(57)【要約】【課題】  高圧電源の立ち上がり、立ち下がりにおいて生じるかぶりを抑制し、トナー消費を抑制する。【解決手段】  像担持体の表面にトナー像を形成しない非画像形成時において、露光ユニットは、帯電部材によって帯電された像担持体の表面の画像形成可能領域を露光し、制御部は、現像部材から像担持体にトナーを供給することが可能な状態で、現像電圧を第１の現像電圧から第１の現像電圧より小さい第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、露光ユニットによって第１の露光量で露光された像担持体の表面が現像部を通過した後に露光ユニットによって第１の露光量より小さい第２の露光量で露光された像担持体の表面が現像部を通過するように露光ユニットを制御する。【選択図】  図５
2020160361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面を露光する露光ユニットと、
前記像担持体と対向する現像部において前記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と前記現像電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
前記像担持体の表面に前記トナー像を形成しない非画像形成時において、前記露光ユニットは、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域を露光し、前記制御部は、前記現像部材から前記像担持体にトナーを供給することが可能な状態で、前記現像電圧を第１の現像電圧から前記第１の現像電圧より小さい第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、前記露光ユニットによって第１の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過した後に前記露光ユニットによって前記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過するように前記露光ユニットを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記期間は、前記第１の現像電圧から画像形成時に印加される前記第２の現像電圧に変更する期間であ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の現像電圧は、前記トナーの正規極性とは逆極性の前記現像電圧もしくは０Ｖであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記期間において、前記現像部における前記像担持体の表面電位と前記現像電圧との差が所定範囲内の値になるように前記露光量を変更する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記期間における前記像担持体の表面電位と前記現像電圧との差は、画像形成時における前記像担持体の表面電位と前記現像電圧との差と同じであ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】
前記期間における前記像担持体の表面電位と前記現像電圧との差は、１３０Ｖ以上１７０Ｖ以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１の露光量より画像形成時にトナー像を形成するために前記像担持体の表面に露光される露光量が小さくなるように前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記期間における前記第１の現像電圧から前記第２の現像電圧に変化するまでの時間変化に関する情報を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、前記露光量を変更する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記憶部は、画像形成動作が終了し、前記像担持体の回転が停止してから駆動するまでの時間に関する情報を記憶することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面を露光する露光ユニットと、
前記像担持体と対向する現像部において前記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と前記現像電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
前記像担持体の表面に前記トナー像を形成しない非画像形成時において、前記露光ユニットは、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域を露光し、前記制御部は、前記現像部材から前記像担持体にトナーを供給することが可能な状態で、前記現像電圧を第１の現像電圧から前記第１の現像電圧より大きい第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、前記露光ユニットによって第１の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過した後に前記露光ユニットによって前記第１の露光量より大きい第２の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過するように前記露光ユニットを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記第１の現像電圧は、画像形成時に印加される前記現像電圧であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２の現像電圧は、前記トナーの正規極性とは逆極性の前記現像電圧もしくは０Ｖであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第２の露光量を画像形成時にトナー像を形成するために前記像担持体の表面に露光される露光量と同じになるように前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像部材は、前記現像部において、前記像担持体と接触して配置されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、電子写真感光体（以下、感光ドラムまたはドラムという）の表面を帯電部材によって一様に帯電し、帯電された感光ドラム表面を露光ユニットによって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像ユニットで現像して現像剤（以下、トナーという）によってトナー像を形成し、このトナー像を転写部材によって記録材に転写する。その後、定着器によりトナー像を記録材上に定着し、画像として出力する。一方、トナー像を転写した後に感光ドラムの表面に残留した転写残トナーは、クリーニング部材によってクリーニングされ、次の画像形成動作に備える。
【０００３】
現像ユニットには、トナーを担持する現像剤担持体たる現像部材が設けられ現像電圧が印加される。静電潜像を現像しない非画像形成部であっても、かぶりを抑制するために現像部材に現像電圧を印加する必要がある。かぶりとは、感光ドラムの表面に形成された非画像領域においてトナーを付着させてしまう現象をいう。かぶりは、現像部材と対向する現像部における感光ドラムの表面電位と現像電圧との差であるバックコントラストの寄与が大きい。バックコントラストが小さい場合、感光ドラムと現像部材の間の電位差が小さいため、現像部材の方向に正規極性のトナーを電気的に引き付ける力が弱い。そのため、感光ドラムの表面に形成された非画像形成部にトナーが転移することがある。一方、バックコントラストが大きい場合、感光ドラムと現像部材の間の電位差が大きいため、現像部材の方向に正規極性のトナーを電気的に引き付ける力が強い反面、正規極性とは逆の極性に帯電したトナーが非画像形成部に転移してしまう。したがって、バックコントラストを適正な範囲に制御することによって、かぶりによるトナー消費を抑制することが出来る。
