JP2005037473A - クリーニング装置、これを用いた画像形成装置、クリーニング方法、及びこれを用いた画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーニング入力トナーの帯電量を制御する前処理手段を設けず、像担持体に接触するブラシが１本で済む、簡単な構成かつプレチャージ不要のクリーニング装置を提供する。
【解決手段】画質最適化のために行う一次転写電位制御において、実際に一次転写電位として印加する値をフィードバックし、予め所定の因子を可変し、一定条件下で測定しておいた転写残トナー帯電量分布に対応した最適クリーニング電界を形成する回収ローラ印加電圧を求めてテーブルを作成し、これにしたがって回収ローラに電圧を印加し、転写条件の変化に対応した良好なクリーニング性能を得る。作成したテーブルをもとに、一次転写電流、文字モード／写真モードのどちらかにより、また温度、湿度に応じて最適な回収ローラ電圧を印加すれば、感光体ドラム上の残トナーの帯電量分布に合わせた最適な電界を形成できる。
【選択図】 図６
【解決手段】画質最適化のために行う一次転写電位制御において、実際に一次転写電位として印加する値をフィードバックし、予め所定の因子を可変し、一定条件下で測定しておいた転写残トナー帯電量分布に対応した最適クリーニング電界を形成する回収ローラ印加電圧を求めてテーブルを作成し、これにしたがって回収ローラに電圧を印加し、転写条件の変化に対応した良好なクリーニング性能を得る。作成したテーブルをもとに、一次転写電流、文字モード／写真モードのどちらかにより、また温度、湿度に応じて最適な回収ローラ電圧を印加すれば、感光体ドラム上の残トナーの帯電量分布に合わせた最適な電界を形成できる。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置及び画像形成方法と、それに用いるクリーニング装置及びクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の画像形成装置については、高画質化の要望が高まり、使用するトナーが小粒径化傾向にある。それに伴い、作像後の感光体等の像担持体上に残留したトナーを除去する手段ついて改良が求められるようになってきている。
【０００３】
トナーを除去する手段として主に用いられているブレードクリーニング方式は、ゴムブレードを感光体に当接させてトナーを除去するので、ブレードと感光体表面の密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまい、クリーニング性が低下しやすく、それを防ごうとしてブレードを強い当接圧で感光体に押し付けると、ブレードのめくれが発生してクリーニング性を低下させる原因になるとともに、感光体を削りながらクリーニングすることになり、感光体の耐久性を損なうことがある。またブレードクリーニングは、転写性が良いとされている球形トナーに対しては粉砕（異型）トナーに対するクリーニング性より劣ることが良く知られている。
【０００４】
一方、感光体の表面膜削れを軽減し、小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも確実なクリーニング性を備え得るクリーニング方式として、ブラシクリーニング方式がある。この方式には、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナーを回収する回収ローラを設け、回収ローラからゴムブレード等の手段でトナーを除去する構成としたものがある。この方式の場合、回収ローラ、あるいは回収ローラとブラシ両方に電圧を印加し、静電気力でクリーニングするため、球形トナー使用時には有利である。しかし、一般的に転写工程では現像後にトナー極性と逆極性の電圧を印加するため、転写後に感光体に残ったトナーは現像後でもトナー極性のままのトナーと、逆極性に帯電したトナーあるいは無帯電トナーの混合物となっていることが知られており、これがクリーニング性を低下させることになる。
【０００５】
また近年、高画質化のニーズの高まりに対応すべく、使用環境、原稿種類、転写材種類等によって転写条件を制御し、あらゆる条件で最良の印刷品質を保つ技術が開発されているが、そのため転写しきれずに感光体上に残ったトナーの帯電量分布もまた多岐にわたっている。
【０００６】
そのような事態が生じる画像形成装置の例としてカラー複写機を説明する。カラー複写機では、感光体に形成した各色成分のトナー像をいったん中間転写体上で重ね合わせた後に転写材に転写する方式が多い。このような装置での画像形成プロセスは、主として以下のようなものである。まず、感光体の表面を主帯電チャージャにより帯電させ、感光体表面上に色分解された原稿の光学像を投影して静電潜像を形成する。この静電潜像を、感光体表面と逆極性に帯電している第一色目のトナーで現像し、感光体表面に第一色トナー像を形成する。形成した第一色トナー像は、感光体に当接しかつ第一色トナーと逆極性に帯電している例えばベルト状の中間転写体に一次転写する。第一色トナー像の一次転写後、感光体表面に残存する第一色トナーを清掃し、感光体表面を除電する。これによって、第一色目のトナーについての現像、一次転写ステップを終了する。このステップを、第二色目以降のトナーについても繰り返し、最終的に中間転写体上にはカラー画像を完成させるのに必要な各カラートナーについてのトナー像を順次重畳した重畳トナー像を形成する。この重畳トナー像を、トナーと逆極性に帯電した転写材に二次転写し、その後に定着処理をすることによって、転写材上にカラー画像を形成する。
【０００７】
ところが、上述のように第一色トナー像を一次転写した中間転写体にさらに第二色トナー像、第三色トナー像を順次重畳させて重畳トナー像を形成する際、これらのトナーがすべて同極性に帯電しているため、それらが相互に反発しあうことによって画像欠陥、例えば文字や線の周辺におけるトナーの飛散（画像のにじみ）、中間転写体上のトナーが感光体上へ逆転写されることによる抜け部分の発生等が生じて画質が低下することがある。そのため、一次転写の際の転写電位が各色成分ごとに順次大きくなるように一次転写バイアスを制御する手段を有するカラー画像形成装置が提案されている。また、形成する画像の画像面積とトナー付着量との関係に応じて一次転写バイアスを制御することが画質に有利であることも知られており、形成すべき画像の種類に応じて画像形成モードを切り替え得るカラー画像形成装置がある。この装置では、例えば、文字や線画像の形成を主目的とした画像形成モードである文字モードと、ベタやハーフトーン画像の形成を主目的とした画像形成モードである写真モードとを少なくとも有するものがあり、このようなカラー画像形成装置では、選択した画像形成モード毎に一次転写バイアスを制御して一次転写時の転写電位を切り替えるものがある。そのような制御を行う際には、文字や線等画像面積に対するトナー付着量の多い画像の形成を主目的とする文字モードの場合に、写真等のベタやハーフトーンを多く含む画像の形成を主目的とする写真モードの場合よりも一次転写バイアスを大きくすることが知られている。
【０００８】
そして、以上のような転写条件の制御を行うと、転写しきれずに感光体上に残ったトナーが種々の帯電量分布をもつようになる。そこで、ブラシクリーニング方式等の静電気力でクリーニングするシステムについては、トナーの帯電量分布が異なる場合、
（１）クリーニングブラシに入力するトナーが正負極性混在していることを考慮して正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した２本のブラシを並べ、各極性トナーごとにクリーニングする方法、
（２）ブラシ入力前トナーにプレチャージを行い、トナーを正負どちらかの極性に揃えてからクリーニングを行う方法（例えば特許文献１参照）、
等が提案されている。
【０００９】
また、環境条件（温湿度）を検知し、検知結果をクリーニング条件にフィードバックする方法も提案されている。この方法は、使用しているブラシの抵抗が温湿度条件で異なるので、クリーニング電界を一定に保つようにしているものである。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１１９６８４号公報
【特許文献２】特開平４−２９２８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしならが、上記（１）の方法は２本のブラシの他にそれに付帯するブラシからのトナー回収装置もブラシごとに必要となり、そのために装置が大型化してしまうという欠点がある。また上記（２）の方法は、オゾンが発生するという欠点がある。さらに特許文献２に開示されている技術については、温湿度でブラシ抵抗がほとんど変わらないブラシを作成してクリーニング実験を行ってみても、低温低湿と高温高湿条件下で比較すると、クリーニング前帯電が無い場合には一定のバイアス条件では感光体ドラムの表面に残留している転写残トナーをクリーニングすることは困難であることがわかっている。これは、ブラシと感光体間の電界を一定に保つだけでは毎回異なる感光体上残トナー帯電量分布のトナーをクリーニングできないということを意味している。転写残トナー帯電量分布は感光体帯電電位、トナー、転写ベルト抵抗が一定の場合でも、
（１）現像後の感光体上トナー付着量
（２）装置の使用環境（温湿度）
（３）転写電流（あるいは転写電位）
（４）直接転写の場合には転写紙の種類、サイズ
等の因子によって変動するためである。
【００１２】
なお、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、帯電量分布の測定方法は以下のとおりである。まずトナーパッチパターンを感光体上に作像し、現像、転写の各プロセス終了後に複写機本体の主電源スイッチを強制的にＯＦＦとし、感光体上に形成されたトナー像を吸引治具を用いてエアーポンプで吸引しながら、そのトナーのクーロン量をクーロンメータ（ケスレー社製：商標エレクトロメータ ６１７）により測定し、吸引治具により吸引したトナーの重量とクーロン量から単位重量あたりのトナー電荷量（μＣ／ｇ）を算出する。転写残トナー個々の帯電量を測定すると、それらのトナーは単一帯電量トナーの集合体ではなく、図１１に示すように、帯電量に分布を持つ。なお図１１のＱ／ｄ分布は、ホソカワミクロン株式会社製Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザ（商標）で測定した。この分布には繰り返し誤差はあるものの、同一中間転写体を用い、転写の上記（１）〜（３）の条件が固定されればほぼ一定の値になることがわかっている。
【００１３】
本発明は、上記従来の諸問題点にかんがみてなしたもので、球形トナー、小粒径トナーを使用した場合でも像担持体の膜削れ量を低減しつつ、像担持体に接触するブラシが１本ですむ簡単な構成で済み、かつプレチャージを必要としないブラシクリーニングを行えるクリーニング装置とこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るクリーニング装置は、上記目的を達成するために、画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体と、該起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させて回収する静電回収体と、少なくとも上記静電回収体に電圧を印加する電圧印加手段と、上記静電回収体からトナーを除去する除去手段とを有するクリーニング装置において、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御手段を有することを特徴とする。
【００１５】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１６】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、上記クリーニング電界制御手段が、上記温度及び湿度検知手段の出力値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１８】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御する。
【００１９】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、少なくとも上記温度及び湿度検知手段による温度及び湿度の検知値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで上記クリーニング電界制御手段が決定する上記静電回収体への印加電圧データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし６のいずれかのクリーニング装置において、上記起毛摺擦体の移動方向を、上記像担持体とのニップ部において、上記像担持体移動方向と逆方向としてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項８に係るプロセスカートリッジは、上記目的を達成するために、像担持体と、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置を一体に支持し、画像形成装置に対して着脱自在としてなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項９に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記クリーニング装置によるクリーニングの前工程として上記像担持体の除電を行う除電手段を、上記像担持体に対向設置してなることを特徴とする。
【００２３】
同請求項１０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする。
【００２４】
同請求項１１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする。
【００２５】
同請求項１２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１１のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、粒子の平均円形度が１．０〜０．９６であるものを用いることを特徴とする。
【００２６】
同請求項１３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１２のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段を少なくとも４つ以上備えてカラー画像形成可能としてなることを特徴とする。
【００２７】
同請求項１４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコンからなる表層を備えることを特徴とする。
【００２８】
同請求項１５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体が粒子状物質を含有する表層を備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項１６に係るクリーニング方法は、上記目的を達成するために、画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させ、電圧を印加した静電回収体で回収し、該静電回収体からトナーを除去するクリーニング方法において、クリーニング前処理としてクリーニング入力トナーの帯電量を制御することを行わずに、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
同請求項１７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３１】
同請求項１８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、検出した温度及び湿度に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３２】
同請求項１９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３３】
同請求項２０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３４】
同請求項２１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、温度及び湿度の値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで行うことを特徴とする。
【００３５】
同請求項２２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６ないし２１のいずれかのクリーニング方法において、上記起毛摺擦体を、上記像担持体とのニップ部において上記像担持体移動方向と逆方向に移動させることを特徴とする。
【００３６】
本発明の請求項２３に係る画像形成方法は、上記目的を達成するために、請求項１６ないし２２のいずれかのクリーニング方法を用いる画像形成方法であって、上記の前工程として上記像担持体に対向設置した除電手段により上記像担持体の除電を行うことを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下本発明の実施の形態及び実施例を図面を参照して説明する。
まず、中間転写方式の画像形成装置に適用した例によりクリーニング入力前までを説明する。本例では、カラー画像形成装置の転写装置として、感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体に順次重ねあわせて一次転写した後、この一次転写したトナー像を二次転写手段によって転写材上に一括して二次転写するいわゆる中間転写方式を用いた場合について説明する。
【００３８】
図１は、カラー複写機の画像形成部の概略構成図である。このカラー複写機は、図１に示す画像形成部のほか、図示しないカラー画像読取部（以下、カラースキャナと言う。）、給紙部及び制御部等で構成してある。カラースキャナは、原稿のカラー画像情報を、例えば赤、緑、青（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ：以下ではそれぞれ「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」と言う。）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。このカラースキャナで得たＲ、Ｇ、Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとに、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、黒（Ｂｌａｃｋ：以下では「Ｂｋ」と言う。）、シアン（Ｃｙａｎ：以下では「Ｃ」と言う。）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ：以下では「Ｍ」と言う。）、黄（Ｙｅｌｌｏｗ：以下では「Ｙ」と言う。）のカラー画像データを得る。
