画像形成装置
【課題】所定極性の電圧を出力する電源を用いて、２通りのクリーニングを可能とした画像形成装置を提供すること。
【解決手段】転写後の像担持体の表面をクリーニングするブラシと、ブラシが回転されたとき、当該ブラシと接触するように設けられた当接部材と、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、当接部材を介して、電源の出力をブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、電源は、ブラシによる像担持体のクリーニング時に使用される第１電圧と、画像形成装置の非作像時であって、ブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、制御手段は、画像形成装置の非作像時において、電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、ことを特徴とする画像形成装置。
【解決手段】転写後の像担持体の表面をクリーニングするブラシと、ブラシが回転されたとき、当該ブラシと接触するように設けられた当接部材と、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、当接部材を介して、電源の出力をブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、電源は、ブラシによる像担持体のクリーニング時に使用される第１電圧と、画像形成装置の非作像時であって、ブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、制御手段は、画像形成装置の非作像時において、電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、粉体トナーを用いて画像を形成し、転写材上に転写する形式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、それらの機能を組み合わせて構成される複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラムからなる像担持体上に、帯電、露光、現像処理を施して形成したトナー画像を直接、転写材上に転写するか、一度、中間転写ベルトからなる像担持体に転写せしめた後、転写材上に転写し、定着処理を施す構成の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、転写工程終了後に像担持体の表面に残留しているトナー（残留トナー）を除去すべくクリーニング装置を備えているのが一般的である。
【０００４】
クリーニング装置としては、ゴム製のクリーニングブレードを用いる形態と、繊維からなるクリーニングブラシを用いる形態とに大別され、仕様に応じて適宜に選択使用されてきた。
【０００５】
しかしながら、クリーニングブレードを用いる形態では、使用時間の増大に伴ってクリーニングブレードの先端捲れが生じたり、あるいは、重合トナーと呼称されるトナーのように粒径が小さいトナーに対してクリーニング性能が十分ではないという問題がある。
【０００６】
近年、そのような小粒径トナー（例えば、体積平均粒径が３〜８ミクロン）に対しても良好なクリーニング性能を保有しうる形態として、上述の如くのクリーニングブラシを用いる形態が見直され、その技術の改良が進められている。
【０００７】
但し、このクリーニングブラシを主要素とするクリーニング装置は、像担持体の表面から残留トナーを高効率で除去することはできるものの、新たな問題のあることが解った。
【０００８】
即ち、除去したトナーがクリーニングブラシ内に混入し、蓄積してしまうという問題がそれである。
【０００９】
クリーニングブラシ（実質的には、クリーニングブラシを構成する繊維間である）に蓄積されたトナーを適宜に吐き出させる（回収する意）ことができないと、クリーニング性能の低下につながり、やがて、クリーナーとしての機能を果たせなくなる。
【００１０】
このような問題の対処策として次のような方法が提案されている。
【００１１】
例えば、クリーニングブラシと当接部材とを上述の如くに配置するとともに、マイナス極性の電圧を出力する電源およびプラス極性の電圧を出力する電源とを備えておく。
【００１２】
そして、像担持体表面をクリーニングする場合は、現像時において付与されるトナーの帯電極性とは逆極性の電圧をクリーニングブラシに付与する。
【００１３】
また、クリーナ（クリーニングブラシ）を清掃する場合は、前記に代えて、トナーの帯電極性と同極性の電圧を付与し、蓄積しているトナーを吐き出す方法がそれである。
【特許文献１】特開２００６−３０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に開示された方法は、クリーニングブラシに混入・蓄積したトナーを吐き出させるための１つの有用な方法ではあるが、１つのブラシに２つの電源を準備する必要があるので、電源構成が大掛かりになるという問題がある。
【００１５】
また、極性切り換えによって２つのクリーニングを達成するという以外の技術的思想は示されていない。
【００１６】
本願発明は、上述の如くの問題に鑑みて成されたもので、その目的は、所定極性の電圧を出力する簡素化した電源を用いて、上述の如くの２通りのクリーニングを可能とした画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明の目的は、下記する構成要件のよって達成することができる。
【００１８】
１．記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と、画像形成動作後に前記機能性部材の表面をクリーニングする可回転のクリーニングブラシと、少なくとも、前記クリーニングブラシが回転されたとき、当該クリーニングブラシと接触するように設けられた当接部材と、前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、前記当接部材を介して、前記電源の出力を前記クリーニングブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記電源は、前記クリーニングブラシによる前記機能性部材とのクリーニング時に使用される第１電圧と、前記画像形成装置の非作像時であって、前記クリーニングブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、前記第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、
前記制御手段は、前記画像形成装置の非作像時において、前記電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
２．前記画像形成装置の非作像時における前記当接部材と前記クリーニングブラシの軸との間の電圧差は２００ボルト以上であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２０】
３．前記電源は定電流電源であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２１】
４．前記電源は定電圧電源であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２２】
５．前記機能性部材は像担持体であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２３】
６．前記機能性部材は記録材搬送ベルトであることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２４】
７．前記像担持体は中間転写体であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２５】
８．前記像担持体は中間転写ベルトであり、かつ、前記中間転写ベルトの移動方向において、前記クリーニングブラシおよび前記当接部材の下流位置近傍には、第２のクリーニングブラシと第２の当接部材とが設けられ、かつ、前記第２のクリーニングブラシには、トナーの帯電極性と同極性の電圧を出力する第２の電源からの出力が前記第２の当接部材を介して付与される、
ことを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明は、所定極性の電圧（電流）を出力できる電源からの出力の大きさを変えてクリーニングブラシに付与する簡単な構成で、像担持体表面からの残留トナーの除去と、クリーニングブラシ内からの蓄積トナーの吐き出しを容易に行うことができる。
