JP5822785B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンター、コピー機及び複合機等の画像形成装置には、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成させた後、その静電潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成し、トナー画像を被転写材（用紙）に転写させるものがある。そのような画像形成装置は、環境等の変化によって良好な画像を用紙に形成できない場合がある。その場合の一例がかぶりである。かぶりは、画像が用紙に形成された場合に、その用紙における画像の形成されない領域がトナーで汚れてしまう現象である。

そのかぶりの対策として、画像形成装置には、感光体ドラムの表面に残留するトナーを除電する均一化手段を備えたものがある（特許文献１参照）。その画像形成装置は、均一化手段に流れる電流の量の最大値と最小値との差が基準回数連続して閾値を上回る場合に、トナー濃度を下げる。

特開２００８−１４５５２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では、かぶりの発生を抑制するために均一化手段が必要である。このため、特許文献１に記載された画像形成装置は、部品点数が増加するため、構成が複雑になり、コストが上昇してしまう。

本発明は、簡易な構成で、かぶりが発生することを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

像担持体の表面電位と現像部（現像ローラー）に印加される直流電圧との差が所定の範囲から外れた場合、被転写材にかぶりが発生する。しかし、像担持体の表面電位と、現像ローラーに保持されるトナーの帯電量とは、温湿度及び像担持体の表面の膜削れ等の要因によって変化する。すなわち、像担持体の表面電位と現像部に印加される直流電圧との適正値は、それらの要因によって変化する。このため、それらの要因にかかわらず、かぶり又は逆かぶりの発生を防ぐために、像担持体の表面電位と現像部に印加される直流電圧とを適正値に保つことが求められている。

そこで、本発明の画像形成装置は、トナー画像を被転写材に転写することにより、被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、静電潜像が表面に形成される像担持体と、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するために、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像部と、前記帯電部にバイアスを印加するバイアス印加部と、前記バイアス印加部によって前記帯電部にバイアスが印加された場合に、前記現像部に流れる電流の電流値を測定する電流測定部と、前記帯電部に複数の所定のバイアスを印加するよう前記バイアス印加部を制御するバイアス制御部と、前記バイアス制御部の制御によって前記複数の所定のバイアスそれぞれが前記バイアス印加部から前記帯電部に印加される毎に前記電流測定部によって測定された複数の電流値に基づいて、前記バイアス印加部によって前記帯電部に印加されるバイアスを決定する決定部と、を備え、前記バイアス制御部は、被転写材に画像を形成する場合に、前記決定部によって決定されたバイアスが前記帯電部に印加されるよう前記バイアス印加部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で、かぶりが発生することを抑制することができる画像形成装置を提供することができる。

プリンターの各構成要素の配置を説明するための図である。 第１バイアス印加部、第２バイアス印加部、電流測定部及び制御部について説明するための図である。 かぶり評価と、現像部（現像ローラー）に流れる電流（現像電流値）と、帯電部（帯電ローラー）への印加バイアスとの関係を示す図である。 電流測定部によって測定される電流値（現像電流値）と、帯電ローラーへの印加バイアスとの関係を示す図である。 プリンターの特徴的な動作について説明するためのタイミングチャートである。 バイアスＶｄｃの補正値の一例について説明するための図である。 本実施形態のプリンターを評価した結果を示す図である。 比較例のプリンターを評価した結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１により、本実施形態における画像形成装置としてのプリンター１における全体構造を説明する。図１は、プリンター１の各構成要素の配置を説明するための図である。

図１に示すように、画像形成装置としてのプリンター１は、トナー画像を被転写材に転写することにより、被転写材に画像を形成する。具体的には、プリンター１は、装置本体Ｍと、所定の画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Ｔに所定のトナー画像を形成する画像形成部ＧＫと、用紙Ｔを画像形成部ＧＫに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部ＫＨとを有する。
装置本体Ｍにおける外形は、筐体としてのケース体ＢＤにより構成される。