【００３９】
図１の画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム１００、帯電手段としての帯電チャージャ２００、ファーブラシ、回収ローラ、回収ブレードからなる感光体クリーニング装置３００、露光手段としての図示しない書き込み光学ユニット、現像手段としてのリボルバ現像ユニット４００、中間転写装置５００、二次転写装置である紙転写装置６００、及び定着ローラ対７０１を用いた定着装置７００等で構成してある。感光体ドラム１００は、図中矢印で示すように反時計方向に回転する。感光体ドラム１００の周りには、帯電チャージャ２００、リボルバ現像装置４００、中間転写装置５００の中間転写体としての中間転写ベルト５０１、感光体クリーニング装置３００が配置してある。
【００４０】
リボルバ現像ユニット４００は、Ｂｋトナーを用いるＢｋ現像器４０１、Ｃトナーを用いるＣ現像器４０２、Ｍトナーを用いるＭ現像器４０３、Ｙトナーを用いるＹ現像器４０４、及び装置全体を反時計回りに回転させる現像リボルバ駆動部等で構成してあり、コピー動作が開始すると、形成すべき画像に応じて現像に使用する現像器を感光体ドラム１００との対向位置へ移動させ、静電潜像形成後に１色目トナーで現像する。１色目の画像の後端部が現像位置を通過した後、リボルバ現像装置４００が回転し、次色トナーにより静電潜像を現像する。
【００４１】
中間転写装置５００は、一次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、二次転写対向ローラ５１０、クリーニング対向ローラ５１１、及び一次転写前除電手段としてのベルト除電ローラ５１２に張架した中間転写体としての中間転写ベルト５０１等で構成してある。各ローラは導電性材料で形成してあり、一次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラは接地してある。一次転写バイアスローラ５０７には、定電流又は定電圧制御した一次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御した転写バイアスを供給する。中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータで回転駆動するベルト駆動ローラ５０８により、図中矢印方向に回転駆動する。中間転写ベルト５０１の周りには、トナー像を転写材としての転写紙に転写する前に、中間転写ベルト５０１上のトナー像を均一に帯電するプレ転写チャージャ（以下、「ＰＴＣ」と言う。）５０２、紙転写装置６００の転写材担持体としての二次転写ベルト６０１、二次転写電荷付与手段としての二次転写バイアスローラ６０５、中間転写体除電手段及び中間転写体クリーニング手段を兼用した導電性ブラシ部材としてのブラシローラ５１４等が対向するように配設してある。ブラシローラ５１４には二次転写後の中間転写ベルト５０１の表面電位と同極性の直流電圧が除電用電源８０４により印加してある。
【００４２】
感光体ドラム１００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下、「一次転写部」と言う。）では、一次転写電荷付与手段としての一次転写バイアスローラ５０７及びベルト除電ローラ５１２で中間転写ベルト５０１を感光体ドラム１００側に押し当てるように張架し、このことによって感光体ドラム１００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成してある。そして、ニップ部の中間転写ベルト５０１の内周面には、一次転写部除電手段としての接地したベルト除電ブラシ５１３が当接している。
【００４３】
上記構成のカラー複写機における画像形成動作を説明する。画像形成サイクルが開始すると、まず感光体ドラム１００が図示しない駆動モータによって矢印の反時計方向に回転し、帯電チャージャ２００はコロナ放電によって感光体ドラム１００を負電荷で約所定電位に一様帯電させる。そして、書き込み光学ユニットにより、Ｂｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行い、静電潜像を形成する。そして前述したように１色目の現像を行い、中間転写ベルト５０１を図中矢印で示すように時計回りに駆動ローラによって回転させる。中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成を順に行い、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト５０１上に重ねてトナー像を形成する。なお以下では、感光体ドラム１００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写を「ベルト転写」と言う。
【００４４】
中間転写ベルト５０１には、表層、中間層、ベース層からなる多層構造のベルト材で構成してあるものや、単一層構造のベルト材で構成してあるものがある。多層構造のものとしては、例えば、表層は厚さ１μｍ程度の絶縁層で形成し、中間層はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）からなる厚さ７５μｍ程度の絶縁層（体積抵抗率：約１０１３Ωｃｍ）で形成し、ベース層は、ＰＶＤＦ及び酸化チタンからなる厚さ７５μｍ程度の中抵抗層（体積抵抗率：１０８〜１０１１Ωｃｍ）で形成したものがある。これを、例えば、厚さ０．１５ｍｍ、幅３６８ｍｍ、内周長５６５ｍｍとし、その移動速度を２５０ｍｍ／秒に設定し、その全体の体積抵抗率を測定したところ、１０７〜１０１４Ωｃｍであった。体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載してある測定方法を用い、電圧１００Ｖを１０秒間印加して測定したものである。また、上記のような中間転写ベルト５０１の表層側の表面における表面抵抗率を、油化電子株式会社製の抵抗測定器ハイレスターＩＰ（商標）で測定したところ、１０７〜１０１４Ωｃｍであった。この表面抵抗率は、上記抵抗測定機を用いるほか、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載してある表面抵抗測定法で測定することもできる。
【００４５】
上記のような中間転写ベルト５０１に、感光体ドラム１００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合わせして転写する。これにより、中間転写ベルト５０１上には最大で四色を重ね合わされたトナー像（重畳トナー像）を形成する。この中間転写ベルト５０１上の重ね合わせトナー像は、ＰＴＣ５０２で均一に帯電させた後、レジストローラ対で転写紙とトナー像のレジスト合わせを行った後、次の二次転写工程において二次転写バイアスローラに印加した転写バイアスで形成した転写バイアスにより一括転写する。その後、除電手段によって転写紙を除電し、中間転写ベルト５０１から剥離後、定着装置に送り、定着ローラ対７０１のニップ部でトナー像を溶融定着させ、図示しない排出ローラ対で装置本体外に送り出す。
【００４６】
一方、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面は、図示しない接離機構で中間転写ベルト５０１に押圧したブラシローラ５１４により除電するとともにクリーニングする。
【００４７】
以上は、４色フルカラーコピーを得る場合の例である。３色コピーや２色コピーの場合は、指定された色と回数の分について、上記のものと同様の動作を行う。
【００４８】
上述のように、一次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御した一次転写電源８０１により、所定の大きさの電流または電圧に制御した転写バイアスを供給する。その際、２色目転写時には１色目転写後の中間転写ベルト５０１表面の電位、３色目転写時には２色目転写後の中間転写ベルト５０１表面の電位というように、各色についての一次転写後の中間転写ベルト５０１の表面電位を考慮して次の色の一次転写のために大きめの一次転写バイアスを印加することにより、転写不良が生じるのを防止し、より効率的な一次転写を可能としている。
【００４９】
例えばフルカラーコピー時には、像担持体から中間転写体への１色目転写電流をＩ１、二色目転写電流をＩ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩ３、Ｉ４とするとき、像担持体から中間転写体への一次転写動作時において、例えばＩ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉ２、Ｉ３はそれぞれ２７μＡ、２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とする。定電圧制御の場合は同様に、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とする。さらに、写真モードでの１色目転写電流をＩｐ１、２色目転写電位をＩｐ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｐ３、Ｉｐ４とし、文字モードでの１色目転写電位をＩｍ１、２色目転写電位をＩｍ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｍ３、Ｉｍ４とするとき、例えばＩｐ１＝２５μＡ、Ｉｍ１は２７μＡ、Ｖｐ２＝２７μＡとしたとすると、Ｖｍ２は２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉｐ１＜Ｉｍ１、Ｉｐ２＜Ｉｍ２、Ｉｐ３＜Ｉｍ３、Ｉｐ４＜Ｉｍ４とする。
【００５０】
本発明の説明に先立って、説明の都合上、まず転写電界あるいは転写電流値に応じた回収ローラへの印加電圧制御なしのクリーニング装置の場合に行われていた公知の制御、動作を図１を参照して説明する。クリーニング装置３００へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、入口シール部材３０１を越えて、回動するファーブラシ３０２の部位に達する。ファーブラシ３０２は、導電性繊維部材により形成してあり、このファーブラシ３０２に接するように回収ローラ３０３が設けてある。回収ローラ３０３にはクリーナ用電源３０５から一定の直流電圧を印加する。ファーブラシ３０２は電気的に浮いている状態であるが、回収ローラ３０３との接触部を介する形態となっているので、回収ローラ３０３に印加されたバイアス電圧よりも幾分低い電位となっている。
【００５１】
ファーブラシ３０２の部位へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、まずファーブラシ３０２の回転摺擦によりファーブラシ３０２に捕獲し、次にファーブラシ３０２の回転とともに回収ローラ３０３へ導き、回収ローラ３０３に印加してある電圧により、回収ローラ３０３上に静電回収する。回収ローラ３０３上に回収したトナーは、回収ローラ３０３に接触配置したスクレーパ部材３０４へ回収ローラ３０３の回転とともに送り、スクレーパ部材３０４と回収ローラ３０３の表面との摺擦効果により掻き落とし、回収ローラ３０３の下方に設置したトナー排出部材３０６へ落下させ、トナー排出部材３０６の回転により生ずる搬送作用によりクリーニング装置３００の装置外へ適宜排出する。
【００５２】
このような動作を行う公知のクリーニング装置及び画像形成装置を用いてクリーニング試験を行ったところ、以下のような結果を得た。
【００５３】
＜クリーニング試験１＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙトナーを用い、それぞれのトナー像形成後、それぞれ転写電流を２０、３５、４４、５０μＡになるように設定した。単位面積当たりの感光体上現像トナー量を３種類に変えて単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験１の転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１１Ω・ｃｍ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量
文字モードを想定：０．８ｍｇ／ｃｍ２
写真モードを想定：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
使用環境：温度２３℃、湿度６５％
ファーブラシ原糸抵抗：１０８Ω・ｃｍ
ファーブラシ植毛密度：１０万本／６．４５ｃｍ２（１平方インチ）
スクレーパ部材当接角度：２０°
回収ローラへのスクレーパ喰い込み量：１ｍｍ
スクレーパ材質：ポリウレタンゴム
＜同試験結果＞
結果は図２に示すように、現像Ｍ／Ａ（感光体上面積１ｃｍ２当たりのトナー付着量）と転写条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームとともに増加し、接触帯電ローラを汚染する。
【００５４】
＜クリーニング試験２＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋトナーを用い、装置使用環境を下記の３環境とし、かつ転写電流を固定して単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験２の使用環境条件＞
（１）温度１０℃、湿度１５％
（２）温度２３℃、湿度６５％
（３）温度３０℃、湿度９０％
＜同転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１１Ω・ｃｍ
転写電流：２０μＡ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量
文字モードを想定：０．８ｍｇ／ｃｍ２
写真モードを想定：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
【００５５】
結果は図３に示すように、環境条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームとともに増加し、接触帯電ローラを汚染する。
【００５６】
感光体上に形成したトナー像を直接転写材上に転写させる直接転写方式に適用した場合の、クリーニング入力前までの動作を説明する。図２は、転写装置として直接転写方式を用いた場合のモノクロ画像形成装置を示す図である。感光体ドラム１００は、矢印方向に２５０ｍｍ／秒の速度で回転している。主帯電装置２００により一様に帯電した感光体ドラム１００上を原稿読み取り系及び書き込み系を介して、図中の矢印Ｌ方向から送られてきた原稿画像光によって露光して静電潜像を形成し、現像装置４５０によりこの静電潜像をトナー可視像化する。次に、給紙経路Ｐを介して感光体ドラム１００の回転に同期して送られてきた転写紙上へ転写装置５０により感光体ドラム１００上のトナー像を転写する。
【００５７】
転写装置５０は、弾性体製の転写ベルト５１と、これを駆動する駆動ローラ５２と、両端部にテーパを設けて転写ベルト５１の片寄りを防止する従動ローラ５３と、転写ベルト５１の内側に位置して転写ベルト５１に転写バイアスを印加するバイアスローラ５４と、バイアスローラ５４用の高圧電源５５と、バイアスローラ５４よりも転写ベルト５１の移動方向で下流において転写ベルト５１の内側に配置した接触板５６と、接触板５６によって転写ベルト５１からの帰還電流Ｉ２が戻るように高圧電源５５と接続してある転写制御板５７と、転写ベルト５１の表面をクリーニングするベルトクリーナ５８からなる。転写ベルト５１の表面にはフッ素系樹脂（例えばポリフッ化ビニリデン）のコーティングが施してあり、良好なクリーニングを可能としている。
【００５８】
そして、図示しないレジストローラによって搬送されてきた転写材を感光体ドラム１００上の画像とタイミングを合わせて送り出し、転写材が転写ベルト５１上へ進入すると、バイアスローラ５４に転写バイアスを印加し、転写ベルト５１上には感光体ドラム１００上のトナーと逆極性の電荷を付与して転写を行う。例えば表面電位−７００Ｖに帯電した感光体ドラム１００に潜像を形成し、現像装置４５０でマイナス極性のトナーを現像し、バイアスローラ５４に１．４〜２ｋＶの電圧を印加してトナーを転写材上に転写する。このときのニップ幅内の転写ベルト５１の表面電位は１．２〜１．８ｋＶになる。転写ベルト５１には、ベルト表面の電気抵抗が１×１０９〜１×１０１２Ω・ｃｍで、ベルト裏面の電気抵抗が１×１０７〜５×１０８Ω・ｃｍのものを使用しているため、転写ベルト５１上及び転写紙上に付与された電荷は、転写ベルト５１がその移動方向で下流側へ移動するにしたがって接触板５６により除電する。転写後の転写材は静電吸着によって転写ベルト５１上に吸着して感光体ドラム１００上から離し、転写ベルト５１によって搬送し、定着装置へ進入させ、トナー像の定着を受けた後に装置外へ排紙する。
【００５９】
転写条件としては、高圧電源５５から出力する電流値をＩ１とし、転写ベルト５１を介して接触板５６よりアース側へ流れる電流値を検出してこれをＩ２としたとき、Ｉ１−Ｉ２＝Ｉｏｕｔ＝一定となるように電流値Ｉ１の値を制御する。
【００６０】
このような直接転写方式の場合には、厚み、大きさ、抵抗値が異なる転写材が給紙されるので、転写材種類によって転写電圧あるいは転写電流を制御し、常に良好な転写性能を維持するようにしているものがある。このような転写電圧、電流の制御により、感光体上のトナー像の転写材への転写は良好に行われる一方で、感光体上に残った転写残トナーの帯電量分布は種々に異なる。
【００６１】
次に、転写電界あるいは転写電流値に応じた回収ローラへの印加電圧制御なしのクリーニング装置の場合に行われていた公知の制御、動作を図２を参照して説明する。図２においてクリーニング装置３００へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、入口シール部材３０１を越えて、回動するファーブラシ３０２の部位に達する。ファーブラシ３０２は、導電性繊維部材により形成してあり、このファーブラシ３０２に接するように回収ローラ３０３が設けてある。回収ローラ３０３にはクリーナ用電源３０５から一定の直流電圧を印加する。ファーブラシ３０２は電気的に浮いている状態であるが、回収ローラ３０３との接触部を介する形態となっているので回収ローラ３０３に印加されたバイアス電圧よりも幾分低い電位となっている。
【００６２】
