JP2009086394A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄ、現像ローラ４１Ａ〜４１Ｄ、現像バイアス電圧印加部７１Ａ〜７１Ｄ、及び制御部５０を備える。現像バイアス電圧印加部７１Ａ〜７１Ｄは、交流電圧成分と直流電圧成分Ｖ１１とが重畳した現像バイアス電圧Ｖ１０であって、現像ローラ４１Ａ〜４１Ｄから感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄへ向かう力をトナーに与える現像側電位Ｖ１及び感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄから現像ローラ４１Ａ〜４１Ｄへ向かう力をトナーに与える逆現像側電位Ｖ２のそれぞれをピーク電位とする現像バイアス電圧Ｖ１０を、現像ローラ４１Ａ〜４１Ｄに印加する。制御部５０は、画像濃度の調整時に、逆現像側電位Ｖ２を予め設定された所定値に保持する。
【選択図】図３

Description

この発明は、静電潜像にトナーを供給することで静電潜像を現像する電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、１成分現像剤又は２成分現像剤に含まれるトナーを、静電潜像担持体の一部に静電気力で付着させることで、静電潜像が現像される。

例えば、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を用いる場合、現像剤担持体上に現像剤による磁気ブラシを形成し、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加することで現像剤担持体と静電潜像担持体との間にバイアス電界を発生させ、これによって、静電潜像が現像される。

このような画像形成装置では、トナーの帯電量が変化した場合、静電潜像担持体に付着するトナー量が変化するため、画像濃度が変化する。画像濃度を調整するために従来の画像形成装置では、現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧の直流電圧成分を調整している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１６５０９１公報

しかし、直流電圧成分のみを変化させると、画像濃度を一定に保つことができたとしても、画像の再現性が低下してしまう。例えば、標準レベルの現像バイアス電圧を印加した場合に対して、トナーの帯電量が下がったために直流電圧成分を下げた場合、ドットや細線に欠けが生じる。

この発明の目的は、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、トナーを含む現像剤を用い、静電潜像にトナーを供給することで前記静電潜像を現像する電子写真方式の画像形成装置であって、静電潜像担持体、現像剤担持体、電圧印加部、及び制御部を備える。静電潜像担持体は、表面に静電潜像を担持する。現像剤担持体は、静電潜像担持体に対向し、静電潜像を現像するトナーを担持する。電圧印加部は、交流電圧成分と直流電圧成分とが重畳した現像バイアス電圧であって、現像剤担持体から静電潜像担持体へ向かう力をトナーに与える現像側電位及び静電潜像担持体から現像剤担持体へ向かう力をトナーに与える逆現像側電位のそれぞれをピーク電位とする現像バイアス電圧を現像剤担持体に印加する。制御部は、画像濃度の調整時に、逆現像側電位を予め設定された所定値に保持しつつ、電圧印加部によって現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧を制御する。

画像濃度の調整時に現像バイアス電圧のうち直流電圧成分の電位を変更した場合は、逆現像側電位と、静電潜像担持体の表面に担持された静電潜像のうち現像剤が付着する部分である画像部の電位と、の電位差が変更される。画像の再現性は、トナーが静電潜像担持体から現像剤担持体へ向かう方向に働く電界によって低下しやすい。

この構成では、画像濃度の調整時に、現像バイアス電圧の逆現像側電位以外の要素が、調整される。画像濃度の調整時に、画像部の電位は変更されない。このため、画像濃度の調整時に、逆現像側電位と画像部の電位との電位差が変更されず、画像の再現性の低下が抑制される。

上述の構成において、トナーの帯電極性がマイナスの場合に逆現像側電位から静電潜像担持体の画像部の電位を減算した電位差、又は、トナーの帯電極性がプラスの場合に画像部の電位から逆現像側電位を減算した電位差は、１００ボルト未満であることが望ましい。トナーの帯電極性がマイナスの場合に逆現像側電位が大きすぎて上述の範囲外となる場合、及び、トナーの帯電極性がプラスの場合に逆現像側電位が小さすぎて上述の範囲外となる場合、トナーが静電潜像担持体から現像剤担持体へ向かう方向に働く電界が強くなる。このため、十分な量のトナーが画像部へ移動しない、又は、一旦画像部へ移動したトナーが画像部から引き戻されるので、画像の再現性が低下する。一方、電位差が上述の範囲内であれば、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度が調整される。

また、制御部が、画像濃度の調整時に、現像側電位を調整する構成であってもよい。逆現像側電位を変更することなく現像側電位を調整することで、トナーが静電潜像担持体から現像剤担持体へ向かう方向に働く電界を変更することなく、画像濃度を調整できる。このため、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる。

さらに、制御部が、画像濃度の調整時に、現像側電位を電位２ΔＶ変更する場合に、交流電圧成分の振幅を電位ΔＶ変更し、直流電圧成分を電位ΔＶ変更する構成であってもよい。例えば、現像側電位の極性がマイナスであって現像側電位を２ΔＶ下げる場合、交流電圧成分の振幅を電位ΔＶ増加し、直流電圧成分を電位ΔＶ下げる。一方、現像側電位を２ΔＶ上げる場合、交流電圧成分の振幅を電位ΔＶ減少し、直流電圧成分を電位ΔＶ上げる。これによって、逆現像側電位を所定値に保持したまま、現像側電位を変更することができる。したがって、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる。

また、制御部が、画像濃度の調整時に、現像側電位又は逆現像側電位の少なくともいずれか一方の印加時間を調整する構成であってもよい。画像濃度の調整時に、現像側電位及び逆現像側電位は変更せずに、現像側電位の印加時間又は逆現像側電位の印加時間のいずれか一方を調整することで、逆現像側電位を変更せずに直流電圧成分を変更したのと同等の効果を得られ、画像濃度が調整される。したがって、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度が調整される。

