(57)【要約】【課題】トナー担持体上に、記録紙ジャム時の未転写トナーやＰセンサーパターン等のような高付着量トナーが残留している場合にはそれに対応した充分なクリーニングが出来るクリーニング装置ならびにこれを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】クリーニング部材上のトナーを静電的に回収する回収部材によっても、トナー担持体からトナーを静電的に吸着しクリーニングを行なう。【選択図】図２
2010014876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー担持体上に残留したトナーをクリーニングするためにトナーの極性とは異なる極性の電圧が印加されたクリーニング部材と、クリーニング部材上のトナーを回収する回収部材を有するクリーニング装置において、回収部材にはクリーニング部材に印加された電圧より高い電圧が印加されるとともに、回収部材がトナー担持体に当接し、クリーニング部材からのトナーとトナー担持体からのトナーが回収部材に移動することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたクリーニング装置において、
クリーニング部材と回収部材のそれぞれへの印加電圧が、クリーニング部材と回収部材とによってトナー担持体上のトナーのクリーニングが行なわれる領域の電圧であって、クリーニング部材または回収部材とトナー担持体との間でトナーの逆付着が生ぜず、かつクリーニング部材から回収部材へトナーの移動が行なわれる電圧であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたクリーニング装置において、
トナー担持体と回収部材との電位差が、クリーニング部材と回収部材との電位差よりも大きいこと特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
クリーニング部材を回収部材よりもトナー担持体の移動方向上流に配置し、クリーニング部材からのトナーが回収部材へ移動し、回収部材に付着したトナーを除去した後にトナー担持体からのトナーが回収部材へ移動することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
回収部材をクリーニング部材よりもトナー担持体の移動方向上流に配置し、トナー担持体からのトナーが回収部材へ移動し、回収部材に付着したトナーを除去した後にクリーニング部材からのトナーが回収部材へ移動することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
回収部材をトナー担持体に当接させるとともに、トナー担持体をはさんで回収部材対向電極を配置したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
クリーニング部材および回収部材に対してトナー担持体移動方向の上流位置に極性制御部材が設けられ、極性制御部材にはクリーニング部材および回収部材の極性と異なる極性の電圧が印加されたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
クリーニング部材がブラシであり、回収部材がローラであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
クリーニング装置内に、トナー担持体から除去されたトナーを回収する遮断空間が形成されたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
クリーニング装置が、トナー担持体に接するクリーニング部材および回収部材を囲むような形状のケースを備えたユニット状に形成されたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
トナー担持体が中間転写ベルトであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
トナー担持体が感光体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれかに記載されたクリーニング装置において、
トナー担持体が記録紙搬送ベルトであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１４】
潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
該潜像担持体上のトナー像を転写体又は記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、画像形成のプロセスにおいてトナーと接する手段に生じた残留トナーを除去するクリーニング装置を有する画像形成装置において、クリーニング装置として、請求項１〜１３のいずれかに記載されたクリーニン
グ装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
潜像担持体と少なくともクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
クリーニング装置として、請求項１〜１３のいずれかに記載されたクリーニング装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニング装置、ならびにこれを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置においては、より高精度および高精細な画像が形成できるように、高解像度を有することが要求され、その達成手段の１つとしてより小粒径トナーを用いる方法があり、また転写率向上のためにトナーの形状を従来の不定形からより球に近い形状の球形トナーが使われるようになってきている。
しかしながら、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、粒径が小さいことや、形状が球形であることから、感光体等に残留する残留トナーのクリーニングが難しく、例えば、ブレードクリーニング方式では、トナーがブレードをすり抜けやすくいためクリーニング不良が発生しやすいという問題があった。
【０００３】
このような課題に対処するため、静電クリーニング方式が提案され用いられている。
静電クリーニング方式は、トナーの極性とは逆極性の電圧が印加されたクリーニング部材により、トナーを静電的に吸着してクリーニングするものである。
この静電クリーニング方式の例としては、特許文献１に記載されているように、トナー本来の極性とは異なる極性のクリ−ニングバイアスが印加され且つ像担持体上の残留トナーが静電的に吸着せしめられるクリーニング部材（クリーニングブラシ）と、このクリーニング部材の上流側に設けられ、像担持体上の残留トナーの少なくともその一部を掻き取り且つトナー本来の極性と同極性の帯電バイアスが印加せしめられたトナー回収部材（導電性ブレード）と、このトナー回収部材を支持すると共に、トナー回収部材（導電性ブレード）で回収されたトナーがクリーニング部材（クリーニングブラシ）に付着することを防止するための支持部とを備えたクリーニング装置がある。
このクリーニング装置は、トナー回収部材とクリーニング部材による構成となっており、トナーは回収部材により掻き取られるとともに帯電され、ブラシ状のクリーニング部材により静電的に吸着されて、クリーニングが行なわれる。
また、特許文献２に記載されているように、感光体表面に接触摺擦するように導電性ブラシを配し、さらに導電性ブラシに接触して回収ローラを配し、導電性ブラシと回収ローラとの両方に電圧を印加したクリーニング装置がある。
このクリーニング装置においてはトナーは、導電性ブラシにより静電的に感光体から除去され、導電性ブラシに吸着されたトナーは導電性ブラシから回収ローラへ静電的に転移される。
特許文献１および特許文献２に記載のものは、静電的な吸着力によりトナーを除去するものであり、ブレードクリーニング方式に比べて小粒径トナーや球形トナーに対しても良好なクリーニング性能が得られる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７１６０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のクリーニング装置は、小粒径トナーや球形トナーに対して適したものであるが、静電的クリーニングによるトナー担持体からのトナーの除去はひとつのクリーニング部材によるものであるため、クリーニング性能には限度があり、記録紙ジャム時の未転写トナーやＰセンサーパターン等のような高付着量トナーが残留している場合にはそれに対応した充分なクリーニングが出来ないという課題があった。
【０００６】
本発明はクリーニング性能を高めて、記録紙ジャム後またはＰセンサーパターン等の高付着量トナーのクリーニングを確実に行い、画像形成が出来なくなる時間を短縮させることができるクリーニング装置、ならびにこれを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴は次の通りである。
