(57)【要約】【課題】  駆動源の構成が複雑化したり、大型化することがなく、しかも広い分布を有するトナー量やトナー帯電電荷量のトナーを確実に除去することができ、更に高速の画像形成装置にも対応することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】  像担持体の表面に付着したトナーを清掃するクリーニング装置において、前記像担持体の表面に当接する複数のブラシロールと、前記複数のブラシロールのうち、少なくとも２つのブラシロールに、互いに異なった極性のバイアス電圧をそれぞれ印加するバイアス印加手段とを備え、前記複数のブラシロールのうち、前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度を、前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度よりも速く設定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に付着したトナーを清掃するクリーニング装置において、
前記像担持体の表面に当接する複数のブラシロールと、
前記複数のブラシロールのうち、少なくとも２つのブラシロールに、互いに異なった極性のバイアス電圧をそれぞれ印加するバイアス印加手段とを備え、
前記複数のブラシロールのうち、前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度を、前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度よりも速く設定したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記複数のブラシロールは、導電性ブラシからなるブラシロールであり、前記像担持体の移動方向と反対方向に回転するように構成した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】
前記像担持体の移動方向に沿った上流側から順に第一ブラシロールと、第二ブラシロールとを備え、前記第一ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスを印加し、第二ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５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】
この発明は、電子写真方式等を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置及びこれに用いるクリーニング装置に関し、特に像担持体上に形成されたトナー像を、他の中間的な像担持体に一旦転写した後に記録媒体にするか、又は記録媒体に直接転写して画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１０−２６９１８号公報
【０００３】
従来、この種の電子写真方式等を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置としては、例えば、感光体ドラム等の像担持体上にトナー像を形成し、当該像担持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体に直接転写するように構成したものがある。
【０００４】
また、上記画像形成装置としては、例えば、単一の感光体ドラム等の像担持体を備え、当該像担持体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色のトナー像を順次形成し、これらの像担持体上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色のトナー像を、他の像担持体としての中間転写ベルト上に多重に転写した後、当該中間転写ベルト上から用紙等の記録媒体に一括して二次転写することにより、フルカラーの画像を形成するように構成した、所謂４サイクル方式のものがある。
【０００５】
さらに、上記画像形成装置としては、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色に対応した画像形成ユニットを備え、これらイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色の画像形成ユニットに設けられた像担持体としての感光体ドラム上に形成されたトナー像を、他の像担持体としての中間転写ベルト上に多重に転写した後、当該中間転写ベルト上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色のトナー像を、用紙等の記録媒体に一括して二次転写することにより、フルカラーの画像を形成するように構成した、所謂タンデム方式のものがある。
【０００６】
このような画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体や中間転写ベルトに転写した後、当該感光体ドラム上に残留した転写残トナーを清掃するクリーニング装置や、中間転写ベルト上に一次転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色のトナー像を、用紙等の記録媒体上に二次転写した後、当該中間転写ベルト上に残留した転写残トナーを清掃するクリーニング装置が用いられている。
【０００７】
また、上記画像形成装置では、画像形成動作中に、用紙にジャムが発生すると、感光体ドラムや中間転写ベルト上に担持されたトナー像が、中間転写ベルトや用紙に転写されずに、当該感光体ドラムや中間転写ベルト上にそのまま残るため、これらの感光体ドラムや中間転写ベルト上に残留する未転写トナーも、クリーニング装置によって清掃する必要がある。
【０００８】
さらに、上記画像形成装置では、クリーニング装置で除去すべきトナーとして、正規の極性（例えば、負極性）に帯電したトナーのみではなく、装置を継続して使用している間に、現像剤中のキャリアが経時的に劣化すると、現像器中に正規の帯電極性とは逆極性に帯電する逆極性トナーが生じ、この逆極性トナーは、像担持体の非画像部にかぶりトナーとして現像されてしまい付着するため、当該逆極性トナーからなるかぶりトナーをも、クリーニング装置によって除去する必要がある。
【０００９】
また、上述した４サイクル方式やタンデム方式の画像形成装置では、感光体ドラム上から中間転写ベルトに一旦転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色のトナー像の一部が、感光体ドラムに逆転写する所謂“リトランスファー" と呼ばれる現象によって再付着するトナーも存在する。このリトランスファートナーは、二次転写部によって転写用の放電を受けているため、逆極性に帯電したトナーであり、感光体ドラムに対する静電気的な付着力も強いものである。
【００１０】
また、上記感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体の表面には、転写用の放電によって逆極性に帯電しなくとも、当該転写用の放電によって帯電電荷量がほぼゼロになってしまうトナーも存在し、この帯電電荷量がほぼゼロのトナーも、転写残トナーや他色のトナー像の転写時に、感光体ドラム表面に対する静電的な付着力によって逆転写するリトランスファートナーとして、クリーニング装置に流入することになる。しかし、これらのリトランスファートナーは、帯電電荷量がほぼゼロになっているため、電界によって静電的に除去するクリーニング装置では、クリーニングすることが困難である。
