(57)【要約】【課題】トナーとキャリアを含む現像剤を使用して画像を形成する画像形成装置においてトナーの残留による画像劣化を防止する。【解決手段】清掃装置は、現像剤を格納するトナー供給部１０と、感光体１上のトナー像転写位置と残留トナー除去位置との間に配置され、前記感光体１へ前記現像剤を搬送する清掃用磁気ロール１１と、前記感光体１へ搬送される、前記清掃用磁気ロール１１の表面に付着した現像剤の厚みを制御するブレード部と、前記残留トナー除去位置に配置され、前記感光体１に付着した残留トナーを、前記清掃用磁気ロール１１の前記現像剤の搬送によって感光体１に付着したトナーとともにかきとる除去部９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を格納するトナー供給部と、
感光体上のトナー像転写位置と残留トナー除去位置との間に配置され、前記感光体へ前記現像剤を搬送する清掃用磁気ロールと、
前記感光体へ搬送される、前記清掃用磁気ロールの表面に付着した現像剤の厚みを制御するブレード部と、
前記残留トナー除去位置に配置され、前記感光体に付着した残留トナーを、前記清掃用磁気ロールの前記現像剤の搬送によって感光体に付着したトナーとともにかきとる除去部と、
を備えたことを特徴とする清掃装置。
【請求項２】
前記清掃用磁気ロールは、当該感光体との摺擦位置において前記感光体の回転方向と反対方向に回転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３】
トナーを格納する格納部と、
前記トナー供給部内の前記現像剤中のトナー濃度を検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出したトナー濃度が所定値を下回る場合に前記格納部から前記トナー供給部にトナーを補充する補充部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記感光体の前記残留トナー除去位置に配置され、該除去部によってかきとったトナーを回収する回収部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記回収部が回収したトナーから小粒径のトナーを除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したトナーを格納する残留トナー格納部と、
前記フィルタ部と前記残留トナー格納部とを接続する接続部と、
前記接続部から前記格納部へと前記トナーの一部を案内する案内部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の清掃装置。
【請求項６】
前記清掃用磁気ロールは、前記感光体に対して現像および転写が実行されていない期間のみ、回転動作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７】
前記清掃用磁気ロールは、前記現像用磁気ロールが回転動作していない期間のみ、回転動作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８】
前記清掃部は、磁気ブラシロールを備え、
前記磁気ブラシロールは、現像が実行されている期間は、前記感光体から離脱させら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９】
前記清掃用磁気ロールの主磁極の位置が前記感光体の接線方向から前記ブレード部方向へ２．５度以上ずれていることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１０】
前記ブレード部と前記清掃用磁気ロールとのギャップに対する前記清掃用磁気ロールと前記感光体とのギャップの比率は１．６以内であることを特徴とする請求項９に記載の清掃装置。
【請求項１１】
表面に静電潜像が形成される感光体と、
トナーとキャリアを含む２成分現像剤を前記感光体上に供給してトナー像を形成する現像部と、
トナー像転写位置に配置され、前記トナー像を転写する転写部と、
前記感光体上に残留したトナーを、残留トナー除去位置において除去する清掃部と、
を備え、前記清掃部は
現像剤を格納するトナー供給部と、
前記感光体上の前記トナー像転写位置と前記残留トナー除去位置との間に配置され、前記感光体へ前記現像剤を搬送する清掃用磁気ロールと、
前記感光体へ搬送される、前記清掃用磁気ロールの表面に付着した現像剤の厚みを制御するブレード部と、