本発明のクリーニング装置は、トナー担持体上に残留したトナーをクリーニングするためにトナーの極性とは異なる極性の電圧が印加されたクリーニング部材と、クリーニング部材上のトナーを回収する回収部材を有するクリーニング装置において、回収部材にはクリーニング部材に印加された電圧より高い電圧が印加されるとともに、回収部材がトナー担持体に当接し、クリーニング部材からのトナーとトナー担持体からのトナーが回収部材に移動することを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング部材と回収部材のそれぞれへの印加電圧が、クリーニング部材と回収部材とによってトナー担持体上のトナーのクリーニングが行なわれる領域の電圧であって、クリーニング部材または回収部材とトナー担持体との間でトナーの逆付着が生ぜず、かつクリーニング部材から回収部材へトナーの移動が行なわれる電圧であることを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、トナー担持体と回収部材との電位差が、クリーニング部材と回収部材との電位差よりも大きいこと特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング部材を回収部材よりもトナー担持体の移動方向上流に配置し、クリーニング部材からのトナーが回収部材へ移動し、回収部材に付着したトナーを除去した後にトナー担持体からのトナーが回収部材へ移動することを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、回収部材をクリーニング部材よりもトナー担持体の移動方向上流に配置し、トナー担持体からのトナーが回収部材へ移動し、回収部材に付着したトナーを除去した後にクリーニング部材からのトナーが回収部材へ移動することを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、回収部材をトナー担持体に当接させるとともに、トナー担持体をはさんで回収部材対向電極を配置したことを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング部材および回収部材に対してトナー担持体移動方向の上流位置に極性制御部材が設けられ、極性制御部材にはクリーニング部材および回収部材の極性と異なる極性の電圧が印加されたことを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング部材がブラシであり、回収部材がローラであることを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング装置内に、トナー担持体から除去されたトナーを回収する遮断空間が形成されたことを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、クリーニング装置が、トナー担持体に接するクリーニング部材および回収部材を囲むような形状のケースを備えたユニット状に形成されたことを特徴とする。
本発明のクリーニング装置は、更に、トナー担持体が中間転写ベルト、感光体または紙搬送ベルトであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写体又は記録媒体に転写する転写手段と、転写後の記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、画像形成のプロセスにおいてトナーと接する手段に生じた残留トナーを除去するクリーニング装置を有する画像形成装置において、クリーニング装置として上記いずれかに記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、潜像担持体と少なくともクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、クリーニング装置として上記いずれかに記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、トナー担持体上に残留したトナーを静電的にクリーニングするためのクリーニング部材と、クリーニング部材上のトナーを静電的に回収する回収部材を有するクリーニング装置において、回収部材によっても、トナー担持体からトナーを静電的に吸着しクリーニングを行なうことができ、クリーニング性能が高まるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１と図２に示すように本発明のクリーニング装置を、トナー担持体として中間転写ベルトに適用した場合の実施形態を説明する。
なお、トナー担持体はトナーがその表面に存在するすべてのものを示しており、感光体、中間転写ベルトのようにトナー像が担持されているものの他、転写後の記録媒体を搬送する搬送ベルト等も含むものである。
図１において、１は、中間転写ベルトで、極性制御用対向電極ローラ２と駆動ローラ３の間に張設されている。
中間転写ベルト１の下方には、プロセスカートリッジ４〜７が配置されている。
プロセスカートリッジ４〜７は、内部に感光体ドラム８〜１１と画像形成に必要なプロセス手段である帯電、露光、現像、クリーニングの各装置が配置され一体的に構成されたもので、それぞれ内部に色が異なるトナーを有し感光体ドラム８〜１１上にトナー像の形成を行なうものである。プロセスカートリッジ４〜７が有しているトナーは４がイエロー、５がシアン、６がマゼンダ、７がブラックである。
感光体ドラム８〜１１はそれぞれプロセスカートリッジ４〜７の上部に配置されており、中間転写ベルト１の下側部分の下面に接している。
各感光体ドラム８〜１１が接触する中間転写ベルト１内側の位置には転写のための対向電極ローラ１２〜１５が配置されている。トナー像は感光体８〜１１と中間転写ベルト１との各接触部において順次中間転写ベルト１に転写され、中間転写ベルト１上に各トナー像が重なり合ったカラートナー画像が形成される。
１６は、中間転写ベルト１から記録媒体へトナー像を転写するための２次転写ローラ、１７はＰセンサーパターン検出器である。１８は２次転写後の中間転写ベルト１上の残留トナーを除去するクリーニングユニットである。
【００１１】
図２はクリーニングユニット１８を示している。
図２において、クリーニングユニット１８は、中間転写ベルト１が極性制御用対向電極ローラ２に巻かれる部分を上ケース１９と下ケース２０で囲むように配置されており、内部にクリーニングのための構成が配置されている。
クリーニングユニット１８内には中間転写ベルト1の移動の順序に、入り口シール２１、極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４が配置されている。
極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４にはそれぞれ電源２５〜２７により電圧が印加されており、印加電圧は極性制御ブレード２２には−２．５ｋＶ、クリーニングブラシ２３には＋８００Ｖ、回収ローラ２４には＋１２００Ｖである。
また導電性ブレード３５には電源２８により＋２．２ｋＶが印加されている。
極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３は中間転写ベルト１をはさんで極性制御用対向電極２に対向する位置にあり、回収ローラ２４は中間転写ベルト１をはさんで回収ローラ用対向電極３１に対向する位置にある。
極性制御用対向電極２および回収ローラ用対向電極３１はそれぞれ接地されており、極性制御用対向電極２は１０３Ω・ｃｍの抵抗２ａを有する導電性軸受けを介して接地されている。
【００１２】
入り口シール２１はクリーニングユニット１８の内部を外部と遮断するためのもので、上ケース１９に取り付けられ中間転写ベルト１上に接触しており、取り付け方向は中間転写ベルト１上のトナーを掻き取らないように中間転写ベルト１の移動に順方向となっている。
極性制御ブレード２２は、中間転写ベルト１上のトナーの一部を掻き取るとともに、掻き取られずに残って通過するトナーを一極性に帯電させるものである。
極性制御ブレード２２は、極性制御ブレード用ステ−３０に固定された極性制御ブレードホルダ２９に取り付けられている。
クリーニングブラシ２３は、ブラシ状のもので反時計方向に回転し、中間転写ベルト１上のトナーを機械的に分離させ静電的に吸着してクリーニングを行なうものである。
回収ローラ２４は、クリーニングブラシ２３に当接し、クリーニングブラシ２３に吸着されているトナーを静電的に吸着して回収するとともに、中間転写ベルト１にも当接して中間転写ベルト１上のトナーを静電的に吸着しクリーニングを行なうものである。
そのために、回収ローラ用対向電極３１が、中間転写ベルト１をはさんだ対向する位置に配置されている。
【００１３】
極性制御ブレード用ステー３０にはクリーニングブラシ２３に接触するクリーニングブラシ用散防止シール３２が取り付けられており、これにより、クリーニングブラシ２３と極性制御ブレード用ステー３０の間が遮断されている。
クリーニングブラシ２３には、下方から圧縮バネ３３により上方へ付勢されたステアリン酸亜鉛３４が圧接しており、クリーニングブラシ２３を介して、ステアリン酸亜鉛３４が中間転写ベルト１に塗布される。
ステアリン酸亜鉛３４は滑剤であり、中間転写ベルト１の摩擦係数を下げトナー像の転写率を上げるためのものである。          
回収ローラ２４上のトナーは導電性ブレード３５により掻き落とされて除去される。
導電性ブレード３５は、導電性ブレード用ステ−３７に固定された導電性ブレードホルダ３６に取り付けられている。
【００１４】
