(57)【要約】  【課題】  クリーニング不良の発生を防止すると共に、交換が容易で且つトナーこぼれの発生も防止する画像形成装置等を提供する。  【解決手段】  本発明に係る画像形成装置のクリーナユニットは、トナーを担持するトナー担持体１１から、トナーを回収するために、トナー担持体１１に当接されたクリーニング部材３１と、前記クリーニング部材３１からトナーを除去するトナー除去部材３２，３３と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部３４とを備え、前記クリーニング部材３１と前記トナー除去部材３２，３３と廃トナー貯留部３４とが一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持体または画像形成装置本体から着脱自在に構成される。  【選択図】  図１
2008015505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置のクリーナユニットは以下の構成からなり、
トナーを担持するトナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、
前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、
除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備え、
前記クリーニング部材と前記トナー除去部材と廃トナー貯留部とが一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持体または画像形成装置本体から着脱自在に構成される。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記ユニットをトナー担持体から着脱する場合に、前記ユニットから外部へトナーが漏れないようにするトナー漏れ防止機構を有する。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー漏れ防止機構は、少なくとも前記クリーニング部材と前記トナー除去部材とを動作させ、除去されたトナーを前記トナー担持体側、もしくは前記廃トナー貯留部へ移動させるよう動作する。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー漏れ防止機構の動作は、クリーナユニット交換指示に基づいて、前記ユニットをトナー担持体から取り外すまでの間に行われる。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー漏れ防止機構は、前記トナー担持体、前記クリーニング部材、前記トナー除去部材の少なくともいずれかには、画像印字時とは異なるバイアスを印加して前記動作を行わせる。
【請求項６】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記クリーニング部材はバイアスが印加されたローラ状部材である。
【請求項７】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記クリーニング部材は、バイアスが印加されたブラシ状部材である。
【請求項８】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー担持体が感光体であり、前記クリーニング部材が回収するトナーは、前記感光体上に形成されたトナー画像を被転写体に転写した後に感光体上に残留した転写残トナーである。
【請求項９】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記感光体がα−Ｓｉを含む材料から構成されている。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記クリーニング部材はシャフトを介して前記トナー担持体に当接されるものであり、前記シャフトが樹脂製である。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記像担持体から被転写体への転写方式が接触転写方式を採用している。
【請求項１２】
画像形成装置のクリーナユニットは以下の構成からなり、
トナーを担持するトナー担持手段から、トナーを回収するために、トナー担持手段に当接されたクリーニング手段と、
前記クリーニング手段からトナーを除去するトナー除去手段と、
除去されたトナーを溜める廃トナー貯留手段とを備え、
前記クリーニング手段と前記トナー除去手段、および廃トナー貯留手段が一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持手段または画像形成装置本体から着脱自在に構成される。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記ユニットをトナー担持手段から着脱する場合に、前記ユニットから外部へトナーが漏れないようにするトナー漏れ防止手段を有する。
【請求項１４】
