(57)【要約】【課題】被清掃体上のトナーを良好にクリーニングすることのできるクリーニング装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】あらかじめ設定した時間ｔ１ごとに、表面電位計２１０で検出した表面電位値を制御部２００に入力し、目標電位Ｖ３と比較され、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を算出する。そして、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を基準電圧Ｖｂに加算してブラシ印加電圧Ｖｂ´を決定し、時間ｔ１から時間ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。ブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替えてから時間ｔ１後、前述と同様にブラシ表面電位を検出し、ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。画像形成が終了し、中間転写ベルト８が停止するまでこの動作を繰りかえし行い、ブラシ表面電位が、目標電位Ｖ３に近づいていくまで、ブラシ軸印加電圧Ｖｂ´の補正を繰り返し行なう。【選択図】図３
2010169762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する被清掃体上の粉体を静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材と、
抵抗表層を有し該クリーニング部材上の粉体を静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材と、
該回収部材表面に摺擦して該回収部材上の粉体を掻き落として除去する除去部材と、
前記クリーニング部材に電圧を印加するクリーニング部材電圧印加手段と、
前記回収部材に電圧を印加する回収部材電圧印加手段と、
を備えたクリーニング装置において、
前記クリーニング部材表面電位を計測する表面電位計測手段と、
該表面電位計測手段の計測結果に基づいて、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御する制御手段とを備えたこと特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
前記表面電位計測手段の計測結果に基づいて、前記クリーニング部材の表面電位が、前記被清掃体上の粉体が静電的に前記クリーニング部材へ移動することのできる電位となるように、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御するよう前記制御手段を構成した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のクリーニング装置において、
装置内の温湿度を検知する温湿度検知手段を設け、
前記表面電位計測手段の計測結果と、前記温湿度検知手段の検知結果とに基づいて、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御するよう前記制御手段を構成したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかのクリーニング装置において、
前記クリーニング部材として、導電性を有する繊維を導電性芯金の外周から直径方向外側へ延びるように植毛されたブラシローラを用いたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかのクリーニング装置において、
前記クリーニング部材の抵抗を１０６［Ω］以上１０８［Ω］以下としたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかのクリーニング装置において、
前記回収部材の抵抗表層の表面抵抗を１０１０［Ω／□］以上と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乃至６いずれかのクリーニング装置において、
前記クリーニング部材よりも前記被清掃体の表面移動方向上流側に、前記被清掃体上の粉体の帯電極性を制御する極性制御部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項７のクリーニング装置において、
前記極性制御部材として、導電性ブレードを用い、
該導電性ブレードを被清掃体表面に当接させたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項７のクリーニング装置において、
前記極性制御部材として、導電性ブラシを用い、
該導電性ブラシを被清掃体表面に当接させたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
像担持体と、
該像担持体を帯電する帯電装置と、
該像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
該像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像装置と、
該像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写装置と、
該像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニング装置として請求項１乃至９の何れかの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１１】
請求項１０の画像形成装置において、
上記像担持体上にトナー像を形成する複数の現像装置を備え、
該像担持体上に形成された複数のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
複数の像担持体と、
該複数の像担持体上にトナー像を形成する現像装置をそれぞれ備え、
複数の像担持体上に形成されたトナー像を重ね合わせて多色画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１乃至１２の何れかの画像形成装置において、
前記転写装置はトナー像を中間転写体を介して被転写材に転写するものであり、
前記中間転写体表面の残トナーをクリーニングする中間転写体クリーニング装置として請求項１乃至９の何れかの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。
【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、および、これを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被清掃体としてトナー像転写後の感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段としては、ゴム製のブレードを感光体に当接させてトナーを除去するブレードクリーニング方式のものが知られている。ブレードクリーニング方式では、ブレードと感光体表面との密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防止するために、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けることがおこなわれている。しかしながら、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けると、ブレードのめくれが発生し、スジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こしてしまい、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難であった。また、長期的には、感光体の表面膜削れを増進させ、感光体寿命を短くさせてしまう。
【０００３】
また、近年、高画質化の要望が高まり、トナーを小粒径化する傾向にある。さらに、トナー製造コスト低減及び転写率向上の要望から、粉砕（不定形）トナーから重合法等により球形に形成された球形トナーを採用する画像形成装置が製品化されている。このような小粒径、球形トナーを用いると、ブレードクリーニング方式ではクリーニング性が粉砕トナーに比べて劣ることが知られている。
【０００４】
小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体の表面膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式として、特許文献１に記載されているような静電ブラシクリーニング方式がある。特許文献１の静電ブラシクリーニング方式は、感光体表面に接触摺擦するように導電性のブラシ繊維を備えるブラシローラを有し、さらにブラシ繊維に接触して回収ローラを配し、回収ローラからゴムブレードからなる清掃手段でトナーを除去する。この際、回収ローラあるいはブラシ繊維と回収ローラとの両方に電圧を印加し、ブラシによる摺擦力に加え静電気力で感光体からトナーを除去するものである。このため、小粒径トナーや球形トナーに対してもクリーニング性能が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記回収ローラとしては、表面に高抵抗層または絶縁層を有するものが好ましい。これは、回収ローラの表面が導電性であると、ブラシローラと回収ローラとの当接部で、回収ローラ表面からブラシローラ上のトナーに電荷注入がおき、帯電量の低いトナーは極性が反転してしまう。極性が反転したトナーは、回収ローラ上へは移動せずブラシローラ上に残ったままになる。ブラシローラ上に残ったトナーは回転で再び像担持体と出会い、像担持体へ再度付着してクリーニング残トナーとなり、像担持体上のクリーニング性を低下させてしまう。このため、回収ローラからトナーへの電荷注入を防止するために、回収ローラ表層を高抵抗または絶縁性としたものが好ましい。
【０００６】
ここで、感光体とブラシローラとが接したときに、ブラシローラから感光体上のトナーへ電荷が注入されトナーの極性が反転するおそれがある。このように感光体上のトナーの極性が反転してしまうと、静電的な力によって感光体上からトナーをブラシローラで除去することができなくなる。また、感光体上からブラシローラにトナーを付着させることができたとしても、その付着したトナーにブラシローラから電荷が注入されトナーの極性が反転する恐れがある。このようにブラシローラに付着したトナーの極性が反転すると、そのトナーが回収ローラによって回収されずブラシローラに留まり続けてしまいクリーニング性が低下する。したがって、高抵抗回収ローラを用いてブラシローラに付着したトナーの極性が反転するのを抑制して、ブラシローラにトナーが留まり続けるのを抑えるだけでは、ブラシローラによって感光体を良好にクリーニングすることができないおそれがある。そのため、高抵抗回収ローラを用いるだけではなく、ブラシローラのブラシ抵抗を高抵抗にして、ブラシローラから感光体上やブラシローラに付着したトナーへ電荷が注入されるのを抑え、トナーの極性が反転するのを抑制することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、ブラシローラのブラシ抵抗を単に高抵抗にしただけでは次のような問題が生じ得る。つまり、ブラシ抵抗が高抵抗になると静電的な力によって感光体を良好にクリーニングするために必要なブラシローラへ印加する電圧が高電圧となる。また、上述したようにブラシローラから回収ローラに静電的な力によってトナーを付着させるためには、ブラシローラに印加した電圧よりも高い電圧を回収ローラに印加する必要がある。そのため、ブラシローラや回収ローラに電圧を印加する電源に高コストな高圧電源が必要となったり、高電圧を印加するためブラシや回収ローラ表面が劣化し易くなったりしてしまう。
