(57)【要約】【課題】キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えながら、短時間で感光体表面の電位を目標となる電位に到達させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】非接触帯電器に、像担持体上の一点が該非接触帯電器による帯電開始点から帯電終了点までを通過するのに要する時間よりも短い時間間隔を少なくとも１つ含む時間間隔で帯電開始時に多段階的に立ち上げ帯電停止時に多段階的に立ち下げた帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部と、現像器に、非接触帯電器による像担持体への帯電開始時および帯電停止時における該像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加する現像バイアス印加部とを備える。【選択図】        図３
2006072164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体を一次帯電し露光により該像担持体に静電潜像を形成してトナーで現像し最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
帯電用の電圧の印加を受けて前記像担持体を一次帯電する非接触帯電器と、
前記非接触帯電器に、前記像担持体上の一点が該非接触帯電器による帯電開始点から帯電終了点までを通過するのに要する時間よりも短い時間間隔を少なくとも１つ含む時間間隔で帯電開始時に多段階的に立ち上げ帯電停止時に多段階的に立ち下げた帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部と、
バイアス電圧の印加を受けて前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器と、
前記現像器に、前記非接触帯電器による前記像担持体への帯電開始時および帯電停止時における該像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加する現像バイアス印加部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転する像担持体を一次帯電し露光により該像担持体に静電潜像を形成しトナーで現像し最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
帯電用の電圧の印加を受けて前記像担持体を一次帯電する非接触帯電器と、
前記非接触帯電器に、帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部と、
バイアス電圧の印加を受けて前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器と、  前記現像器に、前記非接触帯電器による前記像担持体への帯電開始時および帯電停止時における該像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加する現像バイアス印加部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像バイアス印加部は、前記現像部に、現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスを印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像バイアス印加部は、前記現像部に、現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅を、前記像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像バイアス印加部は、前記現像部に、現像バイアスの変化のタイミングにおける変化幅を一定に保ちながら、現像バイアスの変化のタイミングを、前記像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加するものであることを特徴とする請求項１又は２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、静電潜像を形成しトナーで現像し最終的に記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の発展とともに情報を紙の上に印字する必要性もますます増加傾向にあり、プリンタを中心とする画像形成装置や、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術が広く普及している。こうした画像形成装置の多くは、感光体ドラムをはじめとする感光体や、感光体上にトナー像を形成するための現像装置を備えており、これら感光体や現像装置の制御方法が、画像の画質や画像を形成する生産性を左右する一つの要素となる。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体を帯電させて所定の電位を持たせる帯電装置に対して印加される帯電用電圧と、現像装置上の現像位置に所定の電位を持たせるために印加される現像バイアスとを制御することにより、現像装置から感光体上にトナーを付着させる制御が行われる。このとき感光体表面の電位と、現像装置の現像位置での電位との差が小さくなると、トナーがトナー像形成時以外に現像装置から離れて感光体上に付着する、いわゆるトナーバンドが発生するという問題や、感光体表面の電位と、現像装置の現像位置での電位との差が大きくなると、現像装置上でトナーを運搬するキャリアが現像装置から離れて感光体上に付着する、いわゆるキャリアバンドが発生するという問題が生じることが知られている。こうした問題は、帯電用電圧を変化させる必要がある時、特に帯電開始時および帯電停止時に生じやすく、従来から帯電開始時および帯電停止時においては、帯電用電圧を一定時間に一定電圧だけ段階的に変化させる操作を複数回繰り返すことにより目標となる帯電用電圧に変化させ、このような帯電用電圧に合わせて現像バイアスも一定時間に一定電圧を段階的に変化させる操作を複数回繰り返して目標となる現像バイアスに変化させ、トナーバンドやキャリアバンドの発生を抑制する制御が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平４−１２０５６８号公報
【特許文献２】特開平７−２５３６９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２３３２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１〜３記載の帯電用電圧および現像バイアスの制御方法では、帯電用電圧を段階的に変化させるとともに、その変化に合わせて現像バイアスを段階的に変化させているが、これらの特許文献１〜３に記載の方法では、感光体の表面電位が目標となる電位に到達するまでに時間が長くかかるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えながら、短時間で感光体表面の電位を目標となる電位に到達させることができる画像形成装置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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第一の画像形成装置は、
回転する像担持体を一次帯電し露光により該像担持体に静電潜像を形成してトナーで現像し最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
帯電用の電圧の印加を受けて上記像担持体を一次帯電する非接触帯電器と、
