JP3852304B2

JP3852304B2 - クリーニング装置

Info

Publication number: JP3852304B2
Application number: JP2001169501A
Authority: JP
Inventors: 保幸堤; 重樹西村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002365991A

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、クリーニング動作時に発生するトナークラウドが画像形成装置内に拡散するのを防止するための改良に関する。
【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、中間転写体といった像担持体に対しては、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像担持体上の残留トナーの除去が行われている。
【０００４】
かかるクリーニング装置としては、弾性ゴムブレードを感光体ドラムの表面に押し当て、残留トナーを機械的な力で除去するものが広く使用されている。このブレード方式のクリーニング装置は駆動部を必要としないので、機構的に単純であり、安価であるといった利点があるが、ゴムブレードがトナーのみを除去するのではなく、被清掃体である像担持体の表面をも僅かずつ削り取っているので、感光体ドラムの感光層等に対するダメージで大きく、感光体ドラムの寿命が短くなってしまうといった欠点がある。特に、近年では小型化の観点から感光体ドラムの小径化が著しく、同一のプリント枚数に対する感光体ドラムの回転数も増える傾向にあるので、このブレード方式では感光体ドラムの寿命が益々短命化してしまう。
【０００５】
一方、ブレード方式以外のクリーニング装置としては、無数の摺擦毛を植えたブラシローラを像担持体に接触させ、このブラシロールを高速回転させることで残留トナーを機械的に除去する所謂ファーブラシ方式が知られている。かかるブラシロールはモータによって回転駆動されており、被清掃体である像担持体との線速度比を大きく設定することによりトナーの捕獲効率を高めることができるようになっている。このファーブラシ方式のクリーニング装置は前述のブレード方式と比較して像担持体のダメージが少なく、その分だけ感光体ドラムの長寿命化を期待することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このファーブラシ方式はブラシロールが像担持体の表面を摺擦していることから、トナーが雰囲気中に漂う所謂トナークラウドが発生し易く、このトナークラウドに対して何らの対策も施さない場合には画像形成装置内の機器にトナーが付着してしまい、かかる画像形成装置内を搬送される記録シートがトナーによって汚れてしまうという問題点があった。また、トナークラウドが画像形成装置外へ排出されることになり、室内の汚染や人体への影響も懸念される。
【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ように構成されており、ブラシロールが多くのトナーを保持したままの状態で回動を続け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、トナーの回収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ブラシロール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ブラシロールが保持していたトナーを像担持体へ吐き出し、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、ブラシロールは既に像担持体から除去した残留トナーを保持した状態で回動を続けており、従来のクリーニング装置に比べ、像担持体を摺擦した際により多くのトナークラウドが発生し易い。
【０００８】
従来、クリーニング装置で発生したトナークラウドが画像形成装置内に充満するのを防止する方法としては、ブラシロールの周囲をケーシングで取り囲むと共に、かかるケーシングの縁部には像担持体に接触するシール部材を設け、ブラシロールの摺擦によって発生したトナークラウドが上記ケース外に漏れ出るのを防止する方法や、ファンによってクリーニング装置の周辺雰囲気を吸引し、フィルタによってトナーを除去する方法が多用されている。
【０００９】
しかし、前者の場合にはシール部材を接触させることでトナークラウドが漏れ出す隙間を塞ぐため、像担持体の摩耗が問題となる。また、後者の場合にはファンや吸引ダクトが必要となり、製造コストが嵩む他、画像形成装置の小型化の妨げになるといった問題点があった。
【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、ブラシロールが像担持体を摺擦することによってトナークラウドが発生しても、接触タイプのシール部材やトナークラウド吸引のためのファン等を設けることなく、かかるトナークラウドが複写機やプリンタ等の画像形成装置内に拡散するのを防止することができ、製造コストの低下を図りつつ、画像形成装置内の清浄化をも図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】
上記目的を達成するために、本発明のクリーニング装置では、ブラシロールの周囲をケーシングで取り囲むと共に、このケーシングに隣接してトナーの補集室を形成し、ケーシングと像担持体との隙間から漏れ出したトナークラウドを上記トナー補集室に吹き込ませ、かかるトナー補集室の内壁にトナーを付着させて補集するように構成した。
【００１２】
図４は本発明の構成を簡略的に示したものであり、図中の符号１００は感光体ドラムや中間転写体等、付着トナーの清掃が要求される像担持体、符号１０１はブラシロール、符号１０２はブラシロール１０１を取り囲むケーシング、符号１０３はトナー補集室である。トナークラウドはブラシロール１０１による像担持体１００の摺擦によって発生し、また、かかる摺擦によって加速されるので、上記トナー補集室１０３はブラシロール１０１による摺擦方向の下流側に設けた。これにより、ケーシング１０２と像担持体１００との隙間から噴き出すトナークラウドをトナー補集室１０３に導くことができる。また、上記トナー補集室１０３は、ケーシング１０２の一部をなすと共に先端が像担持体１００と隙間を介して対向する離隔壁１０４と、この離隔壁１０４を挟んで上記ブラシロール１０１と反対側に設けられると共にやはり先端が像担持体１００と隙間を介して対向するシール壁１０５との間に像担持体１００と非接触の状態で形成した。
