(57)【要約】【課題】  低印刷速度での印刷を行った場合においても、紙面カブリの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部材と、前記静電潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層規制部材と、印刷速度を通常印刷速度と当該通常印刷速度よりも遅い低速印刷速度とに変更する印刷速度制御部と、前記印刷速度が前記低速印刷速度であるときに、前記帯電部材に印加する帯電部材印加電圧と前記層規制部材に印加する層規制部材印加電圧とを変更する電圧制御部とを備えた画像形成装置。【選択図】  図１
2016188934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部材と、
前記静電潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層規制部材と、
印刷速度を通常印刷速度と当該通常印刷速度よりも遅い低速印刷速度とに変更する印刷速度制御部と、
前記印刷速度が前記低速印刷速度であるときに、前記帯電部材に印加する帯電部材印加電圧と前記層規制部材に印加する層規制部材印加電圧とを変更する電圧制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、
前記印刷速度が前記低速印刷速度であるときに、前記像担持体の表面電位の絶対値が前記通常印刷速度での印刷時よりも小さくなるよう前記帯電部材印加電圧を変更すること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電圧制御部は、
前記帯電部材印加電圧と前記現像剤担持体に印加する現像剤担持体印加電圧との差分の絶対値が前記通常印刷速度での印刷時よりも小さくなるよう前記帯電部材印加電圧を変更すること
を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧制御部は、
前記印刷速度が前記低速印刷速度であるときに、前記現像剤担持体上の前記現像剤の帯電量の絶対値が前記通常印刷速度での印刷時よりも大きくなるよう前記層規制部材印加電圧を変更すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧制御部は、
前記層規制部材印加電圧と前記現像剤担持体印加電圧との差分の絶対値が前記通常印刷速度での印刷時よりも大きくなるよう前記層規制部材印加電圧を変更すること
を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材を更に備え、
前記電圧制御部は、
前記印刷速度が前記通常印刷速度又は前記低速印刷速度に関わらず、前記現像剤担持体に印加する現像剤担持体印加電圧と前記現像剤供給部材に印加する現像剤供給部材印加電圧との差分が一定となるよう制御すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧制御部は、
前記帯電部材印加電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加すること
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧制御部は、
前記帯電部材印加電圧又は前記層規制部材印加電圧の何れか一方の印加電圧を変更すること
を特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１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、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙面カブリの発生を防ぐために、限定色の印刷を行う場合に、トナー像が形成されない色の現像バイアスの絶対値をトナー像が形成される色の現像バイアスの絶対値よりも高くすることで、紙面カブリの発生を防止する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、印刷速度が通常の印刷速度よりも遅い低速印刷を行った場合、通常印刷に対して紙面カブリが発生するといった問題があった。