JP2008224811A

JP2008224811A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008224811A
Application number: JP2007059779A
Authority: JP
Inventors: Yotaro Sato; 洋太郎佐藤; Takenobu Kimura; 丈信木村; So Kawakami; 創川上
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: JP4894568B2

Abstract

【課題】フリッカーローラ上のトナーを掻き取るスクレーパの磨耗量を軽減できる複数のトナー除去ローラ（ブラシローラ）を配備したクリーニング装置を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体上の残留トナーを除去するための、正規トナーと逆極性電圧が印加された第１のトナー除去ローラと、正規トナーと同極性電圧が印加された第２のトナー除去ローラと、前記像担持体の回転方向下流側に配置されたトナー除去ローラに当接するフリッカローラと、当該フリッカローラに当接するスクレーパと、を配備するクリーニング手段を有する画像形成装置において、前記像担持体の回転方向上流側のトナー除去ローラで一旦回収したトナーを、当該上流側のトナー除去ローラから前記像担持体上へ吐き出し、下流側のトナー除去ローラで回収するよう制御可能な摩擦低減モードを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体を複数のブラシローラで清掃するクリーニング手段を有する画像形成装置に関する。

従来、像担持体である感光体上に形成されたトナー像を用紙（転写材）に転写後、感光体上の正極性と負極性が混在する残留トナーを導電性のファーブラシローラで除去し、さらに当該ファーブラシローラに当接する、電圧が印加されたフリッカーローラ（棒）に付着させ、付着したトナーをブレード（スクレーパ）で掻き取る方法がある。

公知の技術として、感光体上の残留トナーの極性を制御する第１のファーブラシローラと、当該第１のファーブラシローラに当接するフリッカーバーと、当該第１のファーブラシローラに印加する電圧印加手段と、第１のファーブラシローラの下流側でトナーを除去する第２のファーブラシローラと、当該第２のファーブラシローラに当接するバイアスローラと、当該バイアスローラに当接するブレードと、前記バイアスローラに電圧を印加する電圧印加手段を有する装置で、第１のファーブラシローラに流れる電流値によって第１のファーブラシの印加電圧を調整する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、像担持体として、中間転写ベルト（以下、単にベルトともいう。）を用いた電子写真方式の画像形成装置においては、中間転写ベルト上の残留トナーを除去するために、正極性と負極性の電圧が印加された複数の導電性のブラシローラを併用する構成のクリーニング装置も公知として知られている。ただし、当該ブラシローラだけでは、ブラシローラがトナーで汚れるので当接するフリッカーローラ（トナー回収ローラ）に付着させ、図２に示すように、スクレーパで掻き落とす方式がとられている。

図２は、中間転写ベルト上の残留トナーが除去される過程を説明するための図である。

図２において、ベルト走行方向に対して上流側と下流側に、それぞれ第１のトナー除去ローラであるブラシローラ１ｂ、第２のトナー除去ローラであるブラシローラ２ｂを設け、各々のブラシローラに適応する、極性を異にした電圧が印加されたフリッカローラ１ｆ，２ｆを配備し、スクレーパ１ｓ、２ｓを介してトナーが回収される。

この場合、スクレーパとフリッカーローラとの間に摩擦抵抗が生じるが、トナーが潤滑剤となって摩擦抵抗を軽減させている。摩擦抵抗が大きいと、スクレーパの磨耗は大きくなりフリッカーローラが汚れ、ひいてはブラシローラが汚れてクリーニング不良が生じる問題がある。
特開平５−２８９５９３号公報

しかしながら、図２において、通常画像形成時の残留トナーの大部分が負極性である場合、正規トナー（負極性）と逆極性電圧（正極性）が印加されたブラシローラ１ｂが負極性トナーを除去し、フリッカローラ１ｆに大量のトナーを供給する。したがって、スクレーパ１ｓはトナーが潤滑剤となり磨耗が低減する。一方、少量の正極性トナーを除去する負極性電圧印可のブラシローラ２ｂ側のスクレーパ２ｓの摩擦抵抗は大きく、磨耗により、フリッカローラ２ｆのクリーニングが不十分となり、ひいては、ブラシローラ２ｂの汚れが問題となる。すなわち、フリッカーローラ２ｆが汚れるとブラシローラ２ｂにトナーが滞留し、中間転写ベルトから残留トナーを除去するための適切なクリーニング電界が得られなくなり、クリーニング不良が生じる。