【００１３】
トナークラウドはブラシロール１０１の摺擦によって加速され、離隔壁１０４と像担持体１００との隙間からトナー補集室１０３に噴き出すが、かかるトナー補集室１０３内に拡がることでその勢いが失われ、トナーはトナー補集室１０３内を漂って離隔壁１０４やシール壁１０５といったトナー補集室１０３の内壁に付着することになる。その結果、シール壁１０５と像担持体１００との隙間からトナーを大量に含んだトナークラウドが外部に漏れ出すのを防止することができるものである。
【００１４】
【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は本発明のクリーニング装置を備えたフルカラーレーザビームプリンタを示すものである。尚、図１中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００１５】
このフルカラープリンタは、図１に示すように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、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１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール２１，２２，２３，２４と、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、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、現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１１，１２，１３，１４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１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００１８】
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、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。
【００１９】
上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４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１１，１２，１３，１４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１１，１２，１３，１４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。
【００２０】
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１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニットによってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。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１１，１２，１３，１４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。
【００２１】
また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。各現像装置４１，４２，４３，４４には、それぞれ色の異なったシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、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。これらの現像装置４１，４２，４３，４４は、不図示のトナー補給装置からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。
【００２２】
上記現像ロール４０１上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施例では、この現像バイアス電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣが−２３０Ｖ程度である。
【００２３】
次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、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上に形成されたシアン（Ｃ）およびマゼンタ（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上に形成されたイエロー（Ｙ）、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。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と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１１，１２，１３，１４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。また、第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２はその抵抗値が１０⁸Ω程度に設定されており、ＦｅやＡｌ等からなる金属パイプを導電性シリコーンゴム等の低抵抗弾性層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）で被覆して形成されている。更に、この低抵抗弾性層の表面には高離型層として厚さ３〜１００μｍのフッ素ゴム層が設けられておりシランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。尚、高離型層の抵抗値はＲ＝１０⁵〜１０⁹Ω程度である。
