(57)【要約】【課題】回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が大きくなることに起因するブレード巻き込みやブレードめくれの不具合を防止することができるクリーニング装置、並びにこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体クリーニング装置５は、被清掃体である感光体１の表面上から回収した転写残トナーを表面に担持する回収表面移動体である回収ローラ２４と、回収ローラ２４上のトナーを除去する回収ブレード２６と、駆動源である駆動モータからの駆動を回収ローラ２４に伝達する駆動伝達手段である駆動伝達部とを有し、駆動伝達部５０を構成する一つの駆動伝達部材である回収ローラギヤ３３に所定の値以上の駆動負荷である回転トルクが加わったときに回収ローラ２４への駆動の伝達を遮断して回収ローラ２４の表面移動を停止させる表面移動停止手段であるトルクリミッタ３４を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する被清掃体の表面上から回収した付着物を表面に担持して表面移動する回収表面移動体と、
該回収表面移動体の表面に接触し、摺擦することにより該回収表面移動体上の付着物を除去する回収ブレードと、
該回収表面移動体に対して駆動源からの駆動を伝達する駆動伝達手段とを有するクリーニング装置において、
上記駆動伝達手段を構成する少なくとも一つの駆動伝達部材に所定の値以上の駆動負荷が加わったときに上記回収表面移動体の表面移動を停止させる表面移動停止手段を備え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のクリーニング装置において、
回転しながら上記被清掃体表面に接触し、該被清掃体表面上の付着物を静電的に除去するブラシローラを備え、
上記回収表面移動体は該ブラシローラが該像担持体表面上から除去して該ブラシローラに付着したトナーを該ブラシローラから静電的に回収することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２のクリーニング装置において、
上記駆動源は回転することにより駆動を伝達する駆動源回転駆動伝達部材を備え、
上記回収表面移動体及び上記ブラシローラは該駆動源回転駆動伝達部材を介して該駆動源からの駆動が伝達される構成であり、
該駆動源は、該駆動源回転駆動伝達部材に対して画像形成時の該回収表面移動体の表面移動の駆動を伝達するような回転方向（以下、正転方向と呼ぶ）と、正転方向とは逆の回転方向（以下、逆転方向と呼ぶ）との両方の回転方向の回転駆動を伝達可能であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項３のクリーニング装置において、
上記駆動源回転駆動伝達部材から上記ブラシローラへの駆動を伝達するブラシ駆動伝達手段は、該駆動源回転駆動伝達部材が正転方向に回転する場合のみ、該ブラシローラへ回転駆動を伝達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２、３または４のクリーニング装置において、
上記ブラシローラに対して固形潤滑剤を当接し、該ブラシローラを介して上記被清掃体の表面及び上記回収表面移動体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備え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、２、３、４または５のクリーニング装置において、
上記被清掃体の表面に接触し、摺擦することにより該被清掃体上の付着物を除去する摺擦クリーニング部材を有する第一クリーニング手段と、
該摺擦クリーニング部材が接触する位置に対して該被清掃体の表面移動方向下流側に配置され、該被清掃体上に残留する付着物を除去する第二クリーニング手段とを有し、
該第二クリーニング手段が上記回収表面移動体と上記回収ブレードとを備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項６のクリーニング装置において、
上記摺擦クリーニング部材は、所定電極の電圧が印加された導電性ブレードであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、
上記表面移動停止手段は、回転することによって上記回収表面移動体が表面移動する駆動を伝達する上記駆動伝達部材としての駆動伝達軸に設けられ、該駆動伝達軸に所定の値以上の駆動負荷としての回転トルクが加ったときに駆動伝達軸への駆動の伝達を停止するトルクリミッタであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
表面移動する像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
該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、
転写後の該像担持体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７または８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１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記画像形成手段がトナー像の形成に用いるトナーが、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０の範囲で、トナー平均粒径が６［μｍ］以下の範囲となるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９または１０の画像形成装置において、
上記像担持体は他のトナー像担持体上に形成されたトナー像を一次転写され、一次転写されたトナー像を転写体又は記録媒体に二次転写する中間転写体であり、
上記クリーニング装置は、二次転写後の該中間転写体の表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９または１０の画像形成装置において、
上記像担持体は潜像形成手段によって表面に潜像が形成され、現像手段によって表面上の潜像にトナーが供給されることによってトナー像が形成される潜像担持体であり、
上記クリーニング装置は、トナー像が転写体又は記録媒体に転写された後の該潜像担持体の表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段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、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、並びに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、潜像担持体である感光体や中間転写体等の像担持体の表面にトナー像転写後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像担持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、ブレードと像担持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像担持体に押し付けること考えられる。しかしながら、ブレードをあまり強い当接圧で像担持体に押し付けると、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、像担持体の表面膜削れを増進させ、像担持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クリーニング装置がある。特許文献１に記載のクリーニング装置は、ブレードの摺擦によってトナーを像担持体から除去するブレードクリーニング方式と、静電的にトナーを像担持体から除去する静電クリーニング方式とを組み合わせたものである。詳しくは、ブレードクリーニング方式を用いた第一クリーニング手段として、電圧が印加された導電性ブレードを像担持体に接触させて、摺擦することにより像担持体上のトナーを除去する構成を有する。さらに、静電クリーニング方式を用いた第二クリーニング手段として、第一クリーニング手段の下流側に配置され、導電性ブレードとは逆極性の電圧が印加されたブラシローラを像担持体に接触するように回転させることで像担持体上のトナーを静電的に除去する構成を有する。
