JP2015191226A

JP2015191226A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2015191226A
Application number: JP2014070807A
Authority: JP
Inventors: 洋司植田; Yoji Ueda; 哲平志部谷; Teppei Shibetani; 信司山根; Shinji Yamane
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-02
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP6127012B2

Abstract

【課題】製造コストの上昇や配置スペースの増大を招くことなく、像担持体のクリーニングを安定して行うことを可能とする。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置１は、画像転写後の像担持体６の表面に接触させて、該像担持体６の表面に残留したトナーを除去するファーブラシ２４を備え、該ファーブラシ２４のパイル糸が絶縁糸３１及び導電糸３２から構成されるクリーニング装置１１を備えた画像形成装置１であって、前記絶縁糸３１と前記像担持体６との間で該像担持体６の表面に残留したトナーが摩擦された時に、トナーが所定の極性側に帯電されるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリやこれらを機能的に備えた複合機等のいわゆる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体の表面に残留したトナーをクリーニングする画像形成装置に関する。

近年、プリンタ・複写機・ファクシミリやこれらを機能的に備えた複合機等のいわゆる電子写真方式にて画像形成を行う画像形成装置としては、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を各色のトナーによりトナー像に現像する現像器と、上記のトナー像が一時的に保持されて、表面に多色カラー像が形成される像担持体（例えば、中間転写ベルト）と、この像担持体の表面に上記のトナー像を一次転写する一次転写ローラと、上記の像担持体の表面に一次転写された多色トナー像を転写紙に二次転写する二次転写ローラとを備えたものが知られている。

このような構成の画像形成装置においては、トナー像を転写紙表面に二次転写する際に転写し切れなかったトナーが、像担持体の表面に残留することがある。そこで、次の画像形成工程を行う前に、像担持体の表面をクリーニングし、残留トナーを除去しておく必要がある。従来、像担持体の表面をクリーニングする手段として、ファーブラシにより像担持体の表面に残留したトナーを掻き取る技術が周知である（例えば、特許文献１）。

ところで、二次転写後に像担持体の表面に残留したトナーには、現像時と同極性（＋）を持つものと、二次転写時の転写紙からの放電等の影響により帯電が０付近又は逆極性（−）となったものが混在する。このため、一つのファーブラシを用いて片極性のクリーニングバイアスを印加するだけでは、像担持体の表面に残留したトナーを回収しきれないという問題点が発生する。

そこで、このような問題点を解決するため、像担持体の表面に独立して接触する一対のファーブラシと、各ファーブラシと接触する一対の回収ローラと、各回収ローラにそれぞれ逆極性の電圧を印加する一対の電圧印加部とを備えたクリーニング装置を有する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成を採用することにより、所定の極性とは逆極性の電圧を印加された一方の回収ローラに、一方のファーブラシを介して所定の極性の残留トナーが静電気的に回収され、所定の極性の電圧を印加された他方の回収ローラに、他方のファーブラシを介して逆極性の残留トナーが静電気的に回収される。

また、このようなファーブラシを用いたクリーニング装置において、像担持体の表面に残留したトナーを確実に除去するためには、上記の静電気的な力に加えて、ファーブラシによる機械的な掻き取り力を高めることが必要となる。この点、剛性の高いファーブラシを用いれば上記の機械的な掻き取り力を高めることは可能であるが、この場合、ファーブラシから回収ローラに残留トナーを回収する際に、回収ローラとファーブラシの間の静電気的な作用による残留トナーの吸着力より、高い剛性を有するファーブラシが回収ローラに接触することで残留トナーが弾き飛ばされる力の方が大きくなってしまい、多量の残留トナーが装置内に飛散し、画像不良を生じてしまう、という新たな問題が生じることとなる。そこで、このような残留トナーの飛散を抑制しつつ、機械的な掻き取り力を高めるために、ファーブラシよりも像担持体の回転方向上流側にプレブラシ等の補助的なクリーニング部材を配置する構成が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−１４６１８９号公報特開２００９−１８１１１５号公報

ところが、一対のファーブラシを像担持体の表面に接触させる構成（例えば、特許文献１）や、ファーブラシよりも像担持体の回転方向上流側にプレブラシ等の補助的なクリーニング部材を配置する構成（例えば、特許文献２）では、いずれも、像担持体の表面に接触するように複数のクリーニング部材を配置する必要があり、製造コストの上昇や配置スペースの増大を招くという、新たな問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、製造コストの上昇や配置スペースの増大を招くことなく、像担持体の表面を安定してクリーニングし得る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する。

