JP2023139909A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、帯電部と、帯電電圧印加部と、露光部と、現像部と、現像電圧印加部と、印刷処理速度切換部と、制御部とを備え、前記帯電電圧印加部は、直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を前記帯電部に印加し、前記印刷処理速度切換部が前記用紙の印刷処理速度を第１印刷処理速度から第２印刷速度に切り換える場合、前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１印刷処理速度に対応する第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止した後、予め定められた中断時間後に前記第２印刷処理速度に対応する第２帯電電圧の交流成分の電圧の印加を開始することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図７

Description

この発明は、画像形成装置に関し、より詳細には、プロセス速度に応じて帯電電圧の交流成分の周波数を変化させる画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置、特にカラー画像形成装置において、厚紙に印刷するとき、用紙に多くの熱量を与えて安定的な定着性を確保すべく、用紙が定着部を通過する際に、定着の設定温度を上げることがある。

また、普通紙等に印刷する際のプロセス速度（感光体や現像部、転写部、定着部等を駆動する駆動モーターの回転速度）と、厚紙等に印刷する際のプロセス速度を変えることにより、用紙に加える熱量を増減させることも一般的に行われている。

プロセス速度を下げることで、用紙が定着部を通過する時間が長くなって定着時に熱量を多く用紙に加えることができるため、普通紙よりも熱量が多く必要となる厚紙に印刷する際には、普通紙に印刷するよりもプロセス速度を下げることが多い。

このような発明として、従来、記録材Ｐが厚紙等の場合、定着器での記録材Ｐの搬送速度を遅くして定着性を高める画像形成装置の発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、直流成分に交流成分を重畳した高圧出力を接触帯電部に印可する一般的な高圧出力の交流成分生成回路を備えた画像形成装置において、プロセス速度を変更するために周波数を一気に変更すると、最低でも数１０ｍｓ程度の波頭電圧（振幅）の乱れ（不安定さ）が発生してしまうことが知られている。

このような不安定な時間に帯電された感光体表面の電荷がその前後の時間に帯電された表面領域の電荷よりも少なくなってスジや黒点の発生など印刷画像の劣化が生じたり、また、感光体の膜減りなどの摩耗が生じたりするおそれがある。

このような問題を解決すべく、従来、第１のモードから第２のモードに切り替えて画像形成する際に、感光体を第１の速度で回転させて第２の周波数のテストバイアスを帯電部材に印加した時の検出手段の出力に基づき第２の帯電バイアスを調整する調整手段を有する画像形成装置の発明が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。

また、帯電部材に印加するピーク間電圧は一つのプロセススピードと帯電周波数をもちいて、帯電のピーク間電圧と交流電流の関係を測定することから算出する画像形成装置の発明も開示されている（例えば、特許文献３を参照）。

特開平７－２０９９３３号公報 特開２０１０－１３４４４２号公報 特開２００２－１８２４５５号公報

また、プロセス速度を変更するために周波数を一気に変更するのではなく、駆動モーターの回転速度を徐々に変えるように、帯電電圧の交流成分の周波数（および振幅）を徐々に変更させる方法もある。

しかしながら、直流成分に交流成分を重畳した高圧出力を印加する接触帯電部を備えた画像形成装置の場合、交流成分の周波数（および振幅）を徐々に変更するためのソフト制御を行うと、その負担が無視できないほど大きくなってメモリー容量が増え、結果としてコストが高くなってしまうおそれがある。

この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を提供することにある。

この発明による画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、前記帯電部に予め定められた帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、前記感光体に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体にトナーを供給する現像ローラにより前記静電潜像に対応するトナー像を形成する現像部と、前記現像部に予め定められた現像電圧を印加する現像電圧印加部と、用紙の種類に応じて前記用紙の印刷処理速度を切り換える印刷処理速度切換部と、前記感光体、前記帯電部、前記帯電電圧印加部、前記露光部、前記現像部、前記現像電圧印加部および前記印刷処理速度切換部を制御する制御部とを備え、前記帯電電圧印加部は、直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を前記帯電部に印加し、前記印刷処理速度切換部が前記用紙の印刷処理速度を第１印刷処理速度から第２印刷速度に切り換える場合、前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１印刷処理速度に対応する第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止した後、予め定められた中断時間後に前記第２印刷処理速度に対応する第２帯電電圧の交流成分の電圧の印加を開始することを特徴とする。