ファーブラシ３０２の部位へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、まずファーブラシ３０２の回転摺擦によりファーブラシ３０２に捕獲し、次にファーブラシ３０２の回転とともに回収ローラ３０３へ導き、回収ローラ３０３に印加してある電圧により、回収ローラ３０３上に静電回収する。回収ローラ３０３上に回収したトナーは、回収ローラ３０３に接触配置したスクレーパ部材３０４へ回収ローラ３０３の回転とともに送り、スクレーパ部材３０４と回収ローラ３０３の表面との摺擦効果により掻き落とし、回収ローラ３０３の下方に設置したトナー排出部材３０６へと落下させ、トナー排出部材３０６の回転により生ずる搬送作用によりクリーニング装置３００の装置外へ適宜排出する。
【００６３】
このような動作を行う公知のクリーニング装置及び画像形成装置を用いてクリーニング試験を行ったところ、以下のような結果を得た。
【００６４】
＜クリーニング試験３＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋトナーを用い、装置使用環境を下記の３環境とし、かつ転写電流を固定して単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験３の使用環境条件＞
（１）温度１０℃、湿度１５％
（２）温度２３℃、湿度６５％
（３）温度３０℃、湿度９０％
＜同転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１０Ω・ｃｍ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
【００６５】
結果は図５に示すように、環境条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ３０３への印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームの増加とともに増え、接触帯電ローラを汚染する。
【００６６】
＜第１実施例＞
本発明の第１の実施例を説明する。本例は、クリーニング入力トナーの帯電量を制御するクリーニング前処理手段を設けず、感光体等の像担持体に接触するブラシが１本ですむ簡単な構成で、かつプレチャージを必要としないブラシクリーニング装置を、起毛摺擦体あるいは静電回収体に印加する電圧を制御することにより入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御手段を有することにより構成するもので、クリーニング手段に入力するトナー極性を揃えるクリーニング前トナー帯電量制御手段が不要なので装置の簡略化を図りながら良好なクリーニング性を維持できるようにするものである。また既述のように転写条件、使用環境、現像トナー付着量、転写材の種類及びサイズによって転写残トナー帯電量が異なるために転写条件によって最適クリーニング電界が異なり、同一印加バイアスでクリーニングするのが困難である点を、条件に応じて回収ローラ印加電圧を制御することにより解決し、また転写残トナー帯電量が複数の因子により変動しても、精度良く制御が行えるようにするものである。さらには、クリーニング後の画像担持体へのトナー再付着防止や、トナーが不定形の場合にクリーニング余裕度が低下し、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない点を解決し、小粒径、球形トナークリーニング時に強い当接力でブレードクリーニングすると、像担持体の寿命が画像形成装置の寿命に対して短くなってしまう点や、画像形成装置の小型化で感光体に対向してクリーニング前トナー帯電量制御手段を設置することが困難な点等についても解決するものである。
【００６７】
上述のような本発明の第１実施例について、図１を再び参照して説明する。本例は、カラー画像形成装置の転写装置として、感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体に順次重ねあわせて一次転写した後、一次転写したトナー像を二次転写手段によって転写材上に一括して二次転写する、いわゆる中間転写方式を用いたものである。
【００６８】
既述のように、一次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御した一次転写電源８０１により、フルカラーコピー時には感光体ドラム１００から中間転写ベルト５０１への１色目転写電流をＩ１、二色目転写電流をＩ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩ３、Ｉ４として所定の大きさの電流又は電圧に制御した転写バイアスを供給するが、一次転写動作時において、例えばＩ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉ２、Ｉ３はそれぞれ２７μＡ、２９μＡというように各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とする。定電圧制御の場合は同様に、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とする。さらに、写真モードでの１色目転写電流をＩｐ１、２色目転写電位をＩｐ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｐ３、Ｉｐ４とし、文字モードでの１色目転写電位をＩｍ１、２色目転写電位をＩｍ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｍ３、Ｉｍ４とするとき、例えばＩｐ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉｍ１は２７μＡ、Ｖｐ２＝２７μＡとしたとすると、Ｖｍ２は２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉｐ１＜Ｉｍ１、Ｉｐ２＜Ｉｍ２、Ｉｐ３＜Ｉｍ３、Ｉｐ４＜Ｉｍ４とする。
【００６９】
上記の条件Ｉｐ１、Ｉｍ１、Ｉｐ２、Ｉｍ２、Ｉｐ３、Ｉｍ３、Ｉｐ４、Ｉｍ４にしたがって感光体ドラム１００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写した後、感光体ドラム１００の表面に残留している転写残トナーの帯電量分布は、これも既述のように、以下の４つの因子
（１）現像後の感光体上トナー付着量
（２）装置の使用環境（温湿度）
（３）転写電流（あるいは転写電位）
（４）直接転写の場合には転写紙の種類、サイズ
によってほぼ決まる。トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、帯電量分布の測定方法は既述の方法と同様であり、上記転写条件を固定すれば、ほぼ一定の値になる。従って、画質最適化のために行う一次転写電位制御において、実際に一次転写電位として印加する値をフィードバックし、予め上記（１）〜（３）の因子を可変し、一定条件下で測定しておいた転写残トナー帯電量分布に対応した最適クリーニング電界を形成する回収ローラ印加電圧を求めて作成したテーブルにしたがって、回収ローラ３０３に電圧を印加することで、転写条件の変化に対応した良好なクリーニング性能を発揮することができるようになる。
【００７０】
このようにして作成した制御テーブルを図６に示す。この図６をもとに、一次転写電流、文字モード／写真モードのどちらかの検知結果、温度、湿度を検知し、最適な回収ローラ電圧を印加することによって、その時の感光体ドラム１００上の残トナーの帯電量分布に合わせた最適な電界を形成することができる。すなわち、常時良好にクリーニングすることが可能となる。
【００７１】
一次転写電流の検知方法は、例えば転写装置が行う制御の中で一次転写電流の印加テーブルを元にして一次転写ベルトに印加される電流値を同様に回収ローラ印加のための情報として回収ローラ印加電圧制御部にフィードバックすることにより検知できる。このようにすると、クリーニング装置制御のための一次転写電流検知手段を特に設ける必要がない。
【００７２】
画像形成装置がデジタルコピー機の場合を説明する。デジタルコピー機においては、印字要求品質により原稿の種類を図示しない操作パネル上から選択する場合がある。原稿の種類としては、例えば文字や線画が中心である文字原稿の場合のようなライン画像重視の「文字モード」と、中間調を基調としたドット画像重視の「写真モード」という２つのモードを選択可能とし、いずれかのモードを選択されると作像時に現像バイアスを可変することによって高品質な画像を得ようとするものである。そして、２つのモードのどちらを選択したかの情報を回収ローラ印加電圧制御部に伝えて制御するが、本例では、回収ローラ印加電圧の制御はクリーニング装置を装着する画像形成装置の制御部によって行うものとする。
【００７３】
そのような制御部の構成を図７に示す。図７において、制御部３０は、ＣＰＵ３１を中心にＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ／Ｏインターフェイス３４、３５、図示せぬタイマ等により構成してある。Ｉ／Ｏインターフェイス３４には、操作パネルの操作部３６に設けた検知スイッチ（図示せず）を接続する。Ｉ／Ｏインターフェイス３５には、回収ローラ／ブラシ駆動モータ３７、クリーナ制御板３８を介した高圧電源５５、温湿度検知手段３９、転写電流検知手段４０等を接続する。上述した回収ローラ印加電圧制御テーブルは、制御部３０のＲＯＭ３２内に格納しており、作像動作が開始されると原稿種類を検知し、次いで温湿度検知手段３９の出力値を検知し、最後に一次転写電流の検知値に応じてＣＰＵ３１が回収ローラ印加電圧制御テーブルから最適な回収ローラ３０３への印加電圧を読み出し、制御信号をクリーナ制御板３８に出力して高圧電源５５を制御する。
【００７４】
なお本例では、温湿度検知を行って回収ローラ印加電圧を制御しているが、温湿度によって転写残トナー帯電量分布が変動しないトナー、転写手段を用いた場合や、あるいは画像形成装置内に温湿度を一定に保つ温湿度制御装置を設けている場合等、検知を必要としない場合には、温湿度検知結果を除いた制御を行ってもよい。またあるいは、温湿度条件によってのみ感光体上転写残トナー帯電量分布が大きく変動し、転写条件の変動による感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がほとんどない場合には、温湿度検知結果と原稿モードの選択結果による回収ローラ印加電圧制御を行ってもよい。また、前述した直接転写方式の場合には、操作パネルで操作者が選択した転写紙種類、サイズによって感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がある場合があるので、その場合には異なる転写紙種類、サイズ条件も加味した条件で回収ローラ印加電圧制御テーブルを作成し、参照すればよい。
【００７５】
ファーブラシ３０２は、感光体ドラム１００に対して速度差をもってカウンター方向に接触するように設置してある。ファーブラシ３０２が感光体ドラム１００とのニップ部で順方向に回転すると、像担持体からブラシが離れた瞬間にたわんでいたブラシ毛が元の形に戻るときの変形の衝撃でブラシに一旦付着したトナーが飛散し、像担持体へのトナー再付着することを防止するためである。
【００７６】
そして、円形度０．９０のトナーと円形度０．９６のトナーと円形度０．９９のトナーとで同じ方法で感光体ドラム１００上に作像し、転写した後の感光体ドラム１０１上の残トナーの比較実験を行い図８に示す結果を得た。ただし、トナーの円形度は、円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長とした。同じ作像条件（帯電、露光、現像）で感光体ドラム１００上にベタ画像を作像したあと、一次転写バイアスローラ５０７に電圧を印加することにより中間転写ベルト５０１にトナー像を転写した。現像トナーの単位面積あたりの付着量は同じになるように現像バイアスを調整した。現像トナー付着量Ｍ１と中間転写ベルト５０１に転写された転写トナー付着量Ｍ２を既述の方法と同様にして吸引治具により測定し、転写残トナー付着量Ｍ３を算出してグラフにしたものが図８である。横軸は転写バイアスである。
【００７７】
図８からわかるように、感光体ドラム１００上に残った転写残トナー量は円形度が高いトナーほど少なかった。従って、クリーニング装置に入力されるトナー量は円形度が高いトナーのほうが少ないといえる。一般に、クリーニング装置に入力するトナー量は少ないほうが装置への負担が少なく、長寿命が図れるため、円形度が高いトナーを用いることにより、装置の長寿命化が図れることになる。
【００７８】
本実施例で使用したトナーは、有機溶媒中にウレア結合し得る変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂、着色剤を含有したトナー組成物を溶解あるいは分散させ、水系媒体中で粒子化するとともに重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られたトナーを用いた。なお、トナーの平均円形度を大きくし、いわゆる球形トナーを得る製造として既述の製造方法以外にも公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法があるので、これらを用いても良いし、従来の粉砕法で得られたトナーを熱処理により球形化処理する方法を用いてもよい。
【００７９】
次に、ファーブラシ等の起毛摺擦体あるいは回収ローラ等の静電回収体に印加する電圧を制御する具体例を図７をも参照しつつ詳細に説明する。
【００８０】
＜転写電界あるいは転写電流値に応じた制御＞
転写電流値あるいは原稿種類に応じた制御を行わない場合、既述のような４種類の転写電流条件下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム上転写残トナーをクリーニングしたときの、最適なクリーニング電圧は、既に図２で示したように異なった値となり、一定クリーニング電圧（例えば２００Ｖ固定）では良好なクリーニングができない。そこで、転写電流検知を行い、さらに後述の原稿種類に応じた制御を適宜行った場合の実施例を説明する。
【００８１】
本例においては、図２のようなデータ採取を行い、予め補正テーブルを作成し、画像形成動作毎等の所定のタイミングでこの補正テーブルに従った制御を行う。例えば転写電流１８〜３０μＡ、写真モード（現像Ｍ／Ａ：０．６ｍｇ／ｃｍ２）のときを基準の転写電流範囲及び原稿モードとする。制御部３０では、まず印加する転写電流に基づいて、そのときの環境について基準の転写電流の範囲内であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択したクリーニング印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。また、そのときの環境が基準の温湿度範囲内でない場合には、補正テーブルに基づき印加電圧を変更する。この補正テーブルはＲＡＭ３３に格納しておく。
【００８２】
＜温度、湿度検知に応じた制御＞
温度、湿度検知に応じた制御を行わない場合、既述のような３種類の温湿度環境下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム１００上の転写残トナーをクリーニングしたときの最適なクリーニング電圧は、図３のように１０℃−１５％、２３℃−６５％では２００〜３００Ｖとなったが、３０℃−９０％条件下では１００Ｖとなる。そこで、温湿度検知を行い、検知値に応じた制御を行った場合の実施例を説明する。
【００８３】
本例においては、画像形成動作毎等の所定のタイミングで、下記補正テーブルに従った制御を行う。すなわち、温度１０〜２３℃あるいは湿度５〜６５％の範囲ではクリーニング電圧を２００Ｖとし、温度２４℃以上あるいは湿度６６％以上の範囲ではクリーニング電圧を１００Ｖにすれば良好にクリーニングできることが予めの試験によって求められているので、これを補正テーブルし、ＲＡＭ３３に格納しておく。
【００８４】
温度１０〜２３℃あるいは湿度５〜６５％の温湿度条件を基準の温湿度範囲とするとき、制御部３０では、まず温湿度検知手段の検知結果に基づいて、そのときの環境について基準の温湿度範囲内であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択した印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。また、そのときの環境が基準の温湿度範囲内でない場合には、印加電圧を変更する。
【００８５】
＜原稿種類に応じた制御＞
既述のようにデジタルコピー機においては、「文字モード」と「写真モード」という２つのモードを持ち得るが、文字モードの場合は、ライン画像を忠実に印字するために写真モードに比べて単位面積あたりのトナー付着量が多くなるように現像バイアスが設定される。例えば、写真モードの場合の現像バイアス：−５００Ｖに対して、文字モードの場合は−５３０Ｖと設定する。これにより、１色のみの作像の場合（例えば白黒コピーの場合）、現像後の感光体上トナーＭ／Ａは写真モードで例えば約０．６ｍｇ／ｃｍ２、文字モードで例えば約０．７ｍｇ／ｃｍ２となる。さらに、現像Ｍ／Ａの違いのため、転写工程において異なる転写電流を印加する必要がある。現像後Ｍ／Ａが大きいほどトナーを中間転写ベルト５０１に転写させるのに必要な電界は多く必要になるため、写真モードの場合の転写電流値を２２μＡとしたとき、文字モードの場合の転写電流はそれより２μＡほど多く、２４μＡ必要となる。そのため、原稿モードの設定に応じて転写電流も可変させ得るようにする。原稿モード以外のその他の転写電流制御が行われない場合は、写真モードの場合は＋０μＡ、文字モードの場合は＋２μＡが通常設定してある転写電流（以後デフォルトの転写電流と呼ぶ）に加算する。本例ではデフォルトの転写電流は２２μＡとする。なお、温湿度検知を行って回収ローラ印加電圧を制御する以外の制御が可能なことも既述の通りである。
【００８６】
＜転写材の種類及びサイズに応じた制御＞
直接転写方式の画像形成装置の場合には、転写材搬送部材としての転写搬送ベルトに転写材としての用紙を担持し、像担持体としての感光体に対向する転写位置に用紙を搬送し、転写位置で感光体上の画像を用紙に転写するものが周知である。この装置において、転写位置の転写搬送ベルト移動方向上流側で用紙を転写搬送ベルトに担持するために、転写搬送ベルト及び用紙へ所定の電荷を付与する場合がある。この電荷付与により転写搬送ベルト及び用紙を帯電させ、転写搬送ベルトと転写材との間に静電吸着力を発生させ、転写搬送ベルトに用紙を担持する。転写搬送ベルトに電荷を付与する電荷付与方法としては、転写搬送ベルトに対して一定電流を供給する定電流制御を用いる方法と、転写搬送ベルトに一定電圧を印加する定電圧制御を用いる方法（例えば、特開平９−２１２０００号公報参照）がある。
【００８７】
