JP2003043889A

JP2003043889A - 静電荷像現像用トナー、クリーニング装置、画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JP2003043889A
Application number: JP2001232235A
Authority: JP
Inventors: Masami Tomita; 正実冨田; Yuji Yamashita; 裕士山下; Shinko Watanabe; 真弘渡邊; Shigeru Emoto; 茂江本; Hiroshi Yamada; 博山田; Koshin Sugiyama; 恒心杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体上の転写残トナーが効果的に除去で
きるクリーニング装置を提供する。【解決手段】像担持体上に静電荷像を形成し、これを
体積平均粒径３〜９μｍ、体積平均粒径と個数平均粒径
の比（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０１〜１．
２５、かつ平均円形度が０．９５０〜０．９９５のトナ
ーで現像し、このトナー像を直接又は中間転写体を介し
て転写材に転写し、トナー像転写後の像担持体上の転写
残トナーをクリーニングする画像形成方法に使用される
クリーニング装置であって、クリーニング手段に電圧が
印加されて該像担持体と該像担持体と該クリーニング手
段間に電界が形成され、該像担持体上の転写残トナーが
該クリーニング手段に吸着されることを特徴とするクリ
ーニング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成方法及び装
置、並びにこれらに用いられる静電荷像現像用トナー、
クリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真法を用いた画像形成装置
の画像品質に対する要求が強くなっている。画像品質を
向上させるためには、トナーの小粒径化、球形化がその
有力な手段であることがわかってきた。また、カラー画
像（フルカラー画像を含む）においては、画像の光沢が
画像品質に大きく寄与することがわかってきた。

【０００３】これらの要求を満足するトナーとして、重
合法によるトナー（モノマーからポリマーを重合する段
階で、着色剤・電荷制御剤などをポリマー粒子中に包含
させたトナー粒子）がある。重合法では、粒径分布の狭
い小粒径トナー、球形トナーを効率的に製造することが
できる。更にワックスを含有させた乾式球形トナーを用
いることにより、耐ホットオフセット性に優れ、とりわ
けフルカラー複写機などに用いた場合に、定着ユニット
にオイルを必要とせずに、色再現性、透明性、光沢安定
性に優れる画像が得られる。

【０００４】しかしながら、重合法による小粒径で球形
トナーは、いくつかの問題点があることが知られてい
る。最も重要な問題としては、像担持体表面の転写残ト
ナーのクリーニング手段による完全除去が困難で、クリ
ーニング不良が発生することである。特に、ブレードク
リーニング方式においては、クリーニング時にトナーが
像担持体とクリーニングブレードの接触部間で最密充填
状態に近くなり、像担持体に対して強い付着力を持って
いる１層目トナーと次の２層目トナーとの間でトナーが
滑り、一層目トナーがクリーニング不良として像担持体
上に残ってしまう。

【０００５】このような問題を解決するために、下記
ａ、ｂなどが提案されている。ａ．クリーニングブレードを像担持体表面に圧接し、像
担持体表面の残留トナーを除去する画像形成装置のクリ
ーニング方法において、クリーニングブレードに導電性
部材を用いて、これに交流バイアス電圧および現像時の
トナーの帯電電荷と同極性の直流バイアス電圧を印加し
て像担持体表面の残留トナーを除去することを特徴とす
るクリーニング方法（特開平５−２６５３６０号）。

【０００６】ｂ．転写後の感光体上の残留トナーをクリ
ーニングブレードで掻き落して感光体表面を清掃する電
子写真装置のクリーニング装置において、クリーニング
ブレードを導電性材料でつくり、それをアースする。あ
るいは、残留トナーと逆極性の直流電圧を印加する。あ
るいは、残留トナーと同極性の直流電圧を印加する。あ
るいは、それに交流電圧を印加する（特開平７−２１０
０５３号）。

【０００７】しかしながら、これらはいずれもクリーニ
ングブレードを像担持体に当接し、転写残トナーをかき
取ることによってクリーニングするため、従来トナーよ
り低溶融粘度であるシャープメルト性のポリエステル系
のトナーバインダーを用いたトナーの場合、トナー樹脂
内部の表面近傍に存在するワックスがクリーニングブレ
ートの圧力によって表面に滲み出て像担持体にこすりつ
けられることによって付着する、いわゆるワックスフィ
ルミングが起こってしまう。

【０００８】図２１はワックス含有トナーからワックス
が滲み出たとき、ワックスを含まないトナーを用いたと
きの、複写機の動作時間による感光体の摩擦係数を測定
した結果を示すものである。このように像担持体へのワ
ックスフィルミングが発生すると、像担持体の摩擦係数
がかなり低下してしまう。像担持体の摩擦係数が低下す
ると像担持体とトナーとの付着力が低減する。このた
め、紙などの転写材と像担持体（感光体など）のニップ
前で感光体上のトナーが放電により転写材に異常転写し
やすくなり、いわゆる転写チリという異常画像が発生す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題を解決する画像形成プロセス、画像形成装置及びトナ
ーを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は下記（一）〜（四）により達成される。（一）像担持体上に静電荷像を形成し、これを体積平均
粒径３〜９μｍ、体積平均粒径と個数平均粒径の比（体
積平均粒径／個数平均粒径）が１．０１〜１．２５、か
つ平均円形度が０．９５０〜０．９９５のトナーで現像
し、このトナー像を直接又は中間転写体を介して転写材
に転写し、トナー像転写像の像担持体上の転写残トナー
をクリーニングする画像形成方法に使用されるクリーニ
ングする装置であって、クリーニング手段に電圧が印加
されて該像担持体と該クリーニング手段間に電界が形成
され、該像担持体上の転写残トナーが該クリーニング手
段に吸着されることを特徴とするクリーニング装置。

【００１１】（二）像担持体上に静電荷像を形成し、こ
れをトナーで現像し、このトナー像を直接又は中間転写
体を介して転写材に転写し、トナー像転写後の該像担持
体上の転写残トナーを電圧が印加されたクリーニング手
段で静電的に吸着してクリーニングする画像形成プロセ
スに使用されるトナーであって、体積平均粒径が３〜９
μｍ、体積平均粒径と個数平均粒径の比（体積平均粒径
／個数平均粒径）が１．０１〜１．２５、かつ平均円形
度が０．９５０〜０．９９５であることを特徴とする静
電荷像現像用トナー。

【００１２】（三）像担持体上に静電荷像を形成し、こ
れを上記（二）のトナーで現像し、このトナー像を直接
又は中間転写体を介して転写材に転写し、トナー像転写
後の該像担持体上の転写残トナーを電圧が印加されたク
リーニング手段で静電的に吸着してクリーニングするこ
とを特徴とする画像形成方法。

【００１３】（四）上記（二）のトナーを用い、像担持
体と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に静電
潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体上の静電潜像
にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、現像され
たトナー像を直接又は中間転写体を介して転写材に転写
する転写装置と、像担持体上に残留したトナーをクリー
ニング手段に電圧を印加することによって、像担持体と
クリーニング手段間に静電的に吸着するような電界を形
成し、像担持体上に付着した転写残トナーをクリーニン
グするクリーニング装置とを有することを特徴とする画
像形成装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
る。本発明は（１）クリーニング手段に電圧を印加する
ことによって、像担持体とクリーニング手段間に静電的
に吸着するような電界を形成し、像担持体上に付着した
転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置を用
いる電子写真プロセスにおいて、使用するトナーの体積
平均粒径が３〜９μｍ、かつ体積平均粒径と個数平均粒
径の比（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０１〜
１．２５、かつ平均円形度が０．９５０〜０．９９５で
あるトナーを使用するものである。ここで、トナーの粒
径、円形度は次の方法によって求めることができる。

【００１５】トナーの粒径（体積平均粒径、個数平均粒
径）：コールターエレクトロニクス社製のコールターカ
ウンターモデルＴＡ−IIにて測定した。

【００１６】円形度の計測方法：粒子を含む懸濁液を平
板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的
に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適
当である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−
１０００（東亜医用電子製）により平均円形度として計
測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不
純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤と
して界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン
酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１
〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波
分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を
３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの
形状及び分布を測定することによって得られる。

