画像形成装置のクリーニング装置、および、画像形成装置
【課題】簡単な構成で効率よくトナー回収を行うことができるクリーニング装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体４０１上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラ４５１と、前記ブラシローラ４５１に対向して配置され、前記ブラシローラ４５１に当接して前記ブラシローラ４５１に付着する前記残留トナーを回収する回収ローラ４５２と、を有し、前記ブラシローラ４５１の回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材４５４を、前記ブラシローラ４５１と前記回収ローラ４５２との対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体４０１上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラ４５１と、前記ブラシローラ４５１に対向して配置され、前記ブラシローラ４５１に当接して前記ブラシローラ４５１に付着する前記残留トナーを回収する回収ローラ４５２と、を有し、前記ブラシローラ４５１の回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材４５４を、前記ブラシローラ４５１と前記回収ローラ４５２との対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、トナー像を転写処理した後の像担持体上に残留するトナーを除去するための改良した画像形成装置のクリーニング装置、および、当該クリーニング装置を搭載した、プリンタ、複写機等の画像形成装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラム、或いは、中間転写ベルト等の像担持体上に、電子写真法を用いてトナー像を形成せしめ、しかる後、当該トナー像を用紙等の転写材上に転写するとともに、定着手段により定着処理する画像形成装置はよく知られている。
【０００３】
このような画像形成装置は、トナー像を転写処理した後の像担持体上に残留する残留トナーをクリーニングし、次の画像形成の準備を行うためのクリーニング装置を備えているのが一般的である。
【０００４】
クリーニング手段としては、ゴムブレードも考えられるが、トナーとして重合トナー或いは小粒径トナーを用いる場合には、ブラシローラを使用する方法も有効な方法である。
【０００５】
換言すれば、像担持体上からブラシローラによりトナーを除去するとともに、除去したトナーを前記ブラシローラから回収ローラを介して回収する方法である。
【０００６】
この方法は、ブラシローラのブラシによって像担持体上のトナーを撹乱させて像担持体とトナーとの付着力を低下せしめることができるので、結果として、トナーの回収性を向上させる事ができる。
【０００７】
しかしながら、前記ブラシローラのブラシから回収ローラにトナーを安定的に転移せしめることは困難を伴う。
【０００８】
このように、ブラシからのトナーの転移ができなくなると、像担持体に対するクリーニング性能が低下してしまう。
【０００９】
斯様な問題を解決するための方法として次のような方法が提案されている。
【００１０】
第１は、クリーニングブラシに食い込むようにフリッカーバーを設けるとともに、当該フリッカーバーを軸方向に往復運動させ、ブラシ間に入り込んだトナーを叩き落としたり、トナーの付着力を弱める。
【００１１】
そして、ブラシと接触しているトナー回収ローラに電界により前記トナーを引きつけブレードで回収する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
第２は、クリーナレス機に係わるが、像担持体上からブラシローラによりトナーを除去した後、表面が凹凸を有する散らし部材に前記ブラシローラを当接させ、その後、像担持体上に前記トナーを戻す構成である（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
第３は、所定の大きさを有する板材の縦横に多数のホールを設けてトナー除去部材となし、ホールの周りのエッジをマイクロフリッカーバーとして利用するとともに、ブラシとホールとの複数の衝撃でトナーを除去する構成である（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−５３４８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６４６６号公報
【特許文献３】特開平６−２１４４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献に開示されたトナー除去方法は、何れもいくらかは有用であると思われる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示された構成は、複雑であり、また、フリッカーバーによる衝撃効果を上げるためには揺動速度を大きくする必要があるので機械的な負荷が大きい。
【００１６】
また、特許文献２に開示された構成は、トナーの散らし効果はあると思われるが、回収ローラによるブラシローラからのトナー回収には関係しない。
【００１７】
更に、特許文献３に開示された構成は、例えば、１本のブラシが複数のホールのエッジに衝突するので、１回の衝突機会しかない構成に比してトナー除去性能は向上すると思われる。
【００１８】
但し、ブラシは実質的には周方向に同じ軌跡上を辿るものと思われるので、トナーの除去としては未だ不十分であり、かつ、このスクリーン式トナー除去部材を用いると、トナー除去装置の大型化を招来する危惧がある。
【００１９】
本願発明は如上の如き問題点に鑑みて成されたもので、主たる目的は、簡単な構成で効率よくトナー回収を行うことができるクリーニング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明の目的は下記の構成要件によって達成することができる。
【００２１】
（１）
トナー像を担持する像担持体上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラと、
前記ブラシローラに対向して配置され、前記ブラシローラに当接して前記ブラシローラに付着する前記残留トナーを回収する回収ローラと、を有し、
前記ブラシローラの回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材を、前記ブラシローラと前記回収ローラとの対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【００２２】
（２）
前記ガイドエッジは、板状部材を穿孔することにより形成したものであることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【００２３】
（３）
前記ガイドエッジは、前記ブラシローラの回転方向に複数形成されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【００２４】
（４）
前記（１）乃至前記（３）の何れか１に記載の画像形成装置のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明は、ブラシローラと回収ローラとの対向領域に、ブラシローラの回転方向に対してブラシを斜め方向に案内するガイドエッジを有するブラシ制御部材を配設する、という簡単な構成で効率の良いトナーの回収ができる。
【００２６】
また、前記ブラシ制御部材は幅が狭く、薄板状であるので、設置のために大きなスペースを必要とせず、従って、クリーニング装置を小型に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本願発明に係わる実施の形態を図面を基に説明する。
【００２８】
図１は、デジタルカラー複写機からなる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【００２９】
図に示す画像形成装置は、装置本体上部に自動原稿送り装置１を有するとともに、内部に画像読み取り部２、画像形成部３、ベルトユニット４のためのベルト設置部、給紙部５、定着装置Ｔ、反転排紙・再給紙部６、および、反転搬送手段であるＡＤＵ７を有している。
【００３０】
前記自動原稿送り装置１は、原稿を１枚ずつ送り出して画像読み取り位置へと搬送し、画像読み取りが終わった原稿を所定の場所に排出する装置である。
【００３１】
前記自動原稿送り装置１は、原稿載置台１０１、原稿分離手段１０３、原稿搬送部１０５、原稿排紙手段１０７、原稿排紙台１０９、および、両面コピーモードにおいて、原稿の表裏面を反転させるためのローラ対からなる原稿反転手段１１１を有している。
【００３２】
処理プロセスがらみで述べるに、前記原稿載置台１０１上に載置された複数枚の原稿（不図示）は、原稿分離手段１０３によって１枚づつ分離され、前記原稿搬送部１０５を介して画像読み取り位置に向けて搬送される。