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、低印刷速度での印刷を行った場合においても、紙面カブリの発生を抑制することが可能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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部材と、前記静電潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層規制部材と、印刷速度を通常印刷速度と当該通常印刷速度よりも遅い低速印刷速度とに変更する印刷速度制御部と、前記印刷速度が前記低速印刷速度であるときに、前記帯電部材に印加する帯電部材印加電圧と前記層規制部材に印加する層規制部材印加電圧とを変更する電圧制御部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低印刷速度での印刷を行った場合においても、紙面カブリの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１００の要部構成を説明する概略構成図である。
【図２】イメージドラムユニットが共通して備える現像器１１０の構成を説明する概略図である。
【図３】プリンタ１００の制御機構を説明するブロック図である。プ
【図４】印刷速度を変更したときのドラムカブリの変化を表したグラフである。
【図５】印刷速度を変更したときの感光体ドラム１０１の表面電位の変化を表したグラフである。
【図６】、印刷速度を変更したときの現像ローラ１０４上におけるトナー層のトナー帯電量［−μＣ／ｇ］（絶対値）の変化を表したグラフである。
【図７】帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧が異なる条件下において、印刷速度を変更したときの感光体ドラム１０１の表面電位の変化を表したグラフである。
【図８】現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧が異なる条件下において、印刷速度を変更したときの現像ローラ１０４上におけるトナー層のトナー帯電量の変化を表したグラフである。
【図９】横軸にトナー帯電量、縦軸にトナー帯電量に対する頻度（％）を強度としてグラフ化した図である。
【図１０】異なる印刷速度条件下における印加電圧の設定例を模式的に示した図である。
【図１１】印刷速度とドラムカブリとの関係について、従来例と本実施形態の例とを比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１００の要部構成を説明する概略構成図である。本実施形態に係るプリンタ１００は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４種の現像剤としてのトナーを重ね合わせてカラー画像を形成可能なカラー用電子写真プリンタとしての構成を備える。
【００１１】
プリンタ１００は、記録媒体３を収容する給紙トレイ８を始点とし、搬送ローラ１０、転写ベルトユニット２、定着装置７、排出ローラ１１、及びスタッカ１２を終点とする媒体搬送経路Ｓに沿って、画像形成部１が設けられている。
【００１２】
給紙トレイ８は、内部に記録媒体３を積層した状態で収納し、プリンタ１００の下部に着脱自在に装着されている。そして、ホッピングローラ９は、給紙トレイ８に収納された記録媒体３をその最上部から１枚ずつ取り出し、搬送ローラ１０に繰り出す。搬送ローラ１０は、ホッピングローラ９により繰り出された記録媒体３の斜行を矯正しながら当該記録媒体３を転写ベルトユニット２に挟持搬送する。
【００１３】
転写ベルトユニット２は、記録媒体３を静電吸着して搬送する転写ベルト４と、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転することで転写ベルト４を駆動させるドライブローラ５ａと、ドライブローラ５ａと対を成して転写ベルト４を張架するテンションローラ５ｂと、後述する画像形成部１の各イメージドラムユニットが備える感光体ドラム１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋに対向する位置で、転写ベルト４を介して圧接するように配置され、転写ローラ用電源２０４から印加されたバイアス電圧に基づき各感光体ドラム表面上に形成されたトナー画像を記録媒体３に転写させる転写ローラ１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙ、１０８Ｋと、転写ベルト４上に付着したトナーを掻き取ってクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード６ａ及び当該転写ベルトクリーニングブレード６ａにより掻き取られることで回収されたトナーを収容する廃棄トナータンク６ｂからなる転写クリーニング装置６とを備える。
【００１４】
