JP4432554B2

JP4432554B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4432554B2
Application number: JP2004074062A
Authority: JP
Inventors: 茂雄大野; 康司大橋; 裕喜安藤; 泰岳松本; 悟広崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: JP2005265906A

Description

本発明は、電子写真プロセスに基づいて形成されたトナー像を担持する像担持体から記録媒体又は中間転写体へトナー像が転写完了した後に、この像担持体の表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置及び、電子写真プロセスに基づいて像担持体にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体又は中間転写体へ転写した後、像担持体に残留したトナーをクリーニング装置により除去回収する画像形成装置に関する。

電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置においては、回転駆動する感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み手段により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により現像してトナー像を作成している。そして、このトナー像を直接に、または中間転写体を介して記録紙などの転写媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置によって定着することによって画像を形成する。一方、転写されずに感光体上に残った所謂残留トナーはクリーニング装置によって除去、回収され、新たな画像形成プロセスに移行する。

この残留トナーを除去するクリーニング装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１のクリーニング装置には、それぞれロール状に形成され、ブラシ毛を感光体へ接触させた一対のクリーニングブラシ及び、これら一対のクリーニングブラシにそれぞれロール面を接触させた一対のトナー回収用ロール（デトーニングロール）が設けられており、このクリーニング装置では、一対のクリーニングブラシを回転させつつ、このクリーニングブラシにそれぞれ極性が異なる電圧を印加してクリーニングブラシのブラシ毛により感光体上の転写残トナーを機械的に掻き取りつつ静電的に吸着する。このとき、デトーニングロールには、クリーニングブラシよりも高い電圧が印加されており、これにより、クリーニングブラシに付着したトナーはデトーニングロールのロール面に吸着される。このようにしてデトーニングロールに吸着されたトナーはスクレーパによりトナー回収室内へ掻き落され、廃トナーとして回収される。また、このクリーニング装置では、例えば、感光体の回転方向に沿って上流側に配置されたクリーニングブラシに正（＋）極性の電圧が印加されており、感光体上から負（−）極性に帯電したトナーを吸着し、下流側に配置されたクリーニングブラシに負極性の電圧が印加されており、感光体上から正極性に帯電したトナーを吸着する。

また上記したような所謂、一対のクリーニングブレードを用いたＷ−ＥＳＢ（Double−Eelectro Static Brush）タイプのクリーニング装置以外のクリーニング装置としては、感光体へ圧接するように支持されたクリーニングブレードと、感光体の移動方向に沿ってクリーニングブレードの上流側に配置され、ブラシ毛を感光体へ接触させたディスターブブラシとを備えたブレードタイプのクリーニング装置がある。このブレードタイプのクリーニング装置では、回転するディスターブブラシのブラシ毛により感光体上に付着した残留トナーを攪拌しつつ、クリーニングブレードにより感光体上から残留トナーを機械的に掻き取る。このようにして掻き落された残留トナーはトナー回収室内へ掻き落され、廃トナーとして回収される。

上記したようなＷ−ＥＳＢタイプのクリーニング装置は、クリーニング時にクリーニングブラシのブラシ毛先端部を比較的小さな接触圧で感光体に接触させつつ、感光体上の残留トナーを主として静電的な吸着力によりブラシ毛に吸着することから、ブレードタイプのものと比較し、感光体に対する経時的な磨耗量を極めて小さいものにできる。このことから、感光体にクリーニング装置としてＷ−ＥＳＢタイプのクリーニング装置を用いた場合には、ブレードタイプのクリーニング装置を用いた場合と比較し、感光体ドラム、感光体ベルト等の感光体に対する使用時間（作像回数）の増加に伴う磨耗を小さくし、感光体の寿命を延長できるという利点がある。

一方、ブレードタイプのクリーニング装置では、常にクリーニングブレードの先端部を比較的大きな接触圧で感光体に圧接させ、このクリーニングブレードにより感光体上の残留トナーを掻き落すことから、感光体上における残留トナーの濃度にあまり影響されることなく、感光体上に付着した残留トナーに対する除去能力を高いものに維持できる。このことから、ブレードタイプのクリーニング装置は、高濃度又は高画像密度で高画質の画像を多く形成する画像形成装置のクリーニング装置として適している。
特公平１−３８３１４号公報

しかし、Ｗ−ＥＳＢタイプのクリーニング装置は、クリーニング時に一対のクリーニングブレードのブラシ毛を感光体に摺接させることから、このＷ−ＥＳＢタイプのクリーニング装置を画像形成装置に用いた場合、長期的には、クリーニングブレードのブラシ毛により感光体の表面に微小な掻き傷（スクラッチマーク）が増加して行き、感光体への作像回数の増加に従って、中間調で高画質の画像を形成した際には、この画像にスクラッチマークの影響による微小な画像欠陥が生じ、画質が低下するおそれがある。

一方、ブレードタイプのクリーニング装置を画像形成装置に用いた場合には、転写完了後に感光体上に残留するトナーが微量、つまり低画像密度で連続的に使用すると、クリーニングブレードの感光体との摩擦抵抗が大きくなり、クリーニングブレードの先端部にめくれや、欠けが生じて感光体に対するクリーニングが不完全になる現象、所謂プアークリーニングが生じ易くなり、またＷ−ＥＳＢタイプのクリーニング装置と比較して、作像回数の増加に伴う感光体の磨耗量が多くなることから、感光体の寿命が短いものになる。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、トナー像の転写完了後に像担持体上に残留したトナーを除去するために一対のクリーニングブラシ及びクリーニングブレードの何れでも用いることができる画像形成装置を提供することある。

また本発明の請求項３に係る画像形成装置は、トナー像を担持するための中間転写体が設けられると共に、像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する作像手段と、前記作像手段により担持されたトナー像を前記像担持体から前記中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有した作像ユニットが複数設けられ、複数の前記作像ユニットにより前記像担持体にそれぞれ異なる色のトナー像を形成すると共に、これらのトナー像を前記中間転写体上に転写及び重畳して該中間転写体にカラートナー像が形成可能とされた画像形成装置であって、前記クリーニング手段として、複数の前記作像ユニット毎にそれぞれブラシ・クリーニング装置及びブレード・クリーニング装置の一方が選択的に使用可能とされ、前記ブラシ・クリーニング装置は、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第１のクリーニングブラシと、前記像担持体の移動方向に沿って前記第１のクリーニングブラシの下流側に配置され、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第２のクリーニングブラシと、前記第１のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第２のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ極性が異なる電圧を印加するクリーニング電源部と、前記第１及び第２のクリーニングブラシのブラシ毛により前記像担持体から吸着されたトナーを、該ブラシ毛から回収するトナー回収部材とを備え、前記ブレード・クリーニング装置は、前記像担持体の表面に圧接して前記像担持体からトナーを掻き落とすクリーニングブレードを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により担持されたトナー像を前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、前記クリーニング手段は、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第１のクリーニングブラシと、前記像担持体の移動方向に沿って前記第１のクリーニングブラシの下流側に配置され、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第２のクリーニングブラシと、前記第１のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第２のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ極性が異なる電圧を印加するクリーニング電源部と、前記第１及び第２のクリーニングブラシのブラシ毛により前記像担持体から吸着されたトナーを、該ブラシ毛から回収するトナー回収部材と、前記像担持体の移動方向に沿って前記第２のクリーニングブラシの下流側に配置され、前記像担持体の表面に圧接するクリーニング位置と前記像担持体から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレードと、外部からの制御に従って前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置及び前記待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構と、前記現像手段により前記像担持体に形成されたトナー像の画像濃度を判定し、該画像濃度の判定値に応じて前記クリーニングブレードを前記ブレード駆動機構により前記クリーニング位置及び前記待機位置の一方へ移動又は保持させるクリーニング選択手段と、を備えたことを特徴とする。

上記請求項４に係る画像形成装置では、クリーニング手段が像担持体をクリーニングするために第１及び第２のクリーニングブラシを備えると共に、像担持体の表面に圧接するクリーニング位置と像担持体から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレード及び、外部からの制御に従ってクリーニングブレードをクリーニング位置及び待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構を備えていることにより、ブレード駆動機構によりクリーニングブレードを待機位置に保持すれば、クリーニング手段をブラシ・クリーニング装置として機能させ、第１及び第２のクリーニングブラシにより像担持体をクリーニングして像担持体から残留トナーを除去でき、またブレード駆動機構によりクリーニングブレードを待機位置からクリーニング位置へ移動させれば、クリーニング手段の交換を行うことなく、クリーニング手段をブレード・クリーニング装置として機能させ、クリーニングブレードにより像担持体をクリーニングして像担持体から残留トナーを除去できるので、例えば、クリーニングブレードを待機位置及びクリーニング位置のうち、ユーザの要求、像担持体に形成される画像の画質や画像濃度による要求、像担持体に対して必要となる寿命等の要求に対応する位置へ移動させれば、これらの要求に応じてクリーニング手段をブラシ・クリーニング装置及びブレード・クリーニング装置の何れとしても機能させることができる。

ここで、クリーニング手段をブラシ・クリーニング装置として機能させた場合には、クリーニング手段では、クリーニング時に一対のクリーニングブラシのブラシ毛先端部をそれぞれ比較的小さな接触圧で像担持体に摺接させつつ、像担持体上の残留トナーを主として静電的な吸着力によりブラシ毛に吸着することから、ブレード・クリーニング装置として機能させた場合と比較し、像担持体に対する経時的な磨耗量を減少できるので、像担持体の寿命を延長することが容易になる。

