(57)【要約】【課題】像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても高品位な画像を安定して形成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と；像担持体１と対向して現像剤Ｔを担持搬送する現像剤担持体１１を具備し、像担持体１と現像剤担持体１１との間に振動電界を形成して、現像剤担持体１１から像担持体１へと現像剤を供給する現像手段１０と、を有する画像形成装置は、像担持体１の表面移動速度に応じて、振動電界の、現像剤担持体１１から像担持体１側へ現像剤を供給する飛ばし側の電界を変更する構成とする。【選択図】図６
2005234238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電界を形成して、前記現像剤担持体から前記像担持体へと現像剤を供給する現像手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体側へ現像剤を供給する飛ばし側の電界を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの、交流成分の振幅、重畳する直流成分の値、前記飛ばし側の電圧の割合、及び交流成分の波形の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
更に、前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記現像バイアスの交流成分の周波数を変更することを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
前記振動電界は、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
【請求項５】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を前記像担持体の表面移動速度に応じて変更することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、前記像担持体の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくし、前記像担持体の表面移動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくすることを特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、
前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電界を形成して、前記現像剤担持体から前記像担持体へと現像剤を供給する現像手段と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体側へ現像剤を供給する飛ばし側の電界を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体の表面移動速度の変化により、前記現像剤担持体の前記像担持体に対する周速度差が変化することを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの、交流成分の振幅、重畳する直流成分の値、前記飛ばし側の電圧の割合、及び交流成分の波形の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項７又は８の画像形成装置。
【請求項１０】
更に、前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記現像バイアスの交流成分の周波数を変更することを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１１】
前記振動電界は、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて変更することを特徴とする請求項１１の画像形成装置。
【請求項１３】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、前記現像剤担持体の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくし、前記現像剤担持体の表面移動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくすることを特徴とする請求項１２の画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、
前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有する振動電界を形成して、前記現像剤担持体上から前記像担持体上へと現像剤を供給する現像手段と、
前記像担持体又は前記現像剤担持体の表面移動速度を変更する変更手段と、
を有する画像形成装置において、
前記変更手段の動作に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体へ現像剤を供給する側の飛ばしの電界を切り換えることを特徴とした画像形成装置。
【請求項１５】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を、前記変更手段の動作に応じて変更することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項１６】
振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、前記変更手段の動作により前記像担持体又は前記現像剤担持体の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくし、前記像担持体又は前記現像剤担持体の表面移動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくすることを特徴とする請求項１５の画像形成装置。
【請求項１７】
前記現像剤担持体は前記像担持体に対し所定の間隔をおいて対向配置されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記現像剤は、非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかの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、電子写真方式を利用して像担持体上に形成した静電像を現像して可視化する画像形成装置に関するものであり、特に、像担持体と現像剤担持体との間に振動電界を形成して現像を行う現像手段を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、像担持体を帯電手段により一様に帯電させた後、その表面を画像情報信号に応じて露光することにより、像担持体の表面に静電像を形成する。この静電像は、次いで現像手段が現像剤を用いて現像剤像として可視化する。そして、この現像剤像を記録材上に、或いは一旦中間転写体に転写した後に記録材上に転写し、更に定着装置にて定着させることによって記録画像を得る。
【０００３】
斯かる電子写真方式の画像形成装置において、従来、例えば、記録材が厚紙（一般的に秤量１００ｇ／ｍ2以上の高画質専用用紙。）である場合などに、定着装置を通過する記録材の速度を落として定着性を高めることが行われる。その際、定着装置に記録材の先端部が侵入し始めるとき、記録材の後端部は現像動作を行っている場合がある。そのため、像担持体、及び、像担持体へと現像剤を搬送する現像剤担持体などの回転速度も、定着装置を通過する記録材の速度に追従して落とすことが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１８を参照して更に説明すると、同図は非磁性一成分現像方式を用いた従来の画像形成装置の概略構成を示している。
【０００５】