クリーニングユニット１８の上ケース１９と下ケース２０以外の部分は、入り口シール２１、極性制御ブレード２２、極性制御ブレードホルダ２９、極性制御ブレード用ステ−３０、クリーニングブラシ用飛散防止シール３２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４、導電性ブレード３５、導電性ブレードホルダ３６および導電性ブレード用ステ−３７により囲まれている。これにより、クリーニングユニット１８内に遮断空間３８が形成され、中間転写ベルト１から除去されたトナーが再び中間転写ベルト１上に付着することを防止している。
【００１５】
３９はこのクリーニングユニット１８の下ケース２０の底面に配置されたトナー排出スクリューで中間転写ベルト１から除去されたトナーを外部へ排出するためにものである。
【００１６】
次に各部材の構成について詳細に説明する。
本実施の形態において、中間転写ベルト１としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられる。
中間転写ベルト１の体積抵抗は１０１１Ω・ｃｍであり、線速は１３８ｍｍ／ｓである。
また、中間転写ベルト１として弾性を有するものも使用可能であり、導電性弾性層の主基材として、シリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等が用いられる。導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶｄＦなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。
これら保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。さらに、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。
【００１７】
極性制御ブレード２２は、板金上に接着された板状のもので、材質は導電性ウレタンゴム、厚みが２．４ｍｍ、突き出し量は７ｍｍである。極性制御ブレード２２の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で６０〜８０、反撥弾性は３０％のものを用いたが、この値以外のものでも可能である。また電気抵抗は１０６〜８Ω・ｃｍである。極性制御ブレード２２は、 中間転写ベルト１とはカウンターで当接し、当接角度は２０度、当接圧は２０ｇ／ｃｍ、対中間転写ベルト１食い込み量は０．８ｍｍである。
【００１８】
クリーニングブラシ２３は、材質は導電性ポリエステル、毛足長さは4ｍｍであり、
対転写ベルト１への食いこみ量は１ｍｍ、回転方向は図２中向かって反時計方向、線速は１３８ｍｍ／ｓ（転写ベルト１と同じ線速）、ブラシ原糸抵抗は１０７Ω・ｃｍ、ブラシ植毛密度は１０万本／inch２、ブラシ形態はブラシ回転方向下流側へ傾斜であり、Φは１４である。
なお、具体的には、クリーニングブラシ２３は中間転写ベルト１とクリーニングブラシ２３の間でのトナーへの電荷注入を低減するため、図３に示すような導電部２３１ａを絶縁層２３１ｂで包んだ芯鞘構造繊維２３１で構成されており、芯鞘構造繊維２３１を中間転写ベルト１回転方向下流側へ傾斜させている。
このようにクリーニングブラシ２３の芯鞘構造繊維２３１を傾斜させることにより、図３に示すように芯鞘構造繊維２３１から導電部２３１ａが露出している切断面とトナーとの接触確率を少なくしトナーへの電荷注入を低減させるようにしている。
【００１９】
回収ローラ２４は、ＳＵＳ芯金にＰＶＤＦチューブ（厚さ１００μｍ）を巻き、その上に絶縁層である表層ＵＶコート層（厚さ５μｍ）を設けたものであり、径はΦ１４ｍｍである。
回収ローラ２０は、回転方向は図２中向かって反時計、方向線速は１３８ｍｍ／ｓである。
なお、金属の芯金にＰＶＤＦチューブを巻き更に表層に絶縁層を設けたのは、クリーニングブラシ２３と回収ローラ２４の間でのトナーへの電荷注入を少なくするためである。
【００２０】
回収ローラ用対抗電極ローラ３１は芯金Φ５ｍｍの外側に１ｍｍの発泡ウレタンゴムを巻いて構成されている（従って外形はΦ７ｍｍ）。発泡ウレタンゴムの体積抵抗値は１０４Ω・ｃｍ以下であり、ローラ硬度はアスカーＣ硬度計で４４度である。
また回収ローラ用対抗電極ローラ３１には、軸受け（図示せず）の両側が３００ｇのスプリングによって回収ローラ２４方向へ加圧されており、単位長さ当り１０ｇ／ｃｍの圧力が回収ローラ２４方向へ加えられている。
【００２１】
導電性ブレード３５は、板金上に接着された板状のもので、材質は導電性ウレタンゴム、厚みが２．８ｍｍ、突き出し量は７ｍｍである。導電性ブレード３５の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で６０〜８０、反撥弾性は３０％のものを用いたが、この値以外のものでも可能である。また電気抵抗は１０６〜８Ω・ｃｍである。
導電性ブレード３５は、 回収ローラ２４とはとカウンターで当接し、当接角度は２０度、当接圧は２０ｇ／ｃｍ、対回収ローラ２４食い込み量は０．６ｍｍである。
【００２２】
入り口シール２１およびクリーニングブラシ用飛散防止シール３２は、 材質は厚さ０．２ｍｍのポリウレタンゴムで、突き出し量は７ｍｍであり、それぞれ中間転写ベル１ト、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４へ接触しており、当接角度は１１度、食い込み量は１ｍｍである。
このような構成において、画像形成装置の操作部（図示せず）のプリントボタンが押されると、画像形成に必要な動作が開始される。
【００２３】
画像形成の動作が開始されると第１図の駆動ローラ３は矢印で示す反時計方向に回転し、中間転写ベルト１は矢印で示す反時計方向に移動する。
各プロセスカートリッジ４〜７においては、画像形成に必要な帯電、潜像形成、現像、クリーニングが開始されて、各感光体ドラム８〜１１上にトナー像が形成され、各感光体ドラム８〜１１と中間転写ベルト１との各接触部分で各トナー像が中間転写ベルト１上に順次転写される。
トナー像は、左端のプロセスカートリッジ４のイエロー、５のシアン、６のマゼンタ、７のブラック３０の順で重ね転写され、２次転写ローラ１６により一括して記録紙に転写され定着部（図示せず）を通過して装置外へ排出される。
２次転写で紙に転写されず中間転写ベルト１上に残ったトナーは中間転写ベルト１の移動によりクリーニングユニット１８まで搬送されてクリーニングされ、再び次の画像形成が開始される。
【００２４】
次に中間転写ベルト１上のトナーのクリーニングについて図２により説明する。
２次転写で紙に転写されずに中間転写ベルト１上に残ったトナーは、中間転写ベルト１の移動により搬送され入り口シール２１を通過する。入り口シール２１は中間転写ベルト１上のトナー像を掻き取らないように配置されているのでこのときには中間転写ベルト上の残留トナーはクリーニングされない。
【００２５】
中間転写ベルト１上のトナーは入り口シール２１を通過した後、極性制御ブレード２２の位置を通過するときにトナーの一部が掻き取られるとともに、掻き取られずに残ったトナーは極性制御ブレード２２を通過する。
極性制御ブレード２２を通過する前の中間転写ベルト１上のトナーは、２次転写を受けて図４のａ（極性制御前）に示すようにトナー帯電量分布（ｑ／ｄ分布）は＋極性のものと−極性のものが混在した状態となっている。
なお、トナー帯電量分布（ｑ／ｄ分布）は細川ミクロン製のＥ−スパートアナライザで計測したもので、帯電量分布を示す図の縦軸が収集した個数に対する比率を、横軸がトナー１個の帯電量を表す。ｑ／ｄ分布が「０」を境に片側に寄っていればより極性制御が出来たことを示すことになる。
【００２６】
極性制御ブレード２２には−２．５ｋＶの電圧が印加されているので、トナーは極性制御ブレード２２を通過するときに電荷注入又は放電により図４のｂ（極性制御後）に示すように−極性に帯電される。
極性制御ブレード２２によって掻き取られたトナーは、遮断空間３８（図２において、極性制御ブレード２２の左側）へ落下し、トナー排出スクリュー３９によりクリーニングユニット１８外へ排出されて収容部（図示せず）に収容される。
【００２７】
極性制御ブレード２２を通過した−極性に帯電されたトナーは、中間転写ベルト１の移動によりクリーニングブラシ２３の位置まで搬送される。
クリーニングブラシ２３は中間転写ベルト１の移動方向と逆方向に回転しており、かつ＋８００Ｖが印加されているので、中間転写ベルト１の表面はクリーニングブラシ２３により摺擦されて、中間転写ベルト１上のトナーは表面から分離するとともに静電的作用によりにクリーニングブラシ２３へ移動される。
【００２８】
中間転写ベルト１からクリーニングブラシ２３に移動されたトナーは、クリーニングブラシ２３の回転により回収ローラ２４との接触位置へ搬送される。
回収ローラ２４はクリーニングブラシ２３と同方向に回転しており、かつ、クリーニングブラシ２３より高い＋１．２ｋＶの電圧が印加されているので、この接触位置においてクリーニングブラシ２３上のトナーは静電的作用により回収ローラ２４上へ移動する。
【００２９】
回収ローラ２４上のトナーは導電性ブレード３５によって掻き取られる。
このように、中間転写ベルト１上のトナーは静電的作用により中間転写ベルト１からクリーニングブラシ２３上に移動されて、中間転写ベルト１のクリーニングが行なわれるが、クリーニングブラシ２３によってクリーニングしきれずに中間転写ベルト１上に残ったまま通過したトナーは回収ローラ２４によりクリーニングされる。
