JP2008292700A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング性能の低下を招くことなく像担持体上の残留トナーを取り除くことが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像情報に応じて形成されたトナー像が担持される転写ベルト１２５と、この転写ベルト１２５の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを清掃して取り除くベルトクリーニング装置３０とを有するプリンタ１０において、ベルトクリーニング装置３０は、残留トナーと逆極性のバイアスが印加されることにより像担持面から残留トナーを電気的に取り除く主クリーニング部材４０と、この主クリーニング部材４０の直上流側に設けられた、事前に像担持面に当接される補助クリーニング部材５０とを有し、補助クリーニング部材５０は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。
【選択図】図７

Description

本発明は、転写ベルト等の像担持体の像担持面に対向配置され、当該像担持面に残留した残留トナーを清掃して清浄化するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、特許文献１および特許文献２に記載されているような、像担持体としての転写ベルトに残留した残留トナーを取り除いて清浄化するクリーニング装置が設けられた画像形成装置が知られている。

特許文献１に記載のクリーニング装置は、トナーが帯電している静電気と逆の極性のバイアスが印加される回転可能な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周面が転写ベルトの表面と当接するアースされた前処理部材とを備えている。

かかるクリーニング装置によれば、前処理部材は、単にアースされただけの構成であるため、構造が極めて簡単で装置コストの低減化に寄与しつつ、前処理部材によりバイアスが印加されたと同等の作用効果が得られるばかりか、前処理部材とクリーニング部材とが静電気的に互いに干渉し合わないため両者を近接配置することができ、装置のコンパクト化に貢献することができると説明されている（特許文献１の段落〔００１３〕参照）。

これに対し特許文献２に記載のクリーニング装置は、クリーニング部材（特許文献２ではクリーニングユニット）の上流側に、転写ベルト上のトナーの極性を変えることなく電荷量を低減させるトナー電荷量低減手段としてのコロトロンが設けられ、このコロトロンからの逆極性のバイアス印加で残留トナーの電荷量を低減させるようになされている。
特開２００５−２５０４１１号公報 特許第２９５４８１２号公報

ところで、特許文献１および特許文献２のクリーニング装置にあっては、いずれも転写ベルト上の残留トナーの電荷を強制的に変化させてしまうものであるため、この電荷量の強制的な変化が残留トナーのクリーニング処理に対して必ずしも好影響を与えるものであるとは限らず、逆にクリーニング性能を低下させてしまうこともあるという問題点を有している。

本発明は、従来のかかる問題点を解消するためになされたものであり、クリーニング性能の低下を招くことなく像担持体上の残留トナーを取り除くことが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、画像情報に応じて形成されたトナー像が担持される像担持体と、前記像担持体の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを清掃して取り除くクリーニング装置とが備えられ、前記クリーニング装置は、残留トナーと逆極性のバイアスが印加されることにより前記像担持面から残留トナーを電気的に取り除く主クリーニング部材と、前記主クリーニング部材に対し前記像担持面の移動方向の直上流側に設けられ、前記像担持面に当接される補助クリーニング部材とを有し、前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、主クリーニング部材の上流側に設けられた補助クリーニング部材は、当該補助クリーニング部材に強制的にバイアスを印加する課電系統および当該クリーニング部材に強制的にアース処理を施すアース系統から電気的に切り離された、いわゆるフローティング状態とされているため、像担持体上に残留した残留トナーは、電気的に変化がなく、かつ、補助クリーニング部材との摺接により像担持体から浮き上がって取り除かれ易くなった状態で主クリーニング部材へ向かわされるため、主クリーニング部材によるバイアスにより効果的に取り除かれる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補助クリーニング部材は、前記像担持面を清拭するブラシを備えていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、像担持体の表面に付着した残留トナーは、クリーニング部材のブラシに清拭されることにより像担持体の表面から効果的に浮かされる。