図１に示すように、画像形成部ＧＫは、像担持体（感光体）としての感光体ドラム２と、帯電部１０と、露光ユニットとしてのレーザースキャナーユニット４と、現像器１６と、トナーカートリッジ５と、トナー供給部６と、ドラムクリーニング部１１と、除電器１２と、転写ローラー８と、定着部９とを備える。

図１に示すように、給排紙部ＫＨは、給紙カセット５２と、手差し給紙部６４と、用紙Ｔの搬送路Ｌと、レジストローラー対８０と、排紙部５０とを備える。

以下、画像形成部ＧＫ及び給排紙部ＫＨの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部ＧＫについて説明する。
画像形成部ＧＫにおいては、感光体ドラム２の表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部１０による帯電、レーザースキャナーユニット４による露光、現像器１６による現像、転写ローラー８による転写、除電器１２による除電、及びドラムクリーニング部１１によるクリーニングが行われる。

感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム２は、搬送路Ｌにおける用紙Ｔの搬送方向に対して直交する方向に延びる回転軸を中心に、矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成され得る。

帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成するために、感光体ドラム２の表面を一様に負（マイナス極性）又は正（プラス極性）に帯電させる。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に接触して又は近接して配置される帯電ローラー１０ａ（帯電部材）を備える。帯電ローラー１０ａは、後述する第１バイアス印加部１０１（図２参照）からバイアスが印加されることに基づいて、感光体ドラム２の表面を帯電させる。

レーザースキャナーユニット４は、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム２の表面から離間して配置される。レーザースキャナーユニット４は、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。

レーザースキャナーユニット４は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）等の外部機器から入力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する。レーザースキャナーユニット４により走査露光されることで、感光体ドラム２の表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

現像器１６（現像部）は、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、感光体ドラム２の表面にトナー画像を形成する。具体的には、現像器１６は、感光体ドラム２に対応して設けられ、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。現像器１６は、感光体ドラム２に形成された静電潜像に単色（通常はブラック）のトナーを付着させて、単色のトナー画像を感光体ドラム２の表面に形成する。現像器１６は、感光体ドラム２の表面に対向配置された現像ローラー１７、トナー攪拌用の攪拌ローラー１８等を有して構成される。

トナーカートリッジ５は、現像器１６に対応して設けられており、現像器１６に対して供給されるトナーを収容する。

トナー供給部６は、トナーカートリッジ５及び現像器１６に対応して設けられており、トナーカートリッジ５に収容されたトナーを現像器１６に対して供給する。トナー供給部６と現像器１６とは、不図示のトナー供給路により結ばれている。

転写ローラー８は、感光体ドラム２の表面に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。転写ローラー８には、不図示の転写バイアス印加部により、感光体ドラム２に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。転写ローラー８は、感光体ドラム２に対して当接した状態で回転可能に構成される。

感光体ドラム２と転写ローラー８との間で、搬送路Ｌを搬送される用紙Ｔが挟み込まれる。挟み込まれた用紙Ｔは、感光体ドラム２の表面に押し当てられる。感光体ドラム２と転写ローラー８との間で、転写ニップＮが形成される。転写ニップＮにおいて、感光体ドラム２に現像されたトナー画像が用紙Ｔに転写される。

除電器１２は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。除電器１２は、感光体ドラム２の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム２の表面を除電する（電荷を除去する）。

ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構へ搬送して、回収させる。

定着部９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融及び加圧して、用紙Ｔに定着させる。定着部９は、ヒーターにより加熱される加熱回転体９ａと、加熱回転体９ａに圧接される加圧回転体９ｂと、を備える。加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとの間に挟み込まれた状態で用紙Ｔが搬送されることで、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融及び加圧され、用紙Ｔに定着される。

