JP2006163129A - クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、像担持体表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を保持する。
【解決手段】 感光体ドラム２１表面では、不定形トナーであるブラックトナーと、球形トナーである３色のカラートナーとにより、各色毎に現像、転写、クリーニングの画像形成プロセスが繰り返される。クリーニング装置３０は、クリーニングブレード３１、回転部材であるクリーニングローラ３２、その駆動手段５０、及びその制御手段６０を備える。クリーニング装置３０は、複数のトナーのうち不定形トナーであるブラックトナーを最初にクリーニングするものであり、制御手段６０がクリーニング動作時のクリーニングローラ３２の回転方法を選択して、トナー転写後に感光体ドラム２１表面に残留するトナーをクリーニングする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留するトナーを除去してクリーニングするクリーニング装置に関する。また、このクリーニング装置を搭載した画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、像担持体である感光体ドラム表面に形成されるトナー像を用紙に転写する方法としては、感光体ドラムに直接用紙を接触させてトナー像を転写したり、また別のドラムやベルトで構成される中間転写体に一旦トナー像を一次転写した後、用紙に二次転写したりする方法が利用されている。これらのうち、複数の異なる色を用いるカラー印刷を行う場合には、後者の中間転写体を用いた転写方法が広く利用されている。この場合、中間転写体に複数の色のトナーを順次一次転写して中間転写体表面にカラートナー像を形成し、出来上がったこのカラートナー像を最後に用紙に二次転写する。

これらのような転写方法では、トナー像を用紙や中間転写体に転写させた後に、微量のトナーが転写されずに感光体ドラム表面に残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面の残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面にローラや回転ブラシ等の回転部材を押し付けることにより回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。

一方、トナーを用いた画像形成装置では、近年、鮮明で高画質な画像形成を目指してトナーの小径化が進んでいる。従来、トナーの製造方法としては、加熱したプラスチック材料を強い気流で吹き飛ばし、壁にぶつけて砕くことによりトナー粒子を生成する粉砕法が用いられている。しかしながら、粉砕法でトナーを小径化すると歩留まりが悪く、トナーの製造が高コスト化することが懸念されている。

そこで、最近では、粉砕法に代わって重合法が小径トナーの製造方法として拡大しつつある。重合法は、トナーのもとになる物質を化学反応によって結合させてトナー粒子を生成する方法である。重合法は、従来の粉砕法と比較して消費エネルギーも小さいので、環境に配慮したトナー製造方法としても注目されている。この重合法により、小径で、形や大きさの揃ったトナーを生成できるので、より一層鮮明で高画質な画像を形成することが可能になる。

しかしながら、重合法で製造したトナーは、小径で、より球形に近いことが災いして、非常にクリーニングし難いことが問題となっている。つまり、重合法で製造したトナーは、全体として表面が引っ掛かり難い形状となっているので、回転部材やブレードに付着させてクリーニングすることが困難となる。そこで、重合法等で製造された球形トナーのクリーニングに対して、球形トナーに加えて不定形トナーを用いることにより良好なクリーニング性能を得ることができるクリーニング装置が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。
特開平８−２５４８７３号公報（第６−１０頁、図２−５）

特許文献１に記載された画像形成装置のクリーニング方法は、球形トナーによる画像部の現像に先立って、感光体ドラムの表面移動方向先端側の非画像部に不定形トナーによる現像領域を形成することにより、クリーニング時にブレードと球形トナーとの間に不定形トナーを介在させ、球形トナーをクリーニングし易くしている。しかしながら、この方法では、非画像部に不定形トナーを現像するので、用紙に転写されることのない無駄なトナーが浪費されることになる。したがって、ランニングコストが高コスト化してしまうのとともに、省資源化という点に関して環境に悪影響を及ぼす恐れがある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、像担持体表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置を提供することを目的とする。また、このようなクリーニング装置を搭載し、低ランニングコストで資源・環境に配慮した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、不定形、及び球形の複数の異なる色のトナーを用い、各色毎に現像、転写、クリーニングのプロセスを繰り返す像担持体に対して、その表面に残留する各色のトナーをプロセス毎に順次クリーニングする単一のクリーニング装置において、前記像担持体に接触してその表面に付着するトナーを掻き取るブレードと、このブレードの像担持体回転方向上流側に設けられ、像担持体に接触する回転部材と、この回転部材を回転させる駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記不定形、及び球形の複数のトナーのうち不定形トナーを最初にクリーニングするものであるとともに、前記制御手段が、クリーニング動作時の前記回転部材の回転方法を選択することとした。

また、前記制御手段は、前記回転部材を、前記像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまでは、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、全ての色の画像形成動作終了時に、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させることとした。

また、前記制御手段は、前記回転部材を、前記不定形トナーのクリーニング時は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、前記球形トナーのクリーニング時は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させることとした。

また、前記回転部材は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転する時に、像担持体の回転に従って回転することとした。

また、前記回転部材にバイアス電圧を印加する電源部を備え、前記制御手段が、前記電源部を制御して、クリーニング動作中に回転部材へ印加するバイアス電圧を切り替えることとした。

また、前記制御手段は、前記回転部材に、前記像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまではトナーと逆極性の電圧を印加し、全ての色の画像形成動作終了時から回転部材が停止するまでの間はトナーと同極性の電圧を印加することとした。

また、前記制御手段は、前記回転部材に、前記不定形トナーのクリーニング時はトナーと逆極性の電圧を印加し、前記球形トナーのクリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加することとした。