またクリーニング手段をブレード・クリーニング装置として機能させた場合には、クリーニング手段では、クリーニングブレードの先端部を比較的大きな接触圧で像担持体に圧接させ、このクリーニングブレードにより像担持体上の残留トナーを掻き落として除去することから、転写完了後の像担持体上における残留トナーの濃度にあまり影響されることなく、像担持体上に付着した残留トナーに対する除去能力を高いものに維持できるので、クリーニング完了後に像担持体に残留したトナーの影響により像担持体に形成されるトナー像の画質が低下することを効果的に防止できる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により担持されたトナー像を前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、前記クリーニング手段は、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第１のクリーニングブラシと、前記像担持体の移動方向に沿って前記第１のクリーニングブラシの下流側に配置され、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第２のクリーニングブラシと、前記第１のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第２のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ極性が異なる電圧を印加するクリーニング電源部と、前記第１及び第２のクリーニングブラシのブラシ毛により前記像担持体から吸着されたトナーを、該ブラシ毛から回収するトナー回収部材と、前記像担持体の移動方向に沿って前記第２のクリーニングブラシの下流側に配置され、前記像担持体の表面に圧接するクリーニング位置と前記像担持体から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレードと、外部からの制御に従って前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置及び前記待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構と、前記現像手段による前記像担持体に対するトナー像の形成回数をカウントし、該カウント値が所定のしきい値に達すると、前記カウント値をリセットすると共に、前記ブレード駆動機構により前記クリーニングブレードを前記待機位置から前記クリーニング位置へ移動させ、前記クリーニングブレードが前記クリーニング位置に保持された状態で、前記現像手段により前記像担持体に形成されたトナー像が所定回数に亘って形成されると、前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置から前記待機位置へ復帰させるクリーニング選択手段と、を備えたことを特徴とする。

以上説明したように本発明に係る画像形成装置によれば、トナー像の転写完了後に像担持体上に残留したトナーを除去するために一対のクリーニングブラシ及びクリーニングブレードの何れでも用いることができる。

以下、本発明の実施形態に係るレーザープリンタについて図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係るレーザープリンタの概略構成が示され、図２には、図１に示されるレーザープリンタにおける作像ユニットの構成が示されている。このレーザープリンタ１００は、所謂電子写真プロセスに基づいて記録紙等の記録媒体にカラー画像及び単色画像を形成可能とされたものである。

図１に示されるように、レーザープリンタ１００には、複数本のロール１０３により張設された無端状の中間転写ベルト１０２が設けられると共に、この中間転写ベルト１０２の上部側の水平部分に４個の作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋが中間転写ベルト１０２の移動方向（矢印Ｍ方向）に沿って順に配置されている。作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋは、レーザープリンタ１００により形成されるカラー画像における黄色（Ｙ）成分、マゼンタ色（Ｍ）成分、シアン色（Ｃ）成分及び黒色（Ｋ）成分にそれぞれ対応して設けられており、それぞれが異なる色（Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ）のトナーを用いてトナー像を形成する点を除いて、同一の構成及び機能を有している。このことから、以下の説明にて４個の作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋを特に区別する必要が無い場合には、これらを単に「作像ユニット１０４」と呼称する。

図２及び図５に示されるように、作像ユニット１０４には、トナー像の担持体として感光体ドラム１２が設けられると共に、この感光体ドラム１２の外周側にブラシ・クリーニング装置１０（図２参照）及びブレード・クリーニング装置２１０（図５参照）の一方が配置されている。

ここで、ブラシ・クリーニング装置１０は、感光体ドラム１２から残留トナーを除去するために一対のクリーニングブラシ１６，１８を備えた所謂Ｗ−ＥＳＢ（Double−Eelectro Static Brush）タイプのものとして構成され、ブレード・クリーニング装置２１０は、感光体ドラム１２から残留トナーを除去するためにクリーニングブレード２１２を備えた所謂ブレードタイプのものとして構成されている。また本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、メンテナンス作業者、オペレータ、ユーザ等の装置管理者の判断に応じて、作像ユニット１０４にブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０の何れでも組付け可能とされ、すなわちブラシ・クリーニング装置１０とブレード・クリーニング装置２１０とが互換性を有している。

感光体ドラム１２は、その外周面が電子写真プロセスに基づいて画像（トナー像）が形成される像担持面１４とされており、この感光体ドラム１２の外周側には、図２及び図５に示されるように、その回転方向（矢印ＲＤ方向）に沿ってクリーニング装置１０，２１０の下流側にイレーズランプ２９、帯電器２０、表面電位計２２、現像器２４（図１参照）、キャリアキャッチロール２６及び一次転写ロール２８が順に配置されている。ここで、イレーズランプ２９は、ブラシ・クリーニング装置１０によりクリーニングが完了した感光体ドラム１２の像担持面１４に除電光を照射して像担持面１４の除電し、この除電された領域を帯電器２０は所定の作像開始電位（例えば、４００Ｖ〜８００Ｖ）に帯電する。

またレーザープリンタ１００には、各作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋの上方にそれぞれレーザースキャナ１４２が配置されており、これらのレーザースキャナは、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分又はＫ成分に対応する画像情報に基づいて変調されたレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ及びＬＫ（図１参照）により作像開始電位に帯電された各作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋにおける感光体ドラム１２の像担持面１４を走査して像担持面１４に静電潜像を形成する。

作像ユニット１０４では、現像器２４が正規極性（本実施形態では、負（−）極性）に帯電させてトナーを現像ロール２５のロール面に薄層化して付着させると共に、このトナーを現像ロール２５から感光体ドラム１２に形成された静電潜像の露光領域又は非露光領域に選択的にトナーを付着させることより静電潜像をトナー像に現像し、このトナー像を一次転写ロール２８が感光体ドラム１２から中間転写ベルト１０２に転写する。このとき、一次転写ロール２８は、中間転写ベルト１０２を介して静電的な吸着力を像担持面１４上のトナー像に作用させてトナー像（トナー）を中間転写ベルト１０２上へ転写させる。

レーザープリンタ１００では、カラー画像を形成する場合には、上述したようなプロセス（電子写真プロセス）を経て各作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋの感光体ドラム１２にそれぞれ形成されたＹ成分、Ｍ成分、Ｃ成分及びＫ成分のトナー像を中間転写ベルト１０２に順次転写し、これらのトナー像を中間転写ベルト１０２上で重畳することにより、中間転写ベルト１０２上にフルカラーのトナー像を形成する。

図１に示されるように、レーザープリンタ１００には、中間転写ベルト１０２の移動方向に沿って作像ユニット１０４の下流側に二次転写ロール１０６が設けられると共に、この二次転写ロール１０６と作像ユニット１０４との間にベルトクリーニング装置１０８が設けられている。またレーザープリンタ１００には、中間転写ベルト１０２の下方に給紙搬送機構１１０、排紙搬送機構１１２及び定着器１１４が設けられている。

ここで、給紙搬送機構１１０は、中間転写ベルト１０２への画像形成に連動し、スタッカ１１６内に収納された記録紙Ｐの束から１枚の記録紙Ｐを分離し、この記録紙Ｐをガイド板１１８に沿って二次転写ロール１０６と中間転写ベルト１０２との間の二次転写位置まで搬送する。また排紙搬送機構１１２は、二次転写位置から排紙される記録紙Ｐをガイド板１２０により受けて、この記録紙Ｐを搬送ベルト１２２により定着器１１４へ搬送する。定着器１１４は、排紙搬送機構１１２により搬送されてきた記録紙Ｐを加圧ロール１２４及び所定の温度に加熱された加熱ロール１２６により加圧状態で挟持しつつ、これらのロール１２４，１２６のニップ部から排出する。これにより、記録紙Ｐ上のトナー像がロール１２４，１２６により印加される熱及び圧力により定着される。このトナー像が定着された記録紙Ｐは、排紙トレー等の記録紙Ｐの集積部（図示省略）へ排紙され、集積される。

図１に示されるように、ベルトクリーニング装置１０８には、ハウジング１２８及びウレタンゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレード１３０が設けられており、このクリーニングブレード１３０は、その先端部がハウジング１２８により中間転写ベルト１０２へ圧接するように支持されている。ベルトクリーニング装置１０８は、中間転写ベルト１０２におけるトナー像が転写完了した領域に残留したトナー（残留トナー）をクリーニングブレード１３０によりハウジング１２８内へ掻き落す。この残留トナーは、オーガ等のトナー搬送機構（図示省略）によりハウジング１２８内から排出され、廃トナーとしてトナータンク等のカートリッジ構造の容器内へ蓄えられる。

一方、作像ユニット１０４では、転写ロール２８によるトナー像の転写完了後に感光体ドラム１２の像担持面１４に残留したトナー（残留トナー）をクリーニング装置１０，２１０の一方により除去回収する。このとき、像担持面１４上の残留トナーは、転写ロール２８からのコロナ放電等の影響により帯電電位が転写前よりもブロードな分布となり、正（＋）極性に帯電したもの、負（−）極性に帯電したもの及び電荷が略中和されたものが混在した状態となる。

先ず、ブラシ・クリーニング装置１０の構成について説明する。図２に示されるように、ブラシ・クリーニング装置１０には、感光体ドラム１２へ対向するように支持されたハウジング３０が設けられており、このハウジング３０には、感光体ドラム１２の像担持面１４へ面して開口する開口部３２が形成されている。ハウジング３０内には、開口部３２付近に一対のクリーニングブラシ１６，１８が配置されている。ここで、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、一方のクリーニングブラシ１６はハウジング３０内の上流側に配置され、他方のクリーニングブラシ１８はハウジング３０内の下流側に配置されている。これらのクリーニングブラシ１６，１８の外形形状は略ロール状に形成されている。

