(57)【要約】  【課題】  トナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  感光体１上の静電潜像の現像に用いる現像ローラ３ｂに、交流電圧を直流電圧に重畳した現像バイアス電圧を印加する現像バイアス出力部を備え、該現像バイアス出力部によって現像バイアス電圧の直流電圧が変更される画像形成装置において、前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて交流電圧の波高を変更する。【選択図】      図１
2007047501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像の現像に用いる現像ローラに、交流電圧を直流電圧に重畳した現像バイアス電圧を印加する現像バイアス出力部を備え、該現像バイアス出力部によって現像バイアス電圧の直流電圧が変更される画像形成装置において、
前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて交流電圧の波高を変更するように構成してあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の半分の値が直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、前記交流電圧の波高を変更するように構成してあることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の変更に応じて前記交流電圧の周波数を変更するように構成して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】
前記現像バイアス出力部は、
交流電源部と、
該交流電源部から出力される交流電圧の波高を変更する交流電圧変更手段と
を備え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、像担持体上の静電潜像の現像に用いる現像ローラに、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧を印加する現像バイアス出力部を備え、該現像バイアス出力部によって現像バイアス電圧の直流電圧が変更される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ機、又は複合機などに、感光体（像担持体）上の静電潜像を現像し、現像した静電潜像を印刷用紙に転写及び定着させる画像形成装置が用いられている。このような画像形成装置においては、トナーの劣化によって画質が変化したり、環境の変化による感光体の表面電位の変化によって画質が変化することがある。そのため、トナーの劣化又は環境の変化に応じて、現像ローラに印加する現像バイアス電圧を変更することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５（ａ）及び（ｂ）は現像バイアス電圧の変更の例を示す波形図である。現像バイアス電圧は、直流電圧に交流電圧が重畳されており、図５（ａ）の例では、−４５０Ｖの直流電圧に、波高（ピーク・ピーク値）が８００Ｖの交流電圧が重畳されている。図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から現像バイアス電圧を変更した状態を示しており、直流電圧が−４５０Ｖから−３５０Ｖに変更されている。
【特許文献１】特開平５−３０７３０４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、感光体の表面電位に比べて大きな波高の交流電圧が重畳された現像バイアス電圧を現像ローラに印加した場合、感光体の表面電位に関わらず、感光体と現像ローラとの間に交番電界が形成されているため、現像後の感光体上のトナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなど画質が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、現像ローラに印加される現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて現像バイアス電圧の交流電圧の波高を変更するように構成したことにより、トナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の半分の値が直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、前記交流電圧の波高を変更するように構成したことにより、トナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の変更に応じて前記交流電圧の周波数を変更するように構成したことにより、無駄なトナー消費量を低減し、画質の低下を防止することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、交流電源部と、該交流電源部から出力される交流電圧の波高を変更する交流電圧変更手段とを備えることにより、現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて交流電圧を変更し、トナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体上の静電潜像の現像に用いる現像ローラに、交流電圧が直流電圧に重畳した現像バイアス電圧を印加する現像バイアス出力部を備え、該現像バイアス出力部によって現像バイアス電圧の直流電圧が変更される画像形成装置において、前