(57)【要約】【課題】  デトーニング回転体上のトナーを確実に除去し、クリーニング回転体に付着したトナーを常時安定してデトーニング回転体側へ静電転移させることによって、良好なクリーニング性能を有したクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー像担持体１上に残留した廃トナーを回収するクリーニング回転体２と、クリーニング回転体２に対向配置され且つクリーニング回転体２上の廃トナーが静電的に転移されるデトーニング回転体３とを備え、デトーニング回転体３は、導電性の芯材３ｂとこの芯材３ｂを被覆する被覆層３ａとを具備し、前記被覆層３ａが、ａ．体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上であること、ｂ．ダイナミック硬度が２０以上であること、ｃ．表面粗さが最大高さ５μｍ以下であること、を満たす。【選択図】  図１
2007101683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体上に残留した廃トナーを回収するクリーニング回転体と、
クリーニング回転体に対向配置され且つクリーニング回転体上の廃トナーが静電的に転移されるデトーニング回転体とを備え、
デトーニング回転体は、導電性の芯材とこの芯材を被覆する被覆層とを具備し、
前記被覆層が、
ａ．体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上であること、
ｂ．ダイナミック硬度が２０以上であること、
ｃ．表面粗さが最大高さ５μｍ以下であること、
を満たすものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニング装置において、
更に、デトーニング回転体の周囲に接触配置されてデトーニング回転体上の廃トナーを清掃する清掃部材を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１記載のクリーニング装置において、
デトーニング回転体の被覆層はアモルファスシリコンを用いた感光層であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のクリーニング装置のうち、デトーニング回転体の被覆層としてトナーが担持可能なトナー担持層を具備した態様において、
デトーニング回転体に対向配置され且つ少なくともクリーニング回転体との対向位置にてデトーニング回転体の表面を帯電した状態に保持する帯電器と、
デトーニング回転体の周囲のうちデトーニング回転体とクリーニング回転体との対向位置よりも下流側に配設され且つデトーニング回転体の表面を除電する除電器とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項４記載のクリーニング装置において、
デトーニング回転体が感光体であり、除電器がデトーニング回転体を光照射するものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項４記載のクリーニング装置において、
除電器は除電後のデトーニング回転体の表面電位を１００Ｖ未満に設定するものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１記載のクリーニング装置において、
複数のクリーニング回転体を有し、夫々のクリーニング回転体に対してデトーニング回転体を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれか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、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられ、像担持体上に残留する作像粒子を清掃するクリーニング装置に係り、特に、デトーニング回転体を用いてクリーニング回転体が回収した像担持体上の残留物を除去するタイプのクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、例えば電子写真方式を例に挙げると、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置としては、例えば感光体ドラム表面にウレタンゴム等の弾性ブレードを当接させることによって感光体ドラム上の残留トナーを掻き取るようにしたものが一般に知られている（特許文献１参照）。
ところで、近年、画像形成装置で形成される画像の高解像度化のために、小径トナーが使用されるようになってきている。
このような小径トナーを使用したシステムにおいて、上述した弾性ブレードを備えたクリーニング装置を使用したところ、小径トナーはブレードをすり抜けてしまい、感光体ドラムとブレードとの間で摺擦されることによって薄膜化すると共に固着してしまうという不具合が見出された。
【０００３】
そこで、このような不具合を解決するために、感光体ドラムの近傍に感光体ドラム上の残留トナーを回収するクリーニング回転体としてのクリーニングブラシと当該クリーニングブラシのブラシ先端が叩打可能な棒状部材（フリッカーバー）とを配設し、クリーニングブラシに感光体ドラム上の残留トナーを付着させると共に、当該クリーニングブラシのブラシ先端がフリッカーバーに叩打することによってクリーニングブラシに付着したトナーを叩き落とすようにして、クリーニングブラシ上のトナーを除去するようにした技術が提案されている（特許文献２参照）。