画像形成装置２００は、像担持体としての通常ドラム状とされる電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）２０１を回転可能に有している。帯電手段としての一次帯電器（帯電ローラ）２０２は、回転する感光ドラム２０１の表面を一様に帯電させる。次に、外部装置より入力された画像情報に対応して露光装置２０３より感光ドラム２０１上に光照射を行い、静電像を感光ドラム２０１上に形成する。次いで、感光ドラム２０１上の静電像は、現像装置２１０が、帯電ローラ２０２の印加電圧（即ち、感光ドラム２０１の帯電極性）と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤のトナーＴにより可視像、即ち、トナー像として現像する。感光ドラム２０１上に形成されたトナー像は、転写部Ｍにおいて、転写手段としての転写帯電器（転写ローラ）２０４にて記録材Ｑに転写される。その後、記録材Ｑは感光ドラム２０１より分離され、続いて定着装置２０６に搬送される。ここで、記録材Ｑ上の未定着のトナー像は、熱、圧力によって永久像として記録材Ｑに定着される。次いで、記録材Ｑは、装置本体外に排出される。又、転写ローラ２０４で転写されずに残った感光ドラム２０１上のトナーＴは、クリーニング手段としてのクリーニング装置２０５にて除去され、感光ドラム２０１は次の画像形成プロセスに供される。
【０００６】
現像装置２１０は、現像剤として、例えば、負帯電性で、且つ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色いずれかの顔料を含有した、負帯電性非磁性一成分現像剤（トナー）Ｔを備える。現像装置２１０は、容器２１６内に、現像剤攪拌部材（攪拌部材）２１４を有する。図示の例では、容器２１６内には、板状の第１撹拌部材２１４Ａ、第２撹拌部材２１４Ｂが２つ設けられている。これら第１、第２攪拌部材２１４Ａ、２１４Ｂが図中矢印の方向に回転することにより、容器２１６内のトナーＴを、現像剤担持体としての現像ローラ２１１へと搬送する。
【０００７】
非磁性一成分現像法においては、磁力による現像ローラ２１１へのトナー供給が不可能であるため、現像ローラ２１１には、現像剤供給部材として、弾性体、例えば弾性発泡体（ウレタンスポンジなど）製の現像剤供給及び剥ぎ取りローラ（以下「ＲＳローラ」という。）２１２が当接されている。
【０００８】
現像ローラ２１１には、現像剤量規制部材として規制ブレード２１３が当接されており、現像ローラ２１１上のトナーＴを規制してトナー薄層を形成し、現像領域（感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との対向位置）Ｎに搬送されるトナー量を規定すると同時に、トナーＴを帯電させる。
【０００９】
現像ローラ２１１は、現像領域Ｎで感光ドラム２０１の表面と所定の間隔（以下「ＳＤギャップ」という。）をおいて対向配置されている。そして、少なくとも現像工程時には、現像ローラ２１１に所定の現像バイアスを印加することで、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との間には振動電界が形成される。
【００１０】
斯かる構成の現像装置２１０において、所望の帯電量と所望の層厚で現像ローラ２１１の表面に付着して現像領域Ｎに搬送されてきたトナーＴは、上記振動電界によって現像ローラ２１１と感光ドラム２０１との間で往復運動を行う。これにより、感光ドラム２０１の表面に形成された静電像に応じて、トナーＴが現像ローラ２１１から感光ドラム２０１上へと転移し、該静電像をトナー像として可視化する。ここでは、現像装置２１０は、感光ドラム２０１の帯電極性と同極性のトナーＴを、感光ドラム２０１上の露光により電位が減衰した部分に転移させる反転現像によりトナー像を形成する。
【００１１】
斯かる構成の画像形成装置２００において、前述したように、記録材Ｑが厚紙（一般的に秤量１００ｇ／ｍ2以上の高画質専用用紙）である場合などに、定着装置２０６を通過する記録材Ｑの速度を落として定着性を高めることが行われる。その際、画像形成装置２００の小型化などにために、転写部Ｍと定着装置２０６との間の距離は、記録材Ｑの搬送方向長さよりも短くなっていることが多く、定着装置２０６に記録材Ｑの先端部が侵入し始めるとき、記録材Ｑの後端部は現像動作を行っている。そのため、感光ドラム２０１及び現像ローラ２１１などの回転速度も、定着装置２０６を通過する記録材Ｑの速度に追従して落とす（以下「高画質モード」という。）。
【００１２】
先述した特許文献１は、このような高画質モードにおいて、画像条件を変更することを開示する。具体的には、感光ドラムを一様に帯電する帯電手段による、感光ドラムの表面の帯電量（電位）を変化させている。
【００１３】
しかしながら、上述のような従来の技術においては、次のような問題があった。
【００１４】
図１８に示す画像形成装置２００に即して説明すると、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との間に振動電界を形成して現像を行う現像装置２１０において、上記高画質モードなどにおいて感光ドラム２０１の回転速度を変化させると、画像濃度が変化し易く、感光ドラム２０１の表面電位を変化させるだけでは不十分である場合がある。
【００１５】
図１９は上記画像形成装置２００を用い、感光ドラム２０１の回転速度を変化させたときのベタ画像濃度の変化を示す。図示の通り、感光ドラム２０１の回転速度が大きくなるに連れて、ベタ濃度が小さくなることが解る。このようにして、高画質モード時と通常モード時において画像の濃度差が生じてしまう。
【００１６】
更に、上記高画質モードなどにおいて感光ドラム２０１の回転速度を落とすことで、次に説明する「掃き寄せ」と呼ばれる画像不良が悪化してしまう。
【００１７】
図２０を参照して、この掃き寄せ現象について説明する。同図は感光ドラム２０１と現像ローラ２１１とを長手方向から観測したモデル図である。図中、感光ドラム２０１、現像ローラ２１１上の斜線部がトナーＴを表す。掃き寄せ現象とは、図中Ｈで示す部分のように、感光ドラム２０１の表面移動方向において画像後端部にトナーが多く集まる現象である。
【００１８】
更に説明すると、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との間にＡＣバイアスを印加すると、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との間に、図中一点鎖線で示すような樽型の電界Ｄが生じる。すると、現像ローラ２１１の表面に付着しているトナーＴは該電界Ｄの電気力線に沿って感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との間を往復運動する。このため、トナーＴは、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との最近接点Ｓよりも外側に向かって移動する。つまり、ＡＣバイアスを印加すると、現像領域Ｎ内のトナーＴ１は常に現像領域Ｎの外方向に移動する速度成分を持つようになる。
【００１９】
次に、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１とがそれぞれ図中矢印方向に回転し、感光ドラム２０１上に静電像が作られている場合、つまり、実際に現像工程が実施されている場合について説明する。図２０中、−１００Ｖの位置が静電像のトナーが載って、トナー像を形成する領域（以下「潜像部分」という。）Ｌである。又、図２０中−５００Ｖの位置が感光ドラムの基準電位であり、トナー像が形成されない領域である。
【００２０】
潜像部分Ｌが現像領域Ｎ内に進入してくると、現像ローラ２１１上のトナーＴは潜像部分に付着し始めるが、このとき、上述したように飛翔トナーＴ１には現像領域Ｎの外方向に移動する速度成分があるため、感光ドラム２０１の移動方向において潜像部分Ｌの上流側へと移動する。又、−１００Ｖと−５００Ｖの境目においては、−５００Ｖから−１００Ｖに向かう電界が生じている。これにより、感光ドラム２０１の移動と上記の外側に向かう電界によって潜像部分Ｌの上流側へと移動してきたトナーＴ１は、この境目で止まる。そのため、感光ドラム２０１の移動方向において潜像部分Ｌの先端及び中央部よりも、後端部のトナー量が多くなる。このようにして、掃き寄せＨが形成される。
【００２１】
図２１に示すように、この掃き寄せＨは、感光ドラム２０１の回転速度が下がるに従ってより形成され易いことが分かった。このため、例えば、上述のような高画質モードなどにおいて感光ドラム２０１の回転速度を落とした際、それに伴って掃き寄せ現象が悪化してしまう（掃き寄せ値の測定方法は後述する。）。
【００２２】
又、感光ドラム２０１と現像ローラ２１１との周速度差を変更した場合にも、画像濃度が変化し、又掃き寄せ現象が悪化することがある。
【００２３】