【００１１】
一方、中間転写ベルト等の中間的な像担持体を清掃するクリーニング装置では、感光体ドラムと同様に、転写残トナーを清掃するものであるが、感光体ドラムは、単色のトナー像のみが存在するのに対し、中間的な像担持体は、複数色のトナー像が転写されるため、転写残のトナー量も多く、又、複数色のトナー像が転写されるために、転写部に高い転写電界が印加されるので、放電の影響を受けやすく、転写残トナーの帯電分布が広くなり、中間転写体への付着力も強くなりやすい。さらに、用紙の搬送時にジャムが発生したとき、用紙に転写されず中間転写体上に残留するトナーも複数色であるため、トナーの量が多く、大量のトナーをクリーニングする必要がある。
【００１２】
また、上記画像形成装置では、中間転写ベルト等の中間的な像担持体の非画像部に、濃度制御用やレジストレーション制御用のトナー像が形成されるが、これらの制御用トナー像は、中間的な像担持体のクリーニング装置で清掃されることが多い。
【００１３】
このように、感光体ドラムや中間転写ベルト等からなる像担持体のクリーニング装置に流入するトナーは、トナー量の分布やトナー帯電電荷量の分布が広く、特に中間的な像担持体の場合には、複数色のトナー像が転写されたり、転写電界も高いため、トナー量やトナー帯電電荷量の分布がより一層広くなっている。
【００１４】
これらのトナーをクリーニングするためのクリーニング装置としては、従来、ブレードを用いたブレードクリーニング方式、あるいは、導電性ブラシロールを用いたブラシクリーニング（静電クリーニング）方式を採用したものが用いられている。ブレードを用いたブレードクリーニング方式のクリーニング装置の場合には、少量から大量のトナーまでクリーニングすることが可能であるが、紙紛やキャリアなどの異物がトナー中に混入していると、クリーニング不良やブレードエッジに欠けなどの突発的な損傷が発生しやすく、又、被クリーニング部材表面との摺擦によってブレードエッジに磨耗が発生するため、長期的に安定したクリーニング性能を維持することが困難であるという難点を有している。
【００１５】
これに対して、導電性ブラシロールを用いたブラシクリーニング方式を採用したクリーニング装置の場合には、ブレード方式のような突発的な損傷が発生し難いため、クリーニング性能の低下を抑制することができる利点を有している。
【００１６】
しかし、中間的な像担持体などのように、クリーニングすべきトナー量及びトナー帯電電荷量の分布が広い被クリーニング部材の場合には、クリーニング装置に突入するトナーの電荷量が種々異なるため、ブラシに生じさせた静電気力のみで全てのトナーをクリーニングするには限界があるという難点を有している。特に、放電によって電荷量がほぼゼロに低下したトナーに対しては、ブラシに生じさせた静電気力が作用し難いため、クリーニングが困難であるという難点を有している。
【００１７】
また、ブラシクリーニング方式を採用したクリーニング装置の場合には、機械的な掻き取り力を高めるために、ブラシロールの周速（表面速度）を速く設定することも有効であるが、単一のブラシで周速を上げた場合には、大量のトナーをクリーニングしやすくなる反面、微量のトナーに対しては、トナーのすり抜けやトナークラウドの発生量が増加し、トナーの再付着が起こりやすくなるという問題点を有している。
【００１８】
そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開平１０−２６９１８号公報に開示されているように、記録材を担持搬送する搬送部材の清掃手段において、通常の画像形成時とジャム回避時でブラシロール（ファーブラシ）の周速を変更することにより、画像形成時に記録材搬送部材上の非通紙部に付着する少量のかぶりトナーと、非画像形成時のジャム時に付着する大量のジャムトナーに対応する技術が提案されている。
【００１９】
更に説明すると、この特開平１０−２６９１８号公報に係る画像形成装置は、原稿情報に応じた顕画像を像担持体上に形成する画像形成手段と、前記像担持体上の顕画像が転写される記録材を担持搬送する搬送部材と、該搬送部材の表面を清掃する清掃手段とを有する画像形成装置において、前記搬送部材の搬送速度と該搬送部材の表面に接触する清掃手段の清掃部材の接触部の移動速度との相対速度が少なくとも２段階に切り替えられるように構成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平１０−２６９１８号公報に係る画像形成装置の場合には、搬送部材の搬送速度と該搬送部材の表面に接触する清掃手段の清掃部材の接触部の移動速度との相対速度が少なくとも２段階に切り替えられるように構成したものであるため、清掃手段の速度を少なくとも２段階に切り替えるために、複数の駆動源を設けたり、複数のギア列やクラッチを組み合わせた駆動系を用いる必要があるため、駆動源の構成が複雑となるばかりか、大型化するという問題点を有していた。
【００２１】
また、上記特開平１０−２６９１８号公報に開示された技術を中間的な像担持体のクリーニングに適用した場合には、通常の画像形成時においても、中間的な像担持体の通紙部に存在する転写残トナーや、非通紙時に存在するかぶりトナー、あるいは中間的な像担持体の全面に形成される制御用トナーといったように、トナー量の分布が広いトナーをクリーニングする必要がある。
【００２２】
ところで、通常の画像形成時の通紙時と非通紙時とでブラシの周速を変更した場合には、目的とする周速にブラシが達するまでに、過渡的な時間が生じるので、その間クリーニング動作を行うことができず、画像形成の生産性が低下してしまい、特に高速の画像形成装置には適用できないという問題点を有していた。
【００２３】
また、中間転写体のクリーニング装置の場合は、通紙時においても、単色から複数色にわたるトナー量分布の広い転写残トナーをクリーニングする必要があり、さらに高温高湿環境下における含水紙などのように、転写効率が低下した用紙の場合には、転写残トナーの量が増加するため、トナー量の分布が更に拡大し、ブラシの周速を変更することで対応することは困難であるという問題点を有していた。
【００２４】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、駆動源の構成が複雑化したり、大型化することがなく、しかも広い分布を有するトナー量やトナー帯電電荷量のトナーを確実に除去することができ、更に高速の画像形成装置にも対応することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた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】
【００２５】
すなわち、請求項１に記載された発明は、像担持体の表面に付着したトナーを清掃するクリーニング装置において、
前記像担持体の表面に当接する複数のブラシロールと、
前記複数のブラシロールのうち、少なくとも２つのブラシロールに、互いに異なった極性のバイアス電圧をそれぞれ印加するバイアス印加手段とを備え、
前記複数のブラシロールのうち、前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度を、前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度よりも速く設定したことを特徴とするクリーニング装置である。
