JP2015025846A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングローラーとして発泡ローラーを使用する場合において、発泡ローラーにより除去されたトナーが転写ベルトの表面にトナーが再付着することを防止して、転写ベルトに対する良好なクリーニングを実現することが可能なクリーニング装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーニング装置は、第１のクリーニング部１９４と第２のクリーニング部１９６とを備える。第１のクリーニング部１９４は、第１の回収ローラー２０２に対して、第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に第１の発泡ローラー２００で逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する。第２のクリーニング部１９６は、第２の回収ローラー２２２に対して、第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に第２の発泡ローラー２２０で逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する。【選択図】図３

Description

本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

例えば、中間転写ベルト方式の画像形成装置では、感光体に形成されたトナー像は中間転写ベルトに転写され、この中間転写ベルトに転写されたトナー像が用紙に転写される。この過程で、トナーは完全に用紙に転写されずに中間転写ベルトの表面に残留する。残留するトナーは新たな画像形成の妨げとなり、良好な転写画像を得られない原因となる。そのため、画像形成装置には、残留するトナーを除去するためのクリーニング装置が備えられている。

クリーニング装置には、中間転写ベルトの表面上のトナーを除去するクリーニングローラーが備えられている。特にプロダクションプリント等の軽印刷に用いられる画像形成装置では、多量のトナーが高い頻度で中間転写ベルトに転写される。そのため、プロダクションプリント用の画像形成装置では、クリーニングローラーに対して、多量のトナーを瞬時に除去する機能が求められている。この除去機能を確保するため、クリーニングローラーとしてブラシローラーが使用されている（例えば、特許文献１〜５を参照）。

しかしながら、クリーニングローラーとしてブラシローラーを使用すると、ブラシローラーが中間転写ベルト上に残留するトナーを除去する際、ブラシローラーとトナーとの間で放電が起き、中間転写ベルト上のトナーにフィルミング現象（中間転写ベルトに対してトナーの添加剤等が薄膜上に付着する現象）が発生するという問題があった。フィルミング現象が発生することにより、中間転写ベルトの平滑性の低下や抵抗上昇が起こり、その後、形成される画像に濃淡差が発生する等の画像不良を招く。

一方、クリーニングローラーとして中間転写ベルトとの接触面積が広い、すなわち放電点が少ない発泡ローラーを使用すると、発泡ローラーが中間転写ベルト上に残留するトナーを除去する際、中間転写ベルト上のトナーにフィルミング現象が発生しにくくさせることができる。

特開２０１２−４２５９４号公報 特開２０１３−４５００３号公報 特開２０１２−１８５２８８号公報 特開２０１２−８３６４０号公報 特開２０１２−８８５５７号公報

しかしながら、ブラシローラーに比べて、発泡ローラーに取り込まれたトナーは、当該発泡ローラーに印加されたバイアス電圧の影響を受けて逆帯電化されやすい。そのため、発泡ローラーにより一旦除去され、逆帯電化されたトナーは、発泡ローラーの側から中間転写ベルトの表面に再付着しやすく、中間転写ベルトに対する良好なクリーニングを実現することができないという問題があった。

なお、特許文献１〜５に記載の技術は、クリーニングローラーとしてブラシローラーを使用することを前提としており、発泡ローラーにより一旦除去されたトナーが中間転写ベルトの表面に再付着することを防止することを目的としたものではなく、したがってそのための構成を有していない。

