(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に移動する像担持体の表面に接触した状態で回転駆動される導電性を有する回転部材と、前記回転部材よりも像担持体の移動方向上流側で像担持体の表面に接触する導電部材とを備え、
前記導電部材はトナーとの摩擦帯電系列上トナーを正規極性とは逆極性に帯電させる材質からなり、
像担持体の表面に残留したトナーの帯電極性を前記導電部材によって正規極性に揃え、正規極性に揃えられたトナーを前記回転部材によって像担持体上から回収すること、
を特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記回転部材が直接又は回転部材に接触して設けられた回収部材を介して直流電源に接続され、前記導電部材が接地されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記導電部材が直流電源に接続され、前記回転部材が接地されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記直流電源は定電流直流電源であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載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、クリーニング装置及び画像形成装置、特に、電子写真方式の複写機やプリンタなどで感光体や中間転写体などの像担持体上の残留トナーを回収するためのクリーニング装置及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラムの表面に帯電、画像露光、トナーによる現像を施し、紙などの転写材へトナー像を転写し、あるいは、感光体ドラムから中間転写体へトナー像を転写して合成した後に紙などの転写材へ合成トナー像を転写し、その後トナー像を定着するといった工程を経て転写材上にトナー画像を形成している。
【０００３】
ところで、以上の画像形成プロセスにおいて、感光体ドラムあるいは中間転写体などの像担持体から残留トナーを回収する必要がある。トナーは現像装置内において所定の極性（以下、正規極性）に帯電されている。しかし、転写後にあっては、その一部が逆極性に帯電するものが像担持体上に残留し、電荷分布は不均一となっている。このようなトナーを効率的に回収するために種々のクリーニング装置が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、像担持体との間に電位差を設けた回転体と、接地された導電部材とを設け、該導電部材によって像担持体上に残留する逆極性に帯電したトナーを正規極性となるように調整し、正規極性となったトナーを前記回転部材に静電的に吸着させて回収するクリーニング装置が開示されている。
【０００５】
前記クリーニング装置を用いることにより、大半の残留トナーは帯電極性が正規極性に揃えられ、回転部材で回収することが可能となる。しかしながら、転写電流などの変動によって逆極性に帯電したトナーが多くなると、導電部材が十分に機能せず、回転部材でトナーを回収しきれずにクリーニング不良が発生するおそれを有している。これは、逆帯電したトナーが多くなり過ぎると、導電部材と逆極性に帯電したトナーが十分に接触できなくなり、その結果、帯電極性を正規極性に揃えられずに導電部材を通過してしまうことに起因する。
【特許文献１】特開２００４−３１００６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、像担持体上での残留トナーに対して適正なクリーニング性能を維持することのできるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明に係るクリーニング装置は、一方向に移動する像担持体の表面に接触した状態で回転駆動される導電性を有する回転部材と、前記回転部材よりも像担持体の移動方向上流側で像担持体の表面に接触する導電部材とを備え、前記導電部材はトナーとの摩擦帯電系列上トナーを正規極性とは逆極性に帯電させる材質からなり、像担持体の表面に残留したトナーの帯電極性を前記導電部材によって正規極性に揃え、正規極性に揃えられたトナーを前記回転部材によって像担持体上から回収することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るクリーニング装置において、像担持体の移動方向上流側に設けた導電部材がトナーとの摩擦帯電系列上トナーを正規極性とは逆極性に帯電させる材質からなるため、導電部材はトナーとの摺擦でトナーに対して正規極性に帯電する。従って、転写電流などの変動によって逆極性に帯電したトナーは導電部材に吸着されやすく、導電部材に捕集される。捕集された逆極性トナーは導電部材から正規極性の電荷を注入され、該トナーは正規極性に帯電することになる。このように極性を調整された（正規極性になった）トナーは導電部材を離れて回転部材まで搬送され、該回転部材によって像担持体上から回収される。
【０００９】
一方、正規極性に帯電しているトナーは導電部材と摺擦すると逆極性になる傾向にあるが、導電部材と摺擦する時間が短いため、逆極性になってしまうほどの電荷が注入されることはなく、正規極性のまま回転部材まで搬送され、該回転部材によって像担持体から回収される。
【００１０】
即ち、本発明に係るクリーニング装置にあっては、正規極性に帯電しているトナーは勿論のこと、逆極性に帯電したトナーであっても導電部材によって正規極性に調整したうえで回転部材にて像担持体上から回収され、像担持体上での残留トナーに対して適正なクリーニング性能を維持することができる。
