(57)【要約】【課題】  本発明は、起動時のかぶりトナー量を低減し、記録材の裏汚れを防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電ローラ２と、現像ローラ４上のトナー層厚を規制するとともにトナーを摩擦帯電させる現像ブレード５と、現像ローラ４に電圧を印加する高圧電源２８と、感光ドラム１の回転が停止してから感光ドラム１の回転を再開するときに、現像ローラ４に印加する電圧を、画像形成終了の基準タイミングからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定するＣＰＵ２４（制御手段）と、を有することを特徴とする。【選択図】      図１０
2020008609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、
前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
前記像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体の静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、
前記現像手段上のトナー層厚を規制するとともにトナーを摩擦帯電させるトナー規制手段と、
前記現像手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体の回転が停止してから前記像担持体の回転を再開するときに、前記現像手段に印加する電圧を、画像形成終了の基準タイミングからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像手段に画像形成中とは異なる電圧を印加するタイミングは、少なくとも前記像担持体の回転を再開する直前から、前記トナー規制手段により摩擦帯電されたトナーが前記帯電手段により帯電された前記像担持体の帯電位置に到達するまでの間を含む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】
前記制御手段は、
前記トナー規制手段により摩擦帯電されたトナーが、前記像担持体に前記現像手段が対向する現像位置に到達するか、または、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の帯電位置が前記現像位置に到達するかのうちで、いずれか早い方のタイミングで、前記現像手段に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
環境センサを有し、
前記制御手段は、
前記環境センサにより検出された検出結果が所定の絶対水分量を超える値を示す場合に、前記現像手段に印加する電圧を、前記検出結果が所定の水分量を超えない場合と比較して絶対値の大きい値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記トナーが画像形成に使用開始されてから所定条件以上に被使用になった場合に、前記現像手段に印加する電圧を、前記所定条件以上に被使用になっていない場合と比較して絶対値の大きい値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体に電圧を印加する第２の電圧印加手段を有し、
前記制御手段は、前記像担持体の回転が停止してから前記像担持体の回転を再開するときに、前記像担持体に印加する電圧を、前記像担持体の回転が停止してからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１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、複写機や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】
画像形成装置は、感光ドラム等の像担持体を備え、回転する像担持体に対して、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程を順次施すことにより画像形成を行う。帯電工程は、感光ドラムの表面に対して帯電ローラを押し当てて帯電バイアス電圧を印加することにより感光ドラムの表面上を均一な電位に帯電させる。
【０００３】
露光工程は、均一な電位に帯電した感光ドラムの表面上をレーザスキャナ等により露光して静電潜像を作成する。現像工程は、静電潜像が形成された感光ドラムの表面に対して現像ローラを押し当てて現像バイアス電圧を印加することより静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。尚、現像ローラには、トナーの層厚を規制する手段として、バイアスが印加された現像ブレードが設けられており、現像ローラの表面に担持されたトナーが現像ブレードを通過することで摩擦帯電されつつ均一な層厚で現像ローラの表面に塗布される。
【０００４】
転写工程では、中間転写体等の転写体の裏面から転写ローラを押し当てて転写バイアス電圧を印加することにより転写体にトナー像を一次転写する。転写体上のトナー像は、二次転写部において記録材に二次転写された後、定着工程を経て、記録材に定着されて永久画像になる。このとき、帯電ローラに対して帯電バイアス電圧の印加が開始された状態で感光ドラムの表面が回転して現像ローラが対向する現像位置に達した後に、現像ローラに対して現像バイアス電圧の印加を開始する。
【０００５】
各バイアスの印加開始のタイミングがずれてしまうと、不要なトナーが各工程で各ローラに転移し、二次転写部が不要なトナーで汚れてしまう。これにより記録材の裏汚れが発生するという課題がある。記録材の裏汚れの課題に対して、特許文献１では、現像ローラに逆極性のバイアス電圧を印加することで、非画像領域において現像ローラから感光ドラムの表面に転写するトナー量を低減させる画像形成装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１１７５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像形成装置を停止してから長期間が経過すると、現像ローラの表面上のトナーの電荷が低下し、感光ドラムの表面電位も低下する傾向にある。これによりバイアスにずれが生じ、停止してから長期間が経過した後の画像形成装置の起動時に「かぶり」による記録材の裏汚れが発生する。
【０００８】
より具体的には、現像ローラの表面上のトナーのうち、現像ブレードの当接面と、感光ドラムの当接面との間の位相に塗布されているトナーは、長期間停止していた待機時に電荷が供給されることがない。このため自然に除電される。現像ローラの表面上の上記位相にあるトナーは、既に現像ブレードを通過しているため帯電されないまま感光ドラムの表面に押し当てられる。自然に除電されて電荷が低下したトナー（以下、「ゼロトナー」という）は、静電的に制御することが難しい。
【０００９】
このためゼロトナーは、現像ローラの表面上から感光ドラムの表面上へと移動し、更に、感光ドラムの表面上から転写体の表面上へと移動し、更に、転写体の表面上から二次転写ローラの表面上へと移動してしまう。その結果、ゼロトナーによる記録材の裏汚れが発生する。二次転写ローラの表面上へと移動したゼロトナーによる記録材の裏汚れは、二次転写ローラの表面のクリーニング工程を経てから画像形成を行えば防止することができる。
【００１０】
しかしながら、ゼロトナーで汚れた二次転写ローラの表面のクリーニングには時間がかかる。このため印刷開始から記録材の排出完了までの時間であるファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ；First Print Out Time）が遅くなってしまう。このため、ＦＰＯＴの遅延なく記録材の裏汚れを防止することが求められている。
【００１１】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、起動時のかぶりトナー量を低減し、記録材の裏汚れを防止することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体の静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、前記現像手段上のトナー層厚を規制するとともにトナーを摩擦帯電させるトナー規制手段と、前記現像手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記像担持体の回転が停止してから前記像担持体の回転を再開するときに、前記現像手段に印加する電圧を、画像形成終了の基準タイミングからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起動時のかぶりトナー量を低減し、記録材の裏汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】画像形成部周辺の構成を示す断面図である。