【００３３】
前記原稿読み取り位置は、前記原稿搬送部１０５の下方部に設けられており、そこで、画像読み取り装置２を構成するスリット２０１を介して、原稿の画像が読み取られ、読み取られた原稿は原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３４】
なお、両面コピーモードにおいては、片面が読み取られて搬送されてくる原稿は前記原稿反転手段１１１により二点鎖線の矢印で示す方向に搬送される。
【００３５】
そして、進行方向における後端を咬んでいる状態で当該原稿反転手段１１１の駆動が停止された後の逆方向回転により前記原稿搬送部１０５を介して、再び画像読み取り位置に導かれ、しかる後、前記原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３６】
上記の工程は、原稿載置台１０１上に載置された原稿の枚数分繰り返される。
【００３７】
画像読み取り装置２は、前記スリット２０１、原稿照射用のランプ２１３と原稿の反射光を反射させる第１ミラー２１５とを一体化した第１ミラーユニット２０５、第２ミラー２１７と第３ミラー２１９とを一体化した第２ミラーユニット２０７を有する。
【００３８】
また、前記第３ミラー２１９からの反射光を撮像素子上に結像させる結像レンズ２０９、および、結像レンズ２０９によって結像された光像を光電変換して画像情報を得るライン状の撮像素子（以下、ＣＣＤという）２１１を有している。
【００３９】
前記画像情報は、適宜の画像処理を施された後、一旦、後記する制御手段Ｓ内のメモリに蓄積されるようになっている。
【００４０】
前記自動原稿送り装置１によって送られている原稿を、画像読み取り装置２で読み取る態様においては、第１ミラーユニット２０５及び第２ミラーユニット２０７は、図示の如き位置に固定されている。
【００４１】
前記画像読み取り装置２によって読み取られた各色毎の画像情報は、前記メモリより順次取り出され、静電荷潜像形成手段である各色毎の露光光学系にそれぞれ電気信号として入力される。
【００４２】
前記画像形成部３は色分解画像に応じたトナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４組の画像形成手段（以下、画像形成ユニットという）３０を含む。
【００４３】
各々の画像形成ユニット３０は、感光層をドラム状の金属基体上に設けた第１の像担持体としての感光体ドラム３１０、帯電器３２０、画像書き込み手段である露光光学系３３０、現像装置８、転写手段３４０、クリーニング装置３５０を主要構成要素とする。
【００４４】
前記現像装置８は、磁性キャリア（以下、単にキャリアという）と非磁性トナー（以下、単にトナーという）とを含む二成分現像剤を収納する。
【００４５】
また、前記現像装置８は、周方向に沿って複数の磁石（磁極）を位置固定で内蔵した、可回転、かつ、非磁性の円筒形状からなる現像剤担持体（以下、現像スリーブあるいは単にスリーブと呼称する場合がある）と、トナー濃度検知手段（不図示）を有している。
【００４６】
前記複数の磁石は、前記現像剤を前記スリーブ上に磁気的に吸着して担持せしめ、当該スリーブの回転によって現像領域に搬送させ、次いで、現像処理後の前記現像剤を前記スリーブ上から反発磁界を利用して自動的に除去しうるように配列されている。
【００４７】
また、前記現像装置８における前記現像スリーブには、画像形成動作に所定極性（ここではマイナス極性の直流電圧と交流電圧の重畳）のバイアス電圧が印加されるようになっているが、これらの構成自体はよく知られているので、詳細な説明は割愛する。
【００４８】
なお、前記露光光学系３３０はレーザ光学系で構成される露光ユニットである。
【００４９】
また、前記転写手段３４０は、後述する回転ベルト４０１を介して前記感光体ドラム３１０の周面一部に対向しているローラからなるが、放電ワイヤからなる電極を含む通常の転写電極と呼称される態様の構成とすることもできる。
【００５０】
上述した４組の前記画像形成ユニットの機械的構成は基本的に同じであるので、参照符号は１組みのユニットについてのみ付し、他のユニットについては省略してある。
【００５１】
各々の画像形成ユニット３０は、縦方向に長く配設された、ベルトユニット４を構成するループ状の第２の像担持体である中間転写ベルト４０１の一平面（張設面）Ａに沿って、上から、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配列されている。
【００５２】
前記中間転写ベルト４０１と、当該中間転写ベルトを回転可能に懸架する支持ローラ４０５、４０６、４０７、および、バックアップローラ４１０等がベルトユニット４を構成する。
【００５３】
また、前記バックアップローラ４１０は、中間転写ベルト４０１を挟んで当該バックアップローラと押圧しながら回転するように対向配置した転写ローラ５１０とで二次転写手段を構成している。
【００５４】
上記の画像形成ユニット３０とベルトユニット４の構成とによる画像形成は次のようになされる。
【００５５】
画像形成プロセスの開始に伴って、反時計方向に回転する感光体ドラム３１０の表面は帯電器３２０により所定の極性（ここではマイナス極性）に帯電される。
【００５６】
次いで、露光光学系３３０による第１の色信号、即ち、イエロー（Ｙ）の画像信号に対応する露光が施され、当該（Ｙ）の画像に対応する潜像が前記感光体ドラム３１０上に形成される。
【００５７】
前記潜像は、現像装置８の現像剤による接触または非接触現像処理により、反転現像されて（Ｙ）のトナー像に変換された後、転写手段３４０の作用によって中間転写ベルト４０１上に転写される。
【００５８】
この現像処理時、前記スリーブには、トナーの帯電極性と同じマイナス極性の直流電圧と交流とを重畳させたバイアス電圧が印加されている。
【００５９】
第１の色信号による画像形成開始から所定の時間後に順次開始される他の色信号による画像形成は、上記と同様のプロセスにより、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各画像形成ユニットによってなされる。
【００６０】
それぞれの画像形成ユニットで形成された感光体ドラム上の各トナー像は、前記（Ｙ）のトナー像のある画像領域と重畳するように順次転写され、前記中間転写ベルト４０１上に重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【００６１】
一方、転写処理終了後の前記感光体ドラム３１０の表面はクリーニング手段３５０で清掃され、新たな画像形成のための準備が整えられる。
【００６２】
なお、前記感光体ドラム３１０、あるいは、中間転写ベルト４０１に対する個々の画像形成プロセスの開始タイミングは次のように行う。
【００６３】
即ち、前記中間転写ベルト４０１の外側であって、前記中間転写ベルトの回転方向に見て、前記転写ローラ５１０のある位置から１組目（イエロー）の画像形成ユニットが設けてある位置までの区間にレジストセンサ４１３を付設しておく。
【００６４】
そして、前記中間転写ベルト４０１に設けた基準マークを前記レジストセンサ４１３が検知した時を起点として計時を行い、所定時間経過毎に、順次、（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（ＢＫ）プロセスを開始させるように構成してある。
【００６５】
なお、参照符号Ｓはコンピュータを含む制御手段（以下、制御部ともいう）で、機械作動のプログラムを内蔵し、一連の画像形成プロセスに係わる制御、シート材の給紙・搬送制御、自動原稿送り装置の駆動制御、現像剤の濃度検知に伴うトナー補給制御等、全ての制御を行う。
【００６６】
次に、中間転写ベルト４０１上に形成されたカラートナー画像が転写材であるシート材（一般的には普通紙等の、所定サイズに裁断された矩形の用紙である）上に転写され、装置外に排紙されるまでの工程に絡めて、装置のその他の構成につき簡単に述べる。
【００６７】
前記中間転写ベルト４０１上における画像形成に対応した適宜のタイミングで、シート材Ｐが給紙部５の送り出し部５０１（５１１、５２１）に位置する給紙ローラ５０３（５１３、５２３）によって給紙される。
【００６８】
次いで、分離ローラ５０６、および給紙経路上に設けた複数の搬送ローラ対Ｒ１〜Ｒ７、搬送ローラ５５０を介して、転写部（転写領域）の手前位置に設けられているレジストローラ５５１に向けて搬送される。
【００６９】
給紙されるシート材Ｐは、記録枚数、記録開始釦、或いは、記録倍率や画像濃度等を設定することができる操作盤１５０上で指定され、選択されたサイズのシート材である。
【００７０】
前記シート材Ｐは、前記レジストローラ５５１にその先端が当接された後、当該レジストローラ５５１の回転再開により、前記中間転写ベルト４０１上のカラートナー像領域と重畳するタイミングで再給紙される。
【００７１】
前記レジストローラ５５１の下流位置近傍には検知手段が備えられており、前記シート材Ｐの搬送路上における横位置（シート材Ｐの搬送方向と直交する方向における位置）が、基準の搬送路上の位置に対してずれているか否かを監視するようになっている。
