JP2023140388A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラの回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制する。【解決手段】 画像形成装置であって、画像形成が終了した後であって且つ駆動手段により現像剤担持体の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間における、現像バイアス印加手段により現像バイアスが印加された現像剤担持体の表面電位と、帯電バイアス印加手段により帯電バイアスが印加された像担持体の表面電位との差分（Ｖｂａｃｋ）の絶対値は、画像形成時における、現像バイアス印加手段により現像バイアスが印加された現像剤担持体の表面電位と、帯電バイアス印加手段により帯電バイアスが印加された像担持体の表面電位との差分（Ｖｂａｃｋ）の絶対値よりも小さいことを特徴とする。【選択図】 図３

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、感光体ドラム（像担持体）と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に形成された静電潜像を現像するためにトナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像ローラ（現像剤担持体）を有する現像装置と、を備える。

特許文献１には、連続画像形成ジョブ中の紙間におけるＶｂａｃｋを、画像形成枚数に応じて変更する画像形成装置が記載されている。尚、Ｖｂａｃｋとは、帯電装置により帯電された感光体ドラムの表面電位（非画像部電位）Ｖｄと現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの電位差のことである。

特開２０１２－１２８３２０号公報

発明者らの検討によれば、画像形成が終了して現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めた直後は、画像形成時と比べて、感光体ドラムの非画像部にキャリアが付着する現象（キャリア付着）が生じやすいことが分かった。これは、画像形成時は現像ローラの回転速度が安定しているのに対し、画像形成が終了して現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めた直後では、現像ローラの回転駆動の立ち下げの為に現像ローラの回転速度が安定していないことが関係している。

一般的に、Ｖｂａｃｋの絶対値を小さくした場合は、Ｖｂａｃｋの絶対値を大きくした場合と比べて、キャリア付着が抑制される傾向がある。そこで、現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラの回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制するために、画像形成を開始した以降のＶｂａｃｋの絶対値を一律に小さくすることが考えられる。一方、Ｖｂａｃｋの絶対値を小さくした場合は、Ｖｂａｃｋの絶対値を大きくした場合と比べて、現像ローラへのトナーの引き付け力が弱くなるため、感光体ドラムの非画像部にトナー（かぶりトナー）が付着しやすくなってしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラの回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、を有する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、前記像担持体に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段と、を備え、前記帯電バイアス印加手段は、画像形成時において、前記像担持体の表面電位が第１の電位となるように前記像担持体に前記帯電バイアスを印加し、画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めてから前記現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間において、前記像担持体の表面電位が前記第１の電位とは異なる第２の電位となるように前記像担持体に前記帯電バイアスを印加し、画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めてから前記現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値は、前記画像形成時における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、現像ローラの回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラの回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を説明するための図である。 第１の実施形態に係る現像装置の構成を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。 第２の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。 第３の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。 第４の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。 第５の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。 従来例における画像形成動作（作像動作）のシーケンスを示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。本発明は、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

［第１の実施形態］
（画像形成装置の構成）
図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置１００の構成図である。

画像形成装置１００は、イエロー色の画像を形成する画像形成部と、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部と、シアン色の画像を形成する画像形成部と、ブラック色の画像を形成する画像形成部の４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。以下、符号に添字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが記載されている場合には、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の各々の部材（もしくは装置）を示し、添字の記載がなく単に符号のみである場合には、色に関わらない部材（もしくは装置）を示すものとする。

各画像形成部には、それぞれ像担持体である感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄが配置されている。感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、負帯電の有機感光体でアルミニウム等のドラム基体上に感光層を有しており、駆動装置によって所定のプロセススピードで回転駆動される。

各感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの周囲には、帯電ローラ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び現像装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、及び一次転写ローラ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、帯電装置として導電性ゴムから形成される帯電ローラ２を用いた画像形成ユニットについて詳細に説明する。帯電ローラ２は、芯金の両端部を軸受け部材により一定の軸間距離を保って、回転自在に保持される。また、帯電ローラ２は、押圧ばねによって感光体ドラム１に向かって付勢して、感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の回転に従動して回転し、帯電ローラ２の芯金には、所定の条件の帯電バイアスが印加される。これにより、帯電ローラ２と接触しながら回転する感光体ドラム１の表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。

