JP2013057749A - クリーニング装置、画像形成装置およびクリーニング装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト上で固着やフィルミングが発生することを確実に防止できるクリーニング装置の提供。
【解決手段】クリーニング装置４０は、回転体３２上の極性を有する残留物を除去し、回転体３２から離間可能に構成されるクリーニングブラシ４１ａ，４２ａと、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａに当接して回転することにより、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａから残留物を除去し、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａと共に離間可能に、各クリーニングブラシ４１ａ，４２ａと組で構成される回収ローラー４１ｂ，４２ｂと、回収ローラー４１ｂ，４２ｂに電圧を印加する電圧調整手段４５，４６と、を備え、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａおよび回収ローラー４１ｂ，４２ｂの組が回転体３２から離間している間、電圧調整手段４５，４６は、回収ローラー４１ｂ，４２ｂに印加していた電圧の極性を逆転する。
【選択図】図２

Description

本発明は、クリーニング装置、画像形成装置およびクリーニング装置の制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、記録媒体上にトナー画像を２次転写するために中間転写ベルトや２次転写ベルトを備える。中間転写ベルトや２次転写ベルト上に付着した未転写トナーや紙粉等の残留付着物を除去するために、クリーニングブラシおよび回収ローラーが使用される。クリーニングブラシは、中間転写ベルトまたは２次転写ベルトに当接して回転することにより、ベルト表面上から残留付着物を拾い上げて除去する。回収ローラーは、クリーニングブラシに当接して回転することにより、クリーニングブラシに蓄積した残留付着物を除去する。

しかし、クリーニングブラシまたは回収ローラーでは、残留物を完全に除去することができない。いくらかの残留物は、クリーニングブラシ中や中間転写ベルト等の転写ベルト上から除去されずに滞留する。クリーニングブラシ中や転写ベルト上に滞留する残留物を除去するために、バイアス電圧を利用することが知られている。クリーニングブラシまたは回収ローラーにバイアス電圧を印加することによって、正極または負極に帯電した残留物は、逆極性に印加されたクリーニングブラシおよび回収ローラーに引き寄せられ、残留物はより効率的に除去される。

これに関連する技術として、クリーニングブラシおよび回収ローラーにそれぞれ印加される電圧の極性を逆転する技術がある（たとえば、特許文献１）。この技術によれば、一定期間毎に印加するバイアス電圧の極性を逆転することによって、感光体ドラム上にある両極性の残留トナーを、１組のクリーニングブラシおよび回収ローラーだけで回収できる。

また、バイアス電圧を使用する他の技術として、クリーニングブラシに通常クリーニング時とは逆極性の電圧を印加する技術がある（たとえば、特許文献２）。通常クリーニング時とは逆極性のバイアス電圧をクリーニングブラシに印加することにより、クリーニングブラシに残っている残留トナーを中間転写ベルトに逆に移動させる。すなわち、残留トナーを中間転写体から除去する通常のクリーニングとは反対に、中間転写体に一度トナーを吐き出させ、感光体ドラムのクリーニング機構を使って残留トナーを回収する。

しかしながら、上記特許文献１および２に記載の技術では、クリーニングブラシが常時感光体ドラムまたは中間転写体に当接したままである。したがって、逆極性のバイアス電圧を使用したとしても、クリーニングブラシに滞留した残留トナーが感光体ドラムまたは中間転写体上に再付着する可能性がある。その場合、感光体ドラムまたは中間転写体上の残留トナーによる固着やフィルミングが発生し、画像不良の原因となってしまう。

特開平５−１０７９８８号公報 特開２００２−７２６９７号公報

本発明は、上記課題に基づいてなされたものであり、クリーニングブラシに滞留した残留物が転写ベルトに再付着して、転写ベルト上で固着やフィルミングが発生することを確実に防止できるクリーニング装置、画像形成装置およびクリーニング装置の制御方法を提供する。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）回転駆動される回転体に当接して回転することにより、当該回転体上の極性を有する残留物を除去し、当該回転体から離間可能に構成されるクリーニングブラシと、前記クリーニングブラシに当接して回転することにより、前記クリーニングブラシから前記残留物を除去し、前記クリーニングブラシと共に離間可能に、前記クリーニングブラシと組で構成される回収ローラーと、前記回収ローラーに電圧を印加する電圧調整手段と、を備え、前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が前記回転体から離間している間、前記電圧調整手段は、前記回収ローラーに印加していた電圧の極性を逆転するクリーニング装置。

（２）前記電圧調整手段は、前記回収ローラーに印加する電圧の極性を逆転すると同時に、前記クリーニングブラシをグラウンドに接続する上記（１）に記載のクリーニング装置。

（３）前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組の離間は、画像形成された用紙の枚数と、当該用紙の面積に対する印字された面積の割合である印字率とを積算して算出される値、または当該画像形成された用紙の枚数に基づいて実行される、上記（１）または（２）に記載のクリーニング装置。