図３及び図４に示されるように、クリーニングブラシ１６，１８には、それぞれ内周側にブラシ芯金３４が設けられると共に、これらのブラシ芯金３４の外周側から径方向外側へ延出する多数本のブラシ毛３６が設けられている。ブラシ芯金３４は、ＳＵＳ等の導電性の金属材料を素材として円柱状に形成されており、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径とされた軸部３８が同軸的に設けられている。ブラシ芯金３４における一対の軸部３８は、それぞれハウジング３０に取り付けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。これにより、クリーニングブラシ１６，１８は、それぞれハウジング３０により回転可能に支持されると共に、ブラシ毛３６の先端部を撓ませつつ感光体ドラム１２の像担持面１４へ圧接させている。

一対のブラシ芯金３４における軸部３８には、それぞれレーザープリンタ１００の本体側に設けられたモータ（図示省略）からのトルクが伝達可能とされている。このモータは、ブラシ・クリーニング装置１０の作動時に、ブラシ芯金３４にトルクを伝達してクリーニングブラシ１６，１８を所定の方向（矢印ＲＢ方向）へ回転させる。このとき、クリーニングブラシ１６，１８は、そのブラシ毛３６の先端部が矢印ＲＤ方向へ回転する感光体ドラム１２との接触部位において像担持面１４とは反対の方向（アゲンスト方向）へ移動する。

図３及び図４に示されるように、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６は、ブラシ芯金３４の軸心を中心とする径方向に対し、クリーニングブラシ１６，１８の回転方向（矢印ＲＢ方向）後方へ向って所定の倒れ角θＢだけ傾斜するようにブラシ芯金３４に取り付けられている。

ここで、各クリーニングブラシ１６，１８におけるブラシ毛３６の倒れ角θＢは５°〜４５°の範囲で設定され、好ましくは３０に設定されるが、前記範囲内であれば特に限定されない。このようなブラシ毛３６は、例えば、一定密度でブラシ毛３６が片側の面に植設されたパイル織物を帯状に切断加工し、これをブラシ芯金３４の外周面に螺旋状に巻き付けることにより設けられる。このとき、パイル織物のブラシ芯金３４の軸方向に対する傾斜角を調整することにより、ブラシ毛３６の倒れ角θＢが調整可能になる。またブラシ毛３６は、カーボンブラックが分散されたナイロンにより形成されており、その体積抵抗が１５０Ｖの電圧印加時に１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍとなるようにカーボンブラックの添加量等が調整されている。

図２に示されるように、ブラシ・クリーニング装置１０には、ハウジング３０内に一対のデトーニングロール４０，４２が配置されている。ここで、一方のデトーニングロール４０は、そのロール面４４を上流側のクリーニングブラシ１６のブラシ毛３６に接触させており、他方のデトーニングロール４２は、そのロール面４４を下流側のクリーニングブラシ１８のブラシ毛３６に接触させている。

図３及び図４に示されるように、デトーニングロール４０，４２には、それぞれ内周側にロール芯金４８が設けられると共に、これらのロール芯金４８の外周側に径方向に沿って一定の厚さを有するフェノール樹脂製の抵抗層６２が設けられている。ロール芯金４８はＳＵＳ等の導電性の金属材料を素材として円柱状に形成されており、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径とされた軸部５２が同軸的に設けられている。ロール芯金４８における一対の軸部５２は、それぞれハウジング３０に取り付けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。これにより、デトーニングロール４０，４２は、それぞれハウジング３０により回転可能に支持される。またロール芯金４８には、外周面に軸方向に延在する溝部５４がロール芯金４８の全長に亘って形成されている。

一対のロール芯金４８における軸部５２には、それぞれレーザープリンタ１００の本体側シャーシ等に設けられたモータ（図示省略）からのトルクが伝達可能とされている。このモータは、ブラシ・クリーニング装置１０の作動時に、クリーニングブラシ１６，１８の回転に同期してデトーニングロール４０，４２を所定の方向（矢印ＲＲ方向）へ回転させる。このとき、デトーニングロール４０，４２は、そのロール面４４が矢印ＲＢ方向へ回転するデトーニングロール４０，４２との接触部位においてブラシ毛３６の先端部とは反対の方向（アゲンスト方向）へ移動する。

デトーニングロール４０，４２には、ロール芯金４８の外周側にフェノール樹脂製を素材として円筒状に形成されたパイプ材６０が嵌挿されており、このパイプ材６０により抵抗層６２が構成されている。また、図３及び図４に示されるように、デトーニングロール４０，４２には、ロール芯金４８の外周面と抵抗層６２の内周面との間に介在する中間導電層６４が設けられている。ここで、中間導電層６４は、熱硬化性樹脂中にカーボンブラックが分散された導電性接着剤からなり、この導電性接着材がロール芯金４８の溝部５４内に充填された後、この導電性接着材が硬化することにより形成される。この中間導電層６４は、抵抗層６２（パイプ材６０）をロール芯金４８に固着すると共に、ロール芯金４８を抵抗層６２に導通させている。またデトーニングロール４０，４２における抵抗層６２は、その体積抵抗が５００Ｖの電圧印加時に１０⁵〜１０⁸Ω・ｃｍとなるように成分が調整されている。

図２に示されるように、ブラシ・クリーニング装置１０には、ハウジング３０内に一対のスクレーパ６６が設けられており、これらのスクレーパ６６は可撓性及び導電性を有する板ばねにより構成されており、それぞれ基端側がハウジング３０に連結固定されており、先端部をデトーニングロール４０，４２のロール面４４へ圧接させている。またスクレーパ６６は、回転するデトーニングロール４０，４２のロール面４４の移動方向に対してカウンター方向へ傾斜するように支持されている。これらのスクレーパ６６は、それぞれデトーニングロール４０，４２のロール面４４に付着したトナーをハウジング３０内へ掻き落す。

ハウジング３０には、その下端部に樋状のトナー溜り７０が形成されており、このトナー溜り７０内には、スクレーパ６６によりデトーニングロール４０,４２から掻き落されたトナーが落下する。トナー溜り７０内には、スクリュー軸状のオーガ７２が配置されており、このオーガ７２はデトーニングロール４０，４２の回転に同期して回転する。これにより、トナー溜り７０内に落下したトナーは、オーガ７２により攪拌されつつハウジング３０内から排出され、廃トナータンク（図示省略）内へ移送される。またハウジング３０には、開口部３２の周縁部に弾性を有するプレート状のシール材７４が取り付けられており、このシール材７４は、その先端部を感光体ドラム１２の像担持面１４へ密着させている。これにより、クリーニングブラシ１６，１８により像担持面１４から掻き落されたトナーがハウジング３０内から外部へ流出しないようにシールされる。

図２に示されるように、ブラシ・クリーニング装置１０には、ハウジング３０の上流側に除電ランプ７８が配設されると共に、この除電ランプ７８の上流側に放電式の帯電器であるプレクリーニングコロトロン８０が配設されている。プレクリーニングコロトロン８０には、軸方向に沿って張設された放電ワイヤー８２を覆うようにケーシング８４が設けられており、このケーシング８４は、その断面形状が感光体ドラム１２の像担持面１４へ向って開口する略コ字状に形成されている。これにより、ケーシング８４は、コロナ放電が放電ワイヤー８２と像担持面１４との間のみで生じるように放電ワイヤー８２の周囲をシールドする。またケーシング８４には、下流側の端部に像担持面１４側へ向って延出する遮蔽部８６が一体的に形成されており、この遮蔽部８６は、ケーシング８４の上流側の先端部から像担持面１４までの間隔と比較し、ケーシング８４の下流側の先端部から像担持面１４までの間隔を十分に狭いものにしている。これにより、除電ランプ７８から照射される除電光Ｆが遮蔽部８６により遮蔽され、除電光Ｆが像担持面１４におけるプレクリーニングコロトロン８０による帯電領域へ照射されることが防止される。

ここで、プレクリーニングコロトロン８０は、ブラシ・クリーニング装置１０の作動時に、転写完了後に像担持面１４上に残留したトナー（以下、「残留トナー」という。）を負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせる。また除電ランプ７８は、除電光を像担持面１４へ照射することにより、像担持面１４の電荷を中和し、像担持面１４からの残留トナーの除去を容易にする。

図２に示されるように、ブラシ・クリーニング装置１０には、ハウジング３０の上方に電源ボックス８８が設けられている。この電源ボックス８８内には、高圧電源ユニット９０が収納されると共に、クリーニングブラシ１６，１８と高圧電源ユニット９０との間に介在するようにシールド基板９２が配置されている。高圧電源ユニット９０には、画像形成装置の装置本体側に設けられた高圧電源部（図示省略）により高圧電源が供給される電圧調整回路が設けられており、この電圧調整回路は、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６にそれぞれ所定の電圧値の電圧を印加する。またシールド基板９２は、高電圧が印加されたクリーニングブラシ１６，１８等から発生する電磁ノイズを遮蔽及び吸収し、この電磁ノイズの影響によりレーザープリンタ１００における制御部であるコントローラ１３６及び制御ユニット１３８（図２参照）等にエラーが発生することを防止している。

ここで、高圧電源ユニット９０がクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４に印加する電圧をＶＢ１及びＶＢ２、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８に印加する電圧をＶＲ１及びＶＲ２、スクレーパ６６に印加する電圧をＶＳ１及びＶＳ２とすると、これらの電圧には、次の（１）及び（２）式のような関係が成立する。