さらに、各感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの上方には、帯電処理された感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成するための露光手段（露光装置）３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄがそれぞれ配置されている。なお、露光装置３は、画像処理部９と電気的に接続されており、画像処理部９から送信された出力画像信号に応じて静電潜像を形成する。

各現像手段（現像装置）４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収容されている。各現像ローラ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄは、各駆動手段（現像モータ）によって回転駆動され、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの表面に形成された静電潜像を現像して、トナー像を形成する。

各画像形成部の対向する位置には、中間転写体であって、回転可能な無端状の中間転写ベルト６２が配置されている。中間転写ベルト６２は、駆動ローラ６５、二次転写対向ローラ６３、張架ローラ６６、によって張架されている。モータが接続された駆動ローラ６５の駆動によって、中間転写ベルト６２は、矢印方向（反時計回り方向）に回転（移動）される。中間転写ベルト６２の各一次転写ローラ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄに対向する位置に到達したトナー像は、一次転写電圧によって、感光体ドラム２から中間転写ベルト６２に転写される。

二次転写対向ローラ６３は、中間転写ベルト６２を介して二次転写ローラ６４と当接して二次転写部を形成している。中間転写ベルト６２の外側には、中間転写ベルト６２の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置６７が配置されている。

また、中間転写ベルト６２の回転方向において、二次転写対向ローラ６３と二次転写ローラ６４とが当接する二次転写部の下流側には、トナーを転写材に定着させる熱圧処理を行うために、定着装置７が設置されている。

各感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの周囲には、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの表面に残留したトナーを清掃するためのクリーニング部材（ドラムクリーニング装置）８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、現像装置４の構成について、図２の断面図に示す。

現像装置４は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器４５を有する。現像容器４５は、隔壁４３によって攪拌室４６ａと現像室４６ｂとに区画されており、攪拌室４６ａと現像室４６ｂとの間で現像剤が循環される。攪拌室４６ａには、攪拌室４６ａ内の現像剤を攪拌し搬送するスクリュー４５ａが配置されている。現像室４６ｂには、現像室４６ｂ内の現像剤を攪拌し搬送するスクリュー４５ｂが配置されている。

また、現像装置４は、現像剤規制部材４２を有する。現像剤規制部材４２は、現像ローラ４４に担持される現像剤の量を規制する。

現像装置４（現像容器）に収容される現像剤は、負帯電性の非磁性トナーと磁性キャリアとが混合される二成分現像剤である。非磁性トナーはポリエステル、スチレン等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。

現像領域における、感光体ドラム１へのトナーの現像過程について説明する。感光体ドラム１は帯電ローラ２によって帯電電位Ｖｄ［Ｖ］に一様に帯電された後、画像部は露光装置３によって露光され露光電位Ｖｌ［Ｖ］になる。

帯電ローラ２には、高圧電源（帯電バイアス印加手段）によって、直流電圧（帯電ＤＣバイアス）、又は、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧（帯電ＤＣ＋ＡＣバイアス）が印加される。そして、感光体ドラム１には、感光体ドラム１と接触する帯電ローラ２を介して、帯電ＤＣバイアス、又は、帯電ＤＣ＋ＡＣバイアスが印加される。

また、現像ローラ４４には、高圧電源（現像バイアス印加手段）によって、直流電圧（現像ＤＣバイアス）、又は、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧（現像ＤＣ＋ＡＣバイアス）が印加される。

現像ローラ４４の直流成分の電圧をＶｄｃ［Ｖ］としたとき、露光電位Ｖ１との差分の絶対値｜Ｖｄｃ－Ｖ１｜をＶｃｏｎｔとよび、これがトナーを画像部へと運ぶ電界を作る。

また、直流電圧Ｖｄｃと帯電電位Ｖｄとの差分の絶対値｜Ｖｄｃ－Ｖｄ｜はＶｂａｃｋとよばれ、トナーに対しては感光体ドラム１から現像ローラ４４に向かう方向に引き戻す電界を作る。これは、トナー（かぶりトナー）が感光体ドラム１の非画像部へと付着する現象（所謂、かぶり現象）を抑制するために設けられている。

Ｖｂａｃｋの絶対値を大きくした場合は、Ｖｂａｃｋの絶対値を小さくした場合と比べて、現像ローラへのトナーの引き付け力が強くなるため、感光体ドラム１の非画像部にトナー（かぶりトナー）が付着しづらくなる傾向がある。一方、Ｖｂａｃｋの絶対値を小さくした場合は、Ｖｂａｃｋの絶対値を大きくした場合と比べて、感光体ドラムの非画像部にキャリアが付着する現象（キャリア付着）が抑制される傾向がある。