定着装置７は、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとを備える。定着ローラ７ａは、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の図示せぬ加熱ヒータが設けられている。加圧ローラ７ｂは、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡを被覆した構成であり、定着ローラ７ａとの間に圧接部が形成されるように配設されている。定着ローラ７ａの表面温度は、図示せぬ温度検出手段が検出した検出結果に基づき、図示せぬ加熱ヒータのオンオフが制御されることで所定の温度に維持される。トナー画像が転写された記録媒体３が所定の温度に維持された定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとから形成される圧接部を通過することにより、記録媒体３上のトナーに熱及び圧力が付与され、該トナーは溶融し、トナー画像が定着される。
【００１５】
排出ローラ１１は、定着装置７を通過した記録媒体３をプリンタ１００外筐を利用して形成されたスタッカ１２に排出する。
【００１６】
次に、画像形成部１について説明する。画像形成部１は、各トナー色に対応したイメージドラムユニットＩＤ−Ｃ（シアン）、ＩＤ−Ｍ（マゼンタ）、ＩＤ−Ｙ（イエロー）、ＩＤ−Ｋ（ブラック）を備える。各イメージドラムユニットの構成は収容するトナーのみが異なり、他の構成は全て同一とすることができる。以下に、各イメージドラムユニットが共通して備える現像器１１０の構成について図２の概略図を用いて説明する。
【００１７】
図２に示すように、現像器１１０は、像担持体としての感光体ドラムと１０１と、帯電部材としての帯電ローラ１０２と、露光部材としての露光装置１０３と、現像剤担持体としての現像ローラ１０４と、現像剤供給部材としての供給ローラ１０５と、層規制部材としての現像ブレード１０６と、除去部材としてのクリーニング部材１０７とを備える。
【００１８】
感光体ドラム１０１は、導電性支持体と当該導電性支持体表面に設けられた光導電層とによって構成されている。本実施形態においては、導電性支持体としてアルミニウムからなる、直径３０ｍｍの金属パイプに光導電層としての電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した有機系感光体を用いた。
【００１９】
帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の表面に接して設けられ、例えば、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムとによって構成されたローラ部材である。
【００２０】
露光装置１０３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイとセルフォックレンズアレイとが組み合わされたＬＥＤヘッドであり、入力された印刷データに基づきＬＥＤから照射される光が感光体ドラム１０１表面上で結像する位置となるように配設される。
【００２１】
現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１の表面に接して設けられ、例えば、直径１６ｍｍの金属シャフトの外周にカーボンブラックを分散させた半導電性ウレタンゴムの弾性層を配設し、その表面をイソシアネート処理したローラ部材である。なお、現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１とは通常５０〜１５０ｇ／ｃｍ２の押圧力で接触している。
【００２２】
供給ローラ１０５は、現像ローラ１０４の表面に接して設けられ、例えば、直径１５．５ｍｍの金属シャフトの外周にシリコーンゴム、ウレタンゴム等の発泡弾性層を配設したローラ部材である。供給ローラ１０５の表面には、凹部から成る図示せぬセルが形成されている。
【００２３】
現像ブレード１０６は、例えば、厚さ０．０８ｍｍで長手方向の長さが現像ローラ１０４の弾性層の幅に略一致するステンレス製の薄板部材であり、長手方向の一端はフレームに固定され、他端は先端に曲げ部分を有し、当該曲げ部頂点から僅かに手前の面が現像ローラ１０４表面に当接するように配設される。
【００２４】
クリーニング部材１０７は、例えば、ウレタンゴム、エポキシゴム、アクリルゴム等の弾性体から成るクリーニングブレードを有する。クリーニングブレードの一端側は、現像器１１０の外形を構成する図示せぬアウターフレームに固定され、他端側は、感光体ドラム１０１に対して所定の圧力をもって当接しており、感光体ドラム１０１が回転することにより、トナー画像転写後に感光体ドラム１０１表面に残留したトナーを掻き取る。掻き取られたトナーは、クリーニングブレードと感光体ドラム１０１との当接位置直下に設けられた収容空間に回収される。
【００２５】