このような先行技術によれば、感光体ドラム上のトナーが薄膜化すると共にトナーが固着してしまうという不具合を防止することができる。
しかしながら、小径トナーを使用したシステムにおいて、このようなクリーニングブラシとフリッカーバーとを備えたクリーニング装置を用いたところ、小径トナーの一粒子の重量が小さく充分な遠心力が働かないため、当該小径トナーはクリーニングブラシの先端に移動せず、フリッカーバーによって叩き落とされることなくブラシ上に堆積してしまい、結果的に感光体ドラム上の残留トナーに対するトナー回収性が低下してしまうという不具合が生ずる。
【０００４】
そして、上記不具合を解決するための手法として、クリーニングブラシの近傍にトナーと逆極性の電圧を印加した金属ロール（デトーニングロール）を配設し、クリーニングブラシに付着したトナーを金属ロール上に静電的に転移させると共に、この金属ロールの表面上のトナーをブレードやスクレーパ等の板状部材で掻き取るようにした手法が挙げられる（特許文献３参照）。
このような手法によれば、金属ロールがクリーニングブラシ上のトナーを静電吸着すると共に、金属ロールの表面にスクレーパを強く押し当てることによって金属ロール上のトナーを除去することができ、クリーニングブラシに付着した廃トナーに対するトナー回収性を向上させることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−０３２８８０号公報（実施例、第１図）
【特許文献２】特開昭５６−１３８７６９号公報（発明の詳細な説明、第３図）
【特許文献３】特開昭５７−１８５４６８号公報（発明の詳細な説明、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような手法を用いたところ、金属ロールには常時電圧が印加されておりトナーを吸着させる静電力が常時作用しているため、特に、小粒径トナーを使用したシステムにおいては、金属ロール上のトナーがスクレーパによって完全には回収されず、金属ロール上のスクレーパとの間で摺擦されることによって薄膜化すると共に固着してしまう所謂フィルミングという不具合が見られた。このように金属ロールの表面にトナーが固着してしまうと、金属ロールの表面抵抗が上昇し、クリーニングブラシから金属ロール側に廃トナーを静電転移させるための電界が弱くなってしまうため、クリーニングブラシ上の廃トナーを回収しきれないという技術的課題が見出された。
特に、このような技術的課題は省エネルギーの観点から低融点トナーを使用したシステムにおいて顕著である。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、デトーニング回転体上のトナーを確実に除去し、クリーニング回転体に付着したトナーを常時安定してデトーニング回転体側へ静電転移させることによって、良好なクリーニング性能を有したクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、図１（ａ）に示すように、トナー像担持体１上に残留した廃トナーを回収するクリーニング回転体２と、クリーニング回転体２に対向配置され且つクリーニング回転体２上の廃トナーが静電的に転移されるデトーニング回転体３とを備え、デトーニング回転体３は、導電性の芯材３ｂとこの芯材３ｂを被覆する被覆層３ａとを具備し、前記被覆層３ａが、ａ．体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上であること、ｂ．ダイナミック硬度が２０以上であること、ｃ．表面粗さが最大高さ５μｍ以下であること、を満たすものであることを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段において、クリーニング対象であるトナー像担持体１は、トナー像が形成担持される感光体や誘電体等の像形成担持体は勿論のこと、トナー像が記録材に転写される前の中間段階で一時的に保持される中間転写体や、記録材上に転写されたトナー像を搬送する記録材搬送体をも含む。
また、クリーニング回転体２はブラシ状、ロール状等適宜選定して差し支えない。
更に、クリーニング回転体２とデトーニング回転体３とは接触、非接触を問わない。
更にまた、デトーニング回転体３の芯材３ｂは導電性であればよく、アルミニウム等適宜選定して差し支えない。
【００１０】
ここで、「体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上」とは、誘電体の下限値である。このように誘電体を用いることによって、被覆層３ａに誘電層としての機能を持たせることができ、部分的な帯電及び部分的な除電を行うことができる。
また、「ダイナミック硬度が２０以上」とは、スクレーパのような清掃部材４を使用した際に不必要な摩耗が回避可能な硬度の下限値を境界としたものである。ここでいうダイナミック硬度２０は、例えばフェノール樹脂に相当するものである。
更に、「表面粗さが最大高さ５μｍ以下」とは、スクレーパのような清掃部材４を使用した際の清掃性能を確保する上で必要な表面粗さとしての最大高さＲｚの上限値を境界としたものである。
本発明において、デトーニング回転体３の被覆層３ａとしては、抵抗条件、硬度条件及び表面粗さ条件を有するものであれば適宜選定して差し支えないが、特に好ましい態様としては、アモルファスシリコンを用いた感光層が挙げられる。
【００１１】
更に、クリーニング回転体２上の廃トナーをデトーニング回転体３に静電的に転移させるためには、例えばクリーニング回転体２とデトーニング回転体３との間にバイアスを印加させることにより電界を作用させてもよいし、デトーニング回転体３表面を帯電させてもよく、適宜選定して差し支えない。