なお、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄは暗減衰がある。このため、感光体ドラム１に帯電バイアスを印加した直後の帯電電位Ｖｄと、感光体ドラム１の回転により感光体ドラム１の帯電された位置が現像ローラ４４との対向位置に到達した時点での帯電電位Ｖｄでは異なる値になっている。

第１の実施形態では、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する対向位置での現象（かぶり現象）を対象としている。このため、帯電電位Ｖｄは、感光体ドラム１に帯電バイアスを印加した直後の帯電電位Ｖｄの値ではなく、感光体ドラム１の回転により感光体ドラム１の帯電された位置が現像ローラ４４との対向位置に到達した時点での帯電電位Ｖｄの値を指すものとする。これは、感光体ドラム１の潜像電位Ｖ１等のその他の電位に関しても同様である。

（従来例）
第１の実施形態に係る画像形成動作（作像動作）のシーケンスを説明することに先立ち、従来例における作像動作のシーケンスについて、図８を用いて説明する。図８は、従来における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する対向位置での帯電電位Ｖｄの値、及びタイミングチャートを示している。

図８に示すように、作像動作中には、高圧電源（帯電バイアス印加手段）により帯電ローラ２へ帯電バイアスが印加され、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する対向位置において一様に帯電（Ｖｄ＝－９００Ｖ）されている。また、高圧電源（現像バイアス印加手段）による現像ローラ４４へ現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）が印加されている。これらの感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスＶｄｃは安定した状態であり、この時のかぶり取り電位差であるＶｂａｃｋは１６０Ｖである。

作像動作（画像形成）が終了すると、現像ローラ４４の回転駆動を停止し始めて、現像ローラ４４の回転速度が減速し始めるが、この時のかぶり取り電位差であるＶｂａｃｋ（＝１６０Ｖ）は画像形成時と同じ値のままである。

そして、現像ローラ４４の回転速度がゼロになった後（現像ローラ駆動停止点よりも後）に、高圧電源（帯電バイアス印加手段）による帯電ローラ２への帯電バイアスの停止を始める（一様に帯電ローラ２への帯電バイアスの絶対値を減少し始める）。感光体ドラム１の回転により、感光体ドラム１の帯電バイアスが停止を始めた位置が現像ローラ４４との対向位置に到達すると、高圧電源（現像バイアス印加手段）による現像ローラ４４への現像ＤＣバイアスの停止を始める。

従来例の動作において、Ｖｂａｃｋの絶対値を６０Ｖ、１１０Ｖ、１６０Ｖ、２１０Ｖに振った際の、キャリア付着量及びかぶりトナー量を測定した。従来例の動作において、画像形成時におけるＶｂａｃｋの絶対値を振った際の、キャリア付着量及びかぶりトナー量を測定した結果を表１に示す。また、従来例の動作において、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転駆動が停止するまでの期間におけるＶｂａｃｋの絶対値を振った。この際のキャリア付着量及びかぶりトナー量を測定した結果を表２に示す。なお、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転駆動が停止するまでの期間とは、現像ローラ４４の回転駆動を停止し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間のことを意味する。

なお、表１、表２のそれぞれにおけるキャリア付着の項目に関して、「〇」はキャリア付着の程度が画像品質として許容できるレベルであることを表し、「×」はキャリア付着の程度が画像品質として許容できないレベルであることを表している。また、表１、表２のそれぞれにおけるかぶりトナーの項目に関して、「〇」はかぶりトナーの程度が画像品質として許容できるレベルであることを表し、「×」はかぶりトナーの程度が画像品質として許容できないレベルであることを表している。なお、画像品質として許容できないレベルとは、画像不良が生じていることを意味する。

本実験では、画像形成装置１００を用いて、ベタ白画像（即ち、画像比率が０％の画像）の画像形成中に動作を途中で停止させ、感光体ドラム１上に付着したキャリア及びかぶりトナーをテープで回収した。キャリア付着量は、３ｃｍ×３ｃｍ中のキャリア粒子の個数をカウントし、１ｃｍ^２当りの付着キャリア粒子の個数を算出した。かぶりトナー量はＸ－Ｒｉｔｅ社製のＸ－Ｒｉｔｅ５００カラー反射濃度計を用いて濃度を測定した。

