(57)【要約】【課題】ロールやベルトに付着する帯電トナーを導電性のブラシで捕獲し、直ちに回収することにより長期間安定して帯電トナーを除去するクリーニング方法、およびそのクリーニング方法を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルト又はロール１に付着した帯電トナーを除去するクリーニング方法において、ベルト又はロール１に導電性のブラシ１０を接触させるとともに、ブラシ１０に導電性の回収部材１１を接触させ、ブラシ１０に、第１の交番電圧１５を印加するとともに、回収部材１１に、第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧が重畳された第２の交番電圧１６を印加し、ブラシ１０とベルト又はロール１との間の電位差により帯電トナーを捕獲するとともに、回収部材１１とブラシ１０との間の電位差により帯電トナーを回収部材１１に回収する。【選択図】  図１
2004198612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に移動する、ベルト又はロールに付着した帯電トナーを除去するクリーニング方法において、
前記ベルト又はロールに導電性のブラシを接触させるとともに、該ブラシに導電性の回収部材を接触させ、
前記ブラシに、第１の交番電圧を印加するとともに、前記回収部材に、該第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧が重畳された第２の交番電圧を印加し、
前記ブラシと前記ベルト又はロールとの間の電位差により該ベルト又はロールに付着した帯電トナーを該ブラシに捕獲するとともに、前記回収部材と該ブラシとの間の電位差により該ブラシに捕獲した帯電トナーを該回収部材に回収することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
前記回収部材は、所定の周期で極性が反転する直流電圧が重畳されたものであることを特徴とする請求項１項記載のクリーニング方法。
【請求項３】
所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体を備え、該像担持体上に形成されたトナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体に接触し、該像担持体上のトナー像が被転写体に転写された後に該像担持体上に残留する帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
前記ブラシに接触し、前記第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、記録媒体を担持して所定の方向に移動するベルトとを備え、該像担持体上に形成されたトナー像を、該ベルトが担持する記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記ベルトに接触し、該ベルト上に付着した帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
前記ブラシに接触し、前記第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体から一旦トナー像の転写を受ける中間転写体を備え、該中間転写体上のトナー像を、記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記中間転写体に接触し、該中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写した後に該中間転写体上に残留する帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
前記ブラシに接触し、前記第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体から一旦トナー像の転写を受ける中間転写体を備え、該中間転写体上のトナー像を、記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する第１の転写部と、
前記中間転写体上のトナー像を前記記録媒体上に転写する第２の転写部と、
前記第１および第２の転写部のうちの何れか一方に、又は前記第１および第２の転写部それぞれに接触し、該転写部に付着した帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
前記ブラシに接触し、前記第１の交番電圧と同期した同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記回収部材は、所定の周期で極性が反転する直流電圧が重畳されたものであることを特徴とする請求項３から６のうち何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ブラシは、ロール状をなすものであって、回転自在に保持されたものであることを特徴とする請求項３から６のうち何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記回収部材は、回動自在に保持されたものであって、該回収部材に接触する接触部材を有するものであることを特徴とする請求項３から６のうち何れか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトもしくはロールに付着する帯電トナーを除去するクリーニング方法、およびそのクリーニング方法を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写体に一旦転写させた後、その中間転写体上のトナー像を記録媒体上に再転写させるか、あるいは感光体上のトナー像を記録媒体上に直接転写し、その記録媒体上のトナー像を加熱および加圧して定着させて記録媒体上に画像を形成している。