ところで、特許文献２は、感光体と現像剤担持体との間に印加する交流バイアス電圧の周波数を画像形成速度に応じて変えることを開示している。又、特許文献３は、静電保持体の移動速度の変化に応じて、静電保持体と現像剤担持体との間隙に印加する交互電界の周波数を、該移動速度を遅くした場合は小さく、速くした場合は大きくするように変化させることが開示されている。しかし、これらの先行技術は、画像形成速度に応じて上記交流バイアスの周波数を変えることを記載しているに過ぎず、後述のように、振動電界の飛ばし側の電界、即ち、像担持体に現像剤を移動させる力を像担持体の表面移動速度に応じて変更するとの技術思想は全く有していない。
【特許文献１】特開平７−２０９９３３号公報
【特許文献２】特開昭５９−２１１０６９号公報
【特許文献３】特公昭６４−４１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は、像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても高品位な画像を安定して形成することのできる画像形成装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても、画像濃度差の変化を防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２６】
本発明の更に他の目的は、像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても、掃き寄せ現象の悪化を防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、像担持体と；前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電界を形成して、前記現像剤担持体から前記像担持体へと現像剤を供給する現像手段と；を有する画像形成装置において、前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体側へ現像剤を供給する飛ばし側の電界を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
第１の本発明の一実施態様によると、前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの、交流成分の振幅、重畳する直流成分の値、前記飛ばし側の電圧の割合、及び交流成分の波形の少なくとも１つを変更する。他の実施態様によれば、更に、前記像担持体の表面移動速度に応じて、前記現像バイアスの交流成分の周波数を変更する。又、第２の本発明の一実施態様によると、前記振動電界は、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有する。そして、一実施態様では、振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を前記像担持体の表面移動速度に応じて変更する。そして、一実施態様では、振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、前記像担持体の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくし、前記像担持体の表面移動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくする。
【００２９】
第２の本発明によると、像担持体と；前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電界を形成して、前記現像剤担持体から前記像担持体へと現像剤を供給する現像手段と；を有する画像形成装置において、前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体側へ現像剤を供給する飛ばし側の電界を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３０】
第２の本発明の一実施態様によると、前記現像剤担持体の表面移動速度の変化により、前記現像剤担持体の前記像担持体に対する周速度差が変化する。一実施態様では、前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの、交流成分の振幅、重畳する直流成分の値、前記飛ばし側の電圧の割合、及び交流成分の波形の少なくとも１つを変更する。他の実施態様によると、更に、前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて、前記現像バイアスの交流成分の周波数を変更する。又、第２の本発明の他の実施態様によると、前記振動電界は、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有する。一実施態様では、振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を前記現像剤担持体の表面移動速度に応じて変更する。そして、一実施態様では、振動電界を形成する部分の時間をＰ、振動電界を形成していない部分の時間をＢとしたとき、前記現像剤担持体の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくし、前記現像剤担持体の表面移動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくする。
【００３１】
又、第３の本発明によれば、像担持体と；前記像担持体と対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体を具備し、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に、振動電界を形成する部分と振動電界を形成していない部分とを交互に有する振動電界を形成して、前記現像剤担持体上から前記像担持体上へと現像剤を供給する現像手段と；前記像担持体又は前記現像剤担持体の表面移動速度を変更する変更手段と；を有する画像形成装置において、前記変更手段の動作に応じて、前記振動電界の、前記現像剤担持体から前記像担持体へ現像剤を供給する側の飛ばしの電界を切り換えることを特徴とした画像形成装置が提供される。
【００３２】
本発明において、前記現像剤担持体は前記像担持体に対し所定の間隔をおいて対向配置されたものであってよく、又、前記現像剤は、非磁性一成分現像剤であってよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても、画像濃度差の変化を防止することができ、又、掃き寄せ現象の悪化を防止することができる。従って、本発明によれば、像担持体若しくは現像剤担持体の表面移動速度を変化させた場合においても高品位な画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３５】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、画像形成装置本体（以下「装置本体」という。）１００Ａに接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト、或いは装置本体に接続され例えば光学的に原稿情報を読み取り電気信号に変換する原稿読み取り装置などの外部装置からの画像情報信号に応じて、電子写真方式を利用して記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布などに４色フルカラーの画像を形成することのできるレーザビームプリンタである。
【００３６】
画像形成装置１００は、像担持体としての感光ドラム１を回転可能に有している。帯電手段としての一次帯電器（帯電ローラ）２は、回転する感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。帯電ローラ２には、電圧印加手段としての帯電バイアス印加電源２１より、感光ドラム１が所望の基準電位（暗電位ＶD）となるように所定の帯電バイアスが印加される。次に、外部装置より入力された画像情報に対応して、露光装置（本実施例ではレーザスキャナ）３より感光ドラム１上に光照射を行い、感光ドラム１上に静電像を形成する。
【００３７】
次いで、感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置１０が、帯電ローラ２の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤のトナーＴにより可視像、即ち、トナー像として現像する。現像装置１０の動作については後述して更に詳しく説明する。
【００３８】