次に、給排紙部ＫＨについて説明する。
図１に示すように、装置本体Ｍの下部には、用紙Ｔを収容する１個の給紙カセット５２が配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍの右側（図１における右側）から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置される載置板６０が配置される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置板６０の上に積層された状態で収容される。載置板６０に載置された用紙Ｔは、給紙カセット５２における用紙送り出し側の端部（図１において右側の端部）に配置されるカセット給紙部５１により搬送路Ｌに送り出される。カセット給紙部５１は、載置板６０上の用紙Ｔを取り出すための前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すための給紙ローラー対６３とからなる重送防止機構を備える。

装置本体Ｍの右側（図１において右側）には、手差し給紙部６４が設けられる。手差し給紙部６４は、給紙カセット５２にセットされる用紙Ｔとは異なる大きさや種類の用紙Ｔを装置本体Ｍに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部６４は、閉状態において装置本体Ｍの前面の一部を構成する手差しトレイ６５と、給紙コロ６６とを備える。手差しトレイ６５は、その下端が給紙コロ６６の近傍の装置本体Ｍに回動自在（開閉自在）に取り付けられる。開状態の手差しトレイ６５には、用紙Ｔが載置される。給紙コロ６６は、開状態の手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを手差し搬送路Ｌａに給紙する。

装置本体Ｍにおける上方側には、排紙部５０が設けられる。排紙部５０は、第３ローラー対５３により用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。排紙部５０の詳細については後述する。

用紙Ｔを搬送する搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から転写ニップＮまでの第１搬送路Ｌ１と、転写ニップＮから定着部９までの第２搬送路Ｌ２と、定着部９から排紙部５０までの第３搬送路Ｌ３と、手差し給紙部６４から供給される用紙を第１搬送路Ｌ１に合流させる手差し搬送路Ｌａと、第３搬送路Ｌ３を下流側から上流側へ搬送する用紙を、表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻す戻り搬送路Ｌｂとを備える。

また、第１搬送路Ｌ１の途中には、第１合流部Ｐ１及び第２合流部Ｐ２が設けられている。第３搬送路Ｌ３の途中には、第１分岐部Ｑ１が設けられている。
第１合流部Ｐ１は、手差し搬送路Ｌａが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。第２合流部Ｐ２は、戻り搬送路Ｌｂが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。
第１分岐部Ｑ１は、戻り搬送路Ｌｂが第３搬送路Ｌ３から分岐する分岐部で、第１ローラー対５４ａ及び第２ローラー対５４ｂを有する。第１ローラー対５４ａの一方のローラーと第２ローラー対５４ｂの一方のローラーとは兼用される。

第１搬送路Ｌ１の途中（詳細には、第２合流部Ｐ２と転写ローラー８との間）には、用紙Ｔを検出するためのセンサーと、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正や画像形成部ＧＫにおけるトナー画像の形成と用紙Ｔの搬送のタイミングを合わせるためのレジストローラー対８０とが配置される。センサーは、用紙Ｔの搬送方向におけるレジストローラー対８０の直前（搬送方向における上流側）に配置される。レジストローラー対８０は、センサーからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Ｔを搬送する。

戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（未印刷面）を感光体ドラム２に対向させるために設けられる搬送路である。
戻し搬送路Ｌｂによれば、第１分岐部Ｑ１から第１ローラー対５４ａにより排紙部５０側に搬送された用紙Ｔを表裏反転させて第２ローラー対５４ｂにより第１搬送路Ｌ１に戻して、転写ローラー８の上流側に配置されたレジストローラー対８０の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Ｌｂにより表裏反転された用紙Ｔには、転写ニップＮにおいて未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。

第３搬送路Ｌ３における端部には、排紙部５０が形成される。排紙部５０は、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。排紙部５０は、装置本体Ｍの右側（図１において右側、手差し給紙部６４側）に向けて開口している。排紙部５０は、第３搬送路Ｌ３を搬送される用紙Ｔを第３ローラー対５３により装置本体Ｍの外部に排紙する。

