(57)【要約】【課題】記録媒体上の非画像領域にトナーが付着した場合であっても、ユーザーの手や衣服などを汚すことのないクリーニング装置を提供する。【解決手段】加熱制御手段が、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御可能な定着装置を備えた画像形成装置に搭載されるクリーニング装置３５であって、定着処理後の記録媒体Ｐ上の未定着トナーｉを除去する第１の除去部材３６と、第１の除去部材３６に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材３７とを備える。【選択図】図６
2015022140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、前記定着部材に当接してニップ部を形成する当接部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱手段は、それぞれ独立して加熱可能でかつ記録媒体の幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有し、前記加熱制御手段が、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御可能な定着装置を備えた画像形成装置に搭載されるクリーニング装置であって、
定着処理後の記録媒体上の未定着トナーを除去する第１の除去部材と、
前記第１の除去部材に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材とを備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記第２の除去部材は、前記第１の除去部材に付着している未定着トナーを機械的に掻き落として除去する部材である請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記第２の除去部材は、前記第１の除去部材に付着している未定着トナーを静電的に吸着して除去する部材である請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記第２の除去部材に付着している未定着トナーを機械的に掻き落として除去する第３の除去部材を備える請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記第１の除去部材は、所定の電圧が印加されることで、対向部材との間で記録媒体上の未定着トナーを第１除去部材側へ転移させる静電気力を発生させるものであって、
前記対向部材は、導電性の芯金と、当該芯金の外周面を被覆する中抵抗層を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記第２の除去部材は、所定の電圧が印加されることで、前記第１の除去部材との間で未定着トナーを第２の除去部材側へ転移させる静電気力を発生させるものであって、前記第２の除去部材は、導電性の芯金と、絶縁性の表層と、これらの間に介在する中抵抗層とを有する請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
定着装置に対して記録媒体搬送方向の下流側近傍に配置された請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えた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】
本発明は、記録媒体上の未定着トナーを除去するクリーニング装置、クリーニング装置を備える定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等の画像形成装置においては、記録媒体としての用紙にトナー画像を定着させる定着装置が設けられている。定着装置は、加熱手段によって加熱される定着部材と、この定着部材に当接する当接部材とを有し、定着部材と当接部材との当接により形成されたニップ部を用紙が通過することにより、その用紙上のトナーが加熱溶融されて定着される。
【０００３】
一般的に、加熱手段は、通紙幅全体に渡って定着部材を加熱するように構成されており、これによって用紙全体が加熱される。しかしながら、画像が用紙の一部の領域にしか存在しない場合は、画像の存在しない非画像領域において、熱エネルギーが無駄に消費されることになる。
【０００４】
そこで、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減するため、例えば、下記特許文献１などには、用紙上の画像に応じて加熱領域を変更し、定着に必要な画像領域は加熱するが、定着に必要ない非画像領域は加熱しない、又は加熱温度を低くするように制御する定着装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、画像形成装置においては、現像工程や転写工程の異常等により、用紙上の非画像領域にトナーが付着する場合がある。非画像領域にトナーの付着が生じた場合、上記のような非画像領域を加熱しない、又は加熱温度を低くする定着装置においては、非画像領域に付着したトナーは定着処理後も溶けずに未定着トナーとして用紙上に残存する。このため、印刷後の用紙から未定着のトナーが脱落し、用紙を取り扱うユーザーの手や衣服などを汚す虞がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体上の非画像領域にトナーが付着した場合であっても、ユーザーの手や衣服などを汚すことのないクリーニング装置、そのクリーニング装置を備える定着装置及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、定着部材と、前記定着部材に当接してニップ部を形成する当接部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱手段は、それぞれ独立して加熱可能でかつ記録媒体の幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有し、前記加熱制御手段が、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御可能な定着装置を備えた画像形成装置に搭載されるクリーニング装置であって、定着処理後の記録媒体上の未定着トナーを除去する第１の除去部材と、前記第１の除去部材に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、記録媒体の非画像領域にトナーが付着した場合であっても、定着処理後の非画像領域に存在する未定着トナーを第１の除去手段によって除去することができる。これにより、ユーザーの手や衣服などがトナーで汚れてしまうのを防止することができる。さらに、第１の除去手段に付着している未定着トナーを第２の除去手段によって除去することで、第１の除去手段による未定着トナー除去機能を長期に亘って維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】前記画像形成装置に搭載される定着装置の概略構成図である。
【図３】定着装置が備えるヒータの構成を示す図である。
【図４】画像形成パターンを示す平面図である。
【図５】通紙時のヒータの出力と定着ベルトの温度変化を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
【図８】定着処理前の用紙上の未定着トナーの帯電量分布と、定着処理後の用紙上の未定着トナーの帯電量分布とを示すグラフである。
【図９】使用環境が高温高湿、常温常湿、低温低湿である場合の定着処理後の未定着トナーの帯電量分布を示すグラフである。
【図１０】一般的に使用されているブラシ繊維の断面図である。
【図１１】一般的に使用されているブラシ繊維の断面図である。
【図１２】電荷注入が生じにくくなるような改良が施されたブラシ繊維の断面図である。
