JP2020126191A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下を防止することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体の表面に磁気ブラシを摺擦させてトナー像を形成する現像剤担持体と、像担持体の回転方向における現像剤担持体の下流側に設けられ、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、表面電位検出部の検出結果に基づいて、トナー像の形成の前後における像担持体の表面電位の変化量を第１の変化量として算出する算出部と、像担持体の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少してトナー像の品質が向上するように、第１の変化量に基づいて現像剤担持体の回転速度を変更する回転速度変更部とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機等の画像形成装置の現像装置として、キャリアーとトナーからなる２成分の現像剤を用いて感光体ドラムの周面に形成された静電潜像を現像する、いわゆる２成分式現像装置が普及している。通常、このような現像装置における現像ローラーは、回転駆動される円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に内挿され、回転しないように装置筺体に固定された円柱状のマグネットローラーとからなる。

マグネットローラーは、その周方向に沿って複数の磁石が配されてなり、その磁力によってキャリアーが当該現像スリーブの外周面上に担持されて搬送され、感光体ドラムと対向する位置（現像位置）で起立して磁気ブラシが形成される。キャリアーに静電吸着されて搬送されてきたトナーが、当該現像位置において、現像スリーブと感光体ドラムとの電位差により感光体ドラム側に移動し、その周面に形成された静電潜像が現像される。

特開２００７−２４０９６１号公報

ところで、感光体ドラムと現像装置との組み合わせによっては感光体ドラムに対する磁気ブラシの擦過力が大きくなる場合がある。この場合、静電潜像が現像されて感光体ドラムに形成されたトナー像が擦過力の大きい磁気ブラシによって崩されてしまい、特に、ドットスクリーン画像を形成する場合における画質（画像品質）が低下するという問題があった。

なお、特許文献１には、現像停止状態（擦過のない状態）と、現像駆動状態（擦過による摩擦帯電がある場合）との表面電位の上昇量に応じて感光体表面電位を補正することによりトナー付着量を制御する技術が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、像担持体に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下を防止することを目的としたものではなく、上記問題を解決することはできない。

本発明は、像担持体に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下を防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体の表面に磁気ブラシを摺擦させてトナー像を形成する現像剤担持体と、
前記像担持体の回転方向における前記現像剤担持体の下流側に設けられ、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、
前記表面電位検出部の検出結果に基づいて、前記トナー像の形成の前後における前記像担持体の表面電位の変化量を第１の変化量として算出する算出部と、
前記像担持体の表面に対する前記磁気ブラシの擦過力が減少して前記トナー像の品質が向上するように、前記第１の変化量に基づいて前記現像剤担持体の回転速度を変更する回転速度変更部と、
を備える。

本発明によれば、像担持体に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下を防止することができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 磁気ブラシの擦過力と表面電位の低下量との関係、および、現像θと磁気ブラシの擦過力との関係を示す図である。 現像θと表面電位の低下量との関係を示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 本実施の形態における品質関係情報を示す図である。 変形例における現像θと表面電位の低下量との関係との関係を示す図である。 変形例における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 変形例における品質関係情報を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図であり、図２は同装置の制御系の主要部を示す図である。

図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（ブラック）の各色トナー像を中間転写体に転写（一次転写）し、中間転写体上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体を中間転写体の走行方向に直列配置し、中間転写体に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図１、２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、表面電位検出部８０および制御部１００を備えている。制御部１００は、本発明の「算出部」および「回転速度変更部」として機能する。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備えている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されているＬＵＴ（Look Up Table）等の各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）又はハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成する。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置（スキャナー）１２等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿Ｄ又はコンタクトガラス上に載置された原稿Ｄを光学的に走査し、原稿Ｄからの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面及び各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー及びスタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備えている。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正及びシェーディング補正等の各種補正処理、並びに圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分及びＫ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、及び中間転写ユニット４２等を備えている。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分及びＫ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３（本発明の「像担持体」として機能）、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備えている。

