(57)【要約】      （修正有）【課題】感光体ドラム上のキャリア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好適に除去する。【解決手段】シートに転写するトナー像を担持する感光体ドラム４１３と、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤により感光体ドラム４１３にトナー像を現像する現像装置と、一次転写ローラーと、感光体ドラムの表面のキャリアを磁力と静電気力によって回収する回収機構４１６と、制御部と、を備え、回収機構は、磁石を内包し、感光体ドラムに対向して感光体ドラムの軸と平行な軸を中心に回転可能な回収ローラー１１０と、回収ローラーに電圧を印加する電圧印加部と、を有し、制御部は、感光体ドラム及び回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の周速度を画像形成時よりも小さくすることで、回収ローラーの表面のトナーを除去するトナー除去モードを実行する。【選択図】図３
2020148920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート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を磁力と静電気力によって回収する回収機構と、
前記回収機構に付着したトナーの除去を制御する制御部と、を備え、
前記回収機構は、磁石を内包し、前記像担持体に対向して当該像担持体の軸と平行な軸を中心に回転可能な回収ローラーと、前記回収ローラーに電圧を印加する電圧印加部と、を有し、
前記制御部は、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の周速度を画像形成時よりも小さくすることで、前記回収ローラーの表面のトナーを除去するトナー除去モードを実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回収ローラーは、前記像担持体に対向し、前記像担持体の軸と平行に延設された磁石と、前記磁石の外周面に配置され、前記磁石から独立して回転可能な非磁性回転体と、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。
【請求項３】
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体の周速度が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
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】
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記電圧印加部が印加する交流電圧の最大電圧と最小電圧との差分が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
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】
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記電圧印加部が印加する直流電圧の値と前記像担持体の表面電位との間の電位差が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
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】
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の周速度が、画像形成時における周速度の半分以下の速度になるように制御する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の回転を停止させる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記回収ローラーの表面のトナーの付着量を、前記現像部の内部のトナーの帯電量に基づいて検出し、前記付着量が所定の量を超えた場合に、前記トナー除去モードを実行する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記回収ローラーの表面のトナーの付着量を、それまでに実行した画像形成情報に基づいて検出し、前記付着量が所定の量を超えた場合に、前記トナー除去モードを実行する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項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。
具体的には、電界と磁界の作用によって、現像装置内のトナーがキャリアに付着して、感光体ドラムとの間の現像領域に輸送され、静電的に感光体ドラムの表面に移行する。一方で、キャリアは現像装置内に回収されて再びトナーと付着するが、一部のキャリアは感光体ドラムの表面に転移してしまう。特に、キャリアは経時により表面のコーティングが摩耗して抵抗値が下がるため、現像バイアスによる電荷注入によって感光体ドラムに付着しやすくなる。
【０００３】
キャリア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。転写部でのリークは感光体ドラム表面にリーク跡を残し、これに起因して黒点の画像不良が発生する。また、転写部を通過したキャリアは、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、感光体ドラムに付着したキャリアを回収するための回収機構を備えた画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、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、回収ローラーに電圧を印加することで、電界と磁界の作用により、感光体ドラムに付着したキャリアを回収ローラーに転移させる。また、特許文献２には、現像装置の下流に回収ローラー及び回収キャリア検出手段を設け、感光体ドラムの表面にキャリアの付着を検出したときに、現像剤の交換を促すか、あるいは現像バイアスを変更することでキャリアの付着を抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３７７８８号公報
