JP4433703B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体表面のトナー像が被転写体に転写された後の該像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置、および、該クリーニング装置を備えると共に、像担持体表面に形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置では、主に電子写真法と呼ばれる方法で画像形成が行なわれている。
【０００３】
この電子写真法では、例えば、感光体ロール表面を帯電し、この帯電した感光体ロール表面を画像情報に応じて露光することでこの表面に潜像を形成し、この潜像に応じて感光体表面を現像することで得られたトナー像を中間転写ベルトに転写後さらに記録媒体に２次転写して定着させることで画像形成が行なわれている。
【０００４】
ところで、中間転写ベルトへのトナー像の転写を終えた感光体ロール表面には未転写のトナーや、帯電器による帯電によって発生する放電生成物が残留するため、画像形成装置には、これら残留物を次の画像形成プロセスに先立って除去するクリーニング手段が必要となる。
【０００５】
これら残留物を除去するクリーニング手段としては、簡便で安価なことから、ブレードを感光体ロール表面に当接させることでクリーニングする、いわゆるクリーニングブレード方式が一般的に採用されている。
【０００６】
ところが、この方式では、摩擦力の大きな、クリーニングブレードと感光体ロール表面との間に介在するトナー、特にトナーに含まれる研磨剤による感光体ロール表面の摩耗が問題となっている。
【０００７】
そこで、上記問題を解決するために、感光体ロールにアモルファスシリコン等の無機感光体や感光体ロール表面に高強度の保護層を用いることで感光体ロール表面の機械特性を向上させることが考えられるが、このようにすると、クリーニングブレードと感光体ロール表面との間の摩擦力は通常の感光体ロールの場合よりもさらに上昇するためにクリーニングブレードの負担が大きくなり、クリーニング性能の維持が困難になるという問題がある。
【０００８】
最近では、クリーニングブレード方式の代わりに、バイアスを印加したブラシローラを感光体ロールに接触させて、感光体ロール表面から静電的に残留トナーを取り除く方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図１は、バイアスを印加したブラシローラを感光体ロールに接触させてクリーニングを行なうクリーニング装置の概略構成図である。
【００１０】
図１に示すクリーニング装置１００は、転写器１４０と帯電器１５０との間の、後述する第１ブラシ１１０と第２ブラシ１２０とが感光体ロール１３０に接触するように配置されている。
【００１１】
このクリーニング装置１００は、図１における下側に示される、感光体ロール１３０に接触する第１ブラシ１１０と第１ブラシ１１０に接触する第１回収ローラ１１１と第１回収ローラ１１１に付着したトナーを掻き取る第１スクレーパ１１１１とからなる第１ブラシ部１０１、および、図１における上側に示される、感光体ロール１３０に接触する第２ブラシ１２０と第２ブラシ１２０に接触する第２回収ローラ１２１と第２回収ローラ１２１に付着したトナーを掻き取る第２スクレーパ１２１１とからなる第２ブラシ部１０２で構成されている。
【００１２】
図１に示すクリーニング機構１００では、第１ブラシ部１０１を構成する第１ブラシ１１０と第１回収ローラ１１１には共にプラスバイアスが印加されているものの第１回収ローラ１１１の方が第１ブラシ１１０よりも高いバイアスが印加されている。第２ブラシ部１０２を構成する第２ブラシ１２０と第２回収ローラ１２１には共にマイナスバイアスが印加されているものの第２回収ローラ１２１の方が第２ブラシ１２０よりも低いバイアスが印加されている。
【００１３】
図１に示す転写器１４０による、例えば中間転写ベルト（不図示）への転写を免れ感光体ロール上に残留したトナーのうちのマイナスにバイアスされているトナーは、まず、第１ブラシ部１０１の第１ブラシ１１０によって静電的に回収され、第１ブラシ１１０に回収された残留トナーは、さらに、第１ブラシ１１０よりも高いバイアスが印加されている第１回収ローラ１１１によって回収される。第１回収ローラによって回収されたトナーは、最終的に第１スクレーパ１１１１によって所定の場所に回収される。
【００１４】
図１に示す転写器１４０による転写がされずに感光体ロール上に残留したトナーのうちのプラスにバイアスされているトナーは、第２ブラシ部１０２の第２ブラシ１２０によって静電的に回収され、第２ブラシ１２０に回収された残留トナーは、さらに、第２ブラシ１２０よりも低いバイアスが印加されている第２回収ローラ１２１によって回収され、最終的に第２スクレーパ１２１１によって所定の場所に回収される。
【００１５】
【特許文献１】
特開平４−３３０４８２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方式によれば、クリーニングブレード方式と比べ、感光体ロール表面の摩耗を抑制しながら感光体ロール表面の残留トナーを除去することができる反面、感光体ロール表面に付着した放電生成物を除去したり、傷を消去するための研磨能力は低下するため、この方式をただ単に採用しただけでは画像品質が低下してしまうおそれがある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、画像品質の低下が抑制された画像形成装置、および、このような画像形成装置に好適なクリーニング装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のクリーニング装置のうちの第１のクリーニング装置は、
回転する像担持体と、この像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、このトナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、この画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置における、上記像担持体表面のトナー像が上記被転写体に転写された後のこの像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置において、
上記転写器と上記帯電器との間に上記像担持体と接触するように配置されて回転する、上記像担持体表面に残留した上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