【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について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】
画像形成装置（画像形成装置本体という場合がある）は、上部に自動原稿送り装置１を有し、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と反転搬送手段ＡＤＵ７を有する。
【００３０】
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】
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】
原稿読み取り位置は、原稿搬送部１０５の下方部に設けられており、そこで、画像読み取り部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。
【００３３】
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。
【００３４】
そして、進行方向における原稿の後端を咬んでいる状態で駆動停止された後の原稿反転手段１１１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た後、原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３５】
画像読み取り部２は、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。
【００３６】
また、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。
【００３７】
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。
【００３８】
自動原稿送り装置１によって送られている原稿を、画像読み取り部２で読み取る態様においては、第１ミラーユニット２０５および第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。
【００３９】
画像読み取り部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。
【００４０】
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３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０ＢＫ：以下、画像形成ユニットという）を有する。
【００４１】
各々の画像形成ユニット３０は、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３４０、転写手段３５０、クリーニング手段３６０を主要構成要素とする。
【００４２】
感光体ドラム３１０は、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と表現することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
図においては、イエローの画像形成ユニットを構成する部材にのみ参照符号を付し、他の画像形成ユニットも基本的に同じ構成を有するので、参照符号は省略してある。
【００４５】
現像装置３４０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している。
【００４６】
また、現像装置３４０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）を有している。
【００４７】
また、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。
【００４８】
クリーニング手段３６０は転写後の前記感光体ドラム３１０上に残留するトナーを除去し、除去されたトナーは適宜の廃トナーボックスＤＴに収納されるようになっている。
【００４９】
各々の画像形成ユニット３０は、縦方向に配設されたループ状の中間転写ベルト４０１の一平面（張設面）Ａに沿って、上から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の順に配列されている。
【００５０】
中間転写ベルトは、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材であり、記録媒体上に転写されるトナー像を担持する機能から像担持体であり、また、ベルト状でなくドラム状としても同様の機能を果たせることから中間転写体でもあるといえる。
【００５１】
中間転写ベルト４０１と、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。
【００５２】
また、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、当該イエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像が感光体ドラム３１０上に形成される。
【００５６】
潜像は、現像装置３４０の現像剤による接触または非接触現像処理により、反転現像されてイエロー（Ｙ）のトナー像に変換された後、転写手段３５０の作用によって中間転写ベルト４０１上に転写される。
【００５７】
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３０によってなされる。
【００５８】
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、前記イエロー（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、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。
【００５９】
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３６０で清掃され、新たな画像形成のための準備が整えられる。
【００６０】
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、給紙制御等、全ての制御を行う。
【００６１】
換言すれば、制御手段Ｓは、演算制御処理を行うＣＰＵと、各種動作プログラムを記憶しているＲＯＭ、演算結果データを記憶するＲＡＭ等を有する。
【００６２】
そして、インターフェースを介して各種センサの出力を前記ＣＰＵに取り込むとともに、その情報を基にモータ或いは表示手段等を駆動制御する。
【００６３】
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、装置本体の下部に設置された用紙トレイ（記録媒体の収納手段と同義）である。
【００６４】
用紙トレイＰ１乃至Ｐ３の送り出し部には給紙ローラ５０３、５１３、５２３と、分離ローラ５０６、５１６、５２６、および、搬送ローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３が備えられ、ローラで繰り出された記録媒体である用紙ＰはＲ４乃至Ｒ７が配設されている搬送路に沿って搬送される。
【００６５】
５９はレジストローラを示し、搬送ローラＲ７よりも下流であって、二次転写部に近接した位置に設けられている。
【００６６】
搬送路上であって前記二次転写部（転写ローラ５１０のある位置）より下流に設置されているのは、加熱源を内蔵した第１定着ローラＴ１と、当該第１定着ローラと圧接しながら回転する第２定着ローラＴ２を主要素とする定着装置Ｔである。
【００６７】
６００は排紙ローラ、６５０は排紙された用紙を積載収納する排紙トレイを示す。
【００６８】
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用紙Ｐ上に転写され、装置外に排紙されるまでの工程を簡単に説明する。
【００６９】
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、用紙Ｐが給紙ローラ５０３（５１３、５２３）によって給紙される。
【００７０】
次いで、用紙Ｐは、分離ローラ５０６、および搬送経路上に設けた搬送ローラＲ１〜Ｒ７により挟持搬送されて転写部（転写領域）の手前位置に設けられているレジストローラ５９に向けて搬送される。
【００７１】
給紙される用紙Ｐは、操作表示板１５０上で選択されたサイズのシート材である。
【００７２】
用紙Ｐは、レジストローラ５９にその先端が当接された後、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。
