JP2023182137A

JP2023182137A - 画像形成装置

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Publication number: JP2023182137A
Application number: JP2022095560A
Authority: JP
Inventors: 達也井上; Tatsuya Inoue
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-12-26

Abstract

【課題】現像ローラの回転駆動を開始してから現像ローラの回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の減少を抑制する。
【解決手段】画像形成装置であって、駆動手段による前記現像剤担持体の回転駆動を開始してから前記現像剤担持体の回転速度が前記画像形成時の速度に到達するまでの期間における、前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差（Ｖｐｐ）を第１のピークツーピーク値とし、前記画像形成時における、前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差（Ｖｐｐ）を第２のピークツーピーク値とした場合、前記第１のピークツーピーク値は、前記第２のピークツーピーク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、画像形成期間中において、現像ローラに現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスとを印加する画像形成装置が記載されている。

特開２０１２－１２８３２０号公報

発明者らの検討によれば、前回転動作が開始されて現像ローラの回転駆動を開始した直後の非画像形成期間（以降、前回転動作の非画像形成期間と呼ぶ）では、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駆動の立ち上げが完了している為に現像ローラの回転速度が安定しているのに対し、前回転動作の非画像形成期間では現像ローラの回転駆動の立ち上げの為に現像ローラの回転速度が安定していない事が関係している。

一般的に、現像バイアスの交流電圧（現像ＡＣバイアス）の最大電圧と最小電圧の差であるＶｐｐ（ピークツーピーク値）を小さくした場合は、Ｖｐｐ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が抑制される傾向がある。そこで、前回転動作の非画像形成期間において、感光体ドラムの非画像部にキャリアが付着する現象（以降、キャリア付着と呼ぶ）を抑制するために、前回転動作を開始した以降のＶｐｐを一律に小さくすることが考えられる。一方、画像形成時においてＶｐｐを小さくした場合は、Ｖｐｐを大きくした場合と比べて、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量が減少する傾向がある。

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、現像ローラの回転駆動を開始してから現像ローラの回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の減少を抑制する事が可能な画像形成装置を提供する事にある。

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直流電圧と交流電圧とを重畳した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、前記駆動手段による前記現像剤担持体の回転駆動を開始してから前記現像剤担持体の回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間における前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差を第１のピークツーピーク値とし、前記画像形成時における前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差を第２のピークツーピーク値とした場合、前記第１のピークツーピーク値は、前記第２のピークツーピーク値よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、現像ローラの回転駆動を開始してから現像ローラの回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の減少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。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）と交流電圧（現像ＡＣバイアス）とを重畳した電圧（現像ＤＣ＋ＡＣバイアス）が印加される。

現像ローラ４４に印加される現像バイアスの交流電圧（現像ＡＣバイアス）の最大電圧と最小電圧の差をＶｐｐ（ピークツーピーク値）と呼ぶ。現像バイアスの交流電圧により磁性キャリアから剥離するトナーの量を調整することが可能であり、Ｖｐｐ（ピークツーピーク値）が大きいほど磁性キャリアから剥離するトナーの量は増加する。

現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差であるＶｐｐを小さくした場合、Ｖｐｐを大きくした場合と比べて、感光体ドラム１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。一方、画像形成時においてＶｐｐを小さくした場合は、Ｖｐｐを大きくした場合と比べて、画像形成時の感光体ドラム１へのトナー供給量が減少する傾向がある。

また、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と呼ばれる。Ｖｂａｃｋとは、帯電装置により帯電された感光体ドラム１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。Ｖｂａｃｋは、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６を用いて説明する。図６は、従来例における、作像動作の開始時における現像ローラの回転駆動、現像ローラに印加される現像ＤＣバイアス及び現像ＡＣバイアス、感光体ドラムが現像ローラ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６に示す従来例の動作では、前回転動作が開始し、感光ドラム１の回転駆動が開始されるのと同時に、帯電ローラ２への帯電バイアスの印加が開始され、感光ドラム１が現像ローラ４４に対向する位置において一様に帯電（Ｖｄ＝－９００Ｖ）される。

感光ドラム１の回転により、感光ドラム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すると、高圧電源２２による現像ローラ４４への現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）の印加が開始される。一定時間経過後、ドラム帯電電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスＶｄｃが安定状態となり、現像バイアスの交流電圧（現像ＡＣバイアス）（Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ）の印加が開始される。

ドラム電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスＶｄｃが安定した後、現像ローラ４４の回転駆動が開始される。このとき、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ（＝１６０Ｖ）と現像バイアスの交流電圧（Ｖｐｐ（ピークツーピーク値）＝１．６ｋＶ、矩形波形、Ｄｕｔｙ５０％）は画像形成時と同じ値になるように制御される。