【図３】制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態における現像ローラの表面上の平均トナー電荷量の感光ドラムの回転が停止してからの経時変化を示す図である。
【図５】第１実施形態において、感光ドラムの回転が停止してから３時間が経過したタイミングで現像ローラに印加した現像逆バイアス電圧値と、感光ドラムの表面上のトナーのかぶり濃度との関係を示す図である。
【図６】第１実施形態における現像ローラの表面上のトナーのトリボ分布の感光ドラムの回転が停止してからの経時変化を示す図である。
【図７】第１実施形態において、感光ドラムの回転が停止してから１２時間が経過したタイミングで現像ローラに印加した現像逆バイアス電圧値と、感光ドラムの表面上のトナーのかぶり濃度との関係を示す図である。
【図８】（ａ）は、第１実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の記録材の裏汚れの状態と、現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。（ｂ）は、第１実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。
【図９】第１実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間と、現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。
【図１０】第１実施形態において、現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧の印加タイミングを示す図である。
【図１１】第１実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。
【図１２】第２実施形態における高温高湿度環境下での現像ローラの表面上の平均トナー電荷量の感光ドラムの回転が停止してからの経時変化を示す図である。
【図１３】（ａ）は、第２実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の記録材の裏汚れの状態と現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。（ｂ）は、第２実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。
【図１４】第２実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。
【図１５】第３実施形態における耐久劣化したトナーの現像ローラの表面上での電荷量の感光ドラムの回転が停止してからの経時変化を示す図である。
【図１６】（ａ）は、第３実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の記録材の裏汚れの状態と現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。（ｂ）は、第３実施形態において、感光ドラムの回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラに印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。
【図１７】第３実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１〜図１１を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
先ず、図１〜図３を用いて画像形成装置１４の構成について説明する。図１は、画像形成装置１４の構成を示す断面図である。図２は、画像形成部周辺の構成を示す断面図である。図３は、制御部の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置１４は、電子写真方式のレーザプリンタの一例である。
【００１８】
図１に示す画像形成装置１４には、イエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｋの各色に対応する画像形成部１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｋが設けられている。尚、各画像形成部１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｋは、トナーの色が異なる以外は、略同様に構成されるため説明の都合上、画像形成部１５を用いて説明する場合もある。他の画像形成プロセス手段についても同様である。
【００１９】
各画像形成部１５には、図１の反時計回り方向に回転する像担持体としての感光ドラム１がそれぞれ設けられている。各感光ドラム１の表面には、帯電手段としての帯電ローラ２がそれぞれ当接しており、図２に示す帯電位置Ａにおいて、各帯電ローラ２に印加された帯電バイアス電圧により各感光ドラム１の表面を均一な電位に一様に帯電させる。潜像形成手段としてのレーザスキャナ３から出射された画像情報に応じたレーザ光３ａが均一な電位に帯電した感光ドラム１の表面上に照射されて静電潜像が形成される。
【００２０】
現像装置６に設けられた現像剤担持体であって現像手段としての現像ローラ４に現像バイアス電圧を印加する。これにより図２に示す現像位置Ｂにおいて、感光ドラム１の表面上の静電潜像にトナーを付着させて現像する。現像ローラ４の表面には、現像ローラ４の表面上（現像手段上）のトナー層厚を規制するとともにトナーを摩擦帯電させるトナー規制手段としての現像ブレード５が図２に示す摩擦帯電位置Ｃにおいて当接している。現像ローラ４の表面上には、現像ブレード５により摩擦帯電され、層厚が規制された均一な層厚のトナーが塗布される。現像ローラ４と現像ブレード５とは、トナーが収容された現像容器６ａ内に設けられている。
【００２１】
感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１の図２の反時計回り方向の回転により転写位置Ｄに運ばれる。図１に示すように、各感光ドラム１の表面に対向して転写材としての中間転写ベルト８が配置されている。中間転写ベルト８は、張架ローラ８ａ〜８ｃにより図１の時計回り方向に回転可能に張架されている。中間転写ベルト８の内周面側で中間転写ベルト８を介在して各感光ドラム１の表面に対向する位置には、一次転写手段としての一次転写ローラ７が設けられている。
【００２２】
各感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、各一次転写ローラ７に転写バイアスが印加されることにより中間転写ベルト８の外周面上に重畳して一次転写される。この一次転写工程において中間転写ベルト８の外周面上に転写されずに各感光ドラム１の表面上に残留した残トナーは、感光ドラム１の図２の反時計回り方向の回転によりクリーニング手段となるクリーニングブレード９により掻き取られて除去される。
【００２３】
クリーニングブレード９は、廃トナー容器１０に設けられている。クリーニングブレード９により各感光ドラム１の表面上から掻き取られた残トナーは、廃トナー容器１０内に収容される。これらの帯電、露光、現像、転写の４工程は、イエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｋ色の順で行われ、中間転写ベルト８の外周面上にカラー画像を形成する。
【００２４】
一方、画像形成装置１４の下部には、記録材１６を収容した給送カセット１７が設けられている。記録材１６は給送ローラ１８により繰り出され、図示しない分離手段との協働により一枚ずつ分離給送される。その後、搬送路Ｐを搬送されて停止したレジストローラ１９のニップ部に先端部が突き当たり、記録材１６の斜行が補正される。
【００２５】
中間転写ベルト８を張架する張架ローラ８ａに対向して中間転写ベルト８を介在して二次転写手段となる二次転写ローラ１１が設けられている。中間転写ベルト８の外周面と二次転写ローラ１１とにより二次転写ニップ部Ｎが形成される。二次転写ニップ部Ｎに中間転写ベルト８の外周面上に形成されたトナー像の画先が到達するタイミングに合わせて記録材１６の先端部が二次転写ニップ部Ｎに到達するようにレジストローラ１９により記録材１６が搬送される。
【００２６】
