(57)【要約】【課題】像担持体表面とブラシローラとの接触部に大量のトナーが入力されても良好なクリーニング性を得ることができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体３の表面に接しながら前記表面に付着しているトナーを除去する、回転可能に設けられたブラシローラ６３と、前記ブラシローラにトナーを静電的に付着させるためのバイアスを印加するバイアス印加手段とを備え、像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体１０へ転写した後に像担持体表面に残留するトナーを、像担持体表面とブラシローラとの接触部に進入させて、ブラシローラにより像担持体表面から除去するクリーニング装置６において、前記ブラシローラのブラシの毛太さが６デニール以上である。【選択図】図１
2014095774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に接しながら該表面に付着しているトナーを除去する、回転可能に設けられたブラシローラと、
前記ブラシローラにトナーを静電的に付着させるためのバイアスを印加するバイアス印加手段とを備え、
像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体へ転写した後に該像担持体表面に残留するトナーを、該像担持体表面と前記ブラシローラとの接触部に進入させて、該ブラシローラにより該像担持体表面から除去するクリーニング装置において、
前記ブラシローラのブラシの毛太さが６デニール以上であ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、
上記像担持体表面に形成されたトナー像を上記被転写体へ転写した後に該像担持体表面に残留する正極性及び負極性のトナーを、該像担持体表面と上記ブラシローラとの接触部に進入させて、該ブラシローラにより該像担持体表面から除去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１または２のクリーニング装置において、
上記ブラシの毛太さが１０デニール以上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１、２または３のクリーニング装置において、
上記ブラシローラよりも像担持体回転方向下流側に、上記像担持体表面に接触し該像担持体表面からトナーを除去するクリーニングブレードを設け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、２、３または４のクリーニング装置において、
上記像担持体に対する上記ブラシローラの食い込み量が１［ｍｍ］であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持したトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記像担持体から前記被転写体上にトナー像を転写した後に、該像担持体の表面上に付着している付着物を除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４または５のクリーニング装置を備え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、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるクリーニング装置及びそのクリーニング装置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、画像形成装置では、感光体などの像担持体から被転写体上にトナー像を転写した後、像担持体の表面上に付着している付着物である転写残トナーをクリーニング装置で除去している。
【０００３】
特許文献１に記載のクリーニング装置には、像担持体表面に接触して回転可能に設けられたクリーニングブラシローラと、クリーニングブラシローラにトナーを静電的に付着させるためのバイアスを印加するバイアス印加手段とが設けられている。像担持体から被転写体上にトナー像を転写した後、像担持体表面に残留する正極性及び負極性の転写残トナーは、像担持体表面とクリーニングブラシローラとの接触部に進入し、クリーニングブラシローラの静電気力と摺擦力とによって像担持体表面から除去される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、像担持体表面とクリーニングブラシローラとの接触部に大量のトナーが入力すると、クリーニングブラシローラによって像担持体上から転写残トナーを除去しきれず、十分なクリーニング性が得られないといった問題が生じる。
【０００５】
