JP5754422B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置に関し、より特定的には、トナー画像を印刷媒体に形成する画像形成装置に用いられるクリーニング装置に関する。

従来のクリーニング装置に関連する発明としては、例えば、特許文献１に記載の多色画像記録装置が知られている。図１６は、特許文献１に記載の多色画像記録装置５００の構成図である。

多色画像記録装置５００は、感光体５０２、ファーブラシローラ５０４及び回収ローラ５０６，５０８を備えている。ファーブラシローラ５０４は、感光体５０２上の残トナーを回収する。回収ローラ５０６，５０８は、ファーブラシローラ５０４が回収したトナーを回収する。回収ローラ５０８は、回収ローラ５０６よりもファーブラシローラ５０４の回転方向の下流側に設けられており、回収ローラ５０６よりも高い電圧が印加されている。これにより、ファーブラシローラ５０４に蓄積されるトナー量を著しく減少させることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の多色画像記録装置５００では、ファーブラシローラ５０４と回収ローラ５０６，５０８との間で発生する逆帯電トナーを回収することができない。より詳細には、トナーが正極性に帯電している場合には、ファーブラシローラ５０４の電位は、負極性に保たれる。そして、回収ローラ５０６，５０８の電位は、ファーブラシローラ５０４よりもさらに低い負極性に保たれる。これにより、トナーは、ファーブラシローラ５０４から回収ローラ５０６，５０８へと移動する。

ところが、トナーがより効率よく回収されるために回収ローラ５０６，５０８の電位がより低い負極性に保たれた場合には、ファーブラシローラ５０４と回収ローラ５０６，５０８との間においてトナーが負極性に帯電させられ、逆帯電トナーが発生してしまう。このような逆帯電トナーは、回収ローラ５０６，５０８によって回収されずに、感光体５０２に再び付着してしまう。逆帯電トナーが感光体５０２に再び付着すると、トナー汚れ及びトナー画像の画質劣化の問題を引き起こす。また、一部の逆帯電トナーはファーブラシローラ５０４内に残留して蓄積し、ファーブラシローラ５０４のクリーニング性能が低下するおそれがある。

特開平１−３０７７７２号公報

そこで、本発明の目的は、逆帯電トナーが被清掃体に付着することを長期にわたって抑制できるクリーニング装置を提供することである。

本発明の一形態に係るクリーニング装置は、被清掃体を清掃するクリーニング装置であって、所定方向に回転し、かつ、前記被清掃体上のトナーを回収する第１の清掃部材と、前記第１の清掃部材が回収したトナーを回収する第１の回収部材と、前記第１の回収部材よりも前記所定方向の下流側において前記第１の清掃部材が回収したトナーを回収する第２の回収部材と、前記第１の清掃部材よりも前記被清掃体の進行方向の上流側において該被清掃体上のトナーを回収する第２の清掃部材と、を備えており、前記第１の清掃部材に対する前記第１の回収部材の電位差の極性と該第１の清掃部材に対する前記第２の回収部材の電位差の極性とは逆極性であり、前記第１の回収部材の電位と前記第１の清掃部材の電位とは同極性であり、前記第１の回収部材の電位の大きさは、前記第１の清掃部材の電位の大きさよりも大きく、前記第１の清掃部材の電位と前記第２の清掃部材の電位とは逆極性であり、前記第２の清掃部材よりも前記被清掃体の進行方向の上流側において該被清掃体上に付着しているトナーは、第１の極性と第２の極性に帯電しており、前記第２の極性に帯電しているトナーは、前記第１の極性に帯電しているトナーよりも少なく、前記第１の清掃部材の電位は前記第１の極性であり、前記第２の清掃部材の電位は前記第２の極性であること、を特徴とする。

本発明によれば、逆帯電トナーが被清掃体に付着することを長期にわたって抑制できる。

画像形成装置の要部（印刷部）を示した図である。 クリーニング装置の構成図である。 クリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 比較例に係るクリーニング装置を示した構成である。 実験結果を示したグラフである。 第１の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 第２の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 第３の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 第４の変形例に係るクリーニング装置の構成図である。 実験結果を示したグラフである。 第５の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 実験結果を示したグラフである。 第６の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 第７の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 第８の変形例に係るクリーニング装置のクリーニングブラシ周辺の拡大図である。 特許文献１に記載の多色画像記録装置の構成図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の要部（印刷部２）を示した図である。図１において、紙面の左右方向を単に左右方向と呼び、紙面の前後方向を単に前後方向と呼び、紙面の上下方向を単に上下方向と呼ぶ。前後方向は、主走査方向に相当する。

画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙に画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２を備えている。なお、画像形成装置１は、印刷部２の他に、給紙部等も備えているが、これらの構成は一般的であるので説明を省略する。

印刷部２は、給紙部から供給されてくる用紙にトナー画像を形成し、作像ユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、光走査装置（図示せず）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写部１４及びクリーニング装置１８，４０を含んでいる。また、作像ユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）を含んでいる。

感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）は、前後方向に延在する円筒形状をなしている。感光体ドラム４は、図１において、反時計回りに回転させられる像担持体である。帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面を負極性に帯電させる。

