(57)【要約】【課題】  音や振動を生じることなく、回収トナーの滞留やつまりを防止するとともに、回収トナーの帯電不良を改善する。【解決手段】  感光体ドラム１１は、非画像形成時に、非画像形成領域において、キャリア付着電位を超える電位の静電気を帯電し、マグネットロール１６からトナー回収容器２１側にキャリアを搬送する。トナー回収容器２１側に搬送されたキャリアは、キャリア捕集ロール７１により捕集され、そこに堆積する。所定時間の経過後、キャリア捕集ロール７１は回動し、捕集したキャリアをキャリア回収ロール７２１に搬送する。キャリア回収ロール７２１が有する磁力によりキャリア回収ロール７２１に移動したキャリアはスクレーパ７２２によりキャリア回収ロール７２１から剥離され、トナー回収容器２１に落下する。トナー回収容器２１に落下したキャリアは、回収トナーと撹拌されながら、回収トナーの搬送経路を搬送される。【選択図】      図１
2007086425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に帯電された静電気により、現像剤に含まれるトナーおよびキャリアを付着して搬送する現像剤搬送手段と、
前記現像剤搬送手段の表面に付着したトナーを転写媒体に転写する転写手段と、
前記現像剤搬送手段の表面に付着したトナーのうち前記転写手段により前記転写媒体に転写されなかったトナーを回収する回収手段と、
前記回収手段により回収されたトナーを搬送する回収トナー搬送手段と、
前記現像剤搬送手段の表面に付着したキャリアを捕集し、捕集したキャリアを前記回収トナー搬送手段に排出する捕集排出手段と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記捕集排出手段は、時間および捕集したキャリアの量の少なくともいずれかに関する所定の条件が満たされたタイミングで前記排出を行う
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記捕集排出手段は、前記現像剤搬送手段の搬送における前記転写手段の下流側かつ前記回収手段の上流側の位置で前記現像剤搬送手段に一部が接するように配置され前記現像剤搬送手段の表面に付着したキャリアを捕集する捕集手段と、前記捕集手段に一部が接するかもしくは所定距離で近接する位置に配置され前記捕集手段により捕集されたキャリアを前記回収トナー搬送手段に排出する排出手段とを備える
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記捕集手段は、前記現像剤搬送手段に接する部分が不織布もしくはブラシで構成され、回動または移動して、前記不繊布もしくはブラシにより捕集したキャリアを前記排出手段に搬送する
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記キャリアは磁性体であり、
前記排出手段は、前記捕集手段により捕集されたキャリアを表面に付着して回動するマグネットロールと、前記マグネットロールの表面に付着したキャリアを剥離するスクレーパとを備える
請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記捕集排出手段は、非画像形成時に前記捕集を行う
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤搬送手段は、非画像形成時にキャリアを付着して搬送する
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤搬送手段は、表面の非画像形成領域にキャリアを付着して搬送する
請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤搬送手段に現像剤を供給する供給手段を備え、
前記回収トナー搬送手段は、前記回収手段により回収されたトナーおよび前記捕集排出手段により排出されたキャリアの少なくとも一部を、前記供給手段に搬送する
請求項１乃至８のいずれか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、電子写真方式による画像形成装置において、回収トナーの滞留やつまりを防止するとともに、回収トナーの帯電不良を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来技術による画像形成装置９の主要な構成を示した図である。画像形成装置９は以下の構成部を備えている。
表面に静電気を帯電し光の照射により帯電した静電気を放電する感光体ドラム１１。
感光体ドラム１１の表面に静電気を帯電させる帯電ロール１２。
ＬＥＤ等を備え、感光体ドラム１１に対し画像を示す光の照射を行うイメージバー１３。
例えば、上方に配置された新規トナー容器（図示略）から自由落下してくる新規トナーを、回収トナー搬送オーガ２２から供給される回収トナーと混合した後、撹拌しつつ供給オーガ１５に搬送する撹拌オーガ１４。
