JP6118751B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

カラー画像を形成するために、中間転写方式を採用する電子写真方式の画像形成装置が、広く知られている。中間転写方式の画像形成装置は、複数色のトナー像を担持する複数の感光体と、複数の感光体に接触する像担持体としての中間転写ベルトと、感光体上のトナー像を中間転写ベルトの表面に転写する１次転写部と、中間転写ベルト上のカラーのトナー像を用紙に一括転写する２次転写部と、用紙に転写し切れなかったトナー（以下、「残留トナー」と呼ぶ。）を中間転写ベルトの表面から除去するクリーニング装置と、を備えている。

中間転写方式の画像形成装置のクリーニング装置では、バイアスクリーニング方式が広く採用されている。バイアスクリーニング方式とは、残留トナーの帯電極性に対して逆極性となるバイアスを印加したクリーニング部材によって中間転写ベルトの表面から残留トナーを除去する方式である。なお、中間転写ベルトは、長寿命化や出力画像の高画質化のために、弾性層を含む複数の層を備えている。

ところで、中間転写方式の画像形成装置は、用紙にカラーのトナー像を一括転写することから優れた生産性を有するが、中間転写ベルトの表面に各色のトナー像を重ねるため、中間転写ベルト上の残留トナー量が多くなる傾向があった。また、トナーを重畳してカラー画像を形成する場合、重畳されたトナーの帯電量が上がるため、転写に必要な電圧も高くなる。更に、現像剤の劣化によって、残留トナーは、現像時とは逆極性になる場合や、無極性に近くなる場合もある。これらの要因が重なると、上記のクリーニング部材のみを用いたクリーニング装置は、中間転写ベルトの表面から残留トナーを有効に除去することができない虞を有していた。

そこで、中間転写ベルトから残留トナーを有効に除去するためのクリーニング装置が提案されている。例えば、特許文献１には、中間転写ベルトに接触するクリーニング部材と、クリーニング部材の上流側で中間転写ベルトに接触する補助クリーニング部材と、を備えたクリーニング装置が開示されている。補助クリーニング部材は、残留トナーを所定の極性（現像時の極性）に摩擦帯電させる。このため、クリーニング部材は、バイアスクリーニング方式によって、中間転写ベルトの表面から残留トナーを除去し易くなっている。

特開２０１２−０５３１７５号公報

近年、コストの削減や資源の再利用の観点から、再生紙等の低品質の用紙が用いられることがある。また、性能の不十分な製造設備で用紙を製造している地域では、低品質の用紙を用いなければならない場合もある。

このような低品質の用紙は、表面処理剤あるいは充填剤として多量のタルクや炭酸カルシウムを含む場合がある。このような用紙に画像形成動作を繰り返し行うと、タルクや炭酸カルシウムを含んだ紙粉が像担持体の表面に付着する。特に、像担持体の白化（主に外添剤が像担持体の表面に蓄積することによって白くなる現象）が一定のレベルに到達する前の段階で上記のような低品質の用紙が用いられると、タルクや炭酸カルシウムを含んだ紙粉が像担持体の表面に多量に付着する。像担持体上の紙粉が補助クリーニング部材によって摩擦帯電されると、クリーニング部材や補助クリーニング部材に紙粉が詰まる。このため、残留トナーを摩擦帯電させる補助クリーニング部材の機能が低下する。

また、使用を続けるにつれてクリーニング部材が収縮するため、残留トナーを機械的に掻き取るクリーニング部材の機能も低下する。クリーニング部材の機能低下は、長期間にわたる良好な画像形成を阻害していた。また、補助クリーニング部材に詰まって硬質化した紙粉によって像担持体の表面層が削られることもあった。この場合、削られた部分の摩擦係数が上昇して、像担持体の２次転写性能が低下するという不具合もあった。

本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、像担持体の表面から残留トナーを有効に除去すると共に、クリーニング装置の長寿命化を図るための画像形成装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、回転してトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に付着する残留トナーを帯電させる補助クリーニング部材と、前記残留トナーとは逆極性のバイアスが印加されるクリーニング部材と、を含むクリーニング装置と、前記補助クリーニング部材を、前記像担持体の表面から離間または前記像担持体の表面に第１圧力で接触させる第１位置と、前記像担持体の表面に前記第１圧力よりも大きな第２圧力で接触させる第２位置と、の間で移動させる移動装置と、を備え、前記補助クリーニング部材は、前記クリーニング部材よりも前記像担持体の回転方向上流側に配設され、前記クリーニング部材は、その中心が前記像担持体の回転軸部の回転中心よりも下方に位置するように配設され、前記移動装置は、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面に接触させるように付勢する付勢部材と、一端部を前記クリーニング部材に回転可能に接続させ、他端部を前記回転軸部に接触させる当接部材と、前記当接部材と前記補助クリーニング部材との間を連結する連結部材と、を含んで構成され、前記クリーニング部材の弾性力に基づいて前記クリーニング部材と前記像担持体との間に働く反力が前記付勢部材の付勢力よりも大きい場合、前記当接部材は、前記反力によって回動不能に前記回転軸部に押圧されると共に前記連結部材を介して前記補助クリーニング部材を前記第１位置に保持し、前記像担持体の表面の白化の進行に伴い前記反力が前記付勢部材の付勢力以下になった場合、前記当接部材は、下方に向けて回動すると共に前記連結部材を介して前記補助クリーニング部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させることを特徴とする。