【０００５】
このような特許文献１に記載のクリーニング装置では、第一クリーニング手段の導電性ブレードによって転写残トナーのほとんどが除去されるが、少量の転写残トナーが第一クリーニング手段の導電性ブレードと像担持体との当接位置をすり抜ける。この当接位置をトナーがすり抜けるときに、当接位置をすり抜けるトナーの帯電極性は、電圧が印加された導電性ブレードと像担持体表面との間で生じる放電によって導電性ブレードに印加された電圧と同極性側に揃えられる。そして、帯電極性が揃えられたトナーは逆極性の電圧が印加されたブラシローラによって静電的に除去される。
【０００６】
一般的に、転写残トナーの帯電極性分布は広がっており、一方の極性の電圧が印加されたクリーニング部材のみでは除去することはできない。これに対して、特許文献１に記載のクリーニング装置では、放電によってトナーの帯電極性が一方の極性に揃えられているため、逆極性の電圧が印加されたブラシローラで除去することが出来る。
また、ジャム時など大量の転写残トナーがクリーニング位置に入力した場合、静電クリーニング方式のみでは除去能力が追いつかず、クリーニング不良となってしまう。これに対して、特許文献１に記載のクリーニング装置では、導電性ブレードによって転写残トナーのほとんどが除去され、残った少量のトナーを静電クリーニング方式で除去するため大量の転写残トナーが入力した場合であっても、クリーニング不良となることを防止できる。
さらに、ブレードクリーニング方式のみで全ての転写残トナーを除去しようとすると、ブレードを非常に大きな当接圧で像担持体に接触させる必要があるため、ブレードのめくれや像担持体の表面膜削れといった不具合が生じる。これに対して、特許文献１に記載のクリーニング装置では、ブレードクリーニング方式で除去し切れなかったトナーを静電クリーニング方式で除去するため、ブレードが像担持体に接触する位置で転写残トナーを完全に除去する必要が無い。このため、ブレードの当接圧をあまり大きくする必要が無く、ブレードのめくれや像担持体の表面膜削れといった不具合の発生を防止することが出来る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載のクリーニング装置が備える第二クリーニング手段は、ブラシローラに接触しながら回転し、ブラシローラと同極性で、且つ、ブラシローラよりも絶対値の大きな電圧が印加され、ブラシローラに付着したトナーを静電的に回収する回収ローラを備える。さらに、回収ローラの表面に先端部が接触し続けることにより回収ローラ表面上のトナーを塞き止めて除去する回収ローラクリーニングブレードを備える。
そして、第二クリーニング手段では、ブラシローラの像担持体に接触してトナーが付着した部分が回収ローラと接触することでトナーが回収されるため、ブラシローラで除去したトナーが像担持体に再付着することを防止できる。さらに、ブラシローラに接触してトナーが付着した回収ローラの部分は回収ローラクリーニングブレードによって、トナーが除去されるため、回収ローラで回収したトナーがブラシローラに再付着することを防止できる。
【０００８】
このようなクリーニング装置では、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの当接位置で、像担持体表面からブラシローラを介して回収ローラで回収されるトナーが潤滑剤としての役割を果たしている。このため、この当接位置に対するトナーの入力量が不足すると、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの間での摩擦力が大きくなる。そして、摩擦力が大きくなると、回収ローラクリーニングブレードの先端が回収ローラの表面移動方向下流側に引っ張られて、回収ローラクリーニングブレードが回収ローラに巻き込まれるブレード巻き込みや、回収ローラクリーニングブレードの先端が回収ローラの表面移動方向下流側にめくれるブレードめくれが発生する。
【０００９】
画像面積率の低い画像が連続して形成された場合などは、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの当接位置に対するトナーの入力量が不足する状態となり易い。画像面積率の低い画像が連続して形成された場合、像担持体上にトナー像として供給されるトナーの量が少なく、その転写残トナーも少ない上、そのほとんどが第一クリーニング手段で除去される。これにより、第二クリーニング手段がトナーを除去する位置に入力されるトナーが減少して、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの当接位置に対するトナーの入力量が不足する。
そして、この当接位置に対するトナーの入力量が不足すると上述したように回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの間での摩擦力が大きくなり、ブレード巻き込みやブレードめくれの不具合が生じる。なお、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの当接位置に対するトナーの入力量が不足した場合に限らず、回収ローラクリーニングブレードと回収ローラとの間での摩擦力が大きくなるとブレード巻き込みやブレードめくれの不具合が発生する。
【００１０】
なお、クリーニング装置としては、ブラシローラと回収ローラとを備えた構成に限らず、回収ローラの代わりに表面が無端移動するベルト状の回収ベルトを備える構成でも同様である。このため、ブラシローラを備えず、像担持体上のトナーを回収ローラが直接回収する構成であっても上述したブレード巻き込みやブレードめくれの不具合は起こり得る。
また、このような問題は、クリーニング装置による被清掃体が像担持体の場合に限らず、記録体を搬送する記録体搬送部材など、トナー等の付着物が付着し得る表面移動体であれば発生し得る問題である。
すなわち、クリーニング装置としては、表面移動する被清掃体上から直接、または、ブラシローラ等のクリーニング部材を介して回収した付着物を表面に担持して表面移動する回収表面移動体と、回収表面移動体の表面に接触し、摺擦することにより回収表面移動体上の付着物を除去する回収ブレードとを備える構成であれば、上述したブレード巻き込みやブレードめくれと同様の不具合は起こり得る。
【００１１】
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、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が大きくなることに起因するブレード巻き込みやブレードめくれの不具合を防止することができるクリーニング装置、並びにこれを備えた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】
【００１２】
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の表面上から回収した付着物を表面に担持して表面移動する回収表面移動体と、該回収表面移動体の表面に接触し、摺擦することにより該回収表面移動体上の付着物を除去する回収ブレードと、該回収表面移動体に対して駆動源からの駆動を伝達する駆動伝達手段とを有するクリーニング装置において、上記駆動伝達手段を構成する少なくとも一つの駆動伝達部材に所定の値以上の駆動負荷が加わったときに上記回収表面移動体の表面移動を停止させる表面移動停止手段を備える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のクリーニング装置において、回転しながら上記被清掃体表面に接触し、該被清掃体表面上の付着物を静電的に除去するブラシローラを備え、上記回収表面移動体は該ブラシローラが該像担持体表面上から除去して該ブラシローラに付着したトナーを該ブラシローラから静電的に回収す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２のクリーニング装置において、上記駆動源は回転することにより駆動を伝達する駆動源回転駆動伝達部材を備え、上記回収表面移動体及び上記ブラシローラは該駆動源回転駆動伝達部材を介して該駆動源からの駆動が伝達される構成であり、該駆動源は、該駆動源回転駆動伝達部材に対して画像形成時の該回収表面移動体の表面移動の駆動を伝達するような回転方向（以下、正転方向と呼ぶ）と、正転方向とは逆の回転方向（以下、逆転方向と呼ぶ）との両方の回転方向の回転駆動を伝達可能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３のクリーニング装置において