上記ブラシに接触するように配置されて回転する、上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
上記ローラに回収された上記残留トナーをこのローラから掻き落とすスクレーパと、
上記画像情報で表される画像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、
上記画像密度検出手段によって検出した画像密度に応じて、上記ブラシと上記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
上記バイアス制御手段が、上記画像密度が所定の密度よりも高い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーを上記ローラに回収させるように上記バイアスを制御し、上記画像密度が所定の密度よりも低い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるように上記バイアスを制御するものであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１のクリーニング装置では、画像形成が所定の画像密度よりも低い画像密度で行なわれる際には、ブラシで回収した残留トナーのローラによる回収を抑制するような、すなわちブラシで回収した残留トナーをできるだけブラシ側に留め置くようなバイアス制御がブラシとローラに対して行なわれる。したがって、本発明の第１のクリーニング装置によれば、画像密度が低い場合には残留トナーが減ることで低下する像担持体表面についての研磨能力を、画像密度がどうであれブラシで回収された残留トナーを一様にロールで回収し像担持体表面から除去してしまうことでさらに低下させてしまっていた従来と比べ、画像密度が低い場合の像担持体表面についての研磨能力の低下を抑制することができる。
【００２０】
ここで、上記バイアス制御手段が、さらに、１つの画像情報について連続して画像形成が繰り返される回数に応じて上記バイアスを制御するものであることが好ましい。
【００２１】
このようにきめ細かく制御すると、像担持体表面についての研磨能力の低下をより効果的に抑制することができる。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明のクリーニング装置のうちの第２のクリーニング装置は、
回転する像担持体と、この像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、このトナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、この画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置における、上記像担持体表面のトナー像が上記被転写体に転写された後のこの像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置において、
上記転写器と上記帯電器との間に上記像担持体と接触するように配置されて回転する、上記像担持体表面に残留した上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
上記ブラシに接触するように配置されて回転する、上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
上記ローラに回収された上記残留トナーをこのローラから掻き落とすスクレーパと、
湿度を検出する湿度検出手段と、
上記湿度検出手段で検出した湿度に応じて、上記ブラシと上記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
上記バイアス制御手段が、上記湿度が所定の湿度よりも低い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーを上記ローラに回収させるように上記バイアスを制御し、上記湿度が所定の湿度よりも高い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるように上記バイアスを制御するものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２のクリーニング装置では、画像形成が行われる際の湿度が所定の湿度よりも高い場合には、ブラシで回収した残留トナーのローラによる回収を抑制するような、すなわち残留トナーをできるだけブラシ側に留め置くようなバイアス制御がブラシとローラに対して行なわれる。したがって、本発明の第１のクリーニング装置によれば、湿度が高くなると増加する放電生成物のために相対的に低下する像像担持体表面についての研磨能力を、湿度がどうであれブラシで回収した残留トナーを一様にロールで回収し像担持体表面から除去してしまうことでさらに低下させてしまっていた従来と比べ、湿度が所定の湿度よりも高い場合の像担持体表面についての研磨能力の低下を抑制することができる。
【００２４】
ここで、上記第１のクリーニング装置あるいは上記第２のクリーニング装置の上記ブラシおよび上記ローラが、マイナスにバイアスされた残留トナーを静電的に回収するものであって、
上記バイアス制御部は、上記ローラのバイアスを上記ブラシのバイアスよりも上げることで上記ブラシに回収された上記残留トナーを上記ローラに回収させ、上記ローラのバイアスを上記ブラシのバイアスと同じまたは上記ブラシのバイアスよりも下げることで上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるものであることが好ましい。
【００２５】
残留トナーにはマイナスにバイアスされているものが多いことから、このようにすると、より効率的に像担持体表面についての研磨能力の低下を抑制することができる。
【００２６】
ここで、上記像担持体の少なくとも表面が、電荷輸送性を有するシロキサン系樹脂層からなるものであってもよい。
【００２７】
このように、像担持体表面が機械特性の高いものであっても、像担持体表面についての研磨能力の低下を抑制することができる。
【００２８】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第１の画像形成装置は、
