JP2020201312A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の記録材の搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することと、現像ローラや感光ドラムの劣化を抑制することとを両立させる。【解決手段】制御部は、画像データに基づき１枚ごとに記録材の画像比率を算出する（Ｓ２）。記録材の搬送方向長さが所定長さ以上であり（Ｓ３のＹＥＳ）、画像比率が所定値以下である場合（Ｓ４のＹＥＳ）、現像コントラストを第一電位差に設定する（Ｓ５）。他方、画像比率が所定値より大きい場合（Ｓ４のＮＯ）、現像コントラストを第一電位差よりも小さい第二電位差に設定する（Ｓ６）。その後、画像形成動作が開始される。こうすると、記録材の搬送方向全域に亘って濃度の薄い画像が形成され、その画像濃度はユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度を下回らない。これにより、長尺の記録材の搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することと、現像ローラや感光ドラムの劣化を抑制することとを両立できる。【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

最近では、電子写真技術を用いた画像形成装置により、例えば販売促進のためのＰＯＰ広告（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｐｕｒｃｈａｓｅ ａｄｖｅｒｔｉｓｉｎｇ）などが記録材に印刷されている。ＰＯＰ広告を印刷する場合、記録材として定形紙よりも搬送方向長さの長い長尺紙（例えば、９００ｍｍ〜１２００ｍｍ）が用いられ、この長尺紙に画像比率が高い画像（例えば、ベタ画像）が形成される。ただし、長尺紙に対しベタ画像を形成するような場合に特に顕著であるが、搬送方向に関し先に画像形成される長尺紙の前半部に比べて、その後に続けて画像形成される後半部で画像の濃度が徐々に薄くなることがあった。そこで、長尺紙への画像形成時に搬送方向全域に亘って均一な画像濃度が得られるようにした画像形成装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の装置では、長尺紙に画像形成する場合に、定形紙に画像形成する場合よりも、感光ドラムの回転速度（周速）と現像ローラの回転速度（周速）との周速比を大きくしている。

特開２０１６−１０９９５１号公報

上記の特許文献１に記載の装置では、長尺紙であれば上記の周速比が大きくされる。しかし、周速比を大きくすると、現像ローラや感光ドラムの劣化が早まり、特に現像ローラが劣化して現像ローラによるトナーの搬送性が低下しやすい。それ故、長尺紙への画像形成を主に行う装置の場合は定形紙への画像形成を主に行う装置の場合に比べて、現像ローラに関し使用開始から比較的に短い期間で画像濃度が十分に確保できなくなるので、その結果、現像ローラを交換する頻度が多くなり得る。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、長尺の記録材の搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することと、現像ローラや感光ドラムの劣化を抑制することとを両立可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加手段と、搬送される記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、トナーを収容する現像容器と、回転して前記現像剤担持体に前記現像容器内のトナーを供給する供給手段と、搬送方向長さが所定長さ以上の記録材に転写するトナー像を前記現像剤担持体に形成する際に、当該記録材の画像比率が所定値以下である場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を第一電位差とし、当該記録材の画像比率が前記所定値よりも大きい場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を、前記第一電位差よりも小さい第二電位差とする制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加手段と、搬送される記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、トナーを収容する現像容器と、回転して前記現像剤担持体に前記現像容器内のトナーを供給する供給手段と、所定値より大きい画像比率で記録材に転写するトナー像を前記現像剤担持体に形成する際に、当該記録材の搬送方向長さが所定長さより小さい場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を第一電位差とし、当該記録材の搬送方向長さが前記所定長さ以上である場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を、前記第一電位差よりも小さい第二電位差とする制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、搬送方向長さが所定長さ以上である記録材の搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することと、現像剤担持体や像担持体の劣化を抑制することとを両立することが容易に実現できる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 現像装置を説明するための模式図。 制御部を説明するための制御ブロック図。 第一実施形態の濃度抑制処理を示すフローチャート。 本実施形態を示すグラフであり、（ａ）は副走査方向位置に応じた画像の濃度変化、（ｂ）は副走査方向位置に応じたトナー供給量と必要トナー量。 第二実施形態の濃度抑制処理を示すフローチャート。 従来例を示すグラフであり、（ａ）は副走査方向位置に応じた画像の濃度変化、（ｂ）は副走査方向位置に応じたトナー供給量と必要トナー量。