図６に示した従来例の動作において、現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧との差であるＶｐｐを０．４ｋＶ、０．８ｋＶ、１．０ｋＶ、１．２ｋＶ、１．６ｋＶ、２．０ｋＶ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。また、図６に示した従来例の動作において、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間における現像ＡＣバイアスのＶｐｐを振る。当該期間における現像ＡＣバイアスのＶｐｐを振った際の、キャリア付着量、かぶりトナー量、及びトナー供給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、画像形成時における現像ＡＣバイアスのＶｐｐを振った際の、キャリア付着量、かぶりトナー量、及び感光体ドラム１へのトナー供給量を測定した結果を表２に示す。

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。また、表２における感光体ドラム１へのトナー供給量の項目に関して、「〇」はトナー供給量が画像品質として許容できるレベルであることを表し、「×」はトナー供給量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。

現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間では、現像ＡＣバイアスのＶｐｐが０．４ｋＶ以下、１．２ｋＶ以上の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、画像形成時では、現像ＡＣバイアスのＶｐｐが０．８ｋＶ以下、２．０ｋＶ以上の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、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間は、現像ＡＣバイアスのＶｐｐが０．４ｋ以下の場合に、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、画像形成時では、現像ＡＣバイアスのＶｐｐが０．８ｋ以下の場合に、画像品質として許容できないレベルとなる。また、画像形成時の感光体ドラム１へのトナー供給量は現像ＡＣバイアスのＶｐｐが１．２ｋ以下の場合に、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抑制される現像ＡＣバイアスのＶｐｐは、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間と、画像形成時とで異なることが分かる。

これは、感光体ドラム１付近に存在するキャリア粒子のトナーの被覆状態が現像ＡＣバイアスのＶｐｐの大きさによって変化することに起因していると考えられる。また、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの間は、現像ローラ４４と感光体ドラム１との間を通過する現像剤の挙動が不安定になる傾向があることも起因していると考えられる。

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４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態における、作像動作の開始時における現像ローラの回転駆動、現像ローラに印加される現像ＤＣバイアス及び現像ＡＣバイアス、感光体ドラムが現像ローラ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。

前回転動作が開始し、感光体ドラム１の回転駆動が開始されるのと同時に、感光体ドラム１への帯電バイアスの印加が開始され、感光体ドラム１は第１の帯電電位（Ｖｄ１＝－９００Ｖ）に一様に帯電される。

そして、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すると、現像ローラ４４への現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）の印加が開始される。現像ＤＣバイアスを印加してから一定時間が経過した後、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスが安定状態となり、第１のピークツーピーク値を持つ現像ＡＣバイアス（Ｖｐｐ＝０．８ｋＶ）の印加が開始される。その後、現像ローラ４４の回転駆動が開始される。現像ＡＣバイアスのＶｐｐは、０．８ｋＶである。

次に、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達した後、現像ＡＣバイアスのＶｐｐは、画像形成時と同じ値である第２のピークツーピーク値を持つ現像ＡＣバイアスのＶｐｐ（Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ）となる。

図４に示す制御を実行することにより、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから画像形成時の速度に到達するまでの期間では、現像ＡＣバイアスのＶｐｐを０．８ｋＶ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、現像ＡＣバイアスのＶｐｐを０．８ｋＶから１．６ｋＶに変更する。即ち、画像形成時は、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから画像形成時の速度に到達するまでの期間よりも、現像ＡＣバイアスのＶｐｐを大きくすることにより、画像形成時の感光体ドラム１へのトナーの供給量の減少を抑制することができる。

以上説明したように第１の実施形態では、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の減少を抑制することができる。

［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、作像動作の開始時における現像ローラの回転駆動、現像ローラに印加される現像ＤＣバイアス及び現像ＡＣバイアス、感光体ドラムが現像ローラ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。

前述した第１の実施形態では、現像ローラ４４の回転駆動が画像形成時と同じ速度に到達した後に現像ＡＣバイアスのＶｐｐを変更している。しかしながら、第１の実施形態では、現像ローラ４４の回転速度が十分に安定していない状態で現像ＡＣバイアスのＶｐｐが変更される可能性がある。この状態においては、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現像ＡＣバイアスのＶｐｐに制御されていない。一方、現像ローラ４４が１回転した後（本実施例では約１００ｍｓｅｃ）は現像ローラ４４の回転速度が十分に安定する。このため、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄは、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達後から１００ｍｓｅｃが経過した以降に変更することが好ましい。

一方、生産性の観点から、画像形成動作の開始前の制御は短時間で実施することが好ましい。そのため、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達した後、少なくとも感光体ドラム１が１回転するまでの間（本実施例では２１６ｍｓｅｃ）に現像ＡＣバイアスのＶｐｐを画像形成時と同じ値に変更する。これにより、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達した後の現像ＡＣバイアスのＶｐｐの変更のために、画像形成動作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に示すとおり、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達した後から現像ＡＣバイアスのＶｐｐを変更するまでの時間ｔを以下のようにしている。即ち、時間ｔは、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度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。

