JP2003150013A

JP2003150013A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2003150013A
Application number: JP2001345857A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Takahashi; 朋子高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真方式のカラー画像形成装置におい
て、像担持体に残留付着しているトナーを的確にクリー
ニングするとともに、再使用に好適な回収トナーのみを
リサイクルすることにより、良好な画像を安定して得
る。【解決手段】感光体１０の表面直近に、かつ感光体回
転方向上流側から下流側にかけてクリーニングブラシ１
５および固定棒１６と、クリーニングブラシ１２とクリ
ーニングブレード１１とをこの順に設ける。感光体表面
に残留付着するトナーの回収に際しては、クリーニング
ブラシ１５を感光体１０と順方向に回転させて感光体上
のトナーを除去し、ブラシ１５に付着したトナーを固定
棒１６により回収し、これを現像装置にリサイクルして
画像形成に再使用する。クリーニングブレード１１で掻
き取ったトナーは、クリーニングブラシ１２で回収し、
廃トナータンクに回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いるカラー画像形成装置に関し、より詳しくは、少
なくとも像担持体と現像装置と備えてなる画像形成ユニ
ットを複数設け、これら複数の画像形成ユニットで形成
されたそれぞれのトナー像を中間転写体上に重ね合わ
せ、この重ね合わせ画像を転写材（記録材）に転写する
ことでカラー画像を形成するか、または複数の画像形成
ユニットで形成されたそれぞれのトナー像を、転写材搬
送体で搬送される転写材に順次転写して重ね合わせるこ
とによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体上に残留付着するトナーを、クリーニング
装置で回収して再使用（リユース）するようにした構造
の、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いるカラー画像形
成装置では、４色（あるいは３色）のトナー像を像担持
体上に形成し、中間転写体あるいは転写材上に重ねるこ
とによりフルカラー画像を形成する。これらのカラー画
像形成装置には、（１）４色のトナー像を１つまたは２
つの像担持体上に順番に重ねて形成する方式と、（２）
４色それぞれについての像担持体、これらの像担持体上
にトナー像を形成する現像装置および像担持体（その表
面すなわち、トナー像担持面）をクリーニングするクリ
ーニング装置を持つ方式とがある。

【０００３】後者は通常、中間転写体（中間転写ベル
ト）または転写搬送体（転写搬送ベルト）に対して、そ
の移動方向に沿って直線状に各色を配置した、いわゆる
タンデム方式の画像形成装置である。タンデム方式は、
４色のトナー像形成を同時に並行して行えるため、高速
化に優れている。さらに、各色に対して像担持体のクリ
ーニング装置を備えているため、像担持体からクリーニ
ングされた回収トナーを再び作像に使用する、リサイク
ル利用（リユース）が容易である。また、カラー画像形
成装置では色数が多く、白黒の場合に比べて、写真原稿
のような画像面積率の大きい原稿が出力されることが多
いことから、省資源・ランニングコスト低減を達成する
ために、トナーのリサイクルが重要である。

【０００４】しかし、実際にはいくつかの問題点があ
る。その１つは、下流側の色のプロセスへの、上流側の
色の混色である。そこで、この混色を防止するための発
明について、いくつかの特許出願がなされている。例え
ば、特開２０００−２２７７２７号公報には、カラー画
像形成装置の中間転写体をクリーニングするためのクリ
ーニング装置が提案されている。

【０００５】このクリーニング装置の特徴（特許請求の
範囲参照）は、中間転写体の移動方向に沿って複数の画
像形成ユニットを配設し、これら画像形成ユニットのそ
れぞれの像担持体上に形成されたトナー像をそれぞれの
一次転写部にて前記中間転写体に順次に一次転写して該
中間転写体上でトナー像を重ね合わせた後、これら中間
転写体上の複数のトナー像を二次転写部にて転写材上で
一括して二次転写する画像形成装置において、二次転写
後に前記中間転写体上に残った二次転写残トナーを帯電
する帯電手段と、帯電後の前記二次転写残トナーを静電
気的に回収する回収手段とを備えた点にある。そして、
上記公開公報では、中間転写体上のクリーニング残トナ
ーが後の作像時に像担持体上に転写し、これが像担持体
クリーニングで回収されることに起因する混色の問題
が、上記クリーニング装置より防止できるとしている。