（４）前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が複数組配置され、前記回転体に当接する複数組のうち、前記回転体の回転方向の最上流に位置する組に印加される電圧の極性は、前記残留物の極性と反対の極性である上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載のクリーニング装置。

（５）前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの複数組は、前記回転体に当接した状態から同時に離間するグループと、前記回転体から離間した状態から同時に当接するグループとに分けられ、一方のグループが離間または当接するタイミングは、他方のグループが当接または離間するタイミングと同期され、前記各グループが離間および当接する期間は、交互に繰り返される上記（４）に記載のクリーニング装置。

（６）前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの複数組のうち、常に少なくとも２組は前記回転体に当接する、上記（４）または（５）に記載のクリーニング装置。

（７）前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が離間している間、当該クリーニングブラシの回転方向は、離間していない時の回転方向とは逆方向である、上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載のクリーニング装置。

（８）前記回収ローラー上の前記残留物を取り除くスクレーパーをさらに備える、上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載のクリーニング装置。

（９）前記回転体は、トナー像が形成される中間転写ベルト、または当該トナー像を記録媒体に転写する２次転写ベルトである、上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載のクリーニング装置。

（１０）上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載のクリーニング装置を備える画像形成装置。

（１１）回転体上の極性を有する残留物を除去するクリーニングブラシと、当該クリーニングブラシに当接して当該クリーニングブラシから前記残留物を除去する回収ローラーと、当該回収ローラーに電圧を印加する電圧調整手段と、を備えるクリーニング装置において、前記回収ローラーに一極性の電圧が印加された状態で、前記クリーニングブラシが、前記回転体に当接して回転するステップと、前記クリーニングブラシと前記回収ローラーとの組が、前記回転体から離間するステップと、前記電圧調整手段が、前記離間した前記回収ローラーに、離間する前に印加されていた電圧の極性とは逆極性の電圧を印加するステップと、を含むクリーニング装置の制御方法。

本発明によれば、転写体等の表面をクリーニングするクリーニングブラシおよび回収ローラーの組を転写体から離間可能に構成し、離間時には、印加するバイアス電圧の極性を逆転することにより、効率的にクリーニングブラシに滞留した残留物を除去できる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。 本実施形態に係る、２組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。 本実施形態に係る、３組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。 本実施形態に係る、４組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は、特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１に示される画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置とも称され、４組の画像形成部によりカラー画像形成を行う。画像形成装置Ａは、電子写真方式の作像プロセスを用いて画像データを画像形成用紙等（記録媒体）の用紙上に画像形成する。

画像形成装置Ａは、４組の画像形成部によりカラー画像形成を行う。４組の画像形成部は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、ブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋである。

画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｙとを有する。同様に、画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍおよび感光体ドラムククリーニング装置５Ｍとを有する。画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｃとを有する。画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｋとを有する。なお、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋのそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃおよび１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｋ、並びに感光体ドラムクリーニング装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃおよび５Ｋは、それぞれ同様の機能を有する構成である。したがって、以下では、特に区別がある場合を除き、符号Ｙ、Ｍ、ＣまたはＫを付さずに表記する。

本実施形態の画像形成処理においては、像担持体として、感光体ドラム１および中間転写ベルト６が用いられる。

中間転写ベルト６は、無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋに形成された各色のトナー像は、一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋにより走行する中間転写ベルト６上に逐次転写され、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の層が重畳したカラー画像（トナー像）が中間転写ベルト６上に１次転写される。

用紙搬送部２０は、用紙Ｓを搬送する。用紙Ｓは、給紙トレイ２９１、２９２および２９３に収容されており、第１給紙部２１により給紙され、ループ形成ローラー対２２およびレジストローラー対２３を経て、２次転写部７Ａに搬送される。２次転写部７Ａにおいて、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が用紙Ｓ上に２次転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置５０のニップ部Ｎにおいて熱と圧力とが加えられることにより、用紙Ｓ上のトナー像が溶融定着される。そして、用紙Ｓは、排紙ローラー２５により装置外に排紙される。

２次転写装置３０は、２次転写部７Ａにおいて中間転写ベルト６に当接して配設される。２次転写装置３０は、２次転写ベルト３１を架設して周回駆動するための複数の駆動ローラー３２を備える。２次転写装置３０の２次転写ベルト３１と中間転写ベルト６との間に形成されるニップ部を用紙Ｓが通過することにより、中間転写ベルト６上のトナー像が、用紙Ｓに２次転写される。

２次転写ベルトクリーニング装置（以下、単にクリーニング装置と称する）４０は、２次転写装置３０の２次転写ベルト３１近傍に配設され、２次転写ベルト３１上に付着した残留トナーや紙粉等の残留付着物を除去する。本実施形態では、２次転写ベルト３１は、クリーニング装置４０によりクリーニングされる回転体の一例である。