そこで、本出願人は、特願２００７−２６２９１８号において、ブラシローラのブラシ抵抗を１０５［Ω］以上１０７［Ω］以下にしたクリーニング装置を提案した。このように、ブラシ抵抗を中抵抗にすることによって、トナーへの電荷注入を抑制し被清掃体のクリーニングを良好に行え、且つ、ブラシローラや回収部材に印加する電圧を低電圧化できる。
【０００８】
また、表面に高抵抗層または絶縁層を有する高抵抗回収ローラを用いた場合、回収ローラの表面電位が経時で低下してしまうことがわかった。
本発明者らは、上記問題について鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、回収ローラに付着したトナーをゴムブレードで除去した後の回収ローラ表面電位を測定すると、回収ローラ表面の単位面積あたりのトナーの付着量が多いほど回収ローラ表面電位が低下することがわかったのである。この理由はまだ明らかになっていないが、回収ローラ表面に付着した電荷を持ったトナーがゴムブレードで掻き落とされるときに剥離放電がおきて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。もしくはトナー付着により回収ローラ表面層に負極性の電荷を与え、ゴムブレードでトナーを掻き落としても与えた電荷が残ってしまうとためと考えられる。
【０００９】
また、回収ローラの表面電位が低下すると、回収ローラに当接しているブラシローラのブラシ電位（以下、ブラシローラの表面電位という）も低下してしまうこともわかった。この理由はまだ明らかになっていないが、本発明者らは、次の３つの原因を考えている。
第１の原因は、以下のとおりである。回収ローラの電位が低下する結果、回収ローラとブラシローラとの電位差が低下し、ブラシローラに付着したブラシローラに印加する電圧の極性と反対の極性のトナーが、回収ローラへ静電的に移動せず、ブラシローラ上に多くのトナーが残留するためである。トナーの極性は、ブラシローラに印加する電圧の極性と反対の極性である。その結果、ブラシローラ上に多くのトナーが残留すると、トナーの極性によってブラシローラの表面電位が低下する。
第２の原因は、以下のとおりである。トナーがブラシローラから回収ローラに移動するときに、トナーとブラシローラとの間で剥離放電が起きてブラシの表面にトナーの帯電極性と同極性の電荷を与えてしまう。もしくは、トナー付着によりブラシ繊維の表面にトナーの帯電極性と同極性の電荷を与えて、回収ローラでトナーを除去した後もブラシ繊維の表面にトナーの帯電極性と同極性の電荷が残ってしまうためである。
第３の原因は、回収ローラ表面に付与された負極性の電荷が、ブラシに移動するためである。
【００１０】
ブラシローラの表面電位が低下すると、感光体とブラシローラとの電位差が低下し、感光体上のトナーを静電的にブラシローラへ移動させることができなくなり、クリーニング不良が生じてしまう。
【００１１】
上述したように、回収ローラの表面電位が低下すると、回収ローラに当接しているブラシローラの表面電位も低下する。回収ローラの表面電位の低下は、回収ローラに対する単位面積あたりのトナーの付着量により変動する。回収ローラの単位面積あたりのトナーの付着量は、形成する画像の画像面積率に影響される。すなわち、画像面積率の高い画像を形成した場合は、多くの転写残トナーが生じることになり、回収ローラに付着するトナー量が多くなる。よって、形成される画像の画像面積率に基づいて、ブラシローラに印加する電圧を変更し、ブラシローラの表面電位の低下を抑制することも考えられる。
【００１２】
しかしながら、本発明者らの実験によって、ブラシローラのブラシ抵抗が大きいほど、回収ローラの表面電位低下時における、ブラシ表面電位の低下が大きいことがわかった。ブラシの抵抗は、ばらつきが大きく、例えば、１０７［Ω］を狙ってブラシローラを成形しても、１０６〜１０８［Ω］の範囲でばらついてしまう。その結果、画像面積率に応じて、ブラシローラに印加する電圧を変更しても、ブラシ抵抗のばらつきによって、ブラシローラと感光体との電位差が大きくなりすぎてしまう場合がある。その結果、感光体上のトナーへの電荷注入が起きて、ブラシローラに静電的に移動させることができない場合が生じる。あるいは、ブラシローラと感光体との電位差が十分回復せず、感光体上のトナーをブラシローラに静電的に移動させることができない場合が生じる。よって、画像面積率に基づいて、ブラシローラに印加する電圧を変更しても、ブラシローラのブラシ抵抗のばらつきによって、良好なクリーニング性が得られない場合があった。
【００１３】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、被清掃体上のトナーを良好にクリーニングすることのできるクリーニング装置および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】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する被清掃体上の粉体を静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材と、抵抗表層を有し該クリーニング部材上の粉体を静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材と、該回収部材表面に摺擦して該回収部材上の粉体を掻き落として除去する除去部材と、前記クリーニング部材に電圧を印加するクリーニング部材電圧印加手段と、前記回収部材に電圧を印加する回収部材電圧印加手段と、を備えたクリーニング装置において、前記クリーニング部材表面電位を計測する表面電位計測手段と、該表面電位計測手段の計測結果に基づいて、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御する制御手段とを備えたこと特徴とするクリーニング装置。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、前記表面電位計測手段の計測結果に基づいて、前記クリーニング部材の表面電位が、前記被清掃体上の粉体が静電的に前記クリーニング部材へ移動することのできる電位となるように、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御するよう前記制御手段を構成した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または２のクリーニング装置において、装置内の温湿度を検知する温湿度検知手段を設け、前記表面電位計測手段の計測結果と、前記温湿度検知手段の検知結果とに基づいて、前記クリーニング部材電圧印加手段を制御するよう前記制御手段を構成した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乃至３いずれかのクリーニング装置において、前記クリーニング部材として、導電性を有する繊維を導電性芯金の外周から直径方向外側へ延びるように植毛されたブラシローラを用いた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１乃至４いずれかのクリーニング装置において、前記クリーニング部材の抵抗を１０６［Ω］以上１０８［Ω］以下とした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１乃至５いずれかのクリーニング装置において、前記回収部材の抵抗表層の表面抵抗を１０１０［Ω／□］以上とした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１乃至６いずれかのクリーニング装置において、前記クリーニング部材よりも前記被清掃体の表面移動方向上流側に、前記被清掃体上の粉体の帯電極性を制御する極性制御部材を有す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７のクリーニング装置において、前記極性制御部材として、導電性ブレードを用い、該導電性ブレードを被清掃体表面に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７のクリーニング装置において、前記極性制御部材として、導電性ブラシを用い、該導電性ブラシを被清掃体表面に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、該像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像装置と、該像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写装置と、該像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング装置として請求項１乃至９の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成する複数の現像装置を備え、該像担持体上に形成された複数のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成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１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、複数の像担持体と、該複数の像担持体上にトナー像を形成する現像装置をそれぞれ備え、複数の像担持体上に形成されたトナー像を重ね合わせて多色画像を形成することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１１乃至１２の何れかの画像形成装置において、前記転写装置はトナー像を中間転写体を介して被転写材に転写するものであり、前記中間転写体表面の残トナーをクリーニングする中間転写体クリーニング装置として請求項１乃至９の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表面電位計測手段が計測したクリーニング部材表面電位に基づいてクリーニング部材電圧印加手段を制御するので、次のような効果を得ることができる。すなわち、表面電位計測手段が計測したクリーニング部材表面電位が、被清掃体上の粉体がクリーニング部材へ静電的に移動させることのできる電位よりも低いときは、クリーニング部材に印加する電圧値を高くして、クリーニング部材表面電位を高めることが可能となる。その結果、クリーニング部材の表面電位の低下を抑制することができ、クリーニング部材と被清掃体の電位差が低下するのを抑制することができる。よって、良好なクリーニング性を維持することができる。また、表面電位計測手段が計測したクリーニング部材表面電位が、被清掃体上の粉体に対して電荷注入が起きない電位より高いときは、クリーニング部材に印加する電圧値が低くなるようクリーニング部材電圧印加手段を制御して、クリーニング部材表面電位を下げることが可能となる。その結果、クリーニング部材の表面電位の上昇を抑制することができ、クリーニング部材と被清掃体との電位差が高くなるのを抑制することができる。これにより、クリーニング部材が被清掃体に付着した粉体を静電的に回収する領域において、粉体への電荷注入を抑制することができ、粉体の極性が反転するのを抑制することができる。その結果、被清掃体上のトナーを良好にクリーニング部材へ静電的に移動させることができる。
さらに、表面電位計測手段が計測したクリーニング部材表面電位に基づいてクリーニング部材電圧印加手段を制御するので、クリーニング部材の抵抗が、狙いの抵抗と異なっていても、確実にクリーニング部材表面電位を、被清掃体上の粉体がクリーニング部材へ静電的に移動することのできる電位に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態に係るプリンタの全体を示す概略構成図。