この構成によれば、クリーニング部材は、付勢部材から受ける付勢力と自身の弾性力とによって像担持体から反力を受ける。例えば、摩耗の無い新品のクリーニング部材の場合、クリーニング部材の弾性力が強いため、この反力は、付勢部材の付勢力よりも大きくなる。この状態で、当接部材は、回転軸部に押圧されて回動しない状態で保持される。同時に、連結部材を介して当接部材に接続される補助クリーニング部材は、第１位置に保持される。すなわち、クリーニング部材の性能を担保可能な初期状態では、補助クリーニング部材の機能を積極的に発揮することなく、主にクリーニング部材の機能によって、残留トナーが像担持体の表面から除去される。また、補助クリーニング部材を第１位置に保持させることで、像担持体の表面に付着した紙粉は、補助クリーニング部材によって帯電されることがない（または帯電量が抑制される）。これにより、クリーニング部材および補助クリーニング部材に対する紙粉の詰まりを防止することができる。つまり、クリーニング装置の長寿命化を図ることができる。

一方、像担持体の表面の白化の進行に伴いクリーニング部材の摩耗（劣化）が進行した場合、クリーニング部材の弾性力が弱くなり、反力は、付勢部材の付勢力以下になる。この状態で、回転軸部に対する当接部材の押圧力が減少するため、当接部材は、自重や連結部材の重さによって下方に回動する。当接部材の回動に連動して、連結部材を介して当接部材に接続される補助クリーニング部材は、第１位置から第２位置に移動する。すなわち、クリーニング部材の性能低下に基づいて、自動的に補助クリーニング部材の機能が発揮される。これにより、補助クリーニング部は、像担持体の表面の残留トナーを所定の極性（現像時の極性）に摩擦帯電させ、クリーニング部材は、帯電させた残留トナーを有効に除去することができる。以上によって、長期間にわたって良好な画像形成を行うことができる。なお、像担持体の表面の白化が一定のレベルに到達していれば、像担持体の表面に紙粉が付着しにくい。このため、補助クリーニング部材によって摩擦帯電される紙粉の量は少なく、クリーニング部材や補助クリーニング部材に紙粉が詰まるような不具合は発生しにくい。

この場合、前記移動装置は、前記補助クリーニング部材を前記像担持体に向けて付勢する第２付勢部材を更に有していることが好ましい。

この構成によれば、補助クリーニング部材は、第２付勢部材によって像担持体の表面に対して安定した押圧力で付勢される。これにより、補助クリーニング部材は、像担持体の表面に付着する残留トナーを適切に帯電させることができる。

この場合、前記移動装置は、前記回転軸部と前記クリーニング部材との間に架設され、前記クリーニング部材を前記像担持体に向けて付勢する第３付勢部材を更に有していることが好ましい。

この構成によれば、クリーニング部材は、第３付勢部材によって像担持体の表面に対して安定した押圧力で付勢される。これにより、クリーニング部材は、像担持体の表面に付着する残留トナーを適切に除去することができる。

この場合、色の異なるトナー像を担持する複数の感光体を更に備え、前記像担持体は、複数のローラーに巻き掛けられ、前記複数の感光体から転写されるトナー像を担持する中間転写ベルトであり、前記補助クリーニング部材は、ベース部の下面に植設される帯電ブラシ毛を有し、前記クリーニング部材は、軸周りに回転する筒体の外周面に植設される除去ブラシ毛を有していることが好ましい。

この構成によれば、像担持体としての中間転写ベルトは、色の異なる複数のトナー像を順次重ねて担持する。このため、残留トナーの量が増加する。しかしながら、補助クリーニング部材は、クリーニング部材の摩耗に応じて像担持体の表面に対して離接方向に移動する。このため、クリーニング部材および補助クリーニング部材は、それぞれ、残留トナーの除去機能を発揮し続けることができる。これにより、クリーニング装置の長寿命化を図ることができる。

本発明によれば、像担持体の表面から残留トナーを有効に除去することができる。また、クリーニング装置の長寿命化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターのクリーニング装置を模式的に示す断面図であって、バーブラシが第１位置にある状態を示している。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターのクリーニング装置を模式的に示す断面図であって、バーブラシが第２位置にある状態を示している。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターのクリーニング装置の性能と、バーブラシの有無との関係を示す表である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るカラープリンターのクリーニング装置の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るカラープリンターのクリーニング装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係るカラープリンターのクリーニング装置を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１および図２を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。図２はカラープリンター１の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の説明では、便宜上、図１の紙面手前側をカラープリンター１の前側（正面側）と規定する。

図１に示すように、カラープリンター１は、略箱型形状の装置本体２と、装置本体２の下部に設けられる給紙カセット３と、装置本体２の上部に設けられる排紙トレイ４と、を備えている。

カラープリンター１は、中間転写ユニット１０と、クリーニング装置１１と、給紙部１２と、画像形成部１３と、定着装置１４と、制御装置１５と、を装置本体２内に備えている。