請求項１２に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー漏れ防止手段の動作は、クリーナユニット交換指示に基づいて、前記ユニットをトナー担持手段から取り外すまでの間に行われる。
【請求項１５】
請求項１２に記載の画像形成装置のクリーナユニットにおいて、
前記トナー漏れ防止手段は、前記トナー担持手段、前記クリーニング手段、前記トナー除去手段の少なくともいずれかには、画像印字時とは異なるバイアスを印加して前記動作を行わせる。
【請求項１６】
画像形成装置は以下の構成からなり、
トナーを担持するトナー担持体と、
前記トナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、
前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、
除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備え、
前記クリーニング部材と前記トナー除去部材と廃トナー貯留部とが一体的に構成されたユニット構成であり、
前記ユニットは前記トナー担持体または画像形成装置本体から着脱自在に構成される。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像形成装置において、
前記ユニットをトナー担持体から着脱する場合に、前記ユニットから外部へトナーが漏れないようにするトナー漏れ防止機構を有する。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
前記トナー漏れ防止機構は、少なくとも前記クリーニング部材と前記トナー除去部材とを動作させ、除去されたトナーを前記トナー担持体側、もしくは前記廃トナー貯留部へ移動させるよう動作する。
【請求項１９】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
前記トナー漏れ防止機構は、前記トナー担持体、前記クリーニング部材、前記トナー除去部材の少なくともいずれかには、画像印字時とは異なるバイアスを印加して前記動作を行わせる。
【請求項２０】
画像形成装置のクリーナ交換方法は以下の構成からなり、
トナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備えてユニット化するとともに、該ユニットを画像形成装置本体から着脱可能としておき、
前記ユニットを画像形成装置から取り外す際には、トナー漏れを防止するトナー漏れ防止機構を動作させ、トナーを前記トナー担持体もしくは前記廃トナー貯留部側に移動させ、
しかる後に前記ユニットを画像形成装置本体から取り外す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置及びそのクリーナユニット、ならびに画像形成装置のクリーナユニット交換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体と帯電器、クリーナを一体で構成してユニット化し、画像形成装置から着脱自在な構成として交換する、いわゆるカートリッジ方式が広く知られている。このカートリッジは、現像器までも一体化したものも多く、さらにはトナータンク、廃トナータンクまでもすべて一体化した例もある。このようなカートリッジ方式の利点は、ユーザが簡単に、しかもひとかたまりのユニットを交換するだけでメンティナンスができ、サービスマン等が出張して交換することが不要で、かつ装置がユニットに起因する故障等で停止した際にも、ユニットを交換するだけで容易に復帰できるため、ダウンタイムの軽減にもつながるということである。
【０００３】
しかし、このようなカートリッジ方式には課題がある。それは、ユニットを一体ですべて交換してしまうため、交換サイクルに到達していない部品までも一緒に交換してしまうことである。例えば、感光体と帯電器、クリーナが一体で構成されたカートリッジの場合、クリーナが磨耗してしまえば、感光体はまだ使用可能な状態でも、両者とも交換となり、結果的には消耗品コストが上昇してしまう。
【０００４】
さらに近年ではα−Ｓｉを使用した感光体や、表面に硬度の高い表面層を設けた有機感光体の登場により、感光体の交換サイクルが長くなってきている。これに対してクリーナ部は、寿命を延ばすためにはクリーナ自体の構成を複雑にする必要があり、それに伴ってクリーナ部が大きくなり小径の感光体に適用することが難しい。
【０００５】
そこで、特許文献１（特開平６-１１８８５７号公報）、および特許文献２（特開平１０-３１４０４号公報）では、感光体から、クリーナ部を着脱自在に構成し、ユーザが簡単にクリーナ部を交換できる方法が提案されている。
これはブレードクリーニング手段を感光体から着脱可能な構成とするもので、その際に、課題である取り外す際のクリーナ開口部からのトナーこぼれを防止するものである。具体的には、クリーナユニットのブレードクリーナ部分の開口をシート状部材で覆うもので、これにより開口自体が塞がるため、トナー落ちが激減する。
【特許文献１】特開平６-１１８８５７号公報
