JP3994974B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置に関する。特に、本発明はレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機のような画像形成装置が備えるクリーニング装置に好適に適用される。

画像形成装置は、トナー像を転写後も像担持体としての感光体（感光体ドラムや感光体ベルト）や中間転写体（中間転写ベルトや中間転写ドラム）の表面に残留するトナーを回収するためのクリーニング装置を備えている。転写後も像担持体の表面に残留するトナーは、その一部が逆極性に帯電し、電荷分布が不均一となっている。かかる残留トナーを効率的に回収するために、種々のクリーニング装置が提案されている。

図２９を参照すると、特許文献１に開示されたクリーニング装置は、感光体１の表面に当接するように配置された一対のファーブラシ２Ａ，２Ｂを備えている。各ファーブラシ２Ａ，２Ｂには、別個の電源３Ａ，３Ｂにより互いに逆極性のバイアス電圧が印加されている。正規の帯電極性（負極性）の残留トナーは、電源３Ａにより正極性の電圧が印加されたファーブラシ２Ａにより回収される。逆極性（正極性）の残留トナーは、電源３Ｂにより負極性の電圧が印加されたファーブラシ２Ｂにより回収される。

図３０を参照すると、特許文献２に開示されたクリーニング装置は、感光体４の表面に当接するように配置された１つのファーブラシ５を備えている。ファーブラシ５には、導電性を有する回収ローラ６を介して、残留トナーの正規の帯電極性（正極性）と逆極性（負極性）のバイアス電圧が電源７Ａにより印加されている。ファーブラシ５よりも感光体４の回転方向上流側には、電源７Ｂに接続されたチャージャ８が配置されている。残留トナーは、ファーブラシ５で回収される前に、チャージャ８により除電又は帯電され、帯電極性が揃えられる。特許文献３にも同様のクリーニング装置が開示されている。

しかし、従来のクリーニング装置では複数の電源が必要である。詳細には、図２９のクリーニング装置では、２個のファーブラシ２Ａ，２Ｂ毎にそれぞれ１個で、合計２個の電源３Ａ，３Ｂが必要である。同様に、図３０のクリーニング装置では、ファーブラシ５とチャージャ８毎にそれぞれ１個で、合計２個の電源７Ａ，７Ｂが必要である。従って、クリーニング装置が大型化し、コストも上昇する。

像担持体表面に残留するトナーの帯電量は、転写部に流れる電流等の種々の条件により変化する。前記図３０のクリーニング装置のように、クリーニング部材としてのファーブラシ５の前に除電のためのチャージャ８を設ければ、ファーブラシ５に到達するトナーの帯電極性及び帯電量を揃えることができる。しかし、前述のように２個の電源が必要であるのでクリーニング装置が大型化する。一方、チャージャ８のような除電のための機構を備えないクリーニング装置では、帯電極性や帯電量の異なるトナーを確実に回収するために、クリーニング部材に印加する電圧を高く設定することがある。しかし、これには以下の問題がある。まず、像担持体に流れる過剰なクリーニング電流により像担持体が帯電し、画像不良の原因となる。また、過剰なクリーニング電流により像担持体の寿命が短くなる。さらに、トナーの帯電量が小さい場合には、過剰なクリーニング電流によってトナーが正規の帯電極性とは逆極性に帯電し、クリーニング性能が却って低下する。同様に、像担持体表面に残留するトナーの量も種々の条件により変化する。

実開平４−１１２２７４号（図１） 特開平８−５０４３７号（図１） 特許第２９５４８１２号（図１）

本発明は、効率的に像担持体表面の残留トナーを除去することができ、小型かつ低コストのクリーニング装置を提供することを課題としている。

本発明は、像担持体と、この像担持体から被転写体にトナー像を転写する転写部と、この転写部よりも前記像担持体の搬送方向下流側に配置され、前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置とを備える画像形成装置において、前記クリーニング装置は、前記像担持体表面に接触した状態で回転駆動される導電性を有する回転部材と、前記回転部材よりも前記像担持体の搬送方向上流側で前記像担持体に接触する導電部材と、前記回転部材と前記導電部材のうちのいずれか一方が接続されると共に他方が接地され、前記回転部材と前記導電部材との間で前記像担持体を介して流れる直流電流を生じさせ、それによって前記回転部材と前記像担持体との間には正規の帯電極性の前記トナーを前記回転部材に吸着する力が作用する向きの第１の電界が発生すると共に、前記導電部材と前記像担持体との間には正規の帯電極性の前記トナーを前記像担持体に吸着する力が作用する向きの第２の電界が発生する単一の直流電源とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

回転部材と像担持体の間に発生する第１の電界により、像担持体表面の正規の帯電極性のトナーが回転部材に静電的に吸着されて回収される。また、導電部材と像担持体の間には第１の電界とは逆向きの第２の電界が発生するので、導電部材は除電部材として機能し、像担持体表面の逆極性に帯電したトナーは、導電部材を通過する際に正規の帯電極性となる。従って、回転部材には帯電極性が正規の帯電極性に揃った状態のトナーが到達するので、効率的にトナーを回収することができる。

回転部材と導電部材のうち一方は直流電源に接続されるが、他方は接地されており、電荷付与ないしは電界発生のための電源は１個の直流電源のみである。従って、装置の小型化とコストの低減を図ることができる。回転部材が直流電源に接続され、導電部材が接地されていてもよく、導電部材が直流電源に接続され、回転部材が接地されていてもよい。

像担持体は、感光体ドラムと感光体ベルトを含む感光体であってもよく、中間転写ベルトと中間転写ドラムを含む中間転写体であってもよい。

直流電源は、例えば定電流直流電源である。電界発生用の電源として定電流直流電源を使用すれば、回転部材や導電部材へのトナーの付着や、像担持体の耐久変化等により抵抗が上昇しても、一定量の電流を流すことができる。従って、抵抗が上昇しても回転部材や導電部材で発生する電界の強度を維持し、回収効率の低下を防止することができる。

直流電源は、回転部材又は導電部材に対して間接的に接続されてもよく、直接的に接続されてもよい。例えば、回転部材がファーブラシである場合、フリッカを介して、又は回収ローラとスクレーパを介して直流電源を間接的に接続してもよい。また、ファーブラシの回転軸に直流電源を直接接続してもよい。

回転部材は、導電性を有し、像担持体の搬送方向（感光体ベルトや中間転写ベルトの場合には送り方向、感光体ドラムや中間転写ドラムの場合に回転方向）と反対方向に回転し、像担持体表面の残留トナーを少なくとも静電的に吸着して回収できるものであればよい。例えば、前記回転部材は、ファーブラシ、導電性弾性ローラ、又は金属ローラからなる。

導電部材は、導電性を有し、像担持体の表面に均一に接触し、かつ像担持体の表面との摩擦抵抗が小さいものであればよい。例えば、導電ブラシ、導電フィルム、導電ゴム、又はファーブラシを導電部材として使用することができる。

直流電源により供給される電流は像担持体を介して回転部材と導電部材の間を流れるので、像担持体が複数の張架ローラに張架された中間転写ベルトである場合、中間転写ベルトを介して回転部材と対向する張架ローラを接地する必要がなく電気的にフローティング状態とすることができる。従って、画像形成装置が小型化されてクリーニング装置が一次転写部や二次転写部と接近して配置された場合でも、これらの転写部からクリーニング装置への転写電流の流れ込みを防止することができ、転写電流の流れ込みによる転写不良と、それに起因する画像不良を防止することができる。

また、像担持体が中間転写体である場合、一次転写部や二次転写部からの転写電流の流れ込みをより確実に防止するためには、回転部材と導電部材間の距離が、回転部材とそれに最も近接する一次転写部又は二次転写部との間の距離よりも短いことが好ましい。すなちわ、前記導電部材は前記回転部材とは間隔をあけて配置され、前記回転部材の前記中間転写体に対する接触位置から前記導電部材の前記中間転写体に対する接触位置までの前記中間転写体の搬送方向の距離は、前記回転部材の中間転写体に対する接触位置から前記中間転写体と一次転写部及び二次転写部のニップ部までの前記中間転写体の搬送方向の距離よりも短いことが好ましい。