｜ＶＢ１｜＜｜ＶＲ１｜＝｜ＶＳ１｜ … （１）
｜ＶＢ２｜＜｜ＶＲ２｜＝｜ＶＳ２｜ … （２）
具体的には、本実施形態では、上記各部材に対する印加電圧が、ＶＢ１＝＋２５０Ｖ〜＋４００Ｖ、ＶＲ１＝ＶＳ１＝＋６５０Ｖ〜＋８００Ｖ、ＶＢ２＝−３５０Ｖ〜−５００Ｖ、ＶＲ２＝ＶＳ２＝−７５０Ｖ〜−９００Ｖの範囲内で適宜設定される。

除電ランプ７８は、感光体ドラム１２における像担持面１４の表面電位が高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２とクリーニングブラシ１８のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２との中間の電位であって、しかも像担持面１４とクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６との表面電位差が放電開始電圧ＤＶ以下となるように、感光体ドラム１２へ照射する除電光Ｆの光強度及び光量が設定されている。

具体的には、除電ランプ７８は、像担持面１４の表面電位が−１００Ｖ〜０Ｖとなるように除電する。ここで、放電開始電圧ＤＶは約５００Ｖ程度であり、またクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６の表面電位は印加電圧ＶＢ１，ＶＢ２よりも０Ｖに近くづくことから、像担持面１４とクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６との表面電位差は確実に５００Ｖよりも小さい値になる。

次に、ブレード・クリーニング装置２１０の構成について説明する。なお、ブレード・クリーニング装置２１０において、ブラシ・クリーニング装置１０と構成及び作用が共通の部分については同一符号を付して説明を省略する。

図５に示されるように、ブレード・クリーニング装置２１０には、ハウジング３０の開口部３２から感光体ドラム１２側へ突出するようにプレート状のクリーニングブレード２１２が設けられており、このクリーニングブレード２１２は、感光体ドラム１２の回転方向に沿って開口部３２の下流側の端部付近に配置され、その先端部が感光体ドラム１２の像担持面１４の圧接するようにハウジング３０により支持されている。ここで、クリーニングブレード２１２は、十分な弾性を有する素材、例えば、ウレタンゴムにより成形されており、感光体ドラム１２の回転時に像担持面１４に付着した残留トナーを像担持面１４から掻き落す。

ブレード・クリーニング装置２１０には、クリーニングブレード２１２の上流側にディスターブブラシ２１４が配置されている。ディスターブブラシ２１４は、その外形形状が略ロール状に形成されており、クリーニングブラシ１６，１８と同様に、内周側にブラシ芯金２１６が設けられると共に、これらのブラシ芯金２１６の外周側から径方向外側へ延出する多数本のブラシ毛２１８が設けられている。このブラシ毛２１８は、弾性を有する絶縁性材料により形成されている。ブラシ芯金２１６は、その軸方向両端部にそれぞれ設けられた軸部を介してハウジング３０に取り付けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。これにより、ディスターブブラシ２１４は、ハウジング３０により回転可能に支持されると共に、ブラシ毛３６の先端部を撓ませつつ感光体ドラム１２の像担持面１４へ圧接させている。

ディスターブブラシ２１４のブラシ芯金２１６には、レーザープリンタ１００の本体側に設けられたモータ（図示省略）からのトルクが伝達可能とされている。このモータは、感光体ドラム１２の回転時に、ブラシ芯金２１６にトルクを伝達してディスターブブラシ２１４を所定の方向（矢印ＲＦ方向）へ回転させる。このとき、ディスターブブラシ２１４は、そのブラシ毛２１８の先端部を矢印ＲＤ方向へ回転する感光体ドラム１２との接触部位において像担持面１４と同一の方向へ移動させる。これにより、ディスターブブラシ２１４は、感光体ドラム１２の回転時に、クリーニングブレード２１２の上流側で、ブラシ毛２１８を像担持面１４に摺接して残留トナーを像担持面１４上で攪拌し、この残留トナーを像担持面１４から剥離し易い状態にする。

図５に示されるように、ブレード・クリーニング装置２１０では、ブラシ・クリーニング装置１０に設けられている除電ランプ７８が省略されており、ハウジング３０の上流側にはプレクリーニングコロトロン８０のみが配設されている。ここで、プレクリーニングコロトロン８０は、ブラシ・クリーニング装置１０の場合と同様に、ブレード・クリーニング装置２１０の作動時に、転写完了後に像担持面１４上に残留したトナー（以下、「残留トナー」という。）を負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせる。またブレード・クリーニング装置２１０では、その電源ボックス８８内に高圧電源ユニット９０が収納されておらず、シールド基板９２のみが配置されている。なお、高圧電源ユニット９０の代わりにノイズフィルター基板を入れても良い。

上記のように構成されたレーザープリンタ１００では、各作像ユニット１０４の一部が交換可能なカートリッジ部品として構成されており、このカートリッジ部品として、それぞれ構成が異なる２種類のプロセスカートリッジ１３２及びプロセスカートリッジ２２０の何れでも選択的に使用できる。ここで、プロセスカートリッジ１３２（図２参照）は、少なくとも感光体ドラム１２とブラシ・クリーニング装置１０とを構成部品として含んでおり、これらの構成部品が一体化されている。またプロセスカートリッジ２２０は、少なくとも感光体ドラム１２とブレード・クリーニング装置２１０とを構成部品として含んでおり、これらの構成部品が一体化されている。

すなわち、レーザープリンタ１００では、少なくとも感光体ドラム１２及びクリーニング装置１０，２１０が各作像ユニット１０４により形成される画像（トナー像）を高画質に維持するために一定周期毎に新しいものに交換する必要があり、レーザープリンタ１００では、これらの一定の寿命を有する作像ユニット１０４における複数の部品を短時間で簡単に交換するため、少なくとも感光体ドラム１２及びクリーニング装置１０，２１０を含む複数部品をプロセスカートリッジ１３２，２２０として一体化し、これらを同時に交換できるようにしている。

図２及び図５に示されるように、レーザープリンタ１００には、装置全体を制御するためのコントローラ１３６が設けられると共に、このコントローラ１３６からの制御に従って作像ユニット１０４を制御するための制御ユニット１３８が設けられている。この制御ユニット１３８は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ（図１参照）にそれぞれ対応して合計で４個設けられているが、図２及び図５では１個の制御ユニット１３８のみを示している。またレーザープリンタ１００には、その内部における各作像ユニット１０４付近にそれぞれ環境センサー１４０が設けられており、この環境センサー１４０は、作像ユニット１０４付近における温度及び湿度を一定周期で検出し、その検出値に対応する検出信号を制御ユニット１３８へ出力する。

図２及び図５に示されるように、プロセスカートリッジ１３２，２２０には、それぞれＲＯＭ等の記憶素子を内臓したデータメモリ部１４４が配置されている。このデータメモリ部１４４は、制御ユニット１３８とのインターフェイスとしてコネクタ１４６を備えており、このコネクタ１４６は、プロセスカートリッジ１３２，２２０の作像ユニット１０４のユニット本体側への装着動作に連動し、制御ユニット１３８に設けられたソケット１４８に接続され、またプロセスカートリッジ１３２，２２０の作像ユニット１０４のユニット本体側からの取外動作に連動し、制御ユニット１３８のソケット１４８から離脱する。

ここで、メモリ部１４４の記憶素子には、少なくともプロセスカートリッジ１３２，２２０に配置されたクリーニング装置の種類に対応するクリーニング設定データが記憶されており、制御ユニット１３８は、ソケット１４８及びコネクタ１４６を介してメモリ部１４４に接続されると、メモリ部１４４の記憶素子からクリーニング設定データを読み取り、このクリーニング設定データに基づいてプロセスカートリッジ１３２，２２０に配置されているクリーニング装置の種類を判断すると共に、このクリーニング装置の種類に応じて感光体ドラム１２に対するクリーニング制御条件を設定する。これにより、制御ユニット１３８は、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件と、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件とをそれぞれ異なるものに自動的に変更可能になる。

具体的には、本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合には、制御ユニット１３８によりブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合には行われない後述する経時補正制御及び環境補正制御が行われ、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合には、制御ユニット１３８により、ブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合には行われない後述するトナーバンド制御が行われる。

次に、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合の本実施形態に係るレーザープリンタ１００の動作について詳細に説明する。

レーザープリンタ１００では、前述したように、感光体ドラム１２を回転させつつ、公知の電子写真プロセスに基づいて感光体ドラム１２の像担持面１４上にトナー像を形成し、このトナー像を転写ロール２８により中間転写ベルト１０２へ転写する。ブラシ・クリーニング装置１０は、レーザープリンタ１００による画像形成開始に同期して作動開始し、プレクリーニングコロトロン８０及び除電ランプ７８を駆動開始すると共に、クリーニングブラシ１６，１８及びデトーニングロール４０，４２をそれぞれ所定の方向へ回転させつつ、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８、デトーニングロール４０，４２及びスクレーパ６６に規定の電圧をそれぞれ印加する。このとき、高圧電源ユニット９０により、上流側のクリーニングブラシ１６のブラシ毛３６には、ブラシ芯金３４を介して電圧ＶＢ１が印加され、下流側のクリーニングブラシ１８のブラシ毛３６には、ブラシ芯金３４を介して電圧ＶＢ２が印加される。

またデトーニングロール４０の抵抗層６２には、ロール芯金４８を介して電圧ＶＲ１が印加されると共に、スクレーパ６６を介して電圧ＶＳ１が印加され、デトーニングロール４２の抵抗層６２には、ロール芯金４８を介して電圧ＶＲ２が印加されると共に、スクレーパ６６を介して電圧ＶＳ１が印加される。これにより、デトーニングロール４０，４２の抵抗層６２は、その内周面及び外周面側からそれぞれ同一電位の電圧が印加されるので、ロール芯金４８のみを通して抵抗層６２に電圧を印加した場合と比較し、その表面電位として高い電位を安定して得られるようになる。

