JP3804469B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置において、トナー像転写後の感光体ドラムや中間転写体等に残留するトナーを清掃するためのクリーニング装置に係り、詳細には、被清掃体に接触するトナー除去部材に対してクリーニングバイアスを印加しながら該被清掃体の清掃を行うタイプのクリーニング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応じて感光体ドラムの表面にトナー像を形成した後、かかるトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像を記録シートに加熱定着することで記録画像を得ている。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビームプリンタにおいては、感光体ドラム上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のトナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シートに一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形成するものも知られている。
【０００３】
トナー像の転写効率は感光体ドラムや中間転写体の表面状態、温度・湿度の変化に伴う記録シートや中間転写体の抵抗値の変動に影響を受けるので、これを常に１００％に保つことは困難であり、トナー像の転写元である感光体ドラムや中間転写体の表面にはトナー像の転写後にもトナーが残留付着している。このため、従来より、感光体ドラムや中間転写体に対しては、トナー像の転写部位の下流側にクリーニング装置が設けられ、次のトナー像の形成に先立って残留トナーの除去が行われている。
【０００４】
また、近年ではこれら感光体ドラムや中間転写体から記録シートにトナー像を転写するものとして、これら感光体ドラム等との間に転写バイアスが印加された転写ロールが用いられているが、この転写ロールは記録シートが搬送されていないときは直接感光体ドラム等に接していることから、感光体ドラム等の表面から転写ロールの表面に残留トナーが転移し易い。従って、記録シートの裏面汚れを防止するためには、かかる転写ロールに付着したトナーも清掃する必要があり、近年ではこの転写ロールに対してもクリーニング装置が設けられる傾向にある。
【０００５】
この種のクリーニング装置としては、特開平４−２９２８３号公報に開示されるように、無数の摺擦毛を植えたブラシロールを感光体ドラム等の被清掃体に接触させると共に、このブラシロールと被清掃体との間にトナーの帯電極性に応じた電位差を与え、残留トナーを被清掃体からブラシロールへ静電吸着させるように構成したものが知られている。また、ブラシロールではなく、軟弾性体からなるソフトロールを被清掃体に接触させ、やはり残留トナーを被清掃体からソフトロールの表面へ静電吸着させるように構成したクリーニング装置も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなクリーニング装置における残留トナーのクリーニング性能は、ブラシロールやソフトロールといったトナー除去部材と被清掃体との間に印加されるクリーニングバイアスの大きさと共にこれらの間を流れる電流値に依存している。しかし、これらのトナー除去部材は半導電性材料から形成されており、温度や湿度といった雰囲気環境の変動によってその抵抗値が大きく変化してしまう傾向にある。また、クリーニング対象である被清掃体が中間転写体や転写ロールの場合、これら中間転写体等の表面は抵抗値を調整した弾性層によって被覆されていることが多いので、雰囲気環境が変動すると、中間転写体等の抵抗値も大きく変化してしまう傾向にある。従って、一定の清掃性能を維持するためには、雰囲気環境等に応じてトナー除去部材に印加するクリーニングバイアスの大きさを細かく制御し、抵抗値の変動に拘らず、トナー除去部材と被清掃体との間のを流れる電流を常に略一定に保持する必要がある。
【０００７】