なお、帯電ローラ用電源２０１、現像ローラ用電源２０２、供給ローラ用電源２０３、転写ローラ用電源２０４、及び現像ブレード用電源２０５は、それぞれ帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、供給ローラ１０５、転写ローラ１０８、及び現像ブレード１０６に接続されており、後述する電圧制御部の指示に基づきバイアス電圧（直流電圧）を印加できるように構成されている。
【００２６】
図３は、プリンタ１００の制御機構を説明するブロック図である。プリンタ１００は、制御機構として、プリンタ制御部３０１と、インターフェイス部３０２と、印刷速度制御部３０３と、電圧変更部３０５を有する電圧制御部３０４とを備える。
【００２７】
プリンタ制御部３０１は、プリンタ１００全体の動作を統括的に制御する。インターフェイス部３０２は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク回線と接続されており、上位装置４００とのデータの送受信を制御する。印刷速度制御部３０３は、現像器１１０が備える各ローラの回転速度及び動作を制御することにより、通常の印刷速度である通常印刷速度と通常印刷速度よりも遅い印刷速度である低速印刷速度とを切り替える（以下、通常印刷速度による印刷を通常印刷、低速印刷速度による印刷を低速印刷と称することがある）。なお、印刷速度を通常印刷速度又は低速印刷速度とするかは任意での設定が可能であり、使用する記録媒体３の種類に応じて自動的に又は手動で設定することができる。電圧制御部３０４は、帯電ローラ用電源２０１、現像ローラ用電源２０２、供給ローラ用電源２０３、転写ローラ用電源２０４、及び現像ブレード用電源２０５と接続され各ローラに印加させるバイアス電圧のオンオフ設定を制御する。電圧変更部３０５は、帯電ローラ用電源２０１及び現像ブレード用電源２０５を制御することにより、帯電ローラ１０２及び現像ブレード１０６に印加させるバイアス電圧値を変更する。
【００２８】
次に、図１、図２、及び図３を用いてプリンタ１００の動作について説明する。まず、図２に示すように、感光体ドラム１０１は、印刷速度制御部３０３による制御に基づき図示せぬ駆動手段により同図中矢印方向に一定外周速度で回転する。感光体ドラム１０１の表面に接して設けられた帯電ローラ１０２は、同図中矢印方向に回転しながら、電圧制御部３０４による制御に基づき帯電ローラ用電源２０１から印加された帯電部材印加電圧としてのバイアス電圧を感光体ドラム１０１の表面に印加し、当該表面を一様均一に帯電させる。ここで、印刷条件が低速印刷である場合、電圧変更部３０５は、感光体ドラム１０１の表面電位が所定の絶対値を示すよう帯電ローラ用電源２０１を制御し、帯電ローラ１０２に印加させる電圧を変更する。
【００２９】
感光体ドラム１０１は回転を続け、帯電した表面が露光装置１０３に対向する位置に到達すると、露光装置１０３は、インターフェイス部３０２を介し上位装置４００から入力された画像情報に基づくドットデータに対応する光を感光体ドラム１０１表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰させて静電潜像を形成させる。
【００３０】
なお、図示せぬトナーカートリッジから供給された現像剤としてのトナーは、電圧制御部３０４による制御に基づき供給ローラ用電源２０２から現像剤供給部材印加電圧としてのバイアス電圧が印加された供給ローラ１０５により現像ローラ１０４に回転搬送される。現像ローラ１０４は感光体ドラム１０１の表面に接して設けられており、電圧制御部３０４による制御に基づき現像ローラ用電源２０２により現像剤担持体印加電圧としてのバイアス電圧が印加されている。現像ローラ１０４は、供給ローラ１０５から供給されたトナーを吸着し、これを図中矢印方向に回転搬送する。この回転搬送過程において、供給ローラ１０５より下流側にあって現像ローラ１０４に当接するように配設された現像ブレード１０６は、トナーを均一に厚さにならしたトナー層を現像ローラ１０４上に形成する。現像ブレード１０６には、電圧制御部３０４による制御に基づき現像ブレード用電源２０５により層規制部材印加電圧としてのバイアス電圧が印加されており、現像ローラ１０４上のトナーは、現像ローラ１０４と現像ブレード１０６との摩擦と電荷注入により帯電する。本実施形態に係るトナーの帯電量は、平均して−２３μＣ／ｇ程度であり、通常画像形成プロセスにおいてはトナーはマイナスに帯電する。なお、上記帯電ローラ１０２には−１０００Ｖ、現像ローラ１０４には−２００Ｖ、供給ローラ１０５には−３００Ｖのバイアス電圧が印加されている。ここで、印刷条件が低速印刷である場合、電圧変更部３０５は、現像ローラ１０４上のトナー（層）が所定の帯電量を示すよう現像ブレード用電源２０５を制御し、現像ブレード１０６に印加させる電圧を変更する。
