(57)【要約】【課題】感光体ドラム上のキャリアーを回収するための回収機構を備えた画像形成装置において、当該回収機構に付着したトナーを確実に除去し、トナーに起因する画像汚れを未然に防ぐことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム４１３の回転方向において現像装置４１２の下流側かつ一次転写ローラー４２２の上流側に配置され、感光体ドラムの表面のキャリアーを回収する回収機構４１６を有し、回収機構は、回収スリーブ１１０Ａと、回収極Ｎ１及び剥離極Ｓ２を有する回収マグネットロール１１０Ｂと、を備え、回収スリーブは、当該回収スリーブの周方向に沿って複数形成された傾斜溝１１１を有し、複数の傾斜溝の各々は、回収スリーブの軸方向に延設されるとともに、当該回収スリーブの軸方向中央が、回収スリーブの軸方向両端に対して、回収スリーブの表面の回転方向の下流側に位置するように傾斜して形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に転写するトナー像を担持する像担持体と、トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤により前記像担持体にトナー像を現像する現像部と、前記像担持体が担持するトナー像を転写する転写部と、前記像担持体の回転方向において前記現像部の下流側かつ前記転写部の上流側に配置され、前記像担持体の表面のキャリアーを回収する回収機構と、を有した画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記回収機構は、前記像担持体に対向し、当該像担持体の軸と平行な軸を中心に回転可能な非磁性回転体と、当該非磁性回転体の内部に固定配置され、周方向に沿って複数の磁極を有する磁石と、を備え、
前記磁石は、少なくとも、前記像担持体に近接する位置に配置され、当該像担持体の表面のキャリアーを前記非磁性回転体の表面に回収するための回収極と、当該回収極によって回収されたキャリアーを前記非磁性回転体の表面から剥離させるための剥離極と、を備え、
前記非磁性回転体は、当該非磁性回転体の周方向に沿って複数形成された溝部を有し、
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に延設されるとともに、前記非磁性回転体の軸方向中央が、前記非磁性回転体の軸方向両端に対して、前記非磁性回転体の表面の回転方向の下流側に位置するように傾斜して形成される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面において、当該非磁性回転体の外周上に位置する２点を通る弧の長さが、キャリアー粒径の１〜２倍の長さである
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面の形状が、Ｕ字形状となるように形成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の溝部の各々の、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面における当該非磁性回転体の外周上に位置する２点を通る弧の長さを合計した累積溝部長さが、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面における外周から前記累積溝部長さを減じた値と略同一である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記非磁性回転体の表面に回収された現像剤を、当該非磁性回転体の表面の一部に滞留させるための滞留手段を有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記滞留手段は、前記磁石に配置された複数の磁極の着磁パターンであって、いずれか一つの磁極によって前記非磁性回転体の回転に伴うキャリアーの搬送を妨げる方向に働く磁気吸引力を発生させる着磁パターンである
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置される磁性部材である
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記磁性部材は、その先端が、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置される磁性体の金属からなる金属薄板である
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置されるマグネット部材である
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に接触して回転するブラシ状部材である
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に接触する弾性部材である
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性を有するキャリアーとを含む二成分現像剤を用いて、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置が広く用いられている。
現像装置による現像時には、キャリアーは現像装置内に回収されて再びトナーに付着するが、一部のキャリアーは感光体ドラムの表面に転移する。キャリアーが感光体ドラムに付着すると、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間の転写部において印加される転写電圧により、リークが発生する場合がある。また、転写部を通過したキャリアーは、感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニングブレードとの間に挟まり、感光体ドラムの表面やクリーニングブレードのエッジを傷つける。
このような問題に対し、特許文献１には、感光体ドラムの表面に内部に磁石を有する回収ローラーを当接させ、電界と磁界の作用によって感光体ドラムに付着したキャリアーを回収ローラーに転移させて回収する画像形成装置が開示されている。
【０００３】
ここで、回収ローラーは、感光体ドラム上の弱帯電トナーや、背景部に付着した所謂かぶりトナーなども回収する。回収ローラーの表面にトナーが堆積して感光体ドラムと回収ローラーとの間の空隙が埋まると、トナーが感光体ドラムに再付着し、画像汚れの原因となるため、回収ローラーの表面上のトナーを除去する必要がある。
特許文献１においては、回収ローラーの表面のキャリアーを除去するためにスクレーパーを当接させる構成としており、キャリアーと同時にトナーを掻き取ることができる。しかしながら、小粒径のトナーはスクレーパーと回収ローラーとの間をすり抜けやすく、回収効率が低いのが問題である。さらに、スクレーパーにより回収ローラーの表面を傷つけてしまう。
【０００４】
そこで、従来、図１１に示す回収機構４１６が用いられている。回収機構４１６は、回収ローラー１１０の他、キャリアー回収室１２０及び排出スクリュー１３０を有し、感光体ドラム４１３から回収したキャリアーを、回収スリーブ１１０Ａの回転に伴って回収スリーブ１１０Ａの表面上を搬送し、剥離極Ｓ２においてキャリアーを滞留させる。剥離極Ｓ２において滞留するキャリアーは、回収ローラー１１０上のトナーを摺擦しながら取り込み、トナーとともに剥離してキャリアー回収室１２０及び排出スクリュー１３０によって回収される。当該構成とすることで、上記した問題を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３２３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１に示す回収機構４１６では、回収ローラー１１０から剥離できないわずかなキャリアーが存在しても、基本的には画質にほとんど影響を与えない。しかしながら、トナーを消費しない低カバレッジの画像を連続印字すると、次第に回収ローラー１１０上のトナーに起因した画像汚れが発生し始める。キャリアーは磁性体であるため、磁界作用によって回収ローラー１１０から剥離可能であるが、トナーは非磁性体であるため磁界作用を受けず、次第にトナー付着量が増えたことにより、剥離極Ｓ２の下流まで搬送されたトナーが、感光体ドラム４１３に再付着したと考えられる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、感光体ドラム上のキャリアーを回収するための回収機構を備えた画像形成装置において、当該回収機構に付着したトナーを確実に除去し、トナーに起因する画像汚れを未然に防ぐことが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、