【特許文献２】特開平１０−３２６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回収ローラーは、キャリアを回収するための電界によって、感光体ドラム上の弱帯電／逆帯電トナーも回収してしまう。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。したがって、回収ローラーの表面上のトナーを好適に除去し、画像汚れを未然に防ぐ必要がある。
【０００６】
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好適に除去することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
シート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を磁力と静電気力によって回収する回収機構と、
前記回収機構に付着したトナーの除去を制御する制御部と、を備え、
前記回収機構は、磁石を内包し、前記像担持体に対向して当該像担持体の軸と平行な軸を中心に回転可能な回収ローラーと、前記回収ローラーに電圧を印加する電圧印加部と、を有し、
前記制御部は、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の周速度を画像形成時よりも小さくすることで、前記回収ローラーの表面のトナーを除去するトナー除去モードを実行する
ことを特徴とする。
【０００８】
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、
前記回収ローラーは、前記像担持体に対向し、前記像担持体の軸と平行に延設された磁石と、前記磁石の外周面に配置され、前記磁石から独立して回転可能な非磁性回転体と、を有する
ことを特徴とする。
【０００９】
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、
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体の周速度が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とする。
【００１０】
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、
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記電圧印加部が印加する交流電圧の最大電圧と最小電圧との差分が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
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、
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記電圧印加部が印加する直流電圧の値と前記像担持体の表面電位との間の電位差が、画像形成時よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の周速度が、画像形成時における周速度の半分以下の速度になるように制御する
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記トナー除去モードにおいて、前記像担持体及び前記回収ローラーのうち、少なくともいずれか一方の回転を停止させる
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記回収ローラーの表面のトナーの付着量を、前記現像部の内部のトナーの帯電量に基づいて検出し、前記付着量が所定の量を超えた場合に、前記トナー除去モードを実行する
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記回収ローラーの表面のトナーの付着量を、それまでに実行した画像形成情報に基づいて検出し、前記付着量が所定の量を超えた場合に、前記トナー除去モードを実行する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、感光体ドラム上のキャリア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好適に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】回収機構の概略構成を示した図である。
【図４】トナーの帯電状態を説明する図である。
【図５】回収ローラーの印加電圧とトナー除去効率との関係を示す図である。
【図６】回収ローラーの印加電圧とトナー除去効率との関係を示す図である。
【図７】回収ローラーの印加電圧とトナー除去効率との関係を示す図である。
【図８】回収ローラー及び感光体ドラムの回転速度とトナー除去効率との関係を説明する図である。
【図９】トナー除去のメカニズムを説明する図である。
【図１０】トナー除去モードにおける動作条件を示す図である。
【図１１】トナーの帯電量とトナー付着量の関係を説明する図である。
【図１２】トナー除去モードの実行に伴うトナー付着量の推移を示す図である。
【図１３】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】トナー除去モードにおける画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［画像形成装置の構成］
以下、本発明の実施形態である画像形成装置の構成を、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。
【００１９】
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、シートＳに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。例えば、制御部１００は、回収ローラー１１０に付着したトナーの量が所定の量を超えたとき、後述するトナー除去モードを実行する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、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。なお、現像装置４１２は現像部、感光体ドラム４１３は像担持体として機能する。
【００３０】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が１００ｍｍの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。
【００３１】