この発明によれば、第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加をいったん停止した後、所定の中断時間後に第２帯電電圧の交流成分の電圧の印加を開始することにより、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を実現できる。

この発明の実施形態１に係るデジタル複合機の外観を示す斜視図である。 図１のデジタル複合機の内部構成を示す断面図である。 図１のデジタル複合機の概略構成を示すブロック図である。 図１のデジタル複合機の第１可視像形成ユニットの概略構成を示す説明図である。 従来のデジタル複合機のプロセス速度切替時のプロセス速度および帯電／現像電圧の出力のタイミングを示すタイミングチャート図である。 周波数を一気に変えたときの交流波形の振幅の乱れの一例である。 この発明の実施形態１に係るデジタル複合機のプロセス速度切替時のプロセス速度および帯電／現像電圧の出力のタイミングを示すタイミングチャート図である。

この発明において、「画像形成装置」は、トナーによる像形成に電子写真方式を用いるプリンタなどの複写（コピー機能）機能を有する複写機や複合機、または複写以外の機能をも含むＭＦＰ（Multifunctionａl Peripheral：多機能周辺装置）など、画像を形成して出力する装置である。

実施形態１において、この発明の「現像部」は、現像ユニット６１によって実現される。
また、この発明の「用紙」は、記録媒体３１によって実現される。
また、この発明の「用紙の印刷処理速度」は、プロセス速度（感光体や現像部、転写部、定着部等を駆動する駆動モーターの回転速度）に相当し、用紙の種類（厚み等）に応じて変化する。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。

この発明による画像形成装置において、前記中断時間は、前記第１帯電電圧の周波数から前記第２帯電電圧の周波数の切替時に交流成分の波形が不安定となる時間よりも長い時間であってもよい。

このようにすれば、前記中断時間を第１帯電電圧の周波数から第２帯電電圧の周波数の切替時に交流成分の波形が不安定となる時間よりも長い時間に設定することにより、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を実現できる。

この発明による画像形成装置において、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を停止した後、予め定められた経過時間後に前記第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止するものであってもよい。

このようにすれば、第１帯電電圧の直流成分の印加を停止した後、所定の経過時間後に第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止することで、感光体の表面電位が下がることによる不具合を回避できるため、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を実現できる。

この発明による画像形成装置において、前記用紙の搬送位置を検知する用紙検知センサをさらに備え、前記制御部は、前記用紙が前記感光体の予め定められた帯電領域を通過したことを前記用紙検知センサが検知した後、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を停止するものであってもよい。

「前記用紙が前記感光体の予め定められた帯電領域を通過」とは、例えば、黒色（Ｋ）の感光体の帯電後端の印刷領域を用紙が通過した場合である。

このようにすれば、用紙が感光体の所定の帯電領域を通過した後、第１帯電電圧の直流成分の印加を停止することにより、プロセス速度の切替完了までの時間を最短で行いつつ、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を実現することができる。

この発明による画像形成装置において、前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を予め定められた複数の段階に分けて電圧を下げて停止させるものであってもよい。

このようにすれば、第１帯電電圧の直流成分の印加を複数の段階に分けて電圧を下げて停止させることにより、感光体の表面電位と現像電圧の差分を一定にできるため、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかる画像形成装置を実現することができる。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

〔実施形態１〕
＜デジタル複合機１の構成＞
以下、図１および図２に基づき、この発明の実施形態１に係る画像形成装置の一例としてのデジタル複合機１の概要について説明する。

図１は、この発明の実施形態１に係るデジタル複合機１の外観を示す斜視図である。
図２は、図１のデジタル複合機１の内部構成を示す断面図である。

デジタル複合機１は、複写機能やスキャナ機能、ファクシミリ機能を有し、原稿から読み取った画像データをデジタル処理して出力する装置である。

デジタル複合機１は、印刷モードとしてコピー（複写）機能、プリント機能、ＦＡＸ機能を有しており、操作部１８２（図３）からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷機能が、制御部１０（図３）によって選択される。