前記像担持体を介して前記回転部材と前記導電部材の間に流れる前記直流電流Ｉ_ｃ（μＡ）と、前記直流電源の出力電圧Ｖ_Ｃ（Ｖ）と、前記回転部材の前記像担持体に対する接触位置から前記導電部材の前記像担持体に対する接触位置までの前記像担持体の搬送方向の距離Ｌ_１（mm）が以下式（１）の関係を満たすことが好ましい。

前記α及びβは前記像担持体の表面抵抗に関する係数である。係数α、βは以下の式（２），（３）で定義される。

式（１）の右辺は、回転部材の表面電位Ｖ_ｓが過度に上昇することによりクリーニング不良が発生しないための条件を規定している。この条件は実験により得られた。式（１）の左辺は、回転部材と導電部材の間で空隙放電が起こらない条件を規定している。この条件はパッシェン則により得られた。前記像担持体を介して前記回転部材と前記導電部材の間に流れる前記直流電流Ｉ_ｃ、回転部材の表面電位Ｖ_ｓ、及び回転部材と導電部材の距離Ｌ_１が式（１）の関係を満たせば、良好なクリーニング性能が得られる。

係数αは、−１０．２以上−３．０１以下の範囲にあり、前記係数βは、３１．２３以上３９．１５以上の範囲にあることが好ましい。

第１及び第２の態様の発明によれば、クリーニング装置の電界発生のために必要な電源は１個の直流電源のみである。従って、クリーニング装置の小型化とコスト低減を図ることができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次クリーニング装置１１（以下、単にクリーニング装置１１という。）を備える画像形成装置の一例であるタンデムプロセス式のレーザプリンタ１２を示している。なお、本実施形態では、トナーの正規の帯電極性は負であるものとする。

一対の張架ローラ１３Ａ，１３Ｂに張架された中間転写ベルト１４（以下、単に転写ベルト１４という。）は、張架ローラ１３Ａ，１３Ｂの回転によって矢印Ａで示す方向に送られる。転写ベルト１４の周囲には、第１から第４の画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄ、二次転写装置１７、及びクリーニング装置１１が配設されている。

各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｒ）の画像を転写ベルト１４に転写する。画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄは同一構造であり、感光体ドラム２１の周囲に帯電装置２２、現像装置２３、一次転写装置２４、及び一次クリーニング装置２５を備えている。帯電装置２２により均一に帯電された感光体ドラム２１の表面がレーザユニット２６から照射されるレーザ光により露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２３から供給されるトナーにより顕像化され、トナー像となる。このトナー像は、一次転写装置２４によって転写ベルト１４の裏面側に印加される正の電圧により、転写ベルト１４の表面に転写される。この一次転写後も感光体ドラム２１の表面に残留するトナーは、一次クリーニング装置２５により回収される。

画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄを通過する度に、転写ベルト１４上にトナー像が重ねて転写される（ただし、モノクロの画像の場合には画像形成ユニット１６Ｄのみにより転写ベルト１４上にトナー像が転写される）。転写されたトナー像は、給紙カセット２７から搬送された紙等の記録媒体２８に、二次転写装置１７によって転写される。具体的には、記録媒体２８の裏面に印加される正の電圧により、転写ベルト１４から記録媒体２８にトナー像が転写される。二次転写装置１７による転写後も転写ベルト１４上に残留するトナー３０は、正規の帯電極性（負）に帯電したものに加え、逆極性（正）に帯電しているものがある。トナー像が転写された記録媒体２８は定着装置３１に送られ、加圧及び加熱によって記録媒体２８に定着される。

図２及び図３を参照して、クリーニング装置１１について説明する。クリーニング装置１１はトナー３０を回収する回収部３５と、この回収部３５よりも中間転写ベルト１４の搬送方向上流側に位置し、逆極性に帯電したトナー３０の極性を揃えるための除電部３６とを備えている。

回収部３５は、転写ベルト１４の表面に当接するファーブラシ（回転部材）３７を備えている。ファーブラシ３７は、芯金３７ａの周囲に例えば１×１０^４〜１×１０^７Ω／□程度の抵抗を有する樹脂製の毛を植設したものである。ファーブラシ３７はモータ３８Ａにより転写ベルト１４の送り方向と反対方向に回転駆動される。ファーブラシ３７には金属製で導電性を有する回収ローラ３９が当接している。回収ローラ３９はモータ３８Ｂによりファーブラシ３７と反対方向に回転駆動される。また、回収ローラ３９には金属製で導電性を有し、接点部材としても機能するスクレーパ４１が当接している。図３を参照すると、ファーブラシ３７の幅Ｗ１は、記録媒体２８の最大幅Ｗ２より広いが、転写ベルト１４の幅Ｗ３よりは狭い。従って、記録媒体２８のサイズにかかわらず、転写ベルト１４の両側部にはファーブラシ３７と転写ベルト１４が転写媒体２８を介することなく対向する領域ΔＷが存在する。

一方、除電部３６は、金属製で導電性を有する基部に、導電性を有する樹脂製の毛を植設してなる導電ブラシ（導電部材）４２を備えている。この導電ブラシ４２は転写ベルト１４の表面に当接している。

回収部３５のファーブラシ３７は定電流直流電源４３に接続されている。詳細には、スクレーパ４１の一端が定電流直流電源４３に接続されており、ファーブラシ３７は、スクレーパ４１及び回収ローラ３９を介して定電流直流電源４３に間接的に接続されている。定電流直流電源４３は、正規の帯電極性のトナー３０と逆極性のクリーニング電界を発生するようにファーブラシ３７に接続されている。本実施形態では、トナー３０の正規の帯電極性は負であるので、定電流直流電源４３の正側の端子がスクレーパ４１及び回収ローラ３９を介してファーブラシ３７に接続されている。一方、除電部３６の導電ブラシ４２は電源には接続されておらず、単に接地されている。

図４に示すように、定電流直流電源４３は直流電源４３ａと、この直流電源４３ａに直列に接続された電流検出素子４３ｂとを備え、電流値が一定となるように出力する電圧を制御する機能を有する。

図２において点線で示すように、定電流直流電源４３からスクレーパ４１、回収ローラ３９、ファーブラシ３７、及び転写ベルト１４を経て導電ブラシ４２にクリーニング電流Ｉ_Ｃが流れる。図５Ａを併せて参照すると、回収部３５ではファーブラシ３７と転写ベルト１４の間にトナー３０の正規の帯電極性と逆極性側の電界（クリーニング電界）Ｅ_１、すなわちファーブラシ３７から転写ベルト１４に向かう電界が発生する。このクリーニング電界Ｅ_１により矢印Ｆ_Ｅに示すように転写ベルト１４の表面の正規の帯電極性（負）のトナー３０に対してファーブラシ３７に静電的に吸引する力が作用する。ファーブラシ３７に静電的に吸着されることで、転写ベルト１４からトナー３０が回収される。ファーブラシ３７と回収ローラ３９の間の電位差により、ファーブラシ３７の表面に吸着したトナー３０は回収ローラ３９に移り、スクレーパ４１により回収ローラ３９の表面から掻き落とされる。

一方、図５Ｂを併せて参照すると、除電部３６では導電ブラシ４２と転写ベルト１４との間にトナー３０の正規の帯電極性と同極性側の電界（クリーニング電界Ｅ_１とは逆向きの電界）Ｅ_２が発生する。この電界Ｅ_２により、転写ベルト１４の表面の逆極性に帯電したトナー３０は、導電ブラシ４２を通過する際に正規の帯電極性（負）となる。従って、回収部３５のファーブラシ３７には、帯電極性が正規の帯電極性に揃った状態のトナー３０が到達し、ファーブラシ３７により効率的に転写ベルト１４からトナー３０を回収することができる。