【０００３】
しかし、感光体上のトナー像、あるいは中間転写体上のトナー像は、１００％被転写体に転写することは困難で、転写後に帯電トナーが残留する。この帯電トナーは、次の画像形成サイクルにおいては、画像欠陥の原因となるため除去する必要がある。また、感光体上のトナー像を中間転写体上や記録媒体上に転写させたり、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写させる転写ロールには、飛散した帯電トナーが付着し、記録媒体等を汚染する場合がある。さらに、感光体を帯電させる接触帯電器に帯電トナーが付着すると画像欠陥を生じさせる場合がある。
【０００４】
そこで、感光体、あるいは中間転写体など、所定方向に移動するロールやベルト上のトナー像が被転写体に転写された後に、ロールやベルト上残留している帯電トナーを除去するクリーニング手段や、接触帯電器や転写ロールなど、回転するロール上に付着した帯電トナーを除去するクリーニング手段を設けるのが一般的である。
【０００５】
このクリーニング手段としては、ブラシを像担持体に接触させて両極性の帯電トナー等を捕獲するとともに、ブラシに捕獲された帯電トナー等が像担持体へ再付着するのを防止するため、ブラシに回収部材を接触させブラシから帯電トナー等を回収する方法がある（特許文献１参照）。
【０００６】
この方法でブラシから帯電トナー等を回収するときは、交番電界が印加されたブラシに、アース又は直流のバイアス電圧が印加された回収部材を接触させることにより行われる。
【０００７】
しかしながら、像担持体に付着した帯電トナー等を除去する場合の像担持体とブラシとの間の電位関係は、像担持体からトナーが転移したブラシと回収部材との間の電位関係と同じ電位関係になる。したがって、像担持体からブラシへの帯電トナー等の除去性能を十分確保しようとするとブラシから回収部材への帯電トナーの吐き出しが不十分となり、帯電トナー等の除去性能が不十分になってしまう。また、ブラシから回収部材への帯電トナーの吐き出しを充分確保しようとして直流のバイアス電圧を大きくすると、交番電界のピーク電圧に、その直流のバイアス電圧が重畳されるため異常放電を発生することがあるという問題がある。
【０００８】
この問題は、ブラシに交番電界を印加して像担持体から帯電トナー等を除去した後、そのブラシを像担持体から離間した上で接触させた回収部材に直流のバイアス電圧を印加することにより帯電トナーを回収する方法により回避することができるが、この方法では、帯電トナーを回収するときは、像担持体上のクリーニングができないため画像形成装置を高速化することができず、また、ブラシに溜め込む帯電トナーの量が多くなりブラシを大型化する必要がある上、装置も複雑になるという問題がある。
【０００９】
また、ブラシに溜め込まれた帯電トナーを気流により除去するものがある（特許文献２参照）。
【００１０】
しかし、この方法により十分な除去性能を得ようとするとクリーニング装置全体が大型化する上、騒音を発生させるという問題がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平第８−１９４４１８号公報（段落番号００３８〜段落番号００４３、図１、図２）
【特許文献２】
特開平第６−１１０３６４号公報（段落番号００１８、図３）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に鑑み、ロールやベルトに付着する帯電トナーを導電性のブラシで吸引し、それと同時に、ブラシで吸引した帯電トナーを直ちに回収することにより長期間安定して帯電トナーを確実に除去することが可能なクリーニング方法、およびそのクリーニング方法を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明のクリーニング方法は、所定の方向に移動する、ベルト又はロールに付着した帯電トナーを除去するクリーニング方法において、
上記ベルト又はロールに導電性のブラシを接触させるとともに、該ブラシに導電性の回収部材を接触させ、
上記ブラシに、第１の交番電圧を印加するとともに、上記回収部材に、該第１の交番電圧と同期する同じ交番電圧に直流電圧が重畳された第２の交番電圧を印加し、
上記ブラシと上記ベルト又はロールとの間の電位差により該ベルト又はロールに付着した帯電トナーを該ブラシに捕獲するとともに、上記回収部材と該ブラシとの間の電位差により該ブラシに捕獲した帯電トナーを該回収部材に回収することを特徴とする。
【００１４】
このように、導電性のブラシとベルト又はロールとの間の印加される交番電圧により両極性の帯電トナーを捕獲し、その捕獲した帯電トナーを回収部材とブラシとの間に印加される直流電圧により回収部材側に直ちに回収するので、ブラシに帯電トナーを溜めることなく、像担持体上に残留する帯電トナーを確実に除去することができる。
【００１５】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体を備え、該像担持体上に形成されたトナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体に接触し、該像担持体上のトナー像が被転写体に転写された後に該像担持体上に残留する帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