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、像担持体表面とブラシローラとの接触部に大量のトナーが入力されても良好なクリーニング性を得ることができるクリーニング装置及びそのクリーニング装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体の表面に接しながら該表面に付着しているトナーを除去する、回転可能に設けられたブラシローラと、前記ブラシローラにトナーを静電的に付着させるためのバイアスを印加するバイアス印加手段とを備え、像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体へ転写した後に該像担持体表面に残留するトナーを、該像担持体表面と前記ブラシローラとの接触部に進入させて、該ブラシローラにより該像担持体表面から除去するクリーニング装置において、前記ブラシローラのブラシの毛太さが６デニール以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明によれば、像担持体表面とブラシローラとの接触部に大量のトナーが入力されても良好なクリーニング性を得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】
【０００８】
【図１】作像装置の概略説明図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】カウンターに当接したクリーニングブレードによるクリーニングの説明図。
【図４】静電クリーニングブラシによるクリーニングの説明図。
【図５】クリーニングブレードと静電クリーニングブラシを組み合わせたクリーニングの説明図。
【図６】ブラシの毛太さとトナー回収率の関係を示すグラフ。
【図７】トナー回収率の算出方法の説明に用いる図。
【図８】ブラシが感光体に当接して回転する際にブラシにかかるトルクとトナー回収率の関係を示すグラフ。
【図９】ブラシにかかるトルクの測定条件の説明に用いる図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をタンデム型のカラー画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
【００１０】
図２は、実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図である。この複写機は、複写装置本体であるプリンタ部１００と、給紙テーブルである給紙部２００と、プリンタ部１００上に取り付けるスキャナ部３００と、スキャナ部３００上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である原稿搬送部４００からなっている。また、複写機内の各装置の動作を制御する図示しない制御部も備えている。
【００１１】
プリンタ部１００は、その中央に中間転写体としての中間転写ベルト１０を備えている。中間転写ベルト１０は、第一支持ローラ１４、第二支持ローラ１５及び第三支持ローラ１６に掛け回され、図中時計回りに表面移動可能となっている。そして、中間転写ベルト１０に対向するように、表面にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのうちの１色のトナー像をそれぞれ担持する潜像担持体としての４つの感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。
【００１２】
感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのまわりには、感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段である帯電装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、トナー像を形成するための現像手段である現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。更に、一次転写後の感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋも備えている。
【００１３】
そして、感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、帯電装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、及び、クリーニング装置６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなるトナー像形成部である作像装置１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを構成している。また、４つの作像装置１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを横に並べて配置してタンデム画像形成ユニット２０が構成する。
【００１４】
第三支持ローラ１６と中間転写ベルト１０を挟んで対向するように、トナー像を記録体としての転写紙上に転写した後の中間転写ベルト１０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１７を備えている。また、プリンタ部１００は、タンデム画像形成ユニット２０の上方に露光装置２１を備えている。