前記残留トナー除去位置に配置され、前記感光体に付着した残留トナーを、前記清掃用磁気ロールの前記現像剤の搬送によって感光体に付着したトナーとともにかきとる除去部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記清掃用磁気ロールは、当該感光体との摺擦位置において前記感光体の回転方向と反対方向に回転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１３】
トナーを格納する格納部と、
前記トナー供給部内の前記現像剤中のトナー濃度を検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出したトナー濃度が所定値を下回る場合に前記格納部から前記トナー供給部にトナーを補充する補充部と、
をさらに備えた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】
前記清掃部は、前記感光体の前記残留トナー除去位置に配置され、該除去部によってかきとったトナーを回収する回収部をさらに備えた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１５】
前記回収部が回収したトナーから小粒径のトナーを除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したトナーを格納する残留トナー格納部と、
前記フィルタ部と前記残留トナー格納部とを接続する接続部と、
前記接続部から前記格納部へと前記トナーの一部を案内する案内部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記清掃用磁気ロールは、前記感光体に対して現像および転写が実行されていない期間のみ、回転動作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１７】
前記清掃用磁気ロールは、前記現像用磁気ロールが回転動作していない期間のみ、回転動作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１８】
前記清掃部は、磁気ブラシロールを備え、
前記磁気ブラシロールは、現像が実行されている期間は、前記感光体から離脱させられ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１９】
前記清掃用磁気ロールの主磁極の位置が、感光体の接線方向から前記ブレード部方向へ２．５度以上ずれてい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２０】
前記ブレード部と前記清掃用磁気ロールとのギャップに対する前記清掃用磁気ロールと前記感光体とのギャップの比率は１．６以内であることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
感光体のトナー像転写位置と残留トナー除去位置との間に配置された清掃用磁気ロールによって、前記感光体へ現像剤を搬送するトナー搬送工程と、
前記残留トナー除去位置に配置された除去部によって、前記感光体に付着した残留トナーを、前記トナー搬送工程における前記現像剤の搬送によって前記感光体に付着したトナーとともにかきとるトナー除去工程と、
を含むことを特徴とする清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置において画像および部品の劣化を防止する技術に関するものであり、特に、トナーとキャリアを用いた場合に像担持体等の部品の上に残留した不要なトナーを除去するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体（感光体ドラム）に静電潜像を形成したところに帯電したトナーを付着させてトナー画像を形成し、当該トナー画像を紙面に転写して画像を形成する技術が知られている。かかる技術を実現する画像形成装置においては、転写によって紙に定着しなかったトナーが像担持体等の上に残留し、形成される画像の品質の劣化の原因となることがある。そこで、残留したトナーを除去するための様々な技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の画像形成装置は不要なトナーを除去するためのクリーニング装置を備える。クリーニング装置は、感光体ドラム上に付着したトナーを除去するためのクリーニングブレードと、トナーを静電的に除去するファーブラシ等の除去部とを有する。また、特許文献２は、感光体の表面に付着したトナーをブラシローラによって除去した後、回収ローラによってブラシローラに付着したトナーを回収する技術を開示している。