上記非接触帯電器に、上記像担持体上の一点が該非接触帯電器による帯電開始点から帯電終了点までを通過するのに要する時間よりも短い時間間隔を少なくとも１つ含む時間間隔で帯電開始時に多段階的に立ち上げ帯電停止時に多段階的に立ち下げた帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部と、
バイアス電圧の印加を受けて上記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器と、
上記現像器に、上記非接触帯電器による上記像担持体への帯電開始時および帯電停止時における該像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加する現像バイアス印加部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
帯電装置の印加電圧を変化させると、上記像担持体上の一点が非接触帯電器による帯電開始点から帯電終了点までを通過するのに要する時間程度の遅れをもって像担持体の電位が目標となる電位に達する。特許文献１〜３記載の帯電用電圧および現像バイアスの制御方法では、帯電用電圧を段階的に変化させる際に、感光体表面の電位が各段において設定した電位の値に収束して安定化した後で次の段階の帯電用電圧に変化させ、その変化に合わせて現像バイアスを段階的に変化させているため、感光体の表面電位が目標となる電位に到達するまでに時間がかかる。本発明の第一の画像形成装置は、このような帯電開始点から帯電終了点までの通過に要する時間よりも短い時間間隔を少なくとも１つ含む時間間隔で、帯電開始時に多段階的に立ち上げ帯電停止時に多段階的に立ち下げた帯電用電圧を非接触帯電器に印加することにより、従来の画像形成装置よりも短時間で像担持体の表面電位を目標となる電位に変化させることができる。さらに、本発明の第一の画像形成装置は、帯電開始時および帯電停止時における像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加することにより、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えることができる。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第二の画像形成装置は、
回転する像担持体を一次帯電し露光により該像担持体に静電潜像を形成してトナーで現像し最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
帯電用の電圧の印加を受けて前記像担持体を一次帯電する非接触帯電器と、
前記非接触帯電器に、帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部と、
バイアス電圧の印加を受けて上記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器と、  上記現像器に、上記非接触帯電器による上記像担持体への帯電開始時および帯電停止時における該像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がり立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加する現像バイアス印加部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第二の画像形成装置は、帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧を印加するため、もっとも短い時間で像担持体の表面電位を目標となる電位に変化させることができる。このことに加えて、本発明の画像形成装置は、このような像担持体の表面電位に対してその変化をなぞるように多段階的に変化する現像バイアスを印加することにより、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えながら短い時間で現像器の現像位置での電位を目標となる電位に変化させることができる。
【００１０】
また、本発明の第一および第二の画像形成装置は、上記現像バイアス印加部が、前記現像部に、現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスを印加するものであってもよい。
【００１１】
このような単純な変化をする現像バイアスを用いることで、制御方法を簡単化することができ、現像バイアスの制御値を設定するための労力を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の第一および第二の画像形成装置は、上記現像バイアス印加部が、前記現像部に、現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅を、上記像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加するものであってもよく、あるいは、現像バイアスの変化のタイミングにおける変化幅を一定に保ちながら、現像バイアスの変化のタイミングを、上記像担持体上の一次帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加するものであってもよい。
【００１３】
このように、複雑な変化をする現像バイアスを用いることで、帯電開始時および帯電停止時における、感光体表面の電位と、現像装置の現像位置での電位との差を、単純な変化をする現像バイアスを用いる場合よりも小さくすることができ、キャリアバンド、あるいはトナーバンドが発生する可能性をより小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えながら、短時間で感光体表面の電位を目標となる電位に到達させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一の画像形成装置の一実施形態を第一実施形態として説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の構成について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルトを用いるタンデム構成のフルカラーの画像形成装置である。本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて変調された露光光を照射する露光部３と、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、およびブラック（Ｋ）色それぞれのトナー像が形成される４つのユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、これら４つのユニットに接触するとともに循環移動し、トナー像が１次転写される中問転写ベルト２０とを備えている。さらに本実施形態の画像形成装置では、４つのユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋそれぞれに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像を、図示しない搬送ロールにより搬送されてきた用紙に２次転写する２次転写ロール１５と、用紙に転写されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙上に定着させる図示しない定着器とが設けられている。中間転写ベルト２０は、ベルトを駆動する図にあらわれない駆動ロールと、従動ロール２２と、ベルトに張力を加えるテンションロール２３とに張架されて図中の矢印Ａの方向に循環移動する。
【００１８】
４つのユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、それぞれ、トナー像が形成される感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを帯電する帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、これらの帯電器にそれぞれ帯電用電圧を印加する帯電用電圧印加部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋとを備えられている。本実施形態の帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、「コ」の字型の開口部を有するコロトロンである。これらに加えて、各ユニットには、各静電潜像にＹＭＣＫ各色のトナーを付与して各色のトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、これら現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋがそれぞれ有する現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにそれぞれ現像バイアスを印加する現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋとが設けられている。
【００１９】
各現像器にはトナー濃度を測定するＡＴＣセンサ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋが備えられ、また、Ｋ色トナー像が形成される感光体ドラム１Ｋの下流、中間転写ベルト２０の対向部には、濃度測定用トナー像の濃度を測定する濃度センサ２５が備えられている。さらに画像形成装置内の温度を測定する温度センサ２６と、画像形成装置内の湿度を測定する湿度センサ２７が設けられている。本実施形態の画像形成装置では、これらＡＴＣセンサ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、濃度センサ２５、温度センサ２６および湿度センサ２７の検知結果は、ＴＣ制御部３５に送られ、ＴＣ制御部３５は、これらの検知結果から所定の論理に基いてディスペンスモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを回転させ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとパイプを経由してそれぞれ接続されているトナーボックス７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋから現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに向けてそれぞれトナーが供給される。
【００２０】
パーソナルコンピュータなどの外部機器５０から出力された画像データや、画像読取部３０によって読み取られ画像処理部３１で画像処理されて出力された画像データは、コントローラ３２によってＹＭＣＫ色に分解され、パルス幅変調が施される。この画像データが露光部３に送られると、４つのユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋそれぞれに備える感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに露光光が照射される。露光光が照射された各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、静電潜像が形成され、静電潜像は現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれが有する現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ上でそれぞれ現像されて各色のトナー像が形成される。各色トナー像は、１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写ベルト２０に重ね合わされて転写される。中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像は、２次転写ロールｉ５により図示しない搬送ロールにより搬送された用紙に転写され、さらに図示しない定着器により加熱および加圧されて用紙上に定着する。
【００２１】
以上が本実施形態の画像形成装置の構成についての説明である。次に、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑えながら、短時間で感光体ドラム表面の電位が目標となる電位に到達し、短時間で現像装置の現像位置での電位が目標となる電位に到達する、帯電用電圧および現像バイアスの制御方法について説明する。
【００２２】
図２は、帯電器に印加された帯電用電圧の変化と、感光体ドラムの表面電位の変化を表す図である。
【００２３】
帯電開始時において、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位を、０［Ｖ］から、各感光体ドラム表面にトナーが付着しないための適当な電位である−７００［Ｖ］にまで変化させるために、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれに対してある所定の帯電用電圧をそれぞれ印加する必要がある。帯電停止時には、このような所定の帯電用電圧の印加を停止することにより、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位が、−７００［Ｖ］から０［Ｖ］に戻る。
【００２４】
本実施形態の画像形成装置では、帯電用電圧印加部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋをそれぞれ用いて帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれに対して、図２に示すように４段で段階的に所定の帯電用電圧に達し４段で段階的にゼロに戻る帯電用電圧を印加する。このときの帯電用電圧の変化のタイミングは等間隔に保たれており、各変化のタイミングにおける帯電用電圧の変化幅も一定値に保たれている。
【００２５】
コロトロンである帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにそれぞれ印加される電圧を段階的に変化させると、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の一点が、帯電開始点であるコロトロンの「コ」の字型の開口部の一端から、帯電終了点である開口部のもう一方の一端を通過するのに要する時間程度の遅れをもって感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位がそれぞれの段階に対応した一定値に収束して安定化する。本実施形態の画像形成装置では、帯電用電圧を変化させる時間幅が、このようなコロトロンの開口部を通過するための遅れの時間よりも短く設定されており、このため、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位は、それぞれの段階に対応した一定値に安定化する前に次の段階に対応した変化を始める。このため、図２に示すように感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位は、帯電開始時には、途中で一定値にとどまることなく単調にその大きさが増加して、０［Ｖ］から−７００［Ｖ］に達し、帯電停止時には、途中で一定値にとどまることなく単調にその大きさが減少して、−７００［Ｖ］から０［Ｖ］に達する。このため、従来の画像形成装置よりも短時間で感光体ドラムの表面電位を目標となる電位に変化させることができる。
【００２６】
次にこのような感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位の変化に対する現像バイアスの制御について説明する。
【００２７】