【００１５】
中間転写ベルト１０の内側で各感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと中間転写ベルト１０を挟んで対向する位置には、一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに押し当てて設けられ、一次転写部を形成している。
【００１６】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成ユニット２０と反対の側には、二次転写装置２９を備える。二次転写装置２９は、二次転写ローラ２２と二次転写ベルト張架ローラ２３との間に、二次転写ベルト２４を掛け渡して構成している。二次転写装置２９は、二次転写ローラ２２が支持する位置で、二次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して第三支持ローラ１６に押し当てられている。そして、二次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間で二次転写部としての二次転写ニップ部を形成するように配置されている。
【００１７】
二次転写装置２９の図中左側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５を備えている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。また、上述した二次転写装置には、二次転写ニップ部でトナー像の転写を受けた転写紙を定着装置２５へと搬送する転写紙搬送機能も備えてなる。なお、二次転写装置として、転写ローラや非接触の帯電チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写紙搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００１８】
二次転写装置および定着装置２５の下には、上述したタンデム画像形成ユニット２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。これによって、転写紙の片面に画像定着後に、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換え、そこで反転させて再び二次転写ニップ部に転写紙を搬送し、トナー像を転写させた後、排紙トレイ上に排紙させることができる。
【００１９】
スキャナ部３００は、コンタクトガラス３２上に載置された原稿の画像情報を読取センサ３６で読み取り、読み取った画像情報をこの制御部に送る。
【００２０】
不図示の制御部は、スキャナ部３００から受け取った上記画像情報に基づき、プリンタ部１００の露光装置２１内に配設された図示しないレーザーやＬＥＤ等を制御して感光体ドラム３に向けてレーザー書き込み光Ｌを照射させる。この照射により、感光体ドラム３の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
【００２１】
給紙部２００は、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４、給紙カセットから転写紙を繰り出す給紙ローラ４２、繰り出した転写紙を分離して給紙路４６に送り出す分離ローラ４５、給紙路４８に転写紙を搬送する搬送ローラ４７等を備えている。
【００２２】
本実施形態の複写機では、給紙部２００以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ５１、手差しトレイ５１上の転写紙を手差し給紙路５３に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ５２も装置側面に備えている。
【００２３】
レジストローラ４９は、それぞれ給紙カセット４４又は手差しトレイ５１に載置されている転写紙を１枚だけ排出させ、中間転写体としての中間転写ベルト１０と二次転写装置との間に位置する二次転写ニップ部に送る。
【００２４】
本実施形態の複写機において、カラー画像のコピーをとるとき、原稿搬送部４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、又は原稿搬送部４００を開いてスキャナ部３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットして原稿搬送部４００を閉じることで原稿を押さえる。
【００２５】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿搬送部４００に原稿をセットしたときは原稿をコンタクトガラス３２上へと搬送した後、スキャナ部３００を駆動し、第一走行体３３及び第二走行体３４を走行する。他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ部３００を駆動し、第一走行体３３及び第二走行体３４を走行する。そして、第一走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体３４に向け、第二走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取センサ３６に入れ、原稿の画像情報を読み取る。