また、画像形成装置Ａは、２次転写装置３０の駆動ローラー３２や、クリーニング装置４０のクリーニングブラシおよび回収ローラーにバイアス電圧を印加するための電圧調整装置を備える。電圧調整手段としての電圧調整装置は、回収ローラーに所定電圧を印加する。クリーニング装置４０および電圧調整装置についての詳細は後述する。

画像形成装置Ａの上記各部は、制御部９０と接続されており、制御部９０により適宜制御される。制御部９０の一部として構成されるＣＰＵ（不図示）は、画像形成された画像のピクセル数をカウントして積算する処理、または画像形成処理された用紙Ｓの枚数をカウントして積算する処理等を実行する。これらの処理の詳細については後述する。なお、これらの処理に対応するプログラムは、制御部９０に含まれる記憶部（不図示）等に格納される。画像形成装置Ａの上記各部の各機能は、ＣＰＵが対応するプログラムを実行することにより発揮される。

なお、画像形成装置Ａは、それぞれ上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。

次に、画像形成装置Ａにより用紙に画像形成する電子写真プロセスについて説明する。

まず、スリットＳＬを頂部に備える原稿台に原稿が載置され、載置された原稿は、画像読取り装置ＳＣの走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、原稿からの反射光がミラーを介してラインイメージセンサーによって読み込まれ光電変換される。光電変換されて生成された色毎の画像情報信号は、画像処理部（不図示）によりアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が施された後、対応する色の画像形成部１０の光書込部３にそれぞれ入力される。

画像形成部１０の光書込部３は、画像情報信号を感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１上に画像情報信号に基づく潜像を形成する。具体的には、感光体ドラム１は、有機光導電体（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＯＰＣ）を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を金属基体上に有している。感光体ドラム１の表面は、スコロトロンタイプ等のコロナ放電極からなる帯電部２により生成されるイオンにより帯電され、光書込部３は画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上を走査露光する。帯電された感光体ドラム１の露光された部分は電位が低下し、画像情報信号に対応する静電潜像が感光体ドラム１上に形成される。現像装置４は、静電力を利用して感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーで現像し、各色に対応するトナー像が形成される。

ここで、現像するためのトナーは、感光体ドラム１と同じ電極に帯電している。たとえば、感光体ドラム１は負極に帯電される。負極に帯電された感光体ドラム１上の領域のうち、光書込部３により電位が低下した潜像部分にだけ、負極に帯電したトナーが付着され、感光体ドラム１上に静電潜像を形成できる。感光体ドラム１上の静電潜像は、中間転写ベルト６上に１次転写され、中間転写ベルト６上にトナー像を形成できる。この時、中間転写ベルト６を正極に帯電することによって、負極に帯電したトナーの中間転写ベルト６への転写を促すことができる。なお、中間転写ベルト６上には、印刷濃度や、色または画像形成位置の補正等のために、用紙Ｓに転写させないパッチが形成される。パッチを形成するためのトナーは、静電潜像を形成するためのトナー同様、負極に帯電している。それから、中間転写ベルト６上に形成されたトナー像は、２次転写部７Ａにおいて、用紙Ｓ上に２次転写される。この時、用紙Ｓを負極に帯電することによって、中間転写ベルト６により正極に帯電されたトナー像の、用紙Ｓへの転写を促すことができる。

中間転写ベルト６および２次転写ベルト３１は、クリーニング装置によって、用紙Ｓに転写しきれなかったトナーが除去されるが、条件によっては、残留トナーがベルト上に残ることがある。上述のように、用紙Ｓを負極に帯電するので、残留トナーは、そのほとんどが用紙Ｓと同様に負極に帯電されることになる。したがって、画像形成後、２次転写ベルト３１上には、負極性トナーが多く残留し、正極性トナーは比較的少量残留することになる。なお、中間転写ベルト６上には、正極性のトナーが多く残留し、負極性トナーが比較的少量残留することになる。

次に、図２を参照して、本実施形態に係るクリーニング装置および電圧調整装置の構成について詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る、２組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。

図２に示されるように、クリーニング装置４０は、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａ、回収ローラー４１ｂ，４２ｂおよびスクレーパー４９を備える。

クリーニングブラシ４１ａ，４２ａは、駆動ローラー３２により周回駆動される２次転写ベルト３１に当接して回転し、２次転写ベルト３１上に付着した残留トナーや紙粉等の残留物を除去する。クリーニングブラシ４１ａ，４２ａの芯金には、アクリルカーボン等からなる耐電性のブラシ繊維が、所望のパイル密度、パイル径およびパイル長で周りに植毛される。または、当該ブラシ繊維を植毛したシートを芯金に巻き付けて貼り付けてもよい。クリーニングブラシ４１ａ，４２ａの回転方向は、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａと２次転写ベルト３１の当接部におけるそれぞれの外周部分が相対的に反対方向に進むように回転駆動してもよい（この回転方向を、逆転と称する）。または、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａと２次転写ベルト３１の当接部におけるそれぞれの外周部分が相対的に同一方向に進むように回転駆動してもよい（この回転方向を、順転と称する）。クリーニングブラシ４１ａ，４２ａの２次転写ベルト３１に対する当接力は、適宜設定しうる。また、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａは、ブラシ中に滞留した残留物をブラシから除去するための回収ローラー４１ｂ，４２ｂをそれぞれ有する。また、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａは、回収ローラー４１ｂ，４２ｂと共に、２次転写ベルト３１から離間可能に構成される。クリーニングブラシ４１ａ，４２ａは、後述するように、回収ローラー４１ｂ，４２ｂとの組で２次転写ベルト３１から離間している間、グラウンドに接続される。