ここで、通常画像形成とは、転写材（用紙）に画像を転写するための画像形成を意味する。また、正規トナーとは、現像器に貯留され、摩擦帯電を受けたトナーを指す。

本発明は、このようなクリーニング不良を回避するために、フリッカーローラ上のトナーを掻き取るスクレーパの磨耗量を軽減できる、複数のブラシローラを配備したクリーニング手段を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。

像担持体上の残留トナーを除去するための、正規トナーと逆極性電圧が印加された第１のトナー除去ローラと、正規トナーと同極性電圧が印加された第２のトナー除去ローラと、前記像担持体の回転方向下流側に配置されたトナー除去ローラに当接するフリッカローラと、当該フリッカローラに当接するスクレーパと、を配備するクリーニング手段を有する画像形成装置において、前記像担持体の回転方向上流側のトナー除去ローラで一旦回収したトナーを、当該上流側のトナー除去ローラから前記像担持体上へ吐き出し、下流側のトナー除去ローラで回収するよう制御可能な摩擦低減モードを有することを特徴とする画像形成装置。

トナー除去量の多いブラシローラから回収されたトナーが、トナー除去量の少ないブラシローラ側のフリッカーローラに供給されるので、スクレーパの磨耗が抑制される。

はじめに、本発明の画像形成装置について図１を基に説明する。

本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により技術範囲が限定されることはない。

図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。

図１において、１０は感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２はデジタル式の画像書き込み装置、１３は現像器、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５は感光体１０のクリーニング用のブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。

画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等を有している。以下、説明の中で各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。

各色毎の画像形成手段１の配置は像担持体である中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。

中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、従動ローラ２４、補助ローラ２９に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写ローラ２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。なお、前記従動ローラ２４は、アルミ地肌のままの導電性アルミローラで、接地されている。

感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。

現像器１３は、正規トナー（実施の形態では負極性）を貯留し、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。

中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。当該中間転写ベルト２０の材質は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトである。

転写ローラ２５には、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する、所謂、一次転写機能を有する。

２６は転写ローラで、アースローラ２２からベルトを介して当接および当接解除可能である。転写ローラ２６とアースローラ２２との圧着状態で形成された、転写領域となるニップ部Ｓで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に再転写する、所謂、二次転写機能を有する。

クリーニング装置２８は、本発明に係わる中間転写ベルト２０のクリーニング手段である。

４０は定着装置で、加熱ローラ４１と圧着ローラ４２を有している。

前記加熱ローラ４１は薄手のアルミから形成された円筒状のもので、内側から所定の温度まで加熱するハロゲンヒータ４７等を有し、その温度は、前記加熱ローラ４１に設置された不図示の接触温度センサにより検出され、制御される。

制御手段である制御部Ｂは、画像形成プロセス制御、定着温度制御、転写材搬送制御、ブラシローラ（フリッカーローラ）への印加電圧制御および回転駆動制御、等を行う。

次に、図１に基づいて通常画像形成プロセスを説明する。

画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Ｙの感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。

感光体１０は電位を付与されたあと、画像書き込み装置１２によってＹの画像データに対応する画像書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記静電潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのトナー像が感光体１０上に形成される。

当該感光体１０上に形成されたＹのトナー像は、Ｙの転写ローラ２５の作用により、中間転写ベルト２０上に一次転写される。

その後、前記感光体１０はクリーニングのブレード１５によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる。以下、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニングプロセスにおいても同様故、説明を省略する。画像書き込み装置１２によってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１０の表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Ｍの現像器１３により感光体１０上にＭのトナー像となり、Ｍの転写ローラ２５において、中間転写ベルト２０上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、前記Ｙのトナー像の上に重ね合わされる。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、Ｃの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされる。次に、すでに形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋのトナー像が、Ｋの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わせトナー像が形成される。