また、従来のクリーニング装置では、トナーが付着したブラシロールの摺擦毛をフリッカーバに叩きつけ、かかるトナーをブラシロールから強制的に叩き落として回収する等の所謂デトーニング機構が備えられており、トナー除去部材が多くのトナーを保持したままの状態で被清掃体のクリーニングを継続するということはなかった。しかし、最近ではクリーニング装置の小型化に鑑み、デトーニング機構を具備しないクリーニング装置も提案されている（特開２００１−０７５４４８号公報）。この新たなクリーニング装置では、トナー像の形成及び転写の邪魔にならないよう、画像形成ジョブ中はトナー除去部材が残留トナーを一時的に保持するように働く一方、画像形成ジョブの合間にはトナー除去部材が保持していたトナーを被清掃体へ吐き出し、これをトナー像の転写と同様に下流側のロールへと転移させていき、最終段のロールに対して設けられたクリーニング装置で回収するように構成されている。このため、画像形成ジョブ中はトナー除去部材が次第に多くのトナーを含んでいくことになり、清掃中においてもトナー除去部材の抵抗値が変化する傾向にある。従って、この点においてもトナー除去部材に印加するクリーニングバイアスの大きさを細かく制御し、抵抗値の変動に拘らず、トナー除去部材と被清掃体との間を流れる電流を常に略一定に保持する必要がある。
【０００８】
このため、前述の特開平４−２９２８３号公報のクリーニング装置では、かかるクリーニング装置が設けられた雰囲気の温度及び湿度を検出する環境センサを設け、この環境センサの検出値に基づいてクリーニングバイアスを設定している。また、特開平８−２９２６２３号公報に開示されるクリーニング装置では、クリーニングバイアスを印加した際にトナー除去部材に現れる電圧値を検出し、この検出値をフィードバックしてクリーニングバイアスを調整することにより、抵抗値の変動に拘らず一定のクリーニング性能が得られるように構成している。
【０００９】
しかし、これら従来のクリーニング装置では、雰囲気環境をモニタするためのセンサ類、検出した環境から最適なクリーニングバイアスを決定するための演算装置、検出した電圧値をフィードバックするための複雑な回路等が必要となり、製造コストの上昇に繋がってしまう。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブラシロール等のトナー除去部材の抵抗値や、中間転写体等の被清掃体の抵抗値が変動した場合であっても、何ら複雑な構成を用いることく、トナー除去部材に印加するクリーニングバイアスを該変動に対応させて変更することが可能なクリーニング装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、被清掃体の表面に付着する残留トナーを除去するクリーニング装置であって、上記除去された残留トナーを上記被清掃体へ転移させて当該残留トナーを回収する回収装置へ送るクリーニング動作を有し、上記被清掃体の表面に接触すると共に上記残留トナーを静電吸着するトナー除去部材と、このトナー除去部材に対して接続されると共に基準電圧を印加する定電圧電源と、一定の抵抗値を有すると共に上記トナー除去部材と定電圧電源との間に直列に接続され、上記基準電圧を環境変動に対応して変化させたクリーニングバイアスを作り出し、これをトナー除去部材に印加する環境補償抵抗とを具備し、上記トナー除去部材は上記クリーニング動作が開始されるまでは上記残留トナーを保持することを特徴とするものである。
【００１２】
このような技術的手段によれば、上記定電圧電源に対して環境補償抵抗、トナー除去部材及び被清掃体が直列に接続されていることになるので、かかる定電圧電源が印加する基準電圧はこれら環境補償抵抗、トナー除去部材及び被清掃体の抵抗値によって分圧されることになる。ここで、上記環境補償抵抗は一定の抵抗値を有しているので、トナー除去部材及び被清掃体にはこれらの抵抗値の変動に応じた高さの電圧がクリーニングバイアスとして印加されることになる。例えば、雰囲気の温度及び湿度が低くなり、トナー除去部材及び被清掃体の抵抗値が上昇するような場合には、環境補償抵抗に印加される電圧が減じ、トナー除去部材及び被清掃体に印加されるクリーニングバイアスが上昇する。これにより、トナー除去部材の抵抗値が上昇しても、トナー除去部材と被清掃体との間を流れる電流が極端に小さくなることはなく、被清掃体に付着するトナーを十分に除去することが可能となる。
【００１３】
一方、雰囲気の温度及び湿度が高くなり、トナー除去部材及び被清掃体の抵抗値が低下するような場合には、環境補償抵抗に印加される電圧が増加し、トナー除去部材及び被清掃体に印加されるクリーニングバイアスが低下する。仮に、トナー除去部材及び被清掃体の抵抗値が低下した状態で大きなクリーニングバイアスが印加されると、トナー除去部材と被清掃体との間に過大な電流が流れ、トーを被清掃体からトナー除去部材に静電吸着させるに十分な電界を形成することができなくなる。しかし、本発明ではトナー除去部材及び被清掃体の抵抗値の低下に合わせてクリーニングバイアスが抑えられるので、これらの間に過大な電流が流れることもなく、適切な大きさのクリーニングバイアスを印加することができるものである。
【００１４】
