JP4961702B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式で採用される、残留トナー等の残留物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式では、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電器によって帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより感光体表面に静電潜像を形成しその静電潜像を現像器によってトナーで現像して感光体表面にトナー像を形成するトナー像形成サイクルによって、感光体表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する。

所定の被転写面に転写を終えた感光体表面には、未転写のトナーやトナーに添加されていた外添剤粒子、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物など複数種類の異物が残留するため、これらを次のトナー像形成サイクルに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。

トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、例えば、感光体表面との摺擦によって機械的に残留物を除去する方式が提案されている。

ところが、この機械的な除去方式を採用すると、感光体表面に機械的な外力が加えられる。また、感光体表面には、帯電器、現像器、転写手段等によっても電気的、機械的な外力が直接加えられる。このため、感光体の表面には磨耗や傷に対する耐久性が要求され、この耐久性を確保するため、表面が硬い感光体（例えば、特許文献１等参照）を用いる傾向にある。

しかしながら、表面が硬い感光体を用いると、今度は、感光体表面から残留物を機械的に除去することが困難になる。帯電の際に生じた放電生成物は感光体表面に付着しており、特に、放電生成物が感光体表面から除去しにくくなる。感光体表面に付着した放電生成物が吸湿すると画像形成時に画像流れが引き起こされるため、放電生成物は十分に除去しなくてはならない。

そこで、従来では、複数の繊維を回転軸の周りに有し回転する回転繊維体を、上記クリーニング手段よりも感光体の回転方向上流側で感光体表面に接触させ、その回転繊維体によって放電生成物を除去する技術が提案されている（特許文献２参照）。
特許第３２６４２１８号公報 特開２００２−２４４５２２号公報

この特許文献２に記載された技術を応用し、残留トナー粒子や外添剤粒子を回転繊維体の繊維に捕獲させるとともに保持させて、トナー粒子等を保持した繊維と感光体表面との摺擦によって感光体表面から放電生成物を除去することが考えられる。

図１は、特許文献２に記載された技術を応用したクリーニング装置を示す図である。

図１に示すクリーニング装置９１は、時計方向に回転する感光体ドラム９２の、所定の被転写面に転写を終えた表面９２１に接するクリーニングブラシ９１１とロール体９１２とを備えている。また、このクリーニング装置９１は、回収ロール９１３、スクレーパ部材９１４、および搬送用オーガ９１５も備えている。

図１に示すクリーニングブラシ９１１は、感光体ドラム９２の回転軸と平行に延在した中心軸９１１１から放射状に延びた毛（ブラシ繊維）９１１２を有する。クリーニングブラシ９１１は、この毛９１１２の先端が感光体ドラム表面９２１および回収ロール９１３の周面の双方に食い込んだ状態で中心軸９１１１を中心にして回転し、感光体ドラム表面９２１上の残留トナー粒子ｔはこの毛９１１２によって掻き取られる。クリーニングブラシ９１１の毛９１１２によって掻き取られた残留トナー粒子ｔは回収ロール９１３によってクリーニングブラシ９１１から回収される。さらに、回収ロール９１３に回収された残留トナー粒子ｔはスクレーパ部材９１４によって回収ロール９１３から掻き落とされ、掻き落とされた残留トナー粒子ｔは搬送用オーガ９１５によって不図示の排出口まで搬送される。

ロール体９１２は、残留トナー粒子ｔを除去するクリーニングブラシ９１１よりも、感光体回転方向上流側に配置されている。このため、感光体ドラム９２が回転することでこのロール体９１２に向けて残留トナー粒子ｔが運ばれてくる。図１に示すロール体９１２は、周面に複数の繊維９１２１を有する回転体であり、運ばれてきた残留トナー粒子ｔは、このロール体９１２の繊維９１２１によって捕捉され、その繊維９１２１に保持される。感光体ドラム表面９２１に付着した放電生成物は、ロール体９１２に保持された残留トナー粒子ｔによって感光体ドラム表面９２１から掻き取られる。

ここで、画像密度が高いトナー像が形成されると、ロール体９１２には、大量の残留トナー粒子ｔが運ばれてくるため、ロール体９１２に残留トナー粒子が塊状に堆積しやすい。また、図１に示すように下流側のクリーニングブラシ９１１と上流側のロール体９１２の位置関係が、クリーニングブラシ９１１によって除去した残留トナー粒子ｔがロール体９１２の上に落下してくる（図１中の２点鎖線で囲んだ部分Ａ参照）位置関係にあると、ロール体９１２に残留トナー粒子ｔが塊状に堆積しやすい。

図２は、ロール体に塊状に堆積していた残留トナー粒子がそのロール体から離脱した様子を示す図である。

ロール体９１２に残留トナー粒子ｔが塊状に堆積し、その塊状の残留トナー粒子ｔが感光体ドラム表面９２１へ戻ると、塊状の残留トナー粒子ｔ（図２中の２点鎖線で囲んだ部分Ｂ参照）がクリーニングブラシ９１１へ到達し、クリーニングブラシ９１１によるクリーニング不良が生じる場合がある。

図３は、クリーニングブラシの毛に、トナー粒子の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加した態様を示す図である。

感光体ドラム９２の、所定の被転写面に転写を終えた表面９２１には両極性の残留トナー粒子ｔが存在していることから、正極に帯電した残留トナー粒子ｔがロール体９１２の繊維９１２１に塊状に堆積することがある。この図３に示すように、クリーニングブラシ９１１の毛９１１２に、トナー粒子の帯電極性（ここでは負極性とする）とは逆極性のバイアス（正極のバイアス）を印加し、その毛９１１２によって残留トナー粒子ｔを電気的に引きつけるようしておくと、正極に帯電した残留トナー粒子ｔの塊と、正極のバイアスが印加されたクリーニングブラシ９１１とは反発し合い、結局、この塊はクリーニングブラシ９１１よって除去されず、クリーニングブラシ９１１を通過して（図３中の２点鎖線で囲んだ部分Ｃ参照）画質欠陥を生じさせる。

本発明は上記事情に鑑み、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を解決する本発明のクリーニング装置は、トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、そのトナー像を被転写面に転写する転写領域までそのトナー像を搬送する像担持体の、その被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物をその表面から除去するクリーニング装置において、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーをその表面から除去するクリーニング手段と、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、上記クリーニング手段よりもその像担持体の循環移動方向上流側で接した複数の繊維を上記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、その回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
上記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とする。

ここにいう像担持体とは、一様に帯電された後に露光を受け静電潜像が形成される感光体であってもよいし、その感光体からトナー像が１次転写され、記録媒体への２次転写の際に剥離放電が生じる中間転写体であってもよい。すなわち、本発明のクリーニング装置は、感光体表面のクリーニング装置としても、中間転写体表面のクリーニング装置としても適用することができる。

本発明のクリーニング装置によれば、残留トナー粒子が、上記回転繊維体の複数の繊維に像担持体表面から捕捉されて繊維と繊維の間に保持されるが、それら複数の繊維には上記当接部材が当接している。このため、上記回転繊維体に保持された残留トナー粒子は、上記回転繊維体が回転することで上記当接部材によってこそげ落とされるが、残留トナー粒子総てがこそげ落とされることはなく、繊維と繊維の間に入り込んだ残留トナー粒子は残り、上記回転繊維体の複数の繊維には、像担持体表面から放電生成物を掻き取るのに好適な量の残留トナー粒子が保持される。したがって、本発明のクリーニング装置は、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去することができる。