【００２６】
また、請求項２に記載された発明は、前記複数のブラシロールは、導電性ブラシからなるブラシロールであり、前記像担持体の移動方向と反対方向に回転するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置である。
【００２７】
上記請求項１に記載の発明では、複数のブラシロールに互いに異なる極性のバイアスを印加することにより、正極性及び負極性の両極に渡る帯電分布の広いトナーを静電的に回収することができるとともに、現像トナーと同極性のバイアス（例えば、負極性）を印加するブラシロールの表面速度を遅くすることにより、放電を受けて逆極性に帯電し、付着力も増加したトナー（正極性）を電界によって回収することが可能となる。さらに、帯電分布が広がり付着力の増加したトナーや、放電によって電荷量が低下してほぼゼロ電荷となったトナーのように、静電的には回収が難しいトナーに対して、ブラシロールを像担持体の移動方向と逆方向に低速で回転させることにより、機械的にせき止める効果が発生し、ブラシニップの入り口にトナーダムを形成して、トナーをせき止めることができる。また、このブラシを固定ではなく像担持体の移動方向と逆方向に低速で回転させることにより、形成されたトナーダムを徐々に回収してトナーダムの極度の増加による決壊を防ぐとともに、ブラシ表面へのトナー蓄積を防止し、クリーニング性能を維持することができる。
【００２８】
さらに、正規の極性に帯電した現像トナーと逆極性のバイアス（例えば、正極性）を印加するブラシロールの表面速度を相対的に速くすることにより、トナー分布の中で特に量的に多い未転写トナーのような正規帯電トナー（負極性）に対して、機械的な掻き取り力を高めることができ、効果的にクリーニングすることができる。また、像担持体とトナーとの付着力を弱めることができ、大量のトナーに対して回収率が高くなり、他のブラシロールの負荷を低減することができる。さらに、機械的な掻き取り力が強められたブラシロールでは、例えば、静電気力を発生させるために印加するバイアスと同極性のトナーに対しても、機械的に回収又は付着力を低減して拡散させる効果がある。
【００２９】
ここで、例えば、正極性のバイアス電圧が印加されるブラシロールを高速で、負極性のバイアス電圧が印加されるブラシロールを低速で駆動すると望ましい理由をさらに説明する。
【００３０】
上述したように、静電的には回収が困難なトナーを、低速のブラシロールによって効率よくクリーニングすることができるが、低速のブラシロールは、トナー回収量の限界が低く、一定量以上のトナーがブラシロールに突入すると、トナーによる突入力がブラシロールのニップ力を超えてしまい、ブラシロールのブラシを持ち上げてダムが決壊するようにクリーニング不良が発生してしまう虞れがある。
【００３１】
そこで、クリーニングするトナー量の分布を考慮すると、正規の帯電極性である負極ト性のナーが多く、逆極性の正極トナーが少ないので、負極性のバイアス電圧が印加されるブラシロールを低速で回転させることによって、少量の正極トナーを静電的に確実に回収するとともに、静電的に回収することが困難な電荷量がほぼゼロのトナーもトナーダムを決壊させることなく、機械的な塞き止め力によって塞き止めることができる。なお、負極性のバイアス電圧が印加されるブラシロールに、トナーのすり抜けが発生して大量のトナーが突入した場合でも、正極トナーは、負極ブラシで回収されやすいこと、及びクリーニング装置に突入するトナー量分布で多いのは負極トナーであることから、すり抜けトナーは負極トナーが多く、この負極トナーはクリーニング装置が備える正極ブラシにより回収することができるため、クリーニング不良とはならない一方、クリーニングするトナー量分布中、トナー量が多いのは負極トナーであり、その中でもトナー電荷量が比較的増加していないものが大半を占める。この量が多く付着力があまり高くないトナーに対しては、正極性のバイアス電圧が印加されるブラシロールの回転速度を速くすることにより、トナー１個あたりに接触するブラシの本数が増加し、確実に静電的に回収することが可能となる。また、負極トナーのうち放電によって極度に帯電電荷量が増加したトナーに対しては、上述の負極性のバイアス電圧が印加される低速のブラシロールによる機械的なせき止め力によって回収することができる。なお、ブラシ極性とトナー極性が同一であっても、トナーの量が少量であればブラシの機械的な付着力によって回収することが可能である。
【００３２】
また、本発明では、用紙間のタイミングや画像形成直前で作成された制御用トナーなどに対して、ブラシ周速などのブラシ条件を変更することなくクリーニングすることができるため、プリント速度が速い画像形成装置に対しても、生産性を低下させることなく対応することができる。
【００３３】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記像担持体の移動方向に沿った上流側から順に第一ブラシロールと、第二ブラシロールとを備え、前記第一ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスを印加し、第二ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置である。
【００３４】
したがって、上記請求項３に記載された発明によれば、正極で高速回転の第一のブラシロールを通過したトナーは、残留量が少なくされ、像担持体との付着力も弱くされているため、表面速度の遅い第二のブラシロールによってクリーニング動作を、更に確実に行うことができる。
【００３５】
また、請求項４に記載された発明は、前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴としている。
【００３６】
特に、感光体ドラムのクリーニングトナーは、単色画像であるため、通常の画像形成時のトナー量分布は、それ程広くないが、リトランスファートナーがあるため、トナー極性の分布は広い。
【００３７】
よって、上記クリーニング装置により、帯電電荷が高く付着力の高いトナーやほぼゼロ電荷のトナーといった静電的に回収することが困難なトナーも確実にクリーニングすることができる。また、回収できるトナー量にも余裕があるため、環境や経時条件で現像剤が劣化し、転写残トナーの量が増加した場合でも確実にクリーニングすることができるため、信頼性や維持性を向上させることができる。また、ジャム時に転写されずに残留した大量のトナーも設定を変更することなく回収することができる。
【００３８】
これに対して、従来のブラシ方式では、トナー量やトナー帯電電荷量の分布に完全には対応することができないため、クリーニング装置をすり抜けたトナーや外添剤が下流の帯電器を汚すトラブルが発生するのを防止することができなかった。
【００３９】
本発明では、複数のブラシロールのうち下流側に低速の負極ブラシロールを配置することにより、静電的に回収困難なトナーや微小な外添剤もトナーダムを形成して確実に塞き止めるとともに、仮にわずかにすり抜けたとしても負極トナーであるため帯電器に付着しにくく、さらに下流の現像器で現像同時回収されるため問題ない。
【００４０】