感光体ドラム４１３（例えば、φ６０ｍｍ）は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）及び電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層することで構成された、光導電性を有する感光体である。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。帯電装置４１４は、例えば２０ｍｍ幅を有するストロコロン帯電器である。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。レーザー光の照射により感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されると、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。その結果、感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーとキャリアー（磁性体）とからなる二成分現像剤）を収容しており、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２における現像ローラー（例えば、φ２５ｍｍ）は、回転駆動される円筒状の現像スリーブ４１２Ａ（本発明の「現像剤担持体」として機能）と、現像スリーブ４１２Ａ内に内挿され、回転しないように現像装置４１２の筺体に固定された円柱状のマグネットローラーとからなる。

マグネットローラーは、その周方向に沿って複数の磁石が配されてなり、その磁力によってキャリアーが現像スリーブ４１２Ａの外周面上に担持されて搬送され、感光体ドラム４１３と対向する位置（現像位置）で起立して磁気ブラシが形成される。キャリアーに静電吸着されて搬送されてきたトナーが、当該現像位置において、現像スリーブ４１２Ａと感光体ドラム４１３との電位差により感光体ドラム４１３側に移動し、その周面に形成された静電潜像が現像される。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

表面電位検出部８０は、例えば表面電位センサーであり、感光体ドラム４１３の回転方向における現像スリーブ４１２Ａの下流側、かつ、感光体ドラム１の近傍に配置されている。表面電位検出部８０は、帯電装置４１４により帯電させられた感光体ドラム４１３の表面上の電位値（表面電位）を非接触で検出し、その検出信号を制御部１００に出力する。

中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２４、駆動ローラー４２３Ａ、従動ローラー４２３Ｂ、及びベルトクリーニング装置４２６等を備えている。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２３Ａ及び従動ローラー４２３Ｂに張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２３Ａの回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が、相互に重なるように順次転写される（一次転写）。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラー４２４によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に転写されたトナー像が用紙Ｓに転写される（二次転写）。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー５２ａ等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に転写され、定着部６０において定着工程が施される。定着工程によりトナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により画像形成装置１の外部に排紙される。

ところで、従来の画像形成装置１においては、感光体ドラム４１３と現像装置４１２との組み合わせによっては感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力が大きくなる場合がある。この場合、静電潜像が現像されて感光体ドラム４１３に形成されたトナー像が擦過力の大きい磁気ブラシによって崩されてしまい、特に、ドットスクリーン画像を形成する場合における画質（画像品質）が低下するという問題があった。感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力は、感光体ドラム４１３と現像スリーブ４１２Ａとの間隔（ＤＳギャップ）、現像剤のトナー濃度の耐久状態、温湿度環境の変化による現像スリーブ４１２Ａ上の現像剤搬送量に応じて変化する。

図３Ａは、磁気ブラシの擦過力と、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量との関係を示す図である。図３Ａに示すように、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量は、磁気ブラシの擦過力に比例して大きくなる。

磁気ブラシの擦過力が小さい場合（がさつきの悪化領域）、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量は小さくなり、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像（画像）のがさつきは悪化する。ここで、画像のがさつきとは、写真画像のように一様な、または、滑らかな濃度であるべき画像が濃淡のある画像として形成される現象である。画像のがさつきは、主として、現像されたトナー像が磁気ブラシにより擦られ、トナー像を形成しているトナーの一部がはぎ取られ、または、移動する結果として生ずる。

一方、磁気ブラシの擦過力が大きい場合（粒状性の悪化領域）、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量は大きく、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の粒状性は悪化する。ここで、トナー像の粒状性とは、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の均一性を表す。なお、磁気ブラシの擦過力が小さくも大きくもない場合、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量は所定範囲（画像良好領域）内に収まり、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の画質は良好な状態である。

図３Ｂは、現像スリーブ４１２Ａの回転速度と感光体ドラム４１３の回転速度との比で表される現像θと磁気ブラシの擦過力との関係を示す図である。図３Ｂに示すように、磁気ブラシの擦過力は、現像θに比例して大きくなる。