排紙部５０における開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍにおける上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、所定のトナー画像が形成され排紙部５０から排紙された用紙Ｔが積層して集積される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサーが配置される。

図２は、第１バイアス印加部１０１、第２バイアス印加部１０２、電流測定部１０３及び制御部１１０について説明するための図である。図２に示すように、プリンター１は、上述した構成要素に加えて、第１バイアス印加部１０１（本発明の「バイアス印加部」に対応する）と、第２バイアス印加部１０２と、電流測定部１０３と、制御部１１０と、を備える。

第１バイアス印加部１０１は、感光体ドラム２の表面を帯電させるために、後述するバイアス制御部１１１の制御に基づいて帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）にバイアスを印加する。
第２バイアス印加部１０２は、現像ローラー１７にトナーを保持させて、その現像ローラー１７によって感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像にトナーを供給させるために、後述するバイアス制御部１１１の制御に基づいて現像器１６（現像ローラー１７）に直流及び交流のバイアスを印加する。

電流測定部１０３は、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０にバイアスが印加された場合に、現像器１６に流れる電流の電流値を測定する。すなわち、電流測定部１０３は、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０にバイアスが印加されることに基づいて、感光体ドラム２の表面が帯電された場合に、現像ローラー１７から感光体ドラム２にトナーが移動することにより現像ローラー１７と感光体ドラム２との間に流れる電流を測定する。

ここで、かぶり評価と、現像器１６（現像ローラー１７）に流れる電流と、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるバイアスとの関係について説明する。図３は、かぶり評価と、現像器１６（現像ローラー１７）に流れる電流（現像電流値）と、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）への印加バイアスとの関係を示す図である。

第２バイアス印加部１０２によって現像ローラー１７に印加されるバイアスを一定として、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスを変化させた場合、図３に一例を示すように、２つの変曲点（約１２３０Ｖ及び約１３１０Ｖに対応する点）の外側では現像電流値が減少し、２つの変曲点の間（内側）では現像電流値が略一定となる。すなわち、帯電部１０に印加されるバイアスが約１２３０Ｖ以下の場合、現像電流値は急激に減少する。同様に、帯電部１０に印加されるバイアスが約１３１０Ｖ以上の場合、現像電流値は、減少する。これに対し、帯電部１０に印加されるバイアスが約１２３０Ｖよりも大きく約１３１０Ｖ未満では、現像電流値は、略一定となる。

帯電部１０に印加されるバイアスが約１３１０Ｖ以下の場合には、感光体ドラム２の表面の電位と、現像ローラー１７に印加される電圧との差が大きいために、現像ローラー１７によって保持できなくなったトナーが、感光体ドラム２の表面に移動する。これにより、約１３１０Ｖ以下の場合には、現像器１６に電流が流れる。この場合のかぶり評価は高い数値となり、かぶりが生じている。ここで、かぶり評価は、画像が形成された用紙と、画像が形成されていない用紙との濃度差（数値）を求め、その濃度差（数値）が大きい場合にかぶりが多いと評価するものである。

帯電部１０に印加されるバイアスが約１２３０Ｖ以上の場合には、感光体ドラム２の表面の電位と、現像ローラー１７に印加される電圧との差が大きいために、現像ローラー１７によって保持できなくなった逆帯電したトナーが、感光体ドラム２の表面に移動する。これにより、約１３１０Ｖ以下の場合には、現像器１６に電流が流れる。この場合のかぶり評価は高い数値となり、かぶりが生じている。

一方、現像電流値が略一定となる場合には、現像ローラー１７から感光体ドラム２にトナーが移動せず又は略移動しない。この場合のかぶり評価は低い数値となり、かぶりが生じていない又はかぶりが少ない。