重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト２０は、矢印のように時計方向に送られる。一方、転写材Ｐは、紙カセット７２から紙送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３を経て、タイミングローラ７１へ搬送され一時停止する。その後、転写材とベルト上の重ね合わせトナー像との同期がとられて、前記タイミングローラ７１は転写材をトナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写ローラ２６（中間転写ベルト２０に当接状態にある）のニップ部Ｓに搬送して、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像が用紙Ｐに二次転写される。

その後、中間転写ベルト２０は走行し、クリーニング装置２８でベルト上の残留トナーは、トナー除去ローラであるブラシローラ２８１、２８２によって除去されフリッカーローラ２８３、２８４を介してスクレーパにて掻き落とされ、クリーニング装置２８内に溜められ、搬送スクリュー２８７の回転によって軸方向（図において紙表面から紙裏面方向）に搬送し、不図示の廃棄管を介して貯留箱に溜められる。なお、ブラシローラ、フリッカーローラ、スクレーパ等の詳細については後述する。

前記重ね合わせトナー像が転写された用紙Ｐは、更に定着装置４０へと送られ、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２に挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ８１によって排紙皿８２へ搬送される。

前述したが、図２において、通常画像形成時の残留トナーの大部分は負極性である場合、正規トナー（負極性）と逆極性の電圧（正極性）が印加されるブラシローラ１ｂは大量のトナーを除去し、これらのトナーがフリッカローラ１ｆに供給され、当該トナーを掻き落とすスクレーパ１ｓの潤滑剤となり、スクレーパ１ｓの磨耗が低減する。一方、正規トナーと同極性の電圧が印加されるブラシローラ２ｂ側には、正規トナーと逆極性の少量のトナーがスクレーパ２ｓに供給されるので摩擦抵抗は大きく、スクレーパ２ｓが磨耗し易くなり、クリーニング不良が発生し易くなる。すなわち、ブラシローラ２ｂにトナーが付着すると、中間転写ベルトから残留トナーを除去するための適切なクリーニング電界が得られなくなり、クリーニング不良が生じる。

ここで、スクレーパの摩擦低減モードになると、上記のように残留トナーの大部分が負極性である場合、ベルトの走行方向（残留トナーの搬送方向）に対して上流側にあるブラシローラ１ｂで一旦回収したトナーの極性を反転して、当該ブラシローラ１ｂからベルト上に吐き出し、反転した極性と逆極性電圧が印加される下流側のブラシローラ２ｂで回収するように制御する制御手段によりスクレーパの磨耗を低減することができる。

また、残留トナーの大部分が正極性である場合は、その逆で負極性の電圧が印可されたブラシローラ２ｂ側に大量のトナーが除去され、ブラシローラ１ｂ側には少量のトナーしか供給されずスクレーパ１ｓが磨耗し易くなり、クリーニング不良の原因となる。この場合は、所定のタイミングで画像形成手段にて形成された特定パターンのトナー像（帯）を未転写で、通常画像形成時の印加電圧のブラシローラ１ｂに送れば、ブラシローラ１ｂ側にも潤滑剤としてトナーが供給されるのでスクレーパ１ｓの磨耗が軽減される。

以下、スクレーパの磨耗低減について実施の形態である図３に基づいて詳細説明する。

図３は、図１における中間転写ベルトのクリーニング装置を拡大した図を示す。

図３において、クリーニング装置２８は、不図示の駆動源からの動力を得て矢印方向に回転する、第１のトナー除去ローラである導電性のブラシローラ２８１と、その下流側（ベルト走行方向に対して）の第２のトナー除去ローラである導電性のブラシローラ２８２と、上流側ブラシローラ２８１に当接する正極電圧印加の第１のフリッカーローラ２８３と、下流側のブラシローラ２８２に当接する負極電圧印加の第２のフリッカーローラ２８４と、第１、第２のフリッカーローラに当接する第１、第２のスクレーパ２８５、２８６とを配備している。当該スクレーパで掻き落されたフリッカーローラ上のトナーは、クリーニング装置２８内に貯留され、搬送スクリュー２８７で不図示のトナー回収箱に送られる。

