(57)【要約】【課題】現像ローラの電圧及び帯電器の電圧を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、前記制御部は、前記第１の電圧印加部及び前記第２の電圧印加部のそれぞれに前記第１の電圧及び前記第２の電圧の印加を開始させた後に、前記第１の電圧が第１の所定電圧に到達した第１のタイミングにおける前記第２の電圧に基づいて、該第１のタイミング以後における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第２の割合を、該第１のタイミング以前における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第１の割合よりも小さくするか否かを判定すること、を特徴とする。【選択図】図３
2016151609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に回転させられる感光体と、
前記感光体の周面を帯電させる帯電部と、
トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、かつ、第１の極性に帯電したトナーを前記感光体の周面に付与する現像剤担持体を含む現像部と、
前記帯電部に対して前記第１の極性の第１の電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記現像剤担持体に対して前記第１の極性の第２の電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧を検知する第１の電圧検知部と、
前記第２の電圧を検知する第２の電圧検知部と、
制御部と、
を備えており、
前記制御部は、前記第１の電圧印加部及び前記第２の電圧印加部のそれぞれに前記第１の電圧及び前記第２の電圧の印加を開始させた後に、前記第１の電圧が第１の所定電圧に到達した第１のタイミングにおける前記第２の電圧に基づいて、該第１のタイミング以後における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第２の割合を、該第１のタイミング以前における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第１の割合よりも小さくするか否かを判定すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の所定電圧は、前記感光体の周面に形成された静電潜像の現像が行われているときに、前記第１の電圧印加部が前記帯電部に印加している前記第１の電圧であること、
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の電圧印加部が前記第１の電圧の印加を開始したタイミングにおいて前記帯電部により帯電させられた部分が前記感光体の回転により前記現像剤担持体まで到達するタイミングを第２のタイミングとし、
前記第１のタイミング以後において前記第１の割合で前記第２の電圧の絶対値が増加した場合に、前記第１の所定電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有する第２の所定電圧まで該第２の電圧値が到達するタイミングを第３のタイミングとし、
前記制御部は、前記第２のタイミングよりも第１の時間だけ前の第４のタイミングよりも前記第３のタイミングが早い場合には、前記第２の割合を、前記第１の割合よりも小さくすること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の電圧印加部が前記第１の電圧の印加を開始したタイミングにおいて前記帯電部により帯電させられた部分が前記感光体の回転により前記現像剤担持体まで到達するタイミングを第２のタイミングとし、
前記第１のタイミングにおいて前記帯電部により帯電させられた部分が前記感光体の回転により前記現像剤担持体まで到達するタイミングを第４のタイミングとし、
前記制御部は、前記第２のタイミングよりも第２の時間だけ後の第５のタイミングよりも前記第４のタイミングが遅い場合には、第２の割合を、第１の割合よりも小さくすること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のタイミングにおいて前記帯電部により帯電させられた部分が前記感光体の回転により前記現像剤担持体まで到達するタイミングを第４のタイミングとし、
前記制御部は、前記第４のタイミングに、前記第２の電圧印加部が前記第１の所定電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有する第２の所定電圧まで前記第２の電圧を変化させることができるように、前記第２の割合を決定すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１のタイミングにおける前記第２の電圧と前記第２の割合との対応関係を記憶する記憶部を、
更に備えており、
前記制御部は、前記対応関係に基づいて、前記第２の割合を決定すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項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、画像形成装置に関し、特に、印刷媒体にトナー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な画像形成装置では、例えば、現像ローラに−８００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラムに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、感光体ドラムには、光走査装置により、ビームが照射される。感光体ドラムにおいてビームが照射された部分の電圧は、例えば、−１００Ｖとなる。これにより、負に帯電したトナーは、現像ローラから感光体ドラムのビームが照射されていない部分には移動せず、現像ローラから感光体ドラムのビームが照射された部分には移動する。これにより、トナー画像の現像が行われている。