本発明の目的は、クリーニングローラーとして発泡ローラーを使用する場合において、発泡ローラーにより除去されたトナーが転写ベルトの表面にトナーが再付着することを防止して、転写ベルトに対する良好なクリーニングを実現することが可能なクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係るクリーニング装置は、
転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留する第１極性のトナーを除去する第１の発泡ローラーと、
前記第１の発泡ローラーに対して接触しながら回転可能に配置され、前記第１の発泡ローラーに付着したトナーを回収する第１の回収ローラーと、
前記第１の発泡ローラーに対して、前記転写ベルト上から前記第１の発泡ローラーに前記第１極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、前記第１の回収ローラーに対して、前記第１の発泡ローラーから前記第１の回収ローラーに前記第１の発泡ローラーで逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第１の電圧印加部と、を有する第１のクリーニング部と、
前記転写ベルトの走行方向における前記第１の発泡ローラーの下流側において、前記転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留する前記第１極性の逆極性である第２極性のトナーを除去する第２の発泡ローラーと、
前記第２の発泡ローラーに対して接触しながら回転可能に配置され、前記第２の発泡ローラーに付着したトナーを回収する第２の回収ローラーと、
前記第２の発泡ローラーに対して、前記転写ベルト上から前記第２の発泡ローラーに前記第２極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、前記第２の回収ローラーに対して、前記第２の発泡ローラーから前記第２の回収ローラーに前記第２の発泡ローラーで逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第２の電圧印加部と、を有する第２のクリーニング部と、
を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記クリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、クリーニング装置は、第１のクリーニング部と第２のクリーニング部とを備えるので、中間転写ベルト上にプラス極性とマイナス極性のトナーが混在して残留していても、両極性のトナーを効率良く除去することができる。具体的には、第１の発泡ローラーにより除去された後に逆帯電化されたトナー（例えば、マイナス極性）に対して、第１の発泡ローラーから第１の回収ローラーに向かう方向の静電力が作用する。また、第２の発泡ローラーにより除去された後に逆帯電化されたトナー（例えば、プラス極性）に対して、第２の発泡ローラーから第２の回収ローラーに向かう方向の静電力が作用する。これらにより、第１および第２の発泡ローラーにより一旦除去され、逆帯電化されたトナー（プラス極性およびマイナス極性）は、第１および第２の発泡ローラーの側から転写ベルトの表面に再付着する前に、第１および第２の回収ローラーに効率良く移動することとなる。したがって、転写ベルトに対する良好なクリーニングを実現することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態に係るベルトクリーニング装置の要部構成を示す図である。 本実施の形態に係るベルトクリーニング装置の要部構成の変形例を示す図である。 本実施の形態に係るベルトクリーニング装置の要部構成の変形例を示す図である。 本実施の形態に係るベルトクリーニング装置の要部構成の変形例を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１上には、プラス極性とマイナス極性のトナー１９０が混在して残留している。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６（本発明の「クリーニング装置」に対応）は、二次転写後に中間転写ベルト４２１（本発明の「転写ベルト」に対応）の表面に残留する転写残トナーを除去する。ベルトクリーニング装置４２６の具体的な構成については後述する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［ベルトクリーニング装置４２６の要部構成］
次に、図３を参照し、ベルトクリーニング装置４２６の要部構成について説明する。ベルトクリーニング装置４２６は、第１のクリーニング部１９４、第２のクリーニング部１９６を備える。第１のクリーニング部１９４は、第１の発泡ローラー２００、第１の回収ローラー２０２、第１のスクレーパー２０４、第１のバイアス電源２０６（第１の電圧印加部）、及び第１のクリーニング対向ローラー２１０を備える。

第１の発泡ローラー２００は、芯金と、芯金の外周を覆う弾性層とを有している。芯金の材質は、アルミ等の金属である。弾性層の材質は、導電性を有するポリウレタンフォームである。第１の発泡ローラー２００は、中間転写ベルト４２１に対して接触しながら回転可能に配置され、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性（本発明の「第１極性」に対応）のトナー１９０を除去するためのクリーニングローラーである。第１の発泡ローラー２００は、中間転写ベルト４２１上のトナー１９０を好適に除去するため、制御部１００からの制御信号によって、中間転写ベルト４２１に対してカウンター方向（互いに対向する面が逆方向に移動する回転方向）に回転駆動される。

第１の回収ローラー２０２は、ステンレス等からなる芯金の表面にアクリル系のＵＶ硬化樹脂層（抵抗層）を被覆した筒状のローラーである。第１の回収ローラー２０２は、第１の発泡ローラー２００の表面上に付着したトナー１９０を回収するためのローラーである。したがって、第１の回収ローラー２０２は、その外面の一部が第１の発泡ローラー２００の弾性層（表面）に対して接触しながら回転可能に配置されている。第１の回収ローラー２０２の表面には、平滑性や耐久性を向上させるため、メッキ等を施しても良い。第１の回収ローラー２０２は、制御部１００からの制御信号によって、第１の発泡ローラー２００に対してカウンター方向に回転駆動される。