一方、感光ドラム１上のトナー像の形成と同期して、記録材供給部３０から、感光ドラム１と転写手段としての転写帯電器（転写ローラ）４との対向部（転写部）Ｍとに搬送されてくる。つまり、記録材収容部としてのカセット３１から記録材供給手段としての供給ローラ３２によって送り出された記録材Ｑは、レジストローラ３３によってトナー像と記録材Ｑ上の画像転写領域との同期をとって転写部Ｍへと記録材Ｑを搬送する。
【００３９】
こうして、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写手段としての転写帯電器（転写ローラ）４にて記録材Ｑに転写される。転写ローラ４には、電圧印加手段としての転写バイアス電源４１より、トナーＴの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００４０】
その後、記録材Ｑは感光ドラム１より分離され、続いて記録材搬送手段８によって定着装置６に搬送される。ここで、記録材Ｑ上の未定着のトナー像は、熱、圧力によって永久像として記録材Ｑに定着される。次いで、記録材Ｑは、装置本体１００Ａ外に排出される。
【００４１】
又、転写帯電器４で転写されずに残った感光ドラム１上のトナーＴは、クリーニング手段として、クリーニングブレードなどを備えるクリーニングクリーニング装置５にて除去され、感光ドラム１は次の画像形成プロセスに供される。
【００４２】
図２をも参照して、本実施例では、感光ドラム１の駆動部が備える駆動源７には、記録材Ｑの種類又は外部情報によって感光ドラム１の回転速度を任意に変更可能なように回路構成された駆動回路とされる、感光ドラム速度変更手段８が接続されている。又、現像装置１０が備える現像ローラ１１に電圧を印加する電圧印加手段としての現像バイアス印加手段１８には、詳しくは後述するように該現像バイアスを変更可能なように回路構成された駆動回路とされる、現像バイアス変更（切り替え）手段１９が接続されている。
【００４３】
［現像装置］
次に、現像装置１０について更に詳しく説明する。
【００４４】
本実施例における現像装置１０の基本構成は、図１８を参照して前述したものと同様である。つまり、本実施例では、現像装置１０は、非磁性一成分非接触現像方式を採用しており、容器（現像装置本体）１６に、現像剤担持体としての現像ローラ１１と、現像剤供給部材としてのＲＳローラ１２と、現像剤量規制部材としての規制ブレード１３と、現像剤としての絶縁性の非磁性一成分現像剤（トナー）Ｔと、板状の現像剤攪拌部材（攪拌部材）１４と、を備えている。
【００４５】
感光ドラム１との対向部において容器１１は一部開口しており、この開口部の長手方向略全域にわたり、容器１１外に一部露出するようにして、現像ローラ１１が回転可能に設けられている。本実施例では、現像ローラ１１は、図中矢印方向、即ち、感光ドラム１と現像ローラ１１との対向部（現像領域）Ｎにおいて各表面移動方向が同方向となるように回転する。
【００４６】
本実施例では、トナーＴは負帯電性であり、且つ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色いずれかの顔料を含有した、負帯電性非磁性一成分現像剤（トナー）である。撹拌部材１４が図中矢印の方向に回転することにより、容器１６内のトナーＴを、現像ローラ１１へと搬送する。
【００４７】
ＲＳローラ（現像剤供給及び剥ぎ取りローラ）１２は現像ローラ１１に当接されており、現像ローラ１１との当接部（ニップ部）でカウンタ方向、即ち、現像ローラ１１とＲＳローラ１２の表面移動方向が当接部にて反対方向となるように回転することで、トナーＴを現像ローラ１１上に供給する。又、これと同時に、ＲＳローラ１２は、感光ドラム１の対向位置を通過しても現像されなかった現像ローラ１１上のトナーを剥ぎ取る。
【００４８】
容器１６内には、仕切り板１５が設けられており、攪拌部材１４によって常に一定量のトナーを現像ローラ１１近傍のＲＳローラ１２上に供給すべく、該仕切り板１５の高さは適正化されている。攪拌部材１４は、図１８に示したように２個若しくはそれ以上であってもよく、現像装置１０の構成にあわせて容器１６の端部から現像ローラ１１（若しくはＲＳローラ１２）の近傍までトナーＴを搬送することができれば、その個数は何ら限定されるものではない。又、攪拌部材１４は、各種形状に加工された板状もしくはスクリューであってよい。
【００４９】
現像ローラ１１には、現像剤量規制部材として規制ブレード１３が当接されており、現像ローラ１１上のトナーＴを規制してトナー薄層を形成し、現像領域Ｎに搬送されるトナー量を規定すると同時に、トナーＴを帯電させる。現像領域Ｎに搬送されるトナー量は、現像ローラ１１上に接触する規制ブレード１３の当接圧や当接長さなどにより決定することができる。規制ブレード１３としては、厚さ数百μｍのリン青銅、ステンレスなどの金属薄板上に、樹脂製の規制部が接着若しくは溶着されており、金属薄板の弾性によって規制ブレード１３は均一に現像ローラ１１に当接されているチップブレードなどを用いることができる。この金属薄板の材質、厚さ、侵入量、設定角によって規制ブレード１３の当接条件を決定することができる。
【００５０】
現像ローラ１１は、現像領域Ｎで感光ドラム１の表面と所定の間隔（ＳＤギャップ）をおいて対向配置されている。そして、少なくとも現像工程時には、詳しくは後述するように現像ローラ１１に所定の現像バイアスを印加することで、感光ドラム２０１と現像ローラ１１との間には振動電界が形成される。
【００５１】
斯かる構成の現像装置１０において、所望の帯電量と所望の層厚で現像ローラ１１の表面に付着して現像領域Ｎに搬送されてきてトナーＴは、電圧印加手段としての現像バイアス電源１８から印加される現像バイアスによって現像ローラ１１と感光ドラム１との間で往復運動を行う。これにより、感光ドラム表面に形成された静電像に応じて、トナーＴが現像ローラ１１から感光ドラム１上へと転移し、該静電像をトナー像として可視化する。
【００５２】
図３を参照して更に説明すると、本実施例では、現像装置１０は、非磁性一成分非接触現像方式（ジャンピング現像方式）を採用しており、現像に先立ち、感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定極性（本実施例では負極性）の所定電位（暗電位ＶD）に一様に帯電される。そして、露光装置３での露光により電位が減衰して静電像の画像部の電位（明電位ＶL）部分が形成される。感光ドラム１と現像ローラ１１との間には一定の間隔（ＳＤギャップ）が設けられ、現像ローラに交流電圧に直流成分を重畳した現像バイアスを印加して現像を行う。現像ローラ１１には、ＶLよりもトナーＴの正規の帯電極性（本実施例では負極性）側に大きく、ＶDよりもトナーＴの正規の帯電極性側に小さい直流成分Ｖｄｃが重畳される。この直流成分値Ｖｄｃと静電像の画像部の電位ＶLとの間に現像コントラストＶｃｏｎｔが設けられる。こうして形成される感光ドラム１と現像ローラ１１との間の振動電界のうち、飛ばし側電圧（Ｖｍａｘ）により、トナーＴが現像ローラ１１から感光ドラム１の方向に向かう力を受け、又戻し側電圧（Ｖｍｉｎ）により、トナーＴは現像ローラ１１の方向に引き戻す力を受ける。この過程の繰り返しにより、静電像の画像（明電位ＶＬ）部分にトナーＴが付着する。
【００５３】
本実施例では、感光ドラム１として、φ３０ｍｍのアルミニウム素管表面に、感光材料、（本実施例ではＯＰＣ）を塗工して構成されている部材を用いた。又、現像ローラ１１として、φ１６ｍｍのアルミニウム素管表面に、カーボン、グラファイトを分散したフェノール樹脂溶液をスプレー塗工した部材を用いた。現像ローラ１１の長手（軸線）方向の両端部には、離間部材としてコロ（図示せず）を設置し、これを感光ドラム１の表面に突き当てることでＳＤギャップを保つ。本実施例では、ＳＤギャップは３００μｍとした。又、ＲＳローラ１２として、φ５の金属芯金に厚さ４．５ｍｍのウレタンフォームを外周に形成した部材を用いた。そして、規制ブレード１３の金属薄板として厚さ０．１ｍｍのリン青銅板を用いた。
【００５４】
図２は、本実施例の画像形成装置１００の概略制御ブロックを示す。画像形成装置１００は、制御の中心的素子たる制御手段（ＣＰＵ）５１を備え、記憶手段たるＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３に記憶されたプログラム、データを用いて画像形成装置１００をシーケンス動作させる制御部５０を有する。制御部５０は、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置１０、転写ローラ４、定着装置６、記録材供給部３０など、電源画像形成装置１００の各部の動作を統括制御する。
