JP5412747B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるクリーニング装置に関し、詳しくは像担持体より残留トナーを除去するブラシロールに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体ドラムに形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録材上に転写し、この後、記録材上に転写されたトナー像を定着して排紙している。

また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状の中間転写ベルトに一次転写した後、記録材上に二次転写して、記録材上に転写されたトナー像を定着して排紙している。

以上の如き画像形成装置においては、転写後に感光体ドラムや中間転写ベルトに付着して残留した残留トナーを除去するクリーニング装置が設けられている。

このクリーニング装置として、板状のゴム製のブレードを感光体ドラムや中間転写ベルトに当接させ、機械的に残留トナーを除去するブレードクリーニング装置があり、構成が簡単で安価なために広く用いられている。

しかし、小粒径のトナーを用いた場合には、ブレードクリーニング装置では不充分であり、ブラシロールを感光体ドラムや中間転写ベルトに当接させ、機械的な掻き取り力とブラシロールに印加されるバイアス電圧による静電気的な吸引力によって残留トナーを除去するブラシクリーニング装置が用いられる。

また、残留トナーには、現像装置内でキャリア、あるいは摩擦帯電部材との相互摩擦により所望の量に帯電する正規トナーと同じ極性のトナーの他に、転写の影響により正規トナーと反対の極性に帯電したトナーと紙粉等も含まれており、広い帯電量範囲のトナーを有する。従って、１本のブラシロールにバイアス電圧を印加して全ての残留トナーを除去することには難しく、２本のブラシロールを配置して各々正と負の電圧を印加することによって極性の異なる残留トナー等を除去することが知られている。

また、ブラシクリーニング装置においては、ブラシロールに残留トナーが堆積すると、急速にクリーニング性能が低下するので、ブラシロールに金属製の回収ロールを当接させて残留トナーを除去している。

なお、下記の如きブラシクリーニング装置が特許文献に開示されている。

特許文献１に記載の技術は、中間転写体の移動する方向の異なる位置に２つの同じブラシロールである第１のブラシロールと第２のブラシロールを回転・摺擦して中間転写体上の残余トナーを除去するクリーニング装置に関するものである。正規トナーと同一の極性を有する（ここでは負極性に帯電する）残余トナーを静電吸引するために上流側の第２のブラシロールに正極性のバイアス電圧を印加し、正規トナーと反対の極性を有する（ここでは正極性に帯電する）残余トナーを除去するために下流側の第１のブラシロールに負極性のバイアス電圧を印加するようにしている。但し、パッチ画像の形成時、あるいはジャム後のように正規トナーと同一の極性である残余トナーが多量である場合には（モード時には）、第２のブラシロールでは多量のトナーが除去できずに残るので、これを除去するために下流側の第１のブラシロールにも正極のバイアス電圧を印加するというものである。

特許文献２に記載の技術は、主クリーニング用の第２ファーブラシ１３ｂに対して上流側に像担持体上のトナーに正規トナーと同じ極性の電荷を注入する極性制御手段を配設するものである。極性制御手段として第２ファーブラシより体積抵抗率の低い第１ファーブラシを用い、第１ファーブラシは１０^２〜１０^７Ω・ｃｍの体積抵抗率であり、第２ファーブラシは１０^５〜１０^１０Ω・ｃｍの体積抵抗率である。第１ファーブラシ１３ａは像担持体からトナーを除去するものではなく、転写処理によって正規トナーと反対の極性に変化したトナーの極性を正規トナーと同じ極性に戻し、第２ファーブラシによって除去できないような極性の残余トナーを減少させるものである。
特開２００６−２１５０７２号公報 特開２００４−２３９９９９号公報

特許文献１に記載の技術は、中間転写体上（像担持体上）の残余トナーの状態に応じてバイアス電圧を切替えるような複雑な状態管理、制御を必要とするものである。また、下流側の第１のブラシロールに印加するバイアス電圧の極性を切替えた直後にブラシ上に付着しているトナーが中間転写体上にはき出される現象が併発し、この処置のための制御も必要になる。