そして、このような本発明では、温度及び湿度を検出するためのセンサ類や、複雑なフィードバック回路等が不要となるので、トナー除去部材や被清掃体の抵抗値に応じたクリーニングバイアスの制御を安価に実現することができ、クリーニング装置そのものの構成も簡易なものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のクリーニング装置を詳細に説明する。
図１は本発明を適用したフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示すものである。尚、図１中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００１６】
このフルカラープリンタは、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム１１，１２，１３，１４と、これら感光体ドラム１１〜１４ に接触する一次帯電用の帯電ロール２１，２２，２３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射する図示しないレーザ光学ユニットと、現像器４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１〜１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール６０とで、その主要部が構成されている。
【００１７】
これらの構成のうち、各感光体ドラム１１〜１４、帯電ロール２１〜２４、現像器４１〜４４、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２及び二次中間転写ドラム５３は単一の画像形成ユニット１として一体化されており、例えば感光体ドラムの劣化等によって画像品質が低下する場合等には、この画像形成ユニット１をそのまま交換するようになっている。
【００１８】
感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１〜１４軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１〜１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００１９】
フルカラー画像を形成する場合、各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１〜３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１〜１４に照射される。
【００２０】
上記各感光体ドラム１１〜１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１〜１４としてはＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１〜１４の表面は約−８００ＶのＤＣ電圧を印加した帯電ロール１２，２２，３２，４２によって、例えば約−３００Ｖ程度に一様に帯電される。尚、この実施例では上記帯電ロールに対してＤＣ成分のみを印加しているが、ＡＣ成分をＤＣ成分に重畳するように構成することもできる。
【００２１】
このようにして一様な表面電位を具備した感光体ドラム１１〜１４の表面には、各色毎の入力画像情報に応じて変調されたレーザ光３１〜３４が上記レーザ光学ユニットから照射され、各所色の画像情報に対応した静電潜像が所定のタイミングで形成される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれることにより、感光体ドラム１１〜１４上の画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２２】
また、上記感光体ドラム１１〜１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像器４１〜４４によって現像され、感光体ドラム１１〜１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。各現像器４１〜４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー及びキャリアからなる現像剤が充填されている。
【００２３】
次に、上記各感光体ドラム１１〜１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４に対する静電潜像の書き込み開始タイミングを各色毎にずらすことにより、第１の一次中間転写ドラム５１上では一次転写されたイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）のトナー像が適切に重ね合わされた二重色像が形成され、また、第２の一次中間転写ドラム５２上にもシアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）のトナー像が適切に重ね合わされた二重色像が形成される。
