画像形成装置
【課題】現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑えることができる画像形成装置を得る。
【解決手段】画像形成装置１０は、感光体２２と、感光体２２の潜像を現像する現像ロール３２と、現像されたトナー像を中間転写ベルト１４に転写する転写ロール３５と、転写後の感光体２２表面の残留トナーを回収するためのブラシロール５０と、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶを制御する給電部５４及び制御部１８とを有している。ここで、現像ロール３２の表面の単位面積当りのキャリア比率Ｃが大きいとき、制御部１８は振幅ΔＶを増加させる。これにより、感光体２２表面に残留する添加剤Ｋが除去され、添加剤Ｋに起因する残像の発生を抑えられる。また、振幅ΔＶの設定範囲を決めておくことで放電生成物の発生を抑えられるので、感光体２２の摩耗を抑えて長期間使用することができる。
【解決手段】画像形成装置１０は、感光体２２と、感光体２２の潜像を現像する現像ロール３２と、現像されたトナー像を中間転写ベルト１４に転写する転写ロール３５と、転写後の感光体２２表面の残留トナーを回収するためのブラシロール５０と、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶを制御する給電部５４及び制御部１８とを有している。ここで、現像ロール３２の表面の単位面積当りのキャリア比率Ｃが大きいとき、制御部１８は振幅ΔＶを増加させる。これにより、感光体２２表面に残留する添加剤Ｋが除去され、添加剤Ｋに起因する残像の発生を抑えられる。また、振幅ΔＶの設定範囲を決めておくことで放電生成物の発生を抑えられるので、感光体２２の摩耗を抑えて長期間使用することができる。
【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】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面に現像剤像（トナー像）を形成して記録用紙に転写した後、感光体の表面に残留したトナーをブレード、ブラシロール等の回収部材で掻き落して除去している。ここで、帯電したトナーを静電引力を用いて除去するため、ブラシロールに電圧を印加したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置は、感光体の回転方向でブラシロール及びブレードの下流側にトナー量検知センサが設けられており、トナー量検知センサで検知された感光体表面の残留トナー量に応じて、ブラシロールに印加する電圧を変更している。
【０００４】
特許文献２の画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて平均画像密度を求め、この平均画像密度に応じて、ブラシロールに印加する電圧を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４５２０８
【特許文献２】特開２００６−２７６０６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑え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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、装置本体に回転可能に設けられ、表面に潜像が形成される潜像形成体と、前記潜像形成体の潜像を現像される現像粒子と磁力により穂立ちして該現像粒子を現像させる磁性粒子と添加剤とを有する現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像剤像形成部材と、前記現像剤像形成部材で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、前記潜像形成体の表面に接触して設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤を回収する回収部材と、前記潜像形成体の表面に接触して回転可能に設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤の回収を促進させる回収促進剤を前記潜像形成体に供給する供給部材と、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて振幅を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する電圧印加手段と、を有する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が、予め設定された印加電圧よりも振幅の大きい交流電圧を印加する。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記現像剤形成部材に供給される現像剤を貯留する現像剤貯留部が設けられ、前記現像剤貯留部には、貯留された現像粒子量を検出する現像粒子量検出手段が設けられ、前記現像粒子量検出手段で検出された現像粒子量から現像剤中の現像粒子量と磁性粒子量の比率を求めて前記電圧印加手段で印加される交流電圧の振幅を変更する。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が多い側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅の交流電圧を前記供給部材に印加し、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅よりも大きい振幅の交流電圧を前記供給部材に印加する。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記転写部で転写される記録媒体の枚数を計数する計数手段と、前記計数手段で計数される記録媒体の枚数に合わせて前記電圧印加手段が印加する交流電圧の振幅を設定する電圧設定部と、が設けられている。
【００１２】
請求項６に係る発明は、前記装置本体の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段が設けられ、前記電圧印加手段は、該温湿度検知手段で検知された温度及び湿度に合わせて、前記供給部材に印加する交流電圧の振幅を補正する。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記電圧印加手段が、一の画像が形成される第１画像形成工程と、二の画像が形成される第２画像形成工程の間で交流電圧の振幅を変化させる。
【００１４】
請求項８に係る発明は、前記電圧印加手段は、前記供給部材に印加する交流電圧の周波数を変更可能に設けられ、前記現像剤像形成部材の現像剤形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて、振幅及び周波数を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑えることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑えることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、現像粒子量と磁性粒子量を実測しなくても、現像粒子と磁性粒子の比率の検出が行える。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体表面の放電生成物の発生量を低減できる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、回収部材に印加する交流電圧の変更を短時間で行える。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体表面の放電生成物の発生量を低減できる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、記録媒体内での画像の濃度変化を低減することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体の表面に残留した現像剤の回収量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る現像ロール表面のトナー比率とキャリア比率の関係を示すグラフである。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る現像ロール表面のキャリア比率とブラシロールへの印加電圧の振幅の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図６】（ａ）本発明の第１実施形態に係る感光体と現像ロールの間の現像領域を示す模式図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシの穂立ち状態を示す模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係るトナーとキャリアの比率が異なるときの磁気ブラシ中のトナーとキャリアの存在状態を示す模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシで感光体表面の添加剤を除去する状態を示す模式図である。（ｃ）、（ｄ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシで感光体表面の添加剤が除去されない状態を示す模式図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）本発明の第１実施形態に係る感光体表面で添加剤による残像が発生する過程を示した模式図及び感光体の表面電位のグラフである。
【図１０】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の変更前又は変更後のクリーニングユニットにおけるトナー及び添加剤回収状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の他の実施例に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の変更前又は変更後のクリーニングユニットにおけるトナー及び添加剤回収状態を示す模式図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る装置内温湿度とブラシロールへの印加電圧の振幅の関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、画像形成装置１０の各構成が概略的に示されている。画像形成装置１０には、装置本体としての筐体１２の内側に無端ベルト状の中間転写ベルト１４が配設されている。中間転写ベルト１４は、複数のローラ１６に張架されモータ（図示省略）の駆動により矢印Ｅ方向に搬送される。また、中間転写ベルト１４の上方には、中間転写ベルト１４の搬送方向Ｅに沿って複数の画像形成ユニット２０が設けられており、中間転写ベルト１４の下方には、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部１８が設けられている。
【００２５】
画像形成ユニット２０は、カラー画像形成に対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応したトナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋで構成されている。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要が無い場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。各画像形成ユニット２０は、中間転写ベルト１４に接して矢印Ｆ方向に回転可能に支持された感光体２２を備えており、感光体２２は端部で接地されている。
【００２６】
図２に示すように、感光体２２の周囲の一部には、感光体２２の表面を帯電させるための帯電器２４が感光体２２表面と隙間をあけて設けられている。帯電器２４は、ケースで覆われたワイヤー２４Ａとグリッド２４Ｂとを有するスコロトロン方式の帯電手段であり、給電部（図示省略）によって予め設定された電圧が印加されることにより、感光体２２表面を負極性の電位となるように帯電させる。
【００２７】
感光体２２の回転方向Ｆで帯電器２４よりも下流側には、露光器２６が設けられている。露光器２６は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が配列されたＬＥＤアレイを含んで構成されており、帯電器２４により帯電された感光体２２の表面へ、画像データに基づいて変調した照射光Ｌを照射する。これにより、感光体２２の表面に静電潜像（潜像）が形成される。
【００２８】
感光体２２の回転方向Ｆで露光器２６よりも下流側には、現像器３０が設けられている。現像器３０は、感光体２２に向けて開口部２８Ａが形成された筺体２８を有しており、筺体２８内には、負極性に帯電する特性を有する樹脂製のトナー（現像粒子）と、磁性を有するキャリア（磁性粒子）とを含む現像剤Ｇが内部に貯留されている。また、筐体２８内には、中空円筒状の現像ロール３２が、開口部２８Ａを介して外周面を感光体２２の表面と対向させて回転可能に設けられており、モータ（図示省略）によって矢印方向に回転駆動されるようになっている。ここで、現像ロール３２には、給電手段（図示省略）によって電圧が印加され、感光体２２との間に電位差が設定されている。
【００２９】
現像ロール３２の内側には、予め設定された複数の磁極を構成するように複数の磁石（図示省略）が固定されている。現像器３０では、この複数の磁石の磁力によって、現像ロール３２表面の現像剤Ｇ中のキャリアを穂立ちさせて磁気ブラシを形成し、磁気ブラシに静電付着したトナーを感光体２２との電位差により感光体２２の静電潜像に供給して、トナー像（現像剤像）を形成するようになっている。
【００３０】
また、現像器３０内には、板状又は円筒状の薄層形成部材（図示省略）が現像ロール３２と隙間を空けて設けられている。これにより、現像ロール３２が回転すると、現像ロール３２の外周面に付着した現像剤Ｇの層厚が薄層形成部材で規制され、現像ロール３２の外周面に現像剤層ＧＡが形成されるようになっている。
【００３１】
さらに、現像器３０内には、筺体２８内の現像剤Ｇ中のトナー濃度を検出するトナーセンサ３３が設けられている。トナーセンサ３３は、一定体積の現像剤Ｇ内の透磁率を検出するものであり、トナーセンサ３３で検出された透磁率が、予め設定された設定透磁率より小さい場合は現像剤Ｇ中のトナー濃度が高く、設定透磁率よりも大きい場合はトナー濃度が低くなったことを表している。