画像形成時では、Ｖｂａｃｋが２１０Ｖ以上である場合に、キャリア付着の程度が画像品質として許容できないレベルとなる。これに対して、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間では、Ｖｂａｃｋが１６０Ｖ以上である場合に、キャリア付着の程度が画像品質として許容できないレベルとなる。一方、かぶりトナーに関しては、画像形成時では、Ｖｂａｃｋが１１０Ｖ以下である場合に、かぶりトナーの程度が画像品質として許容できないレベルとなる。これに対して、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間では、Ｖｂａｃｋが６０Ｖ以下である場合に、かぶりトナーの程度が画像品質として許容できないレベルとなる。以上の結果から、キャリア付着とかぶりトナーによる画像不良が発生しない最適なＶｂａｃｋは、画像形成時と、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間とで異なることが分かる。

続いて、第１の実施形態における画像形成動作（作像動作）のシーケンスについて、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置での帯電電位Ｖｄの値、タイミングチャートを示している。

図３に示すように、作像動作中には、高圧電源（帯電バイアス印加手段）により帯電ローラ２へ帯電バイアスが印加されて、感光体ドラム１は現像ローラ４４の対向位置において一様に帯電（Ｖｄ＝－９００Ｖ）されている。また、高圧電源（現像バイアス印加手段）により現像ローラ４４へ現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）が印加されている。これらの感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスＶｄｃは安定した状態であり、この時のかぶり取り電位差であるＶｂａｃｋ（作像Ｖｂａｃｋ）は１６０Ｖである。

作像動作が終了すると、帯電ローラ２への帯電バイアスを変更し、感光体ドラム１が現像ローラ４４の対向位置においてＶｄ＝－８５０Ｖとなるように設定する。感光体ドラム１が現像ローラ４４の対向位置においてＶｄ＝－８５０Ｖとなった後に、現像ローラ４４の回転速度を減速し始めるが、この時のかぶり取り電位差であるＶｂａｃｋは１１０Ｖである。なお、図３において、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるＶｂａｃｋを、「停止時Ｖｂａｃｋ」と表記している。

現像ローラ４４の回転駆動が停止した後（即ち、現像ローラ４４の回転速度がゼロになった後）に、高圧電源（帯電バイアス印加手段）による帯電ローラ２への帯電バイアスの停止を始める（一様に帯電ローラ２への帯電バイアスの絶対値を減少し始める）。そして、感光体ドラム１の回転により、帯電バイアス印加手段による感光体ドラム１への帯電バイアスの印加の停止を始めた位置が現像ローラ４４との対向位置に到達すると、現像バイアス印加手段による現像ローラ４４への現像ＤＣバイアスの停止を始める。

図３に示す制御を実行することにより、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間では、Ｖｂａｃｋ（停止時Ｖｂａｃｋ）を１１０Ｖにすることで、キャリア付着を抑制することができる。また、画像形成時は、Ｖｂａｃｋ（作像Ｖｂａｃｋ）を１６０Ｖにすることにより、画像形成時のかぶりトナー及びキャリア付着を抑制することができる。

以上説明した第１の実施形態では、停止時Ｖｂａｃｋを、作像Ｖｂａｃｋよりも小さくしている。このような第１の実施形態によれば、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することができる。

なお、図３に示す制御では、作像Ｖｂａｃｋから停止時Ｖｂａｃｋに変更する際に、現像ローラ４４への現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）を一定にしたまま、帯電ＤＣバイアスを変更する例について説明したが、これに限られない。停止時Ｖｂａｃｋが作像Ｖｂａｃｋよりも小さい関係を満たすのであれば、帯電ＤＣバイアスを変更することに加えて、現像ＤＣバイアスも変更する変形例であってもよい。

［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の基本的な構成については第１の実施形態と同じである。そのため、第１の実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、第２の実施形態に特有の構成部分のみ詳細に説明する。

第２の実施形態における画像形成動作（作像動作）のシーケンスについて、図４を用いて説明する。図４は、第２の実施形態における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置での帯電電位Ｖｄの値、タイミングチャートを示している。