本発明に係る画像形成装置は、画像転写後の像担持体の表面に接触させて、該像担持体の表面に残留したトナーを除去するファーブラシを備え、該ファーブラシのパイル糸が絶縁糸及び導電糸から構成されるクリーニング装置を備えた画像形成装置であって、前記絶縁糸と前記像担持体との間で該像担持体の表面に残留したトナーが摩擦された時に、トナーが所定の極性側に帯電されるように構成されていることを特徴とする。

また、前記絶縁糸より前記導電糸の剛性が低く、該絶縁糸の長さが該導電糸の長さ以下であり、該絶縁糸の極性が、トナーの極性よりも所定の極性の逆側にあっても良いし、前記絶縁糸より前記導電糸の剛性が高く、前記絶縁糸の長さが該導電糸の長さ以上であり、該絶縁糸の極性が、トナーの極性よりも所定の極性の逆側にあっても良い。

更に、前記ファーブラシに接触するように配置された回収ローラと、該回収ローラと接触するように配置された掻取部材と、を備え、前記像担持体上の残留トナーを該像担持体と前記ファーブラシの間の電位差により該ファーブラシに移動させ、該ファーブラシに移動した残留トナーを該ファーブラシと前記回収ローラの間の電位差により該回収ローラに移動させ、該回収ローラに移動した残留トナーを前記掻取部材によって前記回収ローラから除去させるものであっても良い。

本発明の画像形成装置は、製造コストの上昇や配置スペースの増大を招くことなく、像担持体の表面を安定してクリーニングすることを可能とする。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の説明図である。本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の要部（クリーニング装置）の説明図である。本発明の第１の実施形態に係るファーブラシの断面図（図３（ａ））及び第２の実施の形態に係るファーブラシの断面図（図３（ｂ））である。本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置において、絶縁糸の剛性を変化させた場合の、残留トナーの帯電量の推移を示すグラフ図である。本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置において、絶縁糸の中間転写ベルトに対する食い込み量を変化させた場合の、残留トナーの帯電量の推移を示すグラフ図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置について、図１、図２、図３（ａ）を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の説明図、図２は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の要部（クリーニング装置）の説明図、図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るファーブラシの断面図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１は、プリンタ本体２の内部に、転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３と、給紙カセット３又は手指し給紙トレイ（図示せず）にセットされた転写紙が搬送される搬送経路４と、給紙カセット３又は手指しトレイにセットされた転写紙を搬送経路４に供給する給紙部５と、像担持体としての中間転写ベルト６と、中間転写ベルト６にトナー像を一次転写する画像形成部７と、この一次転写されたトナー像を搬送経路４の中途部において転写紙に二次転写する二次転写ニップ部８と、転写紙に二次転写されたトナー像を搬送経路４の下流側において定着させる定着部９と、トナー像を定着させた転写紙を搬送経路４の下流端から排出させる排出口１０と、二次転写後の中間転写ベルト６の表面に残留したトナーを除去させるクリーニング装置１１とを備えている。

中間転写ベルト６は、二次転写ニップ部８側に配置された駆動ローラ２０及びクリーニング装置１１側に配置されたテンションローラ２１に巻き掛けられて水平方向に支持され、駆動装置（図示せず）により所定方向（図１の矢印参照）に回動する。

画像形成部７は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。尚、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。

画像形成部７は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１２と、パーソナルコンピュータ（図示せず）から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を担持する感光体としての複数の感光体ドラム１３と、感光体ドラム１３の表面にビーム光束（図１において矢印Ｐで示す）を出射して所定の静電潜像を形成する露光器１４とを備えている。

各感光体ドラム１３は、中間転写ベルト６の下方に配置されており、その周囲には、感光体ドラム１３の表面を所定の電圧に帯電させる帯電器１５と、露光器１４が形成した静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像器１６と、そのトナー像を感光体ドラム１３と協働して中間転写ベルト６に一次転写する一次転写ローラ１７と、感光体ドラム１３の表面に残留したトナーを除去するクリーニングデバイス１８と、感光体ドラム１３の電荷を除去する除電デバイス１９とが、一次転写のプロセス順に配置されている。