【特許文献２】特開平１０-３１４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上記従来技術では、所詮ブレードクリーナでは開口が大きく、さらには感光体から取り外すと同時にシートで覆うことは厳密には難しく、若干ではあるがトナーこぼれが発生してしまうことは避けられない。
【０００７】
また、ブレードクリーナでは感光体との当接精度が微妙であり、わずかなズレがクリーニング不良の発生を招き、簡単に交換可能な構成にするのが難しい。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、クリーニング不良の発生を防止すると共に、交換が容易で且つトナーこぼれの発生も防止できる画像形成装置のクリーナユニット、それを用いた画像形成装置ならびに画像形成装置のクリーナユニットの交換方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る画像形成装置のクリーナユニットは、トナーを担持するトナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備え、前記クリーニング部材と前記トナー除去部材と廃トナー貯留部とが一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持体または画像形成装置本体から着脱自在に構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様の画像形成装置のクリーナユニットは、トナーを担持するトナー担持手段から、トナーを回収するために、トナー担持手段に当接されたクリーニング手段と、前記クリーニング手段からトナーを除去するトナー除去手段と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留手段とを備え、前記クリーニング手段と前記トナー除去手段、および廃トナー貯留手段が一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持手段または画像形成装置本体から着脱自在に構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る画像形成装置は、トナーを担持するトナー担持体と、前記トナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備え、前記クリーニング部材と前記トナー除去部材と廃トナー貯留部とが一体的に構成されたユニット構成であり、前記ユニットは前記トナー担持体または画像形成装置本体から着脱自在に構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、画像形成装置のクリーナ交換方法であって、トナー担持体から、トナーを回収するために、トナー担持体に当接されたクリーニング部材と、前記クリーニング部材からトナーを除去するトナー除去部材と、除去されたトナーを溜める廃トナー貯留部とを備えてユニット化するとともに、該ユニットを画像形成装置本体から着脱可能としておき、前記ユニットを画像形成装置から取り外す際には、トナー漏れを防止するトナー漏れ防止機構を動作させて、トナーを前記トナー担持体もしくは前記廃トナー貯留部側に移動させ、しかる後に前記ユニットを画像形成装置本体から取り外すようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上に詳述したように本発明によれば、クリーニング不良の発生を防止すると共に、交換が容易で且つトナーこぼれの発生も防止できる画像形成装置のクリーナユニット、それを用いた画像形成装置ならびに画像形成装置のクリーナユニットの交換方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態を示す概略図であり、（ａ）は、本発明の実施の形態として、電子写真方式を用いる画像形成装置を示す概略図である。
【００１６】
この画像形成装置は、感光体１１、この感光体１１の周りに配置された帯電器１２、露光器１３、現像部１４、クリーナ３０、クリーナ制御部４０を備えている。
【００１７】
クリーナ３０は、クリーニング部３５と、廃トナーを受け取り収納する廃トナーボックス（廃トナー貯留部、廃トナー貯留手段に相当）３４とを含んで、クリーナユニットを構成している。
【００１８】
クリーニング部３５は、感光体１１をクリーニングするブラシローラ（クリーニング部材、クリーニング手段に相当）３１と、ブラシローラ３１から廃トナーを受け取る廃トナー受け取りローラ（トナー除去部材、トナー除去手段に相当）３２と、廃トナー受け取りローラ３２が受け取った廃トナーを掻き落とすクリーニングブレード（トナー除去部材、トナー除去手段）３３とを含んでいる。
【００１９】
クリーナ制御部４０は、ブラシローラ３１を制御するブラシローラ制御部４１と、廃トナー受け取りローラ３２を制御する廃トナー受け取りローラ制御部４２とを含んでいる。
【００２０】
感光体１１は、導電性基体の上に有機系もしくはアルファスシリコン系等の感光層を設けて像担持体（トナー担持体）を構成している。ここでは、感光体１１としてマイナス極性に帯電する有機感光体を例にして説明する。
【００２１】
