JP2004271603A

JP2004271603A - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2004271603A
Application number: JP2003058503A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yamamoto; 光雄山本; Takeaki Watanabe; 剛彰渡邉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP3900283B2

Abstract

【課題】クリーニング部材を備えた態様において、残留トナーの状況（残留トナー量、残留トナーの種類あるいは環境）に影響されることなく、残留トナーのクリーニング性能を常時良好に保つ。
【解決手段】像担持体１上に残留したトナーＴを清掃するクリーニング装置６であって、トナー本来の極性と異なる極性のクリーニングバイアスＶＢＣが印加され且つ残留トナーＴが静電的に吸着せしめられるクリーニング部材５と、このクリーニング部材５の上流側に設けられ、前記残留トナーＴの少なくともその一部を掻き取り且つトナー本来の極性と同極性の帯電バイアスＶＢＴが印加せられたトナー回収部材４とを備えていることを特徴とする。また、このクリーニング装置６を備えた画像形成装置をも対象とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンタ、複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置で用いられるクリーニング装置に係り、特に、像担持体上に残留するトナー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の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式を利用したカラープリンタ、カラー複写機等の画像形成装置として、各種タイプのものが提供されているが、特に中間転写方式を採用するタイプが増加している。
ここでは、かかる中間転写方式を採用したカラー画像形成装置を例に挙げると、この種の装置は、例えば感光体ドラムの周囲に、帯電、露光、現像及びクリーニングの各電子写真デバイスを配設する一方、前記感光体ドラムの一次転写位置に対し、例えば中間転写ベルトを対向配置し、感光体ドラム上に各色成分（イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））トナー像を形成し、この各色成分トナー像を一次転写位置にて静電作用により中間転写ベルトに順次一次転写した後、前記中間転写ベルト上に重ね合わされた合成一次転写像を、二次転写位置にて、静電的作用により記録材へ二次転写して、所望のカラー画像を記録材上に形成するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
中間転写方式では、中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する際には、中間転写ベルト上のトナーが全て記録材へ転写されるわけでなく、その一部が中間転写ベルトに残留する。
そこで、二次転写位置よりも中間転写ベルト走行方向下流側に、中間転写ベルト上に残留したトナーを取り除くためのクリーニング装置が設けられている。このクリーニング装置には、中間転写ベルト上の残留トナーを掻き取るために、クリーニングのタイミングに合わせてクリーニング部材を接離するようにしたものが用いられる。
特に、カラー画像を記録材に一括転写するようにした中間転写方式では、一次転写時、二次転写時と少なくとも２回以上の転写電界が中間転写ベルトに作用するため、中間転写ベルトに電荷蓄積が生じ易く、その結果中間転写ベルト上の残留トナーの良好なクリーニングは難しいものとなっている。
ここで、クリーニング部材としては、弾性ブレードやファーブラシまたは導電性ロール等が知られている。
【０００４】
この種のクリーニングロールを使用したクリーニング方式には、中間転写ベルト上の残留トナーを静電的にクリーニングロールに吸着させるようにして回収する方式（例えば特許文献２，３参照）と、帯電制御ロールにより中間転写ベルト上の残留トナーの極性を揃えた後に、回収用のクリーニングロールで回収する方式（例えば特許文献４〜７参照）とがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３２３７０４号公報（実施例の欄、図２）
【特許文献２】
特開平１０−３３３４４７号公報（発明の実施の形態の欄、図２）
【特許文献３】
特開平１１−７２２６号公報（発明の実施の形態の欄、図４）
【特許文献４】
特開平１−１０５９８０号公報（実施例の欄、図１）
【特許文献５】
特開平４−８１７８５号公報（実施例の欄、図１）
【特許文献６】
特開平９−４４００７号公報（発明の実施の形態の欄、図１）
【特許文献７】
特開２０００−２８４６０６号公報（発明の実施の形態の欄、図１）
【特許文献８】
特開平４−６９６８２号公報（実施例の欄、図２）
【特許文献９】
特開平８−２６２８７９号公報（実施例の欄、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーニングロールを使用したクリーニング装置のうち、前者の方式にあっては、クリーニングロールにトナーと逆極性のバイアスを印加しクリーニングロールに吸着させた後、クリーニング用ブレードやブラシ等でクリーニングロールに吸着した残留トナーを掻き取る。