図２に示す制御部１１０は、バイアス制御部１１１及び決定部１１２として機能する。
バイアス制御部１１１は、帯電部１０に複数の所定のバイアスを印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。具体的には、バイアス制御部１１１は、２つの変曲点（図３に示す一例では、１２３０Ｖ及び１３１０Ｖそれぞれに対応する点）のうち低い側の変曲点に対応するバイアス（一例として、１２３０Ｖ）よりも低いバイアスを帯電部１０に複数印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。さらに、バイアス制御部１１１は、２つの変曲点のうち高い側の変曲点に対応するバイアス（一例として、１３１０Ｖ）よりも高いバイアスを帯電部１０に複数印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。

ここで、２つの変曲点に対応するバイアスは、実験等を予め行うことにより求められる。さらに、複数の所定のバイアスは、２つの変曲点に対応するバイアスに基づいて求められる。バイアス制御部１１１は、帯電部１０に印加されるバイアスの補正を行う場合に、予め求められた複数の所定のバイアスを帯電部１０に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。

バイアス制御部１１１は、複数の所定のバイアスとして、それぞれ値の異なるバイアスを帯電部１０に４回印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御することが好ましい。すなわち、バイアス制御部１１１は、２つの変曲点のうち低い側の変曲点に対応するバイアスよりも低いバイアスを帯電部１０に２回印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。さらに、バイアス制御部１１１は、２つの変曲点のうち高い側の変曲点に対応するバイアスよりも高いバイアスを帯電部１０に２回印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。

バイアス制御部１１１は、用紙Ｔに画像を形成する場合に、後述する決定部１１２によって決定されたバイアスが帯電部１０に印加されるよう第１バイアス印加部１０１を制御する。すなわち、帯電部１０に印加されるバイアスを補正するために決定部１１２によってバイアスが決定された場合に、バイアス制御部１１１は、決定部１１２によって決定されたバイアスが帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるよう第１バイアス印加部１０１を制御する。

図４は、電流測定部１０３によって測定される電流値（現像電流値）と、帯電ローラー１０ａへの印加バイアスとの関係を示す図である。図４に示すＡ１は、第２バイアス印加部１０２によって現像器１６（現像ローラー１７）に印加されるバイアスを一定にした場合における、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるバイアスと、電流測定部１０３によって測定される電流値（現像電流値）との関係を示す。Ａ２は、第２バイアス印加部１０２によって現像器１６（現像ローラー１７）に印加されるバイアスを一定にした場合における、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるバイアスと、電流測定部１０３によって測定される電流値（現像電流値）の絶対値との関係を示す。

図２に示す決定部１１２は、バイアス制御部１１１の制御によって複数の所定のバイアスそれぞれが第１バイアス印加部１０１から帯電部１０に印加される毎に電流測定部１０３によって測定された複数の電流値に基づいて、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスを決定する。バイアス制御部１１１は、複数の所定のバイアスが帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に順次印加されるよう第１バイアス印加部１０１を制御する。電流測定部１０３は、複数の所定のバイアスそれぞれが帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加される毎に、現像器１６に流れる電流の電流値を測定する。すなわち、電流測定部１０３は、複数の所定のバイアスそれぞれに対応する電流値を測定する。決定部１１２は、電流測定部１０３によって測定された電流値に基づいて、帯電部１０に印加されるバイアス（補正値）を決定する。

具体的には、決定部１１２は、以下の式（１）に基づいてバイアス（補正値）ｘを決定する。

ここで、Ｖ１、Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、複数の所定のバイアスである。Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４は、所定のバイアスＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４それぞれに対応する電流値である。

より具体的には、決定部１１２は、電流測定部１０３によって測定された複数の電流値の絶対値それぞれを複数の所定のバイアスとしての４つのバイアスに対応する電流値とする。現像器１６に流れる電流の電流値は、流れる方向に応じて負の値になる可能性がある。このため、決定部１１２は、電流測定部１０３によって測定された複数の電流値それぞれの絶対値を、複数の所定のバイアス（４つのバイアスＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）それぞれに対応する電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４とする。図４では、所定のバイアスと、その所定のバイアスに対応する電流値との関係がＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３，ＭＶ４で示される。

