(57)【要約】【課題】残留トナーによる帯電ロールの汚染が防止された画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１表面に接触しながら矢印Ｂ方向に回転し、感光体ドラム１１上に残留したトナーを回収するブラシ１６＿１と、ブラシ１６＿１よりも感光体ドラム１１の移動方向下流側に配備され、ブラシ１６＿１および感光体ドラム１１と接触しながら矢印Ｃ方向に回転し、ブラシ１６＿１が回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーを感光体ドラム１１上に吐き出すロール１６＿２と、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２にそれぞれ所定の電圧を印加するブラシ電源１６＿３ａおよびロール電源１６＿３ｂを有する電源部１６＿３とを備えた。【選択図】  図４
2005010351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に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トナー像形成部と、該トナー像形成部により形成されたトナー像を所定の被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写されずに前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング部とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング部が、
前記像担持体表面に接触しながら該像担持体上に残留したトナーを回収する回転自在なブラシと、前記ブラシよりも前記像担持体の移動方向下流側に配備され、該ブラシおよび該像担持体と接触しながら該ブラシが回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーを該像担持体上に吐き出す回転自在なロールと、前記ブラシおよび前記ロールに所定の電圧を印加する電源部とを備え、かつ
前記像担持体上のトナーを前記ブラシに回収して回収したトナーを前記ロールに受け渡すクリーニング工程と、該ロールに受け渡されたトナーを前記像担持体上に吐き出す吐き出し工程とを有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシは、前記像担持体と対向する部分が該像担持体の移動方向とは反対の方向に移動する向きに回転するものであり、かつ
前記ロールは、前記像担持体と対向する部分が該像担持体の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電源部が、前記クリーニング工程では、前記ブラシに前記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、前記ロールに前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいマイナスの電圧を印加し、前記吐き出し工程では、前記ブラシおよび前記ロールに、前記像担持体の電位からみてプラスの電圧をそれぞれ印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電源部が、前記クリーニング工程では、前記ブラシに前記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、前記ロールに前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいプラスの電圧を印加し、前記吐き出し工程では、前記ブラシおよび前記ロールに、前記像担持体の電位からみてマイナスの電圧をそれぞれ印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電源部が、前記クリーニング工程では、前記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、前記吐き出し工程では、先ず、前記ブラシに、前記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、前記ロールに、前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加し、次に、前記ブラシに、前記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、前記ロールに、前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電源部が、前記クリーニング工程では、前記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、前記吐き出し工程では、先ず、前記ブラシに、前記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、前記ロールに、前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加し、次に、前記ブラシに、前記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、前記ロールに、前記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加するものであることを特徴とする請求項１又は２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、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置において、像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写した後、像担持体上に残留した残留トナーをブレードなどで掻き取って回収する方式のクリーニング装置を備えた画像形成装置が知られている。