【００２４】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１〜１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。最適な表面電位はトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動するが、トナーの帯電量が−２０〜−３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００２５】
この後、第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色が重なった最終的なトナー像が形成されることになる。
【００２６】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。最適な表面電位は一次転写の時と同様にトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動する。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜−３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００２７】
最後に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された四重色のトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路Ｐを通る用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着器７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２８】
このように構成された本実施例のレーザビームプリンタでは、各感光体ドラム１１〜１４及び一次中間転写ドラム５１，５２に対してクリーニング装置が配置されている。
【００２９】
先ず、感光体ドラム１１に対して配置されたクリーニング装置は、金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立したリフレッシャブラシ２１５を備えており、帯電ロール２１に対するトナーの付着を防止するため、感光体ドラム１１の回転方向に関して帯電ロール２１の上流側に位置している。また、このリフレッシャブラシ２１５にはクリーニングバイアスが印加されりており、各転写部位において極性反転したトナーを感光体ドラム１１の表面から一時的に回収し、後述するクリーニングモードが開始される迄の間、かかるトナーを保持するようになっている。すなわち、トナーは現像器４１内において（−）極性に帯電しており、各転写行程においては、トナー像がより電位の高い方向へ向けて転写されていくことになる。しかし、かかるトナー像が各転写工程の転写部位を繰り返し通過する際、パッシェン放電や電荷注入により、（−）帯電しているトナーの一部が逆極性、すなわち（＋）極性に反転して帯電してしまうことがあり、このように極性反転したトナーは次工程へ転写されず、上流側へ逆流していくことになる。そして、最終的には感光体ドラム１１へ転移し、ひいては帯電ロール２１に付着することになる。上記リフレッシャブラシ２１５はこのような極性反転したトナーを帯電ロール２１の手前で捕え、帯電ロール２１に対する付着を防止するために設けられている。従って、トナー像の作像時においては、感光体ドラム１１の表面電位−３００Ｖよりも低い電位である−４００Ｖが上記リフレッシャブラシ２１５に印加されている。また、このリフレッシャブラシ２１５には何ら駆動手段が設けられておらず、かかるリフレッシャブラシ２１５は摺擦毛と感光体ドラム１１との間に作用する摩擦力によって感光体ドラム１１の回転に連れ回っている。
【００３０】
尚、以上の説明では感光体ドラム１１に対して設けられたリフレッシャブラシ２１５について説明したが、他の感光体ドラム１２〜１４に対しても同じ構造のリフレッシャブラシ２１６，２１７，２１８が設けられている。
【００３１】
一方、一次中間転写ドラム５１，５２に対しては、やはり金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立した第１ブラシロール２２０，２２１が夫々配置されている。これらの第１ブラシロール２２０は二次転写の終了後に一次中間転写ドラム５１の表面に残留したトナーを感光体ドラム１２の手前側でブロックする位置に、第１ブラシロール２２１は二次転写の終了後に一次中間転写ドラム５２の表面に残留したトナーを感光体ドラム１４の手前側でブロックする値に夫々配置されている。