従って、特許文献１のような複雑な制御を必要とせずに、多層多量のトナー状態から正負極性の混在するトナー状態の範囲に渡る様々な残余トナーを像担持体上から確実に除去できるブラシロールクリーニング装置の提供が望まれていた。

特許文献２に記載の技術は、下流側の第２ファーブラシのみによって像担持体からトナーを静電吸引除去するクリーニング装置であるために、放電による逆極性トナーの発生を生じさせない限度内でバイアス電圧を印加することになり、ファーブラシ単位面積あたりのトナー除去力はあまり大きくできない方式である。従って、多層・多量なトナー領域をきれいにクリーニングするためには、第２ファーブラシの回転速度を高速化する必要があり、高速対応の面で問題のある技術である。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。その目的は、多量のトナーの存在する状態から正負極性のトナーの混在する状態に対し残余トナーを確実に除去できる、複雑な制御を要さない高速対応に優れているダブルブラシロール方式のクリーニング装置を提供することである。

上記目的は下記の手段によって達成される。
１．像担持体上に残余するトナーを前記像担持体から除去する第１ブラシロールと、
前記第１ブラシロールに対し前記像担持体の移動方向の下流側に位置し、前記像担持体上に残存するトナーを除去する第２ブラシロールと、
前記第１ブラシロールに付着しているトナーを回収する第１回収手段と、
前記第２ブラシロールに付着しているトナーを回収する第２回収手段と、
前記像担持体上に形成される画像のトナーを前記像担持体から第１ブラシロールに転移することが可能な電界を前記第１ブラシロールと前記像担持体との間に形成する第１電界形成手段と、
前記像担持体上に形成される画像のトナーと反対の極性を有し前記像担持体上に付着しているトナーを前記像担持体から第２ブラシロールに転移することが可能な電界を前記第２ブラシロールと前記像担持体との間に形成する第２電界形成手段と、を備え、
前記第１ブラシロールと前記第２ブラシロールは、それぞれ導電性の基体上に多数の電気伝導性を有する原糸が束ねて形成されたブラシを配設する構成であり、
前記第１ブラシロールに用いるブラシの抵抗Ｒ１は、０．５×１０ ^９ Ωより大きい範囲であり、前記第２ブラシロールに用いるブラシの抵抗Ｒ２は、０．５×１０ ^３ Ωより大きく０．５×１０ ^６ Ωより小さい範囲である、ことを特徴とするクリーニング装置。
２．前記１に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明に係わるクリーニング装置によれば、複雑な制御を要さずに、多層多量のトナーの存在する状態から正負極性のトナーの混在する状態に対し残余トナーを確実に除去できる。

先ず、本発明を用いた画像形成装置の一例を図１の構成図を参照して説明する。

図１に示すカラー画像形成装置は、画像形成装置１００と画像読取装置２００とから構成される。

画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト状の中間転写ベルト６、給紙搬送手段２０、及び後で詳述するベルト定着装置３０とからなる。

画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２とから成る画像読取装置２００が設置されている。

自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部１０１において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及び感光体クリーニング装置５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及び感光体クリーニング装置５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及び感光体クリーニング装置５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及び感光体クリーニング装置５Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。

現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する。

中間転写ベルト６は、ポリイミドのベルトであり、その体積抵抗率を１ｘ１０^７〜１ｘ１０^１１Ω・ｃｍの範囲とし、表面抵抗を１０^１１Ωとする。中間転写ベルト６は、バックアップロール６１等の複数のロールに巻回され、回転可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。

給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２２により給紙され、給紙ロール２３、２４、２５、２６、レジストロール２７等を経て、転写ロール９に搬送され、中間転写ベルト６上のカラー画像が記録材Ｐ上に転写される（二次転写）。

カラー画像が転写された記録材Ｐは、ベルト定着装置３０において挟着され、熱と圧力とが加えられることにより記録材Ｐ上のトナー像が定着されて記録材Ｐ上に固定され、排紙ロール２８に挟持される。その後、機外の排紙トレイ２９上に載置される。