前述のように回収部３５と除電部３６とで向きの異なる電界Ｅ_１，Ｅ_２を発生させているが、これらの電界Ｅ_１，Ｅ_２は定電流直流電源４３に接続された回収部３５のファーブラシ３７から転写ベルト１４を介して除電部３６の導電ブラシ４２へ流れるクリーニング電流Ｉ_Ｃによって生じる。そして、回収部３５のファーブラシ３７のみが定電流直流電源４３に接続されており、除電部３６の導電ブラシ４２は接地されている。換言すれば、電荷付与ないしは電界発生のための電源は単一の定電流直流電源４３のみである。従って、装置の小型化とコストの低減を図ることができる。

定電流直流電源４３の定格電流は例えば１０〜１００μＡであり、最大電圧は例えば０．３〜４ｋＶ程度である。回収部３５及び除電部３６で十分な強さの電界を生じさせるには、転写ベルト１４の抵抗は、例えば１×１０^８Ω／□以上１×１０^１２Ω／□以下であることが好ましい。転写ベルト１４の材料としては、例えばポリイミド、ポリカーボネート、及びポリフェニレンサルファイドがある。

また、電界発生用の電源として定電流直流電源４３を使用するので、ファーブラシ３７、回収ローラ３９、又は導電ブラシ４２へのトナー３０の付着や、転写ベルト１４の耐久変化等により抵抗が上昇しても、一定量の電流を流すことができる。従って、抵抗が上昇しても回収部３５や除電部３６の電界強度を維持し、回収効率の低下を防止することができる。

さらに、定電流直流電源４３により供給される電流は、転写ベルト１４を介して回収部３５のファーブラシ３７と除電部３６の導電ブラシ４２の間を流れるので、転写ベルト１４を挟んでこれらと回収部３５や除電部３６と対向する張架ローラ１３Ａを接地する必要がない。そこで、本実施形態では導電性ローラである張架ローラ１３Ａの軸を絶縁樹脂からなる軸受で支持することにより、電気的にフローティングの状態を維持している。従って、小型化によりクリーニング装置１１が一次転写装置２４や二次転写装置１７と接近して配置された場合でも、一次転写装置２４や二次転写装置１７からの転写電流が転写ベルト１４を介して張架ローラ１４に流れ込むのを防止することができ、転写電流の流れ込みによる転写不良と、それに起因する画像不良を防止することができる。

除電部３６の導電ブラシ４２は、回収部３５のファーブラシ３７と接触しない位置に配置する必要がある。例えば、ファーブラシ３７の転写ベルト１４に対するニップ部から導電ブラシ４２の転写ベルト１４に対する接触位置までの転写ベルト１４の送り方向の距離Ｌ_１は、ファーブラシ３７の直径の１／２以上に設定すればよい。この距離Ｌ_１の好適な設定範囲については後に詳述する。

また、一次転写装置２４や二次転写装置１７からの転写電流の流れ込みをより確実に防止するためには、ファーブラシ３７と導電ブラシ４２の距離Ｌ_１が、ファーブラシ３７とそれに最も近接する一次転写装置２４又は二次転写装置１７との距離より短いことが好ましい。本実施形態では、画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４がファーブラシ３７に最も近接して配置されているので、ファーブラシ３７の転写ベルト１４に対するニップ部から画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４のニップ部までの送り方向の距離Ｌ_２よりも、前記距離Ｌ_１が短い。

（第２実施形態）
図６に示す本発明の第２実施形態では、回収部３５はファーブラシ３７（図２参照）に代えて、芯金の外周に導電性ゴム層を備える導電性弾性ローラ４５を備えている。第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図７に示す本発明の第３実施形態では、回収部３５のファーブラシ３７は導電性を有し、接点部材としても機能するフリッカ４６を介して定電流直流電源４３に接続されている。ファーブラシ３７に回収されたトナー３０はこのフリッカ４６により掻き落とされる。また、除電部３６は導電ブラシ４２（図２参照）に代えて、導電フィルム４７を備えている。この導電フィルム４７は、先端側が転写ベルト１４に当接し、基端側が導電性を有するホルダに支持されている。導電フィルム４７はホルダを介して接地されている。クリーニング電流Ｉ_Ｃは定電流直流電源４３からフリッカ４６、ファーブラシ３７、及び転写ベルト１４を経て導電フィルム４７に流れる。第３実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図８に示す本発明の第４実施形態では、除電部３６の導電ブラシ４２に定電流直流電源４３が接続され、回収部３５のファーブラシ３７はフリッカ４６を介して接地されている。定電流直流電源４３の負側の端子が導電ブラシ４２に接続されており、定電流直流電源４３から導電ブラシ４２、及び転写ベルト１４を経てファーブラシ３７に流れるクリーニング電流Ｉ_Ｃにより、ファーブラシ３７にはトナー３０の正規の帯電極性と逆極性側のクリーニング電界Ｅ_１が発生し、導電ブラシ４２にはクリーニング電界とは逆向きの電界Ｅ_２が発生する。第４実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第５実施形態）
図９に示す本発明の第５実施形態では、回収部３５の導電ブラシ３７はフリッカ４６を介して定電流直流電源４３に接続されている。また、除電部３６はフリッカ５６を介して接地されたファーブラシ５７を備えている。ファーブラシ５７はモータ３８Ｃにより転写ベルト１４の送り方向と逆方向に回転駆動される。第５実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第６実施形態）
図１０に示す本発明の第６実施形態では、フリッカ４６を介して定電流直流電源４３に接続されたファーブラシ３７を備える回収部３５と、接地された導電フィルム４７を備える除電部３６を、第１から第５実施形態よりも二次転写装置１７（転写ベルト１４の搬送方向上流）側に配置している。このように本発明のクリーニング装置は、回収部３５から除電部３６までの距離（距離Ｌ_１）が、回収部３５からそれに最も近接している一次転写装置９又は二次転写装置１７までの距離（距離Ｌ_２）よりも短いという条件を満たす限り、転写ベルト１４の周上の任意の位置に配置することができる。

（第７実施形態）
図１１に示す本発明の第７実施形態では、第１実施形態と同一構成のクリーニング装置１１に加え、転写ベルト１４の送り方向下流側にクリーニングブレード４８を備えている。クリーニングブレード４８はその先端が転写ベルト１４に接触しており、回収部３５を通過したトナー３０はこのクリーニングブレード４８によって転写ベルト１４の表面から除去される。第７実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第８実施形態）
図１２に示す本発明の第８実施形態では、除電部３６の導電フィルム４７に対して転写ベルト１４の送り方向上流側に間隔をあけて別の導電フィルム６１が配設されている。この導電フィルム６１は先端側が転写ベルト１４に当接し、基端側が導電性を有するホルダに支持されている。また、導電フィルム６１は接地されている。

導電フィルム６１を設けたことでクリーニング装置１１内がシールされ、ファーブラシ３７で発生するトナー３０の粉煙がクリーニング装置１１の外部に拡散し、転写ベルト１４に再付着するのを防止することができる。トナー３０の粉煙を確実にシールためには、導電フィルム６１が柔軟性に富み、かつ導電フィルム６１の転写ベルト１４に対する密接度が高いことが好ましい。そのため、導電フィルム６１は、除電部３６の導電フィルム４７よりも低硬度の材料からなり、かつ導電フィルム４７よりも厚みが薄いことが好ましい。