【００３０】
回収ローラ２４は中間転写ベルト１をはさんで回収ローラ対向電極ローラ３１と対向した状態で中間転写ベルト１に当接しており、＋１．２ｋＶの電圧が印加されているので、中間転写ベルト１上に残ったトナーは、中間転写ベルト１から回収ローラ２４に移動する。
このように、クリーニングブラシ２３を通過した中間転写ベルト１上のトナーは回収ローラ２４によりクリーニングされる。
この中間転写ベルト１から回収ローラ２４上へ移動したトナーは、導電性ブレード３５によって掻き取られる。
このように、回収ローラ２４によっても中間転写ベルト１のクリーニングが行なわれる。
【００３１】
ここで、クリーニングブラシ２３および回収ローラ２４への印加電圧について説明する。
図５は、中間転写ベルト１上のトナー付着量が約０．４ｍｇ／ｃｍ２の場合のクリーニングブラシ２３への印加電圧と、クリーニングブラシ２３によるクリーニング後のクリーニング残ＩＤの関係を示しており、横軸がクリーニングブラシ２３への印加電圧、縦軸がクリーニング残ＩＤを示す。
クリーニング残ＩＤは、トナー担持体上のトナーをクリーニングブラシ等によりクリーニングした後の状態を示すものである。
図２等の本実施形態においては、クリーニング残ＩＤは、具体的には、クリーニング後のトナー担持体上のトナーをスコッチテープ（登録商標）でテープ転写して紙上に貼り付け、その反射濃度を分光測色計（アムテック社製Xライト）で測定し、一方スコッチテープのみを紙に貼り付け同様に反射濃度を分光測色計で測定し、トナーを転写したスコッチテープの反射濃度の値からスコッチテープのみの反射濃度の値を引いて得た値である。
【００３２】
クリーニング残ＩＤとトナー個数は相関関係が有り、トナー個数が多いとクリーニング残ＩＤの値は増加する。したがってクリーニング残ＩＤでクリーニング性の判断ができる。
【００３３】
クリーニングブラシ２３によるクリーニングは電位差でトナーを移動させるので、原理的にはクリーニングブラシ２３への印加電圧を高くすれば高くするほどクリーニング性は良くなる。
しかしながら、クリーニングブラシ２３への印加電圧を高くしていくとクリーニングブラシ２３から極性制御用対向電極２へ流れる電流が増加し、それによりトナーへ流れ込む電流が増加する。
トナーへ流れ込む電流が増加すると、トナーはクリーニングブラシ２３の印加電圧極性側へ帯電（これは一般的に電荷注入と考えられている）していき、最後にはトナーの帯電極性はクリーニングブラシへの印加電圧の極性と同じになってしまう。
トナーの帯電極性がクリーニングブラシ２３と同じ極性になると、クリーニングブラシ２３とトナーの間には斥力が働き、その結果トナーは中間転写ベルト１上へ残るか、又はクリーニングブラシ２３が回転して中間転写ベルト１と再度出会う時、再び中間転写ベルト１に付着してしまい（通常「逆付着」という）、結果的にクリーニング残トナーとなる。
図５におけるクリーニングブラシ印加電圧が＋１３００Ｖ以上の範囲が、この領域となる。
本実施形態ではクリーニングブラシ２３への印加電圧は図５に示す最もクリーニング性の良い＋１０００Ｖ近傍ではなく＋８００Ｖにしてある。
この理由は次の通りである。
上記の逆付着は、回収ローラ２４と中間転写ベルト１との間でも同様に生じる。すなわち、回収ローラ２４への印加電圧が＋１３００Ｖ以上になると回収ローラとの間でも逆付着トナーが発生する。そのため、回収ローラ２４への印加電圧は＋１３００Ｖより低くしなければならない。
また、約０．４ｍｇ／ｃｍ２のトナーをクリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へ移動させる為には４００Ｖの電位差が必要である。
そこで、本実施形態においては、回収ローラ２４への印加電圧を＋１２００Ｖとし、クリーニングブラシ２３へは＋８００Ｖの印加電圧としている。
【００３４】
このように、クリーニングブラシ２３と回収ローラ２４それぞれへの印加電圧を、クリーニングブラシ２３と回収ローラ２４とによって中間転写ベルト１のクリーニングが良好に行なわれる領域で、中間転写ベルト１とクリーニングブラシ２３および回収ローラ２４との間でトナーの逆付着が生ぜず、クリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へトナーの回収が行なわれる電圧としている。
印加電圧の設定をこのようにすることにより、回収ローラ２４へはクリーニングブラシ２３からのトナーと中間転写ベルト１からのトナーが移動し、回収ローラ２４によっても中間転写ベルト１のクリーニングが行なわれる。
【００３５】
次に、トナーと同極性の−２．５ｋＶの電圧が印加された極性制御ブレード２２をすり抜けて行くトナーの帯電極性が変わるときの詳細について説明する。
【００３６】
極性制御ブレード２２は、上記のように電気抵抗は１０６〜８Ω・ｃｍ、中間転写ベルト１との当接圧は２０ｇ／ｃｍでカウンター当接で配置されている。
極性制御ブレード２２をすり抜けるトナーの極性は、中間転写ベルト１と極性制御ブレード２２による「摩擦帯電」、「電荷注入」、「放電」等により、図６に示すように、―２．０ｋＶ，−２．５ｋＶ，−３．０ｋＶの印加電圧値にしたがって、転写残トナーの極性状態から、トナーの正規帯電極性である−側にシフトする。
極性制御ブレード２２においては、図７に示すように、先端の当接状態が中間転写ベルト１の回転方向に、Ｌで示す状態からＭで示す状態のように変化するいわゆるステックスリップが発生する。
トナーのすり抜けは、極性制御ブレード２２の先端が図中Ｌ状態になったときに発生する。
【００３７】
すり抜ける途中でトナーが極性制御ブレード２２と中間転写ベルト１との間にはさまれたときに、極性制御ブレード２２に印加された電圧でトナーに電流が流れ込み、トナーは印加電圧側の極性に帯電して極性制御ブレード２２を通過する。
このような状態でトナーの帯電極性が変化するのはトナーへの電荷注入によるものと考えられている。
【００３８】
転写後の中間転写ベルト１表面の電位は転写条件により若干異なるがおよそ−１００Ｖ〜＋１００Ｖの範囲で変化することが確認されている。
極性制御ブレード２２への印加電圧が「−２ｋＶ」の場合には、中間転写ベルト１の表面電位が−１００Ｖであるとすると、電位差が１９００Ｖとなるため放電が始まりその結果、極性制御ブレード２２通過後のトナーのｑ／ｄ分布は−極性側にシフトする。
【００３９】
また、極性制御ブレード２２の中間転写ベルト１への当接位置の前後には、極性制御ブレード２２と転写ベルト１とによって、楔部が入り口と出口の二箇所形成されるが、この楔部に形成される微小ギャップ部の放電によりトナーは印加電圧と同極性に帯電する。
なお、極性制御ブレード２２の入り口側の楔部はトナーを機械的に掻き出すので時間が経過するとトナーで汚れるため、微小ギャップ部の放電は主に出口側の楔部で行われることになる。
【００４０】
このように、極性制御ブレード２２をすり抜けて行くときに、トナーの帯電極性が変化する。
そして、極性が−極性側に揃えられて極性制御ブレード２２を通過したトナーは、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されたクリーニングブラシ２３により静電的に除去される。
なお、極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４、導電性ブレード３５等の各部への印加電圧は、設計上の必要により上記したものと逆極性でも可能である。
【００４１】
次に、中間転写ベルト１上に記録紙ジャム時の未転写トナーやＰセンサーパターン等のような高付着量トナーが残留している場合のクリーニングについて説明する。
【００４２】
クリーニングブラシ２３のクリーニング対象としては、付着量、帯電量がまちまちなトナーが搬送されてくる。具体的な付着量について例を示すと、通常の２次転写残トナーでは付着量約０．０５ｍｇ／ｃｍ２、Ｐセンサーパターントナーでは、付着量約０．６ｍｇ／ｃｍ２、記録紙ジャム後の２次未転写トナーでは、付着量約０．６ｍｇ／ｃｍ２等である。
【００４３】
Ｐセンサーパターントナー像は、１０段の１．５ｃｍ×１．６５ｃｍの四角形状からなるパターンで、例えば１段目が「０．０３ｍｇ／ｃｍ２」で最終段の１０段目が「０．６ｍｇ／ｃｍ２」というように、徐々にトナー付着量が多くなる四角形状で形成されている。
中間転写ベルト１上に形成されたＰセンサーパターンのトナー像は、図１に示すＰセンサーパターン検出器１７で付着量が検出され、その結果が帯電ローラ印加電圧、現像バイアスにフィードバックされて現像後のトナー付着量を一定にするように制御される。
Ｐセンサーパターントナー像形成の実行時には通常の画像形成が一時中断されるため、記録紙への２次転写は行なわれない。したがって、感光体８〜１１から中間転写ベルト１へ１次転写された１次転写後の付着量のトナーが、中間転写ベルト１上に付着したそのままの状態でクリーニングユニット１８へ搬送されてくる。
【００４４】
また、１次転写された後、記録紙ジャムが発生すると、Ｐセンサーパターンと同様な付着量のトナーがクリーニングユニット１８へ搬送されてくる。この記録紙ジャムの場合にはＰセンサーパターンの場合とは異なり、極端な場合には全面ベタとなることがありクリーニングユニット１８へ搬送される総トナー量としては多くなることがある。