一方、転写ロール９により記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング装置８により残留トナーが除去される。

定着処理された記録材Ｐを反転排紙する場合には、記録材Ｐはベルト定着装置３０と排紙ロール２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路〈１〉に搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ａの図示左側の第２搬送路〈２〉を通過し、排紙ロール２８により装置外に排出される。

記録材Ｐの両面に複写する場合には、記録紙Ｐは、定着処理された後に第１搬送路〈１〉、更に分岐板２８Ｂの下方の第４搬送路〈４〉に導入され、逆転搬送され、分岐板２８Ｂの図示右側の搬送路を通過する。記録材Ｐは、第３搬送路〈３〉を搬送した後、上方に迂回し、給紙ロール２６により搬送される。記録材Ｐは画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって第２面に各色の画像が形成され、ベルト定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ロール２８によって装置外に排出される。

なお、以上の画像形成装置においては、カラー画像の形成装置として説明したが、中間転写ベルトを用いればモノクロ画像の形成装置であってもよい。

次に、本発明に係わるクリーニング装置８について、図２に示す要部断面図を参照して説明する。

６は前述の中間転写ベルトであり、６１は前述のバックアップロールであり、アルミニュウムより製造されている。

クリーニング装置８は、時計方向に回転する第１ブラシロール８１と第２ブラシロール８２の両方を中間転写ベルト６に圧接して中間転写ベルト６に付着した残留トナーを除去するものである。第２ブラシロール８２は第１ブラシロール８１に対して中間転写ベルトの移動方向の下流側に設置される。

第１ブラシロール８１と第２ブラシロール８２は、外径５ｍｍのアルミニューム製芯金に毛長５ｍｍのブラシが植毛された、外径１８ｍｍのブラシロールである。

両ブラシの材質は、導電性のナイロンを基材とし、線径は６ｄであり、糸密度は１００ｋＦ／ｉｎｃｈ^２である。なお、ｄはデニールを意味し、デニールは繊維の密度の単位である。１デニールは、長さ９，０００ｍで１ｇの質量を有する繊維の密度を表す。ブラシの原糸抵抗は、本発明の主要要素であり、後述の実験の内容において詳細に説明する。

ブラシの材質は、ナイロン繊維に拘らず、アクリル、ポリエステル若しくはポリエチレン等の導電性の繊維を用いることもできる。

第１ブラシロール８１には第１回収ロール８３が１ｍｍの食い込み量で当接して回転し、第１回収ロール８３には第１スクレーパ８５がカウンタ方向に当接しているために、第１ブラシロール８１に付着した残留トナーは第１回収ロール８３に回収される。しかる後に回収された残留トナーは第１スクレーパ８５によって第１回収ロール８３から掻き落とされる。

同様に、第２ブラシロール８２には第２回収ロール８４が１ｍｍの食い込み量で当接して回転しているために、第２ブラシロール８２に付着した残留トナーは第２回収ロール８４に回収される。しかる後に回収された残留トナーは第２スクレーパ８６によって第２回収ロール８４から掻き落とされる。

なお、第１回収ロール８３及び第２回収ロール８４は導電性のロールであって、ステンレス等から形成された金属ロールや表面を導電性化処理した樹脂ロールからなる。第１スクレーパ８５及び第２スクレーパ８６は、厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス板からなる。

そして、第１スクレーパ８５及び第２スクレーパ８６によって掻き落とされた残留トナーは下方に位置する回収スクリュー８７によって紙面直角方向にクリーニング装置８の外部に搬送され、不図示の回収容器に回収される。

第１ブラシロール８１及び第２ブラシロール８２は中間転写ベルト６に対して１ｍｍの食い込み量で当接し、圧接位置において中間転写ベルト６の移動方向に対して逆方向に移動し、２２０ｍｍ／ｓｅｃの線速度で回転する。中間転写ベルトは２２０ｍｍ／ｓｅｃの線速度で移動しており、相対線速度は４４０ｍｍ／ｓｅｃである。

