(57)【要約】      （修正有）【課題】像保持体上のトナー及び放電生成物等の異物を、像保持体の摩耗や傷付きを抑えつつ除去する。【解決手段】ドラムクリーナ３６は、感光体ドラム３１に接して設けられた第１クリーニングロール３６５Ａおよび第２クリーニングロール３６５Ｂと、これら第１クリーニングロールと第２クリーニングロールとの両方に接する第１回収ロール３６６Ａと、第２クリーニングロールに接する第２回収ロール３６６Ｂとを備えている。第１クリーニングロールは表面が繊維層によって形成されている。各ロール３６５Ａ、３６５Ｂ、３６６Ａ、３６６Ｂには、同電圧で同位相の交流電圧に異なる直流電圧を重畳したバイアス電圧が印加され、第１クリーニングロールと第２クリーニングロールとで感光体ドラムから両極性に帯電したトナーを除去し、第１クリーニングロールが所定量のトナーを保持して感光体ドラムの表面から放電生成物等の異物を除去。【選択図】図３
2008116501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面層が導電性繊維からなる布によって形成され画像を保持する像保持体に接して設けられると共に所定の電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第１の清掃部材と、
前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第２の清掃部材と、
前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材とに接して設けられて所定の電圧が印加され当該第１の清掃部材および当該第２の清掃部材から付着物を回収する第１の回収部材と、
前記第２の清掃部材に接して設けられて所定の電圧が印加され当該第２の清掃部材から付着物を回収する第２の回収部材と、
を備えることを特徴とする清掃装置。
【請求項２】
前記第１の清掃部材の前記表面層を形成する前記導電性繊維からなる布は、当該導電性繊維が編み込まれた布、当該導電性繊維が織り込まれた布、および当該導電性繊維からなる不織布のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材と前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記第２の清掃部材には、前記像保持体上の正極性に帯電した付着物と負極性に帯電した付着物との両方を除去する電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記第１の清掃部材は、前記表面層の下に導電性の弾性層を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項６】
トナーを保持して移動する像保持体と、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の清掃装置と、
を備えた像保持体ユニット。
【請求項７】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体の画像をトナー像に現像する現像部と、
前記像保持体に保持されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記転写部にて転写されずに前記像保持体に残留したトナーを当該像保持体から除去する清掃部と、を備え、
前記清掃部は、
表面層が導電性繊維からなる布によって形成され前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第１の清掃部材と、
前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第２の清掃部材と、
前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材とに接して設けられて当該第１の清掃部材と当該第２の清掃部材とからトナーを回収する第１の回収部材と、
前記第２の清掃部材に接して設けられて当該第２の清掃部材からトナーを回収する第２の回収部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の清掃部材と前記第１の回収部材とには、当該第１の清掃部材が前記像保持体からトナーを除去しつつ前記表面層に所定量のトナーを保持するための所定の電圧がそれぞれ印加されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の清掃部材の前記表面層が保持するトナー量は、３０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像部と前記転写部と前記清掃部との少なくともひとつの動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の清掃部材の前記表面層にトナーを供給して保持させるトナー供給制御を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第１の清掃部材の前記表面層が保持するトナー量は、２０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であり、
前記制御部は、画像を保持しない状態で前記像保持体を回転させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記トナー供給制御を、画像形成動作中に設定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記トナー供給制御を、非画像形成時に設定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる清掃装置、それを用いる像保持体ユニットおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置において、たとえば感光体ドラム等の像保持体から記録媒体にトナー像を転写した後、像保持体上に残留したトナーを除去する装置として、特許文献１に開示のごとき技術が知られている。
特許文献１に開示のクリーニング装置は、微細な研磨粒子が内部に分散された感光体に付着するトナーと同極性に帯電される導電性軟質ローラと、導電性繊維からなりトナーと逆極性のバイアス電圧を印加されるファーブラシとを有し、感光体の表面にまず導電性軟質ローラを同方向に移動するよう摺接し、ついで、ファーブラシを接触し、電気的吸着力により感光体上のトナーを除去するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２７３０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、像保持体上からトナーを除去する清掃装置には、トナーのみでなく、像保持体上に形成されるトナーを成分とする生成物や放電生成物等を、像保持体に摩耗や傷付きを生じさせることなく安定して効率良く除去できることが望まれる。
【０００５】
本発明は、像保持体上のトナーや放電生成物等を、像保持体の摩耗や傷付きを抑えて除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明の清掃装置は、表面層が導電性繊維からなる布によって形成され画像を保持する像保持体に接して設けられると共に所定の電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第１の清掃部材と、前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第２の清掃部材と、前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材とに接して設けられて所定の電圧が印加され当該第１の清掃部材および当該第２の清掃部材から付着物を回収する第１の回収部材と、前記第２の清掃部材に接して設けられて所定の電圧が印加され当該第２の清掃部材から付着物を回収する第２の回収部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記第１の清掃部材の前記表面層を形成する前記導電性繊維からなる布は、当該導電性繊維が編み込まれた布、当該導電性繊維が織り込まれた布、および当該導電性繊維からなる不織布のいずれかであることを特徴とすることができる。
また、前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材と前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加されることを特徴とすることができる。
また、前記第２の清掃部材には、前記像保持体上の正極性に帯電した付着物と負極性に帯電した付着物との両方を除去する電圧が印加されることを特徴とすることができる。
また、前記第１の清掃部材は、前記表面層の下に導電性の弾性層を有することを特徴とすることができる。