【００７２】
ずれが検知された場合、前記レジストローラ５５１がシート材搬送路と直交する所定方向に摺動され、搬送中のシート材は移動位置が補正される。
【００７３】
前記シート材Ｐは二次転写部において前記バックアップローラ４１０と前記転写ローラ５１０とにより前記中間転写ベルトとともに押圧挟持され、この間に、前記中間転写ベルト４０１上のカラートナー画像が前記シート材Ｐ上に転写される。
【００７４】
転写の際、前記転写ローラ５１０に適宜の転写バイアス電圧を印加するように構成することが望ましい。
【００７５】
トナー像が転写された前記シート材Ｐは前記中間転写ベルト４０１から分離され、搬送ベルト（不図示）により定着装置Ｔに向けて搬送される。
【００７６】
前記定着装置Ｔは定着ヒータを内蔵する定着ローラＴ１と、当該定着ローラと圧接しながら回転する圧着ローラＴ２とを有し、画像を形成しているカラートナーは、両ローラによる加熱・加圧により溶融され、シート材Ｐ上に定着される。
【００７７】
定着装置Ｔによる定着処理終了後のシート材Ｐは、その下流に設けてある排紙ローラ６０３により搬送され、装置本体外に設けてある排紙トレイ上に排出される。
【００７８】
一方、二次転写終了後の前記中間転写ベルト４０１の表面は、ブラシローラを含むクリーニング装置４０（詳細は後記）によってクリーニングされ、新たなトナー像を担持する準備がなされる。
【００７９】
また、図において、通路切替部材６０１の実線位置は定着処理後にシート材Ｐの上下面を反転させて排出する場合に保持される位置であり、破線位置は、上述の如く、定着装置から送り出されたシート材をそのまま排出する際に保持される位置である。
【００８０】
例えば、シート材Ｐの反転排出においては、前記定着装置Ｔから送り出されたシート材Ｐは前記通路切替部材６０１の右辺に沿って下方に案内され、ローラ６０２によって後端が挟持された状態とされた後の当該ローラ対６０２の逆回転により上昇される。
【００８１】
次いで、前記切替部材６０１の左側の辺を通って前記排紙ローラ６０３に達し、かつ、当該排紙ローラで排出されるように規制される。
【００８２】
更に、前記ＡＤＵ７を用いる両面コピーモードの場合、片面に画像が形成された定着処理後のシート材Ｐを前記切替部材６０１の右側の辺に沿って下方に導き、シート材Ｐの後端をローラ対６０５により挟持した状態で搬送停止せしめる。
【００８３】
次いで、当該ローラ対６０５を逆回転せしめ、ガイド板Ｇに沿って上昇させ、複数のローラ対７０１、７０３、７０５を有するＡＤＵ７に導いてシート材Ｐの反転を達成する。
【００８４】
シート材Ｐの第２面に対する画像形成プロセスは前述と基本的に同じであり、前記定着装置Ｔから送り出された後の排出路については前述した何れかが選択される。
【００８５】
尚、図中Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は所定量のシート材Ｐを収納することができる用紙収納装置であり、図の手前側に引き出し可能に構成してある。
【００８６】
また、参照符号９は開閉扉であり、反転排紙・再給紙部６の近傍において生じたジャム紙の排除（ジャム処理）をするときに操作される。
【００８７】
次に、本願発明に係わるクリーニング装置の構成について説明する。
【００８８】
図２は、図１におけるクリーニング装置と中間転写ベルトの一部を拡大して示す要部拡大図である。
【００８９】
クリーニング装置４０は、ボックス４５０、ブラシローラ４５１、回収ローラ４５２、スクレーパ４５３、ブラシ制御部材４５４、および、前記ボックスの下側空間部に設けたスクリュー４５５を備えている。
【００９０】
前記ブラシローラ４５１は、中間転写ベルト４０１を指示するとともに、接地された支持ローラ４０５に対向して配置され、当該支持ローラ４０５の対向領域における中間転写ベルトに対してブラシが接触するようになっている。
【００９１】
また、前記ブラシローラ４５１と前記中間転写ベルト４０１とは、その対向領域において同方向（順方向）に回転するように構成してある。
【００９２】
前記ブラシローラ４５１は、導電性の繊維が植設された帯状の生地を、金属からなる支持軸上にスパイラル状に巻き回して構成したものである。
【００９３】
なお、本実施の形態におけるブラシを構成するブラシ繊維は、線径が約２デニール、原糸抵抗が約１０-9Ωの導電性ナイロンで形成し、ブラシ繊維の長さ（毛長）は５ｍｍとした。
【００９４】
また、ブラシローラの外径は１８ｍｍとし、線速度は中間転写ベルトの１．２倍の２６４ｍｍ／秒となるように回転数を設定した。
【００９５】
前記回収ローラ４５２は金属からなり、実施においては、ステンレス鋼で構成した。
【００９６】
また、ブラシローラ４５１の回転時において、前記回収ローラ４５２の食い込み量（ブラシ繊維が回収ローラに最近接点で接触できる長さと同義）が１．５ｍｍとなるように両ローラを関係づけた。
【００９７】
前記スクレーパ４５３はステンレス製であり、前記回収ローラ４５２の回転方向に対してカウンタ方向に設置してある。
【００９８】
前記ブラシローラ４５１と前記回収ローラ４５２との対向領域に設けてあるブラシ制御部材４５４は、前記ブラシローラ４５１の回転時、ブラシの回転方向に対して斜め方向に当該ブラシを案内するガイドエッジを有する。
【００９９】
換言すれば、ブラシ制御部材は、ブラシの先端の移動方向をブラシローラの支持軸方向に移動させる機能を構造的に有している。
【０１００】
例えば、図３に示すように、ブラシ制御部材４５４は、多数の六角形の孔ＳＣが縦横に形成された、厚さ０．１ｍｍのステンレスメッシュとして構成することができる。
【０１０１】
斯様なステンレスメッシュをステンレス枠等を介して、ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との中心線上であって、当該中心線上の回収ローラ周面から１ｍｍ離したボックス４５０内の位置に固定させてある。
【０１０２】
前記六角形の孔ＳＣを形成するガイドエッジＥＤが、前記ブラシに横方向の移動を行わしめることになる。本実施の形態における前記ガイドエッジＥＤは水平に対して４５度の角度を有している。
【０１０３】
また、ブラシローラの回転方向におけるブラシ制御部材の孔寸法は最短の部分で１．５ｍｍとした。
【０１０４】
換言すれば、前記ブラシ制御部材４５４のブラシ進行方向上流側には、少なくともブラシの毛先とガイドエッジＥＤの干渉量（食い込み量）以上の寸法を有する空間或いは孔が準備されている。
【０１０５】
例えば、図３の構成のブラシ制御部材４５４が図４の模式図に示すようにブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との対向領域に配置されているとすると、作動時のブラシの挙動は次のようになる。
【０１０６】
ブラシローラ４５１の反時計方向の回転に伴って周方向に移動されるブラシＢＳの先端は、先ず、上流側の孔ＳＣに落ち込み、直後に、支持軸に対して斜めに位置付けられたガイドエッジＥＤに当接し、当該ガイドエッジＥＤに沿って横方向にガイドされる（図５参照）。前記ガイドエッジＥＤと、例えば、１本のブラシＢＳとの当接は、前述した対向領域において複数回行われ、上流側におけるほどブラシ制御部材４５４の大土エッジとブラシとの干渉量は浅く、前記ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との最近接位置ではブラシとガイドエッジとの干渉量が最も大きくなる。
【０１０７】
即ち、ガイドエッジＥＤとブラシとの干渉量（食い込み量）は不均一であって、当初の小から大に干渉量が変化する。
【０１０８】
ブラシ制御部材のガイドエッジＥＤとブラシＢＳとの干渉量を上述の如く不均一にすることによって、ブラシの当接位置が部分毎に変わり、違った毛先の動きをすることにより毛同士の接触の機械を増やすことができる。
【０１０９】
上記のブラシＢＳの挙動は、ガイドエッジとの当接による撥ねや、隣接するブラシＢＳとの接触機会が増大する事を意味し、結果的に、ブラシとトナーとの付着力が弱まり、回収ローラ４５２への転移を容易にする。
【０１１０】
図２に戻って、前記ブラシローラ４５１、および、前記ブラシ制御部材４５４には、電源ＤＧから所定のバイアス電圧が印加されるようになっている。
【０１１１】
実施の形態においては、トナーの極性とは逆極性（プラス）の直流電圧が印加される。
【０１１２】
また、前記ブラシ制御部材４５４に対するバイアス電圧は、ブラシローラ４５１に生じる電位以上であって、前記回収ローラ４５２に印加される電位以下としてある。
【０１１３】
これは、ブラシローラの電位よりも低いと、ブラシローラから回収ローラにトナーが転移する電界を妨げ、また、回収ローラからブラシローラへの電流の流れ以外に回収ローラからブラシ制御部材への流れも発生するので、トナーの回収効率が低下してしまう。
【０１１４】
一方、ブラシ制御部材４５４へのバイアス電圧が前記回収ローラ４５２に対する電位以上であると、ブラシローラ４５１を離れたトナーが回収ローラよりもブラシ制御部材に引きつけられてトナー回収を阻害してしまう。
