(57)【要約】【課題】  電圧が印加された導電性部材によって電荷が揃えられた被清掃体上のトナーを、電圧が印加されたクリーニング部材によって静電的に被清掃体から除去し、時間が経っても良好な清掃を行うことができるクリーニング装置を提供する。【解決手段】  印加された電圧によって感光体１上のトナーを除去するクリーニングブラシ２３と、クリーニングブラシ２３が感光体１に接触する位置よりも上流側で感光体１に接触し、且つ、電圧が印加されたクリーニングブレード２２とを有し、クリーニングブレード２２と対向する位置を通過してクリーニングブレード２２に印加される電圧と同極性の帯電状態となった感光体１上のトナーを、クリーニングブラシ２３によって静電的に除去するクリーニング装置２０で、制御手段はブレード電源２９がクリーニングブレード２２に印加する電圧を逆極性としてクリーニングブレード２２に付着したトナーを除去する清掃モードを実行する。【選択図】  図１
2008276123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する被清掃体の表面に接触し、且つ、印加された電圧によって該被清掃体の表面上のトナーを除去するクリーニング部材と、
該クリーニング部材が該被清掃体に接触する位置に対して被清掃体表面移動方向上流側の該被清掃体の表面と対向する位置で該被清掃体に接触し、且つ、電圧が印加された導電性部材とを有し、
該導電性部材と該被清掃体との対向する位置を通過して該導電性部材に印加される電圧と同極性の帯電状態となった該被清掃体上のトナーを該クリーニング部材によって静電的に該被清掃体から除去するクリーニング装置において、
該導電性部材に付着したトナーを除去する清掃制御を実行する制御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、
上記クリーニング部材は導電性のブラシ繊維を備えるクリーニングブラシ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のクリーニング装置において、
上記清掃制御時に、上記制御手段が上記導電性部材に印加される電圧の極性を上記被清掃体上のトナーを除去するときとは逆極性とする制御を行う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、
上記制御手段は、上記清掃制御時に上記導電性部材から上記被清掃体上に移動したトナーが、該清掃制御が終了した後に該導電性部材が該被清掃体に接触する位置に到達するように制御を行う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、
上記清掃制御時に、上記制御手段が上記被清掃体の表面移動方向を該被清掃体上のトナーを除去するときとは逆方向とする制御を行う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、
上記導電性部材はブレード形状であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、
該被清掃体上のトナーの形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
潜像担持体と、
該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、
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化する現像手段と、
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、
転写後の該潜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潜像担持体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、
該潜像担持体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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９】
請求項８の画像形成装置において、
上記現像手段としてそれぞれ色の異なるトナーを収容した複数の現像装置を備え、
上記潜像担持体１つに対して該複数の現像装置が対向することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８の画像形成装置において、
上記現像手段としてそれぞれ色の異なるトナーを収容した複数の現像装置を備え、
該複数の現像装置と同数の上記潜像担持体を備え、
該潜像担持体１つに対して該複数の現像装置のうち一つが対向することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
該中間転写体上のトナー像を転写体又は記録媒体に転写する二次転写手段と、
二次転写後の該中間転写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中間転写体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、
該中間転写体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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１２】
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
該記録媒体を該転写手段による転写位置まで搬送する記録媒体搬送部材と、
該記録媒体搬送部材を被清掃体として表面に付着した不要なトナーを除去する記録媒体搬送部材クリーニング手段とを有する画像形成装置において、
記録媒体搬送部材クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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１３】
請求項８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、
上記像担持体として、フィラーを分散させた材料からなるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、
上記像担持体として、架橋型電荷輸送材料を使用したものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項８、９、１０、１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、
上記像担持体として、充填剤で補強された表面層を有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の画像形成装置において、
上記像担持体として、感光層がアモルファスシリコンからなるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の画像形成装置において、
上記制御手段は、非画像形成時に上記清掃制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７の画像形成装置において、
上記制御手段は、画像形成の一つのＪＯＢを終了した後に上記清掃制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８の画像形成装置において、
上記制御手段は、ウォームアップ時に上記清掃制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１７、１８または１９の画像形成装置において、
上記制御手段は、所定の枚数の画像形成を行った後に上記清掃制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１７、１８、１９または２０の画像形成装置において、
上記制御手段は、所定の時間経過後に上記清掃制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
像担持体と少なくともクリーニング手段とを一体に支持し、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、
該クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７の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、並びにこれを備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジ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）トナーから重合法による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クリーニング方式がある。特許文献１の静電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クリーニング部材を配し、導電性のクリーニング部材に電圧を印加し、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。
また、特許文献１に記載のクリーニング装置では、導電性のクリーニング部材としてローラ状のクリーニングローラを備えている。さらに、このクリーニングローラが感光体と接触する位置に対して感光体表面移動方向上流側に、感光体と接触し、且つ、クリーニングローラとは逆極性の電圧が印加された導電性部材としてのクリーニングブレードを備えている。
感光体上の転写残トナーは帯電極性の分布が拡がっており、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クリーニング部材と同極性に帯電したトナーを除去することができないという不具合が生じる。一方、特許文献１に記載のクリーニング装置であれば、転写残トナーはクリーニングブレードが感光体に接触する位置を通過するときに、クリーニングブレードから電荷の注入を受け、クリーニングブレードと同極性に帯電状態が揃えられる。これにより、クリーニングローラが感光体と接触する位置に到達した転写残トナーをクリーニングブレードに対して逆極性の電圧が印加されたクリーニングローラによって良好に除去することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０２７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているクリーニング方式では、クリーニングブレードが感光体に接触する位置に到達した転写残トナーのすべてがクリーニングブレードと同極性の帯電状態となるわけではない。トナー像転写後の感光体上の転写残トナーのうち、クリーニングブレードと逆極性のトナーの一部は、クリーニングブレードからの電荷の注入を受けずに、静電的にクリーニングブレードに引きつけられクリーニングブレードに付着する。このため、時間と共にクリーニングブレードに付着したトナーの量が増えて、クリーニングブレードによって転写残トナーの帯電極性を揃える機能が低下するおそれがあった。クリーニングブレードの帯電極性を揃える機能が低下すると、クリーニングローラが感光体に接触する位置に到達する転写残トナーにクリーニングローラと同極性のトナーが混ざり、このトナーはクリーニングローラでは静電的に除去できない。クリーニングローラで除去されなかったトナーは感光体表面上のクリーニング装置との対向部を通過してクリーニング不良となる。
このような問題は、クリーニング装置による被清掃体が感光体の場合に限らず、中間転写体を含めた像担持体、記録体を搬送する記録体搬送部材など、トナー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。
また、特許文献１を用いたクリーニング装置の説明では、導電性のクリーニング部材がクリーニングローラである場合について説明したが、このような問題はクリーニングローラの場合に限るものではない。ブラシ繊維が被清掃体の表面に接触するクリーニングブラシであっても同様の問題が生じる。
