JP3783769B2

JP3783769B2 - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP3783769B2
Application number: JP2001059919A
Authority: JP
Inventors: 彰久丸山; 孝一島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2002258709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置で像担持体上の残留物を除去するのに用いられるクリーニング装置に係り、特に、像担持体上の残留物を静電的に除去するタイプのクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中間転写型の画像形成装置としては、例えば静電潜像に応じたトナー像が形成担持される感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像が中間的に転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに対して感光体ドラム上のトナー像が転写される一次転写装置と、この中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して転写させる二次転写装置とを備えたものが知られている。
このような画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された色の異なるトナー像（例えばイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））を中間転写ベルト上に重ね転写することで、フルカラー画像を得るようになっている。
また、この種の画像形成装置にあっては、二次転写後に中間転写ベルト上に残存する残留物をそのままに放置すると、次に中間転写ベルト上に形成される画像を汚すこととなるため、この中間転写ベルトには、二次転写後の中間転写ベルト上の残存物を除去するベルトクリーナが配設されるようになっている。
【０００３】
図８には、従来のベルトクリーナの一例を示す。
同図において、符号３０１は中間転写ベルトであり、駆動ロール３０２を含む複数の張架ロール（図示せず）に張架支持されて矢印方向に回動するようになっている。
また、符号３１０はベルトクリーナを示しており、このベルトクリーナ３１０は、前記中間転写ベルト３０１の像担持面側（図中残留トナーを符号Ｔで示す）に配設される導電性ブラシロール３１１と、この導電性ブラシロール３１１からみて前記中間転写ベルト３０１の移動方向下流側に配設されるクリーニングブレード３１２と、これら導電性ブラシロール３１１及びクリーニングブレード３１２が収容されるクリーナハウジング３１３とを有している。尚、この説明では、残留トナーＴが負極性に帯電しているものとする。
ここで、導電性ブラシロール３１１は、前記中間転写ベルト３０１との対向部において当該中間転写ベルト３０１の移動方向とは逆方向に回転するようになっており、この導電性ブラシロール３１１には、正極性の電圧（例えば＋４００Ｖ）を印加するクリーニングバイアス電源３１４が接続されている。また、前記導電性ブラシロール３１１には、その対向部において逆方向に回転する回収ロール３１５が接触配置されており、この回収ロール３１５には、前記導電性ブラシロール３１１よりも高い正極性の電圧（例えば＋８００Ｖ）を印加する回収バイアス電源３１６が接続されている。更に、前記回収ロール３１５にはスクレーパ３１７が圧接配置されている。
一方、前記中間転写ベルト３０１を挟んで前記導電性ブラシロール３１１に対向する前記駆動ロール３０２は接地されるようになっている。
尚、符号３１８は、導電性ブラシロール３１１からみて中間転写ベルト３０１の移動方向上流側に設けられ、除去された残留トナーＴの外部への飛び散りを防止するためのフィルムシール、符号３１９は、前記クリーナハウジング３１３にクリーニングブレード３１２を固定するＬ字状プレート、符号３２０は、クリーナハウジング３１３内に回収された残留トナーＴを外部へ排出する排出オーガである。
【０００４】
次に、上述したクリーニング装置の動作について説明する。