回収ローラー４１ｂ，４２ｂは、それぞれクリーニングブラシ４１ａ，４２ａに当接して回転することにより、クリーニングブラシ４１ａおよび４２ａ中の残留物をクリーニングブラシ４１ａ，４２ａから除去する。回収ローラー４１ｂ，４２ｂは、それぞれ電圧調整装置４５，４６に接続され、所定電位のバイアス電圧が印加される。クリーニングブラシが２次転写ベルト３１に当接してクリーニングしている時、２次転写ベルト３１の回転方向の上流側に位置する回収ローラー４１ｂには正極のバイアス電圧が印加され、下流側に位置する回収ローラー４２ｂには負極のバイアス電圧が印加される。また、駆動ローラー３２はグラウンドに接続されているので、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａおよび２次転写ベルト３１を介して、回収ローラー４１ｂ，４２ｂと駆動ローラー３２との間に電流が流れる。たとえば、電圧調整装置４５は、回収ローラー４１ｂと駆動ローラー３２との間に５０〜５５μＡの電流が流れるように、正極のバイアス電圧を回収ローラー４１ｂに印加する。電圧調整装置４６は、回収ローラー４２ｂと駆動ローラー３２との間に２５〜３０μＡの電流が流れるように、負極のバイアス電圧を回収ローラー４２ｂに印加する。電流が流れるようにバイアス電圧を回収ローラーに印加することにより、一極性に帯電した２次転写ベルト３１上の残留物を、生成された電流の正極側または負極側のいずれかの方向に誘導するように、クリーニングブラシにより拾い上げて回収ローラーに移動させることができる。

図２（Ａ）に示されるように、正極のバイアス電圧が印加される回収ローラー４１ｂおよび当該バイアス電圧により発生する電流の通過点となるクリーニングブラシ４１ａの組は、負極に帯電したトナー等をクリーニングブラシ４１ａにより拾い上げて、回収ローラー４１ｂに回収することができる。また、当該クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組を２次転写ベルト３１の上流側に設けることにより、負極に帯電されたトナーを、上流側で効率良く２次転写ベルト３１から除去することができる。また、負極のバイアス電圧が印加される回収ローラー４２ｂおよび当該バイアス電圧により発生する電流の通過点となるクリーニングブラシ４２ａの組は、正極に帯電したトナー等をクリーニングブラシ４２ａにより拾い上げて、回収ローラー４２ｂに回収することができる。当該クリーニングブラシ４２ａおよび回収ローラー４２ｂの組を２次転写ベルト３１の下流側に設けることにより、トナー画像等用の比較的少量と想定される正極性トナーを、下流側で２次転写ベルト３１から除去することができる。また、図２（Ａ）に示されるように、正極および負極に印加される回収ローラーとクリーニングブラシとの組を一つずつ当接させることによって、２次転写ベルト３１上の電気的バランスを保ちつつ、正極および負極両方の残留物を除去することができる。

図２（Ｂ）に示されるように、本実施形態に係るクリーニング装置４０は、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組が、２次転写ベルト３１から離間可能に構成される。クリーニングブラシおよび回収ローラーの組が、２次転写ベルト３１から離間している間、回収ローラーには、２次転写ベルト３１に当接して回転している時とは逆極性のバイアス電圧が印加される。具体的には、回収ローラー４１ｂは、２次転写ベルト３１に当接している作動モード時には正極のバイアス電圧が印加されていたが、清掃モードに入って離間する時に、逆極性の負極のバイアス電圧が印加される。同様に、回収ローラー４２ｂは、作動モード時には負極のバイアス電圧が印加されていたが、清掃モードに入って離間する時に、逆極性の正極のバイアス電圧が印加される。また、回収ローラー４１ｂ，４２ｂに印加するバイアス電圧の極性を逆転すると同時に、電圧調整装置４５，４６は、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａをグラウンドに接続する。こうすることで、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａと回収ローラー４１ｂ，４２ｂとを通る電流を生成できる。