また、クリーニングローラとは逆極性の電圧が印加された導電性部材がブレード状のクリーニングブレードである場合について説明したが、導電性部材にトナーが付着して帯電極性を揃える機能が低下する問題はクリーニングブレードの場合に限るものではない。被清掃体の表面に接触する導電性部材が、ブラシ状のものやローラ状のものであっても同様の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電圧が印加された導電性部材によって電荷が揃えられた被清掃体上のトナーを、電圧が印加されたクリーニング部材によって静電的に被清掃体から除去するクリーニング装置で、時間が経っても良好なクリーニングを行う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及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する被清掃体の表面に接触し、且つ、印加された電圧によって該被清掃体の表面上のトナーを除去するクリーニング部材と、該クリーニング部材が該被清掃体に接触する位置に対して被清掃体表面移動方向上流側の該被清掃体の表面と対向する位置で該被清掃体に接触し、且つ、電圧が印加された導電性部材とを有し、該導電性部材と該被清掃体との対向する位置を通過して該導電性部材に印加される電圧と同極性の帯電状態となった該被清掃体上のトナーを該クリーニング部材によって静電的に該被清掃体から除去するクリーニング装置において、該導電性部材に付着したトナーを除去する清掃制御を実行する制御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、上記クリーニング部材は導電性のブラシ繊維を備えるクリーニングブラシであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のクリーニング装置において、上記清掃制御時に、上記制御手段が上記導電性部材に印加される電圧の極性を上記被清掃体上のトナーを除去するときとは逆極性とする制御を行う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、上記制御手段は、上記清掃制御時に上記導電性部材から上記被清掃体上に移動したトナーが、該清掃制御が終了した後に該導電性部材が該被清掃体に接触する位置に到達するように制御を行う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、２、３または４のクリーニング装置において、上記清掃制御時に、上記制御手段が上記被清掃体の表面移動方向を該被清掃体上のトナーを除去するときとは逆方向とする制御を行う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、上記導電性部材はブレード形状であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、該被清掃体上のトナーの形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０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、潜像担持体と、該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、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化する現像手段と、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、転写後の該潜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潜像担持体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、該潜像担持体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記現像手段としてそれぞれ色の異なるトナーを収容した複数の現像装置を備え、上記潜像担持体１つに対して該複数の現像装置が対向する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８の画像形成装置において、上記現像手段としてそれぞれ色の異なるトナーを収容した複数の現像装置を備え、該複数の現像装置と同数の上記潜像担持体を備え、該潜像担持体１つに対して該複数の現像装置のうち一つが対向することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を転写体又は記録媒体に転写する二次転写手段と、二次転写後の該中間転写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中間転写体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、該中間転写体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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１２の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該記録媒体を該転写手段による転写位置まで搬送する記録媒体搬送部材と、該記録媒体搬送部材を被清掃体として表面に付着した不要なトナーを除去する記録媒体搬送部材クリーニング手段とを有する画像形成装置において、記録媒体搬送部材クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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１３の発明は、請求項８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、上記像担持体として、フィラーを分散させた材料からなるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、上記像担持体として、架橋型電荷輸送材料を使用したものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、上記像担持体として、充填剤で補強された表面層を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の画像形成装置において、上記像担持体として、感光層がアモルファスシリコンからなるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の画像形成装置において、上記制御手段は、非画像形成時に上記清掃制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１７の画像形成装置において、上記制御手段は、画像形成の一つのＪＯＢを終了した後に上記清掃制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１７または１８の画像形成装置において、上記制御手段は、ウォームアップ時に上記清掃制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１７、１８または１９の画像形成装置において、上記制御手段は、所定の枚数の画像形成を行った後に上記清掃制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１７、１８、１９または２０の画像形成装置において、上記制御手段は、所定の時間経過後に上記清掃制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、像担持体と少なくともクリーニング手段とを一体に支持し、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、該クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７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。
【０００９】
上記請求項１乃至２２の発明においては、制御手段が清掃制御を実行するため、導電性部材に付着したトナーの量が時間と共に増加することを防止でき、導電性部材が転写残トナーの帯電極性を揃える機能が低下することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至２２の発明によれば、導電性部材の帯電性を揃える機能を経時で維持することができるので、時間が経っても電圧が印加されたクリーニング部材によって良好なクリーニングを行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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の要部を示す概略構成図である。プリンタ１００は、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
【００１２】
まず、プリンタ１００全体の構成について説明する。
図１に示すように、プリンタ１００は、像担持体としてのドラム状の感光体１を備えている。感光体１の周囲には帯電手段としての帯電ローラ３、潜像をトナー像化するトナー像形成手段である現像手段としての現像装置６が配置されている。また、現像装置６により形成されたトナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写ローラ１５、転写後の感光体１表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置であるクリーニング装置２０、感光体１表面を除電する除電ランプ２等が配置されている。また、除電ランプ２と帯電ローラ３との間には、除電ランプの光を遮光する遮光板４０が設けられている。
【００１３】
帯電ローラ３は、感光体１表面に所定の距離で非接触で配置され、感光体１の表面を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。プリンタ１００では、感光体１の表面をマイナス極性に一様に帯電させる。
帯電ローラ３によって一様帯電された感光体１の表面は、潜像形成手段である図示しない露光装置から画像データに基づいてレーザー光４が照射され静電潜像が形成される。
【００１４】
現像装置６は、磁界発生手段としてのマグネットを内包した現像剤担持体としての現像ローラ８を有している。この現像ローラ８には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置６のケーシング７内には、ケーシング７内に収容されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ９及び攪拌スクリュ１０が設けられている。また、現像ローラ８に担持された現像剤を規制するためのドクタ５も設けられている。本実施形態で用いるトナーは粉砕（不定形）トナーである。
供給スクリュ９及び攪拌スクリュ１０の２本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、負極性に帯電される。そして、現像剤は現像ローラ８に内包されたマグネットの作用により、現像ローラ８に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、ドクタ５により規制され、感光体１と対向する現像領域でマグネットの磁力により穂立ち状態となって磁気ブラシを形成する。
また、転写ローラ１５には、図示しない電源から転写バイアスが印加されるようになっている。
【００１５】
次に、プリンタ１００における画像形成動作を説明する。
