JP4556448B2 - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で用いられるクリーニング装置に係り、特に、中間転写体や記録材搬送体等の像搬送体上に残留するトナーを清掃する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。

電子写真方式を利用したプリンタ、複写機等の画像形成装置として、中間転写方式を採用した画像形成装置を例に挙げると、例えば感光体ドラムの周囲に帯電、露光、現像、転写及びクリーニングの各電子写真デバイスを配設する一方、前記感光体ドラムの転写バイアス配設部位には中間転写ベルトを対向配置し、前記感光体ドラム上にトナー像を形成した後、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間の一次転写位置にて静電的作用により中間転写ベルトにトナー像を一次転写し、しかる後、二次転写位置にて、記録材へ中間転写ベルト上のトナー像を二次転写して、静電的作用により記録材上に画像を形成するようにしたものがある。

中間転写方式では、中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する際には、中間転写ベルト上のトナーが全て記録材へと転写されるわけではなく、その一部が中間転写ベルト上に残留する。
そこで、二次転写位置よりも中間転写ベルト進行方向下流側に、中間転写ベルト上に残留したトナーを取り除くためのクリーニング装置が設けられている。このクリーニング装置には、中間転写ベルト上の残留トナーを掻き取るために、クリーニングのタイミングに合わせてクリーニング部材を接離するようにしたものが用いられる。

ここで、クリーニング装置を大別すると、機械的に残留トナーを掻き取る機械式と、静電吸着など電気的に残留トナーを清掃する電気式とがある。
電気式は、機械式に比べ、クリーニング部材の摩擦による摩耗が少ないことが知られており、クリーニング部材の耐久性維持に関しては、機械式に比べ有利であることから最近多く使われている。

従来における電気式のクリーニング装置には、大別して回収方式（例えば特許文献１〜３参照）と逆帯電方式（例えば特許文献４，５参照）とが知られている。
回収方式は、クリーニング部材にトナー極性と異なる極性の回収用バイアスを印加し、クリーニング部材に残留トナーを静電吸着させて回収するようにしたものである。
一方、逆帯電方式は、例えばクリーニング部材にトナー極性と異なる極性の逆帯電用バイアスを印加することで中間転写ベルト上の残留トナーを逆帯電させ、一次転写時に感光体ドラム側へ逆転写した後、感光体ドラム側のクリーニング装置にて回収するようにしたものである。

特開平９−９０８４０号公報(発明の実施の形態の欄、図１) 特開２０００−３３８７９３号公報(第１実施例の欄、図１、図２) 特開平６−１６１２８８号公報(実施例の欄、図１) 特開平９−４４００７号公報(発明の実施の形態の欄、図１) 特開平９−５０１９８号公報(発明の実施の形態の欄、図１)

しかしながら、前者の回収方式うち、単体のクリーニング部材を用いて単純に回収する方式（例えば特許文献１，２参照）にあっては、残留トナーに両極性のトナーが混在している場合、クリーニング部材の帯電極性と同一極性のトナーについてはそもそも静電吸着できない。更に、クリーニング部材に回収用バイアスを印加した場合には、残留トナー回収時に静電吸着作用が生ずるほか、前記トナーに対して電荷を与えるという作用が発現してしまうため、クリーニング部材のニップ域にて静電吸着が完全には行えず、クリーニング部材に回収できないトナーが存在する虞れがある。
このような状況では、回収されなかった残留トナーが次の画像形成サイクル時に混入し、混色や像抜けなどの画質不良が発生する懸念がある。

このような方式において、クリーニング部材による回収性能を向上させるために、クリーニング部材と中間転写ベルトとの間に速度差を与えたり、中間転写ベルトの移動方向と逆方向にクリーニング部材を回転させたりする方式（例えば特許文献２参照）が提案されているが、二次的作用として中間転写ベルトに対する負荷が増すことで、例えば中間転写ベルトとして弾性ベルトを用いるような場合には、ベルトの伸縮によって転写時に色ずれが起こったり、クリーニング部材とベルトとの間の摩擦力が増加する分、摩耗によるクリーニング部材やベルトの耐久性の低下が起こる懸念があり、弾性ベルトに対するクリーニング装置としては好ましくない。