このように、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組を２次転写ベルト３１から離間して、逆極性の電圧を印加することにより、クリーニングブラシに滞留した残留物を、２次転写ベルト３１に戻すことなく除去できる。すなわち、作動モード時には、上述のように、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａは、印加電圧と逆極性の残留物を２次転写ベルト３１から拾い上げて吸収する。クリーニングブラシに拾い上げられた残留物のうち、回収ローラーによって回収しきれなかった残留物は、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａに滞留し、滞留した残留物は、クリーニングブラシに滞留している間に、印加電圧に帯電する。たとえば、図２（Ａ）に示されたクリーニングブラシ４１ａには、正極の電圧が印加されるので、クリーニングブラシ４１ａに滞留した残留物は、正極に帯電される。その後、図２（Ｂ）に示されたように、クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂが２次転写ローラーから離間した後、回収ローラー４１ｂには逆極性の負電圧が印加され、クリーニングブラシ４１ａはグラウンドに接続されることにより、電流が生成される。その結果、クリーニングブラシ４１ａに滞留している間に正極に帯電した残留物は、生成された電流の下流となる負極性に印加された回収ローラー４１ｂ側に引き寄せられ、クリーニングブラシ４１ａに滞留した残留物を回収ローラー４１ｂに吐き出させることができる。ここで、クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組は、共に２次転写ベルト３１から離間しているので、クリーニングブラシ４１ａに滞留した残留物が２次転写ベルト３１に戻って、固着したりフィルミングを引き起こしたりすることがない。

なお、クリーニングブラシおよび回収ローラーが２次転写ベルト３１から離間する清掃モードの期間は、たとえば１分間に設定される。また、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組が、図２に示されたように２組のみの場合、当該２組は清掃モード中、同時に離間しなくてはならない。したがって、クリーニングブラシの清掃モード中は、２次転写ベルト３１を使用する画像形成処理は中断される。

次に、図３を参照して、本実施形態に係るクリーニング装置に備えられるクリーニングブラシおよび回収ローラーの組が３組の場合、当該組を制御する態様について詳細に説明する。

図３は、本実施形態に係る、３組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。なお、上述した構成と同様の構成には同一符号を用い、重複を避けるためその説明を省略する。

図３に示されるように、クリーニング装置４０は、クリーニングブラシ４１ａ〜４３ａおよび回収ローラー４１ｂ〜４３ｂの組を３組備えている。クリーニングブラシおよび回収ローラーが３組備えられる場合、上述したように２次転写ベルト３１上の電気的バランスを保つために、正負いずれか一極性ずつに印加された２組のクリーニングブラシおよび回収ローラーが、２次転写ベルト３１に当接するように制御される。また、上述したように、当該２組のうち、上流側に位置する組の回収ローラーには正極のバイアス電圧が印加され、下流に位置する組の回収ローラーには負極のバイアス電圧が印加される。たとえば、図３（Ａ）に示されるように、クリーニングブラシ４２ａおよび回収ローラー４２ｂの組が２次転写ベルト３１から離間している間、クリーニングブラシ４１ａ，４３ａおよび回収ローラー４１ｂ，４３ｂの２組は、２次転写ベルト３１に当接している。当該組のうち、２次転写ベルト３１の回転方向の上流側に位置する組の回収ローラー４３ｂには、正極のバイアス電圧が印加される。また、下流側に位置する組の回収ローラー４１ｂには、負極のバイアス電圧が印加される。清掃モードにあるクリーニングブラシ４２ａおよび回収ローラー４２ｂの組のうち、回収ローラー４２ｂには、作動モード時に印加される負極のバイアス電圧とは逆極性の、正極のバイアス電圧が印加される。同時に、クリーニングブラシ４２ａは、グラウンドに接続される。こうすることで、作動モード時にクリーニングブラシ４２ａに滞留して負極に帯電した残留物は、清掃モード中、正極のバイアス電圧が印加された回収ローラー４２ｂに吐き出される。

続いて、他のクリーニングブラシおよび回収ローラーの組が、清掃モードに移行するように制御される。たとえば、図３（Ｂ）に示されるように、クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組が、２次転写ベルト３１から離間される。したがって、２次転写ベルト３１に当接している組は、クリーニングブラシ４２ａ，４３ａおよび回収ローラー４２ｂ，４３ｂの２組となる。当該組のうち、上流側に位置する組の回収ローラー４３ｂには正極のバイアス電圧が印加され、下流側に位置する組の回収ローラー４２ｂには負極のバイアス電圧が印加される。すなわち、清掃モード時に正極であった回収ローラー４２ｂのバイアス電圧は、清掃モードを終了して２次転写ベルト３１に当接する時に、負極に切り替えられる。また、離間する前に負極であった回収ローラー４１ｂのバイアス電圧は、２次転写ベルト３１から離間する時に、正極に切り替えられる。同時に、クリーニングブラシ４１ａは、グラウンドに接続される。したがって、作動モード中、クリーニングブラシ４１ａに滞留して負極に帯電した残留物は、清掃モード中、正極のバイアス電圧が印加されている回収ローラー４１ｂに吐き出される。