光走査装置は、制御部（図示せず）の制御により、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面に対してビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）を走査する。ビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）が走査された位置の電位は、０Ｖに近づく。これにより、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面には静電潜像が形成される。

現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）にトナーを付与して、静電潜像に基づくトナー画像を現像する。より詳細には、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、トナーとキャリアとからなる現像剤を収容しており、現像剤を撹拌することによりトナーを負極性に帯電させキャリアを正極性に帯電させる。そして、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、負極性に帯電したトナーを感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）に付与する。これにより、負極性に帯電したトナーは、ビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）が走査された位置（すなわち、０Ｖに近い電位となっている位置）に付着する。これによりトナー画像が現像される。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。中間転写ベルト１１には、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。具体的には、転写部８の電位は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）よりも高い電位に保たれる。これにより、負極性に帯電しているトナー画像は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）から中間転写ベルト１１に転写される。

クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写部１４まで搬送する。

２次転写部１４は、中間転写ベルト１１が駆動ローラ１２に巻きついている部分と対向し、ベルト３０及びローラ３２，３４，３６，３８を有している。ベルト３０は、ローラ３２，３４，３６，３８に貼り渡されている。ローラ３２，３４，３６，３８は、例えば、アルミローラにより構成されている。ローラ３２は、ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、ベルト３０を矢印βの方向（反時計回り）に駆動させる。また、ローラ３２は、中間転写ベルト１１よりも高い電位に保たれることにより、中間転写ベルト１１とベルト３０との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。クリーニング装置１８は、用紙へのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。クリーニング装置４０は、被清掃体であるベルト３０に付着したトナーを除去する。

定着装置２０は、トナー画像が２次転写された用紙に加熱処理及び加圧処理を施す。これにより、トナー画像が用紙に定着される。この後、用紙は、画像形成装置１外に出力される。

（クリーニング装置の構成）
次に、クリーニング装置４０の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、クリーニング装置４０の構成図である。また、図３は、クリーニング装置４０のクリーニングブラシ５０周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０は、中間転写ベルト１１からベルト３０に付着したトナーを回収し、図２に示すように、筐体４２、クリーニングブラシ４４，５０、回収ローラ４６，５２，５６、スクレーパ４８，５４，５８及び搬送スクリュー６０を備えている。

筐体４２は、上側の面において開口が設けられた箱状をなし、クリーニングブラシ４４，５０、回収ローラ４６，５２，５６、スクレーパ４８，５４，５８及び搬送スクリュー６０を収容している。

クリーニングブラシ４４（第２の清掃部材）は、図２に示すように、クリーニングブラシ５０よりもベルト３０の進行方向（矢印β）の上流側においてベルト３０上のトナーを回収する。より詳細には、クリーニングブラシ４４は、図２に示すように、クリーニングブラシ５０よりもベルト３０の進行方向（矢印β）の上流側においてベルト３０に接触しており、反時計回りに回転させられている。ベルト３０は、クリーニングブラシ４４に対して食い込んでいる。食い込んでいるとは、クリーニングブラシ４４の中心からベルト３０までの最短距離がクリーニングブラシ４４の半径よりも短いことを意味する。そして、クリーニングブラシ４４は、ベルト３０を介して、接地電位に保たれているローラ３６と対向している。クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、ベルト３０の電位Ｖ０（接地電位）よりも高い正極性の電位に保たれている。これにより、ベルト３０に付着した負極性に帯電したトナー（負極性帯電トナー）は、クリーニングブラシ４４により回収される。ただし、ベルト３０上には、正極性に帯電しているトナー（正極性帯電トナー）も存在する。正極性帯電トナーは、負極性帯電トナーよりも少ない。このような正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ４４により回収されることなく、ベルト３０により進行方向の下流側へと搬送される。

クリーニングブラシ４４は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等の樹脂にカーボンを分散させて導電性を付与したブラシ繊維材料により構成されている。クリーニングブラシ４４の繊度は、１Ｄ〜１０Ｄであり、クリーニングブラシ４４の密度は、５０ｋＦ／ｉｎｃｈ²〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ²であり、クリーニングブラシ４４の原糸抵抗は、１０⁵Ω〜１０¹³Ωである。

回収ローラ４６は、クリーニングブラシ４４が回収した負極性帯電トナーを回収する。より詳細には、回収ローラ４６は、図２に示すように、クリーニングブラシ４４の下方においてクリーニングブラシ４４に接触しており、反時計回りに回転させられている。回収ローラ４６は、クリーニングブラシ４４に対して食い込んでいる。回収ローラ４６の電位Ｖ２は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１よりも高い正極性の電位に保たれている。すなわち、回収ローラ４６の電位Ｖ２とクリーニングブラシ４４の電位Ｖ１とは同極性であり、かつ、回収ローラ４６の電位Ｖ２の大きさはクリーニングブラシ４４の電位Ｖ１の大きさよりも大きい。これにより、クリーニングブラシ４４が回収した負極性帯電トナーは、回収ローラ４６により回収される。そして、回収された負極性帯電トナーは、スクレーパ４８により回収ローラ４６の周面から剥離される。これにより、負極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