【０１１５】
前記スクリュー４５５は、前記スクレーパ４５３により前記回収ローラ４５２表面から書き落とされたトナーを所定位置に向けて搬送し、トナーボックス（図示せず）に送り込む機能を有する。
【０１１６】
上記において、残留トナーには転写処理等によって逆極性となったトナー粒子が混在する事があり、斯様なトナーは前述の電界によって効率よく回収することができない危惧がある。
【０１１７】
そのような場合、前記クリーニング装置４０の手前側において、中間転写ベルト表面にマイナスの帯電を行うことが有効である。
【０１１８】
次に、図２に示す構成の作動について構成の補足をしながら説明する。
【０１１９】
画像形成プロセスにおいて、中間転写ベルト４０１上に重ね合わされたトナー像のシート材に対する二次転写が行われ、当該転写処理後の中間転写ベルト上の画像形成領域がクリーニング装置４０に近接する。
【０１２０】
すると、前記中間転写ベルト４０１の移動にタイミングをあわせてブラシローラ４５１と回収ローラ４５２が反時計方向に回転開始する。
【０１２１】
また、電源ＤＧから、前記回収ローラ４５２とトナー制御部材４５４にバイアス電圧が印加される。
【０１２２】
前記ブラシローラ４５１の回転はブラシＢＳを起毛させ、当該ブラシＢＳによって中間転写ベルト４０１の表面が叩かれる。
【０１２３】
前記ブラシローラ４５１は前記中間転写ベルト４０１よりも大きな線速度を有するので、前記中間転写ベルト上に残留していたトナーは当該ブラシローラのブラシにより順次除去され、ブラシＢＳに付着して回収ローラ側に運ばれる。
【０１２４】
途上、ブラシＢＳの先端（自由端）はブラシ制御部材４５４と当接する。
【０１２５】
即ち、ブラシＢＳの先端はブラシ制御部材４５４に設けた孔ＳＣに落ち込んだ後、ガイドエッジＥＤに衝突し、水平方向（軸方向）に対して角度を有する前記ガイドエッジＥＤに沿って横方向にガイドされる。
【０１２６】
斯様なブラシ制御部材４５４によるブラシ制御が複数回繰り返され、その間に起こる衝撃や、隣接するブラシ同士の接触によって、ブラシ繊維ＢＳに対するトナーの付着力は弱められ、順次、回収ローラ４５２に回収される。
【０１２７】
換言すれば、回収ローラ４５２との対向領域に近接した回転方向上流位置から始まるブラシ制御部材４５４により付着力が弱められたトナーは、最終的には、ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との最近接点における両ローラの当接を介して回収される。
【０１２８】
この間、バイアス電圧が印加されているブラシ制御部材４５４に付着しようとするトナーは、後続するブラシにより叩き落とされ、やはりバイアス電圧が印加されている回収ローラ４５２に回収される。
【０１２９】
回収ローラ４５２上に回収されたトナーはスクレーパ４５３により当該回収ローラから除去され、ボックス内を落下する。
【０１３０】
落下回収されたトナーは、適宜のタイミングで駆動されるスクリュー４５５により所定位置に搬送され、トナーボックスに回収される。
【０１３１】
本実施の形態において、前記ブラシローラと回収ローラとの対向領域は８ｍｍである。
【０１３２】
また、ブラシ制御部材４５４は、前記ブラシローラと回収ローラとの中心を結んでできる仮想線に対して、図３に示す如く、上下あるいは前後が等量となるように配置した。
【０１３３】
但し、ブラシローラ４５１、回収ローラ４５２、および、ブラシ制御部材４５４の構成上の関係は適宜に設定できるものであり、例えば、前記ブラシ制御部材４５４は前記仮想線に対して９０度で交わる態様でなくとも良い。
【０１３４】
また、ブラシ制御部材４５４は、前記仮想線上の位置を最終位置として、それよりもブラシローラの回転方向上流近傍だけとすることもでき、設計の自由度は広い。
【０１３５】
更に、ブラシ制御部材４５４は前述の六角形パターンでなくても良く、例えば、図６、７に示されるパターンを有するものでも良い。
【０１３６】
図６は、いわば、斜め線パターンと総称できるもので、（イ）はガイドエッジである線状部が、支持軸方向に対して所定角度を持って交差しているパターンからなり、ガイドエッジ間に形成された孔は菱形である。
【０１３７】
（ロ）、（ハ）、（ニ）はガイドエッジである線状部が、軸方向に対して所定角度を持って互いに平行に延びたパターンからなり、ガイドエッジ間に形成された孔は略平行四辺形である。
【０１３８】
前記（ロ）は適宜の間隔で縦方向の補強部ＨＫを有し、（ハ）は上下の中央部付近を通る横方向の補強部ＨＫを有する。
【０１３９】
これらパターンから理解されるように、ブラシローラの支持軸方向に植設されたブラシ繊維ＢＳができる限り均一に、また、ガイドエッジに複数回当接するように構成することが望まれる。
【０１４０】
図７は、前記とは異なるパターン、或いは、異なる構成からなるブラシ制御部材を示す。
【０１４１】
図７の（イ）は斜めのコの字状の連続パターン、（ロ）は一方側（上方側）の基部から斜めにガイドエッジを突出せしめた態様のパターン、（ハ）は矩形の板材に斜めの孔を列状に形成してガイドエッジを作製したパターン、（ニ）は波形パターンを有する。
【０１４２】
ガイドエッジの水平面に対する傾斜角は２０〜６０度の範囲が好ましく、４０乃至５０度の範囲がより好ましい。
【０１４３】
上述の六角形パターンを有するブラシ制御部材、および、図６の斜め線パターンを有するブラシ制御部材を用い、かつ、回収ローラ、ブラシ制御部材、ブラシローラに所定のバイアス電圧を付与した状態でトナーの回収効率を実験で確認した。
【０１４４】
その結果、ブラシ繊維制御部材を用いない従来構成のクリーニング装置によるトナー回収率に比して、本願発明に係わるクリーニング装置のトナー回収率は３０％高いことが証明された。
【０１４５】
回収率の測定方法は、下記のように行った。
【０１４６】
コニカミノルタ社製のｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯ Ｃ５００を用い、図２のクリーニング装置の回収ローラを外した状態を作る。
【０１４７】
次に、シアントナーを用いてテストチャート画像を中間転写ベルト上に作製し、トナー画像をシート材に転写をすることなく当該ベルトを搬送し、本願発明に係わるクリーニング装置のブラシローラで除去する。ブラシローラには支持軸にプラス５００ボルトの電圧を印加した。
【０１４８】
このときのブラシローラの重量を測定する。
【０１４９】
次いで、回収ローラを取り付けてブラシローラに付着しているトナーを回収ローラで回収する（本発明使用に際しては、回収ローラ取り付けと一緒にブラシ制御部材を取り付ける）。
【０１５０】
回収動作時には、クリーナ単体の実験であるため、ブラシ支持軸を設置するとともに回収ローラに２００ボルト、ブラシ制御部材を設置する場合は５０ボルトの電圧を印加した。回収ローラによるトナー回収後のブラシローラの重量を測定する。
【０１５１】
回収ローラによる回収前のブラシローラに付着したトナー重量と、回収後のブラシローラに付着しているトナー量とから回収率を求める。
【０１５２】
いずれにせよ、本願発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することのない応用・変形を含むものであり、例えば、像担持体が感光体ドラムであっても良く、画像形成装置がモノクロの画像形成装置であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】デジタルカラー複写機からなる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】クリーニング装置と中間転写ベルトの一部を拡大して示す要部拡大図である。
【図３】ブラシ制御部材の一例を示す図である。
【図４】ブラシ制御部材、ブラシローラ、および、回収ローラの関係を示す説明用の概念図である。
【図５】ガイドエッジによるブラシの軸方向への移動を示す概念図である。
【図６】ブラシ制御部材の他の構成を示す図である。
【図７】ブラシ制御部材の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１ 自動原稿送り装置
２ 画像読み取り部
３ 画像形成部
４ ベルトユニット
５ 給紙部
６ 反転排紙・再給紙部
４０ クリーニング装置
４５１ ブラシローラ
４５２ 回収ローラ
４５３ スクレーパ
４５４ ブラシ制御部材
ＢＳ ブラシ
ＥＤ ガイドエッジ
ＳＣ 孔
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、トナー像を転写処理した後の像担持体上に残留するトナーを除去するための改良した画像形成装置のクリーニング装置、および、当該クリーニング装置を搭載した、プリンタ、複写機等の画像形成装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラム、或いは、中間転写ベルト等の像担持体上に、電子写真法を用いてトナー像を形成せしめ、しかる後、当該トナー像を用紙等の転写材上に転写するとともに、定着手段により定着処理する画像形成装置はよく知られている。