二次転写ローラ１１に二次転写バイアスが印加されて二次転写ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト８の外周面上に形成されたカラー画像が搬送路Ｐを搬送されてきた記録材１６に一括して二次転写される。二次転写されずに中間転写ベルト８の外周面上に残留した残トナーは、クリーニング手段となるクリーニングブレード１２により掻き取られて除去される。
【００２７】
未定着トナーが担持された記録材１６は、定着装置Ｆに搬送され、定着装置Ｆに設けられた加熱ユニット２０と加圧ローラ２１とにより挟持搬送される間に加熱及び加圧されて永久画像として定着される。その後、機外に設けられた排出トレイ２２上に排出される。
【００２８】
本実施形態における感光ドラム１の外径は２４ｍｍ、現像ローラ４の外径は８ｍｍである。また、感光ドラム１の回転中心１ａを中心として感光ドラム１の外周面上の帯電位置Ａと現像位置Ｂとの間の角度θ１は９７°である。また、感光ドラム１の回転中心１ａを中心として感光ドラム１の外周面上の現像位置Ｂと転写位置Ｄとの間の角度θ２は１０５°である。また、現像ローラ４の回転中心４ａを中心として現像ローラ４の外周面上の現像位置Ｂと摩擦帯電位置Ｃとの間の角度θ３は１４５°である。
【００２９】
＜制御部＞
次に、図３を用いて制御部の構成について説明する。制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）２４には、ＲＡＭ（Random Access Memory；ランダムアクセスメモリ）２５が接続されている。更に、ＣＰＵ２４には、ＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）２６が接続されている。ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ２６に記憶された制御プログラムを実行する。ＲＯＭ２６には、画像形成装置１４の動作を実現するための制御プログラムや各種テーブルが記憶されている。
【００３０】
ＣＰＵ２４の作業用のメモリとして、ＲＡＭ２５が使用される。ＣＰＵ２４には、図示しないパーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された画像データや制御コマンド等が入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）２７を介して送信される。ＣＰＵ２４には、高圧電源２８が接続されている。
【００３１】
高圧電源２８には、各帯電ローラ２に帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス電源が設けられている。更に、高圧電源２８には、各現像ローラ４に現像バイアス電圧、或いは、現像逆バイアス電圧を印加する電圧印加手段となる現像バイアス電源が設けられている。更に、高圧電源２８には、各一次転写ローラ７に一次転写バイアス電圧を印加する一次転写バイアス電源が設けられている。更に、高圧電源２８には、二次転写ローラ１１に二次転写バイアス電圧を印加する二次転写バイアス電源が設けられている。また、ＣＰＵ２４には、画像形成装置１４の画像形成動作を実行するプリンタエンジン２９等が接続されている。
【００３２】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて、画像形成装置１４を再起動したときの、かぶりトナー量が最少となるような最適な現像逆バイアス電圧値を選択して現像ローラ４に印加する。図４は、本実施形態における現像ローラ４の表面上の平均トナー電荷量の感光ドラム１の回転が停止してからの経時変化を示す図である。図４の縦軸は、現像ローラ４の表面上の単位重量当たりの平均トナー電荷量（以下、「トリボ」という）を示す。図４の横軸は、感光ドラム１の回転が停止してから経過した時間を示す。
【００３３】
図２に示す現像ローラ４の表面上のトナーを考慮する。このうち、現像ブレード５が当接する摩擦帯電位置Ｃと、感光ドラム１の表面に当接する現像位置Ｂとの間の現像ローラ４の回転方向下流側の位相Ｇに塗布されているトナーを考慮する。そのトナーについて、ホソカワミクロン社製のイースパートアナライザＥＳＴ−Ｇを用いてトリボの測定を行った。印刷動作直後のトリボは、−１０（μＣ／ｇ）程度である。これに対して、感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過したとき、およそ半分の−５（μＣ／ｇ）程度までトリボは減衰し、感光ドラム１の回転が停止してから１２時間が経過したとき、−２（μＣ／ｇ）までトリボは減衰している。
【００３４】
図５は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過したタイミングで現像ローラ４に印加した現像逆バイアス電圧値と、感光ドラム１の表面上のトナーのかぶり濃度との関係を示す図である。図５に示すように、感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過した時点で画像形成装置１４を再起動する。ここで、現像ローラ４の表面上の現像ブレード５が当接する摩擦帯電位置Ｃと、感光ドラム１の表面に当接する現像位置Ｂとの間の現像ローラ４の回転方向下流側の位相Ｇを考慮する。この位相Ｇに塗布されている、トリボが−５（μＣ／ｇ）程度まで減衰したトナーの一部が感光ドラム１の表面上に現像される。
【００３５】
この現像されたトナー帯が感光ドラム１の表面上の現像位置Ｂから転写位置Ｄの間の感光ドラム１の回転方向下流側の位相Ｊに存在しているタイミングで画像形成動作を中断し、感光ドラム１の表面上のトナー帯をテープで剥ぎ取り、濃度計で測定した。濃度計は、東京電色社製の白色光度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａを用いた。
【００３６】
図５の縦軸で示す、かぶり濃度が大きいほど、かぶりトナー量が多いことを示している。感光ドラム１の回転が停止してから３時間の放置を繰り返し、その都度、現像ローラ４に異なる値の現像逆バイアス電圧を印加して、感光ドラム１の表面上の、かぶり濃度を測定した。その結果、図５の横軸で示す＋１００Ｖの印加が、かぶり濃度を最も最小にすることがわかった。そして、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を＋１００Ｖよりも大きくしていくと、かぶり濃度が増加していく傾向にあった。これは、プラス極性のトリボを持つトナーが現像されるようになってしまうためである。
【００３７】
図６は、本実施形態における現像ローラ４の表面上の位相Ｇに塗布されたトナーのトリボ分布の感光ドラム１の回転が停止してからの経時変化を示す図である。位相Ｇは、現像ローラ４の表面上の現像ブレード５が当接する摩擦帯電位置Ｃと、感光ドラム１の表面に当接する現像位置Ｂとの間の現像ローラ４の回転方向下流側の位相である。図６に示すトナーのトリボ分布もホソカワミクロン社製のイースパートアナライザＥＳＴ−Ｇを用いて測定したものである。
【００３８】
図６の「０時間」で示すように、印刷動作の直後であれば、大部分のトナーがマイナス極性のトリボを持っている。図６の「０時間」〜「１２時間」に示すように、感光ドラム１の回転が停止してからの時間が経過するとともに極性が反転したプラス極性のトリボを持つトナーの存在比率が大きくなってくる。そして、図６の「１２時間」で示すように、感光ドラム１の回転が停止してから１２時間が経過したとき、トナーのトリボが完全に減衰して、ゼロトナーを中心とした正規分布に近づいている。
【００３９】
即ち、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間によって、現像ローラ４の表面上の位相Ｇに塗布されたトナーのトリボ分布が異なっている。このため最も存在比率が大きいトリボを持つトナーが感光ドラム１の表面に現像され難い現像逆バイアス電圧値を選択して現像ローラ４に印加することで、かぶりトナー量を最少に抑えることができる。
【００４０】
図５に示す各プロット「×」「○」は、記録材１６の裏汚れの有無も示している。現像ローラ４の表面上のトナーが感光ドラム１の表面上に転移し、更に、中間転写ベルト８の外周面上に転移し、更に、二次転写ニップ部Ｎにおいて、二次転写ローラ１１の表面上に転移したトナーが記録材１６の裏面上に転移して裏汚れを引き起こす。その場合は「×」の判定を示す。記録材１６の裏汚れが視認出来ない程度であれば「○」の判定を示す。
【００４１】
図５に示すように、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値が＋５０Ｖ〜＋２５０Ｖの範囲では、記録材１６の裏汚れが防止できる。一方、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値が＋３００Ｖ以上になると、記録材１６の裏汚れが発生している。