【００７３】
次いで、用紙Ｐは二次転写部においてバックアップローラ４１０と転写ローラ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用紙Ｐ上に転写される。
【００７４】
その後、用紙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、トナーは溶融されて用紙Ｐ上に定着される。
【００７５】
定着装置Ｔによる定着処理終了後の用紙Ｐは、排紙ローラ６００により搬送され、装置本体外に設けてある排紙トレイ６５０上に排出される。
【００７６】
一方、二次転写終了後の中間転写ベルト４０１の表面は、クリーニング手段４０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。
【００７７】
本願発明に係わるリーニング装置について、詳細は後記する。
【００７８】
図において、通路切替部材６０１の図示上の位置は、定着処理後に用紙Ｐを反転することなく排出する場合の位置である。
【００７９】
用紙の反転排出時には、前記通路切替部材６０１が所定量回動され、定着後の用紙Ｐは通路切替部材６０１の右辺に沿って下方に案内される。
【００８０】
次いで、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、用紙Ｐは前記通路切替部材６０１の左側の辺に沿って上昇せしめられ、前記排紙ローラ６００を介して排出される。
【００８１】
更に、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用紙Ｐは前記通路切替部材６０１の右側の辺に沿って下方に案内され、用紙Ｐの後端がローラ対６０５により挟持された状態で搬送停止される。
【００８２】
次いで、当該ローラ対６０５を逆回転せしめて用紙Ｐを上昇させ、複数のローラ対７０１、７０２、７０３を有するＡＤＵ７に導いて用紙Ｐの反転を達成する。
【００８３】
用紙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、また、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。
【００８４】
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、図２を用いて説明する。
【００８５】
図２は、クリーニング装置と像担持体としての中間転写ベルトの一部を拡大して示す図であるが、便宜上、図１に示す構成とは少し異なる構成で示してある。
【００８６】
なお、既出の部材と同様の機能を有する部材については同一の参照符号を付す。
【００８７】
図において、中間転写ベルト４０１は反時計方向に回転されるように構成され、また、クリーニング装置４０は支持ローラ４０５に対向する位置に設けられている。
【００８８】
クリーニング装置４０は、容器４４０の内部に設けられる第１クリーニングブラシ４５０、第１当接部材４５５、第２クリーニングブラシ４６０、第２当接部材４６５、区画部材４７０、トナー回収用のスクリュー４８０等を有する。
【００８９】
第１クリーニングブラシ（以下、単に第１ブラシという）４５０は、少なくとも回転時において、中間転写ベルト４０１と第１当接部材４５５の表面に当接する。
【００９０】
第１ブラシ４５０の下流近傍位置に設けられた第２クリーニングブラシ（以下、単に第２ブラシという）４６０は、少なくとも回転時において、中間転写ベルト４０１と第２当接部材４６５の表面に当接する。
【００９１】
第１ブラシ４５０および第２ブラシの回転方向は反時計方向に設定されている。
【００９２】
区画部材４７０は、第１ブラシ４５０によって除去されたトナーが第２ブラシ４６０に飛来する現象を抑制するように、第１ブラシと第２ブラシとの間に設けられている。
【００９３】
第１当接部材４５５には、現像時においてマイナス極性に帯電されるトナーと逆極性のプラスの電圧を出力する第１電源Ｄ１が接続され、第１ブラシ４５０は接地されている。
【００９４】
また、第１電源Ｄ１は、中間転写ベルト４０１の表面に残留しているトナーを除去するための第１電圧と、第１ブラシ４５０に蓄積したトナーの帯電極性を逆極性に変換させて吐き出させるための第１電圧よりも大きな第２電圧とを出力することができる。
【００９５】
換言すれば、第２電圧の印加により第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０との間に放電を発生させ、当該放電を介してトナー極性を変換するものである。
【００９６】
放電によってトナーの帯電極性が変換される状況は図３に模式的に示される。
【００９７】
同図における回収ローラは、図２における第１当接部材４５５に対応する。
【００９８】
なお、第１電圧と第２電圧の選択的な切り換えは、制御手段Ｓを介して自動的に行うことができる。
【００９９】
第２当接部材４６５二は、トナーと同極性のマイナスの電圧を出力する第２電源Ｄ２が接続され、第２ブラシ４６０は接地されている。
【０１００】
第２電源Ｄ２の出力電圧は、第１ブラシ４５０から吐き出された（除去された）トナーを第２ブラシ４６０を介して除去させる役割を果たす。
【０１０１】
第１電源Ｄ１および第２電源Ｄ２は、本実施の形態においては定電圧電源としたが、定電流電源でも同様に目的を達成することができる。
【０１０２】
定電流電源の場合、前述の第１電圧、第２電圧は、第１電流、第２電流と読み替えられる。
【０１０３】
なお、上述から理解されるように、第１電源Ｄ１の第１電圧は、画像形成装置が、転写材上にトナー像を作成するプロセスを実行している時間帯、即ち、作像時に使用される。
【０１０４】
また、第２電圧は画像形成装置が画像形成プロセスを実行していない時間帯、即ち、非作像時において使用されるものである。
【０１０５】
上述のクリーニング装置を使用したクリーニングの動作を、図１に示した画像形成の構成を踏まえながら説明する。説明に際しては、必要最低限の制御を組み込んで行う。
【０１０６】
画像形成装置の作像時において、転写材に対するトナー像の転写が終了した中間転写ベルト４０１上の領域は、クリーニング装置４０に導かれ、第１ブラシ４５０の作用をうけるようになる。
【０１０７】
第１ブラシ４５０にはトナーの帯電極性と逆極性の第１電圧が印加されており、中間転写ベルト上の残留トナーは、第１ブラシ４５０の回転による当接を介しての電気的な吸引や機械的な叩き作用により中間転写ベルト４０１上から順次、除去される。
【０１０８】
除去されたトナーは、第１当接部材４５５に第１ブラシ４５０が当接した衝撃で当該第１ブラシ４５０から分離され、容器４４０内を落下し、スクリュー４８０を介して回収される。
【０１０９】
この作像時において、第２ブラシ４６０は非作動状態に保たれている。
【０１１０】
次に、所定の画像形成ジョブが終了した後であって、画像形成装置の非作像時における第１ブラシに係わるクリーニングについて説明する。
【０１１１】
一連の画像形成ジョブが終了したことを制御手段Ｓが判断すると、画像形成装置は、第１ブラシ４５０のクリーニングを実行するモードに自動的に変えられる。
【０１１２】
例えば、中間転写ベルト４０１とクリーニング装置４０が作動状態とされ、他の画像形成手段等はアイドリング状態とされる。
【０１１３】
このクリーニングモードにおいて、第１ブラシに印加される第１電源Ｄ１からの出力は、第２電圧に切り換えられる。
【０１１４】
同時に、第２ブラシ４６０が作動状態にされるとともに、第２電源Ｄ２からの出力電圧が第２ブラシ４６５に印加される。
【０１１５】
第１電圧よりも大きな第２電圧は、第１ブラシ４５０と第１当接部材４５５との間に放電を発生させ、第１ブラシに蓄積されているトナーの帯電極性をマイナスからプラス極性に変えることによって中間転写ベルト側に当該トナーを吐き出させる。
【０１１６】
この折、例えば、帯電がニュートラルにされたトナーは、第１ブラシを構成するパイルのフリック力で飛ばされやすくなり、除去が容易になる。
【０１１７】
吐き出されたトナーは中間転写ベルト４０１に付着し、また、一部のトナーは第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０との叩き作用で当該第１ブラシから分離され、容器４４０内を落下する。
【０１１８】
中間転写ベルト４０１に付着したトナーは、マイナス極性の電圧が印加されている第２ブラシ４６０に電気的に吸引されて除去される。
【０１１９】
除去されたトナーは、第２ブラシ４６０が第２当接部材４６５に当接した衝撃で当該第２ブラシ４６０から分離され、容器４４０内を落下し、スクリュー４８０を介して回収される。
【０１２０】
所定のクリーニング時間が経過すると、制御手段Ｓは、通常の画像形成ジョブを可能とする状態に画像形成装置を復帰させる。