ブラシ・クリーニング装置１０は、先ず、プレクリーニングコロトロン８０からのコロナ放電により転写完了後に像担持面１４上に残留した残留トナーを負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせた後、除電ランプ７８からの除電光を像担持面１４へ照射することにより、感光体ドラム１２における像担持面１４の表面電位が高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２とクリーニングブラシ１８のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２との中間の電位であって、しかも像担持面１４とクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６との表面電位差が放電開始電圧ＤＶ以下となるように、除電光Ｆを感光体ドラム１２へ照射する。

具体的には、除電ランプ７８は、像担持面１４の表面電位が−１００Ｖ〜０Ｖとなるように除電する。ここで、放電開始電圧ＤＶは約５００Ｖ程度であり、またクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６の表面電位は印加電圧ＶＢ１，ＶＢ２よりも０Ｖに近くづくことから、像担持面１４とクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６との表面電位差は確実に５００Ｖよりも十分に小さい値になる。これにより、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６から像担持面１４への放電現象の発生が防止され、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６の表面がそれぞれ印加電圧ＶＢ１，ＶＢ２に対応する電位に確実に維持される。これにより、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６と像担持面１４との間に常に十分な強度の電界を発生させ、像担持面１４に付着した残留トナーをクリーニングブラシ１６，１８により確実に吸着できる。またクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６から像担持面１４への放電現象の発生が防止され、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６の表面がそれぞれ印加電圧ＶＢ１，ＶＢ２に対応する電位に確実に維持される。

次いで、ブラシ・クリーニング装置１０は、上流側に配置されたクリーニングブラシ１６のブラシ毛３６を像担持面１４へ摺接させることにより、感光体ドラム１２の像担持面１４に付着した残留トナーのうち、主として負極性に帯電した残留トナーを静電的に像担持面１４上からブラシ毛３６の表面に吸着する。クリーニングブラシ１６のブラシ毛３６に吸着された残留トナーは、デトーニングロール４０のロール面４４に静電的な力により転移し、ロール面４４上に吸着される。この残留トナーは、スクレーパ６６によりロール面４４上からトナー溜り７０へ掻き落され、オーガ７２によりハウジング３０内から排出される。

像担持面１４から負極性の残留トナーを除去した後、ブラシ・クリーニング装置１０は、クリーニングブラシ１６の下流側に配置されたクリーニングブラシ１８のブラシ毛３６を像担持面１４へ摺接させることにより、感光体ドラム１２の像担持面１４に付着した残留トナーのうち、主として正極性に帯電した残留トナーを静電的に像担持面１４上からブラシ毛３６の表面に吸着する。クリーニングブラシ１８のブラシ毛３６に吸着された残留トナーは、デトーニングロール４２のロール面４４に静電的な力により転移し、ロール面４４上に吸着される。この残留トナーは、スクレーパ６６によりロール面４４上からトナー溜り７０へ掻き落され、オーガ７２によりハウジング３０内から排出される。なお、残留トナーに少量含まれる電荷が略中和された残留トナーについては、一対のクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６によりそれぞれ機械的に像担持面１４上から掻き落され、重力の作用等によりトナー溜り７０内へ落下する。

本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合には、上述したような通常のクリーニング動作に加え、作像ユニット１０４における感光体ドラム１２へのトナー像の形成回数が増加するに従って、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４にそれぞれ印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２の電位を徐々に昇圧するクリーニング電圧の経時補正制御を実行する。具体的には、制御ユニット１３８は、画像形成時における感光体ドラム１２の像担持面１４へのトナー像の形成回数（作像回数）をカウントし、この作像回数の累積値がドラムサイクルで１０００回転増加する毎に、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４に印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２の絶対値を０．１Ｖ〜０．２５Ｖの範囲内で設定された値ずつ昇圧すると共に、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６にに印加する電圧ＶＲ１、ＶＲ２及び電圧ＶＳ１、ＶＳ２の絶対値を電圧ＶＢ１、ＶＢ２と同じ値だけ昇圧する。

本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、制御ユニット１３８が作像ユニット１０４における感光体ドラム１２へのトナー像の形成が増加するに従って、高圧電源ユニット９０によクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４並びにデトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６にそれぞれ印加する電圧の電位を徐々に昇圧することより、クリーニング回数の増加に伴ってクリーニングブラシ１６，１８に劣化、磨耗等が生じてクリーニングブラシ１６の像担持面１４への接触圧及び接触面積が減少しても、これらにより生じるクリーニング能力の低下を補うことができるようになるので、ブラシ・クリーニング装置１０のクリーニング能力が経時的に低下することを効果的に防止できる。

また本実施形態に係るレーザープリンタでは、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合には、通常のクリーニング動作に加え、制御ユニット１３８が、環境センサー１４０により検出された温度及び湿度に応じて、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４に印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２を調整すると共に、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６に印加する電圧ＶＲ１、ＶＲ２及び電圧ＶＳ１、ＶＳ２を調整するクリーニング電圧の環境補正動作が実行される。

制御ユニット１３８は、例えば、環境センサー１４０により検出された温度が２６℃以上であって、かつ相対湿度が５５％以上である場合には、作像ユニット１０４が高温／高湿の環境条件下にあると判断し、この条件以外の環境条件（常温又は常湿の環境条件）下で印加される電圧に対して、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４に印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２を低下させると共に、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６に印加する電圧ＶＲ１、ＶＲ２及び電圧ＶＳ１、ＶＳ２を低下させる。具体的には、制御ユニット１３８は、高温／高湿の環境条件下では、常温又は常湿の環境条件）下よりも、電圧ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＳ１、ＶＳ２をそれぞれ１０Ｖ〜５０Ｖ低下させる。

ここで、クリーニングブラシ１６，１８を用いたブラシ・クリーニング装置１０が高温及び多湿の環境下で使用される場合には、樹脂材料を基材として成形されたクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６が空気中の水分を吸収する吸湿現象が生じやすくなり、このような吸湿現象によってブラシ毛３６自体の電気抵抗が低下する。このため、上記のようなクリーニング電圧の環境補正動作を実行しない場合には、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６と感光体ドラム１２の像担持面１４との間に生じる電界の強度を十分に確保できなくなり、ブラシ・クリーニング装置１０によるクリーニング性能が低下し、クリーニング不良が発生し易くなる。

それに対し、本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット１３８が、環境センサー１４０により検出された温度及び湿度に応じて、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４並びにデトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６にそれぞれ印加する電位を調整することにより、環境条件に影響されることなく、ブラシ・クリーニング装置１０によるクリーニング能力を常に略一定に維持できる。

なお、本実施形態に係るブラシ・クリーニング装置１０では、クリーニングブラシ１６，１８におけるブラシ毛３６をそれぞれ回転方向（図３及び図４の矢印ＲＢ方向）後方（順目方向）へ向って所定の倒れ角θＢだけ傾斜させている。これにより、ブラシ毛が回転方向（矢印ＲＢ方向）前方（逆目方向）へ向って倒れ角を有する場合と比較し、ブラシ毛３６と像担持面１４との接触面積を十分に確保しつつ、ブラシ毛３６の感光体ドラム１２の像担持面１４に対する接触圧を低く設定できると共に、ブラシ毛３６が像担持面１４から離れる時にフリッキング（跳ね上り）がブラシ毛３６に発生することを抑制できる。

この結果、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６に吸着され、ブラシ毛３６により保持されているトナーが像担持面１４へ押し付けられる際の加圧力を小さいものにできるでの、トナー中の外添剤が像担持面１４へ押し付けられて生じるフィルミングをより効果的に抑制できるようになり、またブラシ毛３６のフリッキングの発生を抑制することにより、像担持面１４からのトナーの吸着後、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６に付着して電気的な抵抗層として作用するトナーの付着量を安定化できるので、クリーニングブラシ１６，１８の表面電位も安定化できるようになる。

次に、クリーニング装置としてブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合の本実施形態に係るレーザープリンタ１００の動作について詳細に説明する。

レーザープリンタ１００では、感光体ドラム１２を回転させつつ、公知の電子写真プロセスに基づいて感光体ドラム１２の像担持面１４上にトナー像を形成し、このトナー像を転写ロール２８により中間転写ベルト１０２へ転写する。ブレード・クリーニング装置２１０は、レーザープリンタ１００による画像形成開始に同期して作動開始し、プレクリーニングコロトロン８０を駆動開始すると共に、ディスターブブラシ２１４を所定の方向へ回転させる。

ブレード・クリーニング装置２１０は、先ず、プレクリーニングコロトロン８０からのコロナ放電により転写完了後に像担持面１４上に残留した残留トナーを負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせる。このとき、制御ユニット１３８は、ブラシ・クリーニング装置１０を用いる場合と比較し、プレクリーニングコロトロン８０の放電ワイヤー８２に印加する電圧値を２％程度上昇させ、残留トナーの負極性側へシフト量を若干増加させる。

次いで、ブレード・クリーニング装置２１０は、ディスターブブラシ２１４のブラシ毛３６像担持面１４へ摺接させることにより、感光体ドラム１２の像担持面１４に付着した残留トナーを機械的に攪拌し、残留トナーを像担持面１４から容易に剥離する状態とした後、像担持面１４に付着した残留トナーをクリーニングブレード２１２により機械的に掻き落す。このとき、クリーニングブレード２１２は、その先端部を比較的大きい圧接力で圧接させていることから、像担持面１４に付着した残留トナーをムラなく確実に掻き落すことができる。ブレード・クリーニング装置２１０では、クリーニングブレード２１２により像担持面１４から掻き落された残留トナートナー溜り７０へ落下し、オーガ７２によりハウジング３０内から排出される。