【０００３】
ところで、一般的な画像形成装置では、以下に説明する動作により、感光体ドラムにキャリアが付着することを防止している。図８は、感光体ドラム５００、帯電器５０２及び現像ローラ５０４を示した図である。図９は、感光体ドラム５００に印加される電圧及び現像ローラ５０４に印加される電圧の立ち上げ時の変化を示したグラフである。図１０は、感光体ドラム５００において現像ローラ５０４が対向している部分の電圧の変化と現像ローラ５０４の電圧の変化とを示したグラフである。なお、図１０における感光体ドラム５００において現像ローラ５０４が対向している部分の電圧の変化とは、図９の感光体ドラム５００に印加される電圧の変化を、感光体ドラム５００が帯電器５０２から現像ローラ５０４まで回転するのに必要な時間だけ遅延させたものである。図９及び図１０において、縦軸は電圧を示し、横軸は時刻を示す。
【０００４】
画像形成装置では、帯電器５００が出力した電圧の絶対値は、所定の割合で増加していき、時刻Ｔ１０１において１０００Ｖ（−１０００Ｖ）に到達した後に一定となる。また、現像ローラ５０４に印加される電圧の絶対値も、所定の割合で増加していき、時刻Ｔ１０２において８００Ｖ（−８００Ｖ）に到達した後に一定となる。よって、感光体ドラム５００において−１０００Ｖの電圧が印加された部分が現像ローラ５０４に到達したタイミングで、現像ローラ５０４に印加される電圧が−８００Ｖに到達することが好ましい。
【０００５】
しかしながら、上記タイミングにはばらつきが存在する。そのため、感光体ドラム５００において−１０００Ｖの電圧が印加された部分が現像ローラ５０４に到達するよりも前又は後に、現像ローラ５０４の電圧が−８００Ｖに到達するおそれがある。特に、現像ローラ５０４の到達が遅れると、感光体ドラム５００の電圧と現像ローラ５０４の電圧との差が大きくなり、感光体ドラム５００から現像ローラ５０４へと向かう電界が強くなる。そのため、現像ローラ５０４から感光体ドラム５００へと向かう方向に正に帯電したキャリアが受ける力が大きくなる。その結果、キャリアが電界により受ける力が、キャリアが現像ローラ５０４に磁力により吸着させられる力よりも大きくなる。よって、現像ローラ５０４から感光体ドラム５００へとキャリアが移動してしまう。感光体ドラム５００にキャリアが付着すると、画像形成装置にダメージが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、画像形成装置では、図１０に示すように、感光体ドラム５００において電圧の印加が開始された部分が現像ローラ５０４に到達する時刻Ｔ１０３よりも所定時間Ｔ１００だけ前の時刻Ｔ１０２に、現像ローラ５０４の電圧を−８００Ｖに到達させている。これにより、感光体ドラム５００にキャリアが付着することが抑制される。
【０００７】
しかしながら、一般的な画像形成装置では、トナーが無駄に消費されるという問題がある。より詳細には、図１０の斜線領域に示すように、現像ローラ５０４の電圧を−８００Ｖに到達させるタイミングを早くした場合、現像ローラ５０４の電圧が感光体ドラム５００の電圧よりも低くなる期間が発生する。この期間において、負に帯電したトナーが、現像ローラ５０４から感光体ドラム５００へと移動してしまう。
【０００８】
ここで、所定時間Ｔ１００を短くすれば、トナーの無駄な消費が低減される。しかしながら、所定時刻Ｔ１００は、感光体ドラム５００に印加される電圧及び現像ローラ５０４に印加される電圧の立ち上がりのばらつき等を考慮して定められる時間である。したがって、所定時刻Ｔ１００を０にすることは困難である。
【０００９】
なお、画像形成装置に関連する発明としては、例えば、特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。該画像形成装置では、現像バイアスの立ち上げタイミングを制御して、現像剤の無駄な消費を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１１３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、現像ローラの電圧及び帯電器の電圧を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる新たな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】
【００１２】
本発明の一形態に係る画像形成装置によれば、
所定方向に回転させられる感光体と、
前記感光体の周面を帯電させる帯電部と、
トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、かつ、第１の極性に帯電したトナーを前記感光体の周面に付与する現像剤担持体を含む現像部と、
前記帯電部に対して前記第１の極性の第１の電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記現像剤担持体に対して前記第１の極性の第２の電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧を検知する第１の電圧検知部と、
前記第２の電圧を検知する第２の電圧検知部と、
制御部と、
を備えており、