なお、ここにいうクリーニング手段は、上記像担持体表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよいし、あるいは上記像担持体表面に毛の先端を接触させながら回転するクリーニングブラシであってもよいが、これらのブレードやブラシに限定されるものではない。また、上記回転繊維体は、複数の繊維からなる布を上記回転軸の周りに巻き付けてなるロール状のものであってもよいし、あるいは上記回転軸から放射状に延びた毛（ブラシ繊維）を有するブラシ状のものであってもよい。さらに、上記当接部材は、先端を上記回転繊維体の複数の繊維に接触させたスクレーパ状のものであってもよいし、毛の先端を上記複数の繊維に接触させたブラシ状のものであってもよい。また、上記複数の繊維に接した発泡層を有するものであってもよい。

また、本発明のクリーニング装置において、上記回転繊維体は、上記複数の繊維として太さが１０μｍ以下の複数の繊維を有するものであることが好ましい。

こうすることで、上記回転繊維体の、上記像担持体表面に接した面がポーラス状になり、像担持体表面が、このポーラス状の面で摺擦される。その結果、上記回転軸の延在方向に均一に残留トナー粒子が保持され、像担持体表面から、放電生成物が像担持体の中心軸の延在方向に均一に除去される。加えて、上記繊維体が、上記像担持体表面の循環移動方向に１．５ｍｍ以上の幅をもったものであることがより好ましい。

上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してその感光体表面にトナー像を得、そのトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーをその表面から除去するクリーニング手段と、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、上記クリーニング手段よりも上記感光体の回転方向上流側で接した複数の繊維を上記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、その回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
上記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とする。

ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記感光体表面に接する面であってもよいし、あるいは記録媒体の記録面であってもよい。

本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のクリーニング装置を備えているため、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去することができる。

また、本発明の画像形成装置において、トナー粒子よりも小さな潤滑剤粒子とそのトナー粒子とを含む現像剤を収容し、上記感光体表面に形成された静電潜像をその現像剤中のトナー粒子によって現像する現像器を備えた態様や、あるいは、
トナー粒子よりも小さな研磨剤粒子とそのトナー粒子とを含む現像剤を収容し、上記感光体表面に形成された静電潜像をその現像剤中のトナー粒子によって現像する現像器を備えた態様が好ましい。

上記クリーニング手段が上記感光体の表面に先端を圧接させたクリーニングブレードである場合には、その先端の磨耗やカケを抑えるために潤滑剤粒子を含む前者の態様が好ましく、その潤滑剤粒子としてはステアリン酸亜鉛等があげられる。また、研磨剤粒子を含む後者の態様によれば、上記回転繊維体に、上記トナー粒子よりも研磨力が高い研磨剤粒子もトナー粒子とともに保持され、放電生成物の、感光体表面からの掻取力が高まり、好ましい。

また、本発明の画像形成装置において、上記感光体の回転速度と上記回転繊維体の回転速度との速度差を制御する制御部や、あるいは、
上記感光体表面と上記回転繊維体の複数の繊維との接触圧を制御する制御部を備えたことも好ましい。

上記速度差を制御する制御部によれば、上記速度差を広げれば放電生成物の掻取力が高められ、上記接触圧を制御する制御部によれば、上記接触圧を高めれば放電生成物の掻取力も高められる。したがって、上記いずれの制御部を備えることで、上記回転繊維体による掻取力が調整される。

さらに、この画像形成装置内の湿度もしくは温度、または湿度および温度を検知する環境検知センサを備え、
上記制御部が、上記環境検知センサの検知結果に基づいて上記速度差やあるいは上記接触圧を制御するものであることがより好ましく、より具体的には、
上記制御部が、上記環境検知センサの検知結果を用いて算出された画像形成装置内の絶対水分量、その環境検知センサの検知結果に基づく温度、およびその環境検知センサの検知結果に基づく湿度のいずれかが所定値を越えているか否かを判定し、越えていれば、上記速度差を広げるものであることや、あるいは上記接触圧を高めるものであることが好ましい。

放電生成物に起因した画像流れは高湿条件で発生しやすく、高湿条件下で高い掻取力が必要になる。このため、上記制御部は、上記絶対水分量、検知結果に基づく温度、および検知結果に基づく湿度のいずれかのパラメータを用いて、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応する。

一方、低温低湿下では、高湿条件下ほど高い掻取力は必要なく、掻取力が必要以上に高いと、過剰な掻き取りによって感光体表面が必要以上に磨耗したり傷ついたり、さらには上記回転繊維体自身の劣化も進んでしまうため、上記制御部に、上記回転繊維体の掻取力を低下させる必要があることを、上記いずれかのパラメータを用いて検知させ対応させるようにしてもよい。

さらに、上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、この画像形成装置の主電源がオンされたときに行うものであってもよい。

また、この画像形成装置が、記録媒体に転写したトナー像に熱を加えることによりその記録媒体にトナー像を定着させる定着器を備えたものであれば、
上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合に行うものであってもよい。

高温高湿の環境下に長時間置かれた後に主電源がオンされた画像形成装置では、装置内の湿度が高湿であることや、あるいは、トナー像に熱を加える加熱動作が行われない定着器のスリープ状態が所定時間続くと、装置内の湿度は高湿になることがあるが、上記のような制御部であれば、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応することができる。

さらに、上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、この画像形成装置の主電源がオンされたときや、あるいは上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合に行い、その結果、上記速度差を広げる場合や、あるいは上記接触圧を高める場合に、上記感光体表面に、上記中心軸の延在方向に延びるトナーバンドを形成させるものであることがより好ましい。

この画像形成装置の主電源がオンされたときや、あるいは上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合には、上記回転繊維体には残留トナー粒子が十分に供給されておらず、上記回転繊維体の繊維に残留トナー粒子が十分に保持されていない可能性がある。そこで、いわゆるトナー像形成サイクルに入る前に上記制御部が上記トナーバンドを形成させ、このトナーバンドを未転写のまま上記回転繊維体まで到達させ、上記回転繊維体の繊維に残留トナー粒子を十分に保持させることで、放電生成物を十分に除去することができる。

本発明によれば、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図４は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。

図４に示す画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体である用紙に転写（２次転写）し、定着するものである。

図４に示す画像形成装置１は、４つのトナー像形成ユニット１０、４つの１次転写ロール２０、３つの支持ロール３１に支持されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト３０、２次転写を行う一括転写装置４０、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置５０を備えている。

４つのトナー像形成ユニット１０は、中間転写ベルト３０の循環方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット１０には、時計回りに回転する感光体ドラム１１が配備されている。各感光体ドラム１１は、円筒状の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を積層してなるものであって、保護層の表面は、この感光体ドラム１１の表面に相当する。保護層は、架橋構造を有する化合物を含む層であり、図４に示す感光体ドラム１１は対摩耗性が非常に高いものである。これらの感光体ドラム１１の表面は、中間転写ベルト３０に接している。中間転写ベルト３０が感光体ドラム１１に接する領域には、中間転写ベルト３０を感光体ドラム１１と挟み込むように１次転写ロール２０が配備されており、この領域が１次転写領域である。１次転写ロール２０には１次転写バイアスが印加される。