現像θが小さい場合（がさつきの悪化領域）、磁気ブラシの擦過力は小さく、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像には、画像のがさつきが発生する。一方、現像θが大きい場合（粒状性の悪化領域）、磁気ブラシの擦過力は大きく、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の粒状性は悪化する。

図３Ｂに示すように、現像θが１である、すなわち現像スリーブ４１２Ａの回転速度と感光体ドラム４１３の回転速度とが等しい場合、感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過が生じないため、トナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量は生じない。現像θが１より大きい、すなわち現像スリーブ４１２Ａの回転速度（例えば、９００ｍｍ／ｓｅｃ）が感光体ドラム４１３の回転速度（例えば、４５０ｍｍ／ｓｅｃ）より大きい場合、磁気ブラシが感光体ドラム４１３の表面より早く移動して擦過することとなるため、磁気ブラシの擦過力ひいてはトナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が大きくなる。

そこで本実施の形態では、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量により、感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力（擦過状態）を判断し、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域、図３Ａを参照）に収まるように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を変更する。

図４Ａ，４Ｂは、図３Ａ，３Ｂに示す関係から導かれる関係であって、現像θと、トナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量との関係を示す図である。図４Ａは、現在設定されている現像θがθ１である場合、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）内に収まっており、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像の画質が良好な状態であることを示している。

図４Ｂは、現在設定されている現像θがθ１である場合、磁気ブラシの擦過力が大きく、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）内に収まっておらず（具体的には、所定範囲の上限より大きく）、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像の粒状性が悪化して当該トナー像の画質が不良な状態であることを示している。

この場合、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）の上限以下に収まるように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を変更する。図４Ｂの例では、制御部１００は、現像θがθ１から所定範囲内のθ２に変更されるように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を低下する制御を行う。この制御を行うことによって、静電潜像が現像されて感光体ドラム４１３に形成されたトナー像が当該磁気ブラシによって崩されてしまい、特に、ドットスクリーン画像を形成する場合における画質（画像品質）が低下することを防止することができる。

図５は、本実施の形態における画像形成装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、図５に示す処理は、例えば画像形成のパラメーター値の最適化を非画像形成時に行う画像安定化制御の前に実行される。

まず、表面電位検出部８０は、感光体ドラム４１３の表面上の電位値（表面電位）を非接触で検出し、その検出信号を制御部１００に出力する（ステップＳ１００）。制御部１００に出力される検出信号に応じた表面電位は、現像スリーブ４１２Ａによりトナー像が形成された後における感光体ドラム４１３の表面電位である。

次に、制御部１００は、表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）を算出する（ステップＳ１２０）。具体的には、制御部１００は、現像スリーブ４１２Ａによりトナー像の形成される前における感光体ドラム４１３の表面電位（具体的には、あらかじめ設定された帯電電位値、例えば−６００Ｖ）と、ステップＳ１００において表面電位検出部８０から出力された表面電位（例えば−５５０Ｖ）との差分を算出することによって、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量を算出する。

次に、制御部１００は、ステップＳ１２０またはＳ２００にて算出した感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）の上限より大きいか否かについて判定する（ステップＳ１４０）。本実施の形態では、制御部１００は、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量ΔＶと、当該トナー像の品質との関係を示す品質関係情報を参照して、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）の上限（例えば６０Ｖ）より大きいか否かについて判定する。

図６は、本実施の形態における品質関係情報を示す図である。品質関係情報は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量に応じた、トナー像（画像）のがさつきの悪化状況と、トナー像の粒状性の悪化状況とを予め実験により求めて生成され、記憶部７２に記憶されている。トナー像のがさつきの悪化状況について、○はトナー像のがさつきの悪化が発生しなかったことを示し、×は運用上問題がある重度なトナー像のがさつきの悪化が発生したことを示している。また、トナー像の粒状性の悪化状況について、○はトナー像の粒状性の悪化が発生しなかったことを示し、△は運用上問題がない軽微な粒状性の悪化が発生したことを示し、×は運用上問題がある重度な粒状性の悪化が発生したことを示している。