回転する像担持体と、この像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、このトナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、この画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体表面のトナー像が上記被転写体に転写された後のこの像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置を具備し、
このクリーニング装置が、
上記転写器と上記帯電器との間に上記像担持体と接触するように配置されて回転する、上記像担持体表面に残留した上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
上記ブラシに接触するように配置されて回転する、上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
上記ローラに回収された上記残留トナーをこのローラから掻き落とすスクレーパと、
上記画像情報で表される画像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、
上記画像密度検出手段によって検出した画像密度に応じて、上記ブラシと上記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
上記バイアス制御手段が、上記画像密度が所定の密度よりも高い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーを上記ローラに回収させるように上記バイアスを制御し、上記画像密度が所定の密度よりも低い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるように上記バイアスを制御するものであることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１の画像形成装置では、画像形成が所定の画像密度よりも低い画像密度で行なわれる際には、ブラシで回収した残留トナーのローラによる回収を抑制するような、すなわちブラシで回収した残留トナーをできるだけブラシ側に留め置くようなバイアス制御がブラシとローラに対して行なうクリーニング装置を備えている。したがって、本発明の第１の画像形成装置によれば、画像形成が所定の画像密度よりも低い画像密度で行なわれる際の、像担持体表面の研磨能力の低下の抑制による画像品質の低下の抑制が可能となる。
【００３０】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第２の画像形成装置は、回転する像担持体と、この像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、このトナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、この画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体表面のトナー像が上記被転写体に転写された後のこの像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置を具備し、
このクリーニング装置が、
上記転写器と上記帯電器との間に上記像担持体と接触するように配置されて回転する、上記像担持体表面に残留した上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
上記ブラシに接触するように配置されて回転する、上記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
上記ローラに回収された上記残留トナーをこのローラから掻き落とすスクレーパと、
湿度を検出する湿度検出手段と、
上記湿度検出手段で検出した湿度に応じて、上記ブラシと上記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
上記バイアス制御手段が、上記湿度が所定の湿度よりも低い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーを上記ローラに回収させるように上記バイアスを制御し、上記湿度が所定の湿度よりも高い場合には、上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるように上記バイアスを制御するものであることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２の画像形成装置では、画像形成が行われる際の湿度が所定の湿度よりも高い場合には、ブラシで回収した残留トナーのローラによる回収を抑制するような、すなわち残留トナーをできるだけブラシ側に留め置くようなバイアス制御がブラシとローラに対して行なうクリーニング装置を備えている。したがって、本発明の第２の画像形成装置によれば、画像形成が行われる際の湿度が所定の湿度よりも高い場合の、像担持体表面の研磨能力の相対的な低下の抑制による画像品質の低下の抑制が可能となる。
【００３２】
ここで、上記第１の画像形成装置あるいは上記第２の画像形成装置が、クリーニング装置のバイアス制御部が上記ブラシに回収された上記残留トナーの上記ローラによる回収を妨げるように上記バイアスを制御している場合であって、かつ非画像形成時に、上記トナーを上記像担持体表面に供給するものであることが好ましい。
【００３３】
このようにすると、画像形成に影響を与えることなく、残留トナーが不足しているために低下している像担持体表面についての研磨能力を回復させることができる。
【００３４】
また、上記第１の画像形成装置あるいは上記第２の画像形成装置の、
上記画像形成部が、複数種類のトナーどれぞれに対応して具備されたものであり、
上記被転写体は、トナー像の転写を受け一旦転写を受けたこのトナー像を上記記録媒体に二次転写する中間転写体であって、
上記クリーニング装置が、上記画像形成部それぞれに配備されているものであってもよい。
【００３５】
このように、複数種類のトナー毎に具備されている画像形成部それぞれにクリーニング装置が配備されていることで、画像情報が偏った色のトナーのみを使用するものであることにより、この偏った色以外の色のトナー像を形成する像担持体表面の研磨能力の低下を抑制することができる。
【００３６】
ここで、上記第１の画像形成装置あるいは上記第２の画像形成装置で使用される上記トナーが、少なくとも１種類の金属酸化物粒子を含むものであってもよい。
【００３７】
このように、研磨剤として少なくとも１種類の金属酸化物粒子をトナーに含むものであってもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態を説明する中で、併せて本発明のクリーニング装置の実施形態について説明する。