上記のような相対線速度の擦過力は、像担持体上の残余トナーに対し機械的な作用を及ぼしており、残余トナーのクリーニングに寄与している。

第１ブラシロールと中間転写ベルト６との間の電界を形成する構成について、次に説明する。

第１ブラシロール８１は、芯金と共に電気的にフロートしている。第１回収ロール８３は一端が接地する第１電源Ｅ１の他端に接続し、正極のバイアス電圧が印加される。第１電源Ｅ１から第１回収ロール８３から第１ブラシロール８１へ、そして第１ブラシ８２から中間転写ベルト６を経由してバックアップロール６１へ、そして接地を介して第１電源Ｅ１へ至る閉回路が形成される。この閉回路を流れる電流を電流計１がモニターする。

同様に、第２ブラシロール８２は、芯金と共に電気的にフロートしている。第２回収ロール８４は、一端が接地する第２電源Ｅ２の他端に接続し、負極のバイアス電圧が印加される。第２電源Ｅ２から第２回収ロール８４から第２ブラシロール８２へ、そして第２ブラシ８３から中間転写ベルト６を経由してバックアップロール６１へ、そして接地を介して第２電源Ｅ２へ至る閉回路が形成される。この閉回路を流れる電流を電流計２がモニターする。

第１電源Ｅ１及ぶ第１ブラシロール８１について考えると、第１電源Ｅ１から出力されるバイアス電圧を大きくすると、電流計１のモニター電流も大きくなり、第１ブラシロール８１と中間転写ベルト６との間の電界が大きくなる。モニター電流、すなわちバイアス電流（バイアス電圧）を増加すると、中間転写ベルト６上に残留する負極性トナー（正規トナーと同じ極性のトナー）に対して第１ブラシロール８１の側へ静電吸引力が増大する。すなわち、負極性トナーは、バイアス電流の増加に伴い、中間転写ベルト６上からの静電的除去力が増大する。一方、正極性トナー（正規トナーと反対の極性のトナー）に対して、第１ブラシロール８１の側へ静電斤力が増大し、中間転写ベルト６上からの静電的除去力が低下する。

同様に、第２電源Ｅ２及ぶ第２ブラシロール８２について考えると、バイアス電流（バイアス電圧）を増加すると、中間転写ベルト６上に残留する正極性トナー（正規トナーと反対の極性のトナー）に対して第１ブラシロール８１の側へ静電吸引力が増大する。すなわち、正極性トナーは、バイアス電流の増加に伴い、中間転写ベルト６上からの静電的除去力が増大する。一方、負極性トナー（正規トナーと同じの極性のトナー）に対して、第１ブラシロール８１の側へ静電斤力が増大し、中間転写ベルト６上からの静電的除去力が低下する。

ブラシロールの原糸抵抗値を広い範囲（１０^２ Ω／ｃｍ〜１０^１２．５ Ω／ｃｍ）で変化した場合に残余トナーの除去性（クリーニング性）に対してバイアス電圧よりバイアス電流の方が相関性よく、第１電源Ｅ１、及び第２電源Ｅ２の仕様は出力電流が用いられる。

本発明は、種々の検討経緯を経て、第１ブラシロール８１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗に着目し、原糸抵抗とクリーニング性能に関する種々の組み合わせ実験と試行錯誤をくりかえて得られたものである。

原糸抵抗Ｒの測定方法としては、糸を巻き取る行程にて、束となった糸を走行させる途中に、１５ｍｍ間隔の電極を設け、電極間に一定の電圧Ｖを印加し電流値Ｉを求め、
Ｒ＝Ｖ／（１．５ ｘ Ｉ）
の式に基づき算出したものである。