ここで、図４とともに図５も用いて、本実施形態の画像形成装置の説明をさらに進める。

図５は、図４に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットの概略構成を中心に示した図である。

図５に示すトナー像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１の他に、帯電器１２、露光器１３、現像器１４、クリーニング前帯電器１５、クリーニング前除電器１６、クリーニング装置１７、および除電器１８を備えている。また、図５には、感光体ドラム１１の保護層１１１が模式的に示されている。図５に示す感光体ドラム１１は回転軸１１ａを中心にして回転することで、保護層（感光体ドラム表面１１ｂ）は、回転軸１１ａの周りを循環移動する。

帯電器１２は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この帯電器１２には、帯電器制御部１２１による制御のもと、帯電器高圧電源１２２から帯電バイアスが印加される。露光器１３は、感光体ドラム表面１１ｂに向けて、画像情報に基づくレーザ光を照射するものである。現像器１４は、トナー粒子およびトナー粒子よりも微粒子の研磨微粒子や潤滑剤微粒子を含む現像剤を収容した現像剤収容体１４１と、現像剤収容体１４１中のトナー粒子を担持して感光体ドラム１１の表面に対向した状態で回転する現像ロール１４２を有する。現像剤収容体１４１に収容された現像剤中のトナー粒子は負極に帯電する負極帯電型のトナー粒子である。また、研磨微粒子はトナー粒子よりも研磨力が高いものであり、潤滑剤微粒子はステアリン酸亜鉛である。トナー粒子は、現像器１４内で負極性に帯電され、感光体ドラム１１の表面１１ｂに静電的に移行する。

ここで、図５に示すトナー像形成ユニット１０で実施されるトナー像形成サイクルについて簡単に説明する。

図５に示すトナー像形成ユニット１０においてトナー像形成サイクルが行われる際には、矢印Ｒ方向に回転する感光体ドラム表面１１ｂは、まず、帯電器１２によって一様に帯電される。次に、露光器１３によって画像情報に基づくレーザ光が照射され、感光体ドラム表面１１ｂに静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１４によって現像され、感光体ドラム表面１１ｂにはトナー像が形成される。こうして形成されたトナー像は、１次転写領域において感光体ドラム表面１１ｂから、矢印Ｃ方向に移動する中間転写ベルト３０の表面に１次転写バイアスの作用によって転写される。感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂは、後述するクリーニング装置１７が配備された領域を経由した後、除電器１８によって除電され、一連のトナー像形成サイクルが終了する。こうしたトナー像形成サイクルが各トナー像形成ユニット１０ごとに実施され、各トナー像形成ユニット１０で形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像となる。

また、図４に示す一括転写装置４０は、中間転写ベルト３０のトナー像担持面側に圧接配置された２次転写ロール４１と、中間転写ベルト３０の裏面側に配置されたバックアップロール４２を備えており、これら２つのロール４１，４２で中間転写ベルト３０を挟みこんでいる。これら２つのロール４１，４２の間が２次転写領域になる。

さらに、図４に示す画像形成装置１には、用紙トレイ６０が配備されており、用紙トレイ６０に収容された用紙Ｐは、フィードロール６１によって用紙トレイ６０から送り出され、所定のタイミングで２次転写領域へと送り込まれる。２次転写領域では、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像が、送り込まれてきた用紙Ｐ上に転写される。定着装置５０は、加熱機構５１１を有する定着ロール５１、および定着ロール５１に対向するように設けられた圧力ロール５２を備えている。互いに対向する定着ロール５１と圧力ロール５２との間には、２次転写位置を通過した用紙Ｐが搬送されてくる。用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール５１の加熱機構５１１により溶融され用紙Ｐに定着する。

また、一括転写装置４０の下流側にはベルトクリーナ７０が設けられており、中間転写ベルト３０上の残留トナーは、このベルトクリーナ７０によって中間転写ベルト３０上から除去される。

一方、図５示す感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂには、１次転写領域において中間転写ベルト３０表面へ移行することができなかった残留トナーや、その残留トナーに付着していた研磨剤微粒子や潤滑剤微粒子、さらには、帯電において生じた放電生成物など、複数種類の異物が残留している。図４および図５に示すクリーニング装置１７は、これら複数種類の異物を除去するための装置であって、１次転写領域よりも感光体ドラム回転方向下流側であって帯電領域よりも感光体ドラム回転方向上流側の位置に配備されたものである。また、このクリーニング装置１７の手前には、クリーニング前帯電器１５とクリーニング前除電器１６が配備されている。感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１１には両極性の残留トナーが存在するため、これら両極性の残留トナーをクリーニング前帯電器１５によって一方の極性に揃え、クリーニング前除電器１６によって感光体表面上の残留電位レベルを落とし、残留トナーが、クリーニング装置１７によって除去されやすいようにする。ここでは、クリーニング前帯電器１５によって、残留トナー粒子は、帯電極性と同じ極性の負極性に揃えられる。

図５に示すクリーニング装置１７は、本発明のうちのクリーニング装置の一実施形態に相当し、クリーニングブラシ１７１、回収ロール１７２、スクレーパ部材１７３、廃トナー搬送オーガ１７４、ロール体１７５、および当接部材１７６を備えている。クリーニングブラシ１７１は、感光体ドラム１１の回転軸１１ａと平行に延在した中心軸１７１１から放射状に延びた導電性の毛１７１２を有するものである。このクリーニングブラシ１７１は、毛１７１２の先端が感光体ドラム表面１１ｂおよび回収ロール１７２の周面の双方に食い込んだ状態で中心軸１７１１を中心にして回転する。クリーニングブラシ１７１の毛１７１２には、クリーニング前帯電器１５によって残留トナー粒子が揃えられる極性（負極性）とは逆極性である正極性のクリーニングバイアスが印加されており、残留トナー粒子は、このクリーニングバイアスの作用によってクリーニングブラシ１７１の毛１７１２に引き寄せられるとともにこの毛１７１２によって掻き取られる。すなわち、クリーニングブラシ１７１は、感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂに残留した残留トナー粒子をその表面１１ｂから除去するものであり、本発明にいうクリーニング手段の一例に相当する。また、トナー粒子から離脱して感光体ドラム表面１１ｂに残留した研磨効果等を発揮する外添剤粒子も、このクリーニングブラシ１７１によってその表面１１ｂから除去される。クリーニングブラシ１７１は、クリーニング性能の経時劣化が少なく、板状のクリーニングブレードを用いるよりも、特に高速機においては有利である。また図５に示すクリーニングブラシ１７１は積極的に電界を利用するクリーニング方式であるため、電気的作用を利用せず機械的に掻き取るクリーニングブレードでは困難である球状トナーのクリーニングに対しても優位性をがある。クリーニングブラシ１７１の毛１７１２に移行した残留トナー粒子や外添剤粒子（以下、これらを総称して残留トナー成分と称する）はクリーニングバイアスの作用によってその毛１７１２に保持される。回収ロール１７２も、感光体ドラム１１の回転軸１１ａと平行に延びた中心軸を中心にして回転するものであり、クリーニングブラシ１７１の毛１７１２に保持された残留トナー成分を回収する。スクレーパ部材１７３は、回収ロール１７２によって回収された残留トナー成分を回収ロール１７２から掻き落とす。スクレーパ部材１７３によって掻き落とされた残留トナー成分は、廃トナー搬送オーガ１７４によってクリーニング装置１７の外まで搬送される。