【図１３】電荷注入が生じにくくなるような改良が施されたブラシ繊維の断面図である。
【図１４】直毛タイプのブラシ繊維の縦断面である。
【図１５】湾曲毛タイプのブラシ繊維の縦断面である。
【図１６】ブラシ繊維を直毛にした場合と、湾曲毛にした場合とのクリーニング性を比較した結果を示すグラフである。
【図１７】クリーニングブラシの線速比を異ならせた場合のクリーニング性を比較した結果を示すグラフである。
【図１８】中抵抗層を有する電極ローラの概略構成図である。
【図１９】（ａ）は中抵抗層を有する電極ローラの等価回路の説明図であり、（ｂ）は中抵抗層を有しない電極ローラの等価回路の説明図である。
【図２０】中抵抗層を有する対向ローラの概略構成図である。
【図２１】本発明に係るクリーニング装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２２】本発明に係るクリーニング装置を定着装置に一体的に設けた構成を示す図である。
【図２３】本発明を適用可能な他の定着装置の概略構成図である。
【図２４】本発明を適用可能なさらに別の定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
図１に示す画像形成装置は、モノクロ画像形成装置であり、その装置本体１の中央には、像担持体としての感光体２が配設されている。感光体２の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ３と、露光手段を構成する光源４及びミラー５と、現像ローラ６を備える現像手段７と、転写手段８と、クリーニングブレード９を備えるクリーニング手段１０等が配設されている。
【００１２】
また、装置本体１には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１２と、タイミングローラとしての一対のレジストローラ１３と、用紙Ｐに画像を定着する定着装置１４と、用紙Ｐの非画像領域に付着している未定着トナーを除去するクリーニング装置３５と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙ローラ１５とが設けられている。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００１３】
続いて、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、図示しない読取装置やコンピュータ等からの画像情報に基づいて、光源４から照射された露光光がミラー５を介して走査され、感光体２の帯電面に照射される。これにより、感光体２の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像ローラ６からトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００１４】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１２が回転駆動を開始し、給紙トレイ１１から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１３によって搬送が一旦停止され、姿勢のずれが矯正される。その後、レジストローラ１３を感光体２の回転に同期して回転駆動させ、感光体２上のトナー画像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端の所定位置とが一致するタイミングで用紙Ｐを搬送する。そして、搬送される用紙Ｐ上に、感光体２上のトナー画像が、転写手段８によって形成された転写電界により転写される。また、用紙Ｐ上に転写されずに感光体２上に残った残留トナーは、感光体２の回転に伴ってクリーニングブレード９に至り、クリーニングブレード９によって掻き落とされ除去される。そして、感光体２の表面は、図示しない除電手段によって除電され、次の作像工程に備えられる。
【００１５】
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１４へと搬送され、定着装置１４によって用紙Ｐ上のトナー画像が定着される。続けて、用紙Ｐは、クリーニング装置３５に搬送される。このとき、用紙Ｐの非画像領域に未定着トナーが付着している場合は、クリーニング装置３５によって非画像領域上の未定着トナーが除去される。その後、用紙Ｐは、排紙ローラ１５によって装置外へ排出される。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
図２に示すように、定着装置１４は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に当接してニップ部Ｎを形成する当接部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルトを加熱する加熱手段としてのヒータ２３とを備える。
【００１７】
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。具体的に、定着ベルト２１は、外径４０ｍｍで厚み４０μｍのＳＵＳ製の基材２１ａと、この基材２１ａの外周面を被覆する厚み１００μｍのシリコーンゴム製の弾性層２１ｂと、この弾性層２１ｂの外周面を被覆する厚み５〜５０μｍのＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂製の離型層２１ｃとで構成されている。なお、定着ベルト２１の基材２１ａを、ポリイミド等の樹脂材料で構成してもよい。
【００１８】
加圧ローラ２２は、外径４０ｍｍで厚み２ｍｍの鉄製の芯金２２ａと、この芯金２２ａの外周面を被覆する弾性層２２ｂとで構成されている。加圧ローラ２２の弾性層２２ｂは、シリコーンゴムで構成されており、その厚みは５ｍｍである。また、離型性を高めるため、弾性層２２ｂの外周面に厚み４０μｍ程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。
【００１９】
定着ベルト２１の内周側の加圧ローラ２２と対向する位置には、ニップ形成部材２４が配設されている。ニップ形成部材２４は、その両端部において、定着装置１４の図示しない側板に支持されている。このニップ形成部材２４に対し、加圧ローラ２２が加圧レバー等の加圧手段によって圧接せしめられることで、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との圧接部において所定幅のニップ部Ｎが形成されている。なお、定着部材と当接部材とを加圧を行わず単に当接させるだけの構成としてもよい。
【００２０】
また、加圧ローラ２２は、図示しないモータ等の駆動源によって図の矢印Ｂ方向に回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が図の矢印Ｃ方向に従動回転するようになっている。また、定着ベルト２１の内周側には、定着ベルト２１を支持するベルト支持部材２９が配設されている。
【００２１】
ヒータ２３は、サーマルヒータやセラミックヒータ等の面状又は板状の発熱体で構成されている。定着ベルト２１の内周側には、支持部材としてのステー３１が配設されており、このステー３１によって、ヒータ２３が、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向Ａの上流側で、定着ベルト２１の内周面に対向するように支持されている。また、ヒータ２３には電源２５が接続されており、電源２５からヒータ２３に電力が供給されるようになっている。この電源２５の出力は、加熱制御手段２６によって制御される。加熱制御手段２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成されている。
【００２２】