【図２】画像形成部近傍の拡大概略構成図。
【図３】ベルトクリーニング装置の概略構成図。
【図４】転写後に中間転写ベルト上に残留する転写残トナーの帯電量分布と、そのトナーが極性制御ブレード通過した後のトナーの帯電量分布を示すグラフ。
【図５】極性制御ブレードの環境による電気抵抗変化を示すグラフ。
【図６】導電性ブラシにおけるブラシ繊維の一例を示す断面図である。
【図７】同導電性ブラシのブラシ繊維における他の一例を示す断面図である。
【図８】同導電性ブラシのブラシ繊維における更に他の一例（芯鞘構造）を示す断面図である。
【図９】同導電性ブラシにおける芯鞘構造のブラシ繊維の他の一例を示す断面図である。
【図１０】ベルトクリーニング装置の他の例を示す概略構成図。
【図１１】回収ローラとしてＳＵＳ回収ローラを用いた場合におけるクリーニングブラシの電位とＳＵＳ回収ローラの電位とを調べた結果を示すグラフ。
【図１２】回収ローラとして高抵抗回収ローラを用いた場合におけるクリーニングブラシの電位と高抵抗回収ローラの電位とを調べた結果を示すグラフ。
【図１３】各回収ローラにおける回収ローラ表面とブラシ先端との電位差と、トナー回収率との関係を示すグラフ。
【図１４】各回収ローラにおけるクリーニング残ＩＤと回収ローラ印加電圧との関係を示すグラフ。
【図１５】回収ローラの抵抗測定の様子を説明する図。
【図１６】クリーニングブラシへの印加電圧とクリーニング性の関係を示すグラフ。
【図１７】変形例１のベルトクリーニング装置の概略構成図。
【図１８】変形例２のベルトクリーニング装置の概略構成図。
【図１９】プロセスユニットの概略構成図。
【図２０】１ドラム型のフルカラー画像形成装置の要部構成図。
【図２１】変形例２のベルトクリーニング装置の他の例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
以下、本発明を適用した画像形成装置の第一の実施形態として、電子写真方式のいわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。図１に示すように、このプリンタは、イエロー，マゼンタ，シアン，黒（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）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はドラム状の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをそれぞれ有している。各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの回りには、図２に示すように、それぞれ帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、現像装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体クリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、除電装置（不図示）等を有している。プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。また、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に静電潜像を形成するためにレーザ光による光書き込みをおこなう露光装置７を有している。
【００１８】
なお、本実施形態のプリンタでは、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、一体的に構成され装置本体に脱着可能で寿命到達時に交換されるプロセスカートリッジの形態を成しており、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１９】
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８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８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８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８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８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８の周面に当接し、中間転写ベルト８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。中間転写ベルト８は、多層構造となっており、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなる。
【００２０】
さらに、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８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８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８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。
【００２１】
図１において、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、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに補給する。
【００２２】
次に、上記構成のプリンタの動作について説明する。不図示のスタートスイッチを押すと、中間転写ユニット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８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５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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８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８上に合成カラー画像を形成する。
【００２３】
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８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８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、それぞれの感光体クリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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８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。
【００２４】
また、上記プリンタで使用するトナーとしては、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が３〜６［μｍ］のものが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００２５】
次に、本実施形態の特徴部であるベルトクリーニング装置１０について詳しく説明する。このベルトクリーニング装置１０は、従来ブレードクリーニング方式では困難な小粒径化や球形化の進んだトナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備えた静電クリーニング方式のものである。
【００２６】
ここで、従来のブレードクリーニング方式の問題点について説明する。上述のように、近年、高画質化の要望が高まり、トナーは小粒径化の傾向にある。また、トナー製造コスト低減および転写率向上の要望から粉砕トナーではなく重合法等により球形化トナーを採用する傾向にある。小粒径化や球形化の進んだトナーの使用に伴い、像担持体上に残留したトナーを除去する手段として主に用いられてきたブレードクリーニング方式では、ブレードと像担持体表面の密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防ぐため、ブレードを強い当接圧で押しつけると、ブレードのめくれが発生し、いわゆるスジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こす原因となり、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難である。また、球形トナーでも線圧を極端に高くすれば（具体的には、線圧１００［ｇｆ／ｃｍ］以上）クリーニングできるが、その分クリーニングブレードの磨耗やベルトのキズ等により寿命が極端に短くなる。クリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する時の寿命）約１２０Ｋ枚である。線圧１００［ｇｆ／ｃｍ］の時は、クリーニングブレードの寿命は約２０Ｋ枚程度である。また、転写性が良いとされている球形トナーに対して、ブレードクリーニング性は、粉砕（異型）トナーに対するクリーニング性より劣ることは良く知られていることである。
【００２７】
そこで、本実施形態のプリンタでは静電クリーニング方式のベルトクリーニング装置１０を採用する。図３は、ベルトクリーニング装置１０の概略構成を示す拡大図である。ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト８上からトナーを除去するクリーニング部材としてのクリーニングブラシ５２１と、クリーニングブラシ５２１に付着したトナーを回収する回収部材としての回収ローラ５２２と、回収ローラ５２２に当接して回収したトナーを掻き取ると共に、回収ローラ５２２表面に電荷を付与する回収ブレード５２３と、プリンタ本体に備えられた廃トナータンク（不図示）に回収したトナーを搬送するためのトナー搬送コイル５２４とを備えている。このように、回収ブレード５２３は、回収ローラ５２２表面からトナーを除去する除去部材としての機能と、回収ローラ５２２表面に電荷を付与する電荷供給手段としての機能を兼ね備えている。クリーニングブラシ５２１は、ブラシ回転軸を中心に回転駆動するブラシローラであり、クリーニング部材電圧印加手段たるブラシ用電源５３１よりブラシ回転軸（芯金）を介して電圧を印加する。また、回収ローラ５２２には回収部材電圧印加手段たる回収電源５３２より回転軸（芯金）を介して電圧を印加する。また、回収ブレード５２３は、ブレード用電源５３３より支持基板を介して電圧を印加する。また、クリーニングブラシ５２１が中間転写ベルト８上の転写残トナーを除去する位置に対して中間転写ベルト８の回転方向上流側には、転写残トナーの帯電極性を制御する極性制御部材として、極性制御用電源５３０から電圧が印加された極性制御ブレード５２０を、テンションローラ１４と対向する位置で中間転写ベルト８に当接するよう設けている。
【００２８】
このような構成のベルトクリーニング装置１０では、次の４つの工程で中間転写ベルト８上のトナーを除去する。
１．極性制御ブレード５２０で中間転写ベルト８上のトナーの極性を正規帯電極性（ここでは、負極性）に揃える。
２．クリーニングブラシ５２１にトナーと逆極性（ここでは、正極性）の電圧を印加して、中間転写ベルト８上のトナーを静電的にクリーニングブラシ５２１上に移動させる（図３中の３Ａ）。