請求項３記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記ブラシは、所定の絶縁材を介して金属製支持部材に取り付けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、ブラシは、絶縁体を介して金属製支持部材に取り付けられていることにより電気的に確実にフローティング状態になる。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記ブラシは、前記像担持面に担持されているトナー像の帯電極性と同一の極性に帯電する材料により形成されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、ブラシが像担持体と摺接することにより当該ブラシに静電気が帯電しても、この静電気は残留トナーと同一の極性になるため、残留トナーが像担持体からブラシに移ることが確実に防止され、これによってブラシの内部に残留トナーが溜まって清掃能力が低下することが防止される。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面に当接されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、クリーニング部材を付勢部材の付勢力等により強制的に像担持体に当接させる必要がなくなり、その分、クリーニング部材の部品点数の削減および構造の簡素化に貢献する。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、像担持体として転写ベルトを採用することにより、当該転写ベルトを異なる色のトナーを使用する複数の感光体ドラムに対応させることが可能になり、これによって画像形成装置をカラー印刷用のものにすることができる。

そして、転写ベルトは、駆動開始時や駆動終了時等において、力の加わり方が急激に変化することでテンションベルトが揺動し、これによって周回方向と直交する方向に振動することがあるが、特に補助クリーニング部材をその自重で転写ベルトに当接させるようにしておくことにより、補助クリーニング部材は、転写ベルトに対する当接力を大きく変えない状態で当該転写ベルトの振動に容易に追随することができ、転写ベルトの表面に常に適正な清浄化処理を施す上で有効である。

本発明に係る画像形成装置によれば、像担持体の表面に付着した残留トナーを効果的に取り除くべく、主クリーニング部材の上流側に設けられた補助クリーニング部材は、課電系統やアース系統等の電気系統から切り離されたフローティング状態とされているため、像担持体上に残留した残留トナーは、電気的に著しい変化がない状態で補助クリーニング部材との摺接により像担持体から取り除かれ易くなった状態になるとともに、主クリーニング部材での電気的な吸着除去に適した極性を維持したままの状態（ときには補助クリーニング部材との摺接により積極的に主クリーニング部材での電気的な吸着除去に適した極性に変化させられた状態）となり、この状態で主クリーニング部材へ向かわされるため、当該残留トナーを主クリーニング部材においてバイアスによって確実に取り除くことができる。

従って、本発明は、装置コストの高騰を抑えつつ像担持体上に残留トナーが存在しないようにクリーニングする上で極めて有効である。

まず、本発明に係るベルト用クリーニング装置が適用されたプリンタの内部構造の概要について図１を基に説明する。図１は、プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。図１に示すように、本実施形態のプリンタ（画像形成装置）１０は、箱形を呈した装置本体１１内にコンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４とが内装されているとともに、当該装置本体１１の上部に定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が形成されることによって基本構成されている。

前記装置本体１１の上面適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の電源キーやスタートボタン、さらには出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右方）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナー（現像剤）を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。

そして、前記各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものである。そして、各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受ける。各現像装置１２２には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給される。

なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。そして、トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置１２２に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置１２２内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２３がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。このような静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

各感光体ドラム１２１の上方位置には、往ベルト（感光体ドラム１２１に当接している側のベルト）が当該各感光体ドラム１２１に当接するように、図１における左側の駆動ローラ１２５ａと同右側の従動ローラ１２５ｂとの間に張設された転写ベルト（像担持体）１２５が設けられている。この転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。

また、本実施形態においては、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間であって、従動ローラ１２５ｂ側へ寄った位置にテンションローラ１２５ｃが設けられている。このテンションローラ１２５ｃは、転写ベルト１２５に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方へ向かって付勢されている。従って、転写ベルト１２５の上方側の復ベルト（感光体ドラム１２１に当接せずにテンションローラ１２５ｃに当接している側のベルト）は、このテンションローラ１２５ｃにより上方へ押し上げられ、これによって当該テンションローラ１２５ｃの部分が山頂になった山形形状とされている。

そして、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックトナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。

また、各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置１２７が設けられている。ドラムクリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かうことになる。

ドラムクリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。

画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙Ｐがこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送される。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられている。そして、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐは、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持され、これによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写される。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、図１における左方でこの加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、この定着ローラ１３２および前記加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、この定着ベルト１３３を介して前記定着ローラ４０と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えている。

そして、前記転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３との間のニップ部を通過することにより転写ベルト１２５のトナー像が転写された状態で定着部１３へ供給された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施される。

定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出されることになる。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを備えている。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束が貯留される。

前記手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものであり、普段は装置本体１１の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。

前記用紙トレイ１４２は、上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。かかる用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端（図１における左端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出される。そして、用紙トレイ１４２から１枚ずつ繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれることになる。