用紙に転写するトナー像を担持する像担持体と、トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤により前記像担持体にトナー像を現像する現像部と、前記像担持体が担持するトナー像を転写する転写部と、前記像担持体の回転方向において前記現像部の下流側かつ前記転写部の上流側に配置され、前記像担持体の表面のキャリアーを回収する回収機構と、を有した画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記回収機構は、前記像担持体に対向し、当該像担持体の軸と平行な軸を中心に回転可能な非磁性回転体と、当該非磁性回転体の内部に固定配置され、周方向に沿って複数の磁極を有する磁石と、を備え、
前記磁石は、少なくとも、前記像担持体に近接する位置に配置され、当該像担持体の表面のキャリアーを前記非磁性回転体の表面に回収するための回収極と、当該回収極によって回収されたキャリアーを前記非磁性回転体の表面から剥離させるための剥離極と、を備え、
前記非磁性回転体は、当該非磁性回転体の周方向に沿って複数形成された溝部を有し、
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に延設されるとともに、前記非磁性回転体の軸方向中央が、前記非磁性回転体の軸方向両端に対して、前記非磁性回転体の表面の回転方向の下流側に位置するように傾斜して形成される
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面において、当該非磁性回転体の外周上に位置する２点を通る弧の長さが、キャリアー粒径の１〜２倍の長さである
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記複数の溝部の各々は、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面の形状が、Ｕ字形状となるように形成される
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記複数の溝部の各々の、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面における当該非磁性回転体の外周上に位置する２点を通る弧の長さを合計した累積溝部長さが、前記非磁性回転体の軸方向に垂直な断面における外周から前記累積溝部長さを減じた値と略同一である
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記非磁性回転体の表面に回収された現像剤を、当該非磁性回転体の表面の一部に滞留させるための滞留手段を有する
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、
前記滞留手段は、前記磁石に配置された複数の磁極の着磁パターンであって、いずれか一つの磁極によって前記非磁性回転体の回転に伴うキャリアーの搬送を妨げる方向に働く磁気吸引力を発生させる着磁パターンである
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置される磁性部材である
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、
前記磁性部材は、その先端が、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置される磁性体の金属からなる金属薄板である
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に、近接して配置されるマグネット部材である
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に接触して回転するブラシ状部材である
ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、
前記滞留手段は、前記非磁性回転体の表面であって、前記磁石に配置された複数の磁極のうちいずれか一つの磁極に当接する位置に接触する弾性部材である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、感光体ドラム上のキャリアーを回収するための回収機構を備えた画像形成装置において、当該回収機構に付着したトナーを確実に除去し、トナーに起因する画像汚れを未然に防ぐことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】画像形成装置の機能的構成を示したブロック図である。
【図３】現像装置の概略構成を示した図である。
【図４】本発明に係る回収機構の概略構成を示した図である。
【図５】傾斜溝の構成を示した図である。
【図６】傾斜溝の形成方法を説明する図である。
【図７】滞留手段としての回収マグネットロールの着磁パターンを説明する図である。
【図８】滞留手段の例を示した図である。
【図９】回収ローラーの構成を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例の効果を示す図である。
【図１１】従来の回収機構の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２２】
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の主要な機能的構成を示すブロック図である。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー画像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
【００２３】
画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に各色トナー画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００２４】
図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、記憶部７０、通信部８０及び制御部１００を備えている。
【００２５】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して図２に示す画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。
【００２６】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。
【００２７】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００２８】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２９】