【００２６】
帯電装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面が一様に帯電され、スキャナ部３００で読み取られた画像情報を色分解して、露光装置２１によって各色毎に感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにレーザー書き込みがなされる。これにより、感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ表面上に静電潜像を形成する。
【００２７】
一例として、Ｙ（イエロー）の画像形成に行いて説明する。感光体ドラム３Ｃの表面に形成された静電潜像は、現像装置５ＹによってＹトナーを潜像にあわせて現像し、単色のトナー像を形成する。同様にして、順次Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の順で各作像装置１Ｍ，Ｃ，Ｋでも同様にして感光体ドラム３上で単色のトナ−像を形成する。このように、各感光体ドラム３上にトナー像を形成させるとともに、上記画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙させるべく、４つの給紙ローラのうちの１つを作動させる。
【００２８】
また、これと同時に、不図示の駆動モータで第一支持ローラ１４、第二支持ローラ１５または第三支持ローラ１６のうちの１つを回転駆動して他の二つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、感光体ドラム３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上の単色のトナー像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２９】
一方、給紙部２００では給紙ローラ４２の１つを選択回転、給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で給紙路４８に導き、この転写紙をレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３０】
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３１】
なお、手差しトレイ５１上の転写紙を用いる場合は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３２】
そして、中間転写ベルト１０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４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２２との当接部である二次転写ニップ部に転写紙を送り込む。そして、二次転写ニップ部に形成されている転写用電界や当接圧力などの影響により、中間転写ベルト１０上から合成カラー画像を転写紙上に二次転写して、転写紙上にカラー画像を記録する。
【００３３】
二次転写ニップ部でカラー画像の転写を受けた後の転写紙は、二次転写装置２９の二次転写ベルト２４で定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で加圧ローラ２７と定着ベルトとによる加圧力と熱の付与によりカラー画像を定着される。その後、排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。また、両面に画像形成される転写紙は、カラー画像を定着された後、切換爪５５で切り換えて転写紙反転装置２８に搬送され、そこで反転されて再び二次転写ニップ部へと導かれ、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。
【００３４】
一方、二次転写ニップ部で転写紙にカラー画像を転写した後の中間転写ベルト１０の表面は、残留する残留トナーがベルトクリーニング装置１７によって除去され、タンデム画像形成ユニット２０による再度の画像形成に備える。
【００３５】
図１は、作像装置１の概略説明図である。
図１に示すように、作像装置１は、感光体ドラム３、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、除電ランプ７、及び、潤滑剤塗布装置８などを一体的に備えて、プロセスカートリッジとして装置本体から着脱可能となっている。本実施形態の複写機では、プロセスカートリッジとしての作像装置１そのものを交換するようになっている。しかしながら、感光体ドラム３、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、除電ランプ７、潤滑剤塗布装置８のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