また、定着装置１４は、ヒータ２３の温度を検知するヒータ温度検知手段としての第１のサーミスタ２７と、定着ベルト２１の温度を検知するベルト温度検知手段としての第２のサーミスタ２８とを備える。第１のサーミスタ２７は、ヒータ２３に直接接触するように配設され、第２のサーミスタ２８は、定着ベルト２１の外周面に対し、ヒータ２３よりもベルト回転方向Ｃの上流側で対向するように配設されている。各サーミスタ２７，２８で検知された温度情報は、加熱制御手段２６に入力されるようになっており、この入力情報に基づいて、加熱制御手段２６は電源２５の出力を制御するように構成されている。
【００２３】
また、ヒータ２３と対向する位置には、定着ベルト２１を外周側から押さえる押さえ部材としての押圧ローラ３０が配設されている。この押圧ローラ３０によって、定着ベルト２１が外周側から押さえられることで、定着ベルト２１がヒータ２３に接触するようになっている。押圧ローラ３０は、外径が１５ｍｍ乃至３０ｍｍであり、外径が８ｍｍの鉄製の芯金３０ａと、この芯金３０ａの外周面を被覆する厚み３．５ｍｍ乃至１１ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層３０ｂとで構成されている。また、離型性を高めるために、弾性層３０ｂの外周面に厚み４０μｍ程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。ここでは、押圧ローラ３０が図示しない加圧手段によって定着ベルト２１に圧接されているが、加圧を行わず単に当接させるだけの構成としてもよい。
【００２４】
図２を参照しつつ定着装置の基本動作について説明する。
画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、電源２５からヒータ２３に電力が供給されると共に、加圧ローラ２２が図の矢印Ｂ方向に回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２との摩擦力によって、図の矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００２５】
その後、上述の画像形成工程を経て未定着のトナー画像Ｇが担持された用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに搬送されると、用紙Ｐが加熱及び加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像Ｇが定着される。そして、用紙Ｐはニップ部Ｎから搬出された後、機外に排出される。
【００２６】
以下、本実施形態に係る定着装置の構成について、さらに詳しく説明する。
図３に示すように、ヒータ２３は、用紙Ｐの幅方向に等間隔に配設された複数（図では７つ）の発熱体３２を有しており、各発熱体３２は、互いに独立して発熱可能に構成されている。すなわち、ヒータ２３は、それぞれ独立して加熱可能でかつ用紙Ｐの幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有する。各発熱体３２は、上記加熱制御手段２６によって、その発熱が制御されるようになっている。
【００２７】
具体的に、加熱制御手段２６は、複数の発熱体３２のうち、発熱させる発熱体３２を選択することによる用紙幅方向における加熱領域の変更と、発熱体３２のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することによる回転方向における加熱領域の変更と、発熱体３２の発熱量を制御することによる加熱量（加熱温度）の変更とを、行えるようになっている。なお、発熱体３２の発熱量（出力）の制御は、発熱体３２への供給電力の増減、あるいは、点灯デューティー（所定時間中のＯＮ時間の比率）の変更などによって行われる。
【００２８】
例えば、図４（ａ）に示すように、用紙搬送方向Ａの先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ｃが存在するように画像形成された用紙Ｐの場合、画像領域ａ，ｃでは定着が必要であるが、非画像領域ｃでは定着の必要はない。このような場合、加熱制御手段２６は、画像処理手段３３（図２参照）から得られた画像情報に基づき、非画像領域ｂに対応する定着ベルト２１の部位の温度を、画像領域ａ，ｃに対応する定着ベルト２１の部位の温度よりも低くなるようにヒータ２３を制御する。すなわち、この場合、画像領域ａ，ｃに対応する箇所では、全発熱体３２への電力供給を通常通り行うが、非画像領域ｂに対応する箇所では、全発熱体３２への電力供給を低減又は停止する。このように、非画像領域ｂに対応する箇所では、発熱体３２への供給電力を低減又は停止することで、非画像領域ｂへの無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。
【００２９】
また、図４（ｂ）に示すように、用紙Ｐの幅方向に渡って、画像領域ｄと非画像領域ｅとが混在する場合は、複数の発熱体３２のうち、非画像領域ｅに対応する位置（図の右側）にある発熱体３２への電力供給を低減又は停止する。これにより、非画像領域ｅへの無駄な熱エネルギー消費を削減できる。
【００３０】
また、図４（ｃ）に示す例では、画像領域と非画像領域とが用紙Ｐの幅方向と搬送方向に渡って混在している。この場合は、図中の符号ｇの範囲と符号ｉの範囲とが重なり合った箇所に形成される非画像領域に対応して、発熱体３２への電力供給を低減又は停止することにより、上記と同様に、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。
【００３１】
図５は、図４（ａ）に示す用紙を通過させた場合のヒータの出力と定着ベルトの温度変化を示す図である。以下、図５を参照しつつ、定着ベルトの温度制御について説明する。
【００３２】
図５に示すように、用紙上の画像領域ａ，ｃがニップ部を通過するタイミングＴａ，Ｔｃでは、定着ベルトの温度が、定着に必要な所定の第１の目標温度Ｑ１となるように、発熱体への供給電力を制御する。一方、非画像領域ｂがニップ部を通過するタイミングＴｂでは、発熱体への電力供給を低減して、第１の目標温度Ｑ１よりも低い第２の目標温度Ｑ２となるように制御し、無駄な熱エネルギー消費を削減する。ここで、画像領域ａ，ｃがニップ部を通過しない時間Ｔｂ，Ｔ１，Ｔ２においては、発熱体への電力供給を完全に停止してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、次の、あるいは最初の画像領域に対応した温度の立ち上がりが間に合わないことがある。そのため、図５に示す例のように、発熱体の出力として、第１の目標温度Ｑ１用の出力Ｗ１よりも小さい出力Ｗ２を設定し、画像領域の非通過時Ｔｂ，Ｔ１，Ｔ２においては、小さい出力Ｗ２で加熱することにより、第１の目標温度Ｑ１よりも低いが室温よりは高い第２の目標温度Ｑ２に保つように制御することが望ましい。
【００３３】
また、一般的に、定着ベルトの加熱を開始してから、定着ベルトの温度が目標温度に達するまでには、一定の昇温時間を要する。従って、第１の目標温度Ｑ１用の出力Ｗ１での立ち上げを、画像領域ａの先端がニップ部に達した時点で開始した場合、第１の目標温度Ｑ１への昇温が間に合わない。そこで、図５に示す例のように、定着ベルトの昇温時間を考慮して、各画像領域ａ，ｃの先端がニップ部へ到達するよりも前のタイミングから、所定時間Ｔｘの間、出力Ｗ１による予熱を行うことが望ましい。ただし、省エネの観点から、予熱時間Ｔｘはできるだけ短い方が望ましい。また、定着ベルトの昇温時間は、定着ベルト自体の熱伝達率や回転方向の発熱長さなどによって異なるため、予め実験などにより特定しておくとよい。
【００３４】
なお、図５に示す例では、各画像領域ａ，ｃの定着温度を、同じ第１の目標温度Ｑ１に設定しているが、画像領域に応じて目標温度を異ならせてもよい。
【００３５】
