(57)【要約】【課題】  一回の現像で回収されるキャリア量が微量であっても、像担持体と現像剤担持体との電位差を適正な関係に制御できるとともに、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係を回収したキャリア量に応じたものにすることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  キャリア回収ローラ３１で回収されてキャリア貯蔵部３４に貯蔵されたキャリア量および現像装置１２の駆動時間または現像ローラ１２ａの回転量に基づいて感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の制御を行う。【選択図】  図４
2007065095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加して該現像剤担持体上の現像剤よりトナーを該像担持体上の静電潜像に供給してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
該像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段と、該キャリア回収手段によって回収されたキャリアを貯蔵するキャリア貯蔵手段と、該キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリアの量を検知するキャリア量検知手段と、該現像装置の駆動時間または該現像剤担持体の回転量をカウントするカウント手段と、該キャリア量検知手段の検知結果とカウント手段のカウント数とに基づいて、該像担持体と該現像剤担持体との電位差を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記カウント手段が所定の値までカウントした場合に、上記制御手段で上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の変更を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記制御手段で上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の変更を行った後、上記カウント手段のカウントをリセットし、上記キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリアを放出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の下限値を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記制御手段は、上記上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差が、上記下限値に達したとき、異常信号を出すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
、画像情報を読み取ることができる画像読取装置を備え、該画像読取装置により読み取られた画像に基づき記録紙に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を用いた二成分現像装置が採用されている。このような二成分現像装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される現像装置は、現像剤収容器内に現像剤攪拌部材を設け、現像剤攪拌部材により現像剤を攪拌することで現像剤を摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体近傍へ現像剤を搬送する。この現像剤を、内部に磁石を有する非磁性の現像スリーブからなる現像剤担持体が磁気力によって汲み上げてその表面に担持し、非磁性スリーブの回転により像担持体と対向する位置まで搬送する。途中、現像剤担持体上の現像剤は層厚規制部材によりその量を規制される。像担持体と対向する現像領域では、現像剤担持体上に磁気力により現像剤の穂を形成し、現像剤の穂より像担持体上の静電潜像にトナーを供給することによりこれを現像する。
【０００３】
このような二成分現像装置において、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係が適切でないと、キャリアを現像剤担持体に引き付ける磁気力よりも、像担持体側へ引き付ける静電気力の方が強く働いて、キャリアが現像剤担持体から離れて像担持体へ付着することがあった。
【０００４】
また、キャリアがストレスを受けてコート膜が削れたり、トナーの外添剤が熱などの影響でキャリア表面に付着したりして、キャリアの帯磁性の低下する結果、キャリアが現像剤担持体から離れて像担持体へ付着することもあった。
【０００５】
このように、像担持体にキャリアが付着すると、白抜け画像が発生する問題があった。これは、キャリアの粒径は、トナーよりも大きいため、キャリアによって、感光体と転写ベルトとの間にギャップが生じてしまう。その結果、キャリアが付着した付近の転写電界が低下して、キャリアが付着した付近のトナーが転写ベルトに転写されなくなり、その部分が白抜け画像となってしまうのである。また、転写後に像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニング部材でクリーニングする際、像担持体に残留したキャリアで像担持体を傷つける問題があった。
【０００６】
特許文献２には、像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段たるキャリア回収ローラと、このキャリア回収ローラにキャリアが付着しているかどうかを検知するキャリア検知手段たる反射型光センサとを設け、キャリア回収ローラにキャリアが付着している場合は、現像バイアスを変更するものが記載されている。像担持体に付着したキャリアをキャリア回収ローラで回収するので、白抜け画像の発生を抑制することができるとともに、像担持体の傷つきを抑制することができる。また、キャリア回収ローラにキャリアが付着している場合は、現像バイアスを変更して、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係を適正にするので、キャリアが像担持体に付着するのを抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４９２１３号公報