画像処理部３０は、入力されたジョブの画像データ（入力画像データ）に対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００３０】
画像形成部４０は、画像処理済みの入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００３１】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００３２】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２（現像部）、感光体ドラム４１３（像担持体）、帯電装置４１４、ドラムクリーニング装置４１５、回収機構４１６等を備える。
【００３３】
感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００３４】
制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度（例えば、６６５ｍｍ／ｓ）で回転させる。
【００３５】
帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００３６】
現像装置４１２は、トナーとキャリアーとを含む現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー画像を形成する。
【００３７】
以下、図３を参照し、現像装置４１２の構成について詳細に説明する。
現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることによりトナー画像を形成するための装置であり、図３に示すように、第１現像ローラー４１２ａ、第２現像ローラー４１２ｂ、供給ローラー４１２ｃ、規制ブレード４１２ｄ、攪拌ローラー４１２ｅ及び搬送ローラー４１２ｆを備える。
【００３８】
第１現像ローラー４１２ａ及び第２現像ローラー４１２ｂは、回転可能な現像スリーブと、現像スリーブの内部に配置された現像マグネットロールとを備える。第１現像ローラー４１２ａ及び第２現像ローラー４１２ｂは、感光体ドラム４１３に近接して配置され、感光体ドラム４１３に近接する現像領域へ現像剤を搬送する。現像スリーブは、図中反時計回りで回転する。現像マグネットロール内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。
【００３９】
攪拌ローラー４１２ｅおよび搬送ローラー４１２ｆは、螺旋形状のスクリュー部材である。攪拌ローラー４１２ｅは、回転することによりトナーとキャリアーとを混合攪拌し摩擦帯電する。搬送ローラー１５０は、回転することにより、攪拌ローラー１４０から搬送され、摩擦帯電された現像剤を供給ローラー４１２ｃへ搬送する。
【００４０】
供給ローラー４１２ｃは、回転可能な供給スリーブと、供給スリーブの内部に配置された供給マグネットロールと、を備え、搬送ローラー４１２ｆに対向して配置されている。供給ローラー４１２ｃの供給マグネットロールが発生する磁界によって、供給スリーブの外周面上にキャリアーの磁気ブラシが発生して、磁気ブラシに担持されたトナーを含む現像剤の層が供給スリーブの外周面上に形成される。供給スリーブは、図中反時計回りに回転することによって、現像剤を磁界によって当該供給スリーブの外周面に担持しながら、第１現像ローラー４１２ａに供給する。
【００４１】
現像剤が第１現像ローラー４１２ａまで導かれると、第１現像ローラー４１２ａの現像マグネットロールが発生する磁界によって、現像スリーブの外周面上に磁気ブラシが発生して、現像剤の層が現像スリーブの外周面上に形成される。そして、現像スリーブは、図中反時計回りに回転することにより、現像剤を磁界によって現像スリーブの外周面に担持しながら、感光体ドラム４１３に最も接近する現像領域まで搬送する。このとき、規制ブレード４１２ｄによって現像剤の層の厚さを規制することにより、一定量の現像剤が現像領域に搬送される。現像領域において、トナーは、第１現像ローラー４１２ａの現像スリーブから感光体ドラム４１３の表面に形成された静電潜像へ静電的に移行する。一方で、第１現像ローラー４１２ａの現像スリーブ上の現像剤の一部は、磁界の作用により第２現像ローラー４１２ｂに受け渡される。第２現像ローラー４１２ｂでは、第１現像ローラー４１２ａと同様にして現像スリーブ上に現像剤の層が形成され、現像領域において現像剤が感光体ドラム４１３に移行する。
このようにして、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３にトナーを供給して静電潜像をトナーによって顕像化する。
【００４２】
なお、キャリアーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアーを使用することができ、バインダー型キャリアーやコート型キャリアーなどが使用できる。キャリアー粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好まし。トナーは特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。例えば、バインダー樹脂中に、着色剤や必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用することができる。トナー粒径は、特に限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００４３】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００４４】
回収機構４１６は、感光体ドラム４１３の回転方向において、現像装置４１２の下流側かつ一次転写ローラー４２２と感光体ドラム４１３との一次転写ニップの上流側に配置され、現像装置４１２から感光体ドラム４１３に付着したキャリアーが一次転写ニップに到達する前に、当該キャリアーを回収する。
回収機構４１６の構成についての詳細な説明は、後述する。
【００４５】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２（転写部）、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００４６】
中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００４７】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー画像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００４８】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００４９】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー画像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー画像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００５０】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー画像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー画像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００５１】
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。
【００５２】
定着部６０は、トナー画像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー画像を定着させる。
