(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上のトナーが静電的に転移されるデトーニング回転体３と、デトーニング回転体３上のトナーを掻き取る板状の清掃部材４とを備え、デトーニング回転体３の芯材３ｂに対して清掃部材４を所定の条件にて当接させたときに当該清掃部材４をすり抜けて芯材３ｂ上に順次堆積するトナーの飽和固着層の厚さを飽和固着トナー層厚とした場合に、デトーニング回転体３は芯材３ｂ表面に少なくともトナーと同一のバインダ樹脂を含む被覆層３ａを有し、この被覆層厚を前記飽和固着トナー層厚以下に設定したものである【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体上に残留した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トナーが静電的に転移されるデトーニング回転体と、
デトーニング回転体に接触配置され且つデトーニング回転体上のトナーを掻き取る板状の清掃部材とを備え、
デトーニング回転体の芯材に対して清掃部材を所定の条件にて当接させたときに当該清掃部材をすり抜けて芯材上に順次堆積するトナーの飽和固着層の厚さを飽和固着トナー層厚とした場合に、
デトーニング回転体は芯材表面に少なくともトナーと同一のバインダ樹脂を含む被覆層を有し、この被覆層厚を前記飽和固着トナー層厚以下に設定した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、
清掃部材は飽和固着トナー層厚に対応する当接条件でデトーニング回転体に接触配置され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飽和固着トナー層厚を２０〜１００μｍの厚さにしたもの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記載のクリーニング装置において、
デトーニング回転体は導電性の芯材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、デトーニング回転体の周囲には清掃部材を配設したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５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。
【請求項７】
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トナーが静電的に転移されるデトーニング回転体であって、
芯材表面に少なくともトナーと同一のバインダ樹脂を含む被覆層を具備し、
デトーニング回転体の芯材に対して清掃部材を所定の条件にて当接させたときに当該清掃部材をすり抜けて芯材上に順次堆積するトナーの飽和固着層の厚さを飽和固着トナー層厚とした場合に、
被覆層厚を前記飽和固着トナー層厚以下に設定したものであることを特徴とするデトーニング回転体。
【請求項８】
請求項７記載のデトーニング回転体を製造するに際し、
デトーニング回転体の芯材上にトナーと同一のバインダ樹脂が含まれる被覆材を塗布する塗布工程と、
前記被覆材を溶融して均一な被覆厚に規制する層厚規制工程とを備えたことを特徴とするデトーニング回転体の製造方法。
【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に作用しているため、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並びにデトーニング回転体及びその製造方法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、本発明に係るクリーニング装置は、図１（ａ）に示すように、トナー像担持体１上に残留した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上のトナーが静電的に転移されるデトーニング回転体３と、デトーニング回転体３に接触配置され且つデトーニング回転体３上のトナーを掻き取る板状の清掃部材４とを備え、デトーニング回転体３の芯材３ｂに対して清掃部材４を所定の条件にて当接させたときに当該清掃部材４をすり抜けて芯材３ｂ上に順次堆積するトナーの飽和固着層の厚さを飽和固着トナー層厚とした場合に、デトーニング回転体３は芯材３ｂ表面に少なくともトナーと同一のバインダ樹脂を含む被覆層３ａを有し、この被覆層厚を前記飽和固着トナー層厚以下に設定した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。
【００１０】
更にまた、クリーニング回転体２上の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。
また、清掃部材４はブレードやスクレーパ等の板状部材であれば、適宜選定して差し支えない。特に、スクレーパとしては、代表的には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も含む。
【００１１】
更に、被覆層３ａは、清掃部材４によってデトーニング回転体３上のトナーを掻き取る清掃工程を複数回実施した際に、清掃部材４をすり抜けるトナーがデトーニング回転体３上に固着することによって形成される。この被覆層３ａは、図１（ｂ）に示すように、清掃工程の回数に応じて増加するトナー層がある一定の層厚に達したところでそれ以上増加しない飽和固着トナー層厚に形成されたものである。
すなわち、芯材３ｂに対して清掃部材４を当接させ清掃工程を実施すると、トナーが清掃部材４をすり抜けて芯材３ｂ上に固着する所謂フィルミング現象が発生する。このフィルミングによって形成されるトナー層厚はトナーが清掃部材４をすり抜ける回数に比例して増加するが、ある一定の層厚に達すると層厚の増加が止まり飽和状態になる。この飽和状態においては、清掃部材４によって除去されるトナー量（搬送されてくるトナーの一部及び剥離される被覆層３ａの一部）と、蓄積するトナー量（搬送されてくるトナーのうちフィルミングするもの）とが等しく保たれる。そのため、被覆層３ａにトナーと同一のバインダ樹脂を用いることによって、被覆層３ａを形成する樹脂が順次入れ替わっても被覆層３ａの抵抗値を常に一定に保つことが可能になる。これにより、デトーニング回転体３の静電吸着力を一定に保つことができる。