、上記駆動源回転駆動伝達部材から上記ブラシローラへの駆動を伝達するブラシ駆動伝達手段は、該駆動源回転駆動伝達部材が正転方向に回転する場合のみ、該ブラシローラへ回転駆動を伝達す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２、３または４のクリーニング装置において、上記ブラシローラに対して固形潤滑剤を当接し、該ブラシローラを介して上記被清掃体の表面及び上記回収表面移動体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備え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１、２、３、４または５のクリーニング装置において、上記被清掃体の表面に接触し、摺擦することにより該被清掃体上の付着物を除去する摺擦クリーニング部材を有する第一クリーニング手段と、該摺擦クリーニング部材が接触する位置に対して該被清掃体の表面移動方向下流側に配置され、該被清掃体上に残留する付着物を除去する第二クリーニング手段とを有し、該第二クリーニング手段が上記回収表面移動体と上記回収ブレードとを備え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６のクリーニング装置において、上記摺擦クリーニング部材は、所定電極の電圧が印加された導電性ブレード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、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記表面移動停止手段は、回転することによって上記回収表面移動体が表面移動する駆動を伝達する上記駆動伝達部材としての駆動伝達軸に設けられ、該駆動伝達軸に所定の値以上の駆動負荷としての回転トルクが加ったときに駆動伝達軸への駆動の伝達を停止するトルクリミッタであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、表面移動する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、該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、転写後の該像担持体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７または８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１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記画像形成手段がトナー像の形成に用いるトナーが、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０の範囲で、トナー平均粒径が６［μｍ］以下の範囲となるトナーである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９または１０の画像形成装置において、上記像担持体は他のトナー像担持体上に形成されたトナー像を一次転写され、一次転写されたトナー像を転写体又は記録媒体に二次転写する中間転写体であり、上記クリーニング装置は、二次転写後の該中間転写体の表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段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９または１０の画像形成装置において、上記像担持体は潜像形成手段によって表面に潜像が形成され、現像手段によって表面上の潜像にトナーが供給されることによってトナー像が形成される潜像担持体であり、上記クリーニング装置は、トナー像が転写体又は記録媒体に転写された後の該潜像担持体の表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段であることを特徴とするものである。
【００１３】
上述したように、ブレード巻き込みやブレードめくれの不具合は、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が所定の大きさよりも大きなり、回収表面移動体がさらに表面移動することによって回収ブレードが回収表面移動体の表面移動方向下流側に引っ張られることによって発生する。このため、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が所定の大きさとなる前に回収表面移動体の表面移動を停止させることができれば、これらの不具合の発生を防止することができる。
また、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が大きくなると、それに比例して回収表面移動体を駆動する駆動負荷も上昇し、この駆動負荷の上昇に伴い、駆動源から回収表面移動体に駆動を伝達する駆動伝達手段を構成する各駆動伝達部材の駆動負荷も上昇する。このため、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が上述した不具合が生じる程に大きなる状態のときの駆動負荷よりも小さい所定の値以上の駆動負荷が駆動伝達手段を構成する駆動伝達部材に加わったときに表面移動体の表面移動を停止させることで、上述した不具合の発生を防止することが出来る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表面移動停止手段を備えることにより、ブレード巻き込みやブレードめくれの不具合が発生するほどに回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が大きくなる前に、回収表面移動体の表面移動を停止するため、回収表面移動体と回収ブレードとの間の摩擦力が大きくなることに起因するブレード巻き込みやブレードめくれの不具合を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】画像形成ユニットの概略説明図。
【図３】ベルトクリーニング装置の概略説明図。
【図４】静電クリーニングの概念図。
【図５】電位差による移動モデル図。
【図６】回収ブレードに印加する電圧と、回収ローラ表面電位との関係を示すグラフ。
【図７】駆動伝達部の説明図。
【図８】駆動伝達部の斜視図。
【図９】トルクリミッタが駆動の伝達を遮断するときのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、単にプリンタ１００という。）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の要部を示す概略説明図である。
プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｂ）の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｂを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００１７】
図２は、４つの画像形成ユニット２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｂのうちの一つの画像形成ユニット２００の概略説明図である。４つの画像形成ユニット２００は使用するトナーの色以外は共通する構成であるので、図２に示す画像形成ユニット２００では使用するトナーの色を示すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂの添字の記載は省略する。
画像形成ユニット２００は、像担持体ドラムである感光体１と、感光体１の周りに帯電装置２、現像装置４、及び、感光体クリーニング装置５等を一体的に支持し、像担持体ユニットであるプロセスカートリッジとしてプリンタ１００に対して着脱自在に構成されており、この画像形成ユニット２００で交換可能となっている。
プリンタ１００内の画像形成ユニット２００の下方には帯電装置２によって帯電された感光体１の表面にレーザー光Ｌを照射する露光装置３が配置されている。また、画像形成ユニット２００の上方には、転写対向ローラ９、駆動ローラ２０、及び２つの張架ローラ６１によって張架された像担持体ベルトである転写ベルト６が配置されている。さらに、転写ベルト６を挟んで駆動ローラ２０と対向する位置にはベルトクリーニング装置１２が配置されている。
【００１８】