第１のスクレーパー２０４は、金属製の板材、または、エラストマー製の弾性ブレードである。第１のスクレーパー２０４は、先端部が第１の回収ローラー２０２に押し付けられており、第１の回収ローラー２０２の表面に付着したトナー１９０を機械的に掻き取る。

第１のクリーニング対向ローラー２１０は、鉄，アルミ，ステンレス等の金属からなる筒状のローラーである。第１のクリーニング対向ローラー２１０は、自由回転可能に取り付けられており、中間転写ベルト４２１の回転に従動する。つまり、第１のクリーニング対向ローラー２１０は、中間転写ベルト４２１の回転速度と同じ速度で回転駆動される。また、第１のクリーニング対向ローラー２１０は、例えば接地電位に保持される。

第１のクリーニング対向ローラー２１０は、中間転写ベルト４２１を挟んで第１の発泡ローラー２００に対向して配設されている。第１のクリーニング対向ローラー２１０は、押圧バネ（図示せず）によって中間転写ベルト４２１の方向に所定の圧力（例えば、６［Ｎ／ｍ］）で押圧されている。さらに、第１のクリーニング対向ローラー２１０が比較的硬い金属ローラーであることにより、中間転写ベルト４２１の表面と第１の発泡ローラー２００とが当接する均一なクリーニングニップが形成される。また、第１のクリーニング対向ローラー２１０は、クリーニングニップの幅を十分に確保して良好なクリーニング性能を得るため、中間転写ベルト４２１の走行方向（図中上方向、以下同じ）において第１の発泡ローラー２００から所定距離（例えば、２［ｍｍ］）だけ下流側に配置されている。第１のクリーニング対向ローラー２１０は、接地されており、中間転写ベルト４２１に蓄積された電荷をグランドに逃がすことができる。

第１のバイアス電源２０６は、第１の発泡ローラー２００および第１の回収ローラー２０２に接続され、それぞれに対して所定の電圧を印加する。第１のバイアス電源２０６による電圧の印加動作は、制御部１００によって制御される。なお、第１のバイアス電源２０６の電源形態は、定電流制御でも定電圧制御でも良い。ただし、確実に電位差を確保するためには、定電圧制御とすることが好ましい。

第１のバイアス電源２０６は、制御部１００からの制御信号によって、マイナス極性のバイアス電圧を第１の発泡ローラー２００に印加する。また、第１のクリーニング対向ローラー２１０は、接地されている。これにより、中間転写ベルト４２１と第１の発泡ローラー２００との間では、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性のトナー１９０に対して、中間転写ベルト４２１から第１の発泡ローラー２００に向かう方向の静電力が作用する。よって、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性のトナー１９０は、第１の発泡ローラー２００に付着する。その後、第１の発泡ローラー２００に付着したトナー１９０は、第１の発泡ローラー２００に印加されるバイアス電圧によりプラス極性からマイナス極性に逆帯電化される。

第１のバイアス電源２０６は、制御部１００からの制御信号によって、マイナス極性のバイアス電圧を第１の回収ローラー２０２に印加する。すなわち、第１の発泡ローラー２００および第１の回収ローラー２０２には、同極性の電位が設定される。
本実施の形態では、第１の発泡ローラー２００に印加されるバイアス電圧（例えば、−２０００［Ｖ］）は、第１の回収ローラー２０２に印加されるバイアス電圧（例えば、−１５００［Ｖ］）より低い。つまり、第１の発泡ローラー２００の電位の絶対値は、第１の回収ローラー２０２の電位の絶対値より高く設定される。これにより、第１の発泡ローラー２００と第１の回収ローラー２０２との間では、マイナス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して、第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に向かう方向の静電力が作用する。つまり、第１の発泡ローラー２００に付着して逆帯電化されたトナー１９０は、第１の回収ローラー２０２に効率良く移動するので、中間転写ベルト４２１に再付着することはない。第１の回収ローラー２０２に移動したトナー１９０は、第１のスクレーパー２０４によって第１の回収ローラー２０２の表面から掻き落とされる。