また、前記不定形トナーがブラックトナーであり、前記球形トナーがブラック以外のトナーであることとした。

また、全ての色に対する画像形成動作で、前記像担持体表面の近傍で前記ブレードと前記回転部材との間に残留する、前記球形トナー重量Ｗｓと前記不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有するよう前記ブレード及び前記回転部材を配置することとした。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとした。

本発明の構成によれば、複数の色毎に画像形成プロセスを繰り返す像担持体表面に残留するトナーのクリーニング装置において、像担持体に接触してその表面に付着するトナーを掻き取るブレードと、このブレードの像担持体回転方向上流側に設けられ、像担持体に接触する回転部材と、この回転部材を回転させる駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記不定形、及び球形の複数のトナーのうち不定形トナーを最初にクリーニングするものであるとともに、制御手段が、クリーニング動作時の前記回転部材の回転方法を選択することとしたので、不定形トナーを回転部材やブレードの周辺に滞留させておく期間を任意に選択することができる。これにより、球形トナーのクリーニング時に、好適な量の不定形トナーを混合させてクリーニングすることが可能となる。したがって、小径で、形や大きさの揃った球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、像担持体表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を得ることができる。

また、制御手段は、回転部材を、像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまでは、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、全ての色の画像形成動作終了時に、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させることとしたので、画像形成動作中に像担持体表面に残留するトナーを、全ての色の画像形成動作が終了するまで回転部材やブレードの周辺に滞留させておくことができる。これにより、不定形、及び球形の複数の異なる色のトナーについて、像担持体表面に残留する不定形、及び球形の全てのトナーを同時にクリーニングすることが可能となる。したがって、不定形トナーを用いた球形トナーのクリーニング性能が高められる。

また、制御手段は、回転部材を、不定形トナーのクリーニング時は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、球形トナーのクリーニング時は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させることとしたので、球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーを回転部材やブレードの周辺に滞留させておくことができ、複数の異なる色の球形トナーをクリーニングする時、各色毎に順次球形トナーを不定形トナーとともに排出することができる。これにより、回転部材やブレードの周辺に存在する、先に現像した色の球形トナーを、後に現像した色の球形トナーをクリーニングする時にできるだけ少なくなるようにすることが可能となる。したがって、球形トナーのクリーニング性能がさらに向上する。

また、回転部材は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転する時に、像担持体の回転に従って回転することとしたので、駆動手段によって回転部材を回転させる時間を短くすることができる。これにより、駆動手段で消費されるエネルギーを低減させることが可能であるので、省エネルギー化が図られたクリーニング装置を得ることができる。また、駆動手段に回転部材の回転方向を切り替える機能を設ける必要がないので、クリーニング装置の低コスト化を図ることが可能となる。

また、回転部材にバイアス電圧を印加する電源部を備え、制御手段が、電源部を制御して、クリーニング動作中に回転部材へ印加するバイアス電圧を切り替えることとしたので、回転部材とトナーとが、逆極性の場合は互いに吸引し合い、同極性の場合は互いに反発し合う性質を、トナーのクリーニングに利用することができる。これにより、球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーを回転部材やブレードの周辺に滞留させておく作用を強めることができ、他の箇所に不定形トナーが飛散するのを抑制することが可能となる。したがって、球形トナーのクリーニング時に、不定形トナーをより多く混合させてクリーニングすることが可能となる。その結果、像担持体表面に残留するトナーに対するクリーニング性能をさらに向上させることができる。

また、制御手段は、回転部材に、像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまではトナーと逆極性の電圧を印加し、全ての色の画像形成動作終了時から回転部材が停止するまでの間はトナーと同極性の電圧を印加することとしたので、画像形成動作中に像担持体表面に残留するトナーを、全ての色の画像形成動作が終了するまで回転部材やブレードの周辺に滞留し易くすることができる。これにより、像担持体表面に残留する不定形、及び球形の全てのトナーを同時にクリーニングする効果が高められ、不定形トナーを用いた球形トナーのクリーニング性能が一層向上する。

また、制御手段は、回転部材に、不定形トナーのクリーニング時はトナーと逆極性の電圧を印加し、球形トナーのクリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加することとしたので、球形トナーのクリーニングが始まるまで不定形トナーを回転部材やブレードの周辺に滞留させておく作用と、各色毎に順次球形トナーを不定形トナーとともに排出する作用とを高めることができる。これにより、先に現像した色の球形トナーを、後の色の球形トナーのクリーニングを開始する前に回転部材やブレードの周辺から排除する効果が高くなり、球形トナーのクリーニング性能がさらに向上する。

また、不定形トナーがブラックトナーであり、球形トナーがブラック以外のトナーであることとしたので、カラートナーに小径で、形や大きさの揃った球形トナーを用いることができる。これにより、より鮮明で高画質なカラー画像が得られるとともに、不定形のブラックトナーによりクリーニング性能を向上させることが可能となる。

また、全ての色に対する画像形成動作で、像担持体表面の近傍でブレードと回転部材との間に残留する、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有するようブレード及び回転部材を配置することとしたので、鮮明で高画質な画像を形成するために球形トナーを多く使用した場合であっても、像担持体表面に残留するトナーのクリーニングに対し、好適な不定形トナーの量を保持することが可能となる。したがって、鮮明で高画質な画像が得られるのとともに、無駄に浪費される不定形トナーを抑制して、低ランニングコストで資源・環境に配慮したクリーニング装置を得ることができる。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとしたので、球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、像担持体表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を保持することが可能であって、低ランニングコストで資源・環境に配慮した高性能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１３に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。このカラープリンタは、中間転写ベルトを用いたタイプである。図１において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。