【００３９】
図２は、本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の主要部の概略構成図である。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態の複写機１には、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像ロール１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、および、本発明のクリーニング装置の一実施形態であるクリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが備えられている。尚、この複写機１は、フルカラーコピーが可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
【００４１】
また、この複写機１には、中間転写ベルト３０、二次転写ローラ３１、および、テンションローラ３２も備えられている。
【００４２】
この複写機１の基本的な画像形成動作について説明する。
【００４３】
先ず、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙの表面に、帯電器１２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光器１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙの表面にイエロー画像に相当する露光光が照射され潜像が形成される。その潜像は現像ロール１４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ロール上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。
【００４４】
中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール１５Ｍにおいて中間転写ベルト上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【００４５】
続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行なわれ、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。尚、各色トナーには、研磨剤としてアルミナが含まれている。
【００４６】
こうして、中間転写ベルト上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール３１により用紙２００上に二次転写され、多色トナー像は用紙２００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、図示しない定着器により用紙２００上に定着されることによりカラー画像が形成される。尚、ＹＭＣＫの各色の画像形成部の機能は同じであることから、以下では、Ｙ（イエロー）色の画像形成部を代表的に取りあげて説明する。
【００４７】
図３は、図１に示す画像形成部の一部分の拡大図である。
【００４８】
図３には、イエローの画像形成部１０Ｙの一部が示されており、ここには、画像信号処理部１７Ｙ、露光器１３Ｙ、シロキサン系樹脂からなる感光体ロール１１Ｙ、感光体ロール上の残トナーなどをクリーニングする、本発明のクリーニング装置の一実施形態であるクリーニング装置１６Ｙが示されている。尚、ここでは、図示の煩雑さを避けるために、帯電器１２Ｙや現像器１４Ｙの図示は省略されている。
【００４９】
図３に示すクリーニング装置１６Ｙは、図３における下側に示される第１ブラシ部１６１Ｙと、図３における上側に示される第２ブラシ部１６２Ｙと、湿度検出部１６３Ｙと、電圧制御部１６４Ｙとからなり、第１ブラシ部１６１Ｙは、感光体ロール１１Ｙに接触する第１ブラシ１６１１Ｙと第１ブラシ１６１１Ｙに接触する第１回収ローラ１６１２Ｙと第１回収ローラ１６１２Ｙに付着したトナーを掻き取る第１スクレーパ１６１３Ｙとで構成されている。また、第２ブラシ部１６２Ｙは、感光体ロール１１Ｙに接触する第２ブラシ１６２１Ｙと第２ブラシ１６２１Ｙに接触する第２回収ローラ１６２２Ｙと第２回収ローラ１６２２Ｙに付着したトナーを掻き取る第２スクレーパ１６２３Ｙとで構成されている。尚、湿度検出部１６３Ｙと電圧制御部１６４Ｙについての説明は後述する。
【００５０】
このクリーニング装置１６Ｙでは、第１ブラシ部１６１Ｙを構成する第１ブラシ１６１１Ｙと第１回収ローラ１６１２Ｙには共にプラスバイアスが印加され、第２ブラシ部１６２Ｙを構成する第２ブラシ１６２１Ｙと第２回収ローラ１６２２Ｙには共にマイナスバイアスが印加されており、第１回収ローラ１６１２Ｙへのバイアス印加は、第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスよりも上げることも下げることも電圧制御部１６４Ｙによって制御可能となっている。一方、第２回収ローラ１６２２Ｙへの印加バイアスは、第２ブラシ１２０への印加バイアスよりも固定的に下げられている。
【００５１】
複写機１では、感光体ロール上の潜像をマイナスにバイアスされたトナーで可視像（トナー像）としており、中間転写ベルト３０に転写されなかった残留トナーのほとんどがマイナスにバイアスされたままであるため、これら残留トナーは、第１ブラシ部１６１Ｙの、プラスにバイアスされている第１ブラシ１６１１Ｙによって静電的に回収される。
【００５２】
ここで、クリーニング装置１６Ｙでは、第１回収ローラ１６１２Ｙへの印加バイアスが電圧制御部１６４Ｙによって第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスよりも上げられている場合は、第１ブラシ１６１１Ｙに回収された残留トナーは、第１回収ローラ１６１２Ｙに回収されることとなり、第１回収ローラ１６１２Ｙへの印加バイアスが電圧制御部１６４Ｙによって第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスと同じか、もしくは下げられている場合は、第１ブラシ１６１１Ｙに回収された残留トナーの第１回収ローラ１６１２Ｙによる回収は妨げられることとなる。第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスに対する第１回収ローラ１６１２Ｙの印加バイアスの上げ下げの条件についても、湿度検出部１６３Ｙや電圧制御部１６４Ｙの説明と共に後述する。尚、第１回収ローラ１６１２Ｙに回収されたトナーは、最終的に第１スクレーパ１６１３Ｙによって掻き落とされてクリーニング装置内の所定の場所に集められる。