【００４２】
これにより感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過した時点では、現像ローラ４に＋１００Ｖの現像逆バイアス電圧値を印加することで、かぶりトナー量を最少に抑えることができる。一方、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値が＋３００Ｖ以上になると記録材１６の裏汚れが発生する。
【００４３】
図７は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してから１２時間が経過したタイミングで現像ローラ４に印加した現像逆バイアス電圧値と、感光ドラム１の表面上のトナーのかぶり濃度との関係を示す図である。図７に示す各プロット「×」「○」も、記録材１６の裏汚れが視認された場合は「×」の判定を示す。記録材１６の裏汚れが視認出来ない程度であれば「○」の判定を示す。
【００４４】
図７に示すように、感光ドラム１の回転が停止してから１２時間が経過した時点では、現像ローラ４に＋３００Ｖの現像逆バイアス電圧を印加することで、かぶりトナー量を最少に抑えることができる。一方、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値が＋５００Ｖ以上になると、記録材１６の裏汚れが発生することがわかった。
【００４５】
このように、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎に現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を変化させて、記録材１６の裏汚れの発生の有無を調べる。図８（ａ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の記録材１６の裏汚れの状態と、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。図８（ｂ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。
【００４６】
図８（ａ）において、感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となるときの現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値には「◎」を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となる「◎」を示した現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値のみを現像逆バイアス電圧の最適値としてプロットしたものである。
【００４７】
図９は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間と、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。図９に示すように、本実施形態では、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて０Ｖ，＋１００Ｖ，＋２００Ｖ，＋２５０Ｖ，＋３００Ｖの５種類を設定した。
【００４８】
図９に示すように、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が３時間未満であれば、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加しない（０Ｖ）。また、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が３時間以上、且つ６時間未満であれば、現像ローラ４に＋１００Ｖの現像逆バイアス電圧を印加する。
【００４９】
また、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が６時間以上、且つ９時間未満であれば、現像ローラ４に＋２００Ｖの現像逆バイアス電圧を印加する。また、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が９時間以上、且つ１２時間未満であれば、現像ローラ４に＋２５０Ｖの現像逆バイアス電圧を印加する。また、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が１２時間以上であれば、現像ローラ４に＋３００Ｖの現像逆バイアス電圧を印加する。
【００５０】
図１０は、本実施形態において、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧の印加タイミングを示す図である。図１０に示すように、画像形成装置１４の駆動手段となるモータ３０が時刻ｔ１でＯＮとなるときが感光ドラム１の回転を再開するタイミングである。モータ３０は、感光ドラム１、中間転写ベルト８等を回転駆動する駆動手段として構成されている。
【００５１】
時刻ｔ１の直前の時刻ｔ０において、画像形成装置１４の電源がＯＮされる。或いは、スリープ状態であった画像形成装置１４のスタートボタンがＯＮされる。このとき、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して、帯電ローラ２に帯電バイアス電圧を印加すると同時に、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加する。
【００５２】
帯電ローラ２に印加する帯電バイアス電圧は、−１１００Ｖとした。現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧の印加が終了する時刻ｔ４は、感光ドラム１の表面上の帯電ローラ２により帯電された帯電位置Ａが、感光ドラム１の表面上の現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達した時刻ｔ３の後である。
【００５３】
時刻ｔ３では、帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１の表面上の帯電位置Ａが、現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達する。このため図１０に示すように、現像ローラ４に画像形成中とは異なる現像逆バイアス電圧を印加するタイミングは、少なくとも時刻ｔ１の感光ドラム１の回転を再開する直前（時刻ｔ０）から、時刻ｔ３までの間を含む。
【００５４】
本実施形態では、時刻ｔ４（＞ｔ３）で現像ローラ４に対する現像逆バイアス電圧の印加を停止した後、時刻ｔ５において、現像ローラ４に通常の現像時の現像バイアス電圧を印加して画像形成動作を開始する。通常の現像時に現像ローラ４に印加する現像バイアス電圧は、−４００Ｖとした。モータ３０の回転駆動力が伝達されて図２の反時計回り方向に回転する感光ドラム１に従動して現像ローラ４が図２の時計回り方向に回転する。現像ローラ４の図２の時計回り方向の回転により現像ローラ４の表面上で現像ブレード５が当接した摩擦帯電位置Ｃを通過したトナーは、現像ブレード５による摩擦帯電によりマイナス極性のトリボが付与されている。このため、かぶりは発生し難くなる。
【００５５】
一方、図２の反時計回り方向に回転する感光ドラム１の表面上の帯電ローラ２により帯電された帯電位置Ａが、現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達する時刻ｔ３までは、感光ドラム１の表面電位が不確定である。このため現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加し続けておいた方が良い。
【００５６】
図１０に示すように、図２の時計回り方向に回転する現像ローラ４の表面上で現像ブレード５が当接した摩擦帯電位置Ｃが、感光ドラム１の表面上の現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達した時刻ｔ２を考慮する。その時刻ｔ２から、少なくとも感光ドラム１の表面上の帯電ローラ２により帯電された帯電位置Ａが、現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達する時刻ｔ３までを考慮する。その間は、図１０の破線で示すように、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を小さく設定しても良い。
【００５７】