【０００３】
しかし、この方式の画像形成装置では、クリーニング装置で回収したトナーを機外に取り出して廃棄する必要があるため、環境管理の観点から好ましいものとはいえない。そこで、近年、廃棄トナーを発生させるブレード式のクリーニング装置を持たない、いわゆるブレードレス（クリーナレス）方式の画像形成装置が開発され広く用いられている。
【０００４】
このブレードレス方式の画像形成装置では、像担持体上に残留した残留トナーは最終的には現像器で回収されるが、現像器よりも上流側に配置されている帯電ロールに残留トナーが付着することにより帯電ロールの帯電性能が低下し、そのため像担持体の帯電不良が生じて画像ディフェクトの原因となるという問題がある。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、帯電ロールよりも上流側に回転自在のブラシを配備し、画像形成時にこのブラシによって残留トナーを静電的に回収してブラシ内に保持しておき、その保持したトナーを非画像形成時に像担持体表面に吐き出すようにしたブレードレス方式の画像形成装置が考えられている。
【０００６】
このブラシ方式のクリーニング装置では、ブラシの回転方向を像担持体の回転方向とは反対方向とした場合には、回収性能は良好であるが、吐き出し性能が低く、非画像形成部でこまめに吐き出し工程をいれても、ブラシ内にトナーが徐々に蓄積されていき、ついにはブラシの限界保持量を超えてクリーニング不良が発生してしまう。それに対して、ブラシの回転方向を像担持体の回転方向と同一方向とした場合には、吐き出し性能は良いものの回収性能が低く、最初からクリーニング不良が発生しやすい。
【０００７】
このように、ブラシ方式のクリーニング装置では回収性能と吐き出し性能とを両立させることが難しい。
【０００８】
そこで、像担持体と当接しながら像担持体の回転方向と同一方向に回転するトナー回収用のクリーニングロールおよびトナー吐き出し用のクリーニングロールを有するクリーニング装置において、これら２つのクリーニングロールの回転速度を適正に設定することにより、良好なトナーの回収および吐き出しを図った画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−３３３５１４号公報（第２〜３頁、第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１の方式のクリーニング装置では、トナー回収用にクリーニングロールを使用しているために、トナー回収性能が前述のブラシ方式のクリーニング装置のトナー回収性能に及ばないという問題がある。
【００１１】
また、クリーニング装置には帯電器から生じる放電生成物の除去という機能も要求され、ブラシ方式のクリーニング装置では放電生成物の除去も可能であるが、ロール方式のクリーニング装置ではこの要求に対応することができないという問題もある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、残留トナーによる帯電ロールの汚染が防止され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、
所定の方向に移動する像担持体と、その像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、そのトナー像形成部により形成されたトナー像を所定の被転写体に転写する転写部と、上記被転写体に転写されずに上記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング部とを有する画像形成装置において、
上記クリーニング部が、上記像担持体表面に接触しながらその像担持体上に残留したトナーを回収する回転自在なブラシと、上記ブラシよりも上記像担持体の移動方向下流側に配備され、そのブラシおよびその像担持体と接触しながらそのブラシが回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーをその像担持体上に吐き出す回転自在なロールと、上記ブラシおよび上記ロールに所定の電圧を印加する電源部とを備え、かつ、上記像担持体上のトナーを上記ブラシに回収して回収したトナーを上記ロールに受け渡すクリーニング工程と、そのロールに受け渡されたトナーを上記像担持体上に吐き出す吐き出し工程とを有するものであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、ブラシにより像担持体上に残留したトナーが効率よく回収され、そのトナーがロールにより像担持体上に効率よく吐き出されるので、帯電ロールの汚染が防止された画質のよい画像形成装置を実現することができる。
【００１５】
ここで、上記ブラシは、上記像担持体と対向する部分がその像担持体の移動方向とは反対の方向に移動する向きに回転するものであり、かつ
