(57)【要約】【課題】像担持体と現像剤担持体の周速比を大きくして画像形成を行う場合に、上記の白後と黒後のトリボ差を抑制する技術を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、現像剤担持体と、像担持体と現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、像担持体において、明部電位と暗部電位とを形成することにより、静電像を形成する潜像形成手段と、現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段とを備える画像形成装置である。また、駆動手段は、像担持体と現像剤担持体を、第１の周速比と第１の周速比よりも大きい第２の周速比とで駆動可能である。さらに、画像形成装置は、像担持体の静電容量の変化を示す情報を取得する取得手段と、静電容量に応じて現像コントラストを決定する決定手段をさらに有し、決定手段は、駆動手段が像担持体と現像剤担持体を第２の周速比で駆動しているときに、取得手段が取得した情報に基づいて現像コントラストを決定する。【選択図】図１
2020046656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体を、それぞれの周速を個々に可変に回転駆動する駆動手段と、
前記像担持体において、明部電位と暗部電位とを形成することにより、前記像担持体に静電像を形成する潜像形成手段と、
前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、
を備え、
前記像担持体が担持する現像剤像を記録材へ転写して記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記像担持体と前記現像剤担持体を、前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である周速比の第１の周速比と、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比と、で駆動可能であり、
前記現像剤担持体が担持する現像剤が供給される前記像担持体の部位の静電容量をＣ、
前記明部電位と前記現像バイアスとの間の電位差である現像コントラストをΔＶ、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの電荷量をＱ／Ｓ、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である前記周速比をΔｖ、としたとき、
前記第１の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記第２の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記画像形成装置は、前記静電容量の変化を示す情報を取得する第１の取得手段と、前記静電容量に応じて前記現像バイアスを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記駆動手段が前記像担持体と前記現像剤担持体を前記第２の周速比で駆動しているときに、前記第１の取得手段が取得した情報に基づいて前記現像バイアスを設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の取得手段は、前記画像形成装置内の周囲環境における水分量を検出する検出手段であり、
前記設定手段は、前記検出された水分量が多くなるほど前記現像コントラストを大きい値に設定する
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】
前記第１の取得手段は、前記画像形成装置内の周囲環境における温度および湿度を検出する検出手段であり、
前記設定手段は、前記検出された温度および湿度が高くなるほど前記現像コントラストを大きい値に設定する
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４】
前記画像形成装置は、前記像担持体の寿命に関する情報を取得する第２の取得手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記第２の取得手段が取得した情報が示す前記像担持体の寿命が短くなるほど前記現像コントラストを小さい値に設定する、
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５】
前記像担持体の寿命に関する情報は、前記像担持体の回転している時間に関する情報を
含み、
前記設定手段は、前記第２の取得手段が取得した前記像担持体の回転している時間に関する情報に基づいて前記像担持体の膜厚を算出し、前記算出した膜厚が薄くなるほど前記現像コントラストを小さい値に設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の回転している時間に関する情報は、前記像担持体が前記現像剤担持体と当接して回転している第１の時間に関する情報と、前記像担持体が前記現像剤担持体から離間して回転している第２の時間に関する情報を含み、
前記設定手段は、前記第１の時間と前記第２の時間とに基づいて前記像担持体の膜厚を算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、
前記像担持体において、明部電位と暗部電位とを形成することにより、前記像担持体に静電像を形成する潜像形成手段と、
前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、
を備え、
前記像担持体が担持する現像剤像を記録材へ転写して記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記現像剤担持体を、前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である周速比の第１の周速比と、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比と、で駆動可能であり、
前記現像剤担持体が担持する現像剤が供給される前記像担持体の部位の静電容量をＣ、
前記明部電位と前記現像バイアスとの間の電位差である現像コントラストをΔＶ、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの電荷量をＱ／Ｓ、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である前記周速比をΔｖ、としたとき、
前記第１の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記第２の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記画像形成装置は、前記静電容量の変化を示す情報を取得する第１の取得手段と、前記静電容量に応じて前記現像バイアスを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記駆動手段が前記像担持体と前記現像剤担持体を前記第２の周速比で駆動しているときに、前記第１の取得手段が取得した情報に基づいて前記現像バイアスを設定し、
前記画像形成装置は、前記像担持体と前記現像剤担持体との組を複数組有し、
前記駆動手段が、前記複数組に含まれる各現像剤担持体を共通の制御によって駆動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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザビームプリンタ等の画像形成装置として、中間転写体の回転方向に像担持体としての感光体ドラムを複数並べた複数の画像形成ステーションから構成されるインラインカラー方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、複数の画像形成ステーションにおいて、それぞれの感光ドラム上に作成した静電潜像を、現像手段により現像剤像に現像し、中間転写体に１次転写する。この工程を、複数の画像形成ステーションで同様に１次転写を繰り返すことで中間転写体上にフルカラー現像剤像を形成する。続けて、そのフルカラー現像剤像を記録材に２次転写し、さらに定着手段によりフルカラー現像剤像が記録材に定着される。
【０００３】