上記構成において、残留トナー大部分が負極性トナーである場合は、図４（図４は、画像間に形成された特定パターとしてのトナー像（帯）を示す図である。）に示すような、所定濃度のトナー像（帯）Ｇを、所定のタイミングで（本実施の形態ではプリント枚数毎）に中間転写ベルト２０上の画像間（紙間）Ｐ等に画像形成手段にて形成し、二次転写領域のニップ部Ｓ（図１参照）では未転写状態（転写ローラ２６は圧着解除状態）にして、当該トナー像Ｇをクリーニング装置２８に送り込む。
［実施例１］
前記トナー像Ｇをクリーニングするときのみ、上流側のブラシローラ２８１への印加電圧（正極性）を通常画像形成モードの残留トナークリーニング時よりも絶対値的に大きくし、一旦回収した負極性の残留トナーの極性を反転して逆極性の正極性にして前記中間転写ベルト２０上に吐き出し、ブラシローラ２８２に移送し、除去する。

通常画像形成モードでは、上流側のブラシローラ２８１には正規トナーの極性と逆極性の電圧が印加され、下流側のブラシローラ２８２には正規トナーと同極性の電圧が印加されているので、負極性のトナーはブラシローラ２８１によって除去される。

また、トナー吐き出し時（トナー像Ｇのクリーニング時）に、フリッカーローラ２８３の回収能力を低下させるためにフリッカーローラ２８３の回転数を通常画像形成時の残留トナークリーニング時よりも小さく（または停止）したり、フリッカーローラ２８３への印加電圧を通常画像の残留トナークリーニング時よりも小さく制御し、フリッカーローラ２８３へトナーの移行を抑制することで、ベルトへの吐き出し効果を向上させることができる。

残留トナーの大部分が正極性トナーの場合は、負極性電圧が印加されたフリッカーローラ２８４側のスクレーパ２８６は問題ないが、正極性電圧が印加されたフリッカーローラ２８３のスクレーパ２８５の磨耗が懸念される。

そこで、上記と同様なトナー像Ｇを所定のタイミング毎に形成しておけば、当該トナー像Ｇ（負極性）をクリーニングする時は通常画像形成時と同じ印加電圧（正極性）で、トナー像Ｇをブラシローラ２８１で除去し、除去されたトナーはフリッカーローラ２８３とスクレーパ２８５との間の潤滑剤の役割を果たすことになる。

図７は、実施例に関するクリーニングプロセスのフローを示す図である。

上記の実施例１について、図７（ａ）のフロー図に従って説明する。

図７（ａ）において、＜ステップＳ１＞で通常画像形成モードが進行している。＜ステップＳ２＞で、プリントカウントが１００枚の倍数か否かがチェックされる。Ｎｏの場合は＜ステップＳ１＞に戻って通常画像形成が継続される。Ｙｅｓの場合は＜ステップＳ３＞で摩擦低減モードに入り、トナー帯であるトナー像Ｇが感光体１０で画像間Ｐ（図４参照）に形成され、中間転写ベルト２０上に転写される。＜ステップＳ４＞でプリントカウントが２００枚の倍数か否かがチェックされる。Ｎｏの場合は＜ステップＳ１＞に戻って通常画像形成が継続される。Ｙｅｓの場合は、正規トナーのトナー像Ｇが未転写でクリーニング装置へ送られ、＜ステップＳ５＞に進み、上流側のフリッカーローラ２８３の印加電圧を変更し（実施例１では、＋１ｋＶから＋２ｋＶへ）、かつフリッカーローラ２８３を無回転にする。＜ステップＳ６＞で、＜ステップＳ５＞でのクリーニング条件でトナー像Ｇを除去した後、通常画像形成モード時の条件に戻す。

したがって、この場合２００枚毎にブラシローラ２８１で正極性に反転したトナーがブラシローラ２８２へ送られフリッカーローラ２８４で回収されるので、通常画像形成時の正、負極性の残留トナー量に関係なく、トナー供給の少ないスクレーパへも潤滑剤としてのトナーが供給されることになる。