上記ロールは、上記像担持体と対向する部分がその像担持体の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転するものものであってもよい。
【００１６】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、ブラシによるトナーの回収性能およびロールによるトナーの吐き出し率をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいマイナスの電圧を印加し、上記吐き出し工程では、上記ブラシおよび上記ロールに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧をそれぞれ印加するものであってもよい。
【００１８】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーを効率よく回収し、吐き出すことができる。
【００１９】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいプラスの電圧を印加し、上記吐き出し工程では、上記ブラシおよび上記ロールに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧をそれぞれ印加するものであってもよい。
【００２０】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、マイナストナーを効率よく回収し、吐き出すことができる。
【００２１】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、上記吐き出し工程では、先ず、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加し、次に、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加するものであってもよい。
【００２２】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーおよびマイナストナーの双方を効率よく回収し、吐き出すことができる。
【００２３】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、上記吐き出し工程では、先ず、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加し、次に、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加するものであってもよい。
【００２４】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーおよびマイナストナーの双方を効率よく回収し、吐き出すことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２７】
図１に示すように、この画像形成装置１００は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、帯電ロール１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、クリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ、中間転写ベルト１７、中間転写ベルトクリーナ１８、二次転写ロール１９、および定着器２０を備えている。
【００２８】
なお、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
【００２９】
なお、本実施形態における感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、本発明にいう像担持体に相当するものであり、帯電ロール１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、本発明にいう帯電部に相当するものであり、露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、本発明にいう潜像形成部に相当するものであり、現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、本発明にいう現像部に相当するものであり、一次転写ロール１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、本発明にいう転写部に相当するものであり、中間転写ベルト１７は、本発明にいう所定の被転写体に相当するものである。
【００３０】
これらの各色用の感光体ドラム、帯電ロール、露光装置、現像器、一次転写ロール、およびクリーニング部により各色用の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが構成される。
【００３１】
以下に、この画像形成装置の主要部の仕様について説明する。
【００３２】
2005010351.tif 000003
本実施形態の各画像形成部には、給電シャフトの外周に導電性弾性体層と表面層を被覆した２層構成の帯電ロールを用いている。
【００３３】