本発明の像保持体ユニットは、トナーを保持して移動する像保持体と、上記清掃装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、画像を保持する像保持体と、前記像保持体の画像をトナー像に現像する現像部と、前記像保持体に保持されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、前記転写部にて転写されずに前記像保持体に残留したトナーを当該像保持体から除去する清掃部と、を備え、前記清掃部は、表面層が導電性繊維からなる布によって形成され前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第１の清掃部材と、前記像保持体に接して設けられ所定の電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第２の清掃部材と、前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材とに接して設けられて当該第１の清掃部材と当該第２の清掃部材とからトナーを回収する第１の回収部材と、前記第２の清掃部材に接して設けられて当該第２の清掃部材からトナーを回収する第２の回収部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加されることを特徴とすることができる。
また、前記第１の清掃部材と前記第１の回収部材とには、当該第１の清掃部材が前記像保持体からトナーを除去しつつ前記表面層に所定量のトナーを保持するための所定の電圧がそれぞれ印加されることを特徴とすることができる。
また、前記第１の清掃部材の前記表面層が保持するトナー量は、３０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とすることができる。
また、前記現像部と前記転写部と前記清掃部との少なくともひとつの動作を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記第１の清掃部材の前記表面層にトナーを供給して保持させるトナー供給制御を有することを特徴とすることができる。
また、前記第１の清掃部材の前記表面層が保持するトナー量は、２０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であり、前記制御部は、画像を保持しない状態で前記像保持体を回転させることを特徴とすることができる。
また、前記制御部は、前記トナー供給制御を、画像形成動作中に設定することを特徴とすることができる。
また、前記制御部は、前記トナー供給制御を、非画像形成時に設定することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、像保持体上のトナーおよび放電生成物等の付着物を、像保持体の摩耗や傷付きを抑制して除去することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、第１の清掃部材の像保持体表面に対する摺擦力を低く設定することができる。
請求項３の発明によれば、第１の清掃部材から突発的に回収物が漏れた場合でも第２の清掃部材が効率的に回収することが可能となる。
請求項４の発明によれば、像保持体上の正極性に帯電したトナーなどの付着物と負極性に帯電したトナーなどの付着物との両方を除去することができる。
請求項５の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、第１の清掃部材の弾性を調整することができ、像保持体の表面特性に対応した低い摺擦力を設定することが可能となる。
請求項６の発明によれば、像保持体とトナーおよび放電生成物等の付着物を除去する清掃装置とを容易に交換することができる。
請求項７の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、像保持体上のトナーおよび放電生成物等の付着物を像保持体の摩耗等を抑制して除去することができ、放電生成物等や像保持体の摩耗等に起因する画像不良の発生を抑制することができる。
請求項８の発明によれば、像保持体からの付着物の回収後、第１の清掃部材から突発的に回収物が漏れた場合でも第２の清掃部材が効率的に回収することが可能となる。
請求項９の発明によれば、第１の清掃部材が保持したトナーによって、放電生成物等の付着物を除去することができる。
請求項１０の発明によれば、トナーと放電生成物等の付着物との両方を良好に除去することができる。
請求項１１の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、第１の清掃部材へのトナーの保持を促進させて、放電生成物等の付着物に対する除去機能を高めることが可能となる。
請求項１２の発明によれば、放電生成物等の付着物を良好に除去することができる。
請求項１３の発明によれば、画像形成動作中に放電生成物等の付着物を除去することが可能となる。
請求項１４の発明によれば、非画像形成時に集中して放電生成物等の付着物を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態を適用した画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１の構成を示した図である。また、図２は画像形成ユニット３０の構成を示した図である。
図１に示すカラープリンタ１は、所謂タンデム型で構成されており、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部２０、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３やスキャナ等の画像読取装置４に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部２２、カラープリンタ１を構成する各部の動作を制御する制御部６０、カラープリンタ１の各部に電力を供給する電源部６５を含んで構成されている。
【００１２】
画像形成プロセス部２０は、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ（以下、総称として「画像形成ユニット３０」と称す）を備えている。
画像形成ユニット３０は、図２に示すように、矢印Ａ方向に回転しながら静電潜像が形成され、さらにトナー像が形成される像保持体としての感光体ドラム３１、感光体ドラム３１の表面を所定電位で一様に帯電するたとえばスコロトロンで構成された帯電器３２、感光体ドラム３１上に形成された静電潜像をトナー現像してトナー像とする現像部としての現像器３３、トナー像を一次転写部Ｔ１にて中間転写ベルト４１上に転写した後の感光体ドラム３１表面に残留したトナー等の帯電極性を一定（たとえばマイナス極性）に揃えるクリーニング前帯電器３４、転写後の感光体ドラム３１の表面電荷を除電する除電ランプ３５、転写後の感光体ドラム３１表面に残留したトナー等を清掃する清掃装置の一例としてのドラムクリーナ３６、帯電前の潜像履歴を消去する帯電前ランプ３７を含んで構成されている。
ここで、各画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは、現像器３３に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。
なお、画像形成プロセス部２０をユニット化する構成は、このような画像形成ユニット３０に限るものではなく、感光体ドラム３１とドラムクリーナ３６とを一体化した像保持体ユニットとし、その像保持体ユニットの単位で交換可能に構成しても良い。また、そのような像保持体ユニットが、さらに画像形成ユニット３０を構成するようにしても良いものである。
【００１３】
また、画像形成プロセス部２０には、画像形成ユニット３０の各々に配置された感光体ドラム３１を露光するレーザ露光装置２６、画像形成ユニット３０の各々の感光体ドラム３１上に形成された各色のトナー像が多重転写される被転写体としての中間転写ベルト４１、画像形成ユニット３０の各々にて形成された各色トナー像を一次転写部Ｔ１にて中間転写ベルト４１上に順次転写（一次転写）させる転写部としての一次転写ロール４２、中間転写ベルト４１上に転写された重畳トナー像を二次転写部Ｔ２にて記録媒体である記録用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写ロール４０、二次転写されたトナー像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着器８０を備えている。
中間転写ベルト４１は、駆動ロール４５，二次転写部Ｔ２において当該中間転写ベルト４１を背部から支持するバックアップロール４６，当該中間転写ベルト４１を支持するアイドルロール４７等によって、各画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋを巡る経路で張架され、図示しない回転駆動手段による駆動ロール４５の回転によって図１の矢印Ｂ方向に循環移動するようになっている。また、中間転写ベルト４１は、当接配置されたベルトクリーナ５０を備えている。
また、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容する用紙トレイ７１と、この用紙トレイ７１に収容された記録用紙Ｐを搬送する記録用紙搬送機構とを備えている。
記録用紙搬送機構は、用紙トレイ７１から記録用紙Ｐを取り出すピックアップロール７２、その記録用紙Ｐを二次転写部Ｔ２に搬送する搬送ロール７３および記録用紙Ｐの位置を規定するレジストロール７４、二次転写部Ｔ２から定着器８０に搬送する搬送ベルト７５等により構成されている。
【００１４】
