JP2007078840A - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 量的及び静電的な分布が広い残留トナーを確実にクリーニングする。
【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であって、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クリーニング装置において、前記表面速度の遅いブラシロールを、前記表面速度の速いブラシロールを駆動する駆動源と同一の駆動源又は他の部材を駆動する駆動源と同一の駆動源で駆動するように構成して課題を解決した。
【選択図】 図１

Description

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。

特開平１０−２６９１８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、一次転写領域での放電により、逆極性に帯電したトナーであり、感光体ドラムに対して静電的に付着している。

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、転写中の放電によって逆極性に帯電しなくとも、当該転写中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。

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。

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。

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、図５に示すように、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。

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。

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。

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。

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、微量の帯電量の小さいトナーに対しては、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。

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。

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。

しかしながら、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。

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。

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。

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。

そこで、本出願人は、上記の問題点を解決するために、特願２００５−２６２３６６号に係るクリーニング装置について既に提案している。

この特願２００５−２６２３６６号に係るクリーニング装置は、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。

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、上記特願２００５−２６２３６６号に係るクリーニング装置の場合には、中間転写ベルト等の表面に残留するトナーとして、未転写トナーの多量のトナーと、転写残の少量のトナーをクリーニングする必要があるばかりか、トナーの帯電極性も正規帯電極性のトナーばかりでなく、逆極性に帯電したトナーをもクリーニングする必要があるため、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を備えるように構成している。

しかも、上記特願２００５−２６２３６６号に係るクリーニング装置の場合には、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、表面速度が遅く設定されたブラシロールの塞き止め効果によって、クリーニングが困難なトナー帯電量の小さい少量のトナーを主として除去するとともに回転によるクラウドの防止を図り、表面速度が相対的に速く設定されたブラシロールによって、大量なトナーを除去するようになっている。

そのため、上記特願２００５−２６２３６６号に係るクリーニング装置の場合、複数のブラシロールを共通のドライブによって駆動するには、速度差が大きくなりすぎるため、駆動源を複数設ける必要があり、装置の構成が複雑となるとともに、コストアップを招くという問題点を有している。

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、量的及び静電的な分布が広い残留トナーを確実にクリーニングするため、表面速度が異なる複数のブラシロールを備えたクリーニング装置において、装置の構成が複雑となったり、コストアップを招くことを回避しつつ、これら表面速度が異なる複数のブラシロールを駆動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。

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であって、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クリーニング装置において、
前記表面速度の遅いブラシロールを、前記表面速度の速いブラシロールを駆動する駆動源と同一の駆動源又は他の部材を駆動する駆動源と同一の駆動源で駆動するように構成したことを特徴とするクリーニング装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記像担持体は、感光体ドラムからトナー像が多重に転写される中間転写体であ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である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記回転速度の遅いブラシロールは、間欠的に駆動され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。

又、請求項４に記載された発明は、前記駆動源によって、表面速度の速いブラシロールと、当該クリーニング装置でトナーをクリーニングする像担持体とを駆動し、前記像担持体の駆動系から回転駆動力を分岐して、前記表面速度の遅いブラシロールを駆動す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である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記表面速度の速いブラシロールを、当該クリーニング装置でトナーをクリーニングする像担持体の駆動源によって駆動するとともに、前記表面速度の遅いブラシロールを他の駆動源によって駆動す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である。

また、請求項６に記載された発明は、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である。

この発明によれば、量的及び静電的な分布が広い残留トナーを確実にクリーニングするため、表面速度が異なる複数のブラシロールを備えたクリーニング装置において、装置の構成が複雑となったり、コストアップを招くことを回避しつつ、これら表面速度が異なる複数のブラシロールを駆動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。

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。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示すものである。

図２において、１はタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体１の一端側の上部には、原稿２を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。この原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。