また、従来のブレード方式では、クリーニングに必要なニップ圧をかけることにより感光体ドラムの磨耗が悪化し、寿命を低下させるという問題点を有していた。特に、感光体ドラムでは、中間転写ベルトとして一般的に用いられるポリイミドなどの硬質な樹脂材料に比べて磨耗し易いポリカーボネートなどの材料が用いられるとともに、表面を均一に帯電させるため、放電量の多いＡＣバイアスによる帯電器が用いられることが多いため、一般に磨耗しやすいと考えられる。
【００４１】
一方、従来のブラシ方式では、ブレード方式に比ベてストレスが小さい。しかし、ブラシの外径のばらつきなどにより、局所的にブラシの先端力が高い部分が生じ、それが感光体ドラムの表面を磨耗させ、さらに磨耗粉が他の部分に再付着して、トナーなどが感光体ドラム表面に固着する所謂フィルミングを誘発してしまうことになる。この対策として、ブラシの繊維径を小さくしたり、ブラシの食込み量を小さくするといったブラシ先端力を全体に低下させる施策が行われてきた。しかし、その結果、クリーニング装置のクリーニング力が低下してしまい、悪循環を招来している。
【００４２】
これに対して、本発明では、幅広いトナー分布に対して確実にクリーニングすることができ、従来の方式よりも感光体ドラムに対するクリーニング性能を十分に確保することができるため、従来のクリーニングに不利なブラシ先端力を下げた場合であっても問題なく、上述したトラブルも双方を防止することができる。
【００４３】
さらに、請求項５に記載された発明は、前記像担持体が中間転写体であることを特徴とするものである。
【００４４】
中間転写体上には、多重色のトナー像が形成されるため、クリーニングするトナー量が多く、またこの多量のトナーを用紙に転写するため、転写バイアスも高く設定されており、トナーも強い放電を受けやすい。この放電によりトナー電荷はゼロから逆方向にシフトしていまうが、暗所では絶縁性である感光体表層に比べて、導電性を有する中間転写体表面では、よりトナー電荷が逃げやすくゼロ電荷となりやすい。さらに、高湿時の含水紙に転写するときには顕著である。また、ジャム時に転写されずに中間転写体上に残留するトナーも多重色であるため量も多く、またジャム時に転写されずに感光体ドラム上に残留するトナーも、ジャムクリア時に一度中間転写体に転写して中間転写体上でクリーニングすることがある。これは、磨耗しやすい感光体ドラムでは、十分なクリーニング圧を確保することができず、クリーニングの信頼性が低いので、感光体用のクリーニング装置の負荷を低減させるためである。さらに、中間転写体の非画像部に形成される制御用トナー像も同様の理由と、当該制御用のトナー像を検知するセンサーなどの設置スペースを比較的広くとることが可能であるなどの理由から、中間転写体上に転写してクリーニングする場合が多い。
【００４５】
本発明の手段により、感光体ドラムに比べてトナー量とトナー電荷の分布が広いクリーニングトナーに対して、確実にクリーニングすることができる。
【００４６】
また、用紙間のタイミングや画像形成直前で中間転写体上に作成された制御用トナーに対して、ブラシ周速などのブラシ条件を変更することなくクリーニングすることができるため、プリント速度が速い画像形成装置に対しても、生産性を低下させることなく対応することができる。また、中間転写体上で制御用トナーのクリーニングが確実に行えることから、制御用トナーの形成及び検出の頻度を上げて、画像形成装置の画質の向上やレジストレーションの精度を高めることによって、高画質化への対応も可能となる。
【発明の効果】
【００４７】
この発明によれば、駆動源の構成が複雑化したり、大型化することがなく、しかも分布が広いトナー量や帯電電荷量のトナーを確実に除去することができ、更に高速の画像形成装置にも対応することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４９】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置としての４サイクル方式のフルカラープリンタを示すものである。
【００５０】
図２において、１はフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体１の内部には、中央よりもやや上部に、像担持体としての感光体ドラム２が回動可能に配設されている。この感光体ドラム２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しない駆動手段により、矢印方向に沿って約２２０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。このフルカラープリンタは、プロセススピードが約２２０ｍｍ／ｓｅｃと、同様の機種においては、比較的高く設定されており、生産性の高いものとなっている。なお、上記フルカラープリンタのプロセススピードは、例えば、白黒モードの場合には、２２０ｍｍ／ｓｅｃよりも速く設定しても勿論良い。また、上記プロセススピードは、一例であって、これより遅い低速のマシンであっても、これより速い高速のマシンであっても適用することが可能なことは勿論である。
【００５１】
上記感光体ドラム２の表面は、当該感光体ドラム２の真上に配置された一次帯電手段としての帯電ロール３によって所定の電位（例えば、負極性の電位）に帯電された後、感光体ドラム２の斜め上方に配置された画像露光手段としてのＲＯＳ４（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）によって、レーザービーム（ＬＢ）による画像露光が施され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像情報に応じた静電潜像が順次形成される。上記感光体ドラム２上に形成された静電潜像は、イエロー  （Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを周方向に沿って配置した回転式の現像装置５によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００５２】
上記回転式の現像装置５は、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが、回転フレーム５１の周方向に沿って互いに９０度の角度を成すように装着されている。また、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、前記回転フレーム５１の回転位置を制御することにより、各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの現像ロール５２が、感光体ドラム２と対向する現像位置で停止させ、感光体ドラム２上に形成された静電潜像を所望の色のトナーによって現像するように構成されている。
【００５３】
さらに、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、当該各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに隣接するように、図示しないトナーカートリッジが装着されるか、又はフルカラープリンタ本体１に図示しないトナーカートリッジが装着されており、当該トナーカートリッジから対応する現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにトナーやキャリアを含む現像剤を所定のタイミングで供給することによって、各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ内のトナー濃度を所定の範囲に調整することが可能となっている。