撹拌オーガ１４により供給されるトナーをマグネットロール１６に供給する供給オーガ１５。
磁極を備え、供給オーガ１５を収容する現像器内においてトナーに混合されている磁性粉であるキャリアを表面に付着することにより、キャリア表面に静電気により付着したトナーを担持した後、回動により担持したトナーを感光体ドラム１１の表面付近まで搬送するマグネットロール１６。
感光体ドラム１１の表面に付着したトナーを中間転写体である転写ベルト１８に転写する転写ロール１７。
転写ロール１７により感光体ドラム１１の表面から転写されたトナーを印加された電圧により担持して、紙等の記録媒体へトナーを再転写するための再転写ロール（図示略）の位置まで搬送する転写ベルト１８。
感光体ドラム１１の表面に付着したトナーのうち、転写ベルト１８に転写されずに感光体ドラム１１の表面に付着しているトナーを剥離するクリーニングブレード１９。
クリーニングブレード１９により剥離されたトナーを回収しつつ回収トナー搬送オーガ２２まで搬送する回収オーガ２０。
回収オーガ２０を収納するトナー回収容器２１。
回収オーガ２０により回収されたトナー（以下、「回収トナー」という）を撹拌オーガ１４まで搬送する回収トナー搬送オーガ２２。
【０００３】
図１２を参照しつつ、画像形成装置９の動作を説明する。画像形成装置９は画像形成の指示を受け取ると、感光体ドラム１１の回転を開始するとともに、帯電ロール１２による静電気の生成および帯電ロール１２の回転を開始する。その結果、感光体ドラム１１の表面には一様に静電気が帯電する。
【０００４】
画像形成装置９は、イメージバー１３を用いて、形成されるべき画像の明部に対応する感光体ドラム１１上の位置に光を照射する。その結果、感光体ドラム１１上に帯電していた静電気のうち、画像の明部に対応する位置に帯電していた静電気は放電され、その位置の電位が低下する。その結果、静電気の帯電により画像を示す潜像が感光体ドラム１１上に形成される。
【０００５】
また、画像形成装置９は画像形成の指示を受け取ると、感光体ドラム１１上に形成された潜像の先端にトナー供給が間に合うタイミングで、撹拌オーガ１４、供給オーガ１５およびマグネットロール１６の回転を開始する。その結果、撹拌オーガ１４で撹拌されたトナーが供給オーガ１５によりマグネットロール１６に供給され、マグネットロール１６の表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１の表面付近まで搬送される。
【０００６】
感光体ドラム１１の表面付近に搬送されたトナーは、感光体ドラム１１の表面に形成されている潜像の静電気によりマグネットロール１６の表面から感光体ドラム１１の表面に移動する。その結果、感光体ドラム１１の表面に潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００７】
また、画像形成装置９は画像形成の指示を受け取ると、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の先端の到着に間に合うタイミングで、転写ロール１７に所定の電圧値の電圧を印加するとともに、転写ロール１７の回転を開始する。また、画像形成装置９は感光体ドラム１１の表面の移動速度と一致する速度で転写ベルト１８の循環を開始する。その結果、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像は転写ロール１７の表面に転写され、再転写ロールの位置まで搬送される。
【０００８】
転写ベルト１８により再転写ロールの位置まで搬送されたトナー像は再転写ロールにより記録媒体上に再転写される。トナー像の再転写を受けた記録媒体は定着器（図示略）に搬送される。定着器は記録媒体上のトナー像を記録媒体へ押圧しつつ加熱することにより、トナー像を記録媒体上に定着させる。その結果、記録媒体上に目的とする画像の形成が行われる。
【０００９】
感光体ドラム１１の表面に付着したトナーの中には、転写ベルト１８に転写されずに転写ロール１７付近を通過してしまうものがある。そのような未転写トナーは、クリーニングブレード１９により感光体ドラム１１から剥離され、トナー回収容器２１に自由落下する。画像形成装置９は回収オーガ２０の回転を行い、未転写トナーを回収しつつ回収トナー搬送オーガ２２に搬送する。また、画像形成装置９は回収トナー搬送オーガ２２の回転を行い、回収オーガ２０により回収された回収トナーを撹拌オーガ１４まで搬送する。その結果、回収トナーは新規トナーと混合されて再利用される。
【００１０】
ところで、回収トナーの平均粒径は新規トナーの平均粒径よりも小さかったり、トナー表面に付着させた外添剤が脱離または埋没しているため流動性が悪い。そのため、回収トナーの回収および搬送の経路において、トナーの滞留や詰まりが生じやすい。また、新規トナーの帯電性と比較して、回収トナーの帯電性は全体とし低下している。
【００１１】