本発明においては、二次転写（転写ベルト１２５の往ベルト上のカラー画像が駆動ローラ１２５ａの位置における転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とのニップ部で用紙Ｐに転写されること）が行われた後の転写ベルト１２５の復ベルト上に残留している残留トナーを取り除いて清浄化するための、本発明に係るベルトクリーニング装置３０が、前記従動ローラ１２５ｂに対応した位置（図１参照）に設けられている。

そして、本実施形態においては、駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃと、これら各ローラに掛け回された状態の転写ベルト１２５と、前記各転写ローラ１２６と、前記ベルトクリーニング装置３０とが装着されてユニット化された二次転写ユニット２０が採用されている。

以下、図２および図３を基に二次転写ユニット２０について説明する。図２および図３は、二次転写ユニット２０の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、ベルトクリーニング装置３０がユニットフレーム２１から取り外された状態、図３は、ベルトクリーニング装置３０がユニットフレーム２１に装着された状態をそれぞれ示している。なお、図２においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

図２および図３に示すように、二次転写ユニット２０は、ユニットフレーム２１に駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃを介して転写ベルト１２５が装着されるとともに、ベルトクリーニング装置３０が装着されることによって形成されている。

前記ユニットフレーム２１は、左右方向に長尺の前方フレーム２１１と、後方でこの前方フレーム２１１と対向配置された略同一形状の後方フレーム２１２と、これら前後のフレーム２１１，２１２の左方上縁部間に架設された架設フレーム２１３とを備えている。前方フレーム２１１および後方フレーム２１２は、装置本体１１内で画像形成部１２を左右方向に横断し得るように長さ寸法が設定されているとともに、架設フレーム２１３は、前後方向の長さ寸法が転写ベルト１２５のベルト幅より若干長めに設定されている。

架設フレーム２１３の直下位置における前後のフレーム２１１，２１２間には、軸心回りに回転可能に駆動ローラ軸２２が架設されている。前記駆動ローラ１２５ａは、この駆動ローラ軸２２に同心で一体回転可能に外嵌されている。また、前後のフレーム２１１，２１２の右端位置には従動軸２３が架設されている。前記従動ローラ１２５ｂは、同心でこの従動軸２３回りに回転可能に外嵌されている。

さらに、従動軸２３より若干左方位置には、前後のフレーム２１１，２１２間に架設されたテンションローラ軸２４が設けられている。前記テンションローラ１２５ｃは、このテンションローラ軸２４回りに同心で回転可能に外嵌されている。前記転写ベルト１２５は、このような駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃに掛け回されている。

前記駆動ローラ軸２２の後端部には同心で一体回転可能に駆動ギヤ２２１が取り付けられている。そして、図略の駆動モータの駆動力がこの駆動ギヤ２２１を介して駆動ローラ軸２２に伝達され、これによる駆動ローラ１２５ａの駆動回転によって転写ベルト１２５が前方（−Ｙ方向）から見て時計方向に向け周回する。

前記ベルトクリーニング装置３０は、このような二次転写ユニット２０における前後のフレーム２１１，２１２の右端部間に装着されている。以下、ベルトクリーニング装置３０について、図４〜図７を基に詳細に説明する。図４は、ベルトクリーニング装置３０の分解斜視図であり、図５および図６は、その組み立て斜視図である。そして、図５は、補助クリーニング部材５０が閉止姿勢に姿勢設定された状態、図６は、補助クリーニング部材５０が開放姿勢に姿勢設定された状態をそれぞれ示している。また、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。なお、図４〜図７におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。

まず、図４に示すように、ベルトクリーニング装置３０は、前記ユニットフレーム２１に装着されるケーシング３１に、転写ベルト１２５の表面の残留トナーを電気的に取り除く主クリーニング部材４０と、この主クリーニング部材４０に対して転写ベルト１２５の周回方向の直上流側に位置設定された補助クリーニング部材５０とが取り付けられることにより構成されている。

前記ケーシング３１は、前板３２と、後方でこの前板３２と対向配置された後板３３と、これら前後板３２，３３の下縁部間に架設された底板３４と、前後板３２，３３の右縁部間に架設された右方板３５と、天板３６とを備え、左方が開放状態とされている。かかるケーシング３１は、前板３２の内面側を前方フレーム２１１の右端の外面側に当接させるとともに、後板３３の外面側を後方フレーム２１２の右端の内面側に当接させた状態でねじ止めされることによりユニットフレーム２１に固定される。