更に、クリーニング部材による回収性能を向上させるために、プラス極性、マイナス極性に帯電した２つのクリーニング部材を用いて両極性の残留トナーを回収しようとする二段回収方式（例えば特許文献３参照）も提案されている。
しかしながら、この態様にあっては、正負のバイアス電源を用いなければならないため、装置構成が複雑化してしまう。
また、回収用バイアスを高く設定すると、クリーニング部材と中間転写ベルトとの間で放電が生じてしまうことから、トナーに対して電荷を与える作用が発現し易い。このため、回収用バイアスを十分に高く設定することができず、各クリーニング部材にて残留トナーを完全に回収するのは極めて困難である。
このような状況では、逆帯電されなかったトナーが次の画像形成サイクル時に混入し、混色や像抜けなどの画質不良が発生する懸念がある。

これに対し、後者の逆帯電方式にあっては、クリーニング部材に逆帯電用バイアスを印加し、クリーニング部材と中間転写ベルトとの間で放電を生じさせ、残留トナーを逆帯電させるため、逆帯電用バイアスとしては十分に高い電圧を使用することができる。
ところが、単に逆帯電用バイアスを高く設定したとしても、クリーニング部材の構成を最適化しない限り、クリーニング部材による逆帯電性能を直ちに向上させることはできず、残留トナーを完全に逆帯電させることは困難である。
そこで、この種の逆帯電方式においては、クリーニング部材による逆帯電性能を向上させるために、クリーニング部材を如何に構成するかが大きな技術的課題になっている。

現に、特許文献２には、厚さ８μｍの高抵抗層（アルマイト層）が形成されたクリーニング部材（クリーナローラ）が開示されているが、これは、「１５０Ｖ〜４００Ｖの回収用バイアスを印加する」という使用条件下にて残留トナーを回収するという回収方式で使用されるものであるため、これを逆帯電方式にて使用しようとしても、そもそも高抵抗層が８μｍ程度の薄層であることから、１０００Ｖ程度の逆帯電用バイアスに対して十分な耐圧が得られず、逆帯電方式にそのまま適用できるものではない。

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、逆帯電方式を前提とし、クリーニング部材の構成を工夫することで、クリーニング部材による逆帯電性能を向上させることを可能とした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。

すなわち、本発明の基本的構成は、図１（ａ）に示すように、像搬送体１上に残留したトナーＴを清掃するクリーニング装置１０において、ベルト状部材からなる像搬送体１と当該像搬送体１が直線状に移動する平面部にて接触する回転可能なクリーニング部材２と、このクリーニング部材２と像搬送体１を挟んで対向配置されるバックアップ電極５と、前記クリーニング部材２にトナー本来の極性と異なる極性で且つ放電可能な１０００Ｖ以上の高電圧バイアスを印加するバイアス印加手段３とを備え、前記クリーニング部材２には、体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ以上で且つ層厚が０．１ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の高抵抗層２ａと、この高抵抗層２ａの内側に設けられ且つ体積抵抗率が４ｌｏｇΩ・ｃｍ未満である内部部材２ｂとを具備させたことを特徴とする。

このような技術的手段において、像搬送体１は、直接的にトナー像を担持する態様（中間転写体）と、記録材を介して間接的にトナー像を担持する態様（記録材搬送体）とのいずれをも含み、弾性状、剛性状のいずれであっても差し支えない。
また、クリーニング部材２としては、回転可能であれば、ロール状、ベルト状、ブラシ状など適宜選定して差し支えないが、帯電性能を維持させる観点からロール状であることが好ましい。
更に、バイアス印加手段３は、トナー本来の極性と逆極性をトナーに与えることが可能であれば、直流バイアスのみ、あるいは、交流バイアスが重畳された直流バイアスを印加する等適宜選定して差し支えない。

また、クリーニング部材２の構成要素としては、高抵抗層２ａと内部部材２ｂとを備えていればよい。
ここで、高抵抗層２ａは像搬送体１と接触する部位に設けられていればよく、内部部材２ｂは高抵抗層２ａの内部に設けられた部材全体を指し、コア単体であってもよいし、コア上に一若しくは複数の内層を備えたものであってもよい。
特に、本発明にあっては、高抵抗層２ａは、体積抵抗率及び層厚が所定範囲に設定されることが必要である。
具体的には、高抵抗層２ａの体積抵抗率は１０ｌｏｇΩ・ｃｍ以上であることが必要である。これは、バイアス印加手段３による高電圧バイアス印加時の耐圧を満たすための要件であり、体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ未満であると、例えば１０００Ｖ以上の高電圧バイアスの印加条件に耐えられないことによる。