中間転写ユニット１０は、装置本体２の内部略中央部に設けられている。クリーニング装置１１は、中間転写ユニット１０の左側に配設されている。給紙部１２は、給紙カセット３内の用紙Ｓを搬送経路１６に供給するために給紙カセット３の右側近傍に設けられている。画像形成部１３は、中間転写ユニット１０の下側に設けられている。定着装置１４は、搬送経路１６の下流側に設けられている。制御装置１５は、カラープリンター１の各構成を統括制御するために設けられている。

中間転写ユニット１０は、長手方向一端側（右端側）に設けられる駆動ローラー２０と、長手方向他端側（左端側）に設けられる従動ローラー２１と、駆動ローラー２０の左下方と従動ローラー２１の右下方に設けられる一対のテンションローラー２２と、各ローラー２０，２１，２２に巻き掛けられる像担持体としての中間転写ベルト２３と、を備えている。

駆動ローラー２０は、ギア列（図示せず）を介してベルトモーター２０ａに接続されている（図２参照）。従動ローラー２１は、コイルスプリング２１ａによって左方向に付勢されている（図３参照）。中間転写ベルト２３は、従動ローラー２１および一対のテンションローラー２２によって所定のテンションを付与されている。中間転写ベルト２３は、ベルトモーター２０ａを駆動することによって図１で左回りに回転する。

中間転写ベルト２３は、例えば、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層を覆うように設けられる離型層と、を備えている。基材層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンやポリイミド樹脂等によって構成されている。弾性層は、例えば、ヒドリンゴム、クロロプレンゴムまたはポリウレタンゴム等によって構成されている。離型層は、例えば、アクリル、シリコンまたはフッ素系樹脂等によって構成されている。

クリーニング装置１１は、中間転写ベルト２３の表面に付着した残留トナーを除去する。なお、クリーニング装置１１の詳細については後述する。

画像形成部１３は、４つのトナーコンテナ２４に収納される４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の補給用の現像剤を用いて画像形成を行うように構成されている。画像形成部１３は、４つのドラムユニット２５と、４つの露光器２６と、含んで構成されている。なお、トナーコンテナ２４に収納される現像剤は、トナーとキャリアとを含む所謂二成分現像剤である。

４つのドラムユニット２５は、中間転写ベルト２３の下側に左右方向に並設されている。なお、４つのドラムユニット２５は同様の構成を有しているため、以下の説明では、１つのドラムユニット２５について例示する。

ドラムユニット２５は、回転可能に支持される感光体ドラム３０と、感光体ドラム３０の周囲に転写プロセス順に配置される帯電装置３１と、現像装置３２と、一次転写ローラー３３と、ドラムクリーニング装置３４と、を含んで構成されている。

感光体としての感光体ドラム３０は、中間転写ベルト２３を挟んで一次転写ローラー３３に下側から対向して配設されている。感光体ドラム３０は、中間転写ベルト２３の表面に接触している。感光体ドラム３０は、ギア列（図示せず）を介してドラムモーター３０ａに接続されている（図２参照）。なお、駆動ローラー２０の右側には、中間転写ベルト２３を挟んで二次転写ローラー３５が対向して配設されている。二次転写ローラー３５は、中間転写ベルト２３との間に二次転写ニップ部３５ａを形成している。

図２に示すように、制御装置１５は、ＣＰＵ１５ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリー１５ｂと、バス１５ｃと、インターフェース１５ｄと、を含んで構成されている。

ＣＰＵ１５ａは、各プロクラム等に従って演算処理を実行する。メモリー１５ｂは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー等を有している。メモリー１５ｂは、ＣＰＵ１５ａによる演算処理に用いるプログラムや各種バイアスの定格値等を記憶している。メモリー１５ｂは、ＣＰＵ１５ａの演算結果等を一時的に記憶する。バス１５ｃは、ＣＰＵ１５ａ、メモリー１５ｂおよびインターフェース１５ｄを接続している。インターフェース１５ｄには、ベルトモーター２０ａおよびドラムモーター３０ａ等の各種制御対象が電気的に接続されている。なお、図示は省略するが、インターフェース１５ｄには、その他にも、モーター等の駆動装置や電源等が接続され、ＣＰＵ１５ａによって適宜制御される。

ここで、カラープリンター１の動作について説明する。カラープリンター１に電源が投入されると、制御装置１５は、各種パラメーターの初期化等を実行する。カラープリンター１に接続されたパーソナルコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、制御装置１５は、以下のように画像形成処理を実行する。

各露光器２６は、各帯電装置３１によって所定電位に帯電させた各感光体ドラム３０の表面に、画像データに対応した露光（図１の破線矢印参照）を行って静電潜像を形成する。各現像装置３２は、トナーコンテナ２４から供給されたトナーによって静電潜像をトナー像に現像する。つまり、４つの感光体ドラム３０は、それぞれ、色の異なるトナー像（例えば、４色のトナー像）を担持する。各一次転写ローラー３３は、一次転写バイアスの印加によって感光体ドラム３０から中間転写ベルト２３にトナー像を一次転写する。中間転写ベルト２３は、回転して、４つの感光体ドラム３０から一次転写される各色のトナー像を順次担持する。これにより、中間転写ベルト２３の表面にフルカラーのトナー像が形成される。