【０００６】また、特開２０００−２４２１５２号公報
に開示されたカラー画像形成装置では、上流側の像担持
体から中間転写体に転写する際の放電により、中間転写
体上に転写したトナーの一部が正常の帯電極性とは逆の
帯電極性となり、この逆帯電極性となったトナーが、下
流側の色のトナーを転写する際、逆に像担持体に転写し
てしまうものと考え、逆転写したトナーを、帯電極性が
逆であることを利用して回収する回収手段を設けること
で、像担持体での混色を防止している。すなわち、この
画像形成装置は、複数の画像形成ユニットのうち、中間
転写体の移動方向上流側からみて少なくとも２番目以降
の画像形成ユニットの像担持体の転写部下流側に、当該
画像形成ユニットで用いられるトナーと帯電極性が異な
るトナーを除去する逆帯電トナー除去手段を設けたもの
である。

【０００７】この方式はクリーニングレスであり、クリ
ーニングされず正規の帯電極性に帯電している転写残ト
ナーは、そのまま現像部で回収される。しかしこの場合
も、現像部での回収能力と、現像性能とを両立させるこ
とは難しく、たとえば２成分現像の場合、キャリアの穂
による回収能力を強めると、「はきめ」などの不良画像
が発生する結果となるし、弱めると残像が問題となる。

【０００８】もう１つの問題は、リサイクル工程による
トナー性質の変化である。その原因は、現像・転写・ク
リーニングの各部でのストレスおよび、クリーニング部
から現像部へのトナー搬送部でのストレスにあると考え
られるが、現象的には特にトナーの帯電特性の変化や、
凝集が問題となっている。リサイクルトナーが凝集体で
現像装置に供給されると、凝集体は帯電量が低いため飛
散につながる。また、凝集状態で現像された場合、トナ
ー付着量の安定性を損なう結果となる。さらに、カラー
画像においてトナー付着量が変化すると、色相が顕著に
変化してしまうし、リサイクルトナー中に混色があった
場合、混色トナーが集中することになる。

【０００９】したがって、タンデム方式のカラー画像形
成装置では、前述したように上流色の混色を抑えるとと
もに、リサイクルトナーの凝集を防止することが重要で
ある。また、トナーの凝集は、トナーに機械的ストレス
がかかることで発生すると考えられる。しかし、クリー
ニング性能の確保と機械的ストレスの抑制とは、トレー
ドオフの関係にあるため、これらの両立は困難であっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、複数色
のトナーを用いる電子写真方式のカラー画像形成装置に
おいて、像担持体に残留付着しているトナーを的確にク
リーニングするとともに、再使用（リユース）に好適な
回収トナーのみをリサイクルすることにより、良好な画
像を安定して得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、像担持体および現像手段を少なくとも備えてなる複
数の画像形成ユニットと、像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写材に転写する転写手段と、転写手段が通過し
た後に像担持体に残留付着するトナーを除去・回収する
クリーニング手段とを備えた画像形成装置において、前
記クリーニング手段は、像担持体上の残留付着トナーを
除去・回収する複数のクリーニング部材と、それぞれの
クリーニング部材で回収されたトナーに対応するトナー
搬送経路とを有し、これら複数のトナー搬送経路のうち
の少なくとも１つは現像手段へのリサイクルトナー供給
経路を形成し、他のトナー搬送経路はトナー廃棄系に連
なっていることを特徴とするカラー画像形成装置であ
る。

【００１２】本発明に係る画像形成装置において、前記
各単色の画像形成ユニットは一般に像担持体、この像担
持体上に静電潜像を形成する帯電手段および露光手段、
ならびに前記静電潜像上にトナーを付着させてトナー像
を形成する現像手段等により構成される。

【００１３】本発明は、タンデム方式のカラー画像形成
装置に係るものであるが、前記クリーニング手段は、４
色または３色のトナー像を、１つまたは２つの像担持体
上に順番に重ねて形成する方式のカラー画像形成装置に
配備しても良く、タンデム方式の場合と同様に優れた効
果を得ることができる。