なお、糸の１束は、基布に糸を植え込む際の束であり、例えば、６ｄの糸の場合４８フィラメントで１束を形成している。

クリーニング装置８のクリーニング性能を確認するテスト方法として、未転写テストと転写残テストである。実用化において未転写テストと転写残テストの両方をクリアーすることが好ましいが、未転写テストは、クリアーすることが必須なテストではない。但し、転写残テストは必須なテストである。未転写テストをクリアーできると、ジャムの発生の後に、あるいはパッチ像の作成の後に生じる多量に残余トナーに対する特別な処置を実施しないでもよく、高速性及び安定性に優れ、使い易いクリーニング装置を提供できる。

モノクロ画像を作成するモノクロ画像形成装置に関する本発明の適用性について実験した内容とその成果について説明する。

未転写テストは、以下の手順に示す通りである。
（１）未転写テストの開始ボタンを押し下げると、中間転写ベルト６の画像領域及び非画像領域に渡りベタ画像を連続して形成し、当該ベタ画像をクリニング装置８によって直接クリーニングするテストモード１が画像形成装置１において作動する。テストモード１の動作中は、用紙Ｐも給紙されず、転写ロール９もベルトから離間した非転写状態にある。

上記テストモード１は、連続１００回プリント枚数に相当する時間に達すると、即停止する。以上のテストモードを備えた制御ＲＯＭは、クリーニングテストを実施する前に画像形成装置１に搭載しておく。

このようにして、クリーニング装置８によって除去されずに残ったベタパッチ画像のクリーニング残のサンプルが作られる。

上記のベタ画像は、Ｋ色トナーベタ画像である。ベタ画像も約５ｇ／ｍ^２の付着量になるように調整される。
（２）次に中間転写ユニットを引き出し、サンプル面に透明テープ（一例 ３Ｍ社製品名 メンデイングテープ）の粘着面を押し当てる。そして、透明テープを剥離し、基準紙に貼り付ける。この基準紙の反射濃度を測定する。この反射濃度によって各クリーニング装置の諸条件におけるクリーニング性能を評価する。

反射濃度は、基準紙に直接に透明テープを貼り付けた場合の反射濃度を基準値とした相対濃度値で表す。

クリーニング性能の評価は、反射濃度０．００５以下を良好（Ｇｏｏｄ）としており、０．００５超えを不良（Ｎｏ Ｇｏｏｄ）とする。

次に、転写残テストは、以下の手順に示す通りである。未転写テストとサンプルを作成する方法が異なり、その点を説明する。
（１）転写残テストの開始ボタンを押し下げると、画像形成装置１は、中間転写ベルト６の画像領域にＫ色ベタ画像とＫ色ハーフトン画像を交互に繰り返して形成するテストモード２を作動する。このテストモードでは、用紙Ｐも給紙し、転写ロール９もベルトから当接し正規転写状態にある。

テストモード２は、１００回目の画像形成動作の画像領域がクリーニング装置８を通過した直後に、即停止する。

上記の示すように、クリーニング面において厳しい画像を連続して繰り返した場合に、実際にクリーニング装置８によって除去されずに残ったクリーニング残のサンプルを作成する。転写後に中間転写ベルト６に残る転写残トナーは、転写の影響を受けており、トナーの量は少ないが、正負の極性トナーが混在する。

以上のテストモードを備えた制御ＲＯＭは、クリーニングテストを実施する前に画像形成装置１に搭載しておく。

上記のＫ色ハーフトーン画像とも約２ｇ／ｍ^２の付着量になるように調整された網点パターンである。Ｋ色ベタ画像も約５ｇ／ｍ^２の付着量になるように調整されたパターンである。
（２）透明テープの反射濃度評価は、未転写パッチテストと同一であり、省略する。

第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と、第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２とを組み合わせたクリーニング装置８のクリーニング性能を評価する実験例を説明する。