露光器１４は、各感光体ドラム１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対応した複数の光源から放射された各ビーム光束を、光源２８（Ｙ），（Ｍ）及び光源２８（Ｃ），（Ｋ）を対としてそれぞれ共用するポリゴンミラー等の偏光器２９（ＹＭ），２９（ＣＫ）で偏光走査しつつ、感光体ドラム１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にビーム光束を結像する。

二次転写ニップ部８は、搬送経路４の給紙部５より下流側で定着部９よりも上流側に配置されている。二次転写ニップ部８は、中間転写ベルト６を挟んで駆動ローラ２０と二次転写ローラ２２を対向配置させて形成されており、二次転写ローラ２２を中間転写ベルト６に圧接させている。

＜画像形成動作＞
上記の構成において、カラープリンタ１に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着部９の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、カラープリンタ１に接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１５によって感光体ドラム１３の表面が帯電された後、露光器１４により感光体ドラム１３に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１３に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナーにより現像器１６が対応する色のトナー像に現像する。現像器１６によって感光体ドラム１３に現像されたトナー像は、トナー像を形成するトナーの極性と逆極性（−）の電圧を一次転写ローラ１７に印加することにより、中間転写ベルト６に一次転写される。

以上の動作を各色ごとに順次繰り返すことによって、中間転写ベルト６上にフルカラーのトナー像が形成される。このフルカラーのトナー像は、二次転写ローラ２２にトナーと逆極性（−）の電圧を印加することにより、搬送経路４を通って二次転写ニップ部８にニップ搬送されてきた転写紙に二次転写される。この転写紙に二次転写されたフルカラーのトナー像は、定着部９で転写紙に定着される。トナー像が定着した転写紙は、排出口１０から外部に排出される。

一方で、二次転写ニップ部８での二次転写の完了後、画像形成部７の中間転写ベルト６の表面には、現像時と同極性（＋）を持つトナーと、二次転写時の転写紙からの放電等により帯電が０付近又は逆極性（−）となったトナーが、混在した状態で残留する。この残留トナーは、以下に詳述するクリーニング装置１１によって除去される。

＜クリーニング装置１１の構成＞
図２に示すように、クリーニング装置１１は、残留トナーを中間転写ベルト６から除去するファーブラシ２４と、ファーブラシ２４に蓄積した残留トナーを回収する回収ローラとしての金属ローラ２５と、金属ローラ２５に回収した残留トナーを除去する掻取部材としてのクリーニングブレード２６と、クリーニングブレード２６により除去した残留トナーを回収するトナー回収機構としてのトナー回収スクリュー２７とを備えている。

ファーブラシ２４は、ファーブラシ２４と回収ローラ２５との接触位置よりもファーブラシ２４の回転方向の上流側において、中間転写ベルト６と接触するように配置されている。

図３（ａ）に示すように、ファーブラシ２４は、絶縁糸３１及び導電糸３２から構成されるブラシを金属シャフト３０の表面に両面テープで接着させて形成されており、このブラシの先端部を、中間転写ベルト６に所定量（好ましくは、１ｍｍ〜２．５ｍｍ程度）食い込ませた状態で配置されている。例えば、ファーブラシ２４は、繊度６Ｄのアクリル製絶縁糸とナイロン製導電糸からなるブラシが、軸径φ８のＳＵＳ製の軸に２００ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度で構成され、外径φ１６である。

ファーブラシ２４を構成するブラシは、基布と、基布の表面に対して垂直方向に編み込まれたパイル糸から構成されている。また、ファーブラシ２４のブラシを構成するパイル糸は、絶縁糸３１と、カーボンブラックを上記絶縁糸３１に添加した糸である導電糸３２とを、それぞれ少なくとも１種類以上含ませて構成されており、前記絶縁糸３１より前記導電糸３２の剛性が低くなるように、それぞれの糸の材質が選択されている。

また、絶縁糸３１は、その長さを導電糸３２の長さよりも短くしている。一実施例として、絶縁糸３１の長さを、４ｍｍとするとともに、導電糸３２の長さを、３．５ｍｍとすることが可能である。