３．回収ローラ５２２にクリーニングブラシ５２１と同極性で絶対値が大きい電圧を印加して、クリーニングブラシ５２１上のトナーを回収ローラ５２２に移動させる（図３中の３Ｂ）。
４．回収ブレード５２３で回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。
以下、これらの工程について詳しく説明する。
【００２９】
まず、中間転写ベルト８に付着してベルトクリーニング装置１０との対向部に到達するトナーの帯電量と、極性制御ブレード５２０通過後のトナーの帯電量とについて説明する。転写前の中間転写ベルト８上のトナーは、そのほとんどが負極性に帯電している。転写時には、中間転写ベルト８上のトナーは、２次転写ローラ１９に印加された正極性の転写バイアスにより転写紙に転写するが、転写前から正極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま中間転写ベルト８に付着する。さらに、転写前に負極性に帯電していたトナーでも２次転写ローラ１９に印加された正極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性が正極性側にシフトし、その一部は正極性に反転することがある。
【００３０】
図４（ａ）、（ｂ）は、転写後に中間転写ベルト８上に残留する転写残トナーの帯電量分布と、そのトナーが極性制御ブレード５２０通過した後のトナーの帯電量分布を示すグラフである。なお、帯電量分布はホソカワミクロン製  Ｅ−スパートアナライザ（ＥＳＴ−３）で、トナー１個ずつの電荷量Ｑとそのトナーの粒径ｄを測定したデータをもとに、上記プリンタで作像した時の中間転写ベルト上転写残トナー数百個をサンプリングした時のＱ／ｄ（単位はｆｃ／μｍ）分布を表したものである。図４（ａ）は、正極性のトナーと負極性のトナーとが半分づつの状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＡという）、図４（ｂ）は、正極性のトナーが負極性トナーよりも多い状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＢという）である。また、図４（ｃ）はプロセスコントロール時等の未転写トナーであり、ほとんどが負極性トナーでシャープな分布である。
【００３１】
転写残トナーＡ、転写残トナーＢが中間転写ベルト８の回転により、極性制御ブレード５２０の位置まで達すると、ほとんどのトナーが極性制御ブレード５２０により機械的に掻き落されるが、いわゆるスティックスリップが発生して一部が極性制御ブレード５２０をすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーは、極性制御ブレード５２０から自然に落下しベルトクリーニング装置１０の下方回収部に収容され、トナー搬送コイル部材５２４によって廃トナー回収部（不図示）に回収される。極性制御ブレード５２０へはトナーの帯電極性と同極性（負極性）の電圧が印加されており、トナーがトナー極性制御ブレード５２０をすり抜けて行く際、トナーを正規の帯電極性（負極性）に帯電する。極性制御用電源５３０より−５００［Ｖ］の電圧を印加した極性制御ブレード５２０通過後の、転写残トナーＡ、転写残トナーＢの帯電量分布を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、極性制御ブレード５２０通過前の帯電量分布により、通過後の帯電量分布も異なるが、どちらもほぼ負極性側にすることができる。また、図４（ｃ）の未転写トナーは、ほとんど変化しないか、あるいはやや負極性よりになる。
【００３２】
さらに、トナーが極性制御ブレード５２０をすり抜けて行く際の帯電量変化について、詳細に説明する。
極性制御ブレード５２０は、図３に示すように、支持板金上に板状の導電性弾性体を接着した構成であり、中間転写ベルト８にカウンター方向で当接させる。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、２×１０６［Ω・ｃｍ］〜５×１０７［Ω・ｃｍ］が好ましい。厚みは１〜３［ｍｍ］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８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８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。極性制御ブレード５２０は中間転写ベルト８上のトナーを１００％クリーニングするものでなく、すり抜け量が増減しても問題ない。
本実施形態では、表１にしめす４条件の種類の極性制御ブレード５２０を用いた。詳しくは、電気抵抗が、１０６［Ω・ｃｍ］、１０８［Ω・ｃｍ］、厚み２．４［ｍｍ］、２．８［ｍｍ］、自由長が７［ｍｍ］、９［ｍｍ］、のもので、ＪＩＳ−Ａ硬度計で６０〜８０、ブレード反発弾性係数を４５％とした。また、図５に、表１の４条件の極性制御ブレード５２０の環境による電気抵抗変化を示す。
【表１】
2010169762.tif 000003
【００３３】
このような極性制御ブレード５２０と中間転写ベルト８との間にトナーが挟まれた時、極性制御ブレード５２０に印加された電圧によりトナーに電流が流れ込みトナーは印加電圧と同極性に帯電して極性制御ブレード５２０を通過する。また、中間転写ベルト８と極性制御ブレード５２０とで形成された楔部の入り口と出口の微小ギャップ部の放電あるいは電荷注入により印加電圧と同極性に帯電する。この結果、トナーは図４（ａ）、（ｂ）の「ブレード通過後（電流−４０［μｍ］印加）」に示すような負極性の帯電量分布となる。
【００３４】
また、極性制御部材として、導電性ブラシを用いてもよい。電圧を印加した導電性ブラシと感光体上のトナーが接触すると、電圧値に応じてトナーの帯電量は変化する。その変化量は電圧が大きいほど大きくなる。また、繊維の表層に導電剤が露出しているものほど、その変化量が大きいことも発明者らの実験によりわかっている。これら、トナーの帯電量を変化させている現象は、電位差２００［Ｖ］前後でも発生するため、放電によっておこっている現象以外に、コンデンサーの充電のような回路ができて電荷がトナーにためられている（所謂電荷注入）と考えている。他方、極性制御部材としての導電性ブラシへの印加電圧を放電開始電圧以上にしても、もちろん放電によりトナーの極性制御をおこなうことができるが、あまり高すぎる電圧を印加すると、おそらく空気の絶縁破壊によって生じた両極性のイオンがトナーに付着するためか、逆帯電トナー量が増え、あまり好ましくない。図６から図９は導電性ブラシの起毛の断面図である。図６と図７は絶縁性の繊維に導電剤を分散させて抵抗値を調整したものである。図８や図９は、導電材の周囲を絶縁性繊維が被覆したような芯鞘構造の起毛である。図６や図７に示すように繊維中の導電剤が繊維表層にまで分散したような起毛をもつ導電性ブラシでは、トナーと接触したときに導電剤とトナーとが直接接触する機会が増え、導電剤からトナーに電荷が流れ込みやすく、図８、図９に示す起毛を有する導電性ブラシよりも電荷注入が起きやすい。その結果、図８、図９に示す起毛を有する導電性ブラシよりも、トナーは導電性ブラシに印加されている電圧の極性側に帯電しやすくなり、好ましい。
【００３５】
次に、極性制御ブレード５２０を通過した後のトナーの静電クリーニング動作について説明する。極性制御ブレード５２０により正規の帯電極性である負極性に帯電した転写残トナーは、中間転写ベルト８の回転によりクリーニングブラシ５２１の位置まで移送される。クリーニングブラシ５２１は、ブラシ用電源５３１よりトナーの帯電極性とは逆極性（正極性）の電圧が給電されており、図３中の３Ａで、中間転写ベルト８とクリーニングブラシ５２１表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト８上の負極性に帯電した転写残トナーを静電的に吸着してクリーニングブラシ５２１へ移動させる。
【００３６】
回収ローラ５２２は、クリーニングブラシ５２１に当接するよう設けられ、回収電源５３２よりクリーニングブラシ５２１より更に高い正極性の電圧が印加されており、図３中の３Ｂで、クリーニングブラシ５２１表面電位と回収ローラ５２２表面電位との電位差で形成される電界により、クリーニングブラシ５２１上に移動したトナーを静電的に吸着して回収ローラ５２２上へ移動させる。
【００３７】
回収ブレード５２３は、回収ローラ５２２に当接して設けられ、回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、トナー搬送コイル５２４で機外に排出される又は現像装置５に戻される。また、回収ブレード５２３は、回収ローラ５２２の表面電位を維持するよう回収ローラ５２２表面へ電荷を供給する電荷供給手段としての機能を有しており、ブレード用電源５３３より支持基板を介して、回収ローラ５２２の芯金へ印加されている電圧と同じかさらに高い正極性の電圧が印加されている。これにより、回収ローラ５２２表面電位は安定化する。また、中間転写ベルト８の裏面に当接し、クリーニングブラシ５２１と中間転写ベルト８を挟んで対向するブラシ対向ローラ５０８は表面に中間転写ベルト８の体積抵抗値と同等かそれ以上の体積抵抗値を有する抵抗層を設けてある。この体積抵抗値は絶縁に近いものであると、ブラシ対向ローラ５０８が電極の役割を果たせないため、極端に高抵抗なものは避けなければならない。中間転写ベルト８とクリーニングブラシとの間のクリーニング電界が維持でき、かつクリーニングブラシから中間転写ベルトに流れるブラシ電流が低くなるようにブラシ対向ローラ５０８抵抗層の抵抗値を設定する必要があり、１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］のものが好適である。
また、極性制御ブレード５２０の対向ローラとしての要求される抵抗層の抵抗値と、クリーニングブラシの対向ローラとしての要求される抵抗層の抵抗値とがほぼ同じ値のときは、図１０に示すように、極性制御ブレード５２０の対向ローラであるテンションローラ１４がクリーニングブラシの対向ローラを兼ねるようにしてもよい。図１０に示すように構成することで、部品点数を削減することができ、省スペース化にも貢献することができる。
【００３８】
本実施形態のプリンタで用いたクリーニングブラシ５２１、回収ローラ５２２、回収ブレード５２３の具体的な構成条件は、以下のとおりである
＜クリーニングブラシ５２１の条件＞
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：１×１０７［Ω］（印加電圧１００〜６００［Ｖ］）
ブラシ軸印加電圧：＋１０００［Ｖ］
ブラシ植毛密度：１０［万本／ｉｎｃｈ２］、繊維径約２５〜３５［μｍ］、ブラシ先端の毛倒れ処理あり
ブラシ直径：１６［ｍｍ］
回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１［ｍｍ］
であるが、これに限られない。
但し、ブラシ抵抗は、金属平板に静止状態でブラシローラを全面１[ｍｍ]食い込むように対向させ、１[ＫＶ]電圧を印加したときの電流値を測定して抵抗値を計算したものである。
【００３９】
＜回収ローラ５２２の条件＞
回収ローラ芯金印加電圧：＋１４００［Ｖ］
【００４０】
＜回収ブレード５２３の条件＞
導電性カーボン含有ポリウレタンゴム体積抵抗：１×１０６［Ω・ｃｍ］（２５℃５０％にて測定）
ブレード当接角度：２０°
ブレード厚み：２．８［ｍｍ］
回収ローラへのブレード喰い込み量：０．６［ｍｍ］
回収ブレードへの印加電圧：＋２４００［Ｖ］
【００４１】