前記主クリーニング部材４０は、周面が転写ベルト１２５の表面に当接されるファーブラシ４１と、周面がこのファーブラシ４１の周面に当接される回収ローラ４２と、この回収ローラ４２の周面に回収された残留トナーを掻き落とすブレード４３とを備えている。

前記ファーブラシ４１は、ブラシ軸４１１と、このブラシ軸４１１に一体回転可能に外嵌されるファーブラシ本体４１２とを備えている。ファーブラシ本体４１２は、ブラシ軸４１１が嵌入される合成樹脂製の筒体の周面に一様にブラシ毛が植設されることによって形成されている。かかるファーブラシ４１は、前後板３２，３３間の左方下部の定位置に配置された状態で前後板３２，３３を貫通するブラシ軸４１１がファーブラシ本体４１２に差し通されることによりケーシング３１に装着されている。

本実施形態においては、ファーブラシ本体４１２は、外径寸法が１７ｍｍに設定されている。かかるファーブラシ本体４１２のブラシ毛は、繊度が６デニールのポリアミド製のものが採用されている。各ブラシ毛は、長さ寸法が４．５ｍｍに設定され、ニップ寸法が１ｍｍに設定された状態で転写ベルト１２５の表面に当接されている。また、ブラシ密度は、１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２に設定されている。因みに、ファーブラシ本体４１２の電気的な抵抗値は１×１０^１１．５Ωである。このようなブラシ毛には、電源装置６０（図７）から−２０μＡのバイアス電流が印加され、これによる電気的付着力でプラスに帯電している転写ベルト１２５上の残留トナーは、転写ベルト１２５からファーブラシ本体４１２へ移行する。

前記回収ローラ４２は、回収ローラ軸４２１と、この回収ローラ軸４２１に同心で一体回転可能に外嵌される、ゴムや軟質の合成樹脂などのエラストマー製の回収ローラ本体４２２とを備えている。かかる回収ローラ４２は、前後板３２，３３間における前記ファーブラシ４１より右斜め上の位置に回収ローラ軸４２１が差し通された状態でケーシング３１に装着されている。そして、回収ローラ４２がケーシング３１に装着された状態で、その周面が前記ファーブラシ４１のファーブラシ本体４１２と干渉するように当該回収ローラ４２の設置位置が設定されている。

前記ブラシ軸４１１には、当該ブラシ軸４１１がケーシング３１に装着された状態で、その前端部にブラシ軸側ギヤ４１３が同心で一体回転可能に外嵌されているとともに、前記回収ローラ軸４２１には、当該回収ローラ軸４２１がケーシング３１に装着された状態で、その前端部に回収ローラ軸側ギヤ４２３が同心で一体回転可能に外嵌されている。これら各ギヤ４１２，４２２は、互いに噛合するように径寸法が設定されている。

そして、本実施形態においては、ブラシ軸側ギヤ４１３に図略の駆動モータの駆動力が伝達され、これによるブラシ軸側ギヤ４１３の回転でファーブラシ４１がブラシ軸４１１回りに一体回転する。また、回収ローラ４２は、ブラシ軸側ギヤ４１３に噛合している回収ローラ軸側ギヤ４２３の回転により回収ローラ軸４２１回りにファーブラシ４１と反対方向に向けて回転する。

前記ブレード４３は、ファーブラシ４１のブラシ毛から回収ローラ４２の周面に移された残留トナーを掻き落とすためのものである。かかるブレード４３は、ケーシング３１の天板３６の左縁部から左方に向かって先下がりに傾斜した状態で延設された傾斜板３６１にネジ止めで固定され、これによって、図７に示すように、下縁部が回収ローラ本体４２２の周面に当接されている。従って、回収ローラ４２が回収ローラ軸４２１回りに反時計方向に向けて回転することにより、回収ローラ本体４２２の周面に付着していた残留トナーは、ブレード４３により掻き取られてケーシング３１の回収トナー貯留空間３１０に回収されることになる。

前記補助クリーニング部材５０は、主クリーニング部材４０に先立って転写ベルト１２５の表面を清拭処理するものである。この清拭処理で転写ベルト１２５の表面に付着している残留トナーを当該転写ベルト１２５から浮き上がらせるようにし、これによって主クリーニング部材４０は、残留トナーの転写ベルト１２５からの取り除き処理をより効果的に行うことができる。