プリンタ１００では、図示しない操作部のコピースタートボタンが押されると、図示しない画像読み取り部で原稿の読み取りが開始される。一方、帯電ローラ３、現像ローラ８、転写ローラ１５、クリーニングブラシ２３、クリーニングブレード２２、クリーニングブラシ用電荷付与部材３９、及び回収ローラ２４に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、回収ローラ用クリーニングブレード２７及び除電ランプ２などにもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体１が図中矢印Ａ方向に回転駆動される。感光体１の回転駆動と同時に、非接触型の帯電ローラ３、現像ローラ８、転写ローラ１５、供給スクリュ９、攪拌スクリュ１０、及び詳細は後述するトナー排出スクリュ１９、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４も所定の方向に回転駆動される。
【００１６】
感光体１が図中矢印Ａ方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置の帯電ローラ３によって例えば−９００［Ｖ］の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応したレーザー光４が感光体１上に照射され、レーザー光４が照射された部分の感光体１上が除電され静電潜像が形成される（例えば、黒ベタ電位は−１５０［Ｖ］）。
【００１７】
静電潜像の形成された感光体１は、現像装置６との対向部で現像ローラ８上に形成された現像剤の磁気ブラシで感光体１表面を摺擦される。このとき、現像ローラ８上の負帯電トナーは、現像ローラ８に印加された例えば−６００［Ｖ］の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、本実施形態では、感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置６によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、Ｎ／Ｐ(ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する)の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
【００１８】
感光体１上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラ１１と下レジストローラ１２との対向部を経て、ガイド板１３、１４にガイドされて感光体１と転写ローラ１５との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラ１１と下レジストローラ１２との対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、転写ローラ１５に、例えば＋１０［μＡ］に定電流制御された転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は、分離手段としての分離爪１６によって感光体１から分離され、搬送ガイド板４１にガイドされて図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
一方、転写後の感光体１の表面は、クリーニング装置２０で転写後の残留トナーが除去され、さらに除電ランプ２で除電される。
【００１９】
次に、被清掃体としての感光体１の表面上のトナーを除去するクリーニング装置２０について説明する。
図１に示すように、クリーニング装置２０は、ブラシ電源３０からプラス電圧が印加されるクリーニングブラシ２３を備えている。また、クリーニングブラシ２３が感光体１上のトナーを除去する位置に対して感光体１表面移動方向上流側の感光体１表面と対向する位置には、ブレード電源２９からマイナス電圧が印加された導電性のクリーニングブレード２２備えている。
クリーニングブラシ２３は、ブラシ回転軸２３ａを中心に回転駆動するブラシローラであり、ブラシ電源３０はブラシ回転軸２３ａに電圧を印加する構成である。
【００２０】
ここで、転写残トナーとして、感光体１表面に付着し、クリーニング装置２０との対向部に到達するトナーの帯電量について説明する。
図２は、感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布（トナーｑ／ｄ分布）と、転写後に感光体１上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。なお、帯電量分布は細川ミクロン製  Ｅ−スパートアナライザで計測したもので、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。今回の収集個数は転写残トナーが少ない為トナー個数を５００個とした。
図２に示すように、転写直前の感光体１表面上のトナーは、そのほとんどがマイナス極性に帯電している。転写時には、転写前からプラス極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま感光体１に付着する。さらに、転写前にマイナス極性に帯電していたトナーでも転写ローラ１５に印加されたプラス極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性がプラス極性に反転することがある。よって、転写後の感光体１表面上の転写残トナーは図２に示すように、プラス極性のトナーとマイナス極性のトナーとが混在した分布となる。
【００２１】
転写ローラ１５との対向部を通過した感光体１表面上に付着する転写残トナーは、感光体１の表面移動によりクリーニングブレード２２との対向位置まで到達する。
図３は、感光体１表面移動時のクリーニングブレード２２の説明図である。クリーニングブレード２２との対向位置まで到達した転写残トナーのほとんどはクリーニングブレード２２によって機械的に掻き落とされる。しかし、図３に示すように、クリーニングブレード２２は感光体１の表面清掃時に所謂スティックスリップが発生し、転写残トナーの一部がクリーニングブレード２２との対向部をすり抜けていく。
【００２２】
クリーニングブレード２２にはトナーの帯電極性と同じ極性のマイナス極性の電圧（−６００［Ｖ］）が印加されており、転写残トナーがクリーニングブレード２２と感光体１との対向部をすり抜けていくときに、トナーは電荷が注入される。すなわち、トナーがクリーニングブレード２２と感光体１との対抗部をすり抜けるときに、クリーニングブレード２２が、トナーを正規の帯電極性（マイナス極性）に帯電する。
【００２３】
クリーニングブレード２２によって正規の帯電極性に帯電されたトナーは、感光体１の表面移動により、クリーニングブラシ２３が感光体１上のトナーを除去する位置に移送される。図１に示すように、クリーニングブラシ２３へはトナーの帯電極性とは逆の極性（プラス極性）の電圧（＋６００［Ｖ］）が印加されており、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部をすり抜けたトナーを静電的に吸着する。
クリーニングブラシ２３上に移動したトナーは、クリーニングブラシ２３よりも更に高いプラス極性の電圧（＋９００［Ｖ］）が回収電源２８によって印加された回収ローラ２４へ電位勾配によって移動する。回収ローラ２４上に移動したトナーは回収ローラ用クリーニングブレード２７により掻き落とされ、トナー排出スクリュ１９でクリーニング装置２０の外に排出又は現像装置６の内部に戻される。
【００２４】
次に、トナーと同極性（マイナス極性）の電圧（−６００［Ｖ］）が印加された導電性のクリーニングブレード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。
クリーニングブレード２２の電気抵抗は１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］であり、感光体１との当接部の線圧は２０〜４０［ｇ／ｃｍ］でカウンター方向に当接するように構成されている。クリーニングブレード２２に電圧が印加されていない場合、クリーニングブレード２２をすり抜けるトナーは感光体１とクリーニングブレード２２との当接部の圧力で摩擦帯電される。そして、トナーの帯電電位分布はトナーの正規帯電極性（マイナス極性）側にシフトする。図４は、感光体１上に担持されたトナーの転写後における帯電電位分布と、クリーニングブレード２２との対向部を通過した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図４に示すように、クリーニングブレード２２との対向部を通過することにより、若干マイナス極性に帯電され、トナーの正規帯電極性側にシフトするが、それでもプラス極性のトナーとマイナス極性のトナーとが混在した分布となる。転写残トナーの帯電量分布は図４に示すようにブロードであるため、転写残トナーの全てが正規の帯電極性には帯電されない。
よって、全ての転写残トナーの帯電極性を正規の極性にする為には摩擦帯電以外の手段が必要となる。
【００２５】
また、クリーニングブレード２２は図３に示すように感光体１の回転方向に当接状態が変化する所謂スティックスリップが発生する。そして、導電性クリーニングブレード２２が図３中Ｃで示す状態になったときにトナーのすり抜けが発生する。
図１に示すように、クリーニングブレード２２にマイナス電圧が印加されていると、トナーがクリーニングブレード２２と感光体１との間にはさまれたとき、クリーニングブレード２２に印加された電圧でトナーに電流が流れ込む。そして、トナーは印加電圧側の極性に帯電してクリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過する。また、感光体１とクリーニングブレード２２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によりトナーは印加電圧と同極性に帯電する。
【００２６】
ここで、図５は、クリーニングブレード２２に印加する電圧を変化させたときの転写残トナーの帯電電位分布（トナーｑ／ｄ分布）の変化を示すグラフである。クリーニングブレード２２と感光体１との当接部をすり抜けるトナーは、感光体１とクリーニングブレード２２とにより、「摩擦帯電」、「電荷注入」、「放電」等により、トナーの正規帯電極性側にシフトする。このとき、図５に示すように、クリーニングブレード２２に印加する電圧の増加に従い、トナーの正規帯電極性側にシフトする。
【００２７】
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と考えられている。
転写後の感光体１表面の電位は転写条件により変化するがおおよそ−１００［Ｖ］〜＋３００［Ｖ］の範囲で変化する事が確認されている。
従って、図５に示したクリーニングブレード２２への印加電圧が−２００［Ｖ］で、感光体１の表面電位が＋３００［Ｖ］である場合は電位差が５００［Ｖ］となる為、放電が始まっている事になる。しかしながら放電も未だ弱くトナーの極性反転は主に電荷注入で放電分は未だ少ないと考えられる。
また、クリーニングブレード２２への印加電圧が高くなると感光体１とクリーニングブレード２２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によりトナーは印加電圧と同極性に帯電する。
極性が片側に揃えられてクリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過したトナーは、トナーの帯電極性と逆極性（プラス極性）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。
【００２８】
ここで、従来のクリーニング装置について説明する。
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、高解像度を有することが要求されている。その達成手段の１つとしてより粒径を小さくしたトナーを用いることがあげられる。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものが使われるようになってきている。しかしながら、従来ブレードクリーニング方式では、小粒径トナーや球径のトナーをクリーニングすることは粒径が小さい事や、形状が球形である事から、すり抜けやすくクリーニング不良が発生しクリーニングが困難な状況である。