【特許文献２】特開平１０−３２６０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、通常の反射型光センサでは、キャリア回収ローラにある程度のキャリアが付着しないとキャリアが付着していることが検知できない。よって、現像剤担持体と感光体との電位差の関係がかなり悪化してからでないと、現像バイアスと像担持体との電位差の関係を適正にすることできない。また、キャリア回収ローラにわずかにキャリアが付着した場合でも、キャリアの付着を検知できるようにするためは、高精度の反射型光センサを設ける必要があり、コスト高に繋がる。さらに、反射型光センサでは、キャリア回収ローラにキャリアが付着しているか否かは検知できるが、一回の現像でキャリア回収部材にどのくらいの量のキャリアが付着したかはわからない。このため、現像バイアスを変更して、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係を変更しても、その変更した電位差の関係が、必ずしも回収したキャリア量に応じたものとなっていない場合があった。その結果、現像剤担持体と像担持体との電位差を変更してもその変更した電位差が適正な関係になっていない場合があり、像担持体へトナーが付着してしまう場合があった。
【０００９】
本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、一回の現像で回収されるキャリア量が微量であっても、像担持体と現像剤担持体との電位差を適正な関係に制御できるとともに、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係を回収したキャリア量に応じたものにすることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加して該現像剤担持体上の現像剤よりトナーを該像担持体上の静電潜像に供給してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、該像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段と、該キャリア回収手段によって回収されたキャリアを貯蔵するキャリア貯蔵手段と、該キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリアの量を検知するキャリア量検知手段と、該現像装置の駆動時間または該現像剤担持体の回転量をカウントするカウント手段と、該キャリア量検知手段の検知結果とカウント手段のカウント数とに基づいて、該像担持体と該現像剤担持体との電位差を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記カウント手段が所定の値までカウントした場合に、上記制御手段で上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の変更を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記制御手段で上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の変更を行った後、上記カウント手段のカウントをリセットし、上記キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリアを放出することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差の下限値を設定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記制御手段は、上記上記像担持体と上記現像剤担持体との電位差が、上記下限値に達したとき、異常信号を出すことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、、画像情報を読み取ることができる画像読取装置を備え、該画像読取装置により読み取られた画像に基づき記録紙に画像を形成することを特徴とするものである。  
【発明の効果】
【００１１】
請求項１乃至６の発明によれば、キャリア回収手段で回収されてキャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリア量および現像装置の駆動時間または現像剤担持体の回転量に基づいて像担持体と現像剤担持体との電位差の制御している。キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリア量から、現像装置の駆動時間または現像剤担持体の回転量を除算すれば、一回の現像で像担持体に付着して、キャリア回収手段に回収されたキャリア量を求めることができる。よって、この求められた回収されたキャリア量に基づいて像担持体と現像剤担持体との電位差を制御することができ、像担持体と現像剤担持体との電位差を像担持体にキャリアが付着することのない適正な関係にすることができる。また、本発明では、キャリア貯蔵手段に貯蔵されたキャリア量を検知している。よって、一回の現像でキャリア回収手段に回収されるキャリア量が微量であっても、所定の回数現像を行えば、キャリア貯蔵手段にキャリア量検知手段で検知できるだけのキャリア量がキャリア貯蔵部に貯蔵される。その結果、一回の現像でキャリア回収手段に回収されるキャリア量が微量であっても、所定の回数現像を行えば、像担持体にキャリアが付着していることを検知することができる。よって、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係がかなり悪化する前に、現像剤担持体と像担持体との電位差の関係を適正値に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタの概略構成を示す要部構成図である。このプリンタは、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００１３】