【０００３】
このような画像形成装置は、トナー像を転写処理した後の像担持体上に残留する残留トナーをクリーニングし、次の画像形成の準備を行うためのクリーニング装置を備えているのが一般的である。
【０００４】
クリーニング手段としては、ゴムブレードも考えられるが、トナーとして重合トナー或いは小粒径トナーを用いる場合には、ブラシローラを使用する方法も有効な方法である。
【０００５】
換言すれば、像担持体上からブラシローラによりトナーを除去するとともに、除去したトナーを前記ブラシローラから回収ローラを介して回収する方法である。
【０００６】
この方法は、ブラシローラのブラシによって像担持体上のトナーを撹乱させて像担持体とトナーとの付着力を低下せしめることができるので、結果として、トナーの回収性を向上させる事ができる。
【０００７】
しかしながら、前記ブラシローラのブラシから回収ローラにトナーを安定的に転移せしめることは困難を伴う。
【０００８】
このように、ブラシからのトナーの転移ができなくなると、像担持体に対するクリーニング性能が低下してしまう。
【０００９】
斯様な問題を解決するための方法として次のような方法が提案されている。
【００１０】
第１は、クリーニングブラシに食い込むようにフリッカーバーを設けるとともに、当該フリッカーバーを軸方向に往復運動させ、ブラシ間に入り込んだトナーを叩き落としたり、トナーの付着力を弱める。
【００１１】
そして、ブラシと接触しているトナー回収ローラに電界により前記トナーを引きつけブレードで回収する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
第２は、クリーナレス機に係わるが、像担持体上からブラシローラによりトナーを除去した後、表面が凹凸を有する散らし部材に前記ブラシローラを当接させ、その後、像担持体上に前記トナーを戻す構成である（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
第３は、所定の大きさを有する板材の縦横に多数のホールを設けてトナー除去部材となし、ホールの周りのエッジをマイクロフリッカーバーとして利用するとともに、ブラシとホールとの複数の衝撃でトナーを除去する構成である（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−５３４８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６４６６号公報
【特許文献３】特開平６−２１４４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献に開示されたトナー除去方法は、何れもいくらかは有用であると思われる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示された構成は、複雑であり、また、フリッカーバーによる衝撃効果を上げるためには揺動速度を大きくする必要があるので機械的な負荷が大きい。
【００１６】
また、特許文献２に開示された構成は、トナーの散らし効果はあると思われるが、回収ローラによるブラシローラからのトナー回収には関係しない。
【００１７】
更に、特許文献３に開示された構成は、例えば、１本のブラシが複数のホールのエッジに衝突するので、１回の衝突機会しかない構成に比してトナー除去性能は向上すると思われる。
【００１８】
但し、ブラシは実質的には周方向に同じ軌跡上を辿るものと思われるので、トナーの除去としては未だ不十分であり、かつ、このスクリーン式トナー除去部材を用いると、トナー除去装置の大型化を招来する危惧がある。
【００１９】
本願発明は如上の如き問題点に鑑みて成されたもので、主たる目的は、簡単な構成で効率よくトナー回収を行うことができるクリーニング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明の目的は下記の構成要件によって達成することができる。
【００２１】
（１）
トナー像を担持する像担持体上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラと、
前記ブラシローラに対向して配置され、前記ブラシローラに当接して前記ブラシローラに付着する前記残留トナーを回収する回収ローラと、を有し、
前記ブラシローラの回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材を、前記ブラシローラと前記回収ローラとの対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【００２２】
（２）
前記ガイドエッジは、板状部材を穿孔することにより形成したものであることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【００２３】
（３）
前記ガイドエッジは、前記ブラシローラの回転方向に複数形成されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【００２４】
（４）
前記（１）乃至前記（３）の何れか１に記載の画像形成装置のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明は、ブラシローラと回収ローラとの対向領域に、ブラシローラの回転方向に対してブラシを斜め方向に案内するガイドエッジを有するブラシ制御部材を配設する、という簡単な構成で効率の良いトナーの回収ができる。
【００２６】
また、前記ブラシ制御部材は幅が狭く、薄板状であるので、設置のために大きなスペースを必要とせず、従って、クリーニング装置を小型に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本願発明に係わる実施の形態を図面を基に説明する。
【００２８】
図１は、デジタルカラー複写機からなる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【００２９】
図に示す画像形成装置は、装置本体上部に自動原稿送り装置１を有するとともに、内部に画像読み取り部２、画像形成部３、ベルトユニット４のためのベルト設置部、給紙部５、定着装置Ｔ、反転排紙・再給紙部６、および、反転搬送手段であるＡＤＵ７を有している。
【００３０】
前記自動原稿送り装置１は、原稿を１枚ずつ送り出して画像読み取り位置へと搬送し、画像読み取りが終わった原稿を所定の場所に排出する装置である。
【００３１】
前記自動原稿送り装置１は、原稿載置台１０１、原稿分離手段１０３、原稿搬送部１０５、原稿排紙手段１０７、原稿排紙台１０９、および、両面コピーモードにおいて、原稿の表裏面を反転させるためのローラ対からなる原稿反転手段１１１を有している。
【００３２】
処理プロセスがらみで述べるに、前記原稿載置台１０１上に載置された複数枚の原稿（不図示）は、原稿分離手段１０３によって１枚づつ分離され、前記原稿搬送部１０５を介して画像読み取り位置に向けて搬送される。
【００３３】
前記原稿読み取り位置は、前記原稿搬送部１０５の下方部に設けられており、そこで、画像読み取り装置２を構成するスリット２０１を介して、原稿の画像が読み取られ、読み取られた原稿は原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３４】
なお、両面コピーモードにおいては、片面が読み取られて搬送されてくる原稿は前記原稿反転手段１１１により二点鎖線の矢印で示す方向に搬送される。
【００３５】
そして、進行方向における後端を咬んでいる状態で当該原稿反転手段１１１の駆動が停止された後の逆方向回転により前記原稿搬送部１０５を介して、再び画像読み取り位置に導かれ、しかる後、前記原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３６】
上記の工程は、原稿載置台１０１上に載置された原稿の枚数分繰り返される。
【００３７】
画像読み取り装置２は、前記スリット２０１、原稿照射用のランプ２１３と原稿の反射光を反射させる第１ミラー２１５とを一体化した第１ミラーユニット２０５、第２ミラー２１７と第３ミラー２１９とを一体化した第２ミラーユニット２０７を有する。
【００３８】
また、前記第３ミラー２１９からの反射光を撮像素子上に結像させる結像レンズ２０９、および、結像レンズ２０９によって結像された光像を光電変換して画像情報を得るライン状の撮像素子（以下、ＣＣＤという）２１１を有している。
【００３９】
前記画像情報は、適宜の画像処理を施された後、一旦、後記する制御手段Ｓ内のメモリに蓄積されるようになっている。
【００４０】
前記自動原稿送り装置１によって送られている原稿を、画像読み取り装置２で読み取る態様においては、第１ミラーユニット２０５及び第２ミラーユニット２０７は、図示の如き位置に固定されている。
【００４１】
前記画像読み取り装置２によって読み取られた各色毎の画像情報は、前記メモリより順次取り出され、静電荷潜像形成手段である各色毎の露光光学系にそれぞれ電気信号として入力される。