【００３６】
図１に示すように、潤滑剤塗布装置８は、潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を固形化した固形潤滑剤８４や、潤滑剤付与部材として潤滑剤を感光体ドラム３の表面上に塗布する塗布ブラシ８２や、均しブレード８６などを有する。
【００３７】
クリーニング装置６は、感光体ドラム３の表面移動方向上流側から順に、静電クリーニングブラシローラ６３と、クリーニングブレード６１とを備えている。
【００３８】
静電クリーニングブラシローラ６３は、感光体ドラム３の回転方向に対して図中の矢印のごとくカウンター方向に回転しているが、感光体ドラム３の回転方向に対して線速差をもたせて連れまわり方向に回転させてもよい。クリーニングブレード６１はホルダに固定されており、感光体ドラム３の回転方向に対してカウンター支持されている。
【００３９】
また、静電クリーニングブラシローラ６３にトナーを静電的に付着させるためのバイアスを印加するバイアス印加手段としてのクリーニング電源が設けられている。感光体ドラム３から中間転写ベルト１０上にトナー像を転写した後、感光体ドラム表面に残留する正極性及び負極性の転写残トナーは、感光体ドラム表面と静電クリーニングブラシローラ６３との接触部に進入する。そして、静電クリーニングブラシローラ６３の静電気力と摺擦力とによって感光体ドラム表面から転写残トナーが除去される。
【００４０】
クリーニング装置６は、除電ランプ７によって一次転写部を通過した感光体ドラム３の表面が除電された後、まず静電クリーニングブラシローラ６３で感光体ドラム表面から転写残トナーの大部分を除去する。そして、その後、感光体ドラム表面に残った転写残トナーをクリーニングブレード６１で感光体ドラム表面から除去する。
【００４１】
静電クリーニングブラシローラ６３上に付着したトナーは、回収電源からバイアスが印加された回収ローラ６５により静電的な力によって回収され、回収ローラ６５の表面に接触させて設けた回収ブレード６７により回収ローラ６５の表面から除去される。
【００４２】
クリーニング装置６によって転写残トナーの除去がなされた感光体ドラム３表面上には、潤滑剤塗布装置８の塗布ブラシ８２によって潤滑剤が塗布され、感光体ドラム表面を保護する。潤滑剤の塗布がなされた感光体ドラム３の表面は、カウンター方式で当接する均しブレード８６によって潤滑剤が均され、感光体ドラム３の表面上の潤滑剤が緻密な塗布状態となる。
【００４３】
塗布ブラシ８２による潤滑剤の塗布は、ブラケットに保持された固形潤滑剤８４を潤滑剤加圧スプリング８８により塗布ブラシ８２に加圧して行う。そして、感光体ドラム３の表面に接触して回転する塗布ブラシ８２により固形潤滑剤８４を削って感光体ドラム３上に塗布する。
【００４４】
ここで、従来より複写機などの画像形成装置において、感光体ドラムやクリーニング装置などの交換部品の高寿命化が要求されている。特にプロダクションプリンティング事業のような大量の印刷を行う業界で使用される電子写真機器においては、交換部品の寿命は１枚印刷するあたりのコスト（ＣＰＰ）に大きく影響されるため、飛躍的な寿命の向上はランニングコスト低減に大きな効果がある。
【００４５】
クリーニング装置の寿命を向上させるためには、クリーニングブレードのエッジの摩耗速度低減が必要である。クリーニングブレードを使用したクリーニング部は、構成が簡素であることや、特に図３のように感光体ドラムの回転方向に対してカウンターに当接させることで微少量のトナーをほぼ完全にクリーニングすることができ、広く一般に採用されている。
【００４６】
このクリーニングブレードを使用したクリーニング装置の寿命は、当接しているクリーニングブレードエッジの摩耗量で決まる。ブレードエッジの摩耗量が進行すると大量のトナーをせき止めることができず、クリーニングブレードよりも感光体ドラム回転方向下流にすり抜け、結果的に縦スジ画像となって異常が発生する。
【００４７】
特に、加速因子としては高画像面積率の画像を大量連続で印刷するようなときで、その際、大量のトナーがブレードエッジに入力され、わずかながらトナーやトナー添加剤（シリカ）がブレードからすり抜ける。そして、このすり抜けの際にトナーやトナー添加剤（シリカ）がクリーニングブレードにダメージを与えてブレードエッジの摩耗が進行する。
【００４８】
ブレード摩耗の進行を低減させる方法としては、ブレードの材質の処方最適化が挙げられるが、基本的にウレタンゴムの物性を大きく変えるものではないので、飛躍的な寿命向上を図られるものではない。ブレード摩耗の進行を飛躍的に低減させる方法としては、ブレードエッジにトナーが大量に入力されるのを防ぐことが有効である。
【００４９】
更に、ブレードエッジにトナーが大量に入力することによる別の懸念事項として、感光体ドラム表面膜の削れが、進行してしまうことが挙げられる。ブレードエッジからトナーやトナー添加剤がすり抜ける際、これらが研磨剤となって感光体ドラム表面を削り、感光体ドラムの寿命を低減させてしまう。
【００５０】