【００１４】本発明に係るクリーニング手段は中間転写
体方式、転写搬送体方式のいずれのタンデム方式のカラ
ー画像形成装置にも配備することができる。前記中間転
写体方式のものは例えば、各単色の画像形成ユニットを
構成する、像担持体としての円筒状感光体（感光体ドラ
ム）上に形成した各色のトナー像を、中間転写体（中間
転写ベルト）上に順次に一次転写して中間転写体上に重
ね合わせ、その後、これら複数のトナー像を転写材上に
一括で二次転写してフルカラーの画像を形成するもので
ある。これに対し、転写搬送体方式の画像形成装置は例
えば、転写材を転写搬送体（転写搬送ベルト）で搬送
し、それぞれの感光体に対応する転写部において、前記
搬送中の転写材に各色のトナー像を重ね合わせ、最終的
にフルカラーの画像を形成するものである。

【００１５】請求項１の発明に係る、前記クリーニング
手段の一実施の形態では、感光体表面の付着トナーを除
去・回収するためのクリーニング部材を感光体表面に、
かつ、感光体の回転方向複数段に（回転方向上流側から
下流側にわたって）配設し、比較的にトナー凝集が発生
しやすい方のクリーニング部材からの回収トナーを廃棄
し、比較的にトナー凝集が発生しにくい方のクリーニン
グ部材からの回収トナーを、画像形成ユニットの現像手
段にリサイクルするように構成する。

【００１６】請求項２に記載の発明は、クリーニング手
段として、像担持体上の残留付着トナーを直接または間
接的に除去・回収するブレード状のクリーニング部材を
設け、該ブレード状クリーニング部材から回収されたト
ナーを、トナー廃棄系に連なるトナー搬送経路に導くよ
うに構成したことを特徴とする請求項１に記載のカラー
画像形成装置である。

【００１７】請求項２の発明では、クリーニングの確実
性が向上する。また、ブレード状のクリーニング部材で
回収された凝集トナーはリサイクルしないようにしたの
で、より良好な画像を得ることができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、クリーニング部
材に電圧を供給する第１の電圧供給手段を設け、正規帯
電トナーを回収できる極性のバイアスをクリーニング部
材に印加するとともに、該クリーニング部材から回収さ
れたトナーを、前記リサイクルトナー供給経路に導くよ
うに構成したことを特徴とする請求項１または２に記載
のカラー画像形成装置である。

【００１９】請求項３の発明では、クリーニング時にお
いて正規帯電性が維持されたトナーのみを回収・リサイ
クルすることにより、中性の紙粉や、逆転写した混色逆
帯電トナー等を現像器に戻すことなく、より良好な画像
を得ることができる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、クリーニング部
材に電圧を供給する第２の電圧供給手段を設け、正規帯
電トナーと逆の極性に帯電したトナー（逆極性帯電トナ
ー）を回収できる極性のバイアスをクリーニング部材に
印加するとともに、該クリーニング部材から回収された
トナーを、トナー廃棄系に連なるトナー搬送経路に導く
ように構成したことを特徴とする請求項１または２に記
載のカラー画像形成装置である。

【００２１】請求項４の発明では、帯電特性が良好でな
くなったトナーや、逆帯電により像担持体へ逆転写した
混色トナーがリサイクルされるのを防ぎ、より良好な画
像を得ることができる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、像担持体として
円筒状感光体を設け、クリーニング手段には、円筒状感
光体にその回転方向上流側に設けた第１のクリーニング
部材としてのブラシと、下流側に設けた第２のクリーニ
ング部材としてのブレードとを設け、ブラシで回収され
たトナーを前記リサイクルトナー供給経路に導くととも
に、ブレードから回収されたトナーを、トナー廃棄系に
連なるトナー搬送経路に導くように構成したことを特徴
とする請求項１，２，３または４に記載のカラー画像形
成装置（図２参照）である。

【００２３】請求項５の発明では良好なクリーニング
と、ブラシによる低ストレスのトナー回収とが可能とな
り、リサイクルトナーを使用した場合に良好な画像を得
ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。第１の実施の形態（請求項１，２，５の発明）像担持体のクリーニング装置としては、従来多種のもの
が提案されており、それぞれ特徴を持っている。カラー
画像形成装置のトナーリサイクルでは、トナーを凝集さ
せないことが重要である。クリーニング装置には、機械
的な力を利用して像担持体からトナーを除去するもの、
電気的な力を利用してトナーを除去するものなどがあ
る。トナーの凝集性から考えると、機械的な力を作用さ
せた場合、トナーの加圧や接触部の発熱による加熱等に
よってトナーにストレスがかかり、凝集が生じやすくな
る。一方、電気的な力を利用する場合、通常電気的な力
のみではなく、弱い機械的な力も作用させるが、前者の
機械的な力のみで行う場合と比較してトナーにかかるス
トレスは少なく、トナーの凝集が生じにくい。しかし、
像担持体に強力に付着したトナーは十分に除去できない
場合があり、後者のみでのクリーニングは困難である。
電気的な力を利用したクリーニングの場合、電界の値を
決めることで選択的な除去が可能である。