現像剤担持体近傍の湿度を計測する湿度計測部をさらに備え、制御部が、画像濃度の調整時に、湿度計測部によって取得された湿度に応じて現像剤中のトナー濃度を調整する構成であってもよい。湿度が低い場合は、トナーの帯電量が高くなり、画像濃度が低くなるので、現像剤中のトナー濃度を高めることで、画像部へトナーが供給されやすくして、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が高い場合はトナー濃度が高くても、画像が形成されてはいけない非画像部に薄膜状にトナーが供給されるかぶりは、抑制される。一方、湿度が高い場合は、トナーの帯電量が低くなり、画像濃度が高くなるので、トナー濃度を低くすることで、画像部へトナーが供給されにくくして、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が低い場合は一般的にはかぶりが多くなるが、トナー濃度を低くすることで、かぶりが抑制される。いずれの場合も逆現像側電位を変更しないので、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度が調整される。

現像剤担持体近傍の湿度を計測する湿度計測部をさらに備え、制御部が、画像濃度の調整時に、湿度計測部によって取得された湿度に応じて現像バイアス電圧の周波数を調整する構成であってもよい。湿度が高い場合、トナーの帯電量が低くなり、画像濃度が高くなるので、現像バイアス電圧の周波数を高めることで、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が低い場合は一般的にはかぶりが多くなるが、現像バイアス電圧の周波数を高めることで、かぶりが抑制される。また、湿度が低い場合は、トナーの帯電量が高くなり、画像濃度が低くなるので、現像バイアス電圧の周波数を低くすることで、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が高い場合はかぶりが抑制される。いずれの場合も逆現像側電位を変更しないので、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度が調整される。

現像側電位の印加時間をＴ１、逆現像側電位の印加時間をＴ２として、制御部が、画像濃度の調整時に、０．３＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．４５が成立する範囲内で印加時間Ｔ１又はＴ２の少なくともいずれか一方を調整する構成であってもよい。デューティ比Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４５以上の場合は、２成分現像剤に含まれるキャリアが静電潜像担持体へ付着するキャリア上りが非常に増加する。デューティ比が０．３以下の場合は、かぶりが非常に増加するとともに、トナーの静電潜像担持体への付着量が減少して、画像濃度が、所定の許容範囲から外れるほど非常に低下する。デューティ比が０．３を超えて０．４５未満の範囲内にあれば、キャリア上りを減少させられるとともに、かぶりの増加を抑え、画像濃度を所定値以上にすることができる。したがって、デューティ比は、０．３を超えて０．４５未満の範囲内にあることが望ましい。

この発明によれば、画像濃度の調整時に、逆現像側電位を予め設定された所定値に保持しつつ現像バイアス電圧を制御することで、画像の再現性を低下させやすい方向に働く電界を変化させないようにすることができる。このため、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整することができる。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略の正面断面図である。

画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を用いて画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置である。この実施形態では、現像剤として、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が用いられる。画像形成装置１００は、スキャナ等の原稿読取装置によって読み取られた画像データ、又は、図示しないネットワークを介して通信自在に接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置から送信される画像データに基づいて、記録媒体である用紙Ｐに、カラー画像又はモノクロ画像を形成する。

画像形成装置１００は、給紙トレイ１１０、搬送装置１２０、画像形成ユニット１３０、定着装置１４０を備えている。

給紙トレイ１１０は、画像を形成すべき多数の用紙を収容する。

搬送装置１２０は、駆動ローラ１２１、従動ローラ１２２、及び搬送ベルト１２３を備えている。搬送ベルト１２３は、無端ベルトであって、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２との間に張架されている。搬送ベルト１２３は、回転することで、給紙トレイ１１０から供給された用紙Ｐを、定着装置１４０へ向けて搬送する。

画像形成ユニット１３０は、感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄ、帯電装置３２Ａ〜３２Ｄ、露光ユニット３３Ａ〜３３Ｄ、現像装置３４Ａ〜３４Ｄ、転写ローラ３５Ａ〜３５Ｄ、及びクリーニングユニット３６Ａ〜３６Ｄを備えている。感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄは、この発明の静電潜像担持体に相当する。現像装置３４Ａ〜３４Ｄは、この発明の現像剤担持体に相当する現像ローラ４１Ａ〜４１Ｄを有している。

画像形成ユニット１３０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて画像を形成する４個の画像形成部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄから構成されている。

ブラック用の画像形成部３０Ａ、シアン用の画像形成部３０Ｂ、マゼンタ用の画像形成部３０Ｃ、及びイエロー用の画像形成部３０Ｄは、搬送ベルト１２３に沿って、用紙搬送方向の下流側からこの順に、一列に並設されている。

以下では、主としてブラック用の画像形成部３０Ａについて説明する。他の色相用の画像形成部３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成部３０Ａと同様に構成されている。

画像形成部３０Ａは、図１において時計方向に回転する感光体ドラム３１Ａを備えている。感光体ドラム３１Ａの周囲には、感光体ドラム３１Ａの回転方向に沿って、帯電装置３２Ａ、露光ユニット３３Ａ、現像装置３４Ａ、転写ローラ３５Ａ、及びクリーニングユニット３６Ａが、この順に配置されている。転写ローラ３５Ａは、搬送ベルト１２３及び用紙Ｐを挟んで感光体ドラム３１Ａに対向する位置に配置されている。

帯電装置３２Ａは、感光体ドラム３１Ａの表面を、所定の電位に均一に帯電させる。この実施形態では、接触型のローラ方式の帯電装置が用いられているが、チャージャ方式やブラシ方式の帯電装置を用いてもよい。

露光ユニット３３Ａは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズ、及び第２ｆθレンズを備えている。露光ユニット３３Ａは、ブラックの色相の画像データによって変調されたレーザビームを感光体ドラム３１Ａに照射する。感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニット３３Ａとして、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）、又は、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置を用いることができる。

現像装置３４Ａは、ブラックのトナーを収容しており、現像ローラ４１Ａを有している。現像ローラ４１Ａは、トナーが感光体ドラム３１Ａの表面へ移動し得る現像領域へ現像剤を搬送する。現像装置３４Ａは、感光体ドラム３１Ａの表面に形成された静電潜像にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に可視像化する。

現像装置３４Ｂ〜３４Ｄのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収容しており、感光体ドラム３１Ｂ〜３１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をシアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に可視像化する。

