JP2023007809A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光ドラムと現像ローラ間の回転周速比が違う複数のモードを持つ画像形成装置において、いずれのモードにおいてもバンディングの発生を抑制しつつ高画質な画像を形成可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】回転可能な像担持体と、像担持体との間で形成されるニップ部において、現像剤により静電潜像を現像する回転可能な現像剤担持体と、像担持体と現像剤担持体を、それぞれの周速を個々に可変に回転駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部を備え、制御部は、現像剤担持体の表面移動速度と像担持体の表面移動速度の比である回転周速比が１以下である第１の画像形成モードと、回転周速比が１より大きい第２の画像形成モードを実行可能に制御する、画像形成装置を用いる。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」という）を帯電手段により一様に帯電させ、帯電した感光体を露光することによって、感光体上に静電像を形成する。感光体上に形成された静電像は、現像手段により現像剤のトナーでトナー像として顕像化される。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙やプラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。

このような画像形成装置は、一般に、現像剤の補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。この現像剤の補給作業や各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするために、感光体、帯電手段、現像手段や、感光体などをクリーニングするクリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとすることが実用化されている。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。

近年、多岐にわたる市場要望の１つに、より豊かな画像を得ることを目的として、画像濃度の高濃度化や色味の拡大を要望されている。その目的を果たすために、一般的な画像濃度を得るためのモードに加え、感光ドラムと現像ローラの周速比を変化させるモードを持ち、感光ドラムへの現像剤供給量を増加させ、記録材上の現像剤量を増加させることで、高濃度化や色味の拡大実現する技術がある（特許文献１）。

特開２０１７－１８１９６４号公報

しかしながら、近年のプロセスの高速化に伴って、感光ドラムや現像ローラの回転数を上げる必要が出ている。感光ドラムや現像ローラの回転数が上がると、トルクの変動や現像容器の振動が発生しやすくなり、現像ローラの回転が不安定になってしまう。現像ローラの回転が不安定になると、感光ドラムとの回転周速比が変動することとなり、画像にバンディングと呼ばれる濃度ムラが発生することがあった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、感光ドラムと現像ローラ間の回転周速比が違う複数のモードを持つ画像形成装置において、いずれのモードにおいてもバンディングの発生を抑制しつつ高画質な画像を形成可能な画像形成装置を提供することである。

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体との間で形成されるニップ部において、現像剤により前記静電潜像を現像する、回転可能な現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体を、それぞれの周速を個々に可変に回転駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記現像剤担持体の表面移動速度と前記像担持体の表面移動速度との比である回転周速比が１以下である第１の画像形成モードと、前記回転周速比が１より大きい第２の画像形成モードと、を実行可能に制御する
ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、感光ドラムと現像ローラ間の回転周速比が違う複数のモードを持つ画像形成装置において、いずれのモードにおいてもバンディングの発生を抑制しつつ高画質な画像を形成可能な画像形成を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 本発明に係るカートリッジの概略構成を示す断面図 本発明の現像コントラストと画像濃度の関係を説明するグラフ 本発明のトナー搬送シートに掛かる負荷が変わる場合を説明する図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対的な配置などは、特に特定的な記載がない限りは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例］
（画像形成装置）
電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の一実施例の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、あるいは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。

画像形成装置１００は、複数のプロセスカートリッジ７が、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。

プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能になっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジは全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。なお、本実施例では、プロセスカートリッジについて説明するが、現像装置３を単独で画像形成装置本体に着脱可能な構成としても良い。

感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光ドラム１
の周囲にはスキャナユニット３０（露光手段）が配置されている。スキャナユニット３０は、画像情報に基づきレーザを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。レーザ露光の書き出しは、主走査方向（記録材１２の搬送方向と直交する方向）では、走査ラインごとにＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）と呼ばれるポリゴンスキャナ内の位置信号から行われる。一方で、副走査方向（記録材１２の搬送方向）では、記録材１２の搬送路内のスイッチ（不図示）を起点とするＴОＰ信号から所定の時間だけ遅延させて行われる。これにより、４つのプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて、常に感光ドラム１上の同じ位置に対してレーザ露光を行うことができる。

４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト３１が配置されている。中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ３２が並設されている。そして、一次転写ローラ３２に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。