また、高抵抗層２ａの層厚は０．１ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることが必要である。層厚の下限は、仮に０．１ｍｍ以下であると、バイアス印加手段３による高電圧バイアス印加時に高抵抗層２ａがリークする虞れがあることに基づく。一方、層厚の上限は、仮に０．５ｍｍを超えると、残留トナーの極性を反転させる上で十分な放電量を確保することが困難になることによる。
更に、内部部材２ｂは体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ未満であることを要する。これは、内部部材２ｂの体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ以上あると、実質的に高抵抗層２ａの層厚が厚くなる状態に相当し、残留トナーの極性を反転させる上で十分な放電量を確保することが困難になることによる。
特に、残留トナーの極性を反転させる上で十分な放電量を安定的に確保するには、内部部材２ｂの体積抵抗率は高抵抗層２ａのそれより６桁以上低く設定されることが好ましい。

また、このクリーニング部材２のクリーニング性能を安定的に維持するためには、静電吸着したトナーをリフレッシュするためのリフレッシュ部材４を備えることが好ましい。
このリフレッシュ部材４はスクレーパ、ブレードなどの板状部材であってもよいし、ロール、ベルト、ブラシなどの回転部材であってもよく、適宜選定して差し支えないが、掻き取り効果とクリーニング装置の小型化という観点からは、板状部材が好ましく、コスト的には金属製スクレーパを用いるとよい。

更に、図１（ａ）に示すように、像搬送体１を挟んでクリーニング部材２（例えばクリーニングロール）に対向する部位にはバックアップ電極５（例えばバックアップロール）を配設している。
このような態様において、特に、本発明では、十分な放電量を安定的に確保するためには、クリーニング部材２の軸中心位置がバックアップ電極５に面した範囲で、バックアップ電極５に対してクリーニング部材２を像搬送体１の移動方向下流側にオフセット配置している。
このようなオフセット配置により、クリーニング部材２と像搬送体１との間のニップ域から離れようとするポストニップ域では、両者（クリーニング部材２，像搬送体１）の剥離による放電効果と、オフセット配置による電界作用領域の拡大とにより、放電量が増加し、その分、クリーニング部材２による逆帯電処理がより安定的に行われる。

更に、本発明はクリーニング装置に限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、図１（ｂ）に示すように、トナー像を担持する像担持体７と、像担持体７から転写されたトナー像を搬送する像搬送体１と、像担持体７上のトナー像を像搬送体１側に転写する転写手段８と、像担持体７上に残留するトナー（図示せず）を清掃する像担持体側クリーニング装置９と、像搬送体１上に残留したトナーＴを清掃する像搬送体側クリーニング装置１０とを備え、像搬送体側クリーニング装置１０として、上述したようなクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
このような画像形成装置によれば、像搬送体側クリーニング装置１０にて像搬送体１上の残留トナーの極性を反転し、転写手段８にて像搬送体１上の極性反転された残留トナーを像担持体７側に逆転写させ、像担持体側クリーニング装置９にて像担持体７に転移した残留トナーを清掃するようにすればよい。尚、装置構成の簡略化という観点からすれば、像担持体側クリーニング装置９を回収部として利用する態様が好ましいが、別途回収部を備えてもよい。

このような技術的手段において、像搬送体１としては、図１（ｂ）に示すように、像担持体７上のトナー像を直接的に担持して記録材Ｐに転写する中間転写体であってもよいし、像担持体７上のトナー像が担持可能な記録材を搬送する記録材搬送体であってもよい。また、像搬送体１は複数の張架部材１１にて張架されるものであればよい。更に、中間転写方式の画像形成装置にあっては、像搬送体１（中間転写体に相当）上のトナー像を記録材Ｐに一括転写するための一括転写手段１２を設けることが必要である。更にまた、像搬送体１は像担持体７とは別に独立に駆動されてもよいが、像搬送体１は像担持体７により従動する態様であってもよい。
また、本発明にあっては、クリーニング部材２が像搬送体１と同一方向で且つ等速の回転であっても十分なクリーニング性能が得られるため、像搬送体１として、モーションクオリティ（MOTION QUALITY）に敏感な弾性ベルトを用いた画像形成装置であっても、クリーニング装置として有効に利用することが可能である。