上述した現像装置には、主に現像剤を収納する現像容器の開口を閉塞し、一部を露出して配置される現像ローラが設けられている。また、当該現像装置には、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、現像ローラの表面に当接して現像ローラが搬送する現像剤を一定量にする現像剤規制ブレードが設けられている。
【０００４】
現像ローラの表面に付着した現像剤は、現像ローラの回転に伴い、現像剤規制ブレード間を通過する際、現像ローラの表面からその余剰分が除去されて現像剤容器内に戻され、現像ローラ上に薄層として形成される。同時に、現像剤は、現像剤規制ブレードとの摩擦により、摩擦電荷（以下、「トリボ」と呼ぶ）が付与され、現像ローラの現像剤容器から露出する部分からこれと対向して回転する感光体ドラムの表面に形成された静電潜像上へ移動し、現像剤像を形成する。
【０００５】
現像領域において使用されずに、現像ローラ上に残留する現像剤は、現像ローラと現像剤供給ローラとの機械的な摩擦により掻き取られる。それと同時に、現像剤供給ローラより現像ローラに供給剤が供給される一方、現像剤供給ローラにより掻き取られた現像剤は、現像剤供給ローラ内部及びその周囲の現像剤と混合される。
【０００６】
また、近年、上述した画像形成装置で作成される画像に対して、より豊かな濃度幅あるいは色味幅を持った画像を得ることを目的として、画像濃度の高濃度化や色味の拡大が要望されている。その目的を果たすために、一般的な画像濃度を得るためのモードに加え、高濃度や色味の増大を実現するための手段として、感光ドラムと現像ローラの周速比を変化させるモードによって感光ドラムへの現像剤供給量を増加させる技術が提案されている。そして、現像ローラを駆動するモータを各色独立で設ける構成において、周速比を大きくする際に、現像ローラから感光ドラムに現像した時の現像ローラ上に現像剤を残留させる方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１７３４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献においては、高濃度や色味の拡大を実現するために感光ドラムと現像ローラの周速比を大きくして感光ドラムへの現像剤供給量を増加させるモードがある。そして、こ
のモードにおいて、現像ローラから感光ドラムに現像した時の現像ローラ上に残留する現像剤の量を残している。しかしながら、実際のユーザが画像形成装置を利用する現場では、例えば感光ドラムの膜厚変化や環境変化等により、白後と黒後のトリボ差が大きくなり、現像ポジゴーストや濃度ムラ等の不具合が発生してしまうことが分かった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、像担持体と現像剤担持体の周速比を大きくして画像形成を行う場合に、上記の白後と黒後のトリボ差を抑制する技術を提供することを目的とする。
【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、本発明である画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体を、それぞれの周速を個々に可変に回転駆動する駆動手段と、
前記像担持体において、明部電位と暗部電位とを形成することにより、前記像担持体に静電像を形成する潜像形成手段と、
前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、
を備え、
前記像担持体が担持する現像剤像を記録材へ転写して記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記像担持体と前記現像剤担持体を、前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である周速比の第１の周速比と、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比と、で駆動可能であり、
前記現像剤担持体が担持する現像剤が供給される前記像担持体の部位の静電容量をＣ、
前記明部電位と前記現像バイアスとの間の電位差である現像コントラストをΔＶ、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの電荷量をＱ／Ｓ、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である前記周速比をΔｖ、としたとき、
前記第１の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記第２の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記画像形成装置は、前記静電容量の変化を示す情報を取得する第１の取得手段と、前記静電容量に応じて前記現像バイアスを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記駆動手段が前記像担持体と前記現像剤担持体を前記第２の周速比で駆動しているときに、前記第１の取得手段が取得した情報に基づいて前記現像バイアスを設定する
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、
前記像担持体において、明部電位と暗部電位とを形成することにより、前記像担持体に静電像を形成する潜像形成手段と、
前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、
を備え、
前記像担持体が担持する現像剤像を記録材へ転写して記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記現像剤担持体を、前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体
の周速の比率である周速比の第１の周速比と、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比と、で駆動可能であり、
前記現像剤担持体が担持する現像剤が供給される前記像担持体の部位の静電容量をＣ、
前記明部電位と前記現像バイアスとの間の電位差である現像コントラストをΔＶ、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの電荷量をＱ／Ｓ、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の比率である前記周速比をΔｖ、としたとき、
前記第１の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記第２の周速比は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つように設定され、
前記画像形成装置は、前記静電容量の変化を示す情報を取得する第１の取得手段と、前記静電容量に応じて前記現像バイアスを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記駆動手段が前記像担持体と前記現像剤担持体を前記第２の周速比で駆動しているときに、前記第１の取得手段が取得した情報に基づいて前記現像バイアスを設定し、
前記画像形成装置は、前記像担持体と前記現像剤担持体との組を複数組有し、
前記駆動手段が、前記複数組に含まれる各現像剤担持体を共通の制御によって駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、像担持体と現像剤担持体の周速比を通常よりも大きくして画像形成を行う場合に、像担持体の膜厚変化や装置内の環境変化に応じて現像コントラストを制御し、電荷を付与されたトナーの現像後残りを現像後の現像ローラ上に形成することで、白後と黒後のトリボ差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略図。
【図２】実施例１におけるプロセスカートリッジ概略図。
【図３】実施例１に係る画像形成装置の一部を示す概略図。
【図４】実施例１における紙上トナー量と濃度の説明図。
【図５】実施例１における現象説明図。
【図６】実施例１における周速比と感光ドラム上のトナー状態の説明図。
【図７】実施例１における感光ドラムの膜厚と電荷量の関係を示す説明図。
【図８】実施例１におけるフローチャート図。