【０００４】
また、コストダウンや小型化のために、感光ドラムに現像部材が当接離間を行うことが出来るように設けられる現像当接離間機構を設けない画像形成装置も提案されている。そのような画像形成装置において、長期放置後等の感光ドラム表面に電位が形成されていないモータ起動時には適正なバックコントラストが形成されておらず、感光ドラムにトナーを供給することが出来る距離に現像部材が配置されることでかぶりが発生する。そこで、特許文献１には、モータ起動時にトナーの正規極性とは逆極性の現像電圧を現像部材に印加する構成が開示されている。特許文献１に記載の構成によって、モータ起動時の感光ドラムの表面に電位が形成されていなかったとしても、現像位置のバックコントラストを適正に制御することが出来るため、かぶりが発生することを抑制することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、モータ起動時に現像電圧を制御してかぶりを抑制したとしても、画像形成を行うために感光ドラムの表面電位を形成するプロセスにおいて、以下のような課題があった。感光ドラムの表面電位を形成するプロセスにおいては、感光ドラムの表面電位を形成するために印加される帯電電圧に応じて現像電圧を制御することで適切なバックコントラストを形成する必要がある。しかし、現像電圧の出力を行う現像高圧電源と、感光ドラムの表面電位を形成するための帯電電圧の出力を行う帯電高圧電源には、それぞれの立ち上がり、立ち下がり特性がある。両者の特性が異なると、現像部において適切なバックコントラストを形成することが出来ず、かぶりが発生する場合があった。
【０００７】
以上の状況を鑑みて、本発明は、高圧電源の立ち上がり、立ち下がりにおいて生じるかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面を露光する露光ユニットと、前記像担持体と対向する現像部において前記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と前記現像電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、前記像担持体の表面に前記トナー像を形成しない非画像形成時において、前記露光ユニットは、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域を露光し、前記制御部は、前記現像部材から前記像担持体にトナーを供給することが可能な状態で、前記現像電圧を第１の現像電圧から前記第１の現像電圧より小さい第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、前記露光ユニットによって第１の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過した後に前記露光ユニットによって前記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光された前記像担持体の表面が前記現像部を通過するように前記露光ユニットを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、高圧電源の立ち上がり、立ち下がりにおいて生じるかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における画像形成装置の断面図である。
【図２】実施例１における画像形成装置のブロック図である。
【図３】実施例１におけるバックコントラストとかぶりの関係を示した図である。
【図４】実施例１における画像形成動作の動作工程図である。
【図５】実施例１における画像形成装置の前回転動作のシーケンスチャートである。
【図６】実施例１における画像形成装置の前回転動作の電圧の推移である。
【図７】比較例１における画像形成装置の前回転動作のシーケンスチャートである。
【図８】比較例１における画像形成装置の前回転動作の電圧の推移である。
【図９】実施例１における画像形成装置の後回転動作のシーケンスチャートである。
【図１０】実施例１における画像形成装置の後回転動作の電圧の推移である。
【図１１】比較例２における画像形成装置の後回転動作のシーケンスチャートである。
【図１２】比較例２における画像形成装置の後回転動作の電圧の推移である。
【図１３】変形例１における画像形成装置の後回転動作のシーケンスチャートである。
【図１４】変形例１における画像形成装置の後回転動作の電圧の推移である。
【図１５】変形例１における感光ドラムの表面電位の減衰を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［実施例１］
１．画像形成装置
図１は、本発明に係る画像形成装置１の断面図である。図２は、本発明に係る画像形成装置１の断面図に制御ブロック図を加えた図である。
【００１３】
本実施例の画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いたカートリッジ方式のレーザビームプリンタである。即ち、パソコン、イメージリーダ等のホスト装置２００とＬＡＮ接続されていて、ホスト装置２００から制御部１０１に入力する電気的な画像情報に基づいてシート状の記録材Ｐに対する画像形成動作を実行する。制御部１０１は、ホスト装置２００や表示部１０２との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置１の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。また、制御部１０１は、画像形成装置１の情報やカートリッジＣＲの情報を記憶する記憶部１０３を有する。
【００１４】
本実施例のカートリッジＣＲは、回転可能な像担持体たる感光ドラム２０、感光ドラム２０に作用する帯電部材たる帯電ローラ２１、クリーニングブレード２２、現像剤担持体であって現像部材たる現像ローラ３０を一体的にカートリッジ化したものである。カートリッジＣＲは、画像形成装置１に対して本体ドア１０５を１点鎖線で示したように開いて画像形成装置１の内部を大きく開放することで、装着及び取り外し可能としている。
【００１５】
カートリッジＣＲを十分に挿入すると、カートリッジＣＲは所定の装着位置に保持される。感光ドラム２０は、露光ユニット１００からのレーザＬが照射可能な位置に設定される。また、感光ドラム２０の下面は、転写ローラ４に対向する状態に設定される。そして、本体ドア１０５を閉じることにより、カートリッジＣＲは画像形成装置１に設置完了される。
【００１６】
画像形成装置１にはドアスイッチ１０７（安全スイッチ、キルスイッチ）が配設されている。ドアスイッチ１０７は、本体ドア１０５が開かれるとＯＦＦし閉じられるとＯＮする。
【００１７】
カートリッジＣＲが画像形成装置１の所定の位置に装着され、また、本体ドア１０５が閉じられることで、カートリッジＣＲは画像形成装置１と機械的、電気的に結合した状態になる。即ち、カートリッジＣＲ側の被駆動部材（感光ドラム２０、現像ローラ３０等）が画像形成装置１側の駆動機構（不図示）により駆動可能な状態となる。また、図２に示したように、カートリッジＣＲ側の帯電ローラ２１、現像ローラ３０に対して、画像形成装置１側の電圧印加電源部である帯電電圧印加部１２０、現像電圧印加部１３０から所定の電圧を印加することが可能となる。また、カートリッジＣＲ側の感光ドラム２０に対して露光ユニット１００によって感光ドラム２０の表面を露光することが可能となる。