本発明に係るクリーニング装置によれば、クリーニング部材の構成（所定の高抵抗層＋内部部材）並びに配置を工夫し、このクリーニング部材に１０００Ｖ以上の逆帯電用バイアスを印加するようにしたので、クリーニング部材による逆帯電作用として、リークの発生を起こすことなく、安定した放電状態を維持することができ、これに伴って、クリーニング部材通過時に像搬送体上に残留するトナーを確実に逆帯電させることができる。
この場合、逆帯電用バイアスは回収用バイアスとしても作用するため、極性反転しなかった残留トナーをクリーニング部材側に静電吸着することが可能になり、極性反転しないトナーがクリーニング部材を通過し、次の画像形成サイクルにて画質不良の要因になる懸念は有効に回避される。
よって、逆帯電方式のクリーニング装置において、クリーニング部材による逆帯電性能を大幅に向上させることができる。
また、このようなクリーニング装置を用いた画像形成装置によれば、クリーニング性能の良好な画像形成装置を簡単に構築することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す概略構成図であり、同図において、画像形成装置は、感光体ドラム２０と、感光体ドラム２０上のトナー像を一次転写する一次転写装置３１と、感光体ドラム２０上のトナー像を一次転写される中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０上のトナー像を記録材５１に二次転写する二次転写装置３２と、この中間転写ベルト３０上の残留トナー５０ａを清掃するクリーニング装置４０とを有する。

本実施の形態において、感光体ドラム２０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム２０の周囲には、感光体ドラム２０を帯電する帯電装置２１と、帯電された感光体ドラム２０上に各色成分（本例ではイエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の静電潜像を書き込む露光装置２２と、感光体ドラム２０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置２３と、感光体ドラム２０上に残留したトナー（図示せず）を清掃するクリーニング装置２４とが配設されている。

ここで、帯電装置２１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロン等の帯電器を用いてもよい。
また、露光装置２２は感光体ドラム２０上に光によって像を書き込めるものであればよく、本実施の形態では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザースキャナなど適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置２３は各色成分トナーが収容された現像器２３ａ〜２３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム２０上で露光によって電位が変化した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えない。また、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、現像装置を順に並べ、感光体ドラム２０上の静電潜像上に各色成分トナーを順に付着させるような態様にしてもよい。
そして更に、クリーニング装置２４は感光体ドラム２０上の残留トナーを清掃可能なものであればよく、クリーニング部材には、ブレード、スクレーパなどの板状部材やロール、ブラシなどの回転部材を適宜選定して差し支えない。

また、中間転写ベルト３０は、複数の張架ロール３３〜３５に掛け渡されており、ロータリ型現像装置２３とクリーニング装置２４との間に位置する感光体ドラム２０面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。
ここで、この中間転写ベルト３０と感光体ドラム２０とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト３０が後述するように弾性ベルトであり、しかも、感光体ドラム２０面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト３０は、例えば感光体ドラム２０を駆動源として従動回転するようになっている。

そして、中間転写ベルト３０が感光体ドラム２０に密着した接触領域の一部には中間転写ベルト３０の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール３１が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、中間転写ベルト３０の張架ロール３４に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール３２が張架ロール３４をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール３２に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール３４が設置されている。
加えて、中間転写ベルト３０の二次転写部位下流側で且つ一次転写部位上流側にはクリーニング装置４０が配設されている。
また、用紙などの記録材５１は図示外の供給トレイ等に収容されており、図示外のピックアップロールにて供給された後、二次転写部位に導かれ、図示外の定着装置を介して排出されるようになっている。

本実施の形態において、中間転写ベルト３０としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種ゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが使用されるが、本実施の形態では弾性ベルトが用いられている。
この中間転写ベルト３０としては導電性弾性層の主基材として、シリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等が用いられ、導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。これらの保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。更に、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐摩耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。

また、本実施の形態において、二次転写ロール３２及びクリーニング装置４０は中間転写ベルト３０と接離可能に配設されており、カラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像が中間転写ベルト３０上に一次転写されるまで、少なくともクリーニング装置４０は中間転写ベルト３０から離間している。
本実施の形態では、二次転写装置として二次転写ロール３２を用いているが、二次転写バイアスを印加することが可能であればよく、転写ロールに限定するものではないが、記録材５１の搬送ロールを兼ねているので、ロール状であることが好ましい。
また、二次転写ロール３２は、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層と、カーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備えており、この二次転写ロール３２の表面には、フッ素コートが施されている。
一方、バックアップロール（張架ロール）３４はカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブからなる表面層と、ＥＰＤＭのゴムからなる内部層とを備えている。