本実施の形態のカラープリンタ１では、制御部６０の制御によって、画像形成プロセス部２０において画像形成動作が実行される。具体的には、パーソナルコンピュータ３や画像読取装置４から入力された各色成分毎の画像データは、画像処理部２２によって所定の画像処理が施された後、レーザ露光装置２６に供給される。そして、レーザ露光装置２６は、画像形成ユニット３０の各々の感光体ドラム３１を走査露光する。たとえばイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット３０Ｙでは、帯電器３２により所定電位に一様に帯電された感光体ドラム３１が、レーザ露光装置２６によりイエロー（Ｙ）成分の画像データに基づいて変調されたレーザ光によって走査露光される。それにより、感光体ドラム３１上には、イエロー（Ｙ）成分の静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器３３により現像され、感光体ドラム３１上にはイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。それと同様に、画像形成ユニット３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋにおいても、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色トナー像が形成される。ここで、本実施の形態では、トナーは現像器３３においてマイナス極性に帯電されるものである。
【００１５】
各画像形成ユニット３０にて形成された各色トナー像は、図１の矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト４１上に、一次転写ロール４２により順次静電転写される。それにより、中間転写ベルト４１上には各色トナー像が重畳されたトナー像（重畳トナー像）が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト４１の移動に伴って二次転写ロール４０とバックアップロール４６とが配設された二次転写部Ｔ２に向けて搬送される。一方、記録用紙Ｐはピックアップロール７２により用紙トレイ７１から取り出され、搬送ロール７３によって１枚ずつレジストロール７４の位置まで搬送される。
そして、重畳トナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されると、トナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されるタイミングに合わせてレジストロール７４から記録用紙Ｐが二次転写部Ｔ２に供給される。二次転写部Ｔ２では、二次転写ロール４０とバックアップロール４６との間に形成された転写電界の作用により、重畳トナー像は記録用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１６】
その後、重畳トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト４１から剥離され、搬送ベルト７５に吸着支持されて定着器８０まで搬送される。定着器８０に搬送された記録用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器８０によって熱および圧力による定着処理を受けることで記録用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された記録用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙積載部９１に搬送される。一方、二次転写後に中間転写ベルト４１に付着しているトナー（転写残トナー）は、二次転写の終了後に中間転写ベルト４１に当接されたベルトクリーナ５０によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。
【００１７】
一方、一次転写部Ｔ１での転写処理が行なわれた後の感光体ドラム３１表面では、感光体ドラム３１表面に残留したトナーや中間転写ベルト４１から再転写したトナー等の帯電極性がクリーニング前帯電器３４によってマイナス極性に揃えられる。さらに、除電ランプ３５によって転写後の感光体ドラム３１の表面電荷が略０Ｖに除電される。そして、ドラムクリーナ３６によって感光体ドラム３１表面に残留したトナー等が除去される。また、ドラムクリーナ３６を通過した感光体ドラム３１表面を帯電前ランプ３７で全面露光することにより、帯電器３２での帯電前に前回の画像形成サイクルで生じた潜像履歴を消去する処理が行なわれる。
カラープリンタ１では、個々の画像形成に際して上記のごとき画像形成サイクルが繰り返されるものである。
【００１８】
つぎに、本実施の形態に特徴的なドラムクリーナ３６について説明する。
図３は本実施の形態のドラムクリーナ３６の構成を示した図である。また、図４はその第１クリーニングロール３６５Ａの断面図である。
ドラムクリーナ３６は、ハウジング３６１の内部に、感光体ドラム３１に付着したトナーを除去する二本のクリーニングロール（第１の清掃部材としての第１クリーニングロール３６５Ａと、第２の清掃部材としての第２クリーニングロール３６５Ｂ）を備えている。また、両クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂによって除去されたトナーを回収する第１の回収部材としての第１回収ロール３６６Ａと、この第１回収ロール３６６Ａの表面に転移したトナーを掻き取る第１スクレーパ３６７Ａとを備えている。さらに、第２クリーニングロール３６５Ｂによって除去されたトナーを回収する第２の回収部材としての第２回収ロール３６６Ｂと、この第２回収ロール３６６Ｂの表面に転移したトナーを掻き取る第２スクレーパ３６７Ｂとを備えている。
以下、特に分けて考える必要のない場合には、第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとは単にクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂと称する。また、第１回収ロール３６６Ａと第２回収ロール３６６Ｂとは回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂと称する。さらに、第１スクレーパ３６７Ａと第２スクレーパ３６７Ｂとはスクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂと称する。
【００１９】
第１クリーニングロール３６５Ａおよび第２クリーニングロール３６５Ｂは、それぞれ感光体ドラム３１に接して配置されている。第２クリーニングロール３６５Ｂは第１クリーニングロール３６５Ａより感光体ドラム３１の回転によるその周面の移動方向下流側に位置している。
第１回収ロール３６６Ａは、第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとの間に、両者に接して配置されている。これにより、第１回収ロール３６６Ａは、第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとの両方からトナーを回収することができるようになっているものである。
また、第２回収ロール３６６Ｂは、第２クリーニングロール３６５Ｂのみに接して配置されている。これにより、第２回収ロール３６６Ｂは、第２クリーニングロール３６５Ｂのみからトナーを回収するようになっているものである。
【００２０】
第１クリーニングロール３６５Ａには、電源部６５に配置された第１クリーニングロールバイアス電源６５１Ａから所定のバイアス電圧が供給されるようになっている。
第２クリーニングロール３６５Ｂには、電源部６５に配置された第２クリーニングロールバイアス電源６５１Ｂから所定のバイアス電圧が供給されるようになっている。
第１回収ロール３６６Ａには、電源部６５に配置された第１回収ロールバイアス電源６５２Ａから所定のバイアス電圧が供給されるようになっている。
第２回収ロール３６６Ｂには、電源部６５に配置された第２回収ロールバイアス電源６５２Ｂから所定のバイアス電圧が供給されるようになっている。
また、これらのクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂおよび回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂは、図示しない回転機構によってそれぞれ回転駆動されるようになっている。
【００２１】
ハウジング３６１は、回収されたトナーを収容するトナー収容部３６２を形成しており、感光体ドラム３１との隙間を遮蔽する下流側シール３６３と、上流側シール３６４と、トナー収容部３６２に収容されたトナーを画像形成ユニット３０の外部に配置された図示しない回収ボックスに搬出する搬送スクリュー３６８とを備えている。
ここで、電源部６５は、カラープリンタ１（図１参照）の制御部６０によって制御されるようになっている。つまり、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂおよび回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂに印加されるバイアス電圧は制御部６０によって制御されるようになっているものである。また、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂおよび回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの回転駆動も、制御部６０によって制御されるようになっている。
【００２２】
以下、ドラムクリーナ３６の各部を詳細に説明する。