回収ローラ５２２は特にトナーの回収率とトナーへの逆極性注入防止のため、表面に高抵抗の抵抗層を有する高抵抗ローラとしている。そのメリットは主にトナーへの逆極性電荷注入が起こりやすい高温高湿度環境で大きい。回収ローラ５２２はＳＵＳの芯金（φ１６［ｍｍ］）の表面にＰＶＤＦを１００［μｍ］の厚みで有し、さらにその表面にアクリル系のＵＶ硬化樹脂層を有するものを用いた。ローラ抵抗は、図１５に示すように、回収ローラ５２２を静止状態で固定し、１０［℃］１５［％］環境下と３２［℃］８０［％］環境下でそれぞれ抵抗層５２２ｂと回転軸（芯金）５２２ａとの間に電圧１０００［Ｖ］印加して電流を測定して算出し、１０１２〜１０１３［Ω・ｃｍ］である。本実施形態で用いた回収ローラ５２２のみならず、導電性芯金に数［μｍ］〜１００［μｍ］程度の高抵抗弾性チューブを被せる、あるいはさらに絶縁コーティングしたものでも同じ性能を得られる。
【００４２】
回収ローラ５２２は表面に高抵抗の抵抗層を有するローラであるほうがＳＵＳ（ステンレス鋼）回収ローラよりもクリーニングブラシ表面と回収ローラ表面との電位差を大きくすることができることを、図１１、図１２を用いて説明する。図１１は、３２［℃］８０［％］環境にて、ＳＵＳ回収ローラを用い、ブラシ軸に５００［Ｖ］を印加して、回収ローラ軸に５５０［Ｖ］〜７００［Ｖ］を印加したときの、ブラシ軸電位、ブラシ先端電位、回収ローラ軸電位、回収ローラ表面電位、（回収ローラ表面電位―ブラシ先端電位の）電位差、を示したものである。また、図１２は、３２［℃］８０［％］環境にて、高抵抗の抵抗層を有するローラ（以下、高抵抗回収ローラという）を用い、ブラシ軸に５００［Ｖ］を印加して、回収ローラ軸に５００［Ｖ］〜８００［Ｖ］を印加したときの、ブラシ軸電位、ブラシ先端電位、回収ローラ軸電位、回収ローラ表面電位、（回収ローラ表面電位―ブラシ先端電位の）電位差、を示したものである。
【００４３】
ＳＵＳ回収ローラを用いると、ブラシ先端電位が回収ローラ表面電位と近づいてしまい、回収ローラ軸印加電圧を上げても、その２部材表面間の電位差が上がらない。
【００４４】
次に、図１３に、ブラシ先端電位と回収ローラ表面電位との電位差を横軸に取り、縦軸に回収率を取ったグラフを示す。ここで、回収率とは、実験的に既知のトナー量（ここでは計算しやすいように単位面積当たりのトナー量［ｍｇ／ｃｍ２］を用いる。）を感光体１上に付着させ、クリーニングブラシ５２１でクリーニング後に回収ローラ５２２に回収されたトナー量（単位面積あたりのトナー量）を測定し、数１で計算したものである。
【数１】
2010169762.tif 000004
【００４５】
ただし、Ｍ／Ａは単位面積当たりのトナー質量［単位：［ｍｇ／ｃｍ２］を計算したものである。
【００４６】
図１３からわかるように、回収ローラ５２２としてＳＵＳ回収ローラを用いたときには回収率が８０［％］どまりなのに対し、高抵抗回収ローラを用いると、回収率が１００［％］以上になるものが存在する。ここで、回収率が１００［％］を超えているのは、トナー入力を１０秒間行なったため、毎回のブラシ・回収ローラ回転で最初の数秒間は１００［％］のトナー回収ができずにブラシにトナーが溜まり、次に溜まったトナーと逐次入力してくるトナーをあわせた量の数十［％］の量を回収ローラ５２２が回収しているため、その回収量が入力量を上回ってしまうことがあるためである。
【００４７】
ここまでの図１１、図１２及び図１３に示す結果をまとめると、ブラシからのトナー回収性をあげようとして回収ローラ軸に印加する電圧を増加させても、ＳＵＳ回収ローラの場合にはトナーの回収性が上がらないが、高抵抗回収ローラを用いて回収ローラ軸に印加する電圧を上げるとブラシ先端と回収ローラ表面との電位差が大きくなり、回収ローラ５２２でのトナー回収性が向上するということがわかる。したがって、トナー回収性を上げるためには、ＳＵＳ回収ローラよりも高抵抗回収ローラのほうが良いことがわかる。
【００４８】
また、図１１と図１２とに示す結果が得られた実験を行った場合における感光体１上のクリーニング性も、回収ローラ５２２として高抵抗回収ローラを用いたほうがＳＵＳ回収ローラを用いるよりも良好となった。その結果を図１４に示す。
【００４９】
なお、図１４における縦軸のクリーニング残ＩＤというのは次のような指標である。「クリーニング残ＩＤ」はクリーニングブラシ５２１によるクリーニング後の中間転写ベルト８上のトナーをスコッチテープでテープ転写し、白紙上に貼り付けそれを分光測色計（Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８）で測定し、一方スコッチテープでテープのみを同じ白紙に貼り付け分光測色計で測定し、トナーとテープと白紙をあわせた反射濃度（ＩＤ：Ｉｍａｇｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）からスコッチテープでテープと白紙をあわせた反射濃度（ＩＤ）の分を引いた値である。ＩＤとトナー個数とは相関関係が有り、トナー個数が多いとＩＤの値は増加する。従ってＩＤでクリーニング性の判断ができる。クリーニング残ＩＤが小さいほどクリーニング性が良いという指標である。
【００５０】
図に示すように、ＳＵＳ回収ローラと比較して高抵抗回収ローラは回収ローラ印加電圧を高くしたときのクリーニング残ＩＤに対しての印加電圧の余裕度が大きく、印加電圧を上げたときでもクリーニング性が良好に維持される。
【００５１】
その理由として、以下のように考えている。負極性トナーに対して、正極性電圧Ｖ１をブラシ軸に印加し、回収ローラ軸に正極性電圧Ｖ２（ここでＶ２＞Ｖ１）を印加した場合、負極性トナーは正極性を帯びたブラシに付着し、ついでクリーニングブラシ５２１よりもより正極性で高電圧な回収ローラ５２２に付着して回収される。ところが、回収ローラ表面が金属（ＳＵＳ鋼）の場合には回収ローラ５２２がブラシ毛及びブラシ付着トナーに接触すると、回収ローラ表面と同電位になるまでブラシ毛及びブラシ付着トナーに電荷を供給しつづけようとする。そのスピードは、ＳＵＳ回収ローラ表面が、ブラシやトナーに電荷を与えてから、電源からまた電荷が供給されて、回収ローラ表面が電源と同電位となるまでのスピード（時間）は、高抵抗回収ローラに比べて速いと推測される。そのため、ＳＵＳ回収ローラのほうが高抵抗回収ローラよりもブラシ付着トナーの極性を反転させ易くなる。トナーの極性が反転するとトナーは正極性となり、同じ正極性でも電圧が低いブラシのほうに付着する。よって、ブラシ中に正極性トナーが存在することになり、中間転写ベルト８の表面電位はブラシ先端の電位よりも負極性側にあるので、ブラシから中間転写ベルト８にトナーが付着してクリーニング不良となってベルトクリーニング装置１０から出力される。これが帯電器汚れなどの不具合を引き起こす。
【００５２】
一方、ローラ表面に１０１０［Ω／□］以上、好ましくは、１０１０［Ω／□］〜１０１３［Ω／□］の高抵抗層を有する高抵抗回収ローラの場合は、ブラシと回収ローラ５２２とに挟まれたトナーが極性反転しにくいので結果的に極性反転トナーによるクリーニング不良が発生しにくい。
【００５３】
以上のように、高温高湿環境においては回収ローラ表面を高抵抗層（１０１０［Ω・ｃｍ］以上）、あるいは絶縁層にした場合に、ブラシと回収ローラ５２２とに挟まれたトナーの極性が反転しにくいというメリットがある。
【００５４】
図１６は、ブラシ抵抗Ｒが、１０５、１０７、１０９［Ω］それぞれのクリーニングブラシ５２１のクリーニング性を調べた結果である。なお、ブラシ抵抗は、金属平板に静止状態でブラシローラを全面１[ｍｍ]食い込むように対向させ、１[ＫＶ]電圧を印加したときの電流値を測定して抵抗値を計算したものである。図１６に示すように、ブラシ抵抗が１０９［Ω］のクリーニングブラシを用いた場合は、ブラシ回転軸（芯金）に１２００［Ｖ］〜１５００［Ｖ］印加しないとクリーニングできないため、ブラシ用電源５３１を高圧電源にする必要がある。また、回収ローラ５２２の回転軸にはブラシ回転軸に印加する電圧よりも高い電圧を印加する必要があり、さらに、回収ブレード５２３には回収ローラ回転軸印加電圧よりも開始電圧を上乗せした電圧を印加する必要がある。その結果、ブラシ用電源５３１、回収電源５３２、ブレード用電源５３３を高コストな高圧電源にする必要が生じる。一方、ブラシ抵抗が１０５［Ω］のクリーニングブラシを用いた場合は、ブラシ抵抗が１０７［Ω］のクリーニングブラシを用いた場合よりも低い電圧で、トナーが正極性に帯電し、中間転写ベルト８に再付着してしまった。このため、ブラシ抵抗が１０５［Ω］のクリーニングブラシは、ブラシ抵抗が１０７［Ω］のクリーニングブラシに比べてクリーニング性の余裕度が小さい。従って、ブラシ抵抗が１０７［Ω］のクリーニングブラシが最も好ましい。しかしながら、ブラシ繊維の生産時のばらつきでブラシ抵抗値が変動することがあり、ブラシ抵抗１０７［Ω］のブラシローラを使用するためにはローラの抵抗を測定し、規格値内に入るものを選別しなくてはならないため、検査のコストアップと歩留まり低下を起こす。発明者らの検討によれば、１０６［Ω］、１０８［Ω］でもクリーニング性に問題がない為使用することはできる。よって、本実施形態では、ブラシ抵抗１０６［Ω］〜１０８［Ω］のクリーニングブラシを用いる。これにより、製造時のコストアップと歩留まり低下を抑制することができるとともに、クリーニング性の余裕度が大きく、各部材（クリーニングブラシ５２１、回収ローラ５２２、回収ブレード５２３）に印加する電圧を低く抑えることができる。
【００５５】
クリーニングブラシ５２１の起毛は、先の図６と図７に示すように母材に導電剤を分散させて抵抗値を調整した導電性ブラシ繊維である。クリーニングブラシ５２１に使用される導電性ブラシ繊維の母材としては、ナイロン、ポリエステル、アクリル等の絶縁材が一般的で何れの材料の場合も同じ効果である。導電剤としてはカーボンがよく用いられる。また、表面に絶縁体、内部に導電材があるような「芯鞘構造」でもよい。芯鞘構造の代表的な繊維は特開平１０−３１０９７４、特開平１０−１３１０３５、特開平０１−２９２１１６、特公平０７−０３３６３７、特公平０７−０３３６０６、特公平０３−０６４６０４に開示されている。
【００５６】
低温低湿（１０［℃］１５［％］）環境におけるブラシ先端電位と中間転写ベルト８上におけるクリーニング残ＩＤとの関係を調べると、ブラシ先端電位が４００［Ｖ］〜１０００［Ｖ］でクリーニング残ＩＤが目標の０．０１以下となり良好であることがわかった。また、高温高湿（３２［℃］８０［％］）では、ブラシ先端電位が３００［Ｖ］〜５００［Ｖ］でクリーニング残ＩＤが目標の０．０１以下となり良好であることがわかった。これは、温湿度条件によって、トナーが保持する帯電量が異なるためである。すなわち、一般に高温高湿環境では、極性制御ブレード通過後のトナーがマイナスに帯電している帯電量が小さい。このため、ブラシからトナーへのプラス側への電荷注入がおきると容易に正極性になりやすい。クリーニングブラシに印加する電圧を高くすると、ブラシからトナーへ電荷注入がおきやすい。その結果、高温高湿環境下においては、電圧値を高くすると、多くのトナーがブラシからの電荷注入によって正極性に反転し、中間転写ベルト８上にトナーが逆戻りしてクリーニング残トナーが増えたと考えられる。そのため高温高湿環境下においては、低温低湿環境下に比べて、クリーニングＩＤが０．１以下になる印加電圧の上限値が低くなるのである。このことから、低温低湿環境でも高温高湿環境でもクリーニング性が良好なブラシ先端電位は４００［Ｖ］〜５００［Ｖ］である。
【００５７】
しかしながら、回収ローラ５２２として高抵抗回収ローラを用いた場合には、低温低湿環境で以下に述べる不具合があることがわかった。
【００５８】
本発明者らは、低温低湿環境（１０［℃］１５［％］）にてクリーニング実験を行なったところ、トナーが高抵抗回収ローラ表面に付着した後、回収ブレード５２３で清掃した後の回収ローラ表面電位を測定すると、回収ローラ表面電位が低下することがわかった。また、同時に回収ローラとの当接部通過後のクリーニングブラシ５２１のブラシ先端電位を、表面電位計を用いて測定したところ、ブラシ先端電位も数百Ｖ単位で変動することがわかった。
【００５９】