更に、本実施の形態におけるクリーニング装置４０の詳細を図３（ａ）（ｂ）に示して説明する。
本実施の形態におけるクリーニング装置４０は、中間転写ベルト３０の平面部に対向して配設されており、クリーニング部材としてのクリーニングロール４１と、放電可能な程の高電圧バイアス（例えば１０００Ｖ以上）が印加されるバイアス電源４２と、クリーニングロール４１をリフレッシュするためのリフレッシュ部材としてのスクレーパ４３と、中間転写ベルト３０を挟んで、クリーニングロール４１に対向する位置にバックアップ電極としてのバックアップロール４５とを備えており、バックアップロール４５は接地されている。
尚、符号４４はクリーニングロール４１及びスクレーパ４３を収納し且つスクレーパ４３にて掻き取った残留トナーを蓄積可能なクリーニングケースである。また、バイアス電源４２としては、直流バイアスのみ、あるいは、交流バイアスが重畳された直流バイアスのいずれかを印加するようにしてもよい。更に、バックアップロール４５としてはクリーニングロール４１に対向配置されるものであればよく、クリーニングロール４１を張架ロールに対向配置する態様にあっては、張架ロールをバックアップロールとして兼用するようにしても差し支えない。

ここで、クリーニングロール４１は、中間転写ベルト３０に接触する部位に設けられる高抵抗層４１Ｒと、高抵抗層４１Ｒの内部に設けられる内部部材としてのロール本体４１Ｃとを有し、スクレーパ４３に接触配置されている。
そして、バックアップロール４５の中心と、クリーニングロール４１の中心とを通る直線Ｌは、中間転写ベルト３０搬送方向に対して垂直方向に位置している。

特に、本実施の形態では、高抵抗層４１Ｒは、体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ以上であり、その層厚は０．１ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下に設定されている。
この高抵抗層４１Ｒには例えばポリイミド樹脂が用いられるが、これに限定されるものではなく、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の各種合成樹脂を用いてよい。
一方、ロール本体４１Ｃとしては、例えばアルミニウムが用いられるが、必ずしも金属である必要はなく、適宜選定して差し支えない。但し、ロール本体４１Ｃの体積抵抗率は１０ｌｏｇΩ・ｃｍ未満であることが必要であり、より好ましくは、高抵抗層４１Ｒに比べて６桁以上小さく設定されることが放電効果を大きくする上で好ましい。
更に、高抵抗層４１Ｒの製造例については、ロール本体４１Ｃに高抵抗被膜を塗布したり、あるいは、ロール本体４１Ｃに高抵抗素材からなる熱収縮チューブを装着するようにする等適宜選定して差し支えない。

また、本実施の形態では、スクレーパ４３は、ステンレス製の薄板を用いており、剛性の点から、金属（鋼、銅合金、ＳＵＳ等）が望ましいが、これに制限するものではなく、金属製のスクレーパ４３に代えてプラスチックスやゴム等のブレードを用いてもよい。
更に、このスクレーパ４３の食い込み量、設定角度（クリーニングロール４１に対しての傾斜姿勢角度）などについては、クリーニングロール４１の回転速度やクリーニング性能に影響とならない範囲であれば適宜選定して差し支えない。
更にまた、スクレーパ４３にバイアスを印加してもよく、印加するバイアス電源については直流、交流、適宜選定してよい。
また、本実施の形態におけるバックアップロール４５としては、例えば金属製のアルミニウムが用いられており、導電性の観点から金属製であることが望ましいが、これに制限するものではなく、導電性プラスチックスなどを用いても差し支えない。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置において、感光体ドラム２０上に各色成分トナー像が順次形成され、一次転写位置にて中間転写ベルト３０に順次転写した後、二次転写位置にて記録材５１に一括転写される。
このような作像過程において、中間転写ベルト３０上に残留したトナー５０ａは、クリーニング装置４０でバイアス電源４２により、逆極性を与えられた残留トナー５０ｂはクリーニング装置４０を通過後、一次転写位置にて感光体ドラム２０に逆転写され、感光体２０ドラム側のクリーニング装置２４にて除去・回収される。
また、バイアス印加により極性反転しなかった残留トナー５０ｃはクリーニング装置４０を通過することはなく、クリーニングロール４１によって静電吸着されて回収される。