＜デジタル複合機１の内部構成＞
図２において、デジタル複合機１はカラー複合機であり、光学系ユニット５０、第１～第４可視像形成ユニット５１～５４、中間転写ベルト５５、２次転写ユニット５６、定着部２、内部用紙給送ユニット５７および手差し用紙給送ユニット５８ならびに排紙トレイ７５を備える。

デジタル複合機１は、これら第１～第４可視像形成ユニット５１～５４、中間転写ベルト５５および２次転写ユニット５６を用いてトナー像を形成する。

光学系ユニット５０では、４つのレーザー光源６４からのビームが４組の感光体ドラム５９，６５，６６，６７に届くように配置される。

第１可視像形成ユニット５１は、感光体ドラム５９と、帯電ローラ６０と、光学系ユニット５０と、現像ユニット６１ａと、１次転写ユニット６２ａとを有する。

像担持体となる感光体ドラム５９の周囲に、帯電ローラ６０、現像ユニット６１ａおよびクリーニングユニット６３が配置されている。

これらのユニットにより、感光体ドラム５９にトナー像が形成され、トナー像が中間転写ベルト５５に転写される。

感光体ドラム５９は、トナー像が表面に形成される像担持体であり、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。

感光体ドラム５９は、モーターギヤに係合された感光体ドラム５９に取り付けられた図示しない感光体ドラム駆動ギヤによって、図２の紙面に向かって反時計周りの方向に、例えば、周速度１６３ｍｍ／ｓで回転する。

１次転写ユニット６２ａは、中間転写ベルト５５を介して感光体ドラム５９に圧接するように配置される。

なお、第２～第４可視像形成ユニット５２～５４についても、第１可視像形成ユニット５１と同様の構成であるため、説明を省略する。

各ユニット５１～５４の現像ユニット６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄには、黒色（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーがそれぞれ収容される。

以下、各色の現像ユニット６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを代表して、現像ユニット６１と記載することもある。
また、各色の１次転写ユニット６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄを代表して、１次転写ユニット６２と記載することもある。

中間転写ベルト５５は、各色のトナー像が転写され、表面に各色のカラートナー像が重畳される。
中間転写ベルト５５は、テンションローラ６８，６９によって駆動され回動する。
中間転写ベルト５５のテンションローラ６８側に当接して２次転写ユニット５６が配置される。

２次転写ユニット５６は、転写ローラ６２１ａ等でトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を転写領域に印加することにより、中間転写ベルト５５上に形成されたカラートナー像を内部用紙給送ユニット５７および手差し用紙給送ユニット５８から、それぞれ給送ローラ７３および７４によって送られてきた記録媒体３１に転写する。

その後、カラートナー像が転写された記録媒体３１は定着部２の位置まで搬送される。

また、中間転写ベルト５５に当接してテンションローラ６９側に配置される廃トナーボックス７０には、２次転写後、中間転写ベルト５５の表面に残ったトナーが回収される。

定着部２は、２次転写ユニット５６の下流側に配置される。
定着部２は、定着ベルト７１および加圧ローラ７２から構成される。
加圧ローラ７２は、図示しない加圧機構により定着ベルト７１に所定の圧力で圧接される。
また、定着部２の下流には、排紙トレイ７５が設けられている。

次に、図３に基づき、デジタル複合機１の概略構成を説明する。
図３は、図１のデジタル複合機１の概略構成を示すブロック図である。

図３に示すように、デジタル複合機１は、制御部１０、画像データ取得部１１、画像形成部１２、記憶部１３、画像処理部１４、通信部１５、プロセス速度切換部１６、タイマ１７、操作パネル１８、電源１９、電圧印加部２０および用紙検知センサ２１を備える。

以下、デジタル複合機１の各構成要素を説明する。

制御部１０は、デジタル複合機１を統合的に制御するものであって、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、各種のインターフェース回路等からなる。

制御部１０は、デジタル複合機１全体の動作をコントロールするために、各センサの検出、モーター、クラッチ、操作パネル１８等、あらゆる負荷の監視・制御を行う。

画像データ取得部１１は、原稿台に置かれた原稿や原稿トレイから搬送されてきた原稿を検知して読み取り、画像データを生成する部分である。また、外部の情報処理装置（不図示）またはファクシミリ装置（不図示）等で生成された画像データを取得する部分である。