【０００４】
また、特許文献３記載の現像装置のように、感光体と接触する複数の現像ロールを備える装置においては、複数の現像ロールのうち１つを感光体の回転方向と反対方向に回転させて不要なトナーを削り取るように構成することが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１や特許文献２におけるように、ブラシを用いた静電的または機械的なトナーの除去方法は、感光体表面に電気的な力で付着しているトナーについては有効であるものの、トナーが固着または融着している場合には効果が低かった。
【０００６】
また、複数の現像ロールの１つをトナー除去のために使用する場合には、感光体と現像ロールとの間の間隔（ギャップ）を小さくしたり、現像ロールの回転数を上げたりすることで、摺擦力を増加させてトナー除去効果を向上させることはできるが、トナー除去効果の増加にともない必要な画像自体も除去されて印刷品質が低下するという課題があった。
【０００７】
さらに、近年、大量の印刷を短時間に実行する必要性が高まり、画像形成装置の処理の高速化がすすんでいる。画像形成処理の高速化のため、より短時間で定着するトナーが広く使用されているが、このようなトナーは感光体自体にも付着しやすいものとなっている。また、用紙の両面に画像を形成する場合、一方の面への画像の定着のために高温となった用紙がさらに他方の面への画像の定着のために処理されることとなり、他方の面の画像形成に使用される感光体の温度が高くなり、それにともなって感光体へのトナーの付着および融着が増加している。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大量の印刷を高速に行う画像形成装置において、画像品質の低下を伴うことなく、装置内のトナーの残留を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる清掃装置は、現像剤を格納するトナー供給部と、感光体上のトナー像転写位置と残留トナー除去位置との間に配置され、前記感光体へ前記現像剤を搬送する清掃用磁気ロールと、前記感光体へ搬送される、前記清掃用磁気ロールの表面に付着した現像剤の厚みを制御するブレード部と、前記残留トナー除去位置に配置され、前記感光体に付着した残留トナーを、前記清掃用磁気ロールの前記現像剤の搬送によって感光体に付着したトナーとともにかきとる除去部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体と、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を前記感光体上に供給してトナー像を形成する現像部と、トナー像転写位置に配置され、前記トナー像を転写する転写部と、前記感光体上に残留したトナーを、残留トナー除去位置において除去する清掃部と、を備え、前記清掃部は、現像剤を格納するトナー供給部と、前記感光体上の前記トナー像転写位置と前記残留トナー除去位置との間に配置され、前記感光体へ前記現像剤を搬送する清掃用磁気ロールと、前記感光体へ搬送される、前記清掃用磁気ロールの表面に付着した現像剤の厚みを制御するブレード部と、前記残留トナー除去位置に配置され、前記感光体に付着した残留トナーを、前記清掃用磁気ロールの前記現像剤の搬送によって感光体に付着したトナーとともにかきとる除去部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる清掃方法は、感光体のトナー像転写位置と残留トナー除去位置との間に配置された清掃用磁気ロールによって、前記感光体へ現像剤を搬送するトナー搬送工程と、前記残留トナー除去位置に配置された除去部によって、前記感光体に付着した残留トナーを、前記トナー搬送工程における前記現像剤の搬送によって前記感光体に付着したトナーとともにかきとるトナー除去工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナーとキャリアを含む現像剤を使用して画像を形成する画像形成装置においてトナーの残留による画像劣化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の一部の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置が備える清掃装置の詳細を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態の清掃用磁気ロールの磁極とフィルミングとの相関を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の清掃用磁気ロールのギャップ比、フィルミング、キャリア飛散の相関を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる清掃用磁気ロールと感光体とのギャップおよびドクタブレードと清掃用磁気ロールとのギャップを示す図である。