【００１２】
また、清掃部材４は、当接条件を適宜選定して差し支えないが、飽和固着トナー層厚に対応する当接条件でデトーニング回転体３に接触配置されることが好ましい。
図１（ｂ）に示すように、清掃部材４の当接角度や当接圧力等の当接条件（具体的には清掃部材当接条件Ｉ，ＩＩ）によって形成される飽和固着トナー層厚が異なるため、飽和固着トナー層厚は芯材３ｂに対する清掃部材４の当接条件によって決まるものといえる。そのため、予め形成した飽和固着トナー層厚に対応して清掃部材４の当接条件を決定することができる。
【００１３】
更にまた、本発明において、「被覆層３ａは飽和固着トナー層厚以下」としたのは、飽和固着トナー層厚に近いものも含む趣旨である。すなわち、飽和固着トナー層厚に満たないものを用いた場合、飽和固着トナー層厚に達するまでは層厚の増大に伴いデトーニング回転体３の抵抗条件が変化してしまうものの、被覆層３ａを備えることによって被覆層３ａに相当する層厚分だけは抵抗条件の変化を抑えることができる。したがって、デトーニング回転体３の抵抗条件の変化を最小限に抑えることが可能になる。
【００１４】
更に、デトーニング回転体３の被覆層３ａは予め予想される固着トナー層厚に基づいて適宜選定して差し支えないが、２０〜１００μｍの厚さにしたものが好ましい。
この場合、飽和固着トナー層厚が１００μｍを超えると万一大量のフィルミングが発生した場合にデトーニング効率が５０％を下回ってしまう虞れがある。また、飽和固着トナー層厚が２０μｍを下回る場合は、使用により万一清掃部材４の当接条件が変わってしまうと、当該清掃部材４が被覆層３ａに深く食い込んでしまうなどして、バイアスリークの危険が生じてしまう虞れがある。そのため、より好ましくは飽和固着トナー層厚を５０μｍ程度に形成したものがよい。
【００１５】
また、デトーニング回転体３の芯材３ｂとしては適宜選定して差し支えないが、導電性のものが好ましい。この場合、導電性の芯材３ｂとして、例えば金属製の芯材を用いれば、低抵抗であるためデトーニング回転体３の抵抗調整を容易に行うことができると共に、これにより、クリーニング回転体２上のトナーの静電転移性を良好に保つことができる。
【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。
【００１７】
更に、本発明は、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上のトナーが静電的に転移されるデトーニング回転体３であって、芯材３ｂ表面に少なくともトナーと同一のバインダ樹脂を含む被覆層３ａを具備し、デトーニング回転体３の芯材３ｂに対して清掃部材４を所定の条件にて当接させたときに当該清掃部材４をすり抜けて芯材３ｂ上に順次堆積するトナーの飽和固着層の厚さを飽和固着トナー層厚とした場合に、被覆層厚を前記飽和固着トナー層厚以下に設定したものであることを特徴とするデトーニング回転体３をも対象とする。
【００１８】
また、本発明は、デトーニング回転体３を製造するに際し、デトーニング回転体３の芯材３ｂ上にトナーと同一のバインダ樹脂が含まれる被覆材を塗布する塗布工程と、前記被覆材を溶融して均一な被覆厚に規制する層厚規制工程とを備えたことを特徴とするデトーニング回転体３の製造方法をも対象とする。
【発明の効果】
【００１９】
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が、トナーと同一のバインダ樹脂よって飽和固着トナー層厚に形成された被覆層を備えたので、デトーニング回転体の抵抗条件を常に一定に保つことが可能になり、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、もって、良好なクリーニング性能を有したクリーニング装置を提供することができる。
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。
【００２０】
また、このようなクリーニング装置に用いられるデトーニング回転体によれば、デトーニング回転体の抵抗条件を常に一定に保つことが可能になるため、デトーニング性能が安定したクリーニング装置を簡単に構築することができる。
更に、デトーニング回転体の製造方法によれば、トナーと同一のバインダ樹脂が含まれる被覆材を塗布する塗布工程と、その層厚を規制する層厚規制工程とを備えればよいため、実際に清掃工程を実施してフィルミングを発生させることによってトナー層を形成させることなく、簡便な方法で抵抗条件の安定したデトーニング回転体を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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２，３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。
【００２３】
ここで、画像形成ユニット１０の各現像器１４には各色成分トナーが収容されている。
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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の背後にはクリーニングブラシ８１との対向部にて同方向に回転（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。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８３（清掃部材に相当）が配設されている。
【００３０】