図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。

用紙カセット３の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路４、給紙用搬送ローラ５、レジストローラ６、及び画像形成部２０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。感光体ドラム２１は、図１において反時計方向に回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置２２、現像装置２３、及びドラム用のクリーニング装置３０が配置されている。

現像装置２３は、その主たるところが図１において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック２３ａで構成され、このロータリーラック２３ａに計４台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。４台の現像器とは、ブラック用の現像器２３Ｂ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、及びイエロー用の現像器２３Ｙである。ロータリーラック２３ａは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、４台の現像器を順次感光体ドラム２１と対向する位置に移動させて、感光体ドラム２１表面に各色のトナー像を形成させるものである。

感光体ドラム２１のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト２４が配置されている。中間転写ベルト２４は、感光体ドラム２１に下方から圧接している。中間転写ベルト２４は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図１において時計方向に回転する。

中間転写ベルト２４が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部４０が配置されている。二次転写部４０は、二次転写ローラ４１を備えている。これら中間転写ベルト２４と二次転写ローラ４１とが圧接して形成されるニップに用紙Ｐが挿通される。なお、二次転写ローラ４１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト２４に対して圧接したり、離間したりする。二次転写部４０の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング装置２５が備えられている。このベルト用クリーニング装置２５も、必要に応じて中間転写ベルト２４に対して圧接したり、離間したりする。

画像形成部２０の上方には光学部７が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Ｌを示す。

画像形成部２０、及び二次転写部４０の用紙搬送方向下流には、定着部８、排出用用紙搬送路９、及び用紙排出部１０が配置されている。用紙排出部１０は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。

定着部８、及び二次転写部４０の下方であって、用紙カセット３との間には、両面印刷用用紙搬送路１１が配置されている。両面印刷用用紙搬送路１１は、排出用用紙搬送路９の途中から分岐し、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流している。

上記構成のプリンタ１は、次のように印刷動作を行う。

印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積み重ね状態で収容され、ここから１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路４に進入し、給紙用搬送ローラ５により搬送されて、レジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で中間転写ベルト２４表面に形成されるカラートナー画像とのタイミングを計り、用紙Ｐを二次転写部４０へと送り出す。

外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、光学部７にて制御されるレーザ光Ｌが照射される。これにより、画像形成部２０において、感光体ドラム２１表面に原稿画像の静電潜像が形成される。

次に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のうち、まず第１色目であるブラックのトナー像を感光体ドラム表面２１に形成するため、ブラック用現像器２３Ｂが感光体ドラム２１と対向するように、ロータリーラック２３ａが回転する。ブラック用現像器２３Ｂは、感光体ドラム２１表面の静電潜像を現像してブラックのトナー像を形成する。その後、トナー像は中間転写ベルト２４表面に転写される。転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーは、ドラム用クリーニング装置３０よって除去される。続いて、第１色目と同様の工程が、第２色目から第４色目まで繰り返され、中間転写ベルト２４表面には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

上記のように、各色のトナー像が順次中間転写ベルト２４に一次転写される間、二次転写部４０の二次転写ローラ４１及びベルト用クリーニング装置２５は中間転写ベルト２４から離間している。そして、４色のカラートナー像が中間転写ベルト２４表面に形成されると、二次転写ローラ４１は中間転写ベルト２４に圧接する。カラートナー像は、レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト２４と二次転写ローラ４１とが圧接して形成されるニップ部にて転写される。この時、二次転写ローラ４１には、トナーを用紙Ｐに移動させるための転写バイアスが印加される。

その後、未定着カラートナー像を担持した用紙Ｐは、定着部８へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像が定着される。定着部８から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路９を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部１０に排出される。

両面印刷を行う場合、定着部８から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路９を通って用紙排出部１０に排出される直前に、その搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、両面印刷用用紙搬送路１１に送られ、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流せしめられて、再度二次転写部４０へと送られる。

次に、本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置について、その詳細な構成を、図１に加えて、図２を用いて説明する。図２は、クリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。

図１、及び図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、そのクリーニング装置３０が配置されている。

感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けた無機感光体で、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（１５０ｍｍ／ｓ）と同じになるように回転せしめられている。

感光体ドラム２１のクリーニング装置３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写ニップ部のさらに下流側に配置されている（図１参照）。クリーニング装置３０は、図２に示すように、クリーニングブレード３１、回転部材であるクリーニングローラ３２、スクリュー３３、及びハウジング３４を備えている。

クリーニングブレード３１は、硬度７７°（ＪＩＳ規格Ａ準拠）のウレタンゴムで構成され、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さ、厚さ２．２ｍｍであり、感光体ドラム２１に接触している。クリーニングブレード３１は、感光体ドラム２１に対して、接触箇所の接線との角度が２６°であり、接触箇所の線圧が３０Ｎ／ｍになるように設けられている。このクリーニングブレード３１の配置方法については、後に詳述する。クリーニングブレード３１は、感光体ドラム２１表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにクリーニングする。

クリーニングローラ３２は、直径８ｍｍの芯金の周りに、硬度５５°（ＪＩＳ規格Ａ準拠）のエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を設けた形で構成され、ローラ部の直径が１２ｍｍである。クリーニングローラ３２は、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム２１に対して１，０００ｇｆ（片側５００ｇｆ）の力で押し付けられて設けられている。クリーニングローラ３２は、感光体ドラム２１表面やクリーニングブレード３１周辺のトナーを回収したり、そのトナーをスクリュー３３の方に送り出したりする役目を果たす。