【０１２１】
所定のクリーニング時間は、例えば、各種の実験で決定することができる。
【０１２２】
また、第１ブラシ４５０のクリーニングを実行するモードの設定は、例えば、操作表示板１５０上に設けた専用の釦を使用して設定する方法や、所定時間毎に自動的に行わせる方法等、種々の方法が可能であり、設計上の自由度は広い。
【０１２３】
上記の方法においても、電源出力の選択切り換えは制御手段Ｓによってなされる。
【０１２４】
なお、上述の第１ブラシあるいは第２ブラシは、東英産業（株）製のＵＵＮ（商品名）なるナイロン系の繊維（繊度６デニール）を１２０万本／２５．４ｍｍ２の密度で植設した布地をローラの周囲に固定することにより構成した。
【０１２５】
また、ブラシの回転時における外径は１６，３ｍｍφで、繊維の立ち上がり長さ（穂立ち長さ）を４．１５ｍｍとした。繊維の原糸の抵抗は１０１１．５Ωである。
【０１２６】
実施の形態における第１ブラシの回転数は４２０ｒｐｍとした。
【０１２７】
更に、第１当設部材あるいは第２当設部材はＳＵＳ３０４からなる１１．０ｍｍφのローラとした。
【０１２８】
しかしながら、上記の数値、材質等は固定されるものではなく、所期目的を達成できるものであれば良い。
【０１２９】
また、第２ブラシや第２当接部材は本願発明に必須のものではなく、他の方法によって、第１ブラシから吐き出されるトナーを捕獲・除去することができる。
【０１３０】
上記の放電については、電流を変化させて、上記構成からなる第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０の軸との電位差を変化させ、そのときの第１ブラシからのトナーの吐き出しを観察した。
【０１３１】
電位差は５９Ｖ、１０６Ｖ、１２８Ｖ、１３７Ｖ、１４５Ｖ、２０５Ｖ、２１３Ｖ、２２０Ｖ、３８０Ｖ、５００Ｖと振ってみた。
【０１３２】
その結果、電位差が２００ボルト以上のときに、蓄積していたトナーが第１当接部材４５５に転移できずに転写ベルト４０１に付着することが究明された。
【０１３３】
これは、第１ブラシに蓄積していたトナーの帯電極性が変わったことを意味する。
【０１３４】
図４は、第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０間の電位差を５００ボルトとしたときの吐き出しモード（ブラシクリーニングモードと同義）未実施時と、１万枚の画像形成毎に２分間実施したときの第１ブラシに蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１３５】
図において、縦軸はトナー蓄積量（ｇ）を示し、横軸は画像形成枚数（ＣＶ（ｋｐ））を示す。
【０１３６】
これから明らかなように、未実施の場合にはトナー量が順次増加して、第１ブラシのクリーニング性能は低下する。
【０１３７】
しかしながら、１万枚の画像形成毎にクリーニングモードを実施した場合には、長期間にわたって第１ブラシのクリーニング性能を良好に維持することできる。
【０１３８】
図５は、上記と同様のクリーニングモード時であって、特に、第１当接部材４５５を介して第１ブラシ４５０にプラス１０μＡとプラス１５０μＡの印加電流を付与したときの第１ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１３９】
プラス１０μＡは中間転写ベルトをクリーニングする場合に印加される電流値であり、プラス１５０μＡは第１ブラシのクリーニング時に印加される電流値で、定電圧電源を使用したときの第１電圧と第２電圧に対応する。
【０１４０】
同様の方法で、第２ブラシ４６０については、マイナス１０μＡを印加したときの第２ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１４１】
図において、縦軸は蓄積したトナー量（ｇ）を示し、横軸はブラシの駆動時間を示す。
【０１４２】
図５から、上記のような電流制御によっても第１ブラシに付着あるいは蓄積したトナーの吐き出し除去が適切に行われ、結果として、第１ブラシの良好なクリーニング性能を長期間維持することができる。
【０１４３】
本実施の形態において、クリーニングブラシによるクリーニングの対象を、感光体ドラム、中間転写ベルト等のトナーを担持しうる部材を例としたが、この他の部材を対象とすることもできる。
【０１４４】
例えば、転写領域を含んで記録媒体を搬送する搬送ベルトを設ける構成とした場合の当該搬送ベルトを対象とすることも有用である。
【０１４５】
換言すれば、前述の構成における搬送ベルトは記録媒体を搬送するものであるとはいえ、トナー像を担持する像担持体と接触する機会が多く、その接触を介して、地かぶりトナー等が付着する危惧がある。
【０１４６】
斯様な付着トナーをクリーニングして搬送ベルト表面を清浄に保つことは、画像の品質を維持する上で極めて有用である。
【０１４７】
斯様な構成における上述の搬送ベルトは、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材として機能するものであり、この場合のクリーニングについては、図２に係わる説明を適用することができる。
【０１４８】
このように、本願発明は、上記の実施の形態のみに拘束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、変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【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像担持体としての中間転写ベルトの一部を拡大して示す図である。
【図３】放電によってトナーの帯電極性が変換される状況を模式的に示す図である。
【図４】ブラシクリーニング未実施時と、所定条件でブラシクリーニングを実施したときの第１ブラシに蓄積したトナー量の推移を示す図である。
【図５】クリーニングモード時であって、特に、第１ブラシにプラス１０μＡとプラス１５０μＡの印加電流を付与したときの第１ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
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
４４０ 容器
４５０ 第１クリーニングブラシ（第１ブラシ）
４５５ 第１当接部材
４６０ 第２クリーニングブラシ（第２ブラシ）
４６５ 第２当接部材
Ｄ１ 第１電源
Ｄ２ 第２電源
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、粉体トナーを用いて画像を形成し、転写材上に転写する形式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、それらの機能を組み合わせて構成される複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラムからなる像担持体上に、帯電、露光、現像処理を施して形成したトナー画像を直接、転写材上に転写するか、一度、中間転写ベルトからなる像担持体に転写せしめた後、転写材上に転写し、定着処理を施す構成の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、転写工程終了後に像担持体の表面に残留しているトナー（残留トナー）を除去すべくクリーニング装置を備えているのが一般的である。
【０００４】
クリーニング装置としては、ゴム製のクリーニングブレードを用いる形態と、繊維からなるクリーニングブラシを用いる形態とに大別され、仕様に応じて適宜に選択使用されてきた。
【０００５】
しかしながら、クリーニングブレードを用いる形態では、使用時間の増大に伴ってクリーニングブレードの先端捲れが生じたり、あるいは、重合トナーと呼称されるトナーのように粒径が小さいトナーに対してクリーニング性能が十分ではないという問題がある。
【０００６】
近年、そのような小粒径トナー（例えば、体積平均粒径が３〜８ミクロン）に対しても良好なクリーニング性能を保有しうる形態として、上述の如くのクリーニングブラシを用いる形態が見直され、その技術の改良が進められている。
【０００７】
但し、このクリーニングブラシを主要素とするクリーニング装置は、像担持体の表面から残留トナーを高効率で除去することはできるものの、新たな問題のあることが解った。
【０００８】
即ち、除去したトナーがクリーニングブラシ内に混入し、蓄積してしまうという問題がそれである。
【０００９】
クリーニングブラシ（実質的には、クリーニングブラシを構成する繊維間である）に蓄積されたトナーを適宜に吐き出させる（回収する意）ことができないと、クリーニング性能の低下につながり、やがて、クリーナーとしての機能を果たせなくなる。