回収トナーが滞留すると、ある程度滞留した回収トナーがまとめて撹拌オーガ１４に供給されるため、現像剤の特性にムラを生じ画質低下をもたらす。また、回収トナーが詰まると、トナー回収容器２１に回収トナーが溜まり感光体ドラム１１の回転を妨げ、画質低下をもたらす。さらにトナー回収容器２１に滞留した回収トナーが転写ロール１７の位置まで達すると、それ以上の運転が不可能となる。さらに、回収トナーの帯電不良は、かぶりや噴出し等の原因となり、画質低下をもたらす。
【００１２】
上述した画像形成装置９の問題点を解決するために、特許文献１には、トナー回収容器に新規トナーを補給し撹拌することにより、回収トナーの流動性および帯電性を向上させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３３８８３６号公報
【００１３】
また、特許文献２には、トナー回収容器を叩くことにより、回収容器の壁面に回収トナーが滞留することを防止する技術が提案されている。
【特許文献２】特開２０００−１９９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の特許文献１に提案されている技術による場合、新規トナーと回収トナーが撹拌されることにより一定の効果がもたらされるが、粒径差の小さい新規トナーと回収トナーを十分に撹拌することは容易ではない。また、いったん回収トナーが撹拌部材や回収経路の壁面等に付着すると、粒径差が小さく重量が小さい新規トナーにより付着した回収トナーを剥離することは困難である。その結果、回収トナーの滞留やつまりを十分に防止することができない、という問題がある。そのような問題は、特に付着トナーが成長しやすい高温多湿の環境下において生じやすく、また回収トナーの搬送路における自由落下部分において生じやすい。
【００１５】
また、上記の特許文献２に提案されている技術による場合、トナー回収容器が叩かれる際に生じる音がユーザにとって耳障りとなる。そのような叩き音が画像形成装置の外に漏れることを抑制するために防音材等を画像形成装置内に設けることが考えられるが、コスト高となるだけでなく、機内の高温化をもたらし、かえってトナーの流動性を低下させる可能性もある。また、叩き音の発生自体を抑制するために、例えば叩き部材やトナー回収容器の材料の硬度を低くすることが考えられるが、その場合、トナーの付着防止の効果は低下する。
【００１６】
さらに、上記の特許文献２に提案されている技術による場合、トナー回収容器が叩かれる際に生じる振動が感光体ドラム１１、帯電ロール１２、イメージバー１３、マグネットロール１６、転写ロール１７、転写ベルト１８等に伝播し、画質低下をもたらすおそれもある。
【００１７】
上述の事情に鑑み、本発明は、電子写真方式による画像形成装置において、音や振動を生じることなく、回収トナーの滞留やつまりを効果的に防止するとともに、回収トナーの帯電不良を改善するための手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の課題を解決するため、本発明は、表面に帯電された静電気により、現像剤に含まれるトナーおよびキャリアを付着して搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段の表面に付着したトナーを転写媒体に転写する転写手段と、前記現像剤搬送手段の表面に付着したトナーのうち前記転写手段により前記転写媒体に転写されなかったトナーを回収する回収手段と、前記回収手段により回収されたトナーを搬送する回収トナー搬送手段と、前記現像剤搬送手段の表面に付着したキャリアを捕集し、捕集したキャリアを前記回収トナー搬送手段に排出する捕集排出手段とを備える画像形成装置を提供する。
【００１９】
好ましい態様において、前記捕集排出手段は、時間および捕集したキャリアの量の少なくともいずれかに関する所定の条件が満たされたタイミングで前記排出を行ってもよい。
【００２０】
また、好ましい態様において、前記捕集排出手段は、前記現像剤搬送手段の搬送における前記転写手段の下流側かつ前記回収手段の上流側の位置で前記現像剤搬送手段に一部が接するように配置され前記現像剤搬送手段の表面に付着したキャリアを捕集する捕集手段と、前記捕集手段に一部が接するかもしくは所定距離で近接する位置に配置され前記捕集手段により捕集されたキャリアを前記回収トナー搬送手段に排出する排出手段とを備えてもよい。
【００２１】
また、好ましい態様において、前記捕集手段は、前記現像剤搬送手段に接する部分が不織布もしくはブラシで構成され、回動または移動して、前記不繊布もしくはブラシにより捕集したキャリアを前記排出手段に搬送してもよい。
【００２２】
また、好ましい態様において、前記キャリアは磁性粉であり、前記排出手段は、前記捕集手段により捕集されたキャリアを表面に付着して回動するマグネットロールと、前記マグネットロールの表面に付着したキャリアを剥離するスクレーパとを備えてもよい。
【００２３】
また、好ましい態様において、前記捕集排出手段は、非画像形成時に前記捕集を行ってもよい。
【００２４】