感光体１１は周知のローラ帯電器、コロナ帯電器、スコロトロン帯電器などの帯電器１２によって、例えば−５００ｖに均一に帯電された後、画像変調されたレーザビームやＬＥＤ等による露光器１３の露光を受け、表面に静電潜像が形成される。この際、露光された感光体表面の電位は例えば−８０ｖ程度になる。
【００２２】
しかる後に、現像器１４によって静電潜像の可視像化が行われる。現像器１４は、例えば負極性に帯電する非磁性トナーと磁性キャリアを混合させた２成分現像方式に従って、マグネットを備えた現像ローラ１４ａの上にキャリアによる穂を形成させ、現像ローラ１４ａに−２００〜−４００ｖ程度を印加することで、感光体１１の表面の露光部にトナーを付着させ、非露光部に付着させない。現像器１４としては、他にも、キャリアを用いずにトナーのみで現像を行なう１成分現像方式をとるものもある。
【００２３】
さらに感光体１１のトナー像は、被転写体１８である紙や中間転写体に転写されるが、その際の電界供給は、被転写体１８の背面から当接された転写ローラ１９であったり、コロナチャージャであったりする。また、被転写体１８が中間転写ベルトであれば、ベルトの背面に接触させた転写ローラ、転写ブレード、転写ブラシ等の転写部材によって行なわれる。転写部材に印加する電圧はプラス３００〜２ｋｖ程度である。
【００２４】
転写後に感光体１１上に残った残留トナー等は、クリーナ３０によって除去され、その後感光体は必要であれば、除電処理を受け、再度帯電処理され、次回転の画像形成工程に入る。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態における残留トナー処理に関して説明するが、それに先だって従来における廃トナー処理の一例を参考までに図２を用いて説明しておく。なお、図２において図１と同一符号は同一対象又は相当物を示している。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、クリーニングブレード１５によって除去された廃トナーは、多くの場合、専用の搬送路を通って、廃トナーボックスへ送られる。また、プロセスユニットがカートリッジ化されているような場合では、多くの場合、感光体１１とクリーナ、廃トナーボックス（廃トナー貯留部、廃トナー貯留手段に相当）２７等が一体構成になっており、場合によっては、さらに現像器１４や廃トナーボックス２７までの一体構成になっていて（図２（ｂ）参照）、すべてを一括交換するものもある。なお、クリーニングブレードや廃トナーボックスが一体構成で感光体から取り外せる構成も、前述したとおり提案されているが、トナーこぼれ等の課題がある。
【００２７】
本発明の実施の形態では、例えば感光体１１に対してクリーニング部材（クリーニング手段に相当）としてブラシローラ３１、または弾性ローラ（図７の３３Ａ）を接触させる。図１（ａ）にはクリーニング手段がブラシローラである例を示すが、ブラシとしては例えばナイロンやレーヨン製で、抵抗が１０ｅ４〜１０ｅ１０Ω、太さは０．５〜６デニール、ローラ径は１０〜２０ｍｍ、感光体に対して速度差を設けて回転駆動させるとよい。実験では、太さ２デニール、直径１６ｍｍ、ナイロン製で抵抗が１×１０ｅ７Ωのものを用い、感光体１１に対してＷｉｔｈ方向に２倍の速度で回転させながら＋５００ｖを印加した。
【００２８】
さらにブラシローラ３１にはクリーニング手段からのトナー除去部（トナー除去手段に相当）としてφ１４の導電性ローラ３２を当接させ、ブラシに対してWith方向に１／２の速度で回転させ、＋７００ｖを印加した。導電性ローラ３２にはさらに簡易的なクリーニングブレード３３が当接されており、それにより逆転写トナーを導電性ローラ３２から除去し、廃トナーボックス３４に堆積させた。この導電性ローラ３２は表面層を設けたものが好ましい。
【００２９】
表面層としては離型性のよいテフロン系やフッソ系のコート材が有効で、厚みは３〜３００μｍ程度が好ましい。ブラシの抵抗は１×１０ｅ４〜１０e１０Ω程度まで使用可能で、１０ｅ４Ω以下では、ブラシに取り込まれた転写残トナーの大部分が、導電性ローラ３２との接触部分に到達する前に、電荷注入等により極性が反転してしまい、結果的に導電性ローラ３２に移動せずに再度感光体に再付着してしまうことがある。また１０ｅ１０Ω以上では、ブラシローラ３１への印加バイアスを＋１０００ｖ以上にしないと効果が小さく効率が小さくなる。
【００３０】
本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、これらのクリーニング手段としてのブラシローラ３１、除去手段としての導電性ローラ３２、およびクリーニングブレード３３、そして、クリーニングブレード３３によって最終的に剥ぎ取られた廃トナーを溜める廃トナーボックス３４が一体構成となっており、それがクリーナユニットとして感光体または画像形成装置本体から着脱可能な構成になっている。
【００３１】
ブラシローラ３１と感光体１１との食い込み量は、両者が当接さえしていれば適用可能であるが、０．１〜２ｍｍ程度までが適性であり、例えばブラシローラ３１のブラシ部の両端に設けたガイドリングを感光体につきあてる構成等が考えられるが、許容範囲が広いので、感光体１１を支持している筐体と、クリーニング手段を含むユニット本体とで位置決めを行なっても十分に性能が出せる。