画像形成ユニット２００が備える像感光体１は、アルミなどの導電性基体の表面に、例えば有機半導体の薄膜が形成されたものであり、図中の時計方向に回転する。画像形成時に感光体１は、帯電装置２の帯電ローラ２ａによって、表面が均一にマイナス帯電された後、露光装置３が画像情報に基づいてレーザー光Ｌを感光体１上に照射するにより露光が行われて、感光体１上に画像情報に対応した静電潜像が形成される。フルカラーモードの場合は、入力した画像情報が色分解した分版画像に対応した静電潜像が形成される。現像装置４はマイナス帯電したトナー像を用いて反転現像を行い、静電潜像と対応したトナー像を感光体１の表面に形成する。感光体１に形成されたトナー像は感光体１と同じ速度で表面移動している転写ベルト６上に一次転写ローラ７によって一次転写される。
【００１９】
複数色のトナーを用いた画像形成を行う場合は、以上の動作を各画像形成ユニット２００において行い、各感光体１上に形成されたトナー像が転写ベルト６に多重転写される。フルカラーモードの場合は、転写ベルト６に対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂの順で転写され、２〜３色モードの場合も同様に前期の順で必要な色のトナー像が転写ベルト６上に多重転写される。そして多重転写された合成トナー像は、転写対向ローラ９及び二次転写ローラ１０とで形成される二次転写ニップにて給紙トレイ８から搬送ローラによって搬送された記録紙Ｐに対して二次転写される。そして二次転写されたトナー像は定着装置１１にて加熱加圧されて記録紙Ｐ上に定着され、トナー像が定着された記録紙Ｐはプリンタ１００の装置外に排出される。
【００２０】
一方、一次転写を終えた感光体１上に残った転写残トナーは感光体クリーニング装置５によって回収され、感光体１は再び画像形成可能な状態となる。また、二次転写を終えた転写ベルト６はベルトクリーニング装置１２によって、その表面に付着した二次転写残トナーや紙粉などの汚染物が清掃される。
【００２１】
図２に示すように、感光体クリーニング装置５は、極性制御ブレード２３、回収ローラ２４、ブラシローラ２５、及び回収ブレード２６を備え、さらに、感光体１の表面に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給装置２７を備える。
極性制御ブレード２３は像担持体である感光体１に当接するように配置され、不図示の駆動源からの回転駆動の伝達を受けて回転するブラシローラ２５は極性制御ブレード２３よりも感光体の表面移動方向で感光体１に接触するように配置されている。不図示の駆動源からの回転駆動の伝達を受けて回転する回収ローラ２４は、ブラシローラ２５に接触するように配置され、回収ブレード２６は回収ローラ２４の表面に当接するように配置されている。極性制御ブレード２３には、極性制御ブレード電源２３ａによってマイナス極性の電圧が印加され、ブラシローラ２５にはブラシローラ電源２５ａによってプラス極性の電圧が印加されている。さらに、回収ローラ２４には回収ローラ電源２４ａによってプラス極性で、且つ、ブラシローラ２５に印加される電圧よりも絶対値の大きな電圧が印加されている。また、回収ブレード２６には回収ブレード電源２６ａによってプラス極性で、且つ、絶対値が回収ローラ２４に印加される電圧以上の電圧が印加されている。
極性制御ブレード２３、及び、ブラシローラ２５によって感光体１の表面から除去された転写残トナー等は排出スクリュ３０によって感光体クリーニング装置５の外へと搬送される。
潤滑剤供給装置２７は不図示の押圧部材によって固形潤滑剤２７ａをブラシローラ２５に押し当てる構成であり、ブラシローラ２５が固形潤滑剤２７ａを削ることによりブラシローラ２５を介して感光体１の表面に潤滑剤が供給される。
また、感光体クリーニング装置５は、不図示の駆動源から回収ローラ２４の回転軸に駆動を伝達する回収ローラギヤ３３と、回収ローラ２４の回転軸に一定以上の回転トルクが加わったときに、回収ローラギヤ３３から回収ローラ２４の回転軸への駆動の伝達を停止するトルクリミッタ３４とを備えている。
【００２２】
図３は、ベルトクリーニング装置１２の概略説明図である。
図３に示すように、ベルトクリーニング装置１２は、感光体クリーニング装置５と同様に、極性制御ブレード２３、回収ローラ２４、ブラシローラ２５、回収ブレード２６、潤滑剤供給装置２７、及び、排出スクリュ３０を備える。さらに、ベルトクリーニング装置１２は、極性制御ブレード電源２３ａ、ブラシローラ電源２５ａ、回収ローラ電源２４ａ、回収ブレード電源２６ａ、回収ローラギヤ３３、及び、トルクリミッタ３４等も備えている。ベルトクリーニング装置１２は、クリーニング対象である像担持体が感光体１と転写ベルト６とで異なるが、同一の符号で示す各部材は感光体クリーニング装置５が備える各部材と同様の構成である。
なお、図３に示すように、ベルトクリーニング装置１２は、極性制御ブレード２３が転写ベルト６に接触する位置よりも更に上流側で転写ベルト６と接触する紙粉ローラ２１と、紙粉ローラ２１に当接する紙粉ローラブレード２２とを備えている。紙粉ローラ２１及び紙粉ローラブレード２２は転写ベルト６が二次転写ニップにおいて記録紙Ｐと接触するため、記録紙Ｐから脱落する紙粉やタルクを除去するために配置されている。
像担持体である転写ベルト６とベルトクリーニング装置１２とを一体的に支持して、像担持体ユニットであるベルトユニットとしてプリンタ１００に対して着脱自在に構成して、このベルトユニットで交換可能な構成としてもよい。
【００２３】
次に、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２が行う静電クリーニングのトナー回収のメカニズムについて説明する。
図４は、静電クリーニングの概念図である。感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２によるクリーニングの対象である感光体１や転写ベルト６は、図４中では像担持体２９と示す。
転写工程では負極性に帯電した現像後のトナーに正極性の転写電圧を印加した場合、像担持体２９上トナーは本来ならば全て、転写ベルト６または記録紙Ｐ等に転写される。しかし、転写ニップでは狭いギャップ間で電界を形成するため、剥離放電が生じて転写残トナーＴ０は正負両極性のトナーが混在している。この帯電極性が混在したトナーを極性制御ブレード２３によって正または負の何れかの極性を有する状態にトナー極性の一律化を図る。次に、極性制御ブレード２３の当接位置を通過した転写残トナーＴ１が像担持体２９と付着している静電力より大きな静電力によってブラシローラ２５に転写残トナーＴ１を付着させる。この工程を一次クリーニングと称す。次に、ブラシローラ２５に付着した転写残トナーＴ２を回収ローラ２４に移動させる工程を二次クリーニングと称する。最後に回収ローラ２４に付着した転写残トナーＴ３を除去する工程を三次クリーニングと称して、像担持体２９上の転写残トナーが廃棄トナーとして回収される。
【００２４】
電位差による移動モデルを図５に示す。
図５は、像担持体２９の表面から回収ローラ２４の表面までのトナーの移送と、像担持体表面電位Ｖｏ、ブラシローラ２５の表面電位Ｖｂ、回収ローラ２４の表面電位Ｖｒとの関係で示した説明図である。
回収ローラ２４には、その表面層を絶縁層で構成したものを用いている。また、トナーは、負極性に帯電しており、像担持体２９上の転写残トナーＴ１の帯電量をＱ１とし、ブラシローラ２５上の転写残トナーＴ２の帯電量をＱ２とし、回収ローラ２４上の転写残トナーＴ３の帯電量をＱ３とする。また、像担持体２９の表面電位Ｖｏは０［Ｖ］であるとする。
【００２５】
一次クリーニングでは、像担持体２９上の転写残トナーＴ１は、像担持体２９とブラシローラ２５との間の電位差（Ｖ１＝Ｖｂ）によって形成される電界の作用を受けてブラシローラ２５へ移動する。また、二次クリーニングでは、ブラシローラ２５上の転写残トナーＴ２は、ブラシローラ２５と回収ローラ２４との間の電位差（Ｖ２＝Ｖｒ−Ｖｂ）によって形成される電界の作用を受けて回収ローラ２４へ移動する。一次クリーニング及び二次クリーニングでは、それぞれの部材間の電位差（Ｖ１，Ｖ２）と転写残トナーの帯電量（Ｑ１，Ｑ２）との積で静電力が規定され、この静電力によって転写残トナーは順次移動する。そして、二次クリーニングで回収ローラ２４上に移動した転写残トナーＴ３は三次クリーニングで回収ブレード２６によって掻き落とされて回収される。
【００２６】
次に、像担持体ベルトである転写ベルト６について説明する。