【００５４】
なお、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋで使用されるトナーとしては、重合トナーや粉砕トナーなど、いずれでも使用することができ、形状も球形や不定形状などいずれであっても良い。また、上記トナーは、現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ内において、キャリアを含む二成分現像剤、あるいはキャリアを含まない一成分現像剤として攪拌されることによって摩擦帯電されるが、当該トナーが有する電荷量は、負極性であって、重量平均電荷量が−１０〜−６０μＣ／ｇ程度となるように設定されている。
【００５５】
上記感光体ドラム２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。上記回転式の現像装置５は、対応する色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの現像ロール５２が、感光体ドラム２と対向する現像位置に移動する。例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、当該感光体ドラム２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。上記トナー像が形成されるにあたって感光体ドラム２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なり、感光体ドラム２が所定回数だけ回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム２の表面には、感光体ドラム２が所定回数だけ回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。
【００５６】
上記感光体ドラム２上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム２の外周に中間的な像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）６が接触する一次転写位置Ｔ１において、当該中間転写ベルト６上に互いに重ね合わされた状態で、一次転写ロール７によって一次転写される。この中間転写ベルト６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、二次転写ロール８によって、所定のタイミングで給紙される記録媒体としての記録用紙９上に二次転写位置Ｔ２において一括して二次転写される。記録用紙９は、フルカラープリンタ本体１の下部に配置された給紙カセット１０から、図示しない給紙ロールによって送り出されるとともに、フィードロール１１及びリタードロール１２によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、用紙搬送路１３に沿って、図示しないレジストロールによって中間転写ベルト６上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト６の二次転写位置Ｔ２へと搬送される。
【００５７】
上記中間転写ベルト６は、複数のロールによって張架されているとともに、感光体ドラム２の表面に当接されており、所定のプロセススピード（約２２０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、感光体ドラム２の回転と同期して回転駆動される。この中間転写ベルト６は、カーボンを分散したポリイミド樹脂等の合成樹脂材料によって形成されているが、他にポリアミドイミド樹脂やＰＶＤＦ樹脂などによって形成しても良い。また、中間転写ベルト６は、ドライブロール１５と、一次転写ロール７と、テンションロール１６と、バックアップロール１７とによって、所定の張力で張架されている。
【００５８】
また、上記中間転写ベルト６のテンションロール１６の上流には、図３に示すように、中間転写ベルト６上に形成された濃度制御用のトナー像６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋや６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ、あるいは図示しないレジストレーション制御用のトナー像の濃度を検出する反射型フォトセンサからなる検出手段としてのセンサ１８が配設されている。
【００５９】
さらに、上記中間転写ベルト６からトナー像が転写された記録用紙９は、図２に示すように、二次転写ロール８と搬送ロール２０との間に張架された搬送ベルト２１によって定着器２２へと搬送され、この定着器２２の加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４によって熱及び圧力で未定着トナー像が記録用紙９上に定着され、排出ロール２５、２６によって排出口２７からプリンタ本体１の側面に設けられた排出トレイ２８上に排出される。
【００６０】
又、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム２の表面は、当該感光体ドラム２が１回転する毎に、感光体ドラム２の側方に配置されたクリーニング装置３０によって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。上記感光体ドラム用のクリーニング装置３０は、ブラシロール３１と、クリーニングブレード３２とから構成されている。
【００６１】
更に、上記二次転写ロール８の表面に張架された搬送ベルト２１の表面は、クリーニング装置３３によって、残留トナーなどが除去されるように構成されている。この二次転写ロール用のクリーニング装置３３は、クリーニングブレード３４のみから構成されている。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、中間転写ベルト６からトナー像が転写された記録用紙９を、二次転写ロール８と搬送ロール２０との間に張架された搬送ベルト２１によって定着器２２まで搬送するように構成されているが、二次転写ロール８は、トナー像の転写のみを行い、記録用紙９を定着器２２まで搬送する搬送ベルトを別途に設けるように構成しても勿論よい。
【００６３】
ところで、この実施の形態では、像担持体の表面に付着したトナーを清掃するクリーニング装置において、前記像担持体の表面に当接する複数のブラシロールと、前記複数のブラシロールのうち、少なくとも２つのブラシロールに、互いに異なった極性のバイアス電圧をそれぞれ印加するバイアス印加手段とを備え、前記複数のブラシロールのうち、前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度を、前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスが印加されるブラシロールの表面速度よりも速く設定するように構成されている。
【００６４】
また、この実施の形態では、前記複数のブラシロールは、導電性ブラシからなるブラシロールであり、前記像担持体の移動方向と反対方向に回転するように構成されている。
【００６５】