また、図６のようなトナー吐き出しの方法も考えられる。

図６は、上流側のフリッカーローラからブラシローラへ印加電圧および両フリッカーローラへの印加電圧の切り替えを説明するための図である。
［実施例２］
図６（ａ）に示すように、通常画像形成モード時に、上流側のフリッカーローラ２８３には正規トナー（負極性）と逆極性の電圧（正極性）を印加し、所定のタイミング毎に未転写の特定パターンであるトナー像（帯）Ｇを形成し、当該トナー像Ｇをクリーニングするときのみ切り替えスイッチＣ１を点線で示す方向に切り替え、フリッカーローラ２８３をフローティングしてブラシローラ２８１へ正極性電圧を直接印加すると、フリッカー２８３で回収されなくなるトナーをブラシローラ２８１で正極性に反転してベルトに吐き出し、下流側のブラシローラ２８２で回収することができる。

実施例２について、図７（ｂ）のフロー図に従って説明する。

図７（ｂ）において、＜ステップＳ１０＞で通常画像形成（モード）が進行している。＜ステップＳ１１＞で、プリントカウントが１００枚の倍数か否かがチェックされる。Ｎｏの場合は＜ステップＳ１＞に戻って通常画像形成が継続される。Ｙｅｓの場合は＜ステップＳ１２＞でトナー像（帯）Ｇが感光体１０で画像間Ｐ（図４参照）に形成され、中間転写ベルト２０上に転写される。＜ステップＳ１３＞でプリントカウントが２００枚の倍数か否かがチェックされる。Ｎｏの場合は＜ステップＳ１０＞に戻って通常画像形成が継続される。Ｙｅｓの場合は、正規トナー（現像器内の負極性トナー）のままの前記トナー像Ｇが未転写でクリーニング装置へ送られ、＜ステップＳ１４＞に進み、上流側のフリッカーローラの２８３への印加電圧を上流側のブラシローラ２８１に変更する。＜ステップＳ１５＞で、＜ステップＳ１４＞でのクリーニング条件でトナー像Ｇを除去した後、通常画像形成時の条件に戻す。

また、実施例３として図６（ｂ）に示すように、所定のタイミング毎に形成されたトナー像Ｇをクリーニングするときのみ、フリッカーローラ２８３とフリッカーローラー２８４とにかかる印加電圧の極性を切り替えスイッチＣ２で切り替える（実線または点線）ことにより、ブラシローラに溜まっていたトナーが負極性のまま吐き出され、下流側のブラシローラ２８２によって回収することもできる。
［実施例３］
図７（ｃ）のフロー図に従って説明する。

図７（ｃ）において、＜ステップＳ２０＞で、通常画像形成（モード）が進行している。＜ステップＳ２１＞で、プリントカウントが１００Ｐの倍数か否かがチェックされる。Ｎｏの場合はステップＳ２０に戻って通常画像形成が継続される。Ｙｅｓの場合は＜ステップＳ２２＞でトナー像（帯）Ｇ（負極性）が感光体１０で画像間ｐ（図４参照）に形成され、中間転写ベルト２０上に転写される。＜ステップＳ２３＞で、ブラシローラ２８１（正極性）によるクリーニングが完了直後にフリッカーローラ２８３とフリッカーローラ２８４との印加電圧を切り替え、ブラシローラ２８１に溜まったトナーを負極性のままベルト２０に吐き出される。＜ステップＳ２４＞で吐き出されたトナーは負極性のまま、クリーニング装置を移動し、＜ステップＳ２４＞でのクリーニング条件でトナーをブラシローラ２８２で除去した後、通常画像形成時のクリーニング条件に戻す。