例えば、各画像領域の画像の種類が、文字、写真、図などで異なる場合に、画像の種類に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。特に、画像が写真の場合は、画像の光沢度を上げる必要がある場合があるので、写真の画像領域に対しては目標温度を高く設定することで、所望の光沢度が得られる。
【００３６】
また、各画像領域の画像パターンが、ベタ画像、ハーフトーン画像、線画像、文字画像などで異なる場合や、画像パターンの処理方法が、ディザ法や誤差拡散法などで異なる場合、画像パターンや処理方法に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。各種画像パターンによってトナー粒子同士の孤立度合い又は密集度合いが異なっており、孤立している場合の方が密集している場合よりもトナーが剥がれやすいことが知られている。そのため、トナーが孤立している画像パターンに対しては、目標温度を上げて剥がれにくくし、反対に、トナーが密集している画像パターンに対しては、目標温度を下げることで消費エネルギーを削減することが可能である。
【００３７】
また、各画像領域のトナー付着量が異なる場合、それぞれ、定着に必要な温度が異なるため、画像情報に基づきトナーの付着量を把握しておき、これに応じて画像領域ごとに目標温度を異ならせてもよい。通常、トナーの付着量が多い画像では、トナーの溶融に多くの熱量が必要になるため、目標温度を上げる必要がある。反対に、トナーの付着量が少ない画像では、目標温度を下げて消費エネルギーの削減を図ることができる。
【００３８】
また、複数の色のトナーを用いるカラー画像形成装置においては、トナーの色によって定着に必要な熱量が異なる場合があるため、その場合、トナーの色に応じて目標温度を異ならせてもよい。例えば、ブラックのトナーは、イエロー、シアン、マゼンタ等の他の色のトナーに比べて、定着に必要な熱量が少なくてよい場合が多いため、ブラックのトナーのみ使用される画像領域では、目標温度を下げることで消費エネルギーの削減を図れる。
【００３９】
以下、上記クリーニング装置３５の構成について説明する。
図６は、本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
図６に示すように、第１実施形態に係るクリーニング装置３５は、定着処理後の用紙Ｐ上の未定着トナーを除去する第１の除去部材としてのクリーニングブラシ３６と、クリーニングブラシ３６に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材としてのフリッカー３７と、クリーニングブラシ３６に対向する対向部材としての対向ローラ３８と、クリーニングブラシ３６及びフリッカー３７を収容するケース３９とを備えている。
【００４０】
クリーニングブラシ３６は、導電性の芯金３６ａと、芯金３６ａの外周面に設けられた多数のブラシ繊維３６ｂとから成るブラシローラである。クリーニングブラシ３６の芯金３６ａには、クリーニングブラシ用電源４０から所定の電圧が印加されるようになっている。また、クリーニングブラシ３６は、搬送される用紙Ｐの画像形成面側に配置され、対向ローラ３８は、用紙Ｐの画像形成面とは反対側の面に配置されている。フリッカー３７は、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂに接触する位置に配置されている。
【００４１】
次に、第１実施形態に係るクリーニング装置の動作について説明する。
図６に示すように、定着処理後の用紙Ｐがクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、矢印Ｄ方向に回転するクリーニングブラシ３６と矢印Ｅ方向に回転する対向ローラ３８によって、用紙Ｐは矢印Ａ方向に搬送される。ここで、用紙Ｐは定着処理されているが、上述の通り、非画像領域に対応する加熱領域では低い温度で加熱することから、万が一、用紙Ｐ上の非画像領域にトナーが付着した場合、非画像領域上のトナーは未定着トナーとして存在する。図６では、非画像領域上の未定着トナーを符号ｉで示し
、画像領域上の定着トナーを符号ｊで示している。
【００４２】
クリーニングブラシ３６には、その電位が対向ローラ３８の電位に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電位となるように、クリーニングブラシ用電源４０から所定の電圧が印加される。例えば、トナーの帯電極性が負極性である場合、クリーニングブラシ３６は対向ローラ３８の設置電位（０Ｖ）に対して正極性の電位となるように、クリーニングブラシ３６に正極性の電圧が印加される。これにより、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に、トナーをクリーニングブラシ３６側へ移動させる静電気力が発生する。従って、用紙Ｐがクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、用紙Ｐ上の未定着トナーが上記静電気力によってクリーニングブラシ３６へ転移し、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂに吸着される。その結果、非画像領域上から未定着トナーが除去される。
【００４３】
また、ブラシ繊維３６ｂに吸着された未定着トナーは、クリーニングブラシ３６の回転に伴いブラシ繊維３６ｂがフリッカー３７に摺接することで、フリッカー３７によって掻き落とされ機械的に除去される。そして、ブラシ繊維３６ｂから掻き落とされた未定着トナーは、クリーニング装置３５のケース３９内に貯められる。このように、クリーニングブラシ３６に付着している未定着トナーをフリッカー３７によって除去することで、クリーニングブラシ３６のクリーニング性（未定着トナー除去機能）を長期に亘って維持することが可能である。
【００４４】
図７は、本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
図７に示す第２実施形態に係るクリーニング装置３５は、上記第１実施形態と同様に、クリーニングブラシ３６、対向ローラ３８及びクリーニングブラシ用電源４０を備える。また、第２実施形態に係るクリーニング装置３５は、クリーニングブラシ３６に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材として、第１実施形態におけるフリッカー３７に代えて、電極ローラ４１を備えている。さらに、第２実施形態に係るクリーニング装置３５は、電極ローラ４１に付着している未定着トナーを除去する第３の除去部材として、スクレーパ４２を備えている。
【００４５】
電極ローラ４１は、導電性の芯金４１ａと、芯金４１ａの外周面を被覆する絶縁性の表層４１ｂとで構成されている。電極ローラ４１の芯金４１ａには、電極ローラ用電源４３から所定の電圧が印加されるようになっている。また、電極ローラ４１は、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂに接触する位置に配置されている。スクレーパ４２は、可撓性の部材で構成されており、電極ローラ４１の表面に当接している。
【００４６】
以下、第２実施形態に係るクリーニング装置の動作について説明する。
図７において、上記と同様に、非画像領域に未定着トナーｉが付着した用紙Ｐが、クリ
ーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、用紙Ｐ上の未定着トナーｉが
、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間で生じる静電気力によってクリーニングブラシ３６へ転移し、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂに吸着される。
【００４７】