トナー像を中間転写ベルト２４（図１参照）に転写した後、感光体ドラム２１に残留したトナーは、クリーニングブレード３１によって掻き取られてクリーニングローラ３２に付着したり、クリーニングローラ３２に直接移動したりする。クリーニングローラ３２に付着したトナーは、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。

クリーニングローラ３２は、モータ等で構成される駆動手段５０により回転せしめられる。駆動手段５０は、クリーニングローラ３２の回転方向を切り替えたり、クリーニングローラ３２を感光体ドラム２１の回転に従って回転させたりすることができる。効率良くクリーニングを実施するためには、クリーニングローラ３２を所定の表面速度で回転させる必要がある。クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向に移動する向きに回転させる場合、クリーニングローラ３２の表面速度は感光体ドラム２１のそれの１．２倍である。クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させる場合、クリーニングローラ３２の表面速度は感光体ドラム２１のそれの０．８倍である。そして、駆動手段５０は制御手段６０によって制御され、制御手段６０が、クリーニング動作時のクリーニングローラ３２の回転方法を選択する。

ここで、画像形成に使用した現像剤であるトナーについて説明する。図１で示したロータリーラック２３ａのブラック用現像器２３Ｂに収容されたブラックトナーとしては不定形トナーを、カラー用現像器２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙに収容されたシアントナー、マゼンタトナー、及びイエロートナーとしては球形トナーを用いた。

ブラックの不定形トナーは次のような方法で製造した。まず、ポリエステル系樹脂にカーボンブラックを５重量部（ポリエステル系樹脂の重量を１００とした時の重量）、及び帯電制御剤（ＣＣＡ）としてニグロシンＮ２１（オリエント化学（株）製）を混合し、２本ロール混練機にて１００°Ｃで３０分混練した。これを粗粉砕した後、衝突板方式のジェット気流粉砕機で微粉砕した。そして、空気式分級機により分級し、体積平均粒径７．８μｍの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ粉末を１．５重量部加え、粉体混合機にて混合することにより不定形トナーを得ることができる。吸引法による帯電量は、プラス１２μＣ／ｇであった。この不定形トナーの球形度を、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置によって計測した結果、０．９１〜０．９３であった。

カラー３色の球形トナーは次のような方法で製造した。まず、スチレン８０重量部、２−エチルヘキシルメタクリレート２０重量部、着色剤５重量部、低分子量ポリプロピレン３重量部、電荷制御剤（４級アンモニウム塩）２重量部、及びジビニルベンゼン（架橋剤）１重量部の混合溶液に、重合開始剤２重量部、及び２−アゾビス（２、４−ジメチルバレロニトリル）２重量部を加えた。これを精製水４００重量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム５重量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１重量部を加えた。そして、これを特殊機化工業（株）製乳化・分散機を用いて回転数７０００ｒｐｍで２０分間攪拌し、窒素雰囲気下において、７０°Ｃ、１００ｒｐｍで１０時間重合反応させ、体積平均粒径６．４μｍの球形トナーを得た。カラー３色の吸引法による帯電量は、シアンがプラス３３μＣ／ｇ、マゼンタプラス２９μＣ／ｇ、イエローがプラス３２μＣ／ｇであった。これらの球形トナーの球形度を、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置によって計測した結果、０．９６〜０．９９であった。

上記のような構成のクリーニング装置３０において、クリーニングブレード３１及びクリーニングローラ３２の配置方法について、図３を用いて説明する。図３は、球形トナー量がクリーニング可能最小線圧に及ぼす影響を示すグラフである。

まず、不定形トナーであるブラックトナーのみの場合について、クリーニングブレード３１によるクリーニング可能最小線圧を判定した。これは、感光体ドラム２１全周分の隙間のない画像を現像し、その後、紙表面の、クリーニングブレード３１による拭き残しを目視で判断した。紙表面に僅かでもトナーの付着を確認できたものは、クリーニング不足と判断した。その結果、クリーニングブレード３１のクリーニング可能最小線圧は２０Ｎ／ｍであった。この時、クリーニングローラ３２の配置方法としては、前述のように、感光体ドラム２１に対して１，０００ｇｆの力で押し付けている。

そして、図３に示すように、不定形トナーのみの場合から、徐々にカラー用の球形トナー量を増加した場合のクリーニング可能最小線圧を判定した。図３の横軸は、不定形トナー重量Ｗｕに対する球形トナー重量Ｗｓを示し、１．０の箇所が各々のトナー重量が同じであって、右に行くほど球形トナーの方が多くなる。縦軸は、クリーニングブレード３１によるクリーニング可能最小線圧を示している。上に行くほど高い線圧が必要、すなわち上に行くほどクリーニングブレード３１を強い力で感光体ドラム２１に押し付ける必要があるのでクリーニング性能が悪く、下に行くほどクリーニング性能が良いことになる。

図３によると、全ての色に対する画像形成動作で、感光体ドラム２１表面の近傍でクリーニングブレード３１とクリーニングローラ３２との間に残留する、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有する場合を超えると、クリーニング可能最小線圧が徐々に上昇していくのが分かる。すなわち、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５の場合を超えて球形トナーが多くなると、クリーニング性能が悪くなる。

ここで、一般的には、球形トナーは転写効率が高く、感光体ドラム２１表面に残留するトナー量は供給トナー量（現像トナー量）の５％以下（本実験では約４％）である。一方、不定形トナーは１０〜２０％（本実験では約１８％）が残留する。これにより、ブラックの不定形トナーが最も少なく、カラー３色の球形トナーが最も多く残留した場合、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとの関係は、おおよそ（Ｗｓ／Ｗｕ）＝１．５となる。