中間転写ベルト３０１上の残留トナーＴ（負極性に帯電）が導電性ブラシロール３１１との対向部に到達すると、この残留トナーＴは当該導電性ブラシロール３１１と駆動ロール３０２との間の電位差（＋４００Ｖ）によって導電性ブラシロール３１１上に転移する。そして、導電性ブラシロール３１１に転移した残留トナーＴが回収ロール３１５との対向部に到達すると、今度は、当該回収ロール３１５と導電性ブラシロール３１１との間の電位差（＋８００Ｖ−（＋４００Ｖ）＝＋４００Ｖ）によって回収ロール３１５上に転移する。そして、回収ロール３１５上に転移した残留トナーＴは、スクレーパ３１７により掻き取られクリーナハウジング３１３内に落下する。
一方、導電性ブラシロール３１１上に転移しなかった残留トナーＴは、クリーニングブレード３１２により掻き取られ、クリーナハウジング３１３内に落下する。
そして、クリーナハウジング３１３内の残留トナーＴは、排出オーガ３２０により外部へと排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したクリーニング装置では、前記導電性ブラシロール３１１を構成する導電性繊維が吸湿してその電気抵抗が低下すると、導電性ブラシロール３１１と回収ロール３１５との間の電位差を維持できなくなり、導電性ブラシロール３１１の電位が回収ロール３１５の電位に近づき、その結果、導電性ブラシロール３１１と駆動ロール３０２との間の電位差が大きくなりすぎて放電現象が発生し、中間転写ベルト３０１上に放電生成物が付着し画質低下を招くという技術的課題がみられた。一方、導電性ブラシロール３１１と回収ロール３１５との間の電位差は小さくなりすぎるため、導電性ブラシロール３１１に付着した残留トナーＴを回収ロール３１５に転移できなくなってしまいクリーニング不良を招くという技術的課題もみられた。
【０００６】
このような技術的課題を解決するための手法として、例えば、湿度等の環境条件に基づいて前記回収ロール３１５に印加するバイアスを可変し、必要な電位差を確保するようにした技術が提案されている（特開平８−２２０８９２号公報参照）。
しかしながら、このような技術的手段においては、湿度を測定する測定系や回収ロール３１５に印加するバイアスを制御する制御系を新たに設けなければならない分、装置構成が複雑化し、信頼性の低下を招いてしまうという技術的課題がみられた。
【０００７】
また、特公平６−６８６６６号公報には、導電性ブラシロール３１１を並列する二つの異なる電位の電気回路を介して一つの電源の一方に切替接続可能とすることにより電位の切替を可能にし、回収ロール３１５を前記電源の他方の電極に接続し、導電性ブラシロール３１１と回収ロール３１５とが電気的に一定電位差となるようツェナーダイオードを用いて接続したものが記載されている。
しかしながら、このような技術的手段においては、前記導電性ブラシロール３１１を構成する導電性繊維が吸湿してその電気抵抗が低下した場合に、電流が回収ロール３１５及び導電性ブラシロール３１１を介して流れ、ツェナーダイオードにはほとんど流れなくなってしまうために、導電性ブラシロール３１１及び回収ロール３１５間の電位差が低下して、上述した放電生成物の付着やクリーニング不良等の問題が発生してしまうことになる。
【０００８】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、環境変動等の影響を受けることなく静電クリーニングを行うことのできるクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、トナー像が担持搬送される像担持体１の像担持面側に回転可能に接触配置される導電性ブラシ２と、前記導電性ブラシ２に回転可能に接触配置される回収体３と、前記回収体３に接続され、当該回収体３に前記像担持体１上の残留トナーＴの帯電極性とは逆極性の回収バイアスを印加するバイアス電源４と、前記導電性ブラシ２に接続され、しきい値以上の電流の流入により当該導電性ブラシ２に前記回収バイアスと同極性であって当該回収バイアスより小さい一定の除去バイアスを印加する受動型定電圧発生素子５と、前記回収体３及び前記導電性ブラシ２の合成抵抗６に並列に接続され、当該合成抵抗６と共に働き前記受動型定電圧発生素子５に前記しきい値以上の電流を流入させるバイパス抵抗７とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような技術的手段において、クリーニングの対象物となる像担持体１については、ドラム状像担持体やベルト状像担持体等、適宜選択して差し支えない。