【００５３】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）があらかじめ設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。
【００５４】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー画像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００５５】
なお、用紙Ｓは、長尺紙やロール紙であってもよい。この場合、用紙Ｓは、画像形成装置１と接続された給紙装置（図示せず）に収容されており、給紙装置が保有する用紙Ｓは、当該給紙装置から用紙給紙口５４を介して画像形成装置１へと供給され、搬送経路部５３へと送り出される。
【００５６】
記憶部７０は、例えば、不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブ等により構成される。記憶部７０には、画像形成装置１に係る各種設定情報を始めとする各種データが記憶されている。
【００５７】
通信部８０は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）カード等の通信制御カードで構成され、ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。
【００５８】
［回収機構の構成］
次に、図４を参照し、回収機構４１６の構成について詳細に説明する。
回収機構４１６は、感光体ドラム４１３の表面に存在するキャリアーを回収するための機構であり、図４に示すように、回収ローラー１１０と、キャリアー回収室１２０と、排出スクリュー１３０と、等を備える。
【００５９】
回収ローラー１１０は、感光体ドラム４１３の軸と平行な軸を有し、感光体ドラム４１３に近接するように配置される。回収ローラー１１０は、非磁性体の部材からなり、回収ローラー１１０の軸を中心に回転可能な回収スリーブ１１０Ａと、回収スリーブ１１０Ａの内部に固定配置された回収マグネットロール１１０Ｂと、を備える。
なお、回収スリーブ１１０Ａは、本発明における非磁性回転体として機能し、回収マグネットロール１１０Ｂは、本発明における磁石として機能する。
【００６０】
回収スリーブ１１０Ａは、図示しない駆動モーターによって図中Ｂの方向に回転駆動され、図中Ｃの方向に回転する感光体ドラム４１３と対向する位置において、その表面の進行方向が逆方向となるようにカウンター回転する。また、回収スリーブ１１０Ａと感光体ドラム４１３の表面との間には空隙が設けてある。
【００６１】
回収マグネットロール１１０Ｂには、磁界を発生させる複数の磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が配置されている。なお、図中Ｍは、これらの磁極によって発生する回収ローラー１１０近傍の磁束分布を示す。
また、回収ローラー１１０は図示しない電源に接続され、直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加されている。
即ち、回収マグネットロール１１０Ｂに配置された磁極が発生させる磁力と電界に発生する静電気力によって、回収ローラー１１０の表面に回収されたキャリアーｃは、回収スリーブ１１０Ａの外周面に担持され、回収スリーブ１１０Ａの図中Ｂに示す方向の回転に伴って、回収ローラー１１０の表面上を搬送される。
【００６２】
回収ローラー１１０におけるキャリアー搬送動作ついて詳細に説明する。
回収マグネットロール１１０Ｂは、感光体ドラム４１３に近接する位置に磁極Ｎ１が有している。磁極Ｎ１は、回収マグネットロール１１０Ｂに配置された磁極の中で最も強い磁極であり、回収極として機能する。磁極Ｎ１により発生する磁力によって、感光体ドラム４１３の表面のキャリアーｃが回収スリーブ１１０Ａの表面に引き寄せられて回収される。
また、図４に示すように、回収極Ｎ１の位置を、回収ローラー１１０の中心と感光体ドラム４１３とを結んだ中心線Ｄを基準とする反時計回りの角度で表すと、そのピーク位置が例えばθ１＝５°となる位置、即ち感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０との最近接位置Ｐ１から回転方向下流側に少しずれた位置となるように配置される。これにより、感光体ドラム４１３に対してカウンター回転する回収スリーブ１１０Ａに、キャリアーが付着しやすくなる。
【００６３】
また、回収マグネットロール１１０Ｂには、磁極Ｎ１から回収スリーブ１１０Ａの回転方向下流側に向けて、Ｎ極とＳ極が交互となるように、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２の順に配置されている。これらの磁極は搬送極として機能し、キャリアーｃはこれらの磁極により発生する磁力を受けて、回収スリーブ１１０Ａの表面を転がりながら移動する。
なお、図４に示すように、搬送極Ｓ１及びＮ２の位置を、回収ローラー１１０の中心と回収極Ｎ１を結ぶ直線を基準とする反時計回りの角度で表すと、それぞれ、そのピーク位置が例えばθ２＝８０°、θ３＝１６０°となる位置に配置される。
【００６４】
また、回収スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｎ２の下流には、磁極Ｓ２が配置されており、磁極Ｓ２は剥離極として機能する。即ち、キャリアーｃが図中Ｐ２で示す、磁極Ｓ２に当接する回収スリーブ１１０Ａ上の領域（剥離極部Ｐ２）に到達すると、キャリアーｃはこれより下流側に移動することができないため、剥離極Ｓ２の磁気吸引力を受けて転がりながら剥離極部Ｐ２に滞留し、回収スリーブ１１０Ａの回転により新たに剥離極部Ｐ２に到達したキャリアーｃを巻き込みながら回収スリーブ１１０Ａの表面を摺擦する。
【００６５】
剥離極Ｓ２の位置を、回収ローラー１１０の中心と回収極Ｎ１を結ぶ直線を基準とする反時計回りの角度で表すと、そのピーク位置が、例えばθ４＝２００°の位置となるように配置される。なお、回収ローラー１１０が、鉛直方向において最も高くなる位置Ｐ３よりも、回収スリーブ１１０Ａの回転方向上流側に配置されると、キャリアー回収室１２０及び排出スクリュー１３０による、剥離極Ｓ２から剥離したキャリアーの回収効率が低下する。一方で、回収ローラー１１０が水平方向において最も突出する位置Ｐ４よりも、回収スリーブ１１０Ａの回転方向下流側に配置されると、キャリアーが剥離極Ｓ２から剥離しにくくなり、回収ローラー１１０の回転に伴い感光体ドラム４１３との最近接位置Ｐ１まで運ばれ、感光体ドラム４１３に再付着するおそれがある。したがって、剥離極Ｓ２は回収スリーブ１１０Ａの回転方向において、Ｐ３の下流側かつＰ４の上流側の範囲に配置させることが好ましい。
なお、剥離極Ｓ２の磁力は、回収極Ｎ１の磁力よりも弱いものとし、これにより、剥離極部Ｐ２に滞留するキャリアーが所定量を超えた場合に剥離しやすくなる。
【００６６】
回収スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｓ２の下流には、磁極Ｓ３が配置されている。磁極Ｓ３は封止極として機能する。封止極Ｓ３の位置を、回収ローラー１１０の中心と回収極Ｎ１を結ぶ直線を基準とする反時計回りの角度で表すと、そのピーク位置が、例えばθ５＝３２０°となるように配置される。
なお、回収スリーブ１１０Ａの回転方向において、剥離極Ｓ２の下流側かつ封止極Ｓ３の上流側には、脱磁領域Ｒが形成されている。剥離極Ｓ２と封止極Ｓ３は同極性であるため反発磁界を形成するが、その間に脱磁領域Ｒ１が配置されることで、回収スリーブ１１０Ａの回転方向において剥離極Ｓ２の下流側かつ封止極Ｓ３の上流側の領域には磁界が形成されず、磁力が働かないことになる。
【００６７】
キャリアー回収室１２０は、回収ローラー１１０の近傍であって、回収スリーブ１１０Ａの回転方向において剥離極Ｓ２の下流かつ封止極Ｓ３の上流に配置され、剥離極部Ｐ２から剥離して落下したキャリアーを回収する。