制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させるモーター（図示省略）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／ｓｅｃ）で回転させる。
【００３２】
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。
【００３３】
現像装置４１２は、トナーとキャリア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。
具体的には、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３と現像領域を介して対向するように配置された現像スリーブ４１２ａを備える。現像スリーブ４１２ａは、径が例えば２５ｍｍであり、周速度６６５ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
【００３４】
現像スリーブ４１２ａには、直流電圧に、交流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。これによりトナーを摩擦帯電させ、キャリアにトナーを静電的に付着させる。現像バイアスは、例えば、直流電圧を２００〜８００Ｖ、交流電圧をＶｐｐ（peak to peak）が８００Ｖ、周波数が１０ｋＨｚの矩形波とすることができる。
【００３５】
また、現像スリーブ４１２ａの内側には磁極を有する現像マグネットロールが配置され、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４１２ａ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４１２ａの外周面上に形成される。そして、現像スリーブ４１２ａ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４１２ａ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。現像領域において、トナーは、現像スリーブ４１２ａ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。なお、キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましく、例えば３３μｍとすることができる。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程度が好ましく、例えば６μｍとすることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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とで形成される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が一次転写ニップに到達する前に、当該キャリアを回収する。
回収機構４１６の構成についての詳細は、後述する。
【００３８】
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、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。なお、一次転写ローラー４２２は転写部として機能する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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からシート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。
【００４２】
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。
【００４３】
その後、シートＳが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー画像がシート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、シート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、トナー画像はシートＳに静電的に転写される。トナー画像が転写されたシートＳは定着部６０に向けて搬送される。
【００４４】
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。
【００４５】
定着部６０は、トナー画像が二次転写され、搬送されてきたシートＳを定着ニップで加熱、加圧することにより、シートＳにトナー画像を定着させる。
【００４６】
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シートＳがあらかじめ設定された種類毎に収容される。なお、シートＳは、規格用紙、特殊用紙などの紙製の用紙のほか、樹脂製のシートや、表面が樹脂によりコートされたシートなどが広く含まれる。なお、本実施形態においては、シートＳとして紙製の用紙を用いるものとする。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。
【００４７】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されているシート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、給紙されたシート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のトナー画像がシート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。画像形成されたシート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。
【００４８】
なお、シートＳは、長尺紙やロール紙であってもよい。この場合、シート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シートＳは、当該給紙装置から給紙口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。
【００４９】
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。また、記憶部７０には、後述するトナー除去モードを実行するためのプログラムが記憶されている。
【００５０】