本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、クリーニング装置としてブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合には、上述したような通常のクリーニング動作に加え、制御ユニット１３８が各作像ユニット１０４における感光体ドラム１２の像担持面１４上に形成される複数のトナー像の間に所定の画像密度を有するトナーバンド画像を所定のタイミングで形成するトナーバンド制御を実行する。

すなわち、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合の問題点として、感光体ドラム１２の像担持面１４上における残留トナーの付着量が微小なものになった場合、クリーニングブレード２１２と像担持面１４との摩擦抵抗が過大になり、この摩擦抵抗によりクリーニングブレード２１２の先端部に欠け、めくれが発生し易くなる。ここで、欠けとは、クリーニングブレード２１２の先端部の一部が像担持面１４によりむしり取られ、欠損することを言い、まためくれとは、クリーニングブレード２１２の先端部の一部又は全体が像担持面１４に固着した状態となり、像担持面１４に従動してその移動方向へ一時的に屈曲し、この屈曲部分に塑性的な変形が生じることを言う。ここで、上記トナーバンド制御は、クリーニングブレード２１２の欠け及びめくれを防止するために行われる。

制御ユニット１３８は、感光体ドラム１２の像担持面１４へのトナー像の形成回数（作像回数）をカウントすると共に、過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値が、像担持面１４におけるトナー像の作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％以下の場合には、感光体ドラム１２に形成された通常のトナー像の間の領域（インターイメージ領域）に所定の画像濃度を有するトナーバンド画像を形成すると共に、このトナーバンド画像が感光体ドラム１２から中間転写ベルト１０２へ転写されないように、トナーバンド画像が転写ロール２８による転写位置を通過中には、この転写ロール２８への転写電圧の印加を中断する制御（トナーバンド制御）を実行し、また過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値が作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％を超える場合には、トナーバンド制御を実行しない。

制御ユニット１３８は、トナーバンド制御を実行する場合には、感光体ドラム１２の像担持面１４におけるインターイメージに対応するインターイメージ領域を帯電器２０により帯電すると共に、トナーバンド画像に対応する画像情報をレーザースキャナ１４２へ出力し、レーザースキャナ１４２により像担持面１４のインターイメージ領域にトナーバンド画像に対応する静電潜像を形成させる。制御ユニット１３８は、インターイメージ領域に形成された静電潜像の現像位置への移動に同期して現像器２４を作動開始させ、現像器２４により像担持面１４の静電潜像をトナーバンド画像に現像する。このトナーバンド画像は、転写ロール２８により中間転写ベルト１０２へ転写されることなく、像担持面１４上に保持されたままブレード・クリーニング装置２１０へ移動する。

ここで、トナーバンド画像としては、レーザープリンタ１００により形成可能な画像サイズのうち最大幅であって、感光体ドラム１２の移動方向に沿ったサイズが４０ｍｍ程度の画像が選択される。またトナーバンド画像の画像濃度は、高画像濃度（５０％〜６０％）及び低画像濃度（３０％〜４０％）の何れかに環境センサー１４０により検出された環境条件に応じて設定される。具体的には、制御ユニット１３８は、環境センサー１４０により検出された温度が２６℃以上であって相対湿度が５５％以上の場合には、トナーバンド画像の画像濃度として高画像濃度を選択し、また環境センサー１４０により検出された温度が２６℃以下又は相対湿度が５５％以下の場合には、トナーバンド画像の画像濃度として低画像濃度を選択する。このような環境条件に応じた制御を行うことにより、高温及び高湿度の条件下でより発生しやすくなる、クリーニングブレード２１２の欠け及びめくれを効果的に防止できるようになる。

次に、上記のように構成された本実施形態のレーザープリンタ１００による作用を説明する。

本発明の第１の実施形態に係るレーザープリンタ１００では、感光体ドラム１２に付着した残留トナーのクリーニング装置として、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０の一方が選択的に使用可能とされていることにより、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０から任意に選択した一方により感光体ドラム１２の像担持面１４から残留トナーを除去できるので、例えば、ユーザの要求、像担持面１４に形成される画像の画質や画像濃度、感光体ドラム１２に対して要求される寿命等に応じてブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０のうち適したものを選択し、この選択された一方のクリーニング装置１０，２１０により感光体ドラム１２をクリーニングできる。

ここで、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合には、ブラシ・クリーニング装置１０では、クリーニング時に一対のクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６の先端部をそれぞれ比較的小さな接触圧で像担持面１４に摺接させつつ、像担持面１４上の残留トナーを主として静電的な吸着力によりブラシ毛３６に吸着して除去することから、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合と比較し、像担持面１４に対する経時的な磨耗量を減少できるので、感光体ドラム１２の寿命を延長することが容易になる。

またクリーニング装置としてブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合には、ブレード・クリーニング装置２１０では、クリーニングブレード２１２の先端部を比較的大きな接触圧で像担持面１４に圧接させ、このクリーニングブレード２１２により像担持面１４上の残留トナーを掻き落として除去することから、転写完了後の像担持面１４上における残留トナーの濃度（付着量）にあまり影響されることなく、像担持面１４上に付着した残留トナーを高い除去能力で除去できるので、クリーニング完了後に像担持面１４に残留するトナーを極めて微量なものにでき、この残留トナーの影響により像担持面１４に形成されるトナー像の画質が低下することを効果的に防止できる。

また、本実施形態に係るレーザープリンタでは、プロセスカートリッジ１３２，２２０にクリーニング装置として配置されたブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０の一方による感光体ドラム１２に対するクリーニング動作を設定するためのクリーニング設定データを保持したメモリ部１４４が設けられ、プロセスカートリッジ１３２，２２０を作像ユニット１０４のユニット本体側に装着すると、各作像ユニット１０４を制御する制御ユニット１３８がメモリ部１４４へアクセス可能となることにより、制御ユニット１３８がメモリ部１４４の記憶素子からクリーニング設定データを読み取り、このクリーニング設定データに基づいてプロセスカートリッジ１３２，２２０に配置されているクリーニング装置の種類を判断すると共に、このクリーニング装置の種類に応じて感光体ドラム１２に対するクリーニング制御条件を設定できるので、制御ユニット１３８が、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件と、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件とをそれぞれ異なるものに自動的に変更可能になる。

なお、本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、メモリ部１４４としてＲＯＭ等の電子的な記憶素子を内臓したものを用いたが、このようなメモリ部１４４に代えて、例えば、クリーニング装置の種類及びクリーニング設定データに対応する複数の凹凸が形成されたメモリ部をプロセスカートリッジ１３２，２２０に配置し、作像ユニット１０４の本体側にはプロセスカートリッジ１３２，２２０が装着されると、メモリ部における複数の凹凸パターンを機械的に読み取る検出スイッチを配置し、この検出スイッチからの信号により制御ユニット１３８がクリーニング装置の種類及びクリーニング設定データを判断するようにしても良い。

また本実施形態に係るレーザープリンタ１００では、異なる色のトナー像を形成する複数の作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４Ｋ毎にそれぞれクリーニング手段としてブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０の一方が選択的に使用可能とされていることにより、複数の作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４毎に、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０から選択した一方により感光体ドラム１２の像担持面１４から残留トナーを除去できるので、例えば、印字色（トナー色）毎の各作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４により形成されるトナー像の平均的な画像濃度に応じてブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０から適したものを各作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４のクリーニング装置として選択し、この選択されたクリーニング装置により作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４における感光体ドラム１２をクリーニングできる。

具体的には、平均的な画像濃度が低い作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４では、低画像濃度のトナー像形成時にはクリーニングブレード２１２の破損が生じやすいブレード・クリーニング装置２１０を用いず、ブラシ・クリーニング装置１０をクリーニング装置として用いることにより、感光体ドラム１２の寿命を延長しつつ、感光体ドラム１２の像担持面１４から長期間に亘って安定的に残留トナーを除去できる。

また平均的な画像濃度が高い作像ユニット１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４Ｙ，１０４では、高画像濃度のトナー像形成時にも高いクリーニング能力を発揮できるブレード・クリーニング装置２１０をクリーニング装置として用いることにより、クリーニング後に感光体ドラム１２の像担持面１４に残留するトナーの影響によりトナー像の画質が低下することを効果的に防止できる。

なお、本発明の第１の実施形態に係るレーザープリンタ１００では、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０がそれぞれプロセスカートリッジ１３２，２２０の一部として構成され、このプロセスカートリッジ１３２，２２０が装置本体に対して交換可能とされていたが、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０を単体で作像ユニット１０４のユニット本体側に対して交換可能に構成しても良く、この場合にも、ブラシ・クリーニング装置１０及びブレード・クリーニング装置２１０にそれぞれクリーニング設定データを保持したメモリ部を設けておけば、制御ユニット１３８が、クリーニング装置としてブラシ・クリーニング装置１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件と、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合のクリーニング時の制御条件とをそれぞれ異なるものに自動的に変更可能になる。

（第２の実施形態）
図６には、本発明の第２の実施形態に係るレーザープリンタにおける作像ユニット及び制御部の構成が示されている。なお、この第２の実施形態に係るレーザープリンタの構成及び作像動作は、図１に示される第１の実施形態に係るレーザープリンタ１００と基本的には共通化されている。このことから、本実施形態に係るレーザープリンタでは、第１の実施形態に係るレーザープリンタ１００と共通の部分に同一符号を付して説明を省略する。