【００１７】前記の従来技術で述べたように、小粒径で
球形のトナーをブレードのように機械的なかきとり効果
により像担持体から除去するためには、像担持体とブレ
ードの当接圧を大きくする必要があるが、この場合、定
着装置においてオイルを不要とする目的で、トナーの内
部にワックスが含有されていると、その内部に分散され
ているワックスが染み出し、像担持体表面にワックスが
付着してフィルミングが発生する。また、クリーニング
ブレードが像担持体を必要以上に削り取ってしまい、像
担持体の寿命が短くなる。

【００１８】これに対して、本発明では電界による静電
的な力で像担持体上の転写残トナーをクリーニングする
ため、トナーあるいは像担持体に機械的なストレスを与
えないので、トナー内部に分散されているワックスが染
み出すことがなくなる。

【００１９】また、本発明のトナーは、体積平均粒径３
〜９μｍ、かつ体積平均粒径と個数平均粒径の比（体積
平均粒径／個数平均粒径）が１．０１〜１．２５であ
り、小粒径でありながらシャープな粒径分布を有するト
ナーである事から、均一な帯電特性をトナーが持つ為、
本発明のクリーニング方式でのクリーニング性が改善さ
れ、更に、平均円形度が０．９５０〜０．９９５で球形
に近いトナーである事も同様である。また、特に本発明
のクリーニング方式の場合に良好なクリーニング性を得
る為には、トナーの粒径、粒径分布、形状のすべてが上
記の範囲でないと達成出来ない。

【００２０】（２）クリーニング手段は弾性体のローラ
形状で構成されたクリーニングローラであることが好ま
しい。これにより像担持体の長寿命化が図られる。この
クリーニングローラーは、弾性体が像担持体の移動方向
に対してつれ回り方向に回転するので、弾性体で像担持
体を摺擦することがなく、像担持体へのハザードを低減
することができる。

【００２１】（３）本発明においては、上記（１）
（２）の回動するクリーニングローラに当接するように
清掃部材を設けて、クリーニングローラに付着したトナ
ーを除去するのが好ましい。これによれば、像担持体と
接触するローラ表面からトナーを除去するので、ローラ
表面から像担持体への逆付着を防止できる。

【００２２】（４）上記（１）（２）（３）のクリーニ
ング手段の前段に極性制御手段を有することにより、転
写後の逆極性トナーによるクリーニング不良低減が図ら
れるのが好ましい。すなわち、転写後のトナー帯電極性
がクリーニング手段に印加されるバイアス極性と同じに
なった場合や両極性のトナーが混在する場合に、転写残
トナー帯電極性を極性制御手段によりバイアス極性と逆
極性に揃えるので、すべての転写残トナーを良好にクリ
ーニングできる。

【００２３】（５）また、上記（１）のクリーニング手
段をブラシローラにすることにより、像担持体へのダメ
ージを低減し、クリーニング不良によって画像不良を生
じさせなくするのが好ましい。ブラシローラはブレード
のように強い力で当接されていないため、像担持体へ摺
擦する力も弱いため感光層へのダメージがない。また、
トナー内部に分散されているワックスが染み出すことが
なくワックスフィルミングしない。また、ジャムなどの
異常により、多量なトナーが導入されても１００％クリ
ーニングできなくても、ブラシによるトナーを散らす効
果により、出力画像品質に影響を与えない。

【００２４】（６）上記（５）のブラシローラとしては
極性の異なるブラシローラを少なくとも２本を有してい
るのが好ましい。転写後の正負極性が混在する転写残ト
ナーの場合、ブラシローラに片方の極性のみ印加しただ
けであると一方の極性トナーが残留する。そこで、トナ
ーの極性の如何に拘わらず全ての転写残トナーをクリー
ニングするために、正負の極性をブラシローラ毎に印加
することで、極性の異なる転写残トナーであっても確実
にクリーニング可能となる。（７）上記（１）のクリーニング手段は、像担持体を摺
擦するクリーニングブラシとクリーニングブラシより像
担持体の移動方向下流側に配置された像担持体に当接す
るクリーニングローラとを併用することにより、より優
れたクリーニング性能が得られる。ブラシクリーニング
では転写残トナーの付着量によらずブラシ先端が残像を
掻き落す効果によって優れたクリーニング性を有してい
るが、掃き目状のクリーニング不良が発生する場合があ
った。ローラクリーニングでは当接幅全域で良好なク
リーニング性が得られるが、転写性能が不足し、トナー
が積層した部分に対してはクリーニング性が低下する場
合があった。これに対し、上記のクリーニングブラシ及
びクリーニングローラを用いるため、ブラシクリーニン
グによって画像残像（転写残トナー）など付着量の多い
部分に対しても十分なクリーニング性能を発揮しつつ、
掃き目状のクリーニング残に対してローラクリーニング
によって確実に２段目のクリーニングを行うことにより
どのような転写残トナーに対しても優れたクリーニング
性能が発揮できる。（８）ここで、上記（７）のクリーニングブラシはクリ
ーニングローラを摺擦するように配置されているのがよ
り好ましい。２つのクリーニング手段によって高いクリ
ーニング性能が得られるが、像担持体表面を占有する面
積が大きくなり、画像形成装置の小型化が困難になる。
特にタンデム方式のカラー画像形成装置では像担持体を
小径とし装置全体をコンパクトにする必要があり、前記
占有面積を可能な限り小さくすることが必要となる。そ
こで、クリーニングローラからのトナー掻落し手段をク
リーニングブラシで兼用し、２つのクリーニング手段の
距離を短縮したので、像担持体を小径化できた画像形成
装置が提供できる。

【００２５】（９）上記（７）のクリーニングローラの
回転方向は像担持体の移動方向に対しトレーリング方向
であることが好ましい。クリーニングローラをカウンタ
方向に回転した場合、クリーニングローラ上に付着させ
たトナーがブラシローラによって掻き落されないとクリ
ーニングローラの像担持体下流側で像担持体に再付着す
る場合があり、クリーニング性が低下する。これに対
し、クリーニングローラをトレーリング方向に回転させ
ることにより、クリーニングローラ上に付着したトナー
がクリーニングブラシの作用により掻き落せなかった場
合でも、掻き落し残トナーは再度クリーニングローラの
作用を受ける部位に搬送されもう一度クリーニングされ
るので、クリーニング性能の低下を回避できる。また、
クリーニングローラが像担持体を不要に摺擦運動するこ
とがないので磨耗劣化を軽減できる。

【００２６】（１０）また、上記（７）のクリーニング
ブラシの回転方向は像担持体の移動方向に対しカウンタ
方向であることが好ましい。クリーニングブラシをトレ
ーリング方向に回転した場合、像担持体上の転写残トナ
ーをクリーニングブラシ上に付着させた後、クリーニン
グローラとの摺擦運動を行うので、クリーニングローラ
に対するクリーニング性が低下してしまう。これ対し
て、クリーニングブラシをカウンタ方向に回転させるこ
とにより、クリーニンブラシ上に付着したトナーがクリ
ーニングローラへの摺擦部に回転移動する前にブラシ付
着トナーからトナーを振り落とすフリッカーバーを用い
た振り落とし運動を行った後、クリーニングローラを摺
擦するので、クリーニングローラ摺擦に伴うクリーニン
グ性能の低下を回避できる。また、クリーニングローラ
のトナー掻き落しが効果的に行え、クリーニング性が向
上する。

【００２７】（１１）上記（７）のクリーニング手段に
おいては、クリーニングブラシとローラへそれぞれ異な
る極性の電圧を印加することが好ましい。転写後のトナ
ー極性は転写部に置ける電荷注入や放電現象により極性
が反転してしまうトナーが発生する場合があり、静電的
なクリーニング性が得られない場合があった。このよう
な場合でも、ブラシクリーニングとローラクリーニング
手段に異なる極性の電圧を印加しておけば、トナーの帯
電極性によらずいずれかの手段で確実にクリーニングが
行える。