導電フィルム６１は接地されているので、定電流直流電源４３からフリッカ４６、ファーブラシ３７及び転写ベルト１４を介してクリーニング電流Ｉ_Ｃの一部が導電フィルム６１に流入する。この電流により、導電フィルム６１と転写ベルト１４との間には、除電部３６の導電フィルム４７と転写ベルト１４との間に発生する電界Ｅ_２（図５Ｂ参照）と同一の向きの電界が発生する。従って、導電フィルム６１は、転写ベルト１４上に残留するトナー３０を除電部３６に到達する前に補助的に除電して帯電極性を揃える機能を有する。よって、この導電フィルム６１を設けることでクリーニング装置１１全体としての除電性能が向上する。なお、導電フィルム６１と転写ベルト１４との間の発生する電界の強さを調節するために、導電性フィルム６１と接地部の間に抵抗を介在させてもよい。

導電フィルム６１に代えて、絶縁性フィルムを配置してもよい。この絶縁性フィルムには除電機能はないが、ファーブラシ３７で発生するトナー３０の粉煙をシールすることができる。

回収部３６のファーブラシ３７に対して転写ベルト１４の送り方向に間隔をあけてさらに別の導電フィルム６２が配設されている。この導電フィルム６２は先端側が転写ベルト１４に当接し、基端側が導電性を有するホルダに支持されている。また、導電フィルム６２は抵抗６３を介して接地されている。

前記除電部３６の上流側に配置された導電フィルム６１と同様に、導電フィルム６２はファーブラシ３７で発生するトナー３０の粉煙がクリーニング装置１１外に拡散するのを防止する。

導電フィルム６２は転写ベルト１４に接触しているので、定電流直流電源４３からのクリーニング電流Ｉ_Ｃの一部が導電フィルム６２を介して転写ベルト１４に流入する。この電流により、導電フィルム６２と転写ベルト１４との間には、除電部３６の導電フィルム４７と転写ベルト１４との間に発生する電界Ｅ_２（図５Ｂ参照）と同一の向きの電界が発生する。従って、導電フィルム６２はファーブラシ３７で回収されることなく回収部３５を通過した転写ベルト１４上のトナー３０の帯電極性を揃える機能を有する。

除電部３５よりも転写ベルト１４の送り方向上流側の導電フィルム６１に代えて、図１３に示すように導電ブラシ６５を配置してもよい。この場合、トナー３０の粉煙をシールする機能はないが、転写ベルト１４上に残留するトナー３０を補助的に除電することができる。同様に、回収部３６よりも転写ベルト１４の送り方向下流側の導電フィルム６２を導電ブラシで置換してもよい。さらに、図１４に示すように、図１２のクリーニング装置１１をより転写ベルト１４の送り方向上流側に配置してもよい。さらにまた、クリーニング装置１１は、導電フィルム６１，６２のうちいずれか一方のみを備えていてもよい。

本発明者は、実験及び検討の結果、以下の式（４）で規定される条件を満たす場合に第１実施形態から第８実施形態のクリーニング装置１１が適正なクリーニング性能を発揮することを見出した。

式（４）において、Ｉ_ｃは像担持体である転写ベルト１４を介して回収部３５の回転部材（ファーブラシ３７又は導電性ローラ４５）と除電部３６の導電部材（導電ブラシ４２、導電フィルム４７、又はファーブラシ５７）の間に流れるクリーニング電流（μＡ）である。また、Ｖ_Ｃは定電流直流電源４３の出力電圧（Ｖ）である。さらに、Ｌ_１は回転部材の転写ベルト１４に対する接触位置から導電部材の転写ベルト１４に対する接触位置までの転写ベルト１４の送り方向の距離（ｍｍ）である。

式（４）においてα及びβは、転写ベルト１４の表面抵抗ρ_ｓに関する係数である。係数α、βは以下の式（５），（６）で定義される。

式（４）の右辺は、距離Ｌ_１、クリーニング電流Ｉ_Ｃ、及び転写ベルト１４の表面抵抗ρ_Ｓに関する実験から得られた。この実験では、図１から図３に示す第１実施形態のクリーニング装置１１を使用した。前述のように、第１実施形態では回収部３５が備える回転部材はファーブラシ３７であり、除電部３６が備える導電部材は導電部材４２である。転写ベルト１４はポリカーボネイト製で、幅Ｗ３（図３参照）が３５０ｍｍ、膜厚が１５０μｍであった。また、ファーブラシ３７は導電ナイロン製の毛を備え、外径が１５．４ｍｍ、軸方向の長さないしは幅Ｗ１が３１０ｍｍ、抵抗が１×１０^９Ωであった。さらに、導電ブラシ４２は導電ナイロン製の毛を備え、毛足長さが５ｍｍ、軸方向の長さないしは幅が３１０ｍｍ、抵抗が１××１０^９Ωであった。

まず、ファーブラシ３７と導電ブラシ４２との間の距離Ｌ_１と定電流直流電源４３の出力電圧Ｖ_Ｃの関係を調べた。具体的には、クリーニング電流Ｉ_Ｃが５μＡ、１０μＡ、及び２０μＡの場合について、距離Ｌ_１を変化させたときの出力電圧Ｖ_Ｃを測定した。転写ベルト１４の表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^１０Ω／□である場合の測定結果を図１５に示し、表面抵抗ρ_ｓが１×１０^１１Ω／□である場合の測定結果を図１６に示す。図１５及び図１６において、記号“×”はクリーニング不良が発生したことを示す。クリーニング不良の判定は、以下のように行った。まず、クリーニング装置１１を通過後も転写ベルト１４上に残留するトナーを粘着テープに付着させた。次に、粘着テープに付着したトナーの濃度を測定し、この測定値が予め定められた閾値よりも高い場合にクリーニング不良であると判定した。

次に、転写ベルト１４の表面抵抗ρｓと定電流直流電源４３の出力電圧Ｖｃの関係を調べた。具体的には、クリーニング電流Ｉ_Ｃが５μＡ、１０μＡ、及び２０μＡの場合について表面抵抗ρ_Ｓを変化させたときの出力電圧Ｖ_Ｃを測定した。ファーブラシ３７と導電ブラシ４２との間の距離Ｌ_１であった。測定結果を図１７に示す。図１７において記号“×”は、図１５及び図１６と同様にクリーニング不良が発生したことを示す。

図１５から図１７の測定結果を検討したところ、クリーニング不良が発生するか否か、逆に言えばクリーニング装置１１が適正なクリーニング性能を発揮するか否かは、定電流直流電源４３の出力電圧Ｖ_Ｃに依存することが分かった。詳細には、図１５から図１７の測定結果から、定電流直流電源４３の出力電圧Ｖ_Ｃが５ｋＶ未満であれば、クリーニング電流Ｉ_Ｃ、距離Ｌ_１、及び表面抵抗ρ_Ｓの値にかかわらず、クリーニング不良が発生しないことが分かった。そこで、表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^８Ω／□、１×１０^９Ω／□、１×１０^１０Ω／□、１×１０^１１Ω／□、及び１×１０^１２Ω／□の場合について、出力電圧Ｖ_Ｃが５ｋＶとなるクリーニング電流Ｉ_Ｃ及び距離Ｌ_１をプロットして図１８を得た。この図１８において、表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^１０Ω／□及び１×１０^１１Ω／□の場合については、図１５及び図１６に示す測定結果を使用した。また、表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^８Ω／□、１×１０^９Ω／□、及び１×１０^１２Ω／□の場合については、同様にクリーニング電流Ｉ_Ｃが５μＡ、１０μＡ、及び２０μＡの場合について距離Ｌ_１を変化させたときの出力電圧Ｖ_Ｃを測定し、その測定結果から出力電圧Ｖ_Ｃが５ｋＶとなる距離Ｌ_１を得た。

図１８には表面抵抗ρ_Ｓの値（１×１０^８〜１×１０^１２Ω／□）に対応して８つのグラフがある。これら８つのグラフのそれぞれについて対数近似により近似曲線を求めると、図１８の結果は、以下の式（７）で与えられる。