このとき、静電的に吸着することができるトナーは同一極性に帯電が揃ったトナーとなるが、二次転写残留トナーの帯電分布は必ずしも均一ではなく、異なる極性のトナーが混在しているため、回収できないトナーが中間転写ベルト上に留まり、次の画像形成時に混入するという技術的課題が生ずる。
このため、二次転写残留トナーを十分に回収するために、後者の方式を採用する場合がある。
【０００７】
後者の方式（極性を揃えた後にトナーを回収する方式）では、あらかじめ、帯電制御ロールにより二次転写残留トナーの帯電分布を揃えた後クリーニングロールに吸着させるようにするため、異なった極性のトナーが残留するという技術的課題は小さい。
しかしながら、カラー画像のように、中間転写ベルト上に多くの二次転写残留トナーが残留した場合は、あらかじめ帯電制御ロールにより二次転写残留トナーの帯電分布を揃えようとしても、重畳したトナー層のために下層のトナー層まで極性を揃えることが困難となる。
【０００８】
また、用紙搬送不良により二次転写されなかったトナーの場合は、更にトナーが重畳しているため、極性を揃えて回収するということが難しく、高画質が求められるカラー画像形成装置では画像欠陥につながるという技術的課題がある。
更に、カラープリンタ、カラー複写機等の画像形成装置で用いられることがある二成分現像方式の場合は、一成分現像方式に比べ、トナーがキャリアとの摩擦帯電により高い電荷を帯びるため、帯電制御ロールにより二次転写残留トナーの帯電分布を揃えようとしても、帯電分布が幅広くなっていることがあり、十分均一に揃えることが難しく、また、本来の極性と異なる極性に揃えようとすると更に難しくなり、十分なクリーニングが行われないという技術的課題がある。
【０００９】
また、従来における他のクリーニング方式として、例えばクリーニング部材としてのブラシロールに先立ってトナー回収ロールを配設し、このトナー回収ロールにより物理的にトナーを回収し、一定量のトナーを残留させる方式（二段階トナー回収方式）が提案されている（例えば特許文献８参照）。
ところが、この態様にあっては、二箇所でトナー回収を行う必要があるため、トナーの回収スペースを二箇所にわたって広く確保しなければならないばかりか、回収したトナーの搬送系を共通化する場合にはレイアウト上の制約も生じてしまう点で好ましいとは言えない。
【００１０】
更に、従来の他のクリーニング方式として、中間転写体に摺擦するブラシを備え、このブラシには中間転写体上のトナーと同極性の電圧を印加することで、ブラシで中間転写体上のトナーを移動させた後、トナーと同極性の電圧を中間転写体に印加することで、中間転写体と感光体のニップ部で移動したトナーを感光体側へ戻す又はブレードにてクリーニングするクリーニング方式も知られている（例えば特許文献９参照）。
ところが、この種のクリーニング方式にあっては、同極性の電圧が印加されたブラシでトナーを移動させるにしても、中間転写体に対するトナーの静電的付着力を減少させていないため、感光体に戻したり若しくはブレードクリーニングしようとしても、残留トナーが多い場合には十分に取り除くことが困難となる。特に、中間転写体に弾性体のような摩擦係数の高い材料を使用した場合には、ブラシによる中間転写体への回転負荷が大きくなる点で好ましいとはいえない。
【００１１】
このような不具合を解消するために、本発明者は、先に、中間転写体上の残留トナー量を基準厚以下に引き延ばす層厚調整部材によって残留トナー厚を制御し、次いでトナーに帯電制御を行った後クリーニングロールで残留トナーを除去するようにしたクリーニング装置を提示した（例えば、特願２００２−２３０５４９号参照）。
しかしながら、残留トナーの回収機構がクリーニングロール単独のため、環境の変化やトナー帯電量の変化に対し、残留トナーのクリーニング性能を常時良好に保つという点で不充分になる懸念がある。
【００１２】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、残留トナーの状況（残留トナー量または残留トナーの種類）や環境に影響されることなく、残留トナーのクリーニング性能を常時良好に保つことができる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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１に残留したトナーＴを清掃するクリーニング装置６であって、トナー本来の極性と異なる極性のクリ−ニングバイアスＶＢＣが印加され且つ残留トナーＴが静電的に吸着せしめられるクリーニング部材５と、このクリーニング部材５の上流側に設けられ、前記残留トナーＴの少なくともその一部を掻き取り且つトナー本来の極性と同極性の帯電バイアスＶＢＴが印加せられたトナー回収部材４とを備えていることを特徴とするクリーニング装置６を有していることを特徴とするものである。
【００１４】
このような技術的手段において、像担持体１は、通常は直接的にトナー像ＴＺを担持する部材を指すが、本件ではこれに限られず、記録材２を通してトナー像ＴＺを間接的に担持する部材をも含む。また、その形態としては、ベルト状部材、ドラム状部材のいずれをも含み、更には、弾性の有無をも問わない。
また、本件でいうトナーは、主として電子写真方式で使用する色材を指すが、色材となる荷電粒子を広く含むものである。
【００１５】