一方、給紙カセット３から供給された用紙Ｓは、搬送経路１６を搬送されて二次転写ニップ部３５ａを通る。二次転写ローラー３５は、印加された二次転写バイアスによってフルカラーのトナー像を用紙Ｓに転写する。定着装置１４は、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着処理後の用紙Ｓは、排紙トレイ４に排出される。ドラムクリーニング装置３４は、転写後に感光体ドラム３０の表面に残ったトナーを除去する。

次に、図３および図４を参照して、クリーニング装置１１について説明する。図３はクリーニング装置１１を模式的に示す断面図であって、バーブラシ４１が第１位置Ｐ１にある状態を示している。図４はクリーニング装置１１を模式的に示す断面図であって、バーブラシ４１が第２位置Ｐ２にある状態を示している。

図３に示すように、クリーニング装置１１は、ケーシング４０と、バーブラシ４１と、バイアスブラシ４２と、回収ローラー４３と、ブレード４４と、規制シート４５と、回収スクリュー４６と、移動装置４７と、を含んで構成されている。

ケーシング４０は、右側面を開放する略箱状に形成されている。ケーシング４０の上部は、開閉可能な蓋体（図示せず）によって覆われている。例えば、蓋体を開放することによって、作業員は、ケーシング４０の内部のメンテナンス等を行うことができる。

補助クリーニング部材としてのバーブラシ４１は、バイアスブラシ４２よりも中間転写ベルト２３の回転方向上流側に配設されている。バーブラシ４１は、中間転写ベルト２３を挟んで従動ローラー２１の上方に対向して配設されている。

バーブラシ４１は、前後方向に延設されるベース部５０と、ベース部５０の下面に植設される複数の帯電ブラシ毛５１と、を備えている。

ベース部５０は、例えば、合成樹脂材料によって形成されている。帯電ブラシ毛５１は、例えば、ポリエステル系またはアクリル系の絶縁糸によって構成されている。帯電ブラシ毛５１は、帯電系列的にトナーの帯電極性の逆側に位置していることが好ましい。例えば、トナーが正帯電トナーである場合、帯電ブラシ毛５１は、帯電系列的にトナーよりもマイナス側に位置していることが好ましい。これにより、バーブラシ４１は、中間転写ベルト２３の表面に付着する残留トナーを帯電させる。なお、帯電ブラシ毛５１は、絶縁糸に限定されない。帯電ブラシ毛５１は、例えば、カーボンを含む導電糸によって構成されていてもよい。この場合、導電糸の太さは、２デニール以上であることが好ましい。

クリーニング部材としてのバイアスブラシ４２は、中間転写ベルト２３を挟んで従動ローラー２１の左下側に対向して配設されている。バイアスブラシ４２は、その中心Ｃ１が中間転写ベルト２３を支持する従動ローラー２１の回転中心Ｃ２よりも下方に位置するように配設されている（図３の二点鎖線参照）。

バイアスブラシ４２は、ブラシ軸５２に周設される筒体５３と、筒体５３の外周面に植設される複数の除去ブラシ毛５４と、を備えている。

ブラシ軸５２は、前後方向に延び、ケーシング４０の前後両壁に回転可能に支持されている。筒体５３は、ブラシ軸５２の外周面に圧入固定されている。除去ブラシ毛５４は、例えば、ポリエステル系、ナイロン系またはアクリル系の導電糸によって構成されている。除去ブラシ毛５４の先端部は、中間転写ベルト２３の表面に接触している。なお、除去ブラシ毛５４の剛性は、バーブラシ４１の帯電ブラシ毛５１の剛性よりも低く（小さく）設定されることが好ましい。

バイアスブラシ４２は、電源装置４２ａに電気的に接続されている（図２参照）。電源装置４２ａは、インターフェース１５ｄに電気的に接続されている（図２参照）。バイアスブラシ４２は、制御装置１５に制御される電源装置４２ａから残留トナーとは逆極性のバイアスが印加される。

回収ローラー４３は、バイアスブラシ４２の左上方に配設されている。回収ローラー４３の中心Ｃ３は、従動ローラー２１の回転中心Ｃ２と略同一位置に配設されている。回収ローラー４３は、前後方向に延び、ケーシング４０の前後両壁に回転可能に支持されている。回収ローラー４３の表層部は、例えば、ゴムや軟質の合成樹脂によって構成されている。回収ローラー４３の外周面は、バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４に接触している。

ブレード４４は、例えば、合成樹脂によって板状に形成されている。ブレード４４は、回収ローラー４３の左上方に配設されている。ブレード４４の基端部は、取付具４４ａを介してケーシング４０に取り付けられている。ブレード４４の先端部は、回収ローラー４３の外周面に当接している。

規制シート４５は、例えば、合成樹脂によってフィルム状に形成されている。規制シート４５は、回収ローラー４３の左下方に配設されている。規制シート４５の基端部は、ケーシング４０のシート取付部４０ａに取り付けられている。規制シート４５の先端部は、回収ローラー４３の外周面に当接している。規制シート４５は、ケーシング４０の内部を区画して左側にスクリュー収容室４０ｂを構成している。