【００３２】
ここで、現像剤Ｇには、トナーとキャリアの他にも現像剤Ｇ自体の流動性を高める等の目的からＳｉＯ２等の添加剤が添加されている。添加剤は、球形に近い形状をしており、トナー及びキャリアよりも小粒径で重量比率が低くなっている。このため、トナーセンサ３３で検出される現像剤Ｇ中のトナー濃度は、合計重量（トナー重量＋キャリア重量）に対するトナー重量の比率（トナー比率Ｔ）を表していることになる。また、合計重量（トナー重量＋キャリア重量）に対するキャリア重量の比率をキャリア比率Ｃとすると、Ｔ＋Ｃ＝１００％とみなすことができる。この関係式を用いて、制御部１８では、トナーセンサ３３で検出されたトナー比率Ｔからキャリア比率Ｃを求めるようになっている。
【００３３】
なお、トナーセンサ３３で検出されるのは筐体２８内に貯留された現像剤Ｇのトナー比率Ｔであるが、貯留された現像剤Ｇは現像ロール３２の回転によって感光体２２に供給されるため、感光体２２と現像ロール３２の間の現像剤Ｇにおけるトナー比率Ｔも同様の比率となる。このため、本発明の実施形態におけるトナー比率Ｔ及びキャリア比率Ｃは、現像ロール３２表面の単位面積（１平方センチメートル）あたりの比率を表している。
【００３４】
一方、感光体２２の回転方向Ｆで現像器３０よりも下流側には、転写ロール３５が設けられている。転写ロール３５は、制御部１８（図１参照）によってトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっており、感光体２２の表面のトナー像を中間転写ベルト１４上に転写させる。ここで、各画像形成ユニット２０によって形成された異なる色のトナー像は、互いに重なり合うように中間転写ベルト１４上に転写される。これにより、中間転写ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。
【００３５】
感光体２２の回転方向Ｆで転写ロール３５よりも下流側には、クリーニングユニット４０が設けられている。クリーニングユニット４０は、感光体２２に向けて開口部４２Ａが形成された筐体４２を有している。また、クリーニングユニット４０内には、感光体２２表面に残留した現像剤Ｇ等の回収を促進するために潤滑剤Ｊ（回収促進剤）を感光体２２表面に供給する潤滑剤供給手段４６と、回収された残トナー等を貯留部（図示省略）に搬送する搬送部材５２とが設けられている。
【００３６】
潤滑剤供給手段４６は、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）等を直方体状に成形した潤滑剤Ｊと、潤滑剤Ｊを保持する板状の保持部材４８と、潤滑剤Ｊの下方に位置し、回転して潤滑剤Ｊを掻き取って感光体２２の表面に供給する供給部材としてのブラシロール５０と、ブラシロール５０の回転方向で潤滑剤Ｊよりも下流側に設けられ、掻き取られた潤滑剤Ｊの飛散を抑えるカバー部材５１とを備えている。潤滑剤Ｊは、感光体２２の回転軸方向と長手方向が平行となるように配置されている。また、潤滑剤Ｊは、一方の面（図２では下面）がブラシロール５０に対向し、反対側の面（上面）が保持部材４８の板状部４８Ａの先端側に固定されている。
【００３７】
保持部材４８は、潤滑剤Ｊが固定された板状部４８Ａと、感光体２２の回転軸方向を長手方向として両端部が筐体４２に回転自在に支持された軸部４８Ｂとで構成されている。これにより、潤滑剤Ｊの下面がブラシロール５０に自重で押し付けられるようになっている。なお、潤滑剤Ｊは、ブラシロール５０による掻き取りが進むにつれて軸部４８Ｂを回転中心として下方側に移動する。
【００３８】
ブラシロール５０は、導電性を有し筐体４２に回転可能に支持され断面形状が円形の軸部５０Ａと、軸部５０Ａの外周面から放射状に延びるブラシ繊維５０Ｂとを有し、ブラシ繊維５０Ｂが、潤滑剤Ｊの下面及び感光体２２の表面に接触するように配置されている。また、軸部５０Ａの軸方向は、感光体２２の回転軸方向に沿っており、ブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転するようになっている。ブラシロール５０の軸部５０Ａには、制御部１８（図１参照）により印加電圧が管理された電圧印加手段としての給電部５４が配線を介して接続されている。
【００３９】
ここで、感光体２２が回転すると、ブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、ブラシ繊維５０Ｂによって潤滑剤Ｊが掻き取られる。掻き取られた潤滑剤Ｊは、カバー部材５１で堰き止められて飛散が抑えられ、ブラシ繊維５０Ｂに付着する。そして、ブラシ繊維５０Ｂに付着した潤滑剤Ｊは、ブラシ繊維５０Ｂが感光体２２の表面に接触した際に感光体２２の表面に供給される。
【００４０】
一方、筐体４２の開口部４２Ａの外側上縁部には、ブレード４４の一端が取付けられている。ブレード４４は、弾性体の一例としてのゴム（例えば、ウレタンゴム、天然ゴム等）を板状に成形したものであり、感光体２２の回転方向Ｆに対して逆方向に延びて他端部側が接触している。これにより、感光体２２の表面に残留した残留トナー等が、ブレード４４の端部によって筺体４２内へ掻き落とされるようになっている。
【００４１】
ブレード４４で掻き落とされたトナーは、筐体４２内に回転可能に設けられたオーガからなる搬送部材５２により筐体４２内の一方の側面に搬送され、排出口（図示省略）から排出されて、別途設けられた残トナー回収装置（図示省略）に搬送されるようになっている。また、ブレード４４は、ブラシロール５０により感光体２２の表面に供給された潤滑剤Ｊを一端部で引き延ばして、潤滑剤Ｊの塗布層を形成するようになっている。
【００４２】
ここで、感光体２２表面の残トナーは、ブレード４４の掻き落としによってクリーニングユニット４０内に回収されるが、これだけではなく、ブラシロール５０と感光体２２の接触によっても回収が行われる。このため、ブラシロール５０は、トナーの回収機能も有している。
【００４３】
感光体２２の回転方向Ｆでクリーニングユニット４０よりも下流側には、発光して感光体２２表面の電荷を除去する除電ランプ５３が設けられている。なお、感光体２２の回転方向Ｆで除電ランプ５３よりも下流側に帯電器２４が配置されており、除電ランプ５３の発光により電荷が除去された感光体２２に対して、帯電器２４による帯電が行われるようになっている。
【００４４】
一方、図１に示すように、中間転写ベルト１４の搬送方向Ｅで４つの画像形成ユニット２０よりも下流側には、転写装置６０が設けられている。転写装置６０は、中間転写ベルト１４の内側に配置された第１ロール５６と、中間転写ベルト１４の外側に配置され第１ロール５６と対向する第２ロール５８とを有しており、第１ロール５６と第２ロール５８の少なくとも一方に電源（図示省略）から電圧を印加することで、第１ロール５６と第２ロール５８の間に電位差を生じさせ、中間転写ベルト１４から記録用紙Ｐへのトナー像の転写を行うようになっている。
【００４５】
ここで、画像形成装置１０は、筐体１２内で中間転写ベルト１４の下方側に用紙収容部６２が設けられており、用紙収容部６２内には、記録用紙Ｐが収容されている。用紙収容部６２の記録用紙Ｐは、搬送ロール（図示省略）で転写装置６０に向けて搬送されると共に、位置合せロール６４によって先端位置の通過タイミングが管理されている。そして、中間転写ベルト１４上に形成されたトナー像は、第１ロール５６と第２ロール５８の間（Ａ）に送りこまれ、搬送されてきた記録用紙Ｐに転写される。
【００４６】
なお、中間転写ベルト１４の外側で第１ロール５６と対向する位置には、クリーニングロール６６が配設されており、転写装置６０で記録用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト１４上に残留した残留トナーが、クリーニングロール６６によって回収されるようになっている。
【００４７】
また、記録用紙Ｐの搬送経路で転写装置６０の下流側には、通電により発熱するヒータを内包した加熱ロール６８と、加熱ロール６８表面を加圧する加圧ロール６９とからなる定着装置７０が設けられている。ここで、定着装置７０に搬送された記録用紙Ｐは、加熱ロール６８と加圧ロール６９とによって挟持搬送されることにより、記録用紙Ｐ上のトナーが溶融すると共に記録用紙Ｐに定着される。これにより、記録用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。画像が形成された記録用紙Ｐは、画像形成装置１０の外側へ排出される。
【００４８】
一方、図３に示すように、制御部１８は、画像形成装置１０（図１参照）の各部を動作させるのに必要な各種設定値が記憶された記憶部３６を有している。記憶部３６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体記憶素子で構成されている。
【００４９】
記憶部３６には、感光体２２の回転制御を行うためのモータ（図示省略）の設定値や、帯電器２４、現像ロール３２、転写ロール３５、及びブラシロール５０に印加する電圧の設定値等が記憶されている。また、制御部１８は、前述の給電部５４を有しており、入力部３４に入力された情報に基づいて、給電部５４からブラシロール５０への印加電圧を変更するようになっている。なお、中間転写ベルト１４、露光器２６、転写装置６０、定着装置７０の動作についても制御部１８で行われるが、図示を省略している。
【００５０】
次に、制御部１８で決定されるブラシロール５０への印加電圧について説明する。
【００５１】
図４（ａ）には、現像ロール３２（図２参照）表面の単位面積あたりのトナー比率Ｔと、キャリア比率Ｃとの関係を表すグラフＡが示されている。前述のようにＴ＋Ｃ＝１００％の関係があるので、グラフＡにおいてトナー比率ＴがＴ１からＴ２へ減少すると、キャリア比率はＣ１からＣ２へ増加することになる。
【００５２】
一方、図４（ｂ）には、現像ロール３２表面の単位面積あたりのキャリア比率Ｃと、ブラシロール５０（図２参照）に印加する交流電圧の振幅ΔＶとの関係を表すグラフＢが示されている。ここで、キャリア比率ＣがＣ１からＣ２へ増加すると、磁気ブラシとしての剛性が高くなり、後述する残像発生メカニズムにより現像剤Ｇの添加剤による転写後の残像発生量が多くなる。
【００５３】
このため、制御部１８では、トナー比率がＴ１からＴ２に減少し、キャリア比率ＣがＣ１からＣ２に増加したとき、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅をΔＶ１（本実施形態では１．０ｋＶ）からΔＶ２（本実施形態では１．５ｋＶ）へ増加させて、添加剤の回収量を増やすように設定されている。なお、制御部１８では、逆の場合にも対応するように設定されており、トナー比率がＴ２からＴ１に増加し、キャリア比率ＣがＣ２からＣ１に減少したとき、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅をΔＶ２からΔＶ１へ減少させる。
【００５４】
ここで、図２において、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶが大きい状態で印加を継続してしまうと、過剰な交流電圧を印加し続けることになり、ＮＯｘ等の放電生成物が発生して感光体２２表面に付着することになる。この放電生成物は、感光体２２とブレード４４との接触による摩擦力を増加させるため、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶには、放電生成物が発生しにくいように上限値が設定されている。
【００５５】
図５には、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ１からΔＶ２に変更されるときの交流電圧波形が模式図で示されている。ここで、Δｔ１、Δｔ２は、変更前後の交流電圧の１周期を表しておりΔｔ１＝Δｔ２となっている。そして、１／Δｔ１、１／Δｔ２が各波形の周波数となる。なお、Ｖ１は基準電圧を表しており、本実施形態における交流電圧の周波数は、１／Δｔ１＝１／Δｔ２＝８００Ｈｚとしている。
【００５６】
また、Δｔ３は１枚目の記録用紙Ｐにおける画像形成工程（一の画像形成工程）の所要時間であり、Δｔ５は２枚目の記録用紙Ｐにおける画像形成工程（二の画像形成工程）の所要時間である。ここで、Δｔ３＝Δｔ５である。Δｔ４は一の画像形成工程と二の画像形成工程の間の休止時間を表しており、制御部１８（図３参照）では、この休止時間の間に印加電圧の振幅ΔＶをΔＶ１からΔＶ２へ変更するように設定されている。
【００５７】
次に、磁気ブラシの状態変化に対する感光体２２表面の残留粒子の除去（スキャベンジ）状態について説明する。
【００５８】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、感光体２２と現像ロール３２の対向領域では間隔ｄの現像ギャップが形成されており、複数の穂立ちしたキャリアＣからなる磁気ブラシがこの現像ギャップ中を移動することで現像が行われる。ここで、現像ギャップ中の中央の現像領域Ｑでは、磁気ブラシによって、感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジと感光体２２表面へのトナーＴの供給（現像）とが行われている。なお、図６（ａ）、（ｂ）ではトナーＴの図示を省略している。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、トナーＴが少ない状態、即ちキャリア比率が高い状態では、各キャリアＣ間に侵入するトナーＴの量が少ないため、キャリアＣの粒子間距離が短く、キャリアＣの粒子間に作用する磁気相互力が強くなって剛結状態となり、磁気ブラシとしての剛性（磁気ブラシの変形しにくさ）が高くなる。これにより、磁気ブラシによる感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジ力が大きくなる。
【００６０】
ここで、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、キャリア比率が高く、磁気ブラシのスキャベンジ力が大きい状態では、感光体２２表面に静電引力により付着した残留粒子としての添加剤Ｋ（現像剤Ｇの添加剤）が、磁気ブラシの移動により感光体２２表面から除去される。
【００６１】
一方、図７（ｂ）に示すように、トナーＴが多い状態、即ちキャリア比率が低い状態では、各キャリア間に侵入するトナーＴの量が多いため、キャリアＣの粒子間距離が長く、キャリアＣの粒子間に作用する磁気相互力が弱まり、磁気ブラシとしての剛性が低くなる。これにより、磁気ブラシによる感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジ力が小さくなる。
【００６２】