ロール体１７５は、クリーニングブラシ１７１よりも、感光体ドラム回転方向上流側に配備されたものである。このロール体１７５は、感光体ドラム１１の回転軸１１ａに平行な回転軸１７５１の周りに多数の微細繊維からなる不織布１７５２を巻き付けてなるロール状のものであって、その不織布１７５２の多数の微細繊維は、感光体ドラム１１の表面１１ｂに接している。すなわち、図５に示すロール体１７５は、感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂに接した多数の微細繊維を、感光体ドラム１１の回転軸１１ａに平行な回転軸１７５１の周りに有し、その回転軸１７５１を中心にして回転する回転繊維体である。多数の微細繊維それぞれは、太さが１０μｍ以下でのものであり、このロール体１７５の、感光体ドラム表面１１ｂに接する周面はポーラス状になっている。またロール体１７５は、感光体ドラム１１の回転方向に１．５ｍｍ以上の当接幅をもって接するように、ある程度の押付圧で感光体ドラム表面１１ｂに押し付けられている。このロール体１７５は、残留トナー成分を除去するクリーニングブラシ１７１よりも上流側に配置されているため、感光体ドラム１１が回転することでこのロール体１７５に向けて残留トナー成分が運ばれてくる。残留トナー成分は、ロール体１７５の微細繊維によって捕捉されて繊維と繊維の間に保持される。感光体ドラム表面１１ｂに付着した放電生成物等の付着物や、放電に伴う感光体１０の表面劣化層は、微細繊維に保持された残留トナー成分によって感光体ドラム表面１１ｂから掻き取られる。こうして掻き取られた放電生成物等は、微細繊維に捕捉された残留トナー成分に付着する。従来の一般的なクリーナであるクリーニングブレードでは、感光体表面への接触が線接触であるため残留トナー成分が接触部（ブレードエッジ先端部）より離脱しやすく研磨効果は向上しないが、このロール体１７５は感光体ドラム表面１１ｂに対して、感光体回転方向に１．５ｍｍ以上にわたって接触し、しかもロール体１７５の、感光体ドラム表面１１ｂに接した周面はポーラス状になっているため、ロール体１７５に、回転軸１７５１の延在方向に均一に残留トナー成分が保持され、感光体ドラム表面１１ｂから、放電生成物が感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に均一に除去される。

新たな残留トナー成分がロール体１７５に運ばれてくると、ロール体１７５に保持されている残留トナー成分と、新たに運ばれてきた感光体ドラム表面１１ｂ上の残留トナー成分との間で入れ替わりが起こり、ロール体１７５に保持されている残留トナー成分の一部が感光体ドラム表面１１ｂに戻る。感光体ドラム表面１１ｂに戻った残留トナー成分は、感光体ドラム１１が回転することで下流側のクリーニングブラシ１７１に向かい、そのクリーニングブラシ１７１によって感光体ドラム表面１１ｂから除去される。すなわち、ロール体１７５に一旦捕捉され、感光体ドラム表面１１ｂから掻き取られた放電生成物等が付着した残留トナー成分は、最終的にクリーニングブラシ１７１によって感光体ドラム表面１１ｂから除去される。

当接部材１７６は、ロール体１７５の回転軸１７５１の延在方向に延びたウレタンスポンジ製の柱状のものである。この当接部材１７６は、ロール体１７５の周面の複数の微細繊維に接した発泡層１７６１を有するものである。

図６は、図５に示すロール体に残留トナー粒子が塊状に堆積した様子を示す図である。

図６に示す感光体ドラム１１には画像密度が高いトナー像が形成された結果、図６に示すロール体１７５には、大量の残留トナー成分ｔ’（図６中の２点鎖線で囲んだ部分Ｄ参照）が運ばれてきている。また、図６に示すロール体１７５の、当接部材１７６よりも回転方向上流側の部分には残留トナー成分ｔ’が塊状に堆積している様子（図６中の２点鎖線で囲んだ部分Ｅ参照）が示されている。

図７は、図６に示すロール体が回転した様子を示す図であり、図８は、図７中の２点鎖線で囲んだ部分Ｆの拡大図である。

当接部材１７６よりも回転方向上流側の部分に塊状に堆積した残留トナー成分ｔ’は、ロール体１７５が回転することで当接部材１７６によってこそげ落とされるが、当接部材１７６に保持された残留トナー成分の中には、繊維と繊維の間に入り込んだものもあり、繊維と繊維の間に入り込んだ残留トナー成分までもがこそげ落とされることはなく、ロール体１７５周面の多数の微細繊維には、感光体ドラム表面１１ｂから放電生成物等を掻き取るのに好適な量の残留トナー成分ｔ’が残る（図８参照）。当接部材１７６によってこそげ落とされた残留トナー成分ｔ’は、図７に示す廃トナー搬送オーガ１７４によってクリーニング装置１７の外まで搬送される。

図９は、図７に示すロール体に保持された残留トナー成分と新たな残留トナー成分との入れ替えが行われた様子を示す図である。

当接部材１７６によって残留トナー成分ｔ’の保持量が調整されたロール体１７５からは、感光体ドラム表面１１ｂ上に残留トナー成分Ｔ’の塊が戻ることはなく、そのロール体１７５からは、クリーニングブラシ１７１で十分に除去することができる量の残留トナー成分ｔ’（図９中の２点鎖線で囲んだ部分Ｇ参照）が感光体ドラム表面１１ｂ上に戻る。この結果、感光体ドラム表面１１ｂに戻った残留トナー成分ｔ’は、クリーニングブラシ１７１によって感光体ドラム表面１１ｂから確実に除去される。

さらに、図４に示す画像形成装置１は環境検知センサ８１と制御部８２も備えている。図４に示す環境検知センサ８１は、この画像形成装置１内の湿度もしくは温度、または湿度および温度を検知するものである。また、図４に示す制御部８２は、この画像形成装置１全体の制御を司るものであるが、ここでは、感光体ドラム１１の残留物をクリーニングする制御について説明する。感光体ドラム１１の回転速度やロール体１７５の回転速度は可変である。また、ロール体１７５の、感光体ドラム表面１１ｂへの押付圧も可変である。制御部８２は、感光体ドラム表面１１ｂに存在する残留物のクリーニングを制御するにあたり、これらの回転速度や押付圧を制御する。すなわち、制御部８２は、感光体ドラム１１の回転速度とロール体１７５の回転速度との速度差を制御したり、あるいは感光体ドラム表面１１ｂとロール体１７５の複数の微細繊維との接触圧を制御する。制御部８２によって、上記速度差が広げられればロール体１７５による放電生成物の掻取力が高められ、反対に上記速度差が縮められればロール体１７５による放電生成物の掻取力が弱められる。また、制御部８２によって、上記接触圧が高められればロール体１７５による放電生成物の掻取力も高められ、反対に上記接触圧が弱められればロール体１７５による放電生成物の掻取力も弱められる。したがって、図５に示す制御部８２によって、ロール体１７５による掻取力が調整される。