モータ３０がＯＮとなる感光ドラム１の回転を再開する時刻ｔ１から、感光ドラム１の表面上の帯電ローラ２により帯電された帯電位置Ａが、現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達する時刻ｔ３までに要する時間Ｔ３を考慮する。一方、モータ３０がＯＮとなる感光ドラム１の回転を再開する時刻ｔ１から、現像ローラ４の表面上で現像ブレード５が当接した摩擦帯電位置Ｃが、感光ドラム１の表面上の現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達する時刻ｔ２までに要する時間Ｔ２を考慮する。本実施形態では、時間Ｔ３が時間Ｔ２よりも長い構成の画像形成装置１４を用いて説明した。
【００５８】
前記時間Ｔ２が前記時間Ｔ３よりも長い構成の画像形成装置では、現像ローラ４の表面上で現像ブレード５が当接した摩擦帯電位置Ｃが、現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達するまでは、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加し続けておいた方が良い。即ち、現像ブレード５により摩擦帯電された現像ローラ４の表面上のトナーが、帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１の表面上の位置に到達するまでの間は、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加しておくのが望ましい。
【００５９】
＜本実施形態の効果＞
次に、本実施形態の効果について説明する。比較例として、例えば、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を＋１００Ｖに固定した場合、図８（ａ）に示すように、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が長くなると、徐々に再起動時のかぶりトナー量が増加していく。そして、感光ドラム１の回転が停止してから１２時間が経過したとき、記録材１６に裏汚れが発生する。
【００６０】
また、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値を＋３００Ｖに固定した場合には、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間が短いときに、再起動時のかぶりトナー量が多く、記録材１６に裏汚れが発生してしまう。記録材１６の裏汚れを防止するために、二次転写ローラ１１のクリーニング工程を経て画像形成動作を行った場合には、ファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）が遅くなってしまう。
【００６１】
本実施形態では、図８（ｂ）及び図９に示すように、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて、現像ローラ４に印加する最適な現像逆バイアス電圧値を選択する。これにより起動時のかぶりトナー量を最少に抑え、ＦＰＯＴの遅延なく、記録材１６の裏汚れを防止することができる。本実施形態では、図８（ｂ）及び図９に示すように、５段階の現像逆バイアス電圧の最適値を使用したが、より多段階に制御することで、更に、起動時のかぶりトナーを減らすことが可能である。
【００６２】
使用するトナーや感光ドラム１によって電荷減衰の速度が変わることが予想される。感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎のかぶりトナー量を最少にできる現像逆バイアス電圧値は、ほぼ比例関係にある。このような場合においては、線形補間を行い、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて小刻みに現像逆バイアス電圧値を変更する。これにより起動時のかぶりトナー量を最少に抑えることが可能である。
【００６３】
尚、線形補間とは、例えば、図８（ｂ）に示す感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間と、現像逆バイアス電圧の最適値とをデータテーブルに格納する。そして、データテーブルにおいて隣り合う数値の２点の座標を直線で結んだ時に直線上にある任意の座標に対応する値を計算するものである。
【００６４】
起動時かぶりは、ゼロトナー以外のトナーもトナー帯として感光ドラム１の表面上に現像されてしまう。ゼロトナーを含めて、わずかなトナー量であったとしても繰り返し現像されてしまうと、無視できないほどのトナーを消費してしまう。感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に伴って現像ローラ４の表面上のトナーの電荷が減衰する。
【００６５】
感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて現像ローラ４に印加する最適な現像逆バイアス電圧値を選択する。これにより感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて逐次変化していく起動時のかぶりトナー量を最少に抑えることができる。これによりファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）の遅延がなく、記録材１６の裏汚れを防止することができる。
【００６６】
＜感光ドラムの回転が停止してからの経過時間＞
感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間とは、最後の印刷動作が終了して感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間である。
【００６７】
＜現像逆バイアス制御＞
次に、図１１を用いて、本実施形態の現像逆バイアス制御動作について説明する。図１１は、本実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。図１１のステップＳ１において、ＣＰＵ２４は、モータ３０がＯＮからＯＦＦになったか否かを判定する。モータ３０がＯＦＦになって感光ドラム１の回転が停止すると、ＣＰＵ２４は、ステップＳ２に進んで、タイマ３１を起動してモータ３０がＯＦＦになってからの経過時間をカウントする。
【００６８】
尚、感光ドラム１の回転停止タイミングは、画像形成終了の基準タイミングの一例であり、また後述の第２及び第３実施形態でもこれに限定されない。考慮されるべきトナーの特性変化は、図６で説明したような時間単位でのトナーのトリボ分布の変化であり、この変化を捉えることができれば、別のタイミングを画像形成終了の基準タイミングとしても良い。
【００６９】
例えば、最後の記録材１６を排出トレイ２２上に排出したタイミングを画像形成終了の基準タイミングとしても良い。或いは、最後の記録材１６を排出トレイ２２上に排出した後の後回転動作開始タイミングを画像形成終了の基準タイミングとしても良い。尚、後回転とは、感光ドラム１上にトナー像形成が終了してから、感光ドラム１が停止するまで期間であり、中間転写体上の転写残トナーの感光ドラム１への回収動作や、各バイアスの立ち下げ動作等が行われる。
【００７０】
次に、ステップＳ３において、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて３時間が経過したか否かを判定する。３時間が経過していないうちは、ステップＳ７に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を０Ｖに設定する。即ち、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加しない。
【００７１】
ステップＳ３において、３時間が経過した場合には、ステップＳ４に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて６時間が経過したか否かを判定する。６時間が経過していないうちは、ステップＳ８に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋１００Ｖに設定する。
【００７２】
ステップＳ４において、６時間が経過した場合には、ステップＳ５に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて９時間が経過したか否かを判定する。９時間が経過していないうちは、ステップＳ９に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋２００Ｖに設定する。
【００７３】