転写ベルト６は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレンなど合成樹脂又は各種のゴムにカーボンブラックなどの導電材を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率は１０Ｅ６〜１４［Ω・ｃｍ］である。ここで弾性を有する転写ベルト６としては、導電性弾性層の主基材として、シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴムなどが用いられ、導電性保護層の材料は、他の部材に対する摩擦係数の低減、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、前述の塗料をデイップコート、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。更に、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などを改善することができる。
【００２７】
次に、極性制御ブレード２３について説明する。
極性制御ブレード２３は転写後に感光体１や転写ベルト６の像担持体に残留する転写残トナーの帯電極性を揃えるための部品である。転写後のトナーは正、負の極性が混在する為、ブレードへ印加する極性に応じて、電荷注入又は放電のいずれかの現象でトナーの極性は転移する。他の重要な機能として、像担持体上のブラシローラ２５によってクリーニングされる位置に対する転写残トナーの入力量を規制する働きをもつ。これはブラシローラ２５でクリーニングされる位置への入力量が多いと、ブラシローラ２５で転写残トナーをクリーニングしきれず、クリーニング不良となるという不具合が生じるためである。
【００２８】
ブラシローラ２５はローラ部材と異なり全表面が像担持体と接触せず、像担持体上のブラシ繊維が植毛されている箇所のトナーがブラシ繊維と接触したときに静電吸引力によってブラシ繊維に付着し、像担持体上のトナーはクリーニングされる。前述したようにブレードクリーニング方式では小粒径トナーや球形トナーをクリーニングするためには限界があり、ブレードクリーニング方式で小粒径の球形トナーを長期的に安定してクリーニングするためには、像担持体への押し付け力を従来に比べ５倍以上の力を加えないと出来なかった。このように大きな力を加えると、像担持体、ブレード共に損傷して耐久性を損なってきた。
一方、本実施形態のクリーニング装置のように、極性制御ブレード２３では完璧なクリーニングをしないでブラシローラ２５で最終的なクリーニング機能を負わせる程度に像担持体上のトナーを減少させるにはそれほど大きな力を加える必要は無い。しかし、極性制御ブレード２３はその当接位置を通過するトナーの量がブラシローラ２５によるクリーニング能力が追従可能な量に規制する必要がある。よって極性制御ブレード２３に要求される機能はトナーへの電荷注入機能と余剰トナーのふるい落とし機能である。
【００２９】
ここで像担持体の表面を傷つけないで全面に接触する為の材質はポリウレタン、シリコーン、フッ素ゴムなど弾性体が好適である。耐久性をもち、環境変動にも耐えられるブレードの要求物性は、硬度ＨＳ（ＪＩＳＡ）６５〜８０［度］、２３℃反発弾性係数１５〜６０［％］、ヤング率５０〜２００［ｋｇ／ｃｍ２］、１００％モジュラス６０〜２００［ｋｇｆ／ｃｍ２］の範囲が好適である。電荷注入特性としては放電しないで注入効率を上げる為に体積抵抗率１０Ｅ３〜８［Ω・ｃｍ］で、導電物質とカーボン、イオン、又は両者のハイブリット型で所望の抵抗領域が得られる。ここでブレードへの印加電圧は−５００〜−１２００［Ｖ］が好適である。低すぎると注入効率が悪く、高すぎると像担持体の表面電位も過剰に負極性となってトナーと像担持体との付着力が強くなる等の不具合が生じる。
【００３０】
次に、ブラシローラ２５について説明する。
ブラシローラ２５のブラシ繊維はアクリル、ＰＥＴ、ポリエステルなどに導電材を混入させた導電性ブラシであることが必須である。このときの導電材の構造はブラシ繊維表面に単に分散させたものでなく、内部に挿入して表面に露出されない芯鞘構造で無ければならない。ブラシ繊維の表面に導電材が露出していると、トナーに電荷を注入してブラシローラ２５の表面電位Ｖｂが維持できなくなる。ブラシ抵抗は１０Ｅ４〜１０Ｅ９［Ω］が好適で、抵抗が小さいとトナーに電荷を注入し易く、又、抵抗が大きいと電界強度が小さくなって高電圧を印加しないとトナーを吸引するための電界が確保出来なくなる。また、ブラシ繊維とトナーとの接触確率を上げるために植毛密度も重要な因子であり、７［万本／ｉｎ２］以上必要であり、好ましくは１０［万本／ｉｎ２］以上である。
ブラシ繊維とトナーとの接触確率を上げるためには、ブラシローラ２５の回転方向を像担持体に対してカウンター方向とし、線速比は０．５以上にすることで好ましい接触状態となる。他の重要な因子としてはブラシ繊維の倒れがある。一般にブラシは直毛といわれているが、直毛状態であると導電材が露出しているブラシ繊維の先端部とトナーが接触しやすい状態にある。そのため、ブラシの倒れは斜毛やブラッシング処理をすることで、像担持体の回転によってブラシ繊維が食い込まない方向に倒して、トナーと導電材とが直接接触しない構造にすることが望ましい。
【００３１】
次に、回収ローラ２４について説明する。
トナーの移動によってブラシローラ２５や回収ローラ２４の表面電位は単に各ローラの軸に電圧印加しただけでは低下する。電位が低下するとトナーを移動させるだけの電位ポテンシャルが確保できないため、トナーはブラシローラ２５へ蓄積されてロール化する。それを防ぐためにブラシローラ２５表面にブラシローラ２５の回転軸に印加する電圧よりポテンシャルで２００〜５００［Ｖ］大きな電圧を印加しなくてはならない。同様に回収ローラ２４表面にも回収ローラ２４の回転軸に印加する電圧より４００〜８００［Ｖ］大きな電圧を印加しなくてはならない。よって、回収ローラ２４のダメージとして、回収ブレード２６による摺擦劣化と表面に印加される電圧によって生じる放電劣化の両者が加わる。よって、これらの外部ダメージで回収ローラ２４の表面は荒れてくる。回収ローラ２４の表面が荒れて粗面になると回収ブレード２６と回収ローラ２４と間の摩擦係数が小さくなり、摩擦力も同様に小さくなることで、トナーは回収ブレード２６の下面に潜り込み、その当接位置を擦りぬけて行く。図４に示す例では、回収ローラ２４で回収ブレード２６の当接位置をすり抜けたトナーＴ３’はブラシローラ２５に再付着してトナーＴ２’となって、ブラシローラ２５から像担持体２９表面に逆付着したトナーＴ１’となって後の工程に影響を及ぼす。
このため、回収ローラ２４に要求される特性は、表面が電荷の逃げづらい絶縁性の部材であり、表面粗さが良好であること、更に放電や、摺擦に対して傷がつかないことが必須である。
回収ローラ２４は金属材料を芯金として、樹脂材にインサートして一体成型できる。また、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、共重合ナイロンをチューブ状にして金属の芯金に被せても容易に剛性の有る絶縁性の回収ローラ２４が製作できる。他の工法としては芯金としてアルミニュームを用いてアルマイト処理、テフロン（登録商標）硬質アルマイト処理をしても絶縁性の金属表面が得られる。金属材料表面にセラミックなどの無機材、ＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリカなどの有機材をコートしても容易に絶縁性の回収ローラ２４が得られる。
このとき、回収ローラ２４の表層の厚さが厚いと、環境変動の際に芯金との膨張係数の差や、吸湿による径変化によって、絶縁層にクラックや境界剥離が生じるので、厚さは１［ｍｍ］以下が良く、望ましくは０．５［ｍｍ］以下が良い。
【００３２】
次に、回収ブレード２６について説明する。
回収ローラ２４に当接される回収ブレードに６は、二つの機能を持たせている。先ず一番目の機能は回収ローラ２４上のトナーを回収ローラ２４の表面から除去することである。二番目の機能はブラシローラ２５からトナーが付着して回収ローラ２４によってトナーが除去されることで回収ローラ２４の表面電位が低下し、ブラシローラ２５と回収ローラ２４との間の電位差が低下するので回収ローラ２４の表面に電荷を付与する機能である。
【００３３】
図６は、回収ブレード２６に印加する電圧と、回収ローラ２４の表面電位との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、ブラシローラ２５の表面電位についても合わせて記載している。
このグラフは、ブラシローラ２５の軸部に７００［Ｖ］の電圧を印加し、回収ローラ２４の軸部に１０００［Ｖ］の電圧を印加したものにおいて、回収ブレード２６への印加電圧を１０００［Ｖ］、１５００［Ｖ］、２０００［Ｖ］と変えたときの、回収ローラ２４の表面及びブラシローラ２５の表面電位の時間変化を示している。