図１に示すように、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、図中矢印方向に回転するドラム状の像担持体たる感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを備えている。各画像ステーション３は、感光体１０の周囲に、感光体１０を帯電する帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ、感光体１０に形成された潜像を現像する現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋを備えている。現像装置内には、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤が収容されている。また、転写後の感光体表面の電位を除電する除電用ＬＥＤ１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋ、感光体１０上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｋ、感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを備えている。各画像ステーション３の下方には、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにレーザ光Ｌを照射可能な露光手段としての光学ユニット４を備えている。各画像ステーション３の上方には、各画像ステーション３により形成されたトナー画像が転写される転写ベルト２０を備えた中間転写ユニット５を備えている。また、転写ベルト２０に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに定着する定着ユニット６を備えている。
【００１４】
図２は、４つの現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋのうちの一つを示す拡大構成図である。４つの現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外は、ほぼ同様の構成になっているので、同図ではＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字を省略している。現像容器１２ｄには、現像剤担持体としての現像ローラ１２ａ、現像容器内の現像剤を攪拌搬送する搬送スクリュウ１２ｂ、１２ｃ、現像ローラ表面に所定のギャップを持って対向している層厚規制部材としてのドクタブレード１２ｅ等を有している。現像ローラ１２ａは、円筒状に形成してなる非磁性スリーブと、非磁性スリーブの内部に固定状態で設けられ、非磁性スリーブの表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラとからなっている。現像ローラ１２ａは、現像容器の開口から外部に向けて表面が露出しており、感光体１０に対して所定のギャップで対向している。現像ローラ１２ａと感光体１０との対向部で現像領域が形成されている。現像ローラ４１には、電源１２ｆにより、感光体の非画像部の表面電位よりも低い−４００〜−７００［Ｖ］の現像バイアス電圧が印加して、地肌ポテンシャル（感光体と現像ローラとの電位差）が１００［Ｖ］となるようにしている。現像容器内にある現像剤はトナーと磁性キャリアから構成される二成分現像剤である。この現像剤は、搬送スクリュ１２ｂ、１２ｃによって容器内を循環している。
【００１５】
光学ユニット４は、光源であるレーザダイオードから発射させるレーザ光をポリゴンミラー４１によって煩瑣させ、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上に照射しながら順次走査している。上記中間転写ユニット５の転写ベルト２０は、２つの張架ローラ２１、２２に張架されており、張架ローラ２１、２２のうち、いずれか一方が駆動ローラとなっており、他方がテンションローラ２２となっている。また、中間転写ユニット５は、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに形成されたトナー像を転写ベルト２０に転写する一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋを備えている。一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍは、揺動ブラケット２７に支持されており、この揺動ブラケット２７は、回動軸２７ａを中心に揺動可能に構成されている。揺動ブラケット２７には、図示しない駆動手段によって回転軸２７ａを中心に回転駆動されるカム２８および揺動ブラケット２７を画像形成ユニット側へ付勢するスプリング２９が配設されている。中間転写ユニット５は、転写ベルト２０上に転写されたトナー像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ２５、転写紙Ｐ上に転写されなかった転写ベルト６上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６を備えている。
【００１６】
次に、上記構成のプリンタにおいて、カラー画像を得る行程について説明する。まず、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおいて、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋによって一様に−５００〜−８００［Ｖ］に帯電される。その後、光学ユニット４により、画像情報に基づきレーザ光Ｌが走査露光されて感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ表面に潜像が形成される。
【００１７】