ここで、像担持体１としてベルト状部材を用いる場合には、トナー回収部材４及びクリーニング部材５からなる二段構成のクリーニング装置６を配設するに当たって、ベルト状部材の直線部分を利用すればよいため、クリーニング装置６のレイアウトが容易である点で好ましい。
また、像担持体１として、弾性部材を用いる場合には、この弾性部材にトナー回収部材４が食い込み、この食い込み量によってトナー回収部材４による残留トナーＴの掻き取り性能が左右され易いという不具合がある。
ところが、本発明にあっては、上流側のトナー回収部材４による回収が不充分であっても、下流側のクリーニング部材５によって確実に回収される点で、上述した不具合は有効に解消される。
【００１６】
一方、本件におけるクリーニング部材５としては、帯電される物質であれば、その形状は特に問わず、ブラシ形状でもよいし、ロール形状でもよい。
更に、クリーニング部材５は独立の機能部材であってもよいし、他の機能部材（例えば感光体ドラムなど）と兼用してもよい。
尚、クリーニング部材５には、クリーニングバイアスＶＢＣとして、トナー回収部材４とは逆のバイアスを印加する手段を有している。
【００１７】
また、トナー回収部材４としては、残留トナーＴを掻き取ると同時に、トナー回収部材４を通過した残留トナーＴ’に電荷を付与するための導電性を有しているものであれば、ブレード状、スクレーパ状など任意の形態でよく、掻き取り性を考慮すれば、通常は像担持体１に所定の押圧力で且つその先端が像担持体１の移動方向に対向する方向に向かうように接触配置される所謂ドクター方式が好ましい。
【００１８】
また、像担持体１にトナー回収部材４が接触配置される態様にあっては、トナー回収部材４が像担持体１に強く押し当てられていると、トナー回収部材４から受ける荷重により、トナー回収部材４を通過した残留トナーＴ’が像担持体１に強く押し付けられてしまい、その残留トナーＴ’と像担持体１との機械的な吸着力が強くなる。
一方、トナー回収部材４が像担持体１に非常に弱く押し当てられていると、トナー回収部材４での掻き取り効果が十分機能せず、トナー回収部材４通過後の残留トナーＴ’が厚く且つ残留トナーＴ’への十分な電荷付与がなされないこととなる。
このため、像担持体１に対するトナー回収部材４の押圧力については、像担持体１及びトナー回収部材４の材質等により適切な荷重に設定することが必要である。
【００１９】
更に、トナー回収部材４にトナー本来の電荷と同一の帯電バイアスＶＢＴが印加されていることから、トナー回収部材４で掻き取られたトナーは、トナー回収部材４の先端部等への付着もなく、トナー回収部材４での良好な掻き取り性能が持続するという利点もある。
【００２０】
また、トナー回収部材４が残留トナーＴを機械的に掻き取ると共に帯電制御を行うことになり、残留トナーＴ’は少なく且つその帯電状態を均一化することが可能である。
【００２１】
次に、上述したクリーニング装置６の作用について説明する。
例えば像担持体（ベルト状部材）１上に形成されたトナー像ＴＺを記録材２に転写した後に、記録材２にはトナー像ＴＺの一部が転写され且つベルト状部材１上には未転写トナー（残留トナー）Ｔが残留するが、この残留トナーＴがクリーニング装置６にて清掃除去される。
一般に、残留トナーＴを清掃するに当たり、ベルト状部材１にクリーニングバイアスＶＢＣが印加されたクリーニング部材５を接触しただけでは、残留するトナーＴの帯電分布が幅広く、また、環境が異なれば帯電分布も異なるため、ベルト状部材１上の残留トナーＴからクリーニング部材５への静電気的な吸着（トナーの移動）が不安定で充分には行われない。
【００２２】
そこで、例えばクリーニング部材５の上流側にトナー回収部材４を設け、このトナー回収部材４にてベルト状部材１上の残留トナーＴを掻き落とし且つトナー回収部材４を通過した残留トナーＴ’（残留トナーＴの一部を意味する）に均一な電荷を付与することで、下流に設置されたクリーニング部材５にて、安定して容易にベルト状部材１上の残留トナーＴ’を除去することが可能となる。
【００２３】
例えば中間転写型の画像形成装置で中間転写体としてベルト状部材１を用いた態様において、図２は、ベルト状部材１上のクリーニング時における残留トナーの挙動を表した模式図である。
同図において、（ａ）は二次転写後のベルト状部材１上に存する残留トナーＴ、（ｂ）は本発明に係るトナー回収部材４通過後の、ベルト状部材１上の残留トナーＴ’、（ｃ）は本発明に係るクリーニング部材５通過後の、ベルト状部材１上及びクリーニング部材５表面のトナーの挙動を夫々示している。
【００２４】
ベルト上部材１上に二次転写で残留したトナーＴは、下流側にあるブレード形状、好ましくはスクレーパ形状をなすトナー回収部材４によって、機械的に掻き取られ、掻き取られたトナーはそのままクリーニング装置６へ回収される。
一方、トナー回収部材４にて掻き取られなかったトナーＴ’は、トナー回収部材４による帯電バイアスＶＢＴが印加され、均一な帯電分布を有した後、下流側に設置されたクリーニング部材５によって、静電吸着され、ベルト状部材１上の残留トナーＴ’が略完全に除去される。
【００２５】
更に、本発明は、クリーニング装置６に限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、図１に示すように、トナー像ＴＺが担持される像担持体１と、この像担持体１上のトナー像ＴＺを記録材２に転写する転写装置３と、像担持体１に残留する残留トナーＴを清掃するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、クリーニング装置６として、上述したクリーニング装置を用いるようにしたものである。