このグラフからわかるように、回収ブレード２６への印加電圧が低いと、時間経過とともに回収ローラ２４の表面電位は下がり、ブラシローラ２５の表面電位に近づいてくる。この状態となると、ブラシローラ２５と回収ローラ２４との間に電位差が小さくなって、ブラシローラ２５上のトナーが回収ローラ２４へ移動できなくなる。
上述した回収ブレード２６の２つの機能を満足するために、回収ブレード２６はポリウレタン、シリコーン、ニトリルゴムなどのエラストマー材であって回収ローラ２４との密着性が確保される必要がある。また、回収ローラ２４への電荷付与を確実にするために回収ブレード２６自身の体積抵抗は少なくとも１０Ｅ１２［Ω・ｃｍ］以下であることが必要である。また、導電性を得るためにエラストマー材にカーボン、金属フィラー、イオン導電性剤などを添加することで導電性は得られる。
【００３４】
次に、プリンタ１００が備える現像装置４で用いるトナーについて説明する。
電子写真はデジタル化、複合化が進み高画質化への要求がこれまで以上に増大している。そのため画質再現性向上を目的としたトナーの小粒径化が求められている。さらに、トナー製造時の環境負荷低減について省エネルギー化の要望が強くなってきた。これまでのトナー製造方法として溶融混練粉砕法が主流であったが、小粒径にするほど生産性が低下し、製造コスト上昇、製造時の環境負荷が大きくなるといった問題があった。これに対して最近のトナー工法である重合法は小粒径、且つ、シャープな粒径分布制御が比較的容易であり、着色剤及びＷＡＸなどを内包する構造制御が可能な為、注目されている。
しかし、重合法は通常の工程であるとトナー形状を示す形状係数ＳＦ１が１００に近くなり、真球に近い形状になるため、これまでのブレードクリーニング方式ではクリーニングが出来ないという問題が生じてきた。そこで、重合法を用いたトナー製造においては、形状係数ＳＦ１を上げるために異形化工程を設けて形状係数ＳＦ1の大きなトナーを製造し、ブレードクリーニング方式のクリーニング装置を備える画像形成装置で使用してきた。しかし、この異形化工程はコストが高くなるというデメリットがあった。
【００３５】
ここでトナーの形状係数ＳＦ１とは、球状物質形状の"丸さ"の割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面状に投影して出来る楕円状図形の最大長さMXLNGの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
つまり次式、によって定義されるものである。
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
形状係数ＳＦ１の値が１００の場合、トナー形状は真球となり、形状係数ＳＦ１が大きくなるほど不定形となる。一般的に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、トナーと像担持体、との接触状態が点接触になるため、トナー同士の吸着力は弱くなって流動性が高くなり、また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって転写率は高くなる。
【００３６】
本実施形態のプリンタ１００で使用したトナーは、有機溶媒中にウレア結合しうる変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂、着色剤を含有したトナー組成物を溶解或いは分散させ、水溶媒体中で粒子化するとともに重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られたトナーである。球形トナーを得る製造方法として、前述の製造方法以外に公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法を用いてもよいし、従来の粉砕法のトナーを熱溶融してもよい。
【００３７】
次に、回収ローラ２４の回転軸に設けた過負荷防止用のトルクリミッタ３４について説明する。
回収ローラ２４に回収ブレード２６を当接させて回収ローラ２４上のトナーを除去する構成の問題として、回収ローラ２４と回収ブレード２６との当接位置へのトナーの入力量が不十分となる場合がある。感光体クリーニング装置５やベルトクリーニング装置１２のようなクリーニング装置では、回収ブレード２６と回収ローラ２４との当接位置で、像担持体表面からブラシローラ２５を介して回収ローラ２４で回収されるトナーが潤滑剤としての役割を果たしている。このため、この当接位置に対するトナーの入力量が不足すると、回収ブレード２６と回収ローラ２４との当接位置での摩擦力が大きくなる。
【００３８】
像担持体上に形成されるトナー像の印字率が非常に低い場合は、ブラシローラ２５よりも像担持体の表面移動方向上流側に接触している極性制御ブレード２３によって像担持体上の転写残トナーの大半がかきとられる。その結果、極性制御ブレード２３の当接位置に対して像担持体の表面移動方向下流側で当接するブラシローラ２５の当接位置にはほとんどトナーが入力されず、回収ローラ２４にもトナーがほとんど入力されなくなる。
このような場合、回収ローラ２４と回収ローラ２４に当接している回収ブレード２６と間の摩擦係数が次第に増加して、回収ブレード２６が回収ローラ２４に巻き込まれてしまう。このような状態になると、巻き込まれた回収ブレード２６が回収ローラ２４のストッパーとなって回収ローラ２４を回転不能とし、回収ローラ２４の駆動源と像担持体との駆動源とが共通の場合は、回収ローラ２４が回転不能となることで駆動源の駆動を伝達できなくなり、マシンストップとなって印写は不能となる。
【００３９】
このような不具合を防止するために、本実施形態の各クリーニング装置は回収ローラ２４の回転軸にトルクリミッタ３４を設けている。
図７は、ベルトクリーニング装置１２の回収ローラ２４及びブラシローラ２５と、駆動ローラ２０とに駆動を伝達する駆動伝達部５０の説明図であり、図８は図７の側板４１を省略した状態の駆動伝達部５０を図７中の矢印α方向から見た斜視図である。
図７及び図８に示すように、駆動伝達部５０は、駆動源である駆動モータ４５が回転駆動が伝達されるモータギヤ３１、モータギヤ３１とギヤの歯が噛合って駆動が伝達されるブラシローラギヤ３２及び回収ローラギヤ３３を備えている。
また、モータギヤ３１の回転軸であるモータギヤ軸３１ａには、ベルト駆動伝達ギヤ３１ｂが設けてあり、ベルト駆動伝達ギヤ３１ｂは駆動ローラ２０の回転軸に設けられた駆動ローラギヤ２０ａとギヤの歯が噛合っており、駆動モータ４５が駆動することにより駆動ローラギヤ２０ａに駆動を伝達する。また、駆動伝達部５０は、ブラシローラギヤ３２の回転軸であるブラシローラギヤ軸３２ａとブラシローラ２５の回転軸であるブラシローラ軸２５ｂとの間にワンウエイクラッチ３５を備えている。さらに、駆動伝達部５０は、回収ローラギヤ３３の回転軸である回収ローラギヤ軸３３ａと回収ローラ２４の回転軸である回収ローラ軸２４ｂとの間にトルクリミッタ３４を備えている。
なお、図７及び図８中のモータギヤ３１、ブラシローラギヤ３２、回収ローラギヤ３３及び駆動ローラギヤ２０ａに記載の矢印は、画像形成時の各ギヤの回転方向を示している。
【００４０】
トルクリミッタ３４としてはマグネット式や積層式のトルクリミッタを用いることができるが、本実施形態では速度依存や温度依存に優れたマグネット式のトルクリミッタ（トックベアリング株式会社製：ＴＬＥ３−６１８−４０Ｗ）を用いた。駆動伝達部５０では、回収ブレード２６と回収ローラ２４との間での摩擦力が上昇し、回収ローラ２４を回転させるために一定値以上の負荷を要する状態となると、トルクリミッタ３４が回収ローラギヤ３３から回収ローラ２４への駆動の伝達を遮断する。これにより、回収ローラギヤ３３は空転して、回収ローラ２４の回転が停止するため、回収ブレード２６が回収ローラ２４に巻き込まれることを事前に防止できる。
【００４１】
このような駆動伝達部５０では、ブラシローラギヤ３２や回収ローラギヤ３３の駆動トルクが上昇すると、駆動モータ４５の駆動負荷が上昇し、駆動モータ４５への入力電流が上昇する。このため、この電流を検出することで回収ブレード２６のブレード巻き込みが発生する前の回収ブレード２６と回収ローラ２４との当接位置での摩擦力が大きくなった状態を事前に検知できる。
なお、図７及び図８では、駆動ローラ２０と、ベルトクリーニング装置１２の回収ローラ２４及びブラシローラ２５とに駆動を伝達する駆動伝達部５０について説明したが、同様の構成の駆動伝達部を、感光体１と、感光体クリーニング装置５の回収ローラ２４及びブラシローラ２５とに駆動を伝達する駆動伝達部にも適用可能である。