このうち定電圧制御を用いる方法では、用紙の材質及び厚さが同一で温度及び湿度の環境条件も同一の場合、用紙のサイズが変わって転写搬送ベルトの幅よりも用紙の幅が小さくなったとしても、電流供給領域における電界強度が同じになる。従って、用紙への電荷付与量もほとんど変化せず、感光体上転写残トナー帯電量分布もあまり変動しない。一方、定電流制御を用いる方法では、用紙や転写搬送ベルトの電気抵抗が環境変動等で大きく変わったとしても付与電荷量がほぼ一定になる。従って、用紙の材質又は厚さが変化したり、温度又は湿度の環境条件が変化したりしても、用紙を確実に静電吸着で担持して搬送することができる。ところが、この定電流制御を用いる方法において、転写搬送ベルトの幅よりも狭い幅を有するとともにサイズが異なる複数種類の用紙を使用しようとすると、電源から供給される全電流に対する、転写搬送ベルトの用紙が接している部分（以下、「紙部」と言う。）に供給される電流の比率が大きく減少してしまう。そのため、このような転写装置を用いた場合、操作パネルで操作者が選択した転写紙種類、サイズによって感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がある場合がある。
【００８８】
具体的には、用紙と感光体の接触ニップ部での感光体軸方向の接触長さによって感光体と用紙との間に流れる電流が異なるため、感光体上転写残トナー帯電量分布が変動する。この場合、異なったサイズ／通紙方向（Ａ３縦、Ａ４縦、Ａ４横、Ｂ５縦通紙）で用紙を通紙し、トナー像を転写したとき、４種類のサイズ／通紙方向条件下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム上転写残トナーをクリーニングしたときの最適なクリーニング電圧は、表５のようになり、一定クリーニング電圧（例えば２００Ｖ固定）では良好なクリーニングができない。そこで、用紙サイズ、通紙方向にしたがったクリーニング電圧制御を行った場合の実施例を説明する。
【００８９】
本例においては、表５のようなデータ採取を行い、予め補正テーブルを作成し、画像形成動作毎等の所定のタイミングでこの補正テーブルにしたがった制御を行う。例えばＡ４横通紙のときを基準の用紙サイズ・方向とすると、制御部３０はまず、操作部で操作者が選択した用紙サイズ及び通紙方向、あるいは周知の方式による自動紙サイズ、方向検知結果に基づいて基準の用紙サイズ・方向であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択したクリーニング印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。一方、そのときの紙サイズ・方向が基準の紙サイズ・方向でない場合には、補正テーブルに基づき印加電圧を変更する。この補正テーブルはＲＡＭ３３に格納しておく。
【００９０】
＜第２実施例＞
本発明の第２の実施例を説明する。本例は、原稿によって転写後像担持体の表面電位が異なるので、場所によって起毛摺擦体と像担持体との電界差が発生し、像担持体軸方向でクリーニング性良／不良が発生しやすく、またライン画像を形成した場合のエッジ電界が強く、転写残トナーがクリーニングされにくいので、クリーニング手段の前工程として像担持体に対向して除電手段を有するものとし、原稿濃度差による像担持体表面電位差を低減し、またライン画像形成時のエッジ電界を低減して、あらゆる原稿に対応して良好にクリーニングすることができるようにするものである。
【００９１】
先に説明した図１の例あるいは図２の例において、図示は省略するが、像担持体である感光体ドラム１００とクリーニングブラシ（ファーブラシ３０２）の接触位置よりも回転方向の下流側で帯電手段（帯電チャージャ２００）よりも上流側に除電手段を設ける。除電手段としては、ブラシを用いても良いが、除電ランプ等をも用い得る。
【００９２】
例えば多色のカラートナーを重ねることによってカラー画像を得る場合等、１色の現像後のトナー付着量が異なると、同じ転写電流を印加した場合に転写後の感光体表面電位が異なる。そこで、感光体ドラム１００の軸方向でクリーニングブラシと対向する感光体ドラム１００上の位置では、その軸方向で表面電位に差が生じることがある。そこで、クリーニングブラシとの接触前に感光体ドラム１００の除電を行うことにより、感光体とブラシニップ部での感光体表面電位差を低減し、ニップ部全域にわたり良好なクリーニング性を得ることができるようにする。また、文字、細線のライン画像作像時は、非画像部との境界にエッジ電界と呼ばれる強い電界が発生し、トナーが強固に感光体に付着していることが知られている。エッジ電界が強い場合、エッジ部だけクリーニング残トナーとして感光体ドラム１００上に残る場合がある。これを防止するために、エッジ電界が存在するような画像形成時には特に、除電による感光体とブラシニップ部での表面電位均一化が有効である。
【００９３】
＜第３実施例＞
感光体ドラム１００の非画像部に付着した地汚れトナーの転写残トナーは＋極性で高電荷となりやすく、＋極性の電界でクリーニングできないし、静電回収体の電源として−極性電源を設けるとコストアップとなる。そこで本例は、非接触ローラ帯電方式で−極性に帯電し、図４の例では現像装置４５０で回収するものである。静電回収体の電源として−極性電源を設けなくても、＋極性で高電荷のトナーを感光体ドラム１００から除去でき、かつ帯電チャージャ２００をトナーで汚染することがない。
【００９４】
図９で本実施例で用いる帯電チャージャ２００を説明する。帯電ローラ２０１は、導電性基体２０２の周囲に抵抗層２０３を設けて構成してある。導電性基体２０２は、直径が例えば８〜２０ｍｍのステンレス製の円筒である。また抵抗層２０３は、例えばエピクロルヒドリンゴム層とその表面を覆う樹脂の表面層からなる。抵抗層２０３には、４フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂を主成分とした、厚み３０〜７００μｍ、表面粗さＲｚが０．２〜２μｍ程度の樹脂チューブを用いてもよいし、その他の均一な帯電を行うことが可能な材料を用いてもよい。
【００９５】
この帯電ローラ２０１は、その表面が感光体ドラム１００の表面にと同じ方向に移動するようになっており、その長手方向（軸方向）の寸法が最大画像幅Ａ４横（約３００ｍｍ）よりも少し長く設定してある。また帯電ローラ２０１は、その長手方向両端部にスペーサ（図示せず）を設けてあり、これらスペーサを感光体ドラム１００両端部の非画像形成領域に当接させることで、感光体ドラム１００表面の被帯電面と帯電ローラ２０１表面の帯電面との間の空隙Ｈを、その最近接部での距離が５〜１００μｍになるように保持している。この最近接距離は、さらに好ましくは、１０〜７０μｍ、例えば５０μｍ等の値となるように設定するとよい。
【００９６】
帯電ローラ２０１には、帯電用の電源２０４が接続してある。これにより、感光体ドラム１００表面の被帯電面と、帯電ローラ２０１表面の帯電面との間の空隙Ｈでの放電によって被帯電面を均一に帯電する。電源２０４からの印加バイアスには定電流制御したＤＣ電圧を用いることが好ましい。ＤＣ電圧印加時のほうがＡＣ重畳タイプに比較して、放電生成物の発生量は少ないので、ＤＣ電圧を印加して帯電を行うのが良い。もちろん、印加バイアスは、必要に応じてＡＣ重畳タイプを用いてもよい。また、必要に応じて定電圧制御にしてもよい。
【００９７】
帯電ローラ２０１の硬度は、例えばＪＩＳ−Ａで３０〜８０度程度とするが、感光体ドラム１００に接触させる必要がないので、その耐久性を考慮すると、６０〜８０度もしくはそれ以上の硬度でもよい。帯電ローラ２０１には、トナーやシリカや紙粉を帯電ローラから除去するための除去部材が押し当ててある。シリカや紙粉を除去するための除去部材には、例えば導電性のスポンジ、導電性ゴム、導電性ブラシを用い得るが、これに限定はされない。
【００９８】
先に実施例１について記したような、画像形成後にクリーニングを行った際に微量のトナーが残留することがあったときに、接触帯電ローラでは帯電ローラの表面にトナーが付着し、帯電不良を引き起こす原因となるが、本例のように非接触・近接放電方式の帯電ローラでは像担持体である感光体ドラム１００に残ったトナーがあっても帯電ローラ２０１の表面に付着することがないので、帯電ローラ２０１のトナー汚れを防止することができ、それによる帯電不良を引き起こすことがない。なお、微量に残ったクリーニング残トナーは帯電工程通過後に正規極性に帯電させ、現像装置４５０に戻すかあるいは再度クリーニング装置３００に入力、回収することになる。
【００９９】
さらに、温湿度変動や現像剤の経時劣化等が原因で本来トナー付着のないはずの非画像部にトナーが付着したり、カブリや地肌汚れとも呼ばれる現象が生じたりする。非画像部に付着したトナーは非画像部電位絶対値が高い場合、例えば図１の例では中間転写ベルト５０１との間に高電位差が発生し、トナーの極性が反転しやすく、さらにその帯電量の絶対値も大きくなることが多い。クリーニングブラシの回転摺擦により機械的に除去されるトナーがほとんどであるが、高帯電量のため感光体との付着力が大きく、クリーニングされないトナーも存在する。このような場合にも、接触帯電ローラだと帯電ローラ表面にトナーが付着し、帯電不良を引き起こす原因となるが、本例のように非接触・近接放電方式の帯電ローラ２０１では感光体ドラム１００や中間転写ベルト５０１に残ったトナーがあっても帯電ローラ２０１の表面に付着することがないので、帯電ローラのトナー汚れを防止することができ、それによる帯電不良を引き起こすことがない。なお、この場合も、微量に残ったクリーニング残トナーは帯電工程通過後に正規極性に帯電させ、現像装置に戻すかあるいは再度クリーニング装置に入力、回収する。
【０１００】
＜第４実施例＞
本発明の第４の実施例を説明する。本例は、ユーザーメンテナンス性の向上を図り、クリーニング装置をプロセスカートリッジに搭載することで、ユーザーメンテナンス性が高く、長期にわたり異常画像の発生しない画像形成装置を得るものである。
【０１０１】
図１０は、本発明のクリーニング装置を含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１０において、ＰＵはプロセスカートリッジ全体を示す。本例においては、感光体ドラム１００、帯電チャージャ２００、現像装置４５０及びクリーニング装置３００等の構成要素のうち、複数のものをユニット化して一体構成とし、このプロセスカートリッジＰＵを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。その他の構成、動作については先に説明した実施形態と共通するので説明は省略する。
【０１０２】
＜第５実施例＞
本発明の第５の実施例を説明する。本例は、感光体の長寿命化を図るために像担持体をアモルファスシリコン感光体とする。アモルファスシリコン系の表面層を有する感光体を使用すると、感光体表面の経時的な磨耗をなくし、あるいは磨耗量を極く少なくでき、感光体の寿命を延ばすことができる。
【０１０３】
使用するアモルファスシリコン感光体としては、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成したものを用い得る。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にアモルファスシリコン堆積膜を形成したものが好適である。
【０１０４】
＜第６実施例＞
本発明の第６の実施例を説明する。本例も、感光体の長寿命化を図るために像担持体をフィラーを分散させることによって強化された感光体とするものである。すなわち、導電性基体上に直接または中間層を介して感光層を有する感光体において、この感光層が少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質と粒子状物質を含有し、このような感光層の粒子状物質が導電性基体側より最も離れた表面側の含有率を多くすることにより、耐摩耗性の向上、電気特性の安定化を達成し、高感度、高耐久の感光体を得るものである。
【０１０５】
本例の潜像担持体の基本的構成は、導電性支持体、潜像担持層、粒子状物質を含有した表面層からなる。潜像担持層としては帯電可能な電気絶縁性で有ることが必要であるが、非光導電性の誘電層又は光導電性を有した感光層が使用可能で有る。
【０１０６】
＜粒子状物質含有表面層の作製法＞
粒子状物質は、バインダー樹脂、低分子電荷輸送物質、及び高分子電荷輸送物質と粉砕、分散し、塗工する。粒子状物質含有表面層中の粒子状物質の含有量は、５〜５０重量％で、好ましくは１０〜４０重量％とする。１０重量％以下であると耐摩耗性はあるものの十分でなく、５０重量％以上であると感光層の透明性が損なわれ得る。平均粒径は、０．０５〜１．０μｍ、好ましくは０．０５〜０．８μｍに粉砕、分散する。
【０１０７】
＜使用材料の具体例＞
本例に用いる粒子状物質としては、表面層の構成樹脂より堅い粒子状物質であれば使用可能であり、無為物質、有機物質が使用可能である。例えば、酸化チタン、シリカ、酸化錫、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化ケイ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の金属酸化物が挙げられるが、特に良好なものとして、酸化チタン、シリカ、酸化ジルコニウム等を挙げ得る。これら粒子状物質は、分散性向上等の理由から無機物、有機物で表面処理してもよい。一般に、撥水性処理したものとして、シランカップリング剤で処理したもの、あるいはフッ素系シランカップリング剤処理したもの、高級脂肪酸処理したもの、無機物処理としてはフィラー表面をアルミナ、ジルコニア、酸化スズ、シリカ処理したものが使用可能である。
【０１０８】
なお以上説明してきた各実施例で像担持体として感光体ドラムを用いた例については、他の形状の像担持体を用いるものにも適用することができる。例えば、二つのローラ間に張架され、無端移動する感光体ベルトを用いる装置にも適用することができる。さらに、中間転写体として、ベルト以外の形状の中間転写ドラム等の中間転写体を用いるものにも適用することができる。中間転写体の電気的特性（体積抵抗率、表面抵抗率等）、厚さ、構造（単層、二層、それ以上の複層）、材料、材質等は、作像条件等により適切なものを種々選択して採用することができる。また、感光体ドラムの帯電電位が負極性であり、二成分系現像剤を用いた反転現像方式を採用する現像器を備えている場合について説明したが、本発明は、感光体の帯電電位が負極性であるものに限定されることなく、また、一成分現像剤を用いたものや正規現像方式を採用したものにも同様に適用することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明に係るクリーニング装置、これを用いた画像形成装置、クリーニング方法、及びこれを用いた画像形成方法は、以上説明してきたように、プレチャージを必要としないブラシクリーニングを行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー複写機の画像形成部の概略構成図である。
【図２】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（温度２３℃、湿度６５％）。
【図３】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（３環境）。
【図４】転写装置として直接転写方式を用いた場合のモノクロ画像形成装置を示す図である。
【図５】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（３環境）。
【図６】回収ローラ印加電圧制御テーブルを示す図である。
【図７】画像形成装置がデジタルコピー機の場合の制御部の構成を示す図である。
【図８】トナーと円形度と転写残トナー量の関係を示す図である。
【図９】第３実施例で用いる帯電チャージャの説明図である。
【図１０】本発明のクリーニング装置を含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】転写残トナーの帯電量分布を示す図である。
【符号の説明】
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４、３５ Ｉ／Ｏインターフェイス
３６ 操作部
３７ 回収ローラ／ブラシ駆動モータ
３８ クリーナ制御板
３９ 温湿度検知手段
４０ 転写電流検知手段
５０ 転写装置
５１ 転写ベルト
５２ 駆動ローラ
５３ 従動ローラ
５４ バイアスローラ
５５ 高圧電源
５６ 接触板
５７ 転写制御板
５８ ベルトクリーナ
１００ 感光体ドラム
２００ 帯電チャージャ
３００ 感光体クリーニング装置
３０２ ファーブラシ
３０３ 回収ローラ
３０５ クリーナ用電源
３０４ スクレーパ部材
３０６ トナー排出部材
４００ リボルバ現像ユニット
４５０ 現像装置
５００ 中間転写装置
５０１ 中間転写ベルト
５０２ プレ転写チャージャ
５０７ 一次転写バイアスローラ
５０８ ベルト駆動ローラ
５０９ ベルトテンションローラ
５１０ 二次転写対向ローラ
５１１ クリーニング対向ローラ
５１２ ベルト除電ローラ
５１３ ベルト除電ブラシ
５１４ ブラシローラ
６００ 紙転写装置
６０１ 二次転写ベルト
６０５ 二次転写バイアスローラ
７００ 定着装置
７０１ 定着ローラ対
８０１ 一次転写電源
８０４ 除電用電源
ＰＵ プロセスカートリッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置及び画像形成方法と、それに用いるクリーニング装置及びクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の画像形成装置については、高画質化の要望が高まり、使用するトナーが小粒径化傾向にある。それに伴い、作像後の感光体等の像担持体上に残留したトナーを除去する手段ついて改良が求められるようになってきている。
【０００３】
トナーを除去する手段として主に用いられているブレードクリーニング方式は、ゴムブレードを感光体に当接させてトナーを除去するので、ブレードと感光体表面の密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまい、クリーニング性が低下しやすく、それを防ごうとしてブレードを強い当接圧で感光体に押し付けると、ブレードのめくれが発生してクリーニング性を低下させる原因になるとともに、感光体を削りながらクリーニングすることになり、感光体の耐久性を損なうことがある。またブレードクリーニングは、転写性が良いとされている球形トナーに対しては粉砕（異型）トナーに対するクリーニング性より劣ることが良く知られている。
【０００４】
一方、感光体の表面膜削れを軽減し、小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも確実なクリーニング性を備え得るクリーニング方式として、ブラシクリーニング方式がある。この方式には、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナーを回収する回収ローラを設け、回収ローラからゴムブレード等の手段でトナーを除去する構成としたものがある。この方式の場合、回収ローラ、あるいは回収ローラとブラシ両方に電圧を印加し、静電気力でクリーニングするため、球形トナー使用時には有利である。しかし、一般的に転写工程では現像後にトナー極性と逆極性の電圧を印加するため、転写後に感光体に残ったトナーは現像後でもトナー極性のままのトナーと、逆極性に帯電したトナーあるいは無帯電トナーの混合物となっていることが知られており、これがクリーニング性を低下させることになる。