【００２８】（１２）本発明においては上記（１）のク
リーニング手段としてクリーニングローラを用い、クリ
ーニングローラが像担持体を均一に帯電する帯電装置を
兼ねていることが好ましい。すなわち、カラー画像形成
装置などの場合、像担持体を中心とした作像ユニットを
複数並置して配置することがあるが、その場合画像形成
装置自体が大きくなってしまう。ところが、クリーニン
グローラが帯電手段を兼ねていれば、たとえば作像ユニ
ットを複数並置するようなカラー画像形成装置の場合、
装置を小型化にすることができる。また、コストも下げ
ることができる。

【００２９】（１３）上記（１２）のクリーニング手段
は、画像形成動作時もしくは画像形成動作終了後に、像
担持体を均一に帯電する帯電装置を兼ねるクリーニング
ローラにより像担持体から転写残トナーがクリーニング
され、クリーニングローラ表面に付着しているトナーを
除去するトナー除去手段を有していることが好ましい。
クリーニングローラが転写残トナーにより汚染され、そ
の汚染量が多くなった場合、像担持体への帯電機能に異
常をきたし帯電ムラなどが発生するが、トナー除去手段
により回収したリーニングローラ上のトナーはすみやか
に除去されるので、クリーニングローラの汚れを防止す
ることができる。

【００３０】（１４）上記（１３）のトナー除去手段は
ブラシで構成され、像担持体を均一に帯電する帯電装置
を兼ねるクリーニングローラと接触していることが好ま
しい。クリーニングローラは弾性体からなり、表面に付
着したトナーを除去するために同じ弾性材料を用いると
トナーに対するストレスが大きくなってしまう。また、
ブレードを用いても同様にクリーニングローラ、トナー
へのストレスが大きくなる。さらにはクリーニングロー
ラへのワックスフィルミングが問題となる。これらの問
題については、電源から電圧が印加されたブラシを用い
ることにより、トナーに対するストレスを低減すること
ができる。

【００３１】（１５）上記（１４）のトナー除去手段に
は電源から電圧が印加されていることが好ましい。この
トナー除去手段に電圧が印加されることにより、静電的
な力により、クリーニングローラからのトナー除去性能
の向上するとともにトナーに対するストレスを低減する
ことができる。

【００３２】（１６）上記（１５）のトナー除去手段に
印加される電圧は、直流電圧と交流電圧とを重畳した電
圧を用いてクリーニングすることが好ましい。交流電圧
を印加することにより、クリーニングローラ上のトナー
を振動させてクリーニングローラからのトナー除去性能
を向上させることができる。また、トナーに対するスト
レスを低減することができる。

【００３３】（１７）本発明で用いられるトナーは、粒
径分布が狭く、球状のトナーであるため、画質は極めて
良好であり、また、このトナーを上記（１）〜（１６）
の画像形成プロセスで用いられても、従来のように像担
持体上に転写後残留することがなくなる。

【００３４】（１８）上記（１７）のトナーは、変性さ
れたポリエステルを少なくともトナーバインダーとして
含有し、ワックスがトナー内部に微分散された状態で存
在していてもよい。一般に、像担持体へのトナーのフィ
ルミングはワックスや顔料がトリガーとなって発生する
場合が多いが、変性されたポリエステルをトナー中のバ
インダーとして含有することで、ワックスや顔料の分数
が向上し、トナーの長期使用によってもフィルミングは
発生しにくくなる。本発明のトナーでは、トナーバイン
ダーのすべてを変性されたポリエステルにしてもよい
が、他のトナーバインダーと併用することもできる。こ
の場合、トナーバインダーの全量の１０重量％以上を変
性されたポリエステルで構成するのが好ましい。

【００３５】（１９）上記（１８）の変成されたポリエ
ステルは、ウレア基を有する変成されたポリエステルで
あるのが好ましい。これにより、トナー中でワックスや
顔料の分散がさらに向上し、像担持体へのフィルミング
がより発生しにくくなる。

【００３６】（２０）本発明の画像形成方法は、上記
（１７）（１８）又は（１９）のトナーで像担持体上に
形成された静電荷像を現像し、このトナー像を転写残に
転写後、像担持体上の転写残トナーを電圧が印加された
クリーニング手段で静電的に吸着してクリーニングする
方法であり、これによれば、トナーの長期使用によって
も像担持体のフィルミングが起こらず、また、像担持体
上の転写残トナーがきれいに除去できるので像担持体の
寿命が延びるうえ、良質の画像が形成できる。

【００３７】（２１）本発明の画像形成装置は、上記
（１７）（１８）又は（１９）のトナーを用い、像担持
体と、この像担持体への帯電装置と、潜像形成装置と、
現像装置と、転写装置と、電圧が印加されるクリーニン
グ装置とを有する装置であり、これによれば、上記（２
０）と同様な効果がもたらされる。

【００３８】

【実施例】続いて、本発明の実施形態を図面に従いなが
らさらに詳細に説明する。

【００３９】（実施形態１）図１は本発明のクリーニン
グ装置の概略図である。図１を用いて詳細に説明する。
クリーニング装置はクリーニング部材とスクレーパブレ
ード部材３と搬送コイル４を有している。クリーニング
部材はたとえば金属軸部の周囲にゴム硬度１５°〜８０
°でかつ体積抵抗が１０⁵から１０¹⁵（Ω・ｃｍ）であ
る導電性弾性層（例えば、導電性ゴムで成形した層）を
設けたものである。また、たとえば前記ゴム層の周囲に
体積抵抗１０⁶〜１０¹⁶（Ω・ｃｍ）である導電性フッ
素樹脂からなるチューブまたはコート層を設けたもので
もよい。このクリーニング部材は図示しない加圧部材に
より３００〜７００（ｇｆ）の力で像担持体１表面に押
圧され、また像担持体１表面に対して０．２〜１．０
（ｍｍ）の喰込み量を持つ位置に設置され、その表面の
粗さがＲＺ≦５（μｍ）である。

【００４０】本実施例では、芯金５の周囲にゴム硬度７
０°、体積抵抗が１０⁹（Ω・ｃｍ）の導電性弾性体を
設けたものをクリーニングローラ２として使用し、ばね
によって５００（ｇｆ）の力で像担持体１表面に押圧
し、像担持体１に対して０．３（ｍｍ）の喰込み量をも
つ位置に設置した。また、クリーニングローラ２は図示
していないクリーニングローラ２駆動手段により像担持
体１の回転速度と等速で回転するようになっている。こ
のクリーニングローラ２の回転に伴い、像担持体１上か
らクリーニングローラ２上に付着した転写残トナーはブ
レードホルダーで保持されるシート状ポリウレタンから
なるスクレーパブレード部材３の接触部に達し、このス
クレーパブレード３によりクリーニングローラ２表面か
ら引き剥がされ、回転する搬送コイル４上に落下し、こ
の搬送コイル４によってクリーニング装置外へ排出され
る。

【００４１】図２は前記クリーニング装置を用いた画像
形成装置の概略図である。この画像形成装置は、矢印Ａ
方向に回転する像担持体１を備え、その周囲に帯電装置
７、露光装置８、現像装置９、転写装置１０、クリーニ
ング装置１１、除電装置１２が配置されている。また、
図示していないが、像担持体１上から転写された転写材
上のトナー像を定着するための定着装置が配置されてい
る。

【００４２】像担持体１は、本実施の形態では負帯電の
ＯＰＣ（有機光半導体）感光体である。像担持体１は、
ＯＰＣ感光体以外でもよく、例えば無機感光体、アモル
ファスシリコン感光体などでもよい。

【００４３】帯電装置７は、像担持体１と接触して配置
され、所定の電圧を印加することによって像担持体１を
所定の極性、所定の電位に帯電する。本実施例において
は帯電ローラを用い、像担持体１をマイナス極性に一様
に帯電させている。帯電装置７は、像担持体１と非接触
に配置された電極ワイヤとグリッド電極からなるスコロ
トロン帯電装置を用いてもよい。

【００４４】露光装置８は発光素子としてＬＤを使用
し、画像データに基づき像担持体１に光を照射すること
によって静電潜像を形成している。本実施例ではＬＤを
用いているがＬＥＤなどの発光素子を用いてもよい。