帯電ロールの表面層には、イソシアネート処理を施したエピクロロヒドリンゴムを用いている。このエピクロロヒドリンゴムは高離型性を有しており、トナーその他の異物が極めて付着しにくい。
【００３４】
導電性弾性体層には低硬度の発泡ウレタンを用いている。
【００３５】
給電シャフトの直径は６ｍｍ、弾性体層の肉厚は１．５ｍｍ、表面層の肉厚は０．５ｍｍ、帯電ロールの外径は１０ｍｍ、硬度は２８度（ＡｓｋｅｒＣ硬度）である。
【００３６】
本実施形態の帯電ロールの表面層は高離型性を有しており、通常の帯電ロールに比べてトナーその他の異物が付着しにく。さらに、導電性弾性層として発泡ウレタンを使用することによって低硬度を実現させており、トナーや異物が極めて付着しにくくなっている。
【００３７】
帯電ロールの印加電圧はＶｐ−ｐ＝１．３ＫＶ、ｆ＝６５０Ｈｚ、Ｖｄｃ＝−５２０Ｖである。なお、本実施の形態では、交流電圧に直流電圧を重畳した印加方式を用いたが、直流のみを印加する方式を用いてもよい。
【００３８】
帯電ロールは、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、給電シャフトの外周面に棒状または管状の導電性弾性体層を形成し、その上に抵抗層、および表面保護層を被覆した３層構造のものなどを用いてもよい。
【００３９】
帯電ロールの各層には、イオン導電性物質、あるいは電子導電性物質、あるいはその双方が分散されている。イオン導電性物質としては、例えば過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、第四級アンモニウムクロールイド等の過塩素酸塩やアンモニウム塩などが用いられる。電子導電性物質としては、例えば、カーボンブラック、グラファイトなどの他、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の各種導電性金属、または合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の各種導電性金属酸化物などの微粉末を用いることができる。
【００４０】
帯電ロールの給電シャフトは、電極部材としての機能の他に、帯電ロールの支持部材としての機能を有しており、例えばアルミニウム、銅合金、ＳＵＳ等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性の材質で構成される。
【００４１】
導電性弾性体層は、帯電ロールが適切なニップ幅ないしニップ圧でもって感光体ドラム表面に接触して感光体ドラム表面を均一に帯電できるよう、帯電ロールを所定の抵抗値および硬度に収めるために設けられる。この導電性弾性体層は、上述のようなイオン導電性物質および電子導電性物質から選ばれた少なくとも１種の物質（以下、導電剤という）をゴム材料中に分散させることによって形成される。ゴム材料としては、例えばイソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、スチレン−ブタジエンゴム−スチレン、これらのブレンドゴム等が挙げられる。導電性弾性体層の体積抵抗率については、抵抗層の体積抵抗率と密接に関連するが、１０４Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲内にあることが好ましい。
【００４２】
抵抗層は、帯電ロールを所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル樹脂、エピクロルヒドリン系ゴム等の高分子材料に導電剤を分散させた薄膜から形成される。抵抗層の体積抵抗率は１０４Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲内にあることが好ましい。
【００４３】
表面保護層は、感光体ドラム表面にタック（導電剤が沁み出し感光体とくっついてしまう現象）が発生する恐れがある場合や抵抗層の磨耗を防止するために設けられるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル樹脂等の高分子材料に導電剤を分散させた薄膜から形成される。表面保護層の体積抵抗率は１０４Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲内にあることが好ましい。
【００４４】
表面保護層は、上述のタック発生等の恐れがない場合には敢えて設ける必要はない。
【００４５】
また、帯電ロールの抵抗値を表面保護層で調整することによって抵抗層を不要とすることもできる。さらに、導電性弾性体層から軟化剤やゴム材料等がブリードしてくる恐れのある場合は、導電性弾性体層と抵抗層の間にポリアミド、ポリウレタン等に導電剤を分散させた中間層を設けることが好ましい。
【００４６】
帯電ロールの体積抵抗率は、１０４Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲内にあることが好ましい。これは、前述した導電性弾性体層、抵抗調整層、および表面保護層等の各構成材料の体積抵抗率と膜厚とを適宜組み合わせることによって、この範囲内に調整することが可能である。
【００４７】
本実施形態の画像形成装置には、離型性の高い球形トナーが使用される。
【００４８】
次に、この画像形成装置１００の基本的な画像形成動作について説明する。
【００４９】