ここで、バイアスＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、例えば、用紙Ｔに画像を形成する場合に帯電部１０に印加される画像形成バイアスに対して、それぞれ−５０Ｖ，−２５Ｖ、＋５０Ｖ，＋１００Ｖとした値である。

そして、決定部１１２は、４つのバイアスのうち値がより低い側の２つのバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第１電流値と第２電流値との第１の関係と、４つのバイアスのうち値がより高いバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第３電流値と第４電流値との第２の関係と、に基づいて、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスを決定する。すなわち、決定部１１２は、２つの変曲点のうちバイアスが低い側の変曲点ＩＰ１よりもバイアスの低い所定のバイアスについての電流値（バイアスＶ１と電流値Ｉ１との関係ＭＶ１，バイアスＶ２と電流値Ｉ２との関係ＭＶ２）の第１の関係と、２つの変曲点のうちバイアスが高い側の変曲点ＩＰ２よりもバイアスの高い所定のバイアスについての電流値（バイアスＶ３と電流値Ｉ３との関係ＭＶ３、バイアスＶ４と電流値Ｉ４との関係ＭＶ４）の第２の関係と、に基づいて、補正値としてのバイアスを決定する。

第１の関係は、電流測定部１０３によって測定された電流値と、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されたバイアスの値との電流バイアス関係（図４に示す現像電流値と印加バイアスとの関係）において、第１電流値（関係ＭＶ１）及び第２電流値（関係ＭＶ２）を通る第１直線ＳＬ１である。第２の関係は、電流バイアス関係（図４に示す現像電流値と印加バイアスとの関係）において、第３電流値（関係ＭＶ３）及び第４電流値（関係ＭＶ４）を通る第２直線ＳＬ２である。

そして、決定部１１２は、第１直線ＳＬ１及び第２直線ＳＬ２の交点ＩＮに対応するバイアスを、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアス（補正値）として決定する。第１直線ＳＬ１と第２直線ＳＬ２との交点ＩＮに対応するバイアスは、変曲点ＩＰ１よりもバイアスが高く、且つ、変曲点ＩＰ２よりもバイアスが低くなる。このため、決定部１１２によって決定されたバイアスが帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加された場合、プリンター１は、用紙Ｔにかぶり又は逆かぶりが発生することを防ぐことができる。

次に、図１を参照して、プリンター１の一般的な動作について、簡単に説明する。
まず、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔに片面印刷を行う場合について説明する。
給紙カセット５２に収容された用紙Ｔは、前送りコロ６１及び給紙ローラー対６３によって第１搬送路Ｌ１に送り出され、その後、第１合流部Ｐ１及び第１搬送路Ｌ１を介してレジストローラー対８０に搬送される。
レジストローラー対８０においては、用紙Ｔのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。

レジストローラー対８０から排出された用紙Ｔは、第１搬送路Ｌ１を介して感光体ドラム２と転写ローラー８との間（転写ニップＮ）に導入される。そして、用紙Ｔには、感光体ドラム２と転写ローラー８との間において、トナー画像が転写される。
その後、用紙Ｔは、感光体ドラム２と転写ローラー８との間から排出され、第２搬送路Ｌ２を介して、定着部９における加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとの間の定着ニップに導入される。そして、定着ニップにおいてトナーＴＮが溶融し、トナーＴＮが用紙Ｔに定着される。

次いで、用紙Ｔは、第１ローラー対５４ａにより第３搬送路Ｌ３を通して排紙部５０に搬送され、第３ローラー対５３により排紙部５０から排紙集積部Ｍ１に排出される。
このようにして、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔの片面印刷が完了する。