【００１２】
また、本発明にはデトーニング回転体３の周囲に接触配置されてデトーニング回転体３上の廃トナーを清掃する清掃部材４を備えることが好ましい。
この清掃部材４はトナーが除去可能であれば、ロール状、ブレード状等適宜選定して差し支えない。また、清掃部材４にスクレーパを用いる場合は、例えばＳＵＳ等の金属が挙げられるが、これに限られず硬質樹脂やセラミックス等の非金属製のものを含み、適宜選定して差し支えない。
【００１３】
更に、本発明の好ましい態様として、デトーニング回転体３の被覆層３ａとしてトナーが担持可能なトナー担持層を具備した態様において、デトーニング回転体３に対向配置され且つ少なくともクリーニング回転体２との対向位置にてデトーニング回転体３の表面を帯電した状態に保持する帯電器５と、デトーニング回転体３の周囲のうちデトーニング回転体３とクリーニング回転体２との対向位置よりも下流側に配設され且つデトーニング回転体３の表面を除電する除電器６とを備えたものが挙げられる。
【００１４】
この場合、デトーニング回転体３は被覆層３ａに感光層、誘電層等、帯電によりトナーが担持可能なトナー担持層を具備させたものであれば適宜選定して差し支えない。
更に、除電器６はデトーニング回転体３の表面が除電可能であれば適宜選定して差し支えなく、例えばＡＣバイアスを印加することによって除電するものでもよいし、除電ロールによって除電するものでもよい。
特に、本発明においては、デトーニング回転体３に感光体を用い、除電器６にデトーニング回転体３を光照射するものを用いることが好ましい。この場合、特に好ましい態様としては、上述したように、デトーニング回転体３の被覆層３ａにはアモルファスシリコンを用いた態様が挙げられる。
【００１５】
更にまた、除電器６はデトーニング回転体３の表面電位を１００Ｖ未満に除電するものであることが好ましい。このように、除電後のデトーニング回転体３の電位を小さく設定することにより、除電後のトナーがデトーニング回転体３へ付着してしまう力（クーロン力）を弱めることができ、容易に当該トナーを除去することが可能になる。特に、除電後の表面電位が５０Ｖを超える場合は、例えばスクレーパ等の先端部が非変形の清掃部材４を用いれば効果的にトナーを除去できる。
また、帯電器５はコロトロンや帯電ロール等、デトーニング回転体３の表面を帯電した状態に保持するものであれば適宜選定して差し支えない。
【００１６】
また、本発明には、複数のクリーニング回転体２を有し、夫々のクリーニング回転体２に対してデトーニング回転体３を設けた態様が挙げられる。これによれば、例えば正規に帯電されたトナーを回収するクリーニング回転体２と、逆極性トナーを回収するためのクリーニング回転体２とを連ねて備えた態様に適用することができる。
更に、本発明は、上述したクリーニング装置に限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るクリーニング装置によれば、デトーニング回転体表面に、所定の抵抗条件、硬度条件及び表面粗さ条件を満たした被覆層を備えたので、トナー剥離性が向上し、クリーニング回転体に付着したトナーを常時安定してデトーニング回転体側へ静電転移させることができ、良好なクリーニング性能を有したクリーニング装置を提供することができる。
すなわち、デトーニング回転体の被覆層の体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上であることにより、誘電体としての機能を有し部分帯電及び部分除電が可能になり、トナー搬送性及びトナー剥離性を向上させることができる。
特に、デトーニング回転体の被覆層のダイナミック硬度が２０以上であることから、例えばスクレーパのように先端部が非変形状態に保たれる除去性能の高い清掃部材を用いることが可能であり、トナー剥離性を向上させることができる。
更に、デトーニング回転体の被覆層の表面粗さが最大高さ５μｍ以下であることから、充分な平滑性を有し、トナー剥離性を向上させることができる。
【００１８】
このようなクリーニング装置を用いた画像形成装置によれば、クリーニング性能の良好な高画質画像を容易に得ることができる。
特に、低融点トナーを用いた態様にあっては極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用された実施の形態１の画像形成装置を示す。
同図において、本実施の形態に係るカラー画像形成装置は、例えば電子写真方式にてイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）保持させる中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像を記録材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置３０と、一括転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置４０と、用紙Ｐが二次転写装置３０を通り定着装置４０まで搬送される用紙搬送路５０とを備えたものである。
【００２０】
本実施の形態において、各色成分の画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト２０の搬送方向の上流側からイエロ画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット１０Ｍ、シアン画像形成ユニット１０Ｃ、ブラック画像形成ユニット１０Ｋの順番で配設されている。