また、中間転写ベルト３１の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ３３が配置されている。そして、二次転写ローラ３３に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。

その後、中間転写ベルト３１の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラ３３の作用によって、中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。

トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置３４に搬送される。定着装置３４において記録材１２に熱および圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

（プロセスカートリッジ）
本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の断面（主断面）図である。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成および動作は実質的に同一である。

プロセスカートリッジ７は、像担持体としての感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像剤担持体としての現像ローラ４等を備えた現像ユニット３とを有する。

感光体ユニット１３には、図示しない軸受を介して感光ドラム１が回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、ドラム駆動手段４０１（駆動源ａ）としての駆動モータの駆動力を受けることによって、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。本実施例にて、画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１としては、アル
ミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラムを用いている。

また、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、帯電ローラ２と、クリーニング部材としてのクリーニングブレード６が配置されている。クリーニングブレード６は感光ドラム１に対してカウンターで当接し、クリーニングブレード６によって感光ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。

帯電部材である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触することで従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、高圧電源である帯電バイアス印加部３０３（帯電電圧印加手段）から所定の直流電圧が印加されている。これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。

前述のスキャナユニット３０からのレーザ光によって画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンが、帯電した感光ドラム１を露光すると、露光された部位では、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）であり、未露光部位は表面電位として所定の暗部電位（Ｖｄ）である静電潜像が、感光ドラム１上に形成される

一方、現像ユニット３は、現像剤として非磁性一成分現像剤（トナー９）を収容するための現像剤容器である、トナー収容器からなる。トナー収容器内には、トナー９を担持するための現像剤担持体としての現像ローラ４と、現像ローラ４にトナー９を供給する供給部材としての供給ローラ５を有している。また、供給ローラ５によって供給された現像ローラ４上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行う現像ブレード８が配置されている。

現像ブレード８は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー９及び現像ローラ４に接触当接される。トナー９は、現像ブレード８と現像ローラ４との摺擦により摩擦帯電され、電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施例においては、現像ブレード８に不図示のブレードバイアス電源から所定の電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。

また、現像ブレード８によって現像ローラ４上から掻き落とされたトナーが落下する方向にトナー収容室２１があり、トナーが収容されている。また、トナー収容室２１の内部には、トナー９を撹拌搬送するためのトナー搬送部材２２が設けられている。すなわちトナー搬送部材２２は、トナー収容室２１に収容されたトナー９を撹拌すると共に、トナー供給ローラ５の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナー９を搬送している。

トナー搬送部材２２は、回転軸２２ａと搬送シート２２ｂからなる。搬送シート２２ｂは、回転軸２２ａの軸線方向(長手方向)の略全域にわたって取り付けられている。搬送シート２２ｂは、矩形状のシート部材であり、たとえば厚さが５０μｍ~２５０μｍのポリ
エステルフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの可撓性の樹脂性シートを用いて作製することができる。また、自然状態における搬送シート２２ｂの回転軸２２ａの回転半径方向における長さは、同一方向における回転軸２２ａの回転中心からトナー収容部２１の壁面Ｗ１までの距離よりも長く設定してある。

現像ローラ４は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）の芯金の外周面上に直径１２ｍｍとなるように導電性の弾性体からなる弾性層を設けた構成である。本実施例においては、弾性体にはポリウレタンゴムを採用している。現像ローラ４は感光ドラム１に接触、当接し、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動す
るようにそれぞれ回転する。本実施例では、感光ドラム１よりも現像ローラ４の硬度が低くなるようにし、侵入量が５０μｍになるように配置してある。

現像ローラ４の弾性ゴム層は、感光ドラム１との当接ニップを均一に保つために、高分子計測器株式会社性のＭＤ－１硬度計で測定したＭＤ－１硬度が、５０°以下の硬度のものが使われるのが好ましい。ＭＤ－１硬度が硬すぎると感光ドラム１との当接ニップを十分に確保することが難しくなり、本発明の効果を得にくくなる。本実施例においてはゴム硬度３８°のものを用いた。