【図９】実施例２に係る画像形成装置の一部を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の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る。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
（実施例１）
本実施例の画像形成装置は、通常の画像濃度を得る画像形成モードＡと、像担持体としての感光ドラムと現像剤担持体としての現像ローラとの周速比を変化させ、高濃度や色味の選択範囲の増大を得るための画像形成モードＢとの二つの画像形成モードを持つ。それぞれの画像形成モードは、特にベタ黒画像を形成する条件下において、感光ドラムと現像ローラとの回転速度の比（周速比）が異なる。画像形成モードＡでは、感光ドラムに形成
された静電潜像の電位と現像ローラに印加される現像バイアスとによって形成される現像コントラストに対し、現像ローラ上の全てのトナーが感光ドラムへと現像される。画像形成モードＢは、感光ドラムと現像ローラとの周速比を増加させ感光ドラムに対する現像ローラからのトナー供給量を増加させる。そして、現像コントラストによって生じる電気的勾配を、現像ローラ上の電荷を付与されたトナーの電荷によって低減・打ち消すことで、現像ローラ上のトナーの一部を感光ドラムに移動させずに現像ローラ上に残留させる。
【００１５】
［画像形成装置］
図１を参照して、実施例に係る画像形成装置について、電子写真方式を例にとって説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置２００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置２００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置２００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置２００に接続された画像読み取り装置、あるいは画像形成装置２００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器（図示しない）から、エンジンコントローラ２１４に備えられたＣＰＵ２１５に入力される。また、エンジンコントローラ２１４の入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３０には、画像形成装置２００における各制御対象が接続されている。ＣＰＵ２１５は、入出力Ｉ／Ｆ２３０を介して各制御対象と情報の入出力を行う。また、ＣＰＵ２１５は、メモリ２２０に記憶された各種プログラムを展開および実行して、以下に説明する種々の操作を実行する。
【００１６】
画像形成装置２００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。ここで、画像形成ステーションは、プロセスカートリッジ２０８と、中間転写ベルト２０５を介して対向側に配置されている１次転写ローラ２１２から構成される。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。なお、本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。なお、使用頻度の高いブラック用のプロセスカートリッジを、他のプロセスカートリッジよりも大型とする構成としてもよい。
【００１７】
プロセスカートリッジ２０８は、画像形成装置本体（以下、装置本体）に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体に着脱可能となっている。ここで、装置本体とは、画像形成装置２００の構成から少なくともプロセスカートリッジ２０８を除いた装置構成部分のことである。なお、後述する現像ユニット２０４が単独で装置本体に着脱可能な構成としてもよく、その場合は、画像形成装置２００の構成から現像ユニット２０４を除いた装置構成部分を装置本体とする場合がある。
【００１８】
画像形成装置２００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、すなわち、感光ドラム２０１を有する。感光ドラム２０１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に、駆動手段（駆動源）としてのモータ駆動部により回転駆動される。帯電ローラ２０２は、感光ドラム２０１の表面を均―に帯電する帯電手段である。スキャナユニット（露光装置）２０３は、画像情報に基づきレーザを照射して感光ドラム２０１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段であり、各感光ドラム２０１に対応した数のレーザ２１７を備える。現像ユニット（現像装置）２０４は、静電像をトナー像として現像する現像手段である。クリーニングブレード２０６は、転写後の感光ドラム２０１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段であり、前露光ＬＥＤ２１６は、感光ドラム２０１上の電位を除電する。中間転写ベルト２０
５は、４個の感光ドラム２０１に対向して配置され、感光ドラム２０１上のトナー像を記録材２０７に転写するための中間転写体として機能する。プロセスカートリッジ２０８は、感光ドラム２０１と、感光ドラム２０１の帯電プロセス手段としての帯電ローラ２０２、現像ユニット２０４及びクリーニングブレード２０６から一体的に構成され、画像形成装置１００に着脱可能となっている。また、現像ユニット２０４はメモリＭ１を、感光体ユニット３０１はメモリＭ２をそれぞれ有する。メモリＭ１には現像ユニット２０４の駆動量に係る情報が、また、感光体ユニット３０１には感光ドラム２０１の駆動量に係る情報がそれぞれ記憶されている。
【００１９】
本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ２０８は、全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ２０８内には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。また、本実施例で用いるトナーは、負帯電特性（正規の帯電極性がマイナス）を有するトナーである。
【００２０】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト２０５は、全ての像担持体としての感光ドラム２０１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する。中間転写ベルト２０５は、複数の支持部材として、駆動ローラ２０９、２次転写対向ローラ２１０、従動ローラ２１１に掛け渡されている。中間転写ベルト２０５の内周面側には、各感光ドラム２０１に対向するように、１次転写手段としての、４個の１次転写ローラ２１２が並設されている。そして、１次転写ローラ２１２に、図示しない１次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性（前述の通り本実施例では負極性）とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム２０１上のトナー像が中間転写ベルト２０５上に転写される。また、中間転写ベルト２０５の外周面側において２次転写対向ローラ２１０に対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ２１３が配置されている。そして、２次転写ローラ２１３に、図示しない２次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト２０５上のトナー像が記録材２０７に転写される。
【００２１】
トナー像が転写された記録材２０７は、定着手段としての定着装置２１８に搬送される。定着装置２１８において記録材２０７に熱および圧力を加えられることで、記録材２０７にトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材２０７は、装置本体上面に設けられた排紙トレーに排出される。
【００２２】