手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔに片面印刷を行う場合には、手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔは、給紙コロ６６によって手差し搬送路Ｌａに送り出され、その後、第１合流部Ｐ１及び第１搬送路Ｌ１を介して、レジストローラー対８０に搬送される。それ以降の動作は、前述した、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔの片面印刷の動作と同様であり、説明を省略する。

次に、両面印刷を行う場合のプリンター１の動作について説明する。
片面印刷の場合には、前述した通り、片面印刷がされた用紙Ｔが、排紙部５０から排紙集積部Ｍ１に排出されて印刷動作が完了する。
これに対し、両面印刷を行う場合には、片面印刷がされた用紙Ｔが、戻し搬送路Ｌｂを介して、片面印刷時とは表裏反転して、レジストローラー対８０に再度搬送されることにより、用紙Ｔに両面印刷が施される。

詳述すると、片面印刷がされた用紙Ｔが第３ローラー対５３により排紙部５０から排出されるまでは、前述した片面印刷の動作と同様である。而して、両面印刷の場合には、片面印刷がされた用紙Ｔが第３ローラー対５３により保持されている状態において、第３ローラー対５３の回転を停止させ、逆方向に回転させる。このように第３ローラー対５３を逆方向に回転させると、第３ローラー対５３に保持されている用紙Ｔは、第３搬送路Ｌ３を逆方向（排紙部５０から第１分岐部Ｑ１に向かう方向）に搬送される。

前述したように、用紙Ｔが、第３搬送路Ｌ３を逆方向に搬送されると、（第１ローラー対５４ａではなく、）第２ローラー対５４ｂに導入される。そして、用紙Ｔは、戻し搬送路Ｌｂ及び第２合流部Ｐ２を介して、第１搬送路Ｌ１に合流する。ここで、用紙Ｔは、片面印刷時とは表裏反転している。

さらに、用紙Ｔは、レジストローラー対８０により前記補正又は前記調整が行われ、第１搬送路Ｌ１を介して、感光体ドラム２と転写ローラー８との間に導入される。用紙Ｔは、戻し搬送路Ｌｂを経由することにより、未印刷面が感光体ドラム２に対向するので、未印刷面にトナー画像が転写され、その結果、両面印刷が施される。

次に、図５を参照して、プリンター１の特徴的な動作について説明する。図５は、プリンター１の特徴的な動作について説明するためのタイミングチャートである。

まず、プリンター１は、規定枚数の画像の形成が終了した後、又は画像を形成するためのジョブを開始するときに、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるバイアスを補正する。

図５に示す時刻ｔ１において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、感光体ドラム２の表面を予備帯電させるために、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）にバイアスを印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。予備帯電を行うことで、感光体ドラム２の表面電位が安定する。また、制御部１１０は、感光体ドラム２の帯電に影響するため、用紙Ｔにトナー画像を転写させるときに転写ローラー８に印加される転写バイアスと同じ値のバイアスを転写ローラー８に印加させる。時刻ｔ１では、感光体ドラム２を回転させるメインモーターがオンにされている。時刻ｔ１では、感光体ドラム２を除電する除電器がオンにされている。

時刻ｔ２は、時刻ｔ１のときから感光体ドラム２が１周以上回転する時間である。時刻ｔ２において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、現像時に現像器１６（現像ローラー１７）に印加されるバイアス（直流及び交流）と同じ値のバイアスを現像器１６（現像ローラー１７）に印加するよう第２バイアス印加部１０２を制御する。ここで、感光体ドラム２が線速１１０ｍ／ｓで回転する場合、現像器１６（現像ローラー１７）に印加されるバイアスの条件の一例は、Ｖｐｐ１．５ｋＶ、周波数３．１ｋＨｚ、Ｖｄｃ２００Ｖである。また、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、複数の所定のバイアスの１つとしてバイアスＶ１を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。時刻ｔ２以降で時刻ｔ３までの間において、電流測定部１０３は、現像器１６に流れる電流の電流値Ｉ１を測定する。