【００４５】現像装置９は、現像剤を保持するために内
部に固定されたマグネットローラを備えた回転自在の現
像剤担持体と、現像剤を攪拌しながら搬送するための攪
拌搬送スクリューとを備えている。本実施例では現像剤
としてトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用
いた二成分磁気ブラシ現像を用いているが、キャリアを
必要としない一成分現像の構成でもよい。現像剤担持体
には、現像バイアス電源から電圧が印加され、現像領域
にて静電潜像に帯電したトナーを付着させて現像を行
う。使用しているトナーについては詳しく後述する。

【００４６】転写装置１０は、転写時に像担持体１表面
に所定の押圧力で接触し、図示していない電源から電圧
が印加されることにより、像担持体１と転写装置１０と
の間の転写ニップ部で像担持体１表面のトナー像を転写
材に転写する。本実施例では転写ローラを用いて転写を
行っている。コロトロン、転写ベルトなどの転写装置を
用いてもよい。

【００４７】除電装置１２は像担持体１の残留電荷を除
電するもので、ＬＥＤを用いている。なお、画像形成装
置の像担持体１の回転する速度は２００（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）である。

【００４８】この図２の画像形成装置における作像工程
後、クリーニング装置１１部へ送られてきた像担持体１
上の転写残トナーはクリーニングローラ２との対向部に
達する。表１に、ベタ画像を像担持体１上に作像したと
きの現像後、転写後のトナー単位重量あたりの帯電量
（以後Ｑ／Ｍと呼ぶ）を測定した結果を示す。画像面積
を固定したベタ画像パターンを像担持体１上に作像し、
現像、転写、クリーニング等の各プロセス終了後に画像
形成装置のメインスイッチを強制的にＯＦＦにし、像担
持体１上に形成されたトナー像を吸引治具によりエアー
ポンプで吸引しながら、そのトナーのクーロン量をクー
ロンメータ（ケスレー製エレクトロメータ６１１）によ
り測定し、吸引治具により吸引したトナーの重量とクー
ロン量から単位重量あたりのトナー電荷量（μＣ／ｇ）
を算出した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１にみられるように、転写電圧を変化さ
せると転写残トナーのＱ／Ｍも変化することがわかっ
た。転写装置１０に対しては、転写材の種類、画像形成
装置の使用環境や使用モード、また経時変動といった、
様々な変動因子に対する転写効率の変化を吸収するよう
にプロセスコントロールが行われ、状況に応じて最良の
画像が得られる転写電圧になるように制御されている。
その結果、たとえば表１の転写電圧の変化があった場
合に感光体上の転写残トナーの帯電量が表１中の転写
残トナーＱ／Ｍのように変動する。

【００５１】そこで、クリーニングローラ２の芯金５部
に電源６より直流電圧を印加すると、転写残トナーは表
１に記載のようにマイナス極性であるので、クリーニン
グローラ２と像担持体１との間で形成するプラスの電界
により、トナーがクリーニングローラ２に付着し、像担
持体１はクリーニングされる。

【００５２】本実施例では像担持体１とクリーニングロ
ーラ２が同じ速度となるようにして、クリーニングロー
ラ２の芯金５に７００（Ｖ）印加した。この条件におい
て、転写残トナーをテープに転写し、その反射率（Ｉ
Ｄ）を測定したところは０．０２となり、良好にクリー
ニングされた。なお、この条件に限らず、４００〜８０
０（Ｖ）でも同様に良好なクリーニング性が得られた。
ただし、この適正バイアスは環境条件、使用するクリー
ニング部材の抵抗値、厚みなどにより変動する。なお、
「残トナーＩＤ」の測定方法は以下のとおりである。

【００５３】クリーニングローラ２通加後の像担持体１
上クリーニング残トナーを透明テープ（日東電工製プリ
ンタック）によりテープ転写し、その画像濃度（Ｉｍａ
ｇｅＤｅｎｓｉｔｙ）を画像濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ９３
８）により測定し、その反射率を測定し残トナーＩＤと
した。トナーが存在しない場合のテープの画像濃度を測
定してリファレンスＩＤとし、前記残トナーＩＤからリ
ファレンスＩＤを差し引くことで、クリーニング残トナ
ーＩＤとした。

【００５４】本実施例で用いられるトナーは特定の円形
度、トナー粒径分布を有するトナーであり、好ましくは
重合法により製造されたトナーである。このトナーのバ
インダー樹脂は変性されたポリエステルを少なくとも含
有しているのがより好ましい。

【００５５】ここで、変性されたポリエステルの変性に
係わる置換基としては、ウレア基、ウレタン基などが挙
げられるが、ウレア結合で変性されたポリエステルとし
ては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリ
マーとアミン類との反応物などが挙げられる。イソシア
ネート基を有するポリエステルプレポリマーとしては、
ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物でかつ活性水素
基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネートと
反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有
する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基
およびフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル
基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好まし
いものはアルコール性水酸基である。

【００５６】上記トナーの円形度を円形度＝粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長
／粒子投影像の輪郭長さと定義したとき、クリーニング装置でのクリーニング性
に優れている球形トナーを円形度に着目して比較した。
トナーＡ（円形度０．９４）、トナーＢ（円形度０．９
６）、トナーＣ（円形度０．９８）の同条件でのクリー
ニング残トナーＩＤを表２に示す。トナーＡと比較し
て、トナーＢ、Ｃのほうが静電クリーニング能力に優れ
ていることがわかった。

【００５７】

【表２】

【００５８】更にトナーの粒径分布を示す（体積平均粒
径／個数平均粒径）を変えたトナーでの同一の評価結果
を表３に示す。体積平均粒径／個数平均粒径の値が小さ
いトナーほどクリーニング性が良好となることがわかっ
た。

【００５９】

【表３】

【００６０】また、上記に記載したトナーＣを用いて像
担持体１上に形成した潜像を現像し、転写材に転写後、
クリーニング装置によってクリーニングする作像プロセ
スを１００００枚のコピー動作にわたっておこない、像
担持体１表面を観察したが、フィルミング物質は認めら
れなかった。また、１００００枚コピー後の像担持体１
を取り出しクリーニング後の残トナーＩＤを調べたとこ
ろ、初期と同等で劣化も無かった。

【００６１】ここで比較例としてブレードクリーニング
装置を用いて同様の実験を行った。クリーニングブレー
ドの材質としては、ウレタンゴムを使用し、食い込み量
１．０５（ｍｍ）、初期当接角度７９°、ヤング率０．
４５、自由長８（ｍｍ）、ブレードをブレードホルダー
にセットし、上記圧接力および当接角で当接した。その
結果、初期の像担持体１クリーニング残トナーＩＤは
０．０１であった。１００００枚コピー後、画像上の一
部に低濃度画像が観察され、感光体を取り出してみたと
ころ、フィルミングが発生していた。

【００６２】次に、クリーニングローラ２の回転速度が
像担持体１との間に速度差をもつようにした。クリーニ
ングローラ２は駆動装置により、像担持体１の回転速度
に対して速度差をもつように回転駆動されている。ま
た、上述したトナーＡ、トナーＣを用い、クリーニング
ローラ２の芯金５にトナーＡに対して５００（Ｖ）、ト
ナーＣに対して６００（Ｖ）印加した。

【００６３】その結果、図３のように像担持体１表面か
らの残留トナーの除去効率が向上することがわかった。
確認実験として、上述したトナーＣを用いて、像担持体
１上に形成した潜像を現像し、転写材に転写後、前記ク
リーニング装置によって、クリーニングする作像プロセ
スを１００００枚のコピー動作にわたっておこない、像
担持体１表面を観察したが、フィルミング物質は認めら
れなかった。また、１００００枚コピー後の像担持体１
を取り出しクリーニング後の残トナーＩＤを調べたとこ
ろ、初期と同等で劣化も無かった。