前述した第１の実施形態では、感光体ドラム１が現像ローラ４４の対向位置においてＶｄ＝－８５０Ｖとなった後（Ｖｂａｃｋを１１０Ｖとなった後）に現像ローラ４４の回転駆動を減速し始めている。しかしながら、感光体ドラム１が現像ローラ４４の対向位置においてＶｄ＝－８５０Ｖとなった直後に現像ローラ４４の回転駆動を減速し始めた場合、感光体ドラム１の電位が十分に安定していない状態で現像ローラ４４の回転速度が変更される可能性がある。このような状態においては、現像ローラ４４の回転速度に対してキャリア付着およびかぶりトナーの抑制における最適なＶｂａｃｋに制御されていないため、キャリア付着やかぶりトナーが生じる虞がある。

一方、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄが安定するまでのマージン時間の経過後（第２の実施形態では約１００ｍｓｅｃ）には感光体ドラム１の電位が十分に安定する。このため、Ｖｂａｃｋを１１０Ｖに変更した後の感光体ドラム１の帯電電位が現像ローラ４４の対向位置に到達した後から１００ｍｓｅｃが経過した以降に、現像ローラ４４の回転駆動の減速を始めることが好ましい。言い換えれば、画像形成が終了した後、感光体ドラム１の表面電位がＶｄ＝－８５０Ｖとなるように帯電バイアスが印加された感光体ドラム１の帯電位置が、感光体ドラム１が現像ローラ４４と対向する位置に到達する。この到達時点から起算して１００ｍｓｅｃ以上であって且つ当該到達時点から起算して感光体ドラム１が１回転するまでの間に、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めることが好ましい。

一方、生産性の観点から、画像形成後の停止動作は短時間で実施することが好ましい。そのため、Ｖｂａｃｋを１１０Ｖに変更した後の感光体ドラム１の帯電電位が現像ローラ４４の対向位置に到達した後、少なくとも感光体ドラム１が１回転するまでの間（第２の実施形態では２１６ｍｓｅｃ）に現像ローラ４４の回転駆動を減速し始める。これにより、現像ローラ４４の回転駆動の減速を開始するタイミング（現像ローラ４４の駆動停止開始点）を必要以上に遅らせることがないので、生産性の低下を抑制することができる。

そこで、第２の実施形態では、図４に示す通り、Ｖｂａｃｋを１１０Ｖに変更した後の感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄが現像ローラ４４の対向位置に到達した後から現像ローラ４４の回転駆動を減速し始めるまでの時間ｔを以下のようにしている。即ち、時間ｔは、Ｖｂａｃｋを１１０Ｖに変更した後の感光体ドラム１の帯電電位が現像ローラ４４の対向位置に到達した時点から起算して、１００ｍｓｅｃ以上であって感光体ドラム１が１回転するのに要する時間までの間となるように制御する。なお、図４において、Ｖｂａｃｋを１１０Ｖに変更した後の感光体ドラム１の帯電電位が現像ローラ４４の対向位置に到達した時点を、「現像ローラ対向位置ドラム電位変更終了点」と表記している。

第２の実施形態では、画像形成が終了した後、感光体ドラム１の表面電位がＶｄ＝－８５０Ｖとなるように帯電バイアスが印加された感光体ドラム１の帯電位置が、感光体ドラム１が現像ローラ４４と対向する位置に到達する。この到達時点から起算して１００ｍｓｅｃ以上であって且つ当該到達時点から起算して感光体ドラム１が１回転するまでの間に、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めるよう駆動モータを制御している。

これにより、第２の実施形態では、現像ローラ４４の回転駆動の減速を開始するタイミング（現像ローラ４４の駆動停止開始点）を必要以上に遅らせることがないので、生産性の低下を抑制することができる。また、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することができる。

［第３の実施形態］
続いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の基本的な構成については第１の実施形態と同じである。そのため、第１の実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、第３の実施形態に特有の構成部分のみ詳細に説明する。

第３の実施形態における画像形成動作（作像動作）のシーケンスについて、図４を用いて説明する。図５は、第３の実施形態における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置での帯電電位Ｖｄの値、タイミングチャートを示している。

前述した第１の実施形態では、作像動作が終了した際に、作像時の感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄを第１の帯電電位（Ｖｄ１＝－９００Ｖ）から、第２の帯電電位（Ｖｄ２＝－８５０Ｖ）に変更している。しかしながら、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄを短時間で変更することにより、感光体ドラム１上の帯電電位に段差が発生した場合、感光体ドラム１上の帯電電位の変更位置においてキャリア付着やかぶりトナーが生じる虞がある。