前記制御部は、前記第１の電圧印加部及び前記第２の電圧印加部のそれぞれに前記第１の電圧及び前記第２の電圧の印加を開始させた後に、前記第１の電圧が第１の所定電圧に到達した第１のタイミングにおける前記第２の電圧に基づいて、該第１のタイミング以後における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第２の割合を、該第１のタイミング以前における単位時間当たりに該第２の電圧の絶対値が増加する第１の割合よりも小さくするか否かを判定すること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像ローラの電圧及び帯電器の電圧を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【図２】画像形成装置１の感光体ドラム４Ｋ及び帯電器５Ｋへの電圧印加に関する構成のブロック図である。
【図３】感光体ドラム４Ｋに印加される帯電電圧Ｖ１及び現像ローラ５０Ｋに印加される現像電圧Ｖ２の立ち上げ時の変化を示したグラフである。
【図４】感光体ドラム４Ｋにおいて現像ローラ５０Ｋが対向している部分の電圧の変化と現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２の変化とを示したグラフである。
【図５】感光体ドラム４Ｋにおいて現像ローラ５０Ｋが対向している部分の電圧の変化と現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２の変化とを示したグラフである。
【図６】ＨＶ出力制御部１０２が行う動作のフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ１のサブルーチンのフローチャートである。
【図８】感光体ドラム５００、帯電器５０２及び現像ローラ５０４を示した図である。
【図９】感光体ドラム５００に印加される帯電電圧及び現像ローラ５０４に印加される電圧の立ち上げ時の変化を示したグラフである。
【図１０】感光体ドラム５００において現像ローラ５０４が対向している部分の電圧の変化と現像ローラ５０４の電圧の変化とを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１において、紙面の左右方向を単に左右方向と呼び、紙面の前後方向を単に前後方向と呼び、紙面の上下方向を単に上下方向と呼ぶ。図２は、画像形成装置１の感光体ドラム４Ｋ及び帯電器５Ｋへの電圧印加に関する構成のブロック図である。上下方向は鉛直方向に一致しており、前後方向は主走査方向に一致している。また、前後方向、上下方向及び左右方向は互いに直交している。なお、ここでの方向はあくまで一例である。
【００１７】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成されている。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙（印刷媒体）に画像を形成する機能を有し、図１及び図２に示すように、印刷部２、本体３、給紙カセット１５ａ、搬送ローラ対１８ａ、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１、排紙トレイ２３、制御部１００、メモリ１０４及び高圧電源１０６Ｋを備えている。なお、画像形成装置１は、高圧電源１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃも備えているが、図２では高圧電源１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃを省略した。
【００１８】
制御部１００は、画像形成装置１の動作を制御し、例えば、ＣＰＵにより構成されている。メモリ１０４は、所定の情報を記憶する。
【００１９】
本体３は、画像形成装置１の筐体であり、印刷部２、給紙カセット１５ａ、搬送ローラ対１８ａ、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１、制御部１００、メモリ１０４及び高圧電源１０６Ｋを収容している。
【００２０】
給紙カセット１５ａは、複数の用紙を収容することができると共に、用紙を１枚ずつ供給する。給紙カセット１５ａは、概略、用紙トレイ１６ａ及び給紙ローラ１７ａを含む。用紙トレイ１６ａには、印刷前の状態の用紙が複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７ａは、用紙トレイ１６ａに載置された用紙を１枚ずつ取り出す。
【００２１】
搬送ローラ対１８ａは、給紙カセット１５ａの右側に設けられており、給紙ローラ１７ａが取り出した用紙をタイミングローラ対１９へと搬送する。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙に２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙を搬送する。
【００２２】
印刷部２は、その内部においてトナー画像を形成すると共に、タイミングローラ対１９により搬送されてきた用紙にトナー画像を転写する。印刷部２は、光走査装置６、転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４、クリーニング装置１８及び作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを含んでいる。また、作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋはそれぞれ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ及びクリーナー９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを含んでいる。
【００２３】