回収スクリュー４６は、前後方向に延びる回転軸の外周面に螺旋状のスクリュー羽根を有している。回収スクリュー４６は、スクリュー収容室４０ｂに収容されてケーシング４０の前後両壁に回転可能に支持されている。なお、バイアスブラシ４２、回収ローラー４３および回収スクリュー４６は、ギア列（図示せず）を介して駆動モーター１１ａに接続されている（図２参照）。駆動モーター１１ａは、インターフェース１５ｄに電気的に接続されている（図２参照）。

移動装置４７は、バーブラシ４１を、中間転写ベルト２３の表面から離間させる第１位置Ｐ１（図３参照）と、中間転写ベルト２３の表面に所定の圧力で接触させる第２位置Ｐ２（図４参照）と、の間で移動させるために設けられている。移動装置４７は、付勢部材６０と、当接部材６１と、連結部材６２と、を含んで構成されている。移動装置４７は、例えば、ケーシング４０内の正面側に設けられている。

付勢部材６０は、所謂コイルスプリングによって構成されている。付勢部材６０の左端部は、ケーシング４０のシート取付部４０ａに接続されている。付勢部材６０の右端部は、バイアスブラシ４２を軸支するフレーム（図示せず）に接続されている。付勢部材６０は、シート取付部４０ａを受け部としてバイアスブラシ４２を中間転写ベルト２３の表面に接触させるように付勢する。なお、付勢部材６０の右端部は、当接部材６１の左端部に接続されていてもよい。

当接部材６１は、摺動性に優れた合成樹脂材料によって板状に形成されている。当接部材６１は、正面視で、右端部が下方に折り曲がった略フック状に形成されている。当接部材６１は、左端部（一端部）をバイアスブラシ４２に回転可能に接続させ、右端部（他端部）を中間転写ベルト２３の回転軸部となる従動ローラー２１の回転軸部２１ｂに接触させている。詳細には、当接部材６１は、バイアスブラシ４２のブラシ軸５２と同軸となる回動軸部６１ａを支点として上下方向に回動する。当接部材６１は、従動ローラー２１の回転軸部２１ｂの外周面に当接する当接面６１ｂを有している。当接面６１ｂは、正面視で略円弧状に形成されている。

連結部材６２は、当接部材６１とバーブラシ４１との間を連結している。連結部材６２は、アーム部６３とブラシ支持部６４とを有している。

アーム部６３は、金属等によって上下方向に延びる略棒状に形成されている。アーム部６３の下端部は、当接部材６１の右側のフック部分に回動可能に連結されている。アーム部６３は、下端部から左上方に延設されている。

ブラシ支持部６４は、金属等によって左右方向に延びる略棒状に形成されている。ブラシ支持部６４の右端部は、ケーシング４０に対して揺動軸部６５を支点として回動可能に支持されている。ブラシ支持部６４の中間部は、バーブラシ４１のベース部５０の上面を支持している。ブラシ支持部６４の左端部は、アーム部６３の上端部に回動可能に連結されている。すなわち、当接部材６１、アーム部６３およびブラシ支持部６４は、リンク機構を構成している。これにより、バーブラシ４１は、連結部材６２（ブラシ支持部６４）と共に上下方向に揺動する。なお、アーム部６３とブラシ支持部６４との成す角度は、鋭角になっている。

次に、クリーニング装置１１の作用（残留トナー除去処理）について説明する。なお、以下の説明では、中間転写ベルト２３の表面に付着した残留トナーは、主に正帯電しているものとする。また、電源装置４２ａは、制御装置１５に制御されて、バイアスブラシ４２に負極性（残留トナーとは逆極性）のバイアスを印加していることとする。

図３に示すように、バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４は、中間転写ベルト２３の表面に接触している。このため、バイアスブラシ４２は、付勢部材６０から受ける付勢力Ａと自身の弾性力とによって中間転写ベルト２３から反力Ｂを受ける。つまり、反力Ｂは、バイアスブラシ４２（除去ブラシ毛５４）の弾性力に基づいてバイアスブラシ４２と中間転写ベルト２３との間に働く。反力Ｂが付勢部材６０の付勢力Ａよりも大きい場合、当接部材６１は、反力Ｂによって回動不能に従動ローラー２１の回転軸部２１ｂに押圧されると共に連結部材６２を介してバーブラシ４１を第１位置Ｐ１に保持する。

例えば、摩耗の無い新品のバイアスブラシ４２の場合、バイアスブラシ４２の弾性力が強い（大きい）ため、この反力Ｂは、付勢部材６０の付勢力Ａよりも大きくなる。この状態（Ａ＜Ｂ）で、当接部材６１の当接面６１ｂは、従動ローラー２１の回転軸部２１ｂの周面に押圧されて回動しない状態で保持される。同時に、連結部材６２を介して当接部材６１に接続されるバーブラシ４１は、第１位置Ｐ１に保持される。つまり、バーブラシ４１は、中間転写ベルト２３の表面から上方に離間している。