第１クリーニングロール３６５Ａは、ハウジング３６１に回転自在に支持された所定外径のロールである。図４に示すように、所定径のシャフト３６５ｃの周囲に弾性層３６５ｂが所定層厚に形成され、さらに弾性層３６５ｂの表面を覆うようにたとえば９００μｍの厚さの表面層としての繊維層３６５ａが形成されて構成されている。
シャフト３６５ｃは、たとえば、鉄、ＳＵＳ等の金属で形成されている。弾性層３６５ｂは、たとえばカーボンブラック等の導電剤を配合して所定の抵抗値に調整されたスポンジ状の発泡ウレタンで形成されている。なお、ここでは発泡ウレタンを使用したが、これにかぎらずＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ等のゴム材も適宜選択することができる。
【００２３】
繊維層３６５ａは、導電性繊維を編み込んで布状に形成したものや導電性繊維を織り込んで布状に形成したもの、さらには、導電性繊維からなる不織布等で構成されている。ここで、導電性繊維としては、たとえばカーボンブラックを分散させたナイロン導電糸の割繊繊維（ＫＢセイレン（株）製）のたとえば繊維太さ０．５デニール（２４８Ｔ／４５０Ｆ）のものを用いている。このように、極細の導電性繊維を用いることで、繊維層３６５ａの表面積が増加し、トナーを多量に保持させることが可能となり、また、クリーニング性能を高めることが可能となる。この場合に、トナーの保持性・クリーニング性の観点から、導電性繊維の繊維太さとしては、２デニール（直径約１５μｍ）以下、より好ましくは１デニール（直径約１１μｍ）以下が適している。
また、不織布としては、乾式不織布、スポンジバンド、湿式不織布等があるが、本実施の形態では、乾式不織布を用いることができる。乾式不織布は、具体的には、繊維長が数センチ程度の繊維を、カードやエアランダム機で薄いシートとし、必要に応じて何枚かのシートを重ねて形成されたものであり、繊維の接合は、高圧細水流で絡めることで形成される。
【００２４】
このように、第１クリーニングロール３６５Ａは、表面に柔らかい導電性繊維からなる繊維層３６５ａを配設し、加えて、繊維層３６５ａの下層に弾性層３６５ｂを形成することで、感光体ドラム３１表面に対する摺擦力が低くなるようになっている。
そして、第１クリーニングロール３６５Ａは、感光体ドラム３１の軸方向に沿って当接するように配置され、当接部において感光体ドラム３１と同方向に回転（図３中時計回り）するように構成されている。その際に、第１クリーニングロール３６５Ａの回転速度（周速）は、感光体ドラム３１の周速に対して０．９倍程度に設定されている。つまり、第１クリーニングロール３６５Ａは、感光体ドラム３１の周面に対して摺動するようになっているものである。なお、その回転方向や回転速度は、感光体ドラム３１やトナー等の種類等に合わせて設定することができる。
【００２５】
第２クリーニングロール３６５Ｂは、ハウジング３６１に回転自在に支持された所定外径のロールであって、所定径の金属製シャフトの周囲に、たとえばカーボンブラックを分散させたナイロン導電糸からなる柔軟な導電性ブラシが配設されたいわゆるブラシロールである。導電糸としては、前述の第１クリーニングロール３６５Ａの表面を構成する導電糸と同じものを用いることができるが、ブラシの太さ、密度、毛長は、感光体ドラム３１の硬度や、トナーとの相性等を勘案して適宜決定するものである。
そして、第２クリーニングロール３６５Ｂは、感光体ドラム３１の軸方向に沿って接触するように配置され、その接触部位において感光体ドラム３１と逆方向に回転（図３中反時計回り）するように構成されている。
なお、その回転方向や回転速度は、感光体ドラム３１やトナー等の種類等に合わせて設定することができる。
また、第２クリーニングロール３６５Ｂは、このようなブラシロールに限るものではなく、第１クリーニングロール３６５Ａのように、表面層を繊維層としたロールであっても良いものである。第１ロールが放電生成物除去作用を有しているため、第２ロールのクリーニングパラメータ（例えば、接触圧力）は、通常のクリーニングロールに比べて、低く設定されることが可能であり、やはり、感光体の傷・フィルミング・磨耗の観点で有利であるが、感光体の硬度やトナーの種類などにより適宜決定することができる。
【００２６】
回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂは、ハウジング３６１に回転自在に支持された所定外径のロールであって、カーボンブラックを分散させて抵抗値を調整したフェノール樹脂で形成されている。ただし、アルミニウム合金やステンレス合金鋼等の金属を用いてもよく、その表面に、スクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂとの摺動を円滑に行なうため、テフロン（登録商標）等といったフッ素樹脂等の被膜を形成したもの等を用いることもできる。ただし、かかる構成に限定されるものではなく、システムに応じて適宜選択できる。
そして、前述のごとく第１回収ロール３６６Ａは第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとの両者に軸方向に沿って当接するように配置されており、第１クリーニングロール３６５Ａとの当接部において移動方向が対向するように、第１クリーニングロール３６５Ａと同方向に回転するように構成されている。また、第２回収ロール３６６Ｂは、第２クリーニングロール３６５Ｂに軸方向に沿って当接するように配置されており、当接部において移動方向が対向するように第２クリーニングロール３６５Ｂと同方向に回転するように構成されている。なお、その回転方向や回転速度は、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂからのトナーの回収効率等に合わせて設定することができる。
【００２７】
スクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂは、鉄、ステンレス合金鋼等の金属によって形成された板状の部材である。そして、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの軸方向に亘って、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの回転方向に対して対向するように当接して設けられている。そして、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂ上に転移したトナーを掻き落として、トナー収容部３６２に収容する。
このようにしてトナー収容部３６２に収容されたトナーは、搬送スクリュー３６８により画像形成ユニット３０の外部に配置された回収ボックス（不図示）に搬出されるようになっている。
【００２８】
ここで、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂ、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂおよびスクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂの軸方向の長さは、下記のごとき関係に構成されている。図５はその長さ関係の説明図である。
すなわち、感光体ドラム３１の帯電幅に対して、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂは左右に所定の余裕を持って長く設定される。このクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂの長さに対して、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂは左右に所定の余裕を持って長く設定される。さらに、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの長さに対してスクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂは左右に所定の余裕を持って長く設定されるものである。
【００２９】
また、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂおよびスクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂは、下記のごとき位置関係に構成されている。
すなわち、図３に示すように、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの内、上側に位置する一方の回収ロール（第２回収ロール３６６Ｂ）からスクレーパ３６７Ｂがトナー等を除去する位置の下側（トナー落下経路）に、他方の回収ロール（第１回収ロール３６６Ａ）が位置しないように設定される。図３の構成では、第１回収ロール３６６Ａと第２回収ロール３６６Ｂとはほぼ上下に重なる配置であるが、第２回収ロール３６６Ｂの径を大きく設定することで第１回収ロール３６６Ａがトナー落下経路に位置しないように設定されている。
図６は第１回収ロール３６６Ａがトナー落下経路に位置しないように回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂを配置した構成例の図である。
図６の配置構成は、径がほぼ同じ回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂを用い、クリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂも含めた位置関係で、上側に位置する第２回収ロール３６６Ｂからスクレーパ３６７Ｂがトナーを掻き落とす位置の下側（トナー落下経路）に、第１回収ロール３６６Ａが位置しないように設定したものである。