回収ローラ４６は、例えば、アルミローラにより構成されている。また、スクレーパ４８は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するＳＵＳ材の薄板により構成されている。

ところで、回収ローラ４６の電位Ｖ２は、クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１よりも高い正極性の電位に保たれている。そのため、回収ローラ４６とクリーニングブラシ４４との間で発生する放電又は電荷注入によって、負極性帯電トナーの一部が正極性帯電トナーに変化する。このような正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ４４から回収ローラ４６には回収されない。そのため、正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ４４からベルト３０に再び付着し、ベルト３０により進行方向の下流側へと搬送される。

クリーニングブラシ５０（第１の清掃部材）は、図２及び図３に示すように、クリーニングブラシ４４よりもベルト３０の進行方向（矢印β）の下流側においてベルト３０上のトナーを回収する。より詳細には、クリーニングブラシ５０は、図２に示すように、クリーニングブラシ４４よりもベルト３０の進行方向（矢印β）の下流側においてベルト３０に接触しており、反時計回りに回転させられている。クリーニングブラシ５０がベルト３０に接触した点から１回転する方向をトナー回収方向と定義する。ベルト３０は、クリーニングブラシ５０に対して食い込んでいる。また、ベルト３０のクリーニングブラシ５０への食い込み量は、ベルト３０のクリーニングブラシ４４への食い込み量と略等しい。また、食い込み量とは、クリーニングブラシ４４，５０の半径とクリーニングブラシ５０の中心からベルト３０までの最短距離との差である。そして、クリーニングブラシ５０は、ベルト３０を介して、接地電位に保たれているローラ３８と対向している。クリーニングブラシ５０の電位Ｖ３は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、ベルト３０の電位Ｖ０（接地電位）よりも低い負極性の電位に保たれている。これにより、ベルト３０に付着した正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ５０により回収される。

クリーニングブラシ５０は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等の樹脂にカーボンを分散させて導電性を付与したブラシ繊維材料により構成されている。クリーニングブラシ５０の繊度は、１Ｄ〜１０Ｄであり、クリーニングブラシ５０の密度は、５０ｋＦ／ｉｎｃｈ²〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ²であり、クリーニングブラシ５０の原糸抵抗は、１０⁵Ω〜１０¹³Ωである。

回収ローラ５２は、図２及び図３に示すように、クリーニングブラシ５０が回収した正極性帯電トナーを回収する。より詳細には、回収ローラ５２は、図２に示すように、クリーニングブラシ５０の左下においてクリーニングブラシ５０に接触しており、反時計回りに回転させられている。回収ローラ５２は、クリーニングブラシ５０に対して食い込んでいる。回収ローラ５２の電位Ｖ４は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、クリーニングブラシ５０の電位Ｖ３よりも低い負極性の電位に保たれている。すなわち、回収ローラ５２の電位Ｖ４とクリーニングブラシ５０の電位Ｖ３とは同極性であり、かつ、回収ローラ５２の電位Ｖ４の大きさはクリーニングブラシ５０の電位Ｖ３の大きさよりも大きい。これにより、クリーニングブラシ５０が回収した正極性帯電トナーは、回収ローラ５２により回収される。そして、回収された正極性帯電トナーは、スクレーパ５４により回収ローラ５２の周面から剥離される。これにより、正極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

回収ローラ５２は、例えば、アルミローラにより構成されている。また、スクレーパ５４は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するＳＵＳ材の薄板により構成されている。

ところで、回収ローラ５２の電位Ｖ４は、クリーニングブラシ５０の電位Ｖ３よりも低い負極性の電位に保たれている。そのため、回収ローラ５２とクリーニングブラシ５０との間で発生する放電又は電荷注入によって、正極性帯電トナーの一部が負極性帯電トナーに変化する。このような負極性帯電トナーは、クリーニングブラシ５０から回収ローラ５２には回収されない。そのため、負極性帯電トナーは、クリーニングブラシ５０によりトナー回収方向の下流側へと搬送される。

回収ローラ５６は、図２及び図３に示すように、回収ローラ５２よりもトナー回収方向の下流側においてクリーニングブラシ５０が回収したトナーを回収する。より詳細には、回収ローラ５６は、図２に示すように、クリーニングブラシ５０の右下においてクリーニングブラシ５０に接触しており、反時計回りに回転させられている。回収ローラ５６は、クリーニングブラシ５０に対して食い込んでいる。回収ローラ５２のクリーニングブラシ５０への食い込み量は、回収ローラ５６のクリーニングブラシ５０への食い込み量と略等しい。回収ローラ５６の電位Ｖ５は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、正極性の電位に保たれている。これにより、クリーニングブラシ５０に対する回収ローラ５２の電位差（Ｖ４−Ｖ３）の極性とクリーニングブラシ５０に対する回収ローラ５６の電位差（Ｖ５−Ｖ３）の極性とは逆極性となる。これにより、クリーニングブラシ５０に付着している負極性帯電トナーは、回収ローラ５６により回収される。そして、回収された負極性帯電トナーは、スクレーパ５８により回収ローラ５６の周面から剥離される。これにより、負極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