この状態で、画像形成処理を実行すると、バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４は、回転する中間転写ベルト２３の表面上を相対的に摺動する。バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４は、中間転写ベルト２３の表面に付着した残留トナーとの間に作用する静電的な吸着力によって、残留トナーを吸着する。これにより、残留トナーは、中間転写ベルト２３の表面から除去される。

回収ローラー４３は、バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４に移動した残留トナーを受け取る。ブレード４４は、回収ローラー４３に移動した残留トナーを掻き取る。回収スクリュー４６は、掻き取られた残留トナーを回収ボックス（図示せず）に向けて搬送する。残留トナーは、回収ボックス内に蓄積される。

ところで、中間転写ベルト２３の表面は、画像形成処理の繰り返しによって白化（付着物によって次第に白くなる現象）して行く。また、バイアスブラシ４２の除去ブラシ毛５４は、中間転写ベルト２３の表面に摺接しているため、残留トナー除去処理の繰り返しによって摩耗する。中間転写ベルト２３の表面の白化の進行に伴いバイアスブラシ４２の摩耗（劣化）が進行した場合、バイアスブラシ４２の弾性力が弱くなる。そして、反力Ｂは、付勢部材６０の付勢力Ａ以下になる（Ａ≧Ｂ）。また、バイアスブラシ４２の外径は、新品時よりも僅かに小さくなる。

図４に示すように、反力Ｂが付勢部材６０の付勢力Ａ以下になった場合、当接部材６１は、下方に向けて回動すると共に連結部材６２を介してバーブラシ４１を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させる。すなわち、従動ローラー２１の回転軸部２１ｂに対する当接部材６１の当接面６１ｂの押圧力が減少すると、当接部材６１は、自重や連結部材６２の重さによって、回動軸部６１ａを支点として下方に回動する（図４で右回り）。当接部材６１の回動に連動して、連結部材６２を介して当接部材６１に接続されるバーブラシ４１は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する。つまり、連結部材６２（ブラシ支持部６４）は、揺動軸部６５を支点として図４で左回りに回動する。これにより、バーブラシ４１（帯電ブラシ毛５１）は、中間転写ベルト２３の表面に上方から接触する。

この状態で、画像形成処理を実行されると、バーブラシ４１の帯電ブラシ毛５１は、回転する中間転写ベルト２３の表面上を相対的に摺動する。バーブラシ４１の帯電ブラシ毛５１は、例えば、負極性に帯電した残留トナーや極性が限りなく０に近くなった残留トナーに接触して、残留トナーを正極性に帯電させる。

その後、既に説明したように、バイアスブラシ４２（除去ブラシ毛５４）は、正帯電した残留トナーを吸着する。つまり、中間転写ベルト２３の表面から残留トナーを除去する。そして、残留トナーは、回収ローラー４３、ブレード４４および回収スクリュー４６の作用によって、回収ボックス内に蓄積される。

次に、図５を参照して、第１実施形態に係るカラープリンター１のクリーニング装置１１の性能と、バーブラシ４１の有無との関係について説明する。

ここで、図５に示す用語等について説明する。「バーブラシが有る場合」とは、バーブラシ４１およびバイアスブラシ４２を用いて残留トナー除去処理を実行する場合を指す。「バーブラシが無い場合」とは、バイアスブラシ４２のみを用いて残留トナー除去処理を実行する場合を指す。「クリーニング電流」とは、電源装置４２ａからバイアスブラシ４２に供給される電流を指す。「白化小」、「白化中」、「白化大」とは、中間転写ベルト２３の表面の白化の程度を示す。「○」とは、クリーニング装置１１の性能が十分に発揮され、用紙Ｓに転写された画像の一部が次の用紙Ｓに残らないことを意味する。「×」とは、クリーニング装置１１の性能が十分に発揮されず、用紙Ｓに転写された画像の一部が次の用紙Ｓに残ることを意味する。

中間転写ベルト２３の使用開始時（白化未発生時）を参照すると、クリーニング装置１１は、バーブラシ４１の有無に関わらず、十分な性能を発揮している。これに対し、中間転写ベルト２３の表面の白化が発生した場合、クリーニング装置１１は、「バーブラシが無い場合」に比べて「バーブラシが有る場合」の方が、良好な性能を発揮している。したがって、白化発生後では、バイアスブラシ４２およびバーブラシ４１を用いることによって、良好な残留トナー除去処理を実行可能であることが確認できた。

以上説明した第１実施形態に係るカラープリンター１によれば、バイアスブラシ４２の性能を担保可能な初期状態（例えば新品時）では、バーブラシ４１の機能を積極的に発揮することなく、主にバイアスブラシ４２の機能によって、残留トナーが中間転写ベルト２３の表面から除去される。また、バーブラシ４１を第１位置Ｐ１に保持させることで、中間転写ベルト２３の表面に付着した紙粉は、バーブラシ４１によって帯電されることがない。これにより、バイアスブラシ４２およびバーブラシ４１に対する紙粉の詰まりを防止することができる。つまり、クリーニング装置１１の長寿命化を図ることができる。