感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、本体３内に設けられ、前後方向に延在する円筒形状をなしている。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、前側から平面視したときに、時計回りに回転させられる。
【００２４】
帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋはそれぞれ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に負の帯電電圧Ｖ１を印加して、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面を帯電させる。したがって、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにはそれぞれ、後述する高圧電源１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋにより負の帯電電圧Ｖ１が印加される。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に形成された静電潜像の現像が行われるときの帯電電圧Ｖ１は、例えば、−１０００Ｖである。
【００２５】
光走査装置６は、制御部１００の制御により、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面においてビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが照射された部分の電圧は、例えば、−１００Ｖとなる。これにより、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面には静電潜像が形成される。
【００２６】
現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋはそれぞれ、本体３内に設けられ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部として機能する。現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋはそれぞれ、現像ローラ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを含んでいる。以下に、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋについて、現像装置７Ｋを例に挙げて説明する。
【００２７】
現像装置７Ｋは、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容している。現像装置７Ｋは、図示しない搬送スクリューにより、現像剤を撹拌しながら搬送する。これにより、トナーが負に帯電し、キャリアが正に帯電する。現像ローラ５０Ｋは、前後方向に延在する円筒状をなしており、トナー及びキャリアからなる現像剤を磁力によりその周面に担持する現像剤担持体である。また、現像ローラ５０Ｋには、後述する高圧電源１０６Ｋにより負の現像電圧Ｖ２が印加される。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に形成された静電潜像の現像が行われるときにおいて、現像電圧Ｖ２の絶対値は、帯電電圧Ｖ１の絶対値よりも小さい。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に形成された静電潜像の現像が行われるときの現像電圧Ｖ２は、例えば、−８００Ｖである。現像ローラ５０Ｋは、感光体ドラム４Ｋに対向しており、現像ローラ５０Ｋと感光体ドラム４Ｋとの間の電位差により、負に帯電したトナーを感光体ドラム４Ｋの周面に付与して、静電潜像をトナー画像に現像する。
【００２８】
より詳細には、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射されていない部分の電圧は、帯電電圧Ｖ１と等しく−１０００Ｖである。また、現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２は、−８００Ｖである。そのため、現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２は、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射されていない部分の電圧よりも高い。したがって、負に帯電したトナーは、現像ローラ５０Ｋから感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射されていない部分へと移動しない。また、正に帯電したキャリアは、現像ローラ５０Ｋから感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射されていない部分へと向かう方向に電界により力を受ける。ただし、キャリアは、現像ローラ５０Ｋに設けられた磁石の磁力により現像ローラ５０Ｋに引き付けられているので、現像ローラ５０Ｋから感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射されていない部分へと移動しない。
【００２９】
一方、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された部分の電圧は、帯電電圧Ｖ１と等しく−１００Ｖである。そのため、現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２は、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された部分の電圧よりも低い。したがって、負に帯電したトナーは、現像ローラ５０Ｋから感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された部分へと移動する。これにより、静電潜像の現像が行われる。