かかる補助クリーニング部材５０は、前記ケーシング３１の上面に回動可能に装着される梯子状フレーム５１と、この梯子状フレーム５１に固定されるブラシ支持金具（金属製支持部材）５２と、このブラシ支持金具５２に装着されるバーブラシ５３とを備えている。

前記梯子状フレーム５１は、前後方向に延びる円柱状フレーム５１１と、左方でこの円柱状フレーム５１１に対向するように配設された前後方向に延びる角材状フレーム５１２と、これら円柱状フレーム５１１および角材状フレーム５１２間に所定ピッチで架設された左右方向に延びる複数枚の架設板５１３とを備えている。架設板５１３の長さ寸法（左右寸法）は、前後板３２，３３の左右寸法より若干短めに設定されている。かかる架設板５１３は、本実施形態においては合計１０枚が採用されているが、１０枚であることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜の枚数にすることができる。

前記円柱状フレーム５１１は、長さ寸法がケーシング３１の前後板３２，３３間の外寸法と略同一に設定されているのに対し、前記角材状フレーム５１２は、長さ寸法が前後板３２，３３間の内寸法より僅かに短めに設定されている。これにより、複数枚の架設板５１３を介して円柱状フレーム５１１と角材状フレーム５１２とが互いに連結された状態で、円柱状フレーム５１１の両端部が端の架設板５１３からそれぞれ外方に向かって突出した状態になっている。

一方、前記前板３２および後板３３には、これらの右端上縁面から下方に向けて凹設されることにより形成された、前記円柱状フレーム５１１の両端部を嵌め込むための嵌込み溝３２１，３３１が設けられている。そして、円柱状フレーム５１１の両端部をそれぞれ対応した嵌込み溝３２１，３３１に嵌め込むことにより、梯子状フレーム５１は、円柱状フレーム５１１回りに一体回転することができる。

前記ブラシ支持金具５２は、前後方向に長尺の支持板５２１と、この支持板５２１の右縁部から全長に亘って上方へ曲げられることによって形成された縁堰条５２２と、この縁堰条５２２の前後方向における対象位置から突設された前後一対のブラケット５２３と、これら一対のブラケット５２３間において縁堰条５２２から右方へ向かって延設された延設板５２４とを備えている。

前記各ブラケット５２３は、それぞれ端から４枚目の架設板５１３に対応した位置に固定されている。かかるブラケット５２３は、−Ｙ方向から見た正面視で直角に折れ曲がった鈎形に形成され、縁堰条５２２から外方に向かって突設された突設片５２３ａと、この突設片５２３ａの先端縁から右方に向かって折り曲げられて状態の折曲げ片５２３ｂとからなっている。各折曲げ片５２３ｂにはそれぞれ貫通孔５２３ｃが貫設されている。

一方、梯子状フレーム５１には、前端から４枚目および後端から４枚目の各架設板５１３の左端位置から上方に向かって突設された円柱体５１３ａが設けられている。そして、これら一対の円柱体５１３ａの上面には、前記ブラケット５２３の貫通孔５２３ｃに対応したネジ孔５１３ｂが螺設されている。従って、各ブラケット５２３の折曲げ片５２３ｂを対応した円柱体５１３ａ上に載置した状態で、貫通孔５２３ｃに所定のビスを差し通し、ネジ孔５１３ｂに螺着して締結することにより、ブラシ支持金具５２が、図５に示すように、梯子状フレーム５１に装着された状態になる。

かかるブラシ支持金具５２は、補助クリーニング部材５０がケーシング３１に装着された状態で、当該ブラシ支持金具５２の左端部が転写ベルト１２５の復ベルト上であって、従動ローラ１２５ｂとテンションローラ１２５ｃとの間の所定の位置と対向し得るように寸法設定されている。

そして、この状態でブラシ支持金具５２の延設板５２４は、中央の２枚の架設板５１３の上縁面に当接され、これによってブラシ支持金具５２が突設片５２３ａの上端を支点として正面視で時計方向に向けて回動するのが防止される。

前記バーブラシ５３は、合成樹脂製の基礎シート５３１の下面側に多数のブラシ毛５３２が植設されることによって形成されている。基礎シート５３１は、前後方向の長さ寸法が前記支持板５２１のそれと同一に設定されているとともに、左右幅寸法が支持板５２１のそれの略半分に設定されている。かかるバーブラシ５３は、本実施形態においては、表裏面に粘着剤層が形成されてなる、いわゆる両面テープ（絶縁材）５４を介して支持板５２１の下面の左半分側に取り付けられる。