【０００５】
また近年、高画質化のニーズの高まりに対応すべく、使用環境、原稿種類、転写材種類等によって転写条件を制御し、あらゆる条件で最良の印刷品質を保つ技術が開発されているが、そのため転写しきれずに感光体上に残ったトナーの帯電量分布もまた多岐にわたっている。
【０００６】
そのような事態が生じる画像形成装置の例としてカラー複写機を説明する。カラー複写機では、感光体に形成した各色成分のトナー像をいったん中間転写体上で重ね合わせた後に転写材に転写する方式が多い。このような装置での画像形成プロセスは、主として以下のようなものである。まず、感光体の表面を主帯電チャージャにより帯電させ、感光体表面上に色分解された原稿の光学像を投影して静電潜像を形成する。この静電潜像を、感光体表面と逆極性に帯電している第一色目のトナーで現像し、感光体表面に第一色トナー像を形成する。形成した第一色トナー像は、感光体に当接しかつ第一色トナーと逆極性に帯電している例えばベルト状の中間転写体に一次転写する。第一色トナー像の一次転写後、感光体表面に残存する第一色トナーを清掃し、感光体表面を除電する。これによって、第一色目のトナーについての現像、一次転写ステップを終了する。このステップを、第二色目以降のトナーについても繰り返し、最終的に中間転写体上にはカラー画像を完成させるのに必要な各カラートナーについてのトナー像を順次重畳した重畳トナー像を形成する。この重畳トナー像を、トナーと逆極性に帯電した転写材に二次転写し、その後に定着処理をすることによって、転写材上にカラー画像を形成する。
【０００７】
ところが、上述のように第一色トナー像を一次転写した中間転写体にさらに第二色トナー像、第三色トナー像を順次重畳させて重畳トナー像を形成する際、これらのトナーがすべて同極性に帯電しているため、それらが相互に反発しあうことによって画像欠陥、例えば文字や線の周辺におけるトナーの飛散（画像のにじみ）、中間転写体上のトナーが感光体上へ逆転写されることによる抜け部分の発生等が生じて画質が低下することがある。そのため、一次転写の際の転写電位が各色成分ごとに順次大きくなるように一次転写バイアスを制御する手段を有するカラー画像形成装置が提案されている。また、形成する画像の画像面積とトナー付着量との関係に応じて一次転写バイアスを制御することが画質に有利であることも知られており、形成すべき画像の種類に応じて画像形成モードを切り替え得るカラー画像形成装置がある。この装置では、例えば、文字や線画像の形成を主目的とした画像形成モードである文字モードと、ベタやハーフトーン画像の形成を主目的とした画像形成モードである写真モードとを少なくとも有するものがあり、このようなカラー画像形成装置では、選択した画像形成モード毎に一次転写バイアスを制御して一次転写時の転写電位を切り替えるものがある。そのような制御を行う際には、文字や線等画像面積に対するトナー付着量の多い画像の形成を主目的とする文字モードの場合に、写真等のベタやハーフトーンを多く含む画像の形成を主目的とする写真モードの場合よりも一次転写バイアスを大きくすることが知られている。
【０００８】
そして、以上のような転写条件の制御を行うと、転写しきれずに感光体上に残ったトナーが種々の帯電量分布をもつようになる。そこで、ブラシクリーニング方式等の静電気力でクリーニングするシステムについては、トナーの帯電量分布が異なる場合、
（１）クリーニングブラシに入力するトナーが正負極性混在していることを考慮して正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した２本のブラシを並べ、各極性トナーごとにクリーニングする方法、
（２）ブラシ入力前トナーにプレチャージを行い、トナーを正負どちらかの極性に揃えてからクリーニングを行う方法（例えば特許文献１参照）、
等が提案されている。
【０００９】
また、環境条件（温湿度）を検知し、検知結果をクリーニング条件にフィードバックする方法も提案されている。この方法は、使用しているブラシの抵抗が温湿度条件で異なるので、クリーニング電界を一定に保つようにしているものである。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１１９６８４号公報
【特許文献２】特開平４−２９２８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしならが、上記（１）の方法は２本のブラシの他にそれに付帯するブラシからのトナー回収装置もブラシごとに必要となり、そのために装置が大型化してしまうという欠点がある。また上記（２）の方法は、オゾンが発生するという欠点がある。さらに特許文献２に開示されている技術については、温湿度でブラシ抵抗がほとんど変わらないブラシを作成してクリーニング実験を行ってみても、低温低湿と高温高湿条件下で比較すると、クリーニング前帯電が無い場合には一定のバイアス条件では感光体ドラムの表面に残留している転写残トナーをクリーニングすることは困難であることがわかっている。これは、ブラシと感光体間の電界を一定に保つだけでは毎回異なる感光体上残トナー帯電量分布のトナーをクリーニングできないということを意味している。転写残トナー帯電量分布は感光体帯電電位、トナー、転写ベルト抵抗が一定の場合でも、
（１）現像後の感光体上トナー付着量
（２）装置の使用環境（温湿度）
（３）転写電流（あるいは転写電位）
（４）直接転写の場合には転写紙の種類、サイズ
等の因子によって変動するためである。
【００１２】
なお、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、帯電量分布の測定方法は以下のとおりである。まずトナーパッチパターンを感光体上に作像し、現像、転写の各プロセス終了後に複写機本体の主電源スイッチを強制的にＯＦＦとし、感光体上に形成されたトナー像を吸引治具を用いてエアーポンプで吸引しながら、そのトナーのクーロン量をクーロンメータ（ケスレー社製：商標エレクトロメータ ６１７）により測定し、吸引治具により吸引したトナーの重量とクーロン量から単位重量あたりのトナー電荷量（μＣ／ｇ）を算出する。転写残トナー個々の帯電量を測定すると、それらのトナーは単一帯電量トナーの集合体ではなく、図１１に示すように、帯電量に分布を持つ。なお図１１のＱ／ｄ分布は、ホソカワミクロン株式会社製Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザ（商標）で測定した。この分布には繰り返し誤差はあるものの、同一中間転写体を用い、転写の上記（１）〜（３）の条件が固定されればほぼ一定の値になることがわかっている。
【００１３】
本発明は、上記従来の諸問題点にかんがみてなしたもので、球形トナー、小粒径トナーを使用した場合でも像担持体の膜削れ量を低減しつつ、像担持体に接触するブラシが１本ですむ簡単な構成で済み、かつプレチャージを必要としないブラシクリーニングを行えるクリーニング装置とこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るクリーニング装置は、上記目的を達成するために、画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体と、該起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させて回収する静電回収体と、少なくとも上記静電回収体に電圧を印加する電圧印加手段と、上記静電回収体からトナーを除去する除去手段とを有するクリーニング装置において、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御手段を有することを特徴とする。
【００１５】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１６】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、上記クリーニング電界制御手段が、上記温度及び湿度検知手段の出力値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１８】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御する。
【００１９】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、少なくとも上記温度及び湿度検知手段による温度及び湿度の検知値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで上記クリーニング電界制御手段が決定する上記静電回収体への印加電圧データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし６のいずれかのクリーニング装置において、上記起毛摺擦体の移動方向を、上記像担持体とのニップ部において、上記像担持体移動方向と逆方向としてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項８に係るプロセスカートリッジは、上記目的を達成するために、像担持体と、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置を一体に支持し、画像形成装置に対して着脱自在としてなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項９に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記クリーニング装置によるクリーニングの前工程として上記像担持体の除電を行う除電手段を、上記像担持体に対向設置してなることを特徴とする。
【００２３】
同請求項１０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする。
【００２４】
同請求項１１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする。
【００２５】
同請求項１２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１１のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、粒子の平均円形度が１．０〜０．９６であるものを用いることを特徴とする。
【００２６】
同請求項１３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１２のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段を少なくとも４つ以上備えてカラー画像形成可能としてなることを特徴とする。
【００２７】
同請求項１４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコンからなる表層を備えることを特徴とする。
【００２８】
同請求項１５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体が粒子状物質を含有する表層を備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項１６に係るクリーニング方法は、上記目的を達成するために、画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させ、電圧を印加した静電回収体で回収し、該静電回収体からトナーを除去するクリーニング方法において、クリーニング前処理としてクリーニング入力トナーの帯電量を制御することを行わずに、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
同請求項１７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３１】
同請求項１８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、検出した温度及び湿度に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３２】
同請求項１９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３３】
同請求項２０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とする。
【００３４】
同請求項２１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、温度及び湿度の値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで行うことを特徴とする。
【００３５】
同請求項２２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１６ないし２１のいずれかのクリーニング方法において、上記起毛摺擦体を、上記像担持体とのニップ部において上記像担持体移動方向と逆方向に移動させることを特徴とする。
【００３６】
本発明の請求項２３に係る画像形成方法は、上記目的を達成するために、請求項１６ないし２２のいずれかのクリーニング方法を用いる画像形成方法であって、上記の前工程として上記像担持体に対向設置した除電手段により上記像担持体の除電を行うことを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下本発明の実施の形態及び実施例を図面を参照して説明する。
まず、中間転写方式の画像形成装置に適用した例によりクリーニング入力前までを説明する。本例では、カラー画像形成装置の転写装置として、感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体に順次重ねあわせて一次転写した後、この一次転写したトナー像を二次転写手段によって転写材上に一括して二次転写するいわゆる中間転写方式を用いた場合について説明する。
【００３８】
図１は、カラー複写機の画像形成部の概略構成図である。このカラー複写機は、図１に示す画像形成部のほか、図示しないカラー画像読取部（以下、カラースキャナと言う。）、給紙部及び制御部等で構成してある。カラースキャナは、原稿のカラー画像情報を、例えば赤、緑、青（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ：以下ではそれぞれ「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」と言う。）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。このカラースキャナで得たＲ、Ｇ、Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとに、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、黒（Ｂｌａｃｋ：以下では「Ｂｋ」と言う。）、シアン（Ｃｙａｎ：以下では「Ｃ」と言う。）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ：以下では「Ｍ」と言う。）、黄（Ｙｅｌｌｏｗ：以下では「Ｙ」と言う。）のカラー画像データを得る。
【００３９】
図１の画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム１００、帯電手段としての帯電チャージャ２００、ファーブラシ、回収ローラ、回収ブレードからなる感光体クリーニング装置３００、露光手段としての図示しない書き込み光学ユニット、現像手段としてのリボルバ現像ユニット４００、中間転写装置５００、二次転写装置である紙転写装置６００、及び定着ローラ対７０１を用いた定着装置７００等で構成してある。感光体ドラム１００は、図中矢印で示すように反時計方向に回転する。感光体ドラム１００の周りには、帯電チャージャ２００、リボルバ現像装置４００、中間転写装置５００の中間転写体としての中間転写ベルト５０１、感光体クリーニング装置３００が配置してある。
【００４０】
リボルバ現像ユニット４００は、Ｂｋトナーを用いるＢｋ現像器４０１、Ｃトナーを用いるＣ現像器４０２、Ｍトナーを用いるＭ現像器４０３、Ｙトナーを用いるＹ現像器４０４、及び装置全体を反時計回りに回転させる現像リボルバ駆動部等で構成してあり、コピー動作が開始すると、形成すべき画像に応じて現像に使用する現像器を感光体ドラム１００との対向位置へ移動させ、静電潜像形成後に１色目トナーで現像する。１色目の画像の後端部が現像位置を通過した後、リボルバ現像装置４００が回転し、次色トナーにより静電潜像を現像する。
【００４１】
中間転写装置５００は、一次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、二次転写対向ローラ５１０、クリーニング対向ローラ５１１、及び一次転写前除電手段としてのベルト除電ローラ５１２に張架した中間転写体としての中間転写ベルト５０１等で構成してある。各ローラは導電性材料で形成してあり、一次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラは接地してある。一次転写バイアスローラ５０７には、定電流又は定電圧制御した一次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御した転写バイアスを供給する。中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータで回転駆動するベルト駆動ローラ５０８により、図中矢印方向に回転駆動する。中間転写ベルト５０１の周りには、トナー像を転写材としての転写紙に転写する前に、中間転写ベルト５０１上のトナー像を均一に帯電するプレ転写チャージャ（以下、「ＰＴＣ」と言う。）５０２、紙転写装置６００の転写材担持体としての二次転写ベルト６０１、二次転写電荷付与手段としての二次転写バイアスローラ６０５、中間転写体除電手段及び中間転写体クリーニング手段を兼用した導電性ブラシ部材としてのブラシローラ５１４等が対向するように配設してある。ブラシローラ５１４には二次転写後の中間転写ベルト５０１の表面電位と同極性の直流電圧が除電用電源８０４により印加してある。
【００４２】
感光体ドラム１００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下、「一次転写部」と言う。）では、一次転写電荷付与手段としての一次転写バイアスローラ５０７及びベルト除電ローラ５１２で中間転写ベルト５０１を感光体ドラム１００側に押し当てるように張架し、このことによって感光体ドラム１００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成してある。そして、ニップ部の中間転写ベルト５０１の内周面には、一次転写部除電手段としての接地したベルト除電ブラシ５１３が当接している。