このような第２の実施形態によれば、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、生産性の低下を抑制することができる。又、第２の実施形態では第１の実施形態と同様に、現像ローラの回転駆動を開始してから現像ローラの回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の低下を抑制する事ができる。

［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５を用いて説明する。

図６に示した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。現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間における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３に示す。また、図６に示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４に示す。

なお、表３、表４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３、表４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。

現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間では、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。これに対して、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。

一方、かぶりトナーに関しては、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間では、Ｖｂａｃｋが６０Ｖ以下である場合に、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、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。

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抑制されるＶｂａｃｋは、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達するまでの期間と、画像形成時とで異なることが分かる。これと同様のことが、現像ローラ４４の回転駆動の停止時においても当て嵌まることが発明者らの検討により確認されている。このことから現像ＡＣバイアスのＶｐｐを最適に制御することと合わせて、Ｖｂａｃｋの値も最適に制御することにより、キャリア付着とかぶりトナーを抑制することが可能となる。

続いて、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５を用いて説明する。図５は、第３の実施形態における、作像動作の開始時における現像ローラの回転駆動、現像ローラに印加される現像ＤＣバイアス及び現像ＡＣバイアス、感光体ドラムが現像ローラ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。

前回転動作が開始し、感光体ドラム１の回転駆動が開始されるのと同時に、感光体ドラム１への帯電バイアスの印加が開始され、感光体ドラム１は第１の帯電電位（Ｖｄ１＝－８５０Ｖ）に一様に帯電される。そして、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すると、現像ローラ４４への現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ＝－７４０Ｖ）の印加が開始される。現像ＤＣバイアスを印加してから一定時間が経過した後、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄおよび現像ＤＣバイアスが安定状態となり、現像ローラ４４の回転駆動が開始される。このときのＶｂａｃｋ（立ち上げＶｂａｃｋ）は、１１０Ｖである。

次に、現像ローラ４４の回転速度が画像形成時と同じ速度に到達後であって画像形成動作の開始点よりも前に帯電ＤＣバイアスが変更され、感光体ドラム１の帯電電位Ｖｄは画像形成時と同じ値である第２の帯電電位（Ｖｄ２＝－９００Ｖ）に一様に帯電される。このときのＶｂａｃｋは、１６０Ｖとなる。また、現像ＡＣバイアスのＶｐｐは、画像形成時と同じ値である現像バイアスのＶｐｐ（Ｖｐｐ＝１．６ｋｖ）となる。

図５に示す制御を実行することにより、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから画像形成時の速度に到達するまでの期間では、Ｖｂａｃｋ（立ち上げ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、帯電ＤＣバイアスを変更して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３の実施形態では、第１の実施形態に対して、更に、立ち上げＶｂａｃｋを、作像Ｖｂａｃｋよりも小さくしている。このような第３の実施形態によれば、現像ローラ４４の回転駆動を開始してから現像ローラ４４の回転速度が画像形成時の速度に到達す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。又、第３の実施形態では第１の実施形態と同様に、現像ローラの回転駆動を開始してから現像ローラの回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間でのキャリア付着を抑制しつつ、画像形成時の感光体ドラムへのトナーの供給量の低下を抑制する事ができる。

なお、図５に示す制御では、立ち上げＶｂａｃｋから作像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。立ち上げ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。また、立ち上げ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なく、現像ＤＣバイアスを変更する変形例であってもよい。

（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、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

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直流電圧と交流電圧とを重畳した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、
前記駆動手段による前記現像剤担持体の回転駆動を開始してから前記現像剤担持体の回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの期間における前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差を第１のピークツーピーク値とし、前記画像形成時における前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差を第２のピークツーピーク値とした場合、前記第１のピークツーピーク値は、前記第２のピークツーピーク値よりも小さい
ことを特徴とする画像形成装置。
前記現像バイアス印加手段は、前記駆動手段により回転駆動された前記現像剤担持体の回転速度が前記画像形成時の前記現像剤担持体の回転速度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、前記現像バイアスの交流電圧の最大電圧と最小電圧の差が前記第１のピークツーピーク値から前記第２のピークツーピーク値となるように前記現像剤担持体に印加する前記現像バイアスを変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記駆動手段による前記現像剤担持体の回転駆動を開始してから前記現像剤担持体の回転速度が前記画像形成時の速度に到達するまでの前記期間における、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
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記帯電バイアス印加手段は、前記駆動手段による前記現像剤担持体の回転駆動を開始してから前記現像剤担持体の回転速度が画像形成時の速度に到達するまでの前記期間において、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、その後、前記画像形成時において、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する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。