そこで第３の実施形態では、図５に示す通り、作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動が減速し始めるまでの期間におけるＶｂａｃｋを、以下のようにしている。即ち、当該期間におけるＶｂａｃｋを、画像形成時のＶｂａｃｋ１、および、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速してから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるＶｂａｃｋ２、とは異なる値に制御する。作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動が減速し始めるまでの期間におけるＶｂａｃｋは、現像ローラ４４の回転駆動開始から画像形成時の速度に到達するまでの期間におけるＶｂａｃｋ１以上、及び画像形成時のＶｂａｃｋ２以下にする事が好ましい。

図５の例では、作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動が減速し始めるまでの期間におけるＶｂａｃｋを、現像ローラ４４への現像ＤＣバイアスＶｄｃを一定のままで、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄを変更することにより達成している。そして、作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動が減速し始めるまでの期間におけるＶｂａｃｋの絶対値を、停止時Ｖｂａｃｋの絶対値よりも大きく、且つ、作像Ｖｂａｃｋの絶対値よりも小さくしている。なお、停止時Ｖｂａｃｋとは、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるＶｂａｃｋのことである。また、作像Ｖｂａｃｋとは、画像形成時（画像形成動作開始点以降）のＶｂａｃｋのことである。

これにより、第３の実施形態では、感光体ドラム１上の帯電電位Ｖｄの段差を低減でき、キャリア付着やかぶりトナーを抑制することができる。また、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することができる。

［第４の実施形態］
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の基本的な構成については第１の実施形態と同じである。そのため、第１の実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、第４の実施形態に特有の構成部分のみ詳細に説明する。

第４の実施形態における画像形成動作（作像動作）のシーケンスについて、図６を用いて説明する。図６は、第４の実施形態における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置での帯電電位Ｖｄの値、タイミングチャートを示している。

前述した第１の実施形態では、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間において、Ｖｂａｃｋは一定に制御されている。しかしながら、現像ローラ４４の回転速度によってキャリア付着及びかぶりトナーに対する最適な値のＶｂａｃｋが異なる。とりわけ、現像ローラ４４の回転駆動を停止し始めた直後においては、画像形成時よりも現像ローラ４４の回転速度が遅いので、Ｖｂａｃｋが最適な値よりも小さく、かぶりトナーが生じる虞がある。また、現像ローラ４４の回転速度がゼロになる直前においては、Ｖｂａｃｋが最適な値よりも大きく、キャリア付着が生じる虞がある。

そこで第４の実施形態では、図６に示す通り、駆動手段（現像モータ）によって回転駆動される現像ローラ４４の回転速度に応じてＶｂａｃｋを制御することにより、キャリア着およびかぶりトナーを抑制するものである。

第４の実施形態において、作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動の停止を開始するまでの動作については、第１の実施形態と同様の制御を行っている。そのため、作像動作が終了してから現像ローラ４４の回転駆動の停止を開始するまでの動作については説明を省略し、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの動作について詳しく説明する。

作像動作を終了した時点では、感光体ドラム１が第１の帯電電位（Ｖｄ１＝－９００Ｖ）および現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）で安定状態となり、この状態で現像ローラ４４の回転駆動の停止が開始される。このときのＶｂａｃｋは、１６０Ｖである。

現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めた後は、現像ローラ４４の回転速度の減少に伴って、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄが第１の帯電電位から第２の帯電電位になるように帯電ＤＣバイアスが段階的に変更される。具体的には、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めた後は、現像ローラ４４の回転速度の減少に伴って、感光体ドラム１の帯電電位が－９００Ｖから－８５０Ｖになるように帯電ＤＣバイアスが段階的に変更される。そして、帯電ＤＣバイアスの段階的な変更が終了した時点でのＶｂａｃｋは１１０Ｖとなる。

なお、図６において、現像ローラ４４の回転駆動を停止した時点（即ち、現像ローラ４４の回転速度がゼロになった時点）を、「現像ローラ駆動停止点」と表記している。また、図６において、現像ローラ４４の回転駆動を停止した後におけるＶｂａｃｋを、「停止後Ｖｂａｃｋ」と表記している。