【００１８】
画像形成装置１は、メイン電源スイッチ１０６がＯＮされており、また、カートリッジＣＲが装着され、且つ本体ドア１０５を閉めることによりドアスイッチ１０７がＯＮである状態において、画像形成動作が可能な待機状態（スタンバイ状態）となる。
【００１９】
この待機状態において、ホスト装置２００から制御部１０１にプリントすべき電気的な画像情報が入力され、制御部１０１は、入力画像情報を画像処理部（不図示）で処理し、画像形成開始（プリントスタート）信号に基づいて画像形成プロセスを実行する。即ち、駆動モータ（不図示）が起動されて、感光ドラム２０が所定の速度（プロセススピードＶｐ）にて回転駆動し、感光ドラム２０と所定の周速比をもって現像ローラ３０が回転駆動される。
【００２０】
続いて、本実施例における画像形成装置１００の各構成について詳細に説明する。
【００２１】
本実施例において、感光ドラム２０は、回転ドラム型の電子写真感光体である。ＯＰＣ（有機光半導体）、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成されたφ２４ｍｍのシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。感光ドラム２０は、画像形成装置１によって回転自在に支持されており、プロセススピードＶｐ＝１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光ドラム２０は、駆動源からの駆動が伝達されて図１の矢印方向に回転駆動される。なお、本実施例においては、感光材料の厚さは１５μｍとした。回転駆動された感光ドラム２０は、その表面が帯電ローラ２１により所定の極性、電位に一様に帯電される。帯電ローラ２１は導電性芯金と導電性ゴム層からなる単層ローラであって、外径φ７．５ｍｍ、体積抵抗率１０３〜１０６Ω・ｃｍである。また、導電性芯金には、帯電電圧印加部１２０によって、所定の帯電電圧が印加される。帯電電圧の出力源としては直流高圧電源を用いた。なお、本実施例においては、帯電ローラ２１には負極性の帯電電圧が印加される。
【００２２】
感光ドラム２０の帯電処理面に対して、露光ユニット１００よりレーザ走査露光がなされる。露光ユニット１００は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザビームＬを出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、反射鏡等を有しており、レーザビームＬで感光ドラム２０の表面を主走査露光する。レーザ光Ｌが感光ドラム２０の表面に照射されて、所定の解像度で静電潜像が感光ドラム２０の表面に形成される。本実施例における露光ユニット１００は、レーザ露光ユニットであり、そのレーザダイオードに流れる電流を制御部１０１によって制御することで露光量を可変とすることが出来る。
【００２３】
露光ユニット１００によって感光ドラム２０の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ３０上の現像剤たるトナーＴによってトナー像として現像される。本実施例において、静電潜像は、負帯電非磁性１成分トナー（ネガトナー）を用いた接触現像方式によって反転現像している。
【００２４】
現像ローラ３０は感光ドラム２０と現像部にて接触して対向配置され、所定の速度で回転駆動される。本実施例における現像ローラ３０は、カートリッジＣＲが画像形成装置１に装着されている間、画像形成時以外も常に感光ドラム２０に接触している。すなわち、画像形成装置１には、現像ローラ３０を感光ドラム２０から離間する当接離間機構を設けていない。供給ローラ３１は、現像ローラ３０に接触して回転し、トナーＴを供給する。現像ブレード３２は弾性部材であり、現像ローラ３０に対して弾性に抗して撓められて接触配置される。撹拌部材３３は現像ローラ３０の回転に連動して所定の速度で回転して、現像容器３４内のトナーＴを撹拌すると共に供給ローラ３１にトナーＴを供給する。現像ローラ３０にトナーＴが担持され、現像ブレード３２によって所定の層厚となり、感光ドラム２０と対向する現像部に搬送される。本実施例において、現像ローラ３０は感光ドラム２０の表面移動速度の１．４倍の速度で回転している。現像ローラ３０には画像形成装置１に設けられた現像電圧印加部１３０によって所定の現像電圧が印加されることによって、静電潜像を現像する。現像電圧の出力源としては、直流高圧電源を用いた。
【００２５】
一方、所定の制御タイミングにて給送ローラ６１を回転駆動し、給紙カセット６内に積載収容させた記録材Ｐが給送される。分離ローラ６２によって１枚分離された記録材Ｐは、感光ドラム２０と転写ローラ４との当接部である転写ニップ部に導入される。転写ローラ４は導電性芯金と感光ドラム２０への圧接部分が弾性体であるＮＢＲヒドリンゴムを主成分とした導電性のスポンジ状のゴムからなり、外径が１２．５ｍｍ、硬度３０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ，５００ｇｆ荷重）のものを用いている。記録材Ｐが転写ニップ部を挟持搬送されていく過程において、転写ローラ４には、所定電位の転写電圧が印加され、感光ドラム２０の表面に形成されたトナー像が、記録材Ｐの表面に順次に静電転写されていく。転写ニップ部を出た記録材Ｐは、感光ドラム２０の表面から分離されて搬送ユニットを通って定着器５へ導入され、トナー像が固着画像として記録材Ｐの表面に定着される。記録材Ｐは、排紙ローラ対１０４によって装置外に排出される。
【００２６】
一方、記録材Ｐが分離された後の感光ドラム２０の表面は、画像形成装置１に取り付けられたＬＥＤとライトガイドからなる帯電前露光ユニット２３によって露光可能となって適宜除電される。また、クリーニングブレード２２により転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃される。こうして、感光ドラム２０は繰り返して作像に供される。
【００２７】
次に、本実施例の画像形成プロセスにおける感光ドラム２０の周りの電位関係を説明する。
【００２８】
本実施例において、−１０００Ｖの帯電電圧が印加された帯電ローラ２１によって均一な帯電電位Ｖｄ（暗部電位：−５００Ｖ）に帯電された感光ドラム２０の表面に作像用の露光が成され、画像信号に応じて露光量、露光領域が決定される。画像形成部は露光ユニット１００により露光され、画像部電位である露光後電位Ｖｌ（明部電位：−１５０Ｖ）に調整される。本実施例において、Ｖｌを形成する露光量Ｅ０＝０．３５μＪ／ｃｍ２とした。感光ドラム２０上の明部電位Ｖｌに対してトナー像を現像する現像ローラ３０には、現像電圧Ｖｄｃ（現像電位：−３５０Ｖ）が印加される。画像形成部と後述する非画像形成部は感光ドラム２０の表面上の画像形成可能領域内に形成される。画像形成可能領域とは、感光ドラム２０の表面に現像ローラ３０からトナーＴを供給可能な領域であって、現像ローラ３０の表面上にトナーＴを担持可能な領域である。
【００２９】
つまり、画像形成部の感光ドラム１上の明部電位Ｖｌと現像電圧Ｖｄｃとの電位差である現像コントラストＶｃｏｎｔとしては２００Ｖ、感光ドラム２０上の暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの電位差であるバックコントラストＶｂｃとしては１５０Ｖとなる。これにより、ベタ黒画像やハーフトーン、白抜き文字といった画像を適切に出力することが可能となる。
【００３０】