先ず、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１Ｙ表面に、帯電ロール１２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光装置１３Ｙにより感光体ドラム１１Ｙ表面にイエロー画像に相当する露光光が照射されイエローの潜像が形成される。その潜像は現像器１４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ドラム１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール１５Ｙにより中間転写ベルト１７に転写される。
【００５０】
中間転写ベルト１７は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト１７上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール１５Ｍにおいて中間転写ベルト１７上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【００５１】
続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ，１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール１５Ｃ，１５Ｋにおいて中間転写ベルト１７上のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
【００５２】
こうして、中間転写ベルト１７上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール１９により用紙Ｐ上に二次転写され、多色トナー像は用紙Ｐとともに矢印Ｄ方向に搬送され、定着器２０により用紙Ｐ上に定着されてカラー画像が形成される。
【００５３】
次に、クリーニング部について説明する。
【００５４】
本実施形態のクリーニング部の詳細を説明する前に、本発明者らが行ったクリーニングテストの結果について説明する。
【００５５】
ブラシとしては、外径５ｍｍの回転軸表面に導電性を有するナイロンの毛を放射状に植毛して形成した外径１０ｍｍのブラシを用いた。毛の長さは２．５ｍｍ、毛の太さは約２デニール、毛の密度は４３０Ｋｆ／ｉｎｃｈ２である。
【００５６】
ブラシの感光体ドラムへの食い込み量は０．５ｍｍとした。
【００５７】
ブラシが、Ａｇａｉｎｓｔ（アゲインスト）回転、すなわち感光体ドラムと対向する部分が感光体ドラムの移動方向とは反対の方向に移動する向きに回転する場合と、ブラシが、Ｗｉｔｈ（ウイズ）回転、すなわち感光体ドラムと対向する部分が感光体ドラムの移動方向と同じ方向に移動する向きに回転する場合の２つの場合とについてそれぞれテストを行った。なお、ブラシの周速度は感光体ドラムの表面速度の２倍とした。
【００５８】
ロールとしては、外径５ｍｍの回転軸表面に、発泡ウレタン製の弾性層を形成しその上にエピクロロヒドリンゴム製の表面層を形成した外径１０ｍｍのロールを用いた。
【００５９】
ブラシのロールへの食い込み量は０．５ｍｍ、感光体ドラムへのロールの食い込み量は０．４ｍｍとした。
【００６０】
ロールの回転方向は感光体ドラムの回転方向に対してＷｉｔｈ（ウイズ）回転とした。なお、ロールの周速度は感光体ドラムの表面速度と同速度とした。
【００６１】
表１は、上記のブラシおよびロールによるクリーニングテストの結果を示す表である。
【００６２】
【表１】
2005010351.tif 000004
【００６３】
ここで、トナー回収性能とは、クリーニング装置をすり抜けるトナー量を０．０２ｇ／ｍ２以下に抑制する転写残留トナー量で表したものである。
【００６４】
表１に示したテスト結果をグラフとして表したものを図２および図３に示す。
【００６５】
図２は、各方式のクリーニング部材のトナー回収性能を示すグラフである。
【００６６】
図２に示すように、ブラシのトナーすり抜け量は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合は、０．５ｇ／ｍ２と最も高い値を示している。ブラシをＷｉｔｈ回転とした場合は、トナーすり抜け量は０．３ｇ／ｍ２であり、Ａｇａｉｎｓｔ回転よりも低い値を示している。また、Ｗｉｔｈ回転のロールのトナーすり抜け量は０．２５ｇ／ｍ２と最も低い値を示している。なお、本実施形態の画像形成装置のトナー回収性能については後述する。
【００６７】
図３は、各方式のクリーニング部材のトナー吐き出し率を示すグラフである。
【００６８】
図３に示すように、ブラシのトナー吐き出し率は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合は、７０％と最も低い値を示している。ブラシをＷｉｔｈ回転とした場合は、トナー吐き出し率は９５％であり、Ａｇａｉｎｓｔ回転よりも高い値を示している。また、Ｗｉｔｈ回転のロールのトナー吐き出し率は９９．５％と最も高い値を示している。なお、本実施形態の画像形成装置のトナー吐き出し率については後述する。
【００６９】
従って、クリーニング工程ではＡｇａｉｎｓｔ回転を行い、吐き出し工程ではＷｉｔｈ回転を行うブラシを１個設けることにより、トナー回収性能と吐き出し性能を両立させたクリーニング部を得ることが可能である。しかし、そのためには、ブラシの回転方向を切り換える機構を組み込まなければならず、大幅にコストアップする恐れがあり好ましくない。また、吐き出し率の観点からは、ブラシよりもロールの方が好ましい。