ステップＳ５において、９時間が経過した場合には、ステップＳ６に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて１２時間が経過したか否かを判定する。１２時間が経過していないうちは、ステップＳ１０に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋２５０Ｖに設定する。
【００７４】
ステップＳ６において１２時間が経過した場合には、ステップＳ１１に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋３００Ｖに設定する。即ち、ＣＰＵ２４は、感光ドラム１の回転が停止してから該感光ドラム１の回転を再開するときに、現像ローラ４に印加する電圧を、画像形成終了の基準タイミングからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定する。画像形成終了の基準タイミングの一例としては、感光ドラム１の回転が停止したタイミングとすることができる。
【００７５】
ステップＳ７〜Ｓ１１で、各現像逆バイアス電圧値に設定した後は、ステップＳ１２に進んで、ＣＰＵ２４は、画像形成装置１４の電源がＯＮになったか否かを判定する。画像形成装置１４の電源がＯＮになった場合には、ステップＳ１３に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して帯電ローラ２に−１１００Ｖを印加する。更に、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に対して、ステップＳ７〜Ｓ１１で設定した各現像逆バイアス電圧を印加する。
【００７６】
尚、ステップＳ３乃至Ｓ１０では、ＣＰＵ２４が、各経過時間の経過を判断するように説明したが、この形態に限定されない。例えば、図９で説明した経過時間と現像バイアス設定とのテーブルをＲＯＭ２６に予め記憶させ、ステップＳ１３でＣＰＵ２４が経過時間に基づいてテーブルから設定現像バイアスを取得するようにしても良い。後述の図１４も同様である。
【００７７】
その後、ステップＳ１４に進んで、ＣＰＵ２４は、モータ３０がＯＦＦからＯＮになったか否かを判定する。モータ３０がＯＮになったとき、ステップＳ１５に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１によりカウントした経過時間をリセットし、新たに経過時間のカウントを再開始する。
【００７８】
その後、ステップＳ１６に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１により新たにカウントした経過時間が、予め設定した図１０に示す時間Ｔ４（＞Ｔ３）を経過したか否かを判定する。時間Ｔ４が経過した場合には、ステップＳ１７に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に対する各現像逆バイアス電圧の印加を停止する。
【００７９】
その後、ステップＳ１８に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１によりカウントした経過時間が、予め設定した図１０に示す時間Ｔ５（＞Ｔ４）を経過したか否かを判定する。ここで、時間Ｔ５は、モータ３０がＯＮとなる感光ドラム１の回転を再開する時刻ｔ１から画像形成動作を開始するまでの時間である。時間Ｔ５が経過した場合には、ステップＳ１９に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に通常の現像時の現像バイアス電圧値である−４００Ｖを印加する。その後、ステップＳ２０に進んで、現像逆バイアス制御動作を終了する。
【００８０】
尚、ＣＰＵ２４は、図２において、現像ブレード５により摩擦帯電されたトナーが、感光ドラム１に現像ローラ４が対向する現像位置Ｂに到達するタイミングを考慮する。更に、ＣＰＵ２４は、帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１の帯電位置Ａが現像位置Ｂに到達するタイミングを考慮する。そして、両者のうちで、いずれか早い方のタイミングで現像ローラ４に印加する電圧を、現像逆バイアス電圧から通常の現像時の現像バイアス電圧に変更することでも良い。
【００８１】
〔第２実施形態〕
次に、図１２〜図１４を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。本実施形態の画像形成装置１４は、ＣＰＵ２４に温湿度センサ１３（環境センサとも呼ぶ）が接続されている。
【００８２】
本実施形態では、温湿度センサ１３を搭載した画像形成装置１４において、ＣＰＵ２４は、温湿度センサ１３により検出した画像形成装置１４が設置された環境の温湿度情報を考慮する。更に、ＣＰＵ２４は、画像形成終了の基準タイミングとして感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間を考慮する。ＣＰＵ２４は、これらの条件に応じて、起動時のかぶりトナー量が最少となるような最適な現像逆バイアス電圧値を選択して現像ローラ４に印加する。
【００８３】
図１２は、本実施形態における高温高湿度環境下での現像ローラ４の表面上の平均トナー電荷量の感光ドラム１の回転が停止してからの経時変化を示す図である。図１２に示すように、高温高湿環境下において、感光ドラム１の回転が停止した直後の現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−９（μＣ／ｇ）程度である。
【００８４】
これに対して感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過したとき、現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−２．５（μＣ／ｇ）程度まで減衰している。更に、感光ドラム１の回転が停止してから６時間が経過したとき、現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−２（μＣ／ｇ）まで減衰し、それ以降は、現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−２（μＣ／ｇ）を維持している。
【００８５】
本実施形態の画像形成装置１４には、温湿度センサ１３が搭載されており、トナーのトリボの測定時には、温度は３０℃、湿度は８０％ＲＨの値を示していた。このときの絶対水分量（乾燥空気が１（ｋｇ）中の水分量（ｇ））を算出すると、２１．７（ｇ）である。
【００８６】
ここで、相対湿度ＲＨ（Relative Humidity）が１００（％）で大気中の水蒸気量が飽和となり、結露を生じる。相対湿度ＲＨの値は０（％）以上、１００（％）以下の値をとる。相対湿度ＲＨは、乾湿計の乾球温度と湿球温度の温度差から公知の表により求めることができる。毛髪の性質を利用した毛髪湿度計など、伸縮性の素材を用いた湿度計もあるが、気象観測用に電気式の湿度計が用いられる。また、精密観測用には露点計も用いられる。
【００８７】
一般に温度ｔ（℃）および相対湿度ＲＨ（ｔ）（％）から絶対水分量（ｇ）を求めるにはいくつか方法がある。本実施形態の画像形成装置１４は、ほぼ１気圧、温度０（℃）〜６０（℃）程度の環境で使用されるため、以下の数１式で表わされるＴｅｔｅｎｓの近似式により算出することが出来る。ここで、Ｔｅｔｅｎｓの近似式とは、飽和水分量をＥ（ｇ）、温度をｔ（℃）としたとき、以下の数１式により温度ｔ（℃）時の飽和水分量Ｅ（ｇ）を求めることが出来る。
【００８８】
［数１］
Ｅ（ｔ）＝６．１１×１０（７．５×ｔ／（ｔ＋２３７．３））
【００８９】
上記数１式で求めた飽和水分量Ｅ（ｇ）に相対湿度ＲＨ（％）の値を乗ずることで、その温湿度での絶対水分量（ｇ）が求められる。前記第１実施形態で画像形成装置１４が動作していた環境は、温度が２３℃、湿度が５０％ＲＨ、絶対水分量が８．９（ｇ）である。
【００９０】
前記第１実施形態の図４に示された、温度が２３℃、湿度が５０％ＲＨのグラフａと、本実施形態の図１２に示された、温度が３０℃、湿度が８０％ＲＨのグラフｂとを比較する。すると、感光ドラム１の回転が停止した直後の現像ローラ４の表面上のトナーのトリボが−１０（μＣ／ｇ）から−９（μＣ／ｇ）へと絶対値で低くなっており、その後のトリボの減衰速度も速いことがわかる。
【００９１】
このように、雰囲気中の絶対水分量が多い環境においては、水分の影響を受けて、トナーのトリボの減衰速度が速くなる。この状態における記録材１６の裏汚れの有無と、起動時のかぶりトナー量を最少にする最適な現像逆バイアス電圧値を調べた結果を図１３（ａ）に示す。
【００９２】