【００４２】
図９は、トルクリミッタ３４が駆動の伝達を遮断するときの、回収ローラギヤ３３の回転トルク、回収ローラ２４の回転方向、及び、ブラシローラ２５の回転方向の経時における変化を示すタイミングチャートである。なお、回収ローラ２４の回転方向、及び、ブラシローラ２５の回転方向は画像形成時の回転方向が正転である。
図９のタイミングチャートにおいて、ｔ１までは安定クリーニング状態である。そして、安定クリーニング状態からｔ１の時点で回収ローラギヤ３３の回転トルクは次第に上昇し始める。ｔ２の時点でトルクリミッタ３４のトルク閾値となり、トルクリミッタ３４が回収ローラギヤ３３から回収ローラ２４への駆動の伝達を遮断し、回収ローラ２４は停止状態となる。このときブラシローラ２５は正転の回転状態を維持しながらｔ３のタイミングまで回転し続ける。
このとき、ブラシローラ２５上のトナーは回転が停止している回収ローラ２４上に回収される。このｔ２からｔ３の時間間隔は任意に設定される値であり、任意に設定された時間経過しても回収ローラギヤ３３の回転トルクが下がらない場合は、ｔ３からｔ４までの間、駆動モータ４５からモータギヤ３１を逆回転させる駆動を伝達する。これによって回収ローラギヤ３３の回転トルクは急激に低下する。これは、回収ローラ２４を逆回転することによって回収ローラ２４が僅かに巻き込んだ回収ブレード２６の先端部が開放されるためである。
【００４３】
ｔ３からｔ４までの間、ブラシローラ２５は図９中のＡで示すように逆回転させても良い。しかし、ブラシローラ２５を逆回転することでブラシローラ２５に付着したトナーが像担持体に逆付着する恐れがある。このため、本実施形態では、図８に示すように、ブラシローラギヤ軸３２ａとブラシローラ軸２５ｂとの間にワンウエイクラッチ３５を備えている。これにより、モータギヤ３１が逆回転してブラシローラギヤ３２が逆回転しても、ブラシローラ２５逆回転させないで、図９中のＢで示すように、ブラシローラ２５を停止状態とすることができる。ブラシローラ２５を停止状態とすることにより、像担持体の汚染を防止できる。
ワンウエイクラッチとして金属バネ式とスプリング式がある。本実施例においては応答性と高トルクに耐えられる金属バネ式のワンウエイクラッチ（トックベアリング株式会社製：ＴＣＭ−６１４−ＡＢ）を用いた。
そして、図９におけるｔ４以降は、回収ローラ２４及びブラシローラ２５をともに再び定常な正転をすることで、安定したクリーニング性能を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、トルクリミッタ３４を回収ローラギヤ軸３３ａと回収ローラ軸２４ｂとの間に配置するものであるが、トルクリミッタを配置する位置としてはこれに限るものではない。駆動伝達部５０を構成する駆動伝達部材のうち回収ローラ２４に駆動を伝達する駆動伝達部材にトルクリミッタ３４を設ける構成であればよく、駆動モータ４５からモータギヤ３１の間の駆動伝達部材にトルクリミッタを設ける構成であってもよい。
【００４５】
〔変形例〕
上述の実施形態では、回収ローラ２４に駆動を伝達する駆動伝達部材にトルクリミッタ３４を設けることにより、回収ブレード２６のブレード巻き込みやブレードめくれが発生するほどに回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止するものである。このように摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止する構成としては、トルクリミッタを設ける構成に限るものではなく、回収ローラ２４に駆動を伝達する駆動源の駆動を停止させる構成であってもよい。
【００４６】
駆動モータ４５が直流モータである場合、図９に示す回収ローラギヤ３３の駆動トルクの変化量と、駆動モータ４５へ印加する電流値の変化量とは比例関係にある。これにより、駆動モータ４５へ印加する電流値が図９中のトルク閾値に対応する電流量に達するｔ２のタイミングで駆動回路４０の制御信号によって駆動モータ４５を停止させる。これにより、回収ブレード２６のブレード巻き込みやブレードめくれが発生するほどに回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止させることができる。
また、ｔ３で回収ローラ２４を逆転させるときには、ブラシローラ２５を共に逆転させても良いし、上述したようにワンウエイクラッチ３５をブラシローラ２５とブラシローラギヤ３２との間に設けて、ブラシローラ２５は逆転させない構成としても良い。
【００４７】
なお、図７及び図８を用いて説明した駆動伝達部５０では駆動モータ４５は回収ローラ２４及びブラシローラ２５だけでなく、駆動ローラ２０にも駆動を伝達する構成であるため、駆動モータ４５を停止させると像担持体である転写ベルト６も停止する。
しかし、像担持体の駆動源を駆動モータ４５とは別に設けた構成の場合、駆動モータ４５を停止させても像担持体は駆動し続ける。このような場合、図９中のｔ２からｔ３までの間は、駆動モータ４５を停止してブラシローラ２５が停止した状態で、像担持体が駆動し続ける状態となる。ブラシローラ２５が停止したまま像担持体が駆動し続けると、像担持体上の転写残トナーがクリーニングされないまま、クリーニング装置による清掃位置を通過するため、ｔ３を限りなくｔ２に近付けることが望ましい。
【００４８】
上述した本実施形態や変形例の感光体クリーニング装置５やベルトクリーニング装置１２は、感光体１や転写ベルト６といった像担持体に付着した転写残トナーを除去する像担持体クリーニング手段に本発明のクリーニング装置を適用したものであるが、本発明のクリーニング装置を適用可能なクリーニング手段としてはこれに限るものではない。例えば、未定着のトナーを担持した記録紙を搬送する紙搬送ベルトに付着したトナーを除去する搬送ベルトクリーニング手段としても適用可能である。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、表面移動する被清掃体である像担持体（感光体１または転写ベルト６）の表面上から回収した付着物である転写残トナーを表面に担持して表面移動する回収表面移動体である回収ローラ２４と、回収ローラ２４の表面に接触し、摺擦することにより回収ローラ２４上のトナーを除去する回収ブレード２６と、回収ローラ２４に対して駆動源である駆動モータ４５からの駆動を伝達する駆動伝達手段である駆動伝達部５０とを有するクリーニング装置であり、駆動伝達部５０を構成する少なくとも一つの駆動伝達部材である回収ローラギヤ軸３３ａに所定の値以上の駆動負荷である回転トルクが加わったときに回収ローラ軸２４ｂへの駆動の伝達を遮断して回収ローラ２４の表面移動を停止させる表面移動停止手段であるトルクリミッタ３４を備えることにより、回収ブレード２６のブレード巻き込みやブレードめくれが発生するほどに回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止するため、回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなることに起因するブレード巻き込みやブレードめくれの不具合を防止することができる。これにより、クリーニング装置によって安定したクリーニングを行うことが出来る。
【００５０】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、回転しながら像担持体の表面に接触し、像担持体表面上の転写残トナーを静電的に除去するブラシローラ２５を備え、回収ローラ２４はブラシローラ２５が像担持体表面上から除去してブラシローラ２５に付着したトナーをブラシローラ２５から静電的に回収する。クリーニング装置（５、１２）では、マイナス極性の電圧が印加された極性制御ブレード２３が像担持体の表面に当接する位置を通過するトナーの帯電電位をマイナス極性側に変化させる。そして、ブラシローラ２５に極性制御ブレード２３に印加された電圧とは逆極性のプラス極性の電圧を印加することで、極性制御ブレード２３の当接位置を通過したトナーを静電的に除去することができ、クリーニングが困難な小径トナーや球形トナーであっても良好なクリーニング性を実現することが出来る。