【００１２】
本発明に係るクリーニング装置において、回転部材が直接又は回転部材に接触して設けられた回収部材を介して直流電源に接続され、導電部材が接地されていてもよく、あるいは、導電部材が直流電源に接続され、回転部材が接地されていてもよい。
【００１３】
さらに、直流電源は定電流直流電源であることが好ましい。導電部材や回転部材がトナーを含むと見かけの回路抵抗が上昇するため、定電圧直流電源を用いた場合には、導電部材及び回転部材に流れる電流が少なくなってしまい、トナー回収性が低下する。しかし、定電流直流電源を用いれば、必要な電流値を確保でき、トナー回収性の低下を未然に防止できる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は前記クリーニング装置を備えたことを特徴とし、前記クリーニング装置の作用効果を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るクリーニング装置及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
（画像形成装置の概略構成）
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色の画像を合成するように構成したものである。
【００１７】
その概略を説明すると、感光体ドラム２１、現像装置２２、１次転写ローラ２３、図示しない帯電装置、画像露光装置などを含むイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を形成するプリントヘッド２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）が中間転写ベルト１０の直下に並置されている。各プリントヘッド２０において感光体ドラム２１上にトナー画像を形成するプロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１８】
中間転写ベルト１０は駆動ローラ１１及び支持ローラ１２，１３によって矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１１に対して中間転写ベルト１０を介して対向する部分（２次転写部１４）には２次転写ローラ１５が配置されている。
【００１９】
画像形成装置１の下段には、積載されている用紙を１枚ずつ給紙する自動給紙部（図示せず）が設置されている。また、２次転写部１４の直上にはトナーの定着装置（図示せず）が設置されている。
【００２０】
各感光体ドラム２１上に形成された色別のトナー画像は矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１０上に順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ矢印Ｂ方向から給紙され、２次転写部１４で中間転写ベルト１０と転写ローラ１５とに挟着されて合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着装置でトナーの加熱定着が施され、図示しないトレイ上に排出される。
【００２１】
ここで、各現像装置２２に収容されているトナーは負極性に帯電されており（本実施例で正規極性とは負極性を意味する）、１次転写ローラ２３からの正極性の電界印加にて中間転写ベルト１０に転写され、さらに、２次転写ローラ１５からの正極性の電界印加にて用紙に転写される。中間転写ベルト１０上での残留トナーは、その多くが正規極性に帯電しているが、転写電流などの変動で逆極性に帯電したものも含まれている。そして、これらの残留トナーは以下に説明するクリーニング装置３０にて回収される。
【００２２】
（クリーニング装置）
クリーニング装置３０は、図１及び図２に示すように、支持ローラ１３に対向する部分で中間転写ベルト１０の表面に接触した状態で矢印Ｃ方向に回転駆動される導電性を有する回転部材３１と、支持ローラ１２，１３の間で中間転写ベルト１０の表面に接触する導電部材３５と、回転部材３１に接触した状態で同方向（矢印Ｃ）に回転駆動される回収ローラ３２とで構成されている。
【００２３】
回転部材３１は、断面円形に植毛された、中間転写ベルト１０の幅寸法に等しい軸方向長さを有する回転ブラシであり、回収ローラ３２に接続した定電流直流電源３３から正極性の電荷が注入される。導電部材３５は、中間転写ベルト１０の幅寸法に等しい長さを有する長尺状のブラシであり、接地されている。この導電部材３５はトナーとの摩擦帯電系列上トナーを正規極性とは逆極性に帯電させる材料から構成されている。即ち、ニュートラルな状態で導電部材３５とトナーとが摩擦すると、負極性が正規極性であるトナーは正極性に帯電し、導電部材３５は負極性に帯電することになる。
【００２４】
本実施例において、トナーはスチレンアクリル系の樹脂を主成分としている。導電部材３５はポリエチレン系の樹脂を主成分とした繊維を用いたブラシであり、トナーとの摩擦で負極性に帯電する傾向にある。ちなみに、中間転写ベルト１０はポリイミドを主成分としている。
【００２５】
ところで、中間転写ベルト１０の各部分におけるトナーの帯電量の分布を図３（Ａ）〜（Ｄ）に示し、斜線を付した部分は逆極性に帯電したトナーである。１次転写後で２次転写前における中間転写ベルト１０上のトナーの帯電量は図３（Ａ）に示す分布を示している。ほとんどのトナーは正規極性に帯電しているが、僅かな量が逆極性に帯電している。さらに、２次転写において正規極性に帯電しているトナーはそのほとんどが２次転写ローラ１５からの正極性の電界の付与にて用紙に転写される。従って、２次転写後に中間転写ベルト１０上に残留したトナーの帯電量は、図３（Ｂ）に示す分布を示している。ここでの残留トナーは、帯電が正規極性でなく又は非常に帯電量が少なくて２次転写電界で用紙に転写されなかったもの、２次転写電流が過剰となって２次転写部１４の近傍で異常放電を生じ、正規極性の帯電でなくなったものなどが含まれ、逆極性に帯電しているトナーの割合が増加している。