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。
【００５１】
［回収機構の構成］
次に、図３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を回収するための機構であり、図３に示すように、回収ローラー１１０と、キャリア回収室１２０と、排出スクリュー１３０と、電圧印加部１４０（図２参照）と、等を備える。
なお、図中Ｘで示す方向を水平方向とし、図中Ｙで示す方向を鉛直方向とする。
【００５２】
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、厚さが例えば０．３ｍｍであり、回転可能な非磁性の回収スリーブ１１０Ａと、回収スリーブ１１０Ａの内部に固定配置され、径が例えば２５ｍｍの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。
【００５３】
回収スリーブ１１０Ａは、モーター１５０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。回収スリーブ１１０Ａの画像形成時の周速度は特に限定されないが、例えば２９３ｍｍ／ｓｅｃとすることができる。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。
【００５４】
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、複数の磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、図３に示すように、Ｎ極とＳ極が交互となるように配置されている。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。なお、磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１の磁力は磁極Ｓ２及びＳ３の磁力よりも強くなるように構成されている。
また、回収ローラー１１０は電圧印加部１４０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。印加電圧の条件は特に限定されないが、例えば、直流電圧を０〜８００Ｖ、交流電圧を最大電圧と最小電圧の差分、即ちＶｐｐが８００〜２０００Ｖ、周波数が５００〜２０００Ｈｚの矩形波とすることができる。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、印加電圧によって生じる電界におけ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ｃは、回収スリーブ１１０Ａの外周面に付着する。回収スリーブ１１０Ａに付着したキャリアは、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。
【００５５】
回収ローラー１１０におけるキャリア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に略対向するように磁極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、感光体ドラム４１３の表面からキャリアｃを回収する回収極として機能する。即ち、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。回収極Ｎ１の磁束密度は特に限定されないが、例えば１５０ｍＴとすることができる。
また、図３に示すように、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Ｌ１を基準とする反時計回りの角度をθとすると、回収極Ｎ１を、そのピーク位置がθ１＝０〜１０°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、キャリアが付着しやすくなる。
【００５６】
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、回収スリーブ１１０Ａの表面に沿ってキャリアｃを搬送する搬送極として機能し、キャリア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。
【００５７】
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は回収されたキャリアｃを回収スリーブ１１０Ａから剥離させる剥離極として機能する。即ち、キャリア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ｃを巻き込みながら回収スリーブ１１０Ａの表面を摺擦する。
【００５８】
剥離極Ｓ２は、図中Ｌ１を基準とした反時計回りの角度をθで表すと、そのピーク位置が、例えばθ２＝２００°の位置となるように配置される。なお、回収スリーブ１１０Ａが、図中Ｙで示す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、キャリア回収室１２０による剥離極Ｓ２から剥離したキャリアの回収効率が低下する。一方で、回収スリーブ１１０Ａが図中Ｘで示す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。
【００５９】
なお、上述したように、剥離極Ｓ２の磁力は、回収極Ｎ１及び搬送極Ｓ１，Ｎ２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が所定量を超えた場合に剥離しやすくなる。剥離極Ｓ２の磁束密度は上記条件を満たすものであれば特に限定されないが、例えば７０ｍＴとすることができる。
【００６０】
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し、剥離極Ｓ２との間で反発磁界を形成する。
なお、回収スリーブ１１０Ａの回転方向において、剥離極Ｓ２の下流側かつ貯留極Ｓ３の上流側には、脱磁領域Ｒ１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。したがって、剥離極部Ｐ２から剥離したキャリアｃは、再度回収スリーブ１１０Ａに付着することなく、キャリア回収室１２０に落下する。
【００６１】
キャリア回収室１２０は、回収ローラー１１０の近傍に配置され、回収スリーブ１１０Ａから落下したキャリアを回収する。
キャリア回収室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、キャリア回収室１２０に回収されたキャリアｃは、排出スクリュー１３０によって図示しないキャリア回収箱へと排出され、廃棄される。