また、好ましい態様において、前記現像剤搬送手段は、非画像形成時にキャリアを感光体に付着して搬送してもよい。
【００２５】
また、好ましい態様において、前記現像剤搬送手段は、感光体表面の非画像形成領域にキャリアを付着して搬送してもよい。
【００２６】
また、好ましい態様において、前記現像剤搬送手段に現像剤を供給する供給手段を備え、前記回収トナー搬送手段は、前記回収手段により回収されたトナーおよび前記捕集排出手段により排出されたキャリアの少なくとも一部を、前記供給手段に搬送してもよい。
【００２７】
かかる構成の画像形成装置によれば、トナーよりも粒径の大きいキャリアが、回収されたトナーの搬送経路を搬送される際に、搬送経路の壁面等に付着しているトナーを掻き落とすため、トナーの滞留やつまりが効果的に防止される。また、回収されたトナーが搬送中にキャリアとの間の摩擦により帯電するため、回収されたトナーの帯電性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［１．実施形態］
図１は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置１の主要な構成を示した図である。画像形成装置１は従来技術にかかる画像形成装置９が備える構成部を全て備えている。従って、以下の説明において、画像形成装置１と画像形成装置９が共に備える構成部には、画像形成装置９において用いた符号と同じ符号を用いる。
【００２９】
画像形成装置１は、画像形成装置９と異なり、感光体ドラム１１に付着したキャリアを捕集するキャリア捕集ロール７１と、キャリア捕集ロール７１により捕集されたキャリアをキャリア捕集ロール７１から付着した後にトナー回収容器２１に排出するキャリア排出ユニット７２とを備えている。
【００３０】
キャリア捕集ロール７１は、図１に示されるように、感光体ドラム１１の回動方向における転写ロール１７より下流、クリーニングブレード１９より上流の位置ｘで感光体ドラム１１に接するように配置されている。
【００３１】
図２は、キャリア捕集ロール７１の一例であるキャリア捕集ロール７１ａの構造を示した図である。キャリア捕集ロール７１ａは、軸棒７１１の周りを不繊布７１２で被覆した構造を備えている。軸棒７１１は例えばモータ（図示略）により駆動され、図１の矢印ａの方向に回動可能となっている。また、不繊布７１２の素材としては、トナーは容易に繊維間を通過するがキャリアは通過しないような繊維密度の不繊布が用いられている。
【００３２】
図３は、キャリア捕集ロール７１の他の例であるキャリア捕集ロール７１ｂの構造を示した図である。キャリア捕集ロール７１ｂは、軸棒７１１の周りにブラシ７１３を設けた構造を備えている。キャリア捕集ロール７１ａの場合と同様に、軸棒７１１は例えばモータ（図示略）により駆動され、図１の矢印ａの方向に回動可能となっている。また、ブラシ７１３の毛は、感光体ドラム１１と接する毛先において、トナーは容易に毛の間を通過するがキャリアは通過しないような密度で植毛されている。
【００３３】
図４はキャリア排出ユニット７２の構造を示した図である。キャリア排出ユニット７２は、キャリア捕集ロール７１により捕集されたキャリアを磁力により付着するキャリア回収ロール７２１と、キャリア回収ロールの表面に付着したキャリアを剥離するスクレーパ７２２とを備えている。
【００３４】
キャリア回収ロール７２１は、図１に示されるように、キャリア捕集ロール７１を中心に感光体ドラム１１と反対側の位置ｙで、キャリア捕集ロール７１に接するか、もしくはキャリア回収ロール７２１の磁力によりキャリア捕集ロール７１に捕集されたキャリアを付着可能な距離を保ってキャリア捕集ロール７１に近接するように配置されている。
【００３５】
キャリア回収ロール７２１は、固定された軸棒７２１１の周りに磁界発生器７２１２を固定し、管形状のスリーブ７２１３で磁界発生器７２１２の周りを覆った構造を備えている。スリーブ７２１３は例えばモータ（図示略）により駆動され、図１の矢印ｂの方向に回動可能となっている。磁界発生器７２１２は、複数の磁石が組み合わされた構造を有し、キャリア捕集ロール７１と接する位置ｙの付近でキャリアを付着し、スクレーパ７２２と接する位置ｚの付近でキャリアを離すような磁力分布を生じる。
【００３６】
図５は、感光体ドラム１１、キャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２を下方から観た図を示している。図５に示されるように、キャリア捕集ロール７１は感光体ドラム１１の画像形成領域、すなわち記録媒体の全幅に対応する領域の外側部分において感光体ドラム１１に接している。キャリア捕集ロール７１が感光体ドラム１１と接している領域は、感光体ドラム１１によりキャリアが搬送される領域であるキャリアバンドをカバーしている。なお、キャリアバンドについては後述する。
【００３７】
キャリア回収ロール７２１は、キャリア捕集ロール７１の全幅をカバーするように、キャリア捕集ロール７１に接するか、もしくは近接している。スクレーパ７２２はキャリア回収ロール７２１の全幅をカバーするように、キャリア回収ロール７２１に接している。