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８４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にはバイアス電源８４と同極性でバイアス電源８４よりも大きなバイアスが印加可能なバイアス電源８５が接属されており、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。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。
【００３１】
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。また、デトーニングロール９２の背後には例えばＳＵＳ等の金属製のスクレーパ９３とが配設されている。
【００３２】
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９４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にはバイアス電源９４と同極性でバイアス電源９４よりも大きなバイアスが印加可能なバイアス電源９５が接続されており、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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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）に対してトナーと同一のバインダ樹脂にて構成される被覆層８２ａ（９２ａ）を形成したものである。
【００３５】
そして、被覆層８２ａ（９２ａ）の厚さは以下に定義される飽和固着トナー層厚と同等に設定されている。
ここで、飽和固着トナー層厚について説明すると、つまり、図６（ａ）に示すように、例えばアルミニウム製の芯材１８２のみからなるデトーニングロール１８０を用意し、この芯材１８２の表面に所定の当接角α０にてスクレーパ１８３を当接させ、トナーを掻き取る清掃工程を実施する。このとき、トナーがスクレーパ１８３をすり抜けて芯材１８２上に固着することにより固着トナー層１８１が形成される。この固着トナー層１８１はトナーがスクレーパ８３（９３）をすり抜ける回数に比例して増加するが、ある一定の層厚に達すると層厚の増加が止まり飽和状態になる。この飽和状態に達したトナーの層厚ｍ１を飽和固着トナー層厚と定義する。この場合、スクレーパ１８３の当接角は、層厚ｍ１の飽和固着トナー層厚が形成されたことによって、α０からα１に増加する。
【００３６】
また、スクレーパ８３（９３）の当接条件は以下の通りである。図６（ｂ）に示すように、本実施の形態に用いられるデトーニングロール８２（９２）は予め飽和固着トナー層厚と同等のトナー層厚ｍ１を備えており、このデトーニングロール８２（９２）にはスクレーパ８３（９３）が当接角α１にて接触配置されている。このとき、当接角α１は、被覆層８２ａ（９２ａ）のない芯材８２ｂ（９２ｂ）に本件のスクレーパ８３（９３）を当接させると、当接角α０になる当接条件に基づくものである。
【００３７】
ここで、被覆層８２ａ（９２ａ）の製造方法は、例えば、図７及び図９（ａ）に示すように、加熱溶融したトナーと同一のバインダ樹脂が含まれる被覆材８８を均一に層厚形成することによって芯材８２ｂ（９２ｂ）上にバインダ樹脂を塗布した手法が挙げられる。
すなわち、同図に示すように、芯材８２ｂ（９２ｂ）上に加熱溶融した前記バインダ樹脂が含まれる被覆材８８を流し込み、当該被覆材８８の厚みを規制する層厚規制部材８９（例えば１００℃に加熱された加熱スクレーパにて構成）によって一定厚の層厚を形成すると共に、芯材８２ｂ（９２ｂ）全面に被覆材８８を塗布する。この後、被覆材８８を冷却させることによって、被覆材８８が硬化し、被覆層８２ａ（９２ａ）として形成されるものである。尚、形成する層厚に応じて、適宜同様の工程にて二層目または三層目を製造してもよい。
【００３８】
また、被覆層８２ａ（９２ａ）の別の製造方法としては、図８及び図９（ｂ）に示すように、芯材８２ｂ（９２ｂ）上にバインダ樹脂が含まれる被覆材８８を塗布した後に、層厚規制部材８９を当接させ、余分に付着しているバインダ樹脂を掻き取るようにした手法が挙げられる。
すなわち、溶融した前記バインダ樹脂が含まれる被覆材８８内に芯材８２ｂ（９２ｂ）を浸漬させ、芯材８２ｂ（９２ｂ）全面に被覆材８８を塗布した後に、冷却させることによって被覆材８８を硬化させる。しかる後に、層厚規制部材８９を当接させ、摺擦させることで、余分に付着している被覆材８８を摩擦溶融させて掻き取るようにし、被覆層８２ａ（９２ａ）を形成したものである。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
特に、本実施の形態では、デトーニングロール８２（９２）がトナーと同一のバインダ樹脂にて飽和固着トナー層厚に形成された被覆層８２ａ（９２ａ）を備えたので、クリーニング装置１６による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（図４参照）。
【００４５】
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、負極性クリーナ８０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。
【００４６】
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バイアス電源８５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。
【００４７】
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の回転によりスクレーパ８３との対向位置まで搬送され、スクレーパ８３によって掻き落とされる。
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。
【００４８】