また、画像形成装置２００は、温度と相対湿度を検出することにより画像形成装置２００内の温度や湿度等の周囲環境における水分量［ｇ／ｍ３］を検出する検出手段としてのセンサ２１９を備える。なお、センサ２１９が、静電容量の変化を示す情報を取得する第１の取得手段の一例である。ＣＰＵ２１５は、センサ２１９によって検出された水分量を基に、画像形成装置２００内の周囲環境が低温低湿環境、常温常湿環境、高温高湿環境のいずれに該当するかを判定する。そして、画像形成装置２００は、判定した各環境に応じて現像コントラストを決定する。なお、画像形成装置２００による具体的な処理については後述する。
【００２３】
［プロセスカートリッジ］
図２を参照して、本実施例の画像形成装置２００に装着されるプロセスカートリッジ２０８について説明する。図２は、像担持体としての感光ドラム２０１の長手方向（回転軸線方向）に垂直な断面を模式的に示す断面（主断面）図である。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ２０８の構成および動作は実質的に同一である。
【００２４】
プロセスカートリッジ２０８は、像担持体としての感光ドラム２０１等を備えた感光体
ユニット３０１と、現像ローラ３０２等を備えた現像ユニット２０４とを有する。感光体ユニット３０１は、感光体ユニット３０１内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体３０３を有する。クリーニング枠体３０３には、図示しない軸受を介して感光ドラム２０１が回転可能に取り付けられている。感光ドラム２０１は、駆動手段（駆動源）としてのモータ駆動部の駆動力が感光体ユニット３０１に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光ドラム２０１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体を用いている。また、感光体ユニット３０１には、感光ドラム２０１の周面上に接触するように、クリーニングブレード２０６、帯電ローラ２０２が配置されている。クリーニングブレード２０６によって感光ドラム２０１表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体３０３内に落下、収容される。
【００２５】
帯電手段である帯電ローラ２０２は、導電性ゴムのローラ部を像担持体としての感光ドラム２０１に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ２０２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム２０１に対して帯電ローラバイアス印加手段としての帯電電圧印加部（高圧電源）から帯電バイアスとして所定の直流電圧が印加される。これにより感光ドラム２０１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット２０３は、画像データに対応したレーザ光Ｌを発光し、感光ドラム２０１を露光する。露光された感光ドラム２０１は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）となる静電潜像が、感光ドラム２０１上に形成される。この静電潜像において、明部電位が形成された領域は、トナーを付着させる領域であり、暗部電位が形成された領域は、トナーを付着させない領域である。
【００２６】
現像ユニット２０４は、現像室１８ａと現像剤収容室１８ｂとを有する容器枠体３０６を備え、現像剤収容室１８ｂは現像室１８ａの下方に配置され、現像剤収容室１８ｂの上方に設けられた連通口を介して現像室１８ａと連通している。現像剤収容室１８ｂの内部には、現像剤としてのトナー３０５が収容されている。また、現像剤収容室１８ｂには、このトナー３０５を現像室１８ａに搬送するための撹拌部材（現像剤搬送部材）３０７が設けられており、図中矢印Ｇの方向へ回転することによってトナー３０５を現像室１８ａへと搬送している。攪拌部材３０７は、駆動手段としてのモータ駆動部から回転駆動力を得て回転する。なお、本実施例では、上述のように、トナー１０として正規帯電極性が負極性のものを用いており、以下の説明では、負帯電性トナーを用いた場合を前提としている。ただし、本発明で用いることができるトナーは負帯電性トナーに限定されるものではなく、装置構成によっては正規帯電極性が正極性のトナーを用いてもよい。
【００２７】
現像室１８ａには、像担持体としての感光ドラム２０１と接触し、駆動手段としてのモータ駆動部の駆動力を受けることによって図示矢印Ｄ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ３０２が設けられている。本実施例では、現像ローラ３０２と感光ドラム２０１とは、現像ローラ３０２が担持するトナー３０５が感光ドラム２０１へ供給される部位である対向部（接触部Ｃ１）において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、帯電ローラ２０２によって、感光ドラム２０１の表面が一様に帯電される。この帯電ローラ２０２には、帯電バイアス印加手段としての帯電電圧印加部４２２から所定の帯電電圧が印加される。また、現像ローラ３０２には、現像バイアス印加手段としての現像電圧印加部（高圧電源）４１２（図３）から、感光ドラム２０１上の静電潜像をトナー像（現像剤像）として現像、可視化するのに十分な所定のＤＣバイアス（現像バイアス）が印加される。現像ローラ３０２と感光ドラム２０１とが当接する接触部Ｃ１にて、その電位差から、明部電位部にのみトナーを転移させることで静電潜像を顕像化する。
【００２８】
現像室１８ａにはさらに、トナー供給ローラ（以下、供給ローラ）３０４と、トナー量規制部材である現像ブレード３０８が配置されている。現像剤供給部材としての供給ローラ３０４は、現像剤収容室１８ｂから搬送されたトナー３０５を現像ローラ３０２に供給するためのローラである。現像ブレード３０８は、供給ローラ３０４によって供給された現像ローラ３０２上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行う。供給ローラ３０４には、供給バイアス印加手段としての不図示の高圧電源からバイアス（供給バイアス）が印加される。
【００２９】
ここで、現像電圧印加部（高圧電源）、帯電電圧印加部（高圧電源）、供給ローラバイアス電源によって印加されるバイアスは、印刷モード情報取得部７０で得られた情報に基づいて制御部であるＣＰＵ２１５によって制御される。印刷モード情報取得部７０は、画像形成装置２００の不図示の操作パネルやプリンタドライバから入力される情報などで取得されている。
【００３０】
供給ローラ３０４は、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポンジローラであり、現像ローラ３０２との対向部において、現像ローラ３０２の周面上に所定の接触部Ｃ２を形成して配設されている。そして、駆動手段としてのモータ駆動部の駆動力を受けることによって、供給ローラ３０４は、図示矢印Ｅの方向に回転する。
【００３１】
図３は、本実施例に係る画像形成装置２００の一部である画像形成ステーションを示す概略断面図である。本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの各部は、それぞれ独立のモータ駆動部で駆動される。具体的には、モータ駆動部４０１Ｙ、４０１Ｍ、４０１Ｃが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の感光ドラム２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃを駆動する。また、モータ駆動部４０２Ｙ、４０２Ｍ、４０２Ｃが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像ローラ３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃを駆動する。また、モータ駆動部４０４Ｙ、４０４Ｍ、４０４Ｃが、トナー供給ローラ３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃを駆動する。また、モータ駆動部４０７Ｙ、４０７Ｍ、４０７Ｃが、攪拌部材３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃを駆動する。さらに、モータ駆動部４１０Ｋが、ブラック（Ｋ）の感光ドラム２０１Ｋ、現像ローラ３０２Ｋ、トナー供給ローラ３０４Ｋ、攪拌部材３０７Ｋを駆動する。感光ドラム２０１、現像ローラ３０２、供給ローラ３０４、攪拌部材３０７を駆動するモータ駆動部４０１、４０２、４０４、４０７、４１０は、それぞれ、モータとモータの回転駆動力を伝達するギア列などから構成される。これらモータ駆動部が、像担持体、現像剤担持体、供給部材、搬送部材を個々に可変に回転駆動可能な駆動手段に対応し、ＣＰＵ２１５によって制御される。