回収ローラ５６は、例えば、アルミローラにより構成されている。また、スクレーパ５８は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するＳＵＳ材の薄板により構成されている。

搬送スクリュー６０は、回収したトナーを前後方向に搬送する。

（効果）
以上のように構成されたクリーニング装置４０は、正極性帯電トナーがベルト３０に再び付着することを抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の多色画像記録装置５００では、トナーがより効率よく回収されるために回収ローラ５０６，５０８の電位がより低い負極性に保たれた場合には、ファーブラシローラ５０４と回収ローラ５０６，５０８との間においてトナーが負極性に帯電させられ、逆帯電トナーが発生してしまう。このような逆帯電トナーは、回収ローラ５０６，５０８によって回収されずに、感光体５０２に再び付着してしまう。逆帯電トナーが感光体５０２に再び付着すると、トナー汚れが生じるおそれがある。

そこで、クリーニング装置４０では、回収ローラ５２の電位Ｖ４とクリーニングブラシ５０の電位Ｖ３とは負極性（すなわち、同極性）である。更に、回収ローラ５２の電位Ｖ４の大きさは、クリーニングブラシ５０の電位Ｖ３の大きさよりも大きい。これにより、クリーニングブラシ５０に付着している正極性帯電トナーが回収ローラ５２により回収される。ただし、クリーニングブラシ５０と回収ローラ５２との間に発生する放電により、正極性帯電トナーの一部が負極性帯電トナー（すなわち、逆帯電トナー）に変化する。そこで、回収ローラ５６は、回収ローラ５２よりもトナー回収方向の下流側においてクリーニングブラシ５０が回収したトナーを回収する。具体的には、クリーニングブラシ５０に対する回収ローラ５２の電位差（Ｖ４−Ｖ３）の極性とクリーニングブラシ５０に対する回収ローラ５６の電位差（Ｖ５−Ｖ３）の極性とは逆極性である。これにより、負極性帯電トナーは、回収ローラ５６によりクリーニングブラシ５０から回収されるようになる。その結果、負極性帯電トナーがクリーニングブラシ５０からベルト３０に再び付着することが抑制される。よって、クリーニング装置４０では、ベルト３０に付着した負極性帯電トナーが用紙の裏面に付着すること、及び、中間転写ベルト１１に付着した後に用紙の表面に付着することが抑制される。

なお、クリーニングブラシ５０と回収ローラ５６との間に発生する放電により、負極性帯電トナーのごく一部が正極性帯電トナーに変化する。ただし、この正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ５０に保持されたままベルト３０とクリーニングブラシ５０との間を通過し、回収ローラ５２により回収される。そのため、正極性帯電トナーはベルト３０に殆ど付着しない。

また、クリーニング装置４０によれば、クリーニングブラシ５０に付着した負極性帯電トナーは、回収ローラ５６により回収される。よって、クリーニングブラシ５０内にトナーが蓄積されることが抑制される。その結果、画像形成装置１が長期間にわたって使用されても、クリーニング装置４０のクリーニング性能が低下しにくい。

（第１の実験）
本願発明者は、クリーニング装置４０が奏する効果をより明確にするために、以下に説明する第１の実験を行った。図４は、比較例に係るクリーニング装置１４０を示した構成である。

本願発明者は、図２に示す構成を有する第１の実施例及び図４に示す比較例を準備した。比較例に係るクリーニング装置１４０においてクリーニング装置４０と同じ構成については、クリーニング装置４０の参照符号に１００を足した参照符号を付した。クリーニング装置１４０は、回収ローラ５６及びスクレーパ５８が設けられていない点において、クリーニング装置４０と相違する。

以下に、第１の実施例及び比較例の条件について説明する。

第１の実施例の条件
クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１：２００Ｖ
回収ローラ４６の電位Ｖ２：８００Ｖ
クリーニングブラシ５０の電位Ｖ３：−２００Ｖ
回収ローラ５２の電位Ｖ４：−８００Ｖ
回収ローラ５６の電位Ｖ５：４００Ｖ

比較例の条件
クリーニングブラシ１４４の電位Ｖ１：２００Ｖ
回収ローラ１４６の電位Ｖ２：８００Ｖ
クリーニングブラシ１５０の電位Ｖ３：−２００Ｖ
回収ローラ１５２の電位Ｖ４：−８００Ｖ

第１の実施例及び比較例に共通の条件
用紙の搬送速度：５００ｍｍ／ｓｅｃ
クリーニングブラシ４４の周速：２５０ｍｍ／ｓｅｃ
回収ローラ４６の周速：４００ｍｍ／ｓｅｃ
ベルト３０のクリーニングブラシ４４，５０，１４４，１５０への食い込み量：１．４ｍｍ
回収ローラ４６，１４６のクリーニングブラシ４４，１４４への食い込み量：１．４ｍｍ
回収ローラ５２，５６，１５２のクリーニングブラシ４４，１４４への食い込み量：１．４ｍｍ
トナー：湿式造粒法により作製された体積平均粒径約６．５μｍのトナー母材１００重量部に対し、第１の疎水性シリカ０．２重量部と第２の疎水性シリカ０．５重量部と疎水性酸化チタン０．５重量部を外添処理した負極性帯電トナー
用紙：表面が平滑で転写性の高いコート紙