【００３０】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。中間転写ベルト１１には、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、１次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、前側から平面視したときに、中間転写ベルト１１を反時計回りに駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。
【００３１】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。クリーニング装置１８は、用紙へのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。
【００３２】
トナー画像が２次転写された用紙は、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる。
【００３３】
排紙ローラ対２１は、定着装置２０を通過した用紙を排紙トレイ２３上に排出する。排紙トレイ２３上には、印刷済みの用紙が積載される。
【００３４】
次に、図２を参照しながら画像形成装置１の帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及び現像ローラ５０Ｙ，５０Ｍ．５０Ｃ，５０Ｋへの電圧印加に関する構成について説明する。ただし、以下では、帯電器５Ｋ及び現像ローラ５０Ｋを例に挙げて説明する。
【００３５】
高圧電源１０６Ｋは、ＤＣトランス１０８Ｋ及びＤＣトランス１１０Ｋを含んでいる。ＤＣトランス１０８Ｋは、帯電器５Ｋに対して帯電電圧Ｖ１を印加する。ＤＣトランス１１０Ｋは、現像ローラ５０Ｋに対して現像電圧Ｖ２を印加する。
【００３６】
制御部１００は、ＨＶ出力制御部１０２を含んでいる。ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１を検知して、ＰＷＭ制御により、帯電電圧Ｖ１の立ち上がりをフィードバック制御する。更に、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２を検知して、ＰＷＭ制御により、現像電圧Ｖ２の立ち上がりをフィードバック制御する。
【００３７】
（画像形成装置の動作）
以下に、画像形成装置１の動作についてより詳細に説明する。画像形成装置１は、帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制するために、現像電圧Ｖ２の立ち上がりをフィードバック制御している。以下では、帯電器５Ｋの帯電電圧Ｖ１及び現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２を例に挙げて説明する。以下に説明する動作は、例えば、夜間に画像形成装置１の動作が停止していた場合に、翌日の最初の印刷動作時に行われる。
【００３８】
図３は、感光体ドラム４Ｋに印加される帯電電圧Ｖ１及び現像ローラ５０Ｋに印加される現像電圧Ｖ２の立ち上げ時の変化を示したグラフである。図４及び図５は、感光体ドラム４Ｋにおいて現像ローラ５０Ｋが対向している部分の電圧の変化と現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２の変化とを示したグラフである。なお、図４における感光体ドラム４Ｋにおいて現像ローラ５０Ｋが対向している部分の電圧の変化とは、図３の感光体ドラム４Ｋに印加される帯電電圧Ｖ１の変化を、感光体ドラム４Ｋが帯電器５Ｋから現像ローラ５０Ｋまで回転するのに必要な時間Ｔ０だけ遅延させたものである。また、図４と図５とでは、電圧Ｖａ及び割合α２が異なる。図３ないし図５において、縦軸は電圧を示し、横軸は時刻を示す。
【００３９】
ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１において帯電電圧Ｖ１の帯電器５Ｋへの印加をＤＣトランス１０８Ｋに開始させる。これにより、帯電電圧Ｖ１の０Ｖから−１０００Ｖへの変化が開始される。この際、制御部１００は、感光体ドラム４Ｋを回転させる。
【００４０】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１から所定時間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ２において現像電圧Ｖ２の現像ローラ５０Ｋへの印加をＤＣトランス１１０Ｋに開始させる。この際、ＨＶ出力制御部１０２は、単位時間当たりに現像電圧Ｖ２の絶対値が増加する割合α１を最大値に設定する。また、所定時間Ｔ１は、予め設定された時間であり、例えば、制御部１００によりタイマーによりカウントされる。
【００４１】
ＨＶ出力制御部１０２は、ＤＣトランス１０８Ｋ，１１０Ｋのそれぞれに帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２の印加を開始させた後に、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した時刻ｔ３における現像電圧Ｖ２（以下、電圧Ｖａと呼ぶ）に基づいて、時刻ｔ３以後における単位時間当たりに現像電圧Ｖ２の絶対値が増加する割合α２を、時刻ｔ３以前における単位時間当たりに現像電圧Ｖ２の絶対値が増加する割合α１よりも小さくするか否かを判定する。以下に、かかる判定について説明する。
【００４２】