【００１０】
このような問題の対処策として次のような方法が提案されている。
【００１１】
例えば、クリーニングブラシと当接部材とを上述の如くに配置するとともに、マイナス極性の電圧を出力する電源およびプラス極性の電圧を出力する電源とを備えておく。
【００１２】
そして、像担持体表面をクリーニングする場合は、現像時において付与されるトナーの帯電極性とは逆極性の電圧をクリーニングブラシに付与する。
【００１３】
また、クリーナ（クリーニングブラシ）を清掃する場合は、前記に代えて、トナーの帯電極性と同極性の電圧を付与し、蓄積しているトナーを吐き出す方法がそれである。
【特許文献１】特開２００６−３０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に開示された方法は、クリーニングブラシに混入・蓄積したトナーを吐き出させるための１つの有用な方法ではあるが、１つのブラシに２つの電源を準備する必要があるので、電源構成が大掛かりになるという問題がある。
【００１５】
また、極性切り換えによって２つのクリーニングを達成するという以外の技術的思想は示されていない。
【００１６】
本願発明は、上述の如くの問題に鑑みて成されたもので、その目的は、所定極性の電圧を出力する簡素化した電源を用いて、上述の如くの２通りのクリーニングを可能とした画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明の目的は、下記する構成要件のよって達成することができる。
【００１８】
１．記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と、画像形成動作後に前記機能性部材の表面をクリーニングする可回転のクリーニングブラシと、少なくとも、前記クリーニングブラシが回転されたとき、当該クリーニングブラシと接触するように設けられた当接部材と、前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、前記当接部材を介して、前記電源の出力を前記クリーニングブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記電源は、前記クリーニングブラシによる前記機能性部材とのクリーニング時に使用される第１電圧と、前記画像形成装置の非作像時であって、前記クリーニングブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、前記第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、
前記制御手段は、前記画像形成装置の非作像時において、前記電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
２．前記画像形成装置の非作像時における前記当接部材と前記クリーニングブラシの軸との間の電圧差は２００ボルト以上であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２０】
３．前記電源は定電流電源であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２１】
４．前記電源は定電圧電源であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２２】
５．前記機能性部材は像担持体であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２３】
６．前記機能性部材は記録材搬送ベルトであることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２４】
７．前記像担持体は中間転写体であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２５】
８．前記像担持体は中間転写ベルトであり、かつ、前記中間転写ベルトの移動方向において、前記クリーニングブラシおよび前記当接部材の下流位置近傍には、第２のクリーニングブラシと第２の当接部材とが設けられ、かつ、前記第２のクリーニングブラシには、トナーの帯電極性と同極性の電圧を出力する第２の電源からの出力が前記第２の当接部材を介して付与される、
ことを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明は、所定極性の電圧（電流）を出力できる電源からの出力の大きさを変えてクリーニングブラシに付与する簡単な構成で、像担持体表面からの残留トナーの除去と、クリーニングブラシ内からの蓄積トナーの吐き出しを容易に行うことができる。
【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について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】
画像形成装置（画像形成装置本体という場合がある）は、上部に自動原稿送り装置１を有し、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と反転搬送手段ＡＤＵ７を有する。
【００３０】
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】
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】
原稿読み取り位置は、原稿搬送部１０５の下方部に設けられており、そこで、画像読み取り部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。
【００３３】
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。
【００３４】
そして、進行方向における原稿の後端を咬んでいる状態で駆動停止された後の原稿反転手段１１１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た後、原稿排紙手段１０７によって原稿排紙台１０９上に排出される。
【００３５】
画像読み取り部２は、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。
【００３６】
また、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。
【００３７】
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。
【００３８】
自動原稿送り装置１によって送られている原稿を、画像読み取り部２で読み取る態様においては、第１ミラーユニット２０５および第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。
【００３９】
画像読み取り部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。
【００４０】
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３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０ＢＫ：以下、画像形成ユニットという）を有する。
【００４１】
各々の画像形成ユニット３０は、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３４０、転写手段３５０、クリーニング手段３６０を主要構成要素とする。
【００４２】
感光体ドラム３１０は、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と表現することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
図においては、イエローの画像形成ユニットを構成する部材にのみ参照符号を付し、他の画像形成ユニットも基本的に同じ構成を有するので、参照符号は省略してある。
【００４５】
現像装置３４０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している。
【００４６】
また、現像装置３４０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）を有している。
【００４７】
また、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。
【００４８】
クリーニング手段３６０は転写後の前記感光体ドラム３１０上に残留するトナーを除去し、除去されたトナーは適宜の廃トナーボックスＤＴに収納されるようになっている。
【００４９】