【００５３】
また、クリーニング装置１６Ｙでは、中間転写ベルト３０に転写されなかった残留トナーのうちのプラスにバイアスされている残留トナーが、マイナスのバイアスが印加されている第２ブラシ部１６２Ｙによって回収されており、第２ブラシ部１６２Ｙでは、第２回収ローラ１６２２Ｙへの印加バイアスが第２ブラシ１６２１Ｙへの印加バイアスよりも固定的に下げられているために、第２ブラシ１６２１Ｙで回収された、プラスにバイアスされている残留トナーは、第２回収ローラ１６２２Ｙによって回収される。第２回収ローラ１６２２Ｙによって回収されたトナーも、最終的に第２スクレーパ１６２３Ｙによって掻き落とされてクリーニング装置内の所定の場所に集められる。
【００５４】
ここで、図３に示す湿度検出部１６３Ｙと、画像信号が入力される画像信号処理部１７Ｙと、画像密度情報や湿度情報、さらには、複写機１の図示しない操作パネルにおいて設定されたコピー枚数情報および用紙サイズ情報が入力される電圧制御部１６４Ｙと、第１回収ローラ１６１２Ｙへのバイアスの上げ下げとの関係について説明する。
【００５５】
従来の複写機においては、中間転写ベルトに転写されずに感光体ロール上に残留した残留トナーに含まれる研磨剤が第１ブラシに静電的に回収され、この第１ブラシに付着したトナーの、特にトナーに含まれる研磨剤が感光体ロール表面を薄く削ることで、感光体ロール表面に付着した放電生成物の除去や傷の消去がなされている。
【００５６】
ところが、第１回収ローラへの印加バイアスが第１ブラシへの印加バイアスよりも上げられている従来の複写機では、第１ブラシに回数された残留トナーは、第１回収ローラに直ちに回収されることとなるため、画像密度の低い画像の複写動作が行なわれた場合などでは、残留トナー事体が少なくなることで余計に第１ブラシに付着する残留トナーは減少し、これにより第１ブラシに付着する研磨剤の量も減少することから研磨能力は低下し画像品質の低下が引き起こされる。この画像密度の低下による画像品質の低下は、例えば、画像密度の低い原稿について何百枚もコピーを取る場合などにおいてさらに加速するおそれがある。
【００５７】
また、湿度が高くなると、感光体表面の放電生成物の量は増加する。これによっても、相対的に研磨能力が低下することとなるため、画像品質の低下が引き起こされるおそれがある。
【００５８】
そこで、この複写機１では、以下に説明するようなクリーニング装置１６Ｙを備えることで画像品質の低下の抑制を図っている。
【００５９】
複写機１のクリーニング装置１６Ｙでは、上述した場合などにおいて研磨能力の低下による画像品質の低下が引き起こされる事態においては、第１回収ローラ１６１２Ｙへの印加バイアスが第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスと同じか、もしくは第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスよりも下げられる。これにより、第１ブラシ１６１１Ｙから第１回収ローラ１６１２Ｙへの残留トナーの移動を抑制し、第１ブラシ側に残留トナーを留め置くことで、残留トナーが第１ブラシ１６１１Ｙから第１回収ロール１６１２Ｙへと移動することにより研磨能力がより一層低下することを防止している。
【００６０】
図４は、本実施形態の複写機において起動されるルーチンのフローチャートである。
【００６１】
図４には、複写機１の電源が投入されると起動されるルーチンのフローチャートが示されており、ステップ１では、原稿のセット、用紙サイズの指定、コピー枚数の指定などが終了し、コピーのスタートを指示するスタートボタンの操作がなされたか否かが判定され、未だスタートボタンが操作されていないと判定されると、ステップ１を繰り返し、操作がなされたと判定されると、ステップ２に進み、原稿の読み込みが行なわれると共に、原稿を読み込むことで得られた画像信号が図３に示す画像信号処理部１７Ｙに送信される。図３に示すこの画像信号処理部１７Ｙは、感光体ロール表面に上記画像信号に応じた潜像を形成する光ビームを出射する露光器１３Ｙを制御するための信号を露光器１３Ｙに送信すると共に、入力された画像信号から画像密度情報を検出している。尚、この検出した画像密度情報は、電圧制御部１６４に送信される。
【００６２】
ステップ３では、湿度検出部１６３Ｙで検出した湿度を表す湿度情報の取得が行なわれ、ステップ４では、指定されている用紙サイズおよびコピー枚数を表す用紙サイズ情報およびコピー枚数情報の取得が行なわれる。その後、ステップ５に進み、湿度検出部１６３Ｙで検出した湿度が７０％以上であるか否かが判定され、ステップ５において湿度が７０％以上であると判定されると、ステップ８に進み、‘第１の制御’が指示され、その後、ステップ９に進む。以下に示す表１には、‘第１の制御’の内容が示されている。
【００６３】
【表１】

【００６４】
表１には、湿度が７０％以上という、感光体ロール表面に放電生成物が多く発生する状況、すなわち感光体表面についての相対的な研磨能力の低下が起きる状況における、画像密度に応じた第１回収ローラ１６１２Ｙに印加するバイアスが示されており、画像密度が１０％以上である場合には、例え湿度が７０％以上であってもある程度残留トナーの量は確保されているため、第１回収ローラ１６１２Ｙのバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスよりも４００ボルト高く設定され、第１ブラシ１６１１Ｙに回収された残留トナーは直ちに第１回収ローラ１６１２Ｙによって回収されて行く。また、画像密度が１０％未満で５％以上であると、第１回収ローラ１６１２Ｙのバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスよりも２００ボルト高く設定され、画像密度が１０％以上の時よりも第１回収ローラ１６１２Ｙによる第１ブラシ１６１１Ｙからの残留トナーの回収ペースをダウンさせることで残留トナーが第１ブラシ１６１１Ｙに留まるようになされている。画像密度が５％未満となると、第１回収ローラ１６１２Ｙによる第１ブラシ１６１１Ｙからの残留トナーの回収をやめさせるために、第１回収ローラ１６１２Ｙに印加されるバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスと同じにされる。
【００６５】
ここで、図４に示すステップ５に戻って説明を続ける。