一方、バイアスブラシ４２の性能低下に基づいて、自動的にバーブラシ４１の機能が発揮される。これにより、バーブラシ４１は、中間転写ベルト２３の表面の残留トナーを所定の極性（現像時の極性）に摩擦帯電させ、バイアスブラシ４２は、帯電させた残留トナーを有効に除去することができる。以上によって、長期間にわたって良好な画像形成を行うことができる。なお、中間転写ベルト２３の表面の白化が一定のレベルに到達していれば、中間転写ベルト２３の表面に紙粉が付着しにくい。このため、バーブラシ４１によって摩擦帯電される紙粉の量は少なく、バイアスブラシ４２（除去ブラシ毛５４）やバーブラシ４１（帯電ブラシ毛５１）に紙粉が詰まるような不具合は発生しにくい。

また、各ブラシ毛５１，５４に紙粉が詰まりにくいため、回収ローラー４３の外周面にも紙粉が溜まりにくくなる。このため、回収ローラー４３と規制シート４５との間での紙粉の詰まりを防止することができる。したがって、回収ローラー４３の外周面から規制シート４５の先端部が浮く現象を防止することができる。これにより、スクリュー収容室４０ｂからバイアスブラシ４２側の空間に残留トナーが逆戻りする不具合を抑制することができる。

また、第１実施形態に係るカラープリンター１によれば、中間転写ベルト２３は、色の異なる複数のトナー像を順次重ねて担持する。このため、残留トナーの量が増加する。しかしながら、バーブラシ４１は、バイアスブラシ４２の摩耗に応じて中間転写ベルト２３の表面に対して離接方向に移動する。このため、バイアスブラシ４２およびバーブラシ４１は、それぞれ、残留トナーの除去機能を発揮し続けることができる。これにより、クリーニング装置１１の長寿命化を図ることができる。

なお、紙粉に含まれるタルクはマイナスに帯電しやすい性質を有し、紙粉に含まれる炭酸カルシウムはプラスに帯電しやすい性質を有している。このため、中間転写ベルト２３の白化の進行前にバーブラシ４１を中間転写ベルト２３の表面に接触させた場合、タルクまたは炭酸カルシウムは、バーブラシ４１の帯電極性に関わらず、帯電ブラシ毛５１に付着する。これに対し、上記したバーブラシ４１は、当該白化の進行前の状態では中間転写ベルト２３の表面から離間しているため、帯電ブラシ毛５１に対する紙粉の付着を有効に防止される。

（第１実施形態の変形例）
以上説明した第１実施形態に係るカラープリンター１（クリーニング装置１１）では、第１位置Ｐ１にあるバーブラシ４１は、中間転写ベルト２３の表面から離間していたが、本発明はこれに限定されない。

図６に示すように、移動装置４７は、バーブラシ４１を、中間転写ベルト２３の表面に第１圧力で接触させる第１位置Ｐ１と、中間転写ベルト２３の表面に第１圧力よりも大きな第２圧力で接触させる第２位置Ｐ２と、の間で移動させてもよい。この構成によれば、バーブラシ４１を第１位置Ｐ１に保持させることで、中間転写ベルト２３の表面に付着した紙粉は、帯電量を抑制される。これにより、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の作用・効果を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、図７を参照して、第２実施形態に係るカラープリンター１について説明する。図７はクリーニング装置１１を模式的に示す断面図である。なお、上記した第１実施形態（変形例を含む。）に係るカラープリンター１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態に係るカラープリンター１が備えるクリーニング装置１１の移動装置４７は、バーブラシ４１を中間転写ベルト２３に向けて付勢する第２付勢部材７０を更に有している。

第２付勢部材７０は、所謂コイルスプリングによって構成されている。第２付勢部材７０は、上端部をケーシング４０の天面４０ｃに接続し、下端部を連結部材６２のブラシ支持部６４の左端部に接続している。第２付勢部材７０は、ケーシング４０の天面４０ｃを受け部として、ブラシ支持部６４を介してバーブラシ４１を下方に付勢する。なお、第２付勢部材７０の付勢力は、付勢部材６０によって回転軸部２１ｂに付勢される当接部材６１の押圧力よりも小さく（弱く）設定されている。

以上説明した第２実施形態に係るカラープリンター１によれば、バーブラシ４１は、第２付勢部材７０によって中間転写ベルト２３の表面に対して安定した押圧力で付勢される。これにより、バーブラシ４１は、中間転写ベルト２３の表面に付着する残留トナーを適切に帯電させることができる。また、この構成によれば、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の作用・効果を得ることができる。なお、第２付勢部材７０は、第１実施形態の変形例で説明したバーブラシ４１を中間転写ベルト２３に第１圧力で接触させる場合に好適に用いることができる。

（第３実施形態）
次に、図８を参照して、第３実施形態に係るカラープリンター１について説明する。図８はクリーニング装置１１を模式的に示す断面図である。なお、上記した第１実施形態（変形例を含む。）に係るカラープリンター１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態に係るカラープリンター１が備えるクリーニング装置１１の移動装置４７は、従動ローラー２１の回転軸部２１ｂとバイアスブラシ４２との間に架設され、バイアスブラシ４２を中間転写ベルト２３に向けて付勢する第３付勢部材８０を更に有している。