また、現像ローラ４の表面粗さは中心線平均粗さＲａで１．４μｍ以上に設定されることにより、必要量のトナー９が現像ローラ４の表面に保持される。Ｒａが１．４μｍより小さくなると十分なトナー９を感光ドラム１に現像できなくなり、十分な画像濃度を得にくくなる。本実施例では、Ｒａ＝２．０のものを用いた。中心線平均粗さＲａは、小坂研究所社製「サーフコーダＳＥ３５０」により測定した。

また、本実施例においては、高圧電源である現像バイアス印加部３０１（現像電圧印加手段）から現像ローラ４に印加された所定のＤＣバイアス（Ｖｄｃ）に対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナー９が、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。ＤＣバイアスＶｄｃと明部電位Ｖｌとの差を現像コントラストと呼び、この大きさを変えることで現像ローラから感光ドラム１へ現像されるトナー量をコントロールし、画像濃度やライン幅などをコントロールしている。

供給ローラ５は、現像ローラ４の周面上に所定の接触部（ニップ部）Ｎを形成して配設されている。また、供給ローラ５は、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポンジローラであり、供給ローラ５と現像ローラ４は所定の侵入量を持って接触している。ここでの侵入量は、トナー供給ローラ５が現像ローラ４により凹状に変形したときの凹み量△Ｅを言う。本実施例では、供給ローラ５の現像ローラ４への侵入量、すなわち、供給ローラ５が現像ローラ５により凹状とされるその凹み量△Ｅを１ｍｍに設定した。

また、供給ローラ５は現像ローラ４との対向する接触部Ｎにおいて、互いの表面が逆方向に移動するように、図示矢印Ｅの方向に回転する。これによって現像ローラ４上の残トナーを回収しつつ、現像ローラ４へのトナー９の供給を行っている。

また、供給ローラ５には高圧電源である供給ローラバイアス印加部３０２（供給部材電圧印加手段）から所定のＤＣバイアス（供給電圧）が印加され、マイナスに帯電されたトナー９が供給ローラ５から現像ローラ４へ供給されやすくしている。

（バンディング発生に関して）
ここで、画像におけるバンディングの発生について検討する。バンディング画像は、感光ドラム１と現像ローラ４間の回転周速比変動により発生する。感光ドラム１や現像ローラ４の回転周速は、これらの部材それぞれの表面移動速度により表すことができる。現像ローラ４と感光ドラム１の回転周速比は、現像ローラ４の表面移動速度と感光ドラム１の表面移動速度の比として表すことができる。感光ドラム１と現像ローラ間４の回転周速比変動が発生するのは例えば、以下の場合である。

本実施例において、トナー搬送部材２２と現像ローラ４は不図示のギアで連結されており、現像駆動手段４０２（駆動源ｂ）としての駆動モータの駆動力を受けることによって、トナー搬送部材２２と現像ローラ４が駆動する構成になっている。したがって、本実施例においては、現像ローラ4とトナー搬送部材２２の回転が共に行われることとなる。現
像ローラ４の周速が大きくなればトナー搬送部材２２の周速も大きくなる。現像駆動手段４０２は、先述のドラム駆動手段４０１と合わせて、後述する制御部２０１の制御に従って動作する駆動部と捉えてもよい。

図４を用いて、トナー搬送部材２２の搬送シート２２ｂに対する負荷の変化が起こる場合について説明する。図４（ａ）で示したように、搬送シート２２ｂが、回転の途中でトナー収容室２１の壁面Ｗ１に当接し変形し、かつ搬送シート２２ｂ上部にトナー９が乗っている状態において最も負荷が大きくなる。一方、図４（ｂ）のように搬送シート２２ｂが変形状態から解放され、搬送シート２２ｂ自体の弾性復元力によって自然状態（元の形状）へと復元した状態において、負荷が最も軽くなる。

このように搬送シート２２ｂに対する負荷が変化した場合、連結ギアを通じて現像ローラ４にかかる負荷が変わり、現像ローラ４の回転周速が一時的に変動することがある。すると、感光ドラム１と現像ローラ４の間の回転周速比が変化する。これによって、現像ローラ４から感光ドラム１へ現像されるトナー量が変わり、バンディング画像が発生する。