【００４２】
前記画像形成部３は色分解画像に応じたトナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４組の画像形成手段（以下、画像形成ユニットという）３０を含む。
【００４３】
各々の画像形成ユニット３０は、感光層をドラム状の金属基体上に設けた第１の像担持体としての感光体ドラム３１０、帯電器３２０、画像書き込み手段である露光光学系３３０、現像装置８、転写手段３４０、クリーニング装置３５０を主要構成要素とする。
【００４４】
前記現像装置８は、磁性キャリア（以下、単にキャリアという）と非磁性トナー（以下、単にトナーという）とを含む二成分現像剤を収納する。
【００４５】
また、前記現像装置８は、周方向に沿って複数の磁石（磁極）を位置固定で内蔵した、可回転、かつ、非磁性の円筒形状からなる現像剤担持体（以下、現像スリーブあるいは単にスリーブと呼称する場合がある）と、トナー濃度検知手段（不図示）を有している。
【００４６】
前記複数の磁石は、前記現像剤を前記スリーブ上に磁気的に吸着して担持せしめ、当該スリーブの回転によって現像領域に搬送させ、次いで、現像処理後の前記現像剤を前記スリーブ上から反発磁界を利用して自動的に除去しうるように配列されている。
【００４７】
また、前記現像装置８における前記現像スリーブには、画像形成動作に所定極性（ここではマイナス極性の直流電圧と交流電圧の重畳）のバイアス電圧が印加されるようになっているが、これらの構成自体はよく知られているので、詳細な説明は割愛する。
【００４８】
なお、前記露光光学系３３０はレーザ光学系で構成される露光ユニットである。
【００４９】
また、前記転写手段３４０は、後述する回転ベルト４０１を介して前記感光体ドラム３１０の周面一部に対向しているローラからなるが、放電ワイヤからなる電極を含む通常の転写電極と呼称される態様の構成とすることもできる。
【００５０】
上述した４組の前記画像形成ユニットの機械的構成は基本的に同じであるので、参照符号は１組みのユニットについてのみ付し、他のユニットについては省略してある。
【００５１】
各々の画像形成ユニット３０は、縦方向に長く配設された、ベルトユニット４を構成するループ状の第２の像担持体である中間転写ベルト４０１の一平面（張設面）Ａに沿って、上から、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配列されている。
【００５２】
前記中間転写ベルト４０１と、当該中間転写ベルトを回転可能に懸架する支持ローラ４０５、４０６、４０７、および、バックアップローラ４１０等がベルトユニット４を構成する。
【００５３】
また、前記バックアップローラ４１０は、中間転写ベルト４０１を挟んで当該バックアップローラと押圧しながら回転するように対向配置した転写ローラ５１０とで二次転写手段を構成している。
【００５４】
上記の画像形成ユニット３０とベルトユニット４の構成とによる画像形成は次のようになされる。
【００５５】
画像形成プロセスの開始に伴って、反時計方向に回転する感光体ドラム３１０の表面は帯電器３２０により所定の極性（ここではマイナス極性）に帯電される。
【００５６】
次いで、露光光学系３３０による第１の色信号、即ち、イエロー（Ｙ）の画像信号に対応する露光が施され、当該（Ｙ）の画像に対応する潜像が前記感光体ドラム３１０上に形成される。
【００５７】
前記潜像は、現像装置８の現像剤による接触または非接触現像処理により、反転現像されて（Ｙ）のトナー像に変換された後、転写手段３４０の作用によって中間転写ベルト４０１上に転写される。
【００５８】
この現像処理時、前記スリーブには、トナーの帯電極性と同じマイナス極性の直流電圧と交流とを重畳させたバイアス電圧が印加されている。
【００５９】
第１の色信号による画像形成開始から所定の時間後に順次開始される他の色信号による画像形成は、上記と同様のプロセスにより、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各画像形成ユニットによってなされる。
【００６０】
それぞれの画像形成ユニットで形成された感光体ドラム上の各トナー像は、前記（Ｙ）のトナー像のある画像領域と重畳するように順次転写され、前記中間転写ベルト４０１上に重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【００６１】
一方、転写処理終了後の前記感光体ドラム３１０の表面はクリーニング手段３５０で清掃され、新たな画像形成のための準備が整えられる。
【００６２】
なお、前記感光体ドラム３１０、あるいは、中間転写ベルト４０１に対する個々の画像形成プロセスの開始タイミングは次のように行う。
【００６３】
即ち、前記中間転写ベルト４０１の外側であって、前記中間転写ベルトの回転方向に見て、前記転写ローラ５１０のある位置から１組目（イエロー）の画像形成ユニットが設けてある位置までの区間にレジストセンサ４１３を付設しておく。
【００６４】
そして、前記中間転写ベルト４０１に設けた基準マークを前記レジストセンサ４１３が検知した時を起点として計時を行い、所定時間経過毎に、順次、（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（ＢＫ）プロセスを開始させるように構成してある。
【００６５】
なお、参照符号Ｓはコンピュータを含む制御手段（以下、制御部ともいう）で、機械作動のプログラムを内蔵し、一連の画像形成プロセスに係わる制御、シート材の給紙・搬送制御、自動原稿送り装置の駆動制御、現像剤の濃度検知に伴うトナー補給制御等、全ての制御を行う。
【００６６】
次に、中間転写ベルト４０１上に形成されたカラートナー画像が転写材であるシート材（一般的には普通紙等の、所定サイズに裁断された矩形の用紙である）上に転写され、装置外に排紙されるまでの工程に絡めて、装置のその他の構成につき簡単に述べる。
【００６７】
前記中間転写ベルト４０１上における画像形成に対応した適宜のタイミングで、シート材Ｐが給紙部５の送り出し部５０１（５１１、５２１）に位置する給紙ローラ５０３（５１３、５２３）によって給紙される。
【００６８】
次いで、分離ローラ５０６、および給紙経路上に設けた複数の搬送ローラ対Ｒ１〜Ｒ７、搬送ローラ５５０を介して、転写部（転写領域）の手前位置に設けられているレジストローラ５５１に向けて搬送される。
【００６９】
給紙されるシート材Ｐは、記録枚数、記録開始釦、或いは、記録倍率や画像濃度等を設定することができる操作盤１５０上で指定され、選択されたサイズのシート材である。
【００７０】
前記シート材Ｐは、前記レジストローラ５５１にその先端が当接された後、当該レジストローラ５５１の回転再開により、前記中間転写ベルト４０１上のカラートナー像領域と重畳するタイミングで再給紙される。
【００７１】
前記レジストローラ５５１の下流位置近傍には検知手段が備えられており、前記シート材Ｐの搬送路上における横位置（シート材Ｐの搬送方向と直交する方向における位置）が、基準の搬送路上の位置に対してずれているか否かを監視するようになっている。
【００７２】
ずれが検知された場合、前記レジストローラ５５１がシート材搬送路と直交する所定方向に摺動され、搬送中のシート材は移動位置が補正される。
【００７３】
前記シート材Ｐは二次転写部において前記バックアップローラ４１０と前記転写ローラ５１０とにより前記中間転写ベルトとともに押圧挟持され、この間に、前記中間転写ベルト４０１上のカラートナー画像が前記シート材Ｐ上に転写される。
【００７４】
転写の際、前記転写ローラ５１０に適宜の転写バイアス電圧を印加するように構成することが望ましい。
【００７５】
トナー像が転写された前記シート材Ｐは前記中間転写ベルト４０１から分離され、搬送ベルト（不図示）により定着装置Ｔに向けて搬送される。
【００７６】
前記定着装置Ｔは定着ヒータを内蔵する定着ローラＴ１と、当該定着ローラと圧接しながら回転する圧着ローラＴ２とを有し、画像を形成しているカラートナーは、両ローラによる加熱・加圧により溶融され、シート材Ｐ上に定着される。
【００７７】
定着装置Ｔによる定着処理終了後のシート材Ｐは、その下流に設けてある排紙ローラ６０３により搬送され、装置本体外に設けてある排紙トレイ上に排出される。
【００７８】
一方、二次転写終了後の前記中間転写ベルト４０１の表面は、ブラシローラを含むクリーニング装置４０（詳細は後記）によってクリーニングされ、新たなトナー像を担持する準備がなされる。
【００７９】
また、図において、通路切替部材６０１の実線位置は定着処理後にシート材Ｐの上下面を反転させて排出する場合に保持される位置であり、破線位置は、上述の如く、定着装置から送り出されたシート材をそのまま排出する際に保持される位置である。
【００８０】
例えば、シート材Ｐの反転排出においては、前記定着装置Ｔから送り出されたシート材Ｐは前記通路切替部材６０１の右辺に沿って下方に案内され、ローラ６０２によって後端が挟持された状態とされた後の当該ローラ対６０２の逆回転により上昇される。
【００８１】