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて交流電圧の波高を変更するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の半分の値が直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、前記交流電圧の波高を変更するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、前記現像バイアス出力部は、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の変更に応じて前記交流電圧の周波数を変更するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、前記現像バイアス出力部は、交流電源部と、該交流電源部から出力される交流電圧の波高を変更する交流電圧変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、現像ローラに印加される現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて、現像バイアス出力部が現像バイアス電圧の交流電圧の波高を変更するため、直流電圧の絶対値を低下させる際に交流電圧の波高（ピーク・ピーク値）を低下させることができる。そのため、交流電圧の振動幅を低下させ、現像後の感光体上のトナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になることなどの画質低下を防止できる。
【００１４】
本発明においては、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の半分の値が直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、現像バイアス出力部が前記交流電圧の波高を変更するため、交流電圧の振動幅を十分に低下させ、現像後の感光体上のトナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる。現像バイアス電圧の交流電圧の波高の半分の値が直流電圧の絶対値以上の場合は、交流電圧の振動幅が十分に低下せず、現像後の感光体上のトナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下が生じる。
【００１５】
本発明においては、現像バイアス電圧の交流電圧の波高の変更に応じて、現像バイアス出力部が前記交流電圧の周波数を変更する。例えば、交流電圧の波高が高くなるに従い交流電圧の周波数を高くする。交流電圧の周波数を高くした場合、ドットの大きさに対し、忠実に現像することが難しくなるが、非画像部でのトナーの消費は少なくなる。そのため、交流電圧の周波数を高くした場合は、階調性は低下するが、地汚れは発生し難くなる。これにより、無駄なトナー消費量を低減すると共に、画質の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明においては、交流電源部から出力される交流電圧の波高を交流電圧変更手段で変更するため、現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて、交流電圧の波高を変更することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる。
【００１８】
本発明によれば、無駄なトナー消費量を低減すると共に、画質の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す模式図である。画像形成装置は円筒状の感光体（像担持体）１を備え、図示しないモータによって時計回りに回転される。感光体１の表面には光（レーザー光）が照射され、形成すべき画像に対応する静電潜像が形成される。感光体１の周りには、回転方向に沿って、感光体１の帯電を行う帯電器２、感光体１上の静電潜像を現像する現像装置３、現像された静電潜像を印刷用紙６に転写する転写器４、及び感光体１の残留トナーを回収するクリーナ５などが配置されている。以下、モノクロ印刷の場合を例にして説明を行う。
【００２０】
現像装置３は、トナーを含む現像剤が格納されており、現像ローラ３ｂと、現像ローラ３ｂに現像剤を供給する供給ローラ３ａとを備える。現像ローラ３ｂには、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。現像バイアス電位と感光体１の表面の電位との差によって電界が生じ、この電界によってトナーが感光体１上に形成された静電潜像に与えられ、その静電潜像が現像される。現像バイアス電圧は、現像装置３に設けられた現像バイアス出力部３ｃから出力される。現像バイアス出力部３ｃは、直流電圧及び交流電圧を出力する図示しない電源部（交流電源部）と、電源部から出力される直流電圧を増減させる直流電圧増減部と、電源部から出力される交流電圧の波高（ピーク・ピーク値）を増減させる交流電圧増減部（交流電圧変更手段）とを備える。なお電源部は、電源を含んでいても良いし、外部電源に接続されていても良い。
【００２１】
図２は、現像装置３に関する制御構成を示すブロック図である。現像装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部１０に接続され、制御部１０にはＲＡＭ（Random Access Memory）１２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１４が接続されている。現像装置３の現像バイアス出力部３ｃ（直流電圧増減部、交流電圧増減部）は制御部１０によって制御される。なお、現像バイアス出力部３ｃは、現像装置３内に設けても、現像装置３外に設けてもよい。