【００５１】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、駆動源である駆動モータ４５は回転することにより駆動を伝達する駆動源回転駆動伝達部材であるモータギヤ３１を備え、回収ローラ２４及びブラシローラ２５はモータギヤ３１を介して駆動モータ４５からの駆動が伝達される構成であり、駆動モータ４５は、モータギヤ３１に対して画像形成時の回収ローラ２４の表面移動の駆動を伝達するような回転方向（以下、正転方向と呼ぶ）と、正転方向とは逆の回転方向（以下、逆転方向と呼ぶ）との両方の回転方向の回転駆動を伝達可能であることにより、回収ローラ２４の表面移動を停止したあとにモータギヤ３１を逆転方向に回転させることによって、回収ローラ２４が僅かに巻き込んだ回収ブレード２６の先端部を開放することが出来る。
【００５２】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、モータギヤ３１からブラシローラ２５への駆動を伝達するブラシ駆動伝達手段として、ブラシローラギヤ３２、ブラシローラギヤ軸３２ａ、ブラシローラ軸２５ｂ、及び、ワンウエイクラッチ３５を備え、ワンウエイクラッチ３５はモータギヤ３１が正転方向に回転する場合のみ、ブラシローラ２５へ回転駆動を伝達する。これにより、これにより、モータギヤ３１が逆回転してブラシローラギヤ３２が逆回転しても、ブラシローラ２５逆回転させないで停止状態とすることができ、ブラシローラ２５を逆回転させることに起因してブラシローラ２５上のトナーが像担持体に再付着する不具合を防止できる。
【００５３】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、ブラシローラ２５に対して固形潤滑剤２７ａを当接し、ブラシローラ２５を介して像担持体の表面及び回収ローラ２４の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段である潤滑剤供給装置２７を備える。本実施形態のクリーニング装置では、回収ブレード２６のブレード巻き込みやブレードめくれが発生するほどに回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止するため、ブレード巻き込みやブレードめくれを防止することができるが、回収ローラ２４の表面移動を頻繁に停止させるとプリンタ１００の生産性が低下する。このため、ブラシローラ２５を介して像担持体の表面及び回収ローラ２４の表面に潤滑剤が塗布可能な構成にすることで、回収ローラ表面の摩擦係数がさがり、回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなりにくいため、回収ローラ２４の表面移動を停止させるタイミングの間隔を延ばすことができ、プリンタ１００の生産性が低下することを防止することが出来る。
【００５４】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、像担持体の表面に接触し、摺擦することにより像担持体上の転写残トナーを除去する摺擦クリーニング部材である極性制御ブレード２３を有する第一クリーニング手段と、極性制御ブレード２３が接触する位置に対して像担持体の表面移動方向下流側に配置され、像担持体上に残留する転写残トナーを除去する第二クリーニング手段とを有し、第二クリーニング手段が、回収ローラ２４と回収ブレード２６とを備える構成である。このような第一クリーニング手段と第二クリーニング手段とを備えるクリーニング装置では、像担持体上の第二クリーニング手段で転写残トナーを除去する位置へのトナーの入力量が不足し易く、回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなり易く、ブレード巻き込みやブレードめくれが発生する危険性がたかまるが、本実施形態の感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２であれば、ブレード巻き込みやブレードめくれが発生することを防止することができる。
【００５５】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、極性制御ブレード２３は、所定電極の電圧が印加された導電性ブレードであることにより、像担持体上の転写残トナーを第二クリーニング手段によって静電クリーニングすることができ、像担持体上のトナーをより確実に除去することができる。
【００５６】
また、感光体クリーニング装置５及びベルトクリーニング装置１２は、表面移動停止手段が、回転することによって回収ローラ２４が表面移動する駆動を伝達する駆動伝達部材としての駆動伝達軸である回収ローラ軸２４ｂに所定の値以上の駆動負荷としての回転トルクが加わったときに回収ローラ軸２４ｂへの駆動の伝達を停止するトルクリミッタ３４である。これにより、回収ブレード２６のブレード巻き込みやブレードめくれが発生するほどに回収ローラ２４と回収ブレード２６との間の摩擦力が大きくなる前に、回収ローラ２４の表面移動を停止する構成を、簡易な構成で実現できる。
【００５７】
また、プリンタ１００は、表面移動し潜像形成手段である露光装置３によってその表面に潜像が形成される像担持体としての潜像担持体である感光体１と、感光体１上にトナー像を形成する画像形成手段としての帯電装置２、露光装置３、及び現像装置４と、感光体１上のトナー像を転写体である転写ベルト６に転写する転写手段である一次転写ローラ７と、転写後の感光体１を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段とを有する画像形成装置であり、この潜像担持体クリーニング手段として、本実施形態の感光体クリーニング装置５を用いることにより、像担持体である感光体１表面に対して安定したクリーニングを行うことが出来る。
【００５８】
また、プリンタ１００が、表面移動する像担持体として、他のトナー像担持体である感光体１上に形成されたトナー像を一次転写され、一次転写されたトナー像を記録媒体である記録紙Ｐに二次転写する中間転写体である転写ベルト６と、二次転写後の転写ベルト６の表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段とを有する画像形成装置であり、この中間転写体クリーニング手段として、本実施形態のベルトクリーニング装置１２を用いることにより、像担持体である転写ベルト６表面に対して安定したクリーニングを行うことが出来る。
【００５９】
また、プリンタ１００の現像装置４がトナー像の形成に用いるトナーが、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０の範囲で、トナー平均粒径が６［μｍ］以下の範囲となるトナーであることにより、プリンタ１００の画質の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  感光体
２  帯電装置
２ａ  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像装置
５  感光体クリーニング装置
６  転写ベルト
７  一次転写ローラ
８  給紙トレイ
９  転写対向ローラ
１０  二次転写ローラ
１１  定着装置
１２  ベルトクリーニング装置
２０  駆動ローラ
２０ａ  駆動ローラギヤ
２１  紙粉ローラ
２２  紙粉ローラブレード
２３  極性制御ブレード
２３ａ  極性制御ブレード電源
２４  回収ローラ
２４ａ  回収ローラ電源
２４ｂ  回収ローラ軸
２５  ブラシローラ
２５ａ  ブラシローラ電源
２５ｂ  ブラシローラ軸
２６  回収ブレード
２６ａ  回収ブレード電源
２７  潤滑剤供給装置
２７ａ  固形潤滑剤
２９  像担持体
３０  排出スクリュ
３１  モータギヤ
３１ａ  モータギヤ軸
３１ｂ  ベルト駆動伝達ギヤ
３２  ブラシローラギヤ
３２ａ  ブラシローラギヤ軸
３３  回収ローラギヤ
３３ａ  回収ローラギヤ軸
３４  トルクリミッタ
３５  ワンウエイクラッチ
４０  駆動回路
４１  側板
４５  駆動モータ
５０  駆動伝達部
１００  プリンタ
２００  画像形成ユニット
Ｌ  レーザー光
Ｐ  記録紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００８−９６５３７号公報
【図１】
2010160445.tif 000003
【図２】
2010160445.tif 000004
【図３】
2010160445.tif 000005
【図４】
2010160445.tif 000006
【図５】
2010160445.tif 000007
【図６】
2010160445.tif 000008
【図７】
2010160445.tif 000009
【図８】
2010160445.tif 000010
【図９】
2010160445.tif 000011