【００２５】
この後、第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は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、単色像からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの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】
この実施例で用いる二次中間転写ドラム５３は第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ外径に形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も一次中間転写ドラムと同様に、ＦｅやＡｌ等からなる金属パイプを厚さ０．１〜１０ｍｍ程度の導電性シリコーンゴム等の低抵抗弾性層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）で被覆して形成されており、低抵抗弾性層の表面は厚さ３〜１００μｍのフッ素ゴムからなる高離型層に被覆されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。
【００２８】
最後に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、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。
【００２９】
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１１，１２，１３，１４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。
【００３０】
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第１ブラシロール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、この第１ブラシロール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、トナーは現像装置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。上記第１ブラシロール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が上記第１ブラシロール２１５に印加されている。また、この第１ブラシロール２１５には何ら駆動手段が設けられておらず、かかる第１ブラシロール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。
【００３１】
尚、以上の説明では感光体ドラム１１に対して設けられた第１ブラシロール２１５について説明したが、他の感光体ドラム１２，１３，１４に対しても同じ構造の第１ブラシロール２１６，２１７，２１８が設けられている。
【００３２】
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２ブラシロール２２０，２２１が夫々配置されている。これらの第２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２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。また、これら第２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、その極性は第１ブラシロール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４１，４２，４３，４４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、一次中間転写ドラム５１，５２に対して配置した第２ブラシロール２２０，２２１には、＋６００Ｖ程度のクリーニングバイアスが印加されている。また、これら第２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、第１ブラシロール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３ブラシロール２３０が配置されている。このブラシロール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。これは、４色のトナー像を記録シートＰに一括転写する三次転写では二次中間転写ドラム５３に残留するトナーが多く、譬えクリーニングバイアスを印加しても、ブラシロール２３０を従動回転させただけでは残留トナーを捕獲しきれないからである。特に、ＯＨＰ用シート等の高抵抗の記録シートに対してトナー像の三次転写を行う場合には、二次中間転写ドラム５３と転写ロール６０との間に所定の大きさの転写電流を得るため、かかる転写ロール６０に対してより大きな転写バイアスを印加する必要があり、トナーは極性反転はしないまでもその帯電量が弱まってしまい、記録シートに転写されずに二次中間転写ドラム５３上の残留トナーとなってしまう量も多い。
【００３４】