【００７０】
次に、本実施形態のクリーニング部について詳細に説明する。
【００７１】
図１に示したように、本実施形態のクリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、一次転写ロール１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋよりも感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの回転方向下流側に配備されており、転写後の各感光体ドラム上に残留する残留トナーを除去する。
【００７２】
図４は、本実施形態の画像形成装置のクリーニング部の詳細図である。
【００７３】
図４に示すように、このクリーニング部１６は、ブラシ１６＿１と、ロール１６＿２と、電源部１６＿３とを備えており、感光体ドラム１１上のトナーをブラシ１６＿１に回収して回収したトナーをロール１６＿２に受け渡すクリーニング工程と、ロール１６＿２に受け渡されたトナーを感光体ドラム１１上に吐き出す吐き出し工程とを有している。
【００７４】
ブラシ１６＿１は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１表面に接触しながら矢印Ｂ方向に回転し、感光体ドラム１１上に残留したトナーを回収する。
【００７５】
ロール１６＿２は、ブラシ１６＿１よりも感光体ドラム１１の移動方向下流側に配備され、ブラシ１６＿１および感光体ドラム１１と接触しながら矢印Ｃ方向に回転し、ブラシ１６＿１が回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーを感光体ドラム１１上に吐き出す。
【００７６】
電源部１６＿３は、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２にそれぞれ所定の電圧を印加するブラシ電源１６＿３ａおよびロール電源１６＿３ｂを備えている。
【００７７】
次に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
この実施例１は、転写後の感光体ドラム上に、プラストナーが多く残留するケースに対応する実施例である。
【００７８】
図５は、実施例１における回収動作（ａ）および受け渡し動作（ｂ）を示す図である。
【００７９】
図５（ａ）に示すように、ブラシ１６＿１にはブラシ電源１６＿３ａからマイナスの電圧が印加されており、ロール１６＿２にはブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で大きいマイナスの電圧が印加される。すなわち、ブラシ１６＿１に印加される電圧は−２５０Ｖであり、ロール１６＿２に印加される電圧は−５００Ｖである。
【００８０】
ブラシ１６＿１の回転方向は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１に対してＡｇａｉｎｓｔ回転となるＢ方向であるため、感光体ドラム１１上のプラストナーｔ１は、高い回収効率でブラシ１６＿１に回収される。
【００８１】
実際にトナーすり抜け量を測定した結果、図２に示した通り極めて優れた値が得られた。
【００８２】
次に、図５（ｂ）に示すように、ブラシ１６＿１に回収されたプラストナーｔ１は、ブラシ１６＿１に接触しながら矢印Ｃ方向に回転するロール１６＿２に受け渡される。このとき、ロール１６＿２の回転方向は、矢印Ｂ方向に回転するブラシ１６＿１に対してＷｉｔｈ回転回転となるので、ブラシ１６＿１上のプラストナーｔ１は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール１６＿２上に受け渡されることになる。一度ロール１６＿２上に受け渡されたプラストナーｔ１は感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で、ロール１６＿２上に保持されたままとなる。
【００８３】
図６は、実施例１における吐き出し動作を示す図である。
【００８４】
図６に示すように、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２にはブラシ電源１６＿３’からプラスの電圧が印加されている。なお、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２に印加される電圧はともに＋４００Ｖである。
【００８５】
ロール１６＿２に受け渡されたプラストナーｔ１は、感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で感光体ドラム１１上に吐き出される。
【００８６】
この吐き出し工程は、ロールから感光体への吐き出しであるため、図３に示した通り、高い吐き出し率が得られた。
【００８７】
なお、この実施例１では、ブラシ１６＿１が、感光体ドラム１１の回転方向とは反対の方向に回転し、かつ、ロール１６＿２が、感光体ドラム１１の回転方向と同じ方向に回転する場合の例について説明したが、本発明は、必ずしも上記の回転方向のみに制限されるものではなく、ブラシ、ロールともに、いずれの回転方向であってもよいが、図２および図３に示したテスト結果からみて、ブラシはＡｇａｉｎｓｔ回転、ロールはＷｉｔｈ回転であることが好ましい。
［実施例２］
この実施例２は、転写後の感光体ドラム１１上に、マイナストナーが多く残留するケースに対応する実施例である。