係数α，βは前述のように式（５），（６）で定義される。式（７）は表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^８Ω／□〜１×１０^１２Ω／□の範囲の測定結果から得られた。従って、ρ_Ｓ＝１×１０^８，１×１０^１２を式（５），（６）にそれぞれ代入することにより、係数αの範囲は−１０．２以上−３．０１以下、係数βの範囲は３１．２３以上３９．１５以下となる。表面抵抗ρ_Ｓに対する係数α，βの値の変化を図１９及び図２０に示す。

式（７）は出力電圧Ｖ_Ｃが５ｋＶとなる条件、換言すれば出力電圧Ｖ_Ｃがこの値以上高くなるとクリーニング不良が発生する条件を示す。従って、回転部材（ファーブラシ３７又は導電性ローラ４５）と導電部材（導電ブラシ４２、導電フィルム４７、又はファーブラシ５７）との距離Ｌ_１が式（７）の右辺未満であれば、クリーニング装置１１は適正なクリーニング性能を発揮する。

表面抵抗ρ_Ｓが１×１０^８Ω／□、１×１０^９Ω／□、１×１０^１０Ω／□、１×１０^１１Ω／□、及び１×１０^１２Ω／□の場合について式（７）にクリーニング電流Ｉ_Ｃとして５μＡ、１０μＡ、及び２０μＡを代入した結果を図２１に示す。この図１８と図２１を比較すると、式（７）が図１８の結果を良好に近似していることが確認できる。

次に、式（４）の左辺について説明する。２つの導電体間の空隙をｔ（ｍｍ）、空隙破壊電圧をＶ_Ｂ（Ｖ）とすると、パッシェン則は以下の式（８）で与えられる。

式（８）を空隙ｔについて整理すると以下の式（９）が得られる。

式（９）はある電圧について２つの導電体間で空隙放電が生じない最小の空隙ｔを示している。従って、式（９）の右辺の空隙破壊電圧Ｖ_Ｂを出力電圧Ｖ_Ｃに置換して得られる式よりも距離Ｌ_１が大きければ、回収部３５の回転部材（ファーブラシ３７又は導電ローラ４５）と除電部３６の導電部材（導電ブラシ４２、導電フィルム４７、又はファーブラシ５７）との間に空隙放電が発生せず、これらの間に転写ベルト１４を介した閉回路を形成することができる。

（第１参考例）
図２２は本発明の第１参考例に係る画像形成装置を示す。説明の便宜上図２２には図１の画像形成装置の一部のみが図示されているが、後述する種々のセンサ等を備える点を除いて、本参考例の画像形成装置は図１から図３に示す第１実施形態と同一の構成である。従って、本参考例の画像形成装置は、図２２には図示されていないが図１から図３に図示されている要素も備えている。以下の説明では、図２２に加えて図１から図３を併せて参照するものとする。

クリーニング装置１１の定電流直流電源４３は、直流電源４３ａと、この直流電源４３ａに直列に接続された電流検出素子４３ｂとを備え、クリーニング電流Ｉ_Ｃの電流値が一定となるように出力電圧を制御する機能を有する。また、定電流直流電源４３は、クリーニング電流Ｉ_Ｃを種々の値に設定できるように構成されている。

各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写装置２４は、転写ベルト１４を挟んで感光体ドラム２１と対向する導電ローラ２４ａを備えている。導電ローラ２４ａには定電圧電源１０１が接続されている。導電ローラ２４ａには感光体ドラム２１表面でトナー像を形成しているトナー３０の正規の帯電極性（本参考例では負）とは逆極性（正極性）の一次転写電圧が定電圧電源１０１により印加される。定電圧電源１０１は直流電源１０１ａと、この直流電源１０１ａと並列に接続された電圧検出素子１０１ｂとを備え、一次転写電圧が一定となるように出力する電流を制御する機能を有する。導電ローラ２４ａに代えて半導電ローラを使用してもよい。

二次転写装置装置１７は、転写ベルト１４を挟んで張架ローラ１４Ｂと対向する導電ローラ１７ａを備えている。一次転写装置２４の導電ローラ２４ａと同様に、導電ローラ１７ａは直流電源１０２ａと、この直流電源１０２ａに並列に接続された電圧検出素子１０２ｂとを備える定電圧電源１０２に接続に接続されている。定電圧電源１０２ａは電圧が一定となるように出力する電流を制御する機能を有する。導電ローラ１７ａに代えて半導電ローラを使用してもよい。一方、張架ローラ１３Ｂは接地されており、接地部と張架ローラ１３Ｂとの間には二次転写電流センサ１０４が介設されている。定電圧電源１０２から、導電ローラ１７ａ、転写ベルト１４、張架ローラ１３Ｂ、及び二次転写電流センサ１０４を介して接地部に至る閉回路が形成されている。導電ローラ１７ａには定電圧電源１０２により転写ベルト１４表面でトナー像を形成しているトナー３０の正規の帯電極性（負）とは逆極性（正）の二次転写電圧が印加される。その結果、転写ベルト１４表面のトナー像が転写ベルト１４と導電ローラ２４ａの間に形成されたニップ部を通過する記録媒体２８に転写される。二次転写電圧印加時に前記閉回路に流れる電流、換言すれば二次転写電圧印加時に二次転写装置１７に流れる電流（二次転写電流Ｉ_ｔ２）が二次転写電流センサ１０４により検出される。二次転写電流センサ１０４は二次転写電流Ｉ_ｔ２の検出値を制御部１０５に出力する。

画像形成装置内に環境センサ１０６が配設されている。この環境センサ１０６は湿度Ｈを検出し、その検出値を制御部１０５に出力する。

給紙カセット２７（図１参照）と二次転写装置１７の間の搬送路には、記録媒体２８のサイズを検出する用紙サイズセンサ１０７が配設されている。用紙サイズセンサ１０７は検出した用紙すなわち記録媒体２８のサイズを制御部１０５に出力する。

画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄのうち転写ベルト１４の送り方向の最下流側に位置する画像形成ユニット１６Ｄと二次転写装置１７との間には、ＡＩＤＣ（Auto Image Density Control）センサ１０９が配設されている。画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄは転写ベルト１４の記録媒体２８が配置されない領域ΔＷ（図３参照）に、トナーパッチを形成する。ＡＩＤＣセンサ１０９はこのトナーパッチにおけるトナー濃度を検出し、検出値を制御部１０５に出力する。

画像形成装置内には記録媒体２８の詰まりないしはジャミングを検出するジャムセンサ１１０が配設されている。このジャムセンサ１１０はジャミング発生の有無を示す信号を制御部１０５に出力する。

制御部１０５はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の要素を備え、二次転写電流センサ１０４、環境センサ１０６、用紙サイズセンサ１０７、ＡＩＤＣセンサ１０９、及びジャムセンサ１１０からの入力に基づいて、クリーニング装置１１の定電流直流電源４３が出力するクリーニング電流Ｉ_Ｃを調節する。

次に、図２３Ａ及び図２３Ｂのフローチャートを参照して、制御部１０５が実行するクリーニング電流Ｉ_Ｃの調節について説明する。まず、ステップＳ２３−１において、新しいジョブの画像形成であれば、ステップＳ２３−２においてクリーニング電流Ｉ_Ｃを初期値に設定する。次に、ステップＳ２３−３において二次転写電流センサ１０４により二次転写電流Ｉ_ｔ２を検出する。詳細には、記録媒体２８が導電ローラ１７と転写ベルト１４のニップ部に存在しない状態で定電圧電源１０２により導電ローラ１７に二次転写電圧を印加し、その時に張架ローラ１３Ｂに流れる電流を二次転写電流センサ１０４により測定する。