上記ブラシに接触し、上記第１の交番電圧と同期する同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
このように、トナー像が形成される像担持体上に残留する帯電トナーを交番電圧が印加された導電性のブラシで捕獲し、その捕獲した帯電トナーを回収部材とブラシとの間に印加される直流電圧で直ちに回収するので、ブラシに帯電トナーを溜めることなく、像担持体上に残留する帯電トナーを確実に除去することができる。
【００１７】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、記録媒体を担持して所定の方向に移動するベルトとを備え、該像担持体上に形成されたトナー像を、該ベルトが担持する記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
上記ベルトに接触し、該ベルト上に付着した帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
上記ブラシに接触し、上記第１の交番電圧と同期する同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
このように、記録媒体を担持して所定の方向に移動するベルトに付着する帯電トナーを交番電圧が印加された導電性のブラシで捕獲し、その捕獲した帯電トナーを回収部材とブラシとの間に印加される直流電圧で直ちに回収するので、ブラシに帯電トナーを溜めることなく、像担持体上に残留する帯電トナーを確実に除去することができる。
【００１９】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、上記像担持体から一旦トナー像の転写を受ける中間転写体を備え、該中間転写体上のトナー像を、記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
上記中間転写体に接触し、該中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写した後に該中間転写体上に残留する帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
上記ブラシに接触し、上記第１の交番電圧と同期する同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように、像担持体から一旦トナー像の転写を受ける中間転写体上に残留する帯電トナーを交番電圧が印加された導電性のブラシで捕獲し、その捕獲した帯電トナーを回収部材とブラシとの間に印加される直流電圧で直ちに回収するので、ブラシに帯電トナーを溜めることなく、像担持体上に残留する帯電トナーを確実に除去することができる。
【００２１】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定の方向に移動し、トナー像が形成される像担持体と、上記像担持体から一旦トナー像の転写を受ける中間転写体を備え、該中間転写体上のトナー像を、記録媒体上に転写および定着させて画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体上のトナー像を上記中間転写体上に転写する第１の転写部と、
上記中間転写体上のトナー像を上記記録媒体上に転写する第２の転写部と、
上記第１および第２の転写部のうちの何れか一方に、又は上記第１および第２の転写部それぞれに接触し、該転写部に付着した帯電トナーを除去する、第１の交番電圧が印加された導電性のブラシと、
上記ブラシに接触し、上記第１の交番電圧と同期する同じ交番電圧に直流電圧を重畳させた第２の交番電圧が印加された導電性の回収部材とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
このように、トナー像を転写する転写部に付着する帯電トナーを交番電圧が印加された導電性のブラシで捕獲し、その捕獲した帯電トナーを回収部材とブラシとの間に印加される直流電圧で直ちに回収するので、ブラシに帯電トナーを溜めることなく、像担持体上に残留する帯電トナーを確実に除去することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のクリーニング方法、およびそのクリーニング方法を用いる画像形成装置の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明のクリーニング方法を画像形成装置の感光体ドラムに適用した実施形態、および本発明の画像形成装置における、トナー像が形成される像担持体に残留する帯電トナーを除去する導電性のブラシなどを、感光体ドラムに適用した実施形態に相当する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。
【００２５】
図１に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転し、トナー像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１を所定の帯電電圧に帯電させる接触帯電器２と、帯電した感光体ドラム１に露光光を照射し、静電潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像器４と、感光体ドラム１との間に用紙を挟んでニップ部を形成し、感光体ドラム１に形成されたトナー像を、用紙Ｐ上に転写する転写器６と、感光体ドラム１に形成された濃度測定用のトナーパッチの濃度を転写器６より矢印Ａ方向の下流側で測定する濃度センサ７と、感光体ドラム１上の転写残トナーを除去する感光体クリーニング装置８とを備えており、用紙Ｐ上のトナー像を加熱および加圧することにより用紙上にトナー像を定着させる定着器は省略されている。