各々の画像形成ユニット３０は、縦方向に配設されたループ状の中間転写ベルト４０１の一平面（張設面）Ａに沿って、上から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の順に配列されている。
【００５０】
中間転写ベルトは、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材であり、記録媒体上に転写されるトナー像を担持する機能から像担持体であり、また、ベルト状でなくドラム状としても同様の機能を果たせることから中間転写体でもあるといえる。
【００５１】
中間転写ベルト４０１と、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。
【００５２】
また、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、当該イエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像が感光体ドラム３１０上に形成される。
【００５６】
潜像は、現像装置３４０の現像剤による接触または非接触現像処理により、反転現像されてイエロー（Ｙ）のトナー像に変換された後、転写手段３５０の作用によって中間転写ベルト４０１上に転写される。
【００５７】
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３０によってなされる。
【００５８】
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、前記イエロー（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、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。
【００５９】
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３６０で清掃され、新たな画像形成のための準備が整えられる。
【００６０】
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、給紙制御等、全ての制御を行う。
【００６１】
換言すれば、制御手段Ｓは、演算制御処理を行うＣＰＵと、各種動作プログラムを記憶しているＲＯＭ、演算結果データを記憶するＲＡＭ等を有する。
【００６２】
そして、インターフェースを介して各種センサの出力を前記ＣＰＵに取り込むとともに、その情報を基にモータ或いは表示手段等を駆動制御する。
【００６３】
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、装置本体の下部に設置された用紙トレイ（記録媒体の収納手段と同義）である。
【００６４】
用紙トレイＰ１乃至Ｐ３の送り出し部には給紙ローラ５０３、５１３、５２３と、分離ローラ５０６、５１６、５２６、および、搬送ローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３が備えられ、ローラで繰り出された記録媒体である用紙ＰはＲ４乃至Ｒ７が配設されている搬送路に沿って搬送される。
【００６５】
５９はレジストローラを示し、搬送ローラＲ７よりも下流であって、二次転写部に近接した位置に設けられている。
【００６６】
搬送路上であって前記二次転写部（転写ローラ５１０のある位置）より下流に設置されているのは、加熱源を内蔵した第１定着ローラＴ１と、当該第１定着ローラと圧接しながら回転する第２定着ローラＴ２を主要素とする定着装置Ｔである。
【００６７】
６００は排紙ローラ、６５０は排紙された用紙を積載収納する排紙トレイを示す。
【００６８】
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用紙Ｐ上に転写され、装置外に排紙されるまでの工程を簡単に説明する。
【００６９】
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、用紙Ｐが給紙ローラ５０３（５１３、５２３）によって給紙される。
【００７０】
次いで、用紙Ｐは、分離ローラ５０６、および搬送経路上に設けた搬送ローラＲ１〜Ｒ７により挟持搬送されて転写部（転写領域）の手前位置に設けられているレジストローラ５９に向けて搬送される。
【００７１】
給紙される用紙Ｐは、操作表示板１５０上で選択されたサイズのシート材である。
【００７２】
用紙Ｐは、レジストローラ５９にその先端が当接された後、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。
【００７３】
次いで、用紙Ｐは二次転写部においてバックアップローラ４１０と転写ローラ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用紙Ｐ上に転写される。
【００７４】
その後、用紙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、トナーは溶融されて用紙Ｐ上に定着される。
【００７５】
定着装置Ｔによる定着処理終了後の用紙Ｐは、排紙ローラ６００により搬送され、装置本体外に設けてある排紙トレイ６５０上に排出される。
【００７６】
一方、二次転写終了後の中間転写ベルト４０１の表面は、クリーニング手段４０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。
【００７７】
本願発明に係わるリーニング装置について、詳細は後記する。
【００７８】
図において、通路切替部材６０１の図示上の位置は、定着処理後に用紙Ｐを反転することなく排出する場合の位置である。
【００７９】
用紙の反転排出時には、前記通路切替部材６０１が所定量回動され、定着後の用紙Ｐは通路切替部材６０１の右辺に沿って下方に案内される。
【００８０】
次いで、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、用紙Ｐは前記通路切替部材６０１の左側の辺に沿って上昇せしめられ、前記排紙ローラ６００を介して排出される。
【００８１】
更に、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用紙Ｐは前記通路切替部材６０１の右側の辺に沿って下方に案内され、用紙Ｐの後端がローラ対６０５により挟持された状態で搬送停止される。
【００８２】
次いで、当該ローラ対６０５を逆回転せしめて用紙Ｐを上昇させ、複数のローラ対７０１、７０２、７０３を有するＡＤＵ７に導いて用紙Ｐの反転を達成する。
【００８３】
用紙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、また、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。
【００８４】
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、図２を用いて説明する。
【００８５】
図２は、クリーニング装置と像担持体としての中間転写ベルトの一部を拡大して示す図であるが、便宜上、図１に示す構成とは少し異なる構成で示してある。
【００８６】
なお、既出の部材と同様の機能を有する部材については同一の参照符号を付す。
【００８７】
図において、中間転写ベルト４０１は反時計方向に回転されるように構成され、また、クリーニング装置４０は支持ローラ４０５に対向する位置に設けられている。
【００８８】
クリーニング装置４０は、容器４４０の内部に設けられる第１クリーニングブラシ４５０、第１当接部材４５５、第２クリーニングブラシ４６０、第２当接部材４６５、区画部材４７０、トナー回収用のスクリュー４８０等を有する。
【００８９】
第１クリーニングブラシ（以下、単に第１ブラシという）４５０は、少なくとも回転時において、中間転写ベルト４０１と第１当接部材４５５の表面に当接する。
【００９０】
第１ブラシ４５０の下流近傍位置に設けられた第２クリーニングブラシ（以下、単に第２ブラシという）４６０は、少なくとも回転時において、中間転写ベルト４０１と第２当接部材４６５の表面に当接する。
【００９１】
第１ブラシ４５０および第２ブラシの回転方向は反時計方向に設定されている。
【００９２】
区画部材４７０は、第１ブラシ４５０によって除去されたトナーが第２ブラシ４６０に飛来する現象を抑制するように、第１ブラシと第２ブラシとの間に設けられている。
【００９３】
第１当接部材４５５には、現像時においてマイナス極性に帯電されるトナーと逆極性のプラスの電圧を出力する第１電源Ｄ１が接続され、第１ブラシ４５０は接地されている。
【００９４】