【００３８】
続いて画像形成装置１の動作を説明する。図６は、画像形成時において感光体ドラム１１の表面に形成される静電気層の電位を示したグラフである。図６において横軸は感光体ドラム１１の表面における軸方向の位置を示し、縦軸は電位（直流成分、−Ｖ）を示している。なお、以下に示す電位の正負は逆であってもよい。
【００３９】
本実施形態におけるトナーは負に帯電している。マグネットロール１６には現像バイアス電圧値Ａの電圧が印加されている。そのため、感光体ドラム１１の表面の電位が現像バイアス電圧値Ａよりも低ければ、トナーは電位が低い感光体ドラム１１側に移動し、感光体ドラム１１の表面に付着する。一方、感光体ドラム１１の表面の電位が現像バイアス電圧値Ａよりも高ければ、トナーは電位が低いマグネットロール１６側に留まる。
【００４０】
また、本実施形態におけるキャリアは正に帯電している。しかしながら、キャリアは磁性粉であるため、キャリアが感光体ドラム１１側に移動するか、それともマグネットロール１６側に留まるかはマグネットロール１６の磁力と、感光体ドラム１１とマグネットロール１６との間の電位差との関係により定まる。すなわち、感光体ドラム１１の表面の電位がキャリア付着電位Ｂを超えれば静電気による力が磁力に打ち勝ち、キャリアが感光体ドラム１１側に移動するが、感光体ドラム１１の表面の電位がキャリア付着電位Ｂを超えなければ、磁力によりキャリアはマグネットロール１６側に留まる。
【００４１】
画像形成時には、帯電ロール１２により、感光体ドラム１１の表面には電位ｐの静電気が一様に帯電される。その後、画像の明部を示す位置にイメージバー１３による露光が行われ、露光部の電位が電位ｑに低下する。その結果、静電気による潜像が感光体ドラム１１の表面に形成される。
【００４２】
上記のように潜像が形成された感光体ドラム１１の表面付近にマグネットロール１６に担持されたキャリアおよびトナーが供給されると、電位ｐの位置においてはトナーがマグネットロール１６から移動して感光体ドラム１１の表面に付着し、電位ｑの位置においてはトナーおよびキャリアのいずれもマグネットロール１６から移動せず、感光体ドラム１１の表面には何も付着しない。その結果、感光体ドラム１１の表面にはトナー像が形成される。
【００４３】
上記のように感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像は、従来技術にかかる画像形成装置９における場合と同様に転写および再転写の後、記録媒体上に定着される。
【００４４】
感光体ドラム１１上に付着したトナーのうち、転写ロール１７により転写ベルト１８に転写されなかった未転写トナーは、感光体ドラム１１の回動に伴いキャリア捕集ロール７１の位置に到達するが、その多くはそのまま通過しクリーニングブレード１９の位置に到達して、クリーニングブレード１９により感光体ドラム１１から剥離された後、トナー回収容器２１に自由落下する。
【００４５】
一方、未転写トナーのうち、一部のものはキャリア捕集ロール７１により剥離されキャリア捕集ロール７１と感光体ドラム１１との接する位置ｘに滞留するが、いずれは感光体ドラム１１とキャリア捕集ロール７１との間を通過してトナー回収容器２１に直接自由落下するか、もしくは再度、感光体ドラム１１に付着してクリーニングブレード１９の位置まで移動した後、クリーニングブレード１９に剥離されてトナー回収容器２１に自由落下する。
【００４６】
上記のように、画像形成中に感光体ドラム１１はキャリアの搬送を行わないため、キャリア捕集ロール７１およびキャリア回収ロール７２１は特段の働きをしない。従って、画像形成中にキャリア捕集ロール７１およびキャリア回収ロール７２１を回動する必要はない。
【００４７】
図７は、非画像形成時において感光体ドラム１１の表面に形成される静電気層の電位を示したグラフである。非画像形成時には、帯電ロール１２により、感光体ドラム１１の表面には電位ｒの静電気が一様に帯電される。その後、画像形成領域、すなわち記録媒体の全幅に相当する領域にイメージバー１３による露光が行われ、露光部の電位が電位ｐに低下する。
【００４８】
上記のように非画像形成領域においては電位ｒ、画像形成領域においては電位ｐの静電気層の形成された感光体ドラム１１の表面付近にマグネットロール１６に担持されたキャリアおよびトナーが供給されると、電位ｒの位置においてはキャリアがマグネットロール１６から移動して感光体ドラム１１の表面に付着し、電位ｐの位置においてはキャリアおよびトナーのいずれもマグネットロール１６から移動せず、感光体ドラム１１の表面には何も付着しない。このように、キャリアを付着する電位ｒの領域をキャリアバンドと呼ぶ。
【００４９】