【００３２】
このように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のプロセスカートリッジにおいて、感光ドラムを回転駆動する駆動手段と、現像ローラを回転駆動する駆動手段と、供給ローラを回転駆動する駆動手段と、攪拌部材を回転駆動する駆動手段とがある。そして、これらの駆動手段が、それぞれ駆動源を別にする構成となっている。また、ブラック（Ｋ）のプロセスカートリッジ２０８Ｋは、感光ドラムを回転駆動する駆動手段と、現像ローラを回転駆動する駆動手段と、供給ローラを回転駆動する駆動手段と、攪拌部材を回転駆動する駆動手段と、が共通の一つの駆動モータで構成されている。
【００３３】
図４は、現像剤担持体としての現像ローラ３０２から像担持体としての感光ドラム２０１へのトナー３０５の供給量［ｋｇ／ｍ２］と画像形成濃度との関係を示す特性図であり、横軸を紙上（記録材上）のトナー量、縦軸を定着後の濃度としている。上述した構成において、画像形成を行うものの、各種バイアスの電位バラツキ等により現像されるトナー量に変動をきたす場合がある。トナー量が変動した場合に形成される画像には、濃度ムラ
や色味ムラ等の画像不良が生じる場合があった。図４はその一例を示している。なお、図４に示す特性図は、反射濃度計としてマクベス社製の反射濃度計（Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ−９１８）を使用して得たものである。画像濃度の判定基準としては、例えば、高画質用画像形成装置の出力画像として、ベタ画像の平均濃度において、１．３以上が求められる場合がある。
【００３４】
図４において、トナー量が０から１．２程度の場合、定着後の濃度の変化が急峻となりトナー量のばらつきで濃度ムラが生じる可能性を示唆している。濃度ムラを回避する手法としては、比較的安定して形成される現像ローラ上のトナーコートの全てを用いて、感光ドラム上の静電像を現像することが有効である。そのためには、ベタ黒画像のような高印字画像パターンを現像する場合の現像設定として、現像ローラ上のトナーの電荷量に対し、明部電位と現像ローラに印加する現像バイアスとの電位差の絶対値（現像コントラスト）を大きく形成する設定が採用される。そのような十分な現像コントラストを有する潜像を形成することで、電位変動などの要因で現像性がばらつく場合においても、安定したトナー像現像画像を得ることを可能としている。なお、本実施例において現像コントラストの形成にかかわる構成、すなわち帯電ローラ２０２、帯電電圧印加部、スキャナユニット２０３、現像ローラ３０２、現像電圧印加部等が潜像形成手段に対応する。
【００３５】
高濃度や色域を拡大するために感光ドラム２０１と現像ローラ３０２の周速比を大きくして動作させる場合、連続的に高濃度画像を出力すると、トナーの供給が追い付かなくなり濃度ムラや色味ムラが生じる場合がある。現象のメカニズムとしては、トナーを多量に使用するいわゆる高濃度モードで画像を出力し続けたとしても、現像ローラ３０２近傍へのトナー供給自体は行われている場合が多いものの、供給されたトナーは電荷付与機会が少ないため、トナーの帯電電荷は弱い。トナーの帯電電荷が弱いことで、現像ローラ３０２へのトナー付着を含めた供給が不安定になりやすい。供給が不安定になることにより現像ローラ３０２のコートにおいて、コート量もしくはトナーの帯電電荷量が不安定になる。この結果、画像に濃度ムラや色味ムラが生じる。これに対して、高濃度モードのベタ黒濃度印刷条件下において、現像ローラ３０２から供給されるトナーの単位面積当たりの帯電電荷量がより多くなり、現像後の現像ローラにトナーが残る、あるいは残トナー量がより多くなるように現像コントラストを制御する。これによって濃度ムラや色味ムラの抑制を可能にしている。
【００３６】
ここで、本実施例における高濃度モードにおいて、画像形成中の印字パターンによって背景色のハーフトーン濃度と、ベタ印字直後のハーフトーン濃度が異なる現象（以下、「現像ゴースト」と称する）について図５を用いて説明する。なお、ベタ印字とは、濃度１００％（最高濃度）での画像形成を意味する。現像ゴーストは、図５の「Ａ」の場合に示すように、印字部における現像ローラ３０２上のトナー（以下、「黒後」と称する）の帯電電荷量と、非印字部における現像ローラ３０２上のトナー（以下、「白後」と称する）の帯電電荷量が異なることにより発生する。白後のトナーの帯電電荷量と黒後のトナーの帯電電荷量が異なるのは、それぞれのトナーの機械的な摩擦摺擦回数が異なることに起因する。
【００３７】
白後の現像ローラ３０２上のトナーは、あらかじめ摩擦帯電された現像残トナーに対して現像ローラ３０２と現像ブレード３０８との当接部において摩擦摺擦による帯電電荷量が加わる。一方、黒後の現像ローラ３０２上のトナーは、現像ローラ３０２と現像ブレード３０８との当接部において摩擦摺擦を一度行っただけの帯電電荷量となる。この摩擦摺擦の回数の違いにより、白後のトナー帯電電荷量は黒後のトナー帯電電荷量と比較して高くなりやすい。
【００３８】
また、現像ローラ３０２とトナー供給ローラ３０４の回転方向が同方向である構成にお
いては、当該回転方向が逆方向である構成と比較して、トナー供給ローラ３０４による現像ローラ３０２上のトナーの機械的な剥ぎ取り性が劣る。このため、白後のトナーが現像ローラ３０２上に残りやすく、白後の帯電電荷量と黒後の帯電電荷量の差が大きくなる場合がある。
【００３９】
図５の「Ａ」の場合、ベタ印字における現像ローラ３０２上の印字部に対応する部分５０１において、供給ローラ３０４から現像ローラ３０２に供給されたトナー（黒後）の帯電が間に合わなくなる。この結果、印字部に対応する部分５０１にトナーが供給されると、ベタ印字直後の黒後のトナーの帯電電荷量が白後のトナーの帯電電荷量よりも小さくなる（図中、部分５０３）。このため、印字部に対応する部分５０３から静電潜像が形成された感光ドラム２０１に移動するトナー量は、当該部分５０３の周囲にある白後の部分よりもトナー量が多くなることから、現像ゴーストが生じる。
【００４０】
このような現像ゴーストを良化させるには、図５の「Ｂ」の場合に示すように、ベタ印字における現像ローラ３０２上の印字部に対応する部分５０２に供給されるトナーの帯電電荷量を、現像残トナーを生成することで増加させる。これによって白後と黒後のトナーの帯電電荷量が互いに近づく（図中、部分５０４）。この結果、印字部に対応する部分５０４から感光ドラム２０１に移動するトナー量は、その周り白後の部分から感光ドラム２０１に移動するトナー量と同程度となり、現像ゴーストが良化される。
【００４１】
上記の高濃度モードでは、感光ドラム２０１の寿命末期において、感光ドラム２０１の膜厚が薄くなると、感光ドラム２０１に現像可能なトナーの帯電電荷量が増加する。このため、現像後の現像ローラ３０２上の残トナーが減少あるいはゼロになり、白後と黒後のトナー帯電電荷量の差が大きくなり、現像ゴーストが悪化する場合があることがわかった。
【００４２】
そこで、本実施例では、画像形成の動作モードとして、オフィス用途などの通常モード（画像形成モードＡ）と、高濃度や色味の増大を図る高濃度モード（画像形成モードＢ）とを有する装置構成において以下のような動作を行う。第１動作モードとしての通常モードでは、ベタ黒濃度印刷条件下において現像ローラから供給されるトナーの単位面積当たりの帯電電荷量に対し、現像後の残トナー量がほぼなくなるような現像コントラストを持つ設定条件とする。第２動作モードとしての高濃度モードは、同一の条件下において、感光ドラムと現像ローラとの周速比を大きくすることでトナーの供給量を増加させる。本実施例では、濃度ムラや色味ムラを抑制する高濃度モードにおいて、現像後に現像ローラ３０２上にトナーが残るように感光ドラム２０１の静電容量に応じて現像コントラストを制御する。これにより、高濃度および色味の増大とともに、濃度ムラや色味ムラの抑制を実現する。
【００４３】