これに対し、感光体ドラムの摩耗可能な膜厚を増やしてしまうことも考えられるが、膜厚を厚くすることで感光体ドラムに残留電荷が残り、所望の感光体ドラム表面電位を得ることができず、画像濃度のリピート変動が発生するという問題がある。そのため、その点から見ると感光体ドラムの表面から電荷発生層までの膜厚はできるだけ薄くしたい。したがって、この問題についても、クリーニングブレードのエッジにトナーが大量に入力されるのを防ぐことが有効となる。
【００５１】
一方、クリーニング装置の別の形態として、図４のように静電クリーニングブラシローラ６３に電圧を印加してトナーを電気的にクリーニングする静電クリーニングブラシ装置が挙げられる。
【００５２】
この手段のメリットとしては、大量にトナー入力が起こっても、クリーニングブレードよりもトナーを回収する能力が高いことと、トナーに機械的な力によるストレスを与えないので、感光体ドラムへのシリカの固着が発生しにくいことが挙げられる。
【００５３】
静電クリーニング装置のデメリットとしては、単一のブラシでは極性が違う微少量のトナーを回収することができない。そのために、図４に示すように、正極性と負極性それぞれのトナーを回収するべく複数のブラシを配置したり、静電クリーニングブラシローラの上流にトナーの帯電極性を揃える制御を行うためのトナー極性制御手段を設けたりすることが必要となる。しかしながら、この場合、装置が高価になってしまうという問題がある。
【００５４】
クリーニングブレード、静電クリーニングブラシそれぞれのデメリットを補完する手段として、感光体ドラムの上流に単一の静電クリーニングブラシ、下流にクリーニングブレードを配置する図５の手段が考えられる。
【００５５】
特許文献１に記載の画像形成装置では、静電クリーニングブラシローラと、これよりも感光体ドラム回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードとを備えている。大量のトナーが入力された際は、回収能力の高い静電クリーニングブラシローラによって大部分のトナーをクリーニングし、極性の違うトナーは、少量のトナーを完全にクリーニングする能力の高いクリーニングブレードでクリーニングする。これにより、ブレード摩耗や感光体ドラム表面摩耗を著しく低減させたり、感光体ドラムのシリカ固着の防止を図ったりすることができる。
【００５６】
しかしながら、特許文献１に記載のクリーニング装置では、静電クリーニングブラシローラの上流にトナー極性制御手段を設けていないため、帯電量が小さいトナーを用いた場合には静電クリーニングブラシローラによるトナー回収率が小さい。そのため、クリーニングブレードにトナーが大量に入力されてしまい、ブレードエッジの摩耗が進行するという問題があった。
【００５７】
そこで、本実施形態の複写機に設けたクリーニング装置６では、静電クリーニングブラシローラ６３によるトナー回収率を高めて、クリーニングブレード６１に入力されるトナーの量を少なくし、ブレードエッジの摩耗が進行するのを抑えるようにしている。
【００５８】
本願発明者らが鋭意研究を重ねた結果、静電クリーニングブラシローラ６３のブラシの毛太さが所定の太さ以上であることで、静電クリーニングブラシローラ６３の摺擦力によるトナー除去性能が向上し、前記接触部に大量のトナーが入力されても良好なクリーニング性が得られることが判明した。
【００５９】
そして、本実施形態においては、静電クリーニングブラシローラ６３のブラシの毛太さが６デニール以上であることで、後述する実験で明らかにしたように、静電クリーニングブラシローラ６３のトナー回収率が高められる。これにより、感光体ドラム表面と静電クリーニングブラシローラ６３との接触部に大量のトナーが入力されても、良好なクリーニング性を得ることができる。
【００６０】
［実験］
作像の際は感光体ドラム３に大量のトナーが現像され、そのトナーが中間転写等に転写された後には転写残トナーが発生する。転写残トナーはまず静電クリーニングブラシローラ６３によって回収されるが、本実施形態では、静電クリーニングブラシローラ６３によって回収したトナー重量と、転写残トナー重量との比を「トナー回収率」と定義する。
【００６１】
また、プリント枚数が増えるとブレードエッジの摩耗量も多くなるという関係がある。そして、本願発明者らが実験を重ねた結果、プリント枚数を横軸にとり、ブレードエッジの摩耗量を縦軸にとったときの傾きを、「ブレードエッジ摩耗速度」と定義すると、トナー回収率が高いほどブレードエッジ摩耗速度も小さくなるという結果が得られている。
【００６２】
図６は、静電クリーニングブラシローラ６３のブラシの毛太さとトナー回収率との関係を示したものであり、表１は図６中の各プロットに対する具体的な数値及び測定条件を示したものである。
【００６３】
【表１】
2014095774.tif 000003
【００６４】
なお、表中の「評価」の欄の「○」は「問題なし」、「△」は「製品上問題無い程度」、「×」は「製品上影響がでる」としている。
【００６５】
また、トナー回収率の測定条件は次の通りである。
・回収ローラ６５への印加バイアスＶ１：４００［Ｖ］〜８００［Ｖ］
・印刷条件：Ａ４ベタ画像を１０枚