制御部８２は、環境検知センサ８１の検知結果に基づいて上記速度差やあるいは上記接触圧を制御する。例えば、制御部８２は、環境検知センサ８１で検知した湿度または湿度および温度に対して上記速度差があらかじめ設定した速度差になるようにした設定値を少なくとも１つ以上有する。このことは上記接触圧についても同じであり、制御部８２は、環境検知センサ８１で検知した湿度または湿度および温度に対して上記接触圧があらかじめ設定した接触圧になるようにした設定値を少なくとも１つ以上有する。また、制御部８２は、環境検知センサ８１の検知結果を用いて算出されたこの画像形成装置１内の絶対水分量、環境検知センサ８１の検知結果に基づく湿度または湿度および温度が、あらかじめ定めた規定値以上の条件下においては、この画像形成装置１の主電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態になったときもしくは、図４に示す定着装置５０のスリープ状態が規定時間以上続いた場合の立ち上がり時に、上記速度差を規定値以上に設定し、規定時間もしくは感光体ドラム１１の回転数が規定数に達した後は、その速度差を上記規定値未満にしたり、あるいは、上記速度差に代えて上記接触圧を規定値以上に設定し、規定時間もしくは感光体ドラム１１の回転数が規定数に達した後は、その接触圧を上記規定値未満にする。放電生成物に起因した画像流れは高湿条件で発生しやすく、高湿条件下で高い掻取力が必要になる。高温高湿の環境下に長時間置かれた後に主電源がオンされた画像形成装置では、装置内の湿度が高湿であることや、あるいは、定着ロール５１に内臓された加熱機構５１１による加熱が行われないスリープ状態が所定時間続くと、装置内の湿度は高湿になることがある。そこで、制御部８２は、この画像形成装置の主電源がオンされたタイミングや、定着装置５０のスリープ状態が所定時間続いたタイミングで、環境検知センサ８１の検知結果に基づくいずれかのパラメータを用いて、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応する。一方、掻取力が必要以上に高いと、過剰な掻き取りによって感光体ドラム表面１１ｂが必要以上に磨耗したり傷ついたり、さらにはロール体の微細繊維自身の劣化も進んでしまうため、規定時間もしくは感光体ドラム１１の回転数が規定数に達した後は、上記速度差や上記接触圧をそれぞれの規定値未満にする。

さらに、制御部８２は、環境検知センサ８１の検知結果に基づくいずれかのパラメータの値が規定値以上で主電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態なったとき、もしくは、定着装置のスリープ状態が規定時間以上続いた場合に、トナー像形成サイクルに入る前に感光体ドラム表面１１ｂにトナーバンドを形成させる。画像形成装置１の主電源がオンされたときや、あるいは定着装置５０のスリープ状態が所定時間続いた場合には、ロール体１７５には残留トナー成分が十分に供給されておらず、ロール体１７５の微細繊維に残留トナー成分が十分に保持されていない可能性がある。そこで、トナー像形成サイクルに入る前に制御部８２が、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に延びるトナーバンドを形成させ、このトナーバンドを未転写のままロール体１７５まで到達させ、ロール体１７５の微細繊維に残留トナー成分を十分に保持させることで、放電生成物を十分に除去することができる。

続いて、これまで説明したクリーニング装置１７の変形例について説明する。以下、図１に示す画像形成装置の構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

図１０は、当接部材をスクレーパ部材に変更したクリーニング装置を示す図であり、図１１は、当接部材をブラシ部材に変更したクリーニング装置を示す図である。

図５に示す当接部材１７６は、ウレタンスポンジ製の柱状のものであったが、図１０に示す当接部材１７６は、先端１７６ａをロール体１７５の微細繊維に接触させたスクレーパ部材である。また、図１１に示す当接部材１７６は、一方向に延びる毛１７６５の先端をロール体１７５の微細繊維に接触させた歯ブラシ状のブラシ部材である。図１０及び図１１に示すいずれの当接部材１７６であっても、ロール体１７５の微細繊維に塊状に堆積した残留トナー成分は、感光体ドラム表面１１ｂから放電生成物等を掻き取るのに好適な量の残留トナー成分ｔ’を残してこそげ落とされ、感光体ドラム表面１１ｂ上に残留トナー成分の塊が戻ることはなく、クリーニングブラシ１７１によって感光体ドラム表面１１ｂはしっかりとクリーニングされる。

図１２は、クリーニングブラシの代わりにクリーニングブレードを配備したクリーニング装置を示す図である。

これまでの説明では、感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂに残留した残留トナー成分をその表面１１ｂから除去するクリーニング手段としてブラシ部材であるクリーニングブラシを用いて説明してきたが、弾性を有する板状のクリーニングブレード１７９であってもよい。図１２に示すクリーニングブレード１７９は、感光体ドラム表面１１ｂに先端エッジ部１７９１を圧接させた状態で、感光体ドラム１１の回転軸の延在方向に延びるものである。このクリーニングブレード１７９は、感光体ドラム表面１１ｂに残留した残留トナー成分を感光体ドラム１１が回転することで、電気的作用を利用せず機械的に掻き取る。

現像剤中のステアリン酸亜鉛である潤滑剤微粒子は、残留トナー成分中に含まれており、クリーニングブレード１７９の先端エッジ部１７９１に磨耗やカケが発生するのを抑える。

なお、これまでは、本発明のうちのクリーニング装置の発明を、感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面１１ｂをクリーニングするクリーニング装置１７に適用した例を説明してきたが、用紙Ｐへの２次転写の際に剥離放電が生じ、その結果放電生成物が中間転写ベルト３０にも付着することがあることから、この発明は、図４に示す中間転写ベルト３０をクリーニングするベルトクリーナ７０にも適用することができる。
（実施例）
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。
（実施例１）
試験機として、図１に示す画像形成装置の基本的構成と同じ基本的構成の画像形成装置を用いた。以下、詳細を示す。
［感光体ドラム］
先ず、ホーニング処理を施した外径８４ｍｍφの円筒状アルミニウム基材を準備した。次に、ジルコニウム化合物（商品名：オルガチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）を１００部、シラン化合物（商品名：Ａ１１００、日本ユニカー社製）を１０部、イソプロパノールを４００部、及びブタノールを２００部混合し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液をアルミニウム基材上に浸漬塗布し、１５０℃で１０分間加熱乾燥し、膜厚０．１μｍの下引層を形成した。

次に、Ｘ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が、７．５°、９．９°、１２．５°、１６．３°、１８．６°、２５．１°及び２８．３°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンを１部、ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）を１部、及び酢酸ｎ−ブチルを１００部混合し、さらにガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間処理して分散し、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を下引層上に浸漬塗布し１００℃で１０分間加熱乾燥し、膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記式（Ｉ）で示される電荷輸送材料を２部、下記式（ＩＩ）で示される構造単位を有する高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）を３部、及びクロロベンゼンを２０部混合し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。

この電荷輸送層形成用塗布液を、上記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して１１０℃で４０分加熱し、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。