【００４３】
上記構成のカラー複写機における画像形成動作を説明する。画像形成サイクルが開始すると、まず感光体ドラム１００が図示しない駆動モータによって矢印の反時計方向に回転し、帯電チャージャ２００はコロナ放電によって感光体ドラム１００を負電荷で約所定電位に一様帯電させる。そして、書き込み光学ユニットにより、Ｂｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行い、静電潜像を形成する。そして前述したように１色目の現像を行い、中間転写ベルト５０１を図中矢印で示すように時計回りに駆動ローラによって回転させる。中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成を順に行い、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト５０１上に重ねてトナー像を形成する。なお以下では、感光体ドラム１００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写を「ベルト転写」と言う。
【００４４】
中間転写ベルト５０１には、表層、中間層、ベース層からなる多層構造のベルト材で構成してあるものや、単一層構造のベルト材で構成してあるものがある。多層構造のものとしては、例えば、表層は厚さ１μｍ程度の絶縁層で形成し、中間層はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）からなる厚さ７５μｍ程度の絶縁層（体積抵抗率：約１０１３Ωｃｍ）で形成し、ベース層は、ＰＶＤＦ及び酸化チタンからなる厚さ７５μｍ程度の中抵抗層（体積抵抗率：１０８〜１０１１Ωｃｍ）で形成したものがある。これを、例えば、厚さ０．１５ｍｍ、幅３６８ｍｍ、内周長５６５ｍｍとし、その移動速度を２５０ｍｍ／秒に設定し、その全体の体積抵抗率を測定したところ、１０７〜１０１４Ωｃｍであった。体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載してある測定方法を用い、電圧１００Ｖを１０秒間印加して測定したものである。また、上記のような中間転写ベルト５０１の表層側の表面における表面抵抗率を、油化電子株式会社製の抵抗測定器ハイレスターＩＰ（商標）で測定したところ、１０７〜１０１４Ωｃｍであった。この表面抵抗率は、上記抵抗測定機を用いるほか、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載してある表面抵抗測定法で測定することもできる。
【００４５】
上記のような中間転写ベルト５０１に、感光体ドラム１００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合わせして転写する。これにより、中間転写ベルト５０１上には最大で四色を重ね合わされたトナー像（重畳トナー像）を形成する。この中間転写ベルト５０１上の重ね合わせトナー像は、ＰＴＣ５０２で均一に帯電させた後、レジストローラ対で転写紙とトナー像のレジスト合わせを行った後、次の二次転写工程において二次転写バイアスローラに印加した転写バイアスで形成した転写バイアスにより一括転写する。その後、除電手段によって転写紙を除電し、中間転写ベルト５０１から剥離後、定着装置に送り、定着ローラ対７０１のニップ部でトナー像を溶融定着させ、図示しない排出ローラ対で装置本体外に送り出す。
【００４６】
一方、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面は、図示しない接離機構で中間転写ベルト５０１に押圧したブラシローラ５１４により除電するとともにクリーニングする。
【００４７】
以上は、４色フルカラーコピーを得る場合の例である。３色コピーや２色コピーの場合は、指定された色と回数の分について、上記のものと同様の動作を行う。
【００４８】
上述のように、一次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御した一次転写電源８０１により、所定の大きさの電流または電圧に制御した転写バイアスを供給する。その際、２色目転写時には１色目転写後の中間転写ベルト５０１表面の電位、３色目転写時には２色目転写後の中間転写ベルト５０１表面の電位というように、各色についての一次転写後の中間転写ベルト５０１の表面電位を考慮して次の色の一次転写のために大きめの一次転写バイアスを印加することにより、転写不良が生じるのを防止し、より効率的な一次転写を可能としている。
【００４９】
例えばフルカラーコピー時には、像担持体から中間転写体への１色目転写電流をＩ１、二色目転写電流をＩ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩ３、Ｉ４とするとき、像担持体から中間転写体への一次転写動作時において、例えばＩ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉ２、Ｉ３はそれぞれ２７μＡ、２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とする。定電圧制御の場合は同様に、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とする。さらに、写真モードでの１色目転写電流をＩｐ１、２色目転写電位をＩｐ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｐ３、Ｉｐ４とし、文字モードでの１色目転写電位をＩｍ１、２色目転写電位をＩｍ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｍ３、Ｉｍ４とするとき、例えばＩｐ１＝２５μＡ、Ｉｍ１は２７μＡ、Ｖｐ２＝２７μＡとしたとすると、Ｖｍ２は２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉｐ１＜Ｉｍ１、Ｉｐ２＜Ｉｍ２、Ｉｐ３＜Ｉｍ３、Ｉｐ４＜Ｉｍ４とする。
【００５０】
本発明の説明に先立って、説明の都合上、まず転写電界あるいは転写電流値に応じた回収ローラへの印加電圧制御なしのクリーニング装置の場合に行われていた公知の制御、動作を図１を参照して説明する。クリーニング装置３００へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、入口シール部材３０１を越えて、回動するファーブラシ３０２の部位に達する。ファーブラシ３０２は、導電性繊維部材により形成してあり、このファーブラシ３０２に接するように回収ローラ３０３が設けてある。回収ローラ３０３にはクリーナ用電源３０５から一定の直流電圧を印加する。ファーブラシ３０２は電気的に浮いている状態であるが、回収ローラ３０３との接触部を介する形態となっているので、回収ローラ３０３に印加されたバイアス電圧よりも幾分低い電位となっている。
【００５１】
ファーブラシ３０２の部位へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、まずファーブラシ３０２の回転摺擦によりファーブラシ３０２に捕獲し、次にファーブラシ３０２の回転とともに回収ローラ３０３へ導き、回収ローラ３０３に印加してある電圧により、回収ローラ３０３上に静電回収する。回収ローラ３０３上に回収したトナーは、回収ローラ３０３に接触配置したスクレーパ部材３０４へ回収ローラ３０３の回転とともに送り、スクレーパ部材３０４と回収ローラ３０３の表面との摺擦効果により掻き落とし、回収ローラ３０３の下方に設置したトナー排出部材３０６へ落下させ、トナー排出部材３０６の回転により生ずる搬送作用によりクリーニング装置３００の装置外へ適宜排出する。
【００５２】
このような動作を行う公知のクリーニング装置及び画像形成装置を用いてクリーニング試験を行ったところ、以下のような結果を得た。
【００５３】
＜クリーニング試験１＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙトナーを用い、それぞれのトナー像形成後、それぞれ転写電流を２０、３５、４４、５０μＡになるように設定した。単位面積当たりの感光体上現像トナー量を３種類に変えて単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験１の転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１１Ω・ｃｍ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量
文字モードを想定：０．８ｍｇ／ｃｍ２
写真モードを想定：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
使用環境：温度２３℃、湿度６５％
ファーブラシ原糸抵抗：１０８Ω・ｃｍ
ファーブラシ植毛密度：１０万本／６．４５ｃｍ２（１平方インチ）
スクレーパ部材当接角度：２０°
回収ローラへのスクレーパ喰い込み量：１ｍｍ
スクレーパ材質：ポリウレタンゴム
＜同試験結果＞
結果は図２に示すように、現像Ｍ／Ａ（感光体上面積１ｃｍ２当たりのトナー付着量）と転写条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームとともに増加し、接触帯電ローラを汚染する。
【００５４】
＜クリーニング試験２＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋトナーを用い、装置使用環境を下記の３環境とし、かつ転写電流を固定して単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験２の使用環境条件＞
（１）温度１０℃、湿度１５％
（２）温度２３℃、湿度６５％
（３）温度３０℃、湿度９０％
＜同転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１１Ω・ｃｍ
転写電流：２０μＡ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量
文字モードを想定：０．８ｍｇ／ｃｍ２
写真モードを想定：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
【００５５】
結果は図３に示すように、環境条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームとともに増加し、接触帯電ローラを汚染する。
【００５６】
感光体上に形成したトナー像を直接転写材上に転写させる直接転写方式に適用した場合の、クリーニング入力前までの動作を説明する。図２は、転写装置として直接転写方式を用いた場合のモノクロ画像形成装置を示す図である。感光体ドラム１００は、矢印方向に２５０ｍｍ／秒の速度で回転している。主帯電装置２００により一様に帯電した感光体ドラム１００上を原稿読み取り系及び書き込み系を介して、図中の矢印Ｌ方向から送られてきた原稿画像光によって露光して静電潜像を形成し、現像装置４５０によりこの静電潜像をトナー可視像化する。次に、給紙経路Ｐを介して感光体ドラム１００の回転に同期して送られてきた転写紙上へ転写装置５０により感光体ドラム１００上のトナー像を転写する。
【００５７】
転写装置５０は、弾性体製の転写ベルト５１と、これを駆動する駆動ローラ５２と、両端部にテーパを設けて転写ベルト５１の片寄りを防止する従動ローラ５３と、転写ベルト５１の内側に位置して転写ベルト５１に転写バイアスを印加するバイアスローラ５４と、バイアスローラ５４用の高圧電源５５と、バイアスローラ５４よりも転写ベルト５１の移動方向で下流において転写ベルト５１の内側に配置した接触板５６と、接触板５６によって転写ベルト５１からの帰還電流Ｉ２が戻るように高圧電源５５と接続してある転写制御板５７と、転写ベルト５１の表面をクリーニングするベルトクリーナ５８からなる。転写ベルト５１の表面にはフッ素系樹脂（例えばポリフッ化ビニリデン）のコーティングが施してあり、良好なクリーニングを可能としている。
【００５８】
そして、図示しないレジストローラによって搬送されてきた転写材を感光体ドラム１００上の画像とタイミングを合わせて送り出し、転写材が転写ベルト５１上へ進入すると、バイアスローラ５４に転写バイアスを印加し、転写ベルト５１上には感光体ドラム１００上のトナーと逆極性の電荷を付与して転写を行う。例えば表面電位−７００Ｖに帯電した感光体ドラム１００に潜像を形成し、現像装置４５０でマイナス極性のトナーを現像し、バイアスローラ５４に１．４〜２ｋＶの電圧を印加してトナーを転写材上に転写する。このときのニップ幅内の転写ベルト５１の表面電位は１．２〜１．８ｋＶになる。転写ベルト５１には、ベルト表面の電気抵抗が１×１０９〜１×１０１２Ω・ｃｍで、ベルト裏面の電気抵抗が１×１０７〜５×１０８Ω・ｃｍのものを使用しているため、転写ベルト５１上及び転写紙上に付与された電荷は、転写ベルト５１がその移動方向で下流側へ移動するにしたがって接触板５６により除電する。転写後の転写材は静電吸着によって転写ベルト５１上に吸着して感光体ドラム１００上から離し、転写ベルト５１によって搬送し、定着装置へ進入させ、トナー像の定着を受けた後に装置外へ排紙する。
【００５９】
転写条件としては、高圧電源５５から出力する電流値をＩ１とし、転写ベルト５１を介して接触板５６よりアース側へ流れる電流値を検出してこれをＩ２としたとき、Ｉ１−Ｉ２＝Ｉｏｕｔ＝一定となるように電流値Ｉ１の値を制御する。
【００６０】
このような直接転写方式の場合には、厚み、大きさ、抵抗値が異なる転写材が給紙されるので、転写材種類によって転写電圧あるいは転写電流を制御し、常に良好な転写性能を維持するようにしているものがある。このような転写電圧、電流の制御により、感光体上のトナー像の転写材への転写は良好に行われる一方で、感光体上に残った転写残トナーの帯電量分布は種々に異なる。
【００６１】
次に、転写電界あるいは転写電流値に応じた回収ローラへの印加電圧制御なしのクリーニング装置の場合に行われていた公知の制御、動作を図２を参照して説明する。図２においてクリーニング装置３００へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、入口シール部材３０１を越えて、回動するファーブラシ３０２の部位に達する。ファーブラシ３０２は、導電性繊維部材により形成してあり、このファーブラシ３０２に接するように回収ローラ３０３が設けてある。回収ローラ３０３にはクリーナ用電源３０５から一定の直流電圧を印加する。ファーブラシ３０２は電気的に浮いている状態であるが、回収ローラ３０３との接触部を介する形態となっているので回収ローラ３０３に印加されたバイアス電圧よりも幾分低い電位となっている。
【００６２】
ファーブラシ３０２の部位へ送られて来た感光体ドラム１００上の残留トナーは、まずファーブラシ３０２の回転摺擦によりファーブラシ３０２に捕獲し、次にファーブラシ３０２の回転とともに回収ローラ３０３へ導き、回収ローラ３０３に印加してある電圧により、回収ローラ３０３上に静電回収する。回収ローラ３０３上に回収したトナーは、回収ローラ３０３に接触配置したスクレーパ部材３０４へ回収ローラ３０３の回転とともに送り、スクレーパ部材３０４と回収ローラ３０３の表面との摺擦効果により掻き落とし、回収ローラ３０３の下方に設置したトナー排出部材３０６へと落下させ、トナー排出部材３０６の回転により生ずる搬送作用によりクリーニング装置３００の装置外へ適宜排出する。
【００６３】
このような動作を行う公知のクリーニング装置及び画像形成装置を用いてクリーニング試験を行ったところ、以下のような結果を得た。
【００６４】
＜クリーニング試験３＞
体積平均粒径７μｍ、円形度０．９８のＢｋトナーを用い、装置使用環境を下記の３環境とし、かつ転写電流を固定して単色トナー使用時の感光体上クリーニング性能を確認した。クリーニング条件は以下の通りとした。
＜クリーニング試験３の使用環境条件＞
（１）温度１０℃、湿度１５％
（２）温度２３℃、湿度６５％
（３）温度３０℃、湿度９０％
＜同転写条件＞
転写ベルト体積抵抗：１０１０Ω・ｃｍ
単位面積当たりの感光体上現像トナー量：０．６ｍｇ／ｃｍ２
＜同クリーニング条件＞
回収ローラ印加電圧：ＤＣ１００、２００、３００Ｖ
回収ローラ材質：ＳＵＳ
回収ローラ径：１０ｍｍ
ファーブラシ材質：導電性ポリエステル
【００６５】
結果は図５に示すように、環境条件によって、最良のクリーニング性が得られる回収ローラ３０３への印加電圧が異なった。感光体の帯電方式が非接触帯電方式の場合には、クリーニング残トナーＩＤが０．０１以下であれば異常画像とならないが、帯電方式として接触ローラ帯電方式を用いると、クリーニング残トナーは可能な限り０に近いほうが望ましいため、固定印加電圧のままではクリーニング残トナーがコピーボリュームの増加とともに増え、接触帯電ローラを汚染する。
【００６６】
＜第１実施例＞
本発明の第１の実施例を説明する。本例は、クリーニング入力トナーの帯電量を制御するクリーニング前処理手段を設けず、感光体等の像担持体に接触するブラシが１本ですむ簡単な構成で、かつプレチャージを必要としないブラシクリーニング装置を、起毛摺擦体あるいは静電回収体に印加する電圧を制御することにより入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御手段を有することにより構成するもので、クリーニング手段に入力するトナー極性を揃えるクリーニング前トナー帯電量制御手段が不要なので装置の簡略化を図りながら良好なクリーニング性を維持できるようにするものである。また既述のように転写条件、使用環境、現像トナー付着量、転写材の種類及びサイズによって転写残トナー帯電量が異なるために転写条件によって最適クリーニング電界が異なり、同一印加バイアスでクリーニングするのが困難である点を、条件に応じて回収ローラ印加電圧を制御することにより解決し、また転写残トナー帯電量が複数の因子により変動しても、精度良く制御が行えるようにするものである。さらには、クリーニング後の画像担持体へのトナー再付着防止や、トナーが不定形の場合にクリーニング余裕度が低下し、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない点を解決し、小粒径、球形トナークリーニング時に強い当接力でブレードクリーニングすると、像担持体の寿命が画像形成装置の寿命に対して短くなってしまう点や、画像形成装置の小型化で感光体に対向してクリーニング前トナー帯電量制御手段を設置することが困難な点等についても解決するものである。
【００６７】
上述のような本発明の第１実施例について、図１を再び参照して説明する。本例は、カラー画像形成装置の転写装置として、感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体に順次重ねあわせて一次転写した後、一次転写したトナー像を二次転写手段によって転写材上に一括して二次転写する、いわゆる中間転写方式を用いたものである。