＜第一実施形態＞
［画像形成装置］
まず、本実施形態の画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、複数の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを並べた中間転写方式のフルカラープリンタである。図１に示すように、画像形成装置１００の内部には、４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが中間転写ベルト１０の移動方向上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に配置されている。画像形成装置１００は、図示を省略したが、装置本体１００Ａに接続された原稿読取装置や、装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器等から送られる画像データに従って、記録材Ｓにフルカラー画像を形成可能である。なお、記録材Ｓとしては、普通紙、厚紙、ラフ紙、凹凸紙、コート紙、光沢紙、印画紙等の用紙、プラスチックフィルム、布など、といった様々な種類のシート材が挙げられる。

画像形成部ＰＹ〜ＰＫはそれぞれ、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する。像担持体としての感光ドラム１Ｙ〜１Ｋは、例えばアルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成された電子写真感光体であり、ドラム駆動モータＭ２（図２、図３参照）により図中矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転される。まず、画像形成動作が開始されると、回転する感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面が帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによりそれぞれ一様に帯電される。次いで、帯電された感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面には、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより静電潜像が形成される。帯電手段としての帯電ローラ２Ｙ〜２Ｋは、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面をトナーと同極性の帯電電位（例えば−６００Ｖ）に帯電する。露光手段としての露光装置３Ｙ〜３Ｋは、例えば各色の画像を展開した走査線画像信号をＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザ光を不図示の回転ミラーで走査して、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面に照射可能なレーザスキャナである。露光装置３Ｙ〜３Ｋはレーザ光を照射することにより、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面に露光部電位（例えば、−１００Ｖ）の静電潜像を形成する。露光装置３Ｙ〜３Ｋは、レーザ電源Ｖ２（図２参照）によりレーザ光の光量が可変される。

感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ上（像担持体上）の静電潜像は、各色のトナーが収容された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによりトナー像に現像される。現像装置４Ｙ〜４Ｋについては後述する（図２参照）。

中間転写ベルト１０を挟んで感光ドラム１Ｙ〜１Ｋと対向する位置には、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが中間転写ベルト１０の内周面に当接するように配置され、それぞれ一次転写部Ｔ１を形成している。感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｋにトナーの帯電極性と逆極性の電圧である一次転写電圧が印加されることにより、一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト１０に一次転写される。なお、一次転写後に感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ上に残ったトナーは、ドラムクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより除去される。

中間転写ベルト１０は、上記のように感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから一次転写されたトナー像を担持して回転する。本実施形態の場合、中間転写ベルト１０は、複数の張架ローラ１２と二次転写内ローラ１３とにより張架されている。張架ローラ１２の一方は中間転写ベルト１０に対し一定の張力を付与するテンションローラであり、張架ローラ１２の他方は不図示のモータにより回転駆動されて中間転写ベルト１０を図中矢印Ｒ２方向に回転させる駆動ローラである。

画像形成ジョブの開始に応じて収納カセット（不図示）などから１枚ずつ適宜に記録材Ｓが取り出され、取り出された記録材Ｓはトナー像の形成タイミングにあわせて二次転写部Ｔ２へと搬送される。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト１０を挟んで対向配置された二次転写内ローラ１３及び二次転写外ローラ１４により形成される転写ニップ部である。転写手段としての二次転写外ローラ１４は、二次転写内ローラ１３に支持された中間転写ベルト１０に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。この二次転写外ローラ１４への二次転写電圧の印加により、中間転写ベルト１０上のトナー像が二次転写部Ｔ２で挟持搬送される記録材Ｓに二次転写される。

なお、二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト１０に残留したトナーや紙粉などは、ベルトクリーニング装置１５により除去される。ベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の移動方向に関して、二次転写部Ｔ２よりも下流側、かつ画像形成部ＰＹよりも上流側の位置で、中間転写ベルト１０を挟んで張架ローラ１２に対向して配置されている。ベルトクリーニング装置１５は、この位置で不図示のブレードやファーブラシなどを中間転写ベルト１０に当接させて、中間転写ベルト１０の表面をクリーニングする。