【００２５】このように、クリーニング後のトナーの凝
集性防止と、クリーニング機能確保とを両立させること
は困難である。したがって、トナーへのストレスが弱い
手段で回収した、凝集していないトナーのみをリサイク
ルし、トナーへのストレスが弱いクリーニング手段では
クリーニングできないトナーを、強いストレスのクリー
ニング手段で除去するのが有効である。

【００２６】機械的な力を利用したクリーニング手段の
例としては、最も一般的であるブレードクリーニング、
ファーブラシクリーニングおよびブラシクリーニングが
ある。電気的な力を利用する場合、材料を中抵抗物質で
構成して電圧を印加すれば良いので、どのような構成で
も構わないが、ローラ状またはブラシ状とすることが多
い。ローラまたはブラシを、像担持体に対して接触部で
線速比をもって回転させれば、摺擦により機械的な力が
加わるが、この力の大きさは、機械的な力のみでトナー
を除去するブレードクリーニングに比べて非常に小さ
い。したがって本発明では、これらのクリーニング手段
を組み合わせることで確実なクリーニングを行うととも
に、凝集性の低いトナーのみをリサイクル使用する。

【００２７】〔実験例１〕像担持体を、従来の代表的な
クリーニング方式でクリーニングしたときの様子を観察
した。実験は図１に示すような、タンデム方式のうち転
写搬送ベルト方式の４色フルカラー画像形成装置で行っ
た。符号１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはそれぞれイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される感
光体であり、これらは、後記する転写搬送ベルト６の循
環走行の向き（図１において水平方向右向き）に、この
順で配設されている。上記それぞれの感光体の周囲に
は、同様な構造の作像部が配備されている。前記作像部
は現像装置２、クリーニング装置３、帯電装置４、書き
込み装置５等を備えている。それぞれの感光体は、図１
において反時計回りに回転する。また、図示しないが、
クリーニング装置３から現像装置２に連なるトナー回収
経路が設けられている。

【００２８】この画像形成装置によるフルカラー画像の
形成プロセスについて説明すると、感光体１ａのトナー
像は、転写搬送ベルト６で搬送される転写材（例えば記
録紙）上に、感光体１ａの転写部において転写される。
転写材には次いで感光体１ｂ，１ｃ，１ｄそれぞれの転
写部でトナー像が転写されることにより、転写搬送ベク
ト６上の転写材上にフルカラーの画像が形成される。こ
の転写材上のトナー画像は、定着部７で加熱されること
で定着される。それぞれの感光体上で転写材に転写され
なかったトナーは感光体上に残り、クリーニング装置３
で回収され、上記トナー回収経路を介して現像装置２に
返送される。

【００２９】ところが、上記フルカラー画像形成装置で
は、感光体から転写材へのトナー像転写の際、転写工程
上流側（転写搬送ベルト６において左側）で転写された
転写材上のトナー像が、下流側の感光体に逆転写してし
まう問題が生じた。

【００３０】そこで、感光体上の残トナーを除去する実
験を行った。感光体１ａでは、そのまま従来のクリーニ
ング装置３を使用した。また、転写材上トナーの感光体
への逆転写の影響を見るために、感光体１ｂにクリーニ
ング手段として、（１）クリーニングブラシ、（２）ク
リーニングローラ、（３）クリーニングブレードをそれ
ぞれ個別に設けた。すなわち、クリーニングブラシのみ
を設けた場合と、クリーニングローラのみを設けた場合
と、クリーニングブレードのみを設けた場合とで、それ
ぞれのトナー除去効果について比較した。トナーは、体
積平均粒径が６μｍである。

【００３１】前記（１）のクリーニングブラシとして
は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる回転軸の外周面に
レーヨン製ブラシを設けたものを使用した。この回転軸
は直径６ｍｍである。ブラシは毛の長さが２ｍｍ、毛の
体積抵抗率が１０⁸Ωｃｍであり、毛の先端が感光体表
面に０．５ｍｍだけ食い込む形で保持した。毛と感光体
表面との接触部では、毛が感光体表面に「カウンター」
で当たるように、回転方向を感光体と同方向に、かつ毛
の線速度が感光体表面の回転周速の２倍となるように回
転させた。