画像形成部１２は、画像処理部１４によって生成された画像データを用紙上に印刷出力する部分である。

記憶部１３は、デジタル複合機１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムなどを記憶する素子や記憶媒体である。例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等の半導体素子、ハードディスク、フラッシュ記憶部、ＳＳＤ等の記憶媒体が用いられる。

なお、データを保持する領域がハードディスクドライブで、プログラムを保持する領域がフラッシュ記憶部で構成するといったように、プログラムとデータが異なる装置に保持されてもよい。

画像処理部１４は、画像データ取得部１１によって読み取られた原稿の画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する部分である。

通信部１５は、ネットワーク等を介して、コンピュータや携帯情報端末、外部の情報処理装置やファクシミリ装置等との通信をおこない、メールやＦＡＸなどの種々の情報をこれら外部の通信装置と送受信する部分である。

プロセス速度切換部１６は、駆動モーター（図示せず）の回転速度を変化させることでプロセス速度を切り替える部分である。
プロセス速度切換部１６は、例えば、先の印刷ジョブ動作が普通紙への印刷で、次の印刷ジョブ動作が厚紙への印刷の場合にプロセス速度を切り替える。

一般的に、ある印刷動作(印刷ジョブ動作)中に、次の印刷動作(印刷ジョブ動作)を予約することができる画像形成装置においては、プロセス速度切換部１６は、印刷ジョブ動作の切替時にプロセス速度を変える。

タイマ１７は、時間を計測してカウントする部分であり、例えば、内蔵時計やネットワーク３を通じて時刻を取得する。

操作パネル１８は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）を備えたユニットであり、表示部１８１および操作部１８２を備える。

表示部１８１は、ユーザーに各種情報の表示を行う部分である。
表示部１８１は、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどで構成され、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウェアが処理状態など電子的なデータを表示するためのモニタやラインディスプレイなどの表示装置である。
制御部１０は、表示部１８１を通じて、デジタル複合機１の動作および状態の表示を行う。

操作部１８２は、例えばタッチパネルを備え、ユーザーからの印刷等の指令を受け付ける部分でもある。

電源１９は、デジタル複合機１の各部に電力を供給し、例えば、ＡＴ電源、ＡＴＸ電源、ＳＦＸ電源などが用いられる。

電源１９は、帯電用電源１９１、現像用電源１９２および転写用電源１９３を備える。
電圧印加部２０は、電圧を印加する部分であり、帯電電圧印加部２０１、現像電圧印加部２０２および転写電圧印加部２０３を備える。

帯電電圧印加部２０１は、予め定められた帯電電圧Ｖｏを帯電ローラ６０に印加する。
現像電圧印加部２０２は、予め定められた現像電圧Ｖｂを現像ローラ６１１ａに印加する。
転写電圧印加部２０３は、予め定められた転写電圧Ｖｔを転写ローラ６２１ａに印加する。

用紙検知センサ２１は、搬送経路中の予め定められた位置に設けられ、搬送中の用紙の位置を検知するセンサである。

＜デジタル複合機１の第１可視像形成ユニット５１の動作＞
次に、図４に基づき、デジタル複合機１の第１可視像形成ユニット５１の動作を説明する。

図４は、図１のデジタル複合機１の第１可視像形成ユニット５１の概略構成を示す説明図である。

なお、以下の説明において、第１可視像形成ユニット５１を例として説明するが、他の第２～第４可視像形成ユニット５２～５４についても同様である。

図４において、感光体ドラム５９は、回転方向Ｒ１（紙面に向かって反時計回りの方向）に回転する。
帯電ローラ６０は、感光体ドラム５９の回転を受けて回転方向Ｒ２（紙面に向かって時計回りの方向）に回転する。
実施形態１において、帯電ローラ６０は、感光体ドラム５９に従動するが、従動でなくてもよい。

画像形成時において、感光体ドラム５９の表面は、帯電ローラ６０により一様に帯電される。
実施形態１において、感光体ドラム５９表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式が採用されている。