トナー像が転写された記録材Ｓは定着装置２００へ搬送され、定着装置２００によって記録材Ｓが加熱及び加圧されることにより、記録材Ｓ上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｓは装置本体外に設けられた排出トレイ（不図示）などに排出される。

次に、現像装置４Ｙ〜４Ｋについて、図２を用いて説明する。ただし、現像装置４Ｙ〜４Ｋは、用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの現像装置４Ｙを例に説明し、その他の現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｋについては説明を省略する。

図２に示すように、現像装置４Ｙは現像容器４１、現像ローラＪ１、トナー供給ローラＪ２、現像ブレードＪ３を有する。現像容器４１には、例えば帯電極性が負極性の一成分磁性トナーが現像剤として収容されている。本実施形態の場合、現像剤は一成分トナーであればよく、磁性であっても非磁性であってもよい。現像容器４１は感光ドラム１Ｙに対向する上部が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像ローラＪ１が回転可能に設けられている。現像剤担持体としての現像ローラＪ１はトナーを担持した状態で、ローラ駆動モータＭ１により感光ドラム１Ｙとの対向面において同一方向に回転される（矢印Ｒ３方向）。現像ローラＪ１は、例えばエステル系ウレタンゴムなどにより形成された弾性を有する弾性ローラである。

供給手段としてのトナー供給ローラＪ２は現像容器４１に回転可能に設けられ、回転して上記の現像ローラＪ１に現像容器４１内（現像容器内）に収容されているトナーを供給可能である。トナー供給ローラＪ２は例えばスポンジローラであり、ローラ駆動モータＭ１により現像ローラＪ１と同じ速度で図中矢印Ｒ４方向に回転可能である。本実施形態の場合、トナー供給ローラＪ２の回転速度を速くするほど、現像ローラＪ１に供給するトナー量（単位時間当たりのトナー供給量）を増やすことができる。

現像ブレードＪ３はゴム材で板状に形成され、現像ローラＪ１に対して一定の圧力で接触するように現像容器４１に設けられている。トナー供給ローラＪ２により供給され現像ローラＪ１に担持されたトナーは、現像ブレードＪ３によって均一な厚みに規制される。そして、現像ローラＪ１の回転に伴い、現像ローラＪ１に担持されているトナーが現像ブレードＪ３に摺擦されることによって、トナーは帯電される（例えば負極性に帯電される）。

現像ローラＪ１は感光ドラム１Ｙに当接した状態で、電圧印加手段としての現像電源Ｖ１により例えば「−４００Ｖ」の現像電圧が印加される。本実施形態では、現像電源Ｖ１により印加される現像電圧に応じて、感光ドラム１Ｙの露光部電位と現像電圧との差分の絶対値である電位差（現像コントラスト）が変更され得る。例えば露光部電位が「−１００Ｖ」であり、現像電圧が「−４００Ｖ」である場合、現像コントラストは「３００Ｖ」である。現像ローラＪ１に現像電圧が印加されると、負極性に帯電されたトナーが感光ドラム１Ｙに形成された静電潜像（露光部電位・約−１００Ｖ）に付着することから、静電潜像がトナー像に現像される。なお、現像コントラストの変更は、レーザ電源Ｖ２により印加されるレーザ電圧に応じて露光部電位を変えてもよいし、現像電圧とレーザ電圧の両方を変えてもよい。

上記した画像形成装置１００において、感光ドラム１Ｙ（１Ｍ〜１Ｋも同じ）が摩耗して感光層が薄くなると、帯電不良が発生し、感光ドラム１Ｙ上の露光されていない非露光部にトナーが付着する画像不良が生じ得る。また、現像ローラＪ１が摩耗して表面が不均一になると、現像ローラＪ１に担持されるトナーの厚みが不均一になり、スジや濃度ムラ等の画像不良を生じさせる原因になる。