【００４５】
このような、多量のトナーが中間転写ベルト１により搬送されてくると、中間転写ベルト１上のトナーはまず極性制御ブレード２２で掻き取られる。
極性制御ブレード２２が新品の場合はほとんどのトナーは極性制御ブレード２２で掻き取られるが、時間が経過すると極性制御ブレード２２は徐々に中間転写ベルト１との当接部が摩耗し、入力してきたトナーは徐々に通過量が多くなる。摩耗が進行して極端な場合はほとんどのトナーが通過してしまう場合がある。
【００４６】
クリーニングブラシ２３にはクリーニングの容量がある。例えば付着量が約０．４ｍｇ／ｃｍ２程度までクリーニングできる容量であるとすると、それ以上だとクリーニングしきれず、中間転写ベルト１上に残ったまま通過してしまう。
つまりこの場合において、上記のＰセンサーパターントナーまたは記録紙ジャム後の２次未転写トナーの場合のように付着量が約０．６ｍｇ／ｃｍ２の場合には、最悪の場合は０．２ｍｇ／ｃｍ２のトナーがクリーニングブラシ２３を通過してしまうことになる。
本実施形態においては、図２に示すように、回収ローラ２４を中間転写ベルト１へ当接させ、回収ローラ２４によっても中間転写ベルト１のクリーニングを行なうように構成しているので、このようなクリーニングブラシ２３を通過したトナーをクリーニングできる。
【００４７】
図２に示す実施形態について具体的に示すと、トナー付着量とクリーニング残ＩＤとの間には、図８に示すように直線関係があり、クリニング残ＩＤが０．０２の場合のトナー付着量は約０．１ｍｇ／ｃｍ２となる。
図５に中間転写ベルト１上のトナー付着量が約０．４ｍｇ／ｃｍ２の場合について示すように、クリーニングブラシ２３への印加電圧が＋８００Ｖのときには、クリーニングブラシ２３通過後のクリーニング残ＩＤは約０．０２でトナー付着量は約０．１ｍｇ／ｃｍ２である。
したがって、上記したように、Ｐセンサーパターントナーやジャム後の２次未転写トナーの場合のように、例えば中間転写ベルト１上のトナー付着量が約０．６ｍｇ／ｃｍ２の場合には、クリーニングブラシ２３通過後は、約０．３ｍｇ／ｃｍ２のトナーが中間転写ベルト１上に残ることになる。
回収ローラ２４へは＋１２００Ｖが印加されクリーニングブラシ２３へは＋８００Ｖが印加されており、両者の電位差は４００Ｖあるので、この電位差により、クリーニングブラシ２３が中間転写ベルト１をクリーニングして吸着した０．３ｍｇ／ｃｍ２のトナーのほとんどは回収ローラ２４へ移動してくる。
この回収ローラ２４上のトナーは、導電性ブレード３５によって掻き取られる。
【００４８】
クリーニングブラシ２３を通過後に中間転写ベルト１上に残った約０．３ｍｇ／ｃｍ２のトナーは、中間転写ベルト１の移動により回収ローラ２４の位置に運ばれる。
回収ローラ２４は中間転写ベルト１に当接しており、＋１２００Ｖの電圧が印加されているので、中間転写ベルト１上に残った約０．３ｍｇ／ｃｍ２のトナーは、中間転写ベルト１から回収ローラ２４に移動し、回収ローラ２４上に付着する。
このように、クリーニングブラシ２３を通過した中間転写ベルト１上のトナーも回収ローラ２４によりクリーニングされる。
【００４９】
回収ローラ２４によって中間転写ベルト１上のトナーがクリーニングされる場合には、回収ローラ２４によって中間転写ベルト１のクリーニングが行なわれた後に、回収ローラ２４はクリーニングブラシ２３と接触することとなる。
その結果、回収ローラ２４上に中間転写ベルト１からのトナーが付着した状態でクリーニングブラシ２３上のトナーが回収ローラ２４上へ移動されるので、クリーニングブラシ２３からのトナー移動は、回収ローラ２４上にトナーが付着していない状態に比較して若干少なくなる。
【００５０】
この場合、回収ローラ２４へ移動しなかったトナーはクリーニングブラシ２３に一時的に保持されることになるが、クリーニングブラシ２３は一時的に０．４ｍｇ／ｃｍ２程度のトナーを保持してもクリーニング性には影響はなく、また上記したトナーの高付着量の状態は、連続的には発生しないので、これによる影響はほとんどない。
また、クリーニングブラシ２３上に一時的に保持されたトナーに対しては、中間転写ベルト１とクリーニングブラシ２３間、またクリーニングブラシ２３と回収ローラ２４間で電流が流れ込み、この状態でトナーがその場所に長く留まると、上記したように印加電圧と同じ極性に反転し中間転写ベルト１へ再度付着する逆付着が生じるが、高付着量のトナーが連続して入ってこなければ、クリーニングブラシ２３上のトナーは短時間のうちに回収ローラ２４へ移動するので、この影響はほとんどない。
【００５１】
このように回収ローラ２４へはクリーニングブラシ２３からのトナーと中間転写ベルト１上のトナーが移動し、この回収ローラ２４上のトナーは、導電性ブレード３５によって掻き取られる。
なお、回収ローラ２４表面では導電性ブレード３５によってトナーが掻き取られるとき回収ローラ２４の表面電位が低下する。その理由は回収ローラ２４表面に付着した電荷を持ったトナーが導電性ブレード３５で掻き落とされるときに剥離放電がおきて回収ローラ２４の高抵抗層あるいは絶縁層に負極性の電荷を与えてしまうか、またはトナー付着により回収ローラ２４表面層に負極性の電荷を与え、導電性ブレード１３でトナーを掻き落としても与えた電荷が残ってしまうためと考えられる。
この表面電位の低下に対処するために、回収ローラ２４表面に接する導電性ブレード３５へは回収ローラ２４に印加している電圧より高い電圧を印加してある。
すなわち、中間転写ベルト１からクリーニングブラシ２３、またクリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へのトナー移動は電位勾配により行なわれているが、上記のように回収ローラ２４表面電位が低下すると回収ローラ２４表面電位はクリーニングブラシ２３の電位に近づくことになり、したがって回収ローラ２４とクリーニングブラシ２３との電位差が小さくなって、クリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へのトナー移動が少なくなる。
クリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へのトナー移動が少なくなるとクリーニングブラシ２３にトナーが溜りクリーニング性が低下してくる。
図２の実施形態においては、高抵抗表層あるいは絶縁層を持つ回収ローラ２４表面と導電性ブレード３５との間に放電開始電圧以上の電位差があるので、回収ローラ２４と導電性ブレード３５との微小ギャップ部での放電と電荷注入により回収ローラ表面２４が帯電しクリーニングブラシ２３との電位差が保たれる。
また、放電、電荷注入による回収ローラ２４表面の帯電が行なわれ、回収ローラ２４表面の電位が上がると放電は徐々に少なくなり、ある電位になると放電しなくなる。
図２においてはこのような印加電圧条件を設定している。
このように図２に示す実施形態においては、回収ローラ２４を中間転写ベルト１に当接させ中間転写ベルト１をはさんで回収ローラ対向電極３１を配置するとともに、回収ローラ２４にクリーニングブラシ２３への印加電圧である８００Ｖよりも高い１２００Ｖの電圧を印加しているので、回収ローラ２４へはクリーニングブラシ２３からのトナーと中間転写ベルト１上のトナーが移動し、回収ローラ２４によっても中間転写ベルト１のクリーニングが行なわれる。
これにより、記録紙ジャム時の未転写トナーやＰセンサーパターン等のような高付着量トナーが中間転写ベルト１上に残留している場合においても、充分なクリーニングが行なえる。
【００５２】
次に、中間転写ベルト１から除去されたトナーについて説明する。
通常、トナー像担持体からクリーニングブレードでトナーを掻き取るときにトナーは舞い上がり飛散状態となることが知られており、極性制御ブレード２２で中間転写ベルト１上のトナーを掻き取るとき、および導電性ブレード３５で回収ローラ２４上のトナーを掻き取るときに飛散状態となる。
極性制御ブレード２２または導電性ブレード３５で掻き取られたトナーは自然落下してトナー排出スクリュー３９のところへ落ちて行き、トナー排出スクリュー３９によりクリーニングユニット１８へ排出されるが、トナー排出スクリュー３９が回転しトナーをクリーニングユニット１８外へ排出するときも同様に、トナーは舞い上がり飛散状態となる。
【００５３】
このように、トナーは特に機械的に除去または移動されるときに舞い上がり飛散状態となって浮遊するが、浮遊トナーは僅かの隙間からでも移動するので、クリーニングブラシ用飛散防止シール３２がない場合には、クリーニングブラシ２３と極性制御ブレード用ステー３０の間の隙間から極性制御ブレード２２通過後の中間転写ベルト１表面に付着する。
トナーは、通常、静電力でトナー像担持体に付着している時は電荷をもっているが一旦引き離されると電荷をなくしてしまい無電荷（無帯電）となる。
したがって、クリーニングブラシ２３と極性制御ブレード用ステー３０の間の隙間から中間転写ベルト１表面に付着したトナーはほとんどが無帯電トナーであり、中間転写ベルト１の移動により、クリーニングブラシ２３の位置に到達するトナーは図９のａ（クリーニングブラシ前）に示すような極性制御された−極性トナーとｂ（無帯電トナー）に示すような無帯電トナーとの２つのピークのｑ／ｐ分布を持ったトナーとなる。
【００５４】
クリーニングブラシ２３は中間転写ベルト１とクリーニングブラシ２３の電位勾配でトナーを移動させるため、無帯電トナーはクリーニングブラシ２３側へは移動せず、クリーニングブラシ２３の位置を通過してしまう。