【００３２】前記（２）のクリーニングローラは、直径
６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）製回転軸の外周面に厚
さ２ｍｍ、体積抵抗率が１０⁷Ωｃｍのヒドリンゴムを
被覆したものである。前記（３）のクリーニングブレー
ドは厚さが１ｍｍ、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ硬度で６０°
のポリウレタンゴム製である。このクリーニングブレー
ドを感光体１ｂに設けるに際しては、ブレードの１つの
エッジを感光体表面に押し当て、ブレードが少々た撓む
状態にした。

【００３３】前記クリーニングローラには、クリーニン
グ時に＋４００Ｖの電圧を印加した。感光体表面とクリ
ーニングローラ表面との接触部でのクリーニングローラ
表面の周速は、感光体表面の周速と等しくするか、また
は、これより幾らか高くした。クリーニングローラは、
基本的には電界の力によってトナーをはぎ取るものであ
るが、ローラ表面とトナーとの接触性を上げることでト
ナー除去機能が向上する。このためローラ表面は多少荒
れている方が好ましく、表面粗さＲｚがトナーの直径よ
り小さいと、トナー除去機能が高まる。

【００３４】前記クリーニングブラシ、クリーニングロ
ーラまたはクリーニングブレードで感光体表面のクリー
ニング（トナー除去）を行い、各クリーニングのクリー
ニング性および回収トナーの凝集性を観察した。結果を
下記［表１］に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】［表１］から分かるように単独の方式、例
えばクリーニングブラシのみでは、トナー凝集の防止
と、クリーニング性確保とを両立させることは困難であ
る。トナーをリサイクルしない場合には、トナー凝集性
について留意する必要はないと考えられるが、トナーを
リサイクルして使用する場合、現像時に凝集トナーが飛
散し、現像器の構成部材表面に固着するなどの障害を引
き起こす。

【００３７】〔実験例２〕図２に示すクリーニング装置
を構成し、これを図１の画像形成装置に設置し、感光体
表面のクリーニング性について調べた。図２中の符号に
ついて説明すると、１０は感光体、１１はクリーニング
ブレード、１２はクリーニングブラシ、１３はトナー移
送手段（トナー排出手段）、１４はトナー供給手段（ト
ナーリサイクル手段）、１５はクリーニングブラシ、１
６は固定棒（固定状態の棒）、１７は隔壁である。

【００３８】感光体１０は作像時、時計回りに回転す
る。すなわち、感光体表面上に固定点を考えると、この
固定点は図２において下から上に移動する。ブラシ１２
は、クリーニングブレード１１でクリーニングしたトナ
ーを回収するものであり、感光体１０の表面には殆ど接
触していない。このブラシ１２には、隔壁１７からのト
ナーの噴出防止の働きもある。

【００３９】クリーニングブラシ１５は、感光体１０の
表面周速の約２倍の周速で図面矢印の向きに回転する。
固定棒１６は、クリーニングブラシ１５の回転時これを
しごく（扱く）ことで、このブラシに付着したトナーを
除去する。トナー移送手段１３およびトナー供給手段１
４は、感光体１０表面から回収されたトナーを、このク
リーニング装置外に排出するためのもので、前者は回収
トナーを廃トナータンク（図略）に、後者は回収トナー
を現像装置（図略）に、それぞれ搬送する。このような
構成とすることで、殆どのトナーはブラシでクリーニン
グされ、凝集が少ない状態でのリサイクルが可能とな
り、かつブレードを備えていることで確実なクリーニン
グが行われる。

【００４０】実験では、クリーニングブレード１１から
クリーニングブラシ１２を介して回収されたトナーを、
トナー濃度４ｗｔ％に調節された現像器に補給し、３０
Ｋの画像を出力したところ、トナー飛散の増加および画
像濃度の低下が顕著であった。これは、トナー凝集性の
上昇によるトナー流動性の悪化に起因して現像能力が低
下したためと考えられる。一方、クリーニングブラシ１
５から回収したトナーを使用し、同様の実験を行った
が、良好な画像が得られた。以上のように、クリーニン
グブレードによる回収トナーは凝集しやすく、このため
現像装置にリサイクルして再使用した場合、画像形成上
の問題が生じる可能性が高い。