以上の第１の実施例及び比較例において、用紙間毎に中間転写ベルト１１に形成した安定化パッチトナーを２次転写電圧によってベルト３０に転写し、該安定化パッチトナーをクリーニング装置４０に回収させた。このとき、９８％の安定化パッチトナーが、中間転写ベルト１１からベルト３０へと移動した。安定化パッチは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色を用紙間毎にずらして形成される。各色の安定化パッチトナーの付着量は、５ｇ／ｍ²である。各色の安定化パッチは、軸方向の最大幅×用紙搬送方向に２１ｍｍ（Ａ３画像長に対して５％）の長さを有するベタ画像である。そして、３００，０００枚の印刷を行った後の用紙の裏面のトナー汚れを調べた。用紙の裏面のトナー汚れは、黒化面積率を測定することにより行った。黒化面積率とは、用紙の裏面を撮像し、画像処理で２値化したときの黒が占める割合である。図５は、実験結果を示したグラフである。縦軸は黒化面積率を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図５に示すように、比較例では、印刷枚数が増加するにしたがって、黒化面積率が増加していることが分かる。一般的には、黒化面積率が０．６％を超えると、問題となる程度の汚れが用紙の裏面に発生しているとみなされる。そして、比較例では、約０．８％程度まで黒化面積率が上昇している。よって、比較例では、問題がある程度の汚れが用紙の裏面に発生していることが分かる。

一方、図５に示すように、第１の実施例では、印刷枚数が増加しても、黒化面積率が０．２％を超えていない。よって、第１の実施例では、問題がある程度の画像ノイズが発生していないことが分かる。以上より、クリーニング装置４０によれば、ベルト３０に逆帯電トナーが再び付着することが抑制されていることが分かる。

（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係るクリーニング装置４０ａについて図面を参照しながら説明する。図６は、第１の変形例に係るクリーニング装置４０ａのクリーニングブラシ５０周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ａは、回収ローラ５６の回転方向及びスクレーパ５８の回収ローラ５６に対する当接箇所においてクリーニング装置４０と相違する。クリーニング装置４０ａにおいて、回収ローラ５６は、時計回りに回転し、スクレーパ５８は、回収ローラ５６の右下に当接して回収ローラ５６の周面からトナーを剥離する。

図６に示すクリーニング装置４０ａのように、回収ローラ５６が時計回りに回転してもクリーニング装置４０と同様の効果を得ることができる。

（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係るクリーニング装置４０ｂについて図面を参照しながら説明する。図７は、第２の変形例に係るクリーニング装置４０ｂのクリーニングブラシ５０周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｂは、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２の回転方向、回収ローラ５２，５６の配置、スクレーパ５４，５８の配置、並びに、スクレーパ５４，５８の回収ローラ５２，５６に対する当接箇所において、クリーニング装置４０と相違する。クリーニング装置４０ｂにおいて、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２は、時計回りに回転する。回収ローラ５２は、クリーニングブラシ５０の右下に設けられ、回収ローラ５６は、クリーニングブラシ５０の左下（回収ローラ５２よりもトナー回収方向の下流側）に設けられている。スクレーパ５４は、回収ローラ５２の右下に当接する。

図７に示すクリーニング装置４０ｂのように、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２が時計回りに回転してもクリーニング装置４０と同様の効果を得ることができる。

（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係るクリーニング装置４０ｃについて図面を参照しながら説明する。図８は、第３の変形例に係るクリーニング装置４０ｃのクリーニングブラシ５０周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｃは、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２，５６の回転方向、回収ローラ５２,５６の配置、スクレーパ５４，５８の配置、並びに、スクレーパ５４，５８の回収ローラ５２，５６に対する当接箇所において、クリーニング装置４０と相違する。クリーニング装置４０ｃにおいて、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２，５６は時計回りに回転する。回収ローラ５２は、クリーニングブラシ５０の右下に設けられ、回収ローラ５６は、クリーニングブラシ５０の左下（回収ローラ５２よりもトナー回収方向の下流側）に設けられている。スクレーパ５４は、回収ローラ５２の右下に当接し、スクレーパ５８は、回収ローラ５６の右下に当接する。

図８に示すクリーニング装置４０ｃのように、クリーニングブラシ５０及び回収ローラ５２，５６が時計回りに回転してもクリーニング装置４０と同様の効果を得ることができる。

（第４の変形例）
以下に、第４の変形例に係るクリーニング装置４０ｄについて図面を参照しながら説明する。図９は、第４の変形例に係るクリーニング装置４０ｄの構成図である。