トナーを入力しながら回収ローラ表面電位とブラシ先端電位とを表面電位計を用いて１０［ｓ］間測定したところ、両方の電位が低下してしまい電位差が３０［Ｖ］ほどに低下した。一方、トナーを入力しながら回収ローラ表面電位とブラシ先端電位とを表面電位計を用いて２［ｓ］間測定したところ、電位低下がはじまっているものの、まだ電位差は１５０［Ｖ］ほどあった。また、トナーの入力をしないで回収ローラ表面電位とブラシ先端電位とを表面電位計を用いて１０［ｓ］間電位を測定した場合は、数百Ｖ単位の電位の低下はみられなかった。また、このときの入力トナーのＭ／Ａは０．１［ｍｇ／ｃｍ２］、Ｑ／Ｍ（単位質量あたりの電荷量）は−５［μＣ／ｇ］〜−１１［μＣ／ｇ］であった。通常、転写後に中間転写ベルト８上に残留する転写残トナーは、変動はあるものの、およそ０．０２［ｍｇ／ｃｍ２］〜０．０８［ｍｇ／ｃｍ２］と見積もられ、今回の条件はこれを多少上回るように設定した。
【００６０】
ブラシ先端電位変動及び回収ローラ表面電位低下の原因はまだ明らかになっていないが、トナーの有り無しとトナーＭ／Ａの量とに相関があることから、トナーの授受がなんらかの影響を与えていることは確かである。現在は、回収ローラ表面に付着した電荷を持ったトナーが回収ブレード５２３で掻き落とされるときに剥離放電がおきて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ため回収ローラ５２２の表面電位が低下すると考えられる。もしくは、トナー付着により回収ローラ表面層に負極性の電荷を与え、回収ブレード５２３でトナーを掻き落としても回収ローラ表面層に与えられた電荷が残ってしまうため回収ローラ５２２の表面電位が低下するとも考えられる。なお、ブラシ表面電位の低下は、以下の３つの理由が考えられる。第１の理由は、回収ローラ５２２の表面電位が低下する結果、回収ローラ５２２とクリーニングブラシ５２１との電位差が低下し、クリーニングブラシ５２１に付着したトナーが、回収ローラ５２２へ静電的に移動せず、クリーニングブラシ５２１上に多くのトナーが残留する。トナーの極性は、クリーニングブラシ５２１に印加する電圧の極性と反対の極性である。その結果、クリーニングブラシ５２１上に多くのトナーが残留すると、トナーの極性によってクリーニングブラシ５２１の表面電位が低下すると考えられる。第２の理由は、クリーニングブラシ５２１に付着したトナーが回収ローラへ移動する際、剥離放電がおきてブラシ繊維に負極性の電荷を与えてしまったり、トナー付着によりブラシ繊維に負極性の電荷を与えてしまったりする結果、クリーニングブラシ５２１の表面電位が低下すると考えられる。しかし、この第２の理由は、ブラシ抵抗が１０６〜１０８［Ω］の中抵抗であり、ブラシ繊維には多少の電流が流れると考えられるため、ブラシ繊維に負極性の電荷が付与される結果、ブラシ先端電位が大幅に低下するとはあまり考えにくい。第３の理由は、回収ローラ表面に付与された負極性の電荷が、ブラシに移動して、クリーニングブラシ５２１の先端電位が低下すると考えられる。本発明らは、回収ローラ５２２の表面電位が低下すると、クリーニングブラシの先端電位が低下するという結果から、第１の理由、第３の理由がブラシ先端電位を低下させる理由だと考えている。
【００６１】
このように、クリーニングブラシ５２１の表面電位が低下すると、中間転写ベルト８とクリーニングブラシ５２１との電位差が低下して、中間転写ベルト８上のトナーをクリーニングブラシ５２１へ静電的に移動させることができなくなり、クリーニング性が低下してしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、高抵抗回収ローラの表面へ電荷を与えるために、高抵抗回収ローラに当接している回収ブレードに電圧を印加して回収ローラ表面に電荷を付与して、回収ローラ表面電位が低下するのを抑制している。
【００６３】
しかしながら、回収ローラ表面の電荷を付与して回収ローラ表面の電位低下を抑制していても、クリーニングブラシ５２１の電位低下が起こることがあった。また、ブラシ抵抗によってもブラシ先端電位の低下量が異なることがわかった。ブラシ抵抗が１０８［Ω］の高抵抗のクリーニングブラシでは連続使用に伴う、ブラシ先端電位の低下量が大きいことがわかった。その理由については定かではないが、ブラシ抵抗が大きいと、同じ長さの繊維で成形されている場合、抵抗が高い分ブラシ先端の電位降下が大きいためと考えられる。クリーニングブラシ５２１のブラシ抵抗は、ばらつきが大きく、例えば、１０７［Ω］を狙ってブラシローラを成形しても、１０６〜１０８［Ω］の範囲でばらついてしまう。その結果、所定の電圧をブラシローラに印加しても、ブラシ先端電位が、所望の電位になっていないことがある。
【００６４】
そこで、本実施形態のベルトクリーニング装置１０においては、回収ローラ５２２として高抵抗ローラを用い、使用環境が低温低湿から高温高湿まで変動がある可能性があり、量産時にクリーニングブラシ５２１ごとに抵抗ばらつきがあったとしても、クリーニングブラシの先端電位を所望の電位に維持することができるよう、次のような構成を備えている。すなわち、図３に示すように、クリーニングブラシの表面電位を計測する表面電位計測手段たる表面電位計を備えている。制御部は、表面電位計の計測結果に基づいて、ブラシ用電源を制御する。
【００６５】
図３に示すように、回収ローラと接触した後のブラシ先端に軸方向全域に渡って接触するようにブラシ先端から１［ｍｍ］食い込んだ位置に金属板２１３を配置する。本実施形態では、金属板２１３としてステンレスを用いたが、長期にわたって変質、さびが起こらない処理が施されていればこれに限らない。そして金属板２１３と導線により接続して同電位にした別の金属板２１２の表面に表面電位計２１０のプローブ２１１を１ｍｍの間隔をもって設置し、金属板２１２の表面電位を計測する。本実施形態では金属板２１２をブラシ表面電位と同電位とみなし、金属板２１２を表面電位計２１０で計測しているが、ブラシ周囲に表面電位計２１０を配置できる構成になっていれば、ブラシと接触している金属板２１３に１ｍｍの間隔をもってプローブ２１１を設置してもよい。しかしながら、表面電位計２１０のプローブ２１１にトナーが付着すると測定が正確に行われなくなるため、表面電位計２１０はトナーが付着しにくい位置に設置するほうが望ましい。
【００６６】
以下に、ブラシ表面電位を測定してその値に基づいて所望のブラシ表面電位を維持する際の動作を説明する。図３に示すように、画像形成装置内には、ＣＰＵを中心に、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースなどを備えた制御部２００が備えられている。画像形成が始まると、前述の図２を用いた説明のように感光体にトナー像が形成され、ついで中間転写ベルト８上にトナー像が転写され、ついで転写材上にトナー像が転写され、定着装置２０を経てプリントが行われる。中間転写ベルト８の駆動が開始されると、ブラシ回転軸に接続されたブラシ用電源５３１からまず所望の表面電位Ｖ３（以下、目標電位Ｖ３という）と同じ値の電圧Ｖｂ（以下、基準電圧Ｖｂという）を印加すると同時にクリーニングブラシ５２１、回収ローラ５２２も回転を開始する。クリーニングブラシ５２１回転開始以降のブラシ表面電位Ｖ３´が、表面電位計２１０により常時検出される。あらかじめ設定した時間ｔ１ごとに、検出した表面電位値を制御部２００に入力し、目標電位Ｖ３と比較され、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を算出する。そして、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を基準電圧Ｖｂに加算してブラシ印加電圧Ｖｂ´を決定し、時間ｔ１から時間ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。ブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替えてから時間ｔ１後、前述と同様にブラシ表面電位を検出し、ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。画像形成が終了し、中間転写ベルト８が停止するまでこの動作を繰りかえし行い、ブラシ表面電位が、目標電位Ｖ３に近づいていくまで、ブラシ軸印加電圧Ｖｂ´の補正を繰り返し行なう。なお、目標電位Ｖ３は、低温低湿環境でも高温高湿環境でもクリーニング性が良好なブラシ先端電位である４００［Ｖ］〜５００［Ｖ］範囲に設定されている。
【００６７】
これにより、クリーニングブラシ５２１と中間転写ベルト８との電位差を中間転写ベルト８上のトナーがクリーニングブラシ５２１に良好に付着する電位差に維持することができる。その結果、クリーニング性を良好に維持することができる。
【００６８】
次に、クリーニング装置の変形例について、説明する。
【００６９】
［変形例１］
上述したように、低温低湿環境下においては、クリーニング性が良好なブラシ先端電位は、４００［Ｖ］〜１０００［Ｖ］である。よって、上述のように目標電位Ｖ３を４００［Ｖ］〜５００［Ｖ］の間で設定した場合、低温低湿環境下において、クリーニング性の余裕度が小さくなる。よって、低温低湿環境下では、目標電位Ｖ３を７００［Ｖ］程度に設定すれば、クリーニング性の余裕度が大きくなりこのましい。一方、高温高湿環境下においては、クリーニング性が良好なブラシ先端電位は、３００［Ｖ］〜５００［Ｖ］であり、目標電位Ｖ３を４００［Ｖ］程度に設定すれば、クリーニング性の余裕度が大きくなりこのましい。このため、変形例のベルトクリーニング装置１０Ａにおいては、図１７に示すように、ベルトクリーニング装置１０Ａに装置内の温湿度を検知する温湿度検知手段たる温湿度センサ２２０を設けている。また、予めいろいろな温湿度条件下でクリーニングブラシ５２１に入力されるトナーの帯電量を測定して、それぞれの場合について適切なブラシ先端電位を決定し、その決定したブラシ電位が制御部２００のＲＯＭに格納されている。画像形成装置のメインスイッチがＯＮになっている間は常時温湿度センサ２２０で温湿度を検知している。
【００７０】
中間転写ベルト８の駆動が開始されると、まず温湿度センサ２２０の検出値が制御部２００に送られ、検知温湿度に対応する目標電位Ｖ３が選択され、ブラシ用電源からまず選択された目標電位Ｖ３と同じ値の基準電圧Ｖｂをブラシ回転軸に印加する。同時にクリーニングブラシ５２１、回収ローラ５２２も回転を開始する。次にクリーニングブラシ回転開始以降のブラシ先端電位Ｖ３´が表面電位計２１０によって常時検出される。あらかじめ設定した時間ｔ１ごとに、検出した表面電位値を制御部２００に入力し、目標電位Ｖ３と比較され、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を算出する。そして、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を印加電圧Ｖｂに加算してブラシ印加電圧Ｖｂ´を決定し、時間ｔ１から時間ｔ２後にブラシ印加電圧を切り替える。ブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替えてから時間ｔ１後、前述と同様にブラシ表面電位を表面電位計２１０で検出し、ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。画像形成が終了し、中間転写ベルト８が停止するまでこの動作を繰り返し行い、目標電位Ｖ３に近づいていくまで、ブラシ印加電圧Ｖｂ´の補正を繰り返し行う。
【００７１】
画像形成開始後に温湿度センサ２２０で検知した温湿度が変動したら、制御部２００のＲＯＭが持っている温湿度テーブルに基づいて目標電位Ｖ３が変更され、ブラシ表面電位が変更された目標電位Ｖ３になるようにブラシ印加電圧Ｖｂ´が、制御される。
【００７２】
このように、変形例のベルトクリーニング装置１０Ａにおいては、温湿度変動にあわせた最適なブラシ先端電位になるように制御されるので、クリーニング性の余裕度が大きくなり、より安定したクリーニング性を得ることができる。