この実施形態では、トナーは、感光体ドラム３１Ａの表面電位と同極性に帯電している。感光体ドラム３１Ａの表面電位の極性及びトナーの帯電極性は、ともにマイナスである。

クリーニングユニット３６Ａは、現像及び画像転写後における感光体ドラム３１Ａの表面に残留したトナーを回収する。

転写ローラ３５Ａには、感光体ドラム３１Ａの表面に担持されたトナー像を用紙Ｐに転写するために、トナーの帯電極性と逆極性（この実施形態では、プラス）の転写バイアス電圧が印加される。これによって、感光体ドラム３１Ａに形成されたブラックの色相のトナー像は、用紙Ｐ上で他の色相のトナー像と重なるように、用紙Ｐに転写される。各画像形成部３０Ａ〜３０Ｄで、各色相のトナー像が用紙Ｐに重ねて転写されることで、用紙Ｐにフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ印刷モード時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム３１Ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、用紙Ｐにはブラックのトナー像のみが転写される。

定着装置１４０は、加熱ローラ１４１及び加圧ローラ１４２を有している。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１４０へ導かれ、加熱ローラ１４１と加圧ローラ１４２との間を通過して加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙Ｐの表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、図示しない排紙トレイ上へ排出される。

図２は、画像形成装置１００に備えられた現像装置３４Ａの一部の正面断面図である。現像装置３４Ｂ〜３４Ｄは、現像装置３４Ａと同様に構成されている。

現像装置３４Ａは、現像ローラ４１Ａの他に、規制ブレード４２Ａ、２個の撹拌搬送スクリュ４３Ａ，４４Ａ、及び現像槽４５Ａを有している。

現像槽４５Ａ内に、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤が収容されている。撹拌搬送スクリュ４３Ａ，４４Ａは、現像槽４５Ａ内に配置されている。撹拌搬送スクリュ４３Ａと撹拌搬送スクリュ４４Ａとの間には、隔壁４６Ａが配置されている。隔壁４６Ａは、撹拌搬送スクリュ４３Ａ，４４Ａの回転軸方向における両端部を除いて、撹拌搬送スクリュ４３Ａ近傍の領域と、撹拌搬送スクリュ４４Ａ近傍の領域と、を仕切っている。

現像槽４５Ａ内に収容された現像剤中のトナーは、撹拌搬送スクリュ４３Ａ，４４Ａの撹拌動作によってキャリアと共に撹拌されることで、摩擦帯電される。

現像槽４５Ａは、感光体ドラム３１Ａと対向する部分に、開口部４７Ａを有している。現像ローラ４１Ａは、現像槽４５Ａの開口部４７Ａから一部を露出させた状態であって、感光体ドラム３１Ａの表面との間に０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の現像ギャップが設けられるように、現像槽４５Ａ内に配置されている。

現像ローラ４１Ａは、マグネットローラ４８Ａ及び非磁性の現像スリーブ４９Ａを有している。マグネットローラ４８Ａは、周方向に沿って配置された複数の磁極部材を内蔵している。マグネットローラ４８Ａは、現像槽４５Ａに固定配置されている。現像スリーブ４９Ａは、略円筒形のアルミニウム合金又は黄銅等で形成され、マグネットローラ４８Ａに対して所定方向（図２における矢印方向）に回転自在に外嵌している。現像スリーブ４９Ａは、図示しない駆動源によって、所定方向に回転する。

現像剤に含まれるキャリアは、磁性体で構成されている。トナーは、摩擦帯電によるクーロン力によってキャリアの表面に付着している。現像剤は、マグネットの磁力によって現像スリーブ４９Ａの表面に吸着して磁気ブラシを形成し、現像スリーブ４９Ａが回転することで、感光体ドラム３１Ａとの対向位置である現像領域へ搬送される。

規制ブレード４２Ａは、現像槽４５Ａのうち現像スリーブ４９Ａの回転方向における開口部４７Ａの上流側に、先端部が現像スリーブ４９Ａに対向するように配置されている。規制ブレード４２Ａは、現像ローラ４１Ａの表面に形成された現像剤の層厚を規制する。

現像装置３４Ａは、現像領域へ所定量の現像剤を供給する。現像領域へ供給された現像剤に含まれるトナーは、感光体ドラム３１Ａの表面に担持された静電潜像へ、静電気力によって吸引される。これによって、静電潜像は現像されてトナー像となる。

現像装置３４Ａは、現像領域へ供給された現像剤のうち、キャリア及び現像に用いられなかったトナーを、現像スリーブ４９Ａの回転によって、再び現像槽４５Ａ内に戻す。

図３は、画像形成装置１００の制御部５０の構成を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、画像形成装置１００の全体を統括的に制御する制御部５０を備えている。制御部５０には、画像処理部６１、入力部６２、現像バイアス電圧印加部７１Ａ、駆動モータ７２Ａ，７３Ａ、帯電バイアス電圧印加部７４Ａが、電気的に接続されている。

画像処理部６１は、原稿読取装置２００によって読み取られた画像データ、又は、図示しないネットワークを介して通信自在に接続された端末装置から送信される画像データを受信し、この画像データを所定の画像形成信号に変換して、制御部５０へ出力する。

入力部６２は、画像形成時の画像濃度のユーザによる設定の入力を受け付ける。制御部５０は、入力部６２から入力された画像濃度を、画像濃度の入力設定値として記憶する。制御部５０は、ユーザによる画像濃度の入力設定値の入力がない場合、予め決定された所定の標準濃度を入力設定値として記憶する。制御部５０は、入力設定値として記憶された画像濃度で実際の画像が形成されるように、現像バイアス電圧Ｖ１０を調整する。

制御部５０は、ＣＰＵ５１を含み、ＣＰＵ５１には、ＣＰＵ５１が実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ５２、作業用のメモリとなるＲＡＭ５３が接続されている。ＣＰＵ５１は、入力された画像形成信号に応じて、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。

ＣＰＵ５１は、現像バイアス電圧印加部７１Ａ、駆動モータ７２Ａ、駆動モータ７３Ａ、及び、帯電バイアス電圧印加部７４Ａのそれぞれに、入力された画像形成信号に応じた制御信号を送信して画像形成動作を実行させる。

現像バイアス電圧印加部７１Ａは、現像ローラ４１Ａの現像スリーブ４９Ａに現像バイアス電圧を印加する。駆動モータ７２Ａは、現像スリーブ４９Ａを回転させる。駆動モータ７３Ａは、感光体ドラム３１Ａを回転させる。帯電バイアス電圧印加部７４Ａは、帯電装置３２Ａに帯電バイアス電圧を印加する。