ここで、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、キャリア比率が低く、磁気ブラシのスキャベンジ力が小さい状態では、磁気ブラシが移動しても感光体２２表面の添加剤Ｋを除去しにくいため、そのまま感光体２２表面に添加剤Ｋが残留することになる。なお、図８（ａ）〜（ｄ）において、感光体２２は電荷発生層及び電荷輸送層を有しているが、説明を省略する。
【００６３】
次に、記録用紙Ｐの現像剤像（画像）の残像発生メカニズムについて、図９（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｆ）には、感光体２２表面の電位のグラフ及び感光体２２の断面図がそれぞれ示されている。
【００６４】
図９（ａ）に示すように、感光体２２表面で特に小領域のベタ画像が形成された部位では、クリーニングユニット４０及び除電ランプ５３（図２参照）を通過した時点で添加剤Ｋが残留していることがある。このとき、負極性（−）に帯電した添加剤Ｋと正極性（＋）の電荷を有する感光体２２とが中和状態となって安定しているため、感光体２２の表面電位はＶＡで安定している。
【００６５】
続いて、図９（ｂ）に示すように、画像形成工程が開始されると、帯電器２４（図２参照）によって感光体２２表面が負極性に帯電される。このとき、添加剤Ｋが付着した部位は中和状態となっているため、添加剤Ｋの表面も負極性に帯電し、感光体２２の表面電位はＶＨ（ＶＡよりも負側）となる。
【００６６】
続いて、図９（ｃ）に示すように、露光器２６（図２参照）によって照射光Ｌが照射された感光体２２表面の露光領域（画像領域）Ｓでは、表面の負極性の電荷が輸送されて無くなり、添加剤Ｋが付着したままの状態となる。このとき、添加剤Ｋが付着した部位は電気的に中立状態となっているため、感光体２２の露光領域Ｗの表面電位はＶＬ（ＶＨよりも正側）となる。
【００６７】
続いて、図８（ａ）、（ｂ）に示したように感光体２２と現像ロール３２の対向領域において、現像ロール３２表面の磁気ブラシにより感光体２２表面の添加剤Ｋが除去されると、図９（ｄ）に示すように、感光体２２表面の添加剤Ｋが付着していた部位では、正の電荷のみが残った状態となる。このとき、感光体２２表面の正の電荷のみが残った部位では、表面電位がＶＢ（ＶＬよりも正側）となる。
【００６８】
続いて、図９（ｅ）に示すように、現像ロール３２（図２参照）により感光体２２表面の露光領域ＷにトナーＴ（１層目をＴＡ、２層目をＴＢとする）が供給され、現像が行われる。このとき、露光領域Ｗの本来の表面電位はＶＬであり、トナーは１層目のＴＡだけ現像されればよいが、添加剤Ｋが付着していた部位では表面電位がＶＢとなっているため、ＶＬ−ＶＢの電位差分だけ余計にトナーＴが付着して２層目のＴＢが形成される。
【００６９】
続いて、図９（ｆ）に示すように、転写ロール３５（図２参照）によって記録用紙Ｐ上にトナーＴが転写される。このとき、記録用紙Ｐ上では、前述の２層目のトナーＴＢが過剰に付着しているため、画像に濃度差が現れる。この画像の濃度差が残像である。このように、本発明の実施形態における残像とは、感光体２２表面に付着した添加剤Ｋを磁気ブラシが除去することにより発生するものである。
【００７０】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００７１】
図１に示すように、画像形成が開始されると、画像形成装置１０では、制御部１８によって各部の動作制御が行われ、各感光体２２の表面が各帯電器２４によって帯電される。そして、各露光器２６から出力画像に対応した照射光Ｌが、帯電後の各感光体２２の表面に照射され、各感光体２２上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、各現像器３０が選択的に各色、すなわちＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーを付与し、各感光体２２上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。
【００７２】
続いて、各感光体２２上のトナー像は、各転写ロール３５により中間転写ベルト１４上に順次転写されて重ね合わされ、カラートナー像が形成される。そして、カラートナー像は、中間転写ベルト１４の移動により転写装置６０に搬送される。そのタイミングに同期して位置合せロール６４から記録用紙Ｐが搬送され、記録用紙Ｐ上にカラートナー像が転写（最終転写）される。
【００７３】
カラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置７０に搬送され、加熱ロール６８と加圧ロール６９とのニップ部を通過する。その際、加熱ロール６８と加圧ロール６９とから与えられる熱と圧力の作用により、カラートナー像が記録用紙Ｐに定着される。定着後、記録用紙Ｐは画像形成装置１０の外側へ排出され、１枚目の記録用紙Ｐへのカラー画像形成が終了する。
【００７４】
一方、図５及び図１０（ａ）に示すように、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２に接触しているブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、ブラシ繊維５０Ｂが潤滑剤Ｊから微粒粉体状の潤滑剤ＪＡを掻き取って感光体２２の表面に供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。
【００７５】
また、ブラシロール５０には、給電部５４から交流電圧（振幅ΔＶ１＝１．０ｋｖ、周波数８００Ｈｚ）が印加される。感光体２２表面に付着した残トナーは、感光体２２表面とブラシロール５０の間の電位変化（極性変化）により振動攪拌され付着力が低下すると共に潤滑剤ＪＡに付着する。これにより、感光体２２表面の残トナーＴが、潤滑剤ＪＡと共にブレード４４で回収され、トナーＴの回収が促進される。なお、添加剤Ｋの一部は、感光体２２とブレード４４の間を通過することになる。
【００７６】
ここで、トナーセンサ３３（図２参照）により検出されたトナー比率Ｔが、予め設定された比率よりも低下していたとき、１枚目の記録用紙Ｐの画像形成と２枚目の記録用紙Ｐの画像形成の間の休止時間Δｔ４において、制御部１８（図３参照）が交流電圧の振幅ΔＶ１をΔＶ２に増加させる。この交流電圧の振幅の増加により、ブレード４４通過前の感光体２２表面の添加剤Ｋは振動攪拌され付着力が弱まる。
【００７７】
そして、図１０（ｂ）に示すように、ブレード４４による添加剤Ｋの回収率が上がり、現像ロール３２との対向領域まで搬送される添加剤Ｋの総量が減少する。これにより、トナー比率Ｔが低下してキャリア比率Ｃが増加し磁気ブラシの剛性が高い状態であっても、感光体２２表面に添加剤Ｋがほとんど存在しないため、添加剤Ｋによる残像の発生が抑えられる。
【００７８】
なお、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ１がΔＶ２へ増加することにより、感光体２２の表面とブラシロール５０の間で放電が発生して放電生成物Ｓが生成されることになるが、予め放電生成物Ｓの影響の出ない範囲で振幅ΔＶ２が設定されているため、感光体２２表面に存在する放電生成物Ｓの量は極僅かとなっている。
【００７９】
一方、現像器３０（図２参照）にトナーＴが補給され、トナーセンサ３３で検出されるトナー比率Ｔが設定比率と同じ、もしくは設定比率よりも増加（キャリア比率Ｃが低下）したときは、磁気ブラシによる添加剤Ｋの掻き取り作用が低くなる。このため、逆の手順により、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ２を振幅ΔＶ１へ減少させる。これにより、放電生成物Ｓの発生量が抑えられると共に感光体２２表面とブレード４４との接触部に作用する摩擦力が低下し、感光体２２表面の摩耗量が低減されるので、感光体２２の長期間の使用が可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態では、ブラシロール５０に印加する交流電圧の周波数を変更しなかったが、他の実施例として、図１１に示すように、振幅をΔＶ１からΔＶ２に増加させるときに周波数ｆを１／Δｔ１から１／Δｔ６（但しΔｔ１＞Δｔ６）へ増加させて振動数を増加させ、添加剤Ｋをより多く回収するように設定してもよい。
【００８１】
印加電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって行われ、即ち、入力された直流電圧を刻んでパルス状にし、パルスの数、間隔、幅等を制御して目的とする振幅ΔＶ、周波数ｆの交流出力を得る。
【００８２】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８３】
図１２には、第２実施形態の画像形成装置８０の制御部８６の構成が示されている。画像形成装置８０は、前述の第１実施形態の画像形成装置１０（図１参照）において計数部８２及び電圧設定部８４が追加され、制御部１８が制御部８６に置き換えられた構成となっている。なお、トナーセンサ３３が制御部８６に接続されているが、本実施形態では、現像器３０内のトナー量の減少を検出するためだけに用いており、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更には用いていない。
【００８４】
計数部８２は、画像形成装置８０で画像形成された記録用紙Ｐの累積枚数をカウントするカウンタであり、累積枚数の情報が電圧設定部８４に送られるようになっている。なお、計数部８２は、例えば、現像ロール３２（図２参照）の端部にロータリーエンコーダを設けて、現像ロール３２の累積回転数を計数することにより、累積枚数を求めるようにしてもよい。
【００８５】
電圧設定部８４は、画像形成の累積枚数と、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆとの対応表が設定されており、計数部８２から入力された累積枚数を対応表と照合し、給電部５４に振幅ΔＶ及び周波数ｆを設定するようになっている。
【００８６】
なお、ここでは、画像形成の累積枚数が１０００枚を超えるような、画像形成装置８０の長期間使用時点での交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更を想定している。画像形成の累積枚数が１０００枚を超える状態では、現像器３０（図２参照）にトナー供給するトナーボトル（図示省略）で事前にトナーと混合されているキャリアが現像器３０へ供給され、現像器３０に存在するキャリアの劣化の程度が一定に収束する。これにより、穂立ちしたキャリアの剛性が一定値に収束する。また、外添剤としてトナーＴに混合されたＺｎＳｔ粒子と潤滑剤供給手段４６のＺｎＳｔとが感光体２２の表面へ供給されているが、画像形成の累積枚数が１０００枚を超える状態では、感光体２２とブレード４４のニップに存在するＺｎＳｔ量が一定値に収束安定する。これらの理由により、磁気ブラシの剛性が低下することになるので、図１３に示すように、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ２からΔＶ１へ減少させ、周波数ｆを１／Δｔ６から１／Δｔ１（ただしΔｔ１＞Δｔ６）へ減少させるように設定している。なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間Δｔ４に行う。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【００８８】
図１２、１３、１４（ａ）に示すように、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２に接触しているブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、潤滑剤ＪＡが感光体２２の表面に供給される。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。
【００８９】
また、ブラシロール５０には、給電部５４から交流電圧（振幅ΔＶ２＝１．５ｋＶ、周波数ｆ＝９００Ｈｚ）が印加される。感光体２２表面に付着した残トナーＴは、感光体２２表面とブラシロール５０の間の電位変化（極性変化）により振動攪拌され付着力が低下すると共に潤滑剤ＪＡに付着する。これにより、感光体２２表面の残トナーＴが、潤滑剤ＪＡと共にブレード４４で回収され、トナーＴの回収が促進される。
【００９０】
さらに、交流電圧の振幅がΔＶ２と大きく振動攪拌力が強いため、添加剤Ｋの感光体２２表面への付着力が弱まりブレード４４による添加剤Ｋの回収率が上がって、現像ロール３２との対向領域まで搬送される添加剤Ｋの総量が減少する。これにより、感光体２２表面に添加剤Ｋがほとんど存在しなくなるため、添加剤Ｋによる残像の発生が抑えられる。
【００９１】
なお、感光体２２の表面とブラシロール５０の間で放電が発生して放電生成物Ｓが生成されるが、予め放電生成物Ｓの影響の出ない範囲で振幅ΔＶ２が設定されているため、感光体２２表面に存在する放電生成物Ｓの量は僅かであり、感光体２２の摩耗量は抑えられている。
【００９２】
一方、図１２、１３、１４（ｂ）に示すように、計数部８２でカウントされた値が例えば１０００枚を超えたとき、電圧設定部８４では、画像形成工程の休止時間Δｔ４において、ブラシロール５０に印加される給電部５４の交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ２からΔＶ１に減少させ、周波数ｆを１／Δｔ６から１／Δｔ１に減少させる。これにより、放電生成物Ｓの発生量が低減されると共に、感光体２２表面とブレード４４との接触部に作用する摩擦力が低下し、感光体２２表面の摩耗量が低減されるので、感光体２２の長期間の使用が可能となる。
【００９３】
なお、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶが低下するため、ブレード４４と感光体２２の間を通過する添加剤Ｋの量は増加することになる。しかし、現像器３０における磁気ブラシの剛性が低下しており、添加剤Ｋの掻き取り作用が低くなっているため、残像の発生は抑えられている。
【００９４】
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９５】
図１５には、第３実施形態としての画像形成装置９０の画像形成ユニット９２が示されている。また、図１６には、画像形成装置９０の制御部９４の構成が示されている。画像形成装置９０は、第１実施形態の画像形成装置１０（図１参照）において、トナーセンサ３３に換えて温湿度センサ９６が接続され、制御部１８が制御部９４に置き換えられた構成となっている。なお、各色に応じたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号は省略している。