そして、第２実施形態では、クリーニングブラシ３６に吸着された未定着トナーは、矢印Ｆ方向に回転する電極ローラ４１によって静電的に吸着され除去される。詳しくは、電極ローラ４１に、その電位がクリーニングブラシ３６の電位に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電位となるように、電極ローラ用電源４３から所定の電圧が印加することにより、クリーニングブラシ３６から電極ローラ４１へ未定着トナーを移動させる静電気力を発生させる。例えば、上記のように、トナーの帯電極性が負極性で、クリーニングブラシ３６に正極性の電圧を印加した場合は、これに対して電極ローラ４１が正極性の電位となるように、さらに高い正極性の電圧を印加する。これにより、クリーニングブラシ３６に付着している未定着トナーが、電極ローラ４１によって静電的に除去され、クリーニングブラシ３６の機能が長期に亘って維持される。
【００４８】
さらに、第２実施形態では、電極ローラ４１上の未定着トナーが、スクレーパ４２によって掻き落とされ機械的に除去される。スクレーパ４２によって掻き落とされた未定着トナーは、クリーニング装置３５のケース３９内に貯められる。このように、第２実施形態では、電極ローラ４１に付着している未定着トナーをスクレーパ４２によって除去することで、電極ローラ４１の機能の維持を図り、さらなるクリーニングブラシ３６のクリーニング性の長期的な維持が可能となる。
【００４９】
また、上記第２実施形態に適用するクリーニングブラシ３６具体的構成の一例を以下に示す。
・クリーニングブラシ材料：導電性ＰＥＴ繊維、毛足長さ：３[ｍｍ]
・クリーニングブラシ直径：１２[ｍｍ]
・クリーニングブラシ原糸抵抗：１０3〜１０7[Ω・ｃｍ]
・クリーニングブラシ植毛密度：１０[万本／ｉｎｃｈ2]
・クリーニングブラシ印加電圧：＋２００[Ｖ]
【００５０】
また、第２実施形態に適用する電極ローラ４１の具体的構成の一例を以下に示す。
・電極ローラ材質：芯金ＳＵＳ、表面絶縁層アクリルコート１０[μｍ]
・電極ローラ直径：１０[ｍｍ]
・電極ローラ印加電圧：＋５００[Ｖ]
【００５１】
また、第２実施形態に適用するスクレーパ４２の具体的構成の一例を以下に示す。
・スクレーパ材質：ポリウレタンゴム
・電極ローラへの当接角度：２０[°]
・電極ローラへの食い込み量：１[ｍｍ]
【００５２】
以上のように、本発明に係るクリーニング装置によれば、非画像領域にトナーが付着した場合であっても、定着処理後の非画像領域に存在する未定着トナーを除去することができる。これにより、ユーザーの手や衣服などがトナーで汚れてしまうのを防止することができる。
【００５３】
ここで、用紙の非画像領域に付着した未定着トナーの帯電量について説明する。
図８は、定着処理前（二次転写後）の用紙上の未定着トナーの帯電量分布と、定着処理後の用紙上の未定着トナーの帯電量分布とを示すグラフである。
なお、帯電量分布は、ホソカワミクロン製Ｅ−スパートアナライザで計測したもので、グラフの縦軸が収集したトナーの総数に対する各帯電量のトナー数の比率を表し、横軸がトナーの単位重量当たりの帯電量（Ｑ／Ｍ）を表す。今回のトナーの収集総数は５００個とした。
【００５４】
図８に示すように、定着処理前の用紙上の未定着トナー（実線で示すグラフ）は、そのほとんどが負極性に正規帯電している。クリーニング不良によるスジ、トナー落ち、地汚れ等のトナーは、一次転写前の感光体上、中間転写ベルト上では帯電量の絶対値は低いが、一次転写、二次転写と、転写されるにつれて、転写されたトナーは正規帯電することが分かっている。これは、転写後ニップでの放電が原因であると考えられている。
【００５５】
一方、定着処理後の用紙上の未定着トナー（点線で示すグラフ）は、負極性に帯電していたトナーでも定着ニップで摩擦帯電することで正極性の電荷注入を受け、帯電極性が正極性側にシフトし、その一部は正極性に反転することがある。よって、定着処理後の用紙上の未定着トナーは、図８に示すように、正極性のトナーと負極性のトナーとが混在した幅広い分布となる。
【００５６】
さらに、環境条件が変化したときの定着処理後の未定着トナーの帯電量について説明する。
図９は、使用環境が高温高湿（３０[℃]、９０[％]）、常温常湿（２０[℃]、５０[％]）、低温低湿（１０[℃]、１５[％]）での定着処理後の未定着トナーの帯電量分布を示すグラフである。図９に示すように、低温低湿時には、トナーは帯電しやすいため帯電量が上がり、高温高湿時には帯電し難いため帯電量が下がる。このため、低温低湿時は、トナー帯電量は負極性の電荷量の高い位置に分布しているが、高温高湿時は、トナー帯電量は低温低湿時に比べ帯電量の低い位置で分布している。図９からわかるように、高温高湿時では、常温常湿時に比べ定着処理後トナーは正極性側が増加した分布になり、低温低湿時では負極性側が増加した分布になる。すなわち、高温高湿時では、用紙上の定着処理後の未定着トナーの帯電量分布は、正極性側にシフトしている。
【００５７】
このように、使用環境に応じて未定着トナーの帯電量分布が異なる。そのため、環境に応じて、クリーニングブラシ３６に印加する電圧を変更してもよい。例えば、図９に示す帯電量分布の場合は、低温低湿環境ではトナーの帯電量分布が負極性側にシフトするため、印加電圧を高めに設定し、高温高湿環境ではトナーの帯電量分布が正極性側にシフトするため、印加電圧を低めに設定することで、クリーニングブラシ３６による未定着トナーの除去効果を維持することができる。
【００５８】
なお、定着処理後の未定着トナーの帯電量は、厚紙等の転写条件でも変化するので、転写条件に応じて、クリーニングブラシ３６に印加する電圧を変更してもよい。
【００５９】
ところで、定着装置を通過した用紙上の未定着トナーは、正極性の電圧が印加されたクリーニングブラシ３６の位置に達するが、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂは導電性材料であるため、用紙とクリーニングブラシ３６との間（図６、図７の符号Ｕで示す領域）で、クリーニングブラシ３６から未定着トナーへ電荷注入が発生する可能性がある。その場合、正極性に反転した未定着トナーに対しては、クリーニングブラシ３６による除去効果を良好に発揮できなくなってしまう。このような未定着トナーを少なくするためには、クリーニングブラシ３６の位置で未定着トナーへの電荷注入をできるだけ少なくすることが望ましい。そこで、未定着トナーへの電荷注入を低減するための対策について説明する。
【００６０】
図１０及び図１１は、一般的に使用されているクリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂの断面図である。
図１０に示すブラシ繊維３６ｂは、絶縁性材料から成る内側部材３６ｂ１と、その内側部材３６ｂ１の外周面を被覆する絶縁性材料から成る外側部材３６ｂ２とで構成されており、外側部材３６ｂ２内には導電性材料から成る導電部３６ｂ３が配設されている。図１１に示すブラシ繊維３６ｂは、導電部３６ｂ３が全体に均一に分散するように配設されている。図１０及び図１１に示すブラシ繊維３６ｂのように、表層付近に導電部３６ｂ３が存在する場合、クリーニングブラシ３６が未定着トナーを除去する際に、導電部３６ｂ３が未定着トナーに接触して電流が流れ込みやすく、未定着トナーへの電荷注入が生じやすい。
【００６１】
これに対し、図１２及び図１３に示すブラシ繊維３６ｂは、未定着トナーに電荷注入が生じにくくなるような改良が施されている。
図１２に示すブラシ繊維３６ｂは、上記図１０に示すブラシ繊維３６ｂと同様に、絶縁性材料から成る内側部材３６ｂ１と、その内側部材３６ｂ１の外周面を被覆する絶縁性材料から成る外側部材３６ｂ２とで構成されているが、ここでは、導電部３６ｂ３が内側部材３６ｂ１内に配設されている。図１３に示すブラシ繊維３６ｂでは、絶縁性の繊維基材の断面中央側に導電部３６ｂ３が配設されている。図１２及び図１３に示すブラシ繊維３６ｂのように、導電部３６ｂ３を断面の中央側に配設し、表面部分は絶縁性材料のみで構成することで、ブラシ繊維３６ｂの切断面以外は導電部３６ｂ３と未定着トナーとが接触しないようになる。これにより、クリーニングブラシ３６から未定着トナーへの電荷注入を抑制することが可能となる。