図１３（ａ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の記録材１６の裏汚れの状態と現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。図１３（ｂ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。図８の場合と比較して、少なくとも同等以上の大きさの絶対値が現像逆バイアス電圧値として表中に記載されている。
【００９３】
図１３（ａ）において、感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となるときの現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値には「◎」を示している。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となる「◎」を示した現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値のみを現像逆バイアス電圧の最適値としてプロットしたものである。
【００９４】
本実施形態では、検出結果が所定の絶対水分量（絶対水分量が２０（ｇ））を超える環境下において、感光ドラム１の回転が停止してから経過した時間に応じて、図１３（ｂ）に示すように、現像逆バイアス電圧値を変化させている。即ち、図８の場合と比べて同等以上の絶対値の現像逆バイアス電圧値が設定される。本実施形態では、絶対水分量が大きい環境下においても、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて、最適な現像逆バイアス電圧値を選択する。これにより起動時のかぶりトナー量を最少に抑え、ファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）の遅延がなく、記録材１６の裏汚れを防止することができる。
【００９５】
＜現像逆バイアス制御＞
次に、図１４を用いて、本実施形態の現像逆バイアス制御動作について説明する。図１４は、本実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。図１４のステップＳ３１において、ＣＰＵ２４は、温湿度センサ１３により検出された温湿度結果に基づいて、絶対水分量を算出する。温湿度と絶対水分量とは、予めデータテーブルにして、ＲＯＭ２６に記憶されており、ＣＰＵ２４は、温湿度センサ１３により検出された温湿度結果に基づいて、データテーブルを参照して絶対水分量を取得することができる。
【００９６】
次に、ステップＳ３２に進んで、ＣＰＵ２４は、取得した絶対水分量が２０（ｇ）よりも大きいか否かを判定する。絶対水分量が２０（ｇ）以下の場合には、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、前述した図１１のステップＳ１に進んで、ＣＰＵ２４は、前記第１実施形態と同様な現像逆バイアス制御を実行する。
【００９７】
ステップＳ３２において、取得した絶対水分量が２０（ｇ）よりも大きい場合には、ステップＳ３４に進んで、ＣＰＵ２４は、モータ３０がＯＮからＯＦＦになったか否かを判定する。モータ３０がＯＦＦになって感光ドラム１の回転が停止すると、ＣＰＵ２４は、ステップＳ３５に進んで、タイマ３１を起動してモータ３０がＯＦＦになってからの経過時間をカウントする。
【００９８】
次に、ステップＳ３６において、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて３時間が経過したか否かを判定する。３時間が経過していないうちは、ステップＳ３８に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を０Ｖに設定する。即ち、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加しない。
【００９９】
ステップＳ３６において、３時間が経過した場合には、ステップＳ３７に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて６時間が経過したか否かを判定する。６時間が経過していないうちは、ステップＳ３９に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋２５０Ｖに設定する。ステップＳ３７において、６時間が経過した場合には、ステップＳ４０に進んで、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋３００Ｖに設定する。
【０１００】
即ち、ＣＰＵ２４は、感光ドラム１の回転が停止してから該感光ドラム１の回転を再開するときに、現像ローラ４に印加する電圧を設定する。このとき現像ローラ４に印加する電圧の設定は、画像形成終了の基準タイミングとして感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定する。更に、ＣＰＵ２４は、環境センサとしての温湿度センサ１３により検出された検出結果として画像形成装置１４が設置された環境の温湿度により算出される絶対水分量が所定の絶対水分量を超える値を示す場合を考慮する。その場合に、現像ローラ４に印加する電圧を、前記検出結果が所定の水分量を超えない場合と比較して絶対値の大きい値に設定する。
【０１０１】
ステップＳ３８〜Ｓ４０で、各現像逆バイアス電圧値に設定した後は、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１〜Ｓ４９は、図１１のステップＳ１２〜Ｓ２０と同様であるため重複する説明は省略する。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【０１０２】
〔第３実施形態〕
次に、図１５〜図１７を用いて本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。本実施形態では、図１に示すイエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｋ色のそれぞれの現像ローラ４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに印加する現像逆バイアス電圧をそれぞれ独立に制御できる画像形成装置１４を考慮する。
【０１０３】
そして、ＣＰＵ２４は、各色毎の印刷枚数情報と、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間とを考慮する。ＣＰＵ２４は、これらの条件に応じて、起動時のかぶりトナー量が最少となるような最適な現像逆バイアス電圧値を選択して各現像ローラ４に印加する。
【０１０４】
尚、印刷枚数情報は、トナーが所定条件以上に被使用になった場合を予測するパラメータの一つであってこれに限定されない。例えば、現像ローラ４と現像容器６ａとが同一ユニット又は一体的に組み込まれた構成の場合には、現像ローラ４の新品時からの累積回転数や累積回転時間をトナーが所定条件以上に被使用になった場合を予測するパラメーターとしても良い。また、感光ドラム１と現像ローラ４と現像容器６ａとが同一ユニットに組み込まれた構成の場合には、感光ドラム１の累積回転数や累積回転時間をトナーが所定条件以上に被使用になった場合を予測するパラメーターとしても良い。
【０１０５】
図１５は、本実施形態における耐久劣化したトナーの現像ローラ４の表面上での電荷量の感光ドラム１の回転が停止してからの経時変化を示す図である。図１５は、画像形成装置１４により２０００枚の記録材１６に印刷した後の現像ローラ４の表面上のトナーのトリボと、感光ドラム１の回転が停止してから経過した時間との関係を示す。
【０１０６】
画像形成装置１４により印刷動作を続けていくと、現像容器６ａ内に収容されているトナーが図示しない撹拌部材により撹拌され続ける。これによりトナーに付着している外添剤が遊離したり、トナー母体中に埋没する。このようにして耐久劣化したトナーは、現像ブレード５により摩擦帯電してもトリボが付与され難くなる。このため耐久枚数が多くなるにつれて、トナーのトリボは低下していく。
【０１０７】
現像装置６がほぼ新品状態では、感光ドラム１の回転が停止した直後の現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、図４に示すように、−１０（μＣ／ｇ）程度であった。一方、画像形成装置１４により同じ現像装置６を使用して２０００枚の記録材１６に印刷した後に感光ドラム１の回転が停止した直後の現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、図１５に示すように、−８（μＣ／ｇ）程度まで低下している。
【０１０８】