ここで、本実施の形態の特徴であるクリーニング装置４０の特徴を図３（ａ）（ｂ）を基に詳細に説明する。
本実施の形態において、中間転写ベルト３０上に残留したトナー５０ａが、クリーニングロール４１に印加されたバイアスにより、クリーニングロール４１と中間転写ベルト３０との間のニップ域前後のプレニップ域Ｍ，ポストニップ域Ｎで放電が起こり、残留トナー５０ａは負極性から逆極性（正極性）に帯電され、逆極性帯電された残留トナー５０ｂは中間転写ベルト３０上を搬送される。
このとき、プレニップ域Ｍ，ポストニップ域Ｎにて放電が発生する要因は、ニップ域前後で微小空隙部が存在し、この微小空隙部にて高電圧により空気の絶縁破壊が起こることによるものである。
そして、プレニップ域Ｍ、ポストニップ域Ｎでの放電量に着目してみると、中間転写ベルト３０とクリーニングロール４１とはプレニップ域Ｍでくっつき始め、ポストニップ域Ｎで離れるという挙動を示すが、ポストニップ域Ｎにて両者が離れるとき、中間転写ベルト３０とクリーニングロール４１との間で剥離放電が起こることから、ポストニップ域Ｎの方がプレニップ域Ｍよりも放電が起こり易い。よって、プレニップ域Ｍに比べてポストニップ域Ｎの方が放電量が多く得られる。

また、極性反転しなかった残留トナー５０ｃは、バイアス印加による静電吸着力によってクリーニングロール４１に付着する。
更に、スクレーパ４３は、クリーニングロール４１に付着した残留トナー５０ｃを掻き取ってリフレッシュし、クリーニングロール４１の放電状態と静電吸着力とを常に最適な状態に保つことができる。
更に、スクレーパ４３により掻き取られた残留トナー５０ｃは、クリーニングケース４４内に蓄積され、再び外部に出ることがないように処理される。
以上の処理により、クリーニング装置４０は、クリーニングロール４１を通過する残留トナー５０ｂの極性を完全に反転させた状態で、中間転写ベルト３０の下流側に極性反転した残留トナー５０ｂを搬送する。
このように、クリーニング装置４０を通過した残留トナー５０ｂは、次の画像形成サイクルで行われる一次転写時に、当該一次転写部位にて感光体ドラム２０に逆転写され、感光体ドラム２０側のクリーニング装置２４にて回収される。

また、本実施の形態では、中間転写ベルト３０に弾性ベルトを用いているが、弾性ベルトは剛性ベルトに比べてベルトの伸縮が起こり易いため、中間転写ベルト３０とクリーニング装置４０との移動速度（回転速度）や移動方向（回転方向）が異なると、ベルトの伸縮が起こり易く、一次転写時に色ずれが起こる懸念がある。
しかしながら、本実施の形態のクリーニング装置４０を用いるようにすれば、中間転写ベルト３０と等速で且つ同一の移動方向であっても十分なクリーニング性能を得ることができる。
ゆえに、モーションクオリティ（MOTION QUALITY）に敏感な弾性ベルトに対して本実施の形態に係るクリーニング装置４０を用いたとしても、ベルトの伸縮による色ずれを起こさずに良好な条件でクリーニング処理が行われる。

◎実施の形態２
図４（ａ）（ｂ）は本発明に係るクリーニング装置の実施の形態２の要部を示す説明図である。
同図において、本実施の形態に係るクリーニング装置４０の基本構成は実施の形態１と同様であるが、クリーニングロール４１とバックアップロール４５との位置関係が実施の形態１と異なる。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
すなわち、本実施の形態において、実施の形態１の位置関係にあるクリーニングロール４１とバックアップロール４５との中心を通る直線をＬ（図３参照）、中間転写ベルト３０の進行方向下流側に直線Ｌを間隔ｄだけ平行移動した直線をＬ’とすると、クリーニングロール４１は、直線Ｌ’上に中心が位置するように間隔ｄだけ平行移動した位置に、バックアップロール４５に対して中間転写ベルト３０の進行方向下流側にオフセット配置されている。