【００９６】
温湿度センサ９６は、筐体１２内で現像器３０の近くに配設されており、筐体１２内の温度及び湿度を測定して制御部９４に温度及び湿度の測定値を出力する。また、制御部９４は、温度Ｔと湿度Ｈの表が記憶部３６に記憶されており、例えば、温度がＴ１で湿度がＨ１のとき、装置内温湿度ＴＨ１が選択されるようになっている。
【００９７】
さらに、制御部９４は、装置内温湿度ＴＨに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆを変更するようになっている。なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間となっている。
【００９８】
図１７は、画像形成装置９０における装置内温湿度ＴＨと、ブラシロール５０（図１５参照）に印加される交流電圧の振幅ΔＶとの関係を表すグラフＣが示されている。グラフＣでは、装置内温湿度ＴＨ１のときに振幅ΔＶ４、装置内温湿度ＴＨ２のときに振幅ΔＶ３となっている（ΔＶ３＜ΔＶ４）。なお、図示は省略するが、振幅ΔＶ３のときの周波数ｆを１／Δｔ１、振幅ΔＶ４のときの周波数を１／Δｔ６としている。
【００９９】
グラフＣにおいて、装置内温湿度ＴＨ２が高温多湿状態であり、装置内温湿度ＴＨ１が低温低湿状態であるとすると、装置内温湿度ＴＨ１の方が装置内温湿度ＴＨ２よりも静電気が発生しやすく、クリーニングユニット４０通過後の感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの量が増加することになる。このため、装置内温湿度ＴＨ１では、装置内温湿度ＴＨ２に較べて、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ４と大きくなり、周波数ｆが１／Δｔ６と高くなるように設定されている。
【０１００】
なお、装置内温湿度ＴＨが低温低湿（ＴＨ１）から高温高湿（ＴＨ２）となったとき、現像器３０内ではトナーＴが凝集しやすくなり、現像ロール３２の回転で多くのトナーＴが付着して、磁気ブラシ（現像剤Ｇ）中のキャリア比率Ｃが低下することがある。このため、装置内温湿度ＴＨの変化は、現像ロール３２表面の単位面積当りのトナー比率Ｔ及びキャリア比率Ｃの変化と関連付けられるものである。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。
【０１０２】
図１５、１６、１７に示すように、画像形成装置９０において、画像形成開始前に装置内温湿度ＴＨが温湿度センサ９６によって測定される。制御部９４では、装置内温湿度ＴＨ１に基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ４、周波数ｆを１／Δｔ６とする。
【０１０３】
続いて、画像形成が開始されると、制御部９４によって画像形成装置９０の各部の動作制御が行われ、帯電、露光、現像、一次転写、二次転写、及び定着の各工程が行われ、記録用紙Ｐにカラー画像が形成される。
【０１０４】
一方、クリーニングユニット４０では、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２の表面に潤滑剤ＪＡを供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。また、ブラシロール５０には、給電部５４から振幅ΔＶ４、周波数１／Δｔ６の交流電圧が印加される。これにより、転写工程が終了した感光体２２表面に残留しているトナーＴ及び添加剤Ｋは振動攪拌され、これらの大半がブレード４４で掻き落とされ回収される。
【０１０５】
続いて、画像形成装置９０で画像形成工程が複数回行われたとき、温湿度センサ９６によって装置内温湿度ＴＨ２が測定される。そして、制御部９４では、装置内温湿度ＴＨ２に基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ３に減少させ、周波数ｆを１／Δｔ１に低下させる。
【０１０６】
ここで、クリーニングユニット４０では、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ３に減少し周波数ｆが１／Δｔ１に低下するため、振幅ΔＶがΔＶ４、周波数ｆが１／Δｔ６のときと較べると、放電生成物Ｓの発生量が減少する。これにより、感光体２２の表面に作用する摩擦力の増加が抑えられると共に感光体２２の表面の摩耗量の増加が抑えられ、感光体２２が長期間使用可能となる。
【０１０７】
なお、振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下するが、画像形成装置９０内が高温多湿状態となっており、静電気の発生が抑えられて感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの付着力が低下するため、ブレード４４で回収される添加剤Ｋの量が増えて残像の発生が抑えられる。
【０１０８】
次に、本発明の画像形成装置の第４実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第３実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１〜第３実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１０９】
図１８には、第４実施形態としての画像形成装置１００の画像形成ユニット１０２が示されている。また、図１９には、画像形成装置１００の制御部１０４の構成が示されている。画像形成装置１００は、第２実施形態の画像形成装置８０（図１２参照）において、制御部８６にさらに温湿度センサ９６が接続され、制御部８６が制御部１０４に置き換えられた構成となっている。なお、各色に応じたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号は省略している。
【０１１０】
制御部１０４は、電圧設定部８４において、計数部８２から入力される累積枚数データ、トナーセンサ３３から入力されるキャリア比率Ｃ、及び温湿度センサ９６から入力される温湿度データＴＨに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆを変更するようになっている。振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間となっている。
【０１１１】
なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更値は、例えば、初期設定振幅をΔＶ０、初期設定周波数をｆ０とし、Δ累積枚数増加による補正振幅ΔＶ５、補正周波数Δｆ１、キャリア比率Ｃ増加による補正振幅ΔＶ６、補正周波数Δｆ２、温湿度変化による補正振幅ΔＶ７、補正周波数Δｆ３としたとき、振幅ΔＶ＝ΔＶ０＋ΔＶ５＋ΔＶ６＋ΔＶ７、周波数ｆ＝ｆ０＋Δｆ１＋Δｆ２＋Δｆ３として求められる。ただし、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更値の決定は、このように単純な合計で求められるものだけでは無いため、予め設定表を準備しておき、各条件に合わせて選択するようにしてもよい。
【０１１２】
次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。
【０１１３】
図１８、１９に示すように、画像形成装置１００において、画像形成開始前に装置内温湿度ＴＨが温湿度センサ９６によって測定され、さらに、トナーセンサ３３によってキャリア比率Ｃが測定される。制御部１０４は、装置内温湿度ＴＨとキャリア比率Ｃに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ０、周波数ｆをｆ０とする。
【０１１４】
続いて、画像形成が開始されると、制御部１０４によって画像形成装置１００の各部の動作制御が行われ、帯電、露光、現像、一次転写、二次転写、及び定着の各工程が行われ、記録用紙Ｐにカラー画像が形成される。
【０１１５】
一方、クリーニングユニット４０は、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２の表面に潤滑剤ＪＡを供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。また、ブラシロール５０には、給電部５４から振幅ΔＶ０、周波数ｆ０の交流電圧が印加される。これにより、転写工程が終了した感光体２２表面に残留しているトナーＴ及び添加剤Ｋは振動攪拌され、これらの大半がブレード４４で掻き落とされ回収される。
【０１１６】
続いて、画像形成装置１００で１０００枚程度の画像形成工程が行われたとき、制御部１０４では、計数部でカウントされた画像形成の累積枚数と、温湿度センサ９６によって測定された装置内温湿度ＴＨと、トナーセンサ３３で測定されたキャリア比率Ｃとに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶと周波数ｆを変更する。
【０１１７】
ここで、クリーニングユニット４０では、例えば、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下したとき、感光体２２表面の放電生成物Ｓの発生量が減少する。これにより、感光体２２の表面に作用する摩擦力の増加が抑えられると共に感光体２２の表面の摩耗量の増加が抑えられ、感光体２２が長期間使用可能となる。
【０１１８】
なお、振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下しても、画像形成装置１００内が高温多湿状態となっている場合には、静電気の発生が抑えられて感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの付着力が低下するため、ブレード４４で回収される添加剤Ｋの量が増えて残像の発生が抑えられる。
【０１１９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１２０】
潤滑剤Ｊはブラシロール５０に自重の作用で接触しているため、消費量が増えて質量が減少すると、ブラシロール５０との接触圧が低下してブラシロール５０及び感光体２２への塗布量が低下する可能性がある。このため、ブラシロール５０の累積回転数をロータリーエンコーダを用いてカウントし、このカウント数が多くなったときに、印加する交流電圧の振幅ΔＶを増加させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 画像形成装置
１２ 筐体（装置本体）
１４ 中間転写ベルト（転写部）
１８ 制御部（電圧印加手段）
２２ 感光体（潜像形成体）
２８ 筐体（現像剤貯留部）
３２ 現像ロール（現像剤像形成部材）
３３ トナーセンサ（現像粒子量検出手段）
４４ ブレード（回収部材）
５０ ブラシロール（供給部材）
５４ 給電部（電圧印加手段）
６０ 転写装置（転写部）
８０ 画像形成装置
８２ 計数部（計数手段）
８４ 電圧設定部
８６ 制御部（電圧印加手段）
９０ 画像形成装置
９４ 制御部（電圧印加手段）
９６ 温湿度センサ（温湿度検知手段）
１００ 画像形成装置
１０４ 制御部（電圧印加手段）
Ｃ キャリア（磁性粒子）
Ｇ 現像剤
Ｊ 潤滑剤（回収促進剤）
Ｋ 添加剤
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｑ 現像領域（現像剤像形成部）
Ｔ トナー（現像粒子）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面に現像剤像（トナー像）を形成して記録用紙に転写した後、感光体の表面に残留したトナーをブレード、ブラシロール等の回収部材で掻き落して除去している。ここで、帯電したトナーを静電引力を用いて除去するため、ブラシロールに電圧を印加したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置は、感光体の回転方向でブラシロール及びブレードの下流側にトナー量検知センサが設けられており、トナー量検知センサで検知された感光体表面の残留トナー量に応じて、ブラシロールに印加する電圧を変更している。
【０００４】
特許文献２の画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて平均画像密度を求め、この平均画像密度に応じて、ブラシロールに印加する電圧を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４５２０８
【特許文献２】特開２００６−２７６０６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑え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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、装置本体に回転可能に設けられ、表面に潜像が形成される潜像形成体と、前記潜像形成体の潜像を現像される現像粒子と磁力により穂立ちして該現像粒子を現像させる磁性粒子と添加剤とを有する現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像剤像形成部材と、前記現像剤像形成部材で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、前記潜像形成体の表面に接触して設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤を回収する回収部材と、前記潜像形成体の表面に接触して回転可能に設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤の回収を促進させる回収促進剤を前記潜像形成体に供給する供給部材と、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて振幅を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する電圧印加手段と、を有する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が、予め設定された印加電圧よりも振幅の大きい交流電圧を印加する。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記現像剤形成部材に供給される現像剤を貯留する現像剤貯留部が設けられ、前記現像剤貯留部には、貯留された現像粒子量を検出する現像粒子量検出手段が設けられ、前記現像粒子量検出手段で検出された現像粒子量から現像剤中の現像粒子量と磁性粒子量の比率を求めて前記電圧印加手段で印加される交流電圧の振幅を変更する。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が多い側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅の交流電圧を前記供給部材に印加し、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅よりも大きい振幅の交流電圧を前記供給部材に印加する。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記転写部で転写される記録媒体の枚数を計数する計数手段と、前記計数手段で計数される記録媒体の枚数に合わせて前記電圧印加手段が印加する交流電圧の振幅を設定する電圧設定部と、が設けられている。