ここで、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１以下、つまり現像ローラ４よりも感光ドラム１の方が速く回転している場合には、感光ドラム１が現像ローラ４の回転をアシストする方向に力が働く。すなわち、現像ローラ４の回転ブレが発生しそうになったときに、感光ドラム１から現像ローラ４に対して回転をアシストする力が働く。その結果、現像ローラ４の回転ブレが抑制され、バンディング画像の発生を防止できる。

一方、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１より大きい、つまり感光ドラム１よりも現像ローラ４の方が速く回転している場合には、現像ローラ４の回転ブレが発生しそうになったときに、感光ドラム１から現像ローラ４に対して回転をアシストする力が働かないため、現像ローラ４の回転ブレが発生しやすい状況となる。この場合には、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比を維持したまま、プロセススピードを減速することによって、トルクの変動を緩やかにすることができ、現像ローラ４の回転ブレを抑制し、バンディングの発生を防止できる。

なお、本実施例においては、トナー搬送部材２２と現像ローラ４は、現像駆動手段４０２（駆動源ｂ）としての駆動モータの駆動力を受けることによって、駆動する構成としたが、独立に駆動されてもよい。

また、本実施例においては、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１より大きいモード（後述する高濃度モード）に関しては、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１以下のモード（後述する通常モード）に比べて、現像ローラ４の周速を小さくしている。これによって、上述の通り、トナー搬送部材２２の回転周速も小さくなる。それによって、トルクの変動を緩やかにすることができ、さらに、バンディングの発生を防止できる。

また、本実施例においては、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１より大きい高濃度モードに関しては、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１以下の通常モードに比べて、現像ローラ４の周速を小さくしている。これによって、上述の通り、トナー搬送部材２２の回転周速も小さくなる構成を採用したが、これに限られない。例えば、後述する、感光ドラム１と現像ローラ４との回転周速比を増加させ、高濃度や色味の選択範囲の増大を得るための画像形成モードにおいて、トナー搬送部材２２の回転速度を大きくするように制御してもよい。現像ローラ４の周速をある程度下げてバンディングの発生を抑制したうえで、現像ローラ４と感光ドラム１との回転周速比が１以下の通常モードに比べてトナー搬送部材２２の回転速度を大きくすることでトナーの搬送能力を上げるこ
とができる。すなわち、後述する高濃度の画像に対応するだけのトナー搬送能力をトナー搬送部材２２の回転速度を大きくすることで持たせてもよい。

（画像形成モード）
本実施例の画像形成装置は、２つの画像形成モードで動作可能である。第１モード（第１の画像形成モード）は、通常の画像濃度を得る画像形成モード（以下、「通常モード」とする）である。第２モード（第２の画像形成モード）は、感光ドラム上の暗部電位を下げつつ、感光ドラム１と現像ローラ４との回転周速比を増加させ、高濃度や色味の選択範囲の増大を得るための画像形成モード（以下、「高濃度モード」とする）である。

本実施例における通常モードと高濃度モードの具体的な制御の違いを以下の表１に示す。ここで、現像バイアス印加部３０１、供給ローラバイアス印加部３０２、帯電バイアス印加部３０３によって印加されるバイアス、及び、スキャナユニット３０からのレーザ光の光量は、画像形成モード情報取得部２００で得られた情報に基づいて制御部２０１によって制御される。画像形成モード情報取得部２００は、画像形成装置１００に不図示の操作パネルやプリンタドライバ、あるいはホストＰＣから入力される情報などを取得する。

制御部２０１として例えば、プロセッサやメモリなどの演算資源を有する制御回路やコンピュータを利用できる。制御部２０１は、画像形成に関する種々の制御を行うものであり、露光制御、電圧制御、駆動制御などが含まれる。制御部２０１はまた、上述したトナー搬送部材２２による回転速度の可変制御を行うこともできる。

例えば制御部２０１は、現像駆動手段４０２としての駆動モータの駆動力を制御することで現像ローラ４が回転駆動するときの周速を可変に制御できる。制御部２０１はさらに、ドラム駆動手段４０１としての駆動モータの駆動力を制御することで感光ドラム１が回転駆動するときの周速を可変に制御することや、現像ローラ４と感光ドラム１の周速を個々に可変に制御することが可能である。このような構成により、制御部２０１は現像ローラ４と感光ドラム１の回転周速比を変更可能であり、回転周速比が１以下である第１モードと、１より大きい第２モードと、を実行可能となっている。さらに制御部２０１は、第２のモードを実行する場合は、感光ドラム１の表面移動速度が第１のモードを実行する場合よりは小さくなるような制御を行ってもよい。