現像スリーブ４９Ａを回転させる駆動モータ７２Ａ及び感光体ドラム３１Ａを回転させる駆動モータ７３Ａとして、単一の駆動モータを共用することもできる。

図４は、画像濃度の調整前の現像バイアス電圧Ｖ１０を示す図である。図４では、上側ほどマイナス値が大きくなる。

現像バイアス電圧Ｖ１０は、交流電圧成分と直流電圧成分Ｖ１１とが重畳した振動バイアス電圧である。現像バイアス電圧Ｖ１０は、現像側電位Ｖ１及び逆現像側電位Ｖ２のそれぞれをピーク電位とする。現像側電位Ｖ１は、現像ローラ４１Ａから感光体ドラム３１Ａへ向かう力をトナーに与える。逆現像側電位Ｖ２は、感光体ドラム３１Ａから現像ローラ４１Ａへ向かう力をトナーに与える。

現像側電位Ｖ１の印加時間をＴ１、逆現像側電位Ｖ２の印加時間をＴ２とするとき、デューティ比は、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）で表わされる。この第１の実施形態に係る画像形成装置１００では、デューティ比が０．５の矩形波である現像バイアス電圧Ｖ１０を用いた。

現像バイアス電圧Ｖ１０は、現像スリーブ４１Ａに印加され、現像ローラ４１Ａと感光体ドラム３１Ａとの間に、バイアス電界を発生させる。

画像濃度、画像が形成されてはいけない非画像部に薄膜状にトナーが供給されるかぶり、現像剤中のキャリアが感光体ドラム３１Ａへ付着するキャリア上り、及び画像の再現性は、現像バイアス電圧Ｖ１０と、感光体ドラム３１Ａの表面のうち画像部の電位である画像部電位Ｖ２１、又は、感光体ドラム３１Ａの表面のうち非画像部の電位である非画像部電位Ｖ２０と、の関係によって変化する。

電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、トナーの帯電量は画像濃度に大きく影響する。ある一定環境において図４のような現像バイアス電圧Ｖ１０で適切な画像濃度が得られたとしても、現像ローラ４１Ａ周辺の湿度が上がる等の環境変化によってトナーの帯電量が下がると、感光体ドラム３１Ａに付着するトナー量が増えるため、同じ現像バイアス電圧Ｖ１０の下では画像濃度が上がりすぎてしまう。

図５は、比較例における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧を示す図である。図５では、上側ほどマイナス値が大きくなる。

画像濃度を調整する比較例として、画像濃度を下げる場合に、図５のように、現像バイアス電圧Ｖ１０のピーク間電圧Ｖｐｐは一定で、直流電圧成分Ｖ１１を上げることが考えられる。これによって、現像側電位Ｖ１が上がる。この場合、直流電圧成分Ｖ１１の上昇分をΔＶとすると、感光体ドラム３１Ａの帯電電位も変更し、非画像部電位Ｖ２０をΔＶ上げる。これは、非画像部電位Ｖ２０を一定にしておくと、直流電圧成分Ｖ１１と非画像部電位Ｖ２０との差が大きくなり、キャリア上りが増加するためである。

また、比較例において、逆に画像濃度の調整のために直流電圧成分Ｖ１１を下げた場合、感光体ドラム３１Ａの帯電電位を変更しないと直流電圧成分Ｖ１１と非画像部電位Ｖ２０との差が小さくなり、かぶりが増加する。

したがって、いずれの場合も、直流電圧成分Ｖ１１と非画像部電位Ｖ２０とを、電位差がほとんど変化しないように、連動して変更する。

比較例において、感光体ドラム３１Ａの帯電電位を上げると、画像部電位Ｖ２１も多少変化する。しかし、画像部電位Ｖ２１の変化は比較的小さいので、図５では画像部電位Ｖ２１は変更されていないように表している。

図６は、第１の実施形態における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧を示す図である。

この実施形態では、画像濃度の調整時に、現像バイアス電圧Ｖ１０の高い側のピーク電位である逆現像側電位Ｖ２を変更せずに予め設定された所定値に保持し、低い側のピーク電位である現像側電位Ｖ１を変更する。具体的には、例えば、図６に示すように、現像側電位Ｖ１を２×ΔＶ上げたい場合、交流電圧成分の振幅（ピーク間電圧Ｖｐｐ）を２×ΔＶ減少し、直流電圧成分Ｖ１１をΔＶ上げる。また、現像側電位Ｖ１を２×ΔＶ下げたい場合は、交流電圧成分の振幅（ピーク間電圧Ｖｐｐ）を２×ΔＶ増加し、直流電圧成分Ｖ１１をΔＶ下げる。これによって、逆現像側電位Ｖ２を所定値に保持したまま、現像側電位Ｖ１を変更することができる。

次に、ΔＶを決める方法について説明する。基準となる所定サイズの画素を露光、現像し、濃度パッチを形成する。形成された濃度パッチの濃度を光学的に検出する。転写ベルトを介してトナー像を用紙に転写する構成の画像形成装置においては、濃度パッチの濃度の検出を、感光体ドラム３１Ａ上で行なうことに限定されず、転写ベルト上で行なうこともできる。濃度を検出する光学センサは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子及びＰＤ（Photo Diode）等の受光素子を含み、トナーの色相や材料等に応じて、正反射光又は拡散光を検出する。

前回設定した現像バイアス電圧Ｖ１０による濃度パッチと、この現像バイアス電圧Ｖ１０から±５０Ｖ、シフトさせた場合の濃度パッチとを形成し、上述の方法によってこれら３個の濃度パッチの濃度を検出する。ＣＰＵ５１で３個の濃度値から適切な濃度に相当する現像バイアス電圧Ｖ１０を決定し、ΔＶの値を決め、現像バイアス電圧印加部７１Ａから画像濃度の調整後の現像バイアス電圧Ｖ１０を現像スリーブ４１Ａに印加する。