電源Ｅ１の出力電流値Ｉ_１と、電源Ｅ２の出力電流値Ｉ_２を独立に可変し、上述のクリーニング実験を行い、各出力電流値と、上述の各テストにおけるクリーニング性能（クリーニング残の反射濃度）の関係を把握する。出力電流値Ｉ_１と出力電流値Ｉ_２のあらゆる組み合わせ範囲において良好なレベル（０．００５以下）が得られないようなＲ１及ぶＲ２の組み合わせは、「不良」である。言い換えると、出力電流値Ｉ_１と出力電流値Ｉ_２の組み合わせにおいて、良好なレベル（０．００５以下）が得られると、Ｒ１及ぶＲ２の組み合わせは「良好」なものである。

図３は、ある原糸抵抗Ｒ１の第１ブラシロール８１と、ある原糸抵抗Ｒ２の第２ブラシロール８２について、未転写テストにおけるクリーニング特性の一例を表しているグラフである。横軸が出力電流値Ｉ_１であり、縦軸はクリーニング残トナーの反射濃度である。このときは、出力電流値Ｉ_２は−５０μＡである。つまり、出力電流値Ｉ_２＝−５０μＡ時における出力電流値Ｉ_１とクリーニング性能の関係を示している。

この結果では、２０μＡ≦Ｉ_１≦４０μＡ（Ｉ_２＝−５０μＡのとき）の範囲では未転写テストでは、濃度０．００５以下のとなるクリーニング性能が少なくとも得られ、クリーニング性良好である。従って、この組み合わせの原糸抵抗Ｒ１と原糸抵抗Ｒ２は、未転写テストの評価において「良好」である。

図４は、ある原糸抵抗Ｒ１の第１ブラシロール８１とある原糸抵抗Ｒ２第２ブラシロール８２について、転写残テストにおけるクリーニング特性の一例を表しているグラフである。出力電流値Ｉ_１＝３０μＡ時における出力電流値Ｉ_１とクリーニング性能の関係を示している。破線はハーフトーン画像部におけるクリーニング残の反射濃度であり、実線はベタ画像部におけるクリーニング残の反射濃度である。

この結果は、−１８０μＡ以上〜−２５μＡ以下の範囲Ｉ_２では、転写残テストは「良好」評価である。従って、上記の原糸抵抗Ｒ１と原糸抵抗Ｒ２の組み合わせは、クリーニング性良好の出力電流値の領域が存在するために、転写残テストの評価において「良好」である。

図５は、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の可能な範囲の組み合わせに関するクリーニング性能の総合評価である。

第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１について１０^４から１０^１２．５ Ω／ｃｍの範囲の抵抗値を選択し、第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２について１０^２から１０^１０ Ω／ｃｍの範囲の抵抗値を選択した。図５は、それぞれの組み合わせに対して、図３で例示するような未転写テストと、図４で例示するような転写残テストとを実施した結果である。

図５について次に説明する。

横軸は、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１（対数表示）である。縦軸は、第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２（対数表示）である。

ＮＧと記載されている斜線領域は、転写残テストにおいて「不良」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

「Ｇ」と記載されているドット領域とＶＧと記載される白領域は、転写残テストにおいて「良好」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

「ＶＧ」と記載される白領域は、転写残テスト及び未転写テストの両方において「良好」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

従って、クリーニング装置の実用化において少なくとも必須であるところの転写残テストに対応できる、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせは、以下の条件式の範囲であることが分かった。

（１）Ｒ２＜１×１０^７ Ω／ｃｍ
Ｒ１は、全抵抗値の範囲で適用可能であり、制限条件なしである。

更に、上記転写残テスト、未転写テストに対応でき、高速性及び安定性に優れ、使い易いクリーニング装置を提供できる、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせ範囲は、以下の条件式の範囲であることが分かった。

（１）Ｒ１＞１×１０^６ Ω／ｃｍ
且つ、（２）Ｒ２＜１×１０^７ Ω／ｃｍ
次に、カラー画像を作成するカラー画像形成装置に関する本発明の適用性について実験した内容とその成果について説明する。