【００６６】
ステップ５において、湿度が７０％未満であると判定されると、ステップ６に進み、現在指定されている用紙サイズとコピー枚数がＡ３サイズ換算で１００枚以上に相当するか否かが判定され、Ａ３サイズで１００枚以上に相当すると判定されると、ステップ８に進み、‘第１の制御’が指示される。これは、湿度が７０％未満、即ち放電生成物の加速的な発生は見られない場合にあっても、例えば低画像密度による連続的なコピー動作が行なわれる場合には研磨能力が低下するためである。ステップ６において、Ａ３サイズで１００枚未満であると判定されると、ステップ７に進み、‘第２の制御’が指示され、その後、ステップ９に進む。以下に示す表２には、‘第２の制御’の内容が示されている。
【００６７】
【表２】

【００６８】
表２には、湿度が７０％以下で、かつ現在指定されている用紙サイズとコピー枚数がＡ３サイズ換算で１００枚未満に相当する場合、すなわち感光体表面についての研磨能力の低下が起きにくい状況における、画像密度に応じた第１回収ローラ１６１２Ｙに印加するバイアスが示されており、画像密度が６％以上である場合には、第１ブラシ１６１１Ｙに回収される残留トナーの量は確保されているため、第１回収ローラ１６１２Ｙに印加するバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加するバイアスよりも４００ボルト高く設定され、第１ブラシ１６１１Ｙに回収された残留トナーは第１回収ローラ１６１２Ｙによって直ちに回収されて行く。また、画像密度が６％未満で３％以上であると、第１回収ローラ１６１２Ｙのバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスよりも２００ボルト高く設定され、画像密度が６％以上の時よりも第１回収ローラ１６１２Ｙによる第１ブラシ１６１１Ｙからの残留トナーの回収ペースをダウンさせることで残留トナーが第１ブラシ１６１１Ｙに留まりやすくなっている。画像密度が３％未満となると、さらに第１回収ローラ１６１２Ｙによる第１ブラシ１６１１Ｙからの残留トナーの回収をなくすために、第１回収ローラ１６１２Ｙに印加されるバイアスは第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスと同じにされる。尚、この‘第２の制御’では、第１ブラシ１６１１Ｙに印加されるバイアスと第１回収ローラ１６１２Ｙに印加されるバイアスとが同じにされるのは、画像密度が３％未満のときであるのに対し、‘第１の制御’では画像密度が５％未満のときとなっているのは、‘第２の制御’の時の方が‘第１の制御’の時よりも研磨力の低下が起こりにくい状況下にあるためである。
【００６９】
ここで、再びステップ９に戻って話を進める。
【００７０】
ステップ９では、‘第１の制御’あるいは‘第２の制御’が実施された後、指定された所定枚数のコピー指示が出され、その後、ステップ１０に進む。
【００７１】
ステップ１０では、ステップ９において指示された一連のコピー動作が、第１回収ローラ１６１２Ｙへの印加バイアスと第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスとが同じにされて行われていたか否かが判定され、ステップ１０において同じでないと判定されると、ステップ１に戻り、同じであると判定されると、ステップ１１に進み、ステップ９において指示された一連のコピー動作が終了したか否かが判定される。ステップ１１において一連のコピー動作が終了していないと判定されると、ステップ１１を繰り返し、一連のコピー動作が終了したと判定されると、ステップ１２に進み、トナーバンドを感光体ロール表面に形成し、転写を工程を省略した画像形成動作が行なわれる。その後、ステップ１に戻る。このように、この複写機１では、第１回収ローラ１６１２Ｙへの印加バイアスと第１ブラシ１６１１Ｙへの印加バイアスとが同じとなるような制御が行われた、一連のコピー動作の後に、中間転写体や記録媒体への転写動作を伴わない画像形成動作によってトナーが感光体ロール１１Ｙに供給されており、これによっても研磨能力の低下が抑制されている。
【００７２】
以上に説明した実施形態では、複写機を例に挙げて説明したが、これがプリンタであってもよく、また、これがカラー画像ではなく例えばモノクロ画像を形成するものであってもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、画像密度と、湿度と、コピー枚数および用紙サイズとに応じて第１回収ロールへの印加バイアスを変化させている例を上げて説明したが、本発明はこれに限らず、画像密度とコピー枚数および用紙サイズとによって、あるいは、画像密度と湿度とによって、さらには、画像密度のみ、あるいは、湿度のみに応じて第１回収ロールへの印加バイアスを変化させるものであってもよい。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、マイナスにバイアスされた残留トナーとプラスにバイアスされた残留トナーの双方を静電的に回収する例を挙げて説明しているが、これが、マイナスにバイアスされた残留トナーのみを静電的に回収するものであっても本発明の効果が減却されるものではなく、また、感光体ロール表面がシロキサン系樹脂以外の、機械特性の高い材料からなるものであってよく、さらには、トナーに含まれる研磨剤がアルミナ以外の金属酸化粒子であってもよく、また、トナー像が中堅転写ベルトではなく記録媒体上に直接的に積み重ねられるものであってもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクリーニング装置によれば、像担持体表面についての研磨能力の低下を抑制することができ、本発明の画像形成装置によれば、このようなクリーニング装置を備えたことで、画像品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バイアスを印加したブラシローラを感光体ロールに接触させてクリーニングを行なうクリーニング機構の概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の主要部の概略構成図である。
【図３】図１に示す画像形成部の一部分の拡大図である。
【図４】本実施形態の複写機において起動されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 複写機
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
１３０、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ロール