逆現像側電圧Ｖ２を一定に保持して画像濃度を調整した場合の効果について検証するため、直流電圧成分Ｖ１１のみで濃度調整した場合の比較実験を行なった。画像濃度の調整前に、図４の現像バイアス電圧Ｖ１０の波形となるように設定した。このとき、非画像部電位Ｖ２０は−５００Ｖ、画像部電位Ｖ２１は−１００Ｖ、直流電圧成分Ｖ１１は−３５０Ｖ、ピーク間電圧Ｖｐｐは８００Ｖ（現像側電位Ｖ１＝−７５０Ｖ、逆現像側電位Ｖ２＝＋５０Ｖ）である。

次に、トナーの帯電量、及び現像バイアス電圧Ｖ１０を変更した。実験において、帯電量が下がったトナーとして、長期間放置することで劣化したトナーを用い、帯電量が上がったトナーについての実験は、湿度が低下した環境下で実施した。

図７（Ａ）は、トナーの帯電量の変更前である初期に画像形成した孤立ドットの写真を表す図であり、図７（Ｂ）は、直流電圧成分Ｖ１１のみで画像濃度を調整後に画像形成した孤立ドットの写真を表す図である。

ここでは、トナーの帯電量が下がった場合の実験を行なった。直流電圧成分Ｖ１１のみで画像濃度を調整した場合、現像バイアス電圧Ｖ１０のシフト量ΔＶは、１５０Ｖであった。図７（Ｂ）に示すように、画像濃度を調整した後の孤立ドットは、非常に薄く小さくなっていることが分かる。つまり、直流電圧成分Ｖ１１のみで画像濃度を調整した場合、ベタ画像の濃度は一定に保つことができたとしても、孤立ドットの再現性は大きく変化してしまう。

一方、この第１の実施形態の制御方法で画像濃度を調整すると、現像バイアス電圧Ｖ１０のシフト量ΔＶは８０Ｖとなった。直流電圧成分Ｖ１１は８０Ｖ上がり、ピーク間電位Ｖｐｐは１６０Ｖ小さくなった。直流電圧成分Ｖ１１が上がったことによって画像濃度を低下させる効果と、ピーク間電位Ｖｐｐを小さくしたことによって画像濃度を低下させる効果と、の両方があるので、直流電圧成分Ｖ１１だけで濃度調整した場合や、ピーク間電位Ｖｐｐだけで濃度調整した場合と比べて、直流電圧成分Ｖ１１及びピーク間電位Ｖｐｐのそれぞれの変更量は小さくて済む。このため、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整することができる。

図８は、第１の実施形態における画像濃度の調整後に画像形成した孤立ドットの写真を表す図である。図８に示す孤立ドットは、図７（Ａ）に示す初期の孤立ドットとほとんど同じであることが分かる。

図７（Ｂ）の孤立ドットと図８の孤立ドットとの違いは、逆現像側電位Ｖ２と画像部電位Ｖ２１との関係に依存するところが大きいと考えられる。直流電圧成分Ｖ１１のみをシフトさせる制御方法では、現像バイアス電圧Ｖ１０のシフトに伴って、逆現像側電位Ｖ２と画像部電位Ｖ２１との位置関係が現像バイアス電圧Ｖ１０のシフト分だけ変更されてしまう。孤立ドットの再現性は、トナーが感光体ドラム３１Ａから現像スリーブ４１Ａ方向へ戻る方向に働く電界によって低下しやすい。このため、逆現像側電位Ｖ２と画像部電位Ｖ２１との電位差が変更されると、孤立ドットの再現性が大きく変化する。

この発明では、逆現像側電位Ｖ２は変更されず、画像部電位Ｖ２１もほとんど変更されないので、孤立ドットが安定して良好に再現される。

図９は、電圧のシフト量ΔＶとライン幅との関係についての実験結果を示す図である。図１０（Ａ）は、トナーの帯電量の変更前である初期に画像形成した画像のライン幅を示し、図１０（Ｂ）は、トナーの帯電量の変化に応じた画像濃度の調整後に画像形成した画像のライン幅を示す。

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、初期のライン幅Ｘ０、及び、帯電量が変化し画像濃度の調整後のライン幅Ｘ１を計測した。図９では、横軸は電圧のシフト量ΔＶを表し、縦軸は初期（ΔＶ＝０）のライン幅との比率（Ｘ１／Ｘ０）を表す。比較例の直流電圧成分Ｖ１１のみのシフトで画像濃度を調整した場合は、ライン幅も変化しやすいのに対して、この発明ではライン幅が安定して形成されている。

上述のように、現像バイアス電圧Ｖ１０において、現像ローラ４１Ａから感光体ドラム３１Ａへ向かう力をトナーに与えるピーク電位が現像側電位Ｖ１であるのに対して、感光体ドラム３１Ａから現像ローラ４１Ａへ向かう力をトナーに与えるピーク電位が逆現像側電位Ｖ２である。このとき、逆現像側電位Ｖ２と画像部電位Ｖ２１との関係によって、用紙等に転写されるトナー像のドット再現性、及び細線再現性が大きく変化する。

図１１は、画像部電位Ｖ２１を−１００Ｖと一定にした場合の逆現像側電位Ｖ２と画像部電位Ｖ２１との電位差と、ドット再現性との関係についての実験結果を示している。

図１１に示すように、Ｖ２−Ｖ２１＜＋１００、すなわちＶ２＜Ｖ２１＋１００である場合に、用紙等への転写画像のドット再現性は、良好となる。一方、Ｖ２≧Ｖ２１＋１００の場合は、ドット再現性は、低下する。これは、画像部から現像ローラ４１Ａへ向かう力をトナーに与える電界が強くなり、一旦画像部に到達したトナーが引き戻され、ドットが乱されることが影響していると考えられる。

以上の検討結果から、感光体ドラム３１Ａの画像部電位Ｖ２１に対する逆現像側電位Ｖ２の電位差が１００Ｖを超えないように、現像バイアス電圧印加部７１Ａを制御部５０で制御することが望ましいことが分かる。

この実施形態では、トナーの帯電極性がマイナスの場合について説明したが、トナーの帯電極性がプラスの場合についても同様の実験を行い、図１２に示す結果を得た。この実験結果から、Ｖ２１−Ｖ２＜＋１００、すなわちＶ２＞Ｖ２１−１００であれば、ドット再現性が良好になることが分かる。