【００５５】
本実施例では、詳しくは後述するように、感光ドラム速度変更手段８、現像バイアス変更手段１９は、制御部５０の制御手段（ＣＰＵ）５１が、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラム、データに従って生じる信号に応じて、感光ドラム１の回転速度、現像バイアスをそれぞれ変更する。
【００５６】
制御部５０には、画像処理部６０が接続されており、画像処理部６０は、装置本体１００Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器或いは原稿読み取り装置からの画像信号を受信すると共に、制御部５０に画像形成に係る信号を送信する。制御部５０は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。又、画像形成装置本体１００Ａには、表示部、キーなどの入力手段などを備える操作部７０が設けられており、制御部５０のＣＰＵ５１に接続されている。
【００５７】
［現像バイアス］
次に、本実施例にて特徴的な感光ドラム１の回転（回動）速度、即ち、表面移動速度に応じた現像バイアスの切り替え動作について説明する。
【００５８】
本実施例の画像形成現像装置１００では、感光ドラム１の回転速度は、通常、５０ｍｍ／ｓｅｃである。そして、この感光ドラム１の回転速度は、感光ドラム速度変更手段８によって、上記通常の５０ｍｍ／ｓｅｃから、２５ｍｍ／ｓｅｃ及び１００ｍｍ／ｓｅｃに変更可能となっている。
【００５９】
現像ローラ１１に印加する現像バイアスは、現像バイアス変更手段１９によって、感光ドラム１の回転速度に応じて切り換えることが可能とされている。一方、本実施例では、現像ローラ１１は、感光ドラム１の回転速度に応じて常に感光ドラム１との周速度差１５０％となる回転速度で回転する。
【００６０】
又、現像ローラ１１の表層のトナーを均一な薄層にするため、規制ブレード１３が、現像ローラ１１の回転方向に対してカウンタ方向、即ち、規制ブレード１３の自由端が現像ローラ１１の回転方向の上流側を向くように、３０ｇ／ｃｍの線圧で現像ローラ１１と当接している。
【００６１】
斯かる構成の画像形成装置１００において、前述のような感光ドラム１の回転速度を変化させた際の画像濃度の変化、掃き寄せ現象の悪化を防止するために、本実施例では、画像形成装置１００は次の構成を有する。
【００６２】
つまり、本実施例では、感光ドラム１の回転速度、即ち、表面移動速度に応じて、感光ドラム１と現像ローラ１１との間に形成される振動電界の飛ばし側の電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力を切り替える構成とする。振動電界の飛ばし側電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力は、現像ローラ１１に印加する現像バイアスの交流振幅（ピーク間電圧）Ｖｐｐ、交流バイアスに重畳させる直流バイアス値Ｖｄｃ、交流矩形波バイアスにおけるトナー飛ばし側電圧時間の割合（以下「現像デューティー」という。）、交流波形の少なくとも１つを変えることで、変更することができる。更に、周波数ｆも変更することも有効である。Ｖｄｃ、現像デューティーは比較的簡単な回路構成で変化させ得るため好都合である。
【００６３】
概して、現像バイアスの交流振幅Ｖｐｐを大きくすることにより、又、直流バイアス値ＶｄｃをトナーＴの正規の帯電極性と同極性側に大きくすることにより、又、現像デューティーを大きくすることにより、振動電界の飛ばし側の電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力が増大する。又、交流波形は、一般にサイン波よりも矩形波の方が、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力が増大する。更に、交流周波数を高くすることによっても、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力が増大する。但し、上記交流振幅Ｖｐｐ、直流バイアス値Ｖｄｃ、現像デューティー、交流波形、更には周波数ｆの幾つか若しくは全てを組み合わせて用いる場合、これらの組み合わせにおいて、感光ドラム１の回転速度に応じて感光ドラム１にトナーＴを移動させる力を調節すればよい。従って、該組み合わせ全体で目的とするトナーＴを感光ドラム１側に移動させる側の力大小関係と、該組み合わせのうち一部の項目についての該力の大小関係が一致しないことがあってもよい。
【００６４】
表１に、本実施例における感光ドラム１の回転速度と、現像バイアスの設定値との対応を示す。本実施例１における画像形成装置１００の感光ドラム１上の暗電位は−５００Ｖ、明電位は−１００Ｖである。
【００６５】
【表１】
2005234238.tif 000003
【００６６】
又、本発明の効果を確認するために、比較例１として画像形成装置１００及び現像装置１０の構成は本実施例と同様であるが、感光ドラム１の回転速度が変化しても現像バイアスは同一条件としたものを使用し、現像バイアスを上記表１に従って変化させた本実施例のものと比較した。
【００６７】
比較例１の現像バイアスは、上記バイアス条件（１）と同様であり、周波数３０００Ｈｚ、交流振幅Ｖｐｐ２０００Ｖ、直流電圧Ｖｄｃ−２５０Ｖ、現像デューティー５０％の矩形波とした。
【００６８】
比較実験として、感光ドラム１の回転速度５０ｍｍ／ｓｅｃで１００枚印字し、その後２５ｍｍ／ｓｅｃで１００枚印字し、最後に１００ｍｍ／ｓｅｃで１００枚印字した。その印字画像のベタ濃度を市販されている反射型濃度測定器を用いて測定した。図４はそのときのタイミングチャート及び印字画像１０枚平均のベタ画像濃度の対応を示す。
【００６９】
図４に示すように、比較例１では感光ドラム１の回転速度が変化するとベタ画像濃度も変化する。これに対し、本実施例ではベタ画像濃度が安定している。
【００７０】
この理由は次のように考えられる。
【００７１】
図５に本実施例及び比較例１における感光ドラム１の回転速度とベタ画像濃度の関係図を示す。図中実線は本実施例の結果を示し、破線は比較例１の結果を示す。
【００７２】
図５に示すように、比較例１では、感光ドラム１の回転速度が増すにつれてベタ画像濃度は減少する。
【００７３】
これに対し、本実施例では、感光ドラム速度が変化してもベタ画像濃度は一定に保たれる。これは、感光ドラム１の回転速度によってトナーＴの現像に寄与する時間が変化するためであると考えられる。つまり、比較例１のように、感光ドラム１の回転速度に拘わらず同じ現像バイアスを用いた場合、感光ドラム１の回転が遅くなると現像時間が増すことにより濃度が増す。又、感光ドラム１の回転が速くなると現像時間が減り、濃度が減少する。
【００７４】
本実施例では、感光ドラム１の回転速度が遅くなると共にトナーＴを感光ドラム１側に移動させる力を下げ、感光ドラム１の回転が速くなると共にトナーを感光ドラム１側に移動させる力を増している。これにより、感光ドラム速度が変化しても一定の濃度を保つことができる。
【００７５】
尚、本実施例では、感光ドラム１の回転速度を下げた場合、交流振幅Ｖｐｐ、直流バイアス値Ｖｄｃ及び交流波形を調節して現像力を抑制した。又、感光ドラム１の速度を上げた場合、周波数ｆ、交流振幅Ｖｐｐ、直流バイアス値Ｖｄｃ及び現像デューティーを調節して現像力を増加させた。しかし、現像バイアスを形成するパラメータを１つ以上用いてトナーの現像力を感光ドラム１の速度の変化に応じて調整することで、本発明の効果を得ることができる。そのため、変化させる現像バイアスのパラメータ及びその値は任意である。
【００７６】
又、これに限定されるものではないが、例えば、典型的に記録材Ｑとして普通紙への画像形成に対応する標準画像形成モード時に感光ドラム１の回転速度を５０ｍｍ／ｓｅｃとし、記録材Ｑとして厚紙など（一般的に秤量１００ｇ／ｍ2以上の高画質専用用紙。）への画像形成に対応する高画質モード時に感光ドラム１の回転速度を２５ｍｍ／ｓｅｃとし、そして、記録材Ｑとして坪量７５ｇ／ｍ2以下の普通紙を使用し、画質よりもプリントスピードを高めることを優先する場合の画像形成に対応する高速モード時に、感光ドラム１の回転速度を１００ｍｍ／ｓｅｃとすることができる。これら画像形成モードの切り替えは、装置本体１００に設けられた操作部７０或いは装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの入力手段からの入力に応じて、制御部５０のＣＰＵ５１が行い、ＣＰＵ５１は、各モードに応じた設定条件にて画像形成装置１００の各部の動作を制御する。或いは、画像形成装置１００に記録材Ｑの厚さを検知するセンサ、記録材Ｑの透光性を検知するセンサなどを設け、このセンサからの入力に応じて制御部５０のＣＰＵ５１が記録材Ｑの種類（厚さ）を判断し、これに基づいて各画像形成モードを自動で選択するようにしてもよい。このとき、上記のようにして選択された各画像形成モードに応じてＣＰＵ５１が発生する信号に従って、感光ドラム速度変更手段８は、感光ドラム１の回転速度を自動的に切り替え、又、現像バイアス変更手段１９は、ＣＰＵ５１が発生する信号に従って、各画像形成モードにおける感光ドラム１の回転速度に応じて現像バイアスを自動的に切り替える。