無帯電トナーは静電力の拘束力がないため中間転写ベルト１への付着力が弱く、したがってクリーニングブラシ２３の機械的な力で若干は中間転写ベルト１から掻き落されるが、無帯電トナーのうちのほとんどはクリーニングブラシ２３の位置を通過しそのまま次の転写工程に入っていく。
【００５５】
中間転写ベルト１上の転写残トナーには各色のトナーが存在しており、次の転写工程ではこれらのクリーニング残トナーの上に次の転写が行われる。その結果、所望される画像情報の色と異なる色や、作像していない所に画像があるいわゆるクリーニング不良が原因の異常画像が、中間転写ベルト１上に形成されることとなる。
そこで図２の極性制御ブレード用ステー３０とクリーニングブラシ２３との隙間をクリーニングブラシ用飛散防止シール３２でふさぐことにより、飛散した浮遊トナーは中間転写ベルト１表面には付着せず、このような異常画像の発生を防止することができる。
【００５６】
回収ローラ２４の構成の他の例について説明する。
回収ローラ２４上のトナーは、導電性ブレード３５を用いて機械的に掻き取っているが、球形トナーの場合には従来と同様に除去が難しいところがある。これに対処するために、回収ローラ２３の構造を次のようにしてもよい。
すなわち、回収ローラ２４はクリーニングブラシ２３に付着したトナーを、クリーニングブラシ２３と回収ローラ２４間の電位勾配によって回収ローラ２４へ転位させる機能を有していればよく、中間転写ベルト1、感光体８〜１１とは異なり材料には制限が少ない。
そこで回収ローラ２４の表面を摩擦係数の低い材料でコーティングしたり、金属ローラに摩擦係数の低いチューブを巻いたりして、回収ローラ２４の表面を摩擦係数を低くすると、球形トナーでも容易に除去できる。
具体的にはフッ素コーティングやＰＶＤＦ、ＰＦＡチューブを巻いた回収ローラ２４にすればよい。
【００５７】
本実施形態において用いられる感光体としては、例えば導電性支持体を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形成されたａ−Ｓｉからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体を用いることができる。なお、形成法としては、なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法のものが好適なものとして用いられている。
【００５８】
図１０はクリーニング装置の第２の実施形態を示す構成図であり、図２に示す第１の実施例の構成とは異なり、クリーニングブラシ２３専用の対向電極としてクリーニングブラシ用対抗電極４０を設けたものである。なお、図１０において図２と同じ構成のものは同じ符号で示している。
極性制御用対向電極２は、クリーニングブラシ用対抗電極４０が設けられたことにより、
極性制御用ブレード２２にのみ対向する位置に配置されている。
クリーニングブラシ用対向電極４０は、Φ７ｍｍの金属ローラで構成されており、接地されている。
図２の実施形態においては、極性制御ブレード２２とクリーニングブラシ２３の対向電極は、同じ極性制御用対向電極２を兼ねて用いている。
この場合、極性制御ブレード２２へ高電圧(−極性)が印加されると、クリーニングブラシ２３から極性制御用対向電極２へ流れ込む電流が増加し、これにより上記したようにトナーへ流れ込む電流が増加してトナーの帯電極性がクリーニングブラシ２３への印加電圧と同じ極性となって、逆付着が増加し、下流のクリーニングブラシ２３または回収ローラ２４によるクリーニング性が悪くなるという状態が生じることがある。
この原因は、極性制御ブレード２２へ高電圧を印加すると、極性制御用対向電極２に接続されている導電性軸受けの抵抗２ａにより、極性制御用対向電極２が電位(−極性)を持ち、結果的にクリーニングブラシ２３と極性制御用対向電極２の電位差が大きくなるためと考えられる。
また、極性制御ブレード２のトナーによる汚れや経時変化によって電流値が変化した場合にも、クリーニングブラシ２３への影響が出てきてクリーニング性が変化する。
したがって、図１０の実施形態のように、クリーニングブラシ２３の対向電極であるクリーニングブラシ用対向電極４０を極性制御ブレード２２の対向電極である極性制御用対向電極２とは別に設けることにより、このような問題が解決され、クリーニング性が良くなる。
【００５９】
図１１は、クリーニングブラシ用対向電極と回収ローラ用対向電極として板状のものを用いた実施形態を示すものである。
図１１において、クリーニングブラシ用対向電極４１と回収ローラ用対向電極４２は板状の湾曲した形状のもので固定して取り付けられており、厚みｔ＝１．５ｍｍの導電性ウレタンゴムで構成され中間転写ベルト１へは腹当りとなっている。
導電性ウレタンゴムの電気抵抗値は１０６〜８Ω・ｃｍ以下で、硬度はアスカーＣ硬度計で６０°〜８０°である。
加圧は、図示していない支持板にスプリングで両側端部から中間転写ベルト１に対して加圧されている。
【００６０】
図１２は、クリーニング装置の第３の実施形態を示す構成図であり、回収ローラ２４がクリーニングブラシ２３の上流に配置されているものである。
なお、図１２において図２または図１０と同じ構成のものは同じ符号で示している。
図１２においては、回収ローラ２４とクリーニングブラシ２３および関連する部材の位置が入れ替わっており、それにともない、トナー排出ガイド４１、出口シール４２が設けられている。
トナー排出ガイド４１は、導電性ブレード３５によって回収ローラ２４から掻きとられたトナーをトナー排出スクリュー３９の方向へ導くためのもので、下ケース１０に取り付けられている。
また、出口シール４２は、クリーニングユニット１８の内部を外部と遮断して、クリーニングブラシ２３からのトナーが中間転写ベルト１上に浮遊することを防止するためのもので、下ケース１０に取り付けられている。
また、回収ローラ用飛散防止シール４３が、クリーニングブラシ用飛散防止シール３２に代わって極性制御ブレード用ステ−３０に取り付けられている。
出口シール４２および回収ローラ用飛散防止シール４３は、入り口シール２１またはクリーニングブラシ用飛散防止シール３２と同じ構成のものである。またトナー排出ガイド４１も同様の材質のものである。
【００６１】
図１２に示す実施形態においては、極性制御ブレード２２を通過した−極性に帯電されたトナーは、中間転写ベルト１の移動により回収ローラ２４との接触位置まで搬送され、この接触位置において中間転写ベルト１上のトナーは静電的作用により回収ローラ２４上へ移動して、回収ローラ２４によるクリーニングが行なわれる。
回収ローラ２４によってクリーニングしきれずに中間転写ベルト１上に残ったまま通過したトナーはクリーニングブラシ２３の位置まで搬送され、クリーニングブラシ２３によりクリーニングされる。
中間転写ベルト１からクリーニングブラシ２３に移動されたトナーは、クリーニングブラシ２３の回転により回収ローラ２４との接触位置へ搬送され、この接触位置において静電的作用により回収ローラ２４上へ移動する。
クリーニングブラシ２３から回収ローラ２４上へ移動したトナーと、中間転写ベルト１から回収ローラ２４上へ移動したトナーは、導電性ブレード３５によって掻き取られる。
【００６２】
図１３は、クリーニング装置の第４の実施形態を示す構成図であり、クリーニングするトナー担持体として感光体ドラムを用いたものである。
図１３において、４６は感光体ドラムであり、この感光体ドラム４６の周面の一部にクリーニングユニット４７が配置されている。
クリーニングユニット４７は感光体ドラム４６の周面の一部をケース４８で囲むように配置されており、内部にクリーニングのための構成が配置されている。
なお、図１３において図２、図１０または図１２と同じ構成のものは同じ符号で示している。
このクリーニングユニット４７のケース４８内には、感光体ドラム４６の回転方向の順序に、入り口シール２１、中間転写ベルト1の移動の順序に、入り口シール２１、極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４が配置されている。
入り口シール２１はケース４８に取り付けられ、極性制御ブレード２２は、極性制御ブレード用ステー３０に固定された極性制御ブレードホルダ２９に取り付けられている。
極性制御ブレード用ステー３０にはクリーニングブラシ２３に接触するクリーニングブラシ用散防止シール３２が取り付けられており、これにより、クリーニングブラシ２３と極性制御ブレード用ステー３０の間が遮断されている。
導電性ブレード３５は、導電性ブレード用ステー３７に固定された導電性ブレードホルダ３６に取り付けられている。
３３は圧縮バネ、３４はステアリン酸亜鉛、２５〜２８は印加する電圧の電源、３９はトナー排出スクリューである。
クリーニングユニット４７のケース４８以外の部分は、入り口シール２１、極性制御ブレード２２、極性制御ブレードホルダ２９、クリーニングブラシ用飛散防止シール３２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４、導電性ブレード３５、導電性ブレードホルダ３６により囲まれており、これにより、クリーニングユニット４７内に遮断空間４９が形成され、感光体ドラム４６から除去されたトナーが再び感光体ドラム４６に付着することを防止している。
【００６３】