したがって、トナーの帯電極性がマイナスの場合に逆現像側電位Ｖ２から画像部電位Ｖ２１を減算した電位差、又は、トナーの帯電極性がプラスの場合に画像部電位Ｖ２１から逆現像側電位Ｖ２を減算した電位差は、１００ボルト未満であることが望ましい。

これによって、ドット再現性、及び細線再現性の低下をより抑制しつつ画像濃度を調整することができる。

図１３は、第２の実施形態における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧Ｖ１０を示す図である。

この実施形態では、画像濃度の調整時に、現像バイアス電圧Ｖ１０の現像側電位Ｖ１及び逆現像側電位Ｖ２を変更せず、現像側電位Ｖ１の印加時間Ｔ１又は逆現像側電位Ｖ２の印加時間Ｔ２の少なくともいずれか一方を変更する。

ここでは、印加時間Ｔ１を変更する場合について説明する。

Ｔ１＝Ｔ２を標準状態と考えると、印加時間Ｔ１をΔＴ変化させたときの現像バイアス電圧Ｖ１０の直流電圧成分Ｖ１１のシフト量ΔＶは、次式で表現される。

ΔＶ＝Ｖｐｐ×ΔＴ／２（２×Ｔ１＋ΔＴ）
図１４は、印加時間Ｔ１と画像濃度との関係についての実験結果を示す。ここでは、感光体ドラム３１Ａの非画像部電位Ｖ２０を−６００Ｖ、画像部電位Ｖ２１を−１００Ｖ、ピーク間電圧Ｖｐｐを８００Ｖ、現像側電位Ｖ１を−８５０Ｖ、逆現像側電位Ｖ２を−５０Ｖ、印加時間Ｔ２＝０．２５ｍｓｅｃとして実験を行なった。この実験結果から、印加時間Ｔ１を変更することによって広範囲に画像濃度を調整することができることが分かる。

この場合も、逆現像側電位Ｖ２を変更していないので、トナーが感光体ドラム３１Ａから現像スリーブ４１Ａ方向に戻る方向に働く電界が一定であり、トナーが現像スリーブ４１Ａから感光体ドラム３１Ａへ向かう方向に働く現像側電圧Ｖ１の印加時間Ｔ１を長くしても、孤立ドットやライン幅の再現性の低下はほとんどない。

なお、印加時間Ｔ１の調整範囲はピーク間電圧Ｖｐｐによって変わる。調整すべき範囲の広さは、トナーの帯電量の変化がどの程度起こるかによって異なる。調整範囲を広く取らなければならない場合は、ピーク間電圧Ｖｐｐ値を高め（例えば、１６００Ｖ）に設定する。

次に、第３の実施形態に係る画像形成装置について説明する。この第３の実施形態に係る画像形成装置は、現像ローラ４１Ａ近傍の湿度に応じてトナー濃度を調整することを除いて、第１の実施形態に係る画像形成装置１００と同様に構成されている。

上述のように、電子写真方式の画像形成プロセスでは、トナーの帯電量が、感光体ドラム３１Ａに担持された静電潜像を現像するトナー量に、大きな影響を与え、画像濃度の変化の主な要因になる。

そこで、この第３の実施形態に係る画像形成装置は、現像ローラ４１Ａ近傍の湿度を計測して計測データをＣＰＵ５１へ出力する湿度計測部６３をさらに備え、湿度計測部６３で計測した湿度に基づいて、低湿度でトナーの帯電量が高くなる場合は現像剤中のトナー濃度を高く設定し、高湿度でトナーの帯電量が低くなる場合は現像剤中のトナー濃度を低く設定する。

トナーの帯電量が高い場合は画像濃度が低くなるので、トナー濃度を高く設定することで画像濃度を補うことができる。また、トナーの帯電量が高い場合はトナー濃度が高くても、かぶりを抑えることができる。

一方、トナーの帯電量が低い場合は画像濃度が高くなりやすいので、トナー濃度を低く設定することで画像濃度の上昇を抑えることができる。また、トナーの帯電量が低い場合は一般的にはかぶりが多くなるが、トナー濃度を低くすることでかぶりを抑えることができる上、画像濃度を低くすることでトナー帯電量が上がり、トナーの帯電量低下を緩和する効果もある。

一般的に、現像槽４５Ａ内のトナー濃度は、透磁率センサ等を用いて一定に保たれている。現像剤中のトナー濃度を湿度に応じて変更する場合、現像槽４５Ａ内のトナー濃度の設定値を湿度に応じて変更することによって実現する。この際、湿度に応じてトナー濃度の設定値を連続的に変更してもよく、又は、数段階の変換チャートを用い、所定範囲毎の湿度に応じた設定値にトナー濃度を設定してもよい。

この第３の実施形態における画像濃度の制御方法は、第１の実施形態における画像濃度の制御方法又は第２の実施形態における画像濃度の制御方法と、併用されることが望ましい。

第１の実施形態、又は第２の実施形態によって画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる。しかし、第１の実施形態及び第２の実施形態では、トナーの帯電量の変化が大きい場合は現像バイアス電圧Ｖ１０の調整量も大きくなるので、画像の再現性の低下をより抑制するために、この第３の実施形態における画像濃度の制御方法を併用することで、現像バイアス電圧Ｖ１０の調整量を小さくすることができる。これによって、ドットサイズやライン幅の変化を更に小さく抑え、画像の再現性の低下をより抑制しつつ、画像濃度を調整することが可能になる。

次に、第４の実施形態に係る画像形成装置について説明する。

この第４の実施形態に係る画像形成装置は、湿度計測部６３を備え、現像ローラ４１Ａ近傍の湿度に応じて現像バイアス電圧の周波数を調整することを除いて、第１の実施形態に係る画像形成装置１００と同様に構成されている。

図１５は、現像バイアス電圧Ｖ１０の異なる複数の周波数についての、現像バイアス電圧Ｖ１０の平均電圧Ｖ１２（ここでは直流電圧成分Ｖ１１の電位と同等）と非画像部電位Ｖ２０との電位差の絶対値と、かぶりと、の関係についての実験結果を示す。ここでは、かぶりの値として、感光体ドラム３１Ａ上の非画像部に付着するトナーの光学濃度を測定した値を示した。