しかしながら小粒径トナーや、球形トナーを用いると画像品質が良くなるので、その使用形態としてクリーナレス方式等が提案されている。
また、ブレード方式で球形トナーをクリーニングする場合でも、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、その分感光体ドラム、クリーニングブレードの寿命が極端に短くなる。通常の線圧（２０［ｇｆ／ｃｍ］）での感光体寿命（感光層が１／３程度削れる時の寿命）はΦ３０で約１０万枚、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１２万枚である。
一方、高い線圧（１００［ｇｆ／ｃｍ］）の時は、感光体の寿命は約２万枚、でクリーニングブレードの寿命は約２万枚程度である。
このような球形トナーをクリーニングする方法としては、本実施形態のクリーニング装置２０のように静電クリーニング方式が好ましい。
【００２９】
次に、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過した転写残トナーを静電的に除去するクリーニングブラシ２３について説明する。
図６は、本実施形態のクリーニング装置２０が備えるクリーニングブラシ２３の感光体１と接触する一本のブラシ繊維３１の縦断面図である。図６に示すように、クリーニングブラシ２３のブラシ繊維３１は、内部が導電性材料３２からなり、表面部が絶縁性材料３３からなる二層構造の芯鞘構造となっている。このような芯鞘構造のブラシ繊維３１は表面部である表層が絶縁性材料３３の為、繊維の切断面以外は導電性材料３２とトナーとが接触しない。これにより、クリーニングブラシ２３から除去するトナーへの電荷注入を抑制することができる。
【００３０】
また、クリーニングブラシ２３のブラシ繊維３１は、図６に示すようにクリーニングブラシ２３の回転方向（図中矢印Ｂ方向）後方側に繊維を倒した、所謂、斜毛（倒毛とも言う）となっている。
ここで、ブラシ繊維３１が直毛である場合について説明する。
図７は、内部が導電性材料３２、表面部が絶縁性材料３３からなる芯鞘構造のブラシ繊維３１がブラシ回転軸２３ａに放射状に取り付けられた、所謂、直毛の場合の一本のブラシ繊維３１の縦断面図である。図７中の矢印Ｂはクリーニングブラシ２３の回転方向、すなわちブラシ繊維３１の移動方向を示す。図７に示すように、ブラシ繊維３１が直毛であるとブラシ繊維３１先端の繊維の断面で導電性材料３２とトナーＴとが接触し、クリーニングブラシ２３からトナーへの電荷注入が発生するおそれがある。
一方、ブラシ繊維３１が斜毛であれば、図６に示すように、ブラシ繊維３１内部の導電性材料３２はトナーＴとほとんど接触しない。これにより、感光体１からクリーニングブラシ２３、クリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へとトナーが移動する間、クリーニングブラシ２３からトナーへの電荷注入を抑制することができる。
【００３１】
また、回収ローラ２４はクリーニングブラシ２３と回収ローラ２４との間でトナーへの電荷注入を少なくする為金属の芯金にＰＶＤＦチューブを巻き更に表層に絶縁層を設けている。
さらに、クリーニングブラシ２３には、表面に接触した金属製のクリーニングブラシ用電荷付与部材３９がクリーニングブラシ２３のブラシ回転軸２３ａと同電位で接続されている。
これは、トナーがクリーニングブラシ２３から回収ローラ２４へ移動すると繊維表面が絶縁性の為電位の低下が発生するので繊維への電荷補充を行っている。
ブラシ表面電位低下の原因はまだ明らかになっていないが、トナーの授受がなんらかの影響を与えていると考えられる。現在は、繊維表面に付着した電荷を持ったトナーが回収ローラ２４へ移動する時に剥離放電がおきて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繊維表面層に負極性の電荷を与え、トナー移動後でも電荷が残ってしまうと考えられる。
クリーニングブラシ２３繊維表面の電位が低下すると感光体１からのトナー除去性能が低下する。そこで繊維表面の電位低下分を補う部材としてクリーニングブラシ２３と同電圧が印加された金属製のクリーニングブラシ用電荷付与部材３９が設けてある。
【００３２】
また、回収ローラ用クリーニングブレード２７には、ローラクリーニングブレード電源４２により、回収ローラ２４の軸に印加する電圧より高い電圧（＋１２００［Ｖ］）が印加してある。これは、クリーニングブラシ２３と同様に回収ローラ２４表面のトナーが掻き落とされたときに回収ローラ２４表面電位が低下するためである。
なお、回収ローラ２４表面電位が低下するとクリーニングブラシ２３と回収ローラ２４間の電位差が小さくなりトナー移動が低下し、次第にクリーニングブラシ２３にトナーが溜まり感光体１からのトナー除去性能が低下するおそれがある。
【００３３】
次に、クリーニングブレード２２で転写残トナーの帯電極性を片側の極性に揃える構成で、起こり得る問題について説明する。
クリーニングブレード２２の入り口側の楔部はトナーを機械的に掻き落しているのでトナーで汚れる。このため、微小ギャップ部の放電は主に出口側の楔部で行われる事になる。クリーニングブレード２２によって機械的に掻き落されなかったトナーのほとんどは、クリーニングブレード２２と感光体１の当接部での電荷注入などで正規の帯電極性の帯電状態となる。しかし、通過するトナー量が多くなると、一部のトナーがトナーの正規の帯電極性とは逆極性のまま、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過する。
【００３４】
図８は、クリーニングブレード２２にトナーが付着した状態を示す、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部の模式図である。図９は、詳細は後述するクリーニングブレード２２の清掃モードのときのクリーニングブレード２２と感光体１との当接部の模式図である。
クリーニングブレード２２と感光体１の当接部で正規の帯電極性にならなかったトナーは、クリーニングブレード２２の放電で極性を反転する。この時、感光体１とクリーニングブレード２２とのギャップが狭い部分（図９中Ｅ部）では、クリーニングブレード２２と感光体１との間で形成される電界によって正規の帯電極性にならなかったトナーが引き寄せられる。そして、正規の帯電極性にならなかったトナーの一部が、クリーニングブレード２２の感光体１と対向する面に付着する。
【００３５】
このようにクリーニングブレード２２と感光体１との当接部の出口側のクリーニングブレード２２の面が汚れてくると放電によるトナーの極性反転ができなくなる。放電によるトナーの極性反転ができなくなると、クリーニングブレード２２による転写残トナーの帯電極性を揃える機能の低下につながる。そして、クリーニングブラシ２３が感光体１に接触する位置に到達する転写残トナーにクリーニングブラシ２３に印加される電圧と同極性のトナーが混ざり、このトナーはクリーニングブラシ２３では静電的に除去できない。その結果、クリーニングブラシ２３でのクリーニング性が悪くなり、クリーニング不良となって帯電ローラ３の汚れを引き起こす事になる。
従って、クリーニングブレード２２によって長期に渡って転写残トナーの極性を片側に揃えさせる為には、クリーニングブレード２２の出口側の感光体１と対向する面の清掃が必要となる。
【００３６】
図８に示すように、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部の出口側でクリーニングブレード２２の感光体１と対向する面に付着したトナーＴ１は電界で引き寄せられたトナーであるので、クリーニングブレード２２に印加された電圧とは逆極性のトナーがほとんどである。
従って、トナーをクリーニングブレード２２の感光体１と対向する面から感光体１表面へ移動させる為にはクリーニングブレード２２へ印加する電圧を、画像形成時とは逆の電圧、または高い同極性の電圧を印加すればよい。
【００３７】
次に、本実施形態の特徴部について説明する。
図１０は、クリーニングブレード２２に付着したトナーを除去するブレード清掃制御を実行する制御手段としての制御部２００を備えた構成のブロック図である。制御部２００はプリンタ１００の画像形成全般を制御する主制御部であっても良いし、主制御部とは別に設けた制御部であっても良い。
本実施形態のプリンタ１００が備える制御部２００は、画像形成を行わない非画像形成時の所定のタイミングでブレード電源２９を制御してクリーニングブレード２２に、画像形成時とは逆の極性の電圧を印加させる。詳しくは、図８に示す画像形成時にはマイナス極性の電圧を印加する状態から、ブレード電源極性スイッチ２９Ｓを切り替えることにより、図９に示すようにプラスの極性の電圧をクリーニングブレード２２に印加するように制御する。
この制御により、プラス極性に帯電した状態で、マイナス極性の電圧が印加されたクリーニングブレード２２に静電的に付着していた転写残トナーがクリーニングブレード２２から静電的に引き離され、感光体１の表面へと移動する。
クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーは、清掃制御が終了した後に、クリーニングブレード２２と感光体１との対向部に到達するように感光体１の駆動の制御がなされる。クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーがクリーニングブレード２２と感光体１との対向部に再度到達するタイミングでは、クリーニングブレード２２に印加する電圧は、マイナス極性とするように制御する。これにより、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーも他の転写残トナーと同様に、クリーニングブレード２２と感光体１との対向部をすり抜けていくときに、マイナス極性の電荷が注入される。
制御部２００がクリーニングブレード２２の清掃モードを実行することにより、クリーニングブレード２２に付着するトナーの量が時間と共に増加することを防止でき、クリーニングブレード２２が転写残トナーの帯電極性を揃える機能が低下することを防止することができる。このように、クリーニングブレード２２の帯電性を揃える機能を経時で維持することができるので、時間が経っても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２３によって良好なクリーニングを行うことができる。
【００３８】
感光体１の表面移動方向が、画像形成時と同じ方向であると、クリーニングブレード２２は図８示すように変形したままとなり、クリーニングブレード２２のトナーが付着している位置と感光体１の表面とはギャップが大きいままになっている。この状態でクリーニングブレード２２面に付着したトナーを感光体１に転移させる為には更に強力な電界が必要で、印加電圧を高くしなければならない。高い電圧を印加すると感光体１は帯電し静電疲労も多くなる。
このような問題に対して、制御部２００はクリーニングブレード２２の清掃モードのときに感光体１の回転の駆動源である感光体駆動モータ２０４を制御の駆動を制御して、感光体１の表面移動方向を画像形成時とは逆方向にする。すなわち、感光体１の回転方向が画像形成時とは逆方向となるように、感光体駆動モータ２０４を制御する。このとき、感光体１を画像形成時とは逆方向に１／４周回転させるように感光体駆動モータ２０４を制御する。
【００３９】
このように、感光体１の回転方向を逆転し、クリーニングブレード２２を所謂トレーリング当接状態にしてやれば、クリーニングブレード２２の出口側の面と感光体１とのギャップが小さくなる。小さい電界強度でトナーを感光体１へ移動できる。
なお、感光体１を逆回転させる間は、帯電ローラ３、除電ランプ２への印加電圧はＯＦＦ、現像ローラ８と転写ローラ１５への印加電圧はＯＦＦで回転はしない状態になっている。
【００４０】
また、感光体１の回転方向が逆転するタイミングでは、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４は画像形成時と同じ条件動作で良い。また、感光体１の逆転移動量は１／４周に限らなくても良い。
このように、制御部２００はクリーニングブレード２２に付着したトナーを除去するブレード清掃制御としての、クリーニングブレード２２の清掃モードを実行する。