【００６４】次に、静止摩擦係数μの水準を振ったクリ
ーニングローラ２でクリーニングローラ２と像担持体１
に速度差を設けてクリーニング性を検証した。なお、像
担持体１の静止摩擦係数μＯＰＣ、クリーニングローラ
の静止摩擦係数μＲは図４に示す「オイラーベルト式」
で測定した。

【００６５】実験条件は、クリーニングローラ２と像担
持体１の速度差：−２０７（ｍｍ／ｓｅｃ）（像担持体
の速度：９４（ｍｍ／ｓｅｃ）、クリーニングローラ：
カウンター方向に１１３（ｍｍ／ｓｅｃ））、像担持体
静止摩擦係数μＯＰＣ：０．３７５、クリーニングロー
ラバイアス：０（Ｖ）とした。その結果、像担持体１表
面の静止摩擦係数μＯＰＣとクリーニングローラの静止
摩擦係数μＲとの関係が、μＲ＞μＯＰＣとなっている
ときに、クリーニング性が良好であるという結果が得ら
れた。なお、この例ではクリーニングバイアスを印加し
ない場合について記載したが、適正バイアス印加により
クリーニングローラ２と像担持体１速度差を最小にする
ことが可能である。

【００６６】次に、環境変動や経時劣化のため、転写電
圧を増大させる必要があった場合、転写残トナーの帯電
極性は表４ののように、プラスに反転することがあ
る。このままでは、プラス極性のバイアスを印加したク
リーニングローラ２によるクリーニングではプラス極性
トナーのクリーニングは不良となる。

【００６７】図５はクリーニングローラ２による転写残
トナーのクリーニング工程前に、極性制御手段１３を配
置した構成図である。本実施例では、極性制御手段１３
としてタングステンワイヤーに電源１４からＡＣ１００
（μＡ）とＤＣ−６０（μＡ）を印加し、コロナ放電さ
せ、マイナスの電荷を像担持体１および残留トナーに付
与した。極性制御手段１３通過後の残留トナーＱ／Ｍは
表４ののようになった。

【００６８】

【表４】

【００６９】転写残トナーは極性制御手段１３を通過し
マイナス極性にそろえられた後クリーニングローラ２と
の対向部に達する。ここで、クリーニングローラ２の芯
金５に電源６より直流電圧を印加すると、クリーニング
ローラ２と像担持体１との間で形成する電界により、ト
ナーがクリーニングローラ２に付着し、像担持体１はク
リーニングされやすくなる。

【００７０】（実施形態２）図６に実施形態を示す。像
担持体１上の転写残トナー１５はＣＷ（時計回転）方向
に搬送され、同一方向に回転するブラシローラ１６によ
って、機械的に像担持体１より剥離、脱落される。ブラ
シローラ１６から脱落せずにこのブラシローラに付着し
たままのトナーはバイアスローラ１７によって叩き落と
される。このときバイアスローラ１７は回転していても
固定状態でも構わない。ブラシローラ１６や、バイアス
ローラ１７から落とされたトナーはクリーニングユニッ
ト１８内に在る回収ローラ１９によって現像タンクに回
収され、再利用される。又は、システム安定化の為、廃
トナーボトルに回収され廃棄されても良い。

【００７１】像担持体１からクリーニングする際に転写
残トナーは極性を有する場合が有る。よって、転写バイ
アス電源２０からのバイアスをバイアスローラ１７に印
加してブラシローラ１６のブラシ先端に印加する事で、
ブラシによる機械的な力と同時に静電的な力も印加さ
れ、更にクリーニング性が良くなる。本例ではバイアス
ローラ１７に介在させてバイアス印加しているが、直接
ブラシローラ１７の芯金に印加しても良い。この転写バ
イアス電源２０からバイアスとしてはトナーの有する極
性と逆のＤＣ電圧、又はＡＣ電圧、或るいはＤＣ電圧と
ＡＣ電圧の両者を重畳させても良い。この印加によっ
て、極性の異なるトナーはブラシに吸着される。また、
ＡＣ電圧の印加によって極性を持つトナーは極性を消去
され、ブラシの機械力によって像担持体１から叩き落と
される。

【００７２】転写工程では高電圧を印加することによ
り、記録紙もしくはカラー画像形成に使用する中間転写
媒体に静電的に像担持体１上のトナーを転写する。この
とき、像担持体１と転写電極間では放電現象を生じる場
合もある。このとき、帯電量の小さいトナーや極性異常
のトナーは放電によって極性反転する場合がある。これ
によって、転写残トナーは極性が不均一となる。即ち、
現像によって負極性を有するトナーの中に正極性のトナ
ーが混在する状態が生じる。それを防止するために、極
性を均一化する為に、これまでは前処理用帯電工程がク
リーニング前に設けられていた。この帯電工程は高電圧
を像担持体１に直接印加する為、オゾンや窒素酸化物が
生じた。これらの発生物は環境や人体への影響が問題視
されてきた。また、窒素酸化物は像担持体１の表面に付
着し画像劣化の要因となってきた。

【００７３】このため、前処理工程である帯電による極
性の均一化をせずに、各々の極性に適合したバイアス電
圧を印加することで極性毎の転写残トナーを回収する。
具体的には図７に示したブラシローラ１６に正極性の転
写バイアスを印加し、更に下流にブラシローラ２１を具
備し、これに負極性の転写バイアスを印加する。これに
よって極性の混在した残留トナーのクリーニングが可能
となる。

【００７４】図８は側面から像担持体１上の残留トナー
のクリーニング状態図を示す。ブラシローラ１６は芯金
２４表面に基布上に植毛されたブラシ２３をスパイラル
上に巻き付けて構成している。基布はポリエステル系ナ
イロン系材質が一般的である。ブラシ２３は直毛又はル
ープ状で密度は５０，０００〜１５０，０００（本／ｉ
ｎｃｈ²）植毛ピッチ０．７〜０．９（ｍｍ）であるた
め、１カ所の植毛部には３０〜５０本の原糸束が植毛さ
れている。原糸は１５〜３０（μｍ）の太さの炭素含有
アクリル繊維によって構成されている。繊維は像担持体
に約１（ｍｍ）食い込まされた状態で設定されているた
め、繊維は座屈状態となる。ここで図９に図８をＢ視方
向（紙面横方向）から観察した状態を示す。クリーニン
グトナー２５はブラシ２３が存在する箇所は先端に捕獲
される。しかし、ブラシ２３が植毛されていない植毛間
では、非クリーニングトナー２６はすり抜けて行く。こ
れを改善するために図１０のごとく次の行で、前行の植
毛間に植毛する事で抜けてきたトナーは捕獲され、像担
持体１はクリーニングされる。

【００７５】すなわち、特にブラシの植毛間隔は行毎に
交互に植毛されていることにより、植毛間にあるトナー
がブラシによって、確実にクリーニングできる。また、
植毛の繊維径は植毛の隣接間のピッチと交互に植毛され
る行数の関係より下記の値以上とすることにより、ｄ≧
Ｐ／ｎ（ｄ：植毛の繊維径、Ｐ：植毛軸方向ピッチ、
ｎ：植毛回転方向行数）植毛構成を規定することでブラ
シの両脇から転がり漏れるクリーニング不良トナーをな
くすことができる。また、ブラシ繊維（原糸）は主枝と
副枝から構成されていることにより、転がり漏れるトナ
ーを確実にクリーニングすることができる。

【００７６】図１１に従来の植毛状態を示す。植毛は
行、列共に一定のピッチで碁盤目状に配列されている。
植毛された基布は一定のパイル幅（１５〜２０ｍｍ）の
ものが巻き付けられて製作されるが、植毛のピッチ間は
埋められない。そこで、図１２に示すように列方向のピ
ッチＰと植毛径ｄ、更に行方向で同一場所に植毛がくる
行数をｎとした時、ｄ≧Ｐ／ｎの関係にする。これによ
ってすり抜けトナーはブラシに接触し確実に転写残トナ
ーは捕獲、又は掻き落とされる。ブラシローラ１６は図
１３に示すように原糸が束ねられて約５（ｍｍ）の毛足
長さを有している。この原糸は図１４に示すように直線
状の繊維で、球状のトナーが接しただけであるとすり抜
けてクリーニング不良が発生する。これを防止するため
に図１５に示すように直線上に植毛された主枝２７に捕
獲用の副枝２８を設ける。副枝２８の長さは０．０５〜
０．１（ｍｍ）で僅かに枝状の突起を設けることでブラ
シから転がり漏れるトナーを無くし、確実にブラシに当
接されて転写残トナーはクリーニングされる。