本実施例における回転周速比とは、感光ドラム１の回転周速を１としたときの現像ローラ４の回転周速を表す。具体的には、通常モードにおいて、感光ドラム１の回転周速を３００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ４の回転周速を２７０ｍｍ／ｓｅｃに設定してある。つまり、通常モードにおいては感光ドラム１の回転周速に対して現像ローラ４の回転周速が小さいという関係になっている。この関係にすることによって、感光ドラム１が現像ローラ４の回転をアシストする関係になり、バンディングの発生を抑制することができる。この作用を十分に発現し、現像ローラ４の回転周速変動起因のバンディングの発生を効果的に低減するためには、回転周速比を０．９５以下にすることが望ましい。

また、通常モードにおいても十分な濃度を得るためには、回転周速比を０．７以上にすることが望ましい。

一方、高濃度モードにおいては、感光ドラム１の回転周速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラの回転周速を１２０ｍｍ／ｓｅｃに設定してある。これは、図３に示すように、感光ドラム１に対して現像ローラ４の回転周速が大きい方が、同じ現像コントラストに対して現像ローラ４から感光ドラムに現像するトナー量が多くなり、画像濃度が濃くなるからである。これによって文字品質を落とすことなく高濃度モードとして必要な濃度を得ることができる。高濃度モードについては、回転周速比が１．５以下であることが望ましい。これは、回転周速比が大きくなることは現像ローラの回転周速が早くなることであり、現像ローラ４の回転周速変動起因のバンディングが発生しやすくなるためである。

また本実施例では、表１に示すように、高濃度モードでの現像コントラストの値を、通常モードでの現像コントラストの値に対して大きく設定している。これにより、高濃度モードにおいてより高濃度や色味の選択範囲を増大できる。

また、通常モードと高濃度モードともに、現像電位から供給ローラバイアスとの差がトナー供給方向のマイナス電界となるように供給ローラバイアスを印加してある。かつ、現像電位と供給ローラバイアスとの差が、通常モードに対して高濃度モードを大きくしている。これによって高濃度モードにおいて現像ローラへのトナー供給量が増大し、更なる高濃度を得ることができる、かつ、高濃度画像を印刷し続けることによるトナー供給量の不足を防止することができる。

以上説明した構成と制御においては、高濃度モードにおいては、現像ローラ４の回転のほうが速い状態は維持したまま、現像ローラ４と感光ドラム１各々の回転周速を下げることによってプロセススピードを減速している。これによって、トルクの変動が緩やかになり、現像ローラ４の回転ブレを抑制できるので、バンディングの発生を防止できる。したがって、本実施例における通常モードと高濃度モードを表１に示す制御に設定し、バンディングを防止しつつ、ユーザの求める高品質な画像を提供できるようにしている。

（実験）
上記効果を検証するために以下の検証実験を行った。温度２３℃、湿度５０％の環境にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久試験では、画像比率１％のＥ文字を印字している。このモードで３００００枚の印刷を行い、定期的にハーフトーン画像を印刷し、バンディング起因の横スジが発生したかどうかを確認した。場合には「×」、発生していない場合には「〇」とした。

また、高濃度モードにおいて、ベタ黒を印刷し、Ｘ-Ｒｉｔｅ製ＳＰＥＣＴＯＲＤＥＮ
ＳＩＴＯＭＥＴＥＲ ５００を用いてベタ黒の濃度を測定した。

また、本構成の効果と比較するために、実施例から、表２に示すように制御値を変更した比較例１～３の実験を行った。

比較例１は通常モードの回転周速比を１．２としたものである。比較例２は高濃度モードの回転周速比を０．９としたものである。比較例３は高濃度モードの感光ドラム回転速度を通常モードと同じ３００ｍｍ／ｓｅｃとしたものである。