前記バーブラシ５３は、本実施形態においては、平面視の左右幅寸法が１５ｍｍで前後方向の長さ寸法が３１０ｍｍに設定されている。また、前記ブラシ毛５３２は、本実施形態においては、緯度が６デニールのポリアミド製のものが採用されている。ブラシ毛５３２の長さは、４．５ｍｍに設定され、ブラシ密度は、１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２に設定されている。因みに、バーブラシ５３の電気的な抵抗値は１×１０^１１．５Ωである。また、本実施形態においては、補助クリーニング部材５０は、その総重量が２８０ｇに設定されている。

このように構成された補助クリーニング部材５０は、円柱状フレーム５１１の両端部がケーシング３１の前後板３２，３３の各嵌込み溝３２１，３３１に嵌め込まれることにより、図５に示すように、ケーシング３１に装着された状態になる。そして、補助クリーニング部材５０がケーシング３１に装着され、かつ、図５に示すように、閉止姿勢に姿勢設定された状態では、バーブラシ５３のブラシ毛５３２は、従動ローラ１２５ｂの直ぐ左側の転写ベルト１２５の復ベルト上に当接される。

従って、補助クリーニング部材５０が閉止姿勢に姿勢設定された状態において、当該補助クリーニング部材５０を円柱状フレーム５１１回りに時計方向に回動させると、補助クリーニング部材５０は、図６に示すように、開放姿勢に姿勢変更され、これによりケーシング３１内部のファーブラシ４１や回収ローラ４２等が外部に露出される。この状態で、必要に応じ、所定のメンテナンス作業が実行される。

そして、本発明においては、バーブラシ５３は、電気的にフローティング状態とされ、当該バーブラシ５３に電圧が印加されることがないばかりか、バーブラシ５３がアースされることもない。このようにされるのは、以下の理由による。

すなわち、転写ベルト１２５の表面に形成されているトナー像は、通常、＋２０〜＋３０μｃ／ｇに帯電されており、この値の帯電量であれば、主クリーニング部材４０において逆極性の電荷を付与することで転写ベルト１２５上のトナーが電気的に転写ベルト１２５から容易に引き剥がされるのであるが、転写ベルト１２５上のトナー像は、第２転写ローラ１１３と対向したとき、当該第２転写ローラ１１３から逆極性の電荷を受け、これによって電気的に逆極性へ向かわされてしまうため、結果として第２転写ローラ１１３を通過して転写ベルト１２５上に残留している残留トナーは、略＋５μｃ／ｇ程度になる。

そして、＋５ｃ／ｇ程度の低い帯電量の残留トナーを対象として補助クリーニング部材５０により逆極性のマイナスの電圧を印加したり、アースしたりすると、結果として残留トナーは、過剰に対応して極めて低い帯電状態あるいはマイナスの帯電状態になってしまう。従って、この状態で転写ベルト１２５の周回によりファーブラシ４１に到達した残留トナーは、ファーブラシ４１が当該残留トナーとは逆極性のマイナスのバイアスが印加されているにも拘わらず（あるいはマイナスのバイアスが印加されていることにより）、当該残留トナーを効果的に吸引除去することができなくなるのである。

因みに、バーブラシ５３の帯電状態をアースすると、＋５μｃ／ｇであった残留トナーの帯電量は、＋０．５μｃ／ｇにまで低下することが実験的に確かめられている。

かかる不都合を解消させるべく、本発明においては、バーブラシ５３は、電気的にフローティング状態とされているのである。従って、転写ベルト１２５の周回でバーブラシ５３に到達した転写ベルト１２５上の残留トナーは、バーブラシ５３のブラシ毛５３２により解されて転写ベルト１２５の表面から浮き上がった状態にされるが、逆極性のバイアスが印加されたり、アースされたりしていない。従って、バーブラシ５３を通過した残留トナーは、単に機械的に転写ベルト１２５から剥がされた状態になっているだけで電気的な特性に変化がなく、バーブラシ５３の直下流側においてそれと逆極性のバイアスが印加されたファーブラシ４１により電気的に吸引除去されることになる。