【００６２】
なお、本実施形態における回収マグネットロール１１０Ｂに配置された搬送極の数は一例であり、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。
【００６３】
［回収ローラー上のトナーの除去］
次に、回収ローラー１１０に付着したトナーを除去する方法について説明する。
【００６４】
回収ローラー１１０は、上記したように、感光体ドラム４１３の表面のマイナス荷電のキャリアを、最近接位置Ｐ１において回収しやすくするため電圧を印加している。
この時、回収ローラー１１０によって、感光体ドラム４１３の表面に付着したいわゆるかぶりトナーも回収される。図４は、トナーの帯電量を示した図である。図４に示すように、現像装置４１２の内部のトナー（通常トナー）は、マイナスに荷電している。一方で、回収ローラー１１０に付着したトナー（付着トナー）は、大部分が電荷をもたない０荷電を中心とした弱帯電／逆帯電のトナーである。このようなトナーは、画像の背景部に付着してかぶりトナーとなる。通常の帯電状態の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、弱帯電トナーや逆帯電トナー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３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。
【００６５】
トナーｔは非磁性体であるため、回収ローラー１１０に転移したトナーｔは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ｃによって摺擦され、キャリアｃとともに堆積して最終的にキャリア回収室１２０に回収される。
【００６６】
しかし、回収スリーブ１１０Ａ上のキャリアの量が十分でないと、剥離極部Ｐ２に滞留するキャリアが不足し、剥離極部Ｐ２において十分にトナーを回収することができない。この場合、回収スリーブ１１０Ａ上にトナーが堆積することとなり、回収スリーブ１１０Ａ上のトナーにより感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０の間の空隙が埋まると、回収ローラー１１０上のトナーが再び感光体ドラム４１３に付着し、その結果、シートＳに転移して画像ノイズが発生する。
【００６７】
したがって、本実施形態においては、回収スリーブ１１０Ａに付着したトナーを感光体ドラム４１３の表面に電気的に戻し、回収スリーブ１１０Ａ上のトナーを除去する。以下に示す発明者らの検討により、トナーの除去効率には、少なくとも（１）回収ローラー１１０の印加電圧と、（２）回収スリーブ１１０Ａ及び感光体ドラム４１３の周速度と、が影響することが明らかとなった。
【００６８】
（１）回収ローラーの印加電圧
図５に示すように、感光体ドラム４１３の印加電圧を異ならせて、所定の画像を所定の枚数のシートＳに印字した。その後、回収ローラー１１０上のトナーの付着量を、目視で観察するとともに、回収ローラー１１０上のトナーをメンディングテープで採取したのちに、メンディングテープの反射濃度を計測し、予め設定した目標の値の範囲内であるか否かを判断した。
なお、図中「結果」の欄に示すのは、回収ローラー上のトナーの付着量を、目視及び反射濃度の計測によって評価した結果を表す。「◎」は全くトナーの付着がないことを、「〇」は目視によりトナーの付着が観察されるが、反射濃度が目標の値の範囲内であることを、「△」は反射濃度が目標の値の範囲を超えているが、目視により回収ローラー１１０にトナーが積層しているとは認められないことを、「×」は目視により回収ローラー１１０の表面にトナーが積層していることを、それぞれ表す。
【００６９】
図中、条件ａにおいて、回収ローラー１１０にプラスの直流電圧を印加すると、回収ローラー１１０上のトナーのうち、１割程度が感光体ドラム４１３に移行した。また、条件ｂにおいて、回収ローラー１１０にマイナスの直流電圧を印加しても、トナーは移行しなかった。一方で、条件ｃにおいて、回収ローラー１１０に交流電圧のみを印加すると、最近接位置Ｐ１の近傍の所定の範囲においてトナーが振動したことにより、感光体ドラム４１３に５０％程度が移行した。また、条件ｄにおいて、交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加させると、交流電圧のみを印加させる場合に比べて、トナーの移行量が少なく、最近接位置Ｐ１のみにおいてトナーが移行すると考えられる。
【００７０】
即ち、トナーの除去効率を向上させるためには、回収ローラー１１０に交流電圧のみを印加するのが望ましい。また、画像形成時における、感光体ドラム４１３の表面電位（例えば、６００Ｖ）と回収ローラー１１０に印加する直流電圧（例えば、３００Ｖ）との電位差よりも小さい電位差とした方が、トナーの除去効率が向上すると考えられる。
【００７１】
続いて、図６に示すように、交流電圧のみを印加する条件下で、交流電圧のＶｐｐの値を異ならせて、所定の画像を所定の枚数のシートＳに印字した。その後、図５と同様に、回収ローラー１１０のトナーの付着量を評価した。
図中、条件ｈ及びｉのように、交流電圧のＶｐｐの値が大きいほど、感光体ドラム４１３へのトナーの移行量が多いことが明らかとなった。また、詳しくは後述するが、トナーは回収ローラー１１０と感光体ドラム４１３との間を振動しながら、回収ローラー１１０の回転方向に移動するため、トナーの移動距離が長く、回収ローラーと感光体ドラム４１３との間に滞留する時間が長いほど、感光体ドラム４１３への移行が起きやすくなる。トナーの移動距離は、条件e及びｆでは２ｍｍ、条件ｇでは３ｍｍ、条件ｈ及びｉでは４ｍｍであった。トナーの移動距離の観点からも、やはり交流電圧のＶｐｐが高い方が有利であることが明らかとなった。
【００７２】
続いて、図７に示すように、交流電圧のみを印加する条件下で、交流電圧の周波数を異ならせて、所定の画像を所定の枚数のシートＳに印字した。その後、図５と同様に、回収ローラー１１０のトナーの付着量を評価した。
図中、条件ｊにおいて、周波数を高くしてもトナーの移行に効果はないことが分かった。一方、条件ｌにおいて、周波数が１２５０Ｈｚの時に最も効果が得られ、条件ｍにおいて、さらに周波数を下げるとトナーの移行量は減少することが分かった。トナーの移動距離は、条件ｋでは２ｍｍ、条件ｌでは４ｍｍ、条件ｍでは１ｍｍであった。トナーの移動距離の観点からも、周波数が１２５０Ｈｚの時に効果的であることが分かった。即ち、交流電圧の周波数には、適切な値があることが明らかとなった。
【００７３】
（２）回収ローラー及び感光体ドラムの周速