二次転写電流Ｉ_ｔ２が小さい場合、転写ベルト１４上のトナー３０は二次転写の影響を殆ど受けないので、正規の帯電極性（負）を維持する傾向がある。この場合、クリーニング装置１１でトナー３０の帯電極性を逆極性（正）から正規の帯電極性に反転させる必要性が低いので、回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１と除電部３６の電界Ｅ_２は低強度でよい。従って、二次転写電流Ｉ_ｔ２が少ない場合には、クリーニング電流Ｉ_Ｃは小電流でよい。一方、二次転写電流Ｉ_ｔ２が大きい場合、転写ベルト１４のトナー３０は二次転写の影響を強く受けるので、正規の帯電極性の逆極性に帯電極性が反転する傾向がある。この場合、除電部３６の電界Ｅ_２の強度を十分高く設定してトナー３０の帯電極性を揃える必要があると共に、回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１も高いことが好ましい。従って、二次転写電流Ｉ_ｔ２が小さい場合には、クリーニング電流Ｉ_Ｃを大きくする必要がある。そこで、ステップＳ２３−４において二次転写電流Ｉ_ｔ２の検出値が予め定められた閾値Ｉ_ｔ２ｔｈ以上であれば、ステップＳ２３−５において定電流直流電源４３の出力するクリーニング電流Ｉ_Ｃの設定値を予め定められた量ΔＩ_Ｃ１だけ増加させる。

次に、ステップＳ２３−６において、環境センサ１０６により画像形成装置内の湿度Ｈを検出する。湿度Ｈが高いと吸湿により用紙の導電率が高くなるので、二次転写装置１７における転写効率が低下し、転写ベルト１４上に残留するトナー３０の量が増加する傾向がある。そこで、ステップＳ２３−７において湿度Ｈの検出値が予め定められた閾値Ｈ_ｔｈ以上であれば、ステップＳ２３−８においてクリーニング電流Ｉ_Ｃの設定値を予め定められた量ΔＩ_ｃ２だけ増加させる。

ステップＳ２３−９では、用紙サイズセンサ１０７の検出値を読み込む。図３を参照すると、転写ベルト１４の幅Ｗ３は用紙ないしは記録媒体２８の最大幅Ｗ２よりも広いので、転写ベルト１４の両側部には用紙と対向しない領域ΔＷが存在する。理想的にはこの領域ΔＷにはトナーは付着しないが、実際には各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写装置２４において領域ΔＷにも薄くトナーが付着する現象（いわゆるトナーのかぶり）が生じる。用紙のサイズが小さい程、転写ベルト１４上の用紙が存在しない領域ΔＷの面積が増大するのでかぶりによるトナーの量は増加する傾向がある。従って、この場合にはクリーニング装置１１の回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１を高強度に設定してトナーの回収効率を高める必要がある。逆に、用紙のサイズが大きい程領域ΔＷの面積が減少するので、かぶりによる残留ナトーの量は減少する傾向があり、回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１は比較的低強度でもよい。そこで、ステップＳ２３−１０において用紙サイズセンサ１０７により検出された用紙サイズがＡ４サイズ又はＡ４サイズよりも小さい場合には、ステップＳ２３−１１において定電流直流電源４３が出力するクリーニング電流Ｉ_Ｃの設定値を予め定められた量ΔＩ_Ｃ３だけ増加させる。

ステップＳ２３−１２では、ＡＩＤＣセンサ１０９の出力を読み込む。前述のようにＡＩＤＣセンサ１０９は転写ベルト１４上のトナーパッチにおけるトナー濃度Ｄを検出する。この検出されたトナー濃度が高い場合、転写ベルト１４上のトナー像のトナー濃度が高く、二次転写後も転写ベルト１４上に残留するトナーの量が多い傾向がある。従って、この場合にはクリーニング装置１１の回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１を高強度に設定してトナーの回収効率を高める必要がある。逆に、検出されたトナー濃度が低い場合、転写ベルト上１４のトナー像のトナー濃度は低く、二次転写後も転写ベルト１４上に残留するトナーの量は少ない傾向がある。従って、この場合には回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１は比較的低強度でもよい。そこで、ステップＳ２３−１３においてトナー濃度Ｄの検出値が予め定められた閾値Ｄ_ｔｈ以上であれば、ステップＳ２３−１４において定電流直流電源４３が出力するクリーニング電流Ｉ_Ｃの設定値を予め定められた量ΔＩ_Ｃ４だけ増加させる。

ジャミングが発生した場合、記録媒体２８に転写されなかったトナー像がそのまま転写ベルト１４上に付着した状態で画像形成装置が停止する。従って、ジャミング発生後の再起動時、すなわちジャミング発生後最初のジョブでは転写ベルト１４上に多量のトナーが残留しているので、クリーニング装置１１の回収部３５のクリーニング電界Ｅ_１を高強度に設定してトナーの回収効率を高める必要がある。そこで、ステップＳ２３−１５においてジャムセンサ１１０によるジャミング検出後最初のジョブであれば、ステップＳ２３−１６においてクリーニング電流Ｉ_Ｃの設定値を予め定められた量ΔＩ_Ｃ５だけ増加させる。詳細には、ジョブ開始後転写ベルト１４が少なくとも１周するのに要する期間だけ、一時的にクリーニング電流Ｉ_Ｃを増加させる。

図２３Ａ及び図２３Ｂに示す処理の終了後、実際のジョブが実行される。クリーニング装置１１の定電流直流電源４３は、転写ベルト１４上に残留するトナーの帯電量及び帯電極性、並びに転写ベルト１４上に残留するトナー量に応じて調節されたクリーニング電流Ｉ_Ｃを出力する。従って、クリーニング装置１１は適正なクリーニング性能を発揮し、転写ベルト１４上に残留するトナーを確実かつ効率的に除去することができる。クリーニング電流Ｉ_Ｃの初期値及びその調節量ΔＩ_Ｃ１〜ΔＩ_Ｃ５は、例えばクリーニング電流Ｉ_Ｃが３μＡ以上５０μＡ以下の範囲で変化するように設定される。

制御部１０５は、ジョブ毎ではなく用紙ないしは記録媒体２８毎に、図２３Ａ及び図２３Ｂに示す制御を実行してもよい。

図２３Ａ及び図２３Ｂの制御ではクリーニング電流Ｉ_Ｃを調節しているが、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、クリーニング装置１１の回収部３５が備えるファーブラシ３７（回転部材）の回転速度、具体的にはファーブラシ３７を回転駆動するモータ３８Ａの回転速度を調節してもよい。ファーブラシ３７の回転速度が速い程、クリーニング装置１１のトナー回収効率が高い。逆に、ファーブラシ３７の回転速度が遅い程、クリーニング装置１１のトナー回収効率は低い。

ステップＳ２４−１において新しいジョブの画像の形成であれば、ステップＳ２４−２においてモータ３８Ａの回転速度Ｒを初期値に設定する。ステップＳ２４−３において二次電流センサ１０４により検出された二次転写電流Ｉ_ｔ２がステップＳ２４−４において閾値Ｉ_ｔ２ｔｈ以上であれば、ステップＳ２４−５において回転速度Ｒの設定値を予め定められた量ΔＲ_１だけ増加させる。次に、ステップＳ２４−６において環境センサ１０６により検出された湿度ＨがステップＳ２４−７において閾値Ｈ_ｔｈ以上であれば、ステップＳ２４−８において回転速度Ｒの設定値を予め定められた量ΔＲ_２だけ増加させる。さらに、ステップＳ２４−９で読み込んだ用紙サイズセンサ１０７の検出値がステップＳ２４−１０においてＡ４サイズ又はＡ４サイズより小さい場合には、ステップＳ２４−１１において回転速度Ｒの設定値を予め定められた量ΔＲ_３だけ増加させる。さらにまた、ステップＳ２４−１２で読み込んだＡＩＤＣセンサ１０９によるトナーパッチの検出濃度ＤがステップＳ２４−１３において閾値Ｄ_ｔｈ以上であれば、ステップＳ２４−１４において回転速度Ｒの設定値を予め定められた量ΔＲ_４だけ増加させる。ステップＳ２４−１５においてジャミング検出後の最初のジョブであれば、ステップＳ２４−１６において少なくとも転写ベルト１４が１周するのに要する期間は回転速度Ｒの設定値を予め定められた量ΔＲ_５だけ増加させる。