よって、感光ドラム１や現像ローラＪ１ができる限り摩耗しないようにするために、現像ローラＪ１の回転速度（周速）は感光ドラム１Ｙの回転速度（周速）と略同じに設定するのが好ましい。しかしながら、近年の画像形成装置１００のスピードアップ化にあわせて、現像性確保のために現像ローラＪ１の周速が感光ドラム１Ｙの周速よりも速い速度に設定されて、これにより所望の画像濃度を得ているのが実情である。本実施形態の場合、現像ローラＪ１の周速は、例えば感光ドラム１Ｙの周速を１００％とした場合に約１１０〜１３０％に設定される。

［制御部］
図１に示すように、画像形成装置１００は制御部３００を有し、制御手段としての制御部３００は画像形成動作などの画像形成装置１００の各種制御を行うものである。制御部３００について、図３を用いて説明する。なお、制御部３００には図示した以外にも、例えば帯電ローラ２Ｙ〜２Ｋ、一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｋ、定着装置２００、中間転写ベルト１０などを駆動するモータや電源等も接続されるが、ここでは発明の本旨でないので図示及び説明を省略する。

図３に示すように、制御手段としての制御部３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１とメモリ３０２とを有する。メモリ３０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する。ＲＯＭには、例えば画像形成ジョブなどの各種プログラムや各種データ等が記憶されている。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置１００を動作させ得る。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが記憶される。ＣＰＵ３０１は、各種プログラム等に基づいてＲＯＭやＲＡＭに記憶された各種データを参照し得る。

本実施形態の場合、制御部３００は上記したローラ駆動モータＭ１、ドラム駆動モータＭ２、現像電源Ｖ１、レーザ電源Ｖ２を制御可能である。即ち、制御部３００がローラ駆動モータＭ１を制御することにより、現像ローラＪ１及びトナー供給ローラＪ２の回転速度が調整される。制御部３００がドラム駆動モータＭ２を制御することにより、感光ドラム１Ｙの回転速度が調整される。制御部３００が現像電源Ｖ１を制御することにより現像ローラＪ１に印加する現像電圧が調整され、また制御部３００がレーザ電源Ｖ２を制御することにより感光ドラム１Ｙの露光部電位が調整される。つまり、制御部３００は現像電源Ｖ１やレーザ電源Ｖ２を制御して上記した現像コントラストを変更できる。

ところで、従来の上記した構成の画像形成装置１００では、例えば長尺紙などの記録材Ｓに対し画像比率が１００％の画像（ベタ画像）を形成させた場合に、記録材Ｓの搬送方向（副走査方向）の途中から画像の濃度が徐々に薄くなることがあった。これは、図２に示した現像装置４Ｙにおいて、トナー供給ローラＪ２による現像ローラＪ１へのトナー供給不足が生じ、現像ローラＪ１が感光ドラム１Ｙの静電潜像を現像するのに足る十分な量のトナーを担持できていないからである。

一例として搬送方向長さ１２００ｍｍの長尺紙に対し画像比率が１００％の画像（ベタ画像）を形成した場合における従来の画像濃度の変化について、図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）において、縦軸は画像濃度を示し、横軸は１枚の記録材Ｓにおける副走査方向位置を示す。図７（ｂ）において、縦軸はトナー量を示し、横軸は副走査方向位置を示す。そして、図７（ａ）において、実線は搬送方向（副走査方向）における副走査方向位置に応じた画像の濃度変化を示し、点線はユーザが目視にて濃度差を判別できる画像濃度（例えば、１．１）を示す。なお、図７（ａ）では画像濃度として、不図示の光学センサにより検出される検出結果（反射濃度）を示している。図７（ｂ）において、実線は実験で得られたトナー供給ローラＪ２から現像ローラＪ１へ供給されるトナー供給量（累積値）を示す。点線は画像データ（詳しくはビデオカウント値）から求められる、記録材Ｓの搬送方向（副走査方向）全域に亘って画像濃度を一定に維持するのに必要とされる必要トナー量を示す。また、ここでは現像コントラストが「３００Ｖ」である場合を例に示した。

なお、本明細書において、長尺紙とは定形紙（例えば、Ａ３サイズなど）などと比べて搬送方向長さが長く、本実施形態の場合、所定長さ以上（例えば、８００ｍｍ以上）の記録材Ｓのことを指す。また、記録材Ｓの画像比率とは、最大濃度の画像に換算した際の記録材Ｓの画像形成可能領域に占める画像の面積比率である。記録材Ｓの画像比率が低い場合、画像比率が高い場合（例えば、８０％以上）に比べて白紙部分の比率が高くなるので、記録材１枚当たりのトナー消費量は少なくなる。