【００７３】
［変形例２］
図１８は、変形例２のベルトクリーニング装置１０Ｂの概略構成図である。
中間転写ベルト８表面には、極性制御ブレード５２０が常時摺擦しているため、中間転写ベルト８が磨耗してしまう。そのため、この変形例２のベルトクリーニング装置１０Ｂにおいては、中間転写ベルト８表面保護のために、中間転写ベルト８表面に潤滑剤塗布を行うものである。図１８に示すように、潤滑剤を固形化したバー状の固形潤滑剤６０１をクリーニングブラシ５２１に当接させ、回転により潤滑剤を削り取って中間転写ベルト８表面に塗布する。固形潤滑剤６０１は保持部材６０２に保持されており、保持部材６０２には潤滑剤付勢手段である加圧バネ６０３が当接している。固形潤滑剤６０１は、加圧バネ６０３の付勢力によりクリーニングブラシ５２１へ押圧されている。クリーニングブラシ５２１が回転すると、これに当接している固形潤滑剤６０１が摺擦され、これにより削り取られてクリーニングブラシ５２１に付着した潤滑剤が、中間転写ベルト８表面に塗布される。また、中間転写ベルト８表面に塗布した潤滑剤を均して均一にするための均しブレード６０４が、クリーニングブラシ５２１の中間転写ベルト８当接箇所よりも中間転写ベルト８の表面移動方向下流側に設けられている。潤滑剤の塗布がなされた中間転写ベルト８表面は、均しブレード６０４によって潤滑剤が均され、中間転写ベルト８表面上の潤滑剤が緻密な塗布状態となる。
【００７４】
また、クリーニングブラシ５２１とは別に潤滑剤塗布用のブラシを備えてもよい。クリーニングブラシ５２１にはトナーが常時回収されているため、クリーニングブラシ５２１で潤滑剤を塗布するようにした場合、トナーと潤滑剤とが交じり合う。その結果、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーを再度中間転写ベルト８上に付着させるおそれがある。一方、クリーニングブラシ５２１とは別に潤滑剤塗布用のブラシを備えることで、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーを再度中間転写ベルト８上に付着させるという問題を防ぐことができる。
【００７５】
また、図２１に示すように、均しブレード６０４を設けない構成でもよい。
【００７６】
［実施形態２］
次に、第二の実施形態として、上記第一の実施形態のタンデム型中間転写方式のプリンタの感光体１の感光体クリーニング装置４に、本発明を適用したものについて説明する。
【００７７】
感光体クリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えるプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっているため、以下、添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して説明する。図１９は、本実施形態の感光体クリーニング装置４を備えたプロセスユニット６の概略構成図である。感光体クリーニング装置４は、上述のベルトクリーニング装置１０と同様、小粒径化や球形化の進んだトナーでも良好なクリーニング性を備えた静電クリーニング方式のものである。
【００７８】
図１９に示すように、感光体クリーニング装置４は、転写残トナーの極性制御部材としての極性制御ブレード４２０と、クリーニング部材としてのクリーニングブラシ４２１と、クリーニングブラシ４２１に付着したトナーを回収する回収部材としての回収ローラ４２２と、回収ローラ４２２に当接して回収したトナーを掻き取ると共に、回収ローラ４２２表面に電荷を付与する回収ブレード４２３と、プリンタ本体に備えられた廃トナータンク（図示省略）に回収したトナーを搬送するためのトナー搬送コイル４２４とを備えている。このように、回収ブレード４２３は、回収ローラ４２２表面からトナーを除去する除去部材としての機能と、回収ローラ４２２表面に電荷を付与する電荷供給手段としての機能を兼ね備えている。また、極性制御ブレード４２０に電圧を印加する極性制御用電源４３０、クリーニングブラシ４２１に電圧を印加するブラシ用電源４３１、回収ローラ４２２に電圧を印加する回収電源４３２、回収ブレード４２３に電圧を印加するブレード用電源４３３とを備えている。
【００７９】
また、潤滑剤を固形化した固形潤滑剤４４１をクリーニングブラシ４２１に当接させ、回転により潤滑剤を削り取って感光体１表面に塗布する。潤滑剤を固形化したバー状の固形潤滑剤４４１をクリーニングブラシ４２１に当接させ、回転により潤滑剤を削り取って感光体１表面に塗布する。固形潤滑剤４４１は保持部材４４３に保持されており、保持部材４４３には潤滑剤付勢手段である加圧バネ４４２が当接している。固形潤滑剤４４１は、加圧バネ４４２の付勢力によりクリーニングブラシ４２１へ押圧されている。これにより、固形潤滑剤４４１が時間経過とともに小さくなっていっても、加圧バネ４４２の圧により適度にクリーニングブラシ４２１に固形潤滑剤４４１を接触させることができる。また、感光体１表面に塗布した潤滑剤を均して均一にするための均しブレードを備えてもよい。感光体１表面に潤滑剤を塗布することにより、感光体表面の摩擦係数を低下させ、転写残トナーの除去性の向上や、トナーが感光体１表面に固着するいわゆるフィルミングの発生を防止することができる。また、感光体１の表面削れを低減することもできる。
【００８０】
遮蔽部材４４４は厚み２００［μｍ］のウレタンゴムシートを感光体クリーニング装置４のケーシングに貼り付け、クリーニングブラシ４２１に対して喰い込み量１［ｍｍ］になるように配置されている。ケーシングとの貼り代は３［ｍｍ］、突き出し量は７［ｍｍ］である。遮蔽部材４４４の材質はウレタンゴムに限らず、絶縁性・可撓性を有する材質であれば良い。また厚みは、ブラシ回転によって巻き込まれず、またブラシ回転による空気流によって跳ね飛ばされない厚みであれば、２００［μｍ］に限らなくても良い。
【００８１】
この感光体クリーニング装置４においても、ベルトクリーニング装置１０同様に低温低湿環境で回収ローラの表面電位が低下し、クリーニングブラシのブラシ先端電位の低下が発生する。その結果、感光体１とクリーニングブラシ４２１との電位差が低下し感光体上のトナーをクリーニングブラシへ静電的に移動させることができなくなり、クリーニング不良が生じるおそれがある。そこで、この感光体クリーニング装置４においても、ブラシ先端電位を表面電位計４５１で計測し、その計測結果に基づいて、ブラシ用電源４３１を制御する。
【００８２】
以下に、ブラシ表面電位を測定してその値に基づいて所望のブラシ表面電位を維持する際の動作を説明する。感光体１の駆動が開始されると、ブラシ回転軸に接続されたブラシ用電源４３１からまず所望の表面電位Ｖ３（以下、目標電位Ｖ３という）と同じ値の電圧Ｖｂ（以下、基準電圧Ｖｂという）を印加すると同時にクリーニングブラシ４２１、回収ローラ４２２も回転を開始する。クリーニングブラシ４２１回転開始以降のブラシ表面電位Ｖ３´が、表面電位計４５１により常時検出される。あらかじめ設定した時間ｔ１ごとに、検出した表面電位値を制御部２００に入力し、目標電位Ｖ３と比較され、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を算出する。そして、その差（Ｖ３´−Ｖ３）を基準電圧Ｖｂに加算してブラシ印加電圧Ｖｂ´を決定し、時間ｔ１から時間ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。ブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替えてから時間ｔ１後、前述と同様にブラシ表面電位を検出し、ｔ２後にブラシ印加電圧Ｖｂ´を切り替える。画像形成が終了し、感光体１が停止するまでこの動作を繰りかえし行い、理想のブラシ表面電位に近づいていくまで、ブラシ軸印加電圧Ｖｂ´の補正を繰り返し行なう。なお、目標電位Ｖ３は、低温低湿環境でも高温高湿環境でもクリーニング性が良好なブラシ先端電位である。
【００８３】
これにより、クリーニングブラシ４２１と感光体１との電位差を感光体１上のトナーがクリーニングブラシ４２１に良好に付着する電位差に維持することができる。その結果、クリーニング性を良好に維持することができる。
【００８４】
［実施形態３］
次に、第三の実施形態として、一つの像担持体たる感光体と複数の現像手段たる現像ユニットとで多色画像を形成する所謂、１ドラム型のフルカラー画像形成装置に、本発明を適用したものについて説明する。
図２０において、像担持体としての感光体１０１、書き込み光学ユニット、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色に対応した現像ユニット１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５Ｙ，１０５Ｋ、中間転写装置１１０、紙転写ローラ１０３、図示しない定着装置等で構成されている。
【００８５】
上記感光体１０１は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体ベルトクリーニング装置１０４、除電ランプ１０２、帯電器１０６、現像ユニット１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５Ｙ，１０５Ｋが配置され、上記書き込み光学ユニットは、カラースキャナからのカラー画像データを光信号に変換して、原稿の画像に対応した光書き込みを行い、感光体１０１に静電潜像を形成する。
【００８６】
現像ユニット１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５Ｙ，１０５Ｋは、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体１０１の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドルなどで構成されている。各現像装置内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって本例では負極性に帯電され、また、各現像スリーブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳された現像バイアス、又は直流電圧のみの現像バイアスが印加され、現像スリーブが感光体１０１の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００８７】
感光体１０１上には各色のトナー像が順次形成されるが、その形成順序は適宜選択できる。
また、上記中間転写装置１１０は、中間転写ベルト１１１、ベルトクリーニング装置１１３などで構成されている。中間転写ベルト１１１は駆動ローラ１１２、バイアスローラ１１５、クリーニング対向ローラ１１６及び従動ローラ１１４およびその他の従動ローラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御される。
【００８８】
バイアスローラ１１５へ一次転写バイアス電圧が印加されることにより感光体１０１上のトナー像が中間転写ベルト１１１上に一次転写される。
一次転写バイアス電圧は１色目から４色目まで１０００[Ｖ]〜２０００[Ｖ]の間で適宜調整を行い、印加される。
【００８９】
また、このプリンタ７００の各条件は、以下のとおりである。
感光体電位：画像部：−８０〜−１３０[Ｖ]
地肌部：−５００〜−７００[Ｖ]
トナー濃度：各色５〜１０[ｗｔ％]
トナー帯電量（現像器内）：各色−１０〜−２５[μＣ／ｇ]
バイアスローラ：ヒドリンゴムローラにＰＦＥチューブを被覆したもの、体積抵抗率：１０９[Ω・ｃｍ]
中間転写ベルト：カーボン分散のフッ素系樹脂ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）