以上の方法はブラシローラ２８２で回収されるトナー量がもともと少ない場合に、トナーが潤滑剤として有効に働き、スクレーパの摩擦抑制等に特に効果がある。

上記のスクレーパ磨耗防止対策の効果について、実施例と比較例との実験を行った。

・確認実験
実験に使用した画像形成装置は下記のような基本条件の構成とし、各実施例でそれぞれの条件を変更した。

＜装置の基本条件＞
実験機：タンデム方式のカラー画像形成装置（図１参照）
中間転写ベルト：ＰＩ（ポリイミド）製、体積抵抗が１０⁹Ω、表面抵抗が１０¹¹Ω、ベルトテンション３９．２Ｎ
ブラシローラ１：導電性アクリル、線径６ｄ、ベルト走行に対し正回転方向、線速２２０ｍｍ／ｓ
ブラシローラ２：導電性アクリル、線径６ｄ、ベルト走行に対し逆回転方向、線速２２０ｍｍ／ｓ
ブラシのベルトとフリッカローラへの食い込み量１ｍｍ
フリッカーローラ１：ステンレス製、印加電圧：正極性電圧（＋１ｋＶ）
フリッカーローラ２：ステンレス製、印加電圧：負極性電圧（−１ｋＶ）
スクレーパ１、２：ステンレス製、厚さＦ＝０．０５ｍｍ板、自由長Ｌ＝８ｍｍ、フリッカーローラにカウンターで当接、先端変形量１．５ｍｍ（図５参照）
実効角度θ＝３５°（図３参照）
＜実験例１＞（実施例１に対応）
通常画像形成（モード）時の上記基本条件の基で、プリント１００枚毎に、画像幅全域Ｗ×長さＶ（１００ｍｍ）の未転写ベタのトナー像Ｇを作成する。ただし２００枚の倍数時の当該トナー像をクリーニングするときのみ、ブラシローラ２８１（上流側）の印加電圧を＋２ｋＶ、フリッカーローラ２８３を無回転に変更した。これにより、フリッカーローラ２８３により回収されなくなったトナーが正極性に反転して、ベルト２０に吐き出され、下流側のブラシローラ２８２によって除去される。

・確認方法
通常画像形成で５万プリントの画像出力によってクリーニング性能テストを行った。途中、１万プリント毎に下流側のスクレーパの磨耗量ｍ（図５参照）の測定と画像スリ抜けテストを実施した。

スクレーパの磨耗量ｍ（図５参照）は、スクレーパの摺動距離に対して、レーザ顕微鏡で測定した。

摺動距離は、１プリントサイクルで、スクレーパとフリッカーローラとが当接摺動する
長さ（距離）×プリント数から算出した。

図５は、スクレーパの磨耗量を示す断面を示す図である。

画像すり抜け評価は、実機にてカバレッジ（印字率）２０％の原稿を連続１００プリントを出力し、終了時にフリッカーローラ上のトナーすり抜け状況を目視で確認した。

＜実験例２＞（実施例２に対応）
上記の装置の基本条件の基で、１００枚毎に、画像幅全域Ｗ×長さＶ（１００ｍｍ）の未転写ベタのトナー像を作成し、２００枚の倍数毎に当該トナー像のクリーニングするときのみ、上流側のフリッカーローラ２８３への印加電圧を、図６（ａ）に示すように、切り替えスイッチＣ１でブラシローラ２８１軸に切り替えるように制御する。この結果、ブラシローラ２８１に１ｋＶ印加、フリッカーローラ２８３はフローティング状態となる。

これによりフリッカーローラ２８３で回収されなくなったトナーは正極性に反転してベルト上に吐き出され、下流側のブラシローラ２８２によって除去される。

・確認方法
実験例１と同じ
＜実験例３＞（実施例３に対応）
１００枚毎に画像幅全域Ｗ×長さＶ（１００ｍｍ）の未転写ベタのトナー像Ｇを形成する。ブラシローラ２８１によるクリーニング完了直後に、上流側のフリッカーローラ２８３（印加電圧＋１ｋＶ）とフリッカーローラ２８３（印加電圧−１ｋＶ）とを、図６（ｂ）に示すように、切り替えスイッチＣ２で、フリッカーローラ２８３へは−１ｋＶ、フリッカーローラ２８４へは＋１ｋＶに切り替えるように制御する。これによってブラシローラ２８１に溜まっていたトナーが負極性のまま吐き出され、ブラシローラ２８２へ搬送され、除去される。