図７（ａ）に示したＡ点は、搬送方向長さが４２０ｍｍ（Ａ３サイズ相当）の位置に形成された画像の濃度を表している。Ｂ点は、搬送方向長さが８００ｍｍの位置に形成された画像の濃度を表している。Ｃ点は、搬送方向長さが１０００ｍｍの位置に形成された画像の濃度を表している。図７（ａ）から理解できるように、記録材Ｓの先端（０ｍｍ）から８００ｍｍの位置までに形成されたベタ画像の濃度は「１．３」に維持されている。これは、図７（ｂ）に示すように、トナー供給ローラＪ２が現像ローラＪ１へ供給するトナー供給量（Ａ´点、Ｂ´点）が、画像濃度を維持するのに必要なトナー量（必要トナー量と呼ぶ、Ａ´´点、Ｂ´´点）を上回っているからである。

本実施形態の場合、記録材Ｓの先端から搬送方向の任意の位置（副走査方向位置）までに供給されるトナー供給量は、「Ｍ／Ｓ（単位面積あたりの現像ローラＪ１上のトナー重量）×現像ローラＪ１の軸方向長さ×副走査方向位置」で求められる。例えば記録材Ｓの先端から４２ｃｍ離れた副走査方向位置までのトナー供給量は、「Ｍ／Ｓ（１．３ｍｇ／ｃｍ^２）×現像ローラＪ１の回転軸線方向長さ（２９．７ｃｍ）×副走査方向位置（４２ｃｍ）＝１．６ｇ」である。このトナー供給量は、トナー供給ローラＪ２の現像ローラＪ１に対するトナー供給能力を表している。

これに対し、画像濃度を一定に維持するのに必要とされる必要トナー量は画像データから求められる。Ａ３サイズの記録材Ｓの１枚にベタ画像を形成する場合の必要トナー量は、「１．０５ｇ」であった。つまり、長尺紙の場合でも、副走査方向位置が記録材Ｓの先端から「４２０ｍｍ」（Ａ３サイズ相当）の位置までは、「トナー供給量（１．６ｇ）＞必要トナー量（１．０５ｇ）」となり、トナー供給量が必要トナー量を上回るので、画像濃度が維持される。

ただし、長尺紙の場合には、図７（ａ）に示すように、副走査方向位置が８００ｍｍ（Ｂ点）の位置を過ぎると画像濃度が低下し始める。そして、副走査方向位置が１０００ｍｍ（Ｃ点）の位置を過ぎると、画像濃度がユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度（例えば１．１）を下回り始める。Ｂ点で画像濃度が低下し始める理由は、図７（ｂ）に示すように「トナー供給量＜必要トナー量」となるため（Ｂ´´点）、つまりは現像ローラＪ１に濃度を維持して画像形成できるだけのトナーを担持していないトナー不足の状態が生じるためである。「必要トナー量＞トナー供給量」のときの「必要トナー量」と「トナー供給量」との差分を、以下では「トナー不足量」と呼ぶ。本実施形態の場合、トナー不足量が「０．２５ｇ」以上になると、ユーザが目視にて判別できる程度の濃度差（例えば０．２以上）が生じる（Ｃ´´点）。

このように、長尺紙のような記録材Ｓに画像を形成する場合には、副走査方向位置が記録材Ｓの搬送方向後端に近付くにつれて、画像濃度が低下し始めて、ユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度を下回り、画像の濃度が徐々に薄くなる虞がある。そこで、既に述べたように、長尺紙への画像形成時に搬送方向全域に亘って均一な画像濃度を得るために、長尺紙に画像形成する場合、定形紙の場合よりも、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋと現像ローラＪ１との周速比を大きくしている。しかしながら、周速比を大きくすると、現像ローラＪ１や感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの劣化が早まり、現像ローラＪ１や感光ドラム１Ｙ〜１Ｋを交換する頻度が多くなり得る。また、上述のように、既に現像ローラＪ１の周速が感光ドラム１Ｙの周速の１１０〜１３０％に設定されているような場合があり、そのような場合にはさらに周速比を大きくするのが難しい。なお、本明細書において、画像濃度が均一であるとは、実際には印刷物（画像形成した記録材）として僅かな濃度差が生じていたとしても、その濃度差がユーザが目視にて判別できない程度の濃度差であれば、画像濃度が均一であるものと看做す。