上記のように感光体ドラム１１のキャリアバンドに付着したキャリアは、感光体ドラム１１の表面に付着したまま転写ロール１７の位置を通過する。負に帯電したトナーを転写ベルト１８側に移動させる転写ロール１７は正に帯電したキャリアを転写ベルト１８側に移動させることはないためである。その結果、感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアはキャリア捕集ロール７１と接する位置ｘに到達する。
【００５０】
位置ｘにおいて、キャリアはキャリア回収ロール７２１に捕集される。より具体的には、不繊布７１２の繊維間もしくはブラシ７１３の毛先間を通過することができず、そこに留まる。
【００５１】
非画像形成時においては、キャリア捕集ロール７１は連続的に、もしくは所定時間間隔で断続的に、矢印ａの方向に回動する。キャリア捕集ロール７１の回動に伴い、キャリア捕集ロール７１に捕集されたキャリアはキャリア回収ロール７２１と接する位置ｙまで搬送され、キャリア回収ロール７２１の磁力によりスリーブ７２１３側に移動する。
【００５２】
非画像形成時においては、スリーブ７２１３は所定時間間隔で断続的に、矢印ｂの方向に回動する。スリーブ７２１３が停止している間、キャリア捕集ロール７１から移動したキャリアは位置ｙに堆積していく。その後、所定時間が経過してスリーブ７２１３が回動すると、堆積したキャリアは位置ｚまで搬送され、磁界発生器７２１２による磁力の低下（または反発磁力）により自然にスリーブ７２１３から剥離するか、もしくはスクレーパ７２２によりスリーブ７２１３から剥離されて、トナー回収容器２１に自由落下する。
【００５３】
トナー回収容器２１に落下したキャリアは、回収オーガ２０および回収トナー搬送オーガ２２により撹拌オーガ１４まで搬送される。その搬送の間、キャリアは回収トナーと撹拌されつつ移動するので、回収トナーの搬送経路の壁面等に付着しようとする回収トナーを掻き落とす。また、搬送中に回収トナーとキャリアは互いに擦れ合い静電気を生じる結果、回収トナーの低下した帯電性が回復する。
【００５４】
以上のように、画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１によりトナー回収容器２１側まで搬送されたキャリアが回収トナーの搬送経路を移動しつつ回収トナーを壁面等から掻き落とすため、回収トナーの滞留やつまりが効果的に防止される。その際、回収トナーの搬送経路の部材を叩く等により雑音や振動を発生させることはない。
【００５５】
また、キャリア捕集ロール７１により捕集されたキャリアはすぐさまトナー回収容器２１に排出されることなく、ある程度堆積した後にまとめてトナー回収容器２１に排出されるため、キャリアはより強力に回収トナーを掻き落とすことができる。
【００５６】
さらに、回収トナーの搬送経路を移動するキャリアは、摩擦により回収トナーに静電気を生じさせ、その帯電性を回復させる。
【００５７】
［２．変形例］
上述した実施形態は様々に変形することができる。以下にそのような変形例を示す。
【００５８】
［２．１．第１変形例］
図８は、第１変形例にかかる画像形成装置１が、画像形成時に感光体ドラム１１の表面に形成する静電気層の様子を示した図である。第１変形例においては、帯電ロール１２は感光体ドラム１１の表面に電位ｒの一様な静電気層を形成する。また、イメージバー１３は感光体ドラム１１の回動方向に垂直に２列に配置された露光部を備えている。イメージバー１３の露光部の一列目は、感光体ドラム１１の画像形成領域をカバーする第１段露光領域に露光し、第１段露光領域の電位を一様に電位ｐまで低下させる。その後、イメージバー１３の露光部の二列目は、画像の暗部の領域に露光し、電位を電位ｑまで低下させる。
【００５９】
上記のように３段階の電位を有する静電気層を表面に形成された感光体ドラム１１は、電位ｒの領域（キャリアバンド）においてはキャリアのみを付着し、電位ｐの領域においてはトナーおよびキャリアのいずれも付着せず、電位ｑの領域においてはトナーのみを付着する。
【００６０】
第１変形例においては、キャリア捕集ロール７１およびキャリア回収ロール７２１の回動は画像形成時に行われる。すなわち、画像形成時にキャリアのトナー回収容器２１への搬送が行われる。そのため、非画像形成時に、キャリアの搬送のために感光体ドラム１１の回動を行う必要がない。
【００６１】
［２．２．第２変形例］
第２変形例においては、感光体ドラム１１の全幅において感光体ドラム１１に接するキャリア捕集ロール７１が用いられる。また、第２変形例においては、キャリア捕集ロール７１の全幅においてキャリア捕集ロール７１に接するか、もしくは近接するキャリア回収ロール７２１が用いられる。さらに、第２変形例においては、キャリア回収ロール７２１の全幅においてキャリア回収ロール７２１に接するスクレーパ７２２が用いられる。
【００６２】
第２変形例においては、非画像形成時において、イメージバー１３による露光は行われない。その結果、感光体ドラム１１は、画像形成領域を含む全領域において電位ｒの静電気層が形成された状態でマグネットロール１６の位置まで回動する。その結果、感光体ドラム１１の表面には全領域においてキャリアが付着する。感光体ドラム１１はそのように付着したキャリアをトナー回収容器２１側に搬送する。