図６に示すように、品質関係情報には、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量ΔＶが小さい場合（ΔＶ＜４０）、磁気ブラシの擦過力が小さいため、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像（画像）のがさつきが悪化するとともに、当該トナー像の粒状性も悪化することが規定されている。また、品質関係情報には、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量ΔＶが大きい場合（ΔＶ＞６０）、磁気ブラシの擦過力が大きいため、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像（画像）のがさつきは悪化しないものの、当該トナー像の粒状性が悪化することが規定されている。以上より、品質関係情報には、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量について画像良好領域を示す所定範囲として、４０〜６０（境界値を含む）が規定されている。

ステップＳ１４０における判定の結果、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲の上限より大きくない場合（ステップＳ１４０、ＮＯ）、制御部１００は、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の画質は良好な状態であると判断する。そして、画像形成装置１は、図５における処理を終了する。

一方、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲の上限より大きい場合（ステップＳ１４０、ＹＥＳ）、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少してトナー像の品質が向上するように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を低下させることによって現像θを低下させる（ステップＳ１６０）。

次に、表面電位検出部８０は、感光体ドラム４１３の表面電位を検出し、その検出信号を制御部１００に出力する（ステップＳ１８０）。次に、制御部１００は、表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量を算出する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００の処理が完了することによって、処理はステップＳ１４０の前に戻り、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）の上限より大きいか否か、すなわち現像θの低下によって感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲内に収まったか否かについて判定する。

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３（像担持体）の表面に磁気ブラシを摺擦させてトナー像を形成する現像スリーブ４１２Ａ（現像剤担持体）と、感光体ドラム４１３の回転方向における現像スリーブ４１２Ａの下流側に設けられ、感光体ドラム４１３の表面電位を検出する表面電位検出部８０と、表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、トナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の変化量（第１の変化量）を算出する算出部（制御部１００）と、感光体ドラム４１３の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少してトナー像の品質が向上するように、第１の変化量に基づいて現像スリーブ４１２Ａの回転速度を変更する回転速度変更部（制御部１００）とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、感光体ドラム４１３の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少するように、より具体的には感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）内に収まるように、感光体ドラム４１３の表面電位の変化量（低下量）に基づいて現像スリーブ４１２Ａの回転速度ひいては現像θが変更（低下）させられる。このような制御を行うことによって、感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力が様々な要因で変化しても、静電潜像が現像されて感光体ドラム４１３に形成されたトナー像が当該磁気ブラシによって崩されてしまい、特に、ドットスクリーン画像を形成する場合における画質（画像品質）が低下することを防止することができる。

なお、上記実施の形態において、感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下をより確実に防止する観点から、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量から感光体ドラム４１３の劣化に起因する分を除くことによって、感光体ドラム４１３の表面を磁気ブラシが摺擦することのみに起因する表面電位の低下量を正確に算出しても良い。上記実施の形態では、感光体ドラム４１３の劣化に起因する表面電位の低下量に変動がないことを想定しているが、実際には変動するおそれもあり、この場合、当該変動により所定範囲（画像良好領域）も変動してしまうからである。以下、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量から感光体ドラム４１３の劣化に起因する分を除くための処理について説明する。

図７Ａ，７Ｂは、現像θと、トナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量との関係を示す図である。図７Ａは、現在設定されている現像θがθ１である場合、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲（画像良好領域）内に収まっており、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像の画質が良好な状態であることを示している。

図７Ｂは、現在設定されている現像θがθ１である場合、磁気ブラシの擦過力が大きく、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）が所定範囲（画像良好領域）内に収まっておらず（具体的には、所定範囲の上限より大きく）、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像の粒状性が悪化して当該トナー像の画質が不良な状態であることを示している。