なお、図１３に示す実施形態においては、回収ローラ２０は上記のものでもよいが、Φ８ｍｍの芯金の外層に発泡ポリウレタン層を設け、更にその外層にＰＶＤＦチューブ（厚さ１００μｍ）および絶縁層である表層ＵＶコート層（厚さ５μｍ）で構成したものが適している。またこの構成のものは、上記図２、図１０または図１２の実施形態のものにおいても用いることができる。
【００６４】
図１３の実施形態においては、極性制御ブレード２２、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４の対向電極は感光体ドラム４６となるが、感光体ドラム４６は絶縁体であり、これに対応して印加する電圧、流れる電流は異なっており、流れる電流は極端に少なくなる。
図１３の実施形態における印加電圧および電流値の一例を具体的に示すと、極性制御ブレード２２については印加電圧−１．０ｋＶおよび電流値20μA、クリーニングブラシ２３については印加電圧＋３００Ｖおよび電流値３μA、回収ローラ２４については印加電圧＋７００Ｖおよび電流値５μAである。
なお、図２に示す実施形態の場合の一例を示すと、極性制御ブレード２２については印加電圧−２．５ｋＶおよび電流値５０μA、クリーニングブラシ２３については印加電圧＋８００Ｖおよび電流値１８μA、回収ローラ２４については印加電圧＋１２００Ｖおよび電流値２〜５μAである。
また、図１０または図１１に示す実施形態の場合の一例を示すと、極性制御ブレード２２については印加電圧−２．５ｋＶおよび電流値５０μA、クリーニングブラシ２３については印加電圧＋８００Ｖおよび電流値８μA、回収ローラ２４については印加電圧＋１２００Ｖおよび電流値１５μAである。
このような構成において、感光体ドラム４４のクリーニングはクリーニングブラシ２３と、回収ローラ２４とによって行なわれる。
【００６５】
図１４は、本発明のクリーニング装置を１つの感光体、複数の現像装置および中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置に用いた実施形態を示すものである。
図１４において、画像形成装置１００の筐体(図示せず)内に感光体ドラム１０１が配置され、その周囲に、帯電ローラ１０２、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック各色の現像装置１０３〜１０６、中間転写装置１０７、感光体用クリーニングユニット１０８、除電ランプ１０９および遮光板１１０が配置されている。
感光体ドラム１０１の上方にはレーザー光１１１により露光する露光装置（図示せず）が配置され。下方には転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト１１２が配置されている。
感光体用クリーニングユニット１０８は、感光体ドラム１０１のクリーニング行なうもので、図１３に示す実施形態のクリーニング装置４７と同様な構成のものを用いることができる。
中間転写装置１０７は、複数のローラにより張設された中間転写ベルト１１３によりトナー像の転写を行なうもので、感光体ドラム１０１との接触位置において各色のトナー像が感光体ドラム１０１から転写され、各色トナー像が重ね合わせられたカラーのトナー像が２次転写ローラ１１４の位置において記録紙Ｐに転写される。
１１５は中間転写ベルト用クリーニングユニットであり、図２、図１０または図１２に示す実施形態のクリーニングユニット１８と同様な構成のものを用いることができる。なお、１１６は中間転写ベルト用クリーニングユニット１１５の対向電極であり、簡略化して図示している。
【００６６】
図１４に示す画像形成装置１００において画像形成を行なう場合には、感光体ドラム１０１は矢印で示す反時計方向に回転し、帯電ローラ１０２による帯電、レーザ光１１１による潜像形成、各現像装置１０３〜１０６による現像が行なわれ、感光体ドラム101上にトナー像の形成が行なわれる。
この一連のプロセスはイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色ごとに順次行なわれ、各色ごとのトナー像が順次形成される。
感光体ドラム１０１の回転と同時に中間転写ベルト１１３は矢印で示す時計方向に回転し、この各色のトナー像が形成されるごとに、そのトナー像が中間転写ベルト１1３の同じ位置に順次重ね合わせて転写され、カラーのトナー像が形成される。
この中間転写ベルト１１３上のカラートナー像は、搬送ベルト１１２により運ばれてきな記録紙Ｐ上に、２次転写ローラ１１４の位置において転写され、その後、定着されて排紙トレー(図示せず)上に排出される。
感光体１０１の表面に残留した転写残トナーは、感光体用クリーニングユニット１０８により除去され、また、中間転写ベルト１１３の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルト用クリーニングユニット１１５により除去される。
【００６７】
図１５は、本発明のクリーニング装置を画像形成装置の感光体および紙搬送ベルトに用いた実施形態を示すものである。
図１５において、画像形成装置２００の筐体(図示せず)内に感光体ドラム２０１が配置され、その周囲に、帯電ローラ２０２、現像装置２０３、転写ローラ２０４、感光体用クリーニングユニット２０５、除電ランプ２０６および遮光板２０７が配置されている。
２０８は、露光装置（図示せず）から照射されるレーザー光である。
２０９および２１０は給紙カセット（図示せず）から記録紙を搬送するための上レジストローラおよび下レジストローラであり、２１１および２１２は記録紙を感光体ドラム２０１と転写ローラの間の転写領域に案内するガイド板である。
２１３は転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト、２１４は搬送ベルト用クリーニングユニットである。
【００６８】
感光体用クリーニングユニット２０５は、感光体ドラム２０１のクリーニングを行なうもので、図１３に示す実施形態のクリーニング装置４７と同様な構成のものを用いることができる。
搬送ベルト用クリーニングユニット２１４は、図２、図１０または図１２に示す実施形態のクリーニングユニット１８と同様な構成のものを用いることができるし、または極性制御機能を省略する等簡略化して用いることができる。
図１５に示す画像形成装置においては、画像形成を行なう場合には、感光体ドラム１０１は矢印で示す反時計方向に回転し、帯電ローラ２０２による帯電、レーザ光２０８による潜像形成、現像装置２０３による現像が行なわれ、感光体ドラム２０１上にトナー像の形成が行なわれる。
画像形成と同期して給紙カセット（図示せず）から記録紙が、上レジストローラ２０９下レジストローラ２１０により送り出され、ガイド板２１１と２１２の間を通って感光体ドラム２０１と転写ローラの間の転写領域に給紙される。
感光体ドラム２０１上のトナー像は転写領域において記録紙に転写され、転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト２１３により定着装置(図示せず)まで搬送され、定着後に排紙トレー(図示せず)上に排出される。
感光体２０１の表面に残留した転写残トナーは、感光体用クリーニングユニット２０５により除去される。また、搬送ベルト２１３上に付着したトナーは、搬送ベルト用クリーニングユニット２１４により除去される。
【００６９】
搬送ベルト２１３のクリーニングについて説明すると、図１５に示すように構成の場合には、記録紙のジャムが起きると、感光体ドラム２０１上のトナー像が搬送ベルト２１３に転写されてしまい、搬送ベルト２１３が汚れてしまうことがある。また、現像装置内の帯電量の低いトナーやプラスに帯電したトナーが感光体ドラム２０１上の紙間に付着する場合があり、この場合には紙間に付着しているトナーが、搬送ベルト２１３に転写され、搬送ベルト２１３を汚してしまうことがある。
このような理由により、搬送ベルト上にトナーが付着することがあり、付着したトナーは、搬送ベルト用クリーニングユニット１１５により除去される。
【００７０】
図１６は、本発明のクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジの実施形態を示すものである。
図１６において、３０１は感光体ドラム、３０２は帯電ローラ、３０３は現像器、３０４はクリーニングユニットであり、これらが枠体３０５内に一体に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ３００が構成されている。なお、３０６はレーザ光である。
クリーニングユニット３０４としては、図１３に示す実施形態のクリーニング装置４７、と同様な構成のものを用いることができる。
図1に示すプロセスカートリッジ4〜７としてこの図１６に示すプロセスカートリッジ３００を用いてもよい。
図１６では、感光体ドラム３０１及びクリーニングユニット３０４の他のプロセス手段も一体に支持した構成としているが、プロセスカートリッジとして３００は、少なくとも、感光体ドラム３０１及びクリーニングユニット３０４を一体に支持したものであればよい。
【００７１】
以上のように、本実施形態においては、トナー担持体である中間転写ベルト、感光体ドラム、搬送ベルト上に残留したトナーをクリーニングするためにトナーの極性とは異なる極性の電圧が印加されたクリーニング部材であるクリーニングブラシと、このクリーニングブラシ上のトナーを回収する回収部材である回収ローラを有するクリーニング装置において、回収ローラにはクリーニングブラシに印加された電圧より高い電圧が印加されるとともに、回収ローラがトナー担持体である中間転写ベルト等に当接し、クリーニングブラシからのトナーと中間転写ベルト等からのトナーが回収ローラに移動する。