ここで、現像コントラストＶｃｏｎｔ、バックコントラストＶｂｃを形成する感光ドラム２０の表面と現像電圧は、現像部の感光ドラム２０の表面電位と現像ローラ３０に印加される現像電圧の電位差として表現される。もし、適切な電位設定を行わずに画像形成を行うと、記録材Ｐ上に画像弊害が生じてしまう。具体的には、現像コントラストＶｃｏｎｔが小さいと、感光ドラム２０上に現像されるトナー量が少なくなることにより濃度薄が発生し、現像コントラストＶｃｏｎｔが大きいと、感光ドラム２０上に現像されるトナー量が多くなることにより定着不良が発生する。そのため、現像コントラストＶｃｏｎｔはそれらを鑑みて適宜調整される必要がある。
【００３１】
また、本実施例での電圧は、アース電位（０Ｖ）との電位差として表現される。したがって、現像電圧Ｖｄｃ＝−３５０Ｖは、アース電位に対して、現像ローラ３０の芯金に印加された現像電圧によって、−３５０Ｖの電位差を有したと解釈される。これは、帯電電圧などに関しても同様である。
【００３２】
２．バックコントラストＶｂｃとかぶり
次に、バックコントラストＶｂｃを制御する理由について説明する。バックコントラストＶｂｃを適切に制御することによって、画像形成を行わない部分である非画像形成部（白地部）に余分なトナーを付着させないようにしている。この余分なトナーをかぶりトナーといい、かぶりトナーが発生する現象をかぶりという。かぶりが発生すると、本来、画像を形成したい部分以外にトナーが付着することによって、白地部に色味が生じてしまうため、ユーザーに不利益となり得る。画像形成時以外でかぶりが生じた場合には、かぶりトナーは何にも使用されずクリーニングブレード２２に回収されるため、トナーＴの無駄な消費に繋がる。バックコントラストＶｂｃが小さいと、本実施例における正規極性である負極性に帯電したトナーＴを現像ローラ３０上に留めておく電界が弱まり、感光ドラム２０上の非画像形成部にかぶりトナーが発生する。一方、バックコントラストＶｂｃが大きいと、現像ローラ３０上の正規極性とは逆極性の正極性に帯電したトナーＴが感光ドラム２０上の非画像形成部に付着するかぶりが発生する。正規極性である負極性に帯電したトナーＴが感光ドラム２０の表面に形成された非画像形成部に付着するかぶりを正規かぶりという。また、正規極性の反転極性である正極性に帯電したトナーＴが感光ドラム上の非画像形成部に付着するかぶりを反転かぶりという。したがって、正規かぶり、反転かぶり含めて最もかぶりトナーが少なくなるようにバックコントラストＶｂｃを設定する必要がある。
【００３３】
また、バックコントラストＶｂｃと現像コントラストＶｃｏｎｔによって１ドット濃度やライン幅が変わることが知られている。そこで、かぶりに最適なバックコントラストＶｂｃを設定しつつ、１ドットやライン幅に適した現像コントラストＶｃｏｎｔが設定される。上記条件を満たすために帯電電圧印加部１２０や現像電圧印加部１３０の設定電圧、露光ユニット１００の露光強度が設定されている。
【００３４】
図３に、バックコントラストＶｂｃとかぶりトナー量の関係について示す。グラフの横軸はバックコントラストＶｂｃであり、縦軸はかぶりトナーの量を示している。かぶりトナーの量は、感光ドラム２０上のトナーをマイラーテープでテーピングして写し取り、基準紙上にテープを張り付けた後に、その濃度を東京電色社の反射濃度計（ＴＣ−６ＤＳ／Ａ）で測定した。かぶりトナーの量の算出方法は、画像形成装置１を用いて画像形成動作を行い、記録材Ｐを使わずにバックコントラストＶｂｃを変化させて現像させたときの、感光ドラム２０上のトナー量から算出を行った。かぶりトナーの量は一定値以下であれば視認されないため、画像上は問題ないが、かぶりトナーの量が増えると視認出来るようになり画像弊害となる。また、かぶりトナー量が増えると無駄に消費するトナー量が多くなるため、極力少ないかぶりトナー量に設定することが好ましい。このため、通常、バックコントラストＶｂｃはかぶりトナーが視認出来ず、トナー消費量が少なくなるように設定される。
【００３５】
上述したように、かぶりはバックコントラストＶｂｃの寄与が大きい。バックコントラストＶｂｃが小さい場合、現像部において現像ローラ３０の方向に正規極性のトナーＴを電気的に引き付ける力が弱い。そのため、感光ドラム２０の表面に形成された非画像形成部にトナーＴが転移する。図３に示したように、バックコントラストＶｂｃが小さい領域においては、正規かぶりトナー量が増えることでかぶりトナー量が増える傾向がある。一方、バックコントラストＶｂｃが大きい場合、現像部において現像ローラ３０の方向に正規極性のトナーＴを電気的に引き付ける力が強い反面、正規極性とは逆極性に帯電したトナーＴが感光ドラム２０の表面に形成された非画像形成部に転移してしまう。したがって、図３に示したようにバックコントラストＶｂｃが大きい領域において、反転かぶりトナー量が増えていく傾向がある。バックコントラストＶｂｃが小さいと正規かぶり、大きいと反転かぶりが発生してしまう。よって、バックコントラストＶｂｃを適正範囲に制御することによって、かぶりによるトナー消費を抑制する必要がある。本実施例では、図３に示したように、かぶりトナー量が適正値を下回る領域内である１５０Ｖに設定することで画像形成時のかぶりと非画像形成時のトナー消費を抑制している。バックコントラストＶｂｃは１３０Ｖから１７０Ｖの範囲で設定されると、目視でかぶりトナーが視認できない範囲でありトナー消費が特に抑制されるため好ましい。
【００３６】
３．画像形成装置の動作工程
続いて、画像形成動作について説明する。図４は、画像形成装置１の動作工程図である。図４に則して順を追って説明する。
【００３７】
１）停止状態
画像形成装置１の電源がＯＦＦの時、即ち、メイン電源スイッチ１０６がＯＦＦの状態の時、又はドア１０５が開けられてドアスイッチ１０７がＯＦＦの状態の時は、電源ＯＦＦされており、画像形成装置１は停止状態に保持されている。
【００３８】
２）初期回転動作（前多回転動作）
画像形成装置１に電源が投入（電源ＯＮ）されたとき（図４中Ａ）に実行させる起動時動作である。即ち、画像形成装置１に電源が投入されたとき駆動モータ（メインモータ：不図示）を起動させて、感光ドラム２０の回転駆動を伴う所要のプロセス機器のウォーミングを行う動作である。画像形成装置１に電源が投入されたときとは、ドアスイッチ１０７がＯＮ（ドア１０５が閉）の状態において、メイン電源スイッチ１０６がＯＦＦからＯＮにされたときである。又は、メイン電源スイッチ１０６がＯＮの状態において、ドアスイッチ１０７がＯＦＦ（ドア１０５が開）からＯＮ（ドア１０５が閉）にされたときである。何れの場合も、電源ＯＮされて画像形成装置１は動作可能状態に保持される。
【００３９】
初期回転動作は、画像形成装置１に安定した画像形成を実行させるための準備動作である。例えば、カートリッジＣＲの状態を検知し、その状態に合わせて適正な帯電、現像、転写電圧設定を決める制御を制御部１０１にて行う。または、感光ドラム２０の表面電位を均一にするために一定の帯電電圧を帯電電圧印加部１２０によって印加、もしくは露光ユニット１００によって露光を照射する等のプロセス制御が行われるものである。
【００４０】
３）スタンバイ（待機）
所定の初期回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置１は画像形成開始信号Ｓが入力するまでスタンバイ状態に保持される。
【００４１】
４）前回転動作
画像形成開始信号Ｓの入力に基づいて、駆動モータが再駆動されて、感光ドラム２０の回転駆動を伴う所定の画像形成前動作が実行される。より具体的には、ａ：制御部１０１が画像形成開始信号Ｓを受信、ｂ：フォーマッタで画像を展開、ｃ：前回転動作の開始、という順序になる。なお、ｂの工程は、画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間が変わる。前記２）の初期回転動作中に画像形成開始信号Ｓが入力している場合には、初期回転動作終了後、前記３）のスタンバイ無しに、引き続いて前回転動作が実行される。