制御部１００は、現像θの値を複数の異なる値（図７Ａ，７Ｂの例では、θ２およびθ３）にそれぞれ変化させた場合における表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像θがθ２，θ３である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量も算出する。そして、制御部１００は、現像θがθ１，θ２，θ３である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量に応じた１次近似線Ｌ（図７Ａ，７Ｂを参照）を生成する。

次に、制御部１００は、生成した１次近似線Ｌから、現像θが１である場合においてトナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（０点、縦軸と１次近似線Ｌとの交点）を第２の変化量として算出する。この第２の変化量は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量のうち感光体ドラム４１３の劣化に起因する分に相当する。

そして、制御部１００は、現像θがθ１である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）と、現像θが１である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第２の変化量）との差分が所定範囲（画像良好領域）内に収まっていれば（図７Ａを参照）、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の画質は良好な状態であると判断する。

一方、第１の変化量と第２の変化量との差分が所定範囲（画像良好領域）内に収まっていなければ（図７Ｂを参照）、制御部１００は、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の画質は良好な状態でないと判断する。そして、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少してトナー像の品質が向上するように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を低下させることによって現像θをθ１から所定範囲内のθ４に低下させる。

図８は、感光体ドラム４１３の表面電位の低下量から感光体ドラム４１３の劣化に起因する分を除いて制御を行う場合における画像形成装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、図８に示す処理は、例えば画像形成のパラメーター値の最適化を非画像形成時に行う画像安定化制御の前に実行される。

まず、表面電位検出部８０は、現在設定されている現像θがθ１（例えば、２）である場合において、感光体ドラム４１３の表面上の電位値（表面電位）を非接触で検出し、その検出信号を制御部１００に出力する（ステップＳ３００）。

次に、制御部１００は、表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量、例えば６５Ｖ）を算出する（ステップＳ３２０）。

次に、現像θの値を複数の異なる値、つまりθ２（例えば、１．８）、θ３（例えば、２．２）にそれぞれ変化させた場合における表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像θがθ２，θ３である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（例えば、θ２において５５Ｖ、θ３において７５Ｖ）を算出する（ステップＳ３４０）。

次に、制御部１００は、現像θがθ１，θ２，θ３である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量に応じた１次近似線Ｌ（図７Ａ，７Ｂを参照）を生成する（ステップＳ３６０）。

次に、制御部１００は、ステップＳ３６０において生成した１次近似線Ｌから、現像θが１である場合においてトナー像の形成の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（０点）を第２の変化量（例えば、１５Ｖ）として算出する（ステップＳ３８０）。

次に、制御部１００は、現像θがθ１である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）と、現像θが１である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第２の変化量）との差分（ΔＶ）を算出する（ステップＳ４００）。

次に、制御部１００は、ステップＳ４００またはＳ５００にて算出した差分（例えば、５０Ｖ）が所定範囲（画像良好領域）の上限（例えば、４５Ｖ）より大きいか否かについて判定する（ステップＳ４２０）。具体的には、制御部１００は、第１の変化量と第２の変化量との差分（ΔＶ）と、磁気ブラシの擦過力に起因するトナー像の品質との関係を示す品質関係情報を参照して、ステップＳ４００またはＳ５００にて算出した差分が所定範囲（画像良好領域）の上限より大きいか否かについて判定する。

図９は、品質関係情報を示す図である。図９に示すように、品質関係情報には、第１の変化量と第２の変化量との差分（ΔＶ）が小さい場合（ΔＶ＜２５）、磁気ブラシの擦過力が小さいため、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像（画像）のがさつきが悪化するとともに、当該トナー像の粒状性も悪化することが規定されている。また、品質関係情報には、第１の変化量と第２の変化量との差分（ΔＶ）が大きい場合（ΔＶ＞４５）、磁気ブラシの擦過力が大きいため、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像（画像）のがさつきは悪化しないものの、当該トナー像の粒状性が悪化することが規定されている。以上より、品質関係情報には、第１の変化量と第２の変化量との差分（ΔＶ）について画像良好領域を示す所定範囲としてとして、２５〜４５（境界値を含む）が規定されている。