【００３１】
そして、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１が現像ローラ１０４に対向する位置に到達すると、現像ローラ１０４からトナーが供給され、トナー画像が現像される。現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１との間には感光体ドラム１０１表面に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生するため、現像ローラ１０４上の帯電したトナーは、静電気力により感光体ドラム１０１表面の静電潜像部分に付着しトナー画像を現像する。なお、感光体ドラム１０１の回転開始で始まるこの画像形成プロセスは、記録媒体３が転写ベルト４に搬送されるまでの所定のタイミングで開始される。
【００３２】
ところで、図１に示すように、給紙トレイ８に収納された記録媒体３は、ホッピングローラ９により搬送ローラ１０に繰り出され、斜行が矯正されながら、回転するドライブローラ５ａ、テンションローラ５ｂにより同図中矢印方向に駆動する転写ベルト４へと搬送される。
【００３３】
転写ベルト４を介し、感光体ドラム１０１に対して圧接するように配置された転写ローラ１０８には、記録媒体３が感光体ドラム１０１と転写ベルト４との間を通過するタイミングに合わせて電圧制御部３０４による制御に基づき転写ローラ用電源２０４からバイアス電圧が印加され、感光体ドラム１０１上のトナー画像は記録媒体３に転写される。
【００３４】
このような画像形成プロセス及び転写プロセスは、転写ベルト４が記録媒体３を静電吸着して搬送する間、イメージドラムユニットＩＤ−Ｋ、ＩＤ−Ｙ、ＩＤ−Ｍ、ＩＤ−Ｃにおいて順次行われ、これらの各色に対応したトナー画像を積層することによりカラー画像が形成される。
【００３５】
各色のトナー画像が転写された記録媒体３は、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとを備えた定着装置７に搬送される。トナー画像が転写された記録媒体３は、所定の温度に維持された定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとから形成される圧接部を通過することにより、記録媒体３上のトナーに熱及び圧力が付与され、該トナーは溶融し、トナー画像が定着される。トナー画像が定着された記録媒体３は、排出ローラ１１によりスタッカ１２に排出される。
【００３６】
なお、トナー画像の転写後の感光体ドラム１０１の表面には、転写されなかった若干のトナーが残留物として残る場合がある。この残留したトナーは、クリーニング部材１０７によって除去される。クリーニング後の感光体ドラム１０１は繰り返して使用される。
【００３７】
ところで、正規の電位にまで帯電させることができないトナー、又は逆極性に帯電させれたトナーが、カブリトナーとして発生し、感光体ドラム１０１表面に付着すると、カブリトナーが更に記録媒体３に付着して紙面カブリが発生する。特に、印刷速度が通常の印刷速度よりも遅い低速印刷を行った場合、カブリトナーが増加し、感光体ドラム１０１表面に付着するカブリトナー量が増えることになる。その結果として紙面カブリが悪化する。なお、低速印刷は、例えば、用紙幅の狭いハガキ用紙であったり、用紙連量が大きい用紙の場合に実施される。
【００３８】
低速印刷時におけるカブリトナーの増加の要因を説明する上で、まず、印刷速度とドラムカブリとの関係について説明する。図４は、横軸に印刷速度［ｐｐｍ］、縦軸にドラムカブリ［△Ｅ］をとり、印刷速度を変更したときのドラムカブリの変化を表したグラフである。
【００３９】
ドラムカブリは感光体ドラム１０１上に付着したカブリトナー量の度合いを表す。本実施形態に係るカブリトナーの測定では、０［％］印刷密度での印刷途中でプリンタ１００を停止させ、トナー画像の現像後転写前の感光体ドラム１０１上にあるトナーを粘着テープ（住友スリーエム社製、スコッチメンディングテープ）に付着させ、これ（カブリ採取テープ）を真っ白な用紙上に貼り付けた。また、比較として、感光体ドラム１０１上に貼り付けない粘着テープ（比較用テープ）を用紙に貼り付けた。そして、カブリ採取テープと比較用テープとの色相差を分光測色計（コニカミノルタ社製、ＣＭ−２６００ｄ、測定径＝Φ８［ｍｍ］）で測定した。色相差（Ｌ＊ａ＊ｂ表色系色度）は△Ｅ＝（△Ｌ２＋△ａ２＋△ｂ２）／２で算出した。
【００４０】
△Ｅの値が小さいほどカブリトナー量は少ないため、紙面カブリとしては良好であり、△Ｅの値が大きいほどカブリトナー量は多いため、紙面カブリは悪化する。そして、△Ｅの値が、０≦△Ｅ＜２．０であればドラムカブリは問題なしと判断した。
【００４１】