第２のクリーニング部１９６は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第１のクリーニング部１９４の下流側に配置される。第２のクリーニング部１９６は、第２の発泡ローラー２２０、第２の回収ローラー２２２、第２のスクレーパー２２４、第２のバイアス電源２２６（第２の電圧印加部）、及び第２のクリーニング対向ローラー２３０を備える。すなわち、第２のクリーニング部１９６は、第１のクリーニング部１９４とほぼ同様の構成を有する。第１のクリーニング部１９４が、プラス極性のトナー１９０を除去するのに対して、第２のクリーニング部１９６は、マイナス極性のトナー１９０を除去する。

第２のバイアス電源２２６は、第２の発泡ローラー２２０および第２の回収ローラー２２２に接続され、それぞれに対して所定の電圧を印加する。第２のバイアス電源２２６による電圧の印加動作は、制御部１００によって制御される。なお、第２のバイアス電源２２６の電源形態は、定電流制御でも定電圧制御でも良い。ただし、確実に電位差を確保するためには、定電圧制御とすることが好ましい。

第２のバイアス電源２２６は、制御部１００からの制御信号によって、プラス極性のバイアス電圧を発泡ローラー２２０に印加する。また、第２のクリーニング対向ローラー２３０は、接地されている。これにより、中間転写ベルト４２１と第２の発泡ローラー２２０との間では、中間転写ベルト４２１上に残留するマイナス極性のトナー１９０に対して、中間転写ベルト４２１から第２の発泡ローラー２２０に向かう方向の静電力が作用する。よって、中間転写ベルト４２１上に残留するマイナス極性のトナー１９０は、第２の発泡ローラー２２０に付着する。その後、第２の発泡ローラー２２０に付着したトナー１９０は、第２の発泡ローラー２２０に印加されるバイアス電圧によりマイナス極性からプラス極性に逆帯電化される。

第２のバイアス電源２２６は、制御部１００からの制御信号によって、プラス極性のバイアス電圧を第２の回収ローラー２２２に印加する。すなわち、第２の発泡ローラー２２０および第２の回収ローラー２２２には、同極性の電位が設定される。
本実施の形態では、第２の発泡ローラー２２０に印加されるバイアス電圧（例えば、＋２０００［Ｖ］）は、第２の回収ローラー２２２に印加されるバイアス電圧（例えば、＋１５００［Ｖ］）より高い。つまり、第２の発泡ローラー２２０の電位の絶対値は、第２の回収ローラー２２２の電位の絶対値より高く設定される。これにより、第２の発泡ローラー２２０と第２の回収ローラー２２２との間では、プラス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して、第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に向かう方向の静電力が作用する。つまり、第２の発泡ローラー２２０に付着して逆帯電化されたトナー１９０は、第２の回収ローラー２２２に効率良く移動するので、中間転写ベルト４２１に再付着することはない。第２の回収ローラー２２２に移動したトナー１９０は、第２のスクレーパー２２４によって第２の回収ローラー２２２の表面から掻き落とされる。