【００２６】
特に、中間転写型の画像形成装置にあっては、中間転写体を介して記録材２にトナー像ＴＺを転写するため、記録材２の種類に影響されることなく画像形成できる点で好ましい。
この場合において、例えば中間転写体として弾性ベルト状部材を用いる態様にあっては、ホロキャラクタ等の画像欠陥が少なく且つ転写効率がよいなどの利点がある。
一方、この種の中間転写体を用いる画像形成装置にあっては、一次転写、二次転写と少なくとも２回以上の転写電界を受けている影響で、二次転写後のトナーの静電付着力が大きくなり、その分、残留トナーＴのクリーニング不良が起こり易い。
しかも、トナー回収部材４との食い込みにより、クリーニング性能が左右されやすい。
ところが、かかる態様にあっても、本発明に係るクリーニング装置６を備えることで、中間転写体としての弾性ベルト状部材上の残留トナーは略完全に除去され、高画質の画像形成装置の実現に特に有効となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図３は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す概略構成図である。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に接触配置される中間転写ベルト２１と、この中間転写ベルト２１上の残留トナーを清掃するクリーニング装置２６とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置１３とが配設されている。
【００２８】
ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。
また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザースキャナなど適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３ａ〜１３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０上で露光によって電位が変化した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリ型現像装置１３が用いられているが、４台の現像装置を順に並べた配置として用いるようにしてもよい。
ただし、中間転写ベルト２１上の残留トナーを感光体ドラム１０で回収する方式とした場合には、感光体ドラム１０で回収した感光体ドラム１０上の残留トナーを回収する機構（例えば現像剤を回収可能な現像装置など）が必要となる。
【００２９】
また、中間転写ベルト２１は、複数の張架ロール３２〜３８に掛け渡されており、感光体ドラム１０とは夫々別駆動系で駆動されており、例えば張架ロール３８を駆動ロールとして循環移動するようになっている。
そして、中間転写ベルト２１が感光体ドラム１０にニップする部位には中間転写ベルト２１の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール３１が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、中間転写ベルト２１の張架ロール３２に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール２３が張架ロール３２をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール２３に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール３２が接地されている。
更にまた、中間転写ベルト２１の二次転写部位の下流側で且つ一次転写部位の上流側にはクリーニング装置２６が配設されている。
また、用紙などの記録材２２は、図示外の供給トレイ等に収容されており、図示外のピックアップロールにて供給された後、二次転写部位に導かれ、図示外の定着装置を介した後、排出されるようになっている。
【００３０】
本実施の形態において、中間転写ベルト２１としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０^６〜１０^１４Ω・ｃｍとなるものが使われている。
ここで、弾性を有する中間転写ベルト（以下必要に応じて弾性中間転写ベルトという）２１としては、導電性弾性層の主基材として、シリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等が用いられ、導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶｄＦなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。これら保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。さらに、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。
本例では、例えば弾性中間転写ベルト２１が用いられるものとする。
【００３１】