図４に示すように、ＤＣトランス１０８Ｋが帯電電圧Ｖ１の印加を開始した時刻ｔ１において帯電器５Ｋにより帯電させられた部分が感光体ドラム４Ｋの回転により現像ローラ５０Ｋまで到達する時刻を時刻ｔ４とする。まず、ＨＶ出力制御部１０２は、電圧Ｖａ及び割合α１に基づいて、時刻ｔ３以後において割合α１で現像電圧Ｖ２の絶対値が増加した場合に、−８００Ｖまで現像電圧Ｖ２が到達する時刻ｔ１０を算出する。具体的には、ＨＶ出力制御部１０２は、以下の式（１）により時刻ｔ１０を算出する。
【００４３】
ｔ１０＝ｔ３＋（Ｖａ−８００）／α１  ・・・（１）
【００４４】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ４よりも時間ｔａだけ前の時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早いか否かを判定する。そして、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早い場合には、図３及び図４に示すように、割合α２を割合α１よりも小さくする。
【００４５】
次に、割合α２の決定について説明する。ＨＶ出力制御部１０２は、図４に示すように、時刻ｔ３において帯電器５Ｋにより帯電させられた部分が感光体ドラム４Ｋの回転により現像ローラ５０Ｋまで到達する時刻ｔ５に、ＤＣトランス１１０Ｋが−８００Ｖまで現像電圧Ｖ２を変化させることができるように、割合α２を決定する。そこで、メモリ１０４は、複数種類の電圧Ｖａと複数種類の割合α２との対応関係を示した表１を記憶している。表１では、現像電圧Ｖ２が時刻ｔ３において電圧Ｖａ（電圧Ｖａ−１〜Ｖａ−５）であった場合に、ＤＣトランス１１０Ｋが−８００Ｖまで現像電圧Ｖ２を時刻ｔ５に変化させることができる割合α２（割合α２−１〜α２−６）が記録されている。表１では、電圧Ｖａの絶対値が大きくなるにしたがって、割合α２が小さくなっている。
【００４６】
【表１】
2016151609.tif 000003
【００４７】
ＨＶ出力制御部１０２は、表１の対応関係に基づいて、割合α２を決定する。具体的には、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ３において検知した電圧Ｖａに対応する割合α２を割合α２−１〜α２−６の中から選択する。以上の処理により、割合α２が決定される。そして、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ３以後では、決定した割合α２により現像電圧Ｖ２を立ち上げる。これにより、ＨＶ出力制御部１０２は、電圧Ｖａの絶対値が相対的に小さい場合には、図４に示すように、相対的に大きな割合α２により現像電圧Ｖ２を立ち上げる。一方、ＨＶ出力制御部１０２は、電圧Ｖａの絶対値が相対的に大きい場合には、図５に示すように、相対的に小さな割合α２により現像電圧Ｖ２を立ち上げる。
【００４８】
次に、帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２の立ち上げ時においてＨＶ出力制御部１０２が行う動作について、フローチャートを参照しながら説明する。図６は、ＨＶ出力制御部１０２が行う動作のフローチャートである。図７は、図６のステップＳ１のサブルーチンのフローチャートである。
【００４９】
まず、ＨＶ出力制御部１０２は、立ち上げ調整を実行する（ステップＳ１）。立ち上げ調整では、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１において、帯電器５Ｋへの帯電電圧Ｖ１の印加をＤＣトランス１０８Ｋに開始させる（ステップＳ１１）。
【００５０】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、ステップＳ１１（時刻ｔ１）から所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。所定時間Ｔ１が経過した場合には、本処理はステップＳ１３に進む。所定時間Ｔ１が経過していない場合には、本処理はステップＳ１２に戻る。
【００５１】
所定時間Ｔ１が経過した場合（すなわち、時刻ｔ２になった場合）、ＨＶ出力制御部１０２は、現像ローラ５０Ｋへの現像電圧Ｖ２の印加をＤＣトランス１１０Ｋに開始させる（ステップＳ１３）。
【００５２】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した場合には、本処理はステップＳ１５に進む。帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達しない場合には、本処理はステップＳ１４に戻る。
【００５３】
帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した場合、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２を計測して、電圧Ｖａを得る（ステップＳ１５）。ステップＳ１５のタイミングは、時刻ｔ３である。更に、ＨＶ出力制御部１０２は、電圧Ｖａ及び割合α１に基づいて、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した時刻ｔ３以後において割合α１で現像電圧Ｖ２の絶対値が増加した場合に、−８００Ｖまで現像電圧Ｖ２が到達する時刻ｔ１０を算出する（ステップＳ１６）。
【００５４】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１０が時刻ｔ１１よりも前か否かを判定する（ステップＳ１７）。時刻ｔ１１は、ＤＣトランス１０８Ｋが帯電電圧Ｖ１の印加を開始したタイミングにおいて帯電器５Ｋにより帯電させられた部分が感光体ドラム４Ｋの回転により現像ローラ５０Ｋまで到達する時刻ｔ４よりも時間ｔａだけ前の時刻である。時刻ｔ１０が時刻ｔ１１よりも前である場合には、本処理はステップＳ１８に進む。時刻ｔ１０が時刻ｔ１１よりも前でない場合には、本処理はステップＳ２０に進む。