ここで、前記像担持体１がベルト状像担持体で構成されるタイプのものにおいては、導電性ブラシ２に対向する前記ベルト状像担持体１の像担持面裏面側に、接地された対向部材８を配設することが好ましい。尚、像担持体１がドラム状像担持体で構成されるタイプのものにおいては、ドラム状像担持体１の基材を接地することが好ましい。
【００１１】
また、導電性ブラシ２は、前記像担持体１の像担持面側に回転可能に接触配置されるものであれば、その形状については、ロール外周面にブラシ部を形成したものや、ベルト外周面にブラシ部を形成したもの等適宜選定して差し支えない。
ここで、導電性ブラシ２の回転方向については正逆方向より適宜選択して差し支えないが、像担持体１上の残留トナーＴを効果的に除去するという観点からすれば、前記像担持体１との対向部において当該像担持体１の移動方向とは逆方向となるように回転させることが好ましい。
【００１２】
更に、回収体３については、前記導電性ブラシ２に回転可能に接触配置されるものであれば、その形状についてはロール状、ブラシ状等適宜選定して差し支えない。
そして、前記回収体３に付着した残留トナーＴを容易に除去するという観点からすれば、当該回収体３に押圧配置される掻き取りスクレーパ９を具備させることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るクリーニング装置において、本来の帯電極性と逆極性に帯電した残留トナーＴ、あるいは、ほとんど帯電していない残留トナーＴも確実に除去するという観点からすれば、前記導電性ブラシ２の前記像担持体１移動方向下流側には、当該像担持体１に圧接配置されるクリーニングブレード１０を具備させることが好ましい。
【００１４】
更に、バイアス電源４は、前記回収体３に接続され、当該回収体３に前記残留トナーＴの帯電極性とは逆極性の回収バイアスを印加するものであればよく、他の回路の電源と共用化するようにしても差し支えない。
【００１５】
また、受動型定電圧発生素子５については、しきい値以上の電流の流入により前記導電性ブラシ２に前記回収バイアスと同極性であって当該回収バイアスより小さい一定の除去バイアスを印加する機能を有するものであれば適宜選定して差し支えない。
【００１６】
更に、バイパス抵抗７は、前記回収体３及び前記導電性ブラシ２の合成抵抗６に並列に接続され、当該合成抵抗６と共に前記受動型定電圧発生素子５に前記しきい値以上の電流を流入させるものであればその抵抗値については前記合成抵抗６及び前記受動型定電圧発生素子５のしきい値電流に応じて適宜選定してよい。
【００１７】
また、本願発明は、上述したクリーニング装置を備えた画像形成装置もその対象とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は本発明に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置（タンデム型画像形成装置）の実施の一形態を示す説明図である。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、本体ハウジング２１内に四つの色（本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成ユニット２２（具体的には２２ａ〜２２ｄ）を横方向に配列し、その上方には各画像形成ユニット２２の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２３０が含まれるベルトユニット（ベルト搬送装置）２３を配設する一方、本体ハウジング２１の下方には用紙等の記録材（図示せず）が収容される記録材供給カセット２４を配設すると共に、この記録材供給カセット２４からの記録材の搬送路となる記録材搬送路２５を垂直方向に配置したものである。
【００１９】
本実施の形態において、各画像形成ユニット２２（２２ａ〜２２ｄ）は、中間転写ベルト２３０の循環方向上流側から順に、例えばイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット３０と、各現像ユニット３３と、共通する一つの露光ユニット４０とを備えている。
ここで、感光体ユニット３０は、例えば感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１を予め帯電する帯電器（本例では帯電ロール）３２と、感光体ドラム３１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ３４とを一体的にカートリッジ化したものである。