【００４２】
５）画像形成動作
前回転動作が終了すると、引き続いて、所定１枚の画像形成動作（モノプリント）或いは所定複数枚分の画像形成動作（連続画像形成ジョブ：マルチプリント）が実行されて、画像形成済みの記録材Ｐが出力される。図４中に示した紙間とは、連続画像形成ジョブの場合において、転写部において記録材Ｐの後端が転写ニップ部を通過した後から次の記録材Ｐの先端が転写ニップ部に到達するまでの間隔である。
【００４３】
６）後回転動作
所定１枚或いは所定複数枚分の画像形成動作が終了した後も、引き続き駆動モータが所定時間駆動されて、感光ドラム２０の回転駆動を伴う所定の画像形成終了動作が実行される。
【００４４】
７）スタンバイ
後回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置１は次の画像形成開始信号Ｓが入力するまでスタンバイ状態に保持される。次の画像形成開始信号Ｓが入力したときは、４）の前回転動作に移行する。
【００４５】
４．前回転動作における制御
図５、図６を用いて本実施例における４）前回転動作についてさらに詳細に説明する。図５は、前回転動作時の駆動モータ、帯電電圧、現像電圧、露光量、帯電前露光のタイミングチャートである。図６は、前回転動作時の現像部における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧の時間推移である。
【００４６】
図５、図６に示したｔ１にて画像形成開始信号Ｓが入力されると、正極性の現像電圧をＯＮとし正の現像電圧Ｖａを現像ローラ３０に印加する。このとき、感光ドラム２０の表面電位は略０Ｖであるため、バックコントラストＶｂｃ＝Ｖａが現像部における感光ドラム２０と現像ローラ３０との間に形成される。正の現像電圧ＶａはバックコントラストＶｂｃにおいて、かぶりが発生しない適正範囲に設定される。本実施例においてはＶａ＝Ｖｂｃ＝１５０Ｖとした。この状態にて、ｔ２にて駆動モータをＯＮとする。駆動モータがＯＮになると感光ドラム２０、現像ローラ３０が共に回転駆動を開始する。帯電前露光ユニット２３も駆動モータのＯＮと共にＯＮとする。
【００４７】
続いて、ｔ３にて帯電電圧をＯＮとし、感光ドラム２０の表面の帯電を開始する。本実施例において、帯電電圧をＯＮしてから感光ドラム２０の表面電位がＶｄになる帯電の立ち上がり時間は３０ｍｓｅｃである。帯電された感光ドラム２０の表面が回転駆動によって露光ユニット１００の対向部である露光部に到達するｔ４において露光ユニット１００を発光させる。ｔ４で感光ドラム２０の表面を露光した露光面が現像位置に到達するｔ５において、現像電圧Ｖｄｃを正電圧Ｖａから負電圧Ｖｂに切り替える。本実施例においては、ｔ５において負の現像電圧がＯＮされた後、ｔ６において画像形成時の現像電圧Ｖｂとなる。ｔ５からｔ６における時間αが負の現像電圧Ｖｂの立ち上がり時間である。本実施例においては、負の現像電圧Ｖｂの立ち上がり時間αが７５ｍｓｅｃであり、帯電電圧の立ち上がり時間の３０ｍｓｅｃよりも遅い。帯電電圧の立ち上がり特性と現像電圧の立ち上がり特性が異なる理由としては、高圧トランスの性能差が挙げられる。一般的に、帯電電圧の出力値と出力範囲は現像電圧のそれより大きい。したがって、両者の立ち上がり特性にも差が生じる。ここで、制御部１０１は、現像電圧Ｖｄｃの立ち上がり特性を考慮し、感光ドラム２０の表面電位と現像電圧Ｖｄｃの差であるバックコントラストＶｂｃが一定の範囲になるように露光ユニット１００による露光量を制御する。具体的には、ｔ４において露光ユニット１００によって露光量Ｅ１で感光ドラム２０の表面を照射した後、露光量を徐々に小さく制御してｔ４からα＝７５ｍｓｅｃの時間経過後に、露光ユニット１００をＯＦＦするように制御する。このように、露光ユニット１００の露光量を制御することによって、バックコントラストＶｂｃが適正範囲となるため、かぶりの抑制が可能であり、トナー消費を抑制することが出来る。
【００４８】
ｔ６からｔ７の期間において、感光ドラム２０の表面電位である暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃの負の現像電圧Ｖｂが安定し、定着器５の予備加熱が完了するｔ７の後、画像形成動作に移行する。
【００４９】
上述したように、本実施例のバックコントラストＶｂｃの適正範囲は１３０Ｖ以上１７０Ｖ以下である。現像電圧の立ち上がり時間αの期間には、少なくともバックコントラストＶｂｃが上記所定範囲内に収まるように設定される。本実施例において各種電位の設定は、Ｖａ＝＋１５０Ｖ、Ｖｄ＝−５００Ｖ、Ｖｂ＝−３５０Ｖ、Ｅ１＝０．４０μＪ／ｃｍ２としている。この値は、使用するトナーＴの帯電性やカートリッジＣＲの構成などによって異なるため、この限りではなく、それぞれの構成に合わせて決定される。また、本実施例の画像形成装置１は、感光ドラム２０の暗部電位Ｖｄ、現像電圧Ｖｂで画像形成を実行する。
【００５０】
続いて、図７、図８を用いて比較例１における前回転動作について説明する。図７は、比較例１における前回転動作時の駆動モータ、帯電電圧、現像電圧、露光量、帯電前露光のタイミングチャートである。図８は、比較例１における前回転動作時の現像位置における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧の時間推移である。
【００５１】
実施例１と比較例１との違いは、図７に示したように、比較例１においては、前回転動作時の現像電圧の立ち上がり期間αにおいて、露光ユニット１００を発光しない点である。図８に、前回転動作時に露光ユニット１００をＯＮしない場合の電位関係を示す。図８においては、ｔ５〜ｔ６の区間で感光ドラム２０の表面電位の立ち上がり、すなわち帯電電圧の立ち上がりが現像電圧の立ち上がりよりも早く、バックコントラストＶｂｃ２がバックコントラストの適正値Ｖｂｃ１を超えて大きくなってしまう。バックコントラストＶｂｃ２が所定範囲よりも大きいため、現像ローラ３０から反転かぶりトナーが感光ドラム２０に転移し、トナーＴが無駄に消費されてしまう。比較例１において、バックコントラストＶｂｃ１＝１５０Ｖであったのに対して、バックコントラストＶｂｃ２＝３５０Ｖであった。したがって、比較例１の場合には、図３に示したように反転かぶりによるトナー消費が顕著となる。以上の理由から、前回転動作の現像電圧立ち上がり中に露光ユニット１００による露光を行わない場合に、感光ドラム２０の表面上に現像ローラ３０からかぶりトナーが供給されるかぶりが発生してしまうこととなる。
【００５２】
以上説明したように、本実施例は、制御部１０１によって以下に示すように露光ユニット１００を制御することを特徴とする。現像ローラ３０に印加する現像電圧を第１の現像電圧から第１の現像電圧より小さい第２の現像電圧に変更する制御を行う期間を設ける。この期間は、第１の現像電圧から第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間とする。その期間中に感光ドラム２０の回転方向において、帯電ローラ２１によって帯電された感光ドラム２０の表面における、第１の領域から第２の領域までが現像部を通過する。露光ユニット１００によって第１の露光量で露光した第１の領域が第１の現像電圧を印加した現像部を通過するように制御する。その後に、露光ユニット１００によって第１の露光量より小さい第２の露光量で露光された第２の領域が第２の現像電圧を印加した現像部を通過するように、露光ユニット１００の露光量を第１の露光量から第２の露光量に変更する。すなわち、現像電圧を第１の現像電圧から第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、帯電ローラ２１によって帯電された感光ドラム２０の非画像形成部を露光ユニット１００によって露光する。そして、現像ローラ３０から感光ドラム２０にトナーＴを供給することが可能な状態で、上記期間が開始してから完了するまで現像部を通過する感光ドラム２０の表面に露光ユニット１００によって露光する露光量を第１の露光量から第２の露光量に変更する。すると、帯電電圧印加部１２０と現像電圧印加部１３０の立ち上がりにおいて生じるかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することが出来る。