尚、本実施の形態によれば、中間転写ベルト２１と感光体ドラム１０とは比較的広い接触領域にて接触配置されており、しかも、中間転写ベルト２１により弾性押圧されているため、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１との間のタック面圧はそれほど高くなく、しかも、中間転写ベルト２１によるトナー像の包み込み動作が行われ、感光体ドラム１０上のトナー像が中間転写ベルト２１側に一次転写される。
このとき、中間転写ベルト２１への転写画像には、大きなタック面圧によるホロキャラクタなどの画像欠陥はなく、高い転写効率で転写されるため、記録材２２上のカラー画像品質はきわめて良好に保たれる。
【００３２】
また、本実施の形態において、二次転写ロール２３及びクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１と接離可能に配設されており、カラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像が中間転写ベルト２１上に一次転写されるまで、少なくともクリーニング装置２６は中間転写ベルト２１から離間している。
ここで、二次転写ロール２３は、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層と、カーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備えており、当該二次転写ロール２３の表面には、フッ素コートが施されている。
この二次転写ロール２３は、その体積抵抗率が１０^３〜１０^１０Ω・ｃｍに設定され、ロール径が例えばφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。
一方、バックアップロール（張架ロール）３２は、カーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブからなる表面層と、ＥＰＤＭのゴムからなる内部層とを備えており、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□、ロール径が例えばφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。
【００３３】
更に、本実施の形態において、クリーニング装置２６は、図３及び図４に示すように、張架ロール３４に対向する位置にて中間転写ベルト２１に接離自在に接触し且つ中間転写ベルト２１上の残留トナーＴを静電的に吸着するクリーニング部材２５と、このクリーニング部材２５の上流側に位置する張架ロール３３に対向する位置にて、中間転写ベルト２１に接離自在に接触し且つ中間転写ベルト２１上の残留トナーＴを機械的に掻き取り、更に中間転写ベルト２１上に残った残留トナーＴの帯電量を制御するスクレーパ形状のトナー回収部材２４とを備えている。
【００３４】
本実施の形態において、クリーニング部材２５としては、芯材にブラシ材が植毛されたクリーニングブラシが用いられ、このクリーニング部材２５には、図４に示すように、クリーニングバイアスＶＢＣを印加するためのバイアス電源４２が接続されている。
【００３５】
また、クリーニング部材２５上にはフリッカーバー２９等の付着トナーを回収する部材が設けられ、クリーニング部材２５に吸着された残留トナーＴを掻き取り除去するようになっている。
更に、本実施の形態では、クリーニング部材２５としてクリーニングブラシを配置しているが、これに限定するものではなく、ロール形状であってもよい。
【００３６】
更にまた、クリーニングバイアスＶＢＣとしては、直流成分のみ、交流成分のみ、あるいは両成分を含むものなどいずれでも差し支えないが、残留トナー層のクリーニング効果を良好に保つという観点からすれば、少なくとも直流成分を含むバイアス、好ましくは直流成分を重畳した交流成分を含むバイアスがよい。
【００３７】
また、本実施の形態において、トナー回収部材２４としては、例えばＳＵＳ板にエッチング加工を施したスクレーパを用い、中間転写ベルト２１への負荷が大きくなく且つ中間転写ベルト２１の摩耗や傷を防止した形状のものを備えている。
更に、前記トナー回収部材２４の一端はガードホルダ２８に固定され、そのガードホルダ２８によって、トナー回収部材２４で掻き落とされたトナーが、直接クリーニング部材２５へ付着することを防止している。
【００３８】
ここで、トナー回収部材２４は、導電性且つ剛性の点から、金属（鋼、銅合金、ＳＵＳ等）が望ましいが、これに限定するものではなく、導電性プラスチックス等でもよい。
また、トナー回収部材２４の形状は、スクレーパ形状に限定するものではなく、ブレード形状であっても同様の効果が可能となる。
【００３９】
そして、このトナー回収部材としてのスクレーパ２４の食い込み量、設定角度（中間転写ベルト２１に対しての傾斜姿勢角度）などについては中間転写ベルト２１の画像形成に問題とならない負荷荷重の範囲で適宜設定するようにすればよい。
一般的には、弾性中間転写ベルト２１に対して、ＳＵＳ製のスクレーパ２４を使用し、先端の食い込み量を０．２〜０．８ｍｍ、設定角度を１０〜３０°に設定した態様が挙げられる。
【００４０】
更に、トナー回収部材用帯電バイアスＶＢＴとしては、直流成分のみ、交流成分のみ、あるいは両成分を含むものなどいずれでも差し支えないが、残留トナー層の電荷分布を均一に保つという観点からすれば、少なくとも直流成分を含むバイアス、好ましくは直流成分を重畳した交流成分を含むバイアスがよい。
【００４１】
また、クリーニング部材２５及びトナー回収部材２４はクリーニングケース３０内に配されており、中間転写ベルト２１から回収されたトナー２７が一箇所に集積せしめられる構造が可能となる。