【００４１】以上の実験結果を考慮して、請求項１の発
明の実施の形態に係る、感光体表面のトナーを除去・回
収するクリーニング装置では、感光体表面の付着トナー
を除去・回収するためのクリーニング部材を感光体表面
に、かつ感光体の回転方向複数段に（回転方向上流側か
ら下流側にわたって）配設し、比較的にトナー凝集が発
生しやすい方のクリーニング部材からの回収トナーを廃
棄し、比較的にトナー凝集が発生しにくい方のクリーニ
ング部材からの回収トナーを現像装置にリサイクルする
ように構成する。

【００４２】実験例１について説明したように、クリー
ニングブレードから回収したトナーは凝集しやすいた
め、現像装置に搬送し再使用した場合、画像品質上の問
題が生じる可能性が高い。そこで本発明では、クリーニ
ングブレードからの回収トナーはリサイクルトナー供給
経路に供給しない。これにより、現像性能の経時変化を
少なく抑え、かつトナー飛散や現像能力低下を抑えるこ
とが可能となる。

【００４３】したがって、請求項２の発明の実施の形態
に係る、感光体表面のトナーを除去・回収するためのク
リーニング装置では、これを図２に示す構成とするとと
もに、クリーニングブレード１１およびクリーニングブ
ラシ１２による回収トナーを廃タンクに回収し、クリー
ニングブラシ１５による回収トナーを現像装置にリサイ
クルする。これにより、感光体表面トナーの殆どがクリ
ーニングブレード１１とクリーニングブラシ１５との併
用で確実に除去・回収されるとともに、クリーニングブ
ラシ１５からは、トナー凝集が少ない状態のトナーをリ
サイクルすることができる。

【００４４】第２の実施の形態（請求項３の発明）タンデム方式のフルカラー画像形成装置における、２色
目の感光体から転写材にトナー像を転写する転写部の構
造について説明する。図３はこの転写部の説明図であ
る。この図において符号２１は２色目の感光体、符号２
２は転写搬送ベルト（図略）上の転写材である。符号２
３は１色目のトナーで、これは既に転写材２２上に転写
されている。符号２４は２色のトナーである。符号Ａは
２色目の画像部、符号Ｂは非画像部であり、ネガポジ現
像で感光体がマイナス帯電の場合を説明するものであ
る。ネガポジ現像であるから、非画像部Ｂの電位は画像
部Ａに比べて低く、したがって、マイナス極性のトナー
は画像部Ａに付着する。

【００４５】図３に示すように、２色目の転写時にはト
ナー２４が転写材２２に転写されるが、通常トナー２４
の転写率は１００％ではないため、いくらかトナーが残
る。また、このとき画像部Ａにはトナー２４があるが、
非画像部Ｂでは１色目のトナー２３と感光体が接触し、
転写材２２上のトナー２３の一部が２色目の感光体２１
に逆転写してしまう。これが逆転写トナーである。この
トナーはマイナスに帯電していれば、非画像部Ｂも低い
電位であるため付着しにくいはずであるが、何らかの原
因でプラスに帯電し、非画像部に付着することがある。
この場合、プラスに帯電したトナーが低い電位部分に付
着しているため、クーロン引力が強く作用し、付着力が
大きい。一方、前記転写残トナーは、マイナス帯電トナ
ーがマイナス帯電部に付着しているので、付着力が小さ
い。したがって、この転写残トナーのみを回収してリサ
イクルするには、トナーの正規の帯電極性がマイナスの
場合には、プラスの電圧を印加して回収するのが有効で
ある。

【００４６】〔実験例３〕図４はクリーニング装置の要
部構造説明図である。符号について説明すると、３０は
感光体、３１はクリーニングローラである。３２はクリ
ーニングブレードで、クリーニングローラ３１上からト
ナーを掻き取るものである。３３はクリーニングブラ
シ、３４はトナー扱き棒、３５はクリーニング部のトナ
ーを廃トナーボトルに移送するトナー移送手段、３６は
クリニーングされたトナーを現像装置に供給するトナー
供給手段である。３７はクリーニングブラシ３３にトナ
ーの正規の帯電極性と反対の極性の電圧を印加する電源
装置である。３８はクリーニングローラ３１に正規の帯
電極性と同極性の電圧を供給する電源装置である。