・クリーニングブレード６１：ウレタンゴム、硬度７２［°］、反発弾性３１［％］
・回収ローラ６５：ステンレス鋼
【００６６】
図７を用いて、トナー回収率の算出方法について説明する。
トナー回収率は、転写残トナー重量Ｔ１と、クリーニングブレード入力トナー重量Ｔ２より（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ２の式により算出した。ここで、Ｔ１−Ｔ２は、静電クリーニングブラシ回収トナー重量に相当する。
【００６７】
転写残トナー重量Ｔ１は、次のように算出する。まず、静電クリーニングブラシローラ６３を感光体ドラム３と接触しない金属棒に変更し（棒にしたのは駆動伝達のため）、また、クリーニングブレード６１の下にトナー収容部Ｐ１を設ける。静電クリーニングブラシローラ６３を金属棒に変更することで、通紙を行うと、感光体ドラム表面に付着した転写残トナーの全てが直接、クリーニングブレード６１に入力される。そして、クリーニングブレード６１によって感光体ドラム表面から掻き落とされたトナーは、トナー収容部Ｐ１に収容される。このようにしてトナー収容部Ｐ１に収容されたトナーの重量を転写残トナー重量Ｔ１とする。なお、クリーニングブレード６１は、トナーのすり抜けが起こらないよう新品に近い状態のものを使用する。
【００６８】
クリーニングブレード入力トナー重量Ｔ２も測定原理は、転写残トナー重量Ｔ１と同様である。異なるのは、静電クリーニングブラシローラ６３を金属棒に変更せず、静電クリーニングブラシローラ６３を用いて、感光体ドラム表面から転写残トナーを除去する点である。静電クリーニングブラシローラ６３によって除去されずに感光体ドラム表面に残ったトナーは、クリーニングブレード６１に入力され、感光体ドラム表面からクリーニングブレード６１によって掻きとられ、トナー収容部Ｐ１に収容される。このようにしてトナー収容部Ｐ１に収容されたトナーの重量をクリーニングブレード入力トナー重量Ｔ２とする。
【００６９】
なお、毛太さによってブラシの抵抗、詳しくは、原糸比抵抗が異なる。そのため、感光体ドラム−ブラシ間に流れる電流の大きさ、言い換えれば、静電的な力の大きさの影響を考慮して、印加バイアスＶ１を４００［Ｖ］〜８００［Ｖ］の間でトナー回収率を複数測定し、最もトナー回収率が高かったトナー回収率を図６にプロットした。
【００７０】
図６や表１より、毛太さが６デニールでは、毛密度が７０［ｋＦ］の場合に製品上問題無い程度のトナー回収率となり、毛密度が５０［ｋＦ］の場合に問題無いトナー回収率となった。また、毛太さが１０デニールと１４デニールとでは、問題無いトナー回収率となった。一方、毛太さが２デニールでは、他のものに比べてトナー回収率が急激に低下し、製品上影響が出てしまうようなトナー回収率となった。
【００７１】
以上のことから、毛太さが６デニール以上、好ましくは１０デニール以上の静電クリーニングブラシローラ６３を用いることで、安定して高いトナー回収率を得ることができるのことがわかる。
【００７２】
図８は、静電クリーニングブラシローラ６３が感光体ドラム３に当接して回転する際に、静電クリーニングブラシローラ６３にかかるトルクとトナー回収率との関係を示したものである。また、表２は図８中の各プロットに対する具体的な数値及び測定条件を示したものである。
【００７３】
【表２】
2014095774.tif 000004
【００７４】
静電クリーニングブラシローラ６３にかかるトルクの測定条件としては、図９に示すように、感光体ドラム３に対して静電クリーニングブラシローラ６３のブラシを１［ｍｍ］食い込ませており、それ以外の条件は図６のトナー回収率の測定条件と同じである。
【００７５】
なお、感光体ドラム３に対する静電クリーニングブラシローラ６３のブラシの食い込み量を１［ｍｍ］としているのは、次の理由によるものである。すなわち、前記食い込み量が１［ｍｍ］よりも小さいと、感光体ドラム表面に接触するブラシの量が減りトナーを掻き取る能力が低下してしまう。逆に、前記食い込み量が１［ｍｍ］よりも大きいとブラシが毛倒れしてしまい、ブラシ先端部分でのブラシのコシによる機械的な力でトナーを掻き取る能力が低下してしまう。一方、前記食い込み量を１［ｍｍ］とすることで、ブラシのコシによる機械的な力でトナーを良好に掻き取ることができる。
【００７６】
また、毛倒れにより発生する問題としては、ブラシ先端部分でのブラシのコシによる機械的な力でトナーを掻き取る能力が低下すること以外に、最大の問題として印刷画像への悪影響を及ぼすことが挙げられる。毛倒れが起こると、ブラシから感光体ドラムにかある負荷が毛倒れ箇所とそれ以外の箇所とで変動する。そのため、ブラシと接する感光体ドラムの回転速度に変動が生じ、帯状の濃度変化となって印刷画像に表れてしまう。よって、前記食い込み量を１［ｍｍ］よりも大きくしないことで、ブラシの毛倒れによる印刷画像への悪影響が生じるのを抑制することができる。
【００７７】
図８や表２より、静電クリーニングブラシローラ６３にかかるトルクが４．２［ｍＮ・ｍ］ではトナー回収率が急激に低下してしまうが、前記トルクが５．７［ｍＮ・ｍ］以上では安定して高いトナー回収率を示すという結果が得られた。