【００８８】
図７は、実施例２における回収動作（ａ）および受け渡し動作（ｂ）を示す図である。
【００８９】
図７（ａ）に示すように、ブラシ１６＿１にはブラシ電源１６＿３ａからプラスの電圧が印加されており、ロール１６＿２にはブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で大きいプラスの電圧が印加される。すなわち、ブラシ１６＿１に印加される電圧は＋２５０Ｖであり、ロール１６＿２に印加される電圧は＋５００Ｖである。
【００９０】
ブラシ１６＿１の回転方向は、実施例１と同様、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１に対してＡｇａｉｎｓｔ回転回転となるＢ方向であるため、感光体ドラム１１上のマイナストナーｔ２は、高い回収効率でブラシ１６＿１に回収される。
【００９１】
実際にトナーすり抜け量を測定した結果、図２に示した実施例１とほぼ同様の極めて優れた値が得られた。
【００９２】
次に、図７（ｂ）に示すように、ブラシ１６＿１に回収されたマイナストナーｔ２は、ブラシ１６＿１に接触しながら矢印Ｃ方向に回転するロール１６＿２に受け渡される。このとき、ロール１６＿２の回転方向は、実施例１と同様、矢印Ｂ方向に回転するブラシ１６＿１に対してＷｉｔｈ回転となるので、ブラシ１６＿１上のマイナストナーｔ２は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール１６＿２上に受け渡されることになる。一度ロール１６＿２上に受け渡されたマイナストナーｔ２は感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で、ロール１６＿２上に保持されたままとなる。
【００９３】
図８は、実施例２における吐き出し動作を示す図である。
【００９４】
図８に示すように、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２にはブラシ電源１６＿３’からマイナスの電圧が印加されている。なお、ブラシ１６＿１およびロール１６＿２に印加される電圧はともに−４００Ｖである。
【００９５】
ロール１６＿２に受け渡されたマイナストナーｔ２は、感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で感光体ドラム１１上に吐き出される。
【００９６】
この吐き出し工程は、ロールから感光体への吐き出しなので、図２に示した実施例１とほぼ同様の高い吐き出し率が得られた。
【００９７】
なお、この実施例２では、ブラシ１６＿１が、感光体ドラム１１の回転方向とは反対の方向に回転するものであり、かつ、ロール１６＿２が、感光体ドラム１１の回転方向と同じ方向に回転するようにした場合の例について説明したが、本発明は、必ずしも上記の回転方向のみに制限されるものではなく、ブラシ、ロールともに、いずれの回転方向であってもよいが、図２および図３に示したテスト結果からみて、ブラシはＡｇａｉｎｓｔ回転、ロールはＷｉｔｈ回転であることが好ましい。
［実施例３］
この実施例３は、転写後の感光体ドラム１１上に、マイナストナーおよびプラストナーの双方が残留するケースに対応する実施例である。
【００９８】
図９は、実施例３におけるクリーニング工程での回収動作を示す図である。
【００９９】
図９（ａ）に示すように、ブラシ１６＿１にはブラシ電源２６＿３から交番電圧が印加されており、また同じくロール１６＿２にはブラシ電源２６＿３’からの交番電圧が印加される。すなわち、ブラシ１６＿１に印加されるＡＣ電圧はＶｐ−ｐ：６００Ｖ、周波数３ＫＨｚであり、ロール１６＿２にも同じ電圧が印加される。
【０１００】
ブラシ１６＿１の回転方向は、実施例１と同様、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１に対してＡｇａｉｎｓｔ回転となるＢ方向であるため、感光体ドラム１１上のプラストナーｔ１およびマイナストナーｔ２の双方が高い回収効率でブラシ１６＿１に回収される。
【０１０１】
図１０は、実施例３における吐き出し動作を示す図である。
【０１０２】
図１０（ａ）に示すように、ブラシ１６＿１に、感光体ドラム１１の電位からみてマイナスの電圧−５００Ｖを印加するとともに、ロール１６＿２に、ブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧−２５０Ｖを印加する。
【０１０３】
図１０（ａ）に示すように、ブラシ１６＿１に回収されたプラストナーｔ１およびマイナストナーｔ２のうちマイナストナーｔ２は、ブラシ１６＿１に接触しながら矢印Ｃ方向に回転するロール１６＿２に受け渡される。このとき、ロール１６＿２の回転方向は、実施例１と同様、矢印Ｂ方向に回転するブラシ１６＿１に対してＷｉｔｈ回転となるので、ブラシ１６＿１上のマイナストナーｔ２は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール１６＿２上に受け渡されることになる。一度ロール１６＿２上に受け渡されたマイナストナーｔ２は感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で、感光体ドラム１１に吐き出される。