【００１２】
請求項６に係る発明は、前記装置本体の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段が設けられ、前記電圧印加手段は、該温湿度検知手段で検知された温度及び湿度に合わせて、前記供給部材に印加する交流電圧の振幅を補正する。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記電圧印加手段が、一の画像が形成される第１画像形成工程と、二の画像が形成される第２画像形成工程の間で交流電圧の振幅を変化させる。
【００１４】
請求項８に係る発明は、前記電圧印加手段は、前記供給部材に印加する交流電圧の周波数を変更可能に設けられ、前記現像剤像形成部材の現像剤形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて、振幅及び周波数を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑えることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現像剤の添加剤による転写後の残像の発生を抑えることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、現像粒子量と磁性粒子量を実測しなくても、現像粒子と磁性粒子の比率の検出が行える。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体表面の放電生成物の発生量を低減できる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、回収部材に印加する交流電圧の変更を短時間で行える。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体表面の放電生成物の発生量を低減できる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、記録媒体内での画像の濃度変化を低減することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、潜像形成体の表面に残留した現像剤の回収量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る現像ロール表面のトナー比率とキャリア比率の関係を示すグラフである。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る現像ロール表面のキャリア比率とブラシロールへの印加電圧の振幅の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図６】（ａ）本発明の第１実施形態に係る感光体と現像ロールの間の現像領域を示す模式図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシの穂立ち状態を示す模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係るトナーとキャリアの比率が異なるときの磁気ブラシ中のトナーとキャリアの存在状態を示す模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシで感光体表面の添加剤を除去する状態を示す模式図である。（ｃ）、（ｄ）本発明の第１実施形態に係る磁気ブラシで感光体表面の添加剤が除去されない状態を示す模式図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）本発明の第１実施形態に係る感光体表面で添加剤による残像が発生する過程を示した模式図及び感光体の表面電位のグラフである。
【図１０】（ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の変更前又は変更後のクリーニングユニットにおけるトナー及び添加剤回収状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の他の実施例に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の波形の模式図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係るブラシロールへの印加電圧の変更前又は変更後のクリーニングユニットにおけるトナー及び添加剤回収状態を示す模式図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る装置内温湿度とブラシロールへの印加電圧の振幅の関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る画像形成ユニットの全体図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る制御部と画像形成装置内の各部との接続状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、画像形成装置１０の各構成が概略的に示されている。画像形成装置１０には、装置本体としての筐体１２の内側に無端ベルト状の中間転写ベルト１４が配設されている。中間転写ベルト１４は、複数のローラ１６に張架されモータ（図示省略）の駆動により矢印Ｅ方向に搬送される。また、中間転写ベルト１４の上方には、中間転写ベルト１４の搬送方向Ｅに沿って複数の画像形成ユニット２０が設けられており、中間転写ベルト１４の下方には、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部１８が設けられている。
【００２５】
画像形成ユニット２０は、カラー画像形成に対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応したトナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋで構成されている。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要が無い場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。各画像形成ユニット２０は、中間転写ベルト１４に接して矢印Ｆ方向に回転可能に支持された感光体２２を備えており、感光体２２は端部で接地されている。
【００２６】
図２に示すように、感光体２２の周囲の一部には、感光体２２の表面を帯電させるための帯電器２４が感光体２２表面と隙間をあけて設けられている。帯電器２４は、ケースで覆われたワイヤー２４Ａとグリッド２４Ｂとを有するスコロトロン方式の帯電手段であり、給電部（図示省略）によって予め設定された電圧が印加されることにより、感光体２２表面を負極性の電位となるように帯電させる。
【００２７】
感光体２２の回転方向Ｆで帯電器２４よりも下流側には、露光器２６が設けられている。露光器２６は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が配列されたＬＥＤアレイを含んで構成されており、帯電器２４により帯電された感光体２２の表面へ、画像データに基づいて変調した照射光Ｌを照射する。これにより、感光体２２の表面に静電潜像（潜像）が形成される。
【００２８】
感光体２２の回転方向Ｆで露光器２６よりも下流側には、現像器３０が設けられている。現像器３０は、感光体２２に向けて開口部２８Ａが形成された筺体２８を有しており、筺体２８内には、負極性に帯電する特性を有する樹脂製のトナー（現像粒子）と、磁性を有するキャリア（磁性粒子）とを含む現像剤Ｇが内部に貯留されている。また、筐体２８内には、中空円筒状の現像ロール３２が、開口部２８Ａを介して外周面を感光体２２の表面と対向させて回転可能に設けられており、モータ（図示省略）によって矢印方向に回転駆動されるようになっている。ここで、現像ロール３２には、給電手段（図示省略）によって電圧が印加され、感光体２２との間に電位差が設定されている。
【００２９】
現像ロール３２の内側には、予め設定された複数の磁極を構成するように複数の磁石（図示省略）が固定されている。現像器３０では、この複数の磁石の磁力によって、現像ロール３２表面の現像剤Ｇ中のキャリアを穂立ちさせて磁気ブラシを形成し、磁気ブラシに静電付着したトナーを感光体２２との電位差により感光体２２の静電潜像に供給して、トナー像（現像剤像）を形成するようになっている。
【００３０】
また、現像器３０内には、板状又は円筒状の薄層形成部材（図示省略）が現像ロール３２と隙間を空けて設けられている。これにより、現像ロール３２が回転すると、現像ロール３２の外周面に付着した現像剤Ｇの層厚が薄層形成部材で規制され、現像ロール３２の外周面に現像剤層ＧＡが形成されるようになっている。
【００３１】
さらに、現像器３０内には、筺体２８内の現像剤Ｇ中のトナー濃度を検出するトナーセンサ３３が設けられている。トナーセンサ３３は、一定体積の現像剤Ｇ内の透磁率を検出するものであり、トナーセンサ３３で検出された透磁率が、予め設定された設定透磁率より小さい場合は現像剤Ｇ中のトナー濃度が高く、設定透磁率よりも大きい場合はトナー濃度が低くなったことを表している。
【００３２】
ここで、現像剤Ｇには、トナーとキャリアの他にも現像剤Ｇ自体の流動性を高める等の目的からＳｉＯ２等の添加剤が添加されている。添加剤は、球形に近い形状をしており、トナー及びキャリアよりも小粒径で重量比率が低くなっている。このため、トナーセンサ３３で検出される現像剤Ｇ中のトナー濃度は、合計重量（トナー重量＋キャリア重量）に対するトナー重量の比率（トナー比率Ｔ）を表していることになる。また、合計重量（トナー重量＋キャリア重量）に対するキャリア重量の比率をキャリア比率Ｃとすると、Ｔ＋Ｃ＝１００％とみなすことができる。この関係式を用いて、制御部１８では、トナーセンサ３３で検出されたトナー比率Ｔからキャリア比率Ｃを求めるようになっている。
【００３３】
なお、トナーセンサ３３で検出されるのは筐体２８内に貯留された現像剤Ｇのトナー比率Ｔであるが、貯留された現像剤Ｇは現像ロール３２の回転によって感光体２２に供給されるため、感光体２２と現像ロール３２の間の現像剤Ｇにおけるトナー比率Ｔも同様の比率となる。このため、本発明の実施形態におけるトナー比率Ｔ及びキャリア比率Ｃは、現像ロール３２表面の単位面積（１平方センチメートル）あたりの比率を表している。
【００３４】
一方、感光体２２の回転方向Ｆで現像器３０よりも下流側には、転写ロール３５が設けられている。転写ロール３５は、制御部１８（図１参照）によってトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっており、感光体２２の表面のトナー像を中間転写ベルト１４上に転写させる。ここで、各画像形成ユニット２０によって形成された異なる色のトナー像は、互いに重なり合うように中間転写ベルト１４上に転写される。これにより、中間転写ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。
【００３５】
感光体２２の回転方向Ｆで転写ロール３５よりも下流側には、クリーニングユニット４０が設けられている。クリーニングユニット４０は、感光体２２に向けて開口部４２Ａが形成された筐体４２を有している。また、クリーニングユニット４０内には、感光体２２表面に残留した現像剤Ｇ等の回収を促進するために潤滑剤Ｊ（回収促進剤）を感光体２２表面に供給する潤滑剤供給手段４６と、回収された残トナー等を貯留部（図示省略）に搬送する搬送部材５２とが設けられている。
【００３６】
潤滑剤供給手段４６は、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）等を直方体状に成形した潤滑剤Ｊと、潤滑剤Ｊを保持する板状の保持部材４８と、潤滑剤Ｊの下方に位置し、回転して潤滑剤Ｊを掻き取って感光体２２の表面に供給する供給部材としてのブラシロール５０と、ブラシロール５０の回転方向で潤滑剤Ｊよりも下流側に設けられ、掻き取られた潤滑剤Ｊの飛散を抑えるカバー部材５１とを備えている。潤滑剤Ｊは、感光体２２の回転軸方向と長手方向が平行となるように配置されている。また、潤滑剤Ｊは、一方の面（図２では下面）がブラシロール５０に対向し、反対側の面（上面）が保持部材４８の板状部４８Ａの先端側に固定されている。
【００３７】
保持部材４８は、潤滑剤Ｊが固定された板状部４８Ａと、感光体２２の回転軸方向を長手方向として両端部が筐体４２に回転自在に支持された軸部４８Ｂとで構成されている。これにより、潤滑剤Ｊの下面がブラシロール５０に自重で押し付けられるようになっている。なお、潤滑剤Ｊは、ブラシロール５０による掻き取りが進むにつれて軸部４８Ｂを回転中心として下方側に移動する。
【００３８】
ブラシロール５０は、導電性を有し筐体４２に回転可能に支持され断面形状が円形の軸部５０Ａと、軸部５０Ａの外周面から放射状に延びるブラシ繊維５０Ｂとを有し、ブラシ繊維５０Ｂが、潤滑剤Ｊの下面及び感光体２２の表面に接触するように配置されている。また、軸部５０Ａの軸方向は、感光体２２の回転軸方向に沿っており、ブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転するようになっている。ブラシロール５０の軸部５０Ａには、制御部１８（図１参照）により印加電圧が管理された電圧印加手段としての給電部５４が配線を介して接続されている。
【００３９】
ここで、感光体２２が回転すると、ブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、ブラシ繊維５０Ｂによって潤滑剤Ｊが掻き取られる。掻き取られた潤滑剤Ｊは、カバー部材５１で堰き止められて飛散が抑えられ、ブラシ繊維５０Ｂに付着する。そして、ブラシ繊維５０Ｂに付着した潤滑剤Ｊは、ブラシ繊維５０Ｂが感光体２２の表面に接触した際に感光体２２の表面に供給される。
【００４０】