次いで、前記切替部材６０１の左側の辺を通って前記排紙ローラ６０３に達し、かつ、当該排紙ローラで排出されるように規制される。
【００８２】
更に、前記ＡＤＵ７を用いる両面コピーモードの場合、片面に画像が形成された定着処理後のシート材Ｐを前記切替部材６０１の右側の辺に沿って下方に導き、シート材Ｐの後端をローラ対６０５により挟持した状態で搬送停止せしめる。
【００８３】
次いで、当該ローラ対６０５を逆回転せしめ、ガイド板Ｇに沿って上昇させ、複数のローラ対７０１、７０３、７０５を有するＡＤＵ７に導いてシート材Ｐの反転を達成する。
【００８４】
シート材Ｐの第２面に対する画像形成プロセスは前述と基本的に同じであり、前記定着装置Ｔから送り出された後の排出路については前述した何れかが選択される。
【００８５】
尚、図中Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は所定量のシート材Ｐを収納することができる用紙収納装置であり、図の手前側に引き出し可能に構成してある。
【００８６】
また、参照符号９は開閉扉であり、反転排紙・再給紙部６の近傍において生じたジャム紙の排除（ジャム処理）をするときに操作される。
【００８７】
次に、本願発明に係わるクリーニング装置の構成について説明する。
【００８８】
図２は、図１におけるクリーニング装置と中間転写ベルトの一部を拡大して示す要部拡大図である。
【００８９】
クリーニング装置４０は、ボックス４５０、ブラシローラ４５１、回収ローラ４５２、スクレーパ４５３、ブラシ制御部材４５４、および、前記ボックスの下側空間部に設けたスクリュー４５５を備えている。
【００９０】
前記ブラシローラ４５１は、中間転写ベルト４０１を指示するとともに、接地された支持ローラ４０５に対向して配置され、当該支持ローラ４０５の対向領域における中間転写ベルトに対してブラシが接触するようになっている。
【００９１】
また、前記ブラシローラ４５１と前記中間転写ベルト４０１とは、その対向領域において同方向（順方向）に回転するように構成してある。
【００９２】
前記ブラシローラ４５１は、導電性の繊維が植設された帯状の生地を、金属からなる支持軸上にスパイラル状に巻き回して構成したものである。
【００９３】
なお、本実施の形態におけるブラシを構成するブラシ繊維は、線径が約２デニール、原糸抵抗が約１０-9Ωの導電性ナイロンで形成し、ブラシ繊維の長さ（毛長）は５ｍｍとした。
【００９４】
また、ブラシローラの外径は１８ｍｍとし、線速度は中間転写ベルトの１．２倍の２６４ｍｍ／秒となるように回転数を設定した。
【００９５】
前記回収ローラ４５２は金属からなり、実施においては、ステンレス鋼で構成した。
【００９６】
また、ブラシローラ４５１の回転時において、前記回収ローラ４５２の食い込み量（ブラシ繊維が回収ローラに最近接点で接触できる長さと同義）が１．５ｍｍとなるように両ローラを関係づけた。
【００９７】
前記スクレーパ４５３はステンレス製であり、前記回収ローラ４５２の回転方向に対してカウンタ方向に設置してある。
【００９８】
前記ブラシローラ４５１と前記回収ローラ４５２との対向領域に設けてあるブラシ制御部材４５４は、前記ブラシローラ４５１の回転時、ブラシの回転方向に対して斜め方向に当該ブラシを案内するガイドエッジを有する。
【００９９】
換言すれば、ブラシ制御部材は、ブラシの先端の移動方向をブラシローラの支持軸方向に移動させる機能を構造的に有している。
【０１００】
例えば、図３に示すように、ブラシ制御部材４５４は、多数の六角形の孔ＳＣが縦横に形成された、厚さ０．１ｍｍのステンレスメッシュとして構成することができる。
【０１０１】
斯様なステンレスメッシュをステンレス枠等を介して、ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との中心線上であって、当該中心線上の回収ローラ周面から１ｍｍ離したボックス４５０内の位置に固定させてある。
【０１０２】
前記六角形の孔ＳＣを形成するガイドエッジＥＤが、前記ブラシに横方向の移動を行わしめることになる。本実施の形態における前記ガイドエッジＥＤは水平に対して４５度の角度を有している。
【０１０３】
また、ブラシローラの回転方向におけるブラシ制御部材の孔寸法は最短の部分で１．５ｍｍとした。
【０１０４】
換言すれば、前記ブラシ制御部材４５４のブラシ進行方向上流側には、少なくともブラシの毛先とガイドエッジＥＤの干渉量（食い込み量）以上の寸法を有する空間或いは孔が準備されている。
【０１０５】
例えば、図３の構成のブラシ制御部材４５４が図４の模式図に示すようにブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との対向領域に配置されているとすると、作動時のブラシの挙動は次のようになる。
【０１０６】
ブラシローラ４５１の反時計方向の回転に伴って周方向に移動されるブラシＢＳの先端は、先ず、上流側の孔ＳＣに落ち込み、直後に、支持軸に対して斜めに位置付けられたガイドエッジＥＤに当接し、当該ガイドエッジＥＤに沿って横方向にガイドされる（図５参照）。前記ガイドエッジＥＤと、例えば、１本のブラシＢＳとの当接は、前述した対向領域において複数回行われ、上流側におけるほどブラシ制御部材４５４の大土エッジとブラシとの干渉量は浅く、前記ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との最近接位置ではブラシとガイドエッジとの干渉量が最も大きくなる。
【０１０７】
即ち、ガイドエッジＥＤとブラシとの干渉量（食い込み量）は不均一であって、当初の小から大に干渉量が変化する。
【０１０８】
ブラシ制御部材のガイドエッジＥＤとブラシＢＳとの干渉量を上述の如く不均一にすることによって、ブラシの当接位置が部分毎に変わり、違った毛先の動きをすることにより毛同士の接触の機械を増やすことができる。
【０１０９】
上記のブラシＢＳの挙動は、ガイドエッジとの当接による撥ねや、隣接するブラシＢＳとの接触機会が増大する事を意味し、結果的に、ブラシとトナーとの付着力が弱まり、回収ローラ４５２への転移を容易にする。
【０１１０】
図２に戻って、前記ブラシローラ４５１、および、前記ブラシ制御部材４５４には、電源ＤＧから所定のバイアス電圧が印加されるようになっている。
【０１１１】
実施の形態においては、トナーの極性とは逆極性（プラス）の直流電圧が印加される。
【０１１２】
また、前記ブラシ制御部材４５４に対するバイアス電圧は、ブラシローラ４５１に生じる電位以上であって、前記回収ローラ４５２に印加される電位以下としてある。
【０１１３】
これは、ブラシローラの電位よりも低いと、ブラシローラから回収ローラにトナーが転移する電界を妨げ、また、回収ローラからブラシローラへの電流の流れ以外に回収ローラからブラシ制御部材への流れも発生するので、トナーの回収効率が低下してしまう。
【０１１４】
一方、ブラシ制御部材４５４へのバイアス電圧が前記回収ローラ４５２に対する電位以上であると、ブラシローラ４５１を離れたトナーが回収ローラよりもブラシ制御部材に引きつけられてトナー回収を阻害してしまう。
【０１１５】
前記スクリュー４５５は、前記スクレーパ４５３により前記回収ローラ４５２表面から書き落とされたトナーを所定位置に向けて搬送し、トナーボックス（図示せず）に送り込む機能を有する。
【０１１６】
上記において、残留トナーには転写処理等によって逆極性となったトナー粒子が混在する事があり、斯様なトナーは前述の電界によって効率よく回収することができない危惧がある。
【０１１７】
そのような場合、前記クリーニング装置４０の手前側において、中間転写ベルト表面にマイナスの帯電を行うことが有効である。
【０１１８】
次に、図２に示す構成の作動について構成の補足をしながら説明する。
【０１１９】
画像形成プロセスにおいて、中間転写ベルト４０１上に重ね合わされたトナー像のシート材に対する二次転写が行われ、当該転写処理後の中間転写ベルト上の画像形成領域がクリーニング装置４０に近接する。
【０１２０】
すると、前記中間転写ベルト４０１の移動にタイミングをあわせてブラシローラ４５１と回収ローラ４５２が反時計方向に回転開始する。
【０１２１】
また、電源ＤＧから、前記回収ローラ４５２とトナー制御部材４５４にバイアス電圧が印加される。
【０１２２】
前記ブラシローラ４５１の回転はブラシＢＳを起毛させ、当該ブラシＢＳによって中間転写ベルト４０１の表面が叩かれる。
【０１２３】
前記ブラシローラ４５１は前記中間転写ベルト４０１よりも大きな線速度を有するので、前記中間転写ベルト上に残留していたトナーは当該ブラシローラのブラシにより順次除去され、ブラシＢＳに付着して回収ローラ側に運ばれる。
【０１２４】
途上、ブラシＢＳの先端（自由端）はブラシ制御部材４５４と当接する。
【０１２５】
即ち、ブラシＢＳの先端はブラシ制御部材４５４に設けた孔ＳＣに落ち込んだ後、ガイドエッジＥＤに衝突し、水平方向（軸方向）に対して角度を有する前記ガイドエッジＥＤに沿って横方向にガイドされる。
【０１２６】