【００７７】（実施形態３）図１６は別の実施形態のク
リーニング装置の概略構成図である。また、図１７はク
リーニング装置を用いた画像形成装置の概略図である。
図１６を使って実施形態３の発明を説明する。ここで
は、クリーニングブラシ２９を像担持体１とクリーニン
グローラ３０のどちらにも摺擦するように配置したの
で、クリーニングブラシ２９による１次クリーニング効
果によってクリーニングローラ３０に到着する転写残ト
ナー量を大幅に低減し、しかもクリーニングローラ３０
からのトナー掻き落しをスクレーパや専用クリーニング
ブラシを付加することなく実現できるので、高性能のク
リーニングローラ３０を活用したクリーニング手段を小
型低コストに実現できる。

【００７８】このクリーニング手段において、クリーニ
ングローラ３０の回転方向を像担持体１にカウンタ方向
とした場合、クリーニングローラ上３０からクリーニン
グブラシ２９によって掻き落されなかったトナーは、ク
リーニングローラ３０の下流側のくさび形領域に移動さ
れてしまう。この時くさび形領域内でトナーが像担持体
１側に静電的あるいは機械的な作用力で付着してしまう
と、そのまま帯電手段へ通過してしまうことになる。本
発明はトレーリング方向としたので、前記掻き落されな
かったトナーは再度クリーニングローラ３０の上流側に
移動するので、もう一度クリーニングローラ３０のクリ
ーニング作用を受けることになり、クリーニング性を低
下させることがない。

【００７９】また、クリーニングローラ３０の回転方向
を像担持体１にカウンタ方向とした場合、クリーニング
ローラ３０の機械的な作用力が大きくなり、トナーを機
械的に掻き落す効果が得られる。しかしこのような構成
を採ると、トナーが少ないときにはクリーニングローラ
３０表面と像担持体１表面は大きな周速差で摺擦される
ので、研磨摩耗が進み耐久性が低下する。本発明はトレ
ーリング方向とすることで周速差をなくすだけでなく、
周速差を像担持体１速度の１０％以下付与することで、
機械的に掻き落す効果をクリーニングローラ３０に付与
し、クリーニング性能向上と耐久性を両立することがで
きる。

【００８０】機械的に掻き落す効果は本発明者らの実験
によれば、僅か数％程度与えれば向上効果が得られるこ
とが分かった。そこで耐久性を考慮し、できる限り少な
い周速差で装置を成立させるため、１０％以下で運転す
る設定とした。

【００８１】クリーニングブラシ２９を像担持体１とク
リーニングローラ３０のトナー掻き落しに兼用している
ので、フリッカバー３１通過によって付着トナー量が減
少し、クリーニング能力が回復しているブラシ先端が、
先に微量のクリーニング済みトナーが付着しているクリ
ーニングローラ３０に摺擦することで、効果的に掻き落
し能力を発揮し、若干の付着トナー量が増加した後、像
担持体１上の比較的多量に付着しているトナーの掻き落
しに供されるように構成したので、クリーニング性能に
優れている。

【００８２】像担持体１に対しクリーニングブラシ２９
をカウンタ方向、クリーニングローラ３０をトレーリン
グ方向とすることにより、クリーニングブラシ２９とク
リーニングローラ３０間はトレーリング方向となり、摺
擦速度はそれぞれのローラの速度差で得られる。

【００８３】像担持体１は樹脂材料を用いた有機感光体
ローラが多用されており、その表面硬度はヒドリンゴム
などで作られるクリーニングローラ３０よりも格段に高
い。従ってクリーニングブラシ２９を摺擦する場合、像
担持体１にはクリーニング性能向上を優先し高速で摺擦
し、クリーニングローラ３０に対しては材料の強度を考
慮して低い速度で摺擦することが望ましい。前述のよう
にクリーニングローラ３０とクリーニングブラシ２９は
トレーリング方向となるので、本構成においてはクリー
ニングブラシ２９を像担持体１からの掻き落しとクリー
ニングローラ３０からの掻き落しに兼用してもクリーニ
ングローラ３０の耐久性を損なうことがない。

【００８４】また、クリーニングローラ３０は不図示の
バイアス手段によってトナーを吸着する方向の電界が像
担持体との当接部で発生するように構成されているのが
よく、主に静電吸着力によってトナーを像担持体１上か
らクリーニングローラ３０上に吸着する作用を行う。こ
のような作用力はトナー形状によらずに発揮されるの
で、本実施例の球形乾式トナーであっても容易にクリー
ニングすることが可能である。したがって、球形トナー
を従来のブレードクリーニング方法でクリーニングする
ことは困難である。本発明はブレードクリーニング方法
に置き換えうる小型低コストの構成で球形トナーのクリ
ーニング方法を実現したので、球形トナーを活用した小
型低コストかつ高画質の画像形成装置を成立させること
ができる。また、強化フィラーを分散させた像担持体１
を使用したときにブレードクリーニング方法ではクリー
ニングが行えない場合があった。本発明はブレードクリ
ーニング方法に置き換えうる小型低コストの構成で強化
フィラーを分散させた像担持体１のクリーニング方法を
実現したので、強化フィラーを分散させた像担持体１を
活用した小型低コストかつ高耐久の画像形成装置を成立
させることができる。

【００８５】（実施形態４）図１８はさらに別の実施形
態のクリーニング装置の概略構成図である。本実施例は
クリーニング手段として、弾性体からなる導電性のクリ
ーニングローラ３２からなり、像担持体１の帯電装置を
兼ねている構成となっている。帯電兼クリーニングロー
ラ３２は、像担持体１と接触して配置され、矢印Ｃ方向
に回転する。帯電兼リーニングローラ３２は電源３３か
ら電圧を印加することによって像担持体１を所定の極
性、所定の電位に帯電する。本実施例では、像担持体１
をマイナス極性に一様に帯電させている。

【００８６】球形や小粒径のトナーをブレードでクリー
ニングする場合は、ブレードと像担持体１表面で形成さ
れる当接部でトナーが密に充填された状態で集めら、こ
の最密充填された像担持体１と直接接している第一層目
のトナーは、像担持体１に対して強い付着力を持ってい
るため、ブレードによるクリーンニングの時に、一層目
と次の二層目との間でトナーが滑ってしまい、一層目が
クリーニングブレードの先端エッジ部を押し上げ、通り
抜けてしまい、クリーニング不良となって像担持体１に
残ってしまう。そのため、クリーニング方式としてクリ
ーニングブレードを用いたときに、クリーニング不良を
防止するために当接を大きくする必要があるが、クリー
ニングブレードと像担持体１との接する部分のトナーに
大きなストレスがかかり、トナー内部のワックスが滲み
出して像担持体１に付着し、ワックスフィルミング発生
してしまうことがある。

【００８７】そこで、本実施例のクリーニング装置は、
小粒径・球形で従来トナーより低溶融粘度であるシャー
プメルト性のポリエステル系のトナーバインダーを用い
たトナーを用いても、像担持体１から確実にワックスフ
ィルミングさせずにクリーニングできるように、弾性ロ
ーラを用い、電圧を印加することによりクリーニングす
る構成になっている。さらに、そのクリーニングローラ
は像担持体１表面の帯電を行う構成になっている。