また、各画像形成ユニット１０は、図３に示すように、像担持体としての感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１が帯電される一様帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像が可視像化される現像器１４、感光体ドラム１１上の各色成分トナー像が中間転写ベルト２０に転写される一次転写装置（一次転写ロール）１５及び感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるクリーニング装置１６、クリーニング前のトナーの帯電調整を行うトナー帯電調整器１７などの電子写真用デバイスを順次配設したものである。
【００２１】
ここで、各現像器１４には各色成分トナーが収容されており、イエロ画像形成ユニット１０ＹにはＹトナー、マゼンタ画像形成ユニット１０ＭにはＭトナー、シアン画像形成ユニット１０ＣにはＣトナー、ブラック画像形成ユニット１０ＫにはＫトナーが夫々用いられる。
更に、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっており、これにより感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト２０に夫々順次静電吸引され、中間転写ベルト２０上に重ねトナー像が形成されるようになっている。
【００２２】
また、中間転写ベルト２０は、複数の支持ロール２１〜２３に掛け渡されており、支持ロール２１が中間転写ベルト２０の駆動ロール、支持ロール２２が従動ロール、支持ロール２３が後述するように二次転写装置３０のバックアップロールとして配設されている（図２参照）。
【００２３】
更に、二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール３２（支持ロール２３と兼用）とを備えており、このバックアップロール３２にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが安定的に印加されるようになっている。
【００２４】
また、定着装置４０は、加熱源にて表面が加熱され且つ駆動可能に回転する加熱ロール４１と、この加熱ロール４１に圧接配置され且つ加熱ロール４１との間で用紙Ｐをニップ搬送する加圧ロール４２とを備えたものであり、この加熱ロール４１と加圧ロール４２との間に用紙Ｐを通過させることにより、当該用紙Ｐ上にトナー像が定着されるものである。
【００２５】
更に、用紙搬送路５０は、図示外の用紙トレイからの用紙Ｐをレジストレーションロール５１を介して二次転写装置３０へと送り込むようになっており、そして、二次転写後の用紙Ｐを搬送ベルト５２へと導き、この搬送ベルト５２にて定着装置４０へと搬送するように形成されている。
【００２６】
また、本実施の形態の特徴点であるクリーニング装置１６について、図４を基に詳細に説明する。
同図において、クリーニング装置１６は、クリーニングハウジング７０内に複数のクリーナを連ねて備えたものであり、感光体ドラム１１の回転方向上流側に感光体ドラム１１上の正規の極性例えば負極性に帯電された残留トナーを回収する負極性クリーナ８０と、負極性クリーナ８０より感光体ドラム１１の回転方向下流側に感光体ドラム１１上のもう一方の極性例えば正極性の残留トナー（逆極性トナー）を回収する正極性クリーナ９０と、回収した全ての廃トナーを収容する廃トナー収容部１００とを備えたものである。
【００２７】
更に、負極性クリーナ８０は、感光体ドラム１１に対向配置されると共に対向部にて逆回転（Ａｇａｉｎｓｔ）するクリーニングブラシ８１（クリーニング回転体に相当）と、このクリーニングブラシ８１の背後には表面の被覆層８２ａにトナー担持層として例えば感光層を設け且つクリーニングブラシ８１との対向部にて同方向にて回転（Ｗｉｔｈ）するデトーニングロール８２（デトーニング回転体に相当）とを配設している。更に、このデトーニングロール８２の下部にはデトーニングロール８２の表面を帯電する帯電ロール８３を設けている。また、デトーニングロール８２の背後にはデトーニングロール８２の表面を除電する例えば露光器等の除電器８４と、デトーニングロール８２の周囲のうち除電位置より下流側に配設されると共にデトーニングロール８２の表面に当接してデトーニングロール８２上の廃トナーを掻き取る例えばＳＵＳ等の金属製のスクレーパ８５（清掃部材に相当）とが配設されている。
本実施の形態において、除電器８４はデトーニングロール８２の表面電位を１００Ｖ未満に除電するものが使用されている。
【００２８】
更に、本実施の形態において、クリーニングブラシ８１には感光体ドラム１１上の負極性トナーに対して反対の極性の正の電圧が印加されるバイアス電源８７が接続されている。そのため、クリーニングブラシ８１の表面は感光体ドラム１１に対して高電位に保たれている。
また、デトーニングロール８２は導電性の芯材８２ｂと絶縁性の被覆層８２ａとを備え、帯電ロール８３によってその表面が正極性に帯電されるものであり、表面電位がクリーニングブラシ８１の表面電位よりも高電位に保たれるようになっている（図５（ａ）参照）。これにより、感光体ドラム１１上の負極性の残留トナーをクリーニングブラシ８１、デトーニングロール８２へと静電的に転移させることが可能になっている。
【００２９】
更に、正極性クリーナ９０は、感光体ドラム１１の周囲で負極性クリーナ８０の下流側にＡｇａｉｎｓｔで対向配置されるクリーニングブラシ９１と、このクリーニングブラシ９１の背後には表面の被覆層９２ａにトナー担持層としての感光層を設け且つクリーニングブラシ９１に対してＡｇａｉｎｓｔで回転するデトーニングロール９２とを配設している。更に、このデトーニングロール９２の上部には帯電ロール９３を設けている。また、デトーニングロール９２の背後には例えば露光器等の除電器９４と、露光位置より下流側には例えばＳＵＳ等の金属製のスクレーパ９５とが配設されている。