上記原稿読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとしてＩＰＳ１２（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、このＩＰＳ１２では、原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー （Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の原稿色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、所定の色の原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を現像する現像器１７、クリーニング装置１８とから構成されている。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、半導体レーザー１９を原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザー１９からレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザー１９から出射されたレーザー光ＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、再び反射ミラー２０、２１及び複数枚の反射ミラー２３、２４を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記ＩＰＳ１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれ黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ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、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された像担持体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。この転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、ストリッピングロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドルロール３０と、バックアップロール３１と、アイドルロール３２との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記転写ベルト２５としては、例えば、ポリイミド樹脂に導電剤を入れて抵抗を調整し、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記転写ベルト２５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）の各色のトナー像は、対向部材としてのバックアップロール３１に圧接するロール状の転写部材としての２次転写ロール３３によって、圧接力及び静電気力で転写材としての転写用紙３４上に２次転写され、この各色のトナー像が転写された転写用紙３４は、２連の搬送ベルト３５、３６によって定着器３７へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された転写用紙３４は、定着器３７によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体１の外部に設けられた排出トレイ３８上に排出される。

上記転写用紙３４は、図２に示すように、複数の給紙カセット３９、４０、４１のうちの何れかから所定のサイズのものが、給紙ローラ４２及び用紙搬送用のローラ対４３、４４、４５からなる用紙搬送経路４６を介して、レジストロール４６まで一旦搬送される。上記給紙カセット３９、４０、４１のうちの何れかから供給された転写用紙３４は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４６によって中間転写ベルト２５上へ送出される。

図３は上記デジタルカラー複写機の各画像形成ユニットを示すものである。

上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、図３に示すように、すべて同様に構成されており、これら４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。上記各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、上述したように、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋを備えており、これらの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面は、一次帯電用のスコロトロン１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ又は帯電ロールによって一様に帯電される。これらの一次帯電用のスコロトロン１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、感光体ドラム１５側が開口した断面矩形の枠体状に形成された放電シールド５０と、この放電シールド５０内に張設された２本の放電ワイヤー５１と、放電シールド５０の開口部５２の外側に配設されたグリッド電極５３とから構成されている。また、上記一次帯電用のスコロトロン１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋには、放電シールド５０の背面部に長手方向に沿った細長い開口部５４が、幅方向の一端側寄りに開口されており、この開口部５４から図示しない送風装置によってスコロトロン１６の内部に送風するようになっている。

上記感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面は、一次帯電用のスコロトロン１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって一様に帯電された後、ＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから画像データに応じて出射される像形成用のレーザービームＬＢが走査露光されて、各色の画像データに対応した静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋの現像ロール５５によってそれぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの帯電により中間転写ベルト２５上に順次多重に転写される。

なお、上記感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング前コロトロン５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋによって除電されるとともに、クリーニング装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって残留トナーや紙粉等が除去され、更にイレーズランプ５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃ、５７Ｋによって残留電荷が消去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記クリーニング装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、クリーニングブラシ５８と、クリーナーブレード５９とを備えており、これらのクリーニングブラシ５８やクリーナーブレード５９によって、感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

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であって、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クリーニング装置において、前記表面速度の異なる複数のブラシロールを同一の駆動源で駆動するように構成されている。

また、この実施の形態では、前記像担持体は、感光体ドラムからトナー像が多重に転写される中間転写体であるように構成されている。

さらに、この実施の形態では、前記回転速度の遅いブラシロールは、間欠的に駆動されるように構成されている。

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２５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６０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６０は、ドライブロール２７の外周に巻き付けられた中間転写ベルト２５に対応した位置に配設されている。

上記中間転写ベルト用のクリーニング装置６０は、図４に示すように、導電性ブラシからなるブラシロール６１、６２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６１、６２は、中間転写ベルト２５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。

また、上記第１及び第２のブラシロール６１、６２の速度は、第１のブラシロール６１が速く、第２のブラシロール６２が大幅に遅く設定されている。上記第１のブラシロール６１の速度は、中間転写ベルト２５の移動方向と反対方向に、例えば、周速比Ｒ（ブラシ速度／ベルト速度）で、１．０（０．５≦Ｒ≦１．５が望ましい）で回転駆動される。