【００５３】
また、現像電圧を立ち上げている期間において、現像部における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧との差であるバックコントラストＶｂｃが一定範囲になるように露光量を変更する。そのバックコントラストＶｂｃは、画像形成時におけるバックコントラストＶｂｃと同じとすることが好ましい。現像電圧の立ち上げに応じてバックコントラストＶｂｃを一定にする必要があるため、現像電圧の立ち上げの傾きに合わせて帯電電圧印加部１２０と露光ユニット１００を制御することが好ましい。
【００５４】
なお、本実施例においては感光ドラム２０と現像ローラ３０を接触させてトナーを現像させる接触現像方式を採用したが、感光ドラム２０と現像ローラ３０の間にクリアランスを設けて現像する非接触現像方式を用いてもよい。
【００５５】
［実施例２］
実施例２について説明する。実施例１と同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。実施例１においては、画像形成装置１の前回転動作に関して説明したが、本実施例では、図４に示した画像形成装置１の６）後回転動作に関して説明する。
【００５６】
１．後回転動作における制御
図９、図１０を用いて本実施例における６）後回転動作について詳細に説明する。図９は、後回転動作時の駆動モータ、帯電電圧、現像電圧、露光量、帯電前露光のタイミングチャートである。図１０は、後回転動作時の現像部における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧の時間推移である。
【００５７】
画像形成動作が終わると次回の画像形成ジョブに備えるために画像形成終了動作としての後回転動作を実行する。後回転動作において、各電圧をＯＦＦにすると共に感光ドラム２０の表面電位の除電を行う。感光ドラム２０の表面電位を除電することによって、次回の前回転動作時にバックコントラストＶｂｃを適正範囲に制御することが可能となる。
【００５８】
図９において、後回転動作はまずｔ１１にて、帯電前露光ユニット２３をＯＦＦとする。帯電前露光ユニット２３は感光ドラム２０の表面に照射する露光面積が大きく、露光量のバラツキも大きい。このため、感光ドラム２０の表面電位を精度よく制御する必要がある後回転動作時には帯電前露光ユニット２３をＯＦＦにする。本実施例においては、帯電前露光ユニット２３によって露光する代わりに、露光ユニット１００で感光ドラム２０の表面電位の除電の制御を行う。
【００５９】
続いて、ｔ１３にて現像電圧ＶｄｃをＯＦＦするのに先立って、ｔ１２にて現像電圧ＶｄｃをＯＦＦした際に現像部に位置する感光ドラム２０の表面において露光ユニット１００によってレーザ露光する。露光量は現像電圧Ｖｄｃの立ち下がり時間β（ｔ１３からｔ１４の期間）に対応して、図９のβの間で徐々にＥ２の露光量まで大きくなるように制御する。このように、現像電圧Ｖｄｃの立ち下げに対応させて露光ユニット１００の露光量を制御することによって、バックコントラストＶｂｃを適正範囲に保ちながら、現像電圧ＶｄｃのＯＦＦと共に感光ドラム２０の表面電位の除電を行うことが出来る。本実施例においては、ｔ１３からｔ１４の期間における負の現像電圧Ｖｂの立ち下がり時間βは１００ｍｓｅｃである。露光ユニット１００によるレーザ露光は所定の光量Ｅ２まで徐々に大きくした後、感光ドラム２０の一周分以上で感光ドラム２０の表面を照射し、明部電位Ｖｌに除電する。続いて、感光ドラム２０の表面電位を明部電位Ｖｌから略０Ｖまで除電するため、帯電電圧をｔ１５でＯＦＦした後、帯電ＯＦＦした感光ドラム２０の表面が現像部に到達するｔ１７のタイミングで正の現像電圧Ｖａを印加する。このとき、正の現像電圧Ｖａの立ち上げ時も立ち上がり特性を有するため、正の現像電圧Ｖａの立ち上がり時間γ（ｔ１７からｔ１８の期間）に相当する感光ドラム２０の表面に対して、ｔ１６からｔ１７の期間において露光ユニット１００の露光量を制御する。露光量の制御は、現像電圧Ｖｄｃの正の立ち上がり特性に対応させて、ｔ１６でＥ２からＥ３（Ｅ２＞Ｅ３）と露光量を小さくした後、ｔ１７までの間（γ）に徐々に露光量がＥ３からＥ２になるように制御する。本実施例においては、正の現像電圧Ｖａの立ち上がり時間γは５０ｍｓｅｃである。ｔ１７から感光ドラム２０の表面を一周以上露光した後、ｔ１９にて露光ユニット１００による露光をＯＦＦとする。ｔ２０で感光ドラム２０、現像ローラ３０の駆動を停止して正の現像電圧ＶａをＯＦＦとする。ｔ２０の後、ｔ２１にてスタンバイに入る。
【００６０】
このように、現像電圧ＶｄｃをＯＦＦする時の立ち下がり特性βに合わせて露光ユニット１００の露光量を変化させることで、バックコントラストＶｂｃの設定値をかぶりが発生しない適正範囲に制御することが出来る。また、正の現像電圧ＶａをＯＮする時の立ち上がり特性γに合わせて露光ユニット１００の露光量を変化させることで、バックコントラストＶｂｃを所定範囲内に制御することが出来る。これによって、後回転動作時のかぶりが抑制され、トナー消費を抑制することが出来る。また、後回転動作で感光ドラム２０の表面を除電することによって、次回の印刷ジョブで前回転動作を実施する際も、感光ドラム２０の回転方向に対して帯電ローラ２１から現像ローラ３０の間の感光ドラム２０の表面電位も除電された表面電位となる。そのため、感光ドラム２０の表面には略０Ｖが形成されている。したがって、次回、正の現像電圧Ｖａを印加して前回転動作を開始させることでバックコントラストＶｂｃを適正に制御することが出来るため、前回転動作時のかぶりによるトナー消費を抑制することが出来る。
【００６１】
本実施例のバックコントラスト電位Ｖｂｃの適正範囲は１３０Ｖ以上１７０Ｖ以下である。現像電圧Ｖｄｃの立ち下がり時間βと正の現像電圧Ｖａの立ち上がり時間γの期間には、少なくともバックコントラストＶｂｃが上記所定範囲内に収まるように設定される。また、Ｖａ＝＋１５０Ｖ、Ｖｄ＝−５００Ｖ、Ｖｂ＝−３５０Ｖ、Ｖｌ＝−１５０Ｖ、Ｅ０＝Ｅ２＝０．３５μＪ／ｃｍ２、Ｅ３＝０．１６μＪ／ｃｍ２に設定している。この値は使用するトナーＴの帯電性などカートリッジＣＲの構成などによって異なるため、この限りではなく、それぞれの構成に合わせて決定される。また、ｔ１９において露光ユニット１００による露光をＯＦＦした時に、感光ドラム２０の表面に形成された表面電位が略０Ｖではない場合には、露光ユニット１００の代わりに帯電前露光ユニット２３による露光を感光ドラム２０の表面に行ってもよい。
【００６２】
続いて、図１１、図１２を用いて比較例２における後回転動作について説明する。図１１は、比較例２における後回転動作時の駆動モータ、帯電電圧、現像電圧、露光量、帯電前露光のタイミングチャートである。図１２は、比較例２での後回転動作時の現像位置における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧の時間推移である。
【００６３】