【００２６】
接触帯電器２で感光体ドラム１を均一に帯電させ、均一に帯電した感光体ドラム１に露光装置３から露光光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器４で現像して感光体ドラム１上にトナー像が形成される。そのトナー像は、図示しない用紙トレイから搬送された用紙Ｐ上に転写器６で転写され、図示しない定着器で定着され、用紙Ｐ上に画像が形成される。転写器６は、感光体ドラム１上の負帯電トナー像を用紙Ｐに転移させるバイアス電圧が印加される。このとき、用紙Ｐと感光体ドラム１との間に放電が起こり一部のトナーは正極性を帯びるので、負帯電トナー像は、正負両極性のトナーが分布する。
【００２７】
転写された正負両極性のトナーの一部は、感光体ドラム１上にリトランスファーするので、トナー像が用紙Ｐに転写されて後に、感光体ドラム１上に残留する転写残トナーは、正負両極性のトナーが分布する。そして、この転写残トナーは、感光体クリーニング装置８の交流電圧が印加されたブラシロール１０に捕獲され除去される。
【００２８】
本実施形態の感光体クリーニング装置８は、ハウジング８ａ内に、感光体ドラム１に接触する、矢印Ｂ方向に回転する絶縁性のブラシロール１０と、そのブラシロール１０に接触するロール部材（本発明の回収部材に相当する。）１１と、ロール部材１１に押し当てられ、ロール部材１１からトナーをハウジング８ａ内に掻き落とすスクレーパ１２と、掻き落とされたトナーを所定の回収位置に搬送するオーガ１３とを備えている。
【００２９】
ここで、ブラシロール１０には、外径が１５ｍｍで、１４０００（本／ｃｍ2）、パイルハイト２ｍｍの毛体が植毛されたものが用いられ、またロール部材１１には、外径が１６ｍｍの金属ロールが用いられるが、必ずしもこれに限定されない。
【００３０】
そして、ブラシロール１０は、感光体ドラム１の回転速度よりも、例えば２０％速く回転させ、ロール部材１１は、例えばブラシロール１０と等速で回転させる。
【００３１】
また、ブラシロール１０には、交流電圧（直流バイアスなしのもの。本発明の第１の交番電圧に相当する。）１５が印加される。また、ロール部材１１には、ブラシロール１０に印加される交流電圧に同期した、ブラシロール１０に印加される交流電圧と振幅や波形が同じ交流電圧に、ブラシロールの回転周期に合わせて極性が反転する直流電圧が重畳された交流電圧（本発明の第２の交番電圧に相当する。）が印加される。したがって、ブラシロール１０とロール部材１１との間には、双方の交流電圧が打ち消し合った結果、極性が反転する直流電圧のみが印加される。
【００３２】
なお、ロール部材１１には、ブラシロール１０に印加される交流番電圧とは独立に、ブラシロール１０と同期した同じ交流電圧を印加してもよく、ブラシロール１０に印加される交流電圧を分岐するなどによりブラシロール１０と同期した同じ交流電圧を印加してもよい。
【００３３】
ここで、本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム１を１つ備えたものについて説明したが、感光体ドラム１を複数備えたものについても同様に適用される。また、本実施形態の感光体ドラムは、ロール状の中空部材であるが、中実部材であってもロール状を成していれば適用される。また、必ずしも感光体ドラムである必要はなく、ベルト状をなす感光体ベルトであっても適用される。
【００３４】
図２は、本実施形態の感光体クリーニング装置の性能をあらわす実験結果を示す図である。
【００３５】
図２（ａ）は、感光体ドラムに接触したブラシロールに突入するトナー量と、そのブラシロールによって除去されずに感光体ドラム上になお残留する、ブラシ拭き残しトナー量との関係を示す実験結果である。
【００３６】
図２（ａ）において、縦軸は、ブラシ拭き残しトナー量、横軸は、ブラシロールに突入する帯電トナー量をあらわす。図中の黒菱形印は、ブラシロールに直流電圧が印加された場合のブラシ拭き残しトナー量を示し、図中の白四角印は、ブラシロールに交流電圧が印加された場合のブラシ拭き残しトナー量を示す。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、ブラシロールに直流電圧が印加された場合には、印加された電圧と同極性の帯電トナーは、ブラシロールに捕獲されずにそのまま通過してしまうので、両極性の帯電トナーが混在する帯電トナーのうち、一方の極性の帯電トナーのみが捕獲され、ブラシ拭き残しトナー量は比較的多い。しかし、ブラシロールに交流電圧が印加された場合には、両極性の帯電トナーが満遍なく捕獲されるので、ブラシ拭き残しトナー量はほとんどない。
【００３８】
図２（ｂ）は、ロール部材とブラシロールとの間に、直流電圧のみが印加された場合と、直流電圧を重畳した交流電圧が印加された場合とにおける、ブラシロールからロール部材に回収されるトナー量の関係を示すを示す実験結果である。
【００３９】
図２（ｂ）において、縦軸は、ロール部材に回収されるトナー量、横軸は、ブラシロールが捕獲したトナー量をあらわす。図中の黒菱形印は、ブラシロールに直流電圧が印加され、ロール部材とブラシロールとの間に直流電圧のみがが印加された場合のロール部材に回収されるトナー量を示し、図中の白四角印は、ロール部材に直流電圧が印加されるとともに、ブラシロールに交流電圧が印加され、ロール部材とブラシロールとの間に直流電圧が重畳された交流電圧が印加された場合のロール部材に回収されるトナー量を示す。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、ブラシロールに捕獲されるトナー量が増加し、ブラシロールに帯電トナーが溜まってくると、ロール部材に回収される帯電トナー量も増加する。しかし、図中の白四角印で示すように、ロール部材とブラシロールとの間に直流電圧が重畳された交流電圧が印加された場合は、ブラシロールが捕獲したトナー量の約２０％が回収されるにすぎない。一方、図中の黒菱形印で示すように、ロール部材とブラシロールとの間に直流電圧のみが印加された場合は、ブラシロールが捕獲したトナー量の約８０％が回収され、回収効率が極めて高いことがわかる。