【００４７】クリーニングブラシ３３は、図中矢印の向
きに回転（感光体とは逆の回転方向）し、感光体と順方
向で接触する。クリーニングブラシ３３の毛足の長さは
２ｍｍであるが、０．５ｍｍ程度感光体表面に食い込む
ように設定してある。使用したブラシは、ループ状のも
のではなく毛の端面が感光体を擦るようであると、摺擦
力が強くなり過ぎ、極性に関係なくトナーを除去してし
まう可能性がある。ブラシはやや柔らかいレーヨン製
で、体積抵抗率は１０⁷Ωｃｍである。

【００４８】クリーニングローラ３１もまた、図中矢印
の向きに回転（感光体とは逆の回転方向）し、感光体と
順方向で接触する。このクリーニングローラ３１の表面
層は、カーボンを分散したシリコーンゴム製で、ゴム硬
度はＪＩＳ−Ａ４５°である。ローラ表面にトナーを吸
着させるために、表面状態は多少荒れていた方が良い
が、このローラからトナーを除去する必要があるため、
トナーに対する離型性も必要である。ローラ表面は離型
性の良い材料でコートすることが好ましい。また、ロー
ラ表面の表面粗さＲｚは、トナー粒径より小さく、かつ
均一に荒らしたものが好ましい。本実験例で使用したト
ナーの粒径は６μｍ程度であるので、表面の凹部にトナ
ーが接触した場合でも掻き取りが良好に行える条件とし
て、トナー粒径より小さい３μｍ程度が好ましい。クリ
ーニングローラ３１には、正規の帯電極性と同極性の電
圧を供給する電源装置３８が接続されている。

【００４９】実験では、クリーニング時にクリーニング
ブラシ３３に＋３００Ｖ、クリーニングローラ３１にー
３００Ｖをそれぞれ印加してトナークリーニングを行っ
たところ、良好な結果が得られた。そこで、図４のクリ
ーニング装置を図１の画像形成装置に設置し、マゼンタ
（２色目）にリサイクルトナーをＮＥＷトナーに対して
２０重量％の割合で混合してフルカラー画像の作像を行
ったところ、ＮＥＷトナーのみを使用した場合に比べ
て、マゼンタ部の画像の色相変化は見られなかった。

【００５０】第３の実施の形態（請求項４の発明）本実施の形態の画像形成装置は、請求項１の画像形成装
置において、クリーニング部材に電圧を供給する電圧供
給手段をもち、クリーニング部材に、正規帯電トナーと
逆極性に帯電したトナー等を回収できる極性のバイアス
を印加するとともに、該クリーニング部材から回収され
たトナーは、リサイクルトナー供給経路に導かないよう
に構成したものである。請求項３の発明について説明し
たように、クリーニング部材に印加する電圧の極性によ
って、逆帯電トナーを正規帯電極性のトナーから分離す
ることができる。

【００５１】〔実験例４〕図５はクリーニング装置の要
部構造説明図である。符号について説明すると、４０は
感光体、４１および４３はクリーニングローラ、４２は
クリーニングブレード、４４はバイアス印加手段、４５
はクリーニングブラシ、４６は電源装置、４７はトナー
供給手段、４８はトナー移送手段である。

【００５２】バイアス印加手段４４からクリーニングロ
ーラ４３に、正規帯電極性と同極性の電圧を印加し、こ
のクリーニングローラ４３を感光体４０に接触させる。
ローラ４３上の逆帯電トナーは、ブレード４２によって
除去される。ここで回収されたトナーは、トナー移送手
段４８により廃トナータンク（図略）へ搬送される。ク
リーニングローラ４３より下流側に、正規帯電極性のト
ナーを回収するクリーニング手段としてクリーニングロ
ーラ４１を配置する。このローラ４１には電源装置４６
から、トナーの正規帯電極性と逆極性の電圧が印加され
ている。トナーリサイクルに際してはトナーへのストレ
スを避ける必要があることから、ローラ４１からトナー
を回収するためのクリーニングブラシ４５を設ける。図
５のクリーニング装置を使用して逆帯電のトナーを除去
する（リサイクルしない）ことにより、逆転写した混色
トナーが像担持体へリサイクルされる問題が解決され、
結果として、良好な画像が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば以下の効果が得られる。（１）請求項１の発明による効果クリーニング部材の組み合わせで良好なクリーニングを
行うことができるとともに、現像手段へのリサイクルに
好適なクリーニング部材による回収トナーのみを現像手
段にリサイクルすることで、良好な画像を安定して形成
することができる。