図６に示されるように、レーザープリンタには、装置全体を制御するためのコントローラ２３０が設けられると共に、このコントローラ２３０からの制御に従って作像ユニット１０４を制御するための制御ユニット２３２が設けられている。この制御ユニット２３２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各作像ユニット１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ（図１参照）にそれぞれ対応して合計で４個設けられているが、図６では１個の制御ユニット２３２のみを示している。作像ユニット１０４には、その感光体ドラム１２の外周側にクリーニング装置２３４が配置されている。

ここで、クリーニング装置２３４は、感光体ドラム１２から残留トナーを除去するために一対のクリーニングブラシ１６，１８及びクリーニングブレード２３６の双方を備えており、制御ユニット２３２による制御に応じて所謂Ｗ−ＥＳＢ（Double−Eelectro Static Brush）タイプのクリーニング装置とブレードタイプのクリーニング装置との何れとしても機能する兼用タイプのものとして構成されている。

図７に示されるように、クリーニング装置２３４には、ハウジング３０の開口部３２から感光体ドラム１２側へ突出するようにプレート状のクリーニングブレード２３６が設けられており、このクリーニングブレード２３６は、感光体ドラム１２の回転方向に沿ってクリーニングブレード２３６の下流側に配置されている。クリーニング装置２３４には、クリーニングブレード２３６を感光体ドラム１２の像担持面１４から離間する待機位置（図７（Ａ））及び像担持面１４に圧接するクリーニング位置（図７（Ｂ）参照）の何れかに移動させるブレード駆動機構２３８が設けられている。

ブレード駆動機構２３８には、クリーニングブレード２３６の基端部に連結されクリーニングブレード２３６を片持ち状態で支持する支持プレート２４０が設けられると共に、この支持プレート２４０を略高さ方向と平行な駆動方向（矢印Ｄ方向）に沿って待機位置とクリーニング位置との間でスライド可能に支持した昇降ガイド２４２が設けられている。この昇降ガイド２４２には、その下端部に上方へ向って開口した略コ字状の断面を有するスプリング収納部２４４が一体的に形成されており、このスプリング収納部２４４と支持プレート２４０との間にはコイルスプリング２４６が配設されており、このコイルスプリング２４６は支持プレート２４０を常に上側（待機位置側）へ付勢している。

またブレード駆動機構２３８には、支持プレート２４０の上面部に圧接するように円板状の偏心カム２４８と、この偏心カム２４８に連結されたモータユニット２５０が設けられている。ここで、モータユニット２５０は、制御ユニット２３２から駆動信号に従って偏心カム２４８を待機位置に対応する第１位相（図７（Ａ）参照）及びクリーニング位置に対応する第２位相（図７（Ｂ）参照）の何れかに回転させる。このとき、偏心カム２４８が第１位相から第２位相へ回転すると、偏心カム２４８の外周面（カム面）からの加圧力により支持プレート２４０がコイルスプリング２４６の付勢力に抗して待機位置からクリーニング位置へ下降し、また偏心カム２４８が第２位相から第１位相へ回転すると、偏心カム２４８のカム面と支持プレート２４０との間隔が狭くなると共に、支持プレート２４０がコイルスプリング２４６の付勢力によりクリーニング位置から待機位置へ上昇する。

上記のように構成された本実施形態に係るレーザープリンタでは、各作像ユニット１０４の一部が交換可能なプロセスカートリッジ２５２として構成されており、このプロセスカートリッジ２５２（図６参照）は、少なくとも感光体ドラム１２とクリーニング装置２３４とを構成部品として含んでおり、これらの構成部品が一体化されている。すなわち、レーザープリンタでは、少なくとも感光体ドラム１２が各作像ユニット１０４により形成される画像（トナー像）を高画質に維持するために一定周期毎に新しいものに交換する必要があり、本実施形態に係るレーザープリンタでは、これらの一定の寿命を有する作像ユニット１０４における複数の部品を短時間で簡単に交換するため、少なくとも感光体ドラム１２及びクリーニング装置２３４を含む複数部品をプロセスカートリッジ２５２として一体化し、これらを同時に交換できるようにしている。

本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット２３２によりクリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させるか、ブレード・クリーニング装置として機能させるかが判断され、それぞれのクリーニング装置に適合する制御が実行される。

具体的には、制御ユニット２３２は、感光体ドラム１２の像担持面１４へのトナー像の形成回数（作像回数）をカウントすると共に、過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値が、像担持面１４におけるトナー像の作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％以下の場合には、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させるための制御を実行し、また過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値がトナー像の作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％を超える場合には、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させるための制御を実行する。

なお、本実施形態では、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させるか、ブレード・クリーニング装置として機能させるかを、（着色部分の画素数の累積値／全画素数の累積値）＝３％というしきい値に基づいて判断しているが、このしきい値を環境センサー１４０により検出された温度及び湿度に応じて補正するようにして良い。すなわち、高温及び高湿度の条件下では、クリーニングブレード２３６の欠け及びめくれが発生し易くなるので、しきい値を温度又は湿度の上昇に伴って増加させ、また温度又は湿度の下降に伴って低下させるように補正しても良い。

先ず、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させた場合の制御ユニット２３２による制御及びクリーニング装置２３４によるクリーニング動作について詳細に説明する。この場合、制御ユニット２３２は、ブレード駆動機構２３８によりクリーニングブレード２３６を待機位置に保持しつつ、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４にそれぞれ所定の電圧ＶＢ１，ＶＢ２を印加すると共に、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６にそれぞれ電圧ＶＲ１，ＶＲ２及び電圧ＶＳ１，ＶＳ２を印加する。ここで、電圧ＶＢ１，ＶＢ２、電圧ＶＲ１，ＶＲ２及び電圧ＶＳ１，ＶＳ２のそれぞれの設定値については、第１の実施形態の場合と同様であるので説明を省略する。制御ユニット２３２は、クリーニング装置２３４によるクリーニング動作が開始されると、クリーニング装置２３４を次のように動作させる。

すなわち、クリーニング装置２３４は、先ず、プレクリーニングコロトロン８０からのコロナ放電により転写完了後に像担持面１４上に残留した残留トナーを負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせた後、除電ランプ７８からの除電光を像担持面１４へ照射することにより、感光体ドラム１２における像担持面１４の表面電位が高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２とクリーニングブラシ１８のブラシ芯金３４に印加される電圧ＶＢ２との中間の電位であって、しかも像担持面１４とクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６との表面電位差が放電開始電圧ＤＶ以下となるように、除電光Ｆを感光体ドラム１２へ照射する。

また制御ユニット２３２は、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させた場合には、第１の実施形態に係るレーザープリンタ１００の場合と同様に、上述したような通常のクリーニング動作に加え、作像ユニット１０４における感光体ドラム１２へのトナー像の形成回数が増加するに従って、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４にそれぞれ印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２の電位を徐々に昇圧するクリーニング電圧の経時補正制御を実行すると共に、環境センサー１４０により検出された温度及び湿度に応じて、高圧電源ユニット９０によりクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４に印加する電圧ＶＢ１、ＶＢ２を調整すると共に、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６に印加する電圧ＶＲ１、ＶＲ２及び電圧ＶＳ１、ＶＳ２を調整するクリーニング電圧の環境補正動作が実行される。

次に、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させた場合の制御ユニット２３２による制御及びクリーニング装置２３４によるクリーニング動作について詳細に説明する。この場合、制御ユニット２３２は、ブレード駆動機構２３８によりクリーニングブレード２３６を待機位置からクリーニング位置へ移動させた後、高圧電源ユニット９０に内臓された１ＭΩ〜１００ＭΩの抵抗値を有する抵抗素子（図示省略）を介してクリーニングブラシ１６，１８のブラシ芯金３４、デトーニングロール４０，４２のロール芯金４８及びスクレーパ６６をそれぞれ接地させる。制御ユニット２３２は、クリーニング装置２３４によるクリーニング動作が開始されると、クリーニング装置２３４を次のように動作させる。

クリーニング装置２３４は、レーザープリンタ１００による画像形成開始に同期して作動開始し、プレクリーニングコロトロン８０を駆動開始すると共に、クリーニングブラシ１６，１８を所定の方向へ回転させる。ブレード・クリーニング装置２１０は、先ず、プレクリーニングコロトロン８０からのコロナ放電により転写完了後に像担持面１４上に残留した残留トナーを負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせる。このとき、制御ユニット１３８は、ブラシ・クリーニング装置１０を用いる場合と比較し、プレクリーニングコロトロン８０の放電ワイヤー８２に印加する電圧値を２％程度上昇させ、残留トナーの負極性側へシフト量を若干増加させ、また除電ランプ７８を消灯した状態に維持する。

次いで、クリーニング装置２３４は、クリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３６を像担持面１４へ摺接させることにより、感光体ドラム１２の像担持面１４に付着した残留トナーを機械的に攪拌し、残留トナーを像担持面１４から容易に剥離する状態とした後、像担持面１４に付着した残留トナーをクリーニングブレード２３６により機械的に掻き落す。このとき、クリーニングブレード２３６は、その先端部を比較的大きい圧接力で圧接させていることから、像担持面１４に付着した残留トナーをムラなく確実に掻き落すことができる。クリーニング装置２３４では、クリーニングブレード２３６により像担持面１４から掻き落された残留トナートナー溜り７０へ落下し、オーガ７２によりハウジング３０内から排出される。