一方、筐体４２の開口部４２Ａの外側上縁部には、ブレード４４の一端が取付けられている。ブレード４４は、弾性体の一例としてのゴム（例えば、ウレタンゴム、天然ゴム等）を板状に成形したものであり、感光体２２の回転方向Ｆに対して逆方向に延びて他端部側が接触している。これにより、感光体２２の表面に残留した残留トナー等が、ブレード４４の端部によって筺体４２内へ掻き落とされるようになっている。
【００４１】
ブレード４４で掻き落とされたトナーは、筐体４２内に回転可能に設けられたオーガからなる搬送部材５２により筐体４２内の一方の側面に搬送され、排出口（図示省略）から排出されて、別途設けられた残トナー回収装置（図示省略）に搬送されるようになっている。また、ブレード４４は、ブラシロール５０により感光体２２の表面に供給された潤滑剤Ｊを一端部で引き延ばして、潤滑剤Ｊの塗布層を形成するようになっている。
【００４２】
ここで、感光体２２表面の残トナーは、ブレード４４の掻き落としによってクリーニングユニット４０内に回収されるが、これだけではなく、ブラシロール５０と感光体２２の接触によっても回収が行われる。このため、ブラシロール５０は、トナーの回収機能も有している。
【００４３】
感光体２２の回転方向Ｆでクリーニングユニット４０よりも下流側には、発光して感光体２２表面の電荷を除去する除電ランプ５３が設けられている。なお、感光体２２の回転方向Ｆで除電ランプ５３よりも下流側に帯電器２４が配置されており、除電ランプ５３の発光により電荷が除去された感光体２２に対して、帯電器２４による帯電が行われるようになっている。
【００４４】
一方、図１に示すように、中間転写ベルト１４の搬送方向Ｅで４つの画像形成ユニット２０よりも下流側には、転写装置６０が設けられている。転写装置６０は、中間転写ベルト１４の内側に配置された第１ロール５６と、中間転写ベルト１４の外側に配置され第１ロール５６と対向する第２ロール５８とを有しており、第１ロール５６と第２ロール５８の少なくとも一方に電源（図示省略）から電圧を印加することで、第１ロール５６と第２ロール５８の間に電位差を生じさせ、中間転写ベルト１４から記録用紙Ｐへのトナー像の転写を行うようになっている。
【００４５】
ここで、画像形成装置１０は、筐体１２内で中間転写ベルト１４の下方側に用紙収容部６２が設けられており、用紙収容部６２内には、記録用紙Ｐが収容されている。用紙収容部６２の記録用紙Ｐは、搬送ロール（図示省略）で転写装置６０に向けて搬送されると共に、位置合せロール６４によって先端位置の通過タイミングが管理されている。そして、中間転写ベルト１４上に形成されたトナー像は、第１ロール５６と第２ロール５８の間（Ａ）に送りこまれ、搬送されてきた記録用紙Ｐに転写される。
【００４６】
なお、中間転写ベルト１４の外側で第１ロール５６と対向する位置には、クリーニングロール６６が配設されており、転写装置６０で記録用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト１４上に残留した残留トナーが、クリーニングロール６６によって回収されるようになっている。
【００４７】
また、記録用紙Ｐの搬送経路で転写装置６０の下流側には、通電により発熱するヒータを内包した加熱ロール６８と、加熱ロール６８表面を加圧する加圧ロール６９とからなる定着装置７０が設けられている。ここで、定着装置７０に搬送された記録用紙Ｐは、加熱ロール６８と加圧ロール６９とによって挟持搬送されることにより、記録用紙Ｐ上のトナーが溶融すると共に記録用紙Ｐに定着される。これにより、記録用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。画像が形成された記録用紙Ｐは、画像形成装置１０の外側へ排出される。
【００４８】
一方、図３に示すように、制御部１８は、画像形成装置１０（図１参照）の各部を動作させるのに必要な各種設定値が記憶された記憶部３６を有している。記憶部３６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体記憶素子で構成されている。
【００４９】
記憶部３６には、感光体２２の回転制御を行うためのモータ（図示省略）の設定値や、帯電器２４、現像ロール３２、転写ロール３５、及びブラシロール５０に印加する電圧の設定値等が記憶されている。また、制御部１８は、前述の給電部５４を有しており、入力部３４に入力された情報に基づいて、給電部５４からブラシロール５０への印加電圧を変更するようになっている。なお、中間転写ベルト１４、露光器２６、転写装置６０、定着装置７０の動作についても制御部１８で行われるが、図示を省略している。
【００５０】
次に、制御部１８で決定されるブラシロール５０への印加電圧について説明する。
【００５１】
図４（ａ）には、現像ロール３２（図２参照）表面の単位面積あたりのトナー比率Ｔと、キャリア比率Ｃとの関係を表すグラフＡが示されている。前述のようにＴ＋Ｃ＝１００％の関係があるので、グラフＡにおいてトナー比率ＴがＴ１からＴ２へ減少すると、キャリア比率はＣ１からＣ２へ増加することになる。
【００５２】
一方、図４（ｂ）には、現像ロール３２表面の単位面積あたりのキャリア比率Ｃと、ブラシロール５０（図２参照）に印加する交流電圧の振幅ΔＶとの関係を表すグラフＢが示されている。ここで、キャリア比率ＣがＣ１からＣ２へ増加すると、磁気ブラシとしての剛性が高くなり、後述する残像発生メカニズムにより現像剤Ｇの添加剤による転写後の残像発生量が多くなる。
【００５３】
このため、制御部１８では、トナー比率がＴ１からＴ２に減少し、キャリア比率ＣがＣ１からＣ２に増加したとき、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅をΔＶ１（本実施形態では１．０ｋＶ）からΔＶ２（本実施形態では１．５ｋＶ）へ増加させて、添加剤の回収量を増やすように設定されている。なお、制御部１８では、逆の場合にも対応するように設定されており、トナー比率がＴ２からＴ１に増加し、キャリア比率ＣがＣ２からＣ１に減少したとき、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅をΔＶ２からΔＶ１へ減少させる。
【００５４】
ここで、図２において、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶが大きい状態で印加を継続してしまうと、過剰な交流電圧を印加し続けることになり、ＮＯｘ等の放電生成物が発生して感光体２２表面に付着することになる。この放電生成物は、感光体２２とブレード４４との接触による摩擦力を増加させるため、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶには、放電生成物が発生しにくいように上限値が設定されている。
【００５５】
図５には、ブラシロール５０へ印加する交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ１からΔＶ２に変更されるときの交流電圧波形が模式図で示されている。ここで、Δｔ１、Δｔ２は、変更前後の交流電圧の１周期を表しておりΔｔ１＝Δｔ２となっている。そして、１／Δｔ１、１／Δｔ２が各波形の周波数となる。なお、Ｖ１は基準電圧を表しており、本実施形態における交流電圧の周波数は、１／Δｔ１＝１／Δｔ２＝８００Ｈｚとしている。
【００５６】
また、Δｔ３は１枚目の記録用紙Ｐにおける画像形成工程（一の画像形成工程）の所要時間であり、Δｔ５は２枚目の記録用紙Ｐにおける画像形成工程（二の画像形成工程）の所要時間である。ここで、Δｔ３＝Δｔ５である。Δｔ４は一の画像形成工程と二の画像形成工程の間の休止時間を表しており、制御部１８（図３参照）では、この休止時間の間に印加電圧の振幅ΔＶをΔＶ１からΔＶ２へ変更するように設定されている。
【００５７】
次に、磁気ブラシの状態変化に対する感光体２２表面の残留粒子の除去（スキャベンジ）状態について説明する。
【００５８】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、感光体２２と現像ロール３２の対向領域では間隔ｄの現像ギャップが形成されており、複数の穂立ちしたキャリアＣからなる磁気ブラシがこの現像ギャップ中を移動することで現像が行われる。ここで、現像ギャップ中の中央の現像領域Ｑでは、磁気ブラシによって、感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジと感光体２２表面へのトナーＴの供給（現像）とが行われている。なお、図６（ａ）、（ｂ）ではトナーＴの図示を省略している。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、トナーＴが少ない状態、即ちキャリア比率が高い状態では、各キャリアＣ間に侵入するトナーＴの量が少ないため、キャリアＣの粒子間距離が短く、キャリアＣの粒子間に作用する磁気相互力が強くなって剛結状態となり、磁気ブラシとしての剛性（磁気ブラシの変形しにくさ）が高くなる。これにより、磁気ブラシによる感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジ力が大きくなる。
【００６０】
ここで、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、キャリア比率が高く、磁気ブラシのスキャベンジ力が大きい状態では、感光体２２表面に静電引力により付着した残留粒子としての添加剤Ｋ（現像剤Ｇの添加剤）が、磁気ブラシの移動により感光体２２表面から除去される。
【００６１】
一方、図７（ｂ）に示すように、トナーＴが多い状態、即ちキャリア比率が低い状態では、各キャリア間に侵入するトナーＴの量が多いため、キャリアＣの粒子間距離が長く、キャリアＣの粒子間に作用する磁気相互力が弱まり、磁気ブラシとしての剛性が低くなる。これにより、磁気ブラシによる感光体２２表面の残留粒子のスキャベンジ力が小さくなる。
【００６２】
ここで、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、キャリア比率が低く、磁気ブラシのスキャベンジ力が小さい状態では、磁気ブラシが移動しても感光体２２表面の添加剤Ｋを除去しにくいため、そのまま感光体２２表面に添加剤Ｋが残留することになる。なお、図８（ａ）〜（ｄ）において、感光体２２は電荷発生層及び電荷輸送層を有しているが、説明を省略する。
【００６３】
次に、記録用紙Ｐの現像剤像（画像）の残像発生メカニズムについて、図９（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｆ）には、感光体２２表面の電位のグラフ及び感光体２２の断面図がそれぞれ示されている。
【００６４】
図９（ａ）に示すように、感光体２２表面で特に小領域のベタ画像が形成された部位では、クリーニングユニット４０及び除電ランプ５３（図２参照）を通過した時点で添加剤Ｋが残留していることがある。このとき、負極性（−）に帯電した添加剤Ｋと正極性（＋）の電荷を有する感光体２２とが中和状態となって安定しているため、感光体２２の表面電位はＶＡで安定している。
【００６５】
続いて、図９（ｂ）に示すように、画像形成工程が開始されると、帯電器２４（図２参照）によって感光体２２表面が負極性に帯電される。このとき、添加剤Ｋが付着した部位は中和状態となっているため、添加剤Ｋの表面も負極性に帯電し、感光体２２の表面電位はＶＨ（ＶＡよりも負側）となる。
【００６６】
続いて、図９（ｃ）に示すように、露光器２６（図２参照）によって照射光Ｌが照射された感光体２２表面の露光領域（画像領域）Ｓでは、表面の負極性の電荷が輸送されて無くなり、添加剤Ｋが付着したままの状態となる。このとき、添加剤Ｋが付着した部位は電気的に中立状態となっているため、感光体２２の露光領域Ｗの表面電位はＶＬ（ＶＨよりも正側）となる。
【００６７】
続いて、図８（ａ）、（ｂ）に示したように感光体２２と現像ロール３２の対向領域において、現像ロール３２表面の磁気ブラシにより感光体２２表面の添加剤Ｋが除去されると、図９（ｄ）に示すように、感光体２２表面の添加剤Ｋが付着していた部位では、正の電荷のみが残った状態となる。このとき、感光体２２表面の正の電荷のみが残った部位では、表面電位がＶＢ（ＶＬよりも正側）となる。
【００６８】
続いて、図９（ｅ）に示すように、現像ロール３２（図２参照）により感光体２２表面の露光領域ＷにトナーＴ（１層目をＴＡ、２層目をＴＢとする）が供給され、現像が行われる。このとき、露光領域Ｗの本来の表面電位はＶＬであり、トナーは１層目のＴＡだけ現像されればよいが、添加剤Ｋが付着していた部位では表面電位がＶＢとなっているため、ＶＬ−ＶＢの電位差分だけ余計にトナーＴが付着して２層目のＴＢが形成される。
【００６９】
続いて、図９（ｆ）に示すように、転写ロール３５（図２参照）によって記録用紙Ｐ上にトナーＴが転写される。このとき、記録用紙Ｐ上では、前述の２層目のトナーＴＢが過剰に付着しているため、画像に濃度差が現れる。この画像の濃度差が残像である。このように、本発明の実施形態における残像とは、感光体２２表面に付着した添加剤Ｋを磁気ブラシが除去することにより発生するものである。
【００７０】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００７１】
図１に示すように、画像形成が開始されると、画像形成装置１０では、制御部１８によって各部の動作制御が行われ、各感光体２２の表面が各帯電器２４によって帯電される。そして、各露光器２６から出力画像に対応した照射光Ｌが、帯電後の各感光体２２の表面に照射され、各感光体２２上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、各現像器３０が選択的に各色、すなわちＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーを付与し、各感光体２２上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。
【００７２】
続いて、各感光体２２上のトナー像は、各転写ロール３５により中間転写ベルト１４上に順次転写されて重ね合わされ、カラートナー像が形成される。そして、カラートナー像は、中間転写ベルト１４の移動により転写装置６０に搬送される。そのタイミングに同期して位置合せロール６４から記録用紙Ｐが搬送され、記録用紙Ｐ上にカラートナー像が転写（最終転写）される。
【００７３】
カラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置７０に搬送され、加熱ロール６８と加圧ロール６９とのニップ部を通過する。その際、加熱ロール６８と加圧ロール６９とから与えられる熱と圧力の作用により、カラートナー像が記録用紙Ｐに定着される。定着後、記録用紙Ｐは画像形成装置１０の外側へ排出され、１枚目の記録用紙Ｐへのカラー画像形成が終了する。