クリーニング装置４０ｄは、回収ローラ７０及びスクレーパ７２を更に備えている点においてクリーニング装置４０と相違する。

回収ローラ７０は、図９に示すように、回収ローラ４６よりもクリーニングブラシ４４のトナー回収方向の下流側においてクリーニングブラシ４４が回収したトナーを回収する。より詳細には、回収ローラ７０は、図９に示すように、クリーニングブラシ４４の右下においてクリーニングブラシ４４に接触しており、反時計回りに回転させられている。回収ローラ７０は、クリーニングブラシ４４に対して食い込んでいる。回収ローラ７０のクリーニングブラシ４４への食い込み量は、回収ローラ４６のクリーニングブラシ４４への食い込み量と略等しい。回収ローラ７０の電位Ｖ６は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、負極性の電位に保たれている。これにより、クリーニングブラシ４４に対する回収ローラ４６の電位差（Ｖ２−Ｖ１）の極性とクリーニングブラシ４４に対する回収ローラ７０の電位差（Ｖ６−Ｖ１）の極性とは逆極性となる。これにより、クリーニングブラシ４４に付着している正極性帯電トナーは、回収ローラ７０により回収される。そして、回収された正極性帯電トナーは、スクレーパ７２により回収ローラ７０の周面から剥離される。これにより、正極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

以上のように構成されたクリーニング装置４０ｄでは、クリーニングブラシ４４と回収ローラ４６との間の放電により発生した正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ５０、回収ローラ５２，５６によって回収されると共に、回収ローラ７０によっても回収されるようになる。これにより、逆帯電トナーがベルト３０に再び付着することがより効果的に抑制されるようになる。

本願発明者は、クリーニング装置４０ｄが奏する効果をより明確にするために、以下に説明する第２の実験を行った。

本願発明者は、図９に示す構成を有する第２の実施例を準備した。第２の実施例の条件は、回収ローラ７０の電位Ｖ６が−８００Ｖである点以外は、第１の実施例の条件と同じであるので説明を省略する。

本願発明者は、第２の実施例において、用紙間毎に中間転写ベルト１１に形成した安定化パッチトナーを２次転写電圧によってベルト３０に転写し、該安定化パッチトナーをクリーニング装置４０に回収させた。このとき、９８％の安定化パッチトナーが、中間転写ベルト１１からベルト３０へと移動した。安定化パッチは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色を用紙間毎にずらして形成される。各色の安定化パッチトナーの付着量は、５ｇ／ｍ²である。各色の安定化パッチは、軸方向の最大幅×用紙搬送方向に４２ｍｍ（Ａ３画像長に対して１０％）の長さを有するベタ画像である。そして、３００，０００枚の印刷を行った後の用紙の裏面のトナー汚れを調べた。用紙の裏面のトナー汚れは、黒化面積率を測定することにより行った。黒化面積率とは、用紙の裏面を撮像し、画像処理で２値化したときの黒が占める割合である。図１０は、実験結果を示したグラフである。縦軸は黒化面積率を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１０に示すように、第２の実施例では、第１の実施例よりも更に黒化面積率が低減されている。以上より、クリーニング装置４０ｄによれば、ベルト３０に逆帯電トナーが再び付着することがより効果的に抑制されていることが分かる。

（第５の変形例）
以下に、第５の変形例に係るクリーニング装置４０ｅについて図面を参照しながら説明する。図１１は、第５の変形例に係るクリーニング装置４０ｅのクリーニングブラシ４４周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｅは、ローラ３９を更に備えている点、回収ローラ７０がベルト３０に接触している点、並びに、ローラ３８、クリーニングブラシ５０、回収ローラ５２，５６及びスクレーパ５４，５８が設けられていない点においてクリーニング装置４０ｄと相違する。その他の構成は、クリーニング装置４０ｄと同じである。クリーニング装置４０ｅにおいて、ローラ３９は、発泡ウレタンの弾性層を備えており、ベルト３０を挟んで回収ローラ７０に対抗して設けられ、一定の圧力を持って回収ローラ７０に押圧されている。なお、クリーニング装置４０ｅにおいては、クリーニングブラシ４４が第１の清掃部材に該当する。

ところで、回収ローラ４６の電位Ｖ２は、クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１よりも高い正極性の電位に保たれている。そのため、回収ローラ４６とクリーニングブラシ４４との間で発生する放電によって、負極性帯電トナーの一部が正極性帯電トナーに変化する。このような正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ４４から回収ローラ４６には回収されない。そのため、正極性帯電トナーは、クリーニングブラシ４４によりトナー回収方向の下流側へと搬送される。

回収ローラ７０は、図１１に示すように、回収ローラ４６よりもクリーニングブラシ４４のトナー回収方向の下流側においてクリーニングブラシ４４が回収したトナーを回収する。より詳細には、回収ローラ７０は、図１１に示すように、クリーニングブラシ４４の右においてクリーニングブラシ４４及びベルト３０に接触しており、反時計回りに回転させられている。回収ローラ７０は、クリーニングブラシ４４に対して食い込んでいる。回収ローラ７０のクリーニングブラシ４４への食い込み量は、回収ローラ４６のクリーニングブラシ４４への食い込み量と略等しい。回収ローラ７０の電位Ｖ６は、図示しない電源により電圧が印加されることによって、負極性の電位に保たれている。これにより、クリーニングブラシ４４に対する回収ローラ４６の電位差（Ｖ２−Ｖ１）の極性とクリーニングブラシ４４に対する回収ローラ７０の電位差（Ｖ６−Ｖ１）の極性とは逆極性となる。これにより、クリーニングブラシ４４に付着している正極性帯電トナーは、回収ローラ７０により回収される。そして、回収された正極性帯電トナーは、スクレーパ７２により回収ローラ７０の周面から剥離される。これにより、正極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

