JP2006330289A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体上の転写残トナーの廃トナー量を減らし、装置の大型化を伴わずに、安定した高画質画像を出力することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラーモード時には、前記中間転写ベルト１０上にクリーニング装置１５を接触させて転写残トナーを回収して廃棄する第一のトナー回収機構を備え、白黒モード時には、クリーニング装置１５を離して、前記中間転写ベルト１０上に一次転写ローラ１４を接触させ、転写残トナーを、一次転写ローラ１４に保持し、次に前記中間転写ベルト１０上に戻し、さらに感光体ドラム１上に戻し、黒色トナーを収容する現像装置５に戻して回収する第二のトナー回収機構を備えることにより、中間転写ベルト１０上の黒色の転写残トナーのみを回収して再利用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式で、中間転写体上の黒色の転写残トナーを回収して再利用することができるトナー回収機構を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、中間転写体を使用したカラー画像形成装置では、中間転写ベルト上の転写残トナーはクリーニング装置により除去され、専用の回収容器に集められ廃棄されていた。中間転写体上で色が混じり合った転写残トナーを回収して再使用すると、色濁りが生じ、高品質なカラー画像を形成することができなくなるからである。また、中間転写体上で色が混じり合った転写残トナーをリサイクルしようとすると、各色ごとにクリーニング装置を設けて、クリーニング装置によって回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを現像器に戻して再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になり、そのため画像形成装置が大型化してしまう問題も生じるためである。
ところが近年、環境保全に対する社会的な意識の高まりと、各種規制の強化に伴い、電子写真技術においても省資源化と、製品のリサイクル技術は、重要な課題の一つになってきている。画像形成装置では、廃トナーをなくし、転写残トナーをリサイクルする要請が高まっている。

上述の問題に対応した従来技術としては、タンデム型のカラー画像形成装置で、中間転写体上の転写残トナーを回収し、黒色トナーの現像装置に戻して再使用するトナーリサイクル装置をカラー画像形成装置に設け、一方、シート搬送路の画像転写位置の上流に紙付着物除去装置を設けた例がある（例えば、特許文献１参照。）。また、１つの感光体上に各色ごとの画像を作像して重ね合わせることによりカラー画像を形成するリボルバ型のカラー画像形成装置で、各色の現像器は、第１転写手段による１次転写後に感光体上に残留した同一色の１次転写残トナーをそれぞれ回収し、黒色の現像器はさらに、第２転写手段による二次転写後に中間転写体上に残留した二次転写残トナーをも回収するとした例がある（例えば、特許文献２参照。）。さらに、タンデム型又はリボルバ型のカラー画像形成装置で、中間転写体上の転写残トナーを像担持体上に戻し、像担持体上に戻された転写残トナーを黒色の現像剤として使用するとした例がある（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００２―３１１６６９号公報 特開２００３―１４９８９９号公報 特開２００３―１７３０６１号公報

しかしながら、特許文献１ないし３のいずれの従来技術でも、中間転写体上で色が混じり合ったカラーの転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像器に戻すため、黒色トナーと別の色のトナーが混在することになり、高品質なカラー画像を形成することができなくなる。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、中間転写体上の転写残トナーの廃トナー量を減らし、装置の大型化を伴わずに、安定した高画質画像を出力することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、複数の像担持体のそれぞれに各色ごとのトナー像を形成する複数の現像手段と、複数の像担持体上に形成された各色ごとのトナー像を中間転写体上にそれぞれ重ね合わせて一次転写する一次転写手段と、中間転写体上に重ね合わされたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、中間転写体上の転写残トナーを回収する回収手段とを備えた画像形成装置において、前記回収手段は、カラーモード時には、前記中間転写体上にクリーニング手段を接触させて転写残トナーを回収して廃棄する第一のトナー回収機構を備え、白黒モード時には、前記中間転写体上からクリーニング手段を離して、前記中間転写体上に前記一次転写手段を接触させ、一次転写手段にバイアスを印加することにより転写残トナーを一次転写手段に静電的に付着させて保持し、その一次転写手段上に保持された転写残トナーを前記中間転写体上に戻し、さらに一次転写手段のバイアスを転写残トナーの極性と逆に切り替えることによりその中間転写体上に戻された転写残トナーを前記像担持体上に静電的に戻し、その像担持体上に戻された転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像手段に戻して回収する第二のトナー回収機構を備えることを特徴とする。
すなわち、カラーモード時には、中間転写体上で色が混じり合ったカラーの転写残トナーを再利用すると高品質なカラー画像を形成することができなくなるため、中間転写体上にクリーニング手段を接触させて、転写残トナーを廃棄する。白黒モード時には、黒色の転写残トナーのみを黒色トナーを収容する現像器へ戻して回収する。
なお、「カラーモード」とは、複数の色のトナー像が中間転写体上に重畳され、二次転写手段によって一括で記録媒体に転写されるモードをいう。「白黒モード」とは、黒色単色のトナー像のみが中間転写体上に形成され、それが二次転写手段によって記録媒体に転写されるモードをいう。