【００３２】
本発明の実施の形態では、感光体１１と直接着脱する部分を例えばブラシローラ３１としたことで、取り外す際にトナーがこぼれにくいことが最大の特徴ではあるが、ブラシローラ３１にもある程度、廃トナーは溜まっており、そこを手で触ったりすると、廃トナーが多少こぼれてしまう。
【００３３】
そこでクリーナ（ユニット）３０を感光体から取り外す前に、ブラシローラ３１や弾性ローラ３３Ａ（図７）に溜まったトナーを感光体１１や廃トナーボックス３４に十分回収することにより、トナーこぼれを発生しないようにすることができる。
【００３４】
例えば、図１の構成のクリーナユニットを感光体から取り外す際には、取り外す直前に、例えばユーザからの取り外しに関する所定の指示に基づいて、画像印字をしない状態で一定時間、ブラシにバイアスを印加して動作させ、ブラシ上のトナーを十分に除去するようにする。
【００３５】
また、さらにブラシローラ、もしくは導電性ローラに印加するバイアスを通常の画像印字時に比べて変化させ、短時間で効率的に除去するようにすることもできる。
【００３６】
これらの機能はトナー漏れ防止手段（機能）として、クリーナ（ユニット）３０側に持たせるようにすることもできるし、画像形成装置本体側に持たせるようにすることもできる。
【００３７】
トナー漏れ防止手段の一例として、図３に示すように、廃トナー貯留部が満杯となったとき（Ｓ１）など、クリーナユニットを取り外す必要が生じたときには、クリーナユニット交換サインに基づいて（Ｓ２）、取り外す操作をする際に（Ｓ３，Ｙ）、自動的に感光体やブラシや導電性ローラが回転し、例えば１５秒の間、ブラシには＋５００ｖ、導電性ローラに＋７００ｖが印加される（Ｓ４）。この動作により、ブラシにたまったマイナス帯電トナーは、廃トナー溜め部へ異動し、また極わずかに存在するマイナス帯電トナーは感光体へ移動し、ブラシをきれいにすることができる。そして、この動作が終了してはじめてクリーナユニットを交換可能とするサインを出すようにする（Ｓ５）。なお、それら以外の場合においては、通常動作が行われる（Ｓ６）。
【００３８】
また、さらに回収効率を高めるために、導電性ローラ３２とブラシローラ３１との電位差を通常の画像印字時に対して大きくしたり、さらには導電性ローラ３２にＡＣバイアス等の振動電界を印加したりすると効果がある。
例えば図３に示されている１５秒間のブラシバイアス＋５００ｖ、導電性ローラバイアス＋７００ｖの条件を、導電性ローラバイアスを＋１０００ｖ程度にすると、ブラシからのトナーの除去能力が向上する。また、さらに導電性ローラにＤＣ＋８００ｖ＋ＡＣｐｐ１５００ｖ、５００Ｈｚ程度のＡＣバイアスを印加すると、いっそう回収効率が向上する。
【００３９】
本発明の実施の形態では、クリーナ（ユニット）３０として画像形成装置から着脱自在に構成されるが、この際、感光体１１、帯電器１２、および現像器１４の交換作業の頻度が非常に少なければ、ユーザは、クリーナ３０、および廃トナータンク（現像器からの排出トナー収容部）を交換するのみで、ほぼ画像形成装置のメンティナンスが達成できる。
【００４０】
このためには、例えば感光体１１についてはα―Ｓｉを使用したものを用いることが好ましい。
【００４１】
また、現像器１４においても、通常、トナーとキャリアからなる２成分現像では定期的な現像剤交換が必須であるが、現像器を画像形成装置から取り外すことなく、キャリアを自動的に少量ずつ交換する方式を採用するとよい。
【００４２】
特に、図４のようなタンデム型のカラー機の場合は上流ステーションのクリーナユニットと下流ステーションの現像器が干渉し易い。通常の現像方式で現像器を小型化すると、現像剤量が減り、交換サイクルが短くなってしまうが、小型でかつ現像剤の交換作業が不要な、少量入れ替え方式を採用することにより、現像器がメンティナンスレスで小型化でき、それゆえに廃トナーボックスのスペースも極力大きくすることが可能になるため、廃トナー貯留部（廃トナーボックス）のスペースを大きくして、クリーナユニットの交換サイクルを延ばすと同時に、現像器は交換不要になるという相乗効果が期待できる。
【００４３】
図５にタンデム方式の画像形成装置の全体の構成を示し、図６に現像器の例を示す。図５において、１４１は廃トナータンクであり、３４１は大型化された廃トナーボックスを示している。
【００４４】
図５，図６に示すように、現像器１４は、現像剤の排出口１４１ａを有し、そこから自動的に徐々に現像剤を排出し、廃トナータンク１４１へ送るようになっている。
【００４５】
排出量の制御については、例えば現像剤専用の排出手段である図６に示されるオーガ１４２の回転等によって排出動作を制御しても良いし、また現像器１４内の現像剤の量が増えて一定以上の高さになると、溢れるようにして排出される、いわゆるオーバフロー方式を用いても良い。
【００４６】
現像剤の補給は、図示しないトナータンクの中に予めトナーとともに少量のキャリアを混ぜておき、トナー消費とともに受け入れ口１４１ｂから徐々にトナーと共にキャリアも補給されるようにしても良いし、トナーとキャリアを別々に制御して現像器に投入しても良い。
【００４７】