【００３０】
つぎに、上記のごとく構成されたドラムクリーナ３６の作用等について説明するが、説明中における構成要素の符号については前述の図１乃至図４参照のこと。
ドラムクリーナ３６は、制御部６０による電源部６５（各電源）の制御によって各ロールに所定のバイアス電圧が印加され、下記のごとく作用して、感光体ドラム３１の感光体表面をクリーニングする。
ここで、ドラムクリーナ３６がクリーニングする感光体ドラム３１の表面には、マイナスとプラスとの両極性に帯電したトナーが存在する。
すなわち、感光体ドラム３１の表面に残存するトナーの多くは、現像器３３によって帯電されたマイナス極性を維持しており、さらにクリーニング前帯電器３４による帯電作用によってマイナス極性に揃えられる。一方、一次転写部Ｔ１において感光体ドラム３１上のトナー像を中間転写ベルト４１上に静電転写する際に一次転写ロール４２から加えられる転写電圧によってプラス極性に帯電し、クリーニング前帯電器３４による帯電作用によってもプラス極性のまま感光体ドラム３１の表面に残存するトナーも少ないながら（たとえば１０〜２０％程度）存在する。
本構成では、第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとで感光体ドラム３１から両極性に帯電したトナーを除去する。また、第１クリーニングロール３６５Ａが所定量のトナーを保持して、感光体ドラム３１の表面からフィルミングや放電生成物等を除去する。
【００３１】
クリーニング作用時、第１クリーニングロール３６５Ａ、第２クリーニングロール３６５Ｂ、第１回収ロール３６６Ａ、第２回収ロール３６６Ｂには、下記のようなバイアス電圧が印加される。それぞれのバイアス電圧は、同電圧で同位相の交流電圧に、各ロール３６５Ａ，３６５Ｂ，３６６Ａ，３６６Ｂで異なる直流電圧を重畳したものである。これにより、交流電圧が直流電圧分シフトされている。
すなわち、第２クリーニングロール３６５Ｂの電圧は、マイナス帯電のトナーとプラス帯電のトナーのいずれも静電吸着して保持し得るように、プラス極性とマイナス極性とに変化するように設定される。
この第２クリーニングロール３６５Ｂの電圧を基準として、第１クリーニングロール３６５Ａの電圧は所定量高圧側に、さらに第１回収ロール３６６Ａの電圧は第１クリーニングロール３６５Ａより所定量高圧側に設定される。
また、第２回収ロール３６６Ｂの電圧は、第２クリーニングロール３６５Ｂの電圧を基準として所定量低圧側に設定される。その電圧差は、放電を生じない範囲で、できるだけ大きく設定される（放電開始電圧以下）。ただし、トナーや外添剤の種類、環境などにより、クリーニングロールからトナーへの電荷の注入現象が顕著に生じる場合があるので、それも考慮して適宜電圧を決定すればよい。
【００３２】
図７はそのバイアス電圧の一例を示す図である。これは、感光体ドラム３１の表面電位を０Ｖとした例である。
第１クリーニングロール３６５Ａには、交流４００Ｖ，直流＋２００Ｖが印加される。これにより、第１クリーニングロール３６５Ａは、常に０Ｖ以上でプラス極性の電位を保つ。
また、第２クリーニングロール３６５Ｂには、交流４００Ｖのみ（すなわち直流＋０Ｖ）が印加される。これにより、第２クリーニングロール３６５Ｂは、プラスとマイナスの電位を交互に繰り返す。
【００３３】
これら第１クリーニングロール３６５Ａと第２クリーニングロール３６５Ｂとからトナーを回収する第１回収ロール３６６Ａには、交流４００Ｖ，直流＋１７５Ｖが印加される。これにより、第１回収ロール３６６Ａには第１クリーニングロール３６５Ａとの間に常に−２５Ｖの電位差が生じ、第２クリーニングロール３６５Ｂとの間には常に＋１７５Ｖの電位差が生ずる。
また、第２クリーニングロール３６５Ｂからトナーを回収する第２回収ロール３６６Ｂには、交流４００Ｖ，直流−３００Ｖが印加される。これにより、第２回収ロール３６６Ｂには、第２クリーニングロール３６５Ｂとの間に常に−３００Ｖの電位差が生ずるものである。
なお、印加する交流電圧の周波数は、３．２ｋＨｚとした。しかし、これに限定されるものではなく、クリーニング性能、電源コストなどから適宜選択することができる。
【００３４】
そして、このように各ロール間に電位差が設定されたドラムクリーナ３６は、下記のごとく作用する。
第１クリーニングロール３６５Ａは、交流電圧が印加されてはいるが、常に０Ｖ以上であるために、感光体ドラム３１上のマイナス帯電のトナーを静電吸着（感光体ドラム３１の表面から除去）し、その繊維層３６５ａに保持する。
ここで、第１クリーニングロール３６５Ａからトナーを回収する第１回収ロール３６６Ａには、第１クリーニングロール３６５Ａとの間に常に−２５Ｖの電位差が設定されている。この電位差によって、第１クリーニングロール３６５Ａに所定量のトナーを常に保持させ、第１回収ロール３６６Ａはその余剰分のトナーを回収する。そのトナーの所定量保持にかかる作用の詳細については後述する。
第１回収ロール３６６Ａが第１クリーニングロール３６５Ａから回収したトナーは、第１スクレーパ３６７Ａによって第１回収ロール３６６Ａの表面から掻き落とされる。
【００３５】
一方、第２クリーニングロール３６５Ｂは、第１クリーニングロール３６５Ａによっては除去されなかったプラス帯電のトナーと、第１クリーニングロール３６５Ａによって除去されなかったマイナス帯電のトナーとの両方を吸着保持する。すなわち、第２クリーニングロール３６５Ｂは、交流４００Ｖ，直流＋０Ｖの電圧が印加されているので、プラスとマイナスの電位を交互に繰り返す。そして、マイナス側の電位の時、プラス帯電のトナーを吸着保持し、プラス側の電位の時、マイナス帯電のトナーを吸着保持する。
第２回収ロール３６６Ｂは、交流４００Ｖ，直流−３００Ｖの電圧が印加されているので常にマイナス電位であり、第２クリーニングロール３６５Ｂとの間に常に−３００Ｖの電位差がある。これにより、第２回収ロール３６６Ｂは、第２クリーニングロール３６５Ｂが保持するプラス帯電のトナーをほぼ完全に回収する。第２回収ロール３６６Ｂが回収したトナーは、第２スクレーパ３６７Ｂによって第２回収ロール３６６Ｂの表面から掻き落とされる。
【００３６】
また、第２クリーニングロール３６５Ｂが保持するマイナス帯電のトナーは、第１回収ロール３６６Ａが回収する。すなわち、第１回収ロール３６６Ａは、第２クリーニングロール３６５Ｂとの間に常に＋１７５Ｖの電位差があり、この電位差で第２クリーニングロール３６５Ｂが保持するマイナス帯電のトナーを回収することができる。
つまり、第１クリーニングロール３６５Ａのみでなく第２クリーニングロール３６５Ｂにも接触配置された第１回収ロール３６６Ａが、第２クリーニングロール３６５Ｂから、第２回収ロール３６６Ｂによっては回収されないマイナス帯電のトナーを回収するものである。これにより、第２クリーニングロール３６５Ｂからは全てのトナーが回収され、第２クリーニングロール３６５Ｂにトナーが溜まってクリーニング不良を招来することはない。
【００３７】
このように、第２クリーニングロール３６５Ｂは、感光体ドラム３１からプラス帯電とマイナス帯電の何れのトナーもが除去することができる。このため、第１クリーニングロール３６５Ａが保持したトナーが突発的に感光体ドラム３１側に吐き出されて、その中にプラス帯電とマイナス帯電のトナーが混在していても、全てを除去することができる。つまり、仮に、第２クリーニングロール３６５Ｂがプラス帯電のトナーのみを除去する構成であれば、マイナス帯電のトナーは除去することができず、そのトナーが残存して形成画像上に点状の画像不良を招来するが、本構成ではそのようなことはない。
【００３８】
つぎに、前述の第１クリーニングロール３６５Ａによる所定量のトナーの保持と、第１回収ロール３６６Ａによる第１クリーニングロール３６５Ａからのトナーの回収と、第１クリーニングロール３６５Ａによる感光体ドラム３１の放電生成物等の除去作用と、について詳細に説明する。
前述のごとく、第１クリーニングロール３６５Ａは、感光体ドラム３１上のマイナス帯電のトナーを静電吸着し、その繊維層３６５ａに保持する。一方、第１回収ロール３６６Ａには、第１クリーニングロール３６５Ａとの間に常に−２５Ｖの電位差が設定されている。
これにより、第１クリーニングロール３６５Ａがその繊維層３６５ａに保持したトナーが少ない場合には、第１回収ロール３６６Ａの電位が第１クリーニングロール３６５Ａの最表層の電位よりも小さい状態が維持されることとなる。そのため、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに保持されたトナーは、第１回収ロール３６６Ａに回収されることなく、繊維層３６５ａに保持されたままとなる。
【００３９】
ところが、繊維層３６５ａに保持されたトナーの量が所定量を超えて多くなると、マイナス帯電したトナーが第１クリーニングロール３６５Ａ表面の電位を低下させる。その結果、第１回収ロール３６６Ａの電位が第１クリーニングロール３６５Ａの最表層の電位よりも大きい状態が形成されることとなる。このような状態となると、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに保持されたトナーは、第１回収ロール３６６Ａに転移を始め、第１回収ロール３６６Ａに回収される現象が起こる。
そして、トナーが第１クリーニングロール３６５Ａから第１回収ロール３６６Ａに所定量が転移すると、再び第１回収ロール３６６Ａの電位が第１クリーニングロール３６５Ａの最表層の電位よりも小さい状態が形成され、第１回収ロール３６６Ａへのトナーの転移は停止する。