本発明の画像形成装置は、前記第二のトナー回収機構は、前記一次転写手段を極性制御剤を含有する表層を備えた一次転写ローラとし、かつ、前記一次転写ローラにバイアスを印加することにより、転写残トナーを一次転写ローラに静電的に付着させて保持し、その一次転写ローラ上に保持された転写残トナーを前記中間転写体上に戻し、さらに一次転写ローラのバイアスを転写残トナーの極性と逆に切り替えることによりその中間転写体上に戻された転写残トナーを前記像担持体上に静電的に戻し、その像担持体上に戻された転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像手段に戻して回収するための印加バイアス制御手段を有することを特徴とする。
中間転写体上の転写残トナーは帯電が不安定で、転写での電荷注入や放電により逆極性となったり、負極性のままであったりと極性が安定していないことがある。このため、一次転写ローラの表層剤に極性制御剤を含有させるとともに、第二のトナー回収機構に印加バイアス制御手段を設け、一次転写ローラに正のバイアスを印加して、帯電特性が不安定な転写残トナーを保持し、さらに、一次転写ローラにバイアスを選択的に印加して、一次転写ローラに保持された転写残トナーを、画像形成していない時に、中間転写体上に戻し、その中間転写体上に戻された転写残トナーを像担持体上に静電的に戻し、その像担持体上に戻された転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像手段に戻して回収できるようにした。

本発明の画像形成装置は、前記一次転写ローラが金属ローラ、ゴムローラ、スポンジローラ、ブラシローラのいずれかであることを特徴とする。
一次転写ローラとして、金属ローラのほかに、金属ローラとは弾性、表面積、および中間転写体との摩擦力の異なるゴムローラ、スポンジローラ、ブラシローラを用いることにより、転写残トナーの回収率が向上する。金属ローラからゴムローラにすると、ローラと中間転写体の間の摩擦力が大きくなるため、中間転写体上の転写残トナーを除去する力も大きくなる。金属ローラからスポンジローラにすると、ローラの表面積が大きくなるために、トナーを付着させる面積も大きくなる。金属ローラからブラシローラにすると、ブラシの先端が中間転写体上に接触する力が、金属ローラ表面が中間転写体上に均一に接触する力と比較して大きくなる。

本発明の画像形成装置は、前記一次転写ローラと前記中間転写体との間に線速差を持たせることを特徴とする。
一次転写ローラと中間転写体との間に線速差を持たせることにより、転写残トナーを摩擦帯電させて一次転写ローラに静電的に回収することを促し、転写残トナーの回収率を向上させる。

本発明の画像形成装置は、前記カラーモード時に、前記一次転写ローラを前記中間転写体から離すことを特徴とする。
カラーモード時に転写残トナーの保持手段である一次転写ローラを中間転写体から離すことで、各色のトナーが一次転写ローラに付着することを防止する。そして、白黒モード時に、黒色の転写残トナーを一次転写ローラ上に保持する際に、カラーの転写残トナーが混在しないようにする。

本発明の画像形成装置は、前記白黒モード時に、黒色トナーを除く各色のトナーを収容する現像手段を、前記中間転写体から離すことを特徴とする。
白黒モード時に、黒色トナーを除く各色のトナーを収容する現像手段を中間転写体から離すことで、カラーのトナーが転写ベルトに付着することが防止され、混色のない黒色トナーのみを回収する。