図４に示すように、帯電ローラ６０は、バネ等の図示しない付勢力により感光体ドラム５９の表面に帯電に適した所定の圧力で圧接し、感光体ドラム５９の回転に追従的に回転する。

帯電電圧印加部２０１は、帯電ローラ６０の芯金６０１の部分に帯電用電源１９１（高圧電源回路）から所定の帯電電圧Ｖｂを印加することにより、感光体ドラム５９の表面を所定の電圧（例えば、－０Ｖ～－８００Ｖ）で帯電させる。

光学系ユニット５０は、帯電された感光体ドラム５９の表面をレーザー光源６４からのビームで露光することによって、感光体ドラム５９の露光後の表面電位ＶＬを例えば、－１００Ｖ以下にして、静電潜像を形成する。

なお、この発明は、正規現像方式および反転現像方式のいずれの方式にも適用可能であるが、実施形態１では、反転現象方式で説明する。

光学系ユニット５０からのレーザー光は、不図示のポリゴンミラーや各種レンズを通して、感光体ドラム５９へ照射される。

レーザー光源６４は画像情報に基づいて制御され、感光体ドラム５９の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。

現像ユニット６１ａは、感光体ドラム５９上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。
感光体ドラム５９上に形成された静電潜像は、現像ユニット６１ａによってトナーとキャリアを含む現像剤６１２ａにより顕像化され、トナー像が形成される。

図４に示すように、現像ユニット６１ａは、感光体ドラム５９に対向して設けられる現像用のユニットであり、現像剤担持体としての現像ローラ６１１ａは、感光体ドラム５９の回転軸に平行な回転軸に回転自在に設けられる。

現像ユニット６１ａは、例えば硬質の合成樹脂などからなる中空の容器状部材である。現像ユニット６１ａの中には、前述のようにトナーとキャリアとを含む２成分現像剤が収容されるが、トナーだけを含む１成分現像剤であってもよい。

現像ローラ６１１ａは、極性が異なる磁石部材を略交互に周方向に配置して形成されたマグローラである。
現像ローラ６１１ａは、その磁力によって現像ユニット６１ａ内に収容された現像剤６１２ａを吸着する。
吸着された現像剤６１２ａは、図示しない現像剤規制部材によって所定量の厚さに規制され、現像ローラ６１１ａと感光体ドラム５９とが近接する現像ニップ部に運ばれる。

現像電圧印加部２０２は、現像ローラ６１１ａの芯金６１３ａの部分に現像用電源１９２（高圧電源回路）から所定の現像電圧Ｖｂを印加することにより、所定の電圧で帯電させる。

現像電圧Ｖｂは、感光体ドラム５９の非露光部の表面電位Ｖｄ（－６００Ｖ）よりも低い値に設定され、かつ、露光部の表面電位ＶＬ（－１００Ｖ）よりも高い値に設定される。

その結果、感光体ドラム５９の帯電極性と同極性（実施形態１では負極性）に帯電したトナーが感光体ドラム５９の露光部の表面電位ＶＬに吸着してトナー像を形成する（反転現像）。

一方、感光体ドラム５９の非露光部の表面電位Ｖｄは、現像ローラ６１１ａの現像電圧Ｖｂよりも低いため、トナーの付着は防止される。

１次転写ユニット６２ａの転写ローラ６２１ａには、芯金６２２ａの部分に転写用電源１９３（高圧電源回路）からトナーと逆極性の電圧が印加されており、感光体ドラム５９に現像されたトナー像を、１次転写ユニット６２ａと感光体ドラム５９が近接する転写領域で、中間転写ベルト５５上に転写する。

実施形態１において、１次転写ユニット６２ａは、転写ローラ６２１ａを用いた構成となっているが、ベルトやワイヤーであってもよい。

その他の第２～第４可視像形成ユニット５２～５４も同様に動作し、順次中間転写ベルト５５上にトナー像を転写する。

中間転写ベルト５５上のトナー像は２次転写ユニット５６まで搬送される。
図２に示すように、内部用紙給送ユニット５７の給送ローラ７３または手差し用紙給送ユニット５８の給送ローラ７４から、記録媒体３１がそれぞれ搬送経路ＲＴ１またはＲＴ２を経由して供給される。
そして、トナーとは逆極性の電圧が２次転写ユニット５６によって印加され、トナー像が記録媒体３１に転写される。