［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１に対して接触しながら回転可能に配置され、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性のトナーを除去する第１の発泡ローラー２００と、第１の発泡ローラー２００に対して接触しながら回転可能に配置され、第１の発泡ローラー２００に付着したトナーを回収する第１の回収ローラー２０２と、第１の発泡ローラー２００に対して、中間転写ベルト４２１上から第１の発泡ローラー２００にプラス極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、第１の回収ローラー２０２に対して、第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に第１の発泡ローラー２００で逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第１のバイアス電源２０６と、を有する第１のクリーニング部１９４と、中間転写ベルト４２１の走行方向における第１の発泡ローラー２００の下流側において、中間転写ベルト４２１に対して接触しながら回転可能に配置され、中間転写ベルト４２１上に残留するマイナス極性のトナーを除去する第２の発泡ローラー２２０と、第２の発泡ローラー２２０に対して接触しながら回転可能に配置され、第２の発泡ローラー２２０に付着したトナーを回収する第２の回収ローラー２２２と、第２の発泡ローラー２２０に対して、中間転写ベルト４２１上から第２の発泡ローラー２２０にマイナス極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、第２の回収ローラー２２２に対して、第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に第２の発泡ローラー２２０で逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第２のバイアス電源２２６と、を有する第２のクリーニング部１９６とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、クリーニング装置は、第１のクリーニング部１９４と第２のクリーニング部１９６とを備えるので、中間転写ベルト上にプラス極性とマイナス極性のトナーが混在して残留していても、両極性のトナーを効率良く除去することができる。具体的には、第１の発泡ローラー２００により除去された後に逆帯電化されたトナー１９０（マイナス極性）に対して、第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に向かう方向の静電力が作用する。これにより、第１の発泡ローラー２００により一旦除去され、逆帯電化されたトナー１９０（プラス極性）は、第１の発泡ローラー２００の側から中間転写ベルト４２１の表面に再付着する前に、第１の回収ローラー２０２に効率良く移動することとなる。また、第２の発泡ローラー２２０により除去された後に逆帯電化されたトナー１９０（プラス極性）に対して、第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に向かう方向の静電力が作用する。これにより、第２の発泡ローラー２２０により一旦除去され、逆帯電化されたトナー１９０（マイナス極性）は、第２の発泡ローラー２２０の側から中間転写ベルト４２１の表面に再付着する前に、第２の回収ローラー２２２に効率良く移動することとなる。
したがって、中間転写ベルト４２１に対する良好なクリーニングを実現することができる。

［変形例］
なお、上記実施の形態では、中間転写ベルト４２１が本発明の「転写ベルト」に対応する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像形成装置１が中間転写ベルト４２１上のトナー１９０を用紙に転写するための２次転写ベルトを備えている場合には、当該２次転写ベルトが本発明の「転写ベルト」に対応しても良い。この場合、転写動作によっても用紙に転写されることなく２次転写ベルトに残留したトナー１９０について、本発明を適用すれば適切に除去することができる。

また、上記実施の形態では、第２のクリーニング部１９６は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第１のクリーニング部１９４の下流側に配置される例について説明したが、中間転写ベルト４２１の走行方向における第１のクリーニング部１９４の上流側に配置されても良い。

また、上記実施の形態では、第２の発泡ローラー２２０に印加されるバイアス電圧（例えば、＋２０００［Ｖ］）を、第２の回収ローラー２２２に印加されるバイアス電圧（例えば、＋１５００［Ｖ］）より高くすることによって、プラス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に向かう方向の静電力を作用させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２の発泡ローラー２２０に対してのみバイアス電圧（例えば、＋２０００［Ｖ］）を印加するとともに、第２の回収ローラー２２２を接地することによって、プラス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して第２の発泡ローラー２２０から第２の回収ローラー２２２に向かう方向の静電力を作用させても良い。この構成により、第２の回収ローラー２２２に対する印加動作の制御が不要となる。

また、上記実施の形態では、第１の発泡ローラー２００に印加されるバイアス電圧（例えば、−２０００［Ｖ］）を、第１の回収ローラー２０２に印加されるバイアス電圧（例えば、−１５００［Ｖ］）より低くすることによって、マイナス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に向かう方向の静電力を作用させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１の発泡ローラー２００に対してのみバイアス電圧（例えば、−２０００［Ｖ］）を印加するとともに、第１の回収ローラー２０２を接地することによって、マイナス極性に逆帯電化されたトナー１９０に対して第１の発泡ローラー２００から第１の回収ローラー２０２に向かう方向の静電力を作用させても良い。この構成により、第１の回収ローラー２０２に対する印加動作の制御が不要となる。

また、上記実施の形態において、第１の発泡ローラー２００および第１の回収ローラー２０２には、逆極性の電位が設定されても良い。例えば、第１の発泡ローラー２００の電位として−２０００［Ｖ］が設定され、第１の回収ローラー２０２の電位として＋２５００［Ｖ］が設定されても良い。また、第２の発泡ローラー２２０および第２の回収ローラー２２２には、逆極性の電位が設定されても良い。例えば、第２の発泡ローラー２２０の電位として＋２０００［Ｖ］が設定され、第２の回収ローラー２２２の電位として−２５００［Ｖ］が設定されても良い。