実施例２と比較例２との違いは、図１１に示したように、比較例２は、後回転動作時におけるｔ１３の露光ユニット１００の露光量を一定の値Ｅ２に制御する点である。図１２に示したように、露光ユニット１００を露光量がＥ２で一定になるように制御した場合、ｔ１３からｔ１４の期間における現像電圧Ｖｄｃが感光ドラム２０の表面電位よりも大きくなる領域が発生する。この領域において、トナーＴが現像してしまい、かぶりが発生しトナーＴが無駄に消費される。また、このかぶりは正規極性のトナーＴが現像される正規かぶりなので、正極性の電圧が印加される転写ローラ４に付着し、画像形成を行う際に紙裏汚れが発生することがある。
【００６４】
以上説明したように、本実施例は、実施例１の特徴に加えて、さらに、制御部１０１によって以下に示すように露光ユニット１００を制御することを特徴とする。現像ローラ３０に印加する現像電圧を第１の現像電圧から第１の現像電圧より大きい第２の現像電圧に変更する制御を行う期間を設ける。この期間は、第１の現像電圧から第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間とする。その期間中に感光ドラム２０の回転方向において、帯電ローラ２１によって帯電された感光ドラム２０の表面における、第１の領域から第２の領域までが現像部を通過する。露光ユニット１００によって第１の露光量で露光した第１の領域が第１の現像電圧を印加した現像部を通過するように制御する。その後に、露光ユニット１００によって第１の露光量より大きい第２の露光量で露光された第２の領域が第２の現像電圧を印加した現像部を通過するように、露光ユニット１００の露光量を第１の露光量から第２の露光量に変更する。すなわち、現像電圧を第１の現像電圧から第２の現像電圧に変更を開始してから完了するまでの期間において、帯電ローラ２１によって帯電された感光ドラム２０の非画像形成部を露光ユニット１００によって露光する。そして、現像ローラ３０から感光ドラム２０にトナーＴを供給することが可能な状態で、上記期間が開始してから完了するまで現像部を通過する感光ドラム２０の表面に露光ユニット１００によって露光する露光量を第１の露光量から第２の露光量に変更する。すると、帯電電圧印加部１２０と現像電圧印加部１３０の立ち上がり、立ち下がりにおいて生じるかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することが出来る。したがって、負の現像電圧Ｖｂの立ち下げ時、正の現像電圧Ｖａの立ち上げ時にもバックコントラストＶｂｃを適切に制御することが出来る。より具体的には、負の現像電圧Ｖｂの立ち下げ時、正の現像電圧Ｖａの立ち上げ時に発生するかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することが出来る。
【００６５】
なお、実施例１、実施例２においては、トナーＴの正規極性を負極性としたが、正極性のトナーにも適用することが出来る。正規極性のトナーを用いる場合には、実施例１で説明した前回転動作と実施例２で説明した後回転動作のシーケンスを適用することが出来る。正極性のトナーでは、実施例１の前回転動作における現像電圧の立ち上がりが後回転動作における現像電圧の立ち下がりになり、実施例２の後回転動作における現像電圧の立ち下がりが前回転動作における現像電圧の立ち上がりになるように適用させる。
【００６６】
［変形例１］
実施例１は、ｔ１にて画像形成開始信号Ｓが入力されると、現像電圧ＶｄｃをＯＮとし正の現像電圧Ｖａを現像ローラ３０に印加している。現像ローラ３０に正の現像電圧Ｖａを印加するのは、ｔ１にて動作が開始された時の感光ドラム２０の表面電位が必ず略０Ｖになっているからであり、適切なバックコントラストＶｂｃを形成するためである。実施例２のｔ１５からｔ１６の期間において、露光ユニット１００によって感光ドラム２０の露光を行っているために、後回転動作終了後の感光ドラム２０の表面電位が略０Ｖとなる。しかし、露光ユニット１００によって明部電位Ｖｌを形成する露光量で長時間露光することにより、感光ドラム２０の光疲労による感度の低下や、感光ドラム２０の表面の摩耗といった弊害を生じる可能性がある。
【００６７】
そこで、変形例１においては、露光ユニット１００によって感光ドラム２０を略０Ｖまで露光することなく、感光ドラム２０の表面電位を明部電位Ｖｌにすることによって、露光によって生じる弊害を抑制する。また、実施例２では、ｔ１５からｔ１９の期間において感光ドラム２０の表面電位を略０Ｖにするために露光ユニット１００による露光を行っている。しかし、変形例１ではその必要がないため、ｔ１５からｔ１９の時間を短縮することが出来る。そのため、後回転動作が短縮されてダウンタイムの削減や消費電力の削減に繋がるという利点もある。もし、感光ドラム２０の表面電位を除電せず、感光ドラム２０の表面上に明部電位Ｖｌを形成した場合は、感光ドラム２０の回転方向に対して帯電ローラ２１から現像ローラ３０の間の感光ドラム２０の表面電位は減衰によって変化する。その状態における制御を以下に説明する。
【００６８】
図１３、図１４を用いて変形例１における後回転動作について説明する。図１３は、変形例１における後回転動作時の駆動モータ、帯電電圧、現像電圧、露光量、帯電前露光のタイミングチャートである。図１４は、変形例１での後回転動作時の現像位置における感光ドラム２０の表面電位と現像電圧の時間推移である。
【００６９】
図１３、図１４におけるｔ１１からｔ１３の期間は、実施例２と同じであるため説明を割愛する。変形例１においては、負の現像電圧Ｖｂの立ち下がり時間βは、実施例２のβと同じく１００ｍｓｅｃである。露光ユニット１００によるレーザ露光Ｌは所定の露光量Ｅ２まで徐々に大きくした後、感光ドラム２０の一周分以上で感光ドラム２０の表面を照射し、明部電位Ｖｌに調整する。負の現像電圧Ｖｂが立ち下がった時点で、現像電圧ＶｄｃはＯＦＦされる。続いて、帯電電圧をｔ１５でＯＦＦとして、帯電電圧をＯＦＦした時に帯電部に位置した感光ドラム２０の表面が露光位置に到達したｔ１９に露光ユニット１００の露光をＯＦＦする。この動作によって、実施例２におけるｔ１６からｔ１８の期間は削減されている。そして、ｔ２０で感光ドラム２０、現像ローラ３０の駆動を停止する。ｔ２０の後、ｔ２１にてスタンバイに入る。
【００７０】
このように、現像電圧ＶｄｃをＯＦＦする時の立ち下がり特性βに合わせて露光ユニット１００の露光量を変化させることで、バックコントラストＶｂｃの設定値をかぶりが発生しない適正範囲に制御することが出来る。さらに、露光ユニット１００を制御して露光量を低減することによって感光ドラム２０の露光による弊害を抑制することが出来る。加えて、実施例２に比べて後回転動作を短縮することが出来る。以上の効果によって、変形例１においては、後回転動作時に発生するかぶりが抑制され、トナー消費を抑制し、ダウンタイムを削減することが出来る。
【００７１】
しかし、変形例１においては、後回転動作が終了しスタンバイに入った後も、感光ドラム２０の表面には電位が形成されている。したがって、次に画像形成動作が開始される状況によって、感光ドラム２０の表面電位が変わるため、感光ドラム２０の表面電位に応じて、前回転動作時に印加する現像電圧Ｖｄｃを制御する必要がある。現像電圧Ｖｄｃを制御するために、変形例１では、自然に電荷減衰することによる感光ドラム２０の表面電位の減衰量をあらかじめ記憶部１０３に記憶させておく。さらに、画像形成終了からの時間を測定し、測定時間に応じた現像電圧Ｖｄｃを現像ローラ３０に印加するように制御することを特徴とする。具体的には、図１３におけるｔ２１でスタンバイが開始してから、新たなジョブが開始されるまでの時間を測定する。例えば、ｔ２１の直後にジョブが開始する場合には、現像電圧Ｖｄｃには０Ｖを印加する（ＯＦＦする）。ｔ２１の直後にジョブが開始すると、感光ドラム２０の表面電位はほとんど減衰していない。したがって、実施例１のように正の現像電圧Ｖａを印加すると、バックコントラストＶｂｃが大きくなるために反転かぶりが発生してしまう。ここで、本変形例における感光ドラム２０の表面電位の減衰を図１５に示す。図１５は、２３℃／５０％の環境下において、画像形成装置１はスタンバイの状態で画像形成装置１の内部で感光ドラム２０を一定時間放置したときの、感光ドラム２０の表面電位の時間変化を示している。感光ドラム２０の表面電位が明部電位Ｖｌ＝−１５０Ｖから、時間経過にしたがって減衰し、３０ｍｉｎで略０Ｖになった。よって、３０ｍｉｎ以上放置された場合には、実施例１における図５の制御をｔ１から実行すればよい。変形例１では、図１５のような減衰曲線をあらかじめ記憶部１０３に記憶させておく。記憶部１０３によって記憶された減衰曲線とスタンバイ経過時間を用いて、初期回転動作および前回転動作時に印加する現像電圧Ｖｄｃを決定する。変形例１においては、感光ドラム２０の表面電位の減衰量をあらかじめ記憶部１０３に記憶させたが、初期回転動作前および前回転動作前に感光ドラム２０の表面電位を直接測定してもよい。