図８に示すように、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０の回転数を制御し、周速度を異ならせて、所定の画像を所定の枚数のシートＳに印字した。その後、図５と同様に、回収ローラー１１０のトナーの付着量を評価した。
【００７４】
図中、条件ｎ及びｐにおいて、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち、少なくともいずれか一方の周速を落とすことによって、感光体ドラム４１３へのトナー移行量が増加することが明らかになった。このように、感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０との間の最近接位置Ｐ１の近傍で、トナーが振動しながら滞留する時間を長くすることで、トナーの移行量を増加することができると考えられる。
また、条件ｎとｐの比較により、感光体ドラム４１３の周速度を、画像形成時の周速度（６６５ｍｍ／ｓｅｃ）の半分以下とすることで、トナー除去効率をさらに向上させることができることが分かった。
【００７５】
このときの想定されるメカニズムについて、図９を用いて具体的に説明する。
図９（Ａ）は、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０を、画像形成時の周速度で回転させる場合の、想定されるトナーの移動モデル図である。回収ローラー１１０の周速は、例えば２９３ｍｍ／ｓであり、感光体ドラム４１３の周速は、例えば６６５ｍｍ／ｓであるとする。そして、図５〜図７に示したように、トナーの移行量が増大する条件となるように、回収ローラー１１０に電圧を印加した。具体的には、直流電圧が０Ｖ、交流電圧をＶｐｐが１６００Ｖ、周波数が１２５０Ｈｚとなるように印加し、感光体ドラム４１３の表面電位を０Ｖとした。
図９（Ｂ）は、感光体ドラム４１３の周速を図９（Ａ）に比べて小さくし、その他の条件を図９（Ａ）と同一とした場合の、想定されるトナーの移動モデル図である。
【００７６】
図９の矢印で示すように、回収ローラー１１０の表面に付着したトナーは、近接領域Ｒ２において、回収ローラー１１０に印加される交流電圧の影響を受けて、感光体ドラム４１３の表面と回収ローラー１１０の表面との間を往復するように振動する、ギャップ間往復運動を行う。なお、近接領域Ｒ２とは、最近接位置Ｐ１を含む、感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０とが近接する領域である。
【００７７】
図９（Ａ）のモデルにおいては、図９（Ｂ）のモデルに比べて感光体ドラム４１３の周速が速く、近接領域Ｒ２においてトナーｔが振動する回数が少ない。したがって、トナーｔが近接領域Ｒ２に滞留する時間が短くなる。一方で、図９（Ｂ）に示すように、感光体ドラム４１３の周速を落とすにつれて、近接領域Ｒ２でトナーｔが振動する回数が増加し、トナーｔの滞留時間が長くなる。近接領域Ｒ２でのトナーｔの滞留時間が長くなると、トナーｔは振動を繰り返す中で、感光体ドラム４１３の表面に収束していく。
【００７８】
ここで、ギャップ間往復運動の結果、回収ローラー１１０ではなく感光体ドラム４１３にトナーが集まるのには、以下の理由が考えられる。
トナーが電荷を帯びている場合、感光体ドラム４１３表面よりも鏡像力が高くなる導体面、即ち回収ローラー１１０の表面の方が、トナーの拘束力が高くなる。しかし、回収ローラーに付着したトナーは、電荷０を中心とした弱帯電又は逆帯電トナーであるため、静電気的な付着力よりも、非静電的な付着力が支配的となる。一般に、表面硬度が小さいものは表面吸着力が高いという関係があるため、表面が金属無垢材で形成された回収ローラー１１０に比べ、表面が樹脂で被覆された感光体ドラム４１３にトナーが付着しやすくなる。その結果、感光体ドラム４１３表面にトナーが移行すると考えられる。
【００７９】
なお、図９（Ｂ）においては、感光体ドラム４１３の周速度を低下させているが、回収ローラー１１０の周速度を低下させても、近接領域Ｒ２におけるトナーの滞留時間を長くすることができる。また、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０の両方の周速度を低下させることで、近接領域Ｒ２における滞留時間をより長くすることができ、回収ローラー１１０の表面上のトナーの除去効率を向上させることができる。
ただし、感光体ドラム４１３の周速度を低下させることが好ましい。感光体ドラム４１３は回転に伴い表面の膜厚が減少し、寿命が短くなる。感光体ドラム４１３は、例えばＡ４用紙を横方向で通紙した場合に、６００ｋｐ通紙時点まで耐久可能であるが、回収ローラー１１０の場合、３０００００００ｋｐ通紙時点まで耐久可能である。即ち、表面が金属製の回収ローラー１１０に比べて、表面が樹脂で被覆された感光体ドラム４１３は寿命がはるかに短いため、感光体ドラム４１３周速度を低下させて回転数を減少させる方が、部品の寿命の観点から有利である。
【００８０】
また、図９においては、感光体ドラム４１３に対して回収ローラー１１０がカウンター方式で回転するものとしているが、ウィズ方式でも、同様に感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち少なくともいずれか一方の周速度を低下させることで、トナー除去効率を向上させることができる。
【００８１】
また、図８の条件ｐのとき、感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０の両方の回転を停止させた状態で、上記した電圧を印加すると、回収ローラー１１０の表面のトナーはすべて感光体ドラム４１３に移行する。感光体ドラム４１３と回収ローラー１１０の両方が停止していると、通常の近接領域Ｒ２の通過時間に比べて電界を十分に長い時間、局所的に与え続けるため、トナーｔのギャップ間往復運動が収束する結果、トナーｔが感光体ドラム４１３の表面に集まると考えられる。
この場合、両方の回転を停止させた状態でトナーを移行させたのち、近接領域Ｒ２の幅分だけをそれぞれ回転させて、再び回転を止めて回収ローラー１１０に電圧を印加させてトナーを除去する。即ち、回収ローラー１１０の外周の一周分が近接領域Ｒ２を通過するまで、この動作を繰り返すことで、回収ローラー１１０のトナーを確実に除去することができる。
【００８２】
［トナー除去モード］
上述の検討結果を踏まえ、本実施形態に係る画像形成装置１は、回収ローラー１１０の表面に付着したトナーを除去するためのトナー除去モードを実行する。