トナー像を担持した記録媒体３１は、定着部２に搬送され、定着ベルト７１および加圧ローラ７２によって十分に加熱され、未定着のトナー像が記録媒体３１に溶融・固着し、搬送経路ＲＴ４を経由して排出ローラＥＲから排紙トレイ７５に排出される。

両面印刷の場合は、定着部２を通過して記録媒体３１の表面の画像形成が終了した後、搬送経路ＲＴ３を経由して記録媒体３１を反転させて裏面の画像形成を行う。

転写後の感光体ドラム５９には、中間転写ベルト５５に転写されなかった転写残トナーが付着する。
この転写残トナーは、クリーニングユニット６３に取り付けられたクリーニングブレード６３ａによって掻きとられ、クリーニングユニット６３内部に、廃トナーとして回収される。

除電ユニット７６は、感光体ドラム５９の表面の電荷を除去する。
なお、除電ユニット７６の位置は、転写後から帯電前であれば、どこでも構わない。

クリーニングローラ７７は、帯電ローラ６０に対向する位置に設けられ、帯電ローラ６０の表面をクリーニングする。

（従来のデジタル複合機１のプロセス速度の切替時の問題点）
次に、図５および図６に基づき、従来のデジタル複合機１のプロセス速度切替時の問題点について説明する。

図５は、従来のデジタル複合機１のプロセス速度切替時のプロセス速度および帯電／現像電圧の出力のタイミングを示すタイミングチャート図である。
図５において、各グラフの横軸は時間を示し、各グラフの縦軸は、直流／交流波形の振幅の大きさを示す。

従来のデジタル複合機１において、先の印刷ジョブ動作の完了後に次の印刷ジョブ動作のために、帯電電圧印加部２０１の高圧出力の交流成分の周波数を一気に切り替える。

図５において、普通紙のプロセス速度を速度１とし、厚紙のプロセス速度を速度１よりも遅い速度２であるとする。

ここでは、速度１から速度２に切り替える場合について説明するが、速度２から速度１に切り替える場合についても同様である。

ここで、黒色（Ｋ）の感光体ドラム５９の帯電領域後端の領域を記録媒体３１が通過した後であれば、帯電電圧の直流／交流成分の電圧を段階的に下げても印刷画像に影響を与えることはない。

図５の例では、黒色（Ｋ）の感光体ドラム５９の帯電領域および２次転写ユニット５６を記録媒体３１が通過した後、駆動モーター速度の切り替えを開始して、帯電電圧の直流成分の電圧を段階的に下げる。

また、一定時間後に現像電圧の直流成分の電圧も段階的に下げる。
ここで、トナー消費／キャリア上がりなどの問題が生じないよう、帯電／現像電圧の電位差を一定とする。

このように、帯電電圧の交流成分の電圧を速度１用から速度２用に一気に切り替えると、切り替え直後において、その交流波形が不安定になってしまうことがある。

図６は、周波数を一気に変えたときの交流波形の振幅の乱れの一例である。
図６において、グラフの横軸は時間を示し、グラフの縦軸は、交流波形の振幅の大きさを示す。

図６に示すように、帯電電圧の交流成分の周波数を一気に変更した場合、波頭電圧（振幅）の乱れ（不安定さ）が発生してしまうことがある。

この不安定な時間に帯電された感光体ドラム５９等の表面の電荷がその前後の時間に帯電された表面領域の電荷よりも少なくなってスジや黒点の発生など印刷画像の劣化が生じたり、また、感光体の膜減りなどの摩耗が生じたりするおそれがある。

例えば、帯電電圧の交流成分の波頭電圧（振幅）が下がる場合は、拡大して見ると決して均一とは言えない感光体ドラム５９等の表面の凹の部分に表面電位がその周辺よりも低くなって、トナーを乗せない（下地のままの）画像にもかかわらず、その部分だけにトナーが乗ってしまって黒点と呼ばれるまばらな点ができてしまうことがある。