はじめに、感光ドラム上に形成された静電潜像とトナーの帯電電荷量について確認を行う。本実施例では、帯電後の暗部電位を−５００Ｖ、レーザ露光後の明部電位を−１００Ｖとする。本実施例において、明部電位の値は、ベタ黒画像のような用紙全体をトナーで現像するような画像パターンを形成する場合の感光ドラム上を表面電位計で測定した値のことを言う。現像ローラに印加する現像電位（現像バイアス）を−３００Ｖとし、そのときの現像コントラストΔＶを２００Ｖとした。現像ローラに形成されるトナーにおいて、本実施例では単位面積当たりのトナーの載り量（以下Ｍ／Ｓという）を３．０×１０−３ｋｇ／ｍ２、単位面積当たりのトナーの帯電電荷量（以下Ｑ／Ｓという）を−０．１５×１０−３Ｃ／ｍ２とする。
【００４４】
次に、現像コントラストに対するトナーの供給量を確認する。確認の方法は、感光ドラムの周速を０．２ｍ／ｓとし、現像ローラの周速を変化させることで、感光ドラムの周速
に対する現像ローラの周速の比率である周速比を変えて行った。このときの周速比は、１００％を等速度として、例えば、１４０％の場合、現像ローラの方が感光ドラムよりも速く回ることを意味する。なお、現像ローラの周速を０．２ｍ／ｓで一定に固定し、感光ドラムの周速を遅くすることで、周速比を大きくするように構成してもよい。また、色味と濃度は関係性が深いことから、本実施例の説明においては、濃度を用いて説明を行う。また、本検討で用いたトナーは黒色トナーにて行った。その結果を図６に示す。
【００４５】
図６（ａ）は、横軸に周速比、縦軸に像担持体としての感光ドラム上に現像されたＭ／Ｓを示す。図６（ｂ）は、同じく横軸に周速比、縦軸に感光ドラム上に現像されたトナーのＱ／Ｓを示す。図６に示すように、周速比２１０％付近でＭ／ＳとＱ／Ｓの延びが周速比に対し鈍化していることが分かる。また、現像コントラストΔＶを１５０Ｖとした場合の周速比とＭ／ＳまたはＱ／Ｓとの関係を、破線で示した。この鈍化は、帯電されたトナーが感光ドラムに供給されると、現像コントラストで形成される電気的勾配が、トナーの持つ電荷によって緩やかに、もしくは勾配が解消され、感光ドラムの明部電位部に対するトナーの供給が飽和状態となっていることを示している。
【００４６】
現像ニップ部での現像コントラストは、感光ドラムに形成された静電潜像を構成する明部電位及び暗部電位と、現像ローラに印加された現像バイアスとで形成される。この現像コントラストによって、現像ローラ上のトナーは感光ドラムへ移動し静電像を現像する。より具体的には、現像に供されるトナーの量（現像可能量）は、現像ローラに対向し現像ローラからのトナー供給を受ける感光ドラム部位の静電容量（Ｃ）と現像コントラスト（ΔＶ）の積で決められる。現像に供されるトナーの量は、供給される電荷量の総量に対応する。つまり、Ｃ×ΔＶが、現像ローラと感光ドラムが対向する対向部である現像ニップ部で現像ローラから感光ドラムへ移動可能（現像に供されることが可能）な単位面積当たりのトナーの帯電電荷量の総量を表している。また、感光ドラムに供給されるトナーの帯電電荷の総量は、現像ローラ上の単位面積当たりの帯電電荷量（Ｑ／Ｓ）と感光ドラムに対する周速比（Δｖ）に応じて決まり、Ｑ／Ｓ×Δｖの積で表される。
【００４７】
また、本実施例における、感光ドラム２０１の膜厚と、電荷量Ｑの関係について、図７に示す。図７に示すように、感光ドラム２０１の寿命初期から寿命末期に至るまでに、感光ドラム２０１の膜厚は、２５μｍから１５μｍに変化する。この場合に、本実施例では、ΔＶ≦（１５／２５）ΔＶ０を満足するような現像コントラストの設定を行う。そして、感光ドラム２０１の膜厚が薄くなり静電容量Ｃが変わっても、電荷量Ｑ（＝Ｃ×ΔＶ）が一定となるように現像コントラストΔＶが設定される。なお、電荷量Ｑが一定となるような現像コントラストΔＶの設定が理想的ではあるが、それに限定されない。現像後の現像ローラ上の残トナー量が変化したとしても、所定量以上の現像ローラ上の残トナーが存在すれば、図７のように現像コントラストΔＶを制御した場合と同様の現像ゴーストの悪化抑制を確認できた。また、所定未満の残トナーが現像ローラ上に残存している場合でも、残トナーがない場合よりは、現像ゴーストを改善できることが確認できた。
【００４８】
以上のことから、現像コントラストに対し現像に供することが可能なトナー量は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＝｜Ｃ×ΔＶ｜の関係式で表される。つまり、周速比Δｖを変化させ、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜となった場合、現像ローラから供給されるトナーの総電荷量が、感光ドラムが受け取れる電荷量よりも少ないことになる。この場合が、現像ローラ上の全てのトナーが感光ドラムへ移動する（現像に供される）条件となる。逆に、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の場合、現像ローラから供給されるトナーの総電荷量が、感光ドラムが受け取れる電荷量よりも多いことになる。この場合が、現像ローラ上のトナーは感光ドラムへ移動した後、一部のトナーは現像に用いられるが、残りのトナーは現像に用いられずに現像ローラ上に残る条件となる。なお、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜の関係性が成り立つ場合の周速比Δｖが第１の周速比の一例であり、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×
ΔＶ｜の関係性が成り立つ場合の周速比Δｖが第２の周速比の一例である。なお、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ｜が成立する場合のΔＶと、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜が整理する場合のΔＶとは必ずしも同一の大きさである必要なない。例えば｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×ΔＶ１｜、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ２｜とした場合に、｜ΔＶ１｜＜｜ΔＶ２｜の場合が典型的な例である。
【００４９】
次に、感光ドラム２０１の静電容量Ｃが変化する条件について説明する。感光ドラム２０１の静電容量Ｃは、感光ドラム２０１の誘電率（ε）と膜厚（ｄ）、感光ドラム２０１と現像ローラ３０２の接触面積（Ｓ）に応じて決まり、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。したがって、周囲環境の温度や湿度に応じて、感光ドラム２０１の膜に吸収される水分の水分量が変化することにより、感光ドラム２０１の誘電率εが変化する。この結果、感光ドラム２０１の静電容量Ｃが変化する。本実施例における周囲環境変動の一例として、低温低湿環境を気温１５℃湿度１０％とし、高温高湿環境を気温３０℃湿度８０％とする。さらに、本実施例における周囲環境変動の指標の一例として、気温１５℃湿度１０％の絶対水分量である１．５［ｇ／ｍ３］を第１閾値、気温３０℃湿度８０％の絶対水分量である２４［ｇ／ｍ３］を第２閾値として用いる。
【００５０】
感光ドラム２０１の静電容量Ｃは、上記の通りＣ＝εＳ／ｄで表される。すなわち、画像形成に伴う削れによっても感光ドラム２０１の膜厚ｄが変化するため、感光ドラム２０１の静電容量Ｃも変化する。本実施例では、感光ドラム２０１の膜厚の代表値として２５μｍ、２０μｍ、１５μｍをそれぞれ用いる。
【００５１】
上記の周囲環境の温度および湿度や、感光ドラム２０１の膜厚等の要因により感光ドラム２０１の静電容量Ｃが変化することで、上記の｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＝｜Ｃ×ΔＶ｜の関係式から現像コントラストにより現像されるトナーの現像可能量が変化する。本実施例による現像後の現像ローラ３０２上にトナーを残す高濃度モードの場合、感光ドラム２０１の静電容量Ｃの変化によって現像後の残トナーの量が変化する。このとき、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係を満たすように現像コントラストを制御することで、現像後の現像ローラ３０２上にトナーが残る。
【００５２】