このようなオフセット配置により、クリーニングロール４１と中間転写ベルト３０との間のニップ域前後のプレニップ域Ｍ’，ポストニップ域Ｎ’での放電量は、実施の形態１（プレニップ域Ｍ，ポストニップ域Ｎでの放電量：図３参照）に比べて増加する。
このようなオフセット配置が放電量を確保する上で有効な理由は、ポストニップ域Ｎ’はプレニップ域Ｍ’に比べて剥離放電による放電量増加領域であり、しかも、後述するように、オフセット配置によりポストニップ域Ｎ’での電界強度の増加により、全体としての放電量が増加することによる。
ここで、オフセット配置によりポストニップ域Ｎ’での電界強度が増加する理由を説明すると、非オフセット配置モデルである実施の形態１におけるクリーニングロール４１表面からバックアップロール４５表面までの抵抗値をＲ１（図３（ｂ）参照）、オフセット配置モデルである実施の形態２の同様な抵抗値をＲ２（図４（ｂ）参照）とした場合、Ｒ２の方がＲ１成分に加えてオフセット間隔ｄに相当する分だけ表面抵抗などの抵抗成分が大きいため、「Ｒ１＜Ｒ２」が成り立つ。
このとき、クリーニングロール４１の表面電位は、バックアップロール４５との間の抵抗成分とクリーニングロール４１の高抵抗層４１Ｒとの案分によって決まるため、クリーニングロール４１の表面電位はオフセット配置の方が高く、その分、ポストニップ域Ｎ’における電界強度が増加する。
つまり、プレニップ域Ｍ’ではバックアップロール４５によって中間転写ベルト３０のベルト電位が制限（バックアップロール４５と略同じ）されるが、ポストニップ域Ｎ’では中間転写ベルト３０がバックアップロール４５から離間していることから、その離間に伴う抵抗分だけ高電位になり得ることになり、放電し易い。

また、オフセット間隔ｄは任意に設定して差し支えないが、間隔ｄが大きすぎると、抵抗値も増し、電流が流れにくくなり、逆に放電量が減少することも考えられるので、放電量を確保することを考慮に入れ、オフセット間隔ｄを適宜選定すればよい。
本実施の形態では、オフセット間隔ｄ＝−３ｍｍ〜０ｍｍの間でオフセット配置して放電量を増加させることにより、逆帯電させる残留トナー５０ｂを増加させ、クリーニング性能をより向上させることが可能となる。

本実施例は、実施の形態２に係る画像形成装置（図４参照）を用いて、クリーニングロール４１が有する高抵抗層４１Ｒの層厚（高抵抗層厚さ）を変化させ、放電量の違いを測定したものである。
図５は測定結果を基に高抵抗層４１Ｒの層厚と放電量との関係をグラフ化したものであり、高抵抗層４１Ｒの層厚をそれぞれ、２０μｍ，５０μｍ，８５μｍ，１００μｍ，１５０μｍ，５００μｍ，１０００μｍと変化させ、１８００Ｖのバイアス印加時の放電量を測定して、グラフ上にプロットし、それらを滑らかに結んだものである。
尚、本実施例では、高抵抗層４１Ｒの体積抵抗率は１１ｌｏｇΩ・ｃｍ、ロール本体４１Ｃの体積抵抗率は−５ｌｏｇΩ・ｃｍ、バックアップロール４５に対するクリーニングロール４１のオフセット量（中間転写ベルト３０の進行方向下流側を−とする）を−１ｍｍとした。

図５によれば、高抵抗層４１Ｒの層厚が薄くなるほど放電量は増加し、厚くなるほど放電量が減少していることが理解される。
ここで、残留トナーの極性反転を安定的に起こすには十分な放電量が必要であり、本実施例では、例えば２０μＡ以上の放電量が必要であるとすれば、高抵抗層４１Ｒの層厚は５００μｍ以下であることが必要である。
一方、図５に示すように、高抵抗層４１Ｒの層厚が薄くなると放電量は増すが、薄くなりすぎた場合にはリークを起こす懸念があるため、リークの発生現象が起こらない範囲で十分なに放電量を確保するためには層厚が１００μｍより大きいことが必要であることが判明した。

従って、逆帯電方式を用いて残留トナーのクリーニングを行う場合、クリーニングロール４１は、１００μｍより大きく５００μｍ以下（０．１ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下）の高抵抗層４１Ｒを有する必要がある。
尚、本実施例では、オフセット量を−１ｍｍに設定したモデルについて実験を行ったが、オフセット量０のモデルについて同様な実験を行ったところ、本実施例と同様に、高抵抗層４１Ｒの層厚が１００μｍより大きく５００μｍ以下であることが必要であることが判明した。