図２３Ａ及び図２３Ｂに示す処理の終了後、実際のジョブが実行される。クリーニング装置１１の回収部３５が備えるファーブラシ３７は、転写ベルト１４上に残留するトナーの帯電量及び帯電極性、並びに転写ベルト１４上に残留するトナーの量に応じて調節された回転速度で回転する。従って、クリーニング装置１１は適正なクリーニング性能を発揮し、転写ベルト１４上に残留するトナーを確実かつ効率的に除去することができる。

クリーニング電流Ｉ_Ｃの調節（図２３Ａ及び図２３Ｂ）と、モータ３８Ａの回転速度Ｒの調節（図２４Ａ及び２４Ｂ）とを組み合わせて適用してもよい。環境センサ１０６は、湿度に加え又はそれに代えて画像形成装置内の温度を検出してもよい。この場合、検出された温度が高い程、クリーニング電流Ｉ_Ｃが大きく設定され、モータ３８Ａの回転速度Ｒは速く設定される。逆に、検出された温度が低い程、クリーニング電流Ｉ_Ｃは小さく設定され、モータ３８Ａの回転速度Ｒは小さく設定される。また、第１参考例におけるクリーニング装置１１として、第２実施形態から第７実施形態（図７から図１４参照）の構成を採用してもよい。さらに、第１参考例におけるクリーニング装置１１は、図２５に示すように除電部３６を備えず回収部３５と転写ベルト１４を挟んで対向する張架ローラ１３Ａを接地させた構成であってもよい。さらにまた、本参考例の制御は、感光体上の残留トナーを回収するための一次転写装置にも適用することができる。

（第２参考例）
図２６は本発明の第２参考例に係る画像形成装置を示す。説明の便宜上図２６には図１の画像形成装置の一部のみが図示されている。後述する種々のセンサ等を備える点を除いて、第２参考例の画像形成装置は図１から図３に示す第１実施形態と同一の構成である。従って、本参考例の画像形成装置は、図２６には図示されていないが図１から図３に図示されている要素も備えている。以下の説明では、図２６に加えて図１から図３を併せて参照するものとする。

クリーニング装置１１の定電流直流電源４３は、直流電源４３ａと、この直流電源４３ａに直列に接続された電流検出素子４３ｂとを備え、クリーニング電流Ｉ_Ｃの電流値が一定となるように出力する電圧を制御する機能を有する。除電部３６と接地部の間には帰還電流センサ２０１が介設されている。帰還電流センサ２０１は検出した電流（帰還電流Ｉ_Ｒ）の検出値を制御部２０３に出力する。

各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写装置２４は、転写ベルト１４を挟んで感光体ドラム２１と対向する導電ローラ２４ａを備えている。導電ローラ２４ａには定電圧電源２０２が接続されている。導電ローラ２４ａには定電圧電源２０２により感光体ドラム２１表面でトナー像を形成しているトナー３０の正規の帯電極性（負）とは逆極性（正）の一次転写電圧Ｖ_ｔ１が印加される。定電圧電源２０２は直流電源２０２ａと、この直流電源２０２ａと並列に接続された電圧検出素子２０２ｂとを備え、一次転写電圧Ｖ_ｔ１が一定となるように出力する電流を制御する機能を有する。また、本参考例では定電圧電源２０２は直流電源２０２ａと直列に接続された電流検出素子２０２ｃを備え、必要に応じて電流が一定となるように出力する電圧を制御することもできる。換言すれば定電圧電源２０２は定電流電源としても機能することができる。導電ローラ２４ａに代えて半導電ローラを使用してもよい。

制御部２０３は各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写装置２４の一次転写電圧Ｖ_ｔ１を設定する。特に、制御部２０３は４つの画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄのうち最もクリーニング装置１１に近接して配置された画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４の一次転写電圧Ｖ_ｔ１を帰還電流Ｉ_Ｒに基づいて調節する。

クリーニング装置１１では、定電流直流電源４３から、スクレーパ４１、回収ローラ３９、ファーブラシ３７、転写ベルト１４、導電ブラシ４２、及び帰還電流センサ２０１を介して接地部に至る閉回路が形成されている。この閉回路には定電流直流電源４３からのクリーニング電流Ｉ_Ｃが流れる。従って、通常は帰還電流Ｉ_Ｒとクリーニング電流Ｉ_Ｃの値は等しい。しかし、耐久により転写ベルト１６の抵抗が低下した場合や、画像形成装置内の湿度が高い場合には、４つの画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄのうち最もクリーニング装置１１に近接して配置された画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４からクリーニング装置１１へ電流の流れ込みが生じる可能性がある。この電流の流れ込みが生じると、帰還電流Ｉ_Ｒはクリーニング電流Ｉ_Ｃよりも大きくなる。詳細には、一次転写装置２４の定電圧電源２０２は一次転写電圧Ｖ_ｔ１が一定となるように電流を制御するので、抵抗が低下すると電流が過度に大きくなり、この過度の電流が転写ベルト１４を介してクリーニング装置１１に流れ込む。例えば、クリーニング装置１１の定電流直流電源４３の出力するクリーニング電流Ｉ_Ｃが１０μＡであるのに帰還電流Ｉ_Ｒが１２μＡであれば、画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４からクリーニング装置１１に２μＡの電流が流入していることになる。一次転写装置２４で発生した過度の一次転写電流が転写ベルト１４を流れると、転写ベルト１４が損傷し、その寿命が短くなる。そこで、制御部２０３は帰還電流Ｉ_Ｒの値から画像形成装置１６Ａの一次転写装置２４における過度の一次転写電流発生の有無を判断し、その判断に基づいて画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４における一次転写電圧Ｖ_ｔ１を調節する。

図２７のフローチャートを参照して、制御部２０３が実行する処理を具体的に説明する。まず、ステップＳ２７−１において新しいジョブの画像形成であれば、ステップＳ２７−２において４つの画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写部２４に同時に一定値の電流を流す。具体的には、各画像ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写部２４の定電圧電源２０２を定電流電源として機能させ、一定値の電流を出力させる。次に、ステップＳ２７−３において、一定値の電流が流れている時に各画像形成ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写装置２４が出力する一次転写電圧Ｖ_ｔ１を電圧検出素子１０１ｂにより測定する。各一次転写装置２４が測定した一次転写電圧Ｖ_ｔ１は制御部２０３に出力される。ステップＳ２７−４では、測定された一次転写電圧Ｖ_ｔ１に基づいて、実際の画像形成時に使用される各画像ユニット１６Ａ〜１６Ｄの一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値を決定する。具体的には、制御部２０３はステップＳ２７−３で測定された一次転写電圧Ｖ_ｔ１に対応する一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値をテーブルの形態で記憶しており、一次転写電圧Ｖ_ｔ１の測定値に対して画像形成時の一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値が一義的に決まる。

画像形成ユニット１６Ｂ〜１６Ｄの一次転写装置２４で発生する過度の一次転写電流はその殆どが隣接する他の画像形成ユニットに流れ込むので、帰還電流Ｉ_Ｒの増加に殆ど寄与しない。従って、これらの画像形成ユニット１６Ｂ〜１６Ｄの一次転写装置２４についてはステップＳ２７−４で決定した一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値を調節することなくそのまま実際の画像形成に使用する。一方、クリーニング装置１１に最も近接して配置された画像形成ニット１６ＡについてはステップＳ２７−５〜Ｓ２７−９で一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値にさらに調節が加えられる。