［濃度抑制処理］
そこで、本実施形態では上記点に鑑み、長尺紙のような記録材Ｓへ画像形成する際に、画像形成動作の開始に先立って周速比を変更することなく現像コントラストを変更するようにした。こうすると、記録材Ｓの搬送方向先端側からユーザが目視によっては把握できない程度に、画像濃度が予定の濃度よりも薄くなる。が、記録材Ｓの搬送方向の途中の副走査方向位置で、ユーザが目視にて判別できる程度の濃度差が生じるまでのトナー不足の状態を現像ローラＪ１に生じ難くすることができる。つまり、記録材Ｓの搬送方向先端から画像濃度を抑制することで、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って均一な画像濃度を得ることができる。以下、第一実施形態の濃度抑制処理について、図１及び図３を参照しながら図４を用いて説明する。濃度抑制処理は、制御部３００により画像形成ジョブの開始にあわせて実行される。

図４に示すように、制御部３００は記録材１枚分の画像データを取得したか否かを判定する（Ｓ１）。記録材１枚分の画像データを取得していない場合（Ｓ１のＮＯ）、制御部３００は記録材１枚分の画像データを取得するまで処理の進行を待機する。記録材１枚分の画像データを取得している場合（Ｓ１のＹＥＳ）、制御部３００は取得した画像データに基づき１枚ごとに記録材Ｓの画像比率を算出する（Ｓ２）。本実施形態の場合、記録材Ｓの画像比率は、露光装置３Ｙ〜３Ｋが露光の際に用いた出力画像の画素数（ビデオカウント値）に従って、一回の作像動作でどれだけの画像データを使用したかにより取得できる。ビデオカウント値は、入力された画像データの１画素毎のレベル（０〜２５５レベル）を出力画像の１面分積算した場合の積算値である。本実施形態では、記録材Ｓの１枚単位に形成する出力画像のビデオカウント値を求め、これを用いて画像比率を算出する。

制御部３００は、画像形成する記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さより小さい場合（Ｓ３のＮＯ）、制御部３００はステップＳ５の処理にジャンプする。この場合、制御部３００は、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの露光部電位と現像電圧との差分の絶対値である電位差（現像コントラスト）を第一電位差に設定する（Ｓ５）。

記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上である場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部３００は上記で求めた記録材Ｓの画像比率が所定値以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。記録材Ｓの画像比率が所定値以下である場合（Ｓ４のＹＥＳ）、制御部３００は感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの露光部電位と現像電圧との差分の絶対値である電位差（現像コントラスト）を第一電位差に設定する（Ｓ５）。即ち、この場合には、記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さより小さい場合と同様に、現像コントラストが第一電位差に設定される。一例として、制御部３００はレーザ電源Ｖ２により露光部電位を「−１００Ｖ」に制御し、現像電源Ｖ１により現像電圧を「−４００Ｖ」に制御して、現像コントラストを「３００Ｖ」（第一電位差）に設定する。

他方、記録材Ｓの画像比率が所定値より大きい場合（Ｓ４のＮＯ）、制御部３００は現像コントラストを第一電位差よりも小さい第二電位差に設定する（Ｓ６）。一例として、制御部３００は露光部電位を「−１００Ｖ」に維持したまま、現像電源Ｖ１により現像電圧を「−３００Ｖ」に制御して、現像コントラストを「２００Ｖ」（第二電位差）に設定する。そして、制御部３００は現像コントラストの設定後（Ｓ５、Ｓ６参照）、画像形成動作を開始する（Ｓ７）。