【００４０】
このようにして、第１回収ロール３６６Ａに印加するバイアス電圧を第１クリーニングロール３６５Ａに印加するバイアス電圧よりも低い電圧に設定することにより、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａにおいて、所定量のトナーが常に保持された状態を維持することができる。つまり、第１回収ロール３６６Ａに印加するバイアス電圧と第１クリーニングロール３６５Ａに印加するバイアス電圧との電圧差を調整することで、繊維層３６５ａでのトナー保持量を適宜調整することができるものである。
【００４１】
ここで、第１クリーニングロール３６５Ａがその周面（繊維層３６５ａ）に保持したトナーは、感光体ドラム３１の表面に形成されたフィルミングや放電生成物等を除去する機能を有する。
フィルミングは、クリーニング部材（本実施の形態におけるクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂ）の機械的な摺擦力によって削り取られた感光体ドラム３１の表面（感光体）の成分が感光体ドラム３１の表面に再固着することで、それを核としてトナーの成分が固着して感光体ドラム３１の表面に斑状や雨だれ状の付着域を生成し、形成された画像に斑状や雨だれ状の白抜けといった画像不良を生じさせるものである。
また、放電生成物は、画像形成サイクルにおいて帯電器３２が感光体ドラム３１を帯電する際の放電によって生じ、たとえば高速機やカラー機のようにプロセススピードの速い機種では多量に発生する。そして、その放電生成物が感光体ドラム３１の表面に付着すると、特に高温高湿度環境下（たとえば、温度：２８℃，湿度：８５％）において低抵抗化し、これが感光体ドラム３１表面の電荷をリークさせて潜像電位コントラストの低下を招き、画像中に白抜け部を生じさせるものである。
放電生成物は、一般的な弾性ロールやブラシロール等によっても摺擦力を強めることで除去することが可能である。しかし、そうすると感光体を削って前述のフィルミングを招来する。また、感光体ドラム３１の寿命が短くなる。
【００４２】
本実施の形態のドラムクリーナ３６では、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａがトナーを保持し、このトナーを保持した状態の繊維層３６５ａが感光体ドラム３１の表面を摺擦する。これにより、繊維層３６５ａに保持されたトナーが、感光体ドラム３１の表面に付着した放電生成物等を除去する。これは、本発明者らの実験により得られた知見に基づくものである。そのメカニズムに関しては明らかではない点もあるが、トナーを構成するポリエチレンやポリスチレン等のバインダー樹脂成分が放電生成物等を吸着することによると推測される。
【００４３】
つぎに、第１クリーニングロール３６５Ａと第１回収ロール３６６Ａとの間の電位差と、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに保持されるトナー量との関係について説明する。
図８は、第１クリーニングロール３６５Ａへのバイアス電圧を直流＋３００Ｖ、第１回収ロール３６６Ａへのバイアス電圧を直流＋２７５Ｖとして（電位差−２５Ｖ）、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに保持されたトナー量（単位面積当たりの重量：ｇ／ｍ２）について測定した結果を示す。図９は、その実験に用いたチャートを示す。
【００４４】
図８の実験では、図９に示した記録用紙Ｐの進行方向に向けて所定幅の帯状のベタ画像部が形成された帯状チャートを連続１０００枚（１ＫＰＶ）プリントした後、完全な白地（無地）チャートに切り替えて連続２０００枚（２ＫＰＶ）プリントを行なった。
このような帯状チャートをプリントする場合、帯状チャートのベタ画像部に対応した感光体ドラム３１上の領域では、転写残トナーとして０．５ｇ／ｍ２だけのトナーが付着することとなる。また、白地チャートでは、転写残トナーとして０．０１〜０．０２ｇ／ｍ２だけのトナーが付着することとなる。
【００４５】
その結果、図８に示したように、帯状チャートを連続１０００枚プリントしている際には、ベタ画像部に対応した繊維層３６５ａの領域では、０．５ｇ／ｍ２のトナーが供給されることにより、約５００枚プリント時でトナー保持量が９０ｇ／ｍ２程度に飽和し、その状態を維持して１０００枚まで経過する。その後、１０００枚時点で帯状チャートから白地チャートに切り替えると、０．０１〜０．０２ｇ／ｍ２のトナーが供給されることにより、ベタ画像部に対応した繊維層３６５ａの領域に保持されていたトナーは、徐々に第１回収ロール３６６Ａに回収されて、やがて４０ｇ／ｍ２程度に飽和する。
また、ベタ画像部以外の領域に対応した繊維層３６５ａの領域では、帯状チャートおよび白地チャートのプリントを通じて０．０１〜０．０２ｇ／ｍ２のトナーが供給されることにより、約５００枚プリント時でトナー保持量が４０ｇ／ｍ２程度に飽和し、その状態を維持して３０００枚まで経過する。
【００４６】
図８の結果から明らかなように、第１クリーニングロール３６５Ａへのバイアス電圧を＋３００Ｖ、第１回収ロール３６６Ａへのバイアス電圧を＋２７５Ｖと設定することで、ベタ画像部での０．５ｇ／ｍ２のトナーが供給される繊維層３６５ａの領域では、トナー保持量が９０ｇ／ｍ２程度に維持される。また、白地領域での０．０１〜０．０２ｇ／ｍ２のトナーが供給される繊維層３６５ａの領域では、トナー保持量が４０ｇ／ｍ２程度に維持される。したがって、この電圧設定では、繊維層３６５ａでのトナー保持量は下限値４０ｇ／ｍ２〜上限値９０ｇ／ｍ２に維持されることとなる。
【００４７】
図１０は、所定量のトナーが常時保持される本実施の形態のドラムクリーナ３６において、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに保持するトナー保持量（ｇ／ｍ２）と、感光体ドラム３１の表面の放電生成物に起因する画像流れの発生の有無との関係、感光体ドラム３１の表面の削れ等に起因するフィルミングの発生の有無との関係、さらにはトナーのクリーニング性能との関係をそれぞれ評価した図である。
この図１０での評価は、１００００枚のプリントを行なった後に一昼夜（ほぼ２４時間）の間の放置を経て、１枚目をプリントさせた際の画像を評価することで行なった。感光体ドラム３１表面に付着した放電生成物は、徐々に水分を吸着して感光体層の抵抗値が低下する程に画像流れによる白抜けは生じ易い。そこで、一昼夜の間の放置の後のプリント画像での評価を行なった。またフィルミングの発生の有無は、感光体ドラム３１表面を顕微鏡で観察することで行なった。さらにクリーニング性能は、ドラムクリーナ３６を通過後の感光体ドラム３１の表面を観察することで行なった。
【００４８】
その結果から、画像流れはトナー保持量が２０ｇ／ｍ２以下の範囲で発生し、３０ｇ／ｍ２以上の範囲で発生しないことが解った。これにより、繊維層３６５ａに３０ｇ／ｍ２以上のトナー量が保持されていれば、感光体ドラム３１の表面に付着した放電生成物を感光体ドラム３１から画像流れの発生を抑える程度に除去できることが判明した。
また、その場合に、感光体ドラム３１表面を顕微鏡で観察した結果、トナー保持量のいずれの範囲においてもフィルミングの発生はないことが確認できた。これは、第１クリーニングロール３６５Ａの感光体ドラム３１表面に対する摺擦力が低く設定されていること、および、トナーがフィルミング物質を取り除くことに基づくものであると考えられる。
【００４９】
一方、トナー保持量が１５０ｇ／ｍ２を超える範囲においては、繊維層３６５ａのトナー回収能力が低下することから、クリーニング性能が充分に機能しない。
このように、図１０の評価結果から、放電生成物を除去して画像流れやフィルミングの発生を抑えると共に、トナーに対するクリーニング性能を確保するためには、繊維層３６５ａに保持するトナー量は、３０〜１５０ｇ／ｍ２が好適である。
ただし、他の実験から、繊維層３６５ａに常時トナーを保持した状態で、感光体ドラム３１を所定時間（例えば、５分間）だけ回転させる動作を行なえば、トナー保持量が２０ｇ／ｍ２であっても、画像流れの発生を抑制できる結果も得られている。したがって、画像形成の前や後のサイクルで、そのような動作を行なうことを前提とすれば、繊維層３６５ａに保持するトナー量を、２０〜１５０ｇ／ｍ２に設定することも可能である。
【００５０】
つぎに、繊維層３６５ａに保持するトナー量を、２０〜１５０ｇ／ｍ２に設定するための第１クリーニングロール３６５Ａと第１回収ロール３６６Ａとの間に設定する電圧関係について述べる。
図１１は、第１クリーニングロール３６５Ａへ供給するバイアス電圧を＋３００Ｖに固定し、第１回収ロール３６６Ａへ供給するバイアス電圧を変化させた場合の繊維層３６５ａに保持されるトナー量を測定した結果を示した図である。
【００５１】
図１１に示した結果から、白地部においてもトナー保持量を２０ｇ／ｍ２以上に設定するために、第１回収ロール３６６Ａへ供給するバイアス電圧の上限値は＋３２５Ｖである。
また、ベタ画像部においてもトナー保持量を１５０ｇ／ｍ２以下に設定するために、第１回収ロール３６６Ａへ供給するバイアス電圧の下限値は＋１５０Ｖである。したがって、第１クリーニングロール３６５Ａへ供給するバイアス電圧を＋３００Ｖとした場合には、第１回収ロール３６６Ａへ供給するバイアス電圧は、＋１５０〜＋３２５Ｖが好適である。
【００５２】