【００２２】
また、現像装置３の現像ローラ３ｂを回転させるモータ及び供給ローラ３ａを回転させるモータの回転速度なども制御部１０によって制御される。また、図示していないが、画像形成装置内の各構成部も制御部１０によって制御される。例えば感光体１を回転させるモータの回転速度、及び、帯電器２の電圧なども制御部１０によって制御される。ＲＯＭ１４には制御用のプログラム及びデータが記憶されており、制御部１０はＲＯＭ１４に記憶されているプログラムを実行して画像形成装置内の各構成部の制御を行う。プログラムの実行中に生じた一時的なデータは、ＲＡＭ１２に記憶される。
【００２３】
現像バイアス出力部３ｃの交流電圧増減部は、制御部１０の制御によって、直流電圧の変更に応じて交流電圧の波高を変更する。より詳しくは、交流電圧の波高の半分の値が、直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、交流電圧の波高を変更する。
【００２４】
図３（ａ）及び（ｂ）は現像バイアス電圧の変更の例を示す波形図である。現像バイアス電圧は、直流電圧に交流電圧が重畳されており、図３（ａ）の例では、−４５０Ｖの直流電圧に、波高（ピーク・ピーク値）が８００Ｖの交流電圧が重畳されている。図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から現像バイアス電圧を変更した状態を示しており、制御部１０の制御により、直流電圧増減部は直流電圧を−４５０Ｖから−３５０Ｖに変更し、交流電圧増減部は交流電圧の波高（ピーク・ピーク値）を８００Ｖから６００Ｖに変更している。この場合、
交流電圧の波高の半分（＝６００÷２＝３００）＜直流電圧の絶対値（＝３５０）
となっている。
【００２５】
現像バイアス電圧の直流電圧の変更に応じて交流電圧を変更することにより、交流電圧の振動幅を低下させ、現像後の感光体上のトナーが印刷用紙上のドット周辺に飛び散ってキレのない画質になるなどの画質低下を防止できる。なお、前記画質低下を防止するためには、交流電圧の波高の半分が直流電圧の絶対値よりも小さくなるように、交流電圧の波高を低下させる必要がある。
【００２６】
現像バイアス出力部３ｃの交流電圧増減部は、制御部１０の制御により、交流電圧の波高の変更に応じて交流電圧の周波数を変更することも可能である。より詳しくは、交流電圧の波高が高くなるに従い交流電圧の周波数を高くする。交流電圧の周波数を高くした場合、ドットの大きさに対し、忠実に現像することが難しくなるが、非画像部でのトナーの消費は少なくなる。そのため、交流電圧の周波数を高くした場合は、階調性は低下するが、地汚れは発生し難くなる。これにより、無駄なトナー消費量を低減すると共に、画質低下を防止することができる。
【００２７】
上述した実施の形態において、現像バイアス電圧の直流電圧に重畳する交流電圧として正弦波を例にして説明したが、交流電圧は、三角波又は矩形波であってもよい。
【００２８】
また、図１に示す画像形成装置の現像装置は、カラー画像形成装置の場合は、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの各色の現像装置が設けられる。図４（ａ）はカラー画像形成装置の現像装置の例を示すブロック図である。図４（ａ）では、ブラック用現像装置３１、シアン用現像装置３２、マゼンタ用現像装置３３、イエロー用現像装置３４が制御部１０に接続されている。また、ブラック用現像装置３１は現像バイアス出力部３１ｃを備え、シアン用現像装置３２は現像バイアス出力部３２ｃを備え、マゼンタ用現像装置３３は現像バイアス出力部３３ｃを備え、イエロー用現像装置３４は現像バイアス出力部３４ｃを備え、夫々が出力する現像バイアス電圧が制御部１０によって制御される。なお、現像バイアス出力部は現像装置の内部又は外部に設けることが可能である。
【００２９】
また、各色の現像装置３１，３２，３３，３４に個別に現像バイアス出力部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃを設けずに、共通の現像バイアス出力部を設けることも可能である。図４（ｂ）はカラー画像形成装置の現像装置の他の例を示すブロック図である。図の例では、ブラック用現像装置３５、シアン用現像装置３６、マゼンタ用現像装置３７、イエロー用現像装置３８、及び現像バイアス出力部３９が制御部１０に接続されている。現像バイアス出力部３９は、各現像装置３５，３６，３７，３８に現像バイアス電圧を出力する。
【００３０】
また、図１に示す例では、感光体１から印刷用紙６に画像を転写及び定着させているが、感光体１から転写ベルトに画像を転写し、転写ベルトに転写された画像を印刷用紙に転写及び定着させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】現像装置に関する制御構成を示すブロック図である。
【図３】現像バイアス電圧の変更の例を示す波形図である。
【図４】カラー画像形成装置の現像装置の例を示すブロック図である。
【図５】現像バイアス電圧の従来の変更の例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  感光体
２  帯電器
３  現像装置
４  転写器
５  クリーナ
１０  制御部
１２  ＲＡＭ
１４  ＲＯＭ
【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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