次に、下記式（ＩＩＩ）で示される化合物を２部、レジトップＰＬ４８５２（群栄化学製）を３部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（ＡＯ−８０：旭電化製）を０．１部、フッ素グラフトポリマー（ＺＸ００７Ｃ：富士化成製）を０．２部、及びフッ素カップリング剤（ＫＢＭ−７８０３：信越化学製）を０．１部混合し、イソプロピルアルコール１０部に溶解させ、保護層形成用塗布液を得た。

この保護層形成用塗布液を、上記電荷輸送層上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分風乾した後、１３５℃で１時間加熱処理して硬化させ、膜厚約５μｍの保護層を形成した。こうして得られた感光体ドラムを組み込んだ。感光体ドラムの回転速度（周速）は、２６４ｍｍ／ｓとした。
［現像剤／トナー］
ＦｕｊｉＸｅｒｏｘ製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４５０使用のトナーと現像剤をそのまま使用した。
［帯電器］
ＦｕｊｉＸｅｒｏｘ製Ｃｏｌｏｒ ＤｏｃｕＴｅｃｈ ６０Ｖそのもののコロトロン帯電器を使用した。印加電流は直流−９００μＡの定電流制御で印加した。
［現像器］
ＦｕｊｉＸｅｒｏｘ製Ｃｏｌｏｒ ＤｏｃｕＴｅｃｈ ６０Ｖ使用のハウジングに、現像剤とトナーは前記ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４５０のものと入れ替え使用した。
［クリーニング前帯電器］
ＦｕｊｉＸｅｒｏｘ製Ｃｏｌｏｒ ＤｏｃｕＴｅｃｈ ６０Ｖそのもののコロトロン帯電器を使用した、印加電流は直流−８２μＡの定電流制御で印加した。
［クリーニング前除電器］
発光ダイオードを用いた。
［クリーニング装置］
＜ロール体＞
外径（直径）１７．０ｍｍの発泡ウレタン製のロール（イノアックコーポレーション製 材質型番ＲＲ２６ Ｆ硬度５８°厚さ３．５ｍｍ）の周面に、日本バイリーン社製（材質型番ＷＰ８０８５）の不織布（繊維太さ：３〜５μｍ、厚さ０．４２ｍｍ）を巻き付けたものを用いた。

このロール体の、感光体ドラムへの食い込み量は約１．２ｍｍとし、回転方向は、感光体ドラムと接する領域で感光体ドラムの回転方向と同方向とした。また、ロール体の回転速度（周速）／感光体ドラムの回転速度（周速）は、０．７とした。
＜当接部材＞
発泡ウレタン製の柱状のものを用いた。
＜クリーニングブラシ＞
外径（直径）１５．０ｍｍのロール状のブラシ部材を用いた。
ブラシ材質（原糸ユニチカ製ＵＵＮ）：１２ナイロン、繊維太さ：２デニール、電気抵抗：１×１０⁵Ω、毛足長さ：１．５ｍｍ、繊維密度：１２０×１０³本／６．４５ｃｍ²、感光体ドラムへの食い込み量：約０．５ｍｍ、周速：６０ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体ドラムと接する領域で感光体ドラムの回転方向とは逆方向、ブラシ印加バイアス：＋２５０Ｖ
＜回収ロール＞
材質：導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗：１×１０⁶Ω、曲げ弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１７１:９４）：１００ＭＰａ、磨耗量（ＪＩＳ Ｋ６９０２）：２ｍｇ、ロックウェル硬度（ＪＩＳ Ｋ７２０２:９５、Ｍスケール）：１２０、クリーニングブラシへの食い込み量：１．０ｍｍ、周速：７０ｍｍ／ｓ、印加バイアス：−８００Ｖ
＜スクレーパ部材＞
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、回収ロールへの食い込み量：１．３ｍｍ、フリーレングス（自由長）：８．０ｍｍ
以上説明した構成の画像形成装置を用いて、濃度ｃｉｎ５０％の帯状画像を持ったＡ４横送りチャートを約１２０００枚プリントし、約１２時間放置後、装置起動直後の画像サンプル（全面ハーフトーン等）にて画質評価を行った。又、環境は画像流れの多発条件である高温高湿条件（２８℃、８５％ＲＨ）にて行った。ここでの評価では、代表的な画質不良である「画像流れ」、「クリーニング不良」の２点について評価を行った。評価結果を表１に示す。

表１中の○印は、画質不良の末発生を表し、×印は画質不良の発生を表す。
（実施例２）
クリーニング装置に配備されたロール体の回転速度（周速）を３０ｍｍ／ｓ以上２５０ｍｍ／ｓ以下の範囲で可変とし、ロール体の回転速度（周速）と感光体ドラムの回転速度（周速）との速度差を変更できるようにした以外は、実施例１と同じ画像形成装置を用いた。ここでは、ロール体の回転速度（周速）と感光体ドラムの回転速度（周速）との速度差を、ロール体の回転速度（周速）／感光体ドラムの回転速度（周速）という速度比ＳＲとして捉え、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに速度比ＳＲを異ならせた。すなわち、イエロー色(単にＹ色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．９とし、マゼンタ色(単にＭ色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．７とし、シアン色(単にＣ色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．４とし、黒色(単にＫ色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．１とした。

ここでは、感光体ドラムの磨耗Ｒａｔｅを測定するため、下記表２に示す、温度と湿度の組合せを異ならせた条件１〜１６までの各環境下で、感光体ドラムを５００００回転させた。

また、５００００回転後、実験環境にて８時間放置後、朝一番にて、画像密度３０％のハーフトーン（Ａ３サイズ）を採取し、そのときの画像抜けや画像流れがあるかを確認した。結果を速度比ＳＲごとにまとめて表３から表６までに示す。

上記表３から表６までのＤｅｌｅｔｉｏｎ（ディレッション）の欄における○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表している。また、磨耗Ｒａｔｅ（単位：ｎｍ／ｋｃｙ）は、感光体ドラム１０００回転（ｋｃｙ）あたりの感光体ドラムの磨耗量（単位：ｎｍ）をあらわしている。この磨耗量は、渦電流方式フィッシャー社製フィッシャースコープＭＭＳを使用して測定した。
（実施例３）
試験機として実施例２で用いた画像形成装置を用いて、以下の実験を行った。

感光体の磨耗Ｒａｔｅが一番少なくなるように速度比ＳＲを０．９に設定し、温度３０℃，湿度９０％の環境下において感光体ドラムを１５０００回転走行させた後、試験機の主電源をオフにし８時間放置させた後、前記ディレッション抽出画像のサンプリングを行った。この際、画像形成動作に入る前に、感光体ドラムとロール体それぞれを空回転させる空回しサイクルを行わない場合と、感光体ドラムの回転数を２０回転、４０回転、６０回転と代えて空回しサイクルを実施した場合とで試験を行った。空回しサイクルでは、感光体ドラムの回転速度とロール体の回転速度は画像形成時と同じにし、帯電器は動作させず、クリーニング前帯電器は動作させた。またここでも、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに速度比ＳＲを異ならせ、Ｙ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．９とし、Ｍ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．７とし、Ｃ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．４とし、Ｋ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比ＳＲを０．１とした。さらに、Ｔｅｓｔ３−１〜Ｔｅｓｔ３−４では、空回しサイクルを実施する前に、感光体ドラム１周分のトナーバンドを形成し、そのトナーバンドを未転写のままクリーニング装置に送り込み、Ｔｅｓｔ３−５〜Ｔｅｓｔ３−８では、空回しサイクル実施前のトナーバンド形成は行わなかった。画像抜けや画像流れがあるかを確認したので、結果をトナーバンド形成の有無で分けて、表７及び表８に示す。