上記課題を解決するための手段により、本発明は、画像形成装置の大型化を伴わず、最も使用頻度の高い黒色トナーを再利用することができるため、廃トナー量を減らし、安定した高画質画像を出力することができる画像形成装置を提供することができた。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図１から図３に基づいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。画像形成装置としては、電子写真方式のカラープリンタに適用した実施形態を示す。本プリンタは、ブラック（以下、「Ｋ」という。）、シアン（以下、「Ｃ」という。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」という。）、イエロー（以下、「Ｙ」という。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、カラーモード時のプリンタの概略構成図である。本プリンタは、潜像担持体として４つの感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを備えている。各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したもので、その外径は３０［ｍｍ］、内径は２８．５［ｍｍ］である。なお、本実施形態では、低コスト化、感光体設計の自由度、無公害性等の観点から有機系感光体を用いている。
露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置など他の方式の露光装置を採用することもできる。
中間転写体としての中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１，１２，１３に無端状に張架され、図中矢印の方向に移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上に、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。本実施形態では、静電転写方式に転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ一次転写手段としての一次転写ローラ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを配置する。各１次転写ローラ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙが中間転写ベルト１０に押圧されると、その中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙとの間に１次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各１次転写ローラ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに正極性のバイアスが印加される。これにより、各１次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
プロセスカートリッジ３０は、各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙと、その周囲に配置された帯電装置３、現像装置５、感光体クリーニング装置４０とを一体に支持し、プリンタ本体から着脱自在な構成となっている。プロセスカートリッジ３０内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ３０を交換すればよいため、利便性が向上する。また、トナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、プロセスカートリッジ３０とは別に、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体から着脱自在な構成となっている。このような構成とすることで、トナーが消耗した時にはそのトナーボトルだけを交換すればよく、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用することができ、ユーザーの出費を抑えることができる。

図２は、白黒モード時のプリンタの概略構成図である。本プリンタは、白黒モード時に、黒色トナーを除く各色のトナーを収容する現像手段を、前記中間転写体から離すことを特徴とする。
本実施形態では、プロセスカートリッジ３０に各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙと現像装置５等が一体に支持されており、黒色トナーを除く各色のトナーを収容するプロセスカートリッジ３０を、図示していないクラッチにより中間転写ベルト１０から離すことで、カラーのトナーが中間転写ベルト１０に付着することが防止され、混色のない黒色トナーのみを回収し、再利用することができる。

図３は、感光体ドラム周りの概略構成図である。なお、各感光体ドラム１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙについては省略してある。
感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、転写残トナーの保持手段としてのトナー保持装置４０、磁気ブラシローラ４１、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を負極性に一様帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を一様帯電する。本実施形態では、感光体ドラム１の表面電位が一様に−５００［Ｖ］となるように、帯電ローラ３ａに−１０００［Ｖ］のバイアスを印加している。このようにして一様帯電した感光体ドラム１の表面には、図１に示した露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。本実施形態で使用する現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。トナーは、図１に示したトナーボトル３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙから、対応する色のトナーの補給を受けて、各色ごとにそれぞれの現像装置５内部に収容される。現像装置５に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持される。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。
ここで、現像ローラ５ａは、現像領域において感光体ドラム１の表面よりも速い線速度で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００［Ｖ］のバイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働く。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーが感光体ドラム１上の静電潜像に付着し、それぞれ対応する色のトナー像に現像する。
一次転写ローラ１４には、第一電源４３又は第二電源４４のいずれか一方から、バイアスが印加される構成になっている。バイアスの切り替えは、切替スイッチ４５を操作し、第一電源４３と第二電源４４の電源を切り替えることにより可能である。

次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０の表面に残留した転写残トナーを回収するトナー回収機構について、図４と図５に基づいて、［実施例１］から［実施例４］により説明する。

実施例１は、一次転写ローラに金属ローラ５０を用いた例である。
本発明では、カラーモード時と白黒モード時によって、中間転写ベルト１０表面に残留した転写残トナーの取り扱いが異なる。すなわち、カラーモード時には、中間転写ベルト１０上にベルトクリーニング装置１５を接触させ、カラーの転写残トナーはベルトクリーニング装置１５によって回収され廃棄される第一のトナー回収機構を備えている。一方、白黒モード時には、中間転写ベルト１０からベルトクリーニング装置１５を図示しないクラッチにより離し、黒色の転写残トナーをベルトクリーニング装置１５によって回収および廃棄されることを避け、中間転写ベルト１０に一次転写ローラ１４を接触させ、黒色の転写残トナーを金属ローラ５０に保持し、中間転写ベルト１０、感光体ドラム１を経て現像装置５に戻して回収する第二のトナー回収機構を備えている。

図４は、カラーモード時の第一のトナー回収機構を示した図である。中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。カラーモード時には、このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０上に接触させて、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する。回収したトナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により廃トナータンクまで搬送される。また、カラーモード時に転写残トナーの保持手段である金属ローラ５０を中間転写ベルト１０から離すことで、各色のトナーが金属ローラ５０に付着することを防止する。そして、白黒モード時に、黒色の転写残トナーを金属ローラ５０上に保持する際に、カラーの転写残トナーが混在しないようにする。