【００４１】
以上の結果から、帯電トナーを感光体ドラムから捕獲するときは、ブラシロールに交流電圧を印加するのが効果的であり、ブラシロールが捕獲したトナーをロール部材に吐き出すときは、ブラシロールとロール部材との間に直流電圧のみを印加するのが効果的であることがわかった。
【００４２】
そこで、本実施形態では、感光体ドラムから帯電トナーを捕獲するのと同時に、捕獲した帯電トナーを回収するため、ブラシロールに交流電圧を印加するとともに、ブラシロールとロール部材との間には直流電圧のみを印加するという２律背反的条件を満足させるべく、ロール部材には、ブラシロールに印加される交流電圧と同期する、ブラシロールに印加される交流電圧と周波数や振幅が同じ交流電圧に直流電圧が重畳された交流電圧を印加する。これにより、ブラシロールとロール部材との間には、交流電圧相互が打ち消し合って、直流電圧のみが印加されることになる。
【００４３】
また、ブラシロールには感光体ドラムから両極性の帯電トナーが捕獲されるので、ブラシロールから帯電トナーを回収するときは、例えばロール部材が１回転する毎に、ロール部材に印加される直流電圧の極性を反転させれば、ロール部材が１回転する毎に正および負それぞれの極性の帯電トナーをブラシロールから交互に確実に回収することもできる。
【００４４】
図３は、ブラシロールに突入した帯電トナーが捕獲され、ロール部材により回収される回収性能を示す図である。
【００４５】
図３において、縦軸は、ロール部材に回収されるトナー量、横軸は、ブラシロールに突入したトナー量をあらわす。図中の黒四角印は、ブラシロールに印加される交流電圧と同期した同じ交流電圧に直流電圧を重畳された交流電圧が印加される本実施形態のロール部材により回収されるトナー量を示し、図中の白四角印は、直流電圧のみが印加される、比較例として示すロール部材により回収されるトナー量を示す。
【００４６】
図から明らかなように、比較例のロール部材に回収されるトナー量は、本実施形態のロール部材よりも少ない上、ブラシロールに突入するトナー量が０．２ｇ／ｍ2を越えると、ほぼ横ばいである。一方、本実施形態のロール部材は、ブラシロールに突入するトナー量が増加すると、ロール部材に回収されるトナー量は、それに比例して増加し、ブラシロールに突入するトナー量が０．２ｇ／ｍ2を越えても回収率８０％を維持し、比較例に較べて、はるかに回収性能が高いことがわかる。
【００４７】
ロール部材に回収された帯電トナーは、ロール部材に押し当てられたスクレーパによってハウジング内に掻き落とされ、オーガーによって回収箱に移送される。なお、回収箱中を観察するとトナーに紙粉が混じっており、紙粉もトナーと一緒にクリーニングされることがわかる。
【００４８】
図４は、本実施形態のブラシロールと、ロール部材とにそれぞれ印加される電圧を示す模式図である。
【００４９】
図４において、横軸は時間、縦軸は、電圧をあらわし、第１段目は、ブラシロールに印加される電圧、第２段目は、ロール部材に印加される電圧、第３段目は、ブラシロールとロール部材との間の電位差をあらわす。
【００５０】
第１段目に示すように、ブラシロールには交流電圧のみが印加され、第２段目に示すように、ロール部材には、ブラシロールに印加される交流電圧に同期した、周波数と振幅が同じ交流電圧に直流電圧が重畳された交流電圧が印加される。
【００５１】
したがって、第３段目に示すように、ブラシロールとロール部材との間には、交流電圧相互が打ち消し合って、直流電圧のみが印加される。
【００５２】
具体的には、例えばブラシロールには、ピーク・ツー・ピーク電圧が１０００Ｖで、直流分がゼロの交流電圧（本発明の第１の交番電圧）が印加され、ロール部材には、ブラシロールに印加される交流電圧と同期した、ピーク・ツー・ピーク電圧が１０００Ｖの交流電圧に、極性が周期的に反転する４００Ｖの直流電圧が重畳された交流電圧が印加される。したがって、ブラシロールとロール部材との間には、極性が周期的に反転する、４００Ｖの電位差が生じる。
【００５３】
ここで、本実施形態のロール部材に印加される直流電圧は、ロール部材が１回転する毎に極性を反転させているが、必ずしもこれに限定されず、例えばロール部材が複数回回転する毎に極性を反転させることにしてもよい。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、本発明のクリーニング方法を画像形成装置の感光体ドラム、中間転写ベルトおよび転写ロールに適用した実施形態、並びに本発明の画像形成装置における、トナー像が形成される像担持体上に残留する帯電トナー、中間転写体上に残留する帯電トナー、転写部に付着する帯電トナーを除去する導電性のブラシなどを、感光体ドラム、中間転写ベルト、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する１次転写器、および中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体上に転写する２次転写器に適用した実施形態に相当する。
【００５４】