【００５４】（２）請求項２の発明による効果クリーニングの確実性が向上するとともに、ブレード回
収により凝集性が高くなった回収トナーをリサイクルし
ないように構成することで、良好な画像を安定して形成
することができる。

【００５５】（３）請求項３の発明による効果中性の紙粉や、逆転写した混色逆帯電トナーを現像手段
に戻すことがなくなり、良好な画像を安定して形成する
ことができる。

【００５６】（４）請求項４の発明による効果帯電特性が良好でなくなったトナーや、逆転写した混色
トナーが像担持体へリサイクルされるのを防ぐことがで
き、良好な画像を安定して形成することができる。

【００５７】（５）請求項５の発明による効果良好なクリーニングと、ブラシによる低ストレスのトナ
ー回収とが可能となり、リサイクルトナーを使用した場
合に、良好な画像を安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る４色フルカラ
ー画像形成装置の要部構造説明図である。

【図２】前記第１の実施の形態に係るクリーニング装置
の要部構造説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るフルカラー画
像形成装置における、２色目の感光体から転写材にトナ
ー像を転写する転写部の説明図である。

【図４】前記第２の実施の形態に係るクリーニング装置
の要部構造説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るクリーニング
装置の要部構造説明図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ感光体２現像装置３クリーニング装置４帯電装置５書き込み装置６転写搬送ベルト７定着部１０感光体１１クリーニングブレード１２クリーニングブラシ１３トナー移送手段（トナー排出手段）１４トナー供給手段（トナーリサイクル手段）１５クリーニングブラシ１６固定棒１７隔壁２１感光体２２転写材２３，２４トナー３０感光体３１クリーニングローラ３２クリーニングブレード３３クリーニングブラシ３４トナー扱き棒３５トナー移送手段３６トナー供給手段３７，３８電源装置４０感光体４１クリーニングローラ４２クリーニングブレード４３クリーニングローラ４４バイアス印加手段４５クリーニングブラシ４６電源装置４７トナー供給手段４８トナー移送手段Ａ画像部Ｂ非画像部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体および現像手段を少なくとも備
えてなる複数の画像形成ユニットと、像担持体上に形成
されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写手
段が通過した後に像担持体に残留付着するトナーを除去
・回収するクリーニング手段とを備えた画像形成装置に
おいて、前記クリーニング手段は、像担持体上の残留付
着トナーを除去・回収する複数のクリーニング部材と、
それぞれのクリーニング部材で回収されたトナーに対応
するトナー搬送経路とを有し、これら複数のトナー搬送
経路のうちの少なくとも１つは現像手段へのリサイクル
トナー供給経路を形成し、他のトナー搬送経路はトナー
廃棄系に連なっていることを特徴とするカラー画像形成
装置。
【請求項２】クリーニング手段として、像担持体上の
残留付着トナーを直接または間接的に除去・回収するブ
レード状のクリーニング部材を設け、該ブレード状クリ
ーニング部材から回収されたトナーを、トナー廃棄系に
連なるトナー搬送経路に導くように構成したことを特徴
とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】クリーニング部材に電圧を供給する第１
の電圧供給手段を設け、正規帯電トナーを回収できる極
性のバイアスをクリーニング部材に印加するとともに、
該クリーニング部材から回収されたトナーを、前記リサ
イクルトナー供給経路に導くように構成したことを特徴
とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】クリーニング部材に電圧を供給する第２
の電圧供給手段を設け、正規帯電トナーと逆の極性に帯
電したトナーを回収できる極性のバイアスをクリーニン
グ部材に印加するとともに、該クリーニング部材から回
収されたトナーを、トナー廃棄系に連なるトナー搬送経
路に導くように構成したことを特徴とする請求項１また
は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】像担持体として円筒状感光体を設け、ク
リーニング手段には、円筒状感光体にその回転方向上流
側に設けた第１のクリーニング部材としてのブラシと、
下流側に設けた第２のクリーニング部材としてのブレー
ドとを設け、ブラシで回収されたトナーを前記リサイク
ルトナー供給経路に導くとともに、ブレードから回収さ
れたトナーを、トナー廃棄系に連なるトナー搬送経路に
導くように構成したことを特徴とする請求項１，２，３
または４に記載のカラー画像形成装置。