一方、帯電電圧の交流成分の波頭電圧（振幅）が上がる場合は、電荷は基本多くなるとこはないが、膜減りなどの物理的な摩耗ダメージを受けることがある。

また、プロセス速度を変更するために周波数を一気に変更するのではなく、駆動モーターの回転速度を徐々に変えるように、帯電電圧の交流成分の周波数（および振幅）を徐々に変更させる方法もある。

実際、チャージャー帯電（スコロトロン）方式の画像形成装置の場合、プロセス速度の切り替え時にモーターの回転速度を徐々に変えることは一般的である。

しかしながら、直流成分に交流成分を重畳した高圧出力を印加する接触帯電部を備えた画像形成装置の場合、交流成分の周波数（および振幅）を徐々に変更するためのソフト制御を行うと、その負担が無視できないほど大きくなってメモリー容量が増え、結果としてコストが高くなってしまうおそれがある。

このように、プロセス速度を変更するために周波数を変更する従来の方法には、多くの問題点があった。

（この発明の実施形態１に係るデジタル複合機１のプロセス速度の切替方法）
次に、図７に基づき、この発明の実施形態１に係るデジタル複合機１のプロセス速度切替方法について説明する。

図７は、この発明の実施形態１に係るデジタル複合機１のプロセス速度切替時のプロセス速度および帯電／現像電圧の出力のタイミングを示すタイミングチャート図である。

この発明の実施形態１では、先の第１のプロセス速度の印刷ジョブ動作をいったん完了させた後、プロセス停止状態から改めて次の第２のプロセス速度の印刷ジョブ動作を再開させる時間を最小限にして、時間ロスを発生させない方法を提案する。

すなわち、図７に示すように、駆動モーターをいったん停止させ、現像出力および帯電出力の直流／交流成分の電圧を０Ｖにしてから、駆動モーターの速度を切り換えて電圧の印加を再開させる。

なお、画像（トナー）を搬送する感光体５９等のプロセス速度と、定着部２等の記録媒体３１の搬送速度が異なっていても、搬送中の記録媒体３１が感光体５９等と定着部２等との両方から搬送の力を受けなければ、用紙がたるんだり、引っ張られたりすることはない。

それゆえ、まだ先の印刷ジョブの最後の記録媒体３１が定着部２を通過中であっても、当該記録媒体３１の後端が２次転写ユニット５６を通過してさえいれば、感光体５９等のプロセス速度の切り替えを開始することが可能である。

また、黒色（Ｋ）の感光体ドラム５９の帯電後端の印刷領域を記録媒体３１が通過した後であれば、帯電電圧の直流成分の電圧を段階的に下げても印刷に影響を与えることはない。

図７の例において、帯電電圧と現像電圧の出力の複数段階の電圧制御／タイミングは、通常の印刷ジョブ動作の停止／印刷ジョブ動作の開始時と同じ制御／タイミングで行っている。

また、一定時間後に現像電圧の直流成分の電圧を段階的に下げて、表面電位が０Ｖとなる時間に逆極性のバイアス（図７の例では、＋１５０Ｖ）を印加することにより、帯電部および現像部の電位差も一定となり、無駄なトナー消費やキャリア上がり等の問題も回避できる。

なお、帯電電圧の直流／交流成分の電圧が０Ｖとなり、現像電圧の逆極性のバイアスを印加する時間は、周波数の切替時に波頭電圧が不安定となる時間（例えば１０ｍｓ）以上に設定する。

このようにすることで、交流成分の電圧波形生成回路内での波形の乱れがあったとしても、交流成分の電圧波形の乱れを抑えることができるため、交流成分の電圧の波形の乱れによる感光体ドラム５９の表面へのダメージを抑えることができる。
また、帯電／現像電圧の出力の再開も早くできるため、結果的に次の印刷ジョブの動作開始までの時間も短くすることができる。

また、現像の高圧出力の直流成分の電圧変更の開始タイミングは、感光体ドラム５９の表面電位とその同一表面に印可する現像電圧の電位差を均一にするために、帯電出力のＤＣ電圧変更の開始タイミングを起点に、感光体ドラム５９上の同一表面が帯電ローラ６０から現像ユニット６１ａまでの移動に必要な時間だけ経過したタイミングとなる。