【００６２】
なお、ブラシ繊維３６ｂに用いられる絶縁性材料としては、一般的に、ナイロン、ポリエステル、アクリル等があるが、いずれの材料を用いた場合であっても、図１２又は図１３に示すような構成とすることで、未定着トナーへの電荷注入を抑制することができる。
【００６３】
図１４と図１５に、直毛タイプのブラシ繊維３６ｂと、湾曲毛タイプのブラシ繊維３６ｂのそれぞれの縦断面を示す。
図１４に示す直毛タイプは、ブラシ繊維３６ｂがクリーニングブラシ３６の回転軸３６ｃから半径方向に直線状に伸びている。一方、図１５に示す湾曲毛タイプは、ブラシ繊維３６ｂがクリーニングブラシ３６の回転軸３６ｃから半径方向に曲線状に伸びている。この場合、直毛タイプ、湾曲毛タイプのいずれのブラシ繊維３６ｂも、外側部材３６ｂ２が絶縁性材料で構成され、その内部に導電性材料から成る導電部３６ｂ３が設けられている。
【００６４】
図１４に示す直毛タイプでは、ブラシ繊維３６ｂの先端の繊維断面が用紙Ｐの方を向くため、先端（繊維断面）において露出する導電部３６ｂ３が用紙Ｐ上の未定着トナーｉと
接触する。このため、直毛タイプの場合、ブラシ繊維３６ｂから未定着トナーｉへの電荷
の注入が発生する可能性がある。
【００６５】
これに対し、図１５に示す湾曲毛タイプの場合は、ブラシ繊維３６ｂの先端の繊維断面が用紙Ｐとは反対方向を向くため、導電部３６ｂ３は用紙Ｐ上の未定着トナーｉとはほと
んど接触しない。このため、湾曲毛タイプでは、直毛タイプに比べて、ブラシ繊維３６ｂから未定着トナーｉへの電荷の注入を抑制することが可能である。
【００６６】
上記説明では、用紙とクリーニングブラシ３６との間（図６、図７の符号Ｕで示す領域）で、クリーニングブラシ３６から未定着トナーへの電荷注入について説明したが、さらに図７に示す第２実施形態においては、クリーニングブラシ３６と電極ローラ４１との間（図７の符号Ｖで示す領域）においても同様に、未定着トナーへの電荷注入が生じる可能性がある。この領域において、未定着トナーへの電荷注入が生じた場合は、帯電量の低いトナーの極性が反転することで、電極ローラ４１へのトナーの転移が行われず、クリーニングブラシ３６に未定着トナーが残ったままとなる。クリーニングブラシ３６に残ったままの未定着トナーは、その後搬送されてくる用紙に付着し、汚れの原因となる。
【００６７】
上記のようなクリーニングブラシ３６と電極ローラ４１との間（図７の符号Ｖで示す領域）で生じる未定着トナーへの電荷注入に対しても、ブラシ繊維３６ｂの表面部分を絶縁性材料のみで構成したり、ブラシ繊維３６ｂを湾曲毛タイプにしたりすることで、同様に未定着トナーへの電荷注入を抑制することができる。これにより、電極ローラ４１によってクリーニングブラシ３６から未定着トナーを良好に除去することができるようになる。
【００６８】
ブラシ繊維３６ｂの倒れ量は、ブラシ繊維３６ｂの導電部３６ｂ３が電極ローラ４１と接触しないように、電極ローラ４１の径に応じて適宜決定すればよい。ブラシ繊維３６ｂを湾曲毛にするする方法は、直毛状態のクリーニングブラシ３６を、その外径と同じ内径に形成された治具内に挿入し、熱を加えながら回転させて、ブラシ繊維３６ｂを傾斜した状態で永久的に変形させる。湾曲毛の場合、ブラシ繊維３６ｂの長さは、直毛の場合よりも長くする必要がある。
【００６９】
また、電極ローラ４１が絶縁性の表層４１ｂ(図７参照)を有するように構成することでも、電極ローラ４１から未定着トナーへの電荷注入も効果的に抑制できるようになる。電極ローラ４１に絶縁性の表層４１ｂを形成する方法としては、芯金に絶縁性のチューブを巻いたり、芯金に絶縁材料をコーティングしたりする方法がある。表層４１ｂに用いる絶縁材料は、摩擦係数の低い材料が好ましい。具体的には、ＰＶＤＦチューブ、ＰＩチューブ、アクリルコート、シリコーンコート（例えば、シリコーン粒子を含有したＰＣをコート）、セラミックスなどがある。
【００７０】
図１６は、図７に示す第２実施形態において、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂを直毛にした場合と、湾曲毛にした場合とのクリーニング性を比較した結果を示すグラフである。なお、図６に示す第１実施形態についても第２実施形態と同様のクリーニング性の結果となったため、第１実施形態における比較結果についてここでは省略する。図１６では、横軸にクリーニングブラシ３６への印加電圧を示し、縦軸にクリーニング性の指標となるクリーニング残ＩＤを示す。
【００７１】
クリーニング残ＩＤは、次のようにして求める。
まず、クリーニングブラシ３６によってクリーニングした後の用紙上のトナーを、スミア試験機（摩擦試験機Ｉ型、ＪＩＳＬ０８２３）の摩擦子に白綿布（ＪＩＳＬ０８２３、綿３号）を貼付し、クリーニング箇所を連続動作にて複数回擦る。次に、この白綿布上でトナーが付着している部分のトナー濃度（ＩＤ）を分光測色計（アムテック社製Ｘライト）で測定する。このトナー濃度（ＩＤ）がクリーニング残ＩＤである。ＩＤとトナー個数の間には相関関係があり、トナー個数が多いとＩＤの値は増加する。従って、クリーニング残ＩＤを測定することによってクリーニング性を評価できる。
【００７２】
図１６において、印加電圧０[Ｖ]のときの丸Ｙで示す値は、クリーニングブラシ３６によるクリーニング前の用紙上のトナーを上記方法で測定したＩＤである。また、図１６において、点線Ｘで示すのは、ユーザー等が手や衣服を汚さない程度のクリーニング残ＩＤ（クリーニング目標値）を示す。
【００７３】
図１６に示す結果では、印加電圧を０[Ｖ]から１００[Ｖ]、２００[Ｖ]と高くしていくと、直毛の場合と湾曲毛の場合の両方ともクリーニング残ＩＤが低下する。これは、印加電圧が高くなるにつれて、クリーニングブラシ３６による静電吸着力が増加したためである。また、印加電圧が１００[Ｖ]と２００[Ｖ]の場合は、クリーニング残ＩＤに関して、直毛と湾曲毛とでそれほど差はない。しかし、印加電圧が３００[Ｖ]以上となると、湾曲毛の場合の方が直毛の場合よりもクリーニング残ＩＤが低くなっている。特に、印加電圧が６００[Ｖ]と高い場合は、両者のクリーニング残ＩＤの差が大きくなる。これは、直毛の場合、ブラシ繊維３６ｂから未定着トナーへの電荷注入による影響が大きくなり、未定着トナーの帯電極性が負極から正極へ反転して、クリーニングされない未定着トナーが増加したものと考えられる。一方、湾曲毛の場合は、未定着トナーへの電荷注入が抑制されたことで、直毛の場合に比べて良好なクリーニング性が発揮できたものと考えられる。
【００７４】
また、図１７は、ブラシ繊維３６ｂが湾曲毛のクリーニングブラシ３６において、線速比（回転速度）を異ならせた場合のクリーニング性を比較した結果を示すグラフである。なお、図１７において、縦軸及び横軸の表示、符号Ｙ、符号Ｘで示す対象については図１６と同様である。
【００７５】
図１７に示す結果を見ると、印加電圧が１００[Ｖ]、２００[Ｖ]、３００[Ｖ]のときは、線速比が大きい場合と小さい場合とでクリーニング残ＩＤについてあまり差が生じていないが、印加電圧が０[Ｖ]のときと、６００[Ｖ]のときで、線速比が大きい場合の方が小さい場合よりもクリーニング残ＩＤが低くなっている。ここで、印加電圧が０[Ｖ]の場合というのはすなわち、クリーニングブラシ３６による静電吸着力が得られない状態である。従って、印加電圧が０[Ｖ]の場合にクリーニング残ＩＤについて差が生じたのは、クリーニングブラシ３６が回転駆動することによる機械的なトナー除去効果の差が表面化したためと考えられる。このことから、線速比が大きい場合の方が小さい場合よりも未定着トナーを機械的に掻き取る効果が大きいといえる。一方、印加電圧が６００[Ｖ]の場合は、クリーニングブラシ３６による静電吸着力は生じているが、印加電圧が高いことによりクリーニングブラシ３６から未定着トナーへの電荷注入が多少生じていると考えられる。このような未定着トナーへの電荷注入が生じる状況下で、線速が大きい場合の方が小さい場合よりもクリーニング残ＩＤが低くなったのは、クリーニングブラシ３６による機械的な掻き取り効果が発揮されたからと考えられる。このように、クリーニングブラシ３６の線速を大きくすることは、電荷注入によって帯電極性が負極から正極へ反転して静電気力では除去できないトナーに対しても有効であることがわかる。ただし、クリーニングブラシ３６の線速比を大きくした場合、用紙の搬送性に悪影響を及ぼさないように注意が必要である。