まず、ステップＳ２７−５において、画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４にステップＳ２７−４で設定した一次転写電圧Ｖ_ｔ１を印加する。詳細には、一次転写装置２４の定電圧電源２０２の出力する電圧を一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値とする。次に、ステップＳ２７−６において、一次転写装置２４が一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値を出力している時の帰還電流Ｉ_Ｒを帰還電流センサ２０１で検出する。ステップＳ２７−７において帰還電流Ｉ_Ｒの検出値が予め定められた閾値Ｉ_Ｒｔｈ以上の場合、すなわち画像形成ユニット１６Ａの一次転写装置２４で発生した過度の一次転写電流がクリーニング装置１１に流れ込んでいると判断される場合には、ステップＳ２７−４で決定した一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値を予め定められた量ΔＶ_ｔ１だけ低下させる。ステップＳ２７−７において帰還電流Ｉ_Ｒの設定値が閾値Ｉ_Ｒｔｈ未満となるまで、ステップＳ２７−５〜Ｓ２７−８の処理が繰り返される。ステップＳ２７−７において帰還電流Ｉ_Ｒの設定値が閾値Ｉ_Ｒｔｈ未満となれば、ステップＳ２７−８において画像形成ユニット１６Ａの一次転写電圧Ｖ_ｔ１の設定値がその時点での値に確定される。

図２７に示す処理の終了後、実際のジョブが実行される。画像形成ユニット１６Ａの定電圧電源２０２が出力する一次転写電圧Ｖ_ｔ１は、クリーニング装置１１へ流れ込む過度の一次転写電流が発生しないように調節されている。従って、過度の電流が転写ベルト１４に流れることを防止し、転写ベルト１４の寿命を延ばすことができる。

制御部２０３は、ジョブ毎ではなく用紙ないしは記録媒体２８毎に図２７に示す制御を実行してもよい。

第２参考例におけるクリーニング装置１１として、第２実施形態から第７実施形態（図７から図１４参照）の構成を採用してもよい。また、第２参考例におけるクリーニング装置１１は、図２８に示すように除電部３６を備えず回収部３５と転写ベルト１４を挟んで対向する張架ローラ１３Ａを接地させた構成であってもよい。この場合、帰還電流センサ２０１は張架ローラ１３Ａと接地部との間に介設する。

本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、回収部３５のファーブラシ３７の芯金３７ａ（図２及び図７から図１１参照）や導電性弾性ローラ４５の芯金（図６参照）を定電流直流電源４３に直接接続してもよい。また、回収部３５の回転部材として金属製ローラを使用してもよい。

導電ブラシ４２（図２、図６、図８、及び図１１参照）、導電フィルム４７（図７、図１０参照）、及びファーブラシ５７（図９参照）に代えて、導電ゴムを使用してもよい。導電ブラシ４２、導電フィルム４７、及びファーブラシ５７は、抵抗を介して接地されていてもよい。この抵抗の抵抗値を調節することにより、種々の抵抗値や特性を持った転写ベルトに本発明を適用することができる。

また、トナーの正規の帯電極性が前記実施形態と逆（正）である場合には、定電流源から回収部３５又は除電部３６に印加する電圧の極性を逆にすればよい。例えば、第１実施形態においてトナーの正規の帯電極性が正であれば、定電流直流電源４３の負側の端子にスクレーパ４１を接続すればよい。

さらに、中間転写ドラムのクリーニング装置や、感光体ドラム等の感光体にも本発明を適用することができる。

さらにまた、レーザプリンタ以外に、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機のような他の画像形成装置が備える像担持体のクリーニング装置にも本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタを示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す部分平面図である。 定電流直流電源を示す概略的な回路図である。 回収部に発生するクリーニング電界を示す概略図である。 除電部に発生する電界を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第５実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第７実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第８実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第８実施形態の変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第８実施形態の変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。 転写ベルトの表面抵抗が１×１０^１０Ω／□の場合の距離Ｌ_１と電圧の関係を示すグラフである。 転写ベルトの表面抵抗が１×１０^１１Ω／□の場合の距離Ｌ_１と電圧の関係を示すグラフである。 転写ベルトの表面抵抗と電圧の関係を示すグラフである。 出力電圧が５ｋＶの場合の印加電流と距離Ｌ_１の関係を示すグラフである。 転写ベルトの表面抵抗の対数値に対する係数αの値の変化を示すグラフである。 転写ベルトの表面抵抗の対数値に対する係数βの値の変化を示すグラフである。 本発明に係る条件式に種々転写ベルトの表面抵抗及びクリーニング電流を代入した結果を示すグラフである。 本発明の第１参考例に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第１参考例に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１参考例に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１参考例の変形例に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１参考例の変形例に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１参考例の変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第２参考例に係る画像形成装置を示す概略図である。 本発明の第２参考例に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２参考例の変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。 従来のクリーニング装置の一例を示す概略図である。 従来のクリーニング装置の他の例を示す概略図である。

符号の説明

１１ クリーニング装置
１２ レーザプリンタ
１３Ａ，１３Ｂ 張架ローラ
１４ 転写ベルト
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 画像形成ユニット
１７ 二次転写装置
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電装置
２３ 現像装置
２４ 一次転写装置
２５ 一次クリーニング装置
２６ レーザユニット
２７ 給紙カセット
２８ 記録媒体
３０ トナー
３１ 定着装置
３５ 回収部
３６ 除電部
３７ ファーブラシ
３７ａ 芯金
３８Ａ，３８Ｂ モータ
３９ 回収ローラ
４１ スクレーパ
４２ 導電ブラシ
４３ 定電流直流電源
４５ 導電性弾性ローラ
４６ フリッカ
４７ 導電性フィルム
４８ クリーニングブレード
５７ ファーブラシ
５６ フリッカ
１０１，１０２，２０２ 定電圧電源
１０４ 一次転写電流センサ
１０５，２０３ 制御部
１０６ 環境センサ
１０７ 用紙サイズセンサ
１０９ ＡＩＤＣセンサ
１１０ ジャムセンサ
２０１ 帰還電流センサ

Claims (7)

1. 像担持体と、この像担持体から被転写体にトナー像を転写する転写部と、この転写部よりも前記像担持体の搬送方向下流側に配置され、前記像担持体の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置とを備える画像形成装置において、
   前記クリーニング装置は、
   前記像担持体表面に接触した状態で回転駆動される導電性を有する回転部材と、
   前記回転部材よりも前記像担持体の搬送方向上流側で前記像担持体に接触する導電部材と、
   前記回転部材と前記導電部材のうちのいずれか一方が接続されると共に他方が接地され、前記回転部材と前記導電部材との間で前記像担持体を介して流れる直流電流を生じさせ、それによって前記回転部材と前記像担持体との間には正規の帯電極性の前記トナーを前記回転部材に吸着する力が作用する向きの第１の電界が発生すると共に、前記導電部材と前記像担持体との間には正規の帯電極性の前記トナーを前記像担持体に吸着する力が作用する向きの第２の電界が発生する単一の直流電源と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転部材が前記直流電源に接続され、前記導電部材が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記導電部材が前記直流電源に接続され、前記回転部材が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記直流電源は定電流直流電源であることを特徴する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体を介して前記回転部材と前記導電部材の間に流れる前記直流電流Ｉ_ｃ（μＡ）と、前記直流電源の出力電圧Ｖ_ｃ（Ｖ）と、前記回転部材の前記像担持体に対する接触位置から前記導電部材の前記像担持体に対する接触位置までの前記像担持体の搬送方向の距離Ｌ_１（mm）が以下の関係を満たし、
   

   

   前記α及びβは、以下の式で定義される前記像担持体の表面抵抗ρｓによって決まる係数であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   

   
6. 前記係数αは、−１０．２以上−３．０１以下の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記係数βは、３１．２３以上３９．１５以下の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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