【００３２】
また、これら第１ブラシロール２２０，２２１にはクリーニングバイアスが印加されているが、その極性はリフレッシャブラシ２１５に印加されていたものと逆極性である。一次転写では各感光体ドラムが１色のトナー像のみを一次中間転写ドラム５１，５２に転写していることから、転写効率をある程度高めに設定することができ、残留トナーを敢えて回収するクリーニング装置を設けずとも、作像上は大きな支承は生じず、また、各現像器４１〜４４において混色が発生することもない。しかし、二次転写では互いに重なり合った２色分のトナー像を二次中間転写ドラム５３へ転写するので、転写されずに一次中間転写ドラム５１，５２に残留するトナーも多く、かかる残留トナーをクリーニング装置で回収しない場合には、次に転写されるトナー像にゴーストが発生してまうからである。このため、（−）極性に帯電している残留トナーが一次中間転写ドラム５１，５２から第１ブラシロール２２０，２２１へ静電的に転移してくるよう、かかる第１ブラシロール２２０，２２１には一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位よりも高いクリーニングバイアス（例えば、＋６００Ｖ）が印加されている。もちろん、温度及び湿度といった雰囲気環境が変動し、一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が変動すれば、第１ブラシロール２０，２２１と一次中間転写ドラム５１，５２との間の電位差を確保するため、クリーニングバイアスも変動させる必要が生じる。また、これら第１ブラシロール２２０，２２１にも何ら駆動手段が設けられておらず、リフレッシャブラシ２１５と同様、摺擦毛と一次中間転写ドラム５１，５２との間に作用する摩擦力によって一次中間転写ドラム５１，５２の回転に連れ回っている。
【００３３】
また、二次中間転写ドラム５３に対しても三次転写で残留したトナーを除去するための第２ブラシロール２３０が配置されている。上記第１ブラシロール２２０，２２１やリフレッシャブラシ２１５〜２１８と異なり、この第２ブラシロール２３０は図示外のモータによって二次中間転写ドラム５３の回転方向と対向する方向へ回転駆動されている。この第２ブラシロール２３０にもクリーニングバイアスが印加されているが、三次転写で発生した残留トナーを二次中間転写ドラム５３の表面から除去するという目的上、その極性は第１ブラシロール２２０，２２１に印加されていたものと同じである。すなわち、（−）極性に帯電している残留トナーが二次中間転写ドラム５３から第２ブラシロール２３０へ静電的に転移してくるよう、かかる第２ブラシロール２３０には二次中間転写ドラム５３の表面電位よりも高いクリーニングバイアス（例えば、１１００Ｖ）が印加されている。
【００３４】
上記リフレッシャブラシ２１５〜２１８、第１ブラシロール２２０，２２１、及び第２ブラシロール２３０は夫々対向する感光体ドラム１１〜１４、一次中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５３からトナーを捕獲するものの、捕獲したトナーを排出するための機械的構成を何ら具備していない。従って、トナー像が繰り返し形成されると、捕獲したトナーが各ブラシロールの摺擦毛の間から溢れ出てしまうことになる。そこで、本実施例のプリンタでは、各ブラシロールによって捕獲されたトナーを回収するため、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニング動作を行ない、各ブラシロールによって一時的に捕獲されていたトナーを転写ロール６０に対して設けた一括回収装置８０で回収するようにしている。
【００３５】
このクリーニング動作においては、先ず、帯電ロール２１〜２４、リフレッシャブラシ２１５〜２１８、感光体ドラム１１〜１４、一次中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６０に対し、最終転写ロール６０が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、これによって印字動作中にリフレッシャブラシ２１５〜２１８に回収保持された逆極性の（＋）帯電トナーを、最終転写ロール６０まで順々に転移させ、最終転写ロール６０に接触して設けた一括回収装置８０によって回収するように構成されている。この一括回収装置８０ではシリコンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード８０１が転写ロール６０の周面に接しており、転写ロール６０に転移したトナーを該クリーニングブレード８０１によって削ぎ落とし、装置内に回収するようになっている。従って、このようなクリーニング動作が開始されると、リフレッシャブラシ２１５〜２１８に一時的に保持されていた （＋）帯電トナーは感光体ドラム１１〜１４上に吐き出され、リフレッシャブラシ２１５〜２１８は清浄な状態に復帰することになる。