上記第１及び第２のブラシロール６１、６２は、図４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６３、６４の外周に、所定の繊維径を有するブラシ繊維６５、６６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６１、６２に使用するブラシ繊維６５、６６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６５、６６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。

さらに、上記第１及び第２のブラシロール６１、６２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。

また、上記第１及び第２のブラシロール６１、６２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６１、６２の中間転写ベルト２５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。

また、上記第１及び第２のブラシロール６１、６２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６７、６８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２５の移動方向の上流側に位置する第１のブラシロール６１には、バイアス印加手段としての直流電源６７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２５の移動方向の下流側に位置する第２のブラシロール６２には、バイアス印加手段としての直流電源６８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６１、６２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。

さらに、上記第１及び第２のブラシロール６１、６２には、図４に示すように、当該第１及び第２のブラシロール６１、６２で除去したトナーを回収する回収ロール６９、７０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６９、７０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６９、７０は、外径φが１２ｍｍに設定されており、ブラシロール６１、６２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６１と第１の回収ロール６９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６２と第２の回収ロール７０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６９、７０は、ブラシロール６１、６２に対して周速差が設けられており、例えば、ブラシロール６１、６２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６１、６２と回収ロール６９、７０の食い込み量は、ブラシ６１、６２とベルト２５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。

また、上記第１及び第２の回収ロール６９、７０で回収したトナーは、回収ロールブレード７１、７２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７１、７２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。

ところで、上記中間転写ベルト用のクリーニング装置６０は、図１に示すように、第１のブラシロール６１と第２のブラシロール６２とが、同一の駆動源としての駆動モータ７３によって回転駆動されるように構成されている。上記駆動モータ７３の駆動軸には、駆動ギア７４が取り付けられており、当該駆動ギア７４には、第１のブラシロール６１の端部に取り付けられた第１の従動ギア７５が噛み合わされている。また、当該駆動ギア７４には、中間ギア７６を介して、中間転写ベルト２５を回転駆動するドライブロール２７の端部に取り付けられたギア７６ａが噛み合わされている。さらに、上記第１の従動ギア７５には、第２の従動ギア７７が噛み合わされており、当該第２の従動ギア７７には、駆動力を分岐するための第３の従動ギア７８が同軸状に取り付けられている。この第３の従動ギア７８は、第２のブラシロール６２を間欠的に回転駆動するためのものであり、図１（ｂ）に示すように、互いに１２０°異なった位置にそれぞれ１枚ずつ、合計３枚の歯のみを有している。上記第３の従動ギア７８は、第２のブラシロール６２の端部に取り付けられた第４の従動ギア７９と噛み合わされている。

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タンデム型のデジタルカラー複写機では、次のようにして、量的及び静電的な分布が広い残留トナーを確実にクリーニングするため、表面速度が異なる複数のブラシロールを備えたクリーニング装置において、装置の構成が複雑となったり、コストアップを招くことを回避しつつ、これら表面速度が異なる複数のブラシロールを駆動することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るタンデム型のデジタルカラー複写機では、図２に示すように、公知の電子写真プロセスによって、イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ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１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ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、一次転写位置において、中間転写ベルト２５上に互いに重ね合わされた状態で一次転写された後、二次転写位置において、当該中間転写ベルト２５上から記録用紙３４に、二次転写ロール３３によって一括して二次転写される。

その際、上記二次転写ロール３３には、中間転写ベルト２５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３４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２５上の多重色のトナー像が記録用紙３４上に転写される。その際、上記中間転写ベルト２５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リトランスファートナー８１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２５上に残留する転写残トナー８２も少量だけ存在する。

さらに、上記中間転写ベルト２５上には、図５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８３も少量だけ存在する。

また、上記タンデム型のデジタルカラー複写機では、図６及び図７に示すように、非画像形成時に、中間転写ベルト２５上に濃度制御用のトナー像９１Ｙ、９１Ｍ、９１Ｃ、９１Ｋ、あるいはレジストレーション制御用のトナー像９２Ｙ、９２Ｍ、９２Ｃ、９２Ｋが形成され、これらのトナー像は、記録用紙３４上に転写されないため、そのまま未転写トナー８４として、大量に残留することになる。