【００４１】
なお、清掃モードを実行した後に、通常の画像形成時と同様の回転方向に感光体１を回転させ、クリーニングブレード２２には通常の画像形成時と同様のマイナス極性の電圧を印加するように制御する。これにより、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーも他の転写残トナーと同様に、クリーニングブレード２２と感光体１との対向部をすり抜けていくときに、マイナス極性の電荷が注入される。よって、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーも、通常の画像形成時に生じる転写残トナーと同様に感光体１表面から除去することができる。
この清掃モードを実行した後の、通常の画像形成時と同様に感光体を回転させ、クリーニングブレード２２にマイナス極性の電圧を印加する制御は、現像装置６や露光装置では画像形成の動作を行わず、通常の画像形成とは異なる制御として実行することができる。また、清掃モードを実行した後に形成する画像がある場合は、清掃モードを実行した後に通常の画像形成の制御を行うことにより、通常の画像形成とは異なる制御を実行しなくても、クリーニングブレード２２から感光体１用面へ移動したトナーを除去することができる。
また、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーは、クリーニングブレード２２と感光体１との対向部感光体１から除去するクリーニング手段を設けても良い。さらに、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーを現像装置６で回収するように制御しても良い。なお、本実施形態のように、クリーニングブレード２２から感光体１用面へ移動したトナーを通常の画像形成時に生じる転写残トナーと同様に感光体１表面から除去することにより、このトナーを除去するために専用のクリーニング手段を設ける必要が無く、部品点数が増加することを防止することができる。
【００４２】
図１１は、クリーニングブレード２２の清掃モードが無しで連続通紙を行いスタート、１時間後（図中１ｈｒ後）、２時間後（図中２ｈｒ後）のクリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過したトナーの帯電電位分布（トナーｑ／ｄ分布）のデータを示す。
なお、連続通紙の条件は下記に示す条件で行った。
クリーニングブレード２２への印加電圧：−６００［Ｖ］
ドラム状の感光体１の径：φ６０［ｍｍ］
帯電方式：非接触型帯電ローラ
感光体１の線速：線速２００［ｍｍ／ｓｅｃ］
記録体の搬送：Ａ４横送り
画像パターン：全黒ベタ
転写残トナーＭ／Ａ：約０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］
通紙速度：通紙速度は３０［枚／分］
【００４３】
また、クリーニングブラシ２３などの部材からなる静電クリーニングを行う箇所の具体的な構成は下記に示す条件で行った。
回収ローラ材質：ＳＵＳ芯金にＰＶＤＦチューブ（１００［μｍ］）、表層ＵＶコート層（５［μｍ］：絶縁）
回収ローラ径：φ１０［ｍｍ］
ブラシ繊維の材質：導電性ポリエステル
ブラシ繊維の毛足長さ：５［ｍｍ］
ブラシ繊維の感光体表面に対する食いこみ量：１［ｍｍ］
ブラシ原糸抵抗：１０８［Ω・ｃｍ］
ブラシ植毛密度：１０［万本／ｉｎｃｈ２］
ブラシ形態：ブラシ回転方向下流側へ傾斜
【００４４】
回収ローラ用クリーニングブレード２７の具体的な構成条件を以下に示す。
電気抵抗：１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］
当接角度：２０［°］
厚さ：２［ｍｍ］
自由長：７［ｍｍ］
回収ローラに対する喰い込み量１［ｍｍ］
ＪＩＳ−Ａ硬度計による測定結果：６０〜８０
反撥弾性：３０［％］
【００４５】
クリーニングブレード２２の具体的な構成条件を以下に示す。
電気抵抗：１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］
感光体１に対する当接形態：カウンター方向に当接
当接角度：２０［°］
当接圧：２０［ｇ／ｃｍ］
厚み：２［ｍｍ］
自由長：７［ｍｍ］
ＪＩＳ−Ａ硬度計による測定結果：６０〜８０
反撥弾性：３０［％］
なお、クリーニングブレード２２は板金上に接着された板状によって構成されている。また、クリーニングブレード２２として各条件が上記の値のものを用いて行ったが、この値以外でも可能である。これは、クリーニングブレード２２で１００％クリーニングできず多少すり抜け量が増減しても問題ないためである。
【００４６】
図１２は、電性クリーニングブレード２２の清掃モードを「１回／２５０枚」で実行する制御を行ったときのクリーニングブレード２２と感光体１との当接部を通過したトナーの帯電電位分布（トナーｑ／ｄ分布）のデータを示す。
具体的には２５０枚Ａ４黒ベタを通紙し、機械停止後、クリーニングブレード２２に＋６００［Ｖ］の電圧を印加しながら感光体１を１／４周逆転させ機械を停止し、再び２５０枚Ａ４黒ベタを通紙させた。この工程を繰り返し１ｈｒ後、２ｈｒ後のｑ／ｄ分布を示したものが図１２である。
【００４７】
図１２に示すように、クリーニングブレード２２の清掃モードを実行する制御を行うことにより、図１１に示したようなクリーニングブレード２２の極性反転性能の低下がほとんど無くなる。
なお、清掃モード時のクリーニングブレード２２への印加電圧は上記では＋６００［Ｖ］で説明したが、−６００［Ｖ］以上の電圧印加でクリーニングブレード２２に付着しているトナーの極性を反転させながら感光体１へ転移させる事も可能である。
また、画像形成時の各部（クリーニングブレード２２、クリーニングブラシ用電荷付与部材３９、クリーニングブラシ２３、回収ローラ２４、回収ローラ用クリーニングブレード２７等）への印加電圧は上記と逆でも可能である。
【００４８】
制御部２００が、清掃モードを実行するタイミングは、プリンタ１００で画像が形成されていない、非画像形成時である。非画像形成時に清掃モードを実行することにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
ユーザーが操作部２０１や不図示の外部ＰＣなどにより、プリンタ１００に対してプリントを行う命令を入力する場合、一度の入力で複数枚のプリントを行う命令を入力する場合がある。この一度に入力されて実行される画像形成動作を１ＯＢとし、制御部２００が、１ＪＯＢ終了後に清掃モードを実行する制御を行うことにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
また、プリンタ１００では、所定の時間の間に画像形成を行う命令が入力されない場合、定着装置の加熱手段の温度を下げた状態にするなど、エネルギーの消耗の少ない待機状態とする。この待機状態になったプリンタ１００に画像形成を行う命令が入力されると、待機状態が解除されて加熱手段の温度を上げるなど、プリンタ１００が画像形成を行える状態とするためのウォームアップ動作が実行される。このウォームアップ動作が実行されるウォームアップ時に、制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
【００４９】
また、制御部２００が清掃モードを実行するタイミングとしては、所定枚数の画像形成が行われたあとに実行するようにしてもよい。この場合、清掃モードを実行したあとに、制御部２００がプリント枚数カウンター２０２のカウンターをリセットする。そして、プリントが行われるたびに、プリント枚数カウンター２０２がプリント枚数をカウントし、カウントしたプリント枚数が所定の枚数（例えば、２５０枚）に達したら、制御部２００が次の清掃モードを実行する制御を行う。このように、プリンタ１００が所定の枚数の画像形成を行ったあとに、制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、所定枚数をプリントするごとに、確実にクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。なお、プリント枚数が所定の枚数に達したときに、清掃モードを実行する場合、プリント枚数が所定の枚数に達した後の最初に非画像形成時に清掃モードを実行するようにしてもよい。これにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。一方、プリント枚数が所定の枚数に達したときに、非画像形成時ではなくても画像形成動作を停止して、清掃モードを実行するようにしてもよい。これにより、クリーニングブレード２２の清掃をより確実に実行することができ、良好なクリーニング性を実現することができる。
また、制御部２００が清掃モードを実行するタイミングとしては、所定時間の経過したあとに実行するようにしてもよい。この場合、清掃モードを実行したあとに、制御部２００が時計部２０３のタイマーをリセットする。そして、リセットされたタイマーは時間の計測を再開し、タイマーの計測時間が所定の時間に達したら、制御部２００が次の清掃モードを実行する制御を行う。このように、前に清掃モードを実行してから所定の時間が経過するごとに制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、確実にクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
【００５０】
次に、回収ローラ２４上のトナーの除去について説明する。
回収ローラ２４上のトナー除去は導電性の回収ローラ用クリーニングブレード２６を用いて機械的に掻き落とすと、トナーの除去が困難という問題がある。
ここで、回収ローラ２４上の球形トナーの除去が可能な事の説明を記す。
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間の電位勾配で回収ローラ２４へ転位させる機能があれば良く、感光体１とは異なり材料は何でもかまわない。
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すれば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。
【００５１】
上述した実施形態では、感光体表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３を、感光体１表面に所定の距離をもって非接触で配置されているが、図１３に示すように感光体１に接触させても良い。また、帯電ローラ３に限らず、図１４に示すようなコロナチャージャー３ａで、感光体表面を帯電させるようにしても良い。また、帯電手段を図１５に示すような磁気ブラシ３ｂとしたり、図１６にようなファーブラシ３ｃとしたりしても良い。
【００５２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体１について詳しく説明する。
本実施形態で用いる感光体１としては、導電性支持体を５０［℃］〜４００［℃］に加熱し、この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アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる光導電層を有するアモルファスシリコン系感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と称する。）を用いることができる。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が好適なものとして用いられている。
【００５３】
先に述べたａ−Ｓｉ系感光体の層構成は例えば以下のようなものである。図１７は、層構成を説明するための模式的構成図である。図１７（ａ）に示すａ−Ｓｉ系感光体５００は、支持体５０１の上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２が設けられている。図１７（ｂ）に示すａ−Ｓｉ系感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３とから構成されている。図１７（ｃ）に示すａ−Ｓｉ系感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４とから構成されている。図１７（ｄ）に示すａ−Ｓｉ系感光体５００は、支持体５０１の上に、光導電層５０２が設けられている。光導電層５０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層５０５ならびに電荷輸送層５０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層５０３が設けられている。