図１５を参照すれば、現像バイアス電圧Ｖ１０の周波数が高くなるほど、かぶりが減少することが分かる。

そこで、湿度が高い場合、トナーの帯電量が低くなり、画像濃度が高くなるので、現像バイアス電圧Ｖ１０の周波数を高めることで、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が低い場合は一般的にはかぶりが多くなるが、図１５に示すように、現像バイアス電圧Ｖ１０の周波数を高めることで、かぶりを減少させることができる。

また、湿度が低い場合、トナーの帯電量が高くなり、画像濃度が低くなるので、現像バイアス電圧Ｖ１０の周波数を低くすることで、画像濃度が一定化するように調整する。トナーの帯電量が高い場合は、かぶりが減少する。

いずれの場合も逆現像側電位Ｖ２を変更しないので、画像の再現性の低下を抑制しつつ画像濃度を調整できる。

この第４の実施形態における画像濃度の制御方法は、第１の実施形態における画像濃度の制御方法又は第２の実施形態における画像濃度の制御方法と、併用されることが望ましい。

第１の実施形態又は第２の実施形態での画像濃度の制御方法と、この第４の実施形態での画像濃度の制御方法とを併用することで、現像バイアス電圧Ｖ１０の調整量を小さくすることができるので、ドットサイズやライン幅の変化を更に小さく抑え、画像の再現性の低下をより抑制しつつ、画像濃度を調整することが可能になる。

次に、現像バイアス電圧Ｖ１０のデューティ比について説明する。

上述のように、現像側電位Ｖ１の印加時間をＴ１、逆現像側電位Ｖ２の印加時間をＴ２とするとき、デューティ比は、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）で表わされる。デューティ比は、キャリア上りと非常に大きな相関性を有する。

図１６は、異なる複数のデューティ比における、平均電圧Ｖ１２と非画像部電位Ｖ２０との電位差の絶対値と、キャリア上りと、の関係についての実験結果を示す。ここでは、キャリア上りの値として、感光体ドラム３１Ａ上の非画像部のうち所定領域（３００ｍｍ×１５ｍｍ）に付着したキャリアを粘着テープで捕獲し、キャリアの個数を目視で計数した値を示した。この実験では、平均電圧Ｖ１２を一定としている。

図１６では、縦軸にキャリア上りの量（単位：ａ．ｕ．）を示し、横軸に現像バイアス電圧Ｖ１０の平均電圧Ｖ１２と感光体ドラム３１Ａの非画像部電位Ｖ２０との電位差の絶対値を示す。この実験では、現像剤中のキャリアとして、平均粒径３５μｍのものを使用した。この実験から、デューティ比とキャリア上りとの相関性が分かる。

図１６を参照すれば、デューティ比が、０．５、０．３８、０．２５と小さくなるのに伴って、キャリア上りが減少していることが分かる。特に、現像バイアス電圧Ｖ１０のデューティ比を小さくすることによって、現像バイアス電圧Ｖ１０の平均電圧Ｖ１２と感光体ドラム３１Ａの画像部電位Ｖ２１との電位差を大きくした場合であっても、キャリア上りを減少させられることが分かる。

このように、現像バイアス電圧Ｖ１０のデューティ比を小さくすることによって、キャリア上りを減少させることができる。しかし、この反面、一般的にデューティ比を小さくしすぎると、かぶりが増加してしまう。このため、かぶりを抑制するためには、現像ローラ４１Ａに印加する現像バイアス電圧Ｖ１０のデューティ比が、制限される。

次に、かぶりの減少とキャリア上りの減少とを両立し得る好適なデューティ比を検証するための実験結果を示す。

図１７は、異なる複数のデューティ比における、感光体ドラム３１Ａの非画像部電位Ｖ２０と現像バイアス電圧Ｖ１０の平均電圧Ｖ１２との電位差の絶対値と、かぶり及びキャリア上りのそれぞれの量と、の関係についての実験結果を示す図である。この実験では、非画像部電位Ｖ２０及び現像バイアス電圧Ｖ１０のバイアス波形を維持したまま、平均電圧Ｖ１２をシフトさせることで電位差を異ならせ、デューティ比０．２５、０．３８、及び０．５のそれぞれの場合について、かぶり及びキャリア上りのそれぞれの量を測定した。

かぶりの減少とキャリア上りの減少とを両立し得る、感光体ドラム３１Ａの非画像部電位Ｖ２０と現像バイアス電圧Ｖ１０の平均電圧Ｖ１２との電位差の絶対値の範囲として、｜Ｖ２０−Ｖ１２｜＝１００Ｖ〜２００Ｖの範囲を主として比較する。すると、図１７に示すように、デューティ比０．５では、かぶりが減少しているものの、キャリア上りが電位差２００Ｖで非常に増加している。一方、デューティ比０．２５では、キャリア上りが電位差２５０Ｖくらいまで減少しているものの、電位差１００Ｖでのかぶりが増加している。また、デューティ比０．３８の場合は、かぶり及びキャリア上りの両方が減少している。

また、同様の実験をデューティ比０．４３、及び０．３２の場合についても行い、これらの実験結果をまとめて図１８に示す。図１８に示すように、デューティ比Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．３〜０．４５の範囲にある場合に、かぶり及びキャリア上りともに減少している。

また、デューティ比が０．３〜０．４５の範囲では、トナー濃度を高く保つことができる。図１９は、デューティ比と感光体ドラム３１Ａへのトナーの付着量との関係についての実験結果を示す。ここでは、トナーの付着量の値として、感光体ドラム３１Ａに付着したトナーの単位面積当たりの重量を測定した値を示した。

デューティ比が０．３を超える範囲では、デューティ比が０．５の場合と略同一又はそれ以上の画像濃度を保つことができる。一方、デューティ比が０．３以下になると、感光体ドラム３１Ａへのトナーの付着量が減少し、用紙に転写されるトナー像の画像濃度の低下が顕著に表れる。

要するに、デューティ比Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４５以上の場合は、キャリア上りが非常に増加し、デューティ比が０．３以下の場合は、かぶりが非常に増加するとともに、トナーの感光体ドラム３１Ａへの付着量が減少して、画像濃度が、所定の許容範囲から外れるほど非常に低下する。デューティ比が０．３を超えて０．４５未満の範囲内にあれば、キャリア上りを減少できるとともに、かぶりの増加を抑え、画像濃度を所定の許容範囲内に維持することができる。したがって、デューティ比は、０．３を超えて０．４５未満の範囲内にあることが望ましい。