したがって、本発明のクリーニング装置３０のクリーニングブレード３１及びクリーニングローラ３２は、全ての色に対する画像形成動作で、感光体ドラム２１表面の近傍でクリーニングブレード３１とクリーニングローラ３２との間に残留する、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有するように、感光体ドラム２１に対して配置されている。

なお、上記実験において、感光体ドラム２１に供給される現像トナー量は、不定形トナーが０．６０ｍｇ／ｃｍ²、球形トナーが０．５２ｍｇ／ｃｍ²であった。また、転写効率や現像条件などを変更することより、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとの（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を保持できるようにすることも可能である。

続いて、クリーニングローラ３２の回転方法の変更が、感光体ドラム２１表面に残留するトナーの挙動に与える影響について、図４、及び図５を用いて説明する。図４はクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、クリーニングローラをその表面が感光体ドラム表面と異なる方向に移動する向きに回転させた状態を示すもの、図５は同じく、クリーニングローラをその表面が感光体ドラム表面と同じ方向に移動する向きに回転させた状態を示すものである。

図４に示すように、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向に移動する向きに回転させた場合、クリーニングブレード３１によって感光体ドラム２１表面から掻き取られたトナーは、クリーニングローラ３２上に落下して、再び感光体ドラム２１表面に付着することになる。また、感光体ドラム２１表面から直接クリーニングローラ３２に付着したトナーも、クリーニングブレード３１の付近で再び感光体ドラム２１表面に付着する。このようにして、感光体ドラム２１表面からクリーニングされたトナーは、スクリュー３３の方へ送り出されることはなく、クリーニングローラ３２とクリーニングブレード３１との間に滞留する。

図５に示すように、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させた場合、クリーニングブレード３１によって感光体ドラム２１表面から掻き取られたり、感光体ドラム２１表面から直接クリーニングローラ３２に付着したりしたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ３２の回転に従ってスクリュー３３の方に送り出される。そして、残留トナーは、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。

次に、クリーニング装置３０によるクリーニング動作について、図２、図４、及び図５に加えて、図６を用いて説明する。図６は、クリーニング時におけるクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。

なお、図６において、感光体ドラム２１は「ドラム」、クリーニングローラ３２は「ローラ」と記述した。クリーニングローラ３２の駆動方法については、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向に移動する向きに回転させる場合を「逆方向ＯＮ」、表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させる場合を「同方向ＯＮ」、感光体ドラム２１の回転に従って回転させる場合を「ＯＦＦ」と記述した。また、残留球形トナー量の変化は、図３に対応して「球形トナー重量Ｗｓ／不定形トナー重量Ｗｕ」で示した。感光体ドラム２１表面に残留するトナー量は、各現像器やクリーニングローラ３２等の駆動時における所定のタイミングで、クリーニングブレード３１周辺のトナーを採取し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて計測した。

図６に示すように、感光体ドラム２１に対する画像形成動作において、まず感光体ドラム２１が回転し始め、続いて４台の現像器である、ブラック用現像器２３Ｂ、シアン用現像器２３Ｃ、マゼンタ用現像器２３Ｍ、及びイエロー用現像器２３Ｙが順次駆動して、中間転写ベルト２４（図１参照）の表面にカラートナー像が形成される。

画像形成動作中、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向（逆方向）に移動する向きに回転させる（図４参照）。これにより、４色全てのトナーは、画像形成動作が終了するまでクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留する。不定形トナー量に対する球形トナー量は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各カラートナーが現像されるのに従って増加し、画像形成動作終了時には最大０．６９に達するが、１．５以下を保持している。

４色全ての画像形成動作が終了すると、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向（同方向）に移動する向きに回転させる（図５参照）。４色全てのトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ３２によりスクリュー３３の方へと送り出され、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。このようなクリーニング動作により、球形トナーは不定形トナーとともに感光体ドラム２１表面から除去される。

次に、クリーニング装置３０によるクリーニング動作を、第１の実施形態とは変化させた場合について、本発明の第２の実施形態として図２、図４、及び図５に加えて、図７を用いて説明する。図７は、クリーニング時におけるクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。なお、この実施形態のクリーニング装置の構成は、前記第１の実施形態と同じであるので、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。また、図７の描画方法についても図６と同様である。

図７に示すように、感光体ドラム２１に対する画像形成動作において、まず感光体ドラム２１が回転し始め、続いて第１色目であるブラックの現像が開始される。ブラックトナー、すなわち不定形トナーをクリーニングする時、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向（逆方向）に移動する向きに回転させる（図４参照）。これにより、３色のカラートナー、すなわち球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーはクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留する。

ブラックトナーの現像が終了し、３色のカラートナーのうち第１色目であるシアンの現像が開始されると、そのクリーニングのために、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向（同方向）に移動する向きに回転させる（図５参照）。そして、順次マゼンタ、イエローと、球形トナーのクリーニングが続けられる。球形の各カラートナーは、不定形のブラックトナーとともに、順次重力の作用や、クリーニングローラ３２によりスクリュー３３の方へと送り出され、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。不定形トナー量に対する球形トナー量は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各カラートナーが現像されるのに従って増加し、画像形成動作終了時には最大０．５４に達するが、１．５以下を保持している。

画像形成動作が終了すると、４色全てのトナーのクリーニングも済み、球形トナーは不定形トナーとともに感光体ドラム２１表面から除去される。

次に、クリーニング装置３０によるクリーニング動作を、第１、及び第２の実施形態とは変化させた場合について、本発明の第３の実施形態として図２、図４、及び図５に加えて、図８を用いて説明する。図８は、クリーニング時におけるクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。なお、この実施形態のクリーニング装置の構成は、前記第１の実施形態と同じであるので、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。また、図８の描画方法についても図６と同様である。