１５０、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 帯電器
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ 露光器
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ 現像器
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ 一次転写ロール
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ クリーニング装置
１０１、１６１Ｙ 第１ブラシ部
１１０、１６１１Ｙ 第１ブラシ
１１１、１６１２Ｙ 第１回収ローラ
１１１１、１６１３Ｙ 第１スクレーパ
１０２、１６２Ｙ 第２ブラシ部
１２０、１６２１Ｙ 第２ブラシ
１２１、１６２２Ｙ 第２回収ローラ
１２１１、１６２３Ｙ 第２スクレーパ
１６３Ｙ 湿度検出部
１６４Ｙ 電圧制御部
１７Ｙ 画像信号処理部
３０ 中間転写ベルト
３１ 二次転写ローラ
３２ テンションローラ
１００ クリーニング機構
１４０ 転写部
２００ 用紙

Claims (15)

1. 回転する像担持体と、該像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、該潜像をトナーで現像して該像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、該トナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、該画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置における、前記像担持体表面のトナー像が前記被転写体に転写された後の該像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置において、
   前記転写器と前記帯電器との間に前記像担持体と接触するように配置されて回転する、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
   前記ブラシに接触するように配置されて回転する、前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
   前記ローラに回収された前記残留トナーを該ローラから掻き落とすスクレーパと、
   前記画像情報で表される画像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、
   前記画像密度検出手段によって検出した画像密度に応じて、前記ブラシと前記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
   前記バイアス制御手段が、前記画像密度が所定の密度よりも高い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーを前記ローラに回収させるように前記バイアスを制御し、前記画像密度が所定の密度よりも低い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるように前記バイアスを制御するものであることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記転写器と前記帯電器との間に前記像担持体と接触するように配置されて回転し、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを回収する第２のブラシと、
   前記第２のブラシに接触するように配置されて回転し、前記残留トナーを静電的に回収する第２のローラとをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記第２のローラに付着したトナーを掻き取る第２のスクレーパを備えたことを特徴とする請求項２記載のクリーニング装置。
4. 前記第２のブラシは、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたものであり、
   前記第２のローラは、前記第２のブラシによって回収された前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたものであることを特徴とする請求項２又は３記載のクリーニング装置。
5. 前記第２のローラへの印加バイアスが、前記第２のブラシへの印加バイアスよりも固定的に下げられていることを特徴とする請求項４記載のクリーニング装置。
6. 前記バイアス制御手段が、さらに、１つの画像情報について連続して画像形成が繰り返される回数に応じて前記バイアスを制御するもの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。
7. 回転する像担持体と、該像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、該潜像をトナーで現像して該像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、該トナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、該画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置における、前記像担持体表面のトナー像が前記被転写体に転写された後の該像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置において、
   前記転写器と前記帯電器との間に前記像担持体と接触するように配置されて回転する、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
   前記ブラシに接触するように配置されて回転する、前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
   前記ローラに回収された前記残留トナーを該ローラから掻き落とすスクレーパと、
   湿度を検出する湿度検出手段と、
   前記湿度検出手段で検出した湿度に応じて、前記ブラシと前記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
