(57)【要約】【課題】像担持体の帯電不足を抑制し、画像形成時のかぶりを防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の画像形成装置１は、感光体ドラム１１の表面に接触して帯電させる帯電ローラー１２と、帯電ローラー１２に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源２４と、感光体ドラム１１の表面にトナー像を現像する現像ローラー１４と、現像ローラー１４に現像バイアスを印加する現像バイアス電源２５と、各バイアス電源２４，２５を制御する制御装置８と、を備え、制御装置８は、画像形成処理を開始する前に、帯電バイアス電源２４を制御して感光体ドラム１１の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、画像形成処理の開始以後に、帯電バイアス電源２４および現像バイアス電源２５を制御して、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差Ｃにするような後帯電制御を実行する。【選択図】図４
2015096934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面にトナー像を現像する現像部材と、
前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、
前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、
前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差にするような後帯電制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御すると共に、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスよりも高い第２の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御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】
前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御すると共に、定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御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】
像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面に前記トナー像を現像する現像部材と、
前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、
前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、
前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源を制御して、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスを印加させると共に、前記現像バイアス電源を制御して定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスにおける交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する第３の現像バイアスを印加させる後帯電制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体は、回転可能に設けられ、
前記制御装置は、前記画像形成処理の開始から前記像担持体が１回転するまでの間に前記後帯電制御を実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面は、正帯電単層有機感光体によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか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、複写機やプリンター等に好適に用いられる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術による画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像し、この現像されたトナー像を記録媒体上に転写、定着させるという手順で画像形成処理が行われている。
【０００３】
近年、このような画像形成装置において感光体ドラムを帯電させる方式として、例えば、ローラー型の帯電器を感光体ドラムに接触または近接させて配置し、感光体ドラムを帯電させる接触帯電方式が広く採用されている。また、一般的に、感光体ドラムの表面には有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が用いられ、帯電器には導電性ゴムローラーが用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、感光体ドラムの表面を帯電させる接触式帯電器と、帯電器の電圧印加手段と、露光器（光学系）によって形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を用紙に転写する転写・分離装置と、感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位検出手段と、を含む画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位を表面電位検出手段により測定し、帯電器への印加電圧をフィードバック制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１０６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、接触帯電方式の帯電器によって、ＯＰＣから成る感光体ドラムの表面を短時間で定格の電位に帯電させることは困難であることが知られている。このため、特許文献１に記載されたような画像形成装置では、一般的に、実際の画像形成処理の開始に先立って帯電バイアスの印加（前帯電処理）が行われている。そして、ユーザーからの印刷指示から印刷完了までの時間（ファーストプリントタイム）の短縮を考慮して、一般的に、前帯電処理によって感光体ドラムの表面電位が画像形成可能な電位に帯電すると、目標の表面電位に達する前であっても、１枚目の用紙に対して画像形成処理が開始される。