【００７７】
以上、本実施例によれば、感光ドラム１の回転速度を変化させた場合においても、画像濃度の変化を防止して、常に高品位な画像を安定して形成することができる。
【００７８】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと実質的に同じである。従って、実施例１のものと実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して、ここでは詳しい説明は省略する。
【００７９】
本実施例では、現像バイアスとして、図６に示すように電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定になる部分とが交代に生じる交互電界を形成するように、交流電圧波形と直流電圧波形とを重畳してなるもの（以下「ブランクパルスバイアス」という。）を用いる。その他の画像形成装置１００の構成及び動作は実施例１と同様である。
【００８０】
更に説明すると、図６に示すように、ブランクパルスバイアスは、通常の矩形波バイアス（パルス部）Ｐに、一定間隔で、電位が一定になる部分（ブランク部）Ｂが交互に続いたバイアスである。図６に示すブランクパルスバイアスは、１０波分のパルス部Ｐと、該パルス部Ｐの１０波分のブランク部Ｂから形成されている。以下、このようなブランクパルスを１０／１０ＢＰ（パルス部分１０波／ブランク部分１０波のブランクパルス）と示す。
【００８１】
本実施例では、感光ドラム１の回転速度、即ち、感光ドラム１の表面移動速度に応じて、感光ドラム１と現像ローラ１１との間に形成される振動電界の飛ばし側の電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力を切り替えるのに、振動電界を形成する部分（パルス部）の時間をＰ、振動電界を形成していない部分（ブランク部）の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）の値を、感光ドラム１の回転速度、即ち、感光ドラム１の表面移動速度に応じて変更する。より詳細には、本実施例では、（ｉ）感光ドラム１の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくする振動電界を形成し、（ｉｉ）感光ドラム１の回動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくする振動電界を形成する。
【００８２】
表２に、本実施例における感光ドラム１の回転速度と現像バイアスの設定値との対応を示す。又、図７（ａ）〜（ｃ）に、感光ドラム１の各回転速度に対応するブランクパルスバイアスの波形（バイアス条件（ｉ）〜（ｉｉｉ））を示す。
【００８３】
本実施例では、感光ドラム１上の暗電位を−５００Ｖ、明電位を−１００Ｖ、１パルス分の交流周波数を３０００Ｈｚ、交流振幅を２００Ｖ、交流バイアスに重畳させる直流バイアスを−２５０Ｖ、現像デューティーを５０％とした。
【００８４】
【表２】
2005234238.tif 000004
【００８５】
掃き寄せ現象の評価方法を説明する。
【００８６】
掃き寄せは、感光ドラム１上の潜像電位差が大きいほど目立つ。例えば、ベタ画像の次にベタ白画像（即ち、トナーが載らない非画像部）が存在するような画像である。図８は本発明の効果を調べるために用いた画像パターンの一部である。縦×横が３０ｍｍ×２０ｍｍのベタ画像の次にベタ白画像が続く画像である。この画像を画像スキャナシステムにてパーソナルコンピュータ内に取り込み、画像濃度を０から２５５の数値データに変換する。図９はサンプル画像のＹ軸に対する濃度分布を示す。
【００８７】
掃き寄せ部の数値化の測定方法を説明すると、図９において、ＹｂからＹｃの範囲がＹａからＹｂの範囲よりも濃度が大きい。つまり、ＹｂからＹｃまでが掃き寄せ領域である。図中の斜線部分が掃き寄せ濃度の積分値であり、１ミリメートルあたりの濃度変化を掃き寄せ値とした。図示の掃き寄せデータの場合、掃き寄せ領域Ｙｂ−Ｙｃの値が４（ｍｍ）、掃き寄せ濃度の積分値（図中斜線部分）が１６０（ｄｉｇ）である。従って、掃き寄せ値は１６０／４＝４０（ｄｉｇ／ｍｍ）となる。
【００８８】
これに限定することを意図するものではないが、本発明者らの実験によれば、掃き寄せ値が２０（ｄｉｇ／ｍｍ）以下になれば、目視による掃き寄せは目立たなくなる。そこで、掃き寄せ値２０以下を良好画像とした。
【００８９】
本発明の効果を確認するために、比較例２として画像形成装置１００及び現像装置１０の構成は本実施例と同様であるが、感光ドラム１の回転速度を変化しても現像バイアスは同一条件としたものを使用して、上記表２に従って現像バイアスを変化させた本実施例のものと比較した。
【００９０】
比較例２の現像バイアスは、実施例バイアス条件（ｉ）と同様であり、周波数３０００Ｈｚ、交流振幅Ｖｐｐ２０００Ｖ、直流電圧Ｖｄｃ−２５０Ｖ、１０／１０ＢＰとした。
【００９１】
比較実験として、感光ドラム１の回転速度を５０ｍｍ／ｓｅｃとして印字し、５０枚後に感光ドラム１の回転速度２５ｍｍ／ｓｅｃで１０枚印字、１００枚後に感光ドラム１の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１０枚印字というように、５０枚ごとに５０ｍｍ／ｓｅｃ→２５ｍｍ／ｓｅｃ、５０ｍｍ／ｓｅｃ→１００ｍｍ／ｓｅｃを繰り返して合計３６０枚印字した。そして、印字した各画像のベタ濃度を市販されている反射型濃度測定器を用いて測定し、又掃き寄せ値を上記の方法にて測定した。図１０はそのときのタイミングチャート、印字画像１０枚平均のベタ画像濃度、及び掃き寄せ値の対応を示す。
【００９２】
図１０に示すように、比較例２では感光ドラム１の回転速度が変化すると、ベタ画像濃度が変化し、又掃き寄せ値が悪化してしまう。これに対して、本実施例では感光ドラム１の回転速度が変化してもベタ画像濃度はほぼ一定の値になり、掃き寄せ値は良好な値を維持する。
【００９３】
この理由は次のように考えられる。
【００９４】
図１１に感光ドラム１の速度を変化させたときの、掃き寄せ値の推移を示す。又、図１２に感光ドラム１の回転速度を変化させたときのベタ画像濃度の推移を示す。図中破線は現像バイアスを１０／１０ＢＰで一定にした比較例２の結果を示し、実線は感光ドラム１の回転速度の変化に応じてブランクパルスバイアスを変化させた本実施例の結果を示す。
【００９５】
図１１に示すように、現像バイアスを一定にした場合は、感光ドラム１の回転速度が下がるにつれて掃き寄せが悪化し、掃き寄せ値２０を超えてしまう。又、図１２に示すように、感光ドラム１の速度が下がるにつれて画像濃度が高くなってしまう。
【００９６】
これに対して、本実施例では、感光ドラム１の回転速度が変化しても、掃き寄せ値は２０以下に抑えることができ、且つ、画像濃度も一定に保つことができる。これは、前述のように、掃き寄せ画像が、感光ドラム１と現像ローラ１１との間にてトナーＴの往復運動によって生じるものであるためであると考えられる。つまり、トナーＴの往復運動の回数が多いほど、掃き寄せが悪化し易い。感光ドラム１の回転速度が下がるにつれて掃き寄せ画像が悪化するのはこのためであると考えられる。
【００９７】
又、一般的に、トナーＴは現像バイアスの極性の切り替わり時に力を得て感光ドラム方向又は現像ローラ方向へ飛翔する。ブランクパルスバイアスはその極性の切り換えの回数を減らしているため、トナーＴの往復運動を抑制し、掃き寄せ現象の発生を低減するのに有利である。
【００９８】
更に、トナーＴの往復運動を抑制する量はブランクパルスバイアスの振幅率によって制御できる。振幅率とは、ブランクパルスバイアスの振動電界を形成する部分（振幅部（パルス部）の時間をＰ、振動電界を形成していない部分（ブランク部）の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）×１００％で表されるものである。
【００９９】