第４の実施形態では、図６に示す制御を実行することにより、現像ローラ４４の回転速度に応じた最適なＶｂａｃｋに制御することができる。このため、第４の実施形態では、現像ローラ４４の回転駆動が停止し始めてから現像ローラ４４の回転駆動が停止する（現像ローラ４４の回転速度がゼロになる）までの期間におけるキャリア付着およびかぶりトナーを抑制することができる。また、第４の実施形態では、第１の実施形態と同様に、現像ローラ４４の回転速度を画像形成時の速度から減速し始めてから現像ローラ４４の回転速度がゼロになるまでの期間におけるキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時のかぶりトナーを抑制することができる。

［第５の実施形態］
続いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態の基本的な構成については第１の実施形態と同じである。そのため、第１の実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、第５の実施形態に特有の構成部分のみ詳細に説明する。

第５の実施形態における画像形成動作（作像動作）のシーケンスについて、図６を用いて説明する。図７は、第４の実施形態における、作像動作中から作像動作終了に至るまでの現像ローラ４４の回転駆動、現像ローラ４４に印加される現像ＤＣバイアス、感光体ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置での帯電電位Ｖｄの値、タイミングチャートを示している。

画像形成中や画像形成時と同様のＶｂａｃｋで動作している状態のときに、エラーや紙詰まり（ジャム）などが発生し、画像形成装置１００を緊急停止することがある。緊急停止の際は、当然、現像ローラ４４を含む各種部材の駆動や各種部材への電圧印加を停止する必要がある。また、緊急停止の際は、各種部材の駆動や各種部材への電圧印加の停止指示は、できる限り早く行われることが望ましい。

前述した第１の実施形態～第４の実施形態においては、画像形成動作が正常に終了した場合が前提の動作である。また、前述した第１の実施形態～第４の実施形態においては、キャリア付着やかぶりトナーを抑制するために帯電ＤＣバイアスを複数の段階に変動させてＶｂａｃｋを制御しながら、各種部材の駆動や各種部材への電圧印加を停止した。

一方、第５の実施形態においては、図７に示すように、緊急停止の際には、各種部材の駆動や各種部材への電圧印加を即座に停止する。このように制御することによって、段階的に帯電ＤＣバイアスを変動させながら終了処理を行う場合と比較して、短い期間で画像形成装置１００を停止させることができる。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施形態の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

上記実施形態では、各タイミングでＶｂａｃｋを変更する際に、現像ローラ４４への現像ＤＣバイアスＶｄｃを一定のまま、帯電ＤＣバイアスを変更する例について説明したが、これに限られない。上記実施形態における各タイミングでのＶｂａｃｋの大小関係を満たすようにＶｂａｃｋが変更されるのであれば、帯電ＤＣバイアスを変更することに加えて、現像ＤＣバイアスも変更する変形例であってもよい。

また、上記実施形態では、図１に示したように、中間転写ベルト６２を用いる構成の画像形成装置１００を例に説明したが、これに限られない。感光体ドラム１に順に記録媒体を直接接触させて転写を行う構成の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
４ 現像装置
４４ 現像ローラ
４５ 現像容器
１００ 画像形成装置

Claims (3)

1. 像担持体と、
   トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、を有する現像装置と、
   前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、
   前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、
   前記像担持体に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段と、
   を備え、
   前記帯電バイアス印加手段は、画像形成時において、前記像担持体の表面電位が第１の電位となるように前記像担持体に前記帯電バイアスを印加し、画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めてから前記現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間において、前記像担持体の表面電位が前記第１の電位とは異なる第２の電位となるように前記像担持体に前記帯電バイアスを印加し、
   画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めてから前記現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値は、前記画像形成時における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値よりも小さい
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動手段は、前記像担持体の表面電位が前記第２の電位となるように前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の帯電位置が前記像担持体の前記現像剤担持体と対向する位置に到達した時点から起算して１００ｍｓｅｃ以上であって且つ当該時点から起算して前記像担持体が１回転するまでの間に、前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始める
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電バイアス印加手段は、画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めるまでの期間において、前記像担持体の表面電位が前記第１の電位及び前記第２の電位のそれぞれとは異なる第３の電位となるように前記像担持体に前記帯電バイアスを印加し、
   画像形成が終了した後であって且つ前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めるまでの期間における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値は、前記駆動手段により前記現像剤担持体の回転速度を前記画像形成時の速度から減速し始めてから前記現像剤担持体の回転速度がゼロになるまでの期間における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値と、前記画像形成時における、前記現像バイアス印加手段により前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体の表面電位と、前記帯電バイアス印加手段により前記帯電バイアスが印加された前記像担持体の表面電位との差分の絶対値との間である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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