感光体ドラムの帯電開始時においては、各感光ドラム表面上において静電潜像以外にトナーを付着させないために、現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの現像位置での電位も、０［Ｖ］から−５５０［Ｖ］にまで変化させる必要がある。このため、現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋそれぞれに対して、−５５０［Ｖ］の現像バイアスをそれぞれ印加する必要がある。帯電停止時には、このような現像バイアスの印加を停止することにより、現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの現像位置での電位が、−５５０［Ｖ］から０［Ｖ］に戻る。
【００２８】
一方、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面電位と現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの現像位置での電位との差が、小さくまたは大きくなりすぎると、現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋから、トナーが離れて感光体ドラム上で静電潜像以外の場所に付着する、いわゆるトナーバンドが発生したり、現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋからキャリアが離れて各感光体ドラムに付着する、いわゆるキャリアバンドが発生することがある。このため、感光体ドラムの帯電開始時および帯電停止時において各感光体ドラムの表面電位が大きく変化する際には、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面電位と現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの現像位置での電位との差が所定の範囲を超えないように、すなわち各感光体ドラムの表面電位をなぞるように、現像バイアスを変化させる制御を行う必要がある。
【００２９】
本実施形態の画像形成装置では、予め把握しておいた各感光体ドラム表面電位の変化をもとに、現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋをそれぞれ用いて現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋそれぞれに対して、各感光体ドラム表面電位の変化に合わせるように３段で段階的に−５５０［Ｖ］に達し３段で段階的にゼロに戻る変化をする現像バイアスを印加する。
【００３０】
以下では、現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれに対して、（１）現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスを印加する場合、（２）現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅を帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加する場合、（３）現像バイアスの変化のタイミングにおける変化幅を一定に保ちながら、現像バイアスの変化のタイミングを、帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加する場合の３種類の現像バイアスの制御について図３〜図５を用いて説明する。これら図３〜図５では、各感光体ドラム表面の電位の変化と、現像バイアスによる各現像ロールの現像位置での電位の変化との関係を明示するため、図２に示す感光体ドラム表面電位が点線で示されている。
【００３１】
図３は、変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００３２】
現像ロールの現像位置での電位は、現像バイアスの変化より少し遅れて応答するため、やや立ち上がりおよび立ち下がりの変化が遅れるが、図３に点線で示す各感光体ドラムの表面電位との差を大きくすることなく、帯電開始時には、ほぼ段階的に３段で目標となる−５５０［Ｖ］に達し、帯電停止時には、ほぼ段階的に３段で目標となる−５５０［Ｖ］から０［Ｖ］にまで変化する。このような単純な変化をする現像バイアスを用いることで、制御方法を簡単化することができ、現像バイアスの制御値を設定するための労力が低減される。
【００３３】
図４は、変化のタイミングを等間隔に保つが、各変化のタイミングにおける変化幅が変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００３４】
図５は、変化のタイミングにおける変化幅は等しいが、各変化のタイミングが変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００３５】
図３に示す、変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスの場合よりも、各感光体ドラムの表面電位と各現像ロール１Ｋの現像位置での電位との差が小さくなっている。このように、複雑な変化をする現像バイアスを用いることで、キャリアバンド、あるいはトナーバンドが発生する可能性をより小さく抑えることができる。
［第二実施形態］
以下、帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧を印加する制御を行う本発明の画像形成装置の一実施形態を第二実施形態として説明する。
【００３６】
本実施形態の画像形成装置の構成は、図１に示す第一実施形態の画像形成装置の構成と同一であり、相違点は、本実施形態の画像形成装置の帯電用電圧印加部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋおよび現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが、第一実施形態で説明した帯電用電圧と現像バイアスとは異なるパターンの帯電用電圧と現像バイアスを印加する点である。以下ではこの印加する電圧について詳述し、画像装置全体の構成についての重複説明は省略する。
【００３７】
図６は、帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧と、その時の感光体ドラム表面電位の変化を示す図である。
【００３８】
本実施形態の画像形成装置では、帯電用電圧印加部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋをそれぞれ用いて帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれに対して、図６に示すように一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧を印加する。この場合、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の一点が、コロトロンの開口部を通過するのに要する時間程度の遅れをもって感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれの表面電位が、帯電開始時に０［Ｖ］から、−７００［Ｖ］にまで立ち上がり、帯電停止時に−７００［Ｖ］から０［Ｖ］に立ち下がる。このため、もっとも短い時間で感光体表面電位を目標となる電位に変化させることができる。
【００３９】
次にこのような帯電用電圧に対応する現像バイアスの制御について説明する。本実施形態の画像形成装置では、図６に示す各感光体ドラム表面電位の変化を予め把握しておき、現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋをそれぞれ用いて現像ロール４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋそれぞれに対して、各感光体ドラム表面電位の変化に合わせ、その表面電位をなぞるように４段で段階的に−５５０［Ｖ］に達し４段で段階的にゼロに戻る変化をする現像バイアスを印加する。