【００２０】
また、現像ユニット３３は、帯電された感光体ドラム３１上に前記露光ユニット４０にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー（本実施の形態では例えば負極性に帯電）で現像するものである。更に、符号３５（３５ａ〜３５ｄ）は各現像ユニット３３に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである。
尚、これら現像ユニット３３及びトナーカートリッジ３５の詳細については後述する。
【００２１】
一方、露光ユニット４０は、ユニットケース４１内に例えば四つの半導体レーザ（図示せず）、一つのポリゴンミラー４２、結像レンズ（図示せず）及び各感光体ユニット３０に対応するそれぞれのミラー（図示せず）を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー４２で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム３１上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
【００２２】
また、本実施の形態において、ベルトユニット２３は、複数の張架ロール２３１〜２３５間に中間転写ベルト２３０を掛け渡したものであり、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に対応した中間転写ベルト２３０の裏面には一次転写器（本例では一次転写ロール）５１が配設され、この一次転写ロール５１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム３１上のトナー像を中間転写ベルト２３０側に静電的に転写するようになっている。
【００２３】
更に、中間転写ベルト２３０の最下流画像形成ユニット２２ｄの下流側の張架ロール２３５に対応した部位には二次転写装置５２が配設されており、中間転写ベルト２３０上の一次転写像を記録材に二次転写（一括転写）するようになっている。
本実施の形態では、二次転写装置５２は、中間転写ベルト２３０のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール５２１と、中間転写ベルト２３０の裏面側に配置されて二次転写ロール５２１の対向電極をなすバックアップロール（本例では張架ロール２３５を兼用）とを備えている。
そして、例えば二次転写ロール５２１が接地されており、また、バックアップロール（張架ロール２３５）にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが給電ロール（図示せず）を介して印加されている。
更にまた、中間転写ベルト２３０の最上流画像形成ユニット２２ａの上流側にはベルトクリーナ５３が配設されており、中間転写ベルト２３０上の残留トナーを除去するようになっている。このベルトクリーナ５３については後述する。
【００２４】
また、記録材供給カセット２４には記録材をピックアップするフィードロール（図示せず）が設けられ、このフィードロールの直後には記録材を送出するテイクアウェイロール６２が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録材搬送路２５には記録材を所定のタイミングで二次転写部位へ供給するレジストレーションロール（レジストロール）６３が配設されている。
一方、二次転写部位の下流側に位置する記録材搬送路２５には定着装置６６が設けられ、この定着装置６６の下流側には記録材排出用の排出ロール６７が設けられており、本体ハウジング２１の上部に形成された収容トレイ６８に排出記録材が収容されるようになっている。
尚、図２において、符号７１は中間転写ベルト２３０上に形成された基準トナーパッチの画像濃度を検知する画像濃度検知センサ（以下、ＤＣセンサという）であり、符号７２は画像形成プロセスを制御するコントローラーである。
【００２５】