【００７６】
図１８に、電極ローラ４１の他の実施形態の構成を示す。
図１８に示す電極ローラ４１は、導電性の芯金４１ａと絶縁性の表層４１ｂとの間に、中抵抗層４１ｃを有している。このように、電極ローラ４１が中抵抗層４１ｃを有することで、芯金４１ａを介して表層４１ｂに供給される電荷にムラが発生するのを抑制することができるようになる。
【００７７】
以下、図１９を参照しつつ、中抵抗層４１ｃを有する電極ローラ４１の等価回路と、中抵抗層４１ｃのない電極ローラ４１の等価回路に基づき、上記電荷ムラを抑制できる理由について説明する。
図１９（ａ）に示すように、中抵抗層４１ｃを有する電極ローラ４１の等価回路は、中抵抗層４１ｃが抵抗成分（Ｒ）、絶縁性の表層４１ｂがコンデンサ成分（Ｃ）の、ＣＲ直接回路となる。電極ローラ４１の表層４１ｂは、コンデンサ記号の下側の横棒に相当し、電極ローラ用電源４３からの電荷が抵抗成分（Ｒ）を介してこの位置に溜まる。
【００７８】
一方、図１９（ｂ）では、中抵抗層４１ｃによる抵抗成分（Ｒ）が無いため、コンデンサへ瞬時に充電されてしまい、部分的に過充電が起こり電極ローラ表面の電荷分布にムラが生じてしまうと考えられる。実際には、図１９（ｂ）に示すように、全く抵抗成分が無いということではないが、図１９（ａ）に比べて非常に小さいためムラが発生しやすい。
【００７９】
中抵抗層４１ｃを有する電極ローラ４１の具体的構成の一例を以下に示す。
・芯金：ＳＵＳ
・中抵抗層：カーボン分散ＰＶＤＦ  １００[μｍ]
・表層：アクリルコート  １０[μｍ]
【００８０】
また、図２０に示すように、対向ローラ３８においても、その導電性の芯金３８ａの外周面を被覆する中抵抗層３８ｂを設けてもよい。
幅サイズの大きい用紙がクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入した場合、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８は、用紙が介在していることで、直接接触しない。しかし、幅サイズの小さい用紙が進入した場合は、通紙時にクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８とが互いに接触することがある。このとき、対向ローラ３８が導電性の芯金３８ａのみから成る場合は、クリーニングブラシ３６から対向ローラ３８へ電流がリークしてしまい、クリーニングブラシ３６による静電吸着力が良好に発揮できなくなる可能性がある。
【００８１】
そこで、図２０に示すように、対向ローラ３８の外周に中抵抗層３８ｂを設けることで、幅サイズの小さい用紙を通紙する場合でも、クリーニングブラシ３６から対向ローラ３８へ電流がリークしにくくなり、良好なクリーニング性が得られるようになる。対向ローラ３８の中抵抗層３８ｂの抵抗値は、用紙の抵抗値と同等又はそれに近い値であることが望ましい。
【００８２】
また、クリーニングブラシ３６に印加する電圧は、用紙サイズや紙種に応じて変化させてもよい。例えば、用紙の幅サイズが小さい場合は、対向ローラ３８に中抵抗層３８ｂを設けても、用紙部分以外に流れる電流が多いため、用紙部分の実効的な印加電圧はクリーニング性に最適な印加電圧よりも小さくなり、クリーニング性が低下することも考えられる。そのため、用紙の幅サイズが小さいほど、クリーニングブラシ３６への印加電圧を大きくすることで、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００８３】
中抵抗層３８ｂを有する対向ローラ３８の具体的構成の一例を以下に示す。
・芯金：ＳＵＳ
・中抵抗層：ポリイミド（体積抵抗値１０11〜１０12[Ω・ｃｍ]）  １００[μｍ]
【００８４】
また、本発明に係るクリーニング装置は、上記のようなモノクロ画像形成装置に搭載される場合に限らず、その他の画像形成装置としてのプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載可能である。
【００８５】
図２１は、本発明に係るクリーニング装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図である。
図２１に示すカラー画像形成装置は、装置本体１に対して着脱可能な４つのプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えている。各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的に、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３と、現像ローラ６を備える現像手段７と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段１０などを備える。
【００８６】
各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの上方には、転写手段８として、中間転写ベルト１６と、複数の一次転写ローラ１７と、二次転写ローラ１８とが設けられている。また、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの下方には、露光装置１９が設けられている。
【００８７】
また、図２１に示す画像形成装置は、両面印刷するために用紙を搬送する反転搬送路Ｒ２を備える。反転搬送路Ｒ２は、定着装置１４の用紙搬送方向下流側で搬送路Ｒ１から分岐しており、レジストローラ１３の用紙搬送方向上流側で搬送路Ｒ１に合流している。
【００８８】
以下、図２１に示すカラー画像形成装置の基本的な作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにおける各感光体２が回転駆動され、各感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体２の表面には、露光装置１９からレーザー光がそれぞれ照射されて静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体２上に形成された静電潜像に、各現像手段７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００８９】
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト１６が図の矢印で示す方向に回転駆動される。そして、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が各一次転写ローラ１７の位置に達したときに、一次転写ローラ１７と感光体２との間に形成された転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト１６の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、転写後の各感光体２の表面は、クリーニング手段１０によってクリーニングされた後、図示しない除電装置によって除電される。
【００９０】