【００６３】
感光体ドラム１１の全幅にわたり感光体ドラム１１に接しているキャリア捕集ロール７１は、感光体ドラム１１に付着しているキャリアを全て捕集し、キャリア回収ロール７２１に搬送する。キャリア回収ロール７２１は所定時間の経過を待って、十分に堆積したキャリアを回動により位置ｚまで搬送し、トナー回収容器２１に排出する。第２変形例においては、上述した実施形態の場合と比較して、キャリアの搬送効率が高い。
【００６４】
［２．３．第３変形例］
第３変形例においては、キャリア回収ロール７２１の軸棒７２１１および磁界発生器７２１２が、スリーブ７２１３とともに回動する。第３変形例においては、スリーブ７２１３に付着したキャリアは、位置ｚ付近において磁力の低下もしくは反発磁力により自然とスリーブ７２１３から剥離することはなく、常にスクレーパ７２２により強制的にスリーブ７２１３から剥離される。
【００６５】
第３変形例における磁界発生器７２１２が生じる磁界分布がスリーブ７２１３の周回方向において不均一であるような場合、キャリア回収ロール７２１はスリーブ７２１３の表面における磁力の強い部分が位置ｙに到達したところで回動を停止する。その結果、キャリア捕集ロール７１からキャリア回収ロール７２１へのキャリアの移動が常に効率的に行われる。
【００６６】
第３変形例によれば、スリーブ７２１３を軸棒７２１１および磁界発生器７２１２に固着した後、軸棒７２１１を駆動する構成とすればよいので、スリーブ７２１３を軸棒７２１１および磁界発生器７２１２から分離し駆動する上記実施形態の場合と比較して、キャリア回収ロール７２１の製造が容易である。なお、キャリア回収ロール７２１の耐久性を問題とする必要がない場合、スリーブ７２１３を設けずに磁界発生器７２１２に直接、キャリアを付着するようにしてもよい。
【００６７】
［２．４．第４変形例］
第４変形例においては、位置ｙに堆積したキャリアの量を計測もしくは推計するセンサが設けられている。このセンサは、例えばキャリアの重量を計測する重量計であってもよいし、例えば光センサにより堆積したキャリアの嵩を計測するものであってもよい。また、直接的にキャリアの量を計測する代わりに、感光体ドラム１１の回動時間を計時する計時手段や、感光体ドラム１１の回動回数をカウントするカウンタにより、位置ｙに堆積したキャリアの量を推計するものであってもよい。
【００６８】
第４変形例においては、キャリア回収ロール７２１の回動、すなわちキャリア捕集ロール７１によるキャリアのトナー回収容器２１への排出は、所定時間間隔ではなく、センサにより計測もしくは推計されたキャリアの量が所定の閾値を超えた時点で行われる。
【００６９】
第４変形例においては、堆積したキャリアの量が所定量に達した場合にのみ、キャリアの排出が行われるため、例えばキャリアの堆積がほとんどない状態でキャリア回収ロール７２１の回動が行われる、という無駄をなくすことができる。
【００７０】
［２．５．第５変形例］
第５変形例においては、画像形成装置１は、キャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２の代わりに、それらの役割を担うキャリア捕集排出ユニット７３を備えている。図９は、キャリア捕集排出ユニット７３の構成を示した図である。
【００７１】
キャリア捕集排出ユニット７３は、キャリア捕集ロール７１ｂと同様の構造のキャリア捕集ロール７３１の位置ｘと反対側の位置ｙ’に、刃先がブラシの毛間に所定の深さで入るようにブレード７３２を配置した構造を有している。ブレード７３２は例えばゴム製である。
【００７２】
キャリア捕集ロール７３１は、位置ｘにおいてキャリアを捕集し堆積した後、所定時間間隔で回動する。キャリア捕集ロール７３１のブラシの毛先は、キャリア捕集ロール７３１の回動によりブレード７３２の位置を通過する際にブレード７３２の刃先ではじかれ、捕集していたキャリアをトナー回収容器２１に落下させる。
【００７３】
第５変形例によれば、上記実施形態におけるキャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２と比較し、より簡易な構成で同様の機能を実現できる。
【００７４】
［２．６．第６変形例］
第６変形例においては、画像形成装置１は、キャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２の代わりに、それらの役割を担うキャリア捕集排出ユニット７４を備えている。図１０は、キャリア捕集排出ユニット７４の構成を示した図である。
【００７５】
キャリア捕集排出ユニット７４は、固定されたプラスチック製の軸棒７４１の周りを、回動可能なプラスチック製のスリーブ７４２で覆い、スリーブ７４２の周りを不繊布７４３で被覆した構造を備えている。さらに、軸棒７４１の表面には、位置ｘと反対側の位置に、正の電圧を印加された電極板７４４が固定されている。また、電極板７４４に対向する位置に電極板７４５が配設されている。