また、本実施の形態においては、各色成分トナーとして、スチレンアクリル樹脂微粒子と各々イエロ、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの顔料微粒子を凝集・合一して体積平均粒径約３〜７μｍに調製してなる、乳化凝集合一法（ＥＡ法）で製造したトナーを用いた。粒度分布指標（ＧＳＤ）は１．２３であった。平均粒径はコールターカウンター（コールター社製）で測定した体積平均粒径の値である。そして、重合の際の加熱時間と加熱温度を調整し、平均粒径、粒度分布が略同じ４種類（４色）のトナーを作成した。
トナーの形状は、形状係数ＭＬ²／Ａで表し、光学顕微鏡（ミクロフォトＦＸＡ；ニコン社製）で得た該トナーの拡大写真を、イメージアナライザーＬｕｚｅｘ３（ＮＩＲＥＣＯ社製）により画像解析を行って以下の数式１により算出した値である。
【００２６】
【数１】

【００２７】
形状係数ＭＬ²／Ａは、トナーの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合１００となり、形状が崩れるにつれ増加する。形状係数は、トナー粒子複数個に対して計算され、その平均値を代表値とする。本実施の形態では、形状係数１２５以下の略球形なトナーを用いた。
また、離型性を高めるため、該トナーに、平均粒径１０〜１５０ｎｍのシリカ及び酸化チタン（チタニア）等の無機微粒子を外添剤として適宜量外添し、平均粒径３５μｍのフェライトビーズからなるキャリアと混合し現像剤とした。
尚、トナーとしては、本製造法により作成したトナー以外にも、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合法、混練粉砕法等により形成された球形トナーあるいは非球形トナーを使用してもよく、また、上述したようなトナーとキャリアとを混在させた二成分系現像剤でも、トナーのみの一成分系現像剤でも構わないことは勿論である。
【００２８】
図３には、本実施の形態に係るベルトクリーナ５３の拡大断面図を示す。
同図において、ベルトクリーナ５３は、前記中間転写ベルト２３０の像担持面側（図中残留トナーを符号Ｔで示す）に配設される導電性ブラシロール５３１と、この導電性ブラシロール５３１からみて前記中間転写ベルト２３０の移動方向下流側に配設されるクリーニングブレード５３２と、これら導電性ブラシロール５３１及びクリーニングブレード５３２が収容されるクリーナハウジング５３３とを有している。
【００２９】
ここで、導電性ブラシロール５３１は、前記中間転写ベルト２３０との対向部において当該中間転写ベルト２３０の移動方向とは逆方向に回転するようになっている。また、導電性ブラシロール５３１は、中間転写ベルト２３０に対して１．５ｍｍくい込むように配置され、中間転写ベルト２３０との対向部において逆方向に回転するようになっている。また、導電性ブラシロール５３１は金属製の芯金（φ６ｍｍ）に１０デニールの導電性ナイロン（商品名：ベルトロン）が１平方インチあたり８００００本の密度で植毛され、外径が１８ｍｍになるよう刈り揃えてある。そして、ブラシ繊維部の軸方向の長さは３１２ｍｍとし、回転数は約２３５ｒｐｍ（周速度２２０ｍｍ／ｓ）とした。
【００３０】
また、前記導電性ブラシロール５３１には、その対向部において当該導電性ブラシロール５３１とは逆方向に回転する回収ロール５３４が接触配置されている。ここで、回収ロール５３４は、アルミニウムの円筒ロールの表面に、タフラム処理（General Magnaplate社の商標）により絶縁皮膜を形成したものであって、食い込み量２ｍｍで前記導電性ブラシロール５３１と回収ニップ部を形成している。また、回収ロール５３４も、前記導電性ブラシロール５３１と同回転数の２３５ｒｐｍ（周速度２２０ｍｍ／ｓ）で回転する。
更に、前記回収ロール５３４にはその回転方向からみて所謂ドクター方向にスクレーパ５３５が圧接配置されている。
【００３１】
尚、符号５３６は、導電性ブラシロール５３１からみて中間転写ベルト２３０の移動方向上流側に設けられ除去された残留トナーＴの外部への飛び散りを防止するためのフィルムシール、符号５３７は、前記クリーナハウジング５３３にクリーニングブレード５３２を固定するＬ字状プレート、符号５３８は、クリーナハウジング５３３内部の下部側に設けられ、クリーナハウジング５３３内に回収された残留トナーＴを図示しない廃トナー容器へ排出する排出オーガである。
【００３２】
また、本実施の形態では、前記回収ロール５３４に、＋８００Ｖのバイアスを印加するバイアス電源５４１が接続されている。