この振幅率を上げると、トナーＴの往復運動量は増加する。又、振幅率を下げるとトナーの往復運動は抑制される。即ち、感光ドラム１の回転速度が遅くなると現像時間が増すので、これに応じて振幅率を下げ、振幅運動を抑制する。又、感光ドラム１の回転が速くなると現像時間が減るので、これに応じて振幅運動量が多くても許容される。
【０１００】
又、振幅率を上げると現像時間が増加し、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力は増加する。一方、振幅率を下げると現像時間が減少するため、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力は低下する。
【０１０１】
而して、本実施例では、感光ドラム１の回転速度が上がった場合にはブランクパルスバイアスの振幅率を上げ、感光ドラム１の回転速度が下がった場合にはブランクパルスの振幅率を下げる。これにより、画像濃度を一定に保つことができると共に、掃き寄せ現象の発生を抑制することができる。
【０１０２】
ブランクパルスバイアスの変更は比較的簡単な回路構成で行うことができ、又感光ドラム１の回転速度に応じた振動電界の飛ばし側電界の調節（略線形の関係がある）が容易である点で極めて有効である。
【０１０３】
尚、本実施例においては、１０／１０ＢＰ、１０／２０ＢＰ、１０／４ＢＰのブランクパルスバイアスを用いたが、ＳＤギャップ、感光ドラム、現像ローラ径などの諸条件によって最適なブランクパルス値は変化する。そのため、ブランクパルスバイアスの変化量は各画像形成装置の諸条件に応じた任意の値を用いることで、本発明の効果を得ることができる。
【０１０４】
本実施例において、上記振幅率を変更するのに加えて、実施例１にて説明したように、パルス部の交流振幅（ピーク間電圧）Ｖｐｐ、交流バイアスに重畳させる直流バイアス値Ｖｄｃ、現像デューティー、交流波形の少なくとも１つを変えるか、更に、周波数ｆも変更してもよい。
【０１０５】
以上、本実施例によれば、感光ドラム１の回転速度を変化させた場合においても、掃き寄せ現象の発生を抑制し、又、画像濃度の変化を防止して、常に高品位な画像を安定して形成することができる。
【０１０６】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと実質的に同じである。従って、実施例１のものと実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１０７】
本実施例では、画像濃度を現像ローラ１１の速度によって制御する。つまり、本実施例の画像形成装置１００においては低印字モード、標準モード、高印字モードを設け、低印字モードでは現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差を落として画像濃度を低くし、高印字モードでは現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差を上げて画像濃度を高くする。尚、各モードにおける感光ドラム１の周速度は一定である。その他の画像形成装置１００の構成及び動作においては実施例２の画像形成装置と同様である。
【０１０８】
本実施例の画像形成装置１００の制御態様は、図２に示すものと概略同様とし得るが、画像形成装置１００は更に、現像ローラ１１の駆動部が備える駆動源（図示せず）に接続され、記録材Ｑの種類又は外部情報によって現像ローラ１１の回転速度を任意に変更可能なように回路構成された駆動回路とされる、現像ローラ速度変更手段（図示せず）を有する。現像ローラ速度変更手段は、制御部５０の制御手段（ＣＰＵ）５１が、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラム、データに従って生じる信号に応じて、現像ローラ１１の回転速度を変更する。
【０１０９】
ところで、高印字モード時には現像ローラの対感光ドラム周速度差を上げるため、現像に寄与されるトナー量が増加する。それによって画像濃度は増加するものの、上述のような掃き寄せ現象が悪化してしまうことがあった。
【０１１０】
そこで、本実施例では、現像ローラ１１の回転速度、即ち、現像ローラ１１の表面移動速度に応じて、感光ドラム１と現像ローラ１１との間に形成される振動電界の飛ばし側の電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力を切り替える。特に、本実施例では、該飛ばし側の電界、即ち、感光ドラム１にトナーＴを移動させる力を切り替えるのに、実施例２と同様、振動電界を形成する部分（パルス部）の時間をＰ、振動電界を形成していない部分（ブランク部）の時間をＢとしたとき、（ｉ）感光ドラム１の表面移動速度が上がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を大きくする振動電界を形成し、（ｉｉ）感光ドラム１の回動速度が下がった場合はＰ／（Ｐ＋Ｂ）の値を小さくする振動電界を形成する。
【０１１１】
表３に、現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差と現像バイアスとの対応値を示す。
【０１１２】
本実施例では、感光ドラム１上の暗電位を−５００Ｖ、明電位を−１００Ｖ、１パルス分の交流周波数を３０００Ｈｚ、交流振幅を２０００Ｖ、交流バイアスに重畳させる直流バイアスを−２５０Ｖ、現像デューティーを５０％とした。
【０１１３】
【表３】
2005234238.tif 000005
【０１１４】
本実施例では、上記表３のように高印字モード時には、ブランクパルスバイアスの振幅率を調整して掃き寄せを低減しつつ、画像濃度を上げる。又、低印字モード時には、現像ローラの対感光ドラム周速度差を下げ、且つ、ブランクパルスバイアスの振幅率を調整することにより、画像濃度を所定の値になるように制御する。
【０１１５】
本発明の効果を確認するために、比較例３として画像形成装置１００及び現像装置１０の構成は本実施例と同様であるが、現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差を変化しても現像バイアスは同一条件としたものを使用して、上記表３に従って現像バイアスを変化させた本実施例のものと比較した。
【０１１６】
比較例３の現像バイアスは、実施例バイアス条件（ａ）と同様であり、周波数３０００Ｈｚ、交流振幅Ｖｐｐ２０００Ｖ、直流電圧Ｖｄｃ−２５０Ｖ、１０／１０ＢＰとした。
【０１１７】
比較実験として、標準モードで印字し、５０枚後に高印字モードで１０枚印字、１００枚後に低印字モードで１０枚印字というように、５０枚ごとに標準モード→高印字モード、標準モード→低印字モードを繰り返して合計３６０枚印字した。そして、印字した各画像のベタ濃度を市販されている反射型濃度測定器を用いて測定し、又掃き寄せ値を上記の方法にて測定した。
【０１１８】
図１３に現像ローラの対感光ドラム周速度差における画像濃度の推移を示す。又、図１４に現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差における掃き寄せ値の推移を示す。各図中破線は、現像バイアスを１０／１０ＢＰに固定した比較例３の結果であり、実線は、現像ローラ１１の対感光ドラム周速度差の変化に応じてブランクパルスバイアスの振幅率を変化させた本実施例の結果である。
【０１１９】
図示するように、現像バイアスを固定した場合では、低印字モードから高印字モードにおける画像濃度変化が一定間隔にならず、標準モードから高印字モード時に切り換えた時の濃度変化量と、標準モードから低印字モードに切り換えたときの濃度変化量に差が生じてしまう。又、高印字モード時に掃き寄せが悪化してしまう。
【０１２０】
これに対して、本実施例では、各モードを切り換えたときの画像濃度変化量は一定になり、且つ、掃き寄せの悪化を低減することが可能であった。
【０１２１】
尚、本実施例においては、１０／１０ＢＰ、８／１６ＢＰ、１０／３ＢＰのブランクパルスを用いたが、ＳＤギャップ、感光ドラム、現像ローラ径などの諸条件によって最適なブランクパルス値は変化する。そのため、ブランクパルスバイアスの変化量は各画像形成装置の諸条件に応じた任意の値を用いることで本発明の効果を得ることができる。
【０１２２】
又、本実施例では現像ローラ１１の回転速度に応じブランクパルスバイアスの振幅率を変更したが、実施例１にて説明したように、これに替えて若しくは加えて、交流振幅（ピーク間電圧）Ｖｐｐ、交流バイアスに重畳させる直流バイアス値Ｖｄｃ、現像デューティー、交流波形の少なくとも１つを変えるか、更に、周波数ｆも変更してもよい。
【０１２３】