【０００７】
感光体ドラムが目標の表面電位に達していない状態で、画像形成処理を開始した場合、その時点での表面電位と現像バイアスとの電位差が、定格の電位差よりも小さくなる。この場合、１枚目の印刷に供される用紙において画像形成されない白紙領域にトナーが付着する現象、所謂かぶりが発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、像担持体の帯電不足を抑制し、かぶりによる画像不良を防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面にトナー像を現像する現像部材と、前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差にするような後帯電制御を実行することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、制御装置が実行する後帯電制御によって、像担持体の表面電位と現像バイアスとの電位差が、有効電位差となるように制御される。有効電位差は、かぶりによる画像不良が発生しない範囲に設定されているため、良好な画像形成処理を担保することができる。
【００１１】
この場合、前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御すると共に、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスよりも高い第２の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、帯電部材には、第１の帯電バイアスよりも高い第２の帯電バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、像担持体の表面電位を定格値（目標電位）に近づけることができる。これにより、画像不良（かぶり）を有効に防止することができる。
【００１３】
この場合、前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御すると共に、定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、現像部材には、第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、像担持体の表面電位と第２の現像バイアスとの電位差を有効電位差にすることができる。これにより、画像不良（かぶり）を有効に防止することができる。
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面に前記トナー像を現像する現像部材と、前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源を制御して、定格の前記帯電バイアスである第１の帯電バイアスを印加させると共に、前記現像バイアス電源を制御して定格の前記現像バイアスである第１の現像バイアスにおける交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する第３の現像バイアスを印加させる後帯電制御を実行することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、現像部材には、第１の現像バイアスよりも高い周波数となる第３の現像バイアスが印加される。このように、交流電圧の周波数を高くすることによって、現像部材から像担持体に向かうトナーの移動と、像担持体から現像部材に戻るトナーの移動とが、短い時間で切り替わることとなる。したがって、トナーは像担持体側への移動が進む前に現像部材側に引き戻される。これにより、画像不良（かぶり）を有効に防止することができる。
【００１７】
これらの場合、前記像担持体は、回転可能に設けられ、前記制御装置は、前記画像形成処理の開始から前記像担持体が１回転するまでの間に前記後帯電制御を実行することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、画像形成処理開始から像担持体が１回転（１周）する間において、有効電位差を定格の電位差に近づけることができる。これにより、１枚目の被転写体に対して、かぶりの無い適切な画像形成を行うことができる。
【００１９】
これらの場合、前記像担持体の表面は、正帯電単層有機感光体によって形成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、像担持体の表面に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、像担持体の帯電不足を抑制し、画像形成時のかぶりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の制御装置等を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１ないし図３を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１について説明する。ここで、図１は画像形成装置１の内部構造を模式的に示す断面図である。図２は画像形成装置１の画像形成部５を模式的に示す側面図である。図３は画像形成装置１の制御装置８等を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２の内部に用紙Ｓを収納する用紙収容部３と、用紙収容部３から搬送経路４に供給された用紙Ｓにトナー像を転写する画像形成部５と、転写したトナー像を用紙Ｓに定着させる定着装置６と、定着後の用紙Ｓの排出先となる用紙排出部７と、各部を統括制御する制御装置８と、を備えている。