一方、前記導電性ブラシロール５３１には、四つのツェナーダイオード群５４２（具体的には５４２ａ、５４２ｂ、５４２ｃ、５４２ｄ）が直列に接続されている。ここで、これら各ツェナーダイオード５４２ａ〜５４２ｄは、所定のしきい値以上の電流の流入により、夫々＋１００Ｖの電圧が発生するようになっており、その際には、＋４００Ｖのバイアスが前記導電性ブラシロール５３１に印加されるようになっている。
【００３３】
更に、本実施の形態では、前記導電性ブラシロール５３１及び前記回収ロール５３４の合成抵抗Ｒ（図中破線で示す）と並列にバイパス抵抗ＲＢが接続されている。このバイパス抵抗ＲＢとしては、例えば５ＭΩの抵抗値のものが使用される。
一方、前記中間転写ベルト２３０を挟んで前記導電性ブラシロール５３１に対向する前記駆動ロール２３１は、接地されるようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像プロセスについて説明する。
各画像形成ユニット２２（２２ａ〜２２ｄ）は、感光体ドラム３１上に各色成分画像（トナー像）を形成し、中間転写ベルト２３０上に各色成分画像を一次転写ロール５１にて順次一次転写する。
一方、記録材供給カセット２４からは記録材が供給され、レジストロール６３を経て所定のタイミングで二次転写部位へと搬送される。
そして、中間転写ベルト２３０上に一次転写された多重転写画像は二次転写部位へと搬送され、二次転写装置５２にて記録材に一括転写される。
この後、記録材は定着装置６６を経て一括転写された画像を定着した後、排出ロール６７を通じて収容トレイ６８へと排出される。
一方、各画像形成ユニット２２では、感光体ドラム３１上の残留トナーがドラムクリーナ３４にて清掃される一方、中間転写ベルト２３０上の残留トナーはベルトクリーナ５３にて清掃される。
【００３５】
ここで、ベルトクリーナ５３による中間転写ベルト２３０のクリーニングプロセスは、次の通りである。
中間転写ベルト２３０上の残留トナーＴ（負極性に帯電）が導電性ブラシロール５３１との対向部に到達すると、この残留トナーＴは当該導電性ブラシロール５３１と駆動ロール２３１との間の電位差（＋４００Ｖ）によって導電性ブラシロール５３１上に転移する。そして、導電性ブラシロール５３１に転移した残留トナーＴが回収ロール５３４との対向部に到達すると、今度は、当該回収ロール５３４と導電性ブラシロール５３１との間の電位差（＋８００Ｖ−（＋４００Ｖ）＝＋４００Ｖ）によって回収ロール５３４上に転移する。そして、回収ロール５３４上に転移した残留トナーＴは、スクレーパ５３５により掻き取られクリーナハウジング５３３内に落下する。
一方、導電性ブラシロール５３１上に転移しなかった残留トナーＴは、クリーニングブレード５３２により掻き取られ、クリーナハウジング５３３内に落下する。
そして、クリーナハウジング５３３内の残留トナーＴは、排出オーガ５３８により外部へと排出される。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るベルトクリーナ５３において、導電性ブラシロール５３１に＋４００Ｖのバイアスが印加される仕組みについて説明する。
図３において、回収ロール５３４には、上述したようにバイアス電源５４１より＋８００Ｖのバイアスが印加される。
また、ツェナーダイオード群５４２には、（導電性ブラシロール５３１及び回収ロール５３４の）合成抵抗Ｒ及びバイパス抵抗ＲＢからなる並列回路を介してしきい値以上の電流が流れる。すると、各ツェナーダイオード５４２ａ〜５４２ｄより＋１００Ｖの定電圧が発生し、その結果＋４００Ｖのバイアスが導電性ブラシロール５３１に印加されることとなる。
【００３７】
また、本実施の形態に係るベルトクリーナ５３では、導電性ブラシロール５３１及び回収ロール５３４の合成抵抗Ｒと並列に、バイパス抵抗ＲＢを接続しているので、湿度等の環境変動によらず、常に前記ツェナーダイオード群５４２にしきい値以上の電流を流入させること、すなわち、前記導電性ブラシロール５３１に＋４００Ｖのバイアスを印加することが可能である。
【００３８】
例えば、高温高湿条件下においては、吸湿により導電性ブラシロール５３１を構成するブラシ繊維の抵抗値が低下するため、合成抵抗Ｒの抵抗値も低下する。
この場合、バイアス電源５４１からの電流は、バイパス抵抗ＲＢよりも合成抵抗Ｒの方を優先的に流れ（合成抵抗Ｒの抵抗値＜バイパス抵抗ＲＢの抵抗値）、ツェナーダイオード群５４２には、しきい値以上の電流が流入することとなる。
一方、低温低湿条件下においては、導電性ブラシロール５３１を構成するブラシ繊維の抵抗値が上昇するため、合成抵抗の抵抗値も上昇する。