更に、回収ローラ７０は、負極性の電位に保たれ、かつ、ベルト３０に接触している。よって、クリーニングブラシ４４により回収されずにベルト３０により搬送されてきた正極性帯電トナーは、回収ローラ７０により回収される。回収された正極性帯電トナーは、スクレーパ７２により回収ローラ７０の周面から剥離される。これにより、正極性帯電トナーが筐体４２に収容される。

回収ローラ７０は、カーボンが分散されて導電性が付与されたポリイミドがアルミローラ上にコーティングされることによって構成されている。すなわち、回収ローラ７０は、半導電性の表面層を有している。回収ローラ７０の抵抗値は、１０⁸Ωである。

以上のように構成されたクリーニング装置４０ｅによっても、正極性帯電トナーがベルト３０に再び付着することを抑制できる。

また、クリーニング装置４０ｅでは、クリーニングブラシ５０、回収ローラ５２，５６及びスクレーパ５４，５８が不要であるので、装置の小型化が図られる。

本願発明者は、クリーニング装置４０ｅが奏する効果をより明確にするために、以下に説明する第３の実験を行った。

以下に、第３の実施例の条件について説明する。

第３の実施例の条件
クリーニングブラシ４４の電位Ｖ１：２００Ｖ
回収ローラ４６の電位Ｖ２：８００Ｖ
回収ローラ７０の電位Ｖ６：−６００Ｖ
クリーニングブラシ４４の周速：２５０ｍｍ／ｓｅｃ
回収ローラ４６の周速：４００ｍｍ／ｓｅｃ
回収ローラ７０の周速：２５０ｍｍ／ｓｅｃ
用紙の搬送速度：５００ｍｍ／ｓｅｃ
ベルト３０のクリーニングブラシ４４への食い込み量：１．４ｍｍ
回収ローラ４６，７０のクリーニングブラシ４４への食い込み量：１．４ｍｍ
回収ローラ７０のローラ３９への圧接総荷重：５Ｎ
トナー：湿式造粒法により作製された体積平均粒径約６．５μｍのトナー母材１００重量部に対し、第１の疎水性シリカ０．２重量部と第２の疎水性シリカ０．５重量部と疎水性酸化チタン０．５重量部を外添処理した負極性帯電トナー
用紙：表面が平滑で転写性の高いコート紙

本願発明者は、第３の実施例において、用紙間毎に中間転写ベルト１１に形成した安定化パッチトナーを２次転写電圧によってベルト３０に転写し、該安定化パッチトナーをクリーニング装置４０に回収させた。このとき、９８％の安定化パッチトナーが、中間転写ベルト１１からベルト３０へと移動した。安定化パッチは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色を用紙間毎にずらして形成される。各色の安定化パッチトナーの付着量は、５ｇ／ｍ²である。各色の安定化パッチは、軸方向の最大幅×用紙搬送方向に２１ｍｍ（Ａ３画像長に対して５％）の長さを有するベタ画像である。そして、３００，０００枚の印刷を行った後の用紙の裏面のトナー汚れを調べた。用紙の裏面のトナー汚れは、黒化面積率を測定することにより行った。黒化面積率とは、用紙の裏面を撮像し、画像処理で２値化したときの黒が占める割合である。図１２は、実験結果を示したグラフである。縦軸は黒化面積率を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１２に示すように、第３の実施例では、比較例よりも黒化面積率が低減されていることが分かる。以上より、クリーニング装置４０ｅによれば、ベルト３０に逆帯電トナーが再び付着することが抑制されていることが分かる。

（第６の変形例）
以下に、第６の変形例に係るクリーニング装置４０ｆについて図面を参照しながら説明する。図１３は、第６の変形例に係るクリーニング装置４０ｆのクリーニングブラシ４４周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｆは、回収ローラ７０の回転方向、及び、スクレーパ７２の回収ローラ７０に対する当接箇所が異なる点においてクリーニング装置４０ｅと相違する。クリーニング装置４０ｆにおいて、回収ローラ７０は時計回りに回転し、スクレーパ７２は、回収ローラ７０の右下に当接して回収ローラ７０の周面からトナーを剥離する。