未転写テストは、以下の手順に示す通りである。
（１）未転写テストの開始ボタンを押し下げると、中間転写ベルト６の画像領域及び非画像領域に渡り２色ベタ画像を連続して形成し、当該２色画像をクリニング装置８によって直接クリーニングするテストモード３が作動する。テストモード３の動作中は、用紙Ｐも給紙されず、転写ロール９もベルトから離間した非転写状態にある。

上記テストモード３は、連続１００回プリント枚数に相当する時間に達すると、即停止する。以上のテストモードを備えた制御ＲＯＭは、クリーニングテストを実施する前に画像形成装置１に搭載しておく。

このようにして、クリーニング装置８によって除去されずに残った２色ベタパッチ画像のクリーニング残のサンプルが作られる。

上記の２色ベタ画像は、Ｍ色トナーのベタ画像の上にＣ色トナーのベタ画像が重ね合わさったベタ画像である。Ｍ色トナー及びＣ色トナーのベタ画像も約５ｇ／ｍ^２の付着量になるように常に調整される。従って、Ｍ色トナー及びＣ色トナーが２色重ねされた２色ベタ画像は、概ね約１０ｇ／ｍ^２の付着量である。
（２）次に中間転写ユニットを引き出し、サンプル面に透明テープ（一例 ３Ｍ社製品名 メンデイングテープ）の粘着面を押し当てる。そして、透明テープを剥離し、基準紙に貼り付ける。この基準紙の反射濃度を測定する。この反射濃度によって各クリーニング装置の諸条件におけるクリーニング性能を評価する。

反射濃度は、基準紙に直接に透明テープを貼り付けた場合の反射濃度を基準値とした相対濃度値で表す。

なお、上記テストでは、Ｍ色トナーが中間転写体上の下層に形成されており、Ｍ色トナーがクリーニング残として残るために、マゼンタ濃度が選択される。

クリーニング性能の評価は、反射濃度０．００５以下を良好（Ｇｏｏｄ）としており、０．００５超えを不良（Ｎｏ Ｇｏｏｄ）とする。

転写残テストは、以下の手順示す通りである。未転写テストとサンプルを作成する方法が異なるために、その点のみ以下に記載する。
（１）転写残テストの開始ボタンを押し下げると、画像形成装置１は、中間転写ベルト６の画像領域に２色ベタ画像と２色ハーフトン画像を交互に繰り返して形成するテストモード４を作動する。このテストモード４では、用紙Ｐも給紙し、転写ロール９もベルトから当接し正規転写状態にある。

テストモード４は、１００回目の画像形成動作の画像領域がクリーニング装置８を通過した直後に、画像形成装置１を即停止させる。

このようにして、転写残トナーが連続して繰り返された場合に、クリーニング装置８によって除去されずに残ったクリーニング残のサンプルが作成される。転写残トナーは、転写の影響を受けており、トナーの量は少ないが、正負の極性トナーが混在する。

以上のテストモードを備えた制御ＲＯＭは、クリーニングテストを実施する前に画像形成装置１に搭載しておく。

上記の２色画像は、Ｍ色トナーのベタ画像の上にＣ色トナーのベタ画像が重ね合わさるベタ画像と、Ｍ色トナーのハーフトーン画像の上にＣ色トナーのハーフトーン画像が重ね合わさったハーフトーン画像とからなる。Ｍ色トナーのハーフトン画像、Ｃ色トナーのハーフトン画像とも約２ｇ／ｍ^２の付着量になるように調整される。同様に、Ｍ色トナー及びＣ色トナーのベタ画像もそれぞれ約５ｇ／ｍ^２の付着量になるように調整される。
（２）透明テープの反射濃度評価は、未転写パッチテストと同一であり、省略する。

図６は、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の可能な範囲の組み合わせに関するクリニング性能の総合評価である。

第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１について１０^４から１０^１２．５ Ω／ｃｍの範囲の抵抗値を選択し、第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２について１０^２から１０^１０ Ω／ｃｍの範囲の抵抗値を選択した。図６は、それぞれの組み合わせに対して、図３で例示するような未転写テストと、図４で例示するような転写残テストとを実施した結果である。