   前記バイアス制御手段が、前記湿度が所定の湿度よりも低い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーを前記ローラに回収させるように前記バイアスを制御し、前記湿度が所定の湿度よりも高い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるように前記バイアスを制御するものであることを特徴とするクリーニング装置。
8. 前記ブラシおよび前記ローラが、マイナスにバイアスされた残留トナーを静電的に回収するものであって、
   前記バイアス制御部は、前記ローラのバイアスを前記ブラシのバイアスよりも上げることで前記ブラシに回収された前記残留トナーを前記ローラに回収させ、前記ローラのバイアスを前記ブラシのバイアスと同じまたは前記ブラシのバイアスよりも下げることで前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるものであることを特徴とする請求項１又は７記載のクリーニング装置。
9. 前記像担持体の少なくとも表面が、電荷輸送性を有するシロキサン系樹脂層からなるものであることを特徴とする請求項１又は７記載のクリーニング装置。
10. 回転する像担持体と、該像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、該潜像をトナーで現像して該像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、該トナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、該画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
    前記像担持体表面のトナー像が前記被転写体に転写された後の該像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置を具備し、
    該クリーニング装置が、
    前記転写器と前記帯電器との間に前記像担持体と接触するように配置されて回転する、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
    前記ブラシに接触するように配置されて回転する、前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
    前記ローラに回収された前記残留トナーを該ローラから掻き落とすスクレーパと、
    前記画像情報で表される画像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、
    前記画像密度検出手段によって検出した画像密度に応じて、前記ブラシと前記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
    前記バイアス制御手段が、前記画像密度が所定の密度よりも高い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーを前記ローラに回収させるように前記バイアスを制御し、前記画像密度が所定の密度よりも低い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるように前記バイアスを制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
11. 回転する像担持体と、該像担持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像担持体表面を露光し潜像を形成する露光器と、該潜像をトナーで現像して該像担持体表面にトナー像を形成する現像器と、該トナー像を被転写体に転写する転写器とを有する画像形成部を具備し、該画像形成部で形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
    前記像担持体表面のトナー像が前記被転写体に転写された後の該像担持体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置を具備し、
    該クリーニング装置が、
    前記転写器と前記帯電器との間に前記像担持体と接触するように配置されて回転する、前記像担持体表面に残留した前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたブラシと、
    前記ブラシに接触するように配置されて回転する、前記残留トナーを静電的に回収するためのバイアスが印加されたローラと、
    前記ローラに回収された前記残留トナーを該ローラから掻き落とすスクレーパと、
    湿度を検出する湿度検出手段と、
    前記湿度検出手段で検出した湿度に応じて、前記ブラシと前記ローラのうちの少なくともいずれか一方のバイアスを制御するバイアス制御手段とを備え、
    前記バイアス制御手段が、前記湿度が所定の湿度よりも低い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーを前記ローラに回収させるように前記バイアスを制御し、前記湿度が所定の湿度よりも高い場合には前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるように前記バイアスを制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記バイアス制御部が前記ブラシに回収された前記残留トナーの前記ローラによる回収を妨げるように前記バイアスを制御している場合であって、かつ画像非形成時に前記トナーを前記像担持体表面に供給するものであることを特徴とする請求項１０又は１１記載の画像形成装置。
13. 前記画像形成部が、複数種類のトナーそれぞれに対応して具備されたものであり、
    前記被転写体は、トナー像の転写を受け一旦転写を受けた該トナー像を前記記録媒体に二次転写する中間転写体であって、
    前記クリーニング装置が、前記画像形成部それぞれに配備されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の画像形成装置。
14. 前記トナーが、少なくとも１種類の金属酸化物粒子を含むものであることを特徴とする請求項１０又は１１記載の画像形成装置。
15. 前記金属酸化物粒子が、アルミナを含むものであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。

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