【００７２】
変形例１において、バックコントラストＶｂｃを適切に設定するために、０Ｖ＜Ｖａ＜＋１５０Ｖ、Ｖｄ＝−５００Ｖ、Ｖｂ＝−３５０Ｖ、Ｖｌ＝−１５０Ｖ、Ｅ２＝０．３５μＪ／ｃｍ２に設定している。この値は、使用するトナーＴの帯電性などカートリッジＣＲの構成などによって異なるため、この限りではなく、それぞれの構成に合わせて決定される。また、現像電圧Ｖｄｃを正の現像電圧Ｖａの範囲としたが、環境や動作状況などの変化によるかぶりの発生状況に応じて負の現像電圧Ｖｂを選択してもよい。
【００７３】
負の現像電圧Ｖｂを選択する一例として、帯電電圧をＯＦＦするタイミングｔ１５より、露光をＯＦＦするタイミングｔ１９を先に行う場合が挙げられる。この場合、感光体２０の表面電位が暗部電位Ｖｄでジョブが完了することとなる。暗部電位Ｖｄで終了した場合にも変形例１は適応することが出来、露光量が少ない分、変形例１よりもさらに感光ドラム２０の光疲労による感度の低下や、感光ドラム２０の表面の摩耗を抑制することが出来る。その際には、図１５に示したようなＶｄに対する減衰曲線を記憶部１０３に記憶しておけばよい。
【００７４】
［実施例３］
実施例３について説明する。実施例１と同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
現像電圧Ｖｄｃの立ち上がり、立ち下がりは、現像電圧印加部（現像高圧）１３０に使用する部品の特性やバラツキによって変わる。特に、変圧器であるトランスの特性に大きく依存する。同じ立ち上がり、立ち下がり特性を有するトランスを使用しようとしても、同じ特性を有するトランスを調達することが困難である。そこで、本実施例においては、現像電圧Ｖｄｃの立ち上がり、立ち下がりの特性に関する情報を記憶部１０３に記憶する。記憶部１０３に記憶した情報に基づいて、初期回転動作時、前回転動作時、または後回転動作時の露光ユニット１００の露光量を制御する。これによって、使用する現像電圧印加部１３０の特性によらず、初期回転動作、前回転動作、後回転動作でさらにトナー消費を抑制し、生産安定性が高い画像形成装置の提供が可能となる。
【００７６】
表１は、ベンダーが異なるトランスを用いた現像電圧印加部１３０を設けた画像形成装置Ｘ、Ｙ、Ｚにおける、負の現像電圧Ｖｂの立ち上がり時間α、負の現像電圧Ｖｂの立ち下がり時間β、正の現像電圧Ｖａの立ち上がり時間γを比較した表である。
【００７７】
【表１】
2020160361.tif 000003
【００７８】
表１に示したように、画像形成装置Ｘ、Ｙ、Ｚの現像電圧印加部１３０によって現像電圧Ｖｄｃの立ち上がり、及び立ち下がり時間がそれぞれ異なる。ここで、製造時にあらかじめ画像形成装置Ｘ、Ｙ、Ｚの記憶部１０３にそれぞれα、β、γの時間を記憶しておく。この記憶したα、β、γの時間に合わせて、露光ユニット１００の露光量を変化させて、初期回転動作、前回転動作、及び後回転動作を実行する。記憶させておく情報はこの限りでなく、時間の代わりにトランスのベンダーの情報など、現像高圧Ｖｄｃの立ち上がり、立ち下がりに関する他の情報を記憶させておいてもよい。
【００７９】
図５を参照しながら、前回転動作に関して具体的に説明する。ｔ４にて露光ユニット１００によって感光ドラム２０の表面の露光を露光量Ｅ１で行い、露光量Ｅ１から徐々に露光量を小さくしていく。このとき、記憶部１０３に記憶している負の現像電圧Ｖｂの立ち上がり時間αに基づいて、本体Ｘでは、α＝７５ｍｓｅｃかけて露光ユニット１００による露光量がＥ１から徐々に０になるように制御する。同様に、本体Ｙではα＝１００ｍｓｅｃ、本体Ｚではα＝１５０ｍｓｅｃかけて露光ユニット１００による露光量がＥ１から徐々に０になるように制御する。このように制御することで、現像電圧Ｖｄｃを出力する現像電圧印加部１３０の立ち上がり、立ち下がり特性によらず、前回転動作時におけるバックコントラストＶｂｃをさらに適切に制御することが出来る。よって、負の現像電圧Ｖｂの立ち上げ時のバックコントラストＶｂｃをより精度良く制御することが出来るため、発生するかぶりを抑制し、さらにトナー消費を抑制することが出来る。
【００８０】
次に、図９を参照しながら、後回転動作に関して具体的に説明する。ｔ１２にて、露光ユニット１００によって感光ドラム２０の表面を露光する。このとき、記憶部１０３に記憶している負の現像電圧Ｖｂの立ち下がり時間βに基づいて、画像形成装置Ｘでは、β＝１００ｍｓｅｃかけて露光量が０から徐々にＥ２になるように露光ユニット１００を制御する。同様に、画像形成装置Ｙではβ＝１５０ｍｓｅｃ、画像形成装置Ｚではβ＝２５０ｍｓｅｃかけて露光量が０から徐々にＥ２になるように露光ユニット１００を制御する。その後、ｔ１６にて露光量をＥ３に変化させた後、ｔ１７までの間、Ｅ２まで徐々に露光量が大きくなるように露光ユニット１００を制御する。このとき、記憶部１０３に記憶している正の現像電圧Ｖａの立ち上がり時間γに基づいて、画像形成装置Ｘでは、γ＝５０ｍｓｅｃかけて露光量がＥ３から徐々にＥ２になるように露光ユニット１００を制御する。同様に、画像形成装置Ｙではγ＝７５ｍｓｅｃ、画像形成装置Ｚではγ＝１００ｍｓｅｃかけて露光量がＥ３から徐々にＥ２になるように露光ユニット１００を制御する。このように制御することで、現像電圧Ｖｄｃを出力する現像電圧印加部１３０の立ち上がり、立ち下がり特性によらず、後回転動作時にバックコントラストＶｂｃをさらに適切に制御することが出来る。よって、負の現像電圧Ｖｂの立ち下げ時、正の現像電圧Ｖａの立ち上げ時のバックコントラストＶｂｃをより精度良く制御することが出来るため、発生するかぶりを抑制し、さらにトナー消費を抑制することが出来る。
【００８１】
以上説明したように、本実施例においては、現像電圧印加部１３０の立ち上がり、立ち下りの特性に関する情報を記憶部１０３に記憶し、記憶した情報に基づいて、初期回転動作時、前回転動作時、または後回転動作時の露光ユニット１００の露光量を制御する。初期回転動作時、前回転動作時、後回転動作時において、現像電圧印加部１３０の立ち上がり、立ち下がり特性によらず、バックコントラストＶｂｃを適切に制御することによってかぶりを抑制し、トナー消費を抑制することが出来る。
【符号の説明】
【００８２】
１  画像形成装置
２０  感光ドラム
２１  帯電ローラ
３０  現像ローラ
１００  露光ユニット
１２０  帯電電圧印加部
１３０  現像電圧印加部
【図１】
2020160361.tif 000004
【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】
2020160361.tif 000010
【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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