表３に結果を示す。バンディング評価においては、バンディングに起因する横スジが発生した場合には「×」、発生していない場合には「〇」とした。高濃度モードにおけるベタ黒の測定による濃度評価においては、濃度が１．５以上であれば「〇」、濃度が１．５以下であれば「×」とした。

本実施例の構成では、通常モードと高濃度モードのどちらにおいてもバンディングの発生を抑制でき、また、高濃度モードにおいて必要とする濃度を得ることができた。

一方、比較例１の構成では、通常モードにおいて感光ドラム１の回転速度よりも現像ローラ４の回転速度が大きいことで、現像ローラ４の回転ムラが発生した時に感光ドラム１による回転アシストが働かないために、バンディング画像が発生した。

また、比較例２の構成では、高濃度モードにおいて感光ドラム１の回転速度が通常モードのときと変わらず大きいままである。そのため、トルクの変動を緩やかにできず、現像ローラ４の回転ブレを抑制できないため、バンディング画像が発生した。

また、比較例３の構成では、バンディング画像の発生を抑制できたが、高濃度モードでトナー９が充分に供給されず、必要な濃度を得ることができなかった。

以上説明したように、通常モードでは感光ドラム１の回転速度に対して現像ローラ４の回転速度が小さくなるように回転周速比を設定することによって、現像ローラ４の回転周速ムラが発生しやすい場合においても、バンディング画像の発生を抑制できる。また、高濃度モードで感光ドラム１の回転速度に対して現像ローラ４の回転速度を速くする場合においても、プロセススピードを遅くすることによって、バンディング画像の発生を抑制で
きる。この２つのモードを持つことによって、バンディング画像の発生を抑制しつつ、高濃度画像を求めるユーザのニーズに答えることが可能となる。

したがって、本発明に係る画像形成装置によれば、感光ドラム１と現像ローラ４の回転周速比が違う複数のモードを持つ画像形成装置において、いずれのモードにおいてもバンディングの発生を抑制しつつ、高画質な画像を形成可能である。よって、一般的な画像濃度を得る通常モードと高濃度や色味の増大を実現する高濃度モードの両方において、画像のバンディングを抑制しつつ、ユーザの求める濃度を達成できる。

１：感光ドラム、２：帯電ローラ、４：現像ローラ、２１：トナー収容室、３０：スキャナユニット、１００：画像形成装置、３０１：現像バイアス印加部、３０３：帯電バイアス印加部

Claims (9)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体との間で形成されるニップ部において、現像剤により前記静電潜像を現像する、回転可能な現像剤担持体と、
   前記像担持体と前記現像剤担持体を、それぞれの周速を個々に可変に回転駆動する駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記現像剤担持体の表面移動速度と前記像担持体の表面移動速度との比である回転周速比が１以下である第１の画像形成モードと、前記回転周速比が１より大きい第２の画像形成モードと、を実行可能に制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第２の画像形成モードを実行する場合において、前記第１の画像形成モードよりも前記像担持体の表面移動速度が小さくなるように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の表面を画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記現像電圧と、前記露光手段により露光されたことによって前記像担持体の表面に形成された表面電位と、の差が、前記第１の画像形成モードを実行する場合よりも前記第２の画像形成モードを実行する場合の方が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
   前記供給部材に供給電圧を印加する供給部材電圧印加手段と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記現像電圧と前記供給電圧との差が、前記第１の画像形成モードを実行する場合よりも前記第２の画像形成モードを実行する場合の方が大きくなるように制御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. 前記制御部は、前記第１の画像形成モードにおいて、前記現像剤担持体と前記像担持体の回転周速比が０．９５以下となるように制御する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第１の画像形成モードにおいて、前記現像剤担持体と前記像担持体の回転周速比が０．７以上となるように制御する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記第２の画像形成モードにおいて、前記現像剤担持体と前記像担持体の回転周速比が１．５以下となるように制御する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤容器を有し、
   前記現像剤容器の内部に配置され、回転軸を中心に回転することにより前記現像剤を撹拌搬送する搬送部材をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の画像形成モードを実行する場合と前記第２の画像形成モードを実行する場合と、で、前記搬送部材の回転速度が変わるように制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第１の画像形成モードを実行する場合に比べて、前記第２の画像形成モードを実行する場合の方が、前記搬送部材の回転速度が大きくなるように制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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