【００６８】
既述のように、一次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御した一次転写電源８０１により、フルカラーコピー時には感光体ドラム１００から中間転写ベルト５０１への１色目転写電流をＩ１、二色目転写電流をＩ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩ３、Ｉ４として所定の大きさの電流又は電圧に制御した転写バイアスを供給するが、一次転写動作時において、例えばＩ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉ２、Ｉ３はそれぞれ２７μＡ、２９μＡというように各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とする。定電圧制御の場合は同様に、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とする。さらに、写真モードでの１色目転写電流をＩｐ１、２色目転写電位をＩｐ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｐ３、Ｉｐ４とし、文字モードでの１色目転写電位をＩｍ１、２色目転写電位をＩｍ２、３色目、４色目の転写電流をそれぞれＩｍ３、Ｉｍ４とするとき、例えばＩｐ１＝２５μＡとしたとすると、Ｉｍ１は２７μＡ、Ｖｐ２＝２７μＡとしたとすると、Ｖｍ２は２９μＡというように、各転写段階の転写電流を直前の転写段階の転写電流よりも大きくする。すなわち、Ｉｐ１＜Ｉｍ１、Ｉｐ２＜Ｉｍ２、Ｉｐ３＜Ｉｍ３、Ｉｐ４＜Ｉｍ４とする。
【００６９】
上記の条件Ｉｐ１、Ｉｍ１、Ｉｐ２、Ｉｍ２、Ｉｐ３、Ｉｍ３、Ｉｐ４、Ｉｍ４にしたがって感光体ドラム１００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写した後、感光体ドラム１００の表面に残留している転写残トナーの帯電量分布は、これも既述のように、以下の４つの因子
（１）現像後の感光体上トナー付着量
（２）装置の使用環境（温湿度）
（３）転写電流（あるいは転写電位）
（４）直接転写の場合には転写紙の種類、サイズ
によってほぼ決まる。トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、帯電量分布の測定方法は既述の方法と同様であり、上記転写条件を固定すれば、ほぼ一定の値になる。従って、画質最適化のために行う一次転写電位制御において、実際に一次転写電位として印加する値をフィードバックし、予め上記（１）〜（３）の因子を可変し、一定条件下で測定しておいた転写残トナー帯電量分布に対応した最適クリーニング電界を形成する回収ローラ印加電圧を求めて作成したテーブルにしたがって、回収ローラ３０３に電圧を印加することで、転写条件の変化に対応した良好なクリーニング性能を発揮することができるようになる。
【００７０】
このようにして作成した制御テーブルを図６に示す。この図６をもとに、一次転写電流、文字モード／写真モードのどちらかの検知結果、温度、湿度を検知し、最適な回収ローラ電圧を印加することによって、その時の感光体ドラム１００上の残トナーの帯電量分布に合わせた最適な電界を形成することができる。すなわち、常時良好にクリーニングすることが可能となる。
【００７１】
一次転写電流の検知方法は、例えば転写装置が行う制御の中で一次転写電流の印加テーブルを元にして一次転写ベルトに印加される電流値を同様に回収ローラ印加のための情報として回収ローラ印加電圧制御部にフィードバックすることにより検知できる。このようにすると、クリーニング装置制御のための一次転写電流検知手段を特に設ける必要がない。
【００７２】
画像形成装置がデジタルコピー機の場合を説明する。デジタルコピー機においては、印字要求品質により原稿の種類を図示しない操作パネル上から選択する場合がある。原稿の種類としては、例えば文字や線画が中心である文字原稿の場合のようなライン画像重視の「文字モード」と、中間調を基調としたドット画像重視の「写真モード」という２つのモードを選択可能とし、いずれかのモードを選択されると作像時に現像バイアスを可変することによって高品質な画像を得ようとするものである。そして、２つのモードのどちらを選択したかの情報を回収ローラ印加電圧制御部に伝えて制御するが、本例では、回収ローラ印加電圧の制御はクリーニング装置を装着する画像形成装置の制御部によって行うものとする。
【００７３】
そのような制御部の構成を図７に示す。図７において、制御部３０は、ＣＰＵ３１を中心にＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ／Ｏインターフェイス３４、３５、図示せぬタイマ等により構成してある。Ｉ／Ｏインターフェイス３４には、操作パネルの操作部３６に設けた検知スイッチ（図示せず）を接続する。Ｉ／Ｏインターフェイス３５には、回収ローラ／ブラシ駆動モータ３７、クリーナ制御板３８を介した高圧電源５５、温湿度検知手段３９、転写電流検知手段４０等を接続する。上述した回収ローラ印加電圧制御テーブルは、制御部３０のＲＯＭ３２内に格納しており、作像動作が開始されると原稿種類を検知し、次いで温湿度検知手段３９の出力値を検知し、最後に一次転写電流の検知値に応じてＣＰＵ３１が回収ローラ印加電圧制御テーブルから最適な回収ローラ３０３への印加電圧を読み出し、制御信号をクリーナ制御板３８に出力して高圧電源５５を制御する。
【００７４】
なお本例では、温湿度検知を行って回収ローラ印加電圧を制御しているが、温湿度によって転写残トナー帯電量分布が変動しないトナー、転写手段を用いた場合や、あるいは画像形成装置内に温湿度を一定に保つ温湿度制御装置を設けている場合等、検知を必要としない場合には、温湿度検知結果を除いた制御を行ってもよい。またあるいは、温湿度条件によってのみ感光体上転写残トナー帯電量分布が大きく変動し、転写条件の変動による感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がほとんどない場合には、温湿度検知結果と原稿モードの選択結果による回収ローラ印加電圧制御を行ってもよい。また、前述した直接転写方式の場合には、操作パネルで操作者が選択した転写紙種類、サイズによって感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がある場合があるので、その場合には異なる転写紙種類、サイズ条件も加味した条件で回収ローラ印加電圧制御テーブルを作成し、参照すればよい。
【００７５】
ファーブラシ３０２は、感光体ドラム１００に対して速度差をもってカウンター方向に接触するように設置してある。ファーブラシ３０２が感光体ドラム１００とのニップ部で順方向に回転すると、像担持体からブラシが離れた瞬間にたわんでいたブラシ毛が元の形に戻るときの変形の衝撃でブラシに一旦付着したトナーが飛散し、像担持体へのトナー再付着することを防止するためである。
【００７６】
そして、円形度０．９０のトナーと円形度０．９６のトナーと円形度０．９９のトナーとで同じ方法で感光体ドラム１００上に作像し、転写した後の感光体ドラム１０１上の残トナーの比較実験を行い図８に示す結果を得た。ただし、トナーの円形度は、円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長とした。同じ作像条件（帯電、露光、現像）で感光体ドラム１００上にベタ画像を作像したあと、一次転写バイアスローラ５０７に電圧を印加することにより中間転写ベルト５０１にトナー像を転写した。現像トナーの単位面積あたりの付着量は同じになるように現像バイアスを調整した。現像トナー付着量Ｍ１と中間転写ベルト５０１に転写された転写トナー付着量Ｍ２を既述の方法と同様にして吸引治具により測定し、転写残トナー付着量Ｍ３を算出してグラフにしたものが図８である。横軸は転写バイアスである。
【００７７】
図８からわかるように、感光体ドラム１００上に残った転写残トナー量は円形度が高いトナーほど少なかった。従って、クリーニング装置に入力されるトナー量は円形度が高いトナーのほうが少ないといえる。一般に、クリーニング装置に入力するトナー量は少ないほうが装置への負担が少なく、長寿命が図れるため、円形度が高いトナーを用いることにより、装置の長寿命化が図れることになる。
【００７８】
本実施例で使用したトナーは、有機溶媒中にウレア結合し得る変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂、着色剤を含有したトナー組成物を溶解あるいは分散させ、水系媒体中で粒子化するとともに重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られたトナーを用いた。なお、トナーの平均円形度を大きくし、いわゆる球形トナーを得る製造として既述の製造方法以外にも公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法があるので、これらを用いても良いし、従来の粉砕法で得られたトナーを熱処理により球形化処理する方法を用いてもよい。
【００７９】
次に、ファーブラシ等の起毛摺擦体あるいは回収ローラ等の静電回収体に印加する電圧を制御する具体例を図７をも参照しつつ詳細に説明する。
【００８０】
＜転写電界あるいは転写電流値に応じた制御＞
転写電流値あるいは原稿種類に応じた制御を行わない場合、既述のような４種類の転写電流条件下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム上転写残トナーをクリーニングしたときの、最適なクリーニング電圧は、既に図２で示したように異なった値となり、一定クリーニング電圧（例えば２００Ｖ固定）では良好なクリーニングができない。そこで、転写電流検知を行い、さらに後述の原稿種類に応じた制御を適宜行った場合の実施例を説明する。
【００８１】
本例においては、図２のようなデータ採取を行い、予め補正テーブルを作成し、画像形成動作毎等の所定のタイミングでこの補正テーブルに従った制御を行う。例えば転写電流１８〜３０μＡ、写真モード（現像Ｍ／Ａ：０．６ｍｇ／ｃｍ２）のときを基準の転写電流範囲及び原稿モードとする。制御部３０では、まず印加する転写電流に基づいて、そのときの環境について基準の転写電流の範囲内であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択したクリーニング印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。また、そのときの環境が基準の温湿度範囲内でない場合には、補正テーブルに基づき印加電圧を変更する。この補正テーブルはＲＡＭ３３に格納しておく。
【００８２】
＜温度、湿度検知に応じた制御＞
温度、湿度検知に応じた制御を行わない場合、既述のような３種類の温湿度環境下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム１００上の転写残トナーをクリーニングしたときの最適なクリーニング電圧は、図３のように１０℃−１５％、２３℃−６５％では２００〜３００Ｖとなったが、３０℃−９０％条件下では１００Ｖとなる。そこで、温湿度検知を行い、検知値に応じた制御を行った場合の実施例を説明する。
【００８３】
本例においては、画像形成動作毎等の所定のタイミングで、下記補正テーブルに従った制御を行う。すなわち、温度１０〜２３℃あるいは湿度５〜６５％の範囲ではクリーニング電圧を２００Ｖとし、温度２４℃以上あるいは湿度６６％以上の範囲ではクリーニング電圧を１００Ｖにすれば良好にクリーニングできることが予めの試験によって求められているので、これを補正テーブルし、ＲＡＭ３３に格納しておく。
【００８４】
温度１０〜２３℃あるいは湿度５〜６５％の温湿度条件を基準の温湿度範囲とするとき、制御部３０では、まず温湿度検知手段の検知結果に基づいて、そのときの環境について基準の温湿度範囲内であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択した印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。また、そのときの環境が基準の温湿度範囲内でない場合には、印加電圧を変更する。
【００８５】
＜原稿種類に応じた制御＞
既述のようにデジタルコピー機においては、「文字モード」と「写真モード」という２つのモードを持ち得るが、文字モードの場合は、ライン画像を忠実に印字するために写真モードに比べて単位面積あたりのトナー付着量が多くなるように現像バイアスが設定される。例えば、写真モードの場合の現像バイアス：−５００Ｖに対して、文字モードの場合は−５３０Ｖと設定する。これにより、１色のみの作像の場合（例えば白黒コピーの場合）、現像後の感光体上トナーＭ／Ａは写真モードで例えば約０．６ｍｇ／ｃｍ２、文字モードで例えば約０．７ｍｇ／ｃｍ２となる。さらに、現像Ｍ／Ａの違いのため、転写工程において異なる転写電流を印加する必要がある。現像後Ｍ／Ａが大きいほどトナーを中間転写ベルト５０１に転写させるのに必要な電界は多く必要になるため、写真モードの場合の転写電流値を２２μＡとしたとき、文字モードの場合の転写電流はそれより２μＡほど多く、２４μＡ必要となる。そのため、原稿モードの設定に応じて転写電流も可変させ得るようにする。原稿モード以外のその他の転写電流制御が行われない場合は、写真モードの場合は＋０μＡ、文字モードの場合は＋２μＡが通常設定してある転写電流（以後デフォルトの転写電流と呼ぶ）に加算する。本例ではデフォルトの転写電流は２２μＡとする。なお、温湿度検知を行って回収ローラ印加電圧を制御する以外の制御が可能なことも既述の通りである。
【００８６】
＜転写材の種類及びサイズに応じた制御＞
直接転写方式の画像形成装置の場合には、転写材搬送部材としての転写搬送ベルトに転写材としての用紙を担持し、像担持体としての感光体に対向する転写位置に用紙を搬送し、転写位置で感光体上の画像を用紙に転写するものが周知である。この装置において、転写位置の転写搬送ベルト移動方向上流側で用紙を転写搬送ベルトに担持するために、転写搬送ベルト及び用紙へ所定の電荷を付与する場合がある。この電荷付与により転写搬送ベルト及び用紙を帯電させ、転写搬送ベルトと転写材との間に静電吸着力を発生させ、転写搬送ベルトに用紙を担持する。転写搬送ベルトに電荷を付与する電荷付与方法としては、転写搬送ベルトに対して一定電流を供給する定電流制御を用いる方法と、転写搬送ベルトに一定電圧を印加する定電圧制御を用いる方法（例えば、特開平９−２１２０００号公報参照）がある。
【００８７】
このうち定電圧制御を用いる方法では、用紙の材質及び厚さが同一で温度及び湿度の環境条件も同一の場合、用紙のサイズが変わって転写搬送ベルトの幅よりも用紙の幅が小さくなったとしても、電流供給領域における電界強度が同じになる。従って、用紙への電荷付与量もほとんど変化せず、感光体上転写残トナー帯電量分布もあまり変動しない。一方、定電流制御を用いる方法では、用紙や転写搬送ベルトの電気抵抗が環境変動等で大きく変わったとしても付与電荷量がほぼ一定になる。従って、用紙の材質又は厚さが変化したり、温度又は湿度の環境条件が変化したりしても、用紙を確実に静電吸着で担持して搬送することができる。ところが、この定電流制御を用いる方法において、転写搬送ベルトの幅よりも狭い幅を有するとともにサイズが異なる複数種類の用紙を使用しようとすると、電源から供給される全電流に対する、転写搬送ベルトの用紙が接している部分（以下、「紙部」と言う。）に供給される電流の比率が大きく減少してしまう。そのため、このような転写装置を用いた場合、操作パネルで操作者が選択した転写紙種類、サイズによって感光体上転写残トナー帯電量分布に変動がある場合がある。
【００８８】
具体的には、用紙と感光体の接触ニップ部での感光体軸方向の接触長さによって感光体と用紙との間に流れる電流が異なるため、感光体上転写残トナー帯電量分布が変動する。この場合、異なったサイズ／通紙方向（Ａ３縦、Ａ４縦、Ａ４横、Ｂ５縦通紙）で用紙を通紙し、トナー像を転写したとき、４種類のサイズ／通紙方向条件下で帯電、書き込み、現像、転写後の感光体ドラム上転写残トナーをクリーニングしたときの最適なクリーニング電圧は、表５のようになり、一定クリーニング電圧（例えば２００Ｖ固定）では良好なクリーニングができない。そこで、用紙サイズ、通紙方向にしたがったクリーニング電圧制御を行った場合の実施例を説明する。
【００８９】
本例においては、表５のようなデータ採取を行い、予め補正テーブルを作成し、画像形成動作毎等の所定のタイミングでこの補正テーブルにしたがった制御を行う。例えばＡ４横通紙のときを基準の用紙サイズ・方向とすると、制御部３０はまず、操作部で操作者が選択した用紙サイズ及び通紙方向、あるいは周知の方式による自動紙サイズ、方向検知結果に基づいて基準の用紙サイズ・方向であるか否かを判断する。そして、同じである場合には先に選択したクリーニング印加電圧をそのまま継続して使用しても差し支えないので、補正テーブルの確認用の制御を終了する。一方、そのときの紙サイズ・方向が基準の紙サイズ・方向でない場合には、補正テーブルに基づき印加電圧を変更する。この補正テーブルはＲＡＭ３３に格納しておく。
【００９０】
＜第２実施例＞
本発明の第２の実施例を説明する。本例は、原稿によって転写後像担持体の表面電位が異なるので、場所によって起毛摺擦体と像担持体との電界差が発生し、像担持体軸方向でクリーニング性良／不良が発生しやすく、またライン画像を形成した場合のエッジ電界が強く、転写残トナーがクリーニングされにくいので、クリーニング手段の前工程として像担持体に対向して除電手段を有するものとし、原稿濃度差による像担持体表面電位差を低減し、またライン画像形成時のエッジ電界を低減して、あらゆる原稿に対応して良好にクリーニングすることができるようにするものである。
【００９１】
先に説明した図１の例あるいは図２の例において、図示は省略するが、像担持体である感光体ドラム１００とクリーニングブラシ（ファーブラシ３０２）の接触位置よりも回転方向の下流側で帯電手段（帯電チャージャ２００）よりも上流側に除電手段を設ける。除電手段としては、ブラシを用いても良いが、除電ランプ等をも用い得る。
【００９２】
例えば多色のカラートナーを重ねることによってカラー画像を得る場合等、１色の現像後のトナー付着量が異なると、同じ転写電流を印加した場合に転写後の感光体表面電位が異なる。そこで、感光体ドラム１００の軸方向でクリーニングブラシと対向する感光体ドラム１００上の位置では、その軸方向で表面電位に差が生じることがある。そこで、クリーニングブラシとの接触前に感光体ドラム１００の除電を行うことにより、感光体とブラシニップ部での感光体表面電位差を低減し、ニップ部全域にわたり良好なクリーニング性を得ることができるようにする。また、文字、細線のライン画像作像時は、非画像部との境界にエッジ電界と呼ばれる強い電界が発生し、トナーが強固に感光体に付着していることが知られている。エッジ電界が強い場合、エッジ部だけクリーニング残トナーとして感光体ドラム１００上に残る場合がある。これを防止するために、エッジ電界が存在するような画像形成時には特に、除電による感光体とブラシニップ部での表面電位均一化が有効である。