また、上記実施の形態では、クリーニング部１９４，１９６が２つである例について説明したが、１つでも良いし、３つ以上でも良い。クリーニング部が１つである場合は、中間転写ベルト４２１の走行方向におけるクリーニング部の上流側において、中間転写ベルト４２１上に残留するトナーの極性を揃える帯電器（ＰＣＣ）が設けられる。以下では、クリーニング部が３つである場合について説明する。

図４に示すように、ベルトクリーニング装置４２６は、図３に示す構成の他に、第３のクリーニング部１９８を備える。第３のクリーニング部１９８は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第２のクリーニング部１９６の下流側に配置される。第３のクリーニング部１９８は、第３の発泡ローラー２４０、第３の回収ローラー２４２、第３のスクレーパー２４４、第３のバイアス電源２４６（第３の電圧印加部）、及び第３のクリーニング対向ローラー２５０を備える。すなわち、第３のクリーニング部１９８は、第１のクリーニング部１９４とほぼ同様の構成を有する。なお、第３のクリーニング部１９８は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第２のクリーニング部１９６の上流側に配置されても良い。

図４に示す構成では、第１および第２のクリーニング部１９４，１９６により除去しきれなかった少量のトナー１９０（プラス極性に帯電）を電気的および機械的に除去することができる。よって、図３に示す構成に比べて、中間転写ベルト４２１に対するより良好なクリーニングを実現することができる。

また、上記実施の形態において、ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第１のクリーニング部１９４の上流側においてハードローラー２６０を備えても良い。この場合におけるベルトクリーニング装置４２６の要部構成について、図５を参照し、説明する。ここでは、図３に示すベルトクリーニング装置４２６と異なる点について説明する。

図５に示すように、ベルトクリーニング装置４２６は、図３に示す構成の他に、ハードローラー２６０、スクレーパー２６２、バイアス電源２６４およびクリーニング対向ローラー２６６を備える。ハードローラー２６０には、バイアス電源２６４が接続されている。なお、図５に示す構成では、第１および第２の発泡ローラー２００，２２０および第１および第２の回収ローラー２０２，２２２に印加されるバイアス電圧の極性は、図３に示す構成における極性と逆になっている。

ハードローラー２６０は、導電性を有し、スクレーパー２６２が当接しても摩耗しない程度の硬度を有する。具体的には、ハードローラー２６０は、硬度が１００〜１２０（ロックウェル硬度Ｍスケール）程度であるフェノール樹脂（抵抗層）を有する。ハードローラー２６０は、押出成形した樹脂パイプに金属の芯金を圧入して形成される。ハードローラー２６０は、表面に体積抵抗率が７〜９［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。

ハードローラー２６０は、中間転写ベルト４２１の表面に対して接触しながら回転可能に配置され、中間転写ベルト４２１上に残留するトナー１９０を除去する。ハードローラー２６０に過剰な負荷が掛かることを防止するため、中間転写ベルト４２１に対してウイズ方向（互いに対向する面が同方向に移動する回転方向）に回転する。ハードローラー２６０は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。

バイアス電源２６４は、制御部１００からの制御信号によって、マイナス極性の電圧をハードローラー２６０に印加する。また、クリーニング対向ローラー２６６は、接地されている。これにより、中間転写ベルト４２１とハードローラー２６０との間では、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性のトナー１９０に対して、中間転写ベルト４２１からハードローラー２６０に向かう方向の静電力が作用する。ハードローラー２６０に付着したトナー１９０は、スクレーパー２６２によってハードローラー２６０の表面から掻き落とされる。

図５に示す構成では、図３に示す構成と比べて、ハードローラー２６０を用いて、中間転写ベルト４２１上に残留するプラス極性のトナー１９０をプレクリーニングすることができる。ひいては、第２のクリーニング部１９６により除去すべき、プラスに帯電したトナー量を減少させることができる。また、中間転写ベルト４２１上に残留するトナー１９０のうち０付近でプラス極性またはマイナス極性に帯電するトナー１９０は、より強くマイナス側に帯電されるため、マイナスに帯電したトナー１９０を第１のクリーニング部１９４で効率よく除去することができる。

また、上記実施の形態において、ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の走行方向における第２のクリーニング部１９６の下流側においてハードローラー２６０を備えても良い。