【００２６】
画像形成部５は、制御装置８に制御され、例えば、パーソナルコンピューター（図示せず）等から送信された画像データに基づいてモノクロの画像形成処理を行う。画像形成部５は、補給用トナー（ブラック）を収納したトナーコンテナ１０と、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の周囲に転写プロセス順（図１に示す矢印Ｘ参照）に配置される帯電ローラー１２と、露光器１３と、現像ローラー１４と、転写ローラー１５と、分離針１６と、クリーニング装置１７と、除電デバイス１８（図２参照）と、を備えている。
【００２７】
図２に示すように、感光体ドラム１１は、アルミニウム等の導電性材料で円筒状に形成されるドラム素管２０と、ドラム素管２０の外周面に塗工して形成される感光層２１と、を含んで構成されている。感光体ドラム１１は、用紙Ｓの搬送方向と直角を成す用紙Ｓ幅方向（図２の紙面奥行き方向）に延設され、図示しない駆動装置によって回転駆動される。感光層２１は、有害性が低く量産性に優れる正帯電単層有機感光体（ＯＰＣ）によって形成されている。なお、感光層２１の層厚は、２０〜３０μｍ程度である。
【００２８】
帯電部材としての帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に接触して設けられ、感光体ドラム１１の表面を所定の極性および電位で一様に帯電させる（所謂、接触帯電方式）。帯電ローラー１２は、中実円筒状の導電性材料で形成される帯電シャフト２２と、帯電シャフト２２の外周面に形成される導電性の帯電ゴム層２３と、を含んで構成されている。帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。帯電ゴム層２３は、エピクロルヒドリンゴム等に、例えば、イオン導電剤が配合されて形成されている。なお、帯電ゴム層２３の層厚は、１〜３ｍｍ程度である。
【００２９】
また、帯電ローラー１２を挟んで感光体ドラム１１の反対側には、ブラシローラー１２ａが配設されている。ブラシローラー１２ａは、帯電ローラー１２の表面に接触して回転し、帯電ローラー１２の表面の付着物を除去する。
【００３０】
また、帯電ローラー１２は、帯電バイアス電源２４に接続されている（図３参照）。帯電バイアス電源２４は、帯電ローラー１２に直流（ＤＣ）電圧である帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１１の感光層２１を帯電させる。
【００３１】
図１に示すように、露光器１３は、光源（図示せず）から放射された各光束を、ポリゴンミラー等の偏光器（図示せず）で偏光走査しつつ、感光体ドラム１１に光束を結像させる。これにより、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に静電潜像が形成される。
【００３２】
図２に示すように、現像部材としての現像ローラー１４は、感光体ドラム１１の表面に対して所定の間隙を有して対向配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーコンテナ１０から供給されるトナーを付着させる。現像ローラー１４は、感光体ドラム１１と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。現像ローラー１４は、非磁性の円筒状のスリーブ内に、互いに異極性となるマグネット（図示せず）を固定して構成されている。なお、現像ローラー１４の下方には、トナーを攪拌・搬送するための一対の搬送スクリュー１４ａが対向して配設されている（図１参照）。
【００３３】
また、現像ローラー１４は、現像バイアス電源２５に接続されている。現像バイアス電源２５は、交流（ＡＣ）電源と直流（ＤＣ）電源とを含み、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを現像ローラー１４に印加する。現像ローラー１４は、印加された現像バイアスによって感光体ドラム１１の表面（感光層２１）にトナー像を現像する。
【００３４】
転写ローラー１５は、感光体ドラム１１の表面に対向して設けられている。転写ローラー１５は、搬送される用紙Ｓを感光体ドラム１１に圧接させ、感光体ドラム１１の表面に現像されたトナー像を用紙Ｓに転写する。転写ローラー１５は、導電性材料で形成される転写シャフト２６と、転写シャフト２６の外周面に形成される導電性の転写ゴム層２７と、を含んで構成されている。
【００３５】
また、転写ローラー１５は、転写バイアス電源２８に接続されている（図３参照）。転写バイアス電源２８は、転写ローラー１５に転写バイアスを印加する。転写バイアスは、帯電したトナーの極性とは逆極性であるため、感光体ドラム１１上のトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー１５に向かって引き寄せられ、感光体ドラム１１と転写ローラー１５との間を搬送される用紙Ｓに転写される。なお、被転写体としての用紙Ｓは、紙製の記録材に限らず、樹脂フィルムやＯＨＰシート等の記録材も含むこととする。
【００３６】
分離針１６は、感光体ドラム１１の表面に対向して設けられ、トナー像が転写された用紙Ｓを感光体ドラム１１から分離する。分離針１６は、ステンレス等の導電性材料で略櫛歯状に形成され、複数の針状の先端部を感光体ドラム１１に向けた状態で配設されている。分離針１６の先端部を針状に形成することで、先端部から放電が生じ易くなっている。
【００３７】
また、分離針１６は、分離バイアス電源３０に接続されている（図３参照）。分離バイアス電源３０は、分離針１６に分離バイアスを印加する。分離針１６は、印加された分離バイアスによって感光体ドラム１１の表面に貼り付いた用紙Ｓを感光体ドラム１１から引き離す。
【００３８】