このようにすることで、定着温度の変更も伴う場合などのその他の要因によって、次の印刷ジョブ動作の開始までの時間を要する可能性はあるが、駆動モーター速度の切り替え完了の時間、あるいは現像出力のＤＣ電圧変更完了の時間のどちらか遅い方のタイミング以降は、次の印刷ジョブ動作が開始できることになる。

このようにして、第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加をいったん停止した後、所定の中断時間後に第２帯電電圧の交流成分の電圧の印加を開始することにより、従来よりも適切にプロセス速度の変更に伴う帯電電圧の交流成分の電圧の安定をはかるデジタル複合機１を実現できる。

この発明の好ましい態様は、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含む。
前述した実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１：デジタル複合機、 ２：定着部、 ３：ネットワーク、 １０：制御部、 １１：画像データ取得部、 １２：画像形成部、 １３：記憶部、 １４：画像処理部、 １５：通信部、 １６：プロセス速度切換部、 １７：タイマ、 １８：操作パネル、 １９：電源、 ２０：電圧印加部、 ２１：用紙検知センサ、 ３１：記録媒体、 ５０：光学系ユニット、 ５１：第１可視像形成ユニット、 ５２：第２可視像形成ユニット、 ５３：第３可視像形成ユニット、 ５４：第４可視像形成ユニット、 ５５：中間転写ベルト、 ５６：２次転写ユニット、 ５７：内部用紙給送ユニット、 ５８：手差し用紙給送ユニット、 ５９，６５，６６，６７：感光体ドラム、 ６０：帯電ローラ、 ６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ：現像ユニット、 ６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ：１次転写ユニット、 ６３，６３ａ：クリーニングブレード、 ６４：レーザー光源、 ６８，６９：テンションローラ、 ７０：廃トナーボックス、 ７１：定着ベルト、 ７２：加圧ローラ、 ７３，７４：給送ローラ、 ７５：排紙トレイ、 ７６：除電ユニット、 ７７：クリーニングローラ、 １８１：表示部、 １８２：操作部、 １９１：帯電用電源、 １９２：現像用電源、 １９３：転写用電源、 ２０１：帯電電圧印加部、 ２０２：現像電圧印加部、 ２０３：転写電圧印加部、 ６０１，６１３ａ，６２２ａ：芯金、 ６１１ａ：現像ローラ、 ６１２ａ：現像剤、 ６２１ａ：転写ローラ、 ＥＲ：排出ローラ、 Ｒ１，Ｒ２：回転方向、 ＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４：搬送経路、 Ｖｂ：現像電圧、 Ｖｄ，ＶＬ：表面電位、 Ｖｏ：帯電電圧、 Ｖｔ：転写電圧

Claims (5)

1. 感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電部と、
   前記帯電部に予め定められた帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
   前記感光体に静電潜像を形成する露光部と、
   前記感光体にトナーを供給する現像ローラにより前記静電潜像に対応するトナー像を形成する現像部と、
   前記現像部に予め定められた現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
   用紙の種類に応じて前記用紙の印刷処理速度を切り換える印刷処理速度切換部と、
   前記感光体、前記帯電部、前記帯電電圧印加部、前記露光部、前記現像部、前記現像電圧印加部および前記印刷処理速度切換部を制御する制御部とを備え、
   前記帯電電圧印加部は、直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を前記帯電部に印加し、前記印刷処理速度切換部が前記用紙の印刷処理速度を第１印刷処理速度から第２印刷速度に切り換える場合、前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１印刷処理速度に対応する第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止した後、予め定められた中断時間後に前記第２印刷処理速度に対応する第２帯電電圧の交流成分の電圧の印加を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中断時間は、前記第１帯電電圧の周波数から前記第２帯電電圧の周波数の切替時に交流成分の波形が不安定となる時間よりも長い時間である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を停止した後、予め定められた経過時間後に前記第１帯電電圧の交流成分の電圧の印加を停止する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記用紙の搬送位置を検知する用紙検知センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記用紙が前記感光体の予め定められた帯電領域を通過したことを前記用紙検知センサが検知した後、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を停止する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記帯電電圧印加部を制御して、前記第１帯電電圧の直流成分の印加を予め定められた複数の段階に分けて電圧を下げて停止させる請求項３に記載の画像形成装置。