この場合、バイアス電源５４１からの電流は、合成抵抗Ｒよりもバイパス抵抗ＲＢの方を優先的に流れ（合成抵抗Ｒの抵抗値＞バイパス抵抗ＲＢの抵抗値）、ツェナーダイオード群５４２には、しきい値以上の電流が流入することとなる。
従って、本実施の形態におけるベルトクリーナ５３では、合成抵抗Ｒに並列にバイパス抵抗ＲＢを接続することで、環境条件とは無関係に、前記導電性ブラシロール５３１に＋４００Ｖ（本発明者の実験結果によれば＋３９０Ｖ〜＋４１０Ｖの範囲であった）のバイアスを印加することが可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態において、導電性ブラシロール５３１に対する印加バイアスを＋４００Ｖとしているのは次の理由による。
本発明者は、図３に示すベルトクリーナ５３の導電性ブラシロール５３１に印加するバイアス値と、得られるクリーニング性能との関係について調査を行った。
この実験は、中間転写ベルト２３０上に画像形成動作中に発生し得る最大トナー量（Ｙ、Ｍ、Ｃの各１００％濃度像からなるプロセスブラック画像：１２ｇ／ｍ²）の残留トナーＴを形成させ、除去バイアスをパラメータとし、これら残留トナーＴを導電性ブラシロール５３１で掻き取った後のトナー量いわゆるブラシ通過後トナー量を調査することで行った。
また、実験環境は、クリーニングブレード５３２によるクリーニングのストレス条件である低温低湿環境（１０℃ ３０％ＲＨ）、及び、導電性ブラシロール５３１のブラシ繊維の抵抗値が低下する高温高湿環境（２８℃ ８５％ＲＨ）である。
【００４０】
結果を図４に示す。
実験の結果、低温低湿環境下において除去バイアスが＋３１０Ｖを下回ると、クリーニングブレード５３２でクリーニングできる最大トナー量（１．５ｇ／ｍ²）が原因となってクリーニング不良が発生し、一方、高温高湿環境下において除去バイアスが＋５００Ｖを上回ると、放電の発生により中間転写ベルト２３０上に放電生成物が付着し、これによりブレードの捲れおよび欠けの発生することが判明した。
以上の結果より、本実施の形態では、導電性ブラシロール５３１に印加する除去バイアスの大きさを、＋３１０Ｖ〜＋５００Ｖの範囲より＋４００Ｖに選定した。
【００４１】
尚、本実施の形態においては、ツェナーダイオード群５４２を用いて導電性ブラシロール５３１に除去バイアスを印加するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、図５に示すように、バリスタ５４３を配設し、これに電流を流入させることで、定電圧を発生させるようにしてもよい。
このよな態様においても、環境条件の変動に関わらず、バリスタ５４３にはしきい値以上の電流を流入させることができるので、導電性ブラシロール５３１に一定の除去バイアスを印加することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態では、バイアス電源５４１を独立して配設するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、図６に示すように、他の回路との共用電源５４４（例えば＋１５００Ｖの電源）からコンバータ等の定電圧回路５４５（＋１５００Ｖ→＋８００Ｖにする）を介してバイアス印加を行うようにしてもよいことは勿論である。
【００４３】
更に、本実施の形態では、ベルトクリーナ５３をタンデム型画像形成装置に取り付ける態様について説明を行ったが、これに限られるものではなく、各種画像形成装置に対して適用してよいことは勿論である。
【００４４】
◎比較の形態１
従来の技術で説明したクリーニング装置（図８参照）を用いて比較試験を行った。
ここで、クリーニングバイアス電源３１４及び回収バイアス電源３１６としては、高圧電源（実験用電源；ＴＲＥＫ社製６１０）を接続し、導電性ブラシロール３１１に＋４００Ｖ、回収ロール３１５に＋８００Ｖを印加したときの電流値を測定した。
【００４５】
その結果、低温低湿環境下（１０℃ ３０％ＲＨ）では、１μＡ以下の電流しか流れず、逆に高温高湿環境下（２８℃ ８５％ＲＨ）では、回収ロール３１５には３００μＡ、導電性ブラシロール３１１には−３００μＡの電流が流れた。これは回収ロール３１５及び導電性ブラシロール３１１の合成抵抗の抵抗値が低下したことによるものである。