さらに、この実施の形態では、前記像担持体の移動方向に沿った上流側から順に第一ブラシロールと、第二ブラシロールとを備え、前記第一ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と逆極性のバイアスを印加し、第二ブラシロールに前記トナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加するように構成されている。
【００６６】
又、この実施の形態では、前記像担持体が中間転写体であるように構成されている。
【００６７】
すなわち、この実施の形態では、図２に示すように、像担持体としての中間転写ベルト６上に付着したトナーを除去して清掃する中間転写ベルト用のクリーニング装置４０を備えている。この中間転写ベルト用のクリーニング装置４０は、ドライブロール１５の外周に巻き付けられた中間転写ベルト６に対応した位置に配設されている。
【００６８】
上記中間転写ベルト用のクリーニング装置４０は、図１に示すように、導電性ブラシからなるブラシロール４１、４２を複数（図示例では、２つ）備えており、これらの第１及び第２のブラシロール４１、４２は、中間転写ベルト６の移動方向と反対方向に異なった速度（周速）で回転するように構成されている。
【００６９】
また、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２の速度は、周速比Ｒ（ブラシ速度／ベルト速度）で、第１のブラシロール４１が１．０（０．５≦Ｒ≦１．５が望ましい）、第２のブラシロール４２が０．１（０．０５≦Ｒ≦０．５が望ましい）となるように、それぞれ設定されている。なお、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２は、中間転写ベルト６の移動方向と同方向に、又は一方のみが同方向に回転するように構成しても良い。
【００７０】
上記第１及び第２のブラシロール４１、４２は、図１に示すように、金属や導電性を有する合成樹脂等の導電性シャフト４３、４４の外周に、所定の繊維径を有するブラシ繊維４５、４６を、所定の密度で植毛して円柱形状のブラシとして形成されている。上記第１及び第２のブラシロール４１、４２に使用するブラシ繊維４５、４６としては、ナイロン、アクリル、ポリエステル、レーヨンなどの基材に、カーボンブラックなどの導電剤を配合した導電性繊維が用いられ、この実施の形態では、導電性ナイロンを使用している。また、上記ブラシ繊維４５、４６の太さは、本実施例では６デニール（Ｄ）のものを使用しているが、０．１〜１５デニール（Ｄ）のものまで使用することができる。
【００７１】
さらに、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２のブラシ密度は、特に低速でトナーを塞き止めるためには、一定以上の表面密度が必要であり、植毛部の密度をＦ［ｋ本／平方インチ］、繊維の太さをＤ［デニール］とすると、Ｆ／Ｄ≧１０に設定するのが望ましい。この実施の形態では、繊維の太さが６［デニール］、密度が１５０［ｋ本／平方インチ］に設定されており、Ｆ／Ｄ＝２５となっている。
【００７２】
また、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２の直径は、種々設定することが可能であるが、この実施の形態では、ブラシ径が１６ｍｍ、シャフト径が１０ｍｍで、ブラシの基布を含めたブラシの毛の長さＰＨは、３ｍｍに設定されている。また、第１及び第２のブラシロール４１、４２の中間転写ベルト６表面に対する食い込み量ＤＰは、０．８ｍｍに設定されている。なお、上記食い込み量ＤＰとブラシの毛の長さＰＨとの比ＤＰ／ＰＨは、０．１≦ＤＰ／ＰＨ≦０．５に設定するのが望ましい。
【００７３】
また、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２には、互いに異なった極性のバイアス電圧が、バイアス印加手段４７、４８によってそれぞれ印加されるようになっている。上記中間転写ベルト６の移動方向の上流側に位置する第１のブラシロール４１には、バイアス印加手段としての直流電源４７によって、前記トナーの正規の帯電極性（負極性）と逆極性の正極性のバイアス電圧（例えば、＋３００Ｖ程度）が印加されるように構成されている。また、上記中間転写ベルト６の移動方向の下流側に位置する第２のブラシロール４２には、バイアス印加手段としての直流電源４８によって、前記トナーの正規の帯電極性（負極性）と同極性の負極性のバイアス電圧（例えば、−３００Ｖ程度）が印加されるように構成されている。なお、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２に印加されるバイアス電圧は、上記の値に限定されないことは勿論である。
【００７４】
さらに、上記第１及び第２のブラシロール４１、４２には、図１に示すように、当該第１及び第２のブラシロール４１、４２で除去したトナーを回収する回収ロール４９、５０が、それぞれ接触するように配置されている。上記回収ロール４９、５０としては、導電性フェノール樹脂などの合成樹脂や金属材料からなるものが用いられる。これらの回収ロール４９、５０は、外径φが１２ｍｍに設定されており、ブラシロール４１、４２に対して電位差（回収ロール印加電圧−ブラシ印加電圧）が設けられている。上記第１のブラシロール４１と第１の回収ロール４９との間には、図示しない電源によって＋４００Ｖ、第２のブラシロール４２と第２の回収ロール５０との間には、図示しない電源によって−４００Ｖの電位差が設けられている。また、上記回収ロール４９、５０は、ブラシロール４１、４２に対して周速差が設けられており、例えば、ブラシロール４１、４２と従動方向に１．３倍の速度で回転するように構成されている。ブラシロール４１、４２と回収ロール４９、５０の食い込み量は、ブラシ４１、４２とベルト６との食い込み量よりも大きく設定されており、この実施の形態では、０．９ｍｍに設定されている。
【００７５】
また、上記第１及び第２の回収ロール４９、５０で回収したトナーは、回収ロールブレード５１、５２によって欠き落とされるようになっている。この回収ロールブレード５１、５２は、弾性材料、樹脂材料、金属材料など任意の材料で形成され、ここでは、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ製の薄板を使用している。
【００７６】
以上の構成において、この実施の形態に係るクリーニング装置を用いたフルカラープリンタでは、次のようにして、駆動源の構成が複雑化したり、大型化することがなく、しかも分布が広いトナー量や帯電電荷量のトナーを確実に除去することができ、更に高速の画像形成装置にも対応することが可能となっている。
【００７７】
すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図２に示すように、公知の電子写真プロセスによって、感光体ドラム２上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が順次形成される。これらの感光体ドラム２上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、一次転写位置Ｔ１において、中間転写ベルト６上に互いに重ね合わされた状態で一次転写された後、二次転写位置Ｔ２において、当該中間転写ベルト６上から記録用紙９に、二次転写ロール８によって一括して二次転写される。
【００７８】