クリーニング装置１７は、転写後の感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去する。クリーニング装置１７は、ハウジング３１の内部において、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に摺接するクリーニングブレード３２と、除去されたトナー（廃トナー）を排出する排出スクリュー３３と、を有している。
【００３９】
クリーニングブレード３２は、例えばウレタンゴム製で、感光体ドラム１１の軸方向に延びる板状に形成されている。クリーニングブレード３２の上端側はＬ字状のブレードホルダー３４に固定され、クリーニングブレード３２の下端部は感光体ドラム１１の外周面にカウンター方向で接触している。なお、ブレードホルダー３４は、ハウジング３１内に固定されている。クリーニングブレード３２は、図示しない付勢手段により感光体ドラム１１に対して押圧され、感光体ドラム１１の表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにして除去する。なお、付勢手段を省略し、クリーニングブレード３２自身の弾性力により、感光体ドラム１１に対して押圧されていてもよい。
【００４０】
排出スクリュー３３は、クリーニングブレード３２よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側に設けられている。排出スクリュー３３の軸方向一端には、廃トナー回収容器（図示せず）が接続されている。排出スクリュー３３は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、廃トナーを廃トナー回収容器に排出する。
【００４１】
除電デバイス１８は、感光体ドラム１１の感光層２１に残留した電荷を除去するために、感光体ドラム１１の表面に対し光を照射する。
【００４２】
図１に示すように、定着装置６は、用紙Ｓのトナー像転写側に配設され回転駆動される加熱ローラー６ａと、加熱ローラー６ａに対向して配設され従動回転する加圧ローラー６ｂと、を有している。用紙Ｓの表面に転写されたトナー像は、加熱ローラー６ａに接触することで溶融し、用紙Ｓの裏面側から加圧ローラー６ｂによって加圧されることで用紙Ｓに定着する。
【００４３】
図３に示すように、制御装置８は、ＣＰＵ４０と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリー等のメモリー４１と、ＣＰＵ４０およびメモリー４１を接続するバス４２と、画像形成装置１の各構成が接続されるインターフェース４３と、を有している。
【００４４】
ＣＰＵ４０は、メモリー４１に記憶された各プロクラム等に従って演算処理を実行する。メモリー４１には、画像形成処理制御に必要なプログラムや、その他、画像形成装置１を統括制御するためのプログラムが記憶されている。また、メモリー４１には、感光体ドラム１１の表面電位の目標値（以下、「目標電位」と呼ぶ。）や、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスおよび分離バイアス等の定格値等が予め記憶されている。
【００４５】
インターフェース４３には、露光器１３、帯電バイアス電源２４、現像バイアス電源２５、転写バイアス電源２８および分離バイアス電源３０等（以下、「電源等」という。）が接続されている。これにより、制御装置８から電源等に向けて各種制御信号が送出される。すなわち、制御装置８は、メモリー４１に記憶された各プログラム等をＣＰＵ４０が実行することによって、電源等を制御する。なお、図示は省略するが、インターフェース４３には、画像形成装置１を構成する各部が接続され、制御装置８と各部との間で各種制御信号が送受信される。
【００４６】
ここで、図１および図２を参照して、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１は、電源を投入されると、各種パラメータの初期化等を実行する。そして、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成装置１（制御装置８）は、以下のようにして画像形成処理を実行する。
【００４７】
帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１（感光層２１）の表面を帯電させる。その後、露光器１３は、感光体ドラム１１の表面に画像データに対応した露光（矢印Ｐ参照）を行って静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ローラー１４によってトナー像に現像される。トナー像は、転写ローラー１５に転写バイアス（負極性）が印加されることによって、用紙収容部３から搬送経路４を搬送されてきた用紙Ｓに転写される。トナー像は、定着装置６によって用紙Ｓに定着される。トナー像が定着した用紙Ｓは、排出ローラー対７ａによって用紙排出部７に排出される。また、転写後の感光体ドラム１１の感光層２１に残留したトナーは、クリーニング装置１７によって除去され、感光層２１に残留した電荷は、除電デバイス１８によって除去される。
【００４８】
次に、図４を参照して、制御装置８による画像形成部５の制御について説明する。ここで、図４は、制御装置８による画像形成部５の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図４に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。
【００４９】
一般的に、接触帯電方式の帯電ローラー１２では、ＯＰＣから成る感光体ドラム１１の感光層２１の表面電位が上がり難いため、画像形成処理の開始前に帯電バイアスが印加される。なお、画像形成処理の開始前に、感光体ドラム１１を帯電させるための処理を「前帯電処理」と呼ぶこととする。例えば、図４に示すように、前帯電処理として感光体ドラム１１を２回転（Ｒ１，Ｒ２）させる場合、感光体ドラム１１の表面電位は、１回転する毎に段階的に上昇する。そして、この例では、感光体ドラム１１が２回転した後に画像形成処理が開始される。
【００５０】