上記表７が、トナーバンド形成を行ったＴｅｓｔ３−１〜Ｔｅｓｔ３−４の結果を示し、上記表８が、トナーバンド形成を行わなかったＴｅｓｔ３−５〜Ｔｅｓｔ３−８の結果を示す。表７及び表８中の○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表す。
（実施例４）
各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに、ロール体の、感光体ドラム表面への押付圧を異ならせた以外は、実施例１と同じ画像形成装置を用いた。ここでは、Ｙ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を９．８ｍＮ／ｍｍとし、Ｍ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を１９．６ｍＮ／ｍｍとし、Ｃ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を２９．４ｍＮ／ｍｍとし、Ｋ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置でにおけるロール体の押付圧を３９．２ｍＮ／ｍｍとした。

また、この実施例４でも、実施例２と同様に感光体ドラムの磨耗Ｒａｔｅを測定し、さらに、実施例２と同様にして画像抜けや画像流れがあるかを確認した。結果を押付圧ごとにまとめて表９から表１２までに示す。

上記表９から表１２までのＤｅｌｅｔｉｏｎ（ディレッション）の欄における○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表している。また、磨耗Ｒａｔｅ（単位：ｎｍ／ｋｃｙ）は、感光体ドラム１０００回転あたりの感光体ドラムの磨耗量（ｎｍ）をあらわしている。この磨耗量は、渦電流方式フィッシャー社製フィッシャースコープＭＭＳを使用して測定した。
（実施例５）
試験機として実施例４で用いた画像形成装置を用いて、以下の実験を行った。

感光体の磨耗Ｒａｔｅが一番少なくなるようにロール体の、感光体ドラム表面への押付圧を９．８ｍＮ／ｍｍに設定し、温度３０℃，湿度９０％の環境下において感光体ドラムを１５０００回転走行させた後、試験機の主電源をオフにし８時間放置させた後、前記ディレッション抽出画像のサンプリングを行った。この際、画像形成動作に入る前に、感光体ドラムとロール体それぞれを空回転させる空回しサイクルを行わない場合と、感光体ドラムの回転数を２０回転、４０回転、６０回転と代えて実施例３と同じように空回しサイクルを実施した場合とで試験を行った。ここでは、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに上記押付圧を異ならせ、Ｙ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を９．８ｍＮ／ｍｍとし、Ｍ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を１９．６ｍＮ／ｍｍとし、Ｃ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を２９．４ｍＮ／ｍｍとし、Ｋ色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を３９．２ｍＮ／ｍｍとした。さらに、Ｔｅｓｔ５−１〜Ｔｅｓｔ５−４では、空回しサイクルを実施する前に、感光体ドラム１周分のトナーバンドを形成し、そのトナーバンドを未転写のままクリーニング装置に送り込み、Ｔｅｓｔ５−５〜Ｔｅｓｔ５−８では、空回しサイクル実施前のトナーバンド形成は行わなかった。画像抜けや画像流れがあるかを確認したので、結果をトナーバンド形成の有無で分けて、表１３及び表１４に示す。

上記表１３が、トナーバンド形成を行ったＴｅｓｔ５−１〜Ｔｅｓｔ５−４の結果を示し、上記表１４が、トナーバンド形成を行わなかったＴｅｓｔ５−５〜Ｔｅｓｔ５−８の結果を示す。表１３及び表１４中の○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表す。
（比較例１）
実施例１で用いた画像形成装置のクリーニング装置から、ロール体と当接部材との双方を取り外した以外は実施例１と同じ画像形成装置を用いて、実施例１と同様な試験および評価を行った。結果を表１に示す。
（比較例２）
実施例１で用いた画像形成装置のクリーニング装置から、当接部材のみを取り外した以外は実施例１と同じ画像形成装置を用いて、実施例１と同様な試験および評価を行った。結果を表１に示す。

比較例１では、ロール体を取り外したことから感光体ドラム表面から放電生成物を十分に除去することができず、感光体ドラム表面に付着した放電生成物が吸湿して画像流れが発生したと考える。また、ロール体を残して当接部材を取り外した比較例２では、ロール体に残留トナー成分が塊状になって堆積し、クリーニングブラシで除去することができずにクリーニング不良が発生したと考える。これに対して、実施例１では、画像流れもクリーニング不良も発生しておらず良好な結果を得た。この良好な結果は、ロール体が微細繊維に残留トナー粒子を好適な量だけ保持して放電生成物をしっかりと除去したことによるものと考える。

また、表３〜表６、および表９〜表１２では、一部でも白抜けや画像流れが発生した場合は×印を記したが、これらの表におけるいずれの試験においても、ロール体と当接部材は備えられていることから、実使用上は問題になることはない。以下、相対的な比較を行いながらこれらの表に示される結果を分析すると、高温高湿条件になればなるほどディレッションは悪化してゆき、感光体の磨耗Ｒａｔｅは減少することがわかる。逆に低温低湿状態になればなるほど感光体の磨耗Ｒａｔｅは大きくなり感光体のライフを短くすることもわかる。さらに、今回使用した感光体ドラムにおいては、磨耗Ｒａｔｅを、５．０ｎｍ／ｋｃｙ以上になるよう設定すればディレッションを完全に回避できることがわかった。

また、感光体ドラムとロール体との速度差を大きくすればするほど、あるいは感光体ドラムとロール体との押付圧を大きくすればするほど感光体ドラムの磨耗Ｒａｔｅは大きくなり、ディレッションの抑制効果も大きいことが確認された。

図１３は、代表的な環境下における速度比ＳＲと今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Ｒａｔｅの関係を示すグラフであり、図１４は、代表的な環境下における押付圧と今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Ｒａｔｅの関係を示すグラフである。

ここにいう代表的な環境下とは、１０℃，１５％Ｒｈ、２０℃，５０％Ｒｈ、３０℃，９０％Ｒｈの３環境下のことをいう。また、いずれのグラフの縦軸も感光体ドラムの磨耗Ｒａｔｅを示し、図１３のグラフの横軸は、ロール体の回転速度（周速）／感光体ドラムの回転速度（周速）という速度比ＳＲを示し、図１４のグラフの横軸は、ロール体の、感光体ドラム表面への押付圧をしめす。なお、図１３では速度比ＳＲをもって表しているが、この速度比ＳＲが１から小さくなればなるほど感光体ドラムとロール体との速度差は大きくなる。

ここで、実施例２で用いた画像形成装置の制御部に、温度と湿度の組合せに対する速度比ＳＲを予め規定した下記表１５に示すようなテーブルを持たせておき、その画像形成装置内に設置してある環境検知センサからの出力に対して、上記テーブルに従ってロール体の回転速度を可変させ同様の実験を実施した。