また、絶縁糸３１の極性は、トナーの極性よりも所定の極性の逆側にある。つまり、プラス側を所定の極性とした場合には、絶縁糸３１の極性はトナーの極性よりもマイナス側にあり、マイナス側を所定の極性とした場合には、絶縁糸３１の極性はトナーの極性よりもプラス側にある。

ここで、極性とは、ある物質を他の物質と摩擦させた場合に、正負のどちらに帯電するか、を示す性質である。この極性は、その物質を摩擦させる相手の物質によって変化し、例えば、ある物質（物質Ａとする）を、帯電系列（２種類の物質を互いに摩擦して帯電させる場合、正に帯電しやすい物質を上位に、負に帯電しやすい物質を下位に並べたもの）において物質Ａよりも所定の極性側の物質と摩擦させた場合には、物質Ａの極性は所定の極性とは逆側となり、帯電系列において物質Ａよりも所定の極性とは逆側の物質と摩擦させる場合には、物質Ａの極性は所定の極性側となる。なお、第１の実施形態及び後述する第２の実施形態では、プラスを所定の極性、マイナスを所定の極性とは逆極性とするが、他の異なる実施形態においては、マイナスを所定の極性とすることも可能である。

上述の如く、トナーよりも所定の極性とは逆側（−側）に極性がある絶縁糸３１をファーブラシ２４に含ませることにより、導電糸３２のみを用いてファーブラシ２４のブラシを構成する場合と比較して、より残留トナーを所定の極性（＋）側に摩擦帯電させやすくすることが可能となるとともに、ファーブラシ２４をより安価に製造することが可能となる。

また、絶縁糸３１と中間転写ベルト６との間で中間転写ベルト６の表面に残留したトナーが摩擦された時に、残留トナーが所定の極性（＋）側に帯電されるように、使用されるトナーとの極性を考慮した上で、絶縁糸３１の材質及び中間転写ベルト６の表面をコーティングする材質が選択されている。

本実施形態においては、絶縁糸３１の極性は、トナーの極性よりも所定の極性の逆側（−側）にあるが（上述）、中間転写ベルト６の表面についても、トナーよりも所定の極性の逆側（−側）の材質でコーティングされるのが好ましい。これにより、中間転写ベルト６の表面に残留したトナーの極性を、絶縁糸３１及び中間転写ベルト６の表面との摩擦により、確実に所定の極性（＋）に揃えることが可能となる。例えば、キャリアとトナーの摩擦によってトナーをプラスに帯電させるような２成分現像剤を使用するシステムにおいて、ポリエステルを主原料とする樹脂を用いてトナーが形成される場合には、中間転写ベルト６の表面にフッ素系の樹脂によるコーティングが施されるとともに、極性が上記のトナーよりも所定の極性とは逆側（−側）にあるPET、ポリプロピレン、PVDF、ETFE、テフロン（登録商標）等を用いて絶縁糸３１が構成されるのが好ましい。

また、絶縁糸３１と中間転写ベルト６との間で中間転写ベルト６の表面に残留したトナーが摩擦された時に残留トナーが所定の極性（＋）側に帯電される（上述）だけでなく、導電糸３２と中間転写ベルト６との間で中間転写ベルト６の表面に残留したトナーが摩擦された時にも、トナーが所定の極性（＋）側に帯電されるように、使用されるトナーとの極性を考慮した上で、導電糸３２の材質及び中間転写ベルト６の表面をコーティングする材質が選択されている。

金属ローラ２５は、中間転写ベルト６とファーブラシ２４との接触位置よりもファーブラシ２４の回転方向の下流側において、ファーブラシ２４と接触するように配置されている。例えば、金属ローラ２５は、直径φ１６のＳＵＳ製ローラである。また、金属ローラ２５には残留トナーの極性とは逆極性（−）のクリーニング電圧が電圧印加部（図示せず）から印加されており、そのため、金属ローラ２５とファーブラシ２４の間、ファーブラシ２４と中間転写ベルト６の間にそれぞれ所定の電位差が生じている。

＜クリーニング装置１１によるクリーニング動作＞
上記の構成において、二次転写後に中間転写ベルト６上に残留したトナー（所定の極性（＋）を持つトナーと、帯電が０付近又は逆極性（−）となったトナーが混在するトナー）を、クリーニング装置１１を用いて中間転写ベルト６から除去するクリーニング動作を、以下に説明する。なお、以下の説明では、ファーブラシ２４は中間転写ベルト６と同一方向（図２において反時計回り）に回動し、金属ローラ２５は、中間転写ベルト６とは逆方向（図２において時計回り）に回動する場合について例示して説明する。