更に、感光ドラム１の回転が停止してから３時間が経過したとき、現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−３（μＣ／ｇ）程度まで低下している。更に、感光ドラム１の回転が停止してから６時間が経過したとき、現像ローラ４の表面上のトナーのトリボは、−２（μＣ／ｇ）まで減衰し、それ以降は、−２（μＣ／ｇ）を維持している。
【０１０９】
この状態における記録材１６の裏汚れの有無と、起動時のかぶりトナー量を最少にする最適な現像逆バイアス電圧値を調べた結果を図１６（ａ）に示す。図１６（ａ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の記録材１６の裏汚れの状態と、現像逆バイアス電圧値との関係を示す図である。図１６（ｂ）は、本実施形態において、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間毎の現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧の最適値を示す図である。
【０１１０】
図１６（ａ）において、感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となるときの現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値には「◎」を示している。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す感光ドラム１の回転が停止してからの各経過時間での、かぶりトナー量が最少となる「◎」を示した現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧値のみを現像逆バイアス電圧の最適値としてプロットしたものである。
【０１１１】
本実施形態では、画像形成装置１４により記録材１６の印刷枚数が２０００枚を超える現像装置６を使用する場合において、感光ドラム１の回転が停止してから経過した時間に応じて、図１６（ｂ）に示すように、現像逆バイアス電圧値を変化させている。図１６では、トナーが画像形成に使用開始されてから所定条件以上に被使用となった場合には、図８の場合と比べ絶対値の大きな逆現像バイアスが設定されている。
【０１１２】
本実施形態では、耐久劣化したトナーを使用する場合でも、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて、最適な現像逆バイアス電圧値を選択する。これにより起動時のかぶりトナー量を最少に抑え、ファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）の遅延がなく、記録材１６の裏汚れを防止することができる。
【０１１３】
前記第２実施形態では、画像形成装置１４の動作環境に応じて、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を変更する。一方、本実施形態では、トナーの耐久劣化状態に応じて、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を変更する。また、これらを適宜組み合わせて使用することも可能である。
【０１１４】
＜現像逆バイアス制御＞
次に、図１７を用いて、本実施形態の現像逆バイアス制御動作について説明する。図１７は、本実施形態の現像逆バイアス制御を説明するフローチャートである。図１７のステップＳ５１において、ＣＰＵ２４は、新品の現像装置６が画像形成装置１４に装着されてから、カウンタ３２によりカウントされた印刷枚数を取得する。
【０１１５】
次に、ステップＳ５２に進んで、ＣＰＵ２４は、取得した印刷枚数が２０００枚よりも多いか否かを判定する。印刷枚数が２０００枚以下の場合には、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３では、前述した図１１のステップＳ１、或いは、図１４のステップＳ３１に進んで、ＣＰＵ２４は、前記第１、第２実施形態と同様な現像逆バイアス制御を実行する。
【０１１６】
ステップＳ５２において、取得した印刷枚数が２０００枚よりも多い場合には、ステップＳ５４に進んで、ＣＰＵ２４は、モータ３０がＯＮからＯＦＦになったか否かを判定する。モータ３０がＯＦＦになって感光ドラム１の回転が停止すると、ＣＰＵ２４は、ステップＳ５５に進んで、タイマ３１を起動してモータ３０がＯＦＦになってからの経過時間をカウントする。
【０１１７】
次に、ステップＳ５６において、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて３時間が経過したか否かを判定する。３時間が経過していないうちは、ステップＳ５８に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を０Ｖに設定する。即ち、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加しない。
【０１１８】
ステップＳ５６において、３時間が経過した場合には、ステップＳ５７に進んで、ＣＰＵ２４は、タイマ３１の測定結果に基づいて６時間が経過したか否かを判定する。６時間が経過していないうちは、ステップＳ５９に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋２００Ｖに設定する。
【０１１９】
ステップＳ５７において、６時間が経過した場合には、ステップＳ６０に進んで、ＣＰＵ２４は、高圧電源２８を制御して現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧を＋３００Ｖに設定する。
【０１２０】
即ち、ＣＰＵ２４は、感光ドラム１の回転が停止してから該感光ドラム１の回転を再開するときに、現像ローラ４に印加する電圧を設定する。このとき、現像ローラ４に印加する電圧の設定は、画像形成終了の基準タイミングとして感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に設定する。
【０１２１】
更に、ＣＰＵ２４は、トナーが画像形成に使用開始されてから所定条件以上に被使用になった場合を考慮する。その場合に、ＣＰＵ２４は、現像ローラ４に印加する電圧を、前記所定条件以上に被使用になっていない場合と比較して絶対値の大きい値に設定する。トナーが画像形成に使用開始されてから所定条件以上に被使用になった場合の一例としては、現像ローラ４を用いて印刷した累積枚数が所定の値を超えた場合等が適用できる。
【０１２２】
ステップＳ５８〜Ｓ６０で、各現像逆バイアス電圧値に設定した後は、ステップＳ６１に進む。ステップＳ６１〜Ｓ６９は、前述した図１１のステップＳ１２〜Ｓ２０と同様であるため重複する説明は省略する。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【０１２３】
前記各実施形態では、現像ローラ４に現像逆バイアス電圧を印加する場合の一例について説明した。他に、感光ドラム１に電圧を印加する第２の電圧印加手段を設ける。これにより感光ドラム１の表面に起動時かぶりトナー量を最少に抑えるバイアス電圧を印加しても良い。ＣＰＵ２４は、感光ドラム１の回転が停止してから該感光ドラム１の回転を再開するときに、感光ドラム１に印加する電圧を、感光ドラム１の回転が停止してからの経過時間に応じて画像形成中に印加する電圧とは異なる電圧に変更する構成でも良い。
【０１２４】
即ち、図２に示す現像ローラ４が感光ドラム１に対向する現像位置Ｂにおける感光ドラム１の表面と、現像ローラ４の表面との電位差が、前述した実施形態と同じになる設定にすれば、起動時のかぶりトナー量を最少に抑えることができる。
【０１２５】
感光ドラム１の表面側にのみマイナスのバイアス電圧を印加する。もしくは、現像ローラ４に印加する現像逆バイアス電圧と同時に感光ドラム１の表面側にマイナスのバイアス電圧を印加しても良い。これらのバイアスの印加タイミングは、図１０に示す現像逆バイアス電圧と同じ印加タイミングに設定すれば良い。
【符号の説明】
【０１２６】
１，１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ…感光ドラム（像担持体）
２，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ…帯電ローラ（帯電手段）
４，４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ…現像ローラ（現像手段）
５…現像ブレード（トナー規制手段）
２４…ＣＰＵ（制御手段）
２８…高圧電源（電圧印加手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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