【００５５】
時刻ｔ１０が時刻ｔ１１よりも前である場合、ＨＶ出力制御部１０２は、割合α１を割合α２よりも小さくすると判定し、割合α２を決定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、ＨＶ出力制御部１０２は、表１の対応関係に基づいて、割合α２を決定する。具体的には、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ３において検知した電圧Ｖａに対応する割合α２を割合α２−１〜α２−６の中から選択する。この後、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２が割合α２で立ち上がるように、ＤＣトランス１０８ＫをＰＷＭ制御する（ステップＳ１９）。ＨＶ出力制御部１０２は、ＤＣトランス１０８Ｋに出力する制御信号のデューティー比を適切な値に設定することにより、ＰＷＭ制御を行う。この後、図６のステップＳ２に進む。
【００５６】
時刻ｔ１０が時刻ｔ１１よりも前でない場合、ＨＶ出力制御部１０２は、割合α１を割合α２よりも小さくしないと判定し、割合α２を決定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０では、ＨＶ出力制御部１０２は、割合α２を最大値に決定する。この後、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２が割合α２で立ち上がるように、ＤＣトランス１０８ＫをＰＷＭ制御する（ステップＳ２１）。ＨＶ出力制御部１０２は、ＤＣトランス１０８Ｋに出力する制御信号のデューティー比を適切な値に設定することにより、ＰＷＭ制御を行う。この後、図６のステップＳ２に進む。
【００５７】
上記ステップＳ２において、制御部１００は、トナー画像を感光体ドラム４Ｋから中間転写ベルト１１に１次転写させる（ステップＳ２）。そして、制御部１００は、トナー画像を中間転写ベルト１１から用紙に２次転写させる（ステップＳ３）。以上で本処理が終了する。
【００５８】
（効果）
画像形成装置１によれば、現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２及び帯電器５Ｋの帯電電圧Ｖ１を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる。より詳細には、ＨＶ出力制御部１０２は、ＤＣトランス１０８Ｋ，１１０Ｋのそれぞれに帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２の印加を開始させた後に、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した時刻ｔ３における現像電圧Ｖ２（以下、電圧Ｖａと呼ぶ）に基づいて、時刻ｔ３以後における単位時間当たりに現像電圧Ｖ２の絶対値が増加する割合α２を、時刻ｔ３以前における単位時間当たりに現像電圧Ｖ２の絶対値が増加する割合α１よりも小さくするか否かを判定する。これにより、ＨＶ出力制御部１０２が割合α２を割合α１よりも小さくする場合には、ＨＶ出力制御部１０２が割合α２を割合α１よりも小さくしない場合よりも、図４の斜線領域に示すように、帯電電圧Ｖ１と現像電圧Ｖ２とにより囲まれた領域の面積が小さくなる。帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２を立ち上げる際に、無駄に消費されるトナーの量は、帯電電圧Ｖ１と現像電圧Ｖ２とにより囲まれた領域の面積に比例する。したがって、画像形成装置１によれば、現像ローラ５０Ｋの現像電圧Ｖ２及び帯電器５Ｋの帯電電圧Ｖ１を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる。
【００５９】
また、画像形成装置１によれば、以下の理由によっても、トナーが無駄に消費されることが抑制される。より詳細には、ＨＶ出力制御部１０２は、検知した電圧Ｖａ及び表１の対応関係に基づいて、割合α２を決定する。これにより、ＨＶ出力制御部１０２は、図４に示すように、時刻ｔ３において帯電器５Ｋにより帯電させられた部分が感光体ドラム４Ｋの回転により現像ローラ５０Ｋまで到達する時刻ｔ５に、ＤＣトランス１１０Ｋが−８００Ｖまで現像電圧Ｖ２を変化させることができるようになる。
【００６０】
また、画像形成装置１によれば、適切な割合α２を決定することができる。より詳細には、現像電圧Ｖ２の立ち上がりが遅い場合には、無駄なトナーの消費が発生しにくく、現像電圧Ｖ２の立ち上がりが速い場合には、無駄なトナーの消費が発生しやすい。そこで、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２の立ち上がりが速いか遅いかを、時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早いか否かを判定している。これにより、適切な割合α２を決定することが可能となる。
【００６１】
（その他の実施形態）
本発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置１に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
【００６２】