【００８８】クリーニングローラ３２は芯金３４を中心
にポリウレタンゴム、シリコンゴム、ブラジエンゴム等
の弾性材料にカーボンブラック、チタン、アルミニウム
等の金属の酸化物やイオン導電剤等からなる導電性微粒
子を分散させた弾性導電層を有している。また、クリー
ニングローラ３２の表面には、像担持体１への表面のピ
ンホールによるバイアス電流のリークを防止するために
中抵抗層を設けている。場合によっては、クリーニング
ローラ３２表面の汚れを防止するためにさらに表面保護
層を設けてもよい。本実施例では、ローラの体積抵抗率
が１０⁶〜１０¹ ²（Ω・ｃｍ）となるように調製したも
のを使用している。芯金３４には電源３３が接続されて
おり、電源３３からクリーニングローラ３２に電圧が印
加され、像担持体１上の転写残トナーが静電的な力によ
りクリーニングローラ側へと引き寄せられ、クリーニン
グローラ３２が回転することによりクリーニングを行う
ことが可能となっている。

【００８９】本実施例では像担持体１をマイナスに帯電
し、マイナスに帯電したトナーを露光部に付着させる、
いわゆるネガポジ現像方式であるため、現像後の像担持
体１上の付着トナーはマイナス極性である。したがっ
て、転写装置にはプラスの電圧、あるいは電流を印加し
て転写材にマイナス極性のトナーを転写させるため、像
担持体１上の転写残トナーは転写バイアスの影響により
極性が反転し、プラス帯電トナーとなっている。したが
って、クリーニングローラ３２にマイナスの電圧を印加
することによって、像担持体１上のプラス帯電トナーと
なっている転写残トナーはクリーニングされることにな
る。

【００９０】具体的には、クリーニングローラ３２の芯
金３４に電源３３から−１３００（Ｖ）の電圧を印加す
ることによって、像担持体１を放電により−７００
（Ｖ）に一様に帯電させる。そして、入力画像データに
したがい露光装置３５により書き込みが行い、露光後の
像担持体１の表面電位を−１００（Ｖ）する。このよう
にして形成された潜像に、現像剤を保持した現像装置３
６内の現像ローラに−４００（Ｖ）の電圧を印加してマ
イナス極性のトナーを付着させて現像を行う。現像され
た像担持体１上の現像トナーは＋１５００（Ｖ）の電圧
が印加された転写ローラ３７により転写材３８に転写さ
れ、像担持体１上にはプラス極性になった転写残トナー
が残る。像担持体１の表面電位は転写の影響を受ける
が、除電装置３９の除電光によりその表面電位は０
（Ｖ）になる。そして、クリーニング工程でプラス極性
の転写残トナーは−１３００（Ｖ）印加されたクリーニ
ングローラ３２により静電的にクリーニングされ、再び
像担持体１を−７００（Ｖ）に帯電させることができ
る。

【００９１】本実施例の帯電兼クリーニングローラ３２
を用いたクリーニング装置を具備した画像形成装置とブ
レードクリーニング装置を具備した画像形成装置を用い
て、プリント枚数によるクリーニング不良発生状況、ワ
ックスフィルミングの発生状況を確認した。ワックスの
像担持体１へのフィルミングは像担持体１の静止摩擦係
数μを測定し代用特性とした。像担持体１表面摩擦係数
は図４に示す様な「オイラーベルト式」で測定した。ま
た、クリーニングローラ３２を用いた画像形成装置はロ
ーラの汚れによる帯電への影響も確認した。

【００９２】ローラクリーニング装置をその他の画像形
成装置に適応した実施例について説明する。図２２は実
施形態１で説明したローラクリーニング装置５１を用
い、水平に延在する転写ベルト５６に沿って４つの画像
形成ユニット５０を並置した形式のカラー画像形成装置
である。画像形成ユニット５０は、像担持体５５、帯電
装置５２、露光装置５３、現像装置５４、ローラクリー
ニング装置５１、除電装置５８で構成され、画像形成ユ
ニット５０はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
各色ごとに４つ配置されている。各画像形成ユニット５
０で現像された現像トナーは、水平に延在、矢印Ｄ方向
に移動する転写電圧が印加された転写ベルト５６により
転写材５７に転写される。

【００９３】このようにイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックと画像の形成が行なわれ、転写材上に多重転写
され、図示しない定着装置によって定着される。イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、こ
の順番に特定されるものではなく、どの順番で並置して
もよい。

【００９４】転写されずに像担持体１上に残った転写残
トナーは、実施形態１で説明したローラクリーニング装
置５１によりクリーニングされるが、クリーニングブレ
ードを用いた場合は、像担持体１へのワックスフィルミ
ングにより像担持体１の摩擦係数が低下して像担持体１
とトナーとの付着力が低減する。このため、転写材５７
と像担持体１のニップ前で像担持体１上のトナーが放電
により転写材５７に転写しやすくなり、いわゆる転写チ
リという異常画像が発生する。本実施例によるクリーニ
ング装置５１を用いることにより、像担持体１へのワッ
クスフィルミングがないため、転写チリが発生しない。
したがって、本実施例のように各画像形成ユニットでの
４回の転写を必要とするカラー画像形成装置において特
に良好な画像を得ることができる。

【００９５】本実施形態では、実施形態１のローラクリ
ーニング装置を用いて説明したが、実施形態２、実施形
態３、実施形態４のローラクリーニング装置を用いても
同様の効果をえることができる。さらに、図２３は実施
例１で説明したローラクリーニング装置を用いた複数の
現像装置５９〜６２と、中間転写体を有するフルカラー
画像形成装置を用いた概略図である。本実施例に係るフ
ルカラー画像形成装置は、複数の現像装置５９〜６２に
より像担持体１に単色カラー画像を形成し、中間転写体
６４上に単色カラー画像を重ねてフルカラー画像を形成
し、これらのカラー画像を転写装置６６によって転写材
６５上に一括して転写する方式を採用するフルカラー画
像形成装置である。

【００９６】フルカラー画像形成装置は、像担持体６
３、帯電装置６８、露光装置６９、４つの現像装置５９
〜６２、クリーニング装置６７、除電装置７０で構成さ
れ、現像装置５９〜６２はイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各色ごとに４つ配置されている。この場
合イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で現
像、中間転写体６４への転写が行われ、最終的に中間転
写体には４色フルカラーの画像が形成され、一括して転
写材６５に転写され、図示しない定着装置によって定着
される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で
説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの
順番で並置してもよい。

【００９７】転写されずに像担持体１上に残った転写残
トナーは、実施形態１で説明したローラクリーニング装
置によりクリーニングされが、クリーニングブレードを
用いた場合は、像担持体１へのワックスフィルミングが
発生し、中間転写体にもそのワックスが転移し、像担持
体、中間転写体両者の摩擦係数を低下させることにな
り、像担持体とトナー、中間転写体とトナーの付着力が
低減する。このため、上述したように放電による転写チ
リという異常画像が発生する。中間転写体６４への転写
（一次転写）、中間転写体６４から転写材への転写（二
次転写）でチリトナー量が多くなってしまう。本実施例
においては像担持体１へのワックスフィルミングがない
ため、転写チリが発生しない。したがって、本実施例の
ように像担持体１から中間転写体への各４色の一次転写
と、中間転写体６４から転写材６５への４色重ね画像の
二次転写で、計５回の転写工程を有する転写を必要とす
るカラー画像形成装置においては特にチリのない良好な
画像を得ることができる。

【００９８】

【発明の効果】本発明の画像形成方法・装置によれば、
体積平均粒径が３〜９μｍ、体積平均粒径／個数平均粒
径が１．０１〜１．２５、かつ平均円形度が０．９５０
〜０．９９５であるトナーを用いて、像担持体上の静電
荷像を現像し、このトナー像を転写機に転写後、像担持
体上転写機トナーを電圧を印加したクリーニング手段に
より静電的に吸着するようにして除電するため、像担持
体表面にトナーフィルミングが生じることはなく、多数
の良質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーニング装置の概略図。