図５は、第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００５５】
図５に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転し、トナー像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１を所定の帯電電圧に帯電させる接触帯電器２と、帯電した感光体ドラムに露光光を照射し、静電潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像器４と、駆動ロール２１、従動ロール２２、対向ロール２３に張架されて矢印Ｃ方向に循環移動し、トナー像が転写される中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１との間でニップ部を形成し、感光体ドラム１に形成されたトナー像を、中間転写ベルト２０上に一旦転写する１次転写器６と、中間転写ベルト２０を挟んで対向ロール２３との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト２０上のトナー像を、用紙Ｐに再転写する２次転写器２４と、用紙Ｐ上のトナー像を加熱および加圧することにより用紙Ｐ上にトナー像を定着させる、図示しない定着器とを備えている。
【００５６】
また、本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム１に濃度測定用のトナーパッチを形成し、そのトナーパッチを転写器６の矢印Ａ方向の下流側で測定する濃度センサ７と、感光体ドラム１上の転写残トナーを除去する感光体クリーニング装置８と、中間転写ベルト２０上の転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置２５と、１次転写器６および２次転写器２４それぞれに付着した帯電トナーを除去するためのロールクリーニング装置３２とを備えている。
【００５７】
接触帯電器２で感光体ドラム１を均一に帯電させ、均一に帯電した感光体ドラム１に露光装置３から露光光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器４で現像して感光体ドラム１上にトナー像が形成される。そのトナー像は、１次転写器６により中間転写ベルト２０に一旦転写され、その中間転写ベルト２０上のトナー像は、２次転写器２４により、図示しない用紙トレイから搬送された用紙Ｐ上にで再転写され、用紙上のトナー像は、図示しない定着器で定着され、用紙上に画像が形成される。
【００５８】
本実施形態においても、トナー像が中間転写ベルト２０に転写された後に、感光体ドラム１上に残留する、正負双方の極性を持ったトナーが分布する転写残トナーは、感光体クリーニング装置８の交流電圧が印加されたブラシロール１０に捕獲されて除去される。そして、ブラシロール１０が捕獲した転写残トナーは、ロール部材１１に回収され、スクレーパ１１でハウジング８ａ内に掻き落とされる。
【００５９】
また、用紙Ｐ上にトナー像が２次転写された後に、中間転写ベルト２０上に残留する帯電トナーは、ベルトクリーニング装置２５で除去され、１次転写又は２次転写の際に、１次転写器６および２次転写器２６それぞれに付着する帯電トナーは、ロールクリーニング装置３２で除去される。
【００６０】
ここで、本実施形態の感光体クリーニング装置８は、第１の実施形態のクリーニング装置８と同じものを備えているので、同一の構成要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【００６１】
本実施形態のベルトクリーニング装置２５とロールクリーニング装置３２とは、ハウジング２５ａ内に、従動ロール２２に対向し中間転写ベルト２０に接触する絶縁性のブラシロール２６と、そのブラシロール２６に接触する板状部材（本発明の回収部材に相当する。）２７とを備えている。
【００６２】
ここで、ブラシロール２６には、５６００（本／ｃｍ2）、パイルハイト２ｍｍの毛体が植毛されたものが用いられ、また板状部材２７には、金属板表面に半導電性コート層が被覆されたものが用いられるが、必ずしもこれに限定されない。
【００６３】
そして、ブラシロール２６は、中間転写ベルト２０の移動速度、あるいは１次および２次転写器のロールよりも、例えば１０％速い移動速度で回転させる。
【００６４】
また、ベルトクリーニング装置２５およびロールクリーニング装置３２それぞれのブラシロール２６には、所定のデューティ比の矩形波交番電圧２８が印加される。そして、ベルトクリーニング装置２５およびロールクリーニング装置３２それぞれの板状部材２７には、ブラシロール２６と同期した、ブラシロール２６と同じ矩形波交番電圧に直流電圧が重畳された矩形波交番電圧２９が印加される。
【００６５】
ここで、板状部材２７には、ブラシロール２６に印加される矩形波交番電圧とは独立に、ブラシロール２６と同期した同じ矩形波交番電圧を印加してもよく、ブラシロール２６に印加される矩形波交番電圧を分岐するなどによりブラシロール２６と同期した同じ矩形波交番電圧を印加してもよい。
【００６６】
なお、紙詰まり等、中間転写ベルト２０に多量の帯電トナーが付着した場合には、紙詰まり除去後の画像形成装置復帰動作中に、ブラシロール２６で帯電トナーを捕獲するため、従動ロール（金属ロール）２２には、ブラシロール２６と同期した同じピーク・ツー・ピーク電圧を有する矩形波交番電圧に負の直流電圧（例えば、マイナス４００Ｖ）が重畳された矩形波交番電圧３０が印加される。
【００６７】
本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム１が１つで構成されているが、タンデム構成であっても同様に適用される。