続いて、他のクリーニングブラシおよび回収ローラーの組が、清掃モードに移行するように制御される。たとえば、図３（Ｃ）に示されるように、クリーニングブラシ４３ａおよび回収ローラー４３ｂの組が、２次転写ベルト３１から離間される。したがって、２次転写ベルト３１に当接している組は、クリーニングブラシ４１ａ，４２ａおよび回収ローラー４１ｂ，４２ｂの２組である。当該組のうち、上流側に位置する組の回収ローラー４１ｂには正極のバイアス電圧が印加され、下流側に位置する組の回収ローラー４２ｂには負極のバイアス電圧が印加される。すなわち、清掃モード時に正極であった回収ローラー４１ｂでは、清掃モードを終了して２次転写ベルト３１に当接する時に、上流側にある組として、正極のバイアス電圧が維持される。クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組は、印加されるバイアス電圧が切り替えられることなく、２次転写ベルト３１のクリーニングを開始する。また、離間する前に正極であった回収ローラー４３ｂのバイアス電圧は、離間後負極に切り替えられる。同時に、クリーニングブラシ４３ａは、グラウンドに接続される。したがって、作動モード時にクリーニングブラシ４３ａに滞留して正極に帯電した残留物は、清掃モード中、負極のバイアス電圧が印加されている回収ローラー４３ｂに吐き出される。

続いて、上述した図３（Ａ）の状態に離間制御が継続される。なお、図３（Ｃ）の状態から図３（Ａ）の状態に移行する時、クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組は離間することはないが、２次転写ベルト３１に当接している他の１組との位置関係が入れ替わるため、回収ローラー４１ｂに印加するバイアス電圧の極性は逆転される。すなわち、クリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組は、図３（Ｃ）の状態にある時は上流側に位置していたが、図３（Ａ）の状態に移行すると下流側に位置することになる。したがって、回収ローラー４１ｂに印加されるバイアス電圧は、２次転写ベルト３１に当接したまま、逆極性に切り替えられる。この時、図３（Ｃ）の時点で正極に帯電されたクリーニングブラシ４１ａに滞留している残留物は、図３（Ａ）の状態に移行後回収ローラー４１ｂに印加するバイアス電圧が負極に切り替えられるので、負極側となる回収ローラー４１ｂに引き寄せられる。したがって、回収ローラー４１ｂが２次転写ベルト３１に当接したまま電極が逆転されても、クリーニングブラシ４１ａ内の残留物が、クリーニングブラシ４１ａから２次転写ベルト３１側に移動することを極力抑えることができる。

このように、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組が３組構成される場合、３組のうちいずれか１組が清掃モードに移行するように制御される。こうすることで、２次転写工程を中断することなく、２次転写ベルト３１上の電気的バランスを保ちつつ、全てのクリーニングブラシを均等にかつ効率的にクリーニングできる。

次に、図４を参照して、本実施形態に係るクリーニング装置に備えられるクリーニングブラシおよび回収ローラーの組が４組の場合、当該組を離間制御する態様について詳細に説明する。

図４は、本実施形態に係る、４組のクリーニングブラシおよび回収ローラーを備えるクリーニング装置の構成およびその離間制御の態様を示す図である。なお、上述した構成と同様の構成には同一符号を用い、重複を避けるためその説明を省略する。

図４に示されるように、クリーニング装置４０は、クリーニングブラシ４１ａ〜４４ａおよび回収ローラー４１ｂ〜４４ｂの組を４組備えている。図４（Ａ）に示されるように、クリーニングブラシ４２ａ，４３ａおよび回収ローラー４２ｂ，４３ｂの２組が２次転写ベルト３１から離間している間、クリーニングブラシ４１ａ，４４ａおよび回収ローラー４１ｂ，４４ｂの２組は、２次転写ベルト３１に当接するように制御される。当接する組のうち、上流側に位置するクリーニングブラシ４４ａおよび回収ローラー４４ｂの組に印加されるバイアス電圧の電極と、下流側に位置するクリーニングブラシ４１ａおよび回収ローラー４１ｂの組に印加されるバイアス電圧の電極との関係は、上述した通りである。

続いて、作動モードにあったクリーニングブラシおよび回収ローラーの２組は、清掃モードに移行するように制御され、清掃モードにあった２組は、２次転写ベルト３１に当接するように制御される。図４（Ｂ）に示されるように、クリーニングブラシ４１ａ，４４ａおよび回収ローラー４１ｂ，４４ｂの２組が、２次転写ベルト３１から離間され、クリーニングブラシ４２ａ，４３ａおよび回収ローラー４２ｂ，４３ｂの２組が、２次転写ベルト３１に当接するように制御される。

このように、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組が４組構成される場合、離間した状態から２次転写ベルト３１に同時に当接するグループと、当接した状態から同時に離間するグループとに分けられる。たとえば、図４では、１グループは、クリーニングブラシ４１ａ，４４ａおよび回収ローラー４１ｂ，４４ｂの２組からなり、他のグループは、クリーニングブラシ４２ａ，４３ａおよび回収ローラー４２ｂ，４３ｂの２組からなる。各グループは、当接と離間とを一定期間交互に繰り返すように制御される。また、各グループが当接または離間するタイミングは同期となるように制御される。こうすることで、画像形成処理を中断することなく、２次転写ベルト３１上の電気的バランスを保ちつつ、全てのクリーニングブラシを均等にかつ効率的にクリーニングできる。