尚、この実験では、クリーニングバイアス電源３１４及び回収バイアス電源３１６として、実験用電源を用いていたため、電流をマイナス方向に流すことで導電性ブラシロール３１１の電位を維持することができたが、一般的な正極性の定電圧電源では負極性の電流を流すことができないため、結果的に導電性ブラシロール３１１の電位は回収ロール３１５及び導電性ブラシロール３１１の合成抵抗で決まってしまい、例えば＋６００Ｖになってしまうことが判明した。
【００４６】
◎比較の形態２
前記比較の形態１で発生したトラブルを回避するために、図７に示すようなベルトクリーナ５３について検討した。
すなわち、回収ロール５３４にバイアス電源５４１を接続し、導電性ブラシロール５３１にはツェナーダイオード群５４２を直列に接続し、回収ロール５３４から流れ込む電流を導電性ブラシロール５３１を介して定電圧素子に供給することで、導電性ブラシロール５３１の電位を一定に保持しようと試みた。
【００４７】
その結果、高温高湿環境下（２８℃ ８５％ＲＨ）では、吸湿により導電性ブラシロール５３１を構成するブラシ繊維の抵抗値が低下するため、ツェナーダイオード群５４２に十分な電流を流すことができ、導電性ブラシロール５３１の電位を維持することができたが、低温低湿環境下（１０℃ ３０％ＲＨ）では、ツェナーダイオード群５４２に電流がほとんど流れなくなり、導電性ブラシロール５３１電位が＋２００Ｖまで低下した。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導電性ブラシ及び回収体の合成抵抗と並列にバイパス抵抗を接続し、環境変化に応じて合成抵抗あるいはバイパス抵抗に優先的に電流を流すことで、受動型定電圧発生素子にしきい値以上の電流を流入させ、導電性ブラシを所定の電位に保持させるようにしたので、簡易な構成で、環境変動等の影響を受けることなく静電クリーニングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーニング装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の実施の一形態の概要図である。
【図３】実施の一形態に係るクリーニング装置の拡大断面図である。
【図４】導電性ブラシロールへの印加電圧とトナー残量との関係を示すグラフ図である。
【図５】変形の形態に係るクリーニング装置の拡大断面図である。
【図６】変形の形態に係るクリーニング装置の拡大断面図である。
【図７】比較の形態２に係るクリーニング装置の拡大断面図である。
【図８】従来、及び比較の形態１に係るクリーニング装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…導電性ブラシ，３…回収体，４…バイアス電源，５…受動型定電圧発生素子，６…合成抵抗，７…バイパス抵抗，８…対向部材，９…掻き取りスクレーパ，１０…クリーニングブレード

Claims

トナー像が担持搬送される像担持体の像担持面側に回転可能に接触配置される導電性ブラシと、
前記導電性ブラシに回転可能に接触配置される回収体と、
前記回収体に接続され、当該回収体に前記像担持体上の残留トナーの帯電極性とは逆極性の回収バイアスを印加するバイアス電源と、
前記導電性ブラシに接続され、しきい値以上の電流の流入により当該導電性ブラシに前記回収バイアスと同極性であって当該回収バイアスより小さい一定の除去バイアスを印加する受動型定電圧発生素子と、
前記回収体及び前記導電性ブラシの合成抵抗に並列に接続され、当該合成抵抗と共に働き前記受動型定電圧発生素子に前記しきい値以上の電流を流入させるバイパス抵抗とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１に記載のクリーニング装置のうち、前記像担持体がベルト状像担持体で構成されるタイプのものにおいて、
前記導電性ブラシに対向する前記ベルト状像担持体の像担持面裏面側には、接地された対向部材を配設することを特徴とするクリーニング装置。
請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記回収体に押圧配置される掻き取りスクレーパを具備させたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記導電性ブラシの前記像担持体移動方向下流側には、当該像担持体に圧接配置されるクリーニングブレードを具備させたことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。