また、現像ローラー１４への現像バイアスの印加は、立ち上がり時間を考慮して画像形成処理の開始に備えるため、通常、画像形成処理開始前（前帯電処理中）に開始される。例えば、図４に示すように、前帯電処理を開始してから感光体ドラム１１が約１．５回転した後（画像形成処理の開始よりも約半回転前）に、現像バイアスの印加が開始される。
【００５１】
ここで、帯電ローラー１２に帯電バイアスの印加を行う前帯電処理が終了（画像形成処理の開始）した時点では、感光体ドラム１１の表面電位は、例えば、図４に点線Ｌで示す電位まで上昇している。このときの感光体ドラム１１の表面電位は、目標電位まで上昇していないが、画像形成処理を実行可能な電位である。しかしながら、感光体ドラム１１の表面電位が目標電位から大きく乖離している場合、その時点での感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアスとの電位差Ａが、定格の電位差である定格電位差Ｂよりも著しく小さくなる。このため、画像形成処理時において、トナーが、現像ローラー１４から感光体ドラム１１側に移動し、用紙Ｓの画像形成されない白紙領域に付着する現象（以下、「かぶり」と呼ぶ。）が発生する場合があった。
【００５２】
そこで、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の制御装置８は、かぶりによる画像不良を防止するために、前帯電制御と、後帯電制御と、を実行する。具体的には、制御装置８は、画像形成処理を開始する前に、帯電バイアス電源２４を制御して感光体ドラム１１の表面を帯電させる前帯電制御を実行する。また、制御装置８は、画像形成処理の開始以後に、帯電バイアス電源２４および現像バイアス電源２５を制御して、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差Ｃにするような後帯電制御を実行する。以下、制御装置８が実行する各制御について詳細に説明する。
【００５３】
例えば、画像形成装置１に電源が投入されて印刷要求がなされると、画像形成装置１（制御装置８）は、画像形成処理に先立って、前帯電処理を実行する。制御装置８は、前帯電処理を開始するために、前帯電制御を実行する。制御装置８は、駆動装置を制御して、感光体ドラム１１、帯電ローラー１２、現像ローラー１４、転写ローラー１５等をそれぞれ回転させる。また、制御装置８は、前帯電制御として、帯電バイアス電源２４を制御して定格の帯電バイアスである第１の帯電バイアス（例えば、１２００Ｖ程度）を出力させる。これにより、前帯電処理が開始され、図４に実線で示すように、感光体ドラム１１の表面電位が１回転する毎に段階的に上昇する。また、制御装置８は、感光体ドラム１１が約１．５回転した後、現像バイアス電源２５を制御して定格の現像バイアスである第１の現像バイアスを出力させる。
【００５４】
感光体ドラム１１が２回転（Ｒ１，Ｒ２）すると前帯電処理（前帯電制御）が終了し、制御装置８は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置８は、画像形成処理の開始と共に後帯電制御を実行する。制御装置８は、後帯電制御として、引き続き第１の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源２５を制御すると共に、第１の帯電バイアスよりも高い第２の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源２４を制御する。
【００５５】
第１の帯電バイアスに代えて第２の帯電バイアスが印加されることによって、感光体ドラム１１の表面電位は、目標電位または目標電位近傍の電位となる。これにより、例えば、前帯電処理において感光体ドラム１１の帯電不足が生じていたとしても、感光体ドラム１１の表面電位を定格値（目標電位）に近づけることができる。また、画像形成の開始時（Ｒ３）の感光体ドラム１１の表面電位と第１の現像バイアスとの電位差が、有効電位差Ｃとなっている。有効電位差Ｃは、定格電位差Ｂよりも僅かに低い値となっている。
【００５６】
例えば、感光体ドラム１１の目標電位を４１０Ｖ、第１の現像バイアスを２９０Ｖ、定格電位差Ｂを１２０Ｖに設定した場合、感光体ドラム１１の表面電位は、３５０Ｖ以上４５０Ｖ以下（目標電位から±４０Ｖ程度の範囲内）であることが好ましい。有効電位差Ｃは、例えば６０Ｖ以上であることが好ましい。有効電位差Ｃは、かぶりによる画像不良が発生しない範囲に設定されており、例えば、実験的および経験的に設定される。
【００５７】
なお、第１の帯電バイアス、第２の帯電バイアスおよび第１の現像バイアスの各値、並びに、定格電位差Ｂ、有効電位差Ｃは、メモリー４１に予め記憶されている。なお、帯電バイアスとは、第１の帯電バイアスおよび第２の帯電バイアスを含み、帯電ローラー１２に印加される全てのバイアスを指している。同様に、現像バイアスとは、第１の現像バイアスを含み、現像ローラー１４に印加される全てのバイアスを指している。
【００５８】
制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転（Ｒ３（合計３回転目））するまでの間において第２の帯電バイアスを印加する後帯電制御を実行する。制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転した後、第２の帯電バイアスに代えて第１の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源２４を制御する（Ｒ４）。なお、この時点で、感光体ドラム１１は、目標電位に帯電した状態となっている。
【００５９】
以上の第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、制御装置８が実行する後帯電制御によって、感光体ドラム１１の表面電位と（第１の）現像バイアスとの電位差が、有効電位差Ｃとなるように制御される。有効電位差Ｃは、かぶりによる画像不良が発生しない範囲で設定されているため、良好な画像形成を担保することができる。
【００６０】
また、第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、例えば、前帯電制御（処理）において感光体ドラム１１の帯電不足が生じていたとしても、画像形成処理開始から感光体ドラム１１が１回転（１周）する間において、有効電位差Ｃを定格電位差Ｂに近づけることができる。これにより、１枚目の用紙Ｓに対して、かぶりの無い適切な画像形成を行うことができる。