図６に示す構成では、図３に示す構成と比べて、ハードローラー２６０を用いて、第１のクリーニング部１９４により除去しきれなかった少量のトナー１９０（プラス極性に帯電）を電気的および機械的に除去することができる。よって、図３に示す構成に比べて、中間転写ベルト４２１に対するより良好なクリーニングを実現することができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１９０ トナー
１９４ 第１のクリーニング部
１９６ 第２のクリーニング部
２００ 第１の発泡ローラー
２０２ 第１の回収ローラー
２０４ 第１のスクレーパー
２０６ 第１のバイアス電源
２１０ 第１のクリーニング対向ローラー
２２０ 第２の発泡ローラー
２２２ 第２の回収ローラー
２２４ 第２のスクレーパー
２２６ 第２のバイアス電源
２３０ 第２のクリーニング対向ローラー
２４０ 第３の発泡ローラー
２４２ 第３の回収ローラー
２４４ 第３のスクレーパー
２４６ 第３のバイアス電源
２５０ 第３のクリーニング対向ローラー
２６０ ハードローラー
４２１ 中間転写ベルト
４２６ ベルトクリーニング装置

Claims (7)

1. 転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留する第１極性のトナーを除去する第１の発泡ローラーと、
   前記第１の発泡ローラーに対して接触しながら回転可能に配置され、前記第１の発泡ローラーに付着したトナーを回収する第１の回収ローラーと、
   前記第１の発泡ローラーに対して、前記転写ベルト上から前記第１の発泡ローラーに前記第１極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、前記第１の回収ローラーに対して、前記第１の発泡ローラーから前記第１の回収ローラーに前記第１の発泡ローラーで逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第１の電圧印加部と、を有する第１のクリーニング部と、
   前記転写ベルトの走行方向における前記第１の発泡ローラーの下流側において、前記転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留する前記第１極性の逆極性である第２極性のトナーを除去する第２の発泡ローラーと、
   前記第２の発泡ローラーに対して接触しながら回転可能に配置され、前記第２の発泡ローラーに付着したトナーを回収する第２の回収ローラーと、
   前記第２の発泡ローラーに対して、前記転写ベルト上から前記第２の発泡ローラーに前記第２極性のトナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、前記第２の回収ローラーに対して、前記第２の発泡ローラーから前記第２の回収ローラーに前記第２の発泡ローラーで逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第２の電圧印加部と、を有する第２のクリーニング部と、
   を備えることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記第１の電圧印加部は、前記第１の回収ローラーに対して、前記第１の発泡ローラーに対する印加電圧と同極性で、絶対値の低い電圧を印加し、
   前記第２の電圧印加部は、前記第２の回収ローラーに対して、前記第２の発泡ローラーに対する印加電圧と同極性で、絶対値の低い電圧を印加す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. 前記第１の電圧印加部は、前記第１の回収ローラーに対して、前記第１の発泡ローラーに対する印加電圧と逆極性の電圧を印加し、
   前記第２の電圧印加部は、前記第２の回収ローラーに対して、前記第２の発泡ローラーに対する印加電圧と逆極性の電圧を印加す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。
4. 前記転写ベルトの走行方向における前記第１の発泡ローラーの上流側または前記第２の発泡ローラーの下流側において、前記転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留するトナーを除去する第３の発泡ローラーと、
   前記第３の発泡ローラーに対して接触しながら回転可能に配置され、前記第３の発泡ローラーに付着したトナーを回収する第３の回収ローラーと、
   前記第３の発泡ローラーに対して、前記転写ベルト上から前記第３の発泡ローラーに前記トナーを静電的に付着させ、逆帯電化させる電圧を印加するとともに、前記第３の回収ローラーに対して、前記第３の発泡ローラーから前記第３の回収ローラーに前記第３の発泡ローラーで逆帯電化したトナーを静電的に付着させる電圧を印加する第３の電圧印加部と、を有する第３のクリーニング部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記転写ベルトの走行方向における前記第１のクリーニング部の上流側において、前記転写ベルトに対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留するトナーを除去するハードローラーを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記転写ベルトの走行方向における前記第２のクリーニング部の下流側において、前記転写ベルトの表面に対して接触しながら回転可能に配置され、前記転写ベルト上に残留するトナーを除去するハードローラーを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。