図５は、白黒モード時の第二のトナー回収機構を示した図である。
転写工程では、感光体ドラム１上の潜像に付着したトナーを中間転写ベルト１０へ転写する場合、負帯電したトナーを中間転写ベルト１０へ引き付ける力が必要であるから、第一電源４３から５００〜６００［Ｖ］の正極性のバイアスを金属ローラ５０に印加する。そして、中間転写ベルト１０上の黒色のトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。
第二のトナー回収機構では、二次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した黒色の転写残トナーを、金属ローラ５０で保持させる。具体的には、白黒モード時には、中間転写ベルト１０からベルトクリーニング装置１５を離し、転写残トナーの保持手段である金属ローラ５０を中間転写ベルト１０に接触させる。金属ローラ表層５０ａには、転写での電荷注入や放電により逆極性となったトナーを負極性に制御するための極性制御剤を含有させる。また、金属ローラ５０と中間転写ベルト１０との間に線速差を持たせ、逆極性になったトナーを摩擦帯電させて、金属ローラ５０への印加バイアスも併用して静電的に回収する。本実施形態では、線速差は１．０５〜２．００という値が最適であった。線速差が１．０５未満では、トナーの摩擦帯電効果が小さくなり、線速差が２．０より大きいとトナーのフィルミングが発生し、さらに金属ローラ５０と中間転写ベルト１０との接触が不安定になるなどの問題が生じたことによる。
次に、金属ローラ５０で保持した転写残トナーを中間転写ベルト１０上に戻す。具体的には、本プリンタが画像形成を行わない時、すなわち画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでのあいだに、負帯電したトナーを金属ローラ５０から中間転写ベルト１０上に押し出すため、金属ローラ５０に第ニ電源４４から−５００〜−６００［Ｖ］の負極性の放出バイアスを印加する。
次に、中間転写ベルト１０上に戻された転写残トナーを感光体ドラム１上に戻す。具体的には、中間転写ベルト１０上の転写残トナーを感光体ドラム１に戻すときは、負帯電したトナーを押し出す力が必要であるから、第ニ電源４４から−６００〜−７００［Ｖ］の負極性のバイアスを金属ローラ５０に印加する。
このように、感光体ドラム１上の潜像に付着したトナーを中間転写ベルト１０へ転写する場合と、二次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した黒色の転写残トナーを感光体ドラム１上に戻す場合とで、金属ローラ５０に印加するバイアスの極性を切り替える。具体的には、切替スイッチ４５を操作し、第一電源４３と第二電源４４の電源を切り替える。
最後に、中間転写ベルト１０から感光体ドラム１の表面に戻された転写残トナーを現像装置５で回収する。具体的には、まず、感光体ドラム１の表面に付着した転写残の負帯電トナーは、帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する。本実施形態では、負帯電トナーが付着した感光体ドラム１表面は−５００［Ｖ］に帯電されているため、−１０００［Ｖ］の帯電用のバイアスが印加されている帯電ローラ３ａとの接触領域では、負帯電トナーには感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、負帯電トナーは帯電ローラ３ａに付着することなく、その接触領域を通過することができる。感光体ドラム１の表面は−５００［Ｖ］に帯電されているため、感光体ドラム１の表面に戻された転写残の負帯電トナーは、次に通過する−３５０［Ｖ］のバイアスが印加された現像スリーブで回収される。

［実施例２］は、一次転写ローラにゴムローラを用いた例である。一次転写ローラを、［実施例１］の金属ローラからゴムローラに換えることにより、ゴムローラ５０と中間転写ベルト１０の間に働く摩擦力が大きくなり、転写残トナーを除去する力も大きくなるので、転写残トナーの回収率が向上する。ゴムローラ表層５０ａには、転写での電荷注入や放電により逆極性となったトナーを負極性に制御するための極性制御剤を含有させる。

［実施例３］は、一次転写ローラにスポンジローラを用いた例である。一次転写ローラを、［実施例１］の金属ローラからスポンジローラに換えることにより、金属ローラの場合よりも表面積が大きくなり、転写残トナーを付着させる面積も大きくなるので、転写残トナーの回収率が向上する。スポンジローラ表層５０ａには、転写での電荷注入や放電により逆極性となったトナーを負極性に制御するための極性制御剤を含有させる。

［実施例４］は、一次転写ローラにブラシローラを用いた例である。一次転写ローラを、［実施例１］の金属ローラからブラシローラに換えることにより、ブラシの先端が中間転写ベルト１０に当たる力が、金属ローラが均一に中間転写ベルトに接する力よりも大きくなるので、転写残トナーの回収率が向上する。ブラシローラ表層５０ａには、転写での電荷注入や放電により逆極性となったトナーを負極性に制御するための極性制御剤を含有させる。