図８に示すように、感光体ドラム２１に対する画像形成動作において、まず感光体ドラム２１が回転し始め、続いて第１色目であるブラックの現像が開始される。ブラックトナー、すなわち不定形トナーをクリーニングする時、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向（逆方向）に移動する向きに回転させる（図４参照）。

ブラックのトナーの現像が終了し、３色のカラートナーのうち第１色目であるシアンの現像が開始されると、制御手段６０は、クリーニングローラ３２が感光体ドラム２１の回転に従って回転（図５参照）するように駆動手段５０を制御する。不定形トナー量に対する球形トナー量は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各カラートナーが現像されるのに従って増加し、画像形成動作終了時には最大１．２８に達するが、１．５以下を保持している。

画像形成動作が終了すると、４色全てのトナーのクリーニングも済み、球形トナーは不定形トナーとともに感光体ドラム２１表面から除去される。

次に、本発明の第４の実施形態に係るクリーニング装置について、その詳細な構成を、図１に加えて、図９を用いて説明する。図９は、感光体ドラムのクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。

図９に示すように、第４の実施形態は、前記第１〜３の実施形態と異なる点として、電源部７０を用いて、回転部材であるクリーニングローラ３２にバイアス電圧を印加できるようになっている。バイアス電圧は、トナーの帯電電位と逆極性の場合に３５０Ｖ、同極性の場合に９００Ｖである。ＤＣ電圧だけでなくＡＣ電圧を重畳させると、クリーニングローラ３２周辺にトナーを滞留させたり、スクリュー３３の方へ送り出したりする効率を高めることができる。したがって、特にトナーの帯電電位と同極性の場合に、画像形成動作終了時からクリーニングローラ３２を停止させるまでの時間を短くすることができる。電源部７０は制御装置６０によって制御され、制御手段６０が、クリーニング動作時のクリーニングローラ３２表面の電位やその極性を切り替える。

続いて、クリーニングローラ３２に印加するバイアス電圧の変更が、感光体ドラム２１表面に残留するトナーの挙動に与える影響について、図１０、及び図１１を用いて説明する。図１０はクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、トナーの帯電電位と逆極性のバイアス電圧をクリーニングローラに印加した状態を示すもの、図１１は同じく、トナーの帯電電位と同極性のバイアス電圧をクリーニングローラに印加した状態を示すものである。

図１０に示すように、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と逆極性のバイアス電圧を印加した場合、クリーニングローラ３２とトナーとは互いに吸引し合うので、クリーニングブレード３１によって感光体ドラム２１表面から掻き取られたトナーは、クリーニングローラ３２上に落下して、再び感光体ドラム２１表面に付着し易くなる。また、感光体ドラム２１表面から直接クリーニングローラ３２に付着したトナーも、クリーニングローラ３２表面から離れることはない。このようにして、クリーニングローラ３２が、常時感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転している場合であっても、感光体ドラム２１表面からクリーニングされたトナーは、スクリュー３３の方へ送り出されることはなく、クリーニングローラ３２の周辺に滞留せしめられる作用を強く受ける。

図１１に示すように、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と同極性のバイアス電圧を印加した場合、クリーニングローラ３２とトナーとは互いに反発し合うので、クリーニングブレード３１によって感光体ドラム２１表面から掻き取られたり、感光体ドラム２１表面から直接クリーニングローラ３２に付着したりしたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ３２の回転に従ってスクリュー３３の方に送り出され易くなる。そして、残留トナーは、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。

次に、クリーニング装置３０によるクリーニング動作について、図９〜図１１に加えて、図１２を用いて説明する。図１２は、クリーニング時におけるクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。なお、図１２の描画方法については、前記第１の実施形態の説明の際に用いた図６の描画方法と基本的に同じであるが、クリーニングローラ３２の回転制御に換えて、クリーニングローラ３２へ印加するバイアス電圧の制御チャートを描画している。クリーニングローラ３２は、常時感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転している。

図１２に示すように、感光体ドラム２１に対する画像形成動作において、まず感光体ドラム２１が回転し始め、続いて４台の現像器である、ブラック用現像器２３Ｂ、シアン用現像器２３Ｃ、マゼンタ用現像器２３Ｍ、及びイエロー用現像器２３Ｙが順次駆動して、中間転写ベルト２４（図１参照）の表面にカラートナー像が形成される。

画像形成動作中、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と逆極性のバイアス電圧を印加する（図１０参照）。これにより、４色全てのトナーは、クリーニングローラ３２に引き寄せられ、画像形成動作が終了するまでクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留する。不定形トナー量に対する球形トナー量は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各カラートナーが現像されるのに従って増加し、画像形成動作終了時には最大０．６９に達するが、１．５以下を保持している。

４色全ての画像形成動作が終了すると、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と同極性のバイアス電圧を印加する（図１１参照）。４色全てのトナーは、クリーニングローラ３２と反発し、重力の作用や、クリーニングローラ３２の回転に伴ってスクリュー３３の方へと送り出され、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。このようなクリーニング動作により、球形トナーは不定形トナーとともに感光体ドラム２１表面から除去される。クリーニングローラ３２の回転が停止されると、クリーニングローラ３２へのバイアス電圧印加も停止される。