次に、上記のように構成された本実施形態のレーザープリンタによる作用を説明する。

本発明の第１の実施形態に係るレーザープリンタでは、クリーニング装置２３４が感光体ドラム１２の像担持面１４をクリーニングするために一対のクリーニングブラシ１６，１８を備えると共に、像担持面１４に圧接するクリーニング位置と像担持面１４から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレード２３６及び、制御ユニット２３２からの制御に従ってクリーニングブレード２３６をクリーニング位置及び待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構２３８を備えていることにより、ブレード駆動機構２３８によりクリーニングブレードを待機位置に保持すると共に、クリーニングブラシ１６，１８及びデトーニングロール４０，４２に所定の電圧を印加すれば、クリーニング装置２３４をＷ−ＥＳＢタイプのブラシ・クリーニング装置として機能させ、一対のクリーニングブラシ１６，１８により像担持面１４から残留トナーを除去でき、またブレード駆動機構２３８によりクリーニングブレード２３６を待機位置からクリーニング位置へ移動させると共に、クリーニングブラシ１６，１８及びデトーニングロール４０，４２をそれぞれ接地させれば、クリーニング装置２３４の交換を行うことなく、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させ、クリーニングブレード２３６により像担持面１４から残留トナーを除去できる。

ここで、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させた場合には、クリーニング時に一対のクリーニングブラシ１６，１８のブラシ毛３４の先端部をそれぞれ比較的小さな接触圧で像担持面１４に摺接させつつ、像担持面１４上の残留トナーを主として静電的な吸着力によりブラシ毛３４に吸着して除去することから、ブレード・クリーニング装置２１０を用いた場合と比較し、像担持面１４に対する経時的な磨耗量を減少できるので、感光体ドラム１２の寿命を延長することが容易になる。

またクリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させた場合には、クリーニングブレード２３６の先端部を比較的大きな接触圧で像担持面１４に圧接させ、このクリーニングブレード２３６により像担持面１４上の残留トナーを掻き落として除去することから、転写完了後の像担持面１４上における残留トナーの濃度（付着量）にあまり影響されることなく、像担持面１４上に付着した残留トナーを高い除去能力で除去できるので、クリーニング完了後に像担持面１４に残留するトナーを極めて微量なものにでき、この残留トナーの影響により像担持面１４に形成されるトナー像の画質が低下することを効果的に防止できる。

この結果、本実施形態のレーザープリンタによれば、感光体ドラム１２の像担持面１４へのトナー像の形成回数（作像回数）をカウントすると共に、過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値が、像担持面１４におけるトナー像の作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％以下の場合には、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させ、また過去１００回に亘って形成されたトナー像における着色部分の画素数の累積値がトナー像の作像領域に含まれる全画素数の累積値の３％を超える場合には、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させることにより、平均的な画像濃度が低い作像条件では、低画像濃度のトナー像形成時にはクリーニングブレード２３６を使用せず、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させることができるので、感光体ドラム１２の寿命を延長しつつ、感光体ドラム１２の像担持面１４から長期間に亘って安定的に残留トナーを除去でき、また平均的な画像濃度が高い作像条件では、高画像濃度のトナー像形成時にも高いクリーニング能力を発揮できるクリーニングブレード２３６を使用し、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させることができるので、クリーニング後に感光体ドラム１２の像担持面１４に残留するトナーの影響によりトナー像の画質が低下することを効果的に防止できる。

（第２の実施形態の変形例）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザープリンタにおける制御ユニットによるクリーニング動作の制御の変形例について説明する。

制御ユニット２３２は、クリーニングブレード２３６を待機位置に保持し、クリーニング装置２３４をブラシ・クリーニング装置として機能させた状態で、感光体ドラム１２の像担持面１４へのトナー像の形成回数（作像回数）をカウントし、このカウント値が５０回〜１００回の範囲内で適宜設定されたしきち値（Ｎ回）に達すると、カウント値を０にリセットすると共に、クリーニングブレード２３６を待機位置からクリーニング位置へ移動させる。

次いで、制御ユニット２３２は、クリーニングブレード２３６のクリーニング位置への移動後、感光体ドラム１２の像担持面１４にトナー像が１回〜１０回の範囲内で設定された回数（Ｍ回）に亘って形成されるまで、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として機能させ、感光体ドラム１２の像担持面１４にＭ回のトナー像の形成が完了し、このトナー像が転写された領域のクリーニング完了後に、クリーニングブレード２３６を待機位置へ復帰させると共に、クリーニング装置２３４を再びブラシ・クリーニング装置として機能させる。

本発明の第２の実施形態に係るレーザープリンタでは、上記のようにクリーニング装置２３４を間欠的にブレード・クリーニング装置として機能させることにより、ブラシ・クリーニング装置のみを長期間に亘って使用した場合に、クリーニングブレード２３６との摺接により感光体ドラム１２の像担持面１４に生じるスクラッチマークの発生を長期間に亘って効果的に防止できるようになるので、像担持面１４のスクラッチマークを原因として生じる高濃度の画像（トナー像）における画質低下を長期間に亘って効果的に防止できる。

すなわち、クリーニング装置２３４を間欠的にブレード・クリーニング装置として機能させることにより、クリーニングブレード２３６との接触により感光体ドラム１２の像担持面１４を略均一に磨耗させることができるので、クリーニングブレード２３６により像担持面１４にスクラッチマークの表面粗さ（Ｒｚ＝１μｍ〜２μｍ）に対応する磨耗量を意図的に発生させれば、クリーニング装置２３４をブレード・クリーニング装置として使用した時に、感光体ドラム１２に生じていたスクラッチマークを消失させることができる。

またクリーニングブレード２３６が間欠的にしか使用されないので、クリーニングブレード２３６に欠けや、めくれ等の損傷が発生することも長期間に亘って防止でき、クリーニング装置２３４自体の寿命も十分に長いものにできる。

なお、本発明の第２の実施形態に係るレーザープリンタでは、クリーニング装置２３４がプロセスカートリッジ２５２の一部として構成され、このプロセスカートリッジ２５２が作像ユニット１０４のユニット本体側に対して交換可能とされていたが、クリーニング装置２３４を単体で作像ユニット１０４の本体側に対して交換可能とするようにして良い。

本発明の第１の実施形態に係るレーザープリンタの概略構成を示す側面図である。図１に示されるレーザープリンタにブラシ・クリーニング装置を適用した場合における作像ユニット及び制御部の構成を示す一部をブロック図とした側面断面図である。図２に示されるブラシ・クリーニング装置における上流側に配置されたクリーニングブラシ及びデトーニングロールの構成を示す側面断面図である。図２に示されるブラシ・クリーニング装置における下流側に配置されたクリーニングブラシ及びデトーニングロールの構成を示す側面断面図である。図１に示されるレーザープリンタにブレード・クリーニング装置を適用した場合における作像ユニット及び制御部の構成を示す一部をブロック図とした側面断面図である。本発明の第２の実施形態に係るレーザープリンタにおける作像ユニット及び制御部の構成を示す一部をブロック図とした側面断面図である。図６に示されるクリーニング装置の構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０ブラシ・クリーニング装置
１２感光体ドラム（像担持体）
１４像担持面
１６、１８クリーニングブラシ
２４現像器
４０デトーニングロール
４２デトーニングロール
９０高圧電源ユニット
１００レーザープリンタ（画像形成装置）
１０２中間転写ベルト
１０４作像ユニット
１３２プロセスカートリッジ
１３６コントローラ
１３８制御ユニット
１４２レーザースキャナ
１４４データメモリ部
２１０ブレード・クリーニング装置
２１２クリーニングブレード
２２０プロセスカートリッジ
２３０コントローラ
２３２制御ユニット
２３４クリーニング装置
２３６クリーニングブレード
２３８ブレード駆動機構
２５２プロセスカートリッジ

Claims

像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により担持されたトナー像を前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段は、
ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第１のクリーニングブラシと、
前記像担持体の移動方向に沿って前記第１のクリーニングブラシの下流側に配置され、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第２のクリーニングブラシと、
前記第１のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第２のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ極性が異なる電圧を印加するクリーニング電源部と、
前記第１及び第２のクリーニングブラシのブラシ毛により前記像担持体から吸着されたトナーを、該ブラシ毛から回収するトナー回収部材と、
前記像担持体の移動方向に沿って前記第２のクリーニングブラシの下流側に配置され、前記像担持体の表面に圧接するクリーニング位置と前記像担持体から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレードと、
外部からの制御に従って前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置及び前記待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構と、
前記現像手段により前記像担持体に形成されたトナー像の画像濃度を判定し、該画像濃度の判定値に応じて前記クリーニングブレードを前記ブレード駆動機構により前記クリーニング位置及び前記待機位置の一方へ移動又は保持させるクリーニング選択手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により担持されたトナー像を前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段は、
ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第１のクリーニングブラシと、
前記像担持体の移動方向に沿って前記第１のクリーニングブラシの下流側に配置され、ブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第２のクリーニングブラシと、
前記第１のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第２のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ極性が異なる電圧を印加するクリーニング電源部と、
前記第１及び第２のクリーニングブラシのブラシ毛により前記像担持体から吸着されたトナーを、該ブラシ毛から回収するトナー回収部材と、
前記像担持体の移動方向に沿って前記第２のクリーニングブラシの下流側に配置され、前記像担持体の表面に圧接するクリーニング位置と前記像担持体から離間する待機位置との間で移動可能とされたクリーニングブレードと、
外部からの制御に従って前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置及び前記待機位置の何れかに移動させるブレード駆動機構と、
前記現像手段による前記像担持体に対するトナー像の形成回数をカウントし、該カウント値が所定のしきい値に達すると、前記カウント値をリセットすると共に、前記ブレード駆動機構により前記クリーニングブレードを前記待機位置から前記クリーニング位置へ移動させ、前記クリーニングブレードが前記クリーニング位置に保持された状態で、前記現像手段により前記像担持体に形成されたトナー像が所定回数に亘って形成されると、前記クリーニングブレードを前記クリーニング位置から前記待機位置へ復帰させるクリーニング選択手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。