【０１０４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ブラシ１６＿１に、感光体ドラム１１の電位からみてプラスの電圧＋５００Ｖを印加するとともに、ロール１６＿２に、ブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧＋２５０Ｖを印加する。
【０１０５】
図１０（ｂ）に示すように、ブラシ１６＿１上のプラストナーｔ１は、ブラシ１６＿１に接触しながら矢印Ｃ方向に回転するロール１６＿２に受け渡される。このとき、ロール１６＿２の回転方向は、実施例１と同様、矢印Ｂ方向に回転するブラシ１６＿１に対してＷｉｔｈ回転となるので、ブラシ１６＿１上のプラストナーｔ１は、Ａｇａｉｎｓｔ回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール１６＿２上に受け渡されることになる。一度ロール１６＿２上に受け渡されたプラストナーｔ１は感光体ドラム１１とロール１６＿２の電位差の関係で、感光体ドラム１１に吐き出される。
【０１０６】
実施例３においても、実施例１とほぼ同様の優れたクリーニング性能を得ることができた。
［実施例４］
この実施例４は、前述の実施例３と同様、転写後の感光体ドラム１１上に、マイナストナーおよびプラストナーの双方が残留するケースに対応する実施例の変形である。
【０１０７】
この実施例４のクリーニング工程は、実施例３におけるクリーニング工程と同様であるが、吐き出し動作における電源部の極性が実施例３における電源部の極性とは異なっている。
【０１０８】
すなわち、吐き出し工程では、先ず、ブラシ１６＿１（図１０参照）に、感光体ドラム１１の電位からみてプラスの電圧：＋５００Ｖを印加するとともに、ロール１６＿２に、ブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧：＋２５０Ｖを印加し、次に、ブラシ１６＿１に、感光体ドラム１１の電位からみてマイナスの電圧：−５００Ｖを印加するとともに、ロール１６＿２に、ブラシ１６＿１への印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧：−２５０Ｖを印加する。
【０１０９】
吐き出し工程における電源部の印加電圧以外は、実施例３と同様である。
【０１１０】
実施例４においても、実施例１とほぼ同様の優れたクリーニング性能を得ることができた。
【０１１１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、ブラシにより像担持体上に残留したトナーが効率よく回収され、そのトナーがロールにより像担持体上に効率よく吐き出されるので、帯電ロールの汚染が防止された画質のよい画像形成装置を実現することができる。
【０１１２】
また、この画像形成装置はブレードレスクリーニングシステムとして構成されるので、長寿命の画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】各方式のクリーニング部材のトナー回収性能を示すグラフである。
【図３】各方式のクリーニング部材のトナー吐き出し率を示すグラフである。
【図４】本実施形態の画像形成装置のクリーニング部の詳細図である。
【図５】実施例１における回収動作（ａ）および受け渡し動作（ｂ）を示す図である。
【図６】実施例１における吐き出し動作を示す図である。
【図７】実施例２における回収動作（ａ）および受け渡し動作（ｂ）を示す図である。
【図８】実施例２における吐き出し動作を示す図である。
【図９】実施例３におけるクリーニング工程での回収動作を示す図である。
【図１０】実施例３における吐き出し動作を示す図である。
【符号の説明】
１１，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ    感光体ドラム
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ    帯電ロール
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ    露光装置
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ    現像器
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ    一次転写ロール
１６，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ    クリーニング部
１６＿１    ブラシ
１６＿２    ロール
１６＿３，１６＿３’，２６＿３ａ’    電源部
１６＿３ａ    ブラシ電源
１６＿３ｂ    ロール電源
１７    中間転写ベルト
１８    中間転写ベルトクリーナ
１９    二次転写ロール
２０    定着器
１００    画像形成装置
【図１】
2005010351.tif 000005
【図２】
2005010351.tif 000006
【図３】
2005010351.tif 000007
【図４】
2005010351.tif 000008
【図５】
2005010351.tif 000009
【図６】
2005010351.tif 000010
【図７】
2005010351.tif 000011
【図８】
2005010351.tif 000012
【図９】
2005010351.tif 000013
【図１０】
2005010351.tif 000014