尚、クリーニングケース３０の両端にある部材３０ａ，３０ｂは、クリーニング装置２６と中間転写ベルト２１との密着性向上のための弾性シール部材である。
【００４２】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置において、感光体ドラム１０上に各色成分トナー像が順次形成され、一次転写位置にて中間転写ベルト２１に順次転写した後、二次転写位置にて記録材２２に一括転写される。
このような作像過程において、中間転写ベルト２１上に残留したトナーＴは、クリーニング装置２６にて除去・回収される。
【００４３】
ところで、二次転写後に中間転写ベルト２１上に残留したトナーＴは、図３及び図４に示すように、二次転写ロール２３による転写バイアスのため、帯電分布が幅広く、一部逆極性に帯電したトナーも含まれる。
そこで、中間転写ベルト２１上の残留トナーＴの量や種類によらず、クリーニング装置２６内のトナー回収部材としてのスクレーパ２４によって機械的に大部分が掻き取られ、少量の残留トナーＴがスクレーパ２４を通過する。
また、スクレーパ２４を通過した中間転写ベルト２１上の残留トナーＴには、例えばマイナス帯電したトナーの場合は、スクレーパ２４に印加する帯電バイアスＶＢＴにより、マイナス電界が加わり、個々のトナーは本来の極性に電荷が略揃えられる。
次に、その下流側に位置するクリーニングバイアスＶＢＣとして、バイアス電源４２よりプラス電界が印加されたクリーニング部材としてのクリーニングブラシ２５により、中間転写ベルト２１上の残留トナーＴは略完全にクリーニングブラシ２５に静電吸着される。
【００４４】
一方、スクレーパ２４で掻き取られたトナーは、スクレーパ２４の帯電バイアスＶＢＴがバイアス電源４１により印加されたことより、スクレーパ２４へ付着することなく、クリーニング装置２６内に回収される。
その際、前記クリーニング装置２６内に配設されたクリーニングバイアスＶＢＣが印加されたクリーニングブラシ２５への回収トナー２７の再付着防止のため、ガードホルダ２８でクリーニングブラシ２５を一部被覆している。
尚、ガードホルダ２８は、導電性を有し、スクレーパ２４と同じ帯電バイアスＶＢＴが印加されていることが好ましい。
【００４５】
また、クリーニングブラシ２５にて静電吸着されたトナーは、フリッカーバー２９等によりブラシ表面に付着したトナーが除去される。
【００４６】
本実施の形態によれば、スクレーパ２４とクリーニングブラシ２５とが近接して設置されることが可能となり、またトナーの回収はクリーニング装置２６内にまとめることが可能であり、画像形成装置の小型化が可能となる。
【００４７】
更に、クリーニングブラシ２５は、中間転写ベルト２１と常に異なる部位が接触することから、中間転写ベルト２１上の固定部位の欠陥発生につながりにくい。
また、スクレーパ２４の一部に欠陥が発生し、掻き取り不良が発生しても、下流側のクリーニングブラシ２５により除去される可能性が高いため、画像欠陥につながりにくい。
尚、仮に、スクレーパ２４にてマイナス極性にシフトしきれない残留トナーＴがクリーニングブラシ２５を通過すると、トナー本来のマイナス極性に帯電したトナーとは異なる振る舞いをし、例えば一次転写領域で中間転写ベルト２１から感光体ドラム１０へ逆転写したり、二次転写領域で記録材２２へ二次転写されなかったりするため、画像欠陥となりにくい。
【００４８】
また、中間転写ベルト２１を弾性中間転写ベルトとした場合には、張架ロール３５，３６により感光体ドラム１０と弾性中間転写ベルト２１とは比較的広い接触領域にて接触配置されるようになっており、しかも、弾性中間転写ベルト２１により弾性押圧されているため、感光体ドラム１０と弾性中間転写ベルト２１との間のタック面圧はそれほど高くなく、しかも、弾性中間転写ベルト２１によるトナー像の包み込み動作が行われ、感光体ドラム１０上のトナー像が弾性中間転写ベルト２１側に一次転写される。
このとき、弾性中間転写ベルト２１への転写画像には、大きなタック面圧によるホロキャラクタなどの画質欠陥はなく、高い転写効率で転写されるため、記録材上のカラー画像品質は極めて良好に保たれる。
【００４９】
また、本実施の形態にあっては、クリーニング装置２６を構成する各クリーニング部材（スクレーパ２４、クリーニングブラシ２５）は弾性中間転写ベルト２１に対して過剰な負荷を与えなくて済むため、弾性中間転写ベルト２１に独立の駆動系を設けなくても、弾性中間転写ベルト２１は感光体ドラム１０からの駆動を受けて安定的に従動回転する。
但し、本従動方式にあっては、弾性中間転写ベルト２１の追従性を確保するために、スクレーパ２４による弾性中間転写ベルト２１に対する負荷を軽減することが必要である。
更に、このような弾性中間転写ベルト２１を使用する場合には、弾性中間転写ベルト２１に対するスクレーパ２４の食い込み量が変化し、スクレーパ２４による掻き取り性能を一定に保ちにくいが、本件のクリーニング装置２６は、スクレーパ２４の掻き取り性能のばらつきをクリーニングブラシ２５で吸収できるため、残留トナーＴの回収効果が大である。
【００５０】
尚、本実施の形態にあっては、中間転写バルト２１のクリーニング装置２６としてクリーニング部材２５を使用しているが、これに限られるものではなく、クリーニング部材２５を使用せず、一次転写部にて中間転写ベルト２１上の残留トナーＴを静電的に感光体ドラム１０に吸着させ、感光体ドラム１０の図示外のクリーニング装置により回収することも可能である。この場合、感光体ドラム１０側に残留トナーＴを静電的に吸着させるには、スクレーパ２４で残留トナーＴを逆極性（本例では正極性）に帯電させることが必要である。