いずれにおいても、このような現像器を用いることによって、現像器を装置から着脱することによる現像剤の交換作業は不要になる。２成分現像における現像器の機械的な寿命は３００，０００枚〜２，０００，０００枚程度と非常に長いため、ユーザにとっては、見かけ上の現像器の交換作業がなくなるといってよい。
【００４８】
こうして、感光体と現像器は画像形成装置からはめったに取り外す必要がなくなる。さらに帯電器１２については、例えば図９に示されるように、クリーナユニット３０Ｂと一体構成にし、それによってユーザは、上記したようにトナータンクとクリーナユニット（帯電器を含むカートリッジ）の交換のみのメンティナンスですませることができる。
【００４９】
図７、図８は、クリーニング手段をブラシローラ３１に代わり弾性ローラ３１Ａとしたクリーナ（ユニット）３０Ａを示す。図８はその取り外し時を示す図である。
【００５０】
クリーニング手段は感光体１１に接触させるため、表面はある程度柔らかい必要がある。たとえばスポンジローラやゴムローラがあげられるが、スポンジローラの場合は、ブラシローラを使用した時と同様で、スポンジローラからトナーを除去するための導電性ローラ等が必要になる。それはそれで十分に効果があるのであるが、さらに構成を簡略化した場合は、スポンジローラやゴムローラにフッソ系やテフロン系の表面層を設けて、ブレードクリーニングしやすい構成として、これらに直接ブレード３３Ａを当接させてクリーニング手段（弾性ローラ３１Ａ）上のトナーを掻き落とす構成にすることもできる。
【００５１】
図７では、弾性ローラ３１Ａとして、ＪＩＳ-Ａ硬度６０°のＮＢＲ系の導電性ゴムに、フッソ系の表面層を設けた構成とし、それを感光体１１に当接させて＋５００ｖのバイアスを印加する。これによってマイナス極性の残転写トナーは弾性ローラ３１Ａに付着し、さらに弾性ローラ３１Ａに当接させたウレタンブレード３３Ａにより、そぎ落とされ、廃トナー貯留部（ボックス）３４に溜まっていくのである。
【００５２】
本発明の実施の形態は、クリーナを構成するクリーニング部と廃トナー貯留部（ボックス）３４を一体構成にして感光体から取り外し可能にすることに関するもので、廃トナー貯留部３４を含めて一体構成とすることで、廃トナーボックスへ送る搬送手段や排出口が不要になり、交換性を容易にしている。しかし弊害としては、クリーニング手段としての寿命も長くできた場合、廃トナー貯留部３４には延々と廃トナーが堆積するわけで、その分廃トナー貯留部を大型化しなければいけなくなってしまう。結果的にクリーナユニットの交換サイクルが、クリーニング手段の寿命ではなく、廃トナー貯留部の容量で決まってしまう可能性がでてくる。
【００５３】
ここで重要なのは、トナー貯留部３４に溜まる廃トナーの「かさ」が少なくなければならないことであり、これには以下の条件が重要である。
【００５４】
（１）転写効率が高いこと。
【００５５】
（２）トナーが堆積した際にかさばらないこと。
【００５６】
これらの要件を満たす構成としては、例えば接触転写方式を採用するとコロナ転写等に比べて転写効率が高くなる。さらに残転写トナーの極性がばらつきにくいため、逆帯電トナーの発生も少なくバイアスクリーニングにも有利になるという利点がある。
【００５７】
また、近年は高画質化のため粒径が６μｍ以下の小粒径トナーを使うことが多いが、小粒径トナーでは一般的にブレードクリーニングがしづらくなる。しかしブラシ等によるバイアスクリーニングは可能で、しかも粒径が小さいと、同じ量のトナーでも「かさ」としては小さくなり、廃トナー貯留部をより小さくできる効果がある。さらに球形トナーの方が、廃トナーの「かさ」が小さくなるため有利である。このように、本発明の実施の形態では、接触転写方式、小粒径トナー、球形トナーと組み合わせると、相乗的な効果が見込めるのである。
【００５８】
本明細書では、これまで感光体のクリーナについてのみ言及してきたが、効果としては感光体クリーナに限定するものではない。例えば中間転写ベルトのクリーナにおいても、同様な効果が期待できる。また、転写ベルトのクリーナにおいても同様なことが言える。
【００５９】
例えば、転写ベルトのクリーナを、ローラ状のクリーニング手段とトナー除去手段、さらに廃トナー貯留部と一体構成としてユニット構成とし、転写ベルトから容易に着脱可能な構成とすることで、ベルトに対して寿命の短いベルトクリーナを廃トナーとともに、ユーザが交換することが可能になる。ここでもローラ状のクリーニング手段により取り外す際のトナーこぼれは防止できるし、またユニットを取り外す前に印字動作とは別に電界を印加してクリーニング手段に堆積したトナーを除去することで、クリーナユニットを取り外した後でも、ユーザがトナーにより汚れることを防止できる。
【００６０】
またこのような状況においてもトナーのかさは重要であり、球形トナーが有利なことは言うまでもない。
【００６１】
（実施の形態の効果の検証実験）
【００６２】
図１に示したようなブラシローラを用いたクリーナユニットを用い、Ａ４サイズで印字面積率２０％の文字チャートを連続印刷した。ブラシに印加したバイアスは＋５００ｖ、導電性ローラには＋７００ｖを印加した。連続１０，０００枚印字後、クリーナユニットを感光体から取り外し、その際にクリーナユニットからトナーこぼれが発生しないかどうかを目視にて確認した。