本実施例は、実施の形態２に係る画像形成装置（図４参照）を用いて、バックアップロール４５に対するクリーニングロール４１の配置について、オフセット間隔ｄ（中間転写ベルト３０の進行方向下流側を＋とする）＝−３ｍｍ〜３ｍｍの間を１ｍｍずつ変化させ、放電量の違いを測定した。
ここで、本実施例では、クリーニングロール４１として金属ロールに高抵抗層４１Ｒを有した「金属＋高抵抗層４１Ｒ」を用い、比較例では、クリーニングロールとして金属から構成される金属ロール（高抵抗層４１Ｒなし）を用い、それぞれ測定を行った。
尚、本実施例モデルでは、高抵抗層４１Ｒの体積抵抗率は１１ｌｏｇΩ・ｃｍ、層厚は１５０μｍ、ロール本体４１Ｃの体積抵抗率は−５ｌｏｇΩ・ｃｍである。

結果を図６に示す。
図６によれば、本実施例の方が比較例に比べて十分な放電量（約２倍以上）を確保できることが理解される。
また、クリーニングロール４１のオフセット配置については、実施例，比較例ともに同様な傾向があるが、クリーニングロール４１を中間転写ベルト３０の進行方向下流側にオフセット配置した方が前記上流側にオフセット配置した態様に比べて放電量が多いことが確認される。
但し、オフセット間隔ｄが大きすぎると、放電量も減少するため、オフセット間隔ｄとして最適な値（本例ではオフセット間隔ｄ＝−１ｍｍ）を選定し、十分な放電量を確保するように設計することが重要であることが理解される。

（ａ）は本発明の基本的構成に係るクリーニング装置の概要を示す説明図、（ｂ）は本発明の基本的構成に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１に係るクリーニング装置の詳細を示した説明図、（ｂ）はその要部を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態２に係るクリーニング装置の詳細を示した説明図、（ｂ）はその要部を示す説明図である。 実施例１において、クリーニングロールに被覆された高抵抗層厚さと放電量との関係を測定した結果を示す説明図である。 実施例２及び比較例において、バックアップロールに対するクリーニングロールのオフセット間隔を変化させた際の放電量の関係を夫々示す説明図である。

符号の説明

１…像搬送体，２…クリーニング部材，２ａ…高抵抗層，２ｂ…内部部材，３…バイアス印加手段，４…リフレッシュ部材，５…バックアップ電極，７…像担持体，８…転写手段，９…像担持体側クリーニング装置，１０…像搬送体側クリーニング装置，１１…張架部材，１２…一括転写手段，Ｐ…記録材，Ｔ…残留トナー

Claims (6)

1. 像搬送体上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置において、
   ベルト状部材からなる像搬送体と当該像搬送体が直線状に移動する平面部にて接触する回転可能なクリーニング部材と、
   このクリーニング部材と像搬送体を挟んで対向配置されるバックアップ電極と、
   前記クリーニング部材にトナー本来の極性と異なる極性で且つ放電可能な１０００Ｖ以上の高電圧バイアスを印加するバイアス印加手段とを備え、
   前記クリーニング部材は、その軸中心位置が前記バックアップ電極に面した範囲で当該バックアップ電極より像搬送体の回転方向下流側に位置するようにオフセット配置され、体積抵抗率が１０ｌｏｇΩ・ｃｍ以上で且つ層厚が０．１ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の高抵抗層と、
   この高抵抗層の内側に設けられ且つ体積抵抗率が４ｌｏｇΩ・ｃｍ未満である内部部材とを備えていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１記載のクリーニング装置において、
   クリーニング部材には、このクリーニング部材に吸着した残留トナーが取り除かれるリフレッシュ部材を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１記載のクリーニング装置において、
   前記バックアップ電極は接地されていることを特徴とするクリーニング装置。
4. トナー像を担持する像担持体と、像担持体から転写されたトナー像を搬送する像搬送体と、像担持体上のトナー像を像搬送体側に転写する転写手段と、像担持体上に残留するトナーを清掃する像担持体側クリーニング装置と、像搬送体上に残留したトナーを清掃する像搬送体側クリーニング装置とを備え、
   像搬送体側クリーニング装置として、請求項１記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   像搬送体側クリーニング装置にて像搬送体上の残留トナーの極性を反転し、転写手段にて像搬送体上の極性反転された残留トナーを像担持体側に逆転写させ、像担持体側クリーニング装置にて像担持体に転移した残留トナーを清掃することを特徴とした画像形成装置。
6. 請求項４記載の画像形成装置において、
   像搬送体は像担持体により従動することを特徴とする画像形成装置。

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