図１０に、トナー除去モードにおける、回収ローラー１１０及び感光体ドラム４１３の動作条件を示す。トナー除去モードにおいては、図５〜図８に示したように、回収ローラー１１０には交流電圧のみを印加し、画像形成時に比べて交流電圧のＶｐｐを高く設定し、周波数を高い除去効率を発揮できる１２５０Ｈｚに設定する。また、感光体ドラム４１３の周速度を、画像形成時に比べて小さくするとともに、表面電位を０Ｖになるように制御する。
トナー除去モードの実行時間を３０秒とするため、キャリア回収ローラーへの電圧の印加時間を３０秒とした。
【００８３】
トナー除去モードは、回収ローラー１１０の表面に相当量のトナーが付着したと考えらえる時点で行う。
回収ローラー１１０の表面のトナーの付着量は、以下のようにして予測する。現像装置４１２によってトナーを現像させたときに流れる現像剤電流値から、トナー帯電量を検出する。検出されたトナー帯電量が予め設定された所定の閾値よりも低い場合には、帯電量が低下し、弱帯電／逆帯電トナーが生じていると判断することができる。この状態でプリント継続すると、相当量のかぶりトナーが回収ローラー１１０の表面に付着すると考えられる。したがって、トナーの帯電量が所定の閾値を超えた後、所定の枚数分のプリントを実行したときに、トナー除去モードを実行する。
【００８４】
図１１に、検出したトナー帯電量と、各状況下において所定の枚数のプリント後に観察される回収ローラー１１０の表面のトナー量との関係を示す。なお、ここでのプリント枚数とは、累積画像面積をＡ４用紙の枚数に換算したものを指す。
また、図中「回収ローラー上のトナー付着量」の欄に示すのは、回収ローラー上のトナーの付着量を、目視及び反射濃度の計測によって、「◎」、「〇」、「△」、「×」の四段階で評価した結果を表す。「◎」は全くトナーの付着がないことを、「〇」は目視によりトナーの付着が観察されるが、反射濃度が目標の値の範囲内であることを、「△」は反射濃度が目標の値の範囲を超えているが、目視により回収ローラー１１０にトナーが積層しているとは認められないことを、「×」は目視により回収ローラー１１０の表面にトナーが積層していることを、それぞれ表す。
【００８５】
図１１に示すように、帯電量が３５μＣ／ｇ以上であるときは、プリント枚数に関わらず回収ローラー１１０上にトナーの付着が観察されないことから、十分な帯電量であるといえる。一方で、帯電量が３０μＣ／ｇ以下となると、プリントの継続により回収ローラー１１０上にトナーが付着するようになる。帯電量が３０μＣ／ｇの時、５ｋｐ以上プリントを継続すると、回収ローラー１１０の表面にトナーが積層し始める。また、３ｋｐプリント後には反射濃度が１．０〜３．０となり、反射濃度が目標の値の範囲を超えるため、トナーが付着し始めることがわかるが、積層には至らない。
したがって、帯電量が３０μＣ／ｇの以下の状態であることを検知した場合に、３ｋｐプリントするごとにトナー除去モードを実行することで、回収ローラー１１０上のトナー量を目標値以下に収めることができる。
【００８６】
図１２に、トナーの帯電量が３０μＣ／ｇ以下の状態において、Ａ４用紙を継続して３ｋｐプリントするごとに、トナー除去モードを実行したときの、回収ローラー１１０上のトナー付着量の推移を示す。反射濃度は、回収ローラー１１０の表面に付着したトナーを、メンディングテープで採取したものを計測して得られた値である。図中、Ｔ１〜Ｔ４はトナー除去モードを実行したタイミングを表す。また、計測された反射濃度が１．０以上であるときに、回収ローラー１１０上のトナーに起因する画像不良が発生するため、反射濃度１．０を目標値として設定した。
図１２に示すように、トナー除去モードを実行する度に反射濃度が低下することから、トナー除去モードによる、回収ローラー１１０上のトナー除去効果を確認できる。トナー除去モードを定期的に繰り返すことにより、トナー付着量を目標値以下に収められることが示された。また、用紙に形成された画像を確認したところ、回収ローラー１１０上の付着トナーに起因する画像不良も生じなかった。
【００８７】
なお、上記の説明では、検出された現像装置４１４内のトナーの帯電量と累積印字枚数（画像形成情報）に基づいてトナー除去モードを実行するものとしたが、これに限らない。種々の画像形成情報に基づいてトナー除去モードの実行を判断しても良く、例えば、高カバレッジ条件や、高温・高湿条件など、かぶりトナーが発生しやすい条件下で連続印字したときに、トナー除去モードを実行することも有効である。
【００８８】
続いて、図１３及のフローチャートを用いて、本実施形態に係る画像形成装置１の動作を説明する。なお、図１３に示す処理は、制御部１００と記憶部７０に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００８９】
画像形成装置１がプリント動作を開始すると、制御部１００は、現像装置４１４における現像剤電流値を検出する（ステップＳ１）。続いて、制御部１００は、検出された電流値に基づいて、トナーの帯電量を検出する（ステップＳ２）。
【００９０】
制御部１００は、検出されたトナーの帯電量が、予め設定された所定の帯電量を下回ったか否かを判断する（ステップＳ３）。なお、所定の帯電量は、予め記憶部７０に記憶されているものしても良いし、ユーザーが任意の値に設定しても良い。制御部１００は、トナーが所定の帯電量を下回っていないと判断すると（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１に戻るが、下回っていると判断すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に移行する。
【００９１】
ステップＳ４では、制御部１００は、トナーが所定の帯電量を下回ったことを検出した後、所定の枚数をプリントしたか否かを判断する。所定の枚数は、上述したように、トナーの帯電量がある値であるとき、継続してプリントした場合に、回収ローラー１１０上のトナーの付着量を、画像不良が生じない範囲に収めることが可能なプリント枚数である。なお、所定の枚数は、予めステップＳ３における所定の帯電量に対応付けて記憶されているものとする。制御部１００は、所定の枚数をプリントしていないと判断すると（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ４の処理を繰り返すが、所定の枚数をプリントしたと判断すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に移行する。
【００９２】
ステップＳ５では、制御部１００は、プリント動作を一時停止させる。続いて、トナー除去モードを実行する（ステップＳ６）。