【００７８】
次に、本実施形態の複写機において、帯電量が小さいトナーを用いて高画像面積率の画像が大量印刷されたときの感光体ドラム表面のクリーニング状況について説明する。
【００７９】
高画像面積率の画像を作像の際は、感光体ドラム３に大量のトナーが現像されるため、そのトナーが中間転写ベルト１０に転写された後の感光体ドラム表面上の転写残トナーも相当量発生する。このように感光体ドラム表面上に存在する大量の転写残トナーは、まず静電クリーニングブラシローラ６３によって感光体ドラム表面から回収する。
【００８０】
この際、転写後、感光体ドラム表面と静電クリーニングブラシローラ６３との接触部に入力されるプラス極性及びマイナス極性に帯電した転写残トナーの大部分は、トナーの正規帯電極性であるマイナス極性であり帯電量は少ない。そして、静電クリーニングブラシローラ６３のブラシの毛太さが６デニール以上、好ましくは１０デニール以上であることで、ブラシの機械的な力によって、静電的な力によるトナー回収効果を補助し、マイナス極性に帯電したトナーの殆どを、静電クリーニングブラシローラ６３によって感光体ドラム３の表面から回収することができる。なお、この際、静電クリーニングブラシローラ６３が感光体ドラム３に当接して回転する際の静電クリーニングブラシローラ６３にかかるトルクは、５．７［ｍＮ・ｍ］以上、好ましくは６．３［ｍＮ・ｍ］以上である。
【００８１】
プラス極性に帯電した少量の転写残トナーは、感光体ドラム３の回転とともに静電クリーニングブラシローラ６３を通過して、感光体ドラム３とクリーニングブレード６１との当接部に入力される。このときのトナー入力量は、高画像の大量印刷であっても、クリーニングブレード６１よりも感光体ドラム回転方向上流側にある静電クリーニングブラシローラ６３によって、殆どのトナーが回収されるため、ごくわずかなものとなる。そのため、容易にクリーニングブレード６１のエッジでトナーを掻き取り、感光体ドラム３の表面をクリーニングすることができる。
【００８２】
また、感光体ドラム３とクリーニングブレード６１との当接部に入力されるトナーの入力量は少ないため、クリーニングブレード６１のブレードエッジのダメージも殆んどなく、またストレスがかかるトナーも少ない。これにより、感光体ドラム３とクリーニングブレード６１との当接部に大量のトナーが入力されることで生じ得る、ブレードエッジの摩耗進行や、シリカなどの現像剤に含有した添加物の感光体ドラム３への固着、感光体膜削れ進行を抑えることができる。
【００８３】
よって、帯電量の少ないトナーを用いたり、高画像面積率の画像を作像したりした場合においても、感光体ドラムやクリーニング装置の寿命を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１      作像装置
３      感光体ドラム
４      帯電装置
５      現像装置
６      クリーニング装置
７      除電ランプ
８      一次転写ローラ
８      潤滑剤塗布装置
１０    中間転写ベルト
１４    第一支持ローラ
１５    第二支持ローラ
１６    第三支持ローラ
１７    ベルトクリーニング装置
２０    タンデム画像形成ユニット
２１    露光装置
２２    二次転写ローラ
２３    二次転写ベルト張架ローラ
２４    二次転写ベルト
２５    定着装置
２６    定着ベルト
２７    加圧ローラ
２８    転写紙反転装置
２９    二次転写装置
３０    原稿台
３２    コンタクトガラス
３３    第一走行体
３４    第二走行体
３５    結像レンズ
３６    読取センサ
４２    給紙ローラ
４３    ペーパーバンク
４４    給紙カセット
４５    分離ローラ
４６    給紙路
４７    搬送ローラ
４８    給紙路
４９    レジストローラ
５０    給紙ローラ
５１    手差しトレイ
５２    分離ローラ
５３    給紙路
５５    切換爪
５６    排出ローラ
５７    排紙トレイ
６１    クリーニングブレード
６３    静電クリーニングブラシローラ
６５    回収ローラ
６７    回収ブレード
８２    塗布ブラシ
８４    固形潤滑剤
８６    均しブレード
８８    潤滑剤加圧スプリング
１００  プリンタ部
２００  給紙部
３００  スキャナ部
４００  原稿搬送部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特許第４５９７８３７号公報
【図１】
2014095774.tif 000005
【図２】
2014095774.tif 000006
【図３】
2014095774.tif 000007
【図４】
2014095774.tif 000008
【図５】
2014095774.tif 000009
【図６】
2014095774.tif 000010
【図７】
2014095774.tif 000011
【図８】
2014095774.tif 000012
【図９】
2014095774.tif 000013