現像装置は、現像剤収容器内の現像剤攪拌部材１２ｂにより現像剤を攪拌することで現像剤４５を摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体たる現像ローラ１２ａ近傍へ現像剤４５を搬送する。この現像剤を、内部に磁石を有する非磁性の現像スリーブからなる現像剤担持体たる現像ローラ１２ａが磁気力によって汲み上げてその表面に担持し、非磁性スリーブの回転により像担持体と対向する位置まで搬送する。途中、現像ローラ上の現像剤は層厚規制部材によりその量を規制される。感光体と対向する現像領域では、現像ローラ上に磁気力により現像剤の穂を形成し、現像剤の穂より感光体上の静電潜像にトナーを供給することによりこれを現像して潜像画像をトナー像化する。このトナー像は、各一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト２０上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が転写ベルト２０上の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト２０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、除電用ＬＥＤ１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋにより表面が除電されて、クリーニングブレード１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによってその表面がクリーニングされる。表面がクリーニングされた感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上に、潤滑剤塗布装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって潤滑剤が塗布されて、次の画像形成に備えられる。
【００１８】
一方、図示しない給紙カセット等の給紙部から転写紙Ｐが所定のタイミングで２次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、転写ベルト２０上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着ユニット６を通過することで画像定着が行われ、図示しない排紙トレイに排出される。感光体１０と同様に、転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは、転写ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。
【００１９】
また、本プリンタは、Ｋトナーだけによるモノクロ画像の出力も可能である。モノクロ画像を出力する場合には、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍを使用しない。そして、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍを稼動させないだけでなく、これらと転写ベルト２０とを非接触にする。転写ベルト２０と画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍと非接触にする場合は、図示しない駆動手段でカム２８を回転駆動させる。すると、揺動ブラケット２７がスプリング２９の付勢力に抗って、回転軸２７ａを支点として図中上側へ回転して、一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍが転写ベルト２０を感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに押し当てない位置まで移動する。これにより、転写ベルト２０が感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃから離間する。そして、転写ベルト２０が感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃから離間した状態で、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。かかる構成では、感光体の寿命向上の点で有利である。
【００２０】
次に、本実施形態の特徴点について説明する。キャリアの劣化によって帯磁性や帯電性が低下してしまう結果、キャリアが現像ローラ１２ａから離れて感光体１０へ付着する場合があった。また、キャリアが新しくても現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差の関係で感光体１０へキャリアが付着する場合もあった。本実施形態においては、キャリアは、プラスに帯電し、感光体の地肌部電位は、現像バイアスの電位よりも低くしている。このため、現像ローラに対して感光体の地肌部電位が低くければ低いほど、すなわち感光体と現像ローラとの電位差が大きいほど、プラス帯電したキャリアを感光体側へ引き付ける静電気力が大きくなって、キャリアが感光体へ付着しやすくなってしまう。このように、感光体にキャリアが付着してしまうと、白抜けなどの画像不良が発生する問題があった。また、転写後に像担持体上に残留する転写残トナーをクリーニングブレードでクリーニングする際、感光体に残留したキャリアで感光体を傷つける問題があった。そこで、本実施形態においては、感光体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段を設け、感光体に付着したキャリアを除去している。また、キャリア回収手段によって回収したキャリアの量から、適正な現像ローラと感光体との電位差に変更している。以下に、具体的に説明する。
【００２１】
図３は、プリンタの制御部の一部を示すブロック図である。同図において、制御手段たる制御部６０は、装置全体の制御を司っている。制御部６０には、プリンタ内の様々な機器が接続されている。同図においては、それら機器の一部を示している。即ち、制御部６０は、露光手段４、帯電装置３、現像装置１２が接続されている。また、感光体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段３０、回収したキャリアの量を検知するキャリア量検知手段３５、現像装置１２の駆動時間または現像ローラ１２ａの回転量をカウントするカウント手段４０、回収されたキャリアを貯蔵するキャリア貯蔵手段３４も接続されている。さらに、文字情報等を表示する液晶ディスプレイ等から構成される図示しない表示部とテンキー等などによって操作者から入力情報を受け付けて制御部６０に送る操作部などからなる操作表示部５０も接続されている。制御部６０には、各種制御プログラムを記憶したＲＯＭ６０ｃや、制御プログラムを実行するためのワーキングメモリーであるＲＡＭ６０ｂ、プログラムを実行するためのＣＰＵ６０ａなどを備えている。
【００２２】