【００５１】
◎実施の形態２
図５は、本発明に係るクリーニング装置の他の実施の形態を示す概略図である。
本実施の形態に係るクリーニング装置の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、クリーニングロール２５に対向して接離自在に且つ接動するように配設された対向ロール４３の構成が実施の形態１と異なる。
尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００５２】
同図において、クリーニングロール２５に対向して、対向ロール４３が配されており、その周囲には対向ロール４３上を清掃するブレード４５が備えられている。
ここで、対向ロール４３はゴムロール等の導電性部材で構成されており、クリーニングバイアスＶＢＣと極性が異なるバイアスが電源４４により印加されている。
また、ブレード４５は、金属または樹脂よりなる弾性体又は剛体で構成され、前記対向ロール４３に接離自在に接触するように配置されている。
【００５３】
本実施の形態では、中間転写ベルト２１の残留トナーはクリーニングバイアスＶＢＣによりクリーニングロール２５に静電吸着した後、前記クリーニングバイアスＶＢＣとは逆のバイアスが印加された対向ロール４３に静電吸着されることとなる。
更に、対向ロール４３に吸着されたトナーは、ブレード４５によって対向ロール４３上から掻き落とされる結果、クリーニングロール２５の表面は常時清浄に保たれることとなり、クリーニングロール２５によるクリーニング効果を持続することが可能となる。
【００５４】
ここで、クリーニングロール２５としては、ロールの軸としての導電性支持体は鉄、ニッケルめっき処理鉄、銅合金、ステンレスなどを用い、導電性弾性体層としてはエピクロロヒドリンゴム、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウレタンゴム、クロロプレンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭブレンドＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、ブチルゴム等にアルカリ金属、４級アンモニウム塩構造を有する各種アルキルアンモニウム塩を０．０１〜１０％混合させ、表面層に使用されるバインダー樹脂としてはポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、ＰＭＭＡまたはＰＭＢＡのようなアクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリ尿素、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。
更に、クリーニングロール２５としては、抵抗値として、体積抵抗率で１０^５〜１０^１ ^１Ω・ｃｍが望ましいが、これに限定されるものではなく、以下に述べるように金属ロールを使用することも可能である。
例えば弾性中間転写ベルトを使用する場合は、中間転写ベルト２１が弾性部材であるため、中間転写ベルト２１とクリーニングロール２５との密着性が向上し、クリーニングロール２５として鉄、ニッケルめっき処理鉄、銅合金、ステンレスなどでできた金属ロールのように硬度の高い部材を使用することもできる。
【００５５】
◎実施の形態３
図６は、本発明に係るクリーニング装置の実施の形態３を示す概略図である。
同図は、実施の形態１，２の、クリーニング装置１４０内にあるスクレーパ１４１及びクリーニングブラシ１４２での残留トナー回収の形態とは異なり、クリーニングブラシ１４２によってクリーニングされた残留トナーＴ（図６中、点線で示す）が吐き出され、感光体ドラム１１０側のクリーニング装置１１４によって回収するようになっている。
本実施の形態において、クリーニングブラシ１４２は、図６に示すように、クリーニングブラシ１４２に対して残留トナーと異なる極性のクリーニングバイアスを印加する電源１４８と、残留トナーと同極性電圧を印加する電源１４９とを有し、この電源１４８と電源１４９とを切り替える切替スイッチ１５０とを備えている。尚、符号１４６は、スクレーパ１４１へのバイアス電源である。
また、中間転写ベルト１２０は、複数の張架ロール１２１〜１２４，１４４，１４５に掛け渡されており、例えば張架ロール１２２を駆動ロールとして循環移動するようになっている。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、クリーニング装置１４０を中心に説明する。
本実施の形態において、図６に示すように、中間転写ベルト１２０上のクリーニング工程は、実施の形態１と略同様である。この場合、切替スイッチ１５０は、電源１４８に接続され、クリーニングブラシ１４２は、中間転写ベルト１２０上の残留トナーを除去する。
ここで、クリーニングブラシ１４２に付着した残留トナーを感光体ドラム１１０で回収する場合、切替スイッチ１５０が電源１４９に切り替わると共に、中間転写ベルト１２０は、一次転写ロール１２５から残留トナーの帯電極性と同極性電圧を印加される。
これにより、クリーニングブラシ１４２に付着していた残留トナーは、クリーニングブラシ１４２と残留トナー間に働く静電反発力により中間転写ベルト１２０上に吐き出され、中間転写ベルト１２０上を移動する。