図４から明らかなように、印刷速度が速い方がドラムカブリは良好であり、印刷速度が遅くなるほどドラムカブリは悪化する結果となった。特に、印刷速度が２０［ｐｐｍ］以下では、ドラムカブリが許容できない状態となることが明らかとなった。
【００４２】
図５は、印刷速度を変更したときの感光体ドラム１０１の表面電位の変化を表したグラフである。図５から明らかなように、印刷速度が遅くなるほど感光体ドラム１０１の表面電位の絶対値は大きくなることが分かる。これは、低速時と比べて高速時（通常時）には、感光体ドラム１０１の応答性が悪くなるために、同一なバイアス電圧（帯電電位）を印加した場合でも感光体ドラム１０１の表面電位の絶対値が小さくなるためである。感光体ドラム１０１の表面電位の絶対値が大きくなると、感光体ドラム１０１の表面電位Ｖ０［Ｖ］と現像ローラ１０４の表面電位ＶＤ［Ｖ］との電位差｜Ｖ０−ＶＤ｜が大きくなる。よって、現像ローラ１０４上のカブリトナーが受けるクーロン力が大きくなり、感光体ドラム１０１表面に移動するカブリトナーの量が増え、ドラムカブリ（△Ｅ）が悪化する要因となる。
【００４３】
図６は、印刷速度を変更したときの現像ローラ１０４上におけるトナー層のトナー帯電量［−μＣ／ｇ］（絶対値）の変化を表したグラフである。図６から明らかなように、印刷速度が遅くなるほどトナー帯電量の絶対値は小さくなることが分かる。これは、低速印刷時では高速（通常）印刷時と比べて現像ローラ１０４上のトナーと、その周辺の供給ローラ１０５、現像ブレード１０６、感光体ドラム１０１といった部材との摩擦によるトナー帯電量が減少するためである。この結果、低速印刷時にはトナー帯電量が減少し、正規の電位まで帯電しなかったトナーの量が増えることで、カブリトナーの割合が増加することになる。これらの要因により、低速印刷時にはドラムカブリが悪化し、結果として紙面カブリが悪化することになる。
【００４４】
本発明は、カブリ悪化原因である感光体ドラム１０１の表面電位の上昇とトナー帯電量の低下とを調整することで低速印刷時におけるカブリ悪化を改善することを特徴としており、以下にその方法について説明する。
【００４５】
図７は、帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧が異なる条件下において、印刷速度を変更したときの感光体ドラム１０１の表面電位の変化を表したグラフである。帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧（ＣＨ）を−９００［Ｖ］、−１０００［Ｖ］、−１１００［Ｖ］と変化させた場合に、バイアス電圧（ＣＨ）の絶対値が大きい程、感光体ドラム１０１の表面電位の絶対値も大きくなることが分かる。これにより、低速印刷時であっても帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧（ＣＨ）を変更することにより、感光体ドラム１０１の表面電位をコントロールすることができる。具体的には、図７に示すように、帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧（ＣＨ）を−１０００［Ｖ］から−９００［Ｖ］に変更することにより、相対的に感光体ドラム１０１の表面電位を低く設定することができるため、低速印刷時における感光体ドラム１０１の表面電位の上昇を抑えることができる。
【００４６】
図８は、現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧が異なる条件下において、印刷速度を変更したときの現像ローラ１０４上におけるトナー層のトナー帯電量の変化を表したグラフである。現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧（ＢＢ）を−２５０［Ｖ］、−３００［Ｖ］、−３５０［Ｖ］と変化させた場合に、バイアス電圧（ＢＢ）の絶対値が大きいほど、トナー帯電量の絶対値も大きくなることが分かる。すなわち、低速印刷時において、摩擦によるトナー帯電量が減少したとしても、現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧（ＢＢ）を大きくすることによって（例えば、図８に示すように、−３００［Ｖ］から−３５０［Ｖ］に変更する）、現像ローラ１０４上のトナーに電荷が注入され、適切なトナー帯電量を維持することができる。
【００４７】