ＲＯＭ６０ｃには、キャリア量検知手段３５の検知結果とカウント手段４０のカウント数とに基づいて、帯電装置３の帯電バイアスや現像装置１２の現像バイアスなどを制御して感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差を制御する制御プログラムが記憶されている。また、ＲＯＭ６０ｃには、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が下限値に達したら、操作表示部へ異常信号を送信して、表示部に装置の異常を表示する報知プログラムが記憶されている。さらに、ＲＯＭ６０ｃには、帯電装置３の帯電バイアスや現像装置１２の現像バイアスなどが変更された際、キャリア貯蔵手段３４に貯蔵されたキャリアを放出するとともに、カウント手段４０のカウント数をリセットする制御プログラムも記憶されている。そして、これら制御プログラムや報知プログラムは、ＣＰＵ６０ａ、ＲＡＭ６０ｂを用いて実行される。
【００２３】
次に、キャリア回収手段３０およびキャリア貯蔵手段３４について説明する。図４は、４つの画像形成ユニット３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋのうちの一つを示す拡大構成図である。４つの画像形成ユニット３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外は、ほぼ同様の構成になっているので、同図ではＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字を省略している。図３に示すように、画像形成ユニット３には、キャリア回収手段３０が設けられている。キャリア回収手段３０は、キャリア回収ローラ３１と、スクレーパ３２と、キャリア搬送スクリュ３３とで構成されている。キャリア回収ローラ３１は、感光体１０と現像ローラ１２ａとが対向する現像領域よりも感光体回転方向下流側に配置され、感光体表面と対向している。キャリア回収ローラ３１は、感光体と非接触としても良いし、感光体表面の形成されたトナー像を乱さなければ、感光体と接触させても良い。キャリア回収ローラ３１は、スリーブとその内部に磁石を備えた磁石ローラとで構成されている。キャリア回収ローラ３１は、図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転している。現像時に感光体に付着したキャリアは、キャリア回収ローラ３１の磁力によってキャリア回収ローラ３１に付着する。なお、本実施形態においては、磁力により感光体に付着したキャリアを回収しているが、感光体に対してマイナスのバイアスをキャリア付着ローラに印加することで、感光体に付着したキャリアを電気的にキャリア回収ローラ３１に付着させるようにしても良い。
【００２４】
キャリア回収ローラ３１に付着したキャリアは、キャリア回収ローラ３１の表面に接触するスクレーパ３２によってキャリア回収ローラ３１から除去される。スクレーパが接触する所定の領域は、非磁性部３６として、キャリアとキャリア回収ローラ３１との付着力を無くしてしている。これにより、スクレーパ３２で良好キャリア回収ローラ３１に付着したキャリアを除去することができる。
【００２５】
スクレーパ３２によって除去されたキャリアは、キャリア受け部３７へ落下する。キャリア受け部３７の図中手前側には、キャリア貯蔵手段たるキャリア貯蔵部３４が設けられており、キャリア貯蔵部３４の開口部がキャリア受け部３７の底面の図中手前側に設けられた開口部３７ａと連通している。キャリア受け部３７には、キャリア搬送スクリュ３３が設けられており、キャリア受け部３７へ落下したキャリアを図中奥側から手前側へ搬送している。そして、キャリア搬送スクリュ３３によって図中奥側から手前側へ搬送されたキャリアは、キャリア受け部３７の底面に設けられた開口部３７ａからキャリア貯蔵部３４へ落下する。
【００２６】
キャリア貯蔵部３４には、キャリア量検知手段３５が設けられており、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリア量を検知する。キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリア量は、キャリアの重量、キャリアの嵩高さ、キャリアの電荷量などから検知することができる。キャリア重量からキャリア量を検知する場合は、キャリア量検知手段３５として歪みセンサを用いることができる。この歪みセンサをキャリア貯蔵部の底面などに設けておく。キャリアが貯蔵部３４に貯まってくると、キャリアの重量によってキャリア底面が歪む。この歪み量とキャリアの重量との関係を予め調べておくことで、歪みセンサからキャリアの重量を検知することができる。
【００２７】
嵩高さからキャリア量を検知する場合は、キャリア量検知手段３５として透過型光センサを用いることができる。キャリア貯蔵部３４の面に発光素子を高さ方向に複数配置し、この発光素子が配置されたキャリア貯蔵部３４の面と反対側の面に受光素子を高さ方向に複数配置する。キャリア貯蔵部３４にキャリアが貯まってくると、キャリア貯蔵部３４の底面付近に配置されている発光素子の光は、キャリア貯蔵部３４のキャリアに遮断され、底面付近に配置されている受光素子に検知されなくなる。このようにして、キャリア貯蔵部３４にキャリアが除々に貯まってくると、除々に高い位置ある受光素子が光を検知しなくなる。そして、この検知されなくなった受光素子の数をカウントすることで、キャリア貯蔵部３４のキャリア嵩高さを検知することができる。
【００２８】
また、電荷量からキャリア量を検知する場合は、キャリア量検知手段３５として電荷センサを用いることができる。キャリアが貯蔵部３４に貯まってくると、電荷量が増えるため、電荷センサで電荷量を測定することで、電荷量からキャリア量を検知することができる。
【００２９】
また、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリア量を検知した後、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリアを放出する。放出する方法としては、キャリア底面にバキュームなどの吸引手段を設けておき、キャリア量検知後に吸引手段でキャリア貯蔵部に貯まったキャリアをを吸い出すことで、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリアを放出する。また、キャリア貯蔵部の底面を開閉可能しておき、キャリア量を検知した後、キャリア貯蔵部の底面を開けることで、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリアを放出するようにしても良い。また、キャリア貯蔵部３４の底面部分にキャリア搬送スクリュを設けておき、キャリア量を検知した後、キャリア搬送スクリュを駆動して、キャリア貯蔵部３４のキャリアを搬送することで、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリアを放出するようにしても良い。