また、第１電源Ｄ１は、中間転写ベルト４０１の表面に残留しているトナーを除去するための第１電圧と、第１ブラシ４５０に蓄積したトナーの帯電極性を逆極性に変換させて吐き出させるための第１電圧よりも大きな第２電圧とを出力することができる。
【００９５】
換言すれば、第２電圧の印加により第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０との間に放電を発生させ、当該放電を介してトナー極性を変換するものである。
【００９６】
放電によってトナーの帯電極性が変換される状況は図３に模式的に示される。
【００９７】
同図における回収ローラは、図２における第１当接部材４５５に対応する。
【００９８】
なお、第１電圧と第２電圧の選択的な切り換えは、制御手段Ｓを介して自動的に行うことができる。
【００９９】
第２当接部材４６５二は、トナーと同極性のマイナスの電圧を出力する第２電源Ｄ２が接続され、第２ブラシ４６０は接地されている。
【０１００】
第２電源Ｄ２の出力電圧は、第１ブラシ４５０から吐き出された（除去された）トナーを第２ブラシ４６０を介して除去させる役割を果たす。
【０１０１】
第１電源Ｄ１および第２電源Ｄ２は、本実施の形態においては定電圧電源としたが、定電流電源でも同様に目的を達成することができる。
【０１０２】
定電流電源の場合、前述の第１電圧、第２電圧は、第１電流、第２電流と読み替えられる。
【０１０３】
なお、上述から理解されるように、第１電源Ｄ１の第１電圧は、画像形成装置が、転写材上にトナー像を作成するプロセスを実行している時間帯、即ち、作像時に使用される。
【０１０４】
また、第２電圧は画像形成装置が画像形成プロセスを実行していない時間帯、即ち、非作像時において使用されるものである。
【０１０５】
上述のクリーニング装置を使用したクリーニングの動作を、図１に示した画像形成の構成を踏まえながら説明する。説明に際しては、必要最低限の制御を組み込んで行う。
【０１０６】
画像形成装置の作像時において、転写材に対するトナー像の転写が終了した中間転写ベルト４０１上の領域は、クリーニング装置４０に導かれ、第１ブラシ４５０の作用をうけるようになる。
【０１０７】
第１ブラシ４５０にはトナーの帯電極性と逆極性の第１電圧が印加されており、中間転写ベルト上の残留トナーは、第１ブラシ４５０の回転による当接を介しての電気的な吸引や機械的な叩き作用により中間転写ベルト４０１上から順次、除去される。
【０１０８】
除去されたトナーは、第１当接部材４５５に第１ブラシ４５０が当接した衝撃で当該第１ブラシ４５０から分離され、容器４４０内を落下し、スクリュー４８０を介して回収される。
【０１０９】
この作像時において、第２ブラシ４６０は非作動状態に保たれている。
【０１１０】
次に、所定の画像形成ジョブが終了した後であって、画像形成装置の非作像時における第１ブラシに係わるクリーニングについて説明する。
【０１１１】
一連の画像形成ジョブが終了したことを制御手段Ｓが判断すると、画像形成装置は、第１ブラシ４５０のクリーニングを実行するモードに自動的に変えられる。
【０１１２】
例えば、中間転写ベルト４０１とクリーニング装置４０が作動状態とされ、他の画像形成手段等はアイドリング状態とされる。
【０１１３】
このクリーニングモードにおいて、第１ブラシに印加される第１電源Ｄ１からの出力は、第２電圧に切り換えられる。
【０１１４】
同時に、第２ブラシ４６０が作動状態にされるとともに、第２電源Ｄ２からの出力電圧が第２ブラシ４６５に印加される。
【０１１５】
第１電圧よりも大きな第２電圧は、第１ブラシ４５０と第１当接部材４５５との間に放電を発生させ、第１ブラシに蓄積されているトナーの帯電極性をマイナスからプラス極性に変えることによって中間転写ベルト側に当該トナーを吐き出させる。
【０１１６】
この折、例えば、帯電がニュートラルにされたトナーは、第１ブラシを構成するパイルのフリック力で飛ばされやすくなり、除去が容易になる。
【０１１７】
吐き出されたトナーは中間転写ベルト４０１に付着し、また、一部のトナーは第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０との叩き作用で当該第１ブラシから分離され、容器４４０内を落下する。
【０１１８】
中間転写ベルト４０１に付着したトナーは、マイナス極性の電圧が印加されている第２ブラシ４６０に電気的に吸引されて除去される。
【０１１９】
除去されたトナーは、第２ブラシ４６０が第２当接部材４６５に当接した衝撃で当該第２ブラシ４６０から分離され、容器４４０内を落下し、スクリュー４８０を介して回収される。
【０１２０】
所定のクリーニング時間が経過すると、制御手段Ｓは、通常の画像形成ジョブを可能とする状態に画像形成装置を復帰させる。
【０１２１】
所定のクリーニング時間は、例えば、各種の実験で決定することができる。
【０１２２】
また、第１ブラシ４５０のクリーニングを実行するモードの設定は、例えば、操作表示板１５０上に設けた専用の釦を使用して設定する方法や、所定時間毎に自動的に行わせる方法等、種々の方法が可能であり、設計上の自由度は広い。
【０１２３】
上記の方法においても、電源出力の選択切り換えは制御手段Ｓによってなされる。
【０１２４】
なお、上述の第１ブラシあるいは第２ブラシは、東英産業（株）製のＵＵＮ（商品名）なるナイロン系の繊維（繊度６デニール）を１２０万本／２５．４ｍｍ２の密度で植設した布地をローラの周囲に固定することにより構成した。
【０１２５】
また、ブラシの回転時における外径は１６，３ｍｍφで、繊維の立ち上がり長さ（穂立ち長さ）を４．１５ｍｍとした。繊維の原糸の抵抗は１０１１．５Ωである。
【０１２６】
実施の形態における第１ブラシの回転数は４２０ｒｐｍとした。
【０１２７】
更に、第１当設部材あるいは第２当設部材はＳＵＳ３０４からなる１１．０ｍｍφのローラとした。
【０１２８】
しかしながら、上記の数値、材質等は固定されるものではなく、所期目的を達成できるものであれば良い。
【０１２９】
また、第２ブラシや第２当接部材は本願発明に必須のものではなく、他の方法によって、第１ブラシから吐き出されるトナーを捕獲・除去することができる。
【０１３０】
上記の放電については、電流を変化させて、上記構成からなる第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０の軸との電位差を変化させ、そのときの第１ブラシからのトナーの吐き出しを観察した。
【０１３１】
電位差は５９Ｖ、１０６Ｖ、１２８Ｖ、１３７Ｖ、１４５Ｖ、２０５Ｖ、２１３Ｖ、２２０Ｖ、３８０Ｖ、５００Ｖと振ってみた。
【０１３２】
その結果、電位差が２００ボルト以上のときに、蓄積していたトナーが第１当接部材４５５に転移できずに転写ベルト４０１に付着することが究明された。
【０１３３】
これは、第１ブラシに蓄積していたトナーの帯電極性が変わったことを意味する。
【０１３４】
図４は、第１当接部材４５５と第１ブラシ４５０間の電位差を５００ボルトとしたときの吐き出しモード（ブラシクリーニングモードと同義）未実施時と、１万枚の画像形成毎に２分間実施したときの第１ブラシに蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１３５】
図において、縦軸はトナー蓄積量（ｇ）を示し、横軸は画像形成枚数（ＣＶ（ｋｐ））を示す。
【０１３６】
これから明らかなように、未実施の場合にはトナー量が順次増加して、第１ブラシのクリーニング性能は低下する。
【０１３７】
しかしながら、１万枚の画像形成毎にクリーニングモードを実施した場合には、長期間にわたって第１ブラシのクリーニング性能を良好に維持することできる。
【０１３８】
図５は、上記と同様のクリーニングモード時であって、特に、第１当接部材４５５を介して第１ブラシ４５０にプラス１０μＡとプラス１５０μＡの印加電流を付与したときの第１ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１３９】
プラス１０μＡは中間転写ベルトをクリーニングする場合に印加される電流値であり、プラス１５０μＡは第１ブラシのクリーニング時に印加される電流値で、定電圧電源を使用したときの第１電圧と第２電圧に対応する。
【０１４０】
同様の方法で、第２ブラシ４６０については、マイナス１０μＡを印加したときの第２ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す。
【０１４１】
図において、縦軸は蓄積したトナー量（ｇ）を示し、横軸はブラシの駆動時間を示す。
【０１４２】
図５から、上記のような電流制御によっても第１ブラシに付着あるいは蓄積したトナーの吐き出し除去が適切に行われ、結果として、第１ブラシの良好なクリーニング性能を長期間維持することができる。