キャリアー回収室１２０の内部には、螺旋形状のスクリュー部材である排出スクリュー１３０が配置され、キャリアー回収室１２０に回収されたキャリアーｃは、排出スクリュー１３０によって図示しないキャリアー回収箱へと排出され、廃棄される。
【００６８】
以上、回収機構４１６によるキャリアーの回収動作について説明したが、この時、回収機構４１６によって、感光体ドラム４１３の表面の弱帯電トナーやかぶりトナーなども回収される。
トナーは静電気力により感光体ドラム４１３に付着しているが、弱帯電トナーやかぶりトナーなどは静電気力による感光体ドラム４１３への付着力が弱いため、図４に示すように、回収ローラー１１０と感光体ドラム４１３との最近接位置Ｐ１において、回収ローラー１１０に転移する。回収されたトナーｔは非磁性体であるため、回収マグネットロール１１０Ｂの磁極が発生させる磁力の影響を受けず、回収スリーブ１１０Ａの表面に固定されたまま移動するが、剥離極部Ｐ２に到達したとき、剥離極部Ｐ２に滞留したキャリアーｃによって摺擦され、キャリアーｃとともに堆積して剥離極部Ｐ２から剥離し、最終的にキャリアー回収室１２０に回収される。
【００６９】
なお、本実施形態における回収マグネットロール１１０Ｂに配置された磁極の数は一例であり、搬送極はＮ極とＳ極が交互に並んだ構成であれば、上記した数に限定されない。
【００７０】
［傾斜溝を利用したキャリアー及びトナーの回収方法］
次に、図５を参照し、回収スリーブ１１０Ａの表面に形成された傾斜溝を利用した、キャリアー及びトナーの回収方法について説明する。
【００７１】
まず、傾斜溝１１１の構成について説明する。なお、傾斜溝１１１は、本発明における溝部として機能する。
図５（Ａ）は、回収機構４１６の斜視図であり、図５（Ｂ）は、回収ローラー１１０を回収ローラー１１０の軸方向に直交する方向から見た側面図である。なお、図５（Ａ）においては、回収スリーブ１１０Ａ表面上の、搬送極Ｎ２及び剥離極Ｓ２に相当する位置をそれぞれ破線で示している。なお、磁極Ｎ１，Ｓ２及びＳ３は省略している。
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、回収スリーブ１１０Ａの表面には、回収ローラー１１０の軸方向に沿って延設された、各々平行な複数の傾斜溝１１１が形成されている。傾斜溝１１１は、回収ローラー１１０の軸方向中央が、軸方向両端に対して、回収スリーブ１１０Ａの回転方向Ｂの下流側に位置するように、軸方向中央から両端に向けて傾斜して形成されている。
【００７２】
図５（Ｃ）は、回収ローラー１１０の端部を、回収ローラー１１０の軸方向に直交する方向から見た断面図及び側面図である。なお、図５（Ｃ）においては、回収スリーブ１１０Ａ表面上の、剥離極Ｓ２に相当する位置を破線で示している。
また、回収ローラー１１０の軸方向全長をＬ１（例えば、Ｌ１＝３４９［ｍｍ］）、回収マグネットロール１１０Ｂの軸方向全長をＬ２（例えば、Ｌ２＝３３５［ｍｍ］）、用紙の幅方向最大長さ（画像形成領域）をＬ３（例えば、Ｌ３＝３３０［ｍｍ］）で表している。即ち、回収マグネットロール１１０Ｂは、軸方向全長Ｌ２が、回収ローラー１１０の軸方向全長Ｌ１よりも短くなるように形成され、かつ、用紙の幅方向最大長さ（画像形成領域）Ｌ３よりも長くなるように形成されている。
図５（Ｃ）に示すように、傾斜溝１１１は回収スリーブ１１０Ａの表面上の、回収マグネットロール１１０Ｂの全長にわたって形成されている。即ち、傾斜溝１１１は画像形成領域外まで形成される。また、回収スリーブ１１０Ａの表面上の、回収マグネットロール１１０Ｂが内部に配置されていない領域には、傾斜溝１１１が設けられていない端部領域１１２が形成される。
【００７３】
次に、傾斜溝１１１によるキャリアー及びトナーの搬送方法について説明する。
上記したように、回収ローラー１１０の表面に回収されたキャリアーは、回収スリーブ１１０Ａの回転に伴って剥離極部Ｐ２まで搬送され、トナーとともに回収スリーブ１１０Ａの表面から剥離される。
一方で、一部のキャリアーは、傾斜溝１１１に落下する。傾斜溝１１１は、上記した傾斜構造により、回収スリーブ１１０Ａの回転に伴って、軸方向の中央から両端に向けて順次剥離極Ｓ２に当接することとなる。したがって、傾斜溝１１１に落下したキャリアーは、剥離極Ｓ２の磁気吸引力を受けて、回収ローラー１１０の軸方向の中央から両端に向けて、傾斜溝１１１に沿って移動する。
【００７４】
ここで、図５（Ｃ）に示すように、傾斜溝１１１に沿って回収ローラー１１０の軸方向両端まで搬送されたキャリアーは、端部領域１１２において、図中Ｅに示す方向に落下する。上記したように、端部領域１１２には傾斜溝１１１が形成されておらず、また回収マグネットロール１１０Ｂが内部に配置されていないことから磁界作用を受けないため、傾斜溝１１１を出たキャリアーは重力に従って落下し、キャリアー回収室１２０及び排出スクリュー１３０によって回収される。
【００７５】
また、傾斜溝１１１に沿ってキャリアーを搬送するとき、トナーも同時に搬送される。
即ち、一部のトナーは、キャリアーと同様に傾斜溝１１１に落下する。トナーは非磁性体であるため、回収マグネットロール１１０Ｂの磁極が発生させる磁力の影響を受けないが、キャリアーが傾斜溝１１１に沿って移動するとき、移動するキャリアーによって傾斜溝１１１のトナーが摺擦され、キャリアーとともに傾斜溝１１１の両端まで搬送され、キャリアーとともに廃棄される。
【００７６】
［傾斜溝の断面構造］
次に、図６を参照し、傾斜溝１１１の断面構造について説明する。
【００７７】
図６（Ａ）は、回収ローラー１１０の軸方向に垂直な面における、回収スリーブ１１０Ａの断面の形状を表した図である。
図６（Ａ）に示すように、傾斜溝１１１は、その断面がＵ字形状となるように形成されている。Ｕ字形状とすることで、底部が鋭利なＶ字形状の溝よりも、キャリアーが詰まりにくくなる。なお、断面において、傾斜溝１１１の最上部の２点（回収スリーブ１１０Ａの外周上に位置する２点）を通る弧の長さ（ｃ２）と底面の幅が略同一となることが望ましい。
【００７８】
また、傾斜溝１１１の最上部の２点（回収スリーブ１１０Ａの外周上に位置する２点）を通る弧の長さ（ｃ２）は、キャリアーの粒径（例えば、３３±５［μｍ］）よりも大きい。なお、傾斜溝１１１の幅がキャリアーの粒径よりも狭いと、キャリアーの傾斜溝１１１に沿った移動が難しくなるが、広すぎてもスムーズな移動が阻害される。したがって、上記弧の長さ（ｃ２）はキャリアーの粒径の１〜２倍であることが望ましい。
【００７９】
また、傾斜溝１１１の深さ（ｂ）は、キャリアーの粒径の１〜２倍であることが望ましいが、傾斜溝１１１の高さ方向において、キャリアーが１つ入れば十分にトナーを摺擦することが可能であるため、キャリアー粒径の半分の深さであってもよい。傾斜溝１１１を浅くすることで、例えば、回収ローラー１１０の表面のキャリアー量が微量である場合であっても、傾斜溝１１１に入るキャリアー量を最小限にできるため、その他のキャリアーによって回収ローラー１１０の表面の傾斜溝１１１が形成されていない領域を十分に摺擦することができる。
【００８０】
また、傾斜溝１１１は回収スリーブ１１０Ａの周方向に沿って複数形成されているが、隣り合う傾斜溝１１１の間隔には、適正値が存在する。
図６（Ａ）において、ａ１及びａ２は、一の傾斜溝１１１の溝中心１１１ａと当該傾斜溝１１１と隣り合う傾斜溝１１１の溝中心１１１ａとの間の距離を表す。詳細には、ａ１は、傾斜溝１１１の溝中心１１１ａを、回収ローラーの軸の中心を円心とする円の円周上の点としたときの、隣り合う二つの傾斜溝１１１の溝中心１１１ａの間の中心角を表す。ａ２は、隣り合う二つの傾斜溝１１１の溝中心１１１ａを通る弧の長さを表す。
ｂは、傾斜溝１１１の深さを表し、詳細には、傾斜溝１１１の溝中心１１１ａから傾斜溝１１１の最上部までの距離を表す。