【００６８】
図６は、本実施形態のベルトクリーニング装置およびロールクリーニング装置それぞれのブラシロールと、板状部材とに印加される電圧を示す模式図である。
【００６９】
図６において、横軸は時間、縦軸は、電圧をあらわし、第１段目は、ブラシロールに印加される電圧、第２段目は、板状部材に印加される電圧、第３段目は、ブラシロールと板状部材との間の電位差、第４段目は、従動ロール（金属ロール）に印加される電圧、第５段目は、ベルトクリーニング装置のブラシロールと金属ロールとの間の電位差（中間転写ベルトの印加電圧）をあらわす。
【００７０】
図６に示すように、ブラシロールには、第１段目に示すように、ゼロボルトを基準とする所定のデューティ比の矩形波交番電圧が印加され、第２段目に示すように、板状部材には、ブラシロールに印加される矩形波交番電圧と同期した同じ矩形波交番電圧に、直流電圧が重畳された矩形波交番電圧が印加される。したがって、ブラシロールと板状部材との間には、矩形波交番電圧相互が打ち消しあい、直流電圧のみが印加される。
【００７１】
具体的には、例えばベルトクリーニング装置のブラシロールには、ピーク・ツー・ピーク電圧が８００Ｖで、正負の波高値が等しい矩形波交番電圧が印加され、板状部材には、４００Ｖの直流電圧と、ブラシロールに同期したピーク・ツー・ピーク電圧が８００Ｖの矩形波交番電圧が印加される。したがって、ブラシロールと板状部材部材との間の電位差は、４００Ｖで一定である。
【００７２】
ここで、本実施形態の直流電圧は、一定の周期で極性を反転させていないが、反転させることもできる。
【００７３】
本実施形態では、画像形成プロセス中に画像濃度を一定にコントロールするために、感光体ドラム上のインターイメージ領域に所定のタイミングでトナーパッチが形成される。そして、１次転写器の下流側で感光体クリーニング装置の上流側に、感光体ドラムに対向して配置された濃度センサで、そのトナーパッチの濃度を正しく測定することができるように、トナーパッチが１次転写位置を通過するときに、１次転写器にトナーパッチと同極性のバイアス電圧（例えば、マイナス３００Ｖ）を印加し、中間転写ベルトへのトナー転移を極力抑制している。しかしながら、トナーパッチと中間転写ベルトとが接触しているため、トナー転移を完全に抑制することが難しい。しかし、トナーパッチの転移を抑止するために１次転写器に印加されるバイアス電圧は、比較的低く、放電が生じないため、第１の実施形態における転写残トナーの極性分布に較べると、中間転写ベルトのインタイメージ領域に付着した帯電トナーは負極性に偏在している。
【００７４】
そこで、本実施形態のベルトクリーニング装置のブラシロールは、所定のデューティ比の矩形波交番電圧（周波数３ｋＨｚ、ピーク・ツー・ピーク電圧８００Ｖ）が印加されて負帯電したトナーを捕獲するとともに、板状部材とブラシロールとの間のプラスの電位差によって、直ちに板状部材に掻き落とされて回収される。
【００７５】
ハウジング内にはオーガーや、回収箱は備えられていないが、捕獲されるトナー量が少ないため、ハウジング内に全て溜められる。
【００７６】
また、紙詰まり等、中間転写ベルトに多量のトナーが付着した場合には、紙詰まり除去後の画像形成装置復帰動作中に、ブラシにトナーを捕獲し、中間転写ベルトを挟んで対向する従動ロール（金属ロール）に、ブラシと同位相で、同じピーク・ツー・ピーク電圧８００Ｖを有する矩形波交番電圧と直流バイアス（例えば、マイナス４００Ｖ）とを印加することにより正帯電トナーのみを中間転写ベルトに移行させ、１次転写器のバイアス電圧により感光体ドラムにトナーを戻し、回収箱をもった感光体クリーニング装置に誘導する。
【００７７】
これにより、ベルトクリーニング装置のハウジング内にトナーが溜まりすぎるのを回避することができる。この場合、ブラシロールで帯電トナーを捕獲する動作とブラシロールから帯電トナーを回収する動作とが同時にはできないが、紙詰まり除去後の画像形成装置復帰動作であり、問題ない。
【００７８】
また、１次転写器および２次転写器に両極性の帯電トナーが付着しても、ブラシロールに印加される矩形波交番電圧によりブラシロールに捕獲され、捕獲された両極性の帯電トナーは、ブラシロールと板状部材との間の直流電圧により板状部材に掻き落とされて回収される。
(第３の実施形態)
第３の実施形態は、本発明のクリーニング方法を画像形成装置の接触帯電器および用紙搬送ベルトに適用した実施形態、並びに本発明の画像形成装置における記録媒体を担持するベルトに付着する帯電トナーを除去する導電性のブラシなどを用紙搬送ベルトに適用した実施形態に相当する。
【００７９】
本実施形態の画像形成装置は、第２の実施形態の画像形成装置と較べて、感光体ドラム上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写ベルトに代えて、記録媒体を担持する用紙搬送ベルトを備える点は相違する。しかし、ベルトクリーニング装置２５およびロールクリーニング装置３２を備える点は共通する。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付し、相違点について説明する。
【００８０】
図７は、第３の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００８１】