【００５４】
上述したａ−Ｓｉ系感光体５００の支持体５０１としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム、またはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。
支持体５０１の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体を形成し得るように適宜決定するが、画像形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合には、支持体５０１としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体５０１は製造上、および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０［μｍ］以上とされる。
【００５５】
本実施形態に用いることができるａ−Ｓｉ系感光体５００には必要に応じて導電性の支持体５０１と光導電層５０２との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのあるアモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４を設けるのがいっそう効果的である（図１７（ｃ））。すなわち、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体５０１側より光導電層５０２側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４には伝導性を制御する原子を光導電層５０２に比べ比較的多く含有させる。
アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５［μｍ］、より好ましくは０．３〜４［μｍ］、最適には０．５〜３［μｍ］とされるのが望ましい。
【００５６】
光導電層５０２は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層５０２の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは１〜１００［μｍ］、より好ましくは２０〜５０［μｍ］、最適には２３〜４５［μｍ］とされるのが望ましい。
【００５７】
電荷輸送層５０６は、光導電層５０２を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。この電荷輸送層５０６は、その構成要素として少なくともシリコーン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性および電荷輸送特性を有する。本発明においては酸素原子を含有することが特に好ましい。
電荷輸送層５０６の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層５０６については、好ましくは５〜５０［μｍ］、より好ましくは１０〜４０［μｍ］、最適には２０〜３０［μｍ］とされるのが望ましい。
【００５８】
電荷発生層５０５は、光導電層５０２を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層である。この電荷発生層５０５は、構成要素として少なくともシリコン原子を含み、実質的に炭素原子を含まず、必要であれば水素原子を含むａ−Ｓｉ：Ｈから成り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性，電荷輸送特性を有する。
電荷発生層５０５の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは０．５〜１５［μｍ］、より好ましくは１〜１０［μｍ］、最適には１〜５［μｍ］とされる。
【００５９】
本実施形態に用いるａ−Ｓｉ系感光体５００には必要に応じて、上述のようにして支持体５０１上に形成された光導電層５０２の上に、更に表面層を設けることができ、アモルファスシリコン系表面層５０３を形成することが好ましい。このアモルファスシリコン系表面層５０３は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するために設けられる。
アモルファスシリコン系表面層５０３の層厚としては、通常０．０１〜３［μｍ］、好適には０．０５〜２［μｍ］、最適には０．１〜１［μｍ］とされるのが望ましいものである。層厚が０．０１［μｍ］よりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由によりアモルファスシリコン系表面層５０３が失われてしまい、３［μｍ］を超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。
【００６０】
ａ−Ｓｉ系感光体５００は、表面硬度が高く、半導体レーザ（７７０〜８００［ｎｍ］）などの長波長光に高い感度を示し、しかも繰返し使用による劣化もほとんど認められない。このため、高速複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）などに用いるのに好適な電子写真用感光体である。
【００６１】
また、導電性支持体上に感光層を設けこの感光層の上に被覆された表面層にフィラーを含有させたり、電荷輸送物質を架橋型電荷輸送材料とした有機感光体を用いても良い。有機感光体の表面層を粒子状物質を含有したり、電荷輸送物質として架橋型電荷輸送材料を用いることで、耐磨耗性を上げることができる。
【００６２】
感光体の表面層としては、ビニルフルオライド、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルより選ばれる化合物の重合体もしくは共重合が挙げられる。また、表面層に含有するフィラーとしては、有機フィラーと無機フィラーのどちらを用いても良いが、無機フィラーが特に好ましく用いられる。有機フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が挙げられ、無機フィラー材料としては、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素等が挙げられる。これらのフィラーは単独で用いても、或いは２種以上を混合して用いても良い。また、分散性を向上させるために、これらのフィラーは表面処理剤で表面処理を行っても良い。
【００６３】
導電性支持体としては、アルミニウム、ステンレスなどの金属、紙、プラスチックなどの円筒状シリンダーまたはフィルムが用いられる。これらの支持体の上には、バリアー機能と下引機能をもつ下引層（接着層）を設けることができる。下引層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的被覆に対する保護などのために形成される。下引層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、共重合ナイロン、ニカワ、ゼラチン、等が知られている。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その膜厚は０．２〜２［μｍ］程度である。
【００６４】
感光層の具体例としては、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層との積層構造を有するもの、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する単一の層から成るものなどがある。
【００６５】
電荷発生物質としては、ピリリウム、チオピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称キノシアニン、キノシアニンなどを用いることができる。
【００６６】
電荷輸送物質としては、架橋型電荷輸送材料を使用することが好ましい。具体的には、ピレン、Ｎ−エチルカルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノチアジン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノキサジン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン等のトリアリールメタン系化合物、１，１−ビス（４−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）ヘプタン、１，１，２，２−テトラキス（４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）エタン等のポリアリールアルカン類、およびトリアリールアミン類などを用いることができる。
【００６７】
また、最表面に保護層を設け、耐摩耗性を向上する目的でフィラーを添加した感光体としてもよい。有機フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が挙げられ、無機フィラーとしては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。これらのフィラーは単独もしくは２種類以上混合して用いられる。これらフィラーは、保護層用塗工液に適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの平均粒径は、０．５［μｍ］以下、好ましくは０．２［μｍ］以下にあることが保護層の透過率の点から好ましい。また、実施形態において保護層中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
【００６８】
次に、本実施形態の画像形成装置に好適に用いられるトナーについて、説明する。本実施形態においては、形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０である真円度の高い球形トナーを用いている。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１が１５０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００６９】
図１８は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記（１）式で表される。球状物質（本実施形態ではトナー）を二次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
つまり次式、
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・（１）
によって定義されるものである。
また、図１９は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−２は、図１９に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じた値で表される。
つまり次式、
ＳＦ２＝｛（ＰＥＬＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
によって定義されるものである。
なお、本実施形態でのＳＦ−２は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、インターフェースを介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
【００７０】