【００７４】
一方、図５及び図１０（ａ）に示すように、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２に接触しているブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、ブラシ繊維５０Ｂが潤滑剤Ｊから微粒粉体状の潤滑剤ＪＡを掻き取って感光体２２の表面に供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。
【００７５】
また、ブラシロール５０には、給電部５４から交流電圧（振幅ΔＶ１＝１．０ｋｖ、周波数８００Ｈｚ）が印加される。感光体２２表面に付着した残トナーは、感光体２２表面とブラシロール５０の間の電位変化（極性変化）により振動攪拌され付着力が低下すると共に潤滑剤ＪＡに付着する。これにより、感光体２２表面の残トナーＴが、潤滑剤ＪＡと共にブレード４４で回収され、トナーＴの回収が促進される。なお、添加剤Ｋの一部は、感光体２２とブレード４４の間を通過することになる。
【００７６】
ここで、トナーセンサ３３（図２参照）により検出されたトナー比率Ｔが、予め設定された比率よりも低下していたとき、１枚目の記録用紙Ｐの画像形成と２枚目の記録用紙Ｐの画像形成の間の休止時間Δｔ４において、制御部１８（図３参照）が交流電圧の振幅ΔＶ１をΔＶ２に増加させる。この交流電圧の振幅の増加により、ブレード４４通過前の感光体２２表面の添加剤Ｋは振動攪拌され付着力が弱まる。
【００７７】
そして、図１０（ｂ）に示すように、ブレード４４による添加剤Ｋの回収率が上がり、現像ロール３２との対向領域まで搬送される添加剤Ｋの総量が減少する。これにより、トナー比率Ｔが低下してキャリア比率Ｃが増加し磁気ブラシの剛性が高い状態であっても、感光体２２表面に添加剤Ｋがほとんど存在しないため、添加剤Ｋによる残像の発生が抑えられる。
【００７８】
なお、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ１がΔＶ２へ増加することにより、感光体２２の表面とブラシロール５０の間で放電が発生して放電生成物Ｓが生成されることになるが、予め放電生成物Ｓの影響の出ない範囲で振幅ΔＶ２が設定されているため、感光体２２表面に存在する放電生成物Ｓの量は極僅かとなっている。
【００７９】
一方、現像器３０（図２参照）にトナーＴが補給され、トナーセンサ３３で検出されるトナー比率Ｔが設定比率と同じ、もしくは設定比率よりも増加（キャリア比率Ｃが低下）したときは、磁気ブラシによる添加剤Ｋの掻き取り作用が低くなる。このため、逆の手順により、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ２を振幅ΔＶ１へ減少させる。これにより、放電生成物Ｓの発生量が抑えられると共に感光体２２表面とブレード４４との接触部に作用する摩擦力が低下し、感光体２２表面の摩耗量が低減されるので、感光体２２の長期間の使用が可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態では、ブラシロール５０に印加する交流電圧の周波数を変更しなかったが、他の実施例として、図１１に示すように、振幅をΔＶ１からΔＶ２に増加させるときに周波数ｆを１／Δｔ１から１／Δｔ６（但しΔｔ１＞Δｔ６）へ増加させて振動数を増加させ、添加剤Ｋをより多く回収するように設定してもよい。
【００８１】
印加電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって行われ、即ち、入力された直流電圧を刻んでパルス状にし、パルスの数、間隔、幅等を制御して目的とする振幅ΔＶ、周波数ｆの交流出力を得る。
【００８２】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８３】
図１２には、第２実施形態の画像形成装置８０の制御部８６の構成が示されている。画像形成装置８０は、前述の第１実施形態の画像形成装置１０（図１参照）において計数部８２及び電圧設定部８４が追加され、制御部１８が制御部８６に置き換えられた構成となっている。なお、トナーセンサ３３が制御部８６に接続されているが、本実施形態では、現像器３０内のトナー量の減少を検出するためだけに用いており、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更には用いていない。
【００８４】
計数部８２は、画像形成装置８０で画像形成された記録用紙Ｐの累積枚数をカウントするカウンタであり、累積枚数の情報が電圧設定部８４に送られるようになっている。なお、計数部８２は、例えば、現像ロール３２（図２参照）の端部にロータリーエンコーダを設けて、現像ロール３２の累積回転数を計数することにより、累積枚数を求めるようにしてもよい。
【００８５】
電圧設定部８４は、画像形成の累積枚数と、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆとの対応表が設定されており、計数部８２から入力された累積枚数を対応表と照合し、給電部５４に振幅ΔＶ及び周波数ｆを設定するようになっている。
【００８６】
なお、ここでは、画像形成の累積枚数が１０００枚を超えるような、画像形成装置８０の長期間使用時点での交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更を想定している。画像形成の累積枚数が１０００枚を超える状態では、現像器３０（図２参照）にトナー供給するトナーボトル（図示省略）で事前にトナーと混合されているキャリアが現像器３０へ供給され、現像器３０に存在するキャリアの劣化の程度が一定に収束する。これにより、穂立ちしたキャリアの剛性が一定値に収束する。また、外添剤としてトナーＴに混合されたＺｎＳｔ粒子と潤滑剤供給手段４６のＺｎＳｔとが感光体２２の表面へ供給されているが、画像形成の累積枚数が１０００枚を超える状態では、感光体２２とブレード４４のニップに存在するＺｎＳｔ量が一定値に収束安定する。これらの理由により、磁気ブラシの剛性が低下することになるので、図１３に示すように、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ２からΔＶ１へ減少させ、周波数ｆを１／Δｔ６から１／Δｔ１（ただしΔｔ１＞Δｔ６）へ減少させるように設定している。なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間Δｔ４に行う。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【００８８】
図１２、１３、１４（ａ）に示すように、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２に接触しているブラシロール５０が感光体２２と同方向に駆動回転し、潤滑剤ＪＡが感光体２２の表面に供給される。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。
【００８９】
また、ブラシロール５０には、給電部５４から交流電圧（振幅ΔＶ２＝１．５ｋＶ、周波数ｆ＝９００Ｈｚ）が印加される。感光体２２表面に付着した残トナーＴは、感光体２２表面とブラシロール５０の間の電位変化（極性変化）により振動攪拌され付着力が低下すると共に潤滑剤ＪＡに付着する。これにより、感光体２２表面の残トナーＴが、潤滑剤ＪＡと共にブレード４４で回収され、トナーＴの回収が促進される。
【００９０】
さらに、交流電圧の振幅がΔＶ２と大きく振動攪拌力が強いため、添加剤Ｋの感光体２２表面への付着力が弱まりブレード４４による添加剤Ｋの回収率が上がって、現像ロール３２との対向領域まで搬送される添加剤Ｋの総量が減少する。これにより、感光体２２表面に添加剤Ｋがほとんど存在しなくなるため、添加剤Ｋによる残像の発生が抑えられる。
【００９１】
なお、感光体２２の表面とブラシロール５０の間で放電が発生して放電生成物Ｓが生成されるが、予め放電生成物Ｓの影響の出ない範囲で振幅ΔＶ２が設定されているため、感光体２２表面に存在する放電生成物Ｓの量は僅かであり、感光体２２の摩耗量は抑えられている。
【００９２】
一方、図１２、１３、１４（ｂ）に示すように、計数部８２でカウントされた値が例えば１０００枚を超えたとき、電圧設定部８４では、画像形成工程の休止時間Δｔ４において、ブラシロール５０に印加される給電部５４の交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ２からΔＶ１に減少させ、周波数ｆを１／Δｔ６から１／Δｔ１に減少させる。これにより、放電生成物Ｓの発生量が低減されると共に、感光体２２表面とブレード４４との接触部に作用する摩擦力が低下し、感光体２２表面の摩耗量が低減されるので、感光体２２の長期間の使用が可能となる。
【００９３】
なお、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶが低下するため、ブレード４４と感光体２２の間を通過する添加剤Ｋの量は増加することになる。しかし、現像器３０における磁気ブラシの剛性が低下しており、添加剤Ｋの掻き取り作用が低くなっているため、残像の発生は抑えられている。
【００９４】
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９５】
図１５には、第３実施形態としての画像形成装置９０の画像形成ユニット９２が示されている。また、図１６には、画像形成装置９０の制御部９４の構成が示されている。画像形成装置９０は、第１実施形態の画像形成装置１０（図１参照）において、トナーセンサ３３に換えて温湿度センサ９６が接続され、制御部１８が制御部９４に置き換えられた構成となっている。なお、各色に応じたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号は省略している。
【００９６】
温湿度センサ９６は、筐体１２内で現像器３０の近くに配設されており、筐体１２内の温度及び湿度を測定して制御部９４に温度及び湿度の測定値を出力する。また、制御部９４は、温度Ｔと湿度Ｈの表が記憶部３６に記憶されており、例えば、温度がＴ１で湿度がＨ１のとき、装置内温湿度ＴＨ１が選択されるようになっている。
【００９７】
さらに、制御部９４は、装置内温湿度ＴＨに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆを変更するようになっている。なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間となっている。
【００９８】
図１７は、画像形成装置９０における装置内温湿度ＴＨと、ブラシロール５０（図１５参照）に印加される交流電圧の振幅ΔＶとの関係を表すグラフＣが示されている。グラフＣでは、装置内温湿度ＴＨ１のときに振幅ΔＶ４、装置内温湿度ＴＨ２のときに振幅ΔＶ３となっている（ΔＶ３＜ΔＶ４）。なお、図示は省略するが、振幅ΔＶ３のときの周波数ｆを１／Δｔ１、振幅ΔＶ４のときの周波数を１／Δｔ６としている。
【００９９】
グラフＣにおいて、装置内温湿度ＴＨ２が高温多湿状態であり、装置内温湿度ＴＨ１が低温低湿状態であるとすると、装置内温湿度ＴＨ１の方が装置内温湿度ＴＨ２よりも静電気が発生しやすく、クリーニングユニット４０通過後の感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの量が増加することになる。このため、装置内温湿度ＴＨ１では、装置内温湿度ＴＨ２に較べて、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ４と大きくなり、周波数ｆが１／Δｔ６と高くなるように設定されている。
【０１００】
なお、装置内温湿度ＴＨが低温低湿（ＴＨ１）から高温高湿（ＴＨ２）となったとき、現像器３０内ではトナーＴが凝集しやすくなり、現像ロール３２の回転で多くのトナーＴが付着して、磁気ブラシ（現像剤Ｇ）中のキャリア比率Ｃが低下することがある。このため、装置内温湿度ＴＨの変化は、現像ロール３２表面の単位面積当りのトナー比率Ｔ及びキャリア比率Ｃの変化と関連付けられるものである。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。
【０１０２】
図１５、１６、１７に示すように、画像形成装置９０において、画像形成開始前に装置内温湿度ＴＨが温湿度センサ９６によって測定される。制御部９４では、装置内温湿度ＴＨ１に基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ４、周波数ｆを１／Δｔ６とする。
【０１０３】
続いて、画像形成が開始されると、制御部９４によって画像形成装置９０の各部の動作制御が行われ、帯電、露光、現像、一次転写、二次転写、及び定着の各工程が行われ、記録用紙Ｐにカラー画像が形成される。
【０１０４】
一方、クリーニングユニット４０では、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２の表面に潤滑剤ＪＡを供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。また、ブラシロール５０には、給電部５４から振幅ΔＶ４、周波数１／Δｔ６の交流電圧が印加される。これにより、転写工程が終了した感光体２２表面に残留しているトナーＴ及び添加剤Ｋは振動攪拌され、これらの大半がブレード４４で掻き落とされ回収される。
【０１０５】
続いて、画像形成装置９０で画像形成工程が複数回行われたとき、温湿度センサ９６によって装置内温湿度ＴＨ２が測定される。そして、制御部９４では、装置内温湿度ＴＨ２に基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ３に減少させ、周波数ｆを１／Δｔ１に低下させる。
【０１０６】
ここで、クリーニングユニット４０では、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶがΔＶ３に減少し周波数ｆが１／Δｔ１に低下するため、振幅ΔＶがΔＶ４、周波数ｆが１／Δｔ６のときと較べると、放電生成物Ｓの発生量が減少する。これにより、感光体２２の表面に作用する摩擦力の増加が抑えられると共に感光体２２の表面の摩耗量の増加が抑えられ、感光体２２が長期間使用可能となる。
【０１０７】
なお、振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下するが、画像形成装置９０内が高温多湿状態となっており、静電気の発生が抑えられて感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの付着力が低下するため、ブレード４４で回収される添加剤Ｋの量が増えて残像の発生が抑えられる。