次に、クリーニング装置３０によるクリーニング動作を、第４の実施形態とは変化させた場合について、本発明の第５の実施形態として図９〜図１１に加えて、図１３を用いて説明する。図１３は、クリーニング時におけるクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。なお、この実施形態のクリーニング装置の構成は、前記第４の実施形態と同じであるので、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。また、図１３の描画方法についても図１２と同様である。

図１３に示すように、感光体ドラム２１に対する画像形成動作において、まず感光体ドラム２１が回転し始め、続いて第１色目であるブラックの現像が開始される。ブラックのトナー、すなわち不定形トナーをクリーニングする時、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と逆極性のバイアス電圧を印加する（図１０参照）。これにより、３色のカラートナー、すなわち球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーはクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留する。

ブラックのトナーの現像が終了し、３色のカラートナーのうち第１色目であるシアンの現像が開始されると、そのクリーニングのために、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、トナーの帯電電位と同極性のバイアス電圧を印加する（図１１参照）。そして、順次マゼンタ、イエローと、球形トナーのクリーニングが続けられる。球形の各カラートナーは、不定形のブラックトナーとともに、順次重力の作用や、クリーニングローラ３２と反発してスクリュー３３の方へと送り出され、スクリュー３３によりハウジング３４の外部へと搬送される。不定形トナー量に対する球形トナー量は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各カラートナーが現像されるのに従って増加し、画像形成動作終了時には最大０．５４に達するが、１．５以下を保持している。

画像形成動作が終了すると、４色全てのトナーがクリーニングも済み、球形トナーは不定形トナーとともに感光体ドラム２１表面から除去される。

このようにして、複数の色毎に画像形成プロセスを繰り返す像担持体である感光体ドラム２１表面に残留するトナーのクリーニング装置３０において、感光体ドラム２１に接触してその表面に付着するトナーを掻き取るクリーニングブレード３１と、このクリーニングブレード３１の感光体ドラム２１回転方向上流側に設けられ、感光体ドラム２１に接触する回転部材であるクリーニングローラ３２と、このクリーニングローラ３２を回転させる駆動手段５０と、この駆動手段５０を制御する制御手段６０とを備え、前記不定形、及び球形の複数のトナーのうち不定形トナーを最初にクリーニングするものであるとともに、制御手段６０が、クリーニング動作時のクリーニングローラ３２の回転方法を選択するので、不定形トナーをクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留させておく期間を任意に選択することができる。これにより、球形トナーのクリーニング時に、好適な量の不定形トナーを混合させてクリーニングすることが可能となる。したがって、小径で、形や大きさの揃った球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、感光体ドラム２１表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を得ることができる。

また、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、感光体ドラム２１に対する全ての色の画像形成動作が終了するまでは、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、全ての色の画像形成動作終了時に、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させるので、画像形成動作中に感光体ドラム２１表面に残留するトナーを、全ての色の画像形成動作が終了するまでクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留させておくことができる。これにより、不定形、及び球形の複数の異なる色のトナーについて、感光体ドラム２１表面に残留する不定形、及び球形の全てのトナーを同時にクリーニングすることが可能となる。したがって、不定形トナーを用いた球形トナーのクリーニング性能が高められる。

また、制御手段６０は、クリーニングローラ３２を、不定形トナーのクリーニング時は、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、球形トナーのクリーニング時は、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させるので、球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーをクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留させておくことができ、複数の異なる色の球形トナーをクリーニングする時、各色毎に順次球形トナーを不定形トナーとともに排出することができる。これにより、クリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に存在する、先に現像した色の球形トナーを、後に現像した色の球形トナーをクリーニングする時にできるだけ少なくなるようにすることが可能となる。したがって、球形トナーのクリーニング性能がさらに向上する。

そして、クリーニングローラ３２は、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転する時に、感光体ドラム２１の回転に従って回転するので、駆動手段５０によってクリーニングローラ３２を回転させる時間を短くすることができる。これにより、駆動手段５０で消費されるエネルギーを低減させることが可能であるので、省エネルギー化が図られたクリーニング装置３０を得ることができる。また、駆動手段５０にクリーニングローラ３２の回転方向を切り替える機能を設ける必要がないので、クリーニング装置３０の低コスト化を図ることが可能となる。

さらに、クリーニングローラ３２にバイアス電圧を印加する電源部７０を備え、制御手段６０が、電源部７０を制御して、クリーニング動作中にクリーニングローラ３２へ印加するバイアス電圧を切り替えるので、クリーニングローラ３２とトナーとが、逆極性の場合は互いに吸引し合い、同極性の場合は互いに反発し合う性質を、トナーのクリーニングに利用することができる。これにより、球形トナーのクリーニングが始まるまで、不定形トナーをクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留させておく作用を強めることができ、他の箇所に不定形トナーが飛散するのを抑制することが可能となる。したがって、球形トナーのクリーニング時に、不定形トナーをより多く混合させてクリーニングすることが可能となる。その結果、感光体ドラム２１表面に残留するトナーに対するクリーニング性能をさらに向上させることができる。

また、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、感光体ドラム２１に対する全ての色の画像形成動作が終了するまではトナーと逆極性の電圧を印加し、全ての色の画像形成動作終了時からクリーニングローラ３２が停止するまでの間はトナーと同極性の電圧を印加するので、画像形成動作中に感光体ドラム２１表面に残留するトナーを、全ての色の画像形成動作が終了するまでクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留し易くすることができる。これにより、感光体ドラム２１表面に残留する不定形、及び球形の全てのトナーを同時にクリーニングする効果が高められ、不定形トナーを用いた球形トナーのクリーニング性能が一層向上する。