上記第１ブラシロール２１５，２１６，２１７，２１８、第２ブラシロール２２０，２２１、及び第３ブラシロール２３０は夫々対向する感光体ドラム１１，１２，１３，１４、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、転写ロール６０に対して設けた最終クリーニング装置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２１，２２，２３，２４、第１ブラシロール２１５，２１６，２１７，２１８、感光体ドラム１１，１２，１３，１４、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第１ブラシロール２１５，２１６，２１７，２１８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に接触して設けた最終クリーニング装置８０によって回収するように構成されている。この最終クリーニング装置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、第１ブラシロール２１５，２１６，２１７，２１８に一時的に保持されていた（＋）帯電トナーは感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に吐き出され、第１ブラシロール２１５，２１６，２１７，２１８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２１，２２，２３，２４、感光体ドラム１１，１２，１３，１４、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２ブラシロール及び第３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３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２ブラシロール２２０，２２１及び第３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、最終クリーニング装置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３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最終クリーニング装置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】
以上の説明から明らかなように、この実施例のレーザビームプリンタでは、トナー像の作像中は第１、第２及び第３ブラシロール２１５〜２１８，２２０，２２１，２３０が感光体ドラム１１〜１４や中間転写体５１〜５３から除去したトナーを保持した状態で回転を続け、また、前述のクリーニングモードではこれらブラシロールが一旦捕獲したトナーを感光体ドラム１１〜１４や中間転写体５１〜５３へはき出しながら回転を続けるので、これらブラシロールの周囲にはトナークラウドが発生し易い。特に、トナー像の三次転写では前述の如く多くの残留トナーが発生してしまうので、第３ブラシロール２３０はより多くのトナーを捕獲したままの状態で二次中間転写ドラム５３の摺擦を行うことになり、しかも第３ブラシロール２３０は他のブラシロール２１５〜２１８，２２０，２２１と異なり二次中間転写ドラム５３をその周面の移動方向とは逆方向に摺擦しているので、この第３ブラシロール２３０の周囲には他のブラシロールに比べてトナークラウドが発生し易い。このため、第３ブラシロール２３０の回転により発生するトナークラウドを如何にして拡散させずに封じ込めるかがトナーによる機内汚染を防止する上で重要となる。
【００３９】
図２は第３ブラシロール２３０の周辺の構造を示した拡大断面図である。この第３ブラシロール２３０は周囲を取り囲む略矩形状のケーシング６１内に収容されており、両軸端が軸受（図示せず）を介してこのケーシング６１に支承されると共に、一方の軸端にはモータからの回転動力が入力されるギヤ（図示せず）が取り付けられている。ケーシング６１内には第３ブラシロール２３０の軸方向と平行に離隔壁６２が立設されており、ケーシング６１内を第３ブラシロール２３０の収容空間６３とこれに隣接するトナー補集室６４とに区分している。この離隔壁６２の先端は二次中間転写ドラム５３と所定の隙間（例えば１ｍｍ程度）を介して対向している。また、かかるトナー補集室６４は第３ブラシロールに対し、かかる第３ブラシロール２３０による二次中間転写ドラム５３の摺擦方向の下流側に位置している。
【００４０】
上記トナー補集室６４は離隔壁６２とこの離隔壁６２を挟んでブラシロール２３０と反対側に設けられたシール壁６５との間に形成されている。かかるシール壁６５はＰＥＴ等の樹脂フィルムをケーシング６１に貼り付けて構成されており、その先端は二次中間転写ドラム５３をトナー補集室６４から覆うように上記離隔壁６２の方向へ延びている。そして、シール壁６５の先端は離隔壁と同程度の間隔を有して二次中間転写ドラム５３と対向する一方、離隔壁６２の先端とも同程度の間隔（例えば０．５〜１ｍｍ程度）を有して対向し、トナー補集室６４の入口を構成している。このため、トナー補集室６４は入口の開口幅に比べて内部の幅が大きく形成されており、二次中間転写ドラム５３に面した入口開口に向けて窄まった形状に形成されている。
【００４１】
また、上記ケーシング６１には第３ブラシロール２３０の軸方向と平行な支軸６６が設けられており、かかる支軸６６は画像形成ユニット１の筐体に対して回転自在に支承されている。従って、第３ブラシロール２３０のケーシング６１は画像形成ユニットの筐体に対して開閉自在に設けられており、二次中間転写ドラムのクリーニングを行う場合には、図２に示すようにブラシロール２３０が二次中間転写ドラム５３に接するクリーニング位置に設定される一方、ブラシロールの清掃等のメインテナンス作業を行う際には、図３に示すようにケーシング６１が画像形成ユニット１の筐体１ａから離脱したサービス位置に設定することができるようになっている。このとき、シール壁６５の先端は、二次中間転写ドラム５３の回転中心と支軸６６を結んだ仮想線（図２中に一点鎖線で表示）よりも第３ブラシロール２３０側に突出しており、ケーシング６１をクリーニング位置とサービス位置との間で揺動させても、かかるシール壁６５の先端が二次中間転写ドラム５３に接触することがないようになっている。
【００４２】
ケーシング６１が図２に示すクリーニング位置に設定された状態でブラシロール２３０が二次中間転写ドラム５３を摺擦すると、かかる摺擦によってトナークラウドが発生し、特に摺擦位置の直後、すなわち摺擦位置と離隔壁６２との間には高い圧力のトナークラウドが滞留する。このため、収容空間６３内で発生したトナークラウドは離隔壁６２と二次中間転写ドラム５３の隙間を通してトナー補集室６４の入口付近に噴き出すことになる。このとき、離隔壁と二次中間転写ドラムとの隙間が所謂「絞り」の役割を果たすので、かかる隙間を通過したトナークラウドはトナー補集室内に広く拡散し、結果としてトナーはトナー補集室の内壁に付着することになる。これにより、離隔壁と二次中間転写ドラムとの隙間から噴き出したトナークラウドの殆どをトナー補集室内に導いて、かかるトナークラウドに含まれる浮遊トナーを捕獲することができ、シール壁と二次中間転写ドラムとの隙間から大量のトナークラウドが外部に漏れ出すのを防止することが可能となる。