まず、中間転写ベルト６上を移送されてきた残留トナーは、中間転写ベルト６の表面においてファーブラシ２４と接触する。その際、ファーブラシ２４の絶縁糸３１及び中間転写ベルト６の表面との摩擦によって、残留トナーの極性が所定の極性（＋）に揃えられる。そして、このように所定の極性（＋）に帯電された残留トナーは、ファーブラシ２４と中間転写ベルト６の間の電位差により静電気的にファーブラシ２４に移動した後、金属ローラ２５とファーブラシ２４との間の電位差により静電気的に金属ローラ２５に移動する。本実施の形態においてはこのように、金属ローラ２５、ファーブラシ２４及び中間転写ベルト６の間の電位差を利用して、中間転写ベルト６の表面に残留したトナーを、静電気的に効率良く除去することが可能となる。

以上の如く、本発明の画像形成装置１は、中間転写ベルト６、ファーブラシ２４の絶縁糸３１との摩擦により残留トナーを所定の極性（＋）に帯電させてから、残留トナーを中間転写ベルト６の表面から回収する。そのため、逆極性（−）のクリーニング電圧が印加された金属ローラ２５と接触する単一のファーブラシ２４のみにより、中間転写ローラ６上に残留したトナーを、効率的に除去することが可能となる。従って、中間転写ベルト６に接触させて複数のファーブラシ２４を配置する必要がなく、製造コストの低廉化や配置スペースの縮小化を図ることが可能となる。

更に、本実施の形態においては、ファーブラシ２４を構成する導電糸３２と中間転写ベルト６との間で中間転写ベルト６の表面に残留したトナーが摩擦された時にも、トナーが所定の極性（＋）側に帯電される。そのため、絶縁糸３１及び中間転写ベルトとの摩擦により残留トナーを所定の極性（＋）側に摩擦帯電させるだけでなく、導電糸３２及び中間転写ベルトとの摩擦によっても、残留トナーを所定の極性（＋）側に帯電させることが可能となる。そのため、残留トナーをより所定の極性（＋）側に帯電させやすくすることが可能となり、残留トナーの回収が一層容易になる。

また、本実施の形態においては、ファーブラシ２４を構成する絶縁糸３１の剛性が導電糸３２の剛性よりも高いため、この絶縁糸３１の高い剛性により、ファーブラシ２４全体の剛性を適度に高めることが可能となり、中間転写ベルト６の表面に残留したトナーを機械的に掻き取る力を向上させることが可能となる。このように、機械的な掻き取り力の向上を単一のファーブラシ２４のみにより実現することが可能となるため、プレブラシ等の補助的なクリーニング部材を配置する必要がなく、この点においても、製造コストの低廉化や配置スペースの縮小化を図ることが可能となる。

また、導電糸３２の剛性が絶縁糸３１の剛性よりも低いため、導電糸３２及び絶縁糸３１の剛性を一律に高める場合と比較して、ファーブラシ２４全体の柔軟性を確保することが可能となる。そのため、ファーブラシ２４から金属ローラ２５に残留トナーを回収する際に生じるトナー飛散を抑制することが可能となる。更に、中間転写ベルト６、ファーブラシ２４との摩擦により残留トナーを確実に所定の極性（＋）に摩擦帯電させるため、ファーブラシ２４から金属ローラ２５に残留トナーを回収する際に両部材間に働く静電気的な作用（残留トナーの吸着力）を、両部材間に生じる機械的な作用（トナーの飛散力）に対して、相対的に高めることが可能となり、この点においても、トナー飛散を抑制することが可能となる。つまり、ファーブラシの剛性の面及び静電気的な面の両面からトナー飛散を改善することができ、トナー飛散を一層効果的に抑制することが可能となる。

また、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも短くしているため（図３（ａ）参照）、導電糸３２よりも剛性の高い絶縁糸３１が導電糸３２を支持し、ファーブラシの毛倒れを抑制することが可能となる。なお、本実施の形態では、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも短くしたが、絶縁糸３１及び導電糸３２の長さを同一とした場合にも、絶縁糸３１が導電糸３２を支持し、上記のファーブラシ２４の毛倒れを防止することが可能となる。つまり、ファーブラシ２４の毛倒れを防止するためには、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さ以下とすれば良い。