時刻ｔ３において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、複数の所定のバイアスの１つとしてバイアスＶ２を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。時刻ｔ３以降で時刻ｔ４までの間において、電流測定部１０３は、現像器１６に流れる電流の電流値Ｉ２を測定する。

時刻ｔ４において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、複数の所定のバイアスの１つとしてバイアスＶ３を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。時刻ｔ４以降で時刻ｔ５までの間において、電流測定部１０３は、現像器１６に流れる電流の電流値Ｉ３を測定する。

時刻ｔ５において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、複数の所定のバイアスの１つとしてバイアスＶ４を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。時刻ｔ５以降で時刻ｔ６までの間において、電流測定部１０３は、現像器１６に流れる電流の電流値Ｉ４を測定する。

時刻ｔ６以降において、制御部１１０（決定部１１２）は、電流測定部１０３によって測定された電流値Ｉ１〜Ｉ４に基づいて、バイアス（補正値）Ｖ５を決定する。さらに、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、決定されたバイアス（補正値）Ｖ５を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。

時刻ｔ７において、制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）へのバイアスの印加を停止するよう第１バイアス印加部１０１を制御する。制御部１１０（バイアス制御部１１１）は、現像器１６（現像ローラー１７）へのバイアスの印加を停止するよう第２バイアス印加部１０２を制御する。制御部１１０は、転写ローラー８を清掃するために、転写ローラー８に逆バイアス及び正バイアスを順次印加させる。転写ローラー８に印加される逆バイアスは、＋１５μＡである。転写ローラー８に印加される正バイアスは、−１５μＡである。

時刻ｔ８において、制御部１１０は、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加されるバイアスの調整を終了する。

次に、プリンター１のかぶり評価について説明する。
比較例のプリンターは、帯電部（帯電ローラー）に印加されるバイアスＶｄｃを以下のように補正する。図６は、バイアスＶｄｃの補正値の一例について説明するための図である。すなわち、制御部は、感光体ドラムの駆動時間が長くなるのに応じて、帯電部（帯電ローラー）に印加されるバイアスを図６（Ａ）に一例を示す補正値で補正する。具体的には、制御部は、感光体ドラムの駆動時間が長くなるのに応じて、帯電部に印加されるバイアスを小さくする。また、制御部は、プリンターの機外の温度及び湿度に応じて、帯電部（帯電ローラー）に印加されるバイアスを図６（Ｂ）に一例を示す補正値で補正する。具体的には、制御部は、機外の温湿度が低くなるのに応じて帯電部に印加されるバイアスを大きくし、機外の温湿度が高くなるのに応じて帯電部に印加されるバイアスを小さくする。

かぶり評価を行うために、まず、プリンターによって印字率５％で１０万枚の画像が用紙Ｔに形成された。その後、１０万枚の画像の形成を行ったプリンターを用いて、所定の環境下で白色画像を出力させた。かぶり評価は、その白色画像が形成された用紙について、かぶりを測定したものである。ここで、白色画像が形成された用紙と、画像が形成されていない用紙との濃度差が０．００８以下を○、濃度差が０．００８〜０．０１を△、濃度差が０．０１よりも大きいと×とした。

図７は、本実施形態のプリンター１を評価した結果を示す図である。図８は、比較例のプリンターを評価した結果を示す図である。図７に示すように、本実施形態のプリンター１は、２２℃／２４％（温度／湿度）、８℃／１０％、３２℃／８０％のいずれの場合でも、１枚印刷（単発）、５枚間欠、連続印字の全てで評価が○になった。図８に示すように、比較例のプリンターは、単発及び連続印字において評価が△又は×になり、５枚間欠で評価が○になった。したがって、本実施形態のプリンター１は、かぶり又は逆かぶりが発生することが抑えられ、比較例のプリンターよりも優れていることがわかる。

本実施形態によれば、例えば、