【００３６】
また、このようにして（＋）帯電トナーのクリーニングが終了すると、トナー像の作像時と同じ電位が帯電ロール２１〜２４、感光体ドラム１１〜１４、一次中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６０に与えられる一方、第１ブラシロール及び第２ブラシロールには作像時と逆極性の電位が与えられ、今度は第２ブラシーロール２２０，２２１及び第２ブラシロール２３０に付着している（−）帯電トナーのクリーニングが行われる。すなわち、第１ブラシロール２２０，２２１及び第２ブラシロール２３０に対して作像時と逆極性の電位を与えることにより、これらブラシロールに保持されていた（−）帯電トナーは一次中間転写ドラム５１，５２及び二次中間転写ドラム５３上に吐き出され、通常のトナー像の転写と同様に二次中間転写ドラム５３を経由して最終転写ロール６０へ到達し、一括回収装置８０によって回収される。
【００３７】
このようなクリーニング動作を定期的に実行することにより、第１、第２及び第２ブラシロールに捕獲されていたトナーはいずれの極性のものも一括回収装置８０によって回収され、これらブラシロールの清浄化が図られることになる。
【００３８】
以上説明してきたように、本実施例のプリンタでは導電性の摺擦毛を備えたブラシロール２１５〜２１８，２２０，２２１，２３０で感光体ドラム１１〜１４、一次中間転写ドラム５１，５２及び二次転写ドラム５３に付着した残留トナーを清掃しているが、かかる摺擦毛の抵抗値は温度及び湿度といった環境要因の変動に影響を受け易い。また、これらのブラシロールはトナー像の作像中は清掃したトナーを保持しながら回転しており、前述のクリーニング動作が開始されるまでは、ブラシロールの摺擦毛の間にトナーが蓄積されていくことになる。これによってもブラシロールのクリーニング性能は影響を受け易い。そのため、これらのブラシロール２１５〜２１８，２２０，２２１，２３０に対して印加されるクリーニングバイアスは、温度及び湿度といった環境要因の変動に合わせて、最適な値に制御されるようになっている。
【００３９】
図２は上記リフレッシャブラシ２１５〜２１８に対してクリーニングバイアスを印加するための電源回路を示したものである。図中の接続点Ａは帯電ロール２１に対してＤＣ電圧を印加している直流電源から分岐されており、この接続点Ａに対してツェナダイオード２を直列に接続して定電圧電源とした。また、ツェナダイオード２に流れる電流を制限するため、接続点Ａとツェナダイオード２との間に電流制限抵抗Ｒ₀ を直列に接続した。そして、ツェナダイオード２のアノード側に環境補償抵抗Ｒ_c とリフレッシャブラシ２１５（２１６〜２１８）を直列に接続した。ツェナダイオードとしてはツェナ電圧５００Ｖのものを用いたが、帯電ロールに印加されている電圧は（−）極性なので、ここではツェナダイオードのアノード側に−５００Ｖの定電圧が発生することになる。
【００４０】
図３は、リフレッシャブラシ２１５の抵抗をＲ_A 、感光体ドラム１１の抵抗をＲ_B 、環境補償抵抗をＲ_c として示した回路図である。これらの抵抗は−５００Ｖの定電圧電源に対して直列に接続されていることになるが、感光体ドラム１１は接地されているので、各抵抗Ｒ_A 、Ｒ_B 及びＲ_C に対しては定電圧Ｖ_C を分圧した電圧が印加されていることになる。リフレッシャブラシ２１５に印加されるクリーニングバイアスＶ_A は抵抗Ｒ_A とＲ_C の接続点Ｘにおける電圧なので、ここでは以下の式によって計算することができる。
Ｖ_A ＝（Ｒ_A ＋Ｒ_B ）×Ｖ_C ／（Ｒ_A ＋Ｒ_B ＋Ｒ_C ）
【００４１】
このため、低温、定湿度の環境になってリフレッシャブラシ２１５の抵抗値Ｒ_A が大きくなると、クリーニングバイアスＶ_A も自ずと上昇することになる。また、高温、高湿度の環境になってリフレッシャブラシ２１５の抵抗値Ｒ_A が小さくなると、クリーニングバイアスＶ_A も自ずと下降することになる。図４はリフレッシャブラシ２１５に印加されるクリーニングバイアスと環境変動との関係を示すものであり、環境補償抵抗Ｒ_C の有無の二つのケースについて比較したものである。環境補償抵抗Ｒ_C を設けたなかった場合は、リフレッシャブラシ２１５が定電圧電源に対して直接接続されることになるので、環境が変動してもクリーニングバイアスは何ら変化しないが、環境補償抵抗Ｒ_C を設けた場合には、低温、低湿度の環境下（図中の環境Ｃ）でクリーニングバイアスが上昇し、高温、高湿度の環境下（図中の環境Ａ）に移行するにつれ、クリーニングバイアスが下降してくる。尚、図中の環境Ｌａｂは常温、常湿度の環境である。