移動した残留トナーＴ（図６中、点線で示す）は、一次転写ロール１２５に印加された電圧によって感光体ドラム１１０上に移動し、この感光体ドラム１１０上に移動した残留トナーＴは、感光体ドラム１１０に設置されている感光体クリーニング装置１１４によりクリーニングされる。
【００５７】
上述のようにクリーニングブラシ１４２に付着した残留トナーの回収が終了すると、スクレーパ１４１及びクリーニングブラシ１４２は、中間転写ベルト１２０から離間し、切替スイッチ１５０は、電源１４８に切り替わり、待機状態となる。
また、中間転写ベルト１２０からスクレーパ１４１及びクリーニングブラシ１４２が離間し始めると同時に一次転写ロール１２５への電圧印加も停止する。
【００５８】
【実施例】
◎実施例１
本実施例では、中間転写ベルト２１として弾性中間転写ベルトを用い、スクレーパ２４はＳＵＳ板のエッチング加工品とし、クリーニングロール２５を使用した。
また中間転写ベルト２１とスクレーパ２４との先端食い込み量を０．３ｍｍ、設定角度を１６°にし、中間転写ベルト２１上の残留トナーに対するクリーニング性能を、実際の画像欠陥の評価で行った。
ここで、スクレーパ２４への帯電バイアスＶＢＴとして、「直流成分（Ｖｄｃ：−５００Ｖ）＋交流成分（Ｖａｃ：Ｖｐｐ２５０Ｖ，Ｖｆ２．０ｋＨｚ）」のバイアスを印加した場合と、バイアスを印加しなかった場合のみについて行った。
尚、クリーニングロール２５へのクリーニングバイアスＶＢＣとして、「直流成分（ＶＢＣ：＋５００Ｖ）」のバイアスを印加した。
結果は、スクレーパ２４への帯電バイアスを印加したときのみが、画像欠陥の発生が確認されなかった。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るクリーニング装置によれば、像担持体上に残留するトナーが、静電的に回収されるクリーニング部材を有し、このクリーニング部材の上流側に、残留トナーを前記像担持体上から掻き落とし且つ残った像担持体上のトナーにトナー本来の極性を付与するバイアスを印加するようにしたトナー回収部材を備えているので、残留トナーの状況（残留トナー量、残留トナーの種類あるいは環境の変化等）に影響されることなく、像担持体に対する残留トナーのクリーニング性能を常時良好に保つことができる。
また、このようなクリーニング装置を用いた画像形成装置によれば、クリーニング性能の良好な作像プロセスを実現できるため、高画質画像が形成可能な画像形成装置を簡単に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】（ａ）は二次転写後の像担持体上の残留トナーの状態を示す説明図、（ｂ）はトナー回収部材通過後の残留トナーの状態を示す説明図、（ｃ）はクリーニング部材での残留トナーの回収状態を示す説明図である。
【図３】実施の形態１に係る画像形成装置を示す説明図である。
【図４】実施の形態１で用いられるクリーニング装置の詳細を示す説明図である。
【図５】実施の形態２に係るクリーニング装置を示す説明図である。
【図６】実施の形態３に係るクリーニング装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…記録材，３…転写装置，４…トナー回収部材，５…クリーニング部材，６…クリーニング装置，Ｔ…残留トナー，ＴＺ…トナー像，ＶＢＴ…帯電バイアス，ＶＢＣ…クリーニングバイアス

Claims

像担持体上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置であって、
トナー本来の極性と異なる極性のクリ−ニングバイアスが印加され且つ残留トナーが静電的に吸着せしめられるクリーニング部材と、
このクリーニング部材の上流側に設けられ、前記残留トナーの少なくともその一部を掻き取り且つトナー本来の極性と同極性の帯電バイアスが印加せしめられたトナー回収部材と、を備えていることを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
クリーニング部材はブラシ形状としたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
クリーニング部材はロール形状としたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
トナー回収部材はスクレーパ形状としたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
トナー回収部材はその先端が像担持体の移動方向に対向する方向に向かうように配設されていることを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
像担持体はベルト状部材であることを特徴とするクリーニング装置。
請求項１記載のクリーニング装置において、
像担持体は弾性ベルト状部材であることを特徴とするクリーニング装置。
像担持体と、この像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、像担持体上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
クリーニング装置として請求項１記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
請求項８記載の画像形成装置において、
像担持体が弾性ベルト状部材からなる中間転写体を備えていることを特徴とする画像形成装置。