次に、本実施例における、周囲環境の温度および湿度や感光ドラム２０１の膜厚等の変化による感光ドラムの静電容量Ｃの変化に応じて、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係を満たすように現像コントラストを制御する方法について説明する。本実施例では、以下の表１を用いて現像コントラストが制御される。なお、表１のテーブルは、予め画像形成装置のメモリ２２０にＣＰＵ２１５が参照可能な形態で記憶されており、後述の図８のフローチャートで参照される。なお、実際には、設定手段であるＣＰＵ２１５による設定は、例えば、現像バイアスであり、表中カッコ内が、暗部電位−５００Ｖ、レーザ露光後の明部電位を−１００Ｖの場合の、現像バイアスである。
【表１】
2020046656.tif 000003
【００５３】
表１では、低温低湿環境として、周囲の空気に含まれる水分の絶対水分量が第１閾値１．５［ｇ／ｍ３］より少ない環境が定義されている。また、表１では、常温常湿環境として、周囲の空気に含まれる水分の絶対水分量が第１閾値１．５［ｇ／ｍ３］以上第２閾値２４［ｇ／ｍ３］以下である環境が定義されている。また、表１では、高温高湿環境として、周囲の空気に含まれる絶対水分量が第２閾値２４［ｇ／ｍ３］より多い環境が定義されている。さらに、表１では、感光ドラム２０１の寿命に応じた膜厚の変化の代表として２５μｍ、２０μｍ、１５μｍが定義されている。そして、表１では、各環境と感光ドラム２０１の各膜厚との組に対応する現像コントラストがそれぞれ定義されている。なお、表１に示す環境の定義、感光ドラムの膜厚、現像コントラストは一例にすぎない。
【００５４】
感光ドラム２０１の寿命初期の膜厚を２５μｍ、感光ドラム２０１の寿命末期の膜厚を１５μｍとした場合、感光ドラム２０１の寿命初期の静電容量Ｃ０に対して感光ドラム２０１の寿命末期の静電容量ＣはＣ＝（２５／１５）Ｃ０となる。これに対し、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係を満たす現像コントラストは、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ０×ΔＶ０｜≧｜（２５／１５）Ｃ０×ΔＶ｜を満たせばよいので、｜ΔＶ｜≦｜（１５／２５）ΔＶ０｜となる。したがって、感光ドラム２０１の寿命初期の現像コントラストΔＶ０を５５０Ｖとすると、感光ドラム２０１の寿命末期の現像コントラストΔＶは３３０Ｖ以下と決定することができる。本実施例によれば、感光ドラムの寿命が短くなるほど現像コントラストを小さい値に決定する。
【００５５】
次に、本実施例におけるＣＰＵ２１５が実行する処理について、図８に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。以下の処理によって、ＣＰＵ２１５は、現像コントラストを決定する決定手段として機能し、感光ドラム２０１の静電容量に応じた現像コントラストの制御を実行する。以下の処理では、ＣＰＵ２１５は、感光ドラム２０１の静電容量Ｃが変化する条件として、上記の表１に例示する周囲環境の絶対水分量と感光ドラム２０１の膜厚に応じた現像コントラストのテーブルを使用する。なお、各現像コントラストの値は、実験やシミュレーション等によってあらかじめ決めておけばよい。また、当該テーブルは、あらかじめメモリ２２０に記憶されてよい。
【００５６】
ＣＰＵ２１５は、処理を開始すると（ステップ１０１）、現像ユニット２０４のメモリＭ１に格納されている現像ユニット２０４の駆動量に係る情報を入出力Ｉ／Ｆ２３０を介して取得する。また、ＣＰＵ２１５は、感光体ユニット３０１のメモリＭ２に格納されている感光体ユニット３０１の駆動量に係る情報を入出力Ｉ／Ｆ２３０を介して取得する。
そして、ＣＰＵ２１５は、取得した情報を基に、感光ドラム２０１の膜厚を算出する（ステップ１０２）。具体的には、ＣＰＵ２１５は、帯電ローラ２０２により感光ドラム２０１に電圧が印加され現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が当接して回転している時間
を求める。また、ＣＰＵ２１５は、帯電ローラ２０２により感光ドラム２０１に電圧が印加され現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が離間して回転している時間を求める。また、ＣＰＵ２１５は、帯電ローラ２０２に電圧の印加がなく現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が離間して回転している時間を求める。そして、ＣＰＵ２１５は、求めたそれぞれの時間に係数を乗算し、互いに加算した値を感光ドラム２０１の膜厚として求める。なお、感光ドラムの累積使用度合又は寿命を表す膜厚の算出方法としては、離間回転時間の考慮を省略し、現像ローラ３０２が感光ドラム２０１に当接して回転する時間のみを考慮するような簡略化した演算方法を採用することもできる。
【００５７】
なお、ＣＰＵ２１５が、像担持体（感光ドラム２０１）の回転している時間に関する情報を取得する第２の取得手段の一例である。また、像担持体の回転している時間に関する情報には、現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が当接して回転している時間と、現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が離間して回転している時間とが含まれてよい。ここで、現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が当接して回転している時間が、第１の時間の一例である。また、現像ローラ３０２と感光ドラム２０１が離間して回転している時間が、第２の時間の一例である。さらに、像担持体の回転している時間に関する情報は、像担持体の寿命に関する情報の一例である。像担持体の寿命に関する情報としては、他に感光ドラム２０１の現像ローラ３０２と当接時の回転数、画像形成装置２００における印刷枚数、画像形成装置２００の通電時間、プロセスカートリッジ２０８のトナー残量などが挙げられる。これら各種情報は、ＣＰＵ２１５によって入出力Ｉ／Ｆ２３０を介して各制御対象から取得され、再度入出力Ｉ／Ｆ２３０を介してメモリ２２０に記憶される。
【００５８】
ステップ１０２の処理が完了した後に、ユーザが画像形成モードを選択（画像形成装置に画像形成動作の実行を指示）する。そして、ＣＰＵ２１５は、ユーザによる画像形成モードの選択を受け付ける（ステップ１０３）。実際には、画像形成モードを指定する選択指示が、入出力Ｉ／Ｆ２３０を介してＣＰＵ２１５に入力される。
そして、ＣＰＵ２１５は、受け付けた画像形成モードの選択に基づいて、高濃度で画像形成するか否かを判定する（ステップ１０４）。ここでの判定とは、入力された画像形成モードを指定する命令に従うということである。ステップ１０４において、ＣＰＵ２１５は、高濃度で画像を形成する場合は（ステップ１０４：Ｙｅｓ）、処理をステップ１０５に進める。一方、ＣＰＵ２１５は、高濃度で画像を形成しない場合は（ステップ１０４：Ｎｏ）、処理をステップ１１６に進める。
ステップ１１６では、ＣＰＵ２１５は、通常モードとして、現像電圧印加部４１２および帯電電圧印加部４２２を制御する。現像電圧印加部４１２および帯電電圧印加部４２２は、ＣＰＵ２１５の制御に従って、帯電ローラ２０２および現像ローラ３０２にそれぞれ電圧を印加する。そして、ＣＰＵ２１５によって入出力Ｉ／Ｆ２３０に接続されているモータ駆動部など各制御対象の動作が制御され、画像形成が行われる（ステップ１１６，１１７）。
【００５９】
また、ステップ１０５において、ＣＰＵ２１５は、入出力Ｉ／Ｆ２３０を介してセンサ２１９によって検出された水分量に係る情報を取得する。また、ＣＰＵ２１５は、メモリ２２０に記憶されている表１のテーブルの水分量の閾値に係る情報を取得する。そして、ＣＰＵ２１５は、取得した情報を基に、画像形成装置２００内の周囲環境の絶対水分量が第１閾値である１．５［ｇ／ｍ３］より大きいか否かを判定する。ステップ１０５において、周囲環境の絶対水分量が第１閾値１．５［ｇ／ｍ３］よりも大きい場合は（ステップ１０５：Ｙｅｓ）、処理を１０６に進める。一方、周囲環境の絶対水分量が第１閾値１．５［ｇ／ｍ３］よりも大きくない場合は（ステップ１０５：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１５は、処理を１１３に進める。ステップ１１３では、ＣＰＵ２１５は、上記の表１のテーブルを参照し、ステップ１０５の判定に用いた水分量と感光ドラムの膜厚に対応した現像コントラストを選択する。そして、ＣＰＵ２１５は、選択した現像コントラストを基に、高濃度モ