図７に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転し、トナー像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１を所定の帯電電圧に帯電させる接触帯電器２と、帯電した感光体ドラムに露光光を照射し、静電潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像器４と、駆動ロール２１、従動ロール２２に張架されて矢印Ｃ方向に循環移動し、用紙Ｐを担持して感光体ドラム１との間で形成されるニップ部に搬送する用紙搬送ベルト１９と、感光体ドラム１に形成されたトナー像を、用紙搬送ベルトが担持する用紙Ｐ上に転写する転写器６と、用紙Ｐ上のトナー像を加熱および加圧することにより用紙Ｐ上にトナー像を定着させる、図示しない定着器とを備えている。
【００８２】
また、接触帯電器２に付着する帯電トナーを除去するロールクリーニング装置３２と、用紙搬送ベルト１９に付着した帯電トナーを除去するベルトクリーニング装置２５とを備えている。
【００８３】
接触帯電器２で感光体ドラム１を均一に帯電させ、均一に帯電した感光体ドラム１に露光装置３から露光光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器４で現像して感光体ドラム１上にトナー像が形成される。そのトナー像は、図示しない用紙トレイから引出され、用紙搬送ベルト１９上に担持された用紙Ｐに転写され、その用紙Ｐ上のトナー像は、図示しない定着器で定着され、用紙上に画像が形成される。
【００８４】
本実施形態の搬送ベルト１９上には、感光体ドラム１に形成されるトナー像の濃度をチェックするトナーパッチが転写され、図示しない濃度センサで検知されるように構成されている。したがって、用紙搬送ベルト１９上に形成されたトナーパッチを除去する必要があり、従動ロール２２と対向する位置にベルトクリーニング装置２５を備えている。また、接触帯電器２は、感光体ドラム１と接触しているため、感光体ドラム１に残留する帯電トナーが付着する。したがって、接触帯電器に付着した帯電トナーを除去するためロールクリーニング装置３２を備えている。
【００８５】
しかし、ベルトクリーニング装置２５は、第２の実施形態における中間転写ベルトが備えるものと同じであり、ロールクリーニング装置３２は、第２の実施形態で説明した１次および２次転写器が備えるものと同じであることから、ここでは重複する説明を省略する。
【００８６】
ベルトクリーニング装置２５およびロールクリーニング装置３２それぞれのブラシロール２６には、所定のデューティ比の矩形波交番電圧２８が印加される。そして、ベルトクリーニング装置２５およびロールクリーニング装置３２それぞれの板状部材２７には、ブラシロール２６と同期した、ブラシロール２６と同じ矩形波交番電圧２８に直流電圧が重畳された矩形波交番電圧２９が印加される。
【００８７】
したがって、用紙搬送ベルト１９、および接触帯電器２にたとえ両極性の帯電トナーが付着しても、ブラシロール２６がその帯電トナーを捕獲し、ブラシに捕獲された帯電トナーは、板状部材２７が掻き落として回収するので、接触帯電器２にトナーが付着することによる画像欠陥や、用紙搬送ベルトにトナーが付着することによる用紙汚染の機会を少なくすることができる。
【００８８】
本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム１が１つで構成されているが、タンデム構成であっても同様に適用される。また、転写器にロールクリーニング装置３２を備えてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクリーニング方法、および画像形成装置によれば、像担持体等のロールや中間転写体等のベルトに接触するブラシで、転写残トナーや付着した帯電トナーを捕獲するとともに、ブラシが捕獲した帯電トナーは、ブラシに接触する回収部材で直ちに回収することができるので、長期間に渡って安定的にロールやベルト等の帯電トナーをクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態の感光体クリーニング装置の性能をあらわす実験結果を示す図である。
【図３】ブラシロールに突入した帯電トナーが捕獲され、ロール部材により回収される回収性能を示す図である。
【図４】本実施形態のブラシロールと、ロール部材とにそれぞれ印加される電圧を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】本実施形態のベルトクリーニング装置およびロールクリーニング装置それぞれのブラシロールと、板状部材とに印加される電圧を示す模式図である。
【図７】第３の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  接触帯電器
３  露光装置
４  現像器
６  転写器
７  濃度センサ
８  感光体クリーニング装置
８ａ，２５ａ  ハウジング
９  １次転写器
１０，２６  ブラシロール
１１  ロール部材
１２  スクレーパ
１３  オーガ
１５  交流電圧
１６  直流電圧が重畳された交流電圧
１９  用紙搬送ベルト
２０  中間転写ベルト
２１  駆動ロール
２２  従動ロール
２３  対向ロール
２４  ２次転写器
２５  ベルトクリーニング装置
２７  板状部材
２８  矩形波交番電圧
２９  直流電圧が重畳された矩形波交番電圧
３０  負の直流電圧が重畳された矩形波交番電圧
３２  ロールクリーニング装置
【図１】
2004198612.tif 000003
【図２】
2004198612.tif 000004
【図３】
2004198612.tif 000005
【図４】
2004198612.tif 000006
【図５】
2004198612.tif 000007
【図６】
2004198612.tif 000008
【図７】
2004198612.tif 000009