【図６】図６は、本発明の清掃用磁気ロールの構成概略図である。
【図７】図７は、本発明の清掃用磁気ロールの磁力分布を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の清掃用磁気ロールの磁極の角度を調整する機構の説明図である。
【図９】図９は、清掃用磁気ロールの磁極の角度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
感光体に付着したトナーの除去効率を高めるための方法としては、トナー像が現像された後の感光体に、さらに追加のトナーを付着させることでトナーの塊を生成し、その塊ごと残留トナーを除去することが考えられる。その理由として、塊を生成することで除去しやすい大きさになるため除去し易くなり、確実に残留トナーを除去できるからである。以下に、かかる効果を実現するために、トナー像転写後の感光体に追加のトナーを付着させる磁気ロールを備えた清掃装置および画像形成装置を本発明の実施の形態として説明する。
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる清掃装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる画像形成装置の概略を説明する。図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置は、感光体１と、帯電部２と、現像部３と、転写部４と、清掃部５とを備える。図１中、感光体１は時計回り方向に回転し、感光体１の表面は帯電部２によって帯電される。帯電された感光体１の表面に露光装置Ｒによってレーザ光Ｌを照射して静電潜像が形成される。現像部３は、現像ロール３Ａと３Ｂとを備え、それらの現像ロール３Ａおよび３Ｂによって、トナーとキャリアを攪拌することにより二成分の現像剤を得る。また、現像部３は得られた現像剤を現像ロール３Ａおよび３Ｂによって感光体１に搬送することで、現像剤中のトナーを感光体１へ供給する。具体的には、感光体１へ現像剤を搬送するために、現像ロール３Ａは、感光体１との摺擦位置において感光体１の回転方向と反対方向に回転するよう構成され、現像ロール３Ｂは、感光体１との摺擦位置において感光体１の回転方向と同一方向に回転するよう構成される。現像ロール３Ａおよび３Ｂの二つのロールが備えられているため、感光体１と同一方向に回転する現像ロール３Ｂによっては十分なトナーが供給されない場合でも現像ロール３Ａによって補完することができる。現像部３が、感光体１にトナーを供給することで、感光体１上にトナー像が形成される。トナー像を紙面に転写するため、感光体１と転写部４との間に用紙Ｐが供給され、転写部４によってトナー像が用紙Ｐ上に転写される。転写が完了した後、感光体１上に残留したトナーは感光体１の回転に伴って、清掃部５へと運ばれる。
【００１７】
次に本発明の実施の形態にかかる清掃部５の概略構成を、図１を参照して説明する。清掃部５は、除去部９と、トナー供給部１０と、清掃用磁気ロール１１と、サイクロンフィルター１４と、トナーバッグ１５と、除去部９とサイクロンフィルター１４とを接続するチューブ１３と、サイクロンフィルター１４とトナーバッグ１５とを接続するチューブ１６とを備える。また、チューブ１６はその中間部で分岐し、トナー供給部１０に接続されている。除去部９は、（磁気）ブラシロール（図示せず）を備える。ブラシロールは、レーヨンを主材料とするローラであることが好ましいがこれに限定されない。また、本実施の形態の清掃用磁気ロール１１は、現像部３が備える現像ロール３Ａまたは３Ｂと同材質かつ同径である。なお、ブラシロールは一般的に知られているものとする。
【００１８】