【００６１】
また、第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１の表面、すなわち感光層２１に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。
【００６２】
なお、前帯電制御（処理）における感光体ドラム１１の回転数は、２回転に限定されるものではなく、ファーストプリントタイムを考慮した上で、１回転以上で任意に設定することができる。なお、以上の第１実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８が、画像形成処理開始から感光体ドラム１１が１回転（１周）するまでの間に後帯電制御を行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、後帯電制御を２回転以上に亘って行ってもよい。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、本実施形態の第２実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図５は、制御装置８による画像形成部５の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図５に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。なお、上記した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
【００６４】
例えば、画像形成装置１に電源が投入されて印刷要求がなされると、上記した第１実施形態に係るものと同様に、制御装置８は、前帯電制御として、第１の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源２４を制御する。続いて、制御装置８は、感光体ドラム１１が約１．５回転した後、現像バイアス電源２５を制御して第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスを出力させる。なお、第２の現像バイアスの値は、メモリー４１に予め記憶されている。なお、現像バイアスとは、第１の現像バイアスおよび第２の現像バイアスを含み、現像ローラー１４に印加される全てのバイアスを指している。
【００６５】
感光体ドラム１１が２回転（Ｒ１，Ｒ２）すると前帯電制御（処理）が終了し、制御装置８は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置８は、画像形成処理の開始と共に、第２実施形態に係る後帯電制御を実行する。制御装置８は、後帯電制御として、引き続き第１の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源２４を制御すると共に、引き続き第２の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源２５を制御する。制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転（Ｒ３）するまでの間において第２の現像バイアスを印加する後帯電制御を実行する。制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転した後、第２の現像バイアスに代えて第１の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源２５を制御する（Ｒ４）。
【００６６】
画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転（Ｒ３）するまでの間において、感光体ドラム１１の表面電位は、画像形成を実行可能な電位であるが、目標電位よりも低い値となっている。この状態で、仮に、現像ローラー１４に第１の現像バイアスを印加した場合、電位差Ａ（図４参照）が定格電位差Ｂよりも著しく小さくなるため、かぶりが発生する。この点、第２実施形態に係る画像形成装置１では、現像ローラー１４に第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスを印加しているため、画像形成の開始時（Ｒ３）の感光体ドラム１１の表面電位と第２の現像バイアスとの有効電位差Ｄは、定格電位差Ｂ（例えば１２０Ｖ）と略同一の値（正確には僅かに低い値）になっている。
【００６７】
以上の第２実施形態に係る画像形成装置１によれば、現像ローラー１４には、第１の現像バイアスよりも低い第２の現像バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御（処理）において感光体ドラム１１の帯電不足が生じていたとしても、感光体ドラム１１の表面電位と第２の現像バイアスとの電位差を有効電位差Ｄにすることができる。これにより、画像不良（かぶり）を有効に防止することができる。
【００６８】
なお、以上の第２実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８が、画像形成処理の開始前から第２の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源２５を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置８は、現像バイアス電源２５を制御して、感光体ドラム１１が約１．５回転したときに第１の現像バイアスを出力させ、その後、感光体ドラム１１が更に約０．５回転して画像形成処理が開始されたときに第２の現像バイアスを出力させてもよい（図５に示す現像バイアスの点線部分参照）。つまり、第２の現像バイアスは、少なくとも画像形成処理開始以後の帯電制御時に印加されていればよい。
【００６９】