図１３に示すクリーニング装置４０ｆのように、回収ローラ７０が時計回りに回転していてもクリーニング装置４０ｅと同様の効果を得ることができる。

（第７の変形例）
以下に、第７の変形例に係るクリーニング装置４０ｇについて図面を参照しながら説明する。図１４は、第７の変形例に係るクリーニング装置４０ｇのクリーニングブラシ４４周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｇは、クリーニングブラシ４４及び回収ローラ４６の回転方向、回収ローラ４６及び回収ローラ７０の配置、ローラ３６，３９の配置、スクレーパ４８，７２の配置、並びに、スクレーパ４８,７２の回収ローラ４６，７０に対する当接箇所においてクリーニング装置４０ｅと相違する。クリーニング装置４０ｇにおいて、クリーニングブラシ４４及び回収ローラ４６は、時計回りに回転する。回収ローラ４６は、クリーニングブラシ４４の右下に設けられる。回収ローラ７０は、クリーニングブラシ４４の左下（回収ローラ４６よりもトナー回収方向の下流側）に設けられる。ローラ３６は、ベルト３０を挟んでクリーニングブラシ４４に対向する。ローラ３９は、ローラ３６の左に配置されると共に、ベルト３０を挟んで回収ローラ７０に対向して設けられる。スクレーパ４８は、回収ローラ４６の右下に当接し、スクレーパ７２は回収ローラ７０の右下に当接する。

図１４に示すクリーニング装置４０ｇのように、クリーニングブラシ４４及び回収ローラ４６が時計回りに回転していてもクリーニング装置４０ｅと同様の効果を得ることができる。

（第８の変形例）
以下に、第８の変形例に係るクリーニング装置４０ｈについて図面を参照しながら説明する。図１５は、第８の変形例に係るクリーニング装置４０ｈのクリーニングブラシ４４周辺の拡大図である。

クリーニング装置４０ｈは、クリーニングブラシ４４及び回収ローラ４６，７０の回転方向、回収ローラ４６，７０の配置、ローラ３６，３９の配置、スクレーパ４８,７２の配置、並びに、スクレーパ４８,７２の回収ローラ４６,７０に対する当接箇所においてクリーニング装置４０ｅと相違する。クリーニング装置４０ｈにおいて、クリーニングブラシ４４、回収ローラ４６、回収ローラ７０は時計回りに回転する。回収ローラ４６は、クリーニングブラシ４４の右下に設けられている。回収ローラ７０は、クリーニングブラシ５０の左下（回収ローラ４６よりもトナー回収方向の下流側）に設けられる。ローラ３６は、ベルト３０を挟んでクリーニングブラシ４４に対向する。ローラ３９は、ローラ３６の左に配置されると共に、ベルト３０を挟んで回収ローラ７０に対向して設けられる。スクレーパ４８は、回収ローラ４６の右下に当接する。スクレーパ７２は、回収ローラ７０の右下に当接している。

図１５に示すクリーニング装置４０ｈのように、クリーニングブラシ４４及び回収ローラ４６，７０が時計回りに回転していてもクリーニング装置４０ｅと同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明に係るクリーニング装置は、クリーニング装置４０，４０ａ〜４０ｈに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

なお、クリーニング装置４０，４０ａ〜４０ｈの清掃対象は、ベルト３０に限らず、中間転写ベルト１１や感光体ドラム４であってもよい。すなわち、清掃対象は、周面にトナーが付着する回転体であればよい。

以上のように、本発明は、クリーニング装置に有用であり、逆帯電トナーが被清掃体に付着することを抑制できる点において優れている。

４０，４０ａ〜４０ｈ クリーニング装置
４２ 筐体
４４，５０ クリーニングブラシ
４６，５２，５６，７０ 回収ローラ
４８，５４，５８，７２ スクレーパ

Claims (3)

1. 被清掃体を清掃するクリーニング装置であって、
   所定方向に回転し、かつ、前記被清掃体上のトナーを回収する第１の清掃部材と、
   前記第１の清掃部材が回収したトナーを回収する第１の回収部材と、
   前記第１の回収部材よりも前記所定方向の下流側において前記第１の清掃部材が回収したトナーを回収する第２の回収部材と、
   前記第１の清掃部材よりも前記被清掃体の進行方向の上流側において該被清掃体上のトナーを回収する第２の清掃部材と、
   を備えており、
   前記第１の清掃部材に対する前記第１の回収部材の電位差の極性と該第１の清掃部材に対する前記第２の回収部材の電位差の極性とは逆極性であり、
   前記第１の回収部材の電位と前記第１の清掃部材の電位とは同極性であり、
   前記第１の回収部材の電位の大きさは、前記第１の清掃部材の電位の大きさよりも大きく、
   前記第１の清掃部材の電位と前記第２の清掃部材の電位とは逆極性であり、
   前記第２の清掃部材よりも前記被清掃体の進行方向の上流側において該被清掃体上に付着しているトナーは、第１の極性と第２の極性に帯電しており、
   前記第２の極性に帯電しているトナーは、前記第１の極性に帯電しているトナーよりも少なく、
   前記第１の清掃部材の電位は前記第１の極性であり、
   前記第２の清掃部材の電位は前記第２の極性であること、
   を特徴とするクリーニング装置。
2. 前記第１の清掃部材は、ブラシであること、
   を特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記第２の清掃部材が回収したトナーを回収する第３の回収部材を、
   更に備えており、
   前記第３の回収部材の電位と前記第２の清掃部材の電位とは同極性であり、
   前記第３の回収部材の電位の大きさは、前記第２の清掃部材の電位の大きさよりも大きいこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のクリーニング装置。

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