本実施形態では記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上である場合、例えば画像比率が８０％以下であれば現像コントラストを第一電位差に設定し、画像比率が８０％より大きければ現像コントラストを第二電位差に設定して画像形成動作を開始する。こうすると、搬送方向長さが所定長さ以上の記録材Ｓに、画像比率が８０％より大きく画像形成する場合は、画像比率が８０％以下で画像形成する場合に比べて、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って濃度の薄い画像が形成される。ただし、その濃度差はユーザが目視によって把握し難い程度である。

本実施形態の濃度抑制処理を実行した場合の搬送方向における画像の濃度変化について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は副走査方向位置に応じた画像の濃度変化を示し、図５（ｂ）は副走査方向位置に応じたトナー供給量と必要トナー量を示す。図５（ａ）において、実線は搬送方向（副走査方向）における副走査方向位置に応じた画像の濃度変化を示し、点線はユーザが目視にて濃度差を判別できる画像濃度（例えば、０．９５）を示す。図５（ａ）では画像濃度として、不図示の光学センサにより検出される検出結果（反射濃度）を示している。図５（ｂ）において、実線は実験で得られたトナー供給ローラＪ２から現像ローラＪ１へ供給されるトナー供給量（累積値）を示す。したがって、これは図７（ａ）の従来例の場合と同じである。点線は画像データ（詳しくはビデオカウント値）から求められる、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って画像濃度を一定に維持するのに必要とされる必要トナー量を示す。

上述した従来例（図７（ａ）、図７（ｂ）参照）と比較して理解できるように、現像コントラストを上記した第二電位差とした場合は、図５（ａ）に示すように、記録材Ｓの搬送方向先端（０ｍｍ）から画像濃度が「１．１５」程度に抑制される。本実施形態の場合、従来例ではユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度（例えば１．１）を下回り始める副走査方向位置（１０００ｍｍ）を過ぎても、ユーザが目視にて濃度差を判別できる程度まで濃度が下がらない。これは、現像コントラストが第二電位差に設定されることにより、記録材Ｓの搬送方向先端から画像濃度が抑制されるからである。言い換えれば、現像コントラストが第一電位差の場合よりも、必要トナー量を少なくすることができるからである。それ故、「トナー供給量＞必要トナー量」となる副走査方向位置が、記録材Ｓの搬送方向先端から「１０００ｍｍ」の位置まで、つまりはより搬送方向後端に近い位置まで延長される。

そして、本実施形態の場合、副走査方向位置が１０００ｍｍの位置を過ぎると、画像濃度が低下し始めるが、従来例と異なり、記録材Ｓの搬送方向後端に至るまでに、画像濃度がユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度（例えば０．９５）を下回らない。画像濃度が低下し始める理由は、「トナー供給量＜必要トナー量」となり、現像ローラＪ１にトナー不足の状態が生じるためである。ただし、本実施形態の場合は、記録材Ｓの搬送方向後端に至っても、トナー不足量は「０．１５ｇ」程度である。つまり、ユーザが目視にて判別できる程度の濃度差が生じるトナー不足量（０．２５ｇ）が生じる前に、１枚の記録材Ｓへの画像形成が終了する。

以上のように、第一実施形態では記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上である場合、画像比率が所定値以下であれば現像コントラストを第一電位差に設定し、画像比率が所定値より大きければ現像コントラストを第一電位差よりも小さい第二電位差に設定する。こうして、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って濃度の薄い画像を形成させることで、記録材Ｓの搬送方向後端に至るまでに、画像濃度はユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度を下回らないようにできる。これにより、長尺の記録材Ｓの搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することができる。そして、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋと現像ローラＪ１との周速比を変更することなく現像コントラストを変更するだけであるので、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋや現像ローラＪ１の劣化を抑制できる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の濃度抑制処理について、図１及び図３を参照しながら図６を用いて説明する。図６に示す第二実施形態の濃度抑制処理は、図４に示した第一実施形態の濃度抑制処理と比較して、ステップＳ３とステップＳ４の処理順を入れ替えた点が異なっている。

ステップＳ１及びステップＳ２の処理は、上述した第一実施形態の濃度抑制処理と同じであるので、説明を省略する。制御部３００は、記録材Ｓの画像比率が所定値以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。記録材Ｓの画像比率が所定値以下である場合（Ｓ４のＹＥＳ）、制御部３００は現像コントラストを第一電位差に設定する（Ｓ５）。