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３４がジャム等によって、二次転写位置へ給紙されないと、中間転写ベルト２５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、中間転写ベルト２５上にそのまま未転写トナー８４として、大量に残留することがある。

このように、上記フルカラープリンタでは、図５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８１〜８３や未転写トナー８４が、中間転写ベルト２５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８１〜８3 や未転写トナー８４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６０によってクリーニングされる。

ところで、上記中間転写ベルト用のクリーニング装置６０は、図１及び図４に示すように、第１のブラシロール６１と第２のブラシロール６２を備えている。上記中間転写ベルト２５上に残留した転写残トナー８１〜８３や未転写トナー８４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８４や、正規の帯電極性に帯電した量の少ない転写残トナー８３は、当該中間転写ベルト２５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６１によって、図８に示すように、当該第１のブラシロール６１のブラシ繊維６３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６３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。

このように、上記第１のブラシロール６１には、正規の帯電極性に帯電した負極性の未転写トナー８４や転写残トナー８３が、ブラシ繊維６３による電界によって作用するクーロン力Ｆ∝ｑ・Ｅ（ｑはトナーの電荷量、Ｅはブラシ繊維で形成される電界）で、ブラシ繊維６３に静電的に吸着され、しかも、当該第１のブラシロール６１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２５の表面に接触するブラシ繊維６３の数が多く、当該ブラシ繊維６３によって確実に除去することができる。

また、上記第１のブラシロール６１は、速い速度で回転駆動されているため、中間転写ベルト２５上に残留した未転写トナー８４や転写残トナー８３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２５上に残留した未転写トナー８４や転写残トナー８３を効果的に除去することが可能となる。

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８４や転写残トナー８３は、中間転写ベルト２５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６１によって確実に除去することができる。

一方、上記第１のブラシロール６１には、中間転写ベルト２５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８１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー８２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８１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー８２も、その一部が第１のブラシロール６１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２５上に残留するトナーも多い。

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８１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー８２のうち、第１のブラシロール６１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６２に到達する。

この第２のブラシロール６２には、図５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８１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー８２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８１は、当該第２のブラシロール６２に静電的に吸着されて除去される。

また、上記第２のブラシロール６２は、図９に示すように、間欠的に回転駆動されているため、１本のブラシ繊維６６の弾性変形力Ｆが中間転写ベルト２５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６１よりも大幅に長く、当該ブラシ繊維６６が転写残トナー８２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６６が多数本まとまって弾性変形して中間転写ベルト２５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８２も、中間転写ベルト２５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。

しかも、上記第２のブラシロール６２は、通常のクリーニングブレードと異なり、間欠的に回転駆動されているため、徐々に新しいブラシ繊維６６が中間転写ベルト２５の表面に当接し、前記ブラシ繊維６６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６６でクリーニング作用を発揮することができる。

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８１や、帯電電荷量がほぼゼロとなった転写残トナー８２は、第２のブラシロール６２によって確実に除去することが可能となる。

また、上記中間転写ベルト用のクリーニング装置６０は、図１に示すように、第１のブラシロール６１が駆動モータによって回転駆動されるとともに、第２のブラシロール６２も同一の駆動モータによって、従動ギアを介して回転駆動されるため、駆動源は１つで済み、装置の構成を簡略化することができるとともに、コストアップを回避することができる。

さらに、上記中間転写ベルト用のクリーニング装置６０では、第２のブラシロール６２が間欠的に駆動されるため、当該第２のブラシロール６２の回転駆動量を適宜設定することにより、この第２のブラシロール６２によるかき取り力を十分に発揮させつつ、間欠的に回転させて、常にフレッシュなブラシ繊維６６を中間転写ベルト２５の表面に当接させることができ、十分なクリーニング力を維持することができる。