さらに、図１に示すトナー供給部１０および清掃用磁気ロール１１の詳細を、図２を参照して説明する。図２中、清掃用磁気ロール１１は、トナー供給部１０の開口部に配置されている。トナー供給部１０の上部には、トナーを格納するホッパ部２２（以下、格納部とも呼ぶ）が設けられ、その底部にはスポンジロール１８（以下、補充部とも呼ぶ）が配置されている。スポンジロール１８を動作させることでホッパ部２２から、トナー供給部１０内の下部にトナーが供給される。トナー供給部１０の下部にはキャリアを含んだ現像剤２０が格納されており、当該現像剤２０中のトナー濃度を検出できる位置にトナーコントロールセンサ２１（以下、センサ部とも呼ぶ）が配置されている。清掃用磁気ロール１１は、感光体１との摺擦位置において感光体と反対方向に回転するよう構成されており、当該清掃用磁気ロール１１の回転に伴って、トナー供給部１０内の現像剤２０が清掃用磁気ロール１１の表面に付着して搬送される。清掃用磁気ロール１１上の現像剤２０は、清掃用磁気ロール１１が回転する際に、清掃部ドクタブレード１９（以下、ブレード部とも呼ぶ）と清掃用磁気ロール１１との間に形成されたギャップを通過し、その際に、清掃用磁気ロール１１上の現像剤２０の厚みが調整される。
【００１９】
感光体１の回転に伴い、転写後に感光体１上に残留したトナーは、清掃用磁気ロール１１に到達する。清掃用磁気ロール１１が、感光体１との摺擦位置において感光体１の回転方向と反対方向に回転すると、トナー供給部１０の下部に収納された現像剤２０が清掃用磁気ロール１１の表面に付着して清掃用磁気ロール１１と回転体１との摺擦位置へ搬送される。清掃用磁気ロール１１上の現像剤２０は、搬送中に清掃部ドクタブレード１９の規制によって一定の厚さに揃えられ、清掃用磁気ロール１１が感光体１と摺擦することで、感光体１の表面上に薄く一様にトナーが付着する。清掃用磁気ロール１１と感光体１とが摺擦した後、清掃用磁気ロール１１の回転に伴い再びトナー供給部１０内に回収される現像剤２０中のトナー濃度は、感光体１との摺擦前よりも減少している。
【００２０】
トナー供給部１０内の現像剤２０のトナー濃度を一定に保つため、トナー供給部１０の下部にトナーコントロールセンサ２１が設けられると同時に、上部に現像剤を格納するホッパ部２２が設けられている。トナーコントロールセンサ２１が検出したトナー濃度に応じて、スポンジロール１８が回転し、ホッパ部２２からトナー供給部１０の下部にトナーが供給される。なお、本実施例ではスポンジロール１８を用いたが、同様の機能を実現できれば他の部材も使用できることは当然であり、例えば、金属のシャフトに溝の切りこみをいれたトナーフィードシャフト等を用いることもできる。
【００２１】
転写後に感光体１上に残留していたトナーは、清掃用磁気ロール１１によってさらにトナーが付着されることで塊を持った状態にされ、感光体１の回転に伴い、除去部９に到達する。除去部９が備えるブラシロールは、感光体１上のトナーをかきとるように作用してトナーを除去する。ブラシロールが除去したトナーはチューブ１３を通ってサイクロンフィルター１４に投入される。サイクロンフィルター１４において、小粒径のトナーがより分けられ、残りのトナーのみがチューブ１６を通ってトナーバッグ１５に回収される。このようにして、転写されずに残留したトナーの回収量とほぼ同量のトナーがトナーバッグ１５に回収される（なお、除去部９中、トナーを回収する部分を回収部とも呼ぶ。）。
【００２２】
トナー供給部１０において使用する現像剤２０は、現像部３において使用する現像剤と同等の品質を有するものであってもよいが、トナー供給部１０は転写後の処理を行うものであり、使用する現像剤の品質によって転写画像の劣化に影響を与えるものではないため、品質が落ちた使用済みの現像剤を使用してもよい。使用済みの現像剤を再利用することで、画像形成装置の利用コストを低減することもできる。
【００２３】
そこで、本実施の形態の画像形成装置においては、除去部９から回収したトナーのうち、適度な品質のトナーをサイクロンフィルター１４で選別した後、チューブ１６から分岐するチューブ１７を介して、トナー供給部１０のホッパ部２２に供給するよう構成している。これにより、除去部９から回収した使用済みのトナーをトナー供給部１０において再利用することができる。
【００２４】
このように、現像部３でいったん使用した現像剤を再利用することは運用コスト低減のために望ましいが、使用済みの現像剤を再利用することには他の利点もある。すなわち、現像剤を繰り返し使用すると、小粒径のキャリアが減少する傾向があり、感光体１等へのキャリアの飛散が減じられる。また、使用を繰り返して印刷にかぶり（フィルミング）を生じるようになった現像剤をトナー供給部１０において使用しても、かぶりを生じる原因の大部分となっているのがトナーであり、そのトナーを除去部９において回収できるため、画像形成装置の運用に悪影響を及ぼすこともない。