ｃ１及びｃ２は、傾斜溝１１１の断面における、最上部の幅を表す。詳細には、傾斜溝１１１の断面を、溝中心１１１ａを底部とするＶ字形状に近似させたとき、ｃ１は溝中心１１１ａにおける角度を表す。ｃ２は、傾斜溝１１１の最上部の２点（回収スリーブ１１０Ａの外周上に位置する２点）を通る弧の長さを表す。なお、以降の説明では、ｃ１で表す角度を溝部角度、ｃ２で表す長さを溝部長さと称することがある。
ｄは、回収スリーブ１１０Ａの表面の、隣り合う二つの傾斜溝１１１の間の領域の長さを表す。なお、以降の説明では、回収スリーブ１１０Ａ表面の溝部を除く領域を表面部、ｄで表す長さを表面部長さと称することがある。
【００８１】
上記したａ１〜ｄと、回収スリーブ１１０Ａに形成された傾斜溝１１１の数との関係について、図６（Ｂ）に示す具体例を用いて説明する。
図６（Ｂ）に示す参考例１及び参考例２におけるａ１〜ｄの値は、以下のようにして設定される。即ち、回収スリーブ１１０Ａの外径及び傾斜溝１１１の本数を、図６（Ｂ）に示す値に設定した場合、ａ１及びａ２は、それぞれ以下の式（１）及び（２）によって算出される。
ａ１＝３６０／傾斜溝本数            ・・・（１）
ａ２＝回収スリーブの周長／傾斜溝本数・・・（２）
また、ｂ及びｃ１を図６（Ｂ）に示す値に設定した場合、以下の式（３）が成立する。
ｔａｎ（ｃ１／２）≒（ｃ２／２）＊ｂ・・・（３）
即ち、ｃ２は、以下の式（４）によって算出される。
ｃ２≒ｔａｎ（ｃ１／２）＊２＊ｂ    ・・・（４）
また、ｄは、以下の式（５）によって算出される。
ｄ＝ａ２−ｃ２                      ・・・（５）
【００８２】
また、溝部長さｃ２を回収スリーブ１１０Ａの全周にわたって累積した累積溝部長さｃａｌｌ、及び、表面部長さｄを回収スリーブ１１０Ａの全周にわたって累積した累積表面部長さｄａｌｌは、それぞれ以下の式（６）及び（７）によって算出される。
ｃａｌｌ＝ｃ２＊傾斜溝本数              ・・・（６）
ｄａｌｌ＝ｄ＊表面部の数                ・・・（７）
なお、式（７）において、表面部の数は傾斜溝本数と同一である。
【００８３】
即ち、参考例１においては、ｃａｌｌ＝０．１７８＊４０＝７．１５０［ｍｍ］、ｄａｌｌ＝１．０８＊４０＝４３．１１５［ｍｍ］となり、その比はｃａｌｌ：ｄａｌｌ≒１：６と算出される。
また、参考例２においては、ｃａｌｌ＝０．１７８＊１００＝１７．８７［ｍｍ］、ｄａｌｌ＝０．６０６６＊１００＝６０．６６［ｍｍ］となり、その比はｃａｌｌ：ｄａｌｌ≒１：３．３９と算出される。
【００８４】
以上を踏まえ、図６（Ｃ）に示す各種の傾斜溝１１１が形成された回収スリーブ１１０Ａ（回収スリーブ１〜７）について、ｃａｌｌ：ｄａｌｌを算出した。なお、キャリアーの粒径を３５±５［μｍ］とし、ｃ２＝４０［μｍ］はキャリアー１個を、ｃ２＝８０［μｍ］はキャリアー２個を収容できる溝部長さを想定している。
【００８５】
ここで、回収スリーブ１１０Ａ上の傾斜溝１１１の数を増やすほど、表面部の面積が減少するため、表面部におけるトナーの付着量が減り、回収ローラー１１０のトナー汚れは軽減される。一方で、傾斜溝１１１を最大限増やすと、大部分のキャリアーが傾斜溝１１１に存在することとなるため、回収スリーブ１１０Ａの周方向にキャリアー搬送して剥離極部Ｐ２に滞留させるという、本来の機能が低下し、傾斜溝１１１に沿ってキャリアーを搬送する機能のみが向上する。
したがって、回収スリーブ１１０Ａの周方向へのキャリアー搬送機能及び剥離極部Ｐ２におけるトナーの擦過機能、並びに傾斜溝１１１に沿ったキャリアー及びトナーの搬送機能の全てを十分に発揮するためには、累積溝部長さと累積表面部長さとの比が、ｃａｌｌ：ｄａｌｌ＝１：１であることが望ましい。さらに、溝中心１１１ａ間の角度ａ１を、ｃ２が、キャリアーを２個収容できる８０［μｍ］となるように設計することがより望ましい。
【００８６】
図６（ｃ）に示すように、回収スリーブ６及び回収スリーブ７において、ｃａｌｌ：ｄａｌｌ＝１：１が成立した。さらに、回収スリーブ６において、溝部長さｃ２が、キャリアーを２個収容できる８０［μｍ］である。したがって、図６（Ｃ）に示した回収スリーブ１〜７のうち、回収スリーブ６が、回収ローラー１１０の上記したすべての機能を発揮させるための最適条件となる。
【００８７】
［滞留手段］
以下、回収スリーブ１１０Ａに対する滞留手段について説明する。
傾斜溝１１１に沿ってキャリアーを移動させるためには、傾斜溝１１１に十分な量のキャリアーが滞留している必要がある。そこで、以下に示す滞留手段によって、回収スリーブ１１０Ａの表面の一部において、現像装置４１２から供給される現像剤の、回収スリーブ１１０Ａの周方向に沿った搬送力を低下させ、回収スリーブ１１０Ａの表面に滞留させる。これにより、傾斜溝１１１に落下して滞留するキャリアー量を増加させることができる。
【００８８】
滞留手段として、回収マグネットロール１１０Ｂの着磁パターンが挙げられる。
図７は、回収マグネットロール１１０Ｂの着磁パターンによるキャリアー滞留補助方法を説明する図である。図７中の破線は、滞留手段を設けていない回収ローラー１１０（以降、通常の回収ローラー１１０と称する）を表し、実線は、滞留手段としての着磁パターンを有する回収ローラー１１０を表す。
なお、通常の回収ローラー１１０においては、図４に示すように、回収極Ｎ１は中心線Ｄを基準としてθ１＝５［°］、搬送極Ｓ１、搬送極Ｎ２、剥離極Ｓ２及び封止極Ｓ３は、回収ローラー１１０の中心と回収極Ｎ１を結ぶ直線を基準としてそれぞれθ２＝８０［°］、θ３＝１６０［°］、θ４＝２００［°］、θ５＝３２０［°］で表される位置に配置されるが、図７においては、中心線Ｄを基準とした反時計回りの角度を正の値で、時計回りの角度を負の値で示している。
【００８９】
図７（Ａ）は、回収マグネットロール１１０Ｂの各磁極により発生する磁界の磁束密度を表すグラフであり、縦軸に磁束密度を示している。なお、Ｓ極に発生する磁界の磁束密度を負の値で示している。
図７（Ａ）に示すように、滞留手段を設けた回収ローラー１１０においては、図中Ｘで示す磁束密度の変曲点を設け、搬送極Ｓ１の位置を通常の回収ローラー１１０から反時計回りにずれた位置に配置させた。これにより回収極Ｎ１の極幅（回収マグネットロール１１０Ｂの周方向において、磁界を発生させる領域）を通常の回収ローラーよりも広くしている。
【００９０】
図７（Ｂ）は、回収マグネットロール１１０Ｂの各磁極により発生する磁気吸引力のうち、回収スリーブ１１０Ａの接線方向、即ちキャリアーの搬送方向またはその逆方向に働く磁気吸引力ｆθを表すグラフであり、縦軸に磁気吸引力ｆθを示している。磁気吸引力ｆθは、図７（Ａ）に示す磁束密度に基づいて演算される値である。なお、キャリアーの搬送方向、即ち回収スリーブ１１０Ａの回転方向Ｂと同一の方向に働く磁気吸引力ｆθを負の値、キャリアーの搬送を阻害する方向、即ち回収スリーブ１１０Ａの回転方向Ｂと逆方向に働く磁気吸引力ｆθを正の値で示している。
図７（Ｂ）に示すように、変曲点Ｘを設けることにより、変曲点Ｘが設けられた位置における、キャリアーの搬送を阻害する方向に働く磁気吸引力ｆθの値を大きくすることができる。即ち、変曲点Ｘが設けられた位置において、通常の回収ローラー１１０と比較して、キャリアーの滞留量を増やすことができる。
【００９１】
図７（Ｃ）は、回収マグネットロール１１０Ｂの各磁極により発生する磁気吸引力のうち、回収スリーブ１１０Ａの法線方向、即ち回収ローラー１１０の中心方向に働く磁気吸引力ｆｒを表すグラフである。磁気吸引力ｆｒは、図７（Ａ）に示す磁束密度に基づいて演算される値である。
図７（Ｃ）に示すように、変曲点Ｘを設けることでキャリアーの搬送方向に働く磁気吸引力ｆθが大きくなるため、回収極Ｎ１における回収ローラー１１０の中心方向に働く磁気吸引力ｆｒが小さくなる。
【００９２】
即ち、図７に示すような、キャリアーを滞留させることが可能な着磁パターンに設定することで、回収スリーブ１１０Ａ上にキャリアーを滞留させることができる。これにより、傾斜溝１１１におけるキャリアー滞留量を増加させ、傾斜溝１１１を利用したキャリアー除去の効率を向上させることができる。