・確認方法
実験例１と同じ
＜比較例＞
通常画像形成（モード）時の基本条件で、クリーニング条件（印加電圧）を変更することなく５万枚のプリントを行った。

・確認方法
実験例１と同じ
・実験結果
以上の実施例と比較例との実験結果を表１に示す。

ただし、表１におけるクリーニング性の○は合格、×は不合格（目視でトナーすり抜けが見られる）レベルを示す。

表１に示すように、実施例１、２、３では上流側のブラシローラ２８１での回収トナーを潤滑剤として下流側のブラシローラ２８２に送り、スクレーパの磨耗を低減することができ、スクレーパー耐久性が向上し良好なクリーニング性能が得られることが確認できた。

比較例では、プリント枚数４万でクリーニング性能が劣化していることがわかる。

本実施の形態では、現像器に貯留される正規トナーが負極性の場合について説明してきたが、貯留される正規トナーが正極性の場合でも同様に上流側のブラシローラで一旦除去されたトナーを、中間転写ベルト上に吐き出し、下流側のブラシローラで除去することにより下流側のスクレーパ磨耗低減が可能となる。

画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。中間転写ベルト上の残留トナーが除去される過程を説明するための図である。図１における中間転写ベルトのクリーニング装置を拡大した図を示す。画像間に形成されたトナー像を示す図である。スクレーパの磨耗量を示す断面を示す図である。上流側のフリッカーローラからブラシローラへ印加電圧および両フリッカーローラへの印加電圧の切り替えを説明するための図である。実施例に関するクリーニングプロセスのフローを示す図である。

符号の説明

１画像形成手段
１０感光体
１３現像器
２０中間転写ベルト
２１駆動ローラ
２４従動ローラ
２８クリーニング装置
２８１、２８２、１ｂ、２ｂブラシローラ
２８３、２８４、１ｆ、２ｆフリッカーローラ
２８５、２８６、１ｓ、２ｓスクレーパ
Ｇトナー（帯）像
Ｐ画像間（紙間）

Claims

像担持体上の残留トナーを除去するための、正規トナーと逆極性電圧が印加された第１のトナー除去ローラと、正規トナーと同極性電圧が印加された第２のトナー除去ローラと、前記像担持体の回転方向下流側に配置されたトナー除去ローラに当接するフリッカローラと、当該フリッカローラに当接するスクレーパと、を配備するクリーニング手段を有する画像形成装置において、前記像担持体の回転方向上流側のトナー除去ローラで一旦回収したトナーを、当該上流側のトナー除去ローラから前記像担持体上へ吐き出し、下流側のトナー除去ローラで回収するよう制御可能な摩擦低減モードを有することを特徴とする画像形成装置。
所定のタイミングで、特定パターンのトナー像を前記像担持体上に形成する画像形成手段を有し、当該トナー像を未転写で前記クリーニング手段へ搬送することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記上流側のトナー除去ローラで一旦回収した時のトナーの極性と、吐き出し時のトナーの極性とは、互いに逆極性となるよう制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記上流側のトナー除去ローラは当接するフリッカーローラを有し、前記摩擦低減モードにおける当該上流側のトナー除去ローラへの印加電圧の絶対値を、通常画像形成モードにおける前記上流側のトナー除去ローラの印加電圧の絶対値よりも大きく制御する制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記上流側のトナー除去ローラは当接するフリッカーローラを有し、前記摩擦低減モードにおける当該フリッカーローラの回転数を、前記通常画像形成モードにおける当該フリッカーローラの回転数よりも低く制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記上流側のトナー除去ローラは当接するフリッカーローラを有し、前記摩擦低減モードにおける前記上流側のフリッカーローラへの印加電圧の絶対値は、前記通常画像形成モードにおける上流側のフリッカーローラにかかる印下電圧の絶対値よりも低く制御する制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記下流側のトナー除去ローラへの印加電圧の極性を、前記通常画像形成モードと前記トナー吐き出し時とで互いに逆極性となるように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記通常画像形成モードにおいては、上流側のトナー除去ローラに正規トナーの極性と逆極性の電圧を印加し、下流側のトナー除去ローラに正規トナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記像担持体は、中間転写体であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。