【００２５】
なお、一般に、磁気ロールに付着させる現像剤のトナー濃度が一定値以下になった場合、急激にキャリアが感光体１に付着しやすくなる。例えば、９０マイクロメートルフェライトキャリアを使用した場合、トナー濃度が３％以下になると、感光体１に対するキャリアの付着率が増加する。感光体１上に付着した現像剤中のトナー濃度が低い場合、除去部９による回収を十分に行うことができなくなる。そこで、本実施の形態では、トナー供給部１０内にトナーコントロールセンサ２１を設けて、現像部３で用いるトナー濃度を最大値とし、清掃部５によるトナー回収を妨げないトナー濃度の限界値を最小値として、トナー供給部１０内のトナー濃度がこれらの値の間に収まるよう制御している。
【００２６】
次に清掃用磁気ロール１１の構成について図６を用いて説明する。清掃用磁気ロール１１は円筒状であり、例えば、シャフト１０２、固定磁石（マグネット）１０１、その固定磁石（マグネット）１０１の外側にメテコロイ処理を施したアルミニウムのスリーブ１００を有し、スリーブ１００が回転することで現像剤２０を搬送するものである。なお、メテコロイ処理については、現像部の磁気ロールよりも粗くして感光体１に対する摺擦力を増加させることも可能である。清掃用磁気ロール１１の固定磁石（マグネット）１０１の磁極の作成についてだが、例えば、原料混合物を加熱混練し磁場中で押出又は射出成形した後に、所定の磁極パターンを付与する（着磁する）ことで形成される。なお、磁極を形成させる他の方法としては、ブロック体の磁石片を埋め込み、シャフト１０２中心に放射状に固定配置させた構成にしてもよい。これらの着磁方法としては、例えば、特許文献４に記載があるように、一般的に知られている現像ロールの作製方法により実現できる。また、清掃用磁気ロール１１はシャフト１０２によってトナー供給部１０に固定させる。なお、清掃用磁気ロール１１は現像部３中の現像用磁気ロール３Ａ、３Ｂと同材質であってよい。清掃用磁気ロール１１の径については、現像用磁気ロール３Ａ、３Ｂと同径であってよいが、摺擦力を増加させるために大きくすることも可能である。
【００２７】
また、清掃用磁気ロール１１は、現像用磁気ロール３Ａ（すなわち、感光体１との摺擦位置において感光体１と反対方向に回転する磁気ロール）よりも高回転としてもよい。清掃用磁気ロール１１のようなフィルミング等の画質劣化を防止する機構を備えていない画像形成装置においては、画像品質を考慮して、現像用磁気ロール３Ａの回転数を５７１〜６５０ｒｐｍ程度とすることが望ましいが、現像部３から独立した、フィルミング等の画質劣化を防止する機構がない場合、経時的にフィルミングが増加することが避けられず、フィルミングを低減させるため回転数を６５０〜７４８ｒｐｍ程度とする必要があった。しかし、本実施の形態のように、フィルミング等の画質劣化を防止する機構を備える場合、現像用磁気ロール３Ａの回転数については、画像品質を考慮して５７１〜６５０ｒｐｍ程度とする一方で、清掃用磁気ロール１１については回転数を７４８ｒｐｍ以上として摺擦力を向上させることができる。
【００２８】
また、清掃用磁気ロール１１と清掃部ドクタブレード１９との間の間隔（ギャップ）についても、現像部３内の磁気ロール３Ａとドクタブレードとは異なる間隔に設定することができる。通常、現像部３内の磁気ロール３Ａとドクタブレードとのギャップについては、現像剤中のキャリア粒径や画像品質を考慮して０．７５〜０．９５ｍｍ程度とされている。しかし、清掃用磁気ロール１１については、０．９５ｍｍ以上のギャップに設定してもよい。
【００２９】
また、上記清掃装置および清掃方法は、２成分現像剤を使用する場合を例として説明したが、１成分現像剤を使用する場合であっても、磁性粉を含むなど、摺擦力が高い場合であれば使用することができる。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態の画像形成装置においては、現像部３および転写部４がそれぞれ現像および転写を実行していない期間だけ、清掃部５の清掃用磁気ロール１１が回転するように構成することができる。それによって、粗大かぶり等が発生して除去部によっても残留トナーが回収しきれないような印刷の不備を防止することができるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明の実施形態の画像形成装置においては、現像部３の現像用磁気ロール３Ａ、３Ｂが回転動作していない期間だけ、清掃用磁気ロール１１が回転するように構成することができる。それによって、除去部に侵入するトナーの量が低減され、フィルミング等の清掃効率が向上するという効果を奏する。