図９は、横軸にトナー帯電量、縦軸にトナー帯電量に対する頻度（％）を強度としてグラフ化した図である。参照例として、印刷速度を４０［ｐｐｍ］、現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧（ＢＢ）を−３００［Ｖ］とした場合（図９中実線）に対して、印刷速度を１０［ｐｐｍ］、バイアス電圧（ＢＢ）を−３００［Ｖ］とした場合（図９中一点鎖線）、トナー帯電量のピークが低帯電側にシフトし、帯電量の低いトナーの頻度が増加するとともに逆極性トナーが増加することが分かる。しかしながら、印刷速度を１０［ｐｐｍ］、バイアス電圧（ＢＢ）を−３５０［Ｖ］とした場合（図９中点線）、トナー帯電量のピークが高帯電側にシフトし、帯電量の低いトナーの頻度が減少するとともに逆極性トナーが減少した。これにより、低速印刷であっても現像ブレード１０６に印加するバイアス電圧（ＢＢ）を変更することにより、現像ローラ１０４上のトナー帯電量をコントロールすることが可能であることが確認された。
【００４８】
表１及び図１０は、本実施形態に係る印刷速度とバイアス電圧との設定例を説明する図である。表１は、印刷速度と、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）、供給ローラ印加電圧（ＳＢ）、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）との具体的設定値を纏めた例である。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
図１０は、条件Ａ：印刷速度４０［ｐｐｍ］、条件Ｂ：印刷速度１０［ｐｐｍ］の条件下における、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）、供給ローラ印加電圧（ＳＢ）の各設定例を模式的に示した図である。条件Ａ：印刷速度４０［ｐｐｍ］での印刷時には、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）＝−１０００［Ｖ］、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝−２００［Ｖ］、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）＝−３００［Ｖ］、供給ローラ印加電圧（ＳＢ）＝−３００［Ｖ］である。また、このとき、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｘ１、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｚ１、供給ローラ電圧（ＳＢ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｙ１とすると、Ｘ１＝８００［Ｖ］、Ｙ１＝１００［Ｖ］、Ｚ１＝１００［Ｖ］となる。
【００５１】
また、条件Ｂ：印刷速度１０［ｐｐｍ］での印刷時には、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）＝−９８５［Ｖ］、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝−２００［Ｖ］、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）＝−３４０［Ｖ］、供給ローラ印加電圧（ＳＢ）＝−３００［Ｖ］である。また、このとき、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｘ２、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｚ２、供給ローラ印加電圧（ＳＢ）−現像ローラ印加電圧（ＤＢ）＝Ｙ２とすると、Ｘ２＝７８５［Ｖ］、Ｙ２＝１００［Ｖ］、Ｚ２＝１４０［Ｖ］となる。本実施形態においては、バイアス電圧設定値として、Ｘ１＞Ｘ２、Ｙ１＝Ｙ２、Ｚ１＜Ｚ２と設定している。
【００５２】
ここで、Ｘ１及びＸ２は、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）と現像ローラ印加電圧（ＤＢ）との印加電圧の差分であるが、当該差分が小さい程、すなわち、条件Ｂにおいて帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）を条件Ａよりも低い帯電ローラ印加電圧とすることで、カブリは良化する傾向であるため、Ｘ１＞Ｘ２と設定した。また、Ｚ１及びＺ２は、現像ブレード印加電圧（ＢＢ）と現像ローラ印加電圧（ＤＢ）との印加電圧の差分であるが、当該差分が大きい程、すなわち、条件Ｂにおいて現像ブレード印加電圧（ＢＢ）を条件Ａよりも高い現像ブレード印加電圧（ＢＢ）とすることで、トナー帯電量は増加し、ドラムカブリは良化する傾向であるため、Ｚ１＜Ｚ２と設定した。Ｙ１及びＹ２は、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）と供給ローラ印加電圧（ＳＢ）との印加電圧の差分であるが、本実施形態においては、当該差分の大小で現像ローラ１０４上のトナー層厚を規定しているため、Ｙ１＝Ｙ２と設定した。具体的には、当該差分が大きい程、現像ローラ１０４上のトナー層厚が増加するため、無用な汚れが発生する。一方、当該差分が小さい程、現像ローラ１０４上のトナー層厚が減少するため、カスレが発生する可能性がある。よって、本実施形態においては、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）と供給ローラ印加電圧（ＳＢ）との印加電圧の差分を一定値とした。