【００２６】
図３（Ｂ）に示す帯電量分布を有するトナーをそのままでは回転部材３１で捕集することは困難であるため、従来では、回転部材３１の上流側で導電部材によってトナーの帯電極性を正規極性に揃えていた。この従来の導電部材を通過した後の帯電量分布を図３（Ｃ）に示す。逆極性に帯電したトナーの割合は２次転写後よりも減少しているが、少なからぬ量の逆極性トナーが存在して回転部材３１で捕集することはできなかった。
【００２７】
そこで、本実施例では、導電部材３５をトナーとの摩擦帯電系列上トナーを正規極性とは逆極性に帯電させる材質にて構成した。この導電部材３５を通過した後の帯電量分布を図３（Ｄ）に示す。ここでは、逆極性トナーのほとんどは正規極性に調整され、回転部材３１にて捕集され、さらに、正極性の電荷が注入されている回収ローラ３２の外周面に付着して回収される。なお、回転部材３１及び回収ローラ３２の構成は周知である。
【００２８】
次に、導電部材３５の作用を説明する。２次転写部１４で中間転写ベルト１０に残留したトナーが導電部材３５まで搬送され、導電部材３５と摺擦すると、導電部材３５はトナーに対して正規極性に帯電する。導電部材３５が正規極性に帯電（ここでは負極性）すると、２次転写部１４を通過してクリーニング装置３０へ搬送されてくるトナーのうち、逆極性（ここでは正極性）に帯電しているトナーは導電部材３５に捕集される。
【００２９】
このように導電部材３５に捕集された逆極性トナーは導電部材３５との静電的な吸着力によって導電部材３５の植毛としっかりと吸着する。また、導電部材３５は接地されてトナー回収バイアス回路の一部を構成しているため、負電荷が導電部材３５に吸着している逆極性トナーに注入され、該トナーを正規極性に帯電させる。このように極性を調整された（正規極性になった）トナーは導電部材３５を離れて回転部材３１まで搬送され、回転部材３１によって中間転写ベルト１０上から回収される。
【００３０】
一方、もともと正規極性に帯電しているトナーは導電部材３５と摺擦すると逆極性になる傾向にあるが、導電部材３５と摺擦する時間が短いため、逆極性になってしまうほどの電荷が注入されることはなく、正規極性のまま回転部材３１まで搬送され、回転部材３１によって中間転写ベルト１０上から回収される。
【００３１】
以上のごとく、本実施例によれば、導電部材３５を通過したトナーで逆極性に帯電したままのものは極めて少なく、２次転写後のトナーのほとんどは回転部材３１によって中間転写ベルト１０上から回収され、適正なクリーニング性能が維持される。
【００３２】
２次転写電流の電流値はトナーを逆極性に帯電させる要因であり、その電流値が大きくなるとクリーニング性能が劣化する傾向にある。従来では、２次転写電流が８０μＡ程度あるいはそれを超えるとクリーニング性能が実用上使用できないほど劣化していた。しかし、本実施例では８０μＡの２次転写電流であっても実用上問題のないクリーニング性能を示した。
【００３３】
（他の実施例）
なお、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３４】
例えば、本発明は前記実施例に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、モノクロプリンタやカラー／モノクロ複写機、ファクシミリなど種々の画像形成装置に適用することができる。
【００３５】
また、前記実施例では直流電源３３を回収ローラ３２に接続した場合を示したが、回転部材３１又は導電部材３５に接続してもよい。回転部材３１に直流電源３３を接続した場合には導電部材３５が接地され、導電部材３５に直流電源３３を接続した場合には回転部材３１が接地される。なお、接地箇所は任意に選択することができる。また、像担持体としてはベルト状、ローラ状などのいずれであってもよく、本発明をプリントヘッド２０の感光体ドラム２１のクリーニング装置として適用してもよい。
【００３６】
回転部材３１や導電部材３５の材質は前記実施例以外の種々の材質を使用することができ、植毛タイプではなく、フェルト状などであってもよい。
【００３７】
また、前記実施例では負極性が正規極性であるトナーを用いた場合を示したが、正極性が正規極性であるトナーを用いた場合にも本発明を適用することは可能である。この場合、スチレンアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を主成分としたトナーに対して、導電部材としてポリアミド系の樹脂を主成分とした繊維を用いたブラシを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】前記クリーニング装置の要部拡大図である。
【図３】中間転写ベルトのそれぞれの位置におけるトナーの帯電量分布状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…画像形成装置
１０…中間転写ベルト
１４…２次転写部
３０…クリーニング装置
３１…回転部材
３２…回収ローラ
３３…直流電源
３５…導電部材
【図１】
0004710454.tif 000002
【図２】
0004710454.tif 000003
【図３】
0004710454.tif 000004