これらのことから、繊維層３６５ａに保持するトナー量を２０〜１５０ｇ／ｍ２に設定するためには、第１クリーニングロール３６５Ａの電圧と第１回収ロール３６６Ａの電圧との間の差分（＝第１クリーニングロール３６５Ａの電圧−第１回収ロール３６６Ａの電圧）を、−２５〜１５０Ｖに設定することが必要である。すなわち、ポジトナーを使用して第１クリーニングロール３６５Ａと第１回収ロール３６６Ａとにマイナスのバイアス電圧を印加する場合も含めて、一般に、第１クリーニングロール３６５Ａの電圧の絶対値と第１回収ロール３６６Ａの電圧の絶対値との間の差分（＝｜第１クリーニングロール３６５Ａの電圧｜−｜第１回収ロール３６６Ａの電圧｜）を、−２５〜１５０Ｖに設定することが必要である。
【００５３】
なお、本実施の形態のカラープリンタ１では、上記した図１０に示したように、白地チャートでも約５００枚のプリントにより、繊維層３６５ａでのトナー保持量が４０ｇ／ｍ２程度となる。そのため、カラープリンタ１の初期設置時においても、通常の使用方法であれば放電生成物の除去について問題が生じることは少ない。しかし、カラープリンタ１の初期設置時（例えば０〜５００枚の間）から、充分な放電生成物の除去を行なう必要がある使用方法が行なわれる場合を想定して、カラープリンタ１の初期設置時に、各画像形成ユニット３０において例えば感光体ドラム３１の幅方向の全域に亘って幅３ｃｍの帯状のベタ画像を形成し、一次転写ロール４２をオフして一次転写部Ｔ１にて転写処理を行なわずに、トナーのすべてを第１クリーニングロール３６５Ａに供給するトナー供給モードを設定することも有効である。それにより、最初のプリント時から、繊維層３６５ａでのトナー保持量を４０ｇ／ｍ２程度に設定しておくことが可能である。ここでは、一次転写ロール４２をオフして多量の現像像を第１クリーニングロール３６５Ａに供給したが、転写効率等に応じて、一次転写ロール４２を完全にオフにせず、転写電界を弱めることで転写残トナーの量を増やすことなど、システムに応じて適宜設定することができる。
【００５４】
また、かかるトナー供給モードは、カラープリンタ１の初期設置時に限らず、たとえば５００枚毎といった所定のプリント枚数毎に行なうこともできる。それにより、画像密度が偏った画像を連続してプリントした場合にも、第１クリーニングロール３６５Ａの軸方向の全域に亘ってトナー保持量を均一化することができる。
トナー供給モードを実行するタイミングとしては、画像形成サイクルの前や後に、または画像形成サイクルと画像形成サイクルとの間に行なうことができる。
なお、この場合に、トナー供給モードの設定は制御部６０によって行なわれ、制御部６０はトナー供給モード設定部として機能する。
【００５５】
上記のごとく構成された本実施の形態のカラープリンタ１では、感光体ドラム３１から良好にトナーを除去できる。また、第１クリーニングロール３６５Ａの繊維層３６５ａに所定量のトナーを常時保持させて、感光体ドラム３１に摩耗や傷付き生じさせることなく付着した放電生成物を除去することができる。これにより、放電生成物に起因する画像流れや白抜けを抑止できる。また、感光体ドラム３１の感光体の摩耗を抑制できることから、フィルミングの発生を抑えることができ、たとえフィルミングが生じても除去して画像不良の発生を抑止できる。
本構成のカラープリンタ１により、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けやフィルミングによる白抜け、クリーニング不良は未発生であつた。また、点状の画像不良も未発生の結果となった。これにより、本構成の有効性が確認できたものである。
なお、このテストに用いた第１クリーニングロール３６５Ａは、シャフト径：φ６ｍｍのスポンジロール上に、０．５ｄ（デニール）の導電性を有するナイロンを編んだ約９００μｍのシートを巻いて繊維層３６５ａとし、外径：φ１２ｍｍとした導電性ナイロン布ロールである。
また、第２クリーニングロール３６５Ｂは、前述した導電性ナイロンブラシである。
【００５６】
通紙テスト時における画像形成各種パラメータは下記の通りである。
○感光体ドラム（感光体ドラム３１）
ＯＰＣ，φ８４ｍｍ
○帯電器（帯電器３２）
スコロトロン  −９４５μＡ，グリット電圧：６２０Ｖ
○露光装置（レーザ露光装置２６）
レーザ：７８０ｎｍ
○中間転写体（中間転写ベルト４１）
ポリイミド
○プロセス速度
４２０ｍｍ／ｓ
○潜像電位
背景部：−６００Ｖ
画像部：−３００Ｖ
○現像器（現像器３３）
現像方式：二成分現像方式
現像ロールスリーブ径：φ１６ｍｍ
スリーブ回転速度：８００ｍｍ／ｓ
感光体と現像ロールの間隔：０．３ｍｍ
○現像バイアス
ＤＣ成分：−５００Ｖ
ＡＣ成分：１．５ｋＶＰ−Ｐ（６ＫＨｚ）
○転写条件
一次転写ロール：＋４０μＡ
二次転写ロール：＋１６００Ｖ
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態のカラープリンタ１では、ドラムクリーナ３６が感光体ドラム３１の表面から両極性に帯電したトナーを除去できると共に、表面に導電性繊維からなる繊維層３６５ａを備える第１クリーニングロール３６５Ａにトナーを保持することで、感光体ドラム３１の表面から放電生成物等を効果的にクリーニングすることが可能となる。これにより、長期間に亘って安定した良好な画像形成を行うことができるものである。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能なものである。
たとえば、上記実施の形態では、表面層に導電性繊維からなる繊維層３６５ａを備えてトナーを保持する第１クリーニングロール３６５Ａを感光体ドラム３１の回転方向上流側に配置し、下流側にトナーを回収する第２クリーニングロール３６５Ｂを配置したが、これらのクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂの位置を上下流逆に配置して構成しても良いものである。
また、本発明の清掃装置は、感光体ドラムを清掃する清掃装置に限らず、たとえば中間転写ベルトを清掃する清掃装置（上記実施の形態の図１中のベルトクリーナ５０）等に用いても良いものである。
【００５９】
さらに、カラープリンタの構成も、図１２にカラープリンタ１′として示すような構成であっても良い。なお、図中の符号は前述の図１に示すカラープリンタ１と共通である。
カラープリンタ１′は、中間転写ベルト４１の下側に画像形成ユニット３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）が配置され、さらにその下側にレーザ露光装置２６が配置された構成となっているものである。そして、中間転写ベルト４１は図中時計回りに周回し、その周回経路の図中左側の二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト４１が保持したトナー像を記録用紙Ｐに転写するように構成されている。このような構成により、画像形成ユニット３０からトナー像を中間転写ベルト４１に転写する一次転写部Ｔ１と、中間転写ベルト４１からトナー像を記録用紙Ｐに転写する二次転写部Ｔ２との間の、トナー像を支持した中間転写ベルト４１の移動距離を短く設定することが可能となっているものである。
また、本発明の構成をモノクロの画像形成装置に適用しても良いことは、勿論である。
【００６０】
上記した本発明にかかる実施形態における構成とその効果を以下に示す。
（１）感光体ドラム３１の帯電幅に対してクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂが長く、このクリーニングロール３６５Ａ，３６５Ｂの長さに対して回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂが長く、さらに、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂに対してスクレーパ３６７Ａ，３６７Ｂが長く設定されているため、確実にクリーニングできると共にその除去したトナー等を確実に排除できる。
（２）回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂの内、上側に位置する第２回収ロール３６６Ｂからスクレーパ３６７Ｂがトナー等を除去する位置の下側に、第１回収ロール３６６Ａが位置しないように設定されるため、上側の第２回収ロール３６６Ｂからスクレーパ３６７Ｂによって除去されたトナー等が下側の第１回収ロール３６６Ａの上に降りかかって不具合を生じさせることがない。
（３）第１クリーニングロール３６５Ａが、表面に柔らかい導電性繊維からなる繊維層３６５ａを配設し、加えて、繊維層３６５ａの下層に弾性層３６５ｂを形成していることは、第１回収ロール３６６Ａに対しても、密着性が高く、低い圧力で接触させることが可能となるので、回収ロール３６６Ａ，３６６Ｂに対してもその表面に傷をいれにくく、それによるトナーの回収不良も防止することができる。
（４）第１クリーニングロール３６５Ａは、トナーの効果により放電生成物を除去できる分だけの低い摺擦力に設定できるので、削り取られた感光体ドラム３１の成分が感光体ドラム３１表面に固着してフィルミングを招来する虞は少ない。また、トナーは放電生成物のみではなく、削りとられた感光体ドラム３１成分なども吸着して取り除くので、さらにフィルミングを招来する虞は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態を適用した画像形成装置の一例としてのカラープリンタの構成を示した図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を示した図である。
【図３】本実施の形態のドラムクリーナの構成を示した図である。
【図４】第１クリーニングロールの断面図である。