なお、変曲点Ｘを設ける位置は回収極Ｎ１に限定されず、他の磁極に設けてもよい。ただし、剥離極Ｓ２に変曲点Ｘを設けると堆積したキャリアーが剥離極Ｓ２から剥離し難くなるため、剥離極Ｓ２に変曲点を設けるのは好ましくない。
【００９３】
また、キャリアー滞留手段として、磁性部材が挙げられる。なお、ここでの磁性部材１４０Ａは強磁性体からなる部材を指す。
図８（Ａ）に、磁性部材の一例を示す。磁性部材１４０Ａの例として強磁性体の金属からなる平板状の金属薄板を用いることができる。磁性部材１４０Ａを回収ローラー１１０の表面との間隙を設けて搬送極Ｓ１の位置に配置させることにより、磁界作用によって回収スリーブ１１０Ａ上の磁性部材１４０Ａの近接位置にキャリアーを滞留させることができる。なお、磁性部材１４０Ａの寸法や回収ローラー１１０との間隙の大きさには制限はない。また、磁性部材１４０Ａとして平板上の金属薄板のほか、強磁性体の金属からなる穂切規制板や金属ローラーなどを用いることができる。なお、非磁性体で構成された部材は磁界作用を受けないため、滞留手段として適さない
磁性部材１４０Ａを近接させる位置は搬送極Ｓ１に限定されず、他の磁極に近接させてもよい。ただし、剥離極Ｓ２に磁性部材１４０Ａを近接させると、堆積したキャリアーが剥離極Ｓ２から剥離し難くなるため、好ましくない。
【００９４】
また、磁性部材１４０Ａとして、金属薄板の代わりに、マグネット部材を近接させてもよい。同様に磁界作用によって、キャリアーを滞留させることができる。
マグネット部材は、金属薄板の場合と同様に、間隙を設けて回収ローラー１１０に近接させるものであれは、寸法を含め構成は特に限定されず、剥離極Ｓ２以外のいずれの磁極に近接させてもよい。
【００９５】
また、滞留手段として、ブラシ状部材が挙げられる。
図８（Ｂ）に、ブラシ状部材の一例を示す。ブラシ状部材１４０Ｂとして、回収ローラー１１０に接触して従動回転可能なブラシを用いることができる。ブラシ状部材１４０Ｂは、回収ローラー１１０の表面にブラシ毛が食い込むように当接させることができれば、寸法を含め、その構成は特に限定されない。ブラシ毛の先端によってキャリアーが回収スリーブ１１０Ａの表面に押し付けられるため、ブラシ毛の当接位置にキャリアーを滞留させることができる。
なお、図８（Ｂ）においては、ブラシ状部材１４０Ｂを搬送極Ｓ１の位置に当接させているが、上記と同様の理由で、剥離極Ｓ２以外であれば他の磁極の位置に当接させてもよい。
【００９６】
また、滞留手段として、弾性部材が挙げられる。
図８（Ａ）に、シート部材の一例を示す。シート部材１４０Ｃとして、ＰＥＴなどの基材１４１の上に、ウレタンシートなどの弾性部材１４２を配置させた板状の部材を用いることができる。
シート部材１４０Ｃを、弾性部材１４２の先端が回収ローラー１１０に当接するように配置させると、弾性部材１４２の先端が撓み、弾性部材１４２の先端によってキャリアーが回収スリーブ１１０Ａの表面に押し付けられるため、弾性部材１４２先端の当接位置にキャリアーを滞留させることができる。シート部材１４０Ｃは、弾性部材１４２の先端が回収ローラー１１０の表面に食い込むように配置させることができれば、寸法を含め、その構成は特に限定されない。
なお、図８（Ｃ）においては、シート部材１４０Ｃを搬送極Ｓ１の位置に当接させているが、上記と同様の理由で、剥離極Ｓ２以外であれば他の磁極の位置に当接させてもよい。
【００９７】
即ち、図８に示すような、キャリアーを滞留させることが可能な部材を用いることで、回収スリーブ１１０Ａ上にキャリアーを滞留させることができる。これにより、傾斜溝１１１におけるキャリアー滞留量を増加させ、傾斜溝１１１を利用したキャリアー除去の効率を向上させることができる。
【００９８】
［効果］
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、回収機構４１６を備え、回収ローラー１１０の回収スリーブ１１０Ａの表面には周方向に複数の傾斜溝１１１が形成されている。また、当該傾斜溝１１１の各々は、回収ローラー軸方向に延設されるとともに、軸方向中央が軸方向両端に対して回収スリーブ１１０Ａの回転方向下流側に位置するように傾斜して形成されている。したがって、剥離極部Ｐ２において回収しきれないトナーを、傾斜溝１１１においてキャリアーによって摺擦して回収することができる。また、上記した傾斜形状により、確実に画像形成領域外に搬送することができる。これによって、回収ローラー１１０に付着したトナーに起因する画像汚れを未然に防ぐことが可能となる。
【００９９】
また、傾斜溝１１１は、断面においてＵ字形状となるように形成され、かつ、最上部の２点を結ぶ長さがキャリアー粒径の１〜２倍となるように形成されている。したがって、キャリアーが傾斜溝１１１に詰まることなく、スムーズに端部に向けて搬送されることが可能となる。なお、上記した構成のいずれか一方でも、キャリアーのスムーズな搬送は実現される。
【０１００】
また、傾斜溝１１１は、累積溝部長さが累積表面部長さと略同一となるように形成されている。したがって、剥離極部Ｐ２におけるキャリアー搬送と、傾斜溝１１１によるキャリアー搬送を、好適なバランスで実施することが可能である。
【０１０１】
また、滞留手段を設けることによって、現像剤を回収スリーブ１１０Ａの表面に滞留させることができる。これにより、キャリアーを傾斜溝１１１に十分に滞留させ、傾斜溝１１１によるキャリアー搬送効率を向上させることができる。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１０３】
下記に示す方法にしたがって、本発明に係る傾斜溝１１１を施した回収ローラーによるキャリアー除去効果を検証した。
【０１０４】
（比較例１）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、溝構造を形成しない構成とした。
（比較例２）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、回収ローラー１１０の軸方向において傾斜しない溝構造（ストレート溝）を施した。ストレート溝は、溝本数４０本、隣接するストレート溝との間隔ａ１＝９［°］、溝深さｂ＝７５±２５［μｍ］、溝部角度ｃ２＝１００［°］、断面Ｕ形状とした。
【０１０５】
（実施例１）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、回収ローラー１１０の軸方向中央が下流側、両端が上流側となり、回収ローラー１１０の軸方向に対して１１［°］傾斜した傾斜溝１１１を施した。傾斜溝１１１は、溝本数４０本、隣接するストレート溝との間隔ａ１＝９［°］、溝深さｂ＝７５±２５［μｍ］、溝部角度ｃ２＝１００［°］、断面Ｕ形状とした。
【０１０６】
（実施例２）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、実施例１と同様の傾斜溝１１１を施した。
さらに、滞留手段として、回収マグネットロール１１０Ｂの着磁パターンを図７に示す条件に設定した。
なお、回収ローラー１１０は、図９に示す仕様であり、図７の実線で示す着磁パターンを有する。また、図７と同様に、図９（Ｃ）及び（Ｄ）においては、中心線Ｄを基準とした反時計回りの角度を正の値で、時計回りの角度を負の値で示している。
図９（Ａ）に示す「スリーブ長」は回収スリーブ１１０Ａの軸方向長さであって図５（Ｃ）におけるＬ１を、「着磁幅」は回収マグネットロール１１０Ｂに着磁処理が施された軸方向の長さであって図５（Ｃ）におけるＬ２を、「振れ」は回収ローラー１１０の回転に伴う外径の変動量を、それぞれ示す。