また、ブラシ毛５３２の材質として適切なものを採用すれば、当該ブラシ毛５３２と残留トナーとの摺接により当該残留トナーをプラスに帯電させることが可能である。従って、この場合には、ブラシ毛５３２に到達する残留トナーがプラスの低い帯電量になっていたり、逆にマイナスに帯電していたりしても、ブラシ毛５３２との摺接によりプラスに帯電した状態で主クリーニング部材４０のマイナスに帯電したファーブラシ４１に到達するため、残留トナーは転写ベルト１２５上から確実に取り除かれることになる。

そして、ブラシ軸４１１回りに回転しているファーブラシ４１のブラシ毛に付着した残留トナーは、周面がファーブラシ４１のブラシ毛に当接しながら回転している回収ローラ４２の周面に移される。この回収ローラ４２の周面に付着した残留トナーは、当該回収ローラ４２の回転に応じてブレード４３により掻き取られ、回収トナー貯留空間３１０内に回収される。

また、特に本実施形態においては、バーブラシ５３のブラシ毛５３２は、ポリアミド製のものが採用されている。そして、ポリアミド製のブラシ毛５３２は、所定の相手方（本実施形態の場合は転写ベルト１２５）と摺接することによりプラスに帯電するため、ブラシ毛５３２により機械的に掻き取られた転写ベルト１２５上のプラスに帯電している残留トナーは、ブラシ毛５３２から排斥され、これによって取り除かれた残留トナーがブラシ毛５３２に捕捉されることが防止される。

従って、残留トナーがバーブラシ５３に保持されたままの状態になることが回避されるため、バーブラシ５３を長期間に亘って取り換えることなく使用することが可能になり、メンテナンス性を向上させることができる。

以上詳述したように、本実施形態に係るプリンタ１０は、画像情報に応じて形成されたトナー像が担持される転写ベルト１２５と、この転写ベルト１２５の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを清掃して取り除くベルトクリーニング装置３０とを有し、ベルトクリーニング装置３０は、残留トナーと逆極性のバイアスが印加されることにより像担持面から残留トナーを電気的に取り除く主クリーニング部材４０と、この主クリーニング部材４０の直上流側に設けられた、事前に像担持面に当接される補助クリーニング部材５０とを有し、補助クリーニング部材５０は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。

かかる構成によれば、転写ベルト１２５上に残留した残留トナーは、アースされたり逆極性のバイアスが印加されたりすることがないため、電気的に変化がない安定した状態で補助クリーニング部材５０との摺接により転写ベルト１２５から浮き上がって取り除かれ易くなり、主クリーニング部材４０へ向かわされる。そして、主クリーニング部材４０へ向かった残留トナーは、当該主クリーニング部材４０において残留トナーと逆極性のバイアスにより効果的に取り除かれる。

このように、補助クリーニング部材５０を電気的にフローティング状態とすることにより、補助クリーニング部材５０による転写ベルト１２５表面からの単純な機械的掻き起こし作用と、主クリーニング部材４０による電気的な吸引作用との協働により、転写ベルト１２５の表面に残留した残留トナーを効果的に取り除くことができる。

また、補助クリーニング部材５０は、像担持面を清拭するバーブラシ５３を備えているため、転写ベルト１２５の表面に付着した残留トナーは、補助クリーニング部材５０のバーブラシ５３による清拭で転写ベルト１２５の表面から効果的に浮かされる。

また、バーブラシ５３は、絶縁材としての両面テープ５４を介してブラシ支持金具５２に取り付けられているため、バーブラシ５３を電気的に確実にフローティング状態にすることができる。

さらに、バーブラシ５３は、像担持面に担持されているトナー像の帯電極性と同一の極性に帯電する材料であるポリアミドが採用されているため、バーブラシ５３が転写ベルト１２５と摺接することにより当該バーブラシ５３に静電気が帯電しても、この静電気は残留トナーと同一の極性になり、残留トナーが転写ベルト１２５からバーブラシ５３に移ることが確実に防止され、これによってバーブラシ５３が残留トナーで汚染され、清掃能力が低下することを防止することができる。

加えて、補助クリーニング部材５０は、自重で像担持面に当接されているため、クリーニング部材を付勢部材の付勢力等により強制的に転写ベルト１２５に当接させる必要がなくなり、その分、クリーニング部材の部品点数の削減および構造の簡素化に貢献することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、二次転写ユニット２０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるもの出はなく、複写機であってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、像担持体として転写ベルト１２５を例に挙げて説明したが、像担持体が転写ベルト１２５であることに限定されるものではなく、感光体ドラムであってもよい。