［実施例１］から［実施例４］の表層剤としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン酸樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリ塩化ビニル、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂、また、ポリブタジエン、ブタジエンスチレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、クロルスルホン化ポリエチレン、ポリイソブチレン、イソブチレンイソプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、多硫化系合成ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムがある。これらを単独で用いることができるのはもちろん、これらの樹脂の構成成分をモノマー単位で共重合させたものでもよく、さらには、ウレタンとアクリルを組み合わせて成る高分子物質のように２種類以上組み合わせて用いることもできる。
これらの表層樹脂は、適当な溶媒に溶解・分散させ塗料としてコートする方法の他に、押し出し機などを用いてチューブ化したものを被覆する方法でもよい。

［実施例１］から［実施例４］の極性制御剤は、ローラ５０のローラ表層５０ａに分散混合する方法、ローラ表層５０ａにディッピングなどの手段でコートする方法などにより付与することができる。このような極性制御剤としては、例えば、カップリング剤、カップリング剤で変性した樹脂、イオン性の染顔料や有機金属化合物、樹脂、変性シリコーンオイルなどが挙げられるが、なかでも長期的な電荷制御性が安定しているカップリング剤が好適である。
カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などであるが、以下に具体例を示す。
シラン系カップリング剤としては、例えば、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシランなどが挙げられる。

カラーモード時のプリンタの概略構成図である。 白黒モード時のプリンタの概略構成図である。 感光体ドラム周りの概略構成図である。 カラーモード時の第一のトナー回収機構を示した図である。 白黒モード時の第二のトナー回収機構を示した図である。

符号の説明

１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ 感光体ドラム
３ 帯電装置
３ａ 帯電ローラ
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 攪拌搬送スクリュー
１０ 中間転写ベルト
１１，１２，１３ 支持ローラ
１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ １次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 二次転写ローラ
２０ 給紙カセット
２１ 給紙ローラ
２２ レジストローラ
２３ 定着装置
２３ａ 加熱ローラ
２３ｂ 加圧ローラ
２４ 排紙ローラ
３０ プロセスカートリッジ
３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ トナーボトル
４０ 感光体クリーニング装置
４１ 磁気ブラシローラ
４３ 第一電源
４４ 第二電源
４５ 切替スイッチ
５０ 本実施例の１次転写ローラ（金属、ゴム、スポンジ、ブラシ）
５０ａ 本実施例の１次転写ローラ表層（金属、ゴム、スポンジ、ブラシ）

Claims (9)

1. 複数の像担持体と、複数の像担持体のそれぞれに各色ごとのトナー像を形成する複数の現像手段と、複数の像担持体上に形成された各色ごとのトナー像を中間転写体上にそれぞれ重ね合わせて一次転写する一次転写手段と、中間転写体上に重ね合わされたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、中間転写体上の転写残トナーを回収する回収手段とを備えた画像形成装置において、
   前記回収手段は、
   カラーモード時には、前記中間転写体上にクリーニング手段を接触させて転写残トナーを回収して廃棄する第一のトナー回収機構を備え、
   白黒モード時には、前記中間転写体上からクリーニング手段を離して、前記中間転写体上に前記一次転写手段を接触させ、一次転写手段にバイアスを印加することにより転写残トナーを一次転写手段に静電的に付着させて保持し、その一次転写手段上に保持された転写残トナーを前記中間転写体上に戻し、さらに一次転写手段のバイアスを転写残トナーの極性と逆に切り替えることによりその中間転写体上に戻された転写残トナーを前記像担持体上に静電的に戻し、その像担持体上に戻された転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像手段に戻して回収する第二のトナー回収機構を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第二のトナー回収機構は、
   前記一次転写手段を極性制御剤を含有する表層を備えた一次転写ローラとし、
   かつ、前記一次転写ローラにバイアスを印加することにより、転写残トナーを一次転写ローラに静電的に付着させて保持し、その一次転写ローラ上に保持された転写残トナーを前記中間転写体上に戻し、さらに一次転写ローラのバイアスを転写残トナーの極性と逆に切り替えることによりその中間転写体上に戻された転写残トナーを前記像担持体上に静電的に戻し、その像担持体上に戻された転写残トナーを、黒色トナーを収容する現像手段に戻して回収するための印加バイアス制御手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記一次転写ローラは、金属ローラであ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。
4. 前記一次転写ローラは、ゴムローラであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記一次転写ローラは、スポンジローラであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記一次転写ローラは、ブラシローラであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記一次転写ローラと前記中間転写体との間に線速差を持たせることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記カラーモード時に、前記一次転写ローラを前記中間転写体から離すことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記白黒モード時に、黒色トナーを除く各色のトナーを収容する現像手段を、前記中間転写体から離すことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。

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