なお、上記した第１実施形態に係るものと同様に、前帯電制御（処理）における感光体ドラム１１の回転は、１回転以上で任意に設定することができる。また、第２実施形態に係る後帯電制御を２回転以上に亘って行ってもよい。
【００７０】
＜第３実施形態＞
次に、図６を参照して、本実施形態の第３実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図６は、制御装置８による画像形成部５の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図６に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。なお、上記した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
【００７１】
例えば、画像形成装置１に電源が投入されて印刷要求がなされると、上記した第１実施形態に係るものと同様に、制御装置８は、前帯電制御として、第１の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源２４を制御する。続いて、制御装置８は、感光体ドラム１１が約１．５回転した後、現像バイアス電源２５を制御して第１の現像バイアスにおける交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する第３の現像バイアスを出力させる。なお、第１の現像バイアスの交流電圧の周波数は、例えば２６００Ｈｚであり、第３の現像バイアス交流電圧の周波数は、例えば２８００Ｈｚである。なお、第３の現像バイアスの値は、メモリー４１に予め記憶されている。なお、現像バイアスとは、第１の現像バイアスおよび第３の現像バイアスを含み、現像ローラー１４に印加される全てのバイアスを指している。
【００７２】
感光体ドラム１１が２回転（Ｒ１，Ｒ２）すると前帯電制御（処理）が終了し、制御装置８は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置８は、画像形成処理の開始と共に、第３実施形態に係る後帯電制御を実行する。制御装置８は、後帯電制御として、引き続き第１の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源２４を制御すると共に、引き続き第３の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源２５を制御する。制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転（Ｒ３）するまでの間において第３の現像バイアスを印加する後帯電制御を行う（図６の矢印Ｅ参照）。そして、制御装置８は、画像形成処理の開始から感光体ドラム１１が１回転した後、第３の現像バイアスに代えて第１の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源２５を制御する（図６の矢印Ｆ参照）。
【００７３】
以上の第３実施形態に係る画像形成装置１によれば、現像ローラー１４には、第１の現像バイアスよりも高い周波数となる第３の現像バイアスが印加される。このように、交流電圧の周波数を高くすることによって、現像ローラー１４から感光体ドラム１１に向かうトナーの移動と、感光体ドラム１１から現像ローラー１４に戻るトナーの移動とが、短い時間で切り替わることとなる。したがって、トナーは感光体ドラム１１側への移動が進む前に現像ローラー１４側に引き戻される。これにより、画像不良（かぶり）を有効に防止することができる。
【００７４】
なお、以上の第３実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８が、画像形成処理の開始前から第３の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源２５を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置８は、現像バイアス電源２５を制御して、感光体ドラム１１が約１．５回転したときに第１の現像バイアスを出力させ、その後、感光体ドラム１１が更に約０．５回転して画像形成処理が開始されたときに第３の現像バイアスを出力させてもよい。つまり、第３の現像バイアスは、少なくとも画像形成処理開始以後の帯電制御時に印加されていればよい。
【００７５】
なお、上記した第１実施形態に係るものと同様に、前帯電制御（処理）における感光体ドラム１１の回転は、１回転以上で任意に設定することができる。また、第３実施形態に係る後帯電制御を２回転以上に亘って行ってもよい。
【００７６】
なお、上記した各実施形態に係る画像形成装置１では、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に対し、帯電ローラー１２が回転自在に接触していたが、必ずしも接触している必要はない。すなわち、帯電ローラー１２と感光体ドラム１１との間に放電可能領域が保証されれば、非接触（近接）でも構わない。ここで、近接とは、感光体ドラム１１の表面（感光層２１の外周面）と帯電ローラー１２の表面（帯電ゴム層２３の外周面）とが、例えば、５〜１００μｍ程度、離間した状態をいう。
【００７７】
なお、上記した各実施形態では、モノクロの画像形成装置１について説明したが、これに限定されるものではなく、カラープリンターに本発明を適用してもよい。この場合、中間転写ベルトや二次転写部等を設けることが好ましい。
【００７８】
なお、上記した本発明の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７９】
１  画像形成装置
８  制御装置
１１  感光体ドラム（像担持体）
１２  帯電ローラー（帯電部材）
１４  現像ローラー（現像部材）
２４  帯電バイアス電源
２５  現像バイアス電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015096934.tif 000006
【図５】
2015096934.tif 000007
【図６】
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