その際、上記二次転写ロール８には、中間転写ベルト６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を、一括して記録用紙９上に二次転写するために、非常に高い転写用のバイアス電圧が印加され、中間転写ベルト６上の多重色のトナー像が記録用紙９上に転写される。その際、上記中間転写ベルト６上に担持された多重色のトナー像の一部は、図４に示すように、非常に高い転写用のバイアス電圧によって発生する放電により極性が反転して、正極性に帯電し、中間転写ベルト６上に静電的に付着して逆極の転写残トナー７１となるものが存在する。また、上記の如く転写用のバイアス電圧によって極性が反転しないまでも、帯電電荷量がほぼゼロに等しい値となって、中間転写ベルト６上に残留する転写残トナー７２も少量だけ存在する。
【００７９】
さらに、上記中間転写ベルト６上には、図４に示すように、本来の帯電極性である負極性に帯電されたまま、残留する転写残トナー７3 も少量だけ存在する。
【００８０】
また、上記フルカラープリンタでは、図３に示すように、非画像形成時に、中間転写ベルト６上に濃度制御用のトナー像６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋや６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ、あるいは図示しないレジストレーション制御用のトナー像が形成され、これらのトナー像は、記録用紙９上に転写されないため、そのまま未転写トナー７４として、大量に残留することになる。
【００８１】
さらに、上記フルカラープリンタでは、図２に示すように、給紙されるべき記録用紙９がジャム等によって、二次転写位置Ｔ２へ給紙されないと、中間転写ベルト６上に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が、記録用紙９上にそのまま未転写トナー７４として、大量に残留することがある。
【００８２】
このように、上記フルカラープリンタでは、図４に示すように、トナー量やトナー帯電電荷量が広く分布した転写残トナー７１〜７３や未転写トナー７４が、中間転写ベルト６上に残留したままの状態となるため、これらの転写残トナー７１〜７3 や未転写トナー７４は、図１及び図２に示すように、中間転写ベルト用のクリーニング装置４０によってクリーニングされる。
【００８３】
ところで、上記中間転写ベルト用のクリーニング装置４０は、図１に示すように、第１のブラシロール４１と第２のブラシロール４２を備えている。上記中間転写ベルト６上に残留した転写残トナー７１〜７３や未転写トナー７４のうち、正規の帯電極性に帯電した量の多い未転写トナー７４や、正規の帯電極性に帯電した量の少ない転写残トナー７３は、当該中間転写ベルト６の移動方向に沿った上流側に配設され、且つ正極性のバイアス電圧が印加された高速で回転駆動される第１のブラシロール４１によって、図５に示すように、当該第１のブラシロール４１のブラシ繊維４３に静電的に吸着されつつ、高速で回転駆動され、次から次へと到来するブラシ繊維４３に回収されて除去されることによって、確実にクリーニングすることが可能となっている。
【００８４】
このように、上記第１のブラシロール４１には、正規の帯電極性に帯電した負極性の未転写トナー７４や転写残トナー７３が、ブラシ繊維４３が有する電荷量ｑとの差によって作用するクーロン力Ｆ∝ｑ／ｒ（ｒはトナー粒子とブラシ繊維４３との距離）で、ブラシ繊維４３に静電的に吸着され、しかも、当該第１のブラシロール４１は、速い速度で回転駆動されているため、単位時間当たり中間転写ベルト６の表面に接触するブラシ繊維４３の数が多く、当該ブラシ繊維４３によって確実に除去することができる。
【００８５】
また、上記第１のブラシロール４１は、速い速度で回転駆動されているため、中間転写ベルト６上に残留した未転写トナー７４や転写残トナー７３に作用する機械的な摺擦力も大きく、この点からも中間転写ベルト６上に残留した未転写トナー７４や転写残トナー７３を効果的に除去することが可能となる。
【００８６】
なお、上記正規の帯電極性に帯電した負極性の未転写トナー７４や転写残トナー７３は、中間転写ベルト６に対する付着力も小さいため、速い速度で回転駆動される第１のブラシロール４１によって確実に除去することができる。
【００８７】
一方、上記第１のブラシロール４１には、中間転写ベルト６上に残留した正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２も流入し、これらの正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２も、その一部が第１のブラシロール４１の機械的な摺擦力によって除去されるが、そのまま中間転写ベルト６上に残留するトナーも多い。
【００８８】
これらの正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２のうち、第１のブラシロール４１を通過したトナーは、その下流側に配設された第２のブラシロール４２に到達する。
【００８９】
この第２のブラシロール４２には、図１に示すように、負極性のバイアス電圧が印加されているため、正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２のうち、正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１は、当該第２のブラシロール４２に静電的に吸着されて除去される。
【００９０】
また、上記第２のブラシロール４２は、図６に示すように、低速で回転駆動されているため、１本のブラシ繊維４６の弾性変形力Ｆが中間転写ベルト６の表面に付着したトナーに作用する作用時間Δｔが、第１のブラシロール４１よりも長く、当該ブラシ繊維４６が転写残トナー７２に及ぼす機械的な力積ＦΔｔが大きいとともに、当該ブラシ繊維４６が多数本まとまって弾性変形して中間転写ベルト６の表面に、あたかもブレード状に当接するときの機械的な摺擦力や塞き止め力によって、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２も、中間転写ベルト６上に塞き止めてかき取ることができ、除去することが可能となっている。
【００９１】
しかも、上記第２のブラシロール４２は、通常のクリーニングブレードと異なり、低速ではあっても回転駆動されているため、徐々に新しいブラシ繊維４６が中間転写ベルト６の表面に当接し、前記ブラシ繊維４６で除去したトナーを回収できるとともに、常時、新しいブラシ繊維４６でクリーニング作用を発揮することができる。
【００９２】
そのため、従来はクリーニングすることが困難であった、正規の帯電極性と逆極性の正極性に帯電した転写残トナー７１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー７２は、第２のブラシロール４２によって確実に除去することが可能となる。
【００９３】