【００４３】
また、この実施例では、二次中間転写ドラム５３がブラシロール２３０による摺擦方向とは逆方向へ回転していることから、譬えトナー補集室の内壁に付着したトナーが二次中間転写ドラム上に落下してしまうことがあっても、かかるトナーは再度ブラシロールによって二次中間転写ドラムから除去されるので、二次中間転写ドラムを用いたトナー像の二次転写及び三次転写には何ら影響が及ぶことはない。
【００４４】
従って、このようにブラシロールの収容空間に対してトナー補集室を隣接させている本実施例のクリーニング装置によれば、像担持体としての二次中間転写ドラムに対しては何らケーシングとの間を密封する接触シール部材を設ける必要がなく、また、ファンを用いてケーシング内のトナークラウドを強制的に吸引するといった複雑な構成も一切不要である。これにより、二次中間転写ドラムの摩耗による短命化を防止することができると共に、製造コストをも低く抑えることが可能となる。
【００４５】
また、ケーシングをクリーニング位置からサービス位置に設定することにより、トナー補集室の内部にどの程度の量のトナーが付着しているのかを確認することができ、仮に大量のトナーが付着してしまっているのであれば、サービス位置に設定されたケーシングを画像形成ユニット１の筐体１ａから取り外し、ケーシングそのものの清掃を行うことも可能である。
【００４６】
更に、上記シール壁６５を導電性部材から形成し、これを接地するように構成すれば、シール壁６５と二次中間転写ドラム５３との隙間から僅かな浮遊トナーが外部に漏れ出した場合であっても、シール壁６５の外側に対して浮遊トナーが付着するのを防止することができる。仮に、シール壁に付着していたトナーが二次中間転写ドラム５３上に落下すると、これが記録シート上に汚れとなって現れたり、また、かかるトナーが逆極性に帯電している場合には、落下したトナーが一次中間転写ドラム５１，５２、感光体ドラム１１〜１４へと逆に転写されていき、第１ブラシロール２１５〜２１８を汚すことになる。従って、シール壁６５の外側に対するトナー付着を防止することは重要である。
【００４７】
【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、ブラシロールの周囲をケーシングで取り囲むと共に、このケーシングに隣接してトナーの補集室を形成し、ケーシングと像担持体との隙間から漏れ出したトナークラウドを上記トナー補集室に吹き込ませ、かかるトナー補集室の内壁にトナーを付着させて補集するように構成しているので、ブラシロールが像担持体を摺擦することによってトナークラウドが発生しても、接触タイプのシール部材やトナークラウド吸引のためのファン等を設けることなく、かかるトナークラウドが複写機やプリンタ等の画像形成装置内に拡散するのを防止することができ、製造コストの低下を図りつつ、画像形成装置内の清浄化をも図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング装置を適用したフルカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】本発明のクリーニング装置の実施例を示す断面図である。
【図３】クリーニング装置のケーシングをサービス位置に設定した状態を示す断面図である。
【図４】本発明のクリーニング装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
２３０…ブラシロール、５３…二次中間転写ドラム（像担持体）、６１…ケーシング、６２…離隔壁、６４…トナー補集室、６５…シール壁

Claims

記録シート又は中間転写体へトナー像を転写した後の像担持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、
上記像担持体の表面を回転しながら摺擦するブラシロールと、
このブラシロールの周囲を取り囲むケーシングと、
このケーシングの一部をなすと共にこのブラシロールによる像担持体の摺擦方向の下流側に該ブラシロールと隣接して設けられ、先端が像担持体と隙間を介して対向する離隔壁と、
この離隔壁を挟んで上記ブラシロールと反対側に設けられると共に先端が像担持体と隙間を介して対向するシール壁と、
これら離隔壁とシール壁との間に上記像担持体と非接触の状態で設けられると共に上記像担持体に向けてのみ開口し、前記ブラシロールの前記像担持体との摺擦で発生する浮遊トナーを前記像担持体と前記離隔壁との隙間を通して捕集するトナー補集室と
を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
上記ブラシロールにはクリーニングバイアスが印加され、かかるブラシロールと像担持体との電位差に基づいて、該ブラシロールが像担持体に付着した残留トナーを除去し、または保持していたトナーを像担持体上に放出することを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
上記像担持体はブラシロールによる摺擦方向とは逆方向へ回転していることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
上記シール壁は導電性部材から形成されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
上記ケーシングがブラシロールと平行な支軸を中心として揺動し、像担持体のクリーニングを実行するためのクリーニング位置、トナー補集室及びブラシロールの清掃を行うためのサービス位置の双方へ自在に設定されると共に、かかるサービス位置では上記離隔壁とシール壁の先端が像担持体と所定の隙間を保って位置決めされることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
上記シール壁の先端は、上記支軸と像担持体の回転中心とを結んだ仮想線よりもブラシロール側に突出していることを特徴とする請求項５記載のクリーニング装置。