（３）上記の実施形態において、ケーシング３１の回収トナー貯留空間３１０内にスパイラルフィーダ等の搬送手段を設け、この搬送手段の駆動で回収トナー貯留空間３１０内に溜まった回収トナーを所定の廃トナー用のホッパーに運び込ませるようにしてもよい。

プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。 二次転写ユニットの一実施形態を示す斜視図であり、ベルトクリーニング装置がユニットフレームから取り外された状態を示している。 図２に示す二次転写ユニットにおいてベルトクリーニング装置がユニットフレームに装着された状態を示す斜視図である。 ベルトクリーニング装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図４に示すベルトクリーニング装置において、バーブラシが閉止姿勢に姿勢設定された状態を示す斜視図である。 図４に示すベルトクリーニング装置において、バーブラシが開放姿勢に姿勢設定された状態を示す斜視図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１１ 装置本体 １１１ 用紙搬送路
１１２ 搬送ローラ対 １１３ 転写ローラ
１１４ 排紙搬送路 １２ 画像形成部
１２Ｃ シアン用ユニット １２Ｋ ブラック用ユニット
１２Ｍ マゼンタ用ユニット １２Ｙ イエロー用ユニット
１２１ 感光体ドラム １２２ 現像装置
１２３ 帯電装置 １２４ 露光装置
１２５ 転写ベルト（像担持体）
１２５ａ 駆動ローラ １２５ｂ 従動ローラ
１２５ｃ テンションローラ １２６ 転写ローラ
１２７ ドラムクリーニング装置
１３ 定着部 １３１ 加熱ローラ
１３２ 定着ローラ １３３ 定着ベルト
１３４ 加圧ローラ １４ 用紙貯留部
１４１ 手差しトレイ １４２ 用紙トレイ
１４３ ピックアップローラ １５ 用紙排出部
１５１ 排紙トレイ ２０ 二次転写ユニット
２１ ユニットフレーム ２１１ 前方フレーム
２１２ 後方フレーム ２１３ 架設フレーム
２２ 駆動ローラ軸 ２２１ 駆動ギヤ
２３ 従動軸 ２４ テンションローラ軸
３０ ベルトクリーニング装置
３１ ケーシング ３１０ 回収トナー貯留空間
３２ 前板 ３２１ 嵌込み溝
３３ 後板 ３３１ 嵌込み溝
３４ 底板 ３５ 右方板
３６ 天板 ３６１ 傾斜板
４０ 主クリーニング部材 ４１ ファーブラシ
４１１ ブラシ軸 ４１２ ファーブラシ本体
４１３ ブラシ軸側ギヤ ４２ 回収ローラ
４２１ 回収ローラ軸 ４２２ 回収ローラ本体
４２３ 回収ローラ軸側ギヤ ４３ ブレード
５０ 補助クリーニング部材 ５１ 梯子状フレーム
５１１ 円柱状フレーム ５１２ 角材状フレーム
５１３ 架設板 ５１３ａ 円柱体
５１３ｂ ネジ孔 ５２ ブラシ支持金具（金属製支持部材）
５２１ 支持板 ５２２ 縁堰条
５２３ ブラケット ５２３ａ 突設片
５２３ｂ 片 ５２３ｃ 貫通孔
５２４ 延設板 ５３ バーブラシ
５３１ 基礎シート ５３２ ブラシ毛
５４ 両面テープ（絶縁材） ７０ 電源装置
Ｐ 用紙 Ｐ１ 用紙束

Claims (6)

1. 画像情報に応じて形成されたトナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを清掃して取り除くクリーニング装置とが備えられ、
   前記クリーニング装置は、残留トナーと逆極性のバイアスが印加されることにより前記像担持面から残留トナーを電気的に取り除く主クリーニング部材と、
   前記主クリーニング部材に対し前記像担持面の移動方向の直上流側に設けられ、前記像担持面に当接される補助クリーニング部材とを有し、
   前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補助クリーニング部材は、前記像担持面を清拭するブラシを備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ブラシは、所定の絶縁材を介して金属製支持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
4. 前記ブラシは、前記像担持面に担持されているトナー像の帯電極性と同一の極性に帯電する材料により形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面に当接されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。

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