図４は、上述の第１の実施形態に係る画像形成装置１において、絶縁糸３１の剛性を変化させた場合の、残留トナーの帯電量の推移を示すグラフ図である。図４に示すように、絶縁糸３１の剛性を高めるのと比例して、残留トナーの帯電量も増加した。

ここでの実験に用いたファーブラシ２４は、ブラシ繊維として６−ナイロン製導電糸とアクリル製絶縁糸の混毛にて、軸径φ８のＳＵＳ製の軸に２５０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度で外径φ１６に形成されている。導電糸と絶縁糸の割合は、導電糸７０％、絶縁糸３０％とした。また、フィラメントの太さは導電糸が３Ｄのものを用い、絶縁糸は１Ｄ、３Ｄ、５Ｄの３つの太さのフィラメントに変更して３種類のファーブラシを作成した。図４において、「剛性小」は１Ｄの絶縁糸を用いたファーブラシであり、「剛性中」は３Ｄの絶縁糸、「剛性大」は５Ｄの絶縁糸を用いたものである。

実験に用いた画像形成装置はタンデム方式のカラープリンタであり、中間転写ベルトの線速＝１００ｍｍ／ｓ、ファーブラシの線速＝２００ｍｍ／ｓ、ファーブラシの食い込み量＝１ｍｍである。また、ファーブラシに接触してトナーを回収する回収ローラは直径φ１６のＳＵＳ製ローラであり、トナーと逆極性の２００Ｖ印加電圧が供給される。この画像形成装置においてカラーパッチなどを含むテスト画像を印刷して、中間転写ベルト上の残留トナーの帯電量を測定した。帯電量はトレック社のＱＭメータを用いて測定した。

（第２の実施形態）
次に、図３（ｂ）及び図５を用いて、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１について説明する。ここで、図３（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るファーブラシ２４の断面図である。なお、ファーブラシ２４以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様であるため、説明、図示を省略する。

図３（ｂ）に示すファーブラシ２４の基本的な構成は、上記第１の実施形態と同一である。一方で、上記の第１の実施形態では、絶縁糸３１よりも剛性が低い材質により導電糸３２を形成していたが、第２の実施形態では、絶縁糸３１よりも剛性が高い材質により導電糸３２を形成している。また、上記第１の実施形態では、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも短くしているが、第２の実施形態では、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも長くしている。一実施例として、絶縁糸３１の長さを、４ｍｍとするとともに、導電糸３２の長さを、３ｍｍとすることが可能である。

第２の実施形態においては、ファーブラシ２４を構成する導電糸３２の剛性が絶縁糸３１の剛性よりも高いため、この高い剛性の導電糸３２により、ファーブラシ２４全体の剛性を適度に高めて、中間転写ベルト６の表面に残留したトナーを機械的に掻き取る力を向上させることが可能となる。このように、機械的な掻き取り力の向上を単一のファーブラシ２４のみにより実現することが可能となるため、プレブラシ等の補助的なクリーニング部材を配置する必要がなく、製造コストの低廉化や配置スペースの縮小化を図ることが可能となる。

また、絶縁糸３１の剛性が導電糸３２の剛性よりも低いため、絶縁糸３１及び導電糸３２の剛性を一律に高める場合と比較して、ファーブラシ２４の柔軟性を確保することが可能となる。そのため、ファーブラシ２４から金属ローラ２５に残留トナーを回収する際に生じるトナー飛散を抑制することが可能となる。更に、中間転写ベルト６、ファーブラシ２４との摩擦により残留トナーを確実に所定の極性（＋）に摩擦帯電させるため、ファーブラシ２４から金属ローラ２５に残留トナーを回収する際に両部材間に働く静電気的な作用（残留トナーの吸着力）を、両部材間に生じる機械的な作用（トナーの飛散力）に対して相対的に高めることが可能となり、この点においても、トナー飛散を抑制することが可能となる。このように、ファーブラシ２４の剛性の面及び静電気的な面の両面からトナー飛散を改善することができ、トナー飛散を一層効果的に抑制することが可能となる。