【００３２】
また、本発明の実施の形態の画像形成装置においては、現像部３において現像が実行されている期間は、前記清掃部５が備えるブラシロールを感光体１から離脱させるよう構成することができる。それによって、除去部に侵入するトナーの量がさらに低減され、フィルミング等の清掃効率が向上するという効果を奏する。
【００３３】
また、本発明の実施の形態の画像形成装置によれば、清掃部が回収した残留トナーを清掃部において再利用するため、残留トナーの清掃にかかるコストを低減することができる。
【００３４】
ここで、本実施の形態の特徴となる清掃部５の部材の実施例について説明する。まず、清掃部５に用いる清掃用のマグネットロール１１であるが、材質は、図１の現像部３内の現像用磁気ロール３Ａ、３Ｂと同一で固定の磁石を配した外側にメテコロイ処理を施したアルミのスリーブを回転させる構造をとる。メテコロイ処理は、感光体の摺擦力を上げるために現像部３で用いるマグネットロールより粗くてもかまわない。
【００３５】
また、径は、現像部３に用いたマグネットロール３Ａ、３Ｂの径（径５０ｍｍ）と同じであるが、摺擦力を上げるため、大きくしてもよい。
【００３６】
次に、磁極の位置設定について説明していく。
【００３７】
先ず、清掃用磁気ロール１１の固定磁石（マグネット）１０１の磁極を形成させる際、例えば、図７に示すような磁極を形成させるとする。図７は磁極をＮ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｎ２およびＳ３と設定した。また、それぞれの磁極での磁力強さは、Ｎ１が０．１１５（Ｔ）、Ｓ１が０．０７２（Ｔ）、Ｓ２が０．０８（Ｔ）、Ｎ２が０．０６６（Ｔ）、Ｓ３が０．０６（Ｔ）であった。そして、Ｎ１とＳ１とが成す角度は５６度、Ｓ１とＳ２とが成す角度は１４３度、Ｓ２とＮ２とが成す角度は３０度、Ｎ１とＳ３とが成す角度は４３度である。なお、これらの磁極分布や磁力の強さについては、清掃用磁気ロール１１の製造時に、予め決めた上で製造しているものとする。また、磁極Ｎ１が最も磁力が強いものとする。なお、磁力が強い位置は安定して感光体１へのトナー付着を可能にし、トナー塊を形成しやすくし、清掃がし易くなるからである。これを踏まえ、清掃用磁気ロール１１の磁極の設定角度調整方法について以下に説明する。なお、以下の説明では、磁力が最も強い磁極Ｎ１を中心に説明していくものとする。
【００３８】
例えば、清掃用磁気ロール１１の磁極Ｎ１の設定角度を調整する方法としては、図８に示すもので調整した。これについて説明する。図８の２００は清掃用磁気ロール１１の磁極の角度を設定する調整機構である。調整機構２００は、手動で回転させることが可能である調整ダイヤル２０１、磁極Ｎ１の設定角度を示す目盛り２０３、調整ダイヤル２０１が目盛り２０３上の何処にあるかを示す調整矢印２０２等から構成されている。そして、調整ダイヤル２０１を回転させると、清掃用磁気ロール１１の固定磁石（マグネット）１０１が回転する。このことで清掃用磁気ロール１１の磁極位置が移動していく。なお、調整機構２００は、オペレータが操作できるように清掃装置（トナー供給部１０）の装置外にあるものとする。
【００３９】
また、目盛り２０３は、１目盛り２．５度単位でふられている。図８でいえば、調整ダイヤル２０１を回転させるとき、時計回りを＋方向、反時計回りを−方向（図２の場合、ドクター１９方向）としている。
【００４０】
また、図８の２０４は目盛り２０３の目盛りゼロを指すところである。この目盛りゼロ２０４を指すところは、図９に示すように清掃用磁気ロール１１の回転の中心と感光体１の中心とを結ぶ線上にある。そして、この目盛りゼロ２０４のところに、磁力が最も強くなる磁極（本実施例ではＮ１）が配置されるように設定する。この設定方法についてだが、例えば、シャフト１０２の磁極Ｎ１に相当する位置にキー溝等といった目印をつけておき、その目印が清掃用磁気ロール１１の回転の中心と感光体１の中心とを結ぶ線上に位置するようにすればよい。なお、調整ダイヤル２０１を回転する角度は、図９に示すように清掃用磁気ロール１１の回転の中心および感光体１の中心を結ぶ線と垂直になる線の方向の角度θを示している。なお、図９でいえば角度θは時計回り方向を＋としている。
【００４１】
また、磁力が最も強くなる磁極Ｎ１を目盛りゼロ２０４にして残留トナーの清掃を行うことは、感光体１を傷つけたりするため、あまり望ましくない。そこで、磁極Ｎ１より少し磁力が弱いところに磁極を設定する必要がある。そこで、調整ダイヤル２０１を回転させたところ、−方向に５度ずらした位置（−５°）が望ましいことがわかった。