【０１０８】
次に、本発明の画像形成装置の第４実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第３実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１〜第３実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１０９】
図１８には、第４実施形態としての画像形成装置１００の画像形成ユニット１０２が示されている。また、図１９には、画像形成装置１００の制御部１０４の構成が示されている。画像形成装置１００は、第２実施形態の画像形成装置８０（図１２参照）において、制御部８６にさらに温湿度センサ９６が接続され、制御部８６が制御部１０４に置き換えられた構成となっている。なお、各色に応じたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号は省略している。
【０１１０】
制御部１０４は、電圧設定部８４において、計数部８２から入力される累積枚数データ、トナーセンサ３３から入力されるキャリア比率Ｃ、及び温湿度センサ９６から入力される温湿度データＴＨに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶ及び周波数ｆを変更するようになっている。振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更タイミングは、画像形成工程の休止時間となっている。
【０１１１】
なお、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更値は、例えば、初期設定振幅をΔＶ０、初期設定周波数をｆ０とし、Δ累積枚数増加による補正振幅ΔＶ５、補正周波数Δｆ１、キャリア比率Ｃ増加による補正振幅ΔＶ６、補正周波数Δｆ２、温湿度変化による補正振幅ΔＶ７、補正周波数Δｆ３としたとき、振幅ΔＶ＝ΔＶ０＋ΔＶ５＋ΔＶ６＋ΔＶ７、周波数ｆ＝ｆ０＋Δｆ１＋Δｆ２＋Δｆ３として求められる。ただし、振幅ΔＶ及び周波数ｆの変更値の決定は、このように単純な合計で求められるものだけでは無いため、予め設定表を準備しておき、各条件に合わせて選択するようにしてもよい。
【０１１２】
次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。
【０１１３】
図１８、１９に示すように、画像形成装置１００において、画像形成開始前に装置内温湿度ＴＨが温湿度センサ９６によって測定され、さらに、トナーセンサ３３によってキャリア比率Ｃが測定される。制御部１０４は、装置内温湿度ＴＨとキャリア比率Ｃに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶをΔＶ０、周波数ｆをｆ０とする。
【０１１４】
続いて、画像形成が開始されると、制御部１０４によって画像形成装置１００の各部の動作制御が行われ、帯電、露光、現像、一次転写、二次転写、及び定着の各工程が行われ、記録用紙Ｐにカラー画像が形成される。
【０１１５】
一方、クリーニングユニット４０は、画像形成が開始されて感光体２２が回転すると、感光体２２の表面に潤滑剤ＪＡを供給する。そして、感光体２２の表面に付着した潤滑剤ＪＡは、ブレード４４の端部で引き延ばされ薄層化される。また、ブラシロール５０には、給電部５４から振幅ΔＶ０、周波数ｆ０の交流電圧が印加される。これにより、転写工程が終了した感光体２２表面に残留しているトナーＴ及び添加剤Ｋは振動攪拌され、これらの大半がブレード４４で掻き落とされ回収される。
【０１１６】
続いて、画像形成装置１００で１０００枚程度の画像形成工程が行われたとき、制御部１０４では、計数部でカウントされた画像形成の累積枚数と、温湿度センサ９６によって測定された装置内温湿度ＴＨと、トナーセンサ３３で測定されたキャリア比率Ｃとに基づいて、ブラシロール５０に印加する交流電圧の振幅ΔＶと周波数ｆを変更する。
【０１１７】
ここで、クリーニングユニット４０では、例えば、ブラシロール５０に印加される交流電圧の振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下したとき、感光体２２表面の放電生成物Ｓの発生量が減少する。これにより、感光体２２の表面に作用する摩擦力の増加が抑えられると共に感光体２２の表面の摩耗量の増加が抑えられ、感光体２２が長期間使用可能となる。
【０１１８】
なお、振幅ΔＶが減少し周波数ｆが低下しても、画像形成装置１００内が高温多湿状態となっている場合には、静電気の発生が抑えられて感光体２２表面に残留する添加剤Ｋの付着力が低下するため、ブレード４４で回収される添加剤Ｋの量が増えて残像の発生が抑えられる。
【０１１９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１２０】
潤滑剤Ｊはブラシロール５０に自重の作用で接触しているため、消費量が増えて質量が減少すると、ブラシロール５０との接触圧が低下してブラシロール５０及び感光体２２への塗布量が低下する可能性がある。このため、ブラシロール５０の累積回転数をロータリーエンコーダを用いてカウントし、このカウント数が多くなったときに、印加する交流電圧の振幅ΔＶを増加させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 画像形成装置
１２ 筐体（装置本体）
１４ 中間転写ベルト（転写部）
１８ 制御部（電圧印加手段）
２２ 感光体（潜像形成体）
２８ 筐体（現像剤貯留部）
３２ 現像ロール（現像剤像形成部材）
３３ トナーセンサ（現像粒子量検出手段）
４４ ブレード（回収部材）
５０ ブラシロール（供給部材）
５４ 給電部（電圧印加手段）
６０ 転写装置（転写部）
８０ 画像形成装置
８２ 計数部（計数手段）
８４ 電圧設定部
８６ 制御部（電圧印加手段）
９０ 画像形成装置
９４ 制御部（電圧印加手段）
９６ 温湿度センサ（温湿度検知手段）
１００ 画像形成装置
１０４ 制御部（電圧印加手段）
Ｃ キャリア（磁性粒子）
Ｇ 現像剤
Ｊ 潤滑剤（回収促進剤）
Ｋ 添加剤
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｑ 現像領域（現像剤像形成部）
Ｔ トナー（現像粒子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に回転可能に設けられ、表面に潜像が形成される潜像形成体と、
前記潜像形成体の潜像を現像される現像粒子と磁力により穂立ちして該現像粒子を現像させる磁性粒子と添加剤とを有する現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像剤像形成部材と、
前記現像剤像形成部材で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、
前記潜像形成体の表面に接触して設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤を回収する回収部材と、
前記潜像形成体の表面に接触して回転可能に設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤の回収を促進させる回収促進剤を前記潜像形成体に供給する供給部材と、
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて振幅を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する電圧印加手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が、予め設定された印加電圧よりも振幅の大きい交流電圧を印加する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤形成部材に供給される現像剤を貯留する現像剤貯留部が設けられ、
前記現像剤貯留部には、貯留された現像粒子量を検出する現像粒子量検出手段が設けられ、
前記現像粒子量検出手段で検出された現像粒子量から現像剤中の現像粒子量と磁性粒子量の比率を求めて前記電圧印加手段で印加される交流電圧の振幅を変更する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が多い側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅の交流電圧を前記供給部材に印加し、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅よりも大きい振幅の交流電圧を前記供給部材に印加する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部で転写される記録媒体の枚数を計数する計数手段と、
前記計数手段で計数される記録媒体の枚数に合わせて前記電圧印加手段が印加する交流電圧の振幅を設定する電圧設定部と、が設けられた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記装置本体の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段が設けられ、
前記電圧印加手段は、該温湿度検知手段で検知された温度及び湿度に合わせて、前記供給部材に印加する交流電圧の振幅を補正する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段が、一の画像が形成される第１画像形成工程と、二の画像が形成される第２画像形成工程の間で交流電圧の振幅を変化させる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧印加手段は、前記供給部材に印加する交流電圧の周波数を変更可能に設けられ、前記現像剤像形成部材の現像剤形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて、振幅及び周波数を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する請求項１、２、３、５、６、７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
装置本体に回転可能に設けられ、表面に潜像が形成される潜像形成体と、
前記潜像形成体の潜像を現像される現像粒子と磁力により穂立ちして該現像粒子を現像させる磁性粒子と添加剤とを有する現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像剤像形成部材と、
前記現像剤像形成部材で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、
前記潜像形成体の表面に接触して設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤を回収する回収部材と、
前記潜像形成体の表面に接触して回転可能に設けられ、転写後の前記潜像形成体の表面に残留する現像剤の回収を促進させる回収促進剤を前記潜像形成体に供給する供給部材と、
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて振幅を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する電圧印加手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が、予め設定された印加電圧よりも振幅の大きい交流電圧を印加する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤形成部材に供給される現像剤を貯留する現像剤貯留部が設けられ、
前記現像剤貯留部には、貯留された現像粒子量を検出する現像粒子量検出手段が設けられ、
前記現像粒子量検出手段で検出された現像粒子量から現像剤中の現像粒子量と磁性粒子量の比率を求めて前記電圧印加手段で印加される交流電圧の振幅を変更する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤像形成部材の現像剤像形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率が、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が多い側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅の交流電圧を前記供給部材に印加し、予め設定された設定比率よりも前記現像粒子が少ない側に変化したとき、前記電圧印加手段が予め設定された振幅よりも大きい振幅の交流電圧を前記供給部材に印加する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部で転写される記録媒体の枚数を計数する計数手段と、
前記計数手段で計数される記録媒体の枚数に合わせて前記電圧印加手段が印加する交流電圧の振幅を設定する電圧設定部と、が設けられた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記装置本体の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段が設けられ、
前記電圧印加手段は、該温湿度検知手段で検知された温度及び湿度に合わせて、前記供給部材に印加する交流電圧の振幅を補正する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段が、一の画像が形成される第１画像形成工程と、二の画像が形成される第２画像形成工程の間で交流電圧の振幅を変化させる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧印加手段は、前記供給部材に印加する交流電圧の周波数を変更可能に設けられ、前記現像剤像形成部材の現像剤形成部の単位面積当りの前記現像粒子量と前記磁性粒子量の比率の変化に合わせて、振幅及び周波数を変更した交流電圧を前記供給部材に印加する請求項１、２、３、５、６、７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１０６９２（Ｐ２０１０−２１０６９２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３９６５（Ｐ２００９−５３９６５）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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