これにより、回収ローラによっても、トナー担持体である中間転写ベルト等のクリーニングが行なわれるので、クリーニング性能が高まる。
【００７２】
また、クリーニングブラシと回収ローラのそれぞれへの印加電圧が、クリーニングブラシと回収ローラとによって中間転写ベルト等のトナーのクリーニングが行なわれる領域の電圧であって、クリーニングブラシまたは回収ローラと中間転写ベルト等との間でトナーの逆付着が生ぜず、かつクリーニングブラシから回収ローラへトナーの移動が行なわれる電圧であることにより、逆付着が生じずに良好なクリーニングが行なえるとともに、トナー回収が良好に行なわれる。
また、中間転写ベルト等と回収ローラとの電位差が、クリーニングブラシと回収ローラとの電位差よりも大きいことにより、回収ローラによる回収機能と、回収ローラによるクリーニングが良好に行なわれる。
【００７３】
また、クリーニングブラシを回収ローラよりも中間転写ベルト等の移動方向上流に配置し、クリーニングブラシからのトナーが回収ローラへ移動し、回収ローラに付着したトナーを除去した後に中間転写ベルト等からのトナーが回収ローラへ移動することにより、クリーニングブラシからのトナーによる影響を受けることが少なく回収ローラによるクリーニングが効果的に行なえる。
また、回収ローラをクリーニングブラシよりも中間転写ベルト等の移動方向上流に配置し、中間転写ベルト等からのトナーが回収ローラへ移動し、回収ローラに付着したトナーを除去した後にクリーニングブラシからのトナーが回収ローラへ移動することにより、クリーニングブラシからの回収ローラによる回収が、中間転写ベルト等からのトナーによる影響を受けることが少なく効果的に行なえる。
また、回収ローラを中間転写ベルト等に当接させるとともに、中間転写ベルト等をはさんで回収ローラ対向電極を配置したことにより、回収ローラと中間転写ベルト等の間に電位勾配を形成することができ、回収ローラによるクリーニングの機能を高めることができる。
また、クリーニングブラシおよび回収ローラに対して中間転写ベルト等の移動方向の上流位置に極性制御部材が設けられ、極性制御部材にはクリーニングブラシおよび回収ローラの極性と異なる極性の電圧が印加されたことにより、トナーが極性制御されるので、クリーニングが良好に行なえる。
【００７４】
また、クリーニング部材がブラシであり、回収部材がローラであることにより、これらによりクリーニング部材によるクリーニングと、回収部材による回収とクリーニングに適した機能が発揮される。
また、クリーニング装置内に、中間転写ベルト等から除去されたトナーを回収する遮断空間が形成されたことにより、回収後の浮遊トナーが中間転写ベルト等に付着することを防ぐことが出来る。
また、クリーニング装置が、中間転写ベルト等に接するクリーニングブラシおよび回収ローラを囲むような形状のケースを備えたユニット状に形成されたことにより、クリーニング装置の取扱いがしやすくなり、また遮断空間の形成の形成が容易となる。
また、トナー担持体が中間転写ベルト、感光体、記録紙搬送ベルトであることにより、クリーニング装置の適用範囲が広がり、クリーニング装置の機能が発揮される。
【００７５】
また、画像形成のプロセスにおいてトナーと接する手段に生じた残留トナーを除去するクリーニング装置を有する画像形成装置にこのクリーニング装置を用いることにより、クリーニング品質がよい画像形成装置を得ることができる。
また、プロセスカートリッジにこのクリーニング装置を用いることにより、クリーニング品質がよいプロセスカートリッジを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のクリーニング装置を複数のプロセスユニットを有するカラー画像形成装置の中間転写ベルトに用いた実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明のクリーニング装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図３】クリーニングブラシの芯鞘構造繊維の斜毛（繊維が軸に対して傾斜している）状態を示す模式図である。
【図４】極性制御ブレード前後のトナー帯電量分布（ｑ／ｄ分布）を示す図である。
【図５】クリーニングブラシ印加電圧とクリーニング残ＩＤの関係を示す図である。
【図６】極性制御ブレード印加電圧と極性制御後のトナー帯電量分布（ｑ／ｄ分布）の関係を示す図である。
【図７】極性制御ブレードのステックスリップの状態を示す図である。
【図８】クリーニング残ＩＤとトナー付着量関係を示す図である。
【図９】無帯電トナーが中間転写ベルト上に付着したときのトナー帯電量分布（ｑ／ｄ分布）を示す図である。
【図１０】本発明のクリーニング装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【図１１】クリーニングブラシ用対向電極と回収ローラ用対向電極として板状のものを用いた実施形態を示す構成図である。
【図１２】本発明のクリーニング装置の第３の実施形態を示す構成図である。
【図１３】本発明のクリーニング装置の第４の実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明のクリーニング装置を１つの感光体、複数の現像装置および中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置に用いた実施形態を示すものである。
【図１５】本発明のクリーニング装置を画像形成装置の感光体および紙搬送ベルトに用いた実施形態を示すものである。
【図１６】本発明のクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジの実施形態を示すものである。
【符号の説明】
【００７７】
１  中間転写ベルト
２  極性制御用対向電極ローラ
２ａ  抵抗
３  駆動ローラ
４〜７  プロセスカートリッジ
８〜１１  感光体ドラム
１２〜１５  対向電極ローラ
１６  ２次転写ローラ
１７  Ｐセンサーパターン検出器
１８  クリーニングユニット
１９  上ケース
２０  下ケース
２１  入り口シール
２２  極性制御ブレード
２３  クリーニングブラシ
２３１  芯鞘構造繊維
２３１ａ  導電部
２３１ｂ  絶縁層
２４  回収ローラ
２５〜２８  電源
２９  極性制御ブレードホルダ
３０  極性制御ブレード用ステ−
３１  回収ローラ用対向電極ローラ
３２  クリーニングブラシ用散防止シール
３３  圧縮バネ
３４  ステアリン酸亜鉛
３５  導電性ブレード
３６  導電性ブレードホルダ
３７  導電性ブレード用ステ−
３８  遮断空間
３９  トナー排出スクリュー  
４０  クリーニングブラシ用対向電極
４２  回収ローラ用対向電極
４３  トナー排出ガイド
４４  出口シール
４５  回収ローラ用飛散防止シール
４６  感光体ドラム
４７  クリーニングユニット
４８  ケース
４９  遮断空間
１００  画像形成装置
１０１  感光体ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３〜１０６  現像装置
１０７  中間転写装置
１０８  感光体用クリーニングユニット
１０９  除電ランプ
１１０  遮光板
１１１  レーザー光
１１２  搬送ベルト１１２
１１３  中間転写ベルト１１３
１１４  ２次転写ローラ
Ｐ  記録紙
１１５  中間転写ベルト用クリーニングユニット
１１６  中間転写ベルト用クリーニングユニットの対向電極
２００  画像形成装置
２０１  感光体ドラム
２０２  帯電ローラ
２０３  現像装置
２０４  転写ローラ
２０５  感光体用クリーニングユニット
２０６  除電ランプ
２０７  遮光板
２０８  レーザー光
２０９  上レジストローラ
２１０  下レジストローラ
２１１、２１２  ガイド板
２１３  搬送ベルト
２１４  搬送ベルト用クリーニングユニット
３００  プロセスカートリッジ
３０１  感光体ドラム
３０２  帯電ローラ
３０３  現像器
３０４  クリーニングユニット
３０５  枠体
３０６  レーザ光
【図１】
2010014876.tif 000003
【図２】
2010014876.tif 000004
【図３】
2010014876.tif 000005
【図４】
2010014876.tif 000006
【図５】
2010014876.tif 000007
【図６】
2010014876.tif 000008
【図７】
2010014876.tif 000009
【図８】
2010014876.tif 000010
【図９】
2010014876.tif 000011
【図１０】
2010014876.tif 000012
【図１１】
2010014876.tif 000013
【図１２】
2010014876.tif 000014
【図１３】
2010014876.tif 000015
【図１４】
2010014876.tif 000016
【図１５】
2010014876.tif 000017
【図１６】
2010014876.tif 000018