【図５】クリーニングロール、回収ロールおよびスクレーパの軸方向の長さ関係の説明図である。
【図６】第１回収ロールがトナー落下経路に位置しないように回収ロールを配置した構成例の図である。
【図７】ドラムクリーナの各ロールへのバイアス電圧の一例を示す図である。
【図８】第１クリーニングロールの繊維層に保持されたトナー量について測定した結果を示す図である。
【図９】実験に用いたチャートを示す図である。
【図１０】第１クリーニングロールの繊維層に保持するトナー保持量と、感光体ドラム表面の放電生成物に起因する画像流れの発生の有無との関係等を評価した図である。
【図１１】第１クリーニングロールと第１回収ロールとに供給するバイアス電圧を変化させた場合の繊維層に保持されるトナー量を測定した結果を示した図である。
【図１２】異なるカラープリンタの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…カラープリンタ（画像形成装置）、３１…感光体ドラム（像保持体）、３３…現像器（現像部）、３６…ドラムクリーナ（清掃装置，トナー除去部）、３６５Ａ…第１クリーニングロール（第１の清掃部材）、３６５Ｂ…第２クリーニングロール（第２の清掃部材）、３６５ａ…繊維層（表面層）、３６５ｂ…弾性層、３６６Ａ…第１回収ロール（第１の回収部材）、３６６Ｂ…第２回収ロール（第２の回収部材）、４１…中間転写ベルト（被転写体）、４２…一次転写ロール（転写部）、６０…制御部（制御手段）、６５…電源部、６５１Ａ…第１クリーニングロールバイアス電源、６５１Ｂ…第２クリーニングロールバイアス電源、６５２Ａ…第１回収ロールバイアス電源、６５２Ｂ…第２回収ロールバイアス電源
【図１】
2008116501.tif 000003
【図２】
2008116501.tif 000004
【図３】
2008116501.tif 000005
【図４】
2008116501.tif 000006
【図５】
2008116501.tif 000007
【図６】
2008116501.tif 000008
【図７】
2008116501.tif 000009
【図８】
2008116501.tif 000010
【図９】
2008116501.tif 000011
【図１０】
2008116501.tif 000012
【図１１】
2008116501.tif 000013
【図１２】
2008116501.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面層が導電性繊維からなる布によって形成され、画像を保持する像保持体に接して設けられると共に、前記像保持体の電位を基準として第１の極性を有しつつ振動する交流電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第１の清掃部材と、
前記像保持体に接して設けられ、前記像保持体の電位を基準として前記第１の極性および第１の極性と逆極の第２の極性を有して振動する交流電圧が印加されて当該像保持体を清掃する第２の清掃部材と、
前記第１の清掃部材及び前記第２の清掃部材に接して設けられ、前記第２の清掃部材に印加される電圧に対して前記第１の極性を有する電圧が印加され当該第１の清掃部材および当該第２の清掃部材から付着物を回収する第１の回収部材と、
前記第２の清掃部材に接して設けられ、前記第２の清掃部材に印加される電圧に対して前記第２の極性を有する電圧が印加され当該第２の清掃部材から付着物を回収する第２の回収部材と、を備える
ことを特徴とする清掃装置。
【請求項２】
前記第１の清掃部材の前記表面層を形成する前記導電性繊維からなる布は、当該導電性繊維が編み込まれた布、当該導電性繊維が織り込まれた布、および当該導電性繊維からなる不織布のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材と前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加され、
前記第１の清掃部材に印加される電圧および前記第１の回収部材に印加される電圧よりも、前記第２の清掃部材に印加される電圧は小さく、かつ、前記第２の清掃部材に印加される電圧よりもさらに前記第２の回収部材に印加される電圧は小さい関係になるように前記電圧が設定される、
あるいは、
前記第１の清掃部材に印加される電圧および前記第１の回収部材に印加される電圧よりも、前記第２の清掃部材に印加される電圧は大きく、かつ、前記第２の清掃部材に印加される電圧よりもさらに前記第２の回収部材に印加される電圧は大きい関係になるように前記電圧が設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記第２の清掃部材には、前記像保持体上の正極性に帯電した付着物と負極性に帯電した付着物との両方を除去する電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記第１の清掃部材は、前記表面層の下に導電性の弾性層を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項６】
トナーを保持して移動する像保持体と、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の清掃装置と、
を備えた像保持体ユニット。
【請求項７】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体の画像をトナー像に現像する現像部と、
前記像保持体に保持されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記転写部にて転写されずに前記像保持体に残留したトナーを当該像保持体から除去する清掃部と、を備え、
前記清掃部は、
表面層が導電性繊維からなる布によって形成され前記像保持体に接して設けられ、当該像保持体の電位を基準として第１の極性を有しつつ振動する交流電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第１の清掃部材と、
前記像保持体に接して設けられ、前記像保持体の電位を基準として前記第１の極性および第１の極性と逆極の第２の極性を有して振動する交流電圧が印加されて当該像保持体上のトナーを除去する第２の清掃部材と、
前記第１の清掃部材及び前記第２の清掃部材に接して設けられ、当該第２の清掃部材に印加される電圧に対して前記第１の極性を有する電圧が印加され当該第１の清掃部材と当該第２の清掃部材とからトナーを回収する第１の回収部材と、
前記第２の清掃部材に接して設けられ、前記第２の清掃部材に印加される電圧に対して前記第２の極性を有する電圧が印加され当該第２の清掃部材からトナーを回収する第２の回収部材と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の清掃部材と前記第２の清掃部材と前記第１の回収部材と前記第２の回収部材とには、それぞれ同位相の交流電圧を少なくとも含む電圧が印加されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の極性が正極であり、前記第１の清掃部材と前記第１の回収部材とには、当該第１の清掃部材が前記像保持体からトナーを除去しつつ当該第１の清掃部材の前記表面層に３０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下のトナーを保持するための所定の電圧がそれぞれ印加され、当該第１の清掃部材に印加される当該電圧と当該第１の回収部材に印加される当該電圧との電位差が−２５Ｖ〜１５０Ｖであることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の極性が負極であり、前記第１の清掃部材と前記第１の回収部材とには、当該第１の清掃部材が前記像保持体からトナーを除去しつつ当該第１の清掃部材の前記表面層に３０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下のトナーを保持するための所定の電圧がそれぞれ印加され、当該第１の清掃部材に印加される当該電圧と当該第１の回収部材に印加される当該電圧との電位差が−１５０Ｖ〜２５Ｖであることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像部と前記転写部と前記清掃部との少なくともひとつの動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の清掃部材に印加される前記電圧と前記第１の回収部材に印加される前記電圧との電圧差を調整することにより当該第１の清掃部材の前記表面層にトナーを供給して保持させるトナー供給制御を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第１の清掃部材の前記表面層が保持するトナー量は、２０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であり、
前記制御部は、画像を保持しない状態で前記像保持体を回転させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記トナー供給制御を、画像形成動作中に設定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記トナー供給制御を、非画像形成時に設定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。