図１４は、トナー除去モードにおける画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。なお、図１４に示す処理は、制御部１００と記憶部７０に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００９３】
トナー除去モードでは、制御部１００は、まず、回収ローラー１１０への印加電圧を変更する（ステップＳ６１）。具体的には、上述したように、交流電圧のみを印加するものとし、Ｖｐｐを画像形成時よりも大きく、周波数をトナー除去に適した値に設定する。
【００９４】
続いて、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面電位が０Ｖになるように制御する（ステップＳ６２）。具体的には、感光体ドラム４１３の近傍に設けられたＬＥＤ等の露光手段からなるイレーサーにより、感光体ドラム４１３の表面を除電して表面電位を０Ｖとすることができる。
【００９５】
続いて、制御部１００は、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０の回転を開始させる（ステップＳ６３）。ここで、上述したように、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち、少なくともいずれか一方の周速が画像形成時に比べて小さくなるように制御する。
なお、ステップＳ６１〜Ｓ６３の処理は、順序を入れ替えて行っても良い。
【００９６】
続いて、制御部１００は、所定の時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ６４）。所定の時間は、トナー除去モードの実行時間として予め設定された時間である。制御部１００は、所定の時間を経過したと判断すると（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、トナー除去モードを終了するが、経過していないと判断すると（ステップＳ６４：ＮＯ）、ステップＳ６４の処理を繰り返す。
【００９７】
トナー除去モードを終了すると、図１３に戻る。制御部１００は、プリントを再開する（ステップＳ７）。この時、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０の動作条件を、画像形成時の条件に戻す。
続いて、制御部１００は、ジョブを完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。制御部１００は、ジョブを完了した、即ち指定された枚数のプリントを完了したと判断すると（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御を終了するが、完了していないと判断すると（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、上記した処理を繰り返す。
【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は、感光体ドラム４１３の表面から、電界と磁界の作用によってキャリアを回収する回収機構４１６を備え、回収ローラー１１０に付着したトナーを除去するためのトナー除去モードにおいては、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち少なくとも一方の周速度を、画像形成時よりも小さくする。これにより、回収ローラー１１０と感光体ドラム４１３との間でトナーを振動させる時間を十分に確保し、感光体ドラム４１３に効率よくトナーを転移させることができる。
【００９９】
また、トナー除去モードにおいて、感光体ドラム４１３の周速度を小さくすることにより、感光体ドラム４１３の消耗を抑制することができる。
【０１００】
また、トナー除去モードにおいて、回収ローラー１１０に印加する電圧を制御することにより、トナーの除去効率を上昇させることができる。
【０１０１】
また、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち少なくとも一方の周速度を、画像形成時の半分以下とすることで、より除去効率を向上させることができる。
【０１０２】
また、感光体ドラム４１３及び回収ローラー１１０のうち少なくとも一方を停止させることで、より除去効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、回収ローラー１１０へのトナー付着量を、現像装置４１４におけるトナー帯電量に基づいて判断し、所定の付着量を下回ったときに、トナー除去モードを実行することで、トナーの除去が必要な状況を精度よく判断し、画像不良をより効果的に防ぐことができる。
また、帯電量が低下した状況下で所定の枚数だけ連続印字した場合に、トナー除去モードを実行することでも、トナーの除去が必要な状況を精度よく判断し、画像不良をより効果的に防ぐことができる。
【０１０４】
［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。
【０１０５】
例えば、上記実施形態においては、回収ローラーを、剥離極においてキャリアを滞留させて除去する構成としたが、これに限定されない。回収ローラーの表面にスクレーパーを当接させて、回収ローラーに付着したキャリアを掻き取って除去する構成としても良い。即ち、回収機構が、電界と磁界の作用によって感光体ドラム上のキャリアを回収する構成であれば、細部の構成については適宜変更可能である。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
【０１０８】
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）
１２０  キャリア回収室
１３０  排出スクリュー
１４０  電圧印加部
４２１  中間転写ベルト
４２２  一次転写ローラー（転写部）
【図１】
2020148920.tif 000003
【図２】
2020148920.tif 000004
【図３】
2020148920.tif 000005
【図４】
2020148920.tif 000006
【図５】
2020148920.tif 000007
【図６】
2020148920.tif 000008
【図７】
2020148920.tif 000009
【図８】
2020148920.tif 000010
【図９】
2020148920.tif 000011
【図１０】
2020148920.tif 000012
【図１１】
2020148920.tif 000013
【図１２】
2020148920.tif 000014
【図１３】
2020148920.tif 000015
【図１４】
2020148920.tif 000016