【００４０】
以下では、現像バイアス印加部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれに対して、（１）現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスを印加する場合、（２）現像バイアスの変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅を帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加する場合、（３）現像バイアスの変化のタイミングにおける変化幅を一定に保ちながら、現像バイアスの変化のタイミングを、帯電電圧の立ち上がりおよび立ち下がりの変化をなぞるように多段階的に変化させた現像バイアスを印加する場合の３種類の現像バイアスの制御について図７〜図９を用いて説明する。これら図７〜図９では、各感光体ドラム表面の電位の変化と、各現像ロールの現像位置での電位の変化との関係を明示するため、図６に示す感光体ドラム表面電位が点線で示されている。
【００４１】
図７は、一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００４２】
現像ロールの現像位置での電位は、現像バイアスの変化より少し遅れて応答するが、図７に点線で示す各感光体ドラムの表面電位との差を大きくすることなく、帯電開始時には、ほぼ段階的に４段で目標となる−５５０［Ｖ］に達し、帯電停止時には、ほぼ段階的に４段で目標となる−５５０［Ｖ］から０［Ｖ］にまで変化する。このような単純な変化をする現像バイアスを用いることで、短い時間で大きく変化する各感光体ドラムの表面電位に対しても、キャリアバンドおよびトナーバンドの発生を抑える簡単な制御方法が実現される。
【００４３】
図８は、一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングを等間隔に保つが、各変化のタイミングにおける変化幅が変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００４４】
図９は、一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングにおける変化幅は等しいが、各変化のタイミングが変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【００４５】
図８および図９に示す現像バイアスを印加した場合は、変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい図７に示した現像バイアスの場合よりも、帯電開始時および帯電停止時における、各感光体ドラムの表面電位と各現像ロール１Ｋの現像位置での電位との差が小さくなっている。このように、複雑な変化をする現像バイアスを用いることで、帯電開始時および帯電停止時における、キャリアバンド、あるいはトナーバンドが発生する可能性を、図７に示した現像バイアスの場合よりも小さく抑えることができる。
【００４６】
以上が本発明の画像形成装置の実施形態についての説明である。
【００４７】
第一実施形態および第二実施形態では、画像形成装置として中間転写ベルト２０を用いるタンデム構成のフルカラー画像形成装置を用いたが、本発明の画像形成装置は、転写方式は中問転写ベルト２０に限定する必要はなく、中間転写ドラム方式、用紙搬送ベルトや用紙搬送ドラムによる直接転写方式、また単色の画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】帯電器に印加された帯電用電圧の変化と、感光体ドラムの表面電位の変化を表す図である。
【図３】変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスと、現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【図４】変化のタイミングを等間隔に保つが、各変化のタイミングにおける変化幅が変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【図５】変化のタイミングにおける変化幅は等しいが、各変化のタイミングが変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【図６】帯電開始時に一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧と、その時の感光体ドラム表面電位の変化を示す図である。
【図７】一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングを等間隔に保つとともに、各変化のタイミングにおける変化幅も等しい現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【図８】一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングを等間隔に保つが、各変化のタイミングにおける変化幅が変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【図９】一段で立ち上げ帯電停止時に一段で立ち下げた帯電用電圧に対応する、変化のタイミングにおける変化幅は等しいが、各変化のタイミングが変化する現像バイアスと、その時の現像ロールの現像位置での電位の変化を表す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電器
３  露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像器
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  １次転写ロール
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  トナーボックス
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  ＡＴＣセンサ
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ  ディスペンスモータ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  ユニット
１５  ２次転写ロール
２０  中間転写ベルト
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ  帯電用電圧印加部
２２  従動ロール
２３  テンションロール
２５  濃度センサ
２６  温度センサ
２７  湿度センサ
３０  画像読取部
３１  画像処理部
３２  コントローラ
３５  ＴＣ制御部
４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ  現像バイアス印加部
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ  現像ロール
５０  外部機器
【図１】
2006072164.tif 000003
【図２】
2006072164.tif 000004
【図３】
2006072164.tif 000005
【図４】
2006072164.tif 000006
【図５】
2006072164.tif 000007
【図６】
2006072164.tif 000008
【図７】
2006072164.tif 000009
【図８】
2006072164.tif 000010
【図９】
2006072164.tif 000011