実施の形態２
図１０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、駆動源の駆動力をクラッチを介して表面速度の遅いブラシロールに伝達するように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図１０に示すように、第２のブラシロール６２を、ドライブロール２７に同軸状に取り付けられた電磁クラッチ９０を介して、第４の従動ギア７９によって回転駆動するように構成されている。

また、この実施８形態２では、画像領域では電磁クラッチ９０をオフにして、第２のブラシロール６２を固定（回転阻止）状態とし、インターイメージ部では、電磁クラッチ９０をオンにして、第２のブラシロール６２を所定の遅い速度で回転駆動するように構成されている。

このように、上記実施の形態２では、画像領域では第２のブラシロール６２を固定（回転阻止）状態として、転写残トナーを効果的にかき取り、インターイメージ部では、第２のブラシロール６２を回転させて、蓄積したトナーを回収することができ、常に良好なクリーニング性を維持することができる。

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。

実施の形態３
図１１はこの発明の実施の形態３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３では、表面速度の遅いブラシロールを、他の部材を駆動する駆動源と同一の駆動源で駆動するように構成されている。

すなわち、この実施の形態３では、図１１に示すように、第１のブラシロール６１は、独自の駆動モータ９１によって回転駆動され、第２のブラシロール６２は、ドライブロール２７を回転駆動する駆動モータから、電磁クラッチを介して駆動力を得るように構成されている。

上記第２のブラシロール６２は、実施の形態２と同様に、画像領域では固定、インターイメージ部では遅い速度で回転駆動されるようになっている。

このように、上記実施の形態３においても、駆動源を不必要に増加させずに、装置の構成が複雑となったり、コストアップを招くことを回避しつつ、これら表面速度が異なる複数のブラシロールを駆動することが可能となっている。また、上記実施の形態３でも、画像領域では第２のブラシロール６２を固定（回転阻止）状態として、転写残トナーを効果的にかき取り、インターイメージ部では、第２のブラシロール６２を回転させて、蓄積したトナーを回収することができ、常に良好なクリーニング性を維持することができる。

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１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複写機を示す概略構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機を示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の画像形成ユニットを示す構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複写機の要部を示す構成図である。 図５は中間転写ベルト上に残留するトナーのトナー量及びトナー帯電量を示す模式図である。 図６は中間転写ベルト上に転写されるプロセスコントロール用のトナー像を示す構成図である。 図７は中間転写ベルト上に転写されるカラーレジストコントロール用のトナー像を示す構成図である。 図８は中間転写ベルトのクリーニング装置のブラシロールの作用を示す説明図である。 図９は中間転写ベルトのクリーニング装置のブラシロールの作用を示す説明図である。 図１０はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのカラー複写機を示す概略構成図である。 図１１はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置としてのカラー複写機を示す概略構成図である。

符号の説明

６０：中間転写ベルト用のクリーニング装置、６１：第１のブラシロール、６２：第２のブラシロール、７３：駆動モータ（同一の駆動源）、７４：駆動ギア、７５：第１の従動ギア、７６：中間ギア、７７：第２の従動ギア、７８：第３の従動ギア。

Claims (6)

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であって、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クリーニング装置において、
   前記表面速度の遅いブラシロールを、前記表面速度の速いブラシロールを駆動する駆動源と同一の駆動源又は他の部材を駆動する駆動源と同一の駆動源で駆動するように構成したことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記像担持体は、感光体ドラムからトナー像が多重に転写される中間転写体であ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。
3. 前記回転速度の遅いブラシロールは、間欠的に駆動され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。
4. 前記駆動源によって、表面速度の速いブラシロールと、当該クリーニング装置でトナーをクリーニングする像担持体とを駆動し、前記像担持体の駆動系から回転駆動力を分岐して、前記表面速度の遅いブラシロールを駆動す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。
5. 前記表面速度の速いブラシロールを、当該クリーニング装置でトナーをクリーニングする像担持体の駆動源によって駆動するとともに、前記表面速度の遅いブラシロールを他の駆動源によって駆動す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。
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。

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