なお、ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖに到達した時刻ｔ３における現像電圧Ｖ２（以下、電圧Ｖａと呼ぶ）に基づいて、時刻ｔ３以後における割合α２を、時刻ｔ３以前における割合α１よりも小さくするか否かを判定している。しかしながら、ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖ以外の電圧（例えば、−８００Ｖ）に到達した時刻における現像電圧Ｖ２に基づいて判定を行ってもよい。判定に−８００Ｖが用いられた場合には、現像ローラ５０Ｋから感光体ドラム４Ｋに対してトナーが移動することが抑制される。ただし、判定に−１０００Ｖ以外の電圧が用いられた場合、ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖ以外の電圧から−１０００Ｖまで変動するのに必要な時間を考慮して、時刻ｔ１０を算出する必要がある。ただし、帯電電圧Ｖ１が−１０００Ｖ以外の電圧から−１０００Ｖまで変動するのに必要な時間にはばらつきが発生するおそれがある。したがって、判定には、−１０００Ｖが用いられることが好ましい。
【００６３】
なお、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ４よりも時間ｔａだけ前の時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早い場合には、図３及び図４に示すように、割合α２を割合α１よりも小さくしている。しかしながら、ＨＶ出力制御部１０２は、他の条件により、割合α２を割合α１よりも小さくするか否かを判定してもよい。ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ３における現像電圧Ｖ２の電圧Ｖａに基づいて、割合α２を割合α１よりも小さくするか否かを判定してさえいればよい。例えば、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ３における現像電圧Ｖ２の電圧Ｖａが所定電圧よりも大きい場合には、割合α２を割合α１よりも小さくすると判定してもよい。
【００６４】
なお、トナーが負に帯電し、帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２が負の電圧であるとしたが、トナーが正に帯電し、帯電電圧Ｖ１及び現像電圧Ｖ２が正の電圧であってもよい。
【００６５】
ＨＶ出力制御部１０２は、ＤＣトランス１０８Ｋに出力する制御信号のデューティー比を適切な値に設定することにより、ＰＷＭ制御を行っているが、現像電圧Ｖ２のアナログ値を制御してもよい。
【００６６】
帯電電圧Ｖ１の−１０００Ｖ及び現像電圧Ｖ２の−８００Ｖは一例であり、他の値が用いられてもよい。
【００６７】
なお、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早い場合には、図３及び図４に示すように、割合α２を割合α１よりも小さくしている。しかしながら、ＨＶ出力制御部１０２は、現像電圧Ｖ２の立ち上がりの条件に加えて帯電電圧Ｖ１の立ち上がりの条件によって、割合α２を割合α１よりも小さくするか否かを判定してもよい。
【００６８】
図４に示すように、時刻ｔ３において帯電器５Ｋにより帯電させられた部分が感光体ドラム４Ｋの回転により現像ローラ５０Ｋまで到達する時刻を時刻ｔ５とする。ＨＶ出力制御部１０２は、以下の式（２）により時刻ｔ５を算出する。
【００６９】
ｔ５＝ｔ３＋Ｔ０  ・・・（２）
【００７０】
次に、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ４よりも時間ｔａだけ前の時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早いか否かを判定すると共に、時刻ｔ４よりも時間ｔｂだけ後の時刻ｔ１２よりも時刻ｔ５が遅いか否かを判定する。そして、ＨＶ出力制御部１０２は、時刻ｔ１１よりも時刻ｔ１０が早く、かつ、時刻ｔ１２よりも時刻ｔ５が遅い場合には、図３及び図４に示すように、割合α２を割合α１よりも小さくする。
【００７１】
このように、帯電電圧Ｖ１の立ち上がりが速い場合には、無駄なトナーの消費が発生しにくく、帯電電圧Ｖ１の立ち上がりが遅い場合には、無駄なトナーの消費が発生しやすい。そこで、ＨＶ出力制御部１０２は、帯電電圧Ｖ１の立ち上がりが速いか遅いかを、時刻ｔ１２よりも時刻ｔ５が遅いか否かを判定している。これにより、割合α２をより適切に決定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、現像ローラの電圧及び帯電器の電圧を立ち上げる際に、トナーが無駄に消費されることを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００７３】
１：画像形成装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ：感光体ドラム
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：帯電器
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：現像装置
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ：現像ローラ
１００：制御部
１０２：ＨＶ出力制御部
１０４：メモリ
１０６Ｋ  ：高圧電源
１０８Ｋ，１１０Ｋ：ＤＣトランス
【図１】
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【図２】
2016151609.tif 000005
【図３】
2016151609.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016151609.tif 000009
【図７】
2016151609.tif 000010
【図８】
2016151609.tif 000011
【図９】
2016151609.tif 000012
【図１０】
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