本実施の形態において、除電器９４はデトーニングロール９２の表面電位を絶対値にて１００Ｖ未満に除電するものが使用されている。
【００３０】
更にまた、本実施の形態において、クリーニングブラシ９１には感光体ドラム１１上の逆極性トナー（正極性のトナー）に対して反対の極性の負の電圧が印加されるバイアス電源９７が接続されている。そのため、クリーニングブラシ９１の表面は感光体ドラム１１に対して低電位に保たれている。
また、デトーニングロール９２は導電性の芯材９２ｂと絶縁性の被覆層９２ａとを備え、帯電ロール９３によってその表面が負極性に帯電されるものであり、表面電位がクリーニングブラシ９１の表面電位よりも低電位に保たれるようになっている（図５（ａ）参照）。これにより、感光体ドラム１１上の逆極性トナーをクリーニングブラシ９１、デトーニングロール９２へと静電的に転移させることが可能になっている。
尚、負極性クリーナ８０及び正極性クリーナ９０を夫々別々のハウジングに設けた態様でもよいし、構成する各部材の配設位置や各回転体の回転方向等についても、これに限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
【００３１】
更に、廃トナー収容部１００はクリーニングハウジング７０の一部から構成される収容ハウジング１０１を備え、当該収容ハウジング１０１内には廃トナーが回収される回収ボックス（図示外）に廃トナーを搬送する回収オーガ１０２が配設されたものである。
また、クリーニングハウジング７０内の中央には負極性クリーナ８０と正極性クリーナ９０とを仕切る仕切り板１０５が配設されている。この仕切り板１０５は正極性クリーナ９０によって回収された廃トナーが負極性クリーナ８０に直接飛散してしまうことを防止するものである。
【００３２】
特に、本実施の形態において、デトーニングロール８２（９２）は、図５（ａ）に示すように、導電性の例えばアルミニウム製の芯材８２ｂ（９２ｂ）を備え、この芯材８２ｂ（９２ｂ）に対してアモルファスシリコンにて構成される被覆層８２ａ（９２ａ）を被覆したものである。
この被覆層８２ａ（９２ａ）は、島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓにて、稜線角度１１５°による三角錐圧子を用い、試験荷重２．０ｋｇｆ（１９．６ｍＮ）、負荷速度０．０１４５ｇｆ（０．１４２１ｍＮ）／ｓｅｃによる測定条件下での測定値（ダイナミック硬度）が２０以上であるという硬度条件を満たしたものである。
【００３３】
一般的に、表面微小硬度の測定原理は、図５（ｂ）に示すように、被覆層８２ａ（９２ａ）の表面部分に所定形状の針状の圧子８９を所定荷重Ｆ（ｍＮ）まで押圧し、そのときの圧子８９の食い込み深さＤ（μｍ）とした場合、表面微小硬度が硬ければその分食い込み深さＤが小さくなるものであり、表面微小硬度（ダイナミック硬度）ＤＨは例えば以下の数式で表される。
ＤＨ＝α・Ｆ／Ｄ
但し、αは圧子８９の形状や測定条件などによって予め決められる係数である。
【００３４】
また、最大高さＲｚについては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に則って測定されたものであり、被覆層８２ａ（９２ａ）の断面曲線を基準長さＬとして抜き取り、当該部分の山頂部と谷底部との間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定し、マイクロメートル（μｍ）で表わしたものである（図５（ａ）参照）。
本実施の形態において、被覆層８２ａ（９２ａ）の最大高さＲｚは５μｍ以下に設定されている。
【００３５】
更にまた、被覆層８２ａ（９２ａ）は、体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上の絶縁体であり、被覆層８２ａ（９２ａ）が誘電層としての機能を有し、部分的な帯電及び部分的な除電を行うことができるようになっている。すなわち、本実施の形態では、クリーニングブラシ８１（９１）の対向部にてデトーニングロール８２（９２）の表面を帯電させることができ、さらに、除電器８４（９４）との対向部にて除電させることができる。そのため、トナー搬送時にはトナーを吸着させる静電力を作用させることができ、一方、トナー回収時には当該静電力を解除させることができる。
この場合、アモルファスシリコンを備えた被覆層８２ａ（９２ａ）の体積抵抗率は１０Ω１１・ｃｍ以上であればよく、好ましくは１０１３Ω・ｃｍ以上、より好ましくは１０１５Ω・ｃｍがよい。
【００３６】
ここで、被覆層８２ａ（９２ａ）の製造方法としては、代表的にはプラズマＣＶＤ法が挙げられ、本実施の形態においては、例えば高周波プラズマＣＶＤ法を採用している。
更に、除電器８４（９４）にはデトーニングロール８２（９２）の表面電位を絶対値にて１００Ｖ未満に除電するものが使用されている。
【００３７】
次に、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の作像プロセスについて、図２及び図３を基に説明する。
今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。