このように、上記実施の形態１に係るクリーニング装置を適用したフルカラープリンタでは、第１のブラシロール４１と第２のブラシロール４２に互いに異なる極性のバイアスを印加することにより、図４に示すように、正極性及び負極性の両極に渡る帯電分布の広いトナー７１、７３、７４を静電的に回収することができるとともに、現像トナーと同極性のバイアス（例えば、負極性）を印加する第２のブラシロール４２の表面速度を遅くすることにより、放電を受けて逆極性に帯電し、付着力も増加したトナー（正極性）７１を電界によって回収することが可能となる。さらに、帯電分布が広がり付着力の増加したトナー７１や、放電によって電荷量が低下してほぼゼロ電荷となったトナー７２のように、静電的には回収が難しいトナーに対して、第２のブラシロール４１を中間転写ベルト６の移動方向と逆方向に低速で回転させることにより、機械的にせき止める効果が発生し、ブラシニップの入り口にトナーダムを形成して、トナーを塞き止めることができる。また、このブラシを固定ではなく中間転写ベルト６の移動方向と逆方向に低速で回転させることにより、形成されたトナーダムを徐々に回収してトナーダムの極度の増加による決壊を防ぐとともに、ブラシ４２の表面へのトナー蓄積を防止し、クリーニング性能を維持することができる。
【００９４】
さらに、正規の極性に帯電した現像トナーと逆極性のバイアス（例えば、正極性）を印加する第１のブラシロール４１の表面速度を相対的に速くすることにより、トナー分布の中で特に量的に多い未転写トナー７４のような正規帯電トナー（負極性）に対して、機械的な掻き取り力を高めることができ、効果的にクリーニングすることができる。また、中間転写ベルト６とトナー７４との付着力を弱めることができ、大量のトナー７４に対して回収率が高くなり、他の第２のブラシロール４２の負荷を低減することができる。さらに、機械的な掻き取り力が強められた第１のブラシロール４１では、例えば、静電気力を発生させるために印加するバイアスと同極性のトナーに対しても、機械的に回収又は付着力を低減して拡散させる効果がある。
【００９５】
ここで、例えば、正極性のバイアス電圧が印加される第１のブラシロール４１を高速で、負極性のバイアス電圧が印加される第２のブラシロール４２を低速で駆動すると望ましい理由をさらに説明する。
【００９６】
上述したように、静電的には回収が困難なトナーを、低速の第２のブラシロール４２によって効率よくクリーニングすることができるが、低速のブラシロール４２は、トナー回収量の限界が低く、一定量以上のトナーがブラシロール４２に突入すると、トナーによる突入力がブラシロール４２のニップ力を超えてしまい、ブラシロール４２のブラシを持ち上げてダムが決壊するようにクリーニング不良が発生してしまう虞れがある。
【００９７】
そこで、クリーニングするトナー量の分布を考慮すると、正規の帯電極性である負極ト性のナーが多く、逆極性の正極トナーが少ないので、負極性のバイアス電圧が印加される第２のブラシロール４２を低速で回転させることによって、少量の正極トナーを静電的に確実に回収するとともに、静電的に回収することが困難な電荷量がほぼゼロのトナーもトナーダムを決壊させることなく、機械的な塞き止め力によって塞き止めることができる。なお、負極性のバイアス電圧が印加される第２のブラシロール４２に、トナーのすり抜けが発生して大量のトナーが突入した場合でも、正極トナーは、負極ブラシ４２で静電的に回収されやすいこと、及びクリーニング装置４０に突入するトナー量分布で多いのは負極トナーであることから、すり抜けトナーは負極トナーが多く、この負極トナーはクリーニング装置４０が備える正極ブラシ４１により回収することができるため、クリーニング不良とはならない一方、クリーニングするトナー量分布中、トナー量が多いのは負極トナーであり、その中でもトナー電荷量が比較的増加していないものが大半を占める。この量が多く付着力があまり高くないトナーに対しては、正極性のバイアス電圧が印加されるブラシロール４１の回転速度を速くすることにより、トナー１個あたりに接触するブラシ繊維４５の本数が増加し、確実に静電的に回収することが可能となる。また、負極トナーのうち放電によって極度に帯電電荷量が増加したトナーに対しては、上述の負極性のバイアス電圧が印加される低速のブラシロール４２による機械的なせき止め力によって回収することができる。なお、ブラシ極性とトナー極性が同一であっても、トナーの量が少量であればブラシの機械的な付着力によって回収することが可能である。
【００９８】
また、本実施の形態では、用紙間のタイミングや画像形成直前で作成された制御用トナーなどに対して、ブラシ周速などのブラシ条件を変更することなくクリーニングすることができるため、プリント速度が速い画像形成装置に対しても、生産性を低下させることなく対応することができる。
【００９９】
実施の形態２
図７はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記像担持体が感光体ドラムであるように構成されている。
【０１００】
すなわち、この実施の形態２では、図７に示すように、感光体ドラム用のクリーニング装置３０として、前記実施の形態１のクリーニング装置４０と同様に構成されたものを使用するように構成されている。
【０１０１】
上記感光体ドラム用のクリーニング装置３０は、図８に示すように、第１のブラシロール１４１と、第２のブラシロール１４２と、回収ロール１４９と、回収ロール１５０と、クリーニングブレード１５１と、クリーニングブレード１５２とを備えるように構成されている。
【０１０２】
また、上記感光体ドラム用のクリーニング装置３０では、当該感光体ドラム２上に形成される単色のトナーをクリーニングするものであるため、第１のブラシロール１４１と第２のブラシロール１４２のブラシ密度又はブラシ繊維の太さの少なくとも一方が、前記実施の形態１よりも小さく設定されている。
【０１０３】
そのため、上記第１のブラシロール１４１と第２のブラシロール１４２は、感光体ドラム２に与えるストレスが小さく、感光体ドラム２の長寿命化が可能となっている。
【０１０４】
なお、上記実施の形態２では、図７に示すように、二次転写ロール用のクリーニング装置３３としても、前記実施の形態１のクリーニング装置４０と同様に構成されたものが使用されている。この二次転写ロール用のクリーニング装置３３は、図７に示すように、第１のブラシロール２４１と、第２のブラシロール２４２と、回収ロール２４９と、回収ロール２５０と、クリーニングブレード２５１と、クリーニングブレード２５２とを備えるように構成されている。
【０１０５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの要部を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３は濃度制御用のトナー像を示す説明図である。
【図４】図４は中間転写ベルト上に残留したトナーのトナー量及び帯電電荷量の分布を示すグラフである。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置の作用を示す説明図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置の作用を示す説明図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態２に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態２に係るクリーニング装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
４０：中間転写ベルト用のクリーニング装置、４１：第１のブラシロール、４２：第２のブラシロール、４７、４８：バイアス印加手段。
【図１】
2007072398.tif 000003
【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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