図６について次に説明する。

横軸は、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１（対数表示）である。縦軸は、第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２（対数表示）である。

「ＮＧ」と記載されている斜線領域は、転写残テストにおいて「不良」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

「Ｇ」と記載されているドット領域と「ＶＧ」と記載される白領域は、転写残テストにおいて「良好」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

「ＶＧ」と記載される白領域は、転写残テスト及び未転写テストの両方において「良好」の結果になった第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせの範囲である。

従って、カラー形成装置のクリーニング装置を実用化する上で少なくとも必須である転写残テストに対応できる、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせ範囲は、以下の条件式の範囲であることが分かった。

（１）Ｒ２＜１×１０^６ Ω／ｃｍ 且つ、Ｒ２＞１×１０^３ Ω／ｃｍ
Ｒ１は、全抵抗値の範囲で適用可能であり、制限条件なしである。

更に、高速性及び安定性に優れ、使い易いカラー画像形成装置のクリーニング装置を提供する上で少なくとも必須である上記転写残テスト及び未転写テストの両方に対応できる、第１ブラシロール８１の原糸抵抗Ｒ１と第２ブラシロール８２の原糸抵抗Ｒ２の組み合わせは、以下の条件式の範囲であることが分かった。

（１）Ｒ１＞１×１０^９ Ω／ｃｍ
且つ、（２）Ｒ２＜１×１０^６ Ω／ｃｍ、且つＲ２＞１×１０^３ Ω／ｃｍ
第１ブラシロールと中間転写ベルト６との間の電界を形成する構成について図２で前述したが、図７（ａ）と（ｂ）に示すように、第１電源と第２電源を単一電源化してもよい。

本発明のクリーニング装置が用いられる画像形成装置の断面構成図である。 本発明のクリーニング装置の断面構成図である。 本発明に係わる未転写テストの一例を示すグラフである。 本発明に係わる転写残テストの一例を示すグラフである。 本発明に係わる両ブラシロールの原糸抵抗の組み合わせに関する総合評価結果（その１）を示すグラフである。 本発明に係わる両ブラシロールの原糸抵抗の組み合わせに関する総合評価結果（その２）を示すグラフである。 本発明に関わるクリーニング装置に用いる単一バイアス電源の構成図である。

符号の説明

６ 中間転写ベルト
８ クリーニング装置
８１ 第１ブラシロール
８２ 第２ブラシロール
８３ 第１回収ロール
８４ 第２回収ロール
８５ 第１スクレーパ
８６ 第２スクレーパ
Ｅ１ 第１電源
Ｅ２ 第２電源

Claims (2)

1. 像担持体上に残余するトナーを前記像担持体から除去する第１ブラシロールと、
   前記第１ブラシロールに対し前記像担持体の移動方向の下流側に位置し、前記像担持体上に残存するトナーを除去する第２ブラシロールと、
   前記第１ブラシロールに付着しているトナーを回収する第１回収手段と、
   前記第２ブラシロールに付着しているトナーを回収する第２回収手段と、
   前記像担持体上に形成される画像のトナーを前記像担持体から第１ブラシロールに転移することが可能な電界を前記第１ブラシロールと前記像担持体との間に形成する第１電界形成手段と、
   前記像担持体上に形成される画像のトナーと反対の極性を有し前記像担持体上に付着しているトナーを前記像担持体から第２ブラシロールに転移することが可能な電界を前記第２ブラシロールと前記像担持体との間に形成する第２電界形成手段と、を備え、
   前記第１ブラシロールと前記第２ブラシロールは、それぞれ導電性の基体上に多数の電気伝導性を有する原糸が束ねて形成されたブラシを配設する構成であり、
   前記第１ブラシロールに用いるブラシの抵抗Ｒ１は、０．５×１０ ^９ Ωより大きい範囲であり、前記第２ブラシロールに用いるブラシの抵抗Ｒ２は、０．５×１０ ^３ Ωより大きく０．５×１０ ^６ Ωより小さい範囲である、ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記請求項１に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。