次に、画像形成装置Ａにより画像形成された用紙Ｓの枚数または印字率に基づいて、清掃モードに移行する制御を実行するための処理について詳細に説明する。

クリーニング装置４０にクリーニングブラシおよび回収ローラーが２組備えられる場合、清掃モードは、画像形成された用紙Ｓの枚数および印字率に基づいて好適に制御される。具体的には、画像形成された累積用紙枚数と、１枚の用紙Ｓに対する印字率とを積算して得られる値が所定値を超えた場合に、清掃モードを実行する。当該印字率は、画像形成された画像のピクセル数の総計に基づいて、たとえば画像形成処理の開始後、過去１５秒間に印字された面積の、印字された用紙の全面積に対する割合として算出されうる。所定積算値は、たとえば３００，０００に設定され、制御部９０の記憶部等に記憶される。制御部９０は、画像形成時等に演算を実行して上記設定値を参照し、演算結果が所定積算値に達したか否かを判断する。たとえば、画像形成された用紙Ｓの枚数が１５，０００枚であり印字率が２０％となった場合、積算値が３００，０００（１５，０００×２０＝３００，０００）に達したと判断され、制御部９０は、清掃モードに移行するように制御する。

クリーニング装置４０にクリーニングブラシおよび回収ローラーが３組以上備えられる場合、清掃モードは、画像形成された用紙Ｓの累積枚数に基づいて好適に実行される。たとえば清掃モードは、１万枚の用紙Ｓに画像形成される毎に実行されるように制御される。

このように、画像形成された用紙の枚数および印字率に基づいて清掃モードへの移行を制御することによって、クリーニングブラシに残留物が多量に滞留すると想定される場合、クリーニングブラシをクリーンに維持することができ、画像不良を防止できる。また、所定枚数の用紙に画像形成される毎に清掃モードを実行することにより、クリーニングブラシの磨耗量を、複数のクリーニングブラシ間で均一となるように制御することができる。

以上のように、本実施形態では、クリーニングブラシおよび回収ローラーの組は、清掃モードにおいて２次転写ベルト３１から離間できるので、清掃モード中に、クリーニングブラシに滞留した残留物が２次転写ベルト３１に再付着することを確実に防止できる。したがって、２次転写ベルト３１上の残留物による固着やフィルミングを防止することができる。

また、回収ローラーに印加されるバイアス電圧の極性は、作動モード時と清掃モード時とでは逆極性に制御されるので、クリーニングブラシに滞留して一方の極性に帯電された残留物を逆極性に印加された回収ローラーに吸収させて、効率的に除去することができる。また、クリーニングブラシおよび回収ローラーの複数の組のうち、２次転写ベルト３１の上流側に位置する組には正極のバイアス電圧が印加され、下流側に位置する組には負極のバイアス電圧が印加されるので、負極に帯電されたトナーを上流側において効率的に除去することができる。

また、３組以上のクリーニングブラシおよび回収ローラーが構成される場合、少なくとも常に２組を２次転写ベルト３１に当接させて、画像形成処理を停止することなくクリーニングを継続することができるので、効率的にクリーニングを実行することができる。また、清掃モードは所定の印字率や画像処理された用紙の枚数に基づいて実行されるので、クリーニングブラシをクリーンに維持すると同時に、クリーニングブラシの磨耗を均一とすることができる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

たとえば、クリーニングブラシ４１ａ等の回転方向は、２次転写ベルト３１の回転方向に対して逆転するように示したが、これに限定されない。順転方向に回転駆動してもよい。また、回収ローラー４１ｂ等についても、クリーニングブラシに対して順転または逆転方向いずれに回転駆動してもよい。

また、清掃モード時のクリーニングブラシの回転方向を、作動モード時の回転方向とは逆方向となるように制御してもよい。

また、上記実施形態では、クリーニング装置４０は、２次転写ベルト３１に備えられる構成について示された。しかしこれに限定されない。本発明に係るクリーニング装置４０は、他のベルト状部材や筒状の回転体について使用できる。たとえば、中間転写ベルト６に使用されてもよい。この場合、中間転写ベルト６が正極に帯電されることにより、ベルト上の残留トナーは正極に帯電されるので、上流側に配置するクリーニングブラシおよび回収ローラーの組には、負極のバイアス電圧を印加するように設定することが好ましい。