また、図２０に示すように、感光体１とクリーニング装置２０とを枠体８３内に一体に支持し、プリンタ１００本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ３００としてもよい。なお、図２０では、感光体１及びクリーニング装置２０のほか、帯電ローラ３及び現像装置６も一体に支持したプロセスカートリッジであるが、少なくとも、感光体１及びクリーニング装置２０を一体に支持したものであればよい。
【００７１】
次に、本発明のクリーニング装置２０をカラー画像形成装置に適用した例について、図２１、及び図２２を用いて説明する。
図２１は、本発明のクリーニング装置２０をいわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置であるプリンタ１００に適用した例を示す図である。このプリンタ１００は、水平面上に設置したときに、水平方向に長尺な状態となるように、複数のローラ６５、６４、６７に張架された中間転写ベルト６９を備えている。この中間転写ベルト６９は、図中矢印Ｄの向きに表面移動する。中間転写ベルト６９における水平方向に延在する平面部分には、４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが並んで配設されている。各感光体１の周囲には、それぞれ、帯電手段としての帯電ローラ３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、現像手段としての現像装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、除電ランプ２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、クリーニング装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等が設けられている。また、プリンタ１００は、複数枚の記録材としての記録紙Ｐを収納する図示しない給紙カセットを備えている。給紙カセット内の記録紙Ｐは、図示しない給紙ローラにより１枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、二次転写ローラ６６と中間転写ベルト６９との間の二次転写領域に送り出される。
【００７２】
図２１のプリンタ１００において画像形成を行う場合、まず、各感光体１を図２１中反時計方向に回転駆動するとともに中間転写ベルト６９を図２１中反時計方向に回転駆動する。そして、各感光体１の表面を帯電ローラ３で一様に帯電した後、各感光体１の表面に対して画像データで変調されたレーザー光４を照射して、各感光体１の表面に各色の静電潜像を形成する。各感光体１の表面上の各色静電潜像には、現像装置６により各色トナーがそれぞれ付着し、これにより各色トナー像が形成される。この各色トナー像は、中間転写ベルト６９上に互いに重なり合うように一次転写される。中間転写ベルト６９上の各色トナー像は、互いに重なり合った状態で、二次転写ローラ６６により二次転写領域に搬送されてきた記録紙Ｐ上に転写される。このようにしてトナー像が転写された記録紙Ｐは、図示しない定着部に搬送され、記録紙Ｐを加熱、加圧して、記録紙Ｐ上のトナー像を記録紙Ｐに定着させる。定着後の記録紙Ｐは、図示しない排紙トレー上に排出する。転写後の各感光体１の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置２０で除去される。また、中間転写ベルト６９の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１２０で除去される。この中間転写ベルトクリーニング装置１２０も本発明のクリーニング装置２０と同様の構成を適用できる。
【００７３】
図２１に示すタンデム型のフルカラー画像形成装置において、感光体１の表面に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段として、クリーニング装置２０を用いることで、球形トナーであっても、感光体１表面から転写残トナーを良好に除去することができる。また、環境変動によって転写残トナーのほとんどがプラス極性になったり、マイナス極性となったりしても、良好に転写残トナーを感光体１から除去することができる。転写紙に転写されずに中間転写ベルト６９の表面に残留した転写残トナーをクリーニングする中間転写ベルトのクリーニング手段として、中間転写ベルトクリーニング装置１２０を用いることで、球形トナーであっても、中間転写ベルト６９表面から転写残トナーを良好に除去することができる。また、環境変動によって中間転写ベルト上の転写残トナーのほとんどがプラス極性になったり、マイナス極性となったりしても、良好に転写残トナーを中間転写ベルト６９から除去することができる。
【００７４】
図２２は、本発明のクリーニング装置２０をいわゆる１ドラム型のフルカラー画像形成装置であるプリンタ１００に適用した例を示す図である。このプリンタ１００では、図示しない本体筐体内に、感光体１が収納されている。この感光体１の周囲には、それぞれ、帯電手段としての帯電ローラ３、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装置６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ、中間転写手段としての中間転写部７０、クリーニング手段としてのクリーニング装置２０等が設けられている。また、このプリンタは、複数枚の記録材としての記録紙Ｐを収納する図示しない給紙カセットを備えている。給紙カセット内の記録紙は、図示しない給紙ローラにより１枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、二次転写部７７と中間転写部７０との間の二次転写領域に送り出される。
【００７５】
図２２のプリンタ１００において画像形成を行う場合、まず、感光体１を図２２中反時計方向に回転駆動するとともに中間転写部７０の中間転写ベルト６９を図２２中時計方向に回転駆動する。そして、感光体１の表面を帯電ローラ３で一様に帯電した後、感光体１の表面に対してＣ用画像データで変調されたレーザー光４を照射して、感光体１の表面にＣ用静電潜像を形成する。そして、このＣ用静電潜像を現像装置６ＣによりＣトナーで現像を行う。これにより得られたＣ用トナー像は、中間転写部７０の中間転写ベルト上に一次転写される。その後、感光体１の表面に残留した転写残トナーをクリーニング装置２０で除去した後、再び感光体１の表面を帯電ローラ３で一様に帯電する。次に、感光体１の表面に対してＭ用画像データで変調されたレーザー光４を照射して、感光体１の表面にＭ用静電潜像を形成する。そして、このＭ用静電潜像を現像装置６ＭによりＭトナーで現像を行う。これにより得られたＭ用トナー像は、中間転写部７０の中間転写ベルト６９上に既に一次転写されているＣ用トナー像と重なり合うようにして、中間転写ベルト６９上に一次転写される。以後、Ｙ及びＫについても、同様に中間転写ベルト６９上に一次転写する。このようにして互いに重なり合った状態の中間転写ベルト６９上の各色トナー像は、二次転写部７７により二次転写領域に搬送されてきた記録紙Ｐ上に転写される。このようにしてトナー像が転写された記録紙Ｐは、紙搬送ベルト８１によって、図示しない定着部に搬送される。この定着部で、記録紙Ｐを加熱、加圧して、記録紙Ｐ上のトナー像を記録紙Ｐに定着させる。定着後の記録紙Ｐは、図示しない排紙トレー上に排出する。転写後の感光体１の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置２０で除去される。また、中間転写ベルト６９の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１２０で除去される。この中間転写ベルトクリーニング装置１２０も本発明のクリーニング装置２０と同様の構成を適用できる。
【００７６】
この図２２に示した１ドラム型のフルカラー画像形成装置において、感光体１の表面に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニットとして、クリーニング装置２０を用いることで、球形トナーであっても、感光体１表面から転写残トナーを良好に除去することができる。また、環境変動によって、転写残トナーのほとんどがプラス極性になったり、マイナス極性となったりしても、良好に転写残トナーを感光体１から除去することができる。また、転写紙に転写されずに中間転写ベルト６９の表面に残留した転写残トナーをクリーニングする中間転写ベルトクリーニング手段として、中間転写ベルトクリーニング装置１２０を用いることで、球形トナーであっても、中間転写ベルト６９表面から転写残トナーを良好に除去することができる。また、環境変動によって中間転写ベルト上の転写残トナーのほとんどがプラス極性になったり、マイナス極性となったりしても、良好に転写残トナーを中間転写ベルト６９から除去することができる。
【００７７】
また、図２３に示すように、紙搬送ベルト８１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、クリーニング装置２０と同様の構成のクリーニング装置に用いても良い。図２３に示すプリンタ１００では、用紙ジャムが起こると、感光体１上のトナー像が紙搬送ベルト８１に転写されてしまい、紙搬送ベルト８１が汚れてしまう。また、現像ローラ８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１上の紙間に付着する場合がある。この紙間に付着しているトナーは、紙搬送ベルト８１に転写され、紙搬送ベルト８１を汚してしまう。紙ジャムなどによって、紙搬送ベルト８１に付着したトナーの一部は、転写ローラ１５によって電荷が注入されて、極性が反転する。その結果、紙搬送ベルト８１に汚れとして転写されたトナーには、プラス極性とマイナス極性とが混在する。しかし、紙搬送ベルトクリーニング手段として、本発明のクリーニング装置２０と同様の構成の搬送ベルトクリーニング装置２２０を用いることで、プラス極性とマイナス極性とが混在している紙搬送ベルト８１上のトナーを良好に除去することができる。
【００７８】
上述した実施形態では、印加された電圧によって被清掃体の表面上のトナーを除去するクリーニング部材として、導電性のブラシ繊維を備えるクリーニングブラシ２３を用いる構成について説明した。クリーニング部材としては、クリーニングブラシに限らず、印加された電圧によって被清掃体の表面上のトナーを除去するものであれば良く、例えば、ローラ状の部材に電圧を印加するクリーニングローラであってもよい。
【００７９】
以上、本実施形態によれば、被清掃体である感光体１の表面に接触し、且つ、印加された電圧によって感光体１上の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２３と、クリーニングブラシ２３が感光体１に接触する位置に対して感光体１の表面移動方向上流側の感光体１表面と対向する位置で感光体１に接触し、且つ、電圧が印加された導電性部材としてのクリーニングブレード２２とを有し、クリーニングブレード２２と感光体１との対向する位置を通過してクリーニングブレード２２に印加される電圧と同極性の帯電状態となった感光体１上のトナーをクリーニングブラシ２３によって静電的に感光体１表面から除去するクリーニング装置２０において、クリーニングブレード２２に付着したトナーを除去するブレード清掃制御である清掃モードを実行する制御手段としての制御部２００を備え、制御部２００がクリーニングブレード２２の清掃モードを実行することにより、クリーニングブレード２２に付着するトナーの量が時間と共に増加することを防止できる。これにより、クリーニングブレード２２が転写残トナーの帯電極性を揃える機能が低下することを防止でき、クリーニングブレード２２の帯電性を揃える機能を経時で維持することができるので、時間が経ってもクリーニングブラシ２３によって良好なクリーニングを行うことができる。
また、クリーニング部材として導電性のブラシ繊維３１を備えるクリーニングブラシ２３であることにより、ローラ部材を感光体１表面に接触させてクリーニングする構成よりも接触による感光体１の表面の磨耗を防止するすることができ、感光体１のクリーニング部材による静電的なクリーニング性能を維持しつつ、感光体１の長寿命化を図ることができる。