ここで、スクレーパ８３によるトナーの回収において、スクレーパ８３は搬送されてくるトナーを全て掻き落とすわけではなく、搬送されてくるトナーの一部はフィルミングにより被覆層８２ａとして蓄積する。一方、スクレーパ８３はトナーを掻き取るほかに被覆層８２ａの一部をも剥離する。
すなわち、本実施の形態においては、スクレーパ８３によって掻き取られるトナーの一部及び剥離される被覆層８２ａの一部と、フィルミングするトナーの一部とのトナー量が等しく保たれているため、飽和固着トナー層厚が維持されているものである。
したがって、本実施の形態において、例えば１０万回程度の清掃工程を実施したとしても、被覆層８２ａの層厚ｍ１が一定であると共にスクレーパ８３のデトーニングロール８２への当接角α１も不変である（図６（ｂ）参照）。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、被覆層８２ａにトナーと同一のバインダ樹脂が用いられているため、トナーがフィルミングすることによって被覆層８２ａを形成するバインダ樹脂が順次入れ替わっても被覆層８２ａの抵抗値を常に一定に保つことが可能になる。したがって、デトーニングロール８２の静電吸着力を一定に保つことができ、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。
【実施例】
【００５０】
◎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、プリント枚数と固着トナー層厚の関係について調べたものである。
また、予め芯材上に固着トナー層を設けない態様についても、比較例として夫々スクレーパの当接圧力を変えてプリント枚数と固着トナー厚さの関係について調べた。
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
・被覆層：トナーと同一のバインダ樹脂
・層厚：５０μｍ
・芯材：アルミニウム
・ロール径：１２ｍｍ
・回転速度７５ｍｍ／ｓ
・電位：＋６５０Ｖ
ｂ．クリーニングブラシ
・材質：繊維  ナイロン  ２ｄ  １２Ｋｆ
・径：１７ｍｍ
・繊維長さ：５ｍｍ
・クリーニングブラシ電位：＋２５０Ｖ
ｃ．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）
ｄ．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
ｅ．プリントスピード：２６６ｍ／ｓ
【００５１】
また、比較例のクリーニング条件は実施例と同様であるが、当接圧力については、以下の通りである。
・条件Ａ：３．４ｇ／ｍｍ
・条件Ｂ：６．６ｇ／ｍｍ
・条件Ｃ：９．８ｇ／ｍｍ
【００５２】
図１０に結果を示す。同図に示すように、本実施例は、プリント枚数に関わらず固着トナー層厚は一定である。
一方、比較例は夫々約１０万枚程度までは固着トナー層厚が増加するが、１０万枚以降は飽和状態に達し固着トナー層厚は略一定になることが確認された。
また、各条件における固着トナー層厚は、条件Ａで２０μｍ、条件Ｂで５０μｍ、条件Ｃで１００μｍであった。したがって、固着トナー層厚は当接圧力によって依存するものであることが理解できる。
【００５３】
◎実施例２
本実施例は、実施例１と同様の構成にて、固着トナー層厚とデトーニング効率との関係について調べたものである。また、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。
尚、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。
【００５４】
更に、比較例のクリーニング条件は本実施例と同様であるが、デトーニングロールについては、以下の通りである。
・被覆層：フェノール樹脂（抵抗：９．５ｌｏｇΩｃｍ）
・層厚：２ｍｍ
・芯材：アルミニウム
・ロール径：８ｍｍ
【００５５】
図１１に結果を示す。同図に示すように、本実施例は比較例よりも高いデトーニング効率を得ることが確認された。
これは、比較例では高抵抗のフェノール樹脂によって被覆されているため、トナーが固着してしまうと、デトーニング効率が著しく低下してしまうことによるものである。
一方、本実施例は、固着トナー層厚が大きければ電圧がかかり難くなるためデトーニング効率が若干低下するものの、固着トナー層厚が１００μｍであってもデトーニング効率５０％を維持でき、良好なデトーニング効率が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は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り、（ｂ）は清掃工程の回数と固着トナー層厚との関係を示したグラフである。
【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】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る。
【図６】（ａ）は飽和固着トナー層厚に達するまでの固着トナー層厚とスクレーパの当接角とを示す説明図であり、（ｂ）は実施の形態１で用いられるデトーニングロールに対するスクレーパの当接角を示す説明図である。
【図７】デトーニングロールの製造方法の一例を示す説明図である。
【図８】デトーニングロールの製造方法の一例を示す説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ）はデトーニングロールの製造方法の一例を示す説明図である。
【図１０】実施例１の結果と比較例との結果を示したグラフである。
【図１１】実施例２の結果と比較例との結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
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
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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