第３付勢部材８０は、所謂コイルスプリングによって構成されている。第３付勢部材８０は、左端部をバイアスブラシ４２のブラシ軸５２に接続し、右端部を従動ローラー２１の回転軸部２１ｂの軸心部に接続している。なお、第３付勢部材８０の左端部は、当接部材６１を介してブラシ軸５２に接続されていてもよい。

なお、付勢部材６０の付勢力Ａと第３付勢部材８０の付勢力Ｎ（正確には付勢力の水平成分）との合計値（Ａ＋Ｎ）は、初期状態（新品時）のバイアスブラシ４２の反力Ｂよりも小さく（弱く）なるように設定されている。この状態（Ａ＋Ｎ＜Ｂ）で、当接部材６１は、回転軸部２１ｂの周面に回動不能に保持され、バーブラシ４１（連結部材６２）は、第１位置Ｐ１に保持される（図８の実線および破線参照）。一方、バイアスブラシ４２の摩耗が進行した状態（Ａ＋Ｎ≦Ｂ）で、当接部材６１は、下方に回動する。つまり、バーブラシ４１（連結部材６２）は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する（図８の二点鎖線参照）。

以上説明した第３実施形態に係るカラープリンター１によれば、バイアスブラシ４２は、第３付勢部材８０によって中間転写ベルト２３の表面に対して安定した押圧力で付勢される。これにより、バイアスブラシ４２は、中間転写ベルト２３の表面に付着する残留トナーを適切に除去することができる。また、この構成によれば、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の作用・効果を得ることができる。なお、第３実施形態に係るカラープリンター１（クリーニング装置１１）に対して、第１実施形態の変形例および第２実施形態で説明した各構成（特徴）を相互に適用してもよい。

なお、第１ないし第３実施形態に係るカラープリンター１が備えるクリーニング装置１１の移動装置４７は、正面側に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、移動装置４７は、背面側に設けられていてもよいし、前後両側に設けられていてもよい。

なお、第１ないし第３実施形態に係るカラープリンター１は、像担持体として中間転写ベルト２３を用いていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間転写ベルト２３に代えて、像担持体として感光体ドラムを用いてもよい。

なお、各実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記した本発明の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ カラープリンター（画像形成装置）
１１ クリーニング装置
２１ｂ 回転軸部
２３ 中間転写ベルト（像担持体）
３０ 感光体ドラム（感光体）
４１ バーブラシ（補助クリーニング部材）
４２ バイアスブラシ（クリーニング部材）
４７ 移動装置
５０ ベース部
５１ 帯電ブラシ毛
５２ ブラシ軸
５３ 筒体
５４ 除去ブラシ毛
６０ 付勢部材
６１ 当接部材
６２ 連結部材
７０ 第２付勢部材
８０ 第３付勢部材
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (4)

1. 回転してトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面に付着する残留トナーを帯電させる補助クリーニング部材と、前記残留トナーとは逆極性のバイアスが印加されるクリーニング部材と、を含むクリーニング装置と、
   前記補助クリーニング部材を、前記像担持体の表面から離間または前記像担持体の表面に第１圧力で接触させる第１位置と、前記像担持体の表面に前記第１圧力よりも大きな第２圧力で接触させる第２位置と、の間で移動させる移動装置と、を備え、
   前記補助クリーニング部材は、前記クリーニング部材よりも前記像担持体の回転方向上流側に配設され、
   前記クリーニング部材は、その中心が前記像担持体の回転軸部の回転中心よりも下方に位置するように配設され、
   前記移動装置は、
   前記クリーニング部材を前記像担持体の表面に接触させるように付勢する付勢部材と、
   一端部を前記クリーニング部材に回転可能に接続させ、他端部を前記回転軸部に接触させる当接部材と、
   前記当接部材と前記補助クリーニング部材との間を連結する連結部材と、を含んで構成され、
   前記クリーニング部材の弾性力に基づいて前記クリーニング部材と前記像担持体との間に働く反力が前記付勢部材の付勢力よりも大きい場合、前記当接部材は、前記反力によって回動不能に前記回転軸部に押圧されると共に前記連結部材を介して前記補助クリーニング部材を前記第１位置に保持し、
   前記像担持体の表面の白化の進行に伴い前記反力が前記付勢部材の付勢力以下になった場合、前記当接部材は、下方に向けて回動すると共に前記連結部材を介して前記補助クリーニング部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動装置は、前記補助クリーニング部材を前記像担持体に向けて付勢する第２付勢部材を更に有し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. 前記移動装置は、前記回転軸部と前記クリーニング部材との間に架設され、前記クリーニング部材を前記像担持体に向けて付勢する第３付勢部材を更に有していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 色の異なるトナー像を担持する複数の感光体を更に備え、
   前記像担持体は、複数のローラーに巻き掛けられ、前記複数の感光体から転写されるトナー像を担持する中間転写ベルトであり、
   前記補助クリーニング部材は、ベース部の下面に植設される帯電ブラシ毛を有し、
   前記クリーニング部材は、軸周りに回転する筒体の外周面に植設される除去ブラシ毛を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。

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