したがって、制御部５０は、画像濃度の調整時に、次式が成立する範囲内で印加時間Ｔ１又は印加時間Ｔ２の少なくともいずれか一方を調整することが望ましい。

０．３＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．４５
なお、上述の実施形態では、２成分系の現像剤を用いる場合について説明したが、１成分系の現像剤を用いる場合にも、この発明を適用することができる。

また、静電潜像を現像するに際しては、１成分系及び２成分系の現像剤に関わらず、感光体ドラム３１Ａが帯電する表面電位と同極性に帯電したトナーを用いて現像する場合の他に、感光体ドラム３１Ａが帯電する表面電位と逆極性に帯電したトナーを用いて現像する場合があり、いずれの場合にも、この発明を適用することができる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の正面断面図である。 画像形成装置の一部の正面断面図である。 画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 画像濃度の調整前の現像バイアス電圧を示す図である。 比較例における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧を示す図である。 第１の実施形態における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧を示す図である。 （Ａ）は、トナーの帯電量を変更する前である初期に画像形成した孤立ドットの写真を表す図であり、（Ｂ）は、直流電圧成分のみで画像濃度を調整後に画像形成した孤立ドットの写真を表す図である。 第１の実施形態における画像濃度の調整後に画像形成した孤立ドットの写真を表す図である。 電圧のシフト量ΔＶとライン幅との関係についての実験結果を示す図である。 （Ａ）は、トナーの帯電量の変更前である初期に画像形成した画像のライン幅を示す図であり、（Ｂ）は、トナーの帯電量の変化に応じた画像濃度の調整後に画像形成した画像のライン幅を示す図である。 画像部電位を一定にした場合の逆現像側電位と画像部電位との電位差と、ドット再現性と、の関係についての実験結果を示す図である。 トナーの帯電極性がプラスの場合における、逆現像側電位と画像部電位との電位差と、ドット再現性と、の関係についての実験結果を示す図である。 第２の実施形態における画像濃度の調整後の現像バイアス電圧を示す図である。 印加時間Ｔ１と画像濃度との関係についての実験結果を示す図である。 現像バイアス電圧の異なる複数の周波数についての、現像バイアス電圧の平均電圧と非画像部電位との電位差の絶対値と、かぶりと、の関係についての実験結果を示す図である。 異なる複数のデューティ比における、平均電圧と非画像部電位との電位差の絶対値と、キャリア上りと、の関係についての実験結果を示す。 異なる複数のデューティ比における、感光体ドラムの非画像部電位と現像バイアス電圧の平均電圧との電位差の絶対値と、かぶり及びキャリア上りのそれぞれの量と、の関係についての実験結果を示す図である。 デューティ比とかぶり及びキャリア上りとの関係についての実験結果を示す図である。 デューティ比と感光体ドラムへのトナーの付着量との関係についての実験結果を示す図である。

符号の説明

３０Ａ〜３０Ｄ 画像形成部
３１Ａ〜３１Ｄ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
３４Ａ〜３４Ｄ 現像装置
４１Ａ〜４１Ｄ 現像ローラ（現像剤担持体）
５０ 制御部
５１ ＣＰＵ
６３ 湿度計測部
７１Ａ〜７１Ｄ 現像バイアス電圧印加部
１００ 画像形成装置
１３０ 画像形成ユニット
Ｖ１ 現像側電位
Ｖ２ 逆現像側電位
Ｖ１０ 現像バイアス電圧
Ｖ１１ 直流電圧成分
Ｖ１２ 平均電圧
Ｖ２０ 非画像部電位
Ｖ２１ 画像部電位
Ｖｐｐ ピーク間電圧

Claims (8)

1. トナーを含む現像剤を用い、静電潜像にトナーを供給することで前記静電潜像を現像する電子写真方式の画像形成装置であって、
   表面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体に対向し、前記静電潜像を現像するトナーを担持する現像剤担持体と、
   交流電圧成分と直流電圧成分とが重畳した現像バイアス電圧であって前記現像剤担持体から前記静電潜像担持体へ向かう力をトナーに与える現像側電位及び前記静電潜像担持体から前記現像剤担持体へ向かう力をトナーに与える逆現像側電位のそれぞれをピーク電位とする現像バイアス電圧を前記現像剤担持体に印加する電圧印加部と、
   画像濃度の調整時に、前記逆現像側電位を予め設定された所定値に保持しつつ、前記電圧印加部によって前記現像剤担持体に印加される前記現像バイアス電圧を制御する制御部と、を備える画像形成装置。
2. トナーの帯電極性がマイナスの場合に前記逆現像側電位から前記静電潜像担持体の画像部の電位を減算した電位差、又は、トナーの帯電極性がプラスの場合に前記画像部の電位から前記逆現像側電位を減算した電位差は、１００ボルト未満である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、画像濃度の調整時に、前記現像側電位を調整する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、画像濃度の調整時に、前記現像側電位を電位２ΔＶ変更する場合に、前記交流電圧成分の振幅を電位ΔＶ変更し、前記直流電圧成分を電位ΔＶ変更する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、画像濃度の調整時に、前記現像側電位又は前記逆現像側電位の少なくともいずれか一方の印加時間を調整する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤担持体近傍の湿度を計測する湿度計測部をさらに備え、
   前記制御部は、画像濃度の調整時に、前記湿度計測部によって取得された湿度に応じて現像剤中のトナー濃度を調整する請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤担持体近傍の湿度を計測する湿度計測部をさらに備え、
   前記制御部は、画像濃度の調整時に、前記湿度計測部によって取得された湿度に応じて前記現像バイアス電圧の周波数を調整する請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像側電位の印加時間をＴ１、前記逆現像側電位の印加時間をＴ２として、
   前記制御部は、画像濃度の調整時に、
   ０．３＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．４５
   が成立する範囲内で前記印加時間Ｔ１又はＴ２の少なくともいずれか一方を調整する請求項５に記載の画像形成装置。

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