【００９３】
＜第３実施例＞
感光体ドラム１００の非画像部に付着した地汚れトナーの転写残トナーは＋極性で高電荷となりやすく、＋極性の電界でクリーニングできないし、静電回収体の電源として−極性電源を設けるとコストアップとなる。そこで本例は、非接触ローラ帯電方式で−極性に帯電し、図４の例では現像装置４５０で回収するものである。静電回収体の電源として−極性電源を設けなくても、＋極性で高電荷のトナーを感光体ドラム１００から除去でき、かつ帯電チャージャ２００をトナーで汚染することがない。
【００９４】
図９で本実施例で用いる帯電チャージャ２００を説明する。帯電ローラ２０１は、導電性基体２０２の周囲に抵抗層２０３を設けて構成してある。導電性基体２０２は、直径が例えば８〜２０ｍｍのステンレス製の円筒である。また抵抗層２０３は、例えばエピクロルヒドリンゴム層とその表面を覆う樹脂の表面層からなる。抵抗層２０３には、４フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂を主成分とした、厚み３０〜７００μｍ、表面粗さＲｚが０．２〜２μｍ程度の樹脂チューブを用いてもよいし、その他の均一な帯電を行うことが可能な材料を用いてもよい。
【００９５】
この帯電ローラ２０１は、その表面が感光体ドラム１００の表面にと同じ方向に移動するようになっており、その長手方向（軸方向）の寸法が最大画像幅Ａ４横（約３００ｍｍ）よりも少し長く設定してある。また帯電ローラ２０１は、その長手方向両端部にスペーサ（図示せず）を設けてあり、これらスペーサを感光体ドラム１００両端部の非画像形成領域に当接させることで、感光体ドラム１００表面の被帯電面と帯電ローラ２０１表面の帯電面との間の空隙Ｈを、その最近接部での距離が５〜１００μｍになるように保持している。この最近接距離は、さらに好ましくは、１０〜７０μｍ、例えば５０μｍ等の値となるように設定するとよい。
【００９６】
帯電ローラ２０１には、帯電用の電源２０４が接続してある。これにより、感光体ドラム１００表面の被帯電面と、帯電ローラ２０１表面の帯電面との間の空隙Ｈでの放電によって被帯電面を均一に帯電する。電源２０４からの印加バイアスには定電流制御したＤＣ電圧を用いることが好ましい。ＤＣ電圧印加時のほうがＡＣ重畳タイプに比較して、放電生成物の発生量は少ないので、ＤＣ電圧を印加して帯電を行うのが良い。もちろん、印加バイアスは、必要に応じてＡＣ重畳タイプを用いてもよい。また、必要に応じて定電圧制御にしてもよい。
【００９７】
帯電ローラ２０１の硬度は、例えばＪＩＳ−Ａで３０〜８０度程度とするが、感光体ドラム１００に接触させる必要がないので、その耐久性を考慮すると、６０〜８０度もしくはそれ以上の硬度でもよい。帯電ローラ２０１には、トナーやシリカや紙粉を帯電ローラから除去するための除去部材が押し当ててある。シリカや紙粉を除去するための除去部材には、例えば導電性のスポンジ、導電性ゴム、導電性ブラシを用い得るが、これに限定はされない。
【００９８】
先に実施例１について記したような、画像形成後にクリーニングを行った際に微量のトナーが残留することがあったときに、接触帯電ローラでは帯電ローラの表面にトナーが付着し、帯電不良を引き起こす原因となるが、本例のように非接触・近接放電方式の帯電ローラでは像担持体である感光体ドラム１００に残ったトナーがあっても帯電ローラ２０１の表面に付着することがないので、帯電ローラ２０１のトナー汚れを防止することができ、それによる帯電不良を引き起こすことがない。なお、微量に残ったクリーニング残トナーは帯電工程通過後に正規極性に帯電させ、現像装置４５０に戻すかあるいは再度クリーニング装置３００に入力、回収することになる。
【００９９】
さらに、温湿度変動や現像剤の経時劣化等が原因で本来トナー付着のないはずの非画像部にトナーが付着したり、カブリや地肌汚れとも呼ばれる現象が生じたりする。非画像部に付着したトナーは非画像部電位絶対値が高い場合、例えば図１の例では中間転写ベルト５０１との間に高電位差が発生し、トナーの極性が反転しやすく、さらにその帯電量の絶対値も大きくなることが多い。クリーニングブラシの回転摺擦により機械的に除去されるトナーがほとんどであるが、高帯電量のため感光体との付着力が大きく、クリーニングされないトナーも存在する。このような場合にも、接触帯電ローラだと帯電ローラ表面にトナーが付着し、帯電不良を引き起こす原因となるが、本例のように非接触・近接放電方式の帯電ローラ２０１では感光体ドラム１００や中間転写ベルト５０１に残ったトナーがあっても帯電ローラ２０１の表面に付着することがないので、帯電ローラのトナー汚れを防止することができ、それによる帯電不良を引き起こすことがない。なお、この場合も、微量に残ったクリーニング残トナーは帯電工程通過後に正規極性に帯電させ、現像装置に戻すかあるいは再度クリーニング装置に入力、回収する。
【０１００】
＜第４実施例＞
本発明の第４の実施例を説明する。本例は、ユーザーメンテナンス性の向上を図り、クリーニング装置をプロセスカートリッジに搭載することで、ユーザーメンテナンス性が高く、長期にわたり異常画像の発生しない画像形成装置を得るものである。
【０１０１】
図１０は、本発明のクリーニング装置を含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１０において、ＰＵはプロセスカートリッジ全体を示す。本例においては、感光体ドラム１００、帯電チャージャ２００、現像装置４５０及びクリーニング装置３００等の構成要素のうち、複数のものをユニット化して一体構成とし、このプロセスカートリッジＰＵを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。その他の構成、動作については先に説明した実施形態と共通するので説明は省略する。
【０１０２】
＜第５実施例＞
本発明の第５の実施例を説明する。本例は、感光体の長寿命化を図るために像担持体をアモルファスシリコン感光体とする。アモルファスシリコン系の表面層を有する感光体を使用すると、感光体表面の経時的な磨耗をなくし、あるいは磨耗量を極く少なくでき、感光体の寿命を延ばすことができる。
【０１０３】
使用するアモルファスシリコン感光体としては、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成したものを用い得る。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にアモルファスシリコン堆積膜を形成したものが好適である。
【０１０４】
＜第６実施例＞
本発明の第６の実施例を説明する。本例も、感光体の長寿命化を図るために像担持体をフィラーを分散させることによって強化された感光体とするものである。すなわち、導電性基体上に直接または中間層を介して感光層を有する感光体において、この感光層が少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質と粒子状物質を含有し、このような感光層の粒子状物質が導電性基体側より最も離れた表面側の含有率を多くすることにより、耐摩耗性の向上、電気特性の安定化を達成し、高感度、高耐久の感光体を得るものである。
【０１０５】
本例の潜像担持体の基本的構成は、導電性支持体、潜像担持層、粒子状物質を含有した表面層からなる。潜像担持層としては帯電可能な電気絶縁性で有ることが必要であるが、非光導電性の誘電層又は光導電性を有した感光層が使用可能で有る。
【０１０６】
＜粒子状物質含有表面層の作製法＞
粒子状物質は、バインダー樹脂、低分子電荷輸送物質、及び高分子電荷輸送物質と粉砕、分散し、塗工する。粒子状物質含有表面層中の粒子状物質の含有量は、５〜５０重量％で、好ましくは１０〜４０重量％とする。１０重量％以下であると耐摩耗性はあるものの十分でなく、５０重量％以上であると感光層の透明性が損なわれ得る。平均粒径は、０．０５〜１．０μｍ、好ましくは０．０５〜０．８μｍに粉砕、分散する。
【０１０７】
＜使用材料の具体例＞
本例に用いる粒子状物質としては、表面層の構成樹脂より堅い粒子状物質であれば使用可能であり、無為物質、有機物質が使用可能である。例えば、酸化チタン、シリカ、酸化錫、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化ケイ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の金属酸化物が挙げられるが、特に良好なものとして、酸化チタン、シリカ、酸化ジルコニウム等を挙げ得る。これら粒子状物質は、分散性向上等の理由から無機物、有機物で表面処理してもよい。一般に、撥水性処理したものとして、シランカップリング剤で処理したもの、あるいはフッ素系シランカップリング剤処理したもの、高級脂肪酸処理したもの、無機物処理としてはフィラー表面をアルミナ、ジルコニア、酸化スズ、シリカ処理したものが使用可能である。
【０１０８】
なお以上説明してきた各実施例で像担持体として感光体ドラムを用いた例については、他の形状の像担持体を用いるものにも適用することができる。例えば、二つのローラ間に張架され、無端移動する感光体ベルトを用いる装置にも適用することができる。さらに、中間転写体として、ベルト以外の形状の中間転写ドラム等の中間転写体を用いるものにも適用することができる。中間転写体の電気的特性（体積抵抗率、表面抵抗率等）、厚さ、構造（単層、二層、それ以上の複層）、材料、材質等は、作像条件等により適切なものを種々選択して採用することができる。また、感光体ドラムの帯電電位が負極性であり、二成分系現像剤を用いた反転現像方式を採用する現像器を備えている場合について説明したが、本発明は、感光体の帯電電位が負極性であるものに限定されることなく、また、一成分現像剤を用いたものや正規現像方式を採用したものにも同様に適用することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明に係るクリーニング装置、これを用いた画像形成装置、クリーニング方法、及びこれを用いた画像形成方法は、以上説明してきたように、プレチャージを必要としないブラシクリーニングを行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー複写機の画像形成部の概略構成図である。
【図２】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（温度２３℃、湿度６５％）。
【図３】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（３環境）。
【図４】転写装置として直接転写方式を用いた場合のモノクロ画像形成装置を示す図である。
【図５】現像Ｍ／Ａ、転写条件感光体上クリーニング結果を示す図である（３環境）。
【図６】回収ローラ印加電圧制御テーブルを示す図である。
【図７】画像形成装置がデジタルコピー機の場合の制御部の構成を示す図である。
【図８】トナーと円形度と転写残トナー量の関係を示す図である。
【図９】第３実施例で用いる帯電チャージャの説明図である。
【図１０】本発明のクリーニング装置を含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】転写残トナーの帯電量分布を示す図である。
【符号の説明】
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４、３５ Ｉ／Ｏインターフェイス
３６ 操作部
３７ 回収ローラ／ブラシ駆動モータ
３８ クリーナ制御板
３９ 温湿度検知手段
４０ 転写電流検知手段
５０ 転写装置
５１ 転写ベルト
５２ 駆動ローラ
５３ 従動ローラ
５４ バイアスローラ
５５ 高圧電源
５６ 接触板
５７ 転写制御板
５８ ベルトクリーナ
１００ 感光体ドラム
２００ 帯電チャージャ
３００ 感光体クリーニング装置
３０２ ファーブラシ
３０３ 回収ローラ
３０５ クリーナ用電源
３０４ スクレーパ部材
３０６ トナー排出部材
４００ リボルバ現像ユニット
４５０ 現像装置
５００ 中間転写装置
５０１ 中間転写ベルト
５０２ プレ転写チャージャ
５０７ 一次転写バイアスローラ
５０８ ベルト駆動ローラ
５０９ ベルトテンションローラ
５１０ 二次転写対向ローラ
５１１ クリーニング対向ローラ
５１２ ベルト除電ローラ
５１３ ベルト除電ブラシ
５１４ ブラシローラ
６００ 紙転写装置
６０１ 二次転写ベルト
６０５ 二次転写バイアスローラ
７００ 定着装置
７０１ 定着ローラ対
８０１ 一次転写電源
８０４ 除電用電源
ＰＵ プロセスカートリッジ
Claims (23)
- 画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体と、該起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させて回収する静電回収体と、少なくとも上記静電回収体に電圧を印加する電圧印加手段と、上記静電回収体からトナーを除去する除去手段とを有するクリーニング装置において、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、上記クリーニング電界制御手段が、上記温度及び湿度検知手段の出力値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング電界制御手段が、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１のクリーニング装置において、温度及び湿度検知手段を備え、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、少なくとも上記温度及び湿度検知手段による温度及び湿度の検知値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで上記クリーニング電界制御手段が決定する上記静電回収体への印加電圧データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１ないし６のいずれかのクリーニング装置において、上記起毛摺擦体の移動方向を、上記像担持体とのニップ部において、上記像担持体移動方向と逆方向としてなることを特徴とするクリーニング装置。
- 像担持体と、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置を一体に支持し、画像形成装置に対して着脱自在としてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記クリーニング装置によるクリーニングの前工程として上記像担持体の除電を行う除電手段を、上記像担持体に対向設置してなることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項９の画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１ないし７のいずれかのクリーニング装置または請求項８のプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、上記像担持体を帯電する帯電手段が、上記像担持体と非接触のローラ帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項８ないし１１のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、粒子の平均円形度が１．０〜０．９６であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項８ないし１２のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段を少なくとも４つ以上備えてカラー画像形成可能としてなることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコンからなる表層を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項８ないし１３のいずれかの画像形成装置において、上記像担持体が粒子状物質を含有する表層を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 画像形成装置の像担持体に摺擦させる導電性の複数の起毛を有する起毛摺擦体で補足したトナーを無端移動する表面に静電的に付着させ、電圧を印加した静電回収体で回収し、該静電回収体からトナーを除去するクリーニング方法において、クリーニング前処理としてクリーニング入力トナーの帯電量を制御することを行わずに、上記起毛摺擦体または上記静電回収体に印加する電圧を制御することによりこれら起毛摺擦体または静電回収体への入力トナーをクリーニングするクリーニング電界制御を行うことを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置における転写電界あるいは転写電流値に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、検出した温度及び湿度に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の操作部で選択可能な原稿種類に応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズに応じて上記静電回収体への印加電圧を制御することにより行うことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項１６のクリーニング方法において、上記クリーニング電界制御を、画像形成装置の使用環境において予想される温湿度可変範囲において、温度及び湿度の値と、画像形成装置で使用する転写電界または転写電流検知値と、画像形成装置で使用する原稿種類と、画像形成装置で使用する転写材の種類及びサイズのうち２つ以上の組み合わせで行うことを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６ないし２１のいずれかのクリーニング方法において、上記起毛摺擦体を、上記像担持体とのニップ部において上記像担持体移動方向と逆方向に移動させることを特徴とするクリーニング方法。
- 請求項１６ないし２２のいずれかのクリーニング方法を用いる画像形成方法であって、上記の前工程として上記像担持体に対向設置した除電手段により上記像担持体の除電を行うことを特徴とする画像形成方法。
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-
2003
- 2003-07-16 JP JP2003197663A patent/JP2005037473A/ja active Pending
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