また、上記実施形態では、感光体ドラム１が負極に帯電され、負極のトナーにより静電潜像を顕在化する形態について述べた。しかし、これに限定されない。感光体ドラム１やトナーを帯電する極性は、いかようにも組み合わせることができる。また、その組み合わせに従って、回転体の上流側および下流側におけるクリーニングブラシおよび回収ローラーの各組に印加するバイアス電圧の電極を適宜決定できる。たとえば、感光体ドラム１に正極を帯電して現像したい画像を露光する場合、正極性のトナーを使用できる。パッチ用にも、正極性のトナーが使用できる。ここで、中間転写ベルト６を負極に帯電し、２次転写ベルト３１を正極に帯電する。したがって、２次転写ベルト６上には正極に帯電されたトナーが多くあると想定されるので、２次転写ベルト３１のクリーニング装置４０では、２次転写ベルト３１に当接する上流側のクリーニングブラシおよび回収ローラーの組には、負極のバイアス電圧を印加する。当接する下流側の組には、反対の正極のバイアス電圧を印加する。

また、上記実施形態では、電圧調整装置４５，４６は、それぞれ異なる構成要素として示された。しかし、これに限定されない。１つの電圧調整装置が、複数の回収ローラーのバイアス電圧を印加するように構成してもよい。また、電圧調整装置を構成することなく、制御部９０によって電圧調整するようにしてもよい。

また、クリーニングブラシおよび回収ローラーの回転速度は、適宜設定される。たとえば、２次転写ベルト３１と比較して、０．５倍から１．５倍となるように制御される。

また、クリーニングブラシと回収ローラーとの組数は、２〜４組に限定されない。それ以上の組数が構成されてもよい。

Ａ 画像形成装置、
Ｓ 用紙、
ＳＣ 画像読取り装置、
ＳＬ スリット、
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム、
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電部、
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 光書込部、
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像装置、
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 感光体ドラムクリーニング装置、
６ 中間転写ベルト、
７Ａ ２次転写部、
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ 一次転写部、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部、
２０ 用紙搬送部、
２１ 給紙部、
２２ ループ形成ローラー対、
２３ レジストローラー対、
２４ 両面搬送路、
２５ 排紙ローラー、
２９１、２９２、２９３ 給紙トレイ、
３０ ２次転写装置、
３１ ２次転写ベルト、
３２ 駆動ローラー、
４０ ２次転写ベルトクリーニング装置（クリーニング装置）、
４５，４６ 電圧調整装置、
４９ スクレーパー、
５０ 定着装置、
８０ 操作表示部、
９０ 制御部。

Claims (11)

1. 回転駆動される回転体に当接して回転することにより、当該回転体上の極性を有する残留物を除去し、当該回転体から離間可能に構成されるクリーニングブラシと、
   前記クリーニングブラシに当接して回転することにより、前記クリーニングブラシから前記残留物を除去し、前記クリーニングブラシと共に離間可能に、前記クリーニングブラシと組で構成される回収ローラーと、
   前記回収ローラーに電圧を印加する電圧調整手段と、を備え、
   前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が前記回転体から離間している間、前記電圧調整手段は、前記回収ローラーに印加していた電圧の極性を逆転するクリーニング装置。
2. 前記電圧調整手段は、前記回収ローラーに印加する電圧の極性を逆転すると同時に、前記クリーニングブラシをグラウンドに接続する請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組の離間は、画像形成された用紙の枚数と、当該用紙の面積に対する印字された面積の割合である印字率とを積算して算出される値、または当該画像形成された用紙の枚数に基づいて実行される、請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が複数組配置され、前記回転体に当接する複数組のうち、前記回転体の回転方向の最上流に位置する組に印加される電圧の極性は、前記残留物の極性と反対の極性である請求項１〜３のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
5. 前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの複数組は、前記回転体に当接した状態から同時に離間するグループと、前記回転体から離間した状態から同時に当接するグループとに分けられ、一方のグループが離間または当接するタイミングは、他方のグループが当接または離間するタイミングと同期され、前記各グループが離間および当接する期間は、交互に繰り返される請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの複数組のうち、常に少なくとも２組は前記回転体に当接する、請求項４または５に記載のクリーニング装置。
7. 前記クリーニングブラシおよび前記回収ローラーの組が離間している間、当該クリーニングブラシの回転方向は、離間していない時の回転方向とは逆方向である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
8. 前記回収ローラー上の前記残留物を取り除くスクレーパーをさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
9. 前記回転体は、トナー像が形成される中間転写ベルト、または当該トナー像を記録媒体に転写する２次転写ベルトである、請求項１〜８のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置。
11. 回転体上の極性を有する残留物を除去するクリーニングブラシと、当該クリーニングブラシに当接して当該クリーニングブラシから前記残留物を除去する回収ローラーと、当該回収ローラーに電圧を印加する電圧調整手段と、を備えるクリーニング装置において、
    前記回収ローラーに一極性の電圧が印加された状態で、前記クリーニングブラシが、前記回転体に当接して回転するステップと、
    前記クリーニングブラシと前記回収ローラーとの組が、前記回転体から離間するステップと、
    前記電圧調整手段が、前記離間した前記回収ローラーに、離間する前に印加されていた電圧の極性とは逆極性の電圧を印加するステップと、
    を含むクリーニング装置の制御方法。

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