また、中間転写ベルト１１１の電気抵抗は、体積抵抗率で１０１０[Ω・ｃｍ]、表面抵抗率で１０９[Ω／□]、上記中間転写装置１１０のベルトクリーニング装置１１３には図３で示したベルトクリーニング装置や、図１８、図２１に示すような、クリーニングブラシによって、中間転写ベルト８表面に潤滑剤塗布を行うベルトクリーニング装置を用いる。
【００９０】
また、紙転写ローラ１０３には、ＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧の二次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１１１上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。紙転写ローラ１０３に印加される二次転写バイアスは、３０[μＡ]である。
【００９１】
上記構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体１０１は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト１１１は矢印の時計回りに図示しない駆動モータによって回転される。中間転写ベルト１１１の回転に伴ってＫトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト上に重ねてトナー像が形成される。
【００９２】
上記Ｋトナー像形成は次のように行われる。帯電器１０６は近接ローラ帯電によって感光体１０１を負電荷で約−７００[Ｖ]に一様帯電する。そして、矢印で示す半導体レーザ１０７はＫカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体１０１の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｋ静電潜像が形成される。そして、このＫ静電潜像にＫ現像スリーブ上の負帯電のＫトナーが接触することにより、感光体１０１の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷のない部分、つまり露光された部分にはＫトナーが吸着し、静電潜像と相似なＫトナー像が形成される。そして、感光体１０１上に形成されたＫトナー像は、感光体１０１と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト１１１の表面に、中間転写装置１１０によって以下のようにして転写される（以下、感光体１０１から中間転写ベルト１１１へのトナー像転写をベルト転写という）。
【００９３】
バイアスローラ１１５には図示しない電源によって感光体１０１上のトナーと逆極性、本例ではプラス極性の一次転写バイアスが印加され、このバイアスローラ１１５に巻きかけられた中間転写ベルト部分が感光体１０１の表面に接触し、この状態で中間転写ベルト１１１は図示しないモータにより駆動される駆動ローラ１１２の回転によって図２０に矢印で示した方向に回転する。感光体１０１と中間転写ベルト１１１はその両者の接触部において同じ方向に移動し、しかも等速移動するように制御される。バイアスローラ１１５にはトナーと逆極性の電圧が印加されているので、感光体上のＫトナー像がその感光体１０１と中間転写ベルト１１１との接触部である一次転写領域に至った時、Ｋトナー像は中間転写ベルト１１１の表面に静電的に引かれ中間転写ベルト１１１の表面に一次転写される。
【００９４】
感光体１０１上の若干の未転写残留トナーは、感光体１０１の再使用に備えて感光体ベルトクリーニング装置１０４でクリーニングされる。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【００９５】
感光体ベルトクリーニング装置１０４には、本発明の図１９に示す感光体クリーニング装置４を用いると、良好なクリーニング性を得ることができる。ベルト転写後の感光体１０１の表面は、感光体ベルトクリーニング装置１０４でクリーニングされたあと、除電ランプ１０５で均一に除電される。
【００９６】
上記中間転写ベルト１１１には、感光体１０１に順次形成するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が記録紙に紙転写ローラ１０３により一括転写される。本実施形態の中間転写ベルトのクリーニング装置として図３や図２１に示した中間転写ベルトクリーニング装置１０を用いると、良好なクリーニング性が得られる。
【００９７】
また、上記においては、極性制御ブレード５２０にトナーの帯電極性と同極性（負極性）の電圧を印加して、クリーニングブラシおよび回収ローラにトナーの帯電極性と逆極性（正極性）の電圧を印加しているが、逆でもよい。すなわち、制御ブレード５２０に正極性の電圧を印加して、クリーニングブラシおよび回収ローラに負極性の電圧を印加してもよい。
【００９８】
以上、本実施形態のクリーニング装置によれば、表面移動する被清掃体たる中間転写ベルト８上の粉体たるトナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材たるクリーニングブラシ５２１を備えている。また、抵抗表層を有しクリーニングブラシ上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材たる回収ローラ５２２を備えている。また、回収ローラ表面に摺擦して回収ローラ上のトナーを掻き落として除去する除去部材たる回収ブレード５２３を備えている。また、クリーニングブラシに電圧を印加するクリーニング部材電圧印加手段たるブラシ用電源５３１と、回収ローラに電圧を印加する回収部材電圧印加手段たる回収電源５３２とを備えている。また、クリーニングブラシ５２１表面電位を計測する表面電位計測手段たる表面電位計を備えており、制御手段たる制御部２００は、表面電位計の計測結果に基づいて、ブラシ用電源５３１を制御する。このように構成することで、クリーニングブラシの表面電位が、中間転写ベルト８上のトナーが静電的にクリーニングブラシへ移動することのできる電位となるように、ブラシ用電源５３１を制御することができる。これにより、クリーニングブラシの表面電位を、中間転写ベルト８上のトナーが静電的にクリーニングブラシへ移動することのできる電位に維持することができ、良好なクリーニング性を得ることができる。
【００９９】
また、変形例１のクリーニング装置によれば、表面電位計の計測結果と、温湿度検知手段たる温湿度センサ２２０の検知結果とに基づいて、ブラシ用電源５３１を制御する。このように構成することで、装置の環境変動が生じても、クリーニングブラシの表面電位を、中間転写ベルト８上トナーを除去するのに最適な電位にすることができる。
【０１００】
また、クリーニング部材として、導電性を有する繊維を導電性芯金の外周から直径方向外側へ延びるように植毛されたブラシローラを用いることで、静電転移方式のクリーニングと同時に、ブラシでの掻き取りによる掻き取り方式のクリーニングを行って、クリーニング性能を高めることができる。
【０１０１】
また、ブラシ抵抗を１０６［Ω］以上１０８［Ω］以下としたので、トナーへの電荷注入を抑制し感光体１のクリーニングを良好に行うことができ、且つ、クリーニングブラシ５２１や回収ローラ５２２に印加する電圧を低電圧化でき省エネルギー化や低コスト化が可能となる。
【０１０２】
また、上記表面層の抵抗を１０１０［Ω／□］以上としたので、上述したようにクリーニングブラシ５２１と回収ローラ５２２とに挟まれたトナーの極性が反転するのをより抑制することができる。
【０１０３】
また、クリーニングブラシ５２１よりも上流部に、中間転写ベルト上のトナーの帯電極性を制御する極性制御部材を備える。これにより、中間転写ベルト上のトナーの極性を揃えることができ、良好な静電クリーニングが行える。
【０１０４】
また、極性制御部材として、導電性ブレードを用いることで、簡単な構成で中間転写ベルト上のトナーの極性を揃えることができる。また、導電性ブレードを中間転写ベルトに当接させることで、中間転写ベルト上のトナーを導電性ブレードで掻き落とすことができる。その結果、クリーニングブラシで除去するトナー量を減らすことができる。よって、回収ローラに付着するトナー量を減らすことができ、低温低湿環境下での回収ローラの表面電位の低下を抑制することができる。
【０１０５】
また、極性制御部材として、導電性ブラシを用いてもよい。導電性ブラシを中間転写ベルトに当接させることで、中間転写ベルト上のトナーを導電性ブラシで掻き落とすことができる。その結果、クリーニングブラシで除去するトナー量を減らすことができる。よって、回収ローラに付着するトナー量を減らすことができ、低温低湿環境下での回収ローラの表面電位の低下を抑制することができる。また、ゴム製の導電性ブレードに比べて、磨耗を抑制することができ、長期に亘り性能を維持することができる。
【０１０６】
また、画像形成装置が備える感光体１を清掃するクリーニング装置として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、感光体１上の転写残トナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
【０１０７】
また、実施形態３によれば、１ドラム型のフルカラー画像形成装置である場合の像担持体たる感光体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、感光体１上の転写残トナーを良好にクリーニングすることができる。感光体１上の転写残トナーを良好にクリーニングできることにより、感光体１上の転写残トナーが他の色の現像ユニット１０５内に混入することを防止することができ、混色の発生を防止することができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
【０１０８】
また、実施形態２によれば、タンデム型のフルカラー画像形成装置である場合の像担持体たる感光体上の転写残トナーを除去する感光体クリーニング装置４として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、各感光体１上の転写残トナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
【０１０９】
また、実施形態１によれば、中間転写体である中間転写ベルト８をクリーニングするベルトクリーニング装置１０として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、中間転写ベルト８上の転写残トナーを良好にクリーニングすることができる。中間転写ベルト８上の転写残トナーを良好にクリーニングできることにより、中間転写ベルト８上の転写残トナーが他の色の感光体１に付着することを防止することができ、混色の発生を防止することができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１０１：感光体
４，１０４：感光体クリーニング装置
８，１１１：中間転写ベルト
１０，１１３：ベルトクリーニング装置
２１０，４５１：表面電位計
２１１：プローブ
２２０：温湿度センサ
４２０，５２０：極性制御ブレード
４２１，５２１：クリーニングブラシ
４２２，５２２：回収ローラ
４２３，５２３：回収ブレード
４３０，５３０：極性制御用電源
４３１，５３１：ブラシ用電源
４３２，５３２：回収電源
４３３，５３３：ブレード用電源
４４１，６０１：固形潤滑剤
４４２，６０３：加圧バネ
４４３，６０２：保持部材
４４４：遮蔽部材
６０４：均しブレード
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１１】
【特許文献１】特開２００５−２６５９０７号公報
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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