【００３０】
キャリア貯蔵部３４から放出されたキャリアは、再び現像装置の現像剤収容器に収容されて、再利用される。
【００３１】
また、キャリア回収手段３０は、感光体表面に付着したキャリアを回収するのではなく、図５に示すように、クリーニングブレード１３ａによって感光体表面から除去されたキャリアを回収するようにしても良い。この場合は、図４に示すようにキャリア回収ローラ３１をクリーニングブレード表面と対向する位置に設ける。
【００３２】
次に、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の制御について、説明する。図６は、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の制御を行うときの制御フローである。まず、印刷動作が開始（Ｓ１）したら、カウント手段４０は、現像装置１２の駆動時間または現像ローラ１２ａの回転量のカウントを開始する（Ｓ２）。印刷動作が終了したら（Ｓ３のＹＥＳ）、カウント手段４０のカウントを停止して（Ｓ４）、カウント手段のカウント数が所定値未満かどうかチェックする（Ｓ５）。ここで、カウント手段４０が現像装置１２の駆動時間をカウントしている場合は、１〜１０時間の間で所定値が設定されている。また、カウント手段が現像ローラ１２ａの回転量をカウントしている場合は、１万〜１０万回転の間で所定値を設定する。カウント手段４０の値が所定値未満である場合（Ｓ５のＹＥＳ）は、再び印刷動作を開始する。カウント手段４０の値が所定値以上の場合（Ｓ５のＮＯ）は、キャリア貯蔵部３４に貯まったキャリア量をキャリア量検知手段３５で検知して（Ｓ６）、キャリア量が所定値以下かどうかをチェックする（Ｓ７）。本実施形態では、キャリアの重量からキャリア量を判断しており、キャリア貯蔵部３４に貯蔵された回収キャリア量が０．５［ｇ］以上かどうかをチェックしている。キャリア量が所定値未満の場合（Ｓ７のＹＥＳ）は、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が所定値（１００［Ｖ］）未満かどうかチェックする（Ｓ８）。現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が所定値未満の場合（Ｓ８のＹＥＳ）は、地汚れに対する余裕度が十分ではないので、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を大きくする（Ｓ１２）。具体的には、制御部６０は、帯電装置を制御して感光体１０の表面電位を１０［Ｖ］下げるか、現像装置１２の電源１２ｆを制御して現像バイアスを１０［Ｖ］上げる。すなわち、感光体と現像ローラとの電位差を１０［Ｖ］大きくするのである。また、これに限らず、検知したキャリア量に応じて、感光体１０の表面電位または現像バイアスの値を決定しても良い。例えば、検知したキャリア量が所定値（０．５［ｇ］）よりも大幅に少ないときは、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が所定値（１００［Ｖ］）となるように、現像バイアスまたは感光体の表面電位を変更する。また、検知したキャリア量が所定値（０．５［ｇ］）よりも僅かに少ないときは、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を僅かに大きくする程度に留める。
一方、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が所定値以上の場合（Ｓ８のＮＯ）は、地汚れに対する余裕度が十分あるので、電位差を変更しない（Ｓ９）。
【００３３】
Ｓ９またはＳ１２を実行したら、カウント手段４０のカウント数をリセットし（Ｓ１０）、キャリア貯蔵部３４に貯蔵されているキャリアを放出して（Ｓ１１）、次の印刷動作を開始する（Ｓ１）。
【００３４】
一方、キャリア量が所定値（０．５［ｇ］）以上の場合（Ｓ８のＹＥＳ）は、一回の現像で感光体に付着するキャリア量が多いので、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を小さくする（Ｓ１３）。電位差を小さくする場合は、帯電装置を制御して感光体１０の表面電位を１０［Ｖ］上げるか、現像装置１２の電源１２ｆを制御して現像バイアスを１０［Ｖ］下げて、感光体と現像ローラとの電位差を１０［Ｖ］小さくする。また、これに限らず、検知したキャリア量に応じて、感光体１０の表面電位または現像バイアスの値を決定しても良い。すなわち、検知したキャリア量が所定値（０．５［ｇ］）よりも僅かに多い場合は、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を僅かに小さくする程度に留めて、地汚れに対する余裕度を維持する。一方、検知したキャリア量が所定値（０．５［ｇ］）よりも大幅に多い場合は、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を１０［Ｖ］以上小さくして、一回の現像で感光体に付着するキャリア量を少なくする。
【００３５】
感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差を小さくしたら、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が下限値未満かどうかチェックする（Ｓ１４）。本実施形態では、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差の下限値を５０［Ｖ］としている。ただし、キャリアや現像ローラ等の個々の特性によってこの値は変わってくる。現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が下限値（５０［Ｖ］）未満の場合（Ｓ１４のＮＯ）は、制御部６０は、異常信号を操作表示部５０に送信して、表示部に装置の異常を警告表示する（Ｓ１５）。一方、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が下限値（５０［Ｖ］）以上の場合（Ｓ１４のＮＯ）は、Ｓ１０以降のステップを行う。