一方で、上述の如く導電糸３２よりも剛性の低い材質で絶縁糸３１を構成しているため、絶縁糸３１の剛性の低下に伴って、絶縁糸３１との接触により残留トナーを所定の極性（＋）に摩擦帯電させる機能が低下する虞がある（図４参照）。

しかしながら、第２の実施形態においては、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも長くしているため（図３（ｂ）参照）、絶縁糸３１と残留トナーの摩擦時間を長くすることが可能となり、絶縁糸３１との接触により残留トナーを所定の極性（＋）に帯電させる機能を補強することが可能となる。そのため、上述の如く導電糸３２よりも剛性の低い絶縁糸３１を用いる場合でも、残留トナーを確実に所定の極性（＋）に摩擦帯電させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さよりも長くしたが、絶縁糸３１及び導電糸３２の長さを同一とした場合にも、上記の残留トナーの摩擦帯電機能の補強効果を奏する。つまり、残留トナーの摩擦帯電機能を補強するためには、絶縁糸３１の長さを導電糸３２の長さ以上とすれば良い。

図５は、上述の第２の実施形態に係る画像形成装置１において、絶縁糸３１の中間転写ベルト６に対する食い込み量を変化させた場合の、残留トナーの帯電量の推移を示すグラフ図である。図５に示すように、絶縁糸３１の中間転写ベルト６に対する食い込み量を高めるのと比例して、残留トナーの帯電量も上昇した。なお、絶縁糸３１の中間転写ベルトに対する食い込み量は、絶縁糸３１の長さに比例するため、絶縁糸３１の長さと残留トナーの帯電量上昇も比例関係にあり、絶縁糸３１の長さを長くするほど、トナーの帯電量も上昇することが認められた。

ここでの実験に用いたファーブラシ２４は、ブラシ繊維として６−ナイロン製導電糸とアクリル製絶縁糸の混毛にて、軸径φ８のＳＵＳ製の軸に２５０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２の密度で形成されている。導電糸と絶縁糸の割合は、導電糸７０％、絶縁糸３０％とした。また、フィラメントの太さは３Ｄのものを用いた。そして、ブラシの直径がφ１５、φ１６、φ１７、φ１９の４種類のファーブラシを作成して、被清掃部材に対する食い込み量が０．５〜２．５ｍｍになるようにした。実験に用いた画像形成装置、実験条件、残留トナーの帯電量の測定については、上記の図４における実験と同じである。

図４及び図５を通して、中間転写ベルト上の残留トナーの帯電量が２０μＣ／ｇ以上の場合には良好にクリーニングが行われることが確認できた。この結果に基づいて、同様な構成の画像形成装置において中間転写ベルトをクリーニングするのに最適なファーブラシの仕様を決めるのが容易になる。

１カラープリンタ（画像形成装置）
６中間転写ベルト（像担持体）
１１クリーニング装置
２４ファーブラシ
２５金属ローラ（回収ローラ）
２６クリーニングブレード（掻取部材）
３１絶縁糸
３２導電糸

Claims

画像転写後の像担持体の表面に接触させて、該像担持体の表面に残留したトナーを除去するファーブラシを備え、該ファーブラシのパイル糸が絶縁糸及び導電糸から構成されるクリーニング装置を備えた画像形成装置であって、
前記絶縁糸と前記像担持体との間で該像担持体の表面に残留したトナーが摩擦された時に、トナーが所定の極性側に帯電されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記絶縁糸より前記導電糸の剛性が低く、該絶縁糸の長さが該導電糸の長さ以下であり、該絶縁糸の極性が、トナーの極性よりも所定の極性の逆側にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記絶縁糸より前記導電糸の剛性が高く、該絶縁糸の長さが該導電糸の長さ以上であり、該絶縁糸の極性が、トナーの極性よりも所定の極性の逆側にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記ファーブラシに接触するように配置された回収ローラと、
該回収ローラと接触するように配置された掻取部材と、
を備え、
前記像担持体上の残留トナーを該像担持体と前記ファーブラシの間の電位差により該ファーブラシに移動させ、該ファーブラシに移動した残留トナーを該ファーブラシと前記回収ローラの間の電位差により該回収ローラに移動させ、該回収ローラに移動した残留トナーを前記掻取部材によって前記回収ローラから除去させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの請求項に記載の画像形成装置。