【００５３】
また、図１０中の条件Ｃは、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）が適当な濃度補正手段によりその値が変更された場合を想定している。図１０中の条件Ｃに示すように、現像ローラ印加電圧（ＤＢ）に対して＋α［Ｖ］分だけのバイアス電圧が加えられたとしても、Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２のそれぞれの値は、図１０中の条件Ｂで示した例と同値であるため、ドラムカブリも同じ度合を示す。なお、図１０中Ｃで示す例は、何れの印刷速度の条件においても適用可能である。
【００５４】
図１１は、印刷速度とドラムカブリとの関係について、従来例と本実施形態の例とを比較したグラフである。図１１に示されるように、本実施形態においては、低速印刷時に帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）と現像ブレード印加電圧（ＢＢ）とが変更されているため、低速印刷時におけるドラムカブリが従来例に比べて改善されていることが確認された。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、低速印刷時には帯電ローラに印加するバイアス電圧と現像ブレードに印加するバイアス電圧とを変更することによって、感光体ドラムの表面電位とトナー帯電量とを調整することにより、紙面カブリを抑制することができる。
【００５６】
本実施形態の説明においては、例えば、帯電ローラに印加するバイアス電圧として直流電圧の例について説明したが、これに限定されず、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する形態としてもよい。この場合、交流電圧成分の周波数変更、ピーク電圧変更の有無に関わらず、帯電ローラに印加する電圧のうち、直流電圧成分については速度変化に応じて本実施形態のように、低速印刷であるときに直流電圧の絶対値を大きくすればよく、帯電ローラのばらつきや、温湿度環境変化による感光体ドラムの表面電位の変化を抑制する上で交流電圧を印加すればよい。
【００５７】
また、本実施形態の説明においては、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）と現像ブレード印加電圧（ＢＢ）との両印加電圧を変更する例について説明したが、これに限らず、帯電ローラ印加電圧（ＣＨ）又は現像ブレード印加電圧（ＢＢ）の何れか一方の印加電圧を変更する形態としてもよい。
【００５８】
本発明の説明においては、画像形成装置の好適な例としてプリンタを一例にして説明したが、本発明はこれに限定されず、画像形成方式として電子写真プロセスを用いるものであれば、複写機、ＦＡＸ、複合機等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  画像形成部
２  転写ベルトユニット
３  記録媒体
４  転写ベルト
５ａ  ドライブローラ
５ｂ  テンションローラ
６  転写クリーニング装置
６ａ  クリーニングブレード
６ｂ  廃棄トナータンク
７  定着装置
７ａ  定着ローラ
７ｂ  加圧ローラ
８  給紙トレイ
９  ホッピングローラ
１０  搬送ローラ
１１  排出ローラ
１２  スタッカ
１００  プリンタ
１０１  感光体ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  露光装置
１０４  現像ローラ
１０５  供給ローラ
１０６  現像ブレード
１０７  クリーニング部材
１１０  現像器
２０１  帯電ローラ用電源
２０２  現像ローラ用電源
２０３  供給ローラ用電源
２０４  転写ローラ用電源
２０５  現像ブレード用電源
３０１  プリンタ制御部
３０２  インタフェース部
３０３  印刷速度制御部
３０４  電圧制御部
３０５  電圧変更部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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