また、制御手段６０は、クリーニングローラ３２に、不定形トナーのクリーニング時はトナーと逆極性の電圧を印加し、球形トナーのクリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加するので、球形トナーのクリーニングが始まるまで不定形トナーをクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺に滞留させておく作用と、各色毎に順次球形トナーを不定形トナーとともに排出する作用とを高めることができる。これにより、先に感光体ドラム２１表面で現像した色の球形トナーを、後の色の球形トナーのクリーニングを開始する前にクリーニングローラ３２やクリーニングブレード３１の周辺から排除する効果が高くなり、球形トナーのクリーニング性能がさらに向上する。

そして、不定形トナーがブラックトナーであり、球形トナーがブラック以外のトナーであるので、カラートナーに小径で、形や大きさの揃った球形トナーを用いることができる。これにより、より鮮明で高画質なカラー画像が得られるとともに、不定形のブラックトナーによりクリーニング性能を向上させることが可能となる。

また、全ての色に対する画像形成動作で、感光体ドラム２１表面の近傍でクリーニングブレード３１とクリーニングローラ３２との間に残留する、球形トナー重量Ｗｓと不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有するようクリーニングブレード３１及びクリーニングローラ３２を配置したので、鮮明で高画質な画像を形成するために球形トナーを多く使用した場合であっても、感光体ドラム２１表面に残留するトナーのクリーニングに対し、好適な不定形トナーの量を保持することが可能となる。したがって、鮮明で高画質な画像が得られるのとともに、無駄に浪費される不定形トナーを抑制して、低ランニングコストで資源・環境に配慮したクリーニング装置３０を得ることができる。

また本発明では、上記クリーニング装置３０を画像形成装置１に搭載することとしたので、球形トナーを用いることによって得られる鮮明で高画質な画像を損なうことなく、感光体ドラム２１表面に残留するトナーに対して好適なクリーニング性能を保持することが可能であって、低ランニングコストで資源・環境に配慮した高性能な画像形成装置１を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、不定形、及び球形の複数の異なる色のトナーを用い、各色毎に現像、転写、クリーニングの画像形成プロセスを繰り返す像担持体に対して設けられるクリーニング装置において利用可能である。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載したプリンタを示す模型的垂直断面左側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。 球形トナー量がクリーニング可能最小線圧に及ぼす影響を示すグラフである。 図２と同様の模型的垂直断面部分拡大図にして、クリーニングローラを所定の方向に回転させた状態を示すものである。 図２と同様の模型的垂直断面部分拡大図にして、クリーニングローラを図４とは異なる方向に回転させた状態を示すものである。 本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係るクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係るクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係るクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。 図９と同様の模型的垂直断面部分拡大図にして、トナーの帯電電位と逆極性のバイアス電圧をクリーニングローラに印加した状態を示すものである。 図９と同様の模型的垂直断面部分拡大図にして、トナーの帯電電位と同極性のバイアス電圧をクリーニングローラに印加した状態を示すものである。 本発明の第４の実施形態に係るクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。 本発明の第５の実施形態に係るクリーニング装置の制御チャート及びこれに対応した残留球形トナー量の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
２３ 現像装置
２３ａ ロータリーラック
２３Ｂ ブラック用現像器
２３Ｃ シアン用現像器
２３Ｍ マゼンタ用現像器
２３Ｙ イエロー用現像器
２４ 中間転写ベルト
３０ クリーニング装置
３１ クリーニングブレード
３２ クリーニングローラ（回転部材）
３３ スクリュー
３４ ハウジング
５０ 駆動手段
６０ 制御手段
７０ 電源部

Claims (10)

1. 不定形、及び球形の複数の異なる色のトナーを用い、各色毎に現像、転写、クリーニングの画像形成プロセスを繰り返す像担持体に対して、その表面に残留する各色のトナーをプロセス毎に順次クリーニングする単一のクリーニング装置において、
   前記像担持体に接触してその表面に付着するトナーを掻き取るブレードと、このブレードの像担持体回転方向上流側に設けられ、像担持体に接触する回転部材と、この回転部材を回転させる駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記不定形、及び球形の複数のトナーのうち不定形トナーを最初にクリーニングするものであるとともに、前記制御手段が、クリーニング動作時の前記回転部材の回転方法を選択することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記制御手段は、前記回転部材を、前記像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまでは、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、全ての色の画像形成動作終了時に、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させ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. 前記制御手段は、前記回転部材を、前記不定形トナーのクリーニング時は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、前記球形トナーのクリーニング時は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記回転部材は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転する時に、像担持体の回転に従って回転することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記回転部材にバイアス電圧を印加する電源部を備え、前記制御手段が、前記電源部を制御して、クリーニング動作中に回転部材へ印加するバイアス電圧を切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記制御手段は、前記回転部材に、前記像担持体に対する全ての色の画像形成動作が終了するまではトナーと逆極性の電圧を印加し、全ての色の画像形成動作終了時から回転部材が停止するまでの間はトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
7. 前記制御手段は、前記回転部材に、前記不定形トナーのクリーニング時はトナーと逆極性の電圧を印加し、前記球形トナーのクリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
8. 前記不定形トナーがブラックトナーであり、前記球形トナーがブラック以外のトナーであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
9. 全ての色に対する画像形成動作で、前記像担持体表面の近傍で前記ブレードと前記回転部材との間に残留する、前記球形トナー重量Ｗｓと前記不定形トナー重量Ｗｕとが、（Ｗｓ／Ｗｕ）＜１．５なる関係を有するよう前記ブレード及び前記回転部材を配置したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

Images