ステップＳ４２０における判定の結果、差分が所定範囲（画像良好領域）の上限より大きくない場合（ステップＳ４２０、ＮＯ）、制御部１００は、感光体ドラム４１３に形成されるトナー像の画質は良好な状態であると判断する。そして、画像形成装置１は、図８における処理を終了する。

一方、差分（例えば、５０Ｖ）が所定範囲（画像良好領域）の上限より大きい場合（ステップＳ４２０、ＹＥＳ）、制御部１００は、感光体ドラム４１３の表面に対する磁気ブラシの擦過力が減少してトナー像の品質が向上するように、現像スリーブ４１２Ａの回転速度を低下させることによって現像θをθ１からθ４（例えば１．６）に低下させる（ステップＳ４４０）。

表面電位検出部８０は、ステップＳ４４０による変更後の現像θにおいて、感光体ドラム４１３の表面上の電位値（表面電位）を非接触で検出し、その検出信号を制御部１００に出力する（ステップＳ４６０）。

次に、制御部１００は、表面電位検出部８０の検出結果に基づいて、現像スリーブ４１２Ａによるトナー像の形成（磁気ブラシの擦過）の前後における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）を算出する（ステップＳ４８０）。

次に、制御部１００は、現像θがθ１である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第１の変化量）と、現像θがθ４である場合における感光体ドラム４１３の表面電位の低下量（第２の変化量）との差分（ΔＶ、例えば２５＜３０（Ｖ）＜４５）を算出する（ステップＳ５００）。ステップＳ５００の処理が完了することによって、処理はステップＳ４２０の前に戻り、制御部１００は、ステップＳ５００にて算出した差分（例えば、３０Ｖ）が所定範囲（画像良好領域）の上限（例えば、４５Ｖ）より大きいか否か、すなわち現像θの低下によって感光体ドラム４１３の表面電位の低下量が所定範囲内に収まったか否かについて判定する。

以上より、感光体ドラム４１３の劣化に起因する表面電位の低下量に変動が生じても、感光体ドラム４１３の表面を磁気ブラシが摺擦することのみに起因する表面電位の低下量を正確に算出して制御を行うことができる。その結果、感光体ドラム４１３に対する磁気ブラシの擦過力が大きいことに起因する画質の低下をより確実に防止することができる。

また、上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
８０ 表面電位検出部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
４１２Ａ 現像スリーブ

Claims (4)

1. 像担持体の表面に磁気ブラシを摺擦させてトナー像を形成する現像剤担持体と、
   前記像担持体の回転方向における前記現像剤担持体の下流側に設けられ、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、
   前記表面電位検出部の検出結果に基づいて、前記トナー像の形成の前後における前記像担持体の表面電位の変化量を第１の変化量として算出する算出部と、
   前記像担持体の表面に対する前記磁気ブラシの擦過力が減少して前記トナー像の品質が向上するように、前記第１の変化量に基づいて前記現像剤担持体の回転速度を変更する回転速度変更部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記回転速度変更部は、前記現像剤担持体によるトナー像の形成の前後における前記像担持体の表面電位の変化量と、前記トナー像の品質との関係を示す品質関係情報を参照して、前記現像剤担持体の回転速度を変更する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記算出部は、前記現像剤担持体の回転速度と前記像担持体の回転速度との比で表される現像θが１である場合において、前記トナー像の形成の前後における前記像担持体の表面電位の変化量を第２の変化量として算出し、
   前記回転速度変更部は、前記第１の変化量と前記第２の変化量との差分に応じて、前記現像剤担持体の回転速度を変更する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記算出部は、前記現像θの値を複数の異なる値にそれぞれ変化させた場合における前記表面電位検出部の検出結果に基づいて、前記第２の変化量を算出する、
   請求項３に記載の画像形成装置。

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