【００４２】
なお、清掃用磁気ロール１１の磁極の設定角度によっては、フィルミングをより低下させるという効果を得ることが可能である。そこで清掃用磁気ロール１１の磁極とフィルミングとの相関について実験を行った。このことについて説明する。
【００４３】
上述した調整方法によって清掃用磁気ロール１１の磁極設定角度とフィルミングとの相関について実験を行った結果を示すものが図３になる。図３によれば、角度を＋方向にずらしていくと感光体１との接触面積が小さくなり、摺擦力としては少なくなりフィルミングが増加する。一方、磁極を−方向（ドクタブレード１９方向）に２．５度以上ずらすと感光体１との接触面積が増加し、フィルミングが低下した。さらに、磁極を−方向（ドクタブレード１９方向）に３度以上ずらすと、よりフィルミングが低下する効果が得られる。なお、望ましくは−方向に３〜７度（すなわち−３°〜−７°）であることがわかった。
【００４４】
また、清掃部５の清掃用磁気ロール１１とドクタブレード１９とのギャップに対する、清掃用磁気ロール１１と感光体１とのギャップの比率と、フィルミングと、キャリア飛散との関係について実験を行ったところ、図４に示す結果を得た。図４によれば、比率が１．０から増加するにつれてフィルミングが減少傾向にあるものの、１．６を超えたあたりでキャリア飛散が急激に増加する。そこで、比率を１．６以下に抑えることで、フィルミングとキャリア飛散のバランスをとることができる。比率の内訳は、図５中のｄ／ｃの値に相当する。ｄは清掃用磁気ロール１１と感光体１とのギャップであり、ｃはドクタブレード１９と清掃用磁気ロール１１とのギャップである。
【００４５】
なお、コスト低減のために、清掃部５内の固着融着物の掻き取りに使用する現像剤２０は、図１中の現像部３に使用した現像剤を用いるのが好ましい。現像部３内の現像剤は、かぶり等印刷品質の低下によって１５００ｋｆｔ．印刷した後に交換されるが、そのような寿命に達した現像剤は、初期の状態に比べて、高抵抗化している傾向にありかつ小粒径のキャリアは減少している。なお、上記「ｋｆｔ．」はキロフィート（１０００フィート）の単位を示し、連帳用紙（連続紙）の搬送方向長さを示している。よって、その使用済みの現像剤を固着融着物の掻き取り用として使用することは、キャリアが飛びにくくなるメリットがある。なお、そのような寿命に達した現像剤によるかぶりの成分はほぼトナーであるため、その現像剤を除去部９によって回収して再利用することに何ら問題はない。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、感光体フィルミングの防止を、現像部のカウンターロール以上の摺擦力を清掃部の現像ロールで実施することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態にて説明した画像形成装置および清掃装置は、トナーとキャリアを用いた現像部を備えるものであれば、コピー機、プリンタ、複合機、ファクシミリ等、種々の装置に応用することができる。
【００４８】
また、以上で説明したことは、あくまでも一例であり、本願はこれらに限定されないものとする。
【符号の説明】
【００４９】
１  感光体
２  帯電部
３  現像部
３Ａ、３Ｂ  現像用磁気ロール
４  転写部
５  清掃部
９  除去部
１０  トナー供給部
１１  清掃用磁気ロール
１３、１６、１７  チューブ
１４  サイクロンフィルター
１５  トナーバッグ
１８  スポンジロール
１９  ドクタブレード
２０  現像剤
２１  トナーコントロールセンサ
２２  ホッパ部
２３  トナー
１００  スリーブ
１０１  固定磁石（マグネット）
１０２  シャフト
２００  調整機構
２０１  調整ダイヤル
２０２  調整矢印
２０３  目盛り
２０４  目盛りゼロ
Ｌ  レーザ光
Ｐ  用紙
Ｒ  露光装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２００７−１０１９６８号公報
【特許文献２】特開２００９−３２０４号公報
【特許文献３】特開平９−２２１７４号公報
【特許文献４】特開２００２−１８４６１９号公報
【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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