また、装置本体１の下部では、給紙ローラ１２が回転駆動を開始し、給紙トレイ１１から用紙Ｐが搬送路Ｒ１に送り出される。搬送路Ｒ１に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１３によって搬送が一旦停止された後、所定のタイミングで二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６との間に搬送される。そして、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６との間に形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。その後、用紙Ｐは定着装置１４へと搬送され、定着装置１４によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着された後、排紙ローラ１５によって用紙Ｐが装置外へ排出される。
【００９１】
また、両面印刷する場合は、排紙ローラ１５を逆回転させて、定着装置１４から排出された用紙Ｐ（片面に画像が定着された用紙）を、反転搬送路Ｒ２へと搬送する。そして、用紙Ｐは、反転搬送路Ｒ２を通過して再び搬送路Ｒ１へ搬送されることで、表裏反転された状態で二次転写ニップに供給される。その後、上記と同様にして、用紙Ｐの裏面にトナー画像を転写・定着した後、用紙Ｐを装置外へと排出する。
【００９２】
なお、以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００９３】
上記の如く構成されたカラー画像形成装置においても、本発明に係るクリーニング装置３５を設けることで、非画像領域にトナーが付着した場合であっても、上記実施形態と同様に、定着処理後の非画像領域に存在する未定着トナーを除去することができる。これにより、ユーザーの手や衣服などがトナーで汚れてしまうのを防止することが可能である。また、図２１に示すように、クリーニング装置３５を、定着装置１４に対して用紙搬送方向の下流側近傍で、かつ、反転搬送路Ｒ２の分岐部Ｚの用紙搬送方向上流側に設置すると、下記の２点の利点がある。１つ目は、クリーニング装置３５が１つで済むため、省スペース性及びコスト性に優れる。２つ目は、搬送路Ｒ１に設けている図示しない搬送ローラやガイド部材が未定着トナーで汚れることを防止できる点である。仮に、クリーニング装置３５を排紙口に設置した場合、搬送ローラやガイド部材に未定着トナーが付着して、搬送不良が生じたり、その後搬送される用紙にトナーが付着してスジ状の異常画像が発生したりする可能性がある。
【００９４】
さらに、図２２に示すように、クリーニング装置３５を定着装置１４と一体的に構成することで、一層の省スペース化を図れる。また、定着装置１４と一緒にクリーニング装置３５を装置本体に対し着脱可能とすることで、メンテナンス性が向上する。ただし、クリーニング装置３５と定着装置１４の交換時期（寿命）が異なる場合は、クリーニング装置３５を定着装置１４に対してねじ等で固定しておくことで、分離可能としておくことが望ましい。
【００９５】
なお、本発明を適用する定着装置は、図２に示す構成のものに限らない。
例えば、図２３に示す定着装置１４のように、ヒータ２３を加圧ローラ２２と対向する位置に配置し、ヒータ２３が図２に示すニップ形成部材２４としての機能を兼ねるようにしてもよい。
【００９６】
また、図２４に示すように、定着部材として定着ローラ６０を用い、ヒータ２３を定着ローラ６０の外周側に配置してもよい。図２４に示す定着ローラ６０は、外径４０ｍｍで厚み１ｍｍのアルミニウム製の芯金６０ａと、この芯金６０ａの外周面を被覆する断熱層６０ｂと、この断熱層６０ｂの外周面を被覆する熱伝導層６０ｃと、この熱伝導層６０ｃの外周面を被覆する離型層６０ｄとで構成されている。
【００９７】
断熱層６０ｂは、例えば、シリコーンゴムで形成されており、厚みは３ｍｍである。また、断熱層６０ｂの断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコーンゴムで断熱層６０ｂを形成してもよい。
【００９８】
熱伝導層６０ｃは、例えば、ニッケルで形成されている。ただし、熱伝導層６０ｃの材料は、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシートなど、熱伝導性が少なくとも断熱層６０ｂよりも高い材料であればよい。このような熱伝導性の良い熱伝導層６０ｃを設けることで、ヒータ２３の発熱ムラによる定着ローラ６０の表面温度の局部的な温度のばらつきを低減することができる。また、熱伝導層６０ｃによって、ヒータ２３を配設した領域よりもやや広い領域において温度上昇させることができるため、画像とのずれを補填することができるという利点もある。これにより、ヒータ２３を構成する複数の発熱体の大きさや間隔等の設定の自由度が広がる。
【００９９】
離型層６０ｃは、例えば、ＰＴＦやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂で形成されており、厚みが５〜３０μｍである。
【０１００】
また、図２４に示す定着装置１４は、上記と同様に、ヒータ２３に電力を供給する電源２５、画像処理手段３３から得られた情報に基づきヒータ２３を制御する加熱制御手段２６、ヒータ２３の温度を検知する第１のサーミスタ２７、定着部材（定着ローラ６０）の温度を検知する第２のサーミスタ２８等を備える。
【０１０１】
なお、ヒータ２３は、定着部材に対して接触するものに限らず、コイルとインバータを用いたＩＨ方式による非接触式の加熱手段であってもよい。ＩＨ方式とした場合、加熱用のコイルを用紙の幅方向に渡って複数配設したり、あるいは、磁束をキャンセルする部材を用紙の軸方向に渡って複数配設したりすることで、画像情報に応じて加熱領域や加熱量を制御することが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１４    定着装置
２１    定着ベルト（定着部材）
２２    加圧ローラ（当接部材）
２３    ヒータ（加熱手段）
２６    加熱制御手段
３５    クリーニング装置
３６    クリーニングブラシ（第１の除去手段）
３７    フリッカー（第２の除去手段）
３８    対向ローラ（対向部材）
３８ａ  芯金
３８ｂ  中抵抗層
４１    電極ローラ（第２の除去部材）
４１ａ  芯金
４１ｂ  表層
４１ｃ  中抵抗層
４２    スクレーパ（第３の除去部材）
６０    定着ローラ（定着部材）
Ｎ      ニップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０３】
【特許文献１】特開２００１−３４３８６０号公報
【図１】
2015022140.tif 000003
【図２】
2015022140.tif 000004
【図３】
2015022140.tif 000005
【図４】
2015022140.tif 000006
【図５】
2015022140.tif 000007
【図６】
2015022140.tif 000008
【図７】
2015022140.tif 000009
【図８】
2015022140.tif 000010
【図９】
2015022140.tif 000011
【図１０】
2015022140.tif 000012
【図１１】
2015022140.tif 000013
【図１２】
2015022140.tif 000014
【図１３】
2015022140.tif 000015
【図１４】
2015022140.tif 000016
【図１５】
2015022140.tif 000017
【図１６】
2015022140.tif 000018
【図１７】
2015022140.tif 000019
【図１８】
2015022140.tif 000020
【図１９】
2015022140.tif 000021
【図２０】
2015022140.tif 000022
【図２１】
2015022140.tif 000023
【図２２】
2015022140.tif 000024
【図２３】
2015022140.tif 000025
【図２４】
2015022140.tif 000026