【００６３】
さらに、取り外したクリーナユニットのブラシローラ部にメンディングテープを貼り付けて、ブラシに付着したトナーを採取した。そしてそのテープを白紙上に貼り、マクベス濃度計にて反射濃度を測定し、ブラシに付着していたトナー量を調べた。
【００６４】
図１０に実験結果を示す。
【００６５】
まず実験（１）として、従来のクリーニングブレードのクリーナを使用してクリーナユニットを構成し、感光体から取り外したところ、大量のトナー落ちが発生した。これに対して本発明の実施の形態を適用し、クリーニング手段をブラシローラに変更し、あわせてトナー除去手段を導電性ローラとし、ブレード、および廃トナー貯留部を一体構成としてクリーナユニットとした場合（実験（２））では、取り外す際のトナー落ちは発生しなくなった。
【００６６】
このとき、ブラシをテーピングしたときの濃度は０．３８であり、手でブラシを触ると手がトナーで若干汚れてしまった。
【００６７】
続いて実験（３）として１０，０００枚印字後、クリーナユニットを感光体から取り外す前に１５秒間、ブラシローラおよび導電性ローラに印字動作時と同様なバイアスを印加したところ、ブラシに堆積したトナーの濃度は０．３に低下した。手で触っても若干汚れのレベルがよくなった。
【００６８】
続いて実験（４）として１５秒間印加するバイアスをブラシローラは＋７００ｖ、導電性ローラ＋１０００ｖに変更したところ、ブラシのトナー濃度は０．２に低下し、ブラシを手で触っても、ほとんど手が汚れなくなった。
【００６９】
さらに実験（５）ではブラシローラは＋７００ｖのまま、導電性ローラに電圧を重畳したところ、ブラシのトナー濃度は０．１８とさらに低くすることができた。
【００７０】
また実験（６）では、クリーニング手段として導電性スポンジローラを用い、それ以外は実験（２）と同じ構成としたところ、取り外し時のトナーこぼれは発生せず、スポンジローラのトナー濃度は０．４であり、手で触ると若干の汚れが手についてしまった。
【００７１】
また、クリーニング手段として、表面層を設けた弾性ローラに＋５００ｖを印加し、さらに弾性ローラにウレタンブレードを当接させたクリーナユニット用いた結果を実験（７）〜（９）に示した。
【００７２】
実験（７）では、１０，０００枚印字後、単純に感光体から取り外したところ、取り外し時のトナーこぼれは発生せず、弾性ローラをテーピングした際のトナー濃度は０．３で、手で触ると若干の汚れが手についた。
【００７３】
実験（８）では、取り外す直前に１５秒間、弾性ローラに＋５００ｖを印加したところ、弾性ローラのトナー濃度は０．２となり、トナー汚れが減少した。また実験９では、１５秒間の弾性ローラの印加バイアスを＋５００ｖではなく＋７００ｖとしたところ、トナー汚れ濃度は０．１５となり、手で触ってもほとんどトナーで汚れなくなった。
【００７４】
このように、表面層を有する弾性ローラをクリーニング手段として用いると、取り外した際のトナー汚れをブラシ使用時よりも低減できる。またユニット構成としても簡略化できるが、クリーナユニットとしてはブラシを用いた場合の方が耐久性を高くできる。
【００７５】
図１１に耐久性評価結果を示す。
【００７６】
クリーニング手段としてブラシを用いた場合と、表面層を有した弾性ローラを用いた場合とで、印字率５％の連続印字試験を行い、クリーニング不良が発生するまでの印字枚数を調べたもので、どちらも廃トナー貯留部がいっぱいにならないように設定した。その結果、弾性ローラを用いた場合は約６０，０００枚でクリーニング不良が発生したのに対して、ブラシローラを用いた場合は１５０，０００枚程度までもった。これは、表面層を設けた弾性ローラは、ローラが変形しながら、さらにブレードにより擦られるため表面層が傷みやすいからであり、一方ブラシを用いた方は、ブラシから導電性ローラにいったんトナーを転移させ、その導電性ローラからブレードでかきとるため、導電性ローラをほとんど変形させる必要がなく、ローラ表面とブレードとも傷みにくいからであると考えられる。
【００７７】
続いて、転写方式に転写ローラを用いた（接触転写）場合と、コロナ転写を用いた場合、また、トナーの粒径および球形度をかえた場合、廃トナー貯留部にたまる廃トナー量について実験した。転写ローラはスポンジローラを用い、コロナ転写はコロトロンチャージャを用いた。トナーは、ポリエステル系の樹脂を主に用いた構成で、粉砕法によって作成し、分級機により分級し、平均粒径をかえた。トナーの球形度は、トナーを粉砕法に作成した後、熱処理に行って円形度を調整し、円形度の評価は株式会社ニレコ社製のルーゼックＡＰにより。ＳＦ−１、ＳＦ−２とも測定した。
【００７８】
連続印字試験は、Ａ４サイズで印字率２０％の画像で行なった。印字率が高いので当然廃トナーが多い。評価は、廃トナー貯留部が一杯になってしまうまでの印字枚数を比較した。
【００７９】
図１２に実験結果を示す。
【００８０】
接触転写を用いると、廃トナーの「かさ」を減らすことができること、またトナー粒径が小さいほど、さらにトナーが球形に近いほど、廃トナーの「かさ」が減らせることがわかる。
【００８１】