以上、本発明を具体的実施例に即して説明したが、本発明は上記各実施例の態様に限定されるものではない。以下、幾つかの他の実施例について説明する。
【０１２４】
上記各実施例では、簡単のために、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかのトナーを備えた現像装置にて静電像を現像し、単色の画像を形成するものとして説明したが、本発明は複数種類（色）のトナーによってカラー画像を形成するカラー画像形成装置にも好適に適用し得るものである。カラー画像形成装置では、複数色のトナーを重ね合わせて画像を得るため、前述のような画像濃度の変化、掃き寄せ現象の悪化はより顕著になりやすい。そのため、本発明はカラー画像形成装置において極めて有効に作用する。
【０１２５】
カラー画像形成装置としては、１つの像担持体上に複数の現像手段にて順次に形成したトナー像、若しくは複数の像担持体上にそれぞれ現像手段にて形成したトナー像を、現像剤像搬送体としての記録材担持体上に担持された記録材に順次に転写するか、又は、現像剤像搬送体としての中間転写体上に直接に順次に重ね合わせて転写した後一括して記録材に転写して、その後定着させることによって記録画像を得るものが周知である。
【０１２６】
例えば、図１５は、像形成手段として、それぞれ像担持体として感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備え、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成したトナー像を、各一次転写部ｔ１にて、一次転写手段としての一次転写ローラ４の作用により中間転写体としての中間転写ベルト８１に順次重ね合わせて一次転写する。次いで、このトナー像を、二次転写部ｔ２において、二次転写手段としての二次転写ローラ９の作用により記録材Ｑに一括して二次転写する。図１５中、図１の画像形成装置１００と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有す要素には同一符号を付している。又、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに共通して設けられる実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には、それそれの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに属する要素であることを示すように、添え字ａ〜ｄを与えている。
【０１２７】
又、図１６は、現像剤像搬送体として中間転写ベルトの代わりに記録材担持体を有するカラー画像形成装置の要部概略構成を示す。斯かる画像形成装置は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにて形成するトナー像を記録材担持体としての記録材担持ベルト８２上に担持された記録材Ｑ上に、順次に重ね合わせて転写し、これを定着させることで記録画像を得る。図１６中、図１若しくは図１５に示す画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一の符号を付してある。
【０１２８】
又、図１７は、１つの像担持体に対して複数の現像手段を有し、該１つの像担持体上に順次に形成した現像剤像を、記録材担持体上に担持された記録材に転写するか、或いは中間転写体に順次に１次転写した後一括して記録材に２次転写するかして記録画像を得る形態の画像形成装置の一例の要部概略構成を示す。図示の例では、画像形成装置は、複数の現像手段として４つの現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを回転体１０Ａに装着した回転式現像装置１０を有する。回転体１０Ａを回動させることによって像担持体たる感光ドラム１に対し所望の現像手段を対向させ、この感光ドラム１上に順次に所望の現像手段によってトナー像を形成することができる。感光ドラム１に順次に形成されるトナー像は、一次転写部ｔ１にて中間転写体たる中間転写ベルト８１に一次転写し、次いで二次転写部ｔ２にて一括して記録材Ｑに二次転写する。図１７中、図１、図１５若しくは図１６に示す画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一の符号を付してある。
【０１２９】
これら他の態様の画像形成装置においても、各現像手段について上記実施例１〜３と同様にして現像バイアスを制御することにより、本発明を等しく適用することができ、上記同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略制御ブロック図である。
【図３】感光ドラムと現像ローラとの間に形成される振動電界を説明するための説明図である。
【図４】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図５】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図６】ブランクパルスバイアスを説明するための模式図である。
【図７】本発明に従う現像バイアスの波形変化を説明するための模式図である。
【図８】掃き寄せ現象を説明するための模式図である。
【図９】掃き寄せの数値化を説明するためのグラフ図である。
【図１０】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図１３】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図１４】本発明の効果を示すグラフ図である。
【図１５】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略構成図である。
【図１６】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の要部概略構成図である。
【図１７】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の要部概略構成図である。
【図１８】従来の画像形成装置を説明するための画像形成装置の一例の要部概略構成図である。
【図１９】感光ドラムの回転速度による画像濃度の変化現象を説明するためのグラフ図である。
【図２０】掃き寄せ現象を説明するための模式図である。
【図２１】感光対ドラムの回転速度による掃き寄せ値の変化現象を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１          感光ドラム（像担持体、電子写真感光体）
２          帯電ローラ（一次帯電器、帯電手段）
３          レーザスキャナ（露光装置、露光手段）
４          転写ローラ（転写帯電器、転写手段）
５          クリーニング装置（クリーニング手段）
８          感光ドラム速度変更手段
１０        現像装置（現像手段）
１１        現像ローラ
１８        現像バイアス電源（電圧印加手段）
１９        現像バイアス変更手段
５１        ＣＰＵ（制御手段）
Ｔ          トナー（現像剤）
１００      画像形成装置
【図１】
2005234238.tif 000006
【図２】
2005234238.tif 000007
【図３】
2005234238.tif 000008
【図４】
2005234238.tif 000009
【図５】
2005234238.tif 000010
【図６】
2005234238.tif 000011
【図７】
2005234238.tif 000012
【図８】
2005234238.tif 000013
【図９】
2005234238.tif 000014
【図１０】
2005234238.tif 000015
【図１１】
2005234238.tif 000016
【図１２】
2005234238.tif 000017
【図１３】
2005234238.tif 000018
【図１４】
2005234238.tif 000019
【図１５】
2005234238.tif 000020
【図１６】
2005234238.tif 000021
【図１７】
2005234238.tif 000022
【図１８】
2005234238.tif 000023
【図１９】
2005234238.tif 000024
【図２０】
2005234238.tif 000025
【図２１】
2005234238.tif 000026