具体的に述べると、例えば、このカラー画像形成装置をデジタルカラー複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラー画像読み取り装置によって読み取り、その読み取り信号を画像信号処理手段によりデジタル画像信号に変換してメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行わせるようにする。
【００３８】
すなわち、画像信号処理手段から入力される各色のデジタル画像信号に基づいて画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）が夫々駆動する。そして、各画像形成ユニット１０では、一様帯電器１２により一様に帯電された感光体ドラム１１に前記デジタル信号に応じた静電潜像をレーザ露光器１３にて夫々書き込ませる。
そして、これらの各静電潜像を各色のトナーを収容した現像器１４により現像して上記各色のトナー像を形成させる。
尚、このカラー画像形成装置をプリンタ等の装置として構成する場合には、外部などから画像信号処理手段に入力される画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行うようにすればよい。
【００３９】
そして、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で一次転写ロール１５によって感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０の表面にＹＭＣＫの順で順次転写される。
また、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留するトナーは、後述するようにクリーニング装置１６にてクリーニングされる。
【００４０】
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。
一方、用紙Ｐは所定のタイミングで二次転写位置へと供給され、バックアップロール３２に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。
【００４１】
そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール３２との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上に担持されたトナー像が用紙Ｐに一括転写（二次転写）される。
このように、トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト５２により定着装置４０へと搬送されトナー像の定着が行われる。
【００４２】
特に、本実施の形態では、クリーニング装置１６内にはアモルファスシリコンが具備された被覆層８２ａ（９２ａ）を有したデトーニングロール８２（９２）を備えたので、クリーニング性は極めて良好である。
すなわち、感光体ドラム１１上の残留トナーは、感光体ドラム１１の回転によりクリーニング装置１６との対向位置まで搬送されると、負極性クリーナ８０のクリーニングブラシ８１と感光体ドラム１１との間でクリーニングブラシ８１側へ正の電界が作用することにより、負極性のトナーがクリーニングブラシ８１側に転移するものである（図４参照）。
【００４３】
一方、感光体ドラム１１上の残留トナーのうち逆極性トナー（正極性のトナー）は、負極性のトナーが吸着可能な前記クリーニングブラシ８１との対向部を通過し、クリーニングブラシ９１との対向位置まで搬送される。このとき、クリーニングブラシ９１と感光体ドラム１１との間でクリーニングブラシ９１側へ負の電界が作用することによって当該逆極性トナーはクリーニングブラシ９１側に転移することができる。
尚、負極性クリーナ８０に転移する負極性トナーと正極性クリーナ９０に転移する逆極性トナーとは極性が異なるが基本的作用は略同様であるため、ここでは負極性クリーナ８０による負極性トナーの基本的作用についてのみ説明する。
【００４４】
本実施の形態において、負極性クリーナ８０内のクリーニングブラシ８１に付着したトナーはクリーニングブラシ８１の回転によりデトーニングロール８２との対向位置まで搬送される。このとき、デトーニングロール８２のクリーニングブラシ８１との対向部での表面電位は帯電ロール８３によってクリーニングブラシ８１の表面よりも高い電位に保たれており、デトーニングロール８２とクリーニングブラシ８１との間にはデトーニングロール８２側に向けて正の電界が作用しているため、クリーニングブラシ８１上の負極性トナーはデトーニングロール８２側に転移する。
【００４５】
更に、デトーニングロール８２上に転移したトナーはデトーニングロール８２の回転により除電器８４との対向位置まで搬送される。この除電器８４によって、デトーニングロール８２の除電器８４との対向部位での表面電位及び当該部位の廃トナーは１００Ｖ未満に除電される。
そして、除電されたトナーはデトーニングロール８２の回転によりスクレーパ８５との対向位置まで搬送され、スクレーパ８５によって容易に掻き落とされるため、デトーニングロール８２の表面は常時きれいな状態に保たれる。
更に、この除去された廃トナーは収容ハウジング１０１に収容されると共に、回収オーガ１０２によって回収ボックス（図示外）まで搬送される。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、デトーニングロール８２，９２の被覆層８２ａ，９２ａが高抵抗であるため必要な部位に帯電及び除電を行うことができるため、トナー搬送性及びトナー剥離性を向上させることができる。更に、本実施の形態は、前記被覆層８２ａ，９２ａが高硬度で平滑性を有しているため、機械的なトナー剥離性にも優れるものである。これにより、デトーニングロール８２，９２とクリーニングブラシ８１，９１との間には常時安定した電界を作用させることができ、もって、クリーニングブラシ８１，９１に付着した廃トナーを確実に転移させることができる。