ここでは、１０℃，１５％Ｒｈ、２０℃，５０％Ｒｈ、３０℃，９０％Ｒｈの３環境下それぞれで感光体ドラムを３５０００回転ずつさせ、最終的には１０５０００回転させる走行実験を行った。その結果、実験終了まで、ディレッションは一度も発生することなく、感光体の磨耗Ｒａｔｅも５．５ｎｍ／ｋｃｙとなり環境が変化しても磨耗Ｒａｔｅの上昇を抑制することができた。今回用いた感光体ドラムは、表面の保護層が５μｍあることから、感光体ドラムとして９０００００回転の寿命の見通しを得ることができた。

また、実施例４で用いた画像形成装置の制御部に、温度と湿度の組合せに対する上記押付力（単位：ｍＮ／ｍｍ）を予め規定した下記表１６に示すようなテーブルを持たせておき、その画像形成装置内に設置してある環境検知センサからの出力に対して、上記テーブルに従って上記押付圧を可変させ同様の実験を実施した。

ここでも、１０℃，１５％Ｒｈ、２０℃，５０％Ｒｈ、３０℃，９０％Ｒｈの３環境下それぞれで感光体ドラムを３５０００回転ずつさせ、最終的には１０５０００回転させる走行実験を行った。その結果、実験終了まで、ディレッションは一度も発生することなく、感光体の磨耗Ｒａｔｅも５．５ｎｍ／ｋｃｙとなり環境が変化しても磨耗Ｒａｔｅの上昇を抑制することができた。今回用いた感光体ドラムは、表面の保護層が５μｍあることから、感光体ドラムとして９０００００回転の寿命の見通しを得ることができた。

さらに、表７と８、および表１３と１４でも、一部でも白抜けや画像流れが発生した場合は×印を記したが、これらの表におけるいずれの試験においても、ロール体と当接部材は備えられていることから、実使用上は問題になることはない。以下、相対的な比較を行いながらこれらの表に示される結果を分析すると、画像形成動作中は感光体ドラムの磨耗を低下させた状態においても、次の画像動作前における感光体ドラムのリフレッシュ動作において、感光体ドラムとロール体との速度差を広げることでも、あるいはロール体の押付圧を大きくすることでも、劣化した感光体ドラムの保護層が研磨されて画像欠陥をより確実に抑えることができることが確認された。このときは、リフレッシュ動作の前にトナーバンドをロール体に供給することで，リフレッシュ効果は大きくなり、空回しサイクルは短くてすむ。さらにトナーバンド形成時には１次転写ロールを退避させたり、１次転写バイアスをＯＮさせなかったり、出力を下げるなどしてロール体に供給するトナー量を実質増加させることでトナーの消費が抑えられ、トナーバンドの長さも短くできるので効率的である。このリフレッシュサイクルの導入で、通常の画像形成時の感光体ドラムの磨耗は抑制しつつ高温高湿条件下でのディレッション抑制が実現できる。

特許文献２に記載された技術を応用したクリーニング装置を示す図である。 ロール体に塊状に堆積していた残留トナー粒子がそのロール体から離脱した様子を示す図である。 クリーニングブラシの毛に、トナー粒子の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加した態様を示す図である。 本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。 図４に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットの概略構成を中心に示した図である。 図５に示すロール体に残留トナー粒子が塊状に堆積した様子を示す図である。 図６に示すロール体が回転した様子を示す図であり、 図７中の２点鎖線で囲んだ部分Ｆの拡大図である。 図７に示すロール体に保持された残留トナー成分と新たな残留トナー成分との入れ替えが行われた様子を示す図である。 当接部材をスクレーパ部材に変更したクリーニング装置を示す図であり、 当接部材をブラシ部材に変更したクリーニング装置を示す図である。 クリーニングブラシの代わりにクリーニングブレードを配備したクリーニング装置を示す図である。 代表的な環境下における速度比ＳＲと今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Ｒａｔｅの関係を示すグラフである。 代表的な環境下における押付圧と今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Ｒａｔｅの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ トナー像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ 現像器
１５ クリーニング前帯電器
１６ クリーニング前除電器
１７ クリーニング装置
１７１ クリーニングブラシ
１７５ ロール体
１７５１ 回転軸
１７５２ 不織布
１７６ 当接部材
１８ 除電器
２０ １次転写ロール
３０ 中間転写ベルト
４０ 一括転写装置
５０ 定着装置
６０ 用紙トレイ
７０ ベルトクリーナ

Claims (3)

1. トナー像を表面に担持して中心軸の周りを回転することで、前記トナー像を被転写面に転写する転写領域まで前記トナー像を搬送する像担持体と、
   前記中心軸に平行な回転軸および該回転軸に巻き付けられた微細繊維からなる不織布を有する回転繊維体であって、該不織布を前記転写領域よりも前記像担持体の回転方向下流側で該像担持体に接触させた状態で該回転軸を中心に回転することで、前記被転写面に転写されずに前記像担持体の表面に残留したトナーを該不織布の微細繊維によって捕獲する回転繊維体と、
   前記回転繊維体よりも鉛直上方かつ前記像担持体の回転方向下流側で前記像担持体に接触し、前記像担持体の表面のトナーを除去するトナー除去手段と、
   前記トナー除去手段から落下したトナーが前記回転繊維体に落下する落下位置よりも、前記回転繊維体の回転方向下流側かつ前記回転繊維体の鉛直下方で前記回転繊維体と接触するスポンジ材であって、前記回転繊維体に堆積したトナーを掻き落とし、かつ前記微細繊維中に捕獲されたトナーを前記回転繊維体の回転方向に均一化するトナー均一化部材と、
   を備えるクリーニング装置。
2. 前記トナー除去手段が回転体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. トナー像を表面に担持して中心軸の周りを回転することで前記トナー像を搬送する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電装置と、
   前記帯電装置によって帯電された像担持体表面に露光光を照射することにより前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
   前記静電潜像をトナーで現像して前記像担持体表面にトナー像を形成する現像装置と、
   前記像担持体表面上のトナー像を、転写領域で被転写面に転写する転写装置と、
   転写された前記トナー像を最終的に記録媒体上に定着する定着装置と、
   前記中心軸に平行な回転軸および該回転軸に巻き付けられた微細繊維からなる不織布を有する回転繊維体であって、該不織布を前記転写領域よりも前記像担持体の回転方向下流側で該像担持体に接触させた状態で該回転軸を中心に回転することで、前記被転写面に転写されずに前記像担持体の表面に残留したトナーを該不織布の微細繊維によって捕獲する回転繊維体と、
   前記回転繊維体よりも鉛直上方かつ前記像担持体の回転方向下流側で前記像担持体に接触し、前記像担持体の表面のトナーを除去するトナー除去手段と、
   前記トナー除去手段から落下したトナーが前記回転繊維体に落下する落下位置よりも、前記回転繊維体の回転方向下流側かつ前記回転繊維体の鉛直下方で前記回転繊維体と接触するスポンジ材であって、前記回転繊維体に堆積したトナーを掻き落とし、かつ前記微細繊維中に捕獲されたトナーを前記回転繊維体の回転方向に均一化するトナー均一化部材と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images