図９（Ｂ）に示す「角度」とは、回収マグネットロール１１０Ｂの外周上の任意の点を、図４に示すような回収ローラー１１０の中心と回収極Ｎ１を結ぶ直線を基準とする反時計回りの角度で表した値であり、図９（Ｂ）においては各磁極のピーク位置を示している。「Ｂｒ」とは、磁束密度を表し、図９（Ｂ）においては各磁極のピーク位置の磁束密度を示している。
また、「極幅」とは図４の回収マグネットロール１１０Ｂの円周上の２点を結ぶ弧に対する中心角の値を示す。回収極Ｎ１の極幅について、「８０％値＝３１±１［°］」とあるのは、図９（Ｃ）に示すように、回収極Ｎ１のピーク位置における磁束密度（１７７．６［ｍＴ］）の８０％値（１４２．０８［ｍＴ］）以上の磁束密度を有する領域が、角度がおよそ−１０［°］〜２１［°］の領域であり、この間の極幅がおよそ３１［°］であることを示している。また、剥離極間Ｓ２〜Ｓ３について、「３〜−１０［ｍＴ］：５５［°］以上」とあるのは、図９（Ｄ）に示すように、剥離極Ｓ２と封止極Ｓ３との間の領域において、磁束密度が３〜−１０［ｍＴ］となる極幅が５５［°］以上であることを示している。
【０１０７】
（実施例３）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、実施例１と同様の傾斜溝１１１を施した。
さらに、滞留手段として、強磁性体の金属薄板からなる磁性部材１４０Ａを当接させた。磁性部材１４０Ａは、厚さを１．０［ｍｍ］とし、回収スリーブ１１０Ａとの間隙を０．３［ｍｍ］として搬送極Ｓ１に近接するように配置させた。
【０１０８】
（実施例４）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、実施例１と同様の傾斜溝１１１を施した。
さらに、滞留手段として、ブラシ状部材１４０Ｂを当接させた。ブラシ状部材１４０Ｂは、シャフトφ６［ｍｍ］をとし、回収ローラー１１０への食い込み量が０．５［ｍｍ］となり、回収スリーブ１１０Ａに従動回転するように配置させた。
【０１０９】
（実施例５）
回収スリーブ１１０Ａの表面に、実施例１と同様の傾斜溝１１１を施した。
さらに、滞留手段として、シート部材１４０Ｃを当接させた。シート部材１４０Ｃは、ＰＥＴからなる基材１４１の上に、厚さ０．１［ｍｍ］、自由長５［ｍｍ］のウレタンシートからなる弾性部材１４２を配置させ、回収スリーブ１１０Ａに対する弾性部材１４２の先端の食い込み量が２［ｍｍ］となるように配置させた。
【０１１０】
＜共通条件＞
感光体ドラム４１３の表面の線速が６５０［ｍｍ／ｓｅｃ］となるように感光体ドラム４１３を回転させた。
【０１１１】
現像装置４１２において、２成分現像剤（トナー粒径：６．５［μｍ］、キャリアー粒径：３３［μｍ］）を用い、第１現像ローラー４１２ａ及び第２現像ローラー４１２ｂを、それぞれ外径が２５［ｍｍ］の現像スリーブの内部に現像マグネットロールが配置された構成とし、第１現像ローラー４１２ａは感光体に対して線速比が１．０、第２現像ローラー４１２ｂは感光体に対して線速比が１．２となるように、ウィズ方向に回転させた。また、規制ブレード４１２ｄの厚さを１．０［ｍｍ］とし、第１現像ローラー４１２ａとの間隙が０．６６±０．０３［ｍｍ］となるように配置させ、第１現像ローラー４１２ａへのキャリアーの搬送量を２２０［ｇ／ｍ２］とした。また、現像スリーブａに印加される現像バイアスを、直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアスとした。
【０１１２】
回収ローラー１１０を、外径が２５［ｍｍ］の回収スリーブ１１０Ａの内部に回収マグネットロール１１０Ｂが配置された構成とした。また、感光体ドラム４１３との最近接位置Ｐ１における感光体ドラム４１３との間隙が０．３０±０．０５［ｍｍ］となるように配置させ、回収スリーブ１１０Ａの表面の線速を１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］とし、感光体ドラム４１３に対してカウンター回転させた。また、回収ローラー１１０に印加される電圧を、感光体ドラム４１３の表面電位に対して−４００［Ｖ］、交流電圧のＶｐｐが１．０［ｋＶ］、デューティ比が５０［％］、周波数を２．５［ｋＨｚ］となるように設定した。
【０１１３】
上記した条件下で、印字率５［％］の横帯チャートを１００，０００枚連続印字し、２０，０００枚毎に回収スリーブ１１０Ａ上のトナー付着量を検出した。トナー付着量の検出は、透明な粘着テープでトナーを剥離させ、濃度計によってトナーの濃淡判断により回収ローラー１１０の汚れの評価を行った。また、２０，０００枚毎に画像ノイズを目視にて確認した。
図１０に、回収ローラー１１０の汚れ及び画像ノイズの評価結果を示す。なお、回収ローラー１１０の汚れ評価は、反射濃度ｘに基づき、×（０．６≦ｘ）、△（０．３≦ｘ＜０．６）、〇（０≦ｘ＜０．３）とした。また、画像ノイズの汚れ評価は、発生したものを×、未発生を〇とした。
【０１１４】
図１０に示すように、比較例１においては、２０ｋｐ印字時点において、回収ローラー１１０の汚れが悪化し、画像ノイズも発生した。さらに連続印字するにつれて、汚れや画像ノイズが悪化した。
比較例２においても、比較例１と同様に回収ローラー１１０の汚れ及び画像ノイズが発生した。
実施例１においては、２０ｋｐ印字時点において回収ローラー１１０に汚れが発生したが、画像ノイズの発生しない程度に抑えられた。
実施例２においては、１００ｋｐ印字時点において、回収ローラー１１０に汚れが発生せず、画像ノイズも発生しなかった。
【０１１５】
以上のように、各実施例において、回収ローラー１１０に汚れ及び画像ノイズを抑制することができ、さらに滞留手段によってキャリアー除去効率を向上可能であることが示された。
【０１１６】
［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、上記の実施形態は本発明の好適な例であり、これに限定されない。
【０１１７】
上記実施形態においては、剥離極部Ｐ２で摺擦されたキャリアーが、自重により落下して回収されるものとしたが、これに限定されない。例えば、剥離極部Ｐ２の近傍に別個の磁石を設けて磁力によって回収するものとしてもよいし、回収ローラー１１０の近傍にファンを設けて風を吹き付けることにより、剥離極部Ｐ２からキャリアーを吹き飛ばす構成としてもよい。
【０１１８】
また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体として、不揮発性メモリー、ハードディスク等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。
【０１１９】
その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の主旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  画像形成装置
１００  制御部
４０  画像形成部
４１２  現像装置（現像部）
４１３  感光体ドラム（像担持体）
４１６  回収機構
１１０  回収ローラー
１１０Ａ  回収スリーブ（非磁性回転体）
１１０Ｂ  回収マグネットロール（磁石）
１１１  傾斜溝（溝部）
１２０  キャリアー回収室
１３０  排出スクリュー
１４０Ａ  磁性部材（金属薄板、マグネット部材；滞留手段）
１４０Ｂ  ブラシ状部材（滞留手段）
１４０Ｃ  シート部材（滞留手段）
１４１  基材
１４２  弾性部材
４２２  一次転写ローラー（転写部）
７０  記憶部
Ｎ１  回収極
Ｓ２  剥離極
Ｐ２  剥離極部
【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】
2020101596.tif 000009
【図８】
2020101596.tif 000010
【図９】
2020101596.tif 000011
【図１０】
2020101596.tif 000012
【図１１】
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