【００３６】
なお、本発明を適用した画像形成装置として、フルカラープリントについて説明したが、これに限られない。例えば、図７に示すようなスキャナーなどの画像情報を読み取ることができる画像読取装置１００を備え、この画像読取装置により読み取られた画像に基づき画像形成部２００で記録紙に画像を形成する複写装置にも、本発明を適用できる。さらに、ファクシミリ装置、プリンタやファックス、コピーなどを備えた複合機などにも適用することができる。
【００３７】
（１）
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、キャリア回収手段３０で像担持体たる感光体１０に付着したキャリアを回収するので、白抜け画像の発生を抑制することができるとともに、感光体１０の傷つきを抑制することができる。また、キャリア貯蔵手段たるキャリア貯蔵部３４に貯蔵されたキャリア回収手段３０で回収されたキャリア量および現像装置１２の駆動時間または現像剤担持体たる現像ローラ１２ａの回転量に基づいて感光体と現像ローラ１２との電位差の制御しているので、像担持体と現像剤担持体との電位差の制御を精度よく行うことができる。
（２）
また、カウント手段４０が所定の値までカウントしたら、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の変更を行う。これにより、カウントが所定値となるまで、キャリア貯蔵手段たるキャリア貯蔵部３４にある程度のキャリアが貯まる。よって、キャリア貯蔵部３４にある程度貯まったキャリア量と、カウント数とから、一回の現像で感光体１０に付着して、キャリア回収ローラ３１に付着したキャリア量を求めることができる。よって、一回の現像で像担持体に付着して、キャリア回収ローラ３１に付着したキャリア量が微量であっても、キャリア回収ローラに付着したキャリア量を検知することができる。よって、一回の現像でキャリア回収部に付着するキャリア量が微量であっても、その付着量に基づいて、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差を変更することができる。その結果、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差を精度よく変更することができる。
（３）
また、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の変更を行った後、カウント手段４０のカウントをリセットし、キャリア貯蔵部３４に貯蔵されたキャリアを放出する。これにより、変更された電位差で新たに現像するときは、キャリア貯蔵部３４のキャリア量およびカウント手段のカウント数が０となる。その結果、キャリア貯蔵部３４に貯蔵されるキャリア量は、変更された電位差で現像したときに、回収されたものとなり、また、カウント手段のカウント数も変更された電位差で現像したときからカウントされたものとなる。よって、カウント数が所定値となり再び電位差を変更するとき、キャリア貯蔵部３４に貯蔵されたキャリア量およびカウント手段４０のカウント数から求められる一回の現像でキャリア回収ローラ３１に付着したキャリア量が、変更された電位差で現像したときのものとなる。その結果、変更された電位差が適正かどうかを求められたキャリア量から正確に判定することができる。よって、求められたキャリア量から、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差を精度よく変更することができる。
（４）
また、キャリアは、プラスに帯電するため、現像ローラ１２ａに対して感光体１０の電位が低くければ低いほど、感光体へ付着しやすくなってしまう。これを防止するために、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差を小さくすると、トナーが地肌部に付着する地肌汚れが発生してしまう。本実施形態では、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差の下限値を設定して、現像ローラ１２ａと感光体１０との電位差が下限値よりも小さくなることがない。そして、この下限値を地汚れが発生しないときの電位差としておけば、地汚れの発生を抑制することができる。
（５）
また、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差が、下限値に達したとき、異常信号を出すようにしている。感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差が、下限値に達したときは、地汚れに対する余裕度もなく、また、感光体１０と現像ローラ１２ａとの電位差もこれ以上小さくできない。このため、地汚れやキャリアが感光体１０に付着しやすい状態となっている。このような状態となったら、良好な画像を維持することが困難なので、制御部は、異常信号を出して、ユーザーに報知する。これにより、ユーザーがサービスマンを呼んだり、現像剤の交換を行うなどの適切な対応を実行することができる。
（６）
また、本実施形態の画像形成装置は、画像読取装置を備えているので、画像読取装置により読み取られた画像に基づき記録紙に画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】現像装置の概略構成図。
【図３】画像形成装置の制御ブロック図。
【図４】画像形成ユニットの概略構成図。
【図５】画像形成ユニットの他の構成例を示す図。
【図６】制御フローを示す図。
【図７】画像読取装置を備えた画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３９】
４      光学ユニット
６      定着装置
１０    感光体
１２    現像装置
１４    潤滑剤塗布装置
３１    キャリア回収ローラ
３２    スクレーパ
３３    キャリア搬送スクリュ
３４    キャリア貯蔵部
３５    キャリア量検知手段
【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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