また、ブレード清掃制御時である清掃モードの状態では、制御部２００がクリーニングブレード２２に印加される電圧の極性を、画像形成時に感光体１上のトナーを除去するときに印加されるマイナス極性とは逆極性のプラス極性とする制御を行うことにより、感光体１上のトナーを除去するときにクリーニングブレード２２に静電的に付着したプラス極性のトナーをクリーニングブレード２２から除去することができる。
また、制御手段である制御部２００は、清掃モードのときにクリーニングブレード２２から感光体１上に移動したトナーが、清掃モードが終了した後にクリーニングブレード２２が感光体１に接触する位置に到達するように制御を行うことにより、クリーニングブレード２２に通常の画像形成時と同様にマイナス極性の電圧を印加することで、クリーニングブレード２２から感光体１表面へ移動したトナーも、通常の画像形成時に生じる転写残トナーと同様に感光体１表面から除去することができる。
また、クリーニングブレード２２の清掃モードのときに、感光体１の表面移動方向を感光体１上のトナーを除去するときとは逆方向とするように、制御部２００が感光体駆動モータ２０４を制御することにより、クリーニングブレード２２が感光体１の表面移動方向に対してカウンター方向に当接していたものが、感光体１の表面移動方向に対してクリーニングブレード２２がトレーリング方向に当接する状態となる。これにより、クリーニングブレード２２と感光体１との当接部の出口側のクリーニングブレード２２の面と感光体１とのギャップが狭くなり、小さい電界強度でクリーニングブレード２２に付着したトナーを感光体１の表面に移動させることができる。
また、感光体１上の転写残トナーの帯電極性を揃える導電性部材がブレード状のクリーニングブレード２２であることにより、ブレード状という簡易な構成で、感光体１上の転写残トナーの帯電極性を揃えることができる。
また、使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０の球形トナーを用いることにより、高画質化を測ることができ、機械的なクリーニングでは粉砕トナーよりもクリーニングが困難である球形トナーであってもクリーニング装置２０を用いてクリーニングすることにより、良好なクリーニングを行うことができる。さらに、球形トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０の真円度の高い球形トナーを用いている。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体１との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率を高くすることができ、高品の画像を得ることができる。
また、また、プリンタ１００が備える感光体１を清掃する潜像担持体クリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置２０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。
また、プリンタ１００が１ドラム型のフルカラー画像形成装置である場合の潜像担持体クリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置２０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装置６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。
また、プリンタ１００がタンデム型のフルカラー画像形成装置である場合の潜像担持体クリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置２０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。
また、中間転写体である中間転写ベルト６９をクリーニングする中間転写体クリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置２０と同様の構成を備えた中間転写ベルトクリーニング装置１２０を用いることにより、中間転写ベルト６９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６９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６９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。
また、転写紙を搬送する記録媒体搬送部材である紙搬送ベルト８１をクリーニングする記録媒体搬送部材クリーニング手段ととして、本実施形態のクリーニング装置２０と同様の構成を備えた搬送ベルトクリーニング装置２２０を用いることにより、紙搬送ベルト８１上に付着したトナーを良好にクリーニングすることができる。紙搬送ベルト８１上に付着したトナーを良好にクリーニングできることにより、転写紙の裏汚れを防止することができる。
また、感光体１として、表面層又は感光層にフィラーを分散させた材料からなるものを用いることでも、感光体１の膜削れ量を低減することができ、耐摩耗性を向上することができる。これにより、摩耗によって、感光体表面が削れて凹凸ができるの抑制することができる。その結果、感光体とクリーニングブレードとの接触圧が軸方向で均一に保たれ、トナーのすり抜けが発生し易い感光体とクリーニングブレードとの接触圧が低い部分が生じるのを抑制することができ、トナーのすり抜けを抑制することができる。
また、感光体１が充填剤で補強された表面層を有する有機感光体または架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体、又はその両方の特徴を有する有機感光体で有るので、感光体の膜削れ量が低減できる。
また、感光体１として、感光層がアモルファスシリコンからなるものを用いていることで、感光体１の膜削れ量を低減することができ、摩耗を抑制することができる。これにより、摩耗によって、感光体表面が削れて凹凸ができるの抑制することができる。その結果、感光体とクリーニングブレードとの接触圧が軸方向で均一に保たれ、トナーのすり抜けが発生し易い感光体とクリーニングブレードとの接触圧が低い部分が生じるのを抑制することができ、トナーのすり抜けを抑制することができる。
また、感光体１と少なくともクリーニング装置２０とを一体に備えたプロセスカートリッジ３００とすることで、クリーニング装置２０及び感光体１をプリンタに対して容易に着脱することができる。これにより、交換時の操作性が向上する。
また、制御部２００が、清掃モードを実行するタイミングは、プリンタ１００で画像が形成されていない、非画像形成時である。非画像形成時に清掃モードを実行することにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
また、制御部２００が、１ＪＯＢ終了後に清掃モードを実行する制御を行うことにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
また、ウォームアップ動作が実行されるウォームアップ時に、制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、プリントスピードを低下させることなくクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
また、プリンタ１００が所定の枚数の画像形成を行ったあとに、制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、所定枚数をプリントするごとに、確実にクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
また、前に清掃モードを実行してから所定の時間が経過するごとに制御部２００が清掃モードを実行する制御を行うことにより、確実にクリーニングブレード２２の清掃を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【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】感光体上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布と、転写後に感光体上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図３】感光体表面移動時のクリーニングブレードの説明図。
【図４】感光体上に担持されたトナーの転写後における帯電電位分布と、クリーニングブレードとの対向部を通過した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図５】クリーニングブレードに印加する電圧を変化させたときの転写残トナーの帯電電位分布の変化を示すグラフ。
【図６】本実施形態のクリーニングブラシのブラシ繊維の縦断面図。
【図７】クリーニングブラシのブラシ繊維が直毛である場合の縦断面図。
【図８】クリーニングブレードにトナーが付着した状態のクリーニングブレードと感光体との当接部の模式図。
【図９】クリーニングブレードの清掃モードのときのクリーニングブレードと感光体との当接部の模式図。
【図１０】ブレード清掃制御を実行する制御部を備えた構成のブロック図。
【図１１】清掃モードが無しで連続通紙を行ったときのクリーニングブレードと感光体との当接部を通過したトナーの経過時間毎の帯電電位分布のデータを示すグラフ。
【図１２】清掃モードを実行する制御を行ったときのクリーニングブレードと感光体との当接部を通過したトナーの経過時間毎の帯電電位分布のデータを示すグラフ。
【図１３】帯電ローラを感光体に接触させた構成を示す図。
【図１４】帯電手段をコロナチャージャーとした構成を示す図。
【図１５】帯電手段を磁気ブラシブローラとした構成を示す図。
【図１６】帯電手段をファーブラシローラとした構成を示す図。
【図１７】アモルファスシリコン感光体の層構成の説明図。
【図１８】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図１９】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図２０】プロセスカートリッジの概略構成図。
【図２１】タンデム型フルカラー画像形成装置の要部構成図。
【図２２】１ドラム型のフルカラー画像形成装置の要部構成図。
【図２３】紙搬送ベルトにクリーニング装置を備えた構成の概略構成図。
【符号の説明】
【００８１】
１      感光体
２      除電ランプ
３      帯電ローラ
６      現像装置
８      現像ローラ
１５    転写ローラ
１９    トナー排出スクリュ
２０    クリーニング装置
２２    クリーニングブレード
２３    クリーニングブラシ
２３ａ  ブラシ回転軸
２４    回収ローラ
２７    回収ローラ用クリーニングブレード
２８    回収電源
２９    ブレード電源
２９Ｓ  ブレード電源極性スイッチ
３０    ブラシ電源
３１    ブラシ繊維
３２    導電性材料
３３    絶縁性材料
３９    クリーニングブラシ用電荷付与部材
４２    ローラクリーニングブレード電源
６９    中間転写ベルト
８１    紙搬送ベルト
１００  プリンタ
１２０  中間転写ベルトクリーニング装置
２００  制御部
２０１  操作部
２０２  プリント枚数カウンター
２０３  時計部
２０４  感光体駆動モータ
２２０  搬送ベルトクリーニング装置
３００  プロセスカートリッジ
【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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【図２２】
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【図２３】
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