【００７６】
不繊布７４３は、位置ｘにおいてキャリアを捕集し堆積した後、所定時間間隔で回動する。不繊布７４３に捕集されたキャリアは正に帯電しているため、位置ｙ’’において電極板７４４と電極板７４５に所定の電圧を印加し、キャリアが電極板７４５にむかって移動するよう電界を形成することによって、キャリアは不繊布７４３から離れて電極板７４５に達し、トナー回収容器２１に落下する。なお、電極板７４５に静電的に付着したキャリアは、例えば所定時間間隔で電極板７４５への電圧の印加を停止することによりトナー回収容器２１に落下するようにすればよい。
【００７７】
第６変形例によれば、上記実施形態におけるキャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２と比較し、よりコンパクトな構成で同様の機能を実現できる。
【００７８】
［３．補足］
上記の実施形態においては、回収トナーを回収トナー搬送オーガ２２により撹拌オーガ１４に搬送し再利用する画像形成装置に本発明を適用した場合を説明したが、回収トナーを廃トナーボックスに排出する画像形成装置に本発明を適用してもよい。その場合、廃トナーボックスへの搬送路における回収トナーの滞留やつまりが防止される。なお、そのような画像形成装置においては、キャリアが廃トナーボックスに排出されるため、同量の新規キャリアを現像器に補充するか、廃トナーボックスにおいてキャリアを回収トナーから分離した後、現像器に搬送することになる。
【００７９】
また、上記の実施形態においては、単色で画像形成を行う画像形成装置に本発明を適用した場合を説明したが、複数色で画像形成を行う画像形成装置に本発明を適用してもよい。その場合、各色に対応するトナー回収容器２１内にキャリア捕集ロール７１およびキャリア排出ユニット７２を設けることになる。図１１にそのような構成の画像形成装置を示す。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるキャリア捕集ロールの構造を示した図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるキャリア捕集ロールの構造を示した図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるキャリア排出ユニットの構造を示した図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる感光体ドラム、キャリア捕集ロールおよびキャリア排出ユニットを示した図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる感光体ドラムの表面に形成される静電気層の電位を示したグラフである。
【図７】本発明の実施形態にかかる感光体ドラムの表面に形成される静電気層の電位を示したグラフである。
【図８】本発明の実施形態の変形例にかかる感光体ドラムの表面に形成される静電気層の電位を示したグラフである。
【図９】本発明の実施形態の変形例にかかるキャリア捕集排出ユニットの構成を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態の変形例にかかるキャリア捕集排出ユニットの構成を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態の変形例にかかる画像形成装置の構成を示した図である。
【図１２】従来技術にかかる画像形成装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・９…画像形成装置、１１…感光体ドラム、１２…帯電ロール、１３…イメージバー、１４…撹拌オーガ、１５…供給オーガ、１６…マグネットロール、１７…転写ロール、１８…転写ベルト、１９…クリーニングブレード、２０…回収オーガ、２１…トナー回収容器、２２…回収トナー搬送オーガ、７１・７３１…キャリア捕集ロール、７２…キャリア排出ユニット、７３・７４…キャリア捕集排出ユニット、７１１・７４１・７２１１…軸棒、７１２・７４３…不繊布、７１３…ブラシ、７２１…キャリア回収ロール、７２２…スクレーパ、７３２…ブレード、７４２・７２１３…スリーブ、７４４・７４５…電極板、７２１２…磁界発生器。
【図１】
2007086425.tif 000003
【図２】
2007086425.tif 000004
【図３】
2007086425.tif 000005
【図４】
2007086425.tif 000006
【図５】
2007086425.tif 000007
【図６】
2007086425.tif 000008
【図７】
2007086425.tif 000009
【図８】
2007086425.tif 000010
【図９】
2007086425.tif 000011
【図１０】
2007086425.tif 000012
【図１１】
2007086425.tif 000013
【図１２】
2007086425.tif 000014