したがって、感光体ドラム１１に対するクリーニング性は良好に保たれる。
【００４７】
◎実施の形態２
図６は、本発明が適用された実施の形態２に係るデトーニングロール１２０の概要を示す。同図において、本実施の形態は、実施の形態１のクリーニング装置１６（図４参照）と略同様に構成されるが、負極性クリーナ８０及び正極性クリーナ９０に用いられるデトーニングロール１２０の被覆層１２０ａにフェノール樹脂を備えた点で実施の形態１と異なる。
尚、実施の形態１と同様な構成要素には同様の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４８】
本実施の形態において、デトーニングロール１２０は、導電性の例えばアルミニウム製の芯材１２０ｂと、当該アルミニウム製の芯材１２０ｂを被覆すると共に例えば表面が平滑に処理されたフェノール樹脂から構成される被覆層１２０ａとを備えたものである。この被覆層１２０ａは絶縁性のフェノール樹脂に誘電体粉末（例えばＢａＴｉＯ３等）が混入されたものであり、誘電層として形成されたものである。
この被覆層１２０ａは、体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上の抵抗条件を満たした誘電体であると共に、前述のダイナミック硬度が２０以上であるという硬度条件を満たし、かつ、最大高さＲｚが５μｍ以下の表面粗さ条件を満たしたものである。
【００４９】
また、このデトーニングロール１２０の製造方法としては、例えば、鏡面仕上げの施されたアルミニウム製の芯材１２０ｂに被覆層１２０ａとしての前記誘電体粉末が混入されたフェノール樹脂を塗布した後に、当該被覆層１２０ａの表面を研磨処理する手法が挙げられる。
更に、本実施の形態において、除電部材には除電ロール１２１を用いている。この除電ロール１２１はデトーニングロール１２０の表面電位を絶対値にて１００Ｖ未満に除電するものである。
【００５０】
次に、本実施の形態における作用について説明する。
本実施の形態において、クリーニングブラシ８１に付着した例えば負極性トナーはクリーニングブラシ８１の回転によりデトーニングロール１２０との対向位置まで搬送される。このとき、デトーニングロール１２０のクリーニングロール８１との対向部での表面電位は帯電ロール８３によってクリーニングブラシ８１の表面よりも例えば高い電位に保たれており、デトーニングロール１２０とクリーニングブラシ８１との間にはデトーニングロール１２０側に向けて正の電界が作用している。この電界によってクリーニングブラシ８１上の負極性トナーはデトーニングロール１２０側に転移する。
【００５１】
更に、デトーニングロール１２０上に転移したトナーは、デトーニングロール１２０に吸着された状態でデトーニングロール１２０の回転により除電ロール１２１との対向位置まで搬送される。そして、除電ロール１２１によって、デトーニングロール１２０の除電ロール１２１との対向部での表面電位及び当該部位の廃トナーは１００Ｖ未満に除電される。
この除電されたトナーはデトーニングロール１２０の回転によりスクレーパ８５との対向位置まで搬送され、スクレーパ８５によって容易に掻き落とされる。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、デトーニングロール１２０に抵抗条件、硬度条件、表面粗さ条件を満たしたフェノール樹脂から構成される被覆層１２０ａを備えたので、トナー剥離性に優れ、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【実施例】
【００５３】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１の負極性クリーナと同様の構成にて、帯電後のデトーニングロールの表面電位と除電後のデトーニングロールの表面電位との関係から、デトーニングロール上の廃トナーに対する除去性能について調べたものである。
ここで、本実施例におけるクリーニング条件は以下の通りである。
ａ．デトーニングロール
・表面：アモルファスシリコンを備えた感光層（体積抵抗率＝１０１１Ω・ｃｍ以上，ダイナミック硬度＝６５０，最大高さＲｚ＝９ｎｍ）
・芯材：アルミニウム
・ロール径：１５ｍｍ
・回転速度：７５ｍｍ／ｓ
・帯電後表面電位：＋２５０〜８５０Ｖ
・露光後（除電後）表面電位：０〜２００Ｖ
ｂ．クリーニングブラシ
・材質：繊維  ナイロン  ２ｄ
・径：１７ｍｍ
・繊維長さ：５ｍｍ
・クリーニングブラシ電位：＋２５０Ｖ
ｃ．除電器
・露光器：ＬＥＤ露光
ｄ．スクレーパ
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚さ：０．０８ｍｍ
・当接圧力：６．６ｇ／ｍｍ
・当接角度：３２°（ドクター方式）
・フリーレングス（固定部から当接部までの断面長さ）：８．１ｍｍ
ｅ．トナー
・結着樹脂：結晶性ポリエステル
・融点：９０℃
・貯蔵弾性率（３０℃，１ｒａｄ／ｓ）：２×１０６Ｐａ
・損失弾性率（３０℃，１ｒａｄ／ｓ）：２×１０６Ｐａ
・帯電量：−４０μＣ／ｇ
【００５４】
また、デトーニングロールにスクレーパを当接させて機械的作用のみにて掻き取る従来の構成のものについても比較例として調べた。
尚、比較例のクリーニング条件は以下の通りである。
ａ．デトーニングロール