【０１４３】
本実施の形態において、クリーニングブラシによるクリーニングの対象を、感光体ドラム、中間転写ベルト等のトナーを担持しうる部材を例としたが、この他の部材を対象とすることもできる。
【０１４４】
例えば、転写領域を含んで記録媒体を搬送する搬送ベルトを設ける構成とした場合の当該搬送ベルトを対象とすることも有用である。
【０１４５】
換言すれば、前述の構成における搬送ベルトは記録媒体を搬送するものであるとはいえ、トナー像を担持する像担持体と接触する機会が多く、その接触を介して、地かぶりトナー等が付着する危惧がある。
【０１４６】
斯様な付着トナーをクリーニングして搬送ベルト表面を清浄に保つことは、画像の品質を維持する上で極めて有用である。
【０１４７】
斯様な構成における上述の搬送ベルトは、記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材として機能するものであり、この場合のクリーニングについては、図２に係わる説明を適用することができる。
【０１４８】
このように、本願発明は、上記の実施の形態のみに拘束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、変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【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像担持体としての中間転写ベルトの一部を拡大して示す図である。
【図３】放電によってトナーの帯電極性が変換される状況を模式的に示す図である。
【図４】ブラシクリーニング未実施時と、所定条件でブラシクリーニングを実施したときの第１ブラシに蓄積したトナー量の推移を示す図である。
【図５】クリーニングモード時であって、特に、第１ブラシにプラス１０μＡとプラス１５０μＡの印加電流を付与したときの第１ブラシ内に蓄積したトナー量の推移を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
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
４４０ 容器
４５０ 第１クリーニングブラシ（第１ブラシ）
４５５ 第１当接部材
４６０ 第２クリーニングブラシ（第２ブラシ）
４６５ 第２当接部材
Ｄ１ 第１電源
Ｄ２ 第２電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と、画像形成動作後に前記機能性部材の表面をクリーニングする可回転のクリーニングブラシと、少なくとも、前記クリーニングブラシが回転されたとき、当該クリーニングブラシと接触するように設けられた当接部材と、前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、前記当接部材を介して、前記電源の出力を前記クリーニングブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記電源は、前記クリーニングブラシによる前記機能性部材とのクリーニング時に使用される第１電圧と、前記画像形成装置の非作像時であって、前記クリーニングブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、前記第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、
前記制御手段は、前記画像形成装置の非作像時において、前記電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置の非作像時における前記当接部材と前記クリーニングブラシの軸との間の電圧差は２００ボルト以上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。
【請求項３】
前記電源は定電流電源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。
【請求項４】
前記電源は定電圧電源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。
【請求項５】
前記機能性部材は像担持体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。
【請求項６】
前記機能性部材は記録材搬送ベルト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。
【請求項７】
前記像担持体は中間転写体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。
【請求項８】
前記像担持体は中間転写ベルトであり、かつ、前記中間転写ベルトの移動方向において、前記クリーニングブラシおよび前記当接部材の下流位置近傍には、第２のクリーニングブラシと第２の当接部材とが設けられ、かつ、前記第２のクリーニングブラシには、トナーの帯電極性と同極性の電圧を出力する第２の電源からの出力が前記第２の当接部材を介して付与される、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体へのトナーによる画像形成動作を担う機能性部材と、画像形成動作後に前記機能性部材の表面をクリーニングする可回転のクリーニングブラシと、少なくとも、前記クリーニングブラシが回転されたとき、当該クリーニングブラシと接触するように設けられた当接部材と、前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を出力する電源と、前記当接部材を介して、前記電源の出力を前記クリーニングブラシに付与する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記電源は、前記クリーニングブラシによる前記機能性部材とのクリーニング時に使用される第１電圧と、前記画像形成装置の非作像時であって、前記クリーニングブラシに蓄積されたトナーの除去時に使用される、前記第１電圧よりも大きい第２電圧の出力が可能であり、
前記制御手段は、前記画像形成装置の非作像時において、前記電源の出力を第１電圧から第２電圧に切り換える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置の非作像時における前記当接部材と前記クリーニングブラシの軸との間の電圧差は２００ボルト以上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。
【請求項３】
前記電源は定電流電源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。
【請求項４】
前記電源は定電圧電源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。
【請求項５】
前記機能性部材は像担持体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。
【請求項６】
前記機能性部材は記録材搬送ベルト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。
【請求項７】
前記像担持体は中間転写体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。
【請求項８】
前記像担持体は中間転写ベルトであり、かつ、前記中間転写ベルトの移動方向において、前記クリーニングブラシおよび前記当接部材の下流位置近傍には、第２のクリーニングブラシと第２の当接部材とが設けられ、かつ、前記第２のクリーニングブラシには、トナーの帯電極性と同極性の電圧を出力する第２の電源からの出力が前記第２の当接部材を介して付与される、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４５５８８（Ｐ２０１０−１４５５８８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０７３２（Ｐ２００８−３２０７３２）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【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２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【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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