図１３には、平均粒径約６μｍ、球形度ＳＦ−１：１２０，ＳＦ−２：１１０のトナーを用い、転写ローラによる接触転写で、印字率５％の連続印字試験を行なった結果を示す。（組み合わせ１）の構成は、従来の２成分現像器と通常の有機感光体、及び本発明の実施の形態のブラシローラを用いたクリーナユニット、および帯電チャージャを組み合わせたものである。特にカラー機を考えると、感光体は小径化が必要なため、φ３０とし、現像器も小型化して現像剤容量を２００ｇとした。試験の結果およそ４０，０００枚の印字後、感光体表面が削れて粗くなり、画質がＮＧレベルとなってしまった。
【００８２】
そこで、感光体を交換して試験を続行すると通算５０，０００枚時で、今度は現像部のかぶりがＮＧレベルになってしまい、現像剤を交換した。そして、帯電チャージャと本発明の実施の形態のクリーナユニットに不具合が発生したのは通算約１００，０００枚印字後であった。
【００８３】
すなわち、従来の現像器と有機感光体とを組み合わせると、特に小型化した場合は画像形成装置としてのメンティナンスサイクルは延ばすことはできず、感光体からクリーナユニットを交換可能にしても頻繁にいろいろなものを交換しなければならないことがわかる。
【００８４】
そこで、（組み合わせ２）に示すように、感光体をα-Ｓｉとし、現像器には現像剤排出口を設けて、現像剤が除々に交換されるような構成とした。その結果、感光体および現像については通算３００，０００枚印字しても画像上に不具合は発生しなくなり、装置としてのメンティナンスサイクルはクリーナユニットと帯電チャージャの１００，０００枚まで延ばすことができた。さらに（組み合わせ３）のように、クリーナユニットと帯電チャージャを一体構成にして、感光体から取り外せるようにしたことで、メンティナンスサイクル１００，０００枚で、ひとつのユニットを交換すればよいようにできるのである。さらに（組み合わせ４）には、クリーナユニットの大部分を樹脂化した場合を示した。
【００８５】
具体的にはブラシや導電性ローラを駆動するギヤはポリスチレン樹脂により構成し、シャフトやブッシュ、電極等には導電性のプラスチックを使用した。その結果、やはりクリーナとしての耐久性が従来に比べて悪化し、約８０，０００枚にてクリーニング不良が発生したが、たとえメンティナンスサイクルが１００，０００から８０，０００枚になったとしても、低コスト化が可能で、しかも廃棄やリサイクルに有利であれば十分に採用する意味がある。さらにクリーナユニットとしての交換サイクルは廃トナーの「かさ」と、ユニットの廃トナー貯留部の容量に大きく依存するため、例えばカラータンデム装置等で装置全体の小型化を考えた場合、クリーニング部自体の耐久性をいくらあげても廃トナーがいっぱいになってしまってはＮＧであるので、ユニットを樹脂化する効果は大いにあると言える。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の一例を示す概略側面図であり、（ｂ）は（ａ）の変更例を示す概略側面図である。
【図２】（ａ）は図１の（ａ）に対応する従来例を示す概略側面図であり、（ｂ）は装置本体に着脱自在とされたプロセスユニットを説明する概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】画像形成装置のタンデム構成を示す概略図である。
【図５】図４に示すタンデム構成において、クリーナユニットと現像器と組み合わせてスペースの効率化を図った画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態における現像器を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した現像器の側面図である。
【図７】クリーニング手段の他の例を示す側面図である。
【図８】クリーナユニットのみを交換する例を示す図である。
【図９】クリーナユニットと帯電器を一体構成にした交換可能とした例を示す図である。
【図１０】クリーナユニットの取り外し時のトナー汚れの評価を示す図である。
【図１１】耐久性評価結果を示す図である。
【図１２】転写方式、トナー粒径、トナー球形度の効果を示す図である。
【図１３】各プロセスの組み合わせによるメンテナンスサイクルを示す表である。
【符号の説明】
【００８７】
１１  感光体、１２  帯電器、１３  露光器、１４  現像部、１４ａ  現像ローラ、１８  被転写体、１９  転写ローラ、３０  クリーナ、３１  ブラシローラ、３２  廃トナー受け取りローラ、３３  クリーニングブレード、３４  廃トナーボックス、３５  クリーニング部、４０  クリーナ制御部、４１  ブラシローラ制御部、４２  廃トナー受け取りローラ制御部。
【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】
2008015505.tif 000011
【図１０】
2008015505.tif 000012
【図１１】
2008015505.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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