【図２】本発明のクリーニング装置を用いた画像形成装
置の概略図。

【図３】像担持体とクリーニングローラの線速差と転写
トナーＩＤの関係を表した図。

【図４】オイラーベルト式によるμの測定方法を説明す
るための図。

【図５】画像形成装置に極性制御手段を配置した構成
図。

【図６】ブラシクリーニングの概要図。

【図７】別のブラシクリーニング概要図。

【図８】ブラシクリーニングを表した状態図。

【図９】従来のブラシクリーニング状態を軸方向から
（Ｂ視）から見た場合の図。

【図１０】本発明のクリーンングブラシの交互配列植毛
状態を軸方向（Ｂ視）からみた場合の図。

【図１１】従来の植毛状態を示した図。

【図１２】植毛が千鳥状態で配列されたことを示す図。

【図１３】ブラシローラの正面図。

【図１４】図１３のブラシローラの一部拡大（従来
例）。

【図１５】図１３のブラシローラの一部拡大（本発明
例）。

【図１６】実施形態３のクリーニングローラ装置の概略
図。

【図１７】実施形態３を用いた画像形成装置の概略図。

【図１８】実施形態４（帯電兼クリーニングローラ装
置）の概略図。

【図１９】帯電兼クリーニングローラ装置を用いた画像
形成装置の概略図。

【図２０】転写効率の実験結果を表わした図。

【図２１】ワックスフィルミング有無での感光体摩擦係
数の変化を表わした図。

【図２２】本実施例のクリーニング装置を用いたカラー
画像形成装置。

【図２３】本実施例のクリーニング装置を用いた中間転
写体を有するカラー画像形成装置。

【符号の説明】

１像担持体２クリーニングローラ３スクレーパブレード部材４搬送コイル５芯金６電源７帯電装置８露光装置９現像装置１０転写装置１１クリーニング装置１２除電装置１３極性制御手段１４電源１５トナー１６回転ブラシ１７バイアスローラ１８クリーニングユニット１９回転ローラ２０転写バイアス電源２１ブラシローラ２２バイアスローラ２３ブラシ２４芯金２５トナー２６非クリーニングトナー２７主枝２８副枝２９クリーニングブラシ３０クリーニングローラ３１ブッカバー３２クリーニングローラ３３電源３４芯金３５露光装置３６現像装置３７転写ローラ３８転写材３９除電装置４０クリーニング装置４１クリーニングブラシ４２芯金４３電源４４スクレーパブレード部材４５搬送コイル５０画像形成ユニット５１ローラクリーニング装置５２帯電装置５３露光装置５４現像装置５５像担持体５６転写ベルト５７転写材５８除電装置５９、６０、６１、６２現像装置６３像担持体６４中間転写体６５転写材６６転写装置６７クリーニング装置６８転写装置６９露光装置７０除電装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/24 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３３１ 21/00 ３１４ (72)発明者渡邊真弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者江本茂東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山田博東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者杉山恒心東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA06 AA15 CA08 CA14 CA18 DA07 EA05 2H078 AA08 BB01 BB12 CC08 DD15 DD39 DD64 DD66 EE04 2H134 GA01 GB02 HA01 HA03 HA05 HA08 HA11 HA13 HA14 HA16 HB01 HB03 HB08 HB12 HB16 HB17 HB18 HF12 JA02 KB02 KD04 KD05 KD12 KF03 KG01 KG07 KH01 KJ02 KJ05 2H200 FA08 GA12 GA44 GA47 GA50 GB02 GB13 GB15 GB36 HA02 HB08 HB12 HB22 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 JB06 JB10 JC03 LB03 LB08 LB12 LB13 LB15 LB35 LB36 LB38 MA03 MA04 MA12 MA14 MA20 MB01 MB04 MC01 NA02 NA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に静電荷像を形成し、これを
体積平均粒径３〜９μｍ、体積平均粒径と個数平均粒径
の比（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０１〜１．
２５、かつ平均円形度が０．９５０〜０．９９５のトナ
ーで現像し、このトナー像を直接又は中間転写体を介し
て転写材に転写し、トナー像転写後の像担持体上の転写
残トナーをクリーニングする画像形成方法に使用される
クリーニング装置であって、クリーニング手段に電圧が
印加されて該像担持体と該像担持体と該クリーニング手
段間に電界が形成され、該像担持体上の転写残トナーが
該クリーニング手段に吸着されることを特徴とするクリ
ーニング装置。
【請求項２】クリーニング手段は表面が弾性体のロー
ラ形状で構成されたクリーニングローラであることを特
徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】クリーニング手段は、回動するクリーニ
ングローラに当接するように清掃部材を設けたことを特
徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
【請求項４】クリーニング手段の前段に極性制御手段
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載のクリーニング装置。
【請求項５】クリーニング手段はブラシローラである
ことを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項６】極性の異なるブラシローラを少なくとも
２本を有することを特徴とする請求項５記載のクリーニ
ング装置。
【請求項７】クリーニング手段は、像担持体を摺擦す
るクリーニングブラシと、クリーニングブラシより像担
持体の移動方向下流側に配置された像担持体に当接する
クリーニングローラとを併用したことを特徴とする請求
項１記載のクリーニング装置。
【請求項８】クリーニングブラシはクリーニングロー
ラを摺擦するように配置したことを特徴とする請求項７
に記載するクリーニング装置。
【請求項９】クリーニングローラの回転方向は像担持
体の移動方向に対しトレーリング方向であることを特徴
とする請求項７記載のクリーニング装置。
【請求項１０】クリーニングブラシの回転方向は像担
持体の移動方向に対しカウンタ方向であることを特徴と
する請求項７記載のクリーニング装置。
【請求項１１】クリーニングブラシとクリーニングロ
ーラはそれぞれ異なる極性の電圧を印加されることを特
徴とする請求項７記載のクリーニング装置。
【請求項１２】クリーニング手段としてクリーニング
ローラを用い、該クリーニングローラが像担持体を均一
に帯電する帯電装置を兼ねていることを特徴とする請求
項１記載のクリーニング装置。
【請求項１３】画像形成動作時もしくは画像形成動作
終了後に、像担持体を均一に帯電する帯電装置を兼ねる
クリーニングローラにより該像担持体から転写残トナー
がクリーニングされ、そのクリーニングローラ表面に付
着しているトナーを除去するトナー除去手段を有するこ
とを特徴とする請求項１２記載のクリーニング装置。
【請求項１４】トナー除去手段はブラシで構成され、
像担持体を均一に帯電する帯電装置を兼ねるクリーニン
グローラと接触していることを特徴とする請求項１３に
記載するクリーニング装置。
【請求項１５】トナー除去手段には電源から電圧が印
加されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の
クリーニング装置。
【請求項１６】直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧
を用いてクリーニングすることを特徴とする請求項１５
記載のクリーニング装置。
【請求項１７】像担持体上に静電荷像を形成し、これ
をトナーで現像し、このトナー像を直接又は中間転写体
を介して転写材に転写し、トナー像転写後の該像担持体
上の転写残トナーを電圧が印加されたクリーニング手段
で静電的に吸着してクリーニングする画像形成プロセス
に使用されるトナーであって、体積平均粒径が３〜９μ
ｍ、体積平均粒径と個数平均粒径の比（体積平均粒径／
個数平均粒径）が１．０１〜１．２５、かつ平均円形度
が０．９５０〜０．９９５であることを特徴とする静電
荷像現像用トナー。
【請求項１８】変性されたポリエステルを少なくとも
トナーバインダーとして含有し、ワックスがトナー内部
に微分散された状態で存在していることを特徴とする請
求項１７記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１９】変性されたポリエステルが、ウレア基
を有する変性されたポリエステルであることを特徴とす
る請求項１８記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２０】像担持体上に静電荷像を形成し、これ
を請求項１７〜１９のいずれかに記載のトナーで現像
し、このトナー像を直接又は中間転写体を介して転写材
に転写し、トナー像転写後の該像担持体上の転写残トナ
ーを電圧が印加されたクリーニング手段で静電的に吸着
してクリーニングすることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２１】請求項１７〜１９のいずれかに記載の
トナーを用い、像担持体と、像担持体を帯電する帯電装
置と、像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する
現像装置と、現像されたトナー像を直接又は中間転写体
を介して転写材に転写する転写装置と、像担持体上に残
留したトナーをクリーニング手段に電圧を印加すること
によって、像担持体とクリーニング手段間に静電的に吸
着するような電界を形成し、像担持体上に付着した転写
残トナーをクリーニングするクリーニング装置とを有す
ることを特徴とする画像形成装置。