記録材Ｓの画像比率が所定値より大きい場合（Ｓ４のＮＯ）、制御部３００は画像形成する記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さより小さい場合（Ｓ３のＮＯ）、制御部３００は現像コントラストを第一電位差に設定する（Ｓ５）。他方、記録材Ｓの搬送方向長さが所定長さ以上である場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部３００は現像コントラストを第一電位差よりも小さい第二電位差に設定する（Ｓ６）。

本実施形態では、制御部３００は記録材Ｓの画像比率が例えば８０％より大きく、且つ記録材Ｓの搬送方向長さが例えば８００ｍｍ以下である場合、現像コントラストを第一電位差（例えば３００Ｖ）に設定する。これに対し、制御部３００は記録材Ｓの画像比率が例えば８０％より大きく、且つ記録材Ｓの搬送方向長さが８００ｍｍより大きい場合、現像コントラストを第二電位差（例えば２００Ｖ）に設定する。こうすると、画像比率が８０％より大きい場合に、記録材Ｓの搬送方向長さが８００ｍｍより大きいと、搬送方向長さが８００ｍｍ以下のときよりも、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って薄い画像が形成される。ただし、その濃度差はユーザが目視によって把握し難い程度である。

以上のように、第二実施形態においても上述した第一実施形態と同様に、記録材Ｓの搬送方向全域に亘って濃度の薄い画像を形成させることで、記録材Ｓの搬送方向後端に至るまでに、画像濃度はユーザが目視にて濃度差を判別できる濃度を下回らない。これにより、長尺の記録材Ｓの搬送方向全域に亘って均一な濃度で画像形成することができ、また感光ドラム１Ｙ〜１Ｋや現像ローラＪ１の劣化を抑制できる、という第一実施形態と同様の効果が得られる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態では、各色の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから中間転写ベルト１０に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから記録材Ｓに直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。また、単色のトナー像を形成可能な画像形成装置（例えば、モノクロ機など）であってもよい。

１Ｙ（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）…像担持体（感光ドラム）、２Ｙ（２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）…帯電手段（帯電ローラ）、３Ｙ（３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）…露光手段（露光装置）、１４…転写手段（二次転写外ローラ）、４１…現像容器、１００…画像形成装置、３００…制御手段（制御部）、Ｊ１…現像剤担持体（現像ローラ）、Ｊ２…供給手段（トナー供給ローラ）、Ｖ１…電圧印加手段（現像電源）

Claims (7)

1. 回転する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   トナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加手段と、
   搬送される記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
   トナーを収容する現像容器と、
   回転して前記現像剤担持体に前記現像容器内のトナーを供給する供給手段と、
   搬送方向長さが所定長さ以上の記録材に転写するトナー像を前記現像剤担持体に形成する際に、当該記録材の画像比率が所定値以下である場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を第一電位差とし、当該記録材の画像比率が前記所定値よりも大きい場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を、前記第一電位差よりも小さい第二電位差とする制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、記録材の搬送方向長さが前記所定長さより小さい場合、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を前記第一電位差とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 回転する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   トナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加手段と、
   搬送される記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
   トナーを収容する現像容器と、
   回転して前記現像剤担持体に前記現像容器内のトナーを供給する供給手段と、
   所定値より大きい画像比率で記録材に転写するトナー像を前記現像剤担持体に形成する際に、当該記録材の搬送方向長さが所定長さより小さい場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を第一電位差とし、当該記録材の搬送方向長さが前記所定長さ以上である場合には、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を、前記第一電位差よりも小さい第二電位差とする制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、記録材の画像比率が前記所定値以下である場合、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を前記第一電位差とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記電圧印加手段を制御して、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記露光手段は、前記像担持体の表面にレーザ光を照射可能であり、
   前記制御手段は、前記レーザ光の光量を制御して、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記露光手段は、前記像担持体の表面にレーザ光を照射可能であり、
   前記制御手段は、前記電圧印加手段及び前記レーザ光の光量の両方を制御して、前記露光手段により露光される前記像担持体の露光部電位と、前記電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される現像電圧との差分の絶対値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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