ードとして感光ドラムと現像ローラの周速比を増加させ画像形成を行う（ステップ１１４，ステップ１１５）。高濃度モードの画像形成においても、ＣＰＵ２１５は、現像電圧印加部４１２および帯電電圧印加部４２２による印加電圧やその他各制御対象の動作を制御する。
【００６０】
ステップ１０６において、ＣＰＵ２１５は、ステップ１０５において取得した情報を基に、周囲環境の絶対水分量が第２閾値である２４［ｇ／ｍ３］よりも小さいか否かを判断する。ステップ１０６において、ＣＰＵ２１５は、周囲環境の絶対水分量が第２閾値２４［ｇ／ｍ３］よりも小さい場合は（ステップ１０６：Ｙｅｓ）、処理をステップ１０７に進める。一方、ＣＰＵ２１５は、周囲環境の絶対水分量が第２閾値２４［ｇ／ｍ３］よりも大きい場合は（ステップ１０６：Ｎｏ）、処理をステップ１１０に進める。
【００６１】
ステップ１０７において、ＣＰＵ２１５は、メモリ２２０より読み出した表１のテーブルを参照し、ステップ１０６の判定に用いた水分量と感光ドラムの膜厚に対応した現像コントラストを選択する。そして、ＣＰＵ２１５は、選択した現像コントラストを基に、高濃度モードとして感光ドラムと現像ローラの周速比を増加させ画像形成を行う（ステップ１０８，ステップ１０９）。
また、ステップ１１０において、ＣＰＵ２１５は、１０６の判定に用いた水分量と感光ドラムの膜厚に対応した現像コントラストを選択する。そして、ＣＰＵ２１５は、選択した現像コントラストを基に、高濃度モードとして感光ドラムと現像ローラの周速比を増加させ画像形成を実行する（ステップ１１１，ステップ１１２）。ステップ１１１，１１２における高濃度モードの画像形成においても、ＣＰＵ２１５は、現像電圧印加部４１２および帯電電圧印加部４２２による印加電圧やその他各制御対象の動作を制御する。なお、ＣＰＵ２１５は、ステップ１０９、１１２、１１５、１１７の画像形成処理が完了すると、本フローチャートの処理を終了する（ステップ１１８）。
【００６２】
以上説明したように、本実施例では、現像後の現像ローラ上にトナーを残す高濃度モードにおいて、感光ドラムの静電容量が変化するパラメータとして感光ドラムの膜厚と周囲環境の絶対水分量が用いられる。そして、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係を満たすように、水分量が多くなるほど現像コントラストを大きい値に決定する。これにより、寿命末期に感光ドラムの膜厚が薄くなったとしても感光ドラムへ現像可能なトナーの帯電電荷量の変化を抑制できる。さらに、現像後の現像ローラ上の残トナーを維持し、白後と黒後のトナー帯電電荷量の差の増加を低減することで現像ゴーストの悪化を抑制できる。
【００６３】
なお、本実施例では、感光ドラムの静電容量Ｃが変化する条件として感光ドラムの膜厚と周囲環境の絶対水分量を用いたが、条件に含まれる値はこれに限られない。また、本実施例では、表１に例示されるように、感光ドラムの膜厚の条件として３つの膜厚を使用し、絶対水分量の条件として２つの閾値を使用する。ただし、各条件に使用される膜厚や閾値の値や数は、これに限られない。｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×ΔＶ｜の関係を満たすように感光ドラムの静電容量Ｃに対応した現像コントラストが決定されれば、上記の条件は適宜変更されてよい。
【００６４】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。なお、以下の説明では、実施例１と異なる点についてのみ説明する。実施例１と同様の構成要素については、同一の符号を付し、図示および詳細な説明は省略する。
【００６５】
図９は、本実施例に係る画像形成装置７００の一部である画像形成ステーションを示す概略断面図である。実施例１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成ステーシ
ョンＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの現像ローラは、それぞれ独立のモータで駆動される。本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各画像形成ステーションの現像ローラ３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、トナー供給ローラ３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、攪拌部材３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃを共通のモータで駆動する。これにより、高濃度および色域を拡大する対象となる色の画像形成ステーションの駆動制御部を共通化し、本体の小型化および低コスト化を実現できる。
【００６６】
具体的には、モータ駆動部７０１が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の感光ドラム２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃを駆動する。また、モータ駆動部７０２が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像ローラ３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、トナー供給ローラ３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、攪拌部材３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃを駆動する。なお、モータ駆動部７０１、７０２はそれぞれＣＰＵ２１５に接続されており、ＣＰＵ２１５によってモータ駆動部７０１、７０２の駆動が制御される。
【００６７】
本実施例では、画像形成装置７００を上記の構成することで、高濃度および色域の拡大が必要となるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のモータ駆動部の制御が共通化される。すなわち、画像形成装置が像担持体と現像剤担持体との組を複数組有する場合に、駆動手段が、当該複数組に含まれる各現像剤担持体を共通の制御によって駆動することができる。これにより、画像形成装置７００に配置するモータ駆動部の数を減らすことができ、画像形成装置７００の小型化が実現できる。さらに、モータ駆動部の数を減らすことによって、コストダウンの効果を得ることもできる。
【００６８】
（その他の実施形態）
なお、上記の実施例の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。例えば、上記の実施例では、センサ２１９によって画像形成装置内の周囲環境における水分量を検出したが、センサ２１９によって画像形成装置内の周囲環境における温度および湿度を検出してもよい。この場合、上記の表１における絶対水分量の第１閾値１．５［ｇ／ｍ３］の代わりに、気温１５℃湿度１０％を閾値とすることができる。また、絶対水分量の第２閾値２４［ｇ／ｍ３］の代わりに、気温３０℃湿度８０％を閾値とすることができる。そして、画像形成装置は、温度および湿度が高くなるほど現像コントラストを大きい値に決定する。このように、装置内の温度および湿度を検出しても上記の処理によって静電容量に応じた現像コントラストの制御を実現できる。また、上記の実施例において、現像バイアスの設定のみを変更する代わりに、レーザ露光を行うレーザのレーザ光量を変更したり、帯電バイアスの設定の変更したりすることで現像コントラストを制御してもよい。あるいは、レーザ光量や帯電バイアスの設定の変更と現像バイアスの設定の変更を組み合わせることで現像コントラストを制御してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
２００、７００…画像形成装置、２０１…感光ドラム、２０２…帯電ローラ、２１４…エンジンコントローラ、２１５…ＣＰＵ、３０２…現像ローラ、３０５…トナー、４０１、４０２、４０４、４０７…モータ駆動部、４１２…現像電圧印加部
【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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