【００４２】
つまり、定電圧電源とリフレッシャブラシ２１５との間に一定の環境補償抵抗Ｒ_C を設けると、かかるリフレッシャブラシ２１５の抵抗の変動に合わせてクリーニングバイアスを強めあるいは弱めることができ、環境変動に拘らずリフレッシャブラシ２１５のクリーニング性能を維持することができるのである。環境補償抵抗Ｒ_C としてどの程度の大きさの抵抗を用いるかは、リフレッシャブラシの抵抗値の大きさとその変動幅、必要なクリーニングバイアスの大きさ、被清掃体である感光体ドラムの抵抗値、定電圧電源で発生する電圧を考慮して決定すれば良い。本実施例では、リフレッシャブラシの環境による抵抗値の変動を１〜１００ＭΩ、感光体ドラムの抵抗値が１００ＭΩ程度、クリーニングバイアスを３８０〜４３５Ｖ、定電圧電源の電圧を−５００Ｖと考え、環境補償抵抗として３３ＭΩのものを用いた。
【００４３】
そして、このようなクリーニングバイアスの印加回路は、温度及び湿度を測定する環境センサや、実際のクリーニングバイアスを測定してフィードバックするための回路等、何ら特別な構成を用いることなく、リフレッシャブラシ２１５の抵抗の変動に合わせてクリーニングバイアスを変化させ、クリーニング性能を維持することができるので、極めて階に且つ安価に実施することができるものである。
【００４４】
尚、第１ブラシロール２２０，２２１及び第２ブラシロール２３０に対してクリーニングバイアスを印加する電源回路は、一次中間転写ドラム５１，５２の二次中間転写ドラム５３の表面電位の変動に合わせて、これらクリーニングバイアスも大きく変化させる必要があることから、この実施例では環境センサの検出結果を利用して積極的にクリーニングバイアスを制御することができるものにしている。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のクリーニング装置によれば、定電圧電源に対して環境補償抵抗、トナー除去部材及び被清掃体を直列に接続することにより、ブラシロール等のトナー除去部材の抵抗値や、中間転写体等の被清掃体の抵抗値が変動した場合であっても、トナー除去部材及び被清掃体にはこれらの抵抗値の変動に応じた高さの電圧がクリーニングバイアスとして印加されるこになるので、何ら複雑な構成を用いることく、トナー除去部材に印加するクリーニングバイアスを該変動に対応させて変更することができ、簡易且つ安価な構成で被清掃体に付着するトナーを十分に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したフルカラーレーザビームプリンタの実施例の構成を示す概略図である。
【図２】 リフレッシャブラシに対してクリーニングバイアスを印加する電源の構成を示す回路図である。
【図３】 リフレッシャブラシ及び感光体ドラムを抵抗に置き換えて示したクリーニングバイアスの印加回路図である。
【図４】 リフレッシャブラシに印加されるクリーニングバイアスが環境変動に応じて変化する様子を示すグラフである。
【符号の説明】
１１〜１４…感光体ドラム（像担持体）、５１，５２…一次中間転写ドラム、５３…二次中間転写ドラム、６０…転写ロール、８０…最終回収手段、２１５〜２１８…リフレッシャブラシ、２２０，２２１…第１ブラシロール、２３０…第２ブラシロール

Claims (2)

1. 被清掃体の表面に付着する残留トナーを除去するクリーニング装置であって、
   上記除去された残留トナーを上記被清掃体へ転移させて当該残留トナーを回収する回収装置へ送るクリーニング動作を有し、上記被清掃体の表面に接触すると共に上記残留トナーを静電吸着するトナー除去部材と、
   このトナー除去部材に対して接続されると共に基準電圧を印加する定電圧電源と、
   一定の抵抗値を有すると共に上記トナー除去部材と定電圧電源との間に直列に接続され、上記基準電圧を環境変動に対応して変化させたクリーニングバイアスを作り出し、これをトナー除去部材に印加する環境補償抵抗と
   を具備し、
   上記トナー除去部材は上記クリーニング動作が開始されるまでは上記残留トナーを保持することを特徴とするクリーニング装置。
2. 上記トナー除去部材は、導電性の摺擦毛で上記被清掃体を摺擦するブラシロールであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。

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