・表面：フェノール樹脂
・芯材：ＳＵＳ
・ロール径：２０ｍｍ
ｂ．スクレーパ
・材質：ＳＵＳ
・厚さ：０．０８ｍｍ
・当接圧力：６．６ｇ／ｍｍ
・当接方向：ドクター方式
【００５５】
図７に、プリントスピードを２６６ｍ／ｓとした場合におけるクリーニング性の結果を示す。
同図において、デトーニング電位とは、本実施例にあっては、帯電後のデトーニングロールの表面電位を示し、比較例にあっては、デトーニングロールの芯材に印加される電位を示すものである。
同図は、廃トナーに対する除去性能について示したものであり、露光後（除電後）のデトーニングロールの表面電位を０Ｖ〜２００Ｖに設定した本実施例と、機械的作用のみにてトナーを掻き取る比較例とについて、デトーニング電位を１００Ｖ間隔で２５０Ｖ〜８５０Ｖに設定した際の結果を示したものである。
【００５６】
同図に示すように、本実施例は、帯電後のデトーニングロールの表面電位に拘わらず、除電後の表面電位が２００Ｖ以上であれば、デトーニングロール上のトナーに強いクーロン力が働いてしまい、スクレーパによって当該トナーを除去できず、デトーニングロールの全面にフィルミングが発生した。
また、除電後の表面電位が１００Ｖ以上であれば、デトーニングロール一部にフィルミングが見られた。
更に、比較例によれば、常時トナーに対するクーロン力が働いていることに加え、デトーニングロールの表面が粗いためにデトーニングロールとスクレーパとの当接部に隙間が生じてしまうことから、トナーがすり抜けてしまい、デトーニングロール全面にフィルミングが発生することが確認された。
一方、除電後の表面電位が１００Ｖ未満、特に５０Ｖ以下であれば、デトーニングロール上のトナーのクーロン力が弱まり、スクレーパによって容易に掻き取ることができることが確認された。
【００５７】
◎実施例２
本実施例は、実施例１と同様の構成にて、デトーニング効率とデトーニング電位との関係について調べたものである。尚、実施例１の従来の構成と同様の構成のものについても比較例として調べた。
図８において、デトーニング効率とは、感光体ドラム上の残留トナーをクリーニングブラシに移動させて、その後クリーニングブラシが１周する際にデトーニングロール上に移動したトナー量の割合として表し、すなわち、クリーニングブラシ一周時の（（クリーニングブラシから転移したデトーニングロール上のトナー量）／（感光体ドラムから転移したクリーニングブラシ上のトナー量））として表したものである。
【００５８】
同図に示すように、本実施例は、デトーニング電位が２５０〜８５０Ｖまでの全ての領域において、比較例に対して同等以上のデトーニング効率を得ることが確認された。
本実施例によれば、デトーニングロールに抵抗条件、硬度条件及び表面粗さ条件を有する被覆層を備えたため、良好なトナー剥離性が得られると共にデトーニングロールの表面を常時きれいな状態に保つことができ、良好なデトーニング効率が確認された。
【００５９】
◎実施例３
本実施例は、実施の形態１及び２の負極性クリーナと同様の構成にて、被覆層の違いによるデトーニングロール上の廃トナーに対する除去性能について調べたものである。
本実施例に用いた被覆層は以下の通りである。
・アモルファスシリコン（体積抵抗率＝１０１１Ω・ｃｍ以上，ダイナミック硬度＝６５０，最大高さＲｚ＝９ｎｍ）
・フェノール樹脂I（体積抵抗率＝１０１０〜１３，ダイナミック硬度＝２０，最大高さＲｚ＝５μｍ）
・フェノール樹脂II（体積抵抗率＝１０１０〜１３，ダイナミック硬度＝２０，最大高さＲｚ＝５０μｍ（未研磨処理））
【００６０】
図９に廃トナーに対する除去性能の結果を示す。
「フェノール樹脂II」については、表面粗さ条件を満たしておらず、デトーニングロール一部にフィルミングが見られた。
一方、「フェノール樹脂I」については、表面が平滑に処理されており、抵抗条件、硬度条件及び表面粗さ条件を満たしており、若干のフィルミングが見られるが使用上問題のないレベルであった。
更に、「アモルファスシリコン」であれば、フィルミングが発生せず、最も良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るクリーニング装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明が適用された実施の形態１の画像形成装置を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の画像形成ユニットを示す説明図である。
【図４】実施の形態１のクリーニング装置を示す説明図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１で用いられるデトーニングロールを示す説明図であり、（ｂ）はダイナミック硬度の測定方法を示す説明図である。
【図６】実施の形態２で用いられるデトーニングロールを示す説明図である。
【図７】実施例１の結果を比較例と共に示す表である。
【図８】実施例２の結果を比較例と共に表したグラフである。
【図９】実施例３の結果を示す表である。
【符号の説明】
【００６２】
１…トナー像担持体，２…クリーニング回転体，３…デトーニング回転体，３ａ…被覆層，３ｂ…芯材，４…清掃部材，５…帯電器，６…除電器
【図１】
2007101683.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007101683.tif 000009
【図８】
2007101683.tif 000010
【図９】
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