斯様なブラシ制御部材４５４によるブラシ制御が複数回繰り返され、その間に起こる衝撃や、隣接するブラシ同士の接触によって、ブラシ繊維ＢＳに対するトナーの付着力は弱められ、順次、回収ローラ４５２に回収される。
【０１２７】
換言すれば、回収ローラ４５２との対向領域に近接した回転方向上流位置から始まるブラシ制御部材４５４により付着力が弱められたトナーは、最終的には、ブラシローラ４５１と回収ローラ４５２との最近接点における両ローラの当接を介して回収される。
【０１２８】
この間、バイアス電圧が印加されているブラシ制御部材４５４に付着しようとするトナーは、後続するブラシにより叩き落とされ、やはりバイアス電圧が印加されている回収ローラ４５２に回収される。
【０１２９】
回収ローラ４５２上に回収されたトナーはスクレーパ４５３により当該回収ローラから除去され、ボックス内を落下する。
【０１３０】
落下回収されたトナーは、適宜のタイミングで駆動されるスクリュー４５５により所定位置に搬送され、トナーボックスに回収される。
【０１３１】
本実施の形態において、前記ブラシローラと回収ローラとの対向領域は８ｍｍである。
【０１３２】
また、ブラシ制御部材４５４は、前記ブラシローラと回収ローラとの中心を結んでできる仮想線に対して、図３に示す如く、上下あるいは前後が等量となるように配置した。
【０１３３】
但し、ブラシローラ４５１、回収ローラ４５２、および、ブラシ制御部材４５４の構成上の関係は適宜に設定できるものであり、例えば、前記ブラシ制御部材４５４は前記仮想線に対して９０度で交わる態様でなくとも良い。
【０１３４】
また、ブラシ制御部材４５４は、前記仮想線上の位置を最終位置として、それよりもブラシローラの回転方向上流近傍だけとすることもでき、設計の自由度は広い。
【０１３５】
更に、ブラシ制御部材４５４は前述の六角形パターンでなくても良く、例えば、図６、７に示されるパターンを有するものでも良い。
【０１３６】
図６は、いわば、斜め線パターンと総称できるもので、（イ）はガイドエッジである線状部が、支持軸方向に対して所定角度を持って交差しているパターンからなり、ガイドエッジ間に形成された孔は菱形である。
【０１３７】
（ロ）、（ハ）、（ニ）はガイドエッジである線状部が、軸方向に対して所定角度を持って互いに平行に延びたパターンからなり、ガイドエッジ間に形成された孔は略平行四辺形である。
【０１３８】
前記（ロ）は適宜の間隔で縦方向の補強部ＨＫを有し、（ハ）は上下の中央部付近を通る横方向の補強部ＨＫを有する。
【０１３９】
これらパターンから理解されるように、ブラシローラの支持軸方向に植設されたブラシ繊維ＢＳができる限り均一に、また、ガイドエッジに複数回当接するように構成することが望まれる。
【０１４０】
図７は、前記とは異なるパターン、或いは、異なる構成からなるブラシ制御部材を示す。
【０１４１】
図７の（イ）は斜めのコの字状の連続パターン、（ロ）は一方側（上方側）の基部から斜めにガイドエッジを突出せしめた態様のパターン、（ハ）は矩形の板材に斜めの孔を列状に形成してガイドエッジを作製したパターン、（ニ）は波形パターンを有する。
【０１４２】
ガイドエッジの水平面に対する傾斜角は２０〜６０度の範囲が好ましく、４０乃至５０度の範囲がより好ましい。
【０１４３】
上述の六角形パターンを有するブラシ制御部材、および、図６の斜め線パターンを有するブラシ制御部材を用い、かつ、回収ローラ、ブラシ制御部材、ブラシローラに所定のバイアス電圧を付与した状態でトナーの回収効率を実験で確認した。
【０１４４】
その結果、ブラシ繊維制御部材を用いない従来構成のクリーニング装置によるトナー回収率に比して、本願発明に係わるクリーニング装置のトナー回収率は３０％高いことが証明された。
【０１４５】
回収率の測定方法は、下記のように行った。
【０１４６】
コニカミノルタ社製のｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯ Ｃ５００を用い、図２のクリーニング装置の回収ローラを外した状態を作る。
【０１４７】
次に、シアントナーを用いてテストチャート画像を中間転写ベルト上に作製し、トナー画像をシート材に転写をすることなく当該ベルトを搬送し、本願発明に係わるクリーニング装置のブラシローラで除去する。ブラシローラには支持軸にプラス５００ボルトの電圧を印加した。
【０１４８】
このときのブラシローラの重量を測定する。
【０１４９】
次いで、回収ローラを取り付けてブラシローラに付着しているトナーを回収ローラで回収する（本発明使用に際しては、回収ローラ取り付けと一緒にブラシ制御部材を取り付ける）。
【０１５０】
回収動作時には、クリーナ単体の実験であるため、ブラシ支持軸を設置するとともに回収ローラに２００ボルト、ブラシ制御部材を設置する場合は５０ボルトの電圧を印加した。回収ローラによるトナー回収後のブラシローラの重量を測定する。
【０１５１】
回収ローラによる回収前のブラシローラに付着したトナー重量と、回収後のブラシローラに付着しているトナー量とから回収率を求める。
【０１５２】
いずれにせよ、本願発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することのない応用・変形を含むものであり、例えば、像担持体が感光体ドラムであっても良く、画像形成装置がモノクロの画像形成装置であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】デジタルカラー複写機からなる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】クリーニング装置と中間転写ベルトの一部を拡大して示す要部拡大図である。
【図３】ブラシ制御部材の一例を示す図である。
【図４】ブラシ制御部材、ブラシローラ、および、回収ローラの関係を示す説明用の概念図である。
【図５】ガイドエッジによるブラシの軸方向への移動を示す概念図である。
【図６】ブラシ制御部材の他の構成を示す図である。
【図７】ブラシ制御部材の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１ 自動原稿送り装置
２ 画像読み取り部
３ 画像形成部
４ ベルトユニット
５ 給紙部
６ 反転排紙・再給紙部
４０ クリーニング装置
４５１ ブラシローラ
４５２ 回収ローラ
４５３ スクレーパ
４５４ ブラシ制御部材
ＢＳ ブラシ
ＥＤ ガイドエッジ
ＳＣ 孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラと、
前記ブラシローラに対向して配置され、前記ブラシローラに当接して前記ブラシローラに付着する前記残留トナーを回収する回収ローラと、を有し、
前記ブラシローラの回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材を、前記ブラシローラと前記回収ローラとの対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項２】
前記ガイドエッジは、板状部材を穿孔することにより形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項３】
前記ガイドエッジは、前記ブラシローラの回転方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１に記載の画像形成装置のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体上に残留するトナーを除去するブラシを有するブラシローラと、
前記ブラシローラに対向して配置され、前記ブラシローラに当接して前記ブラシローラに付着する前記残留トナーを回収する回収ローラと、を有し、
前記ブラシローラの回転方向に対して斜め方向に、前記ブラシの先端が当接するとともに前記ブラシの先端をガイドするガイドエッジを有し、前記ガイドエッジに前記ブラシが接触することによりブラシに付着したトナーを除去するブラシ制御部材を、前記ブラシローラと前記回収ローラとの対向領域に設けたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項２】
前記ガイドエッジは、板状部材を穿孔することにより形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項３】
前記ガイドエッジは、前記ブラシローラの回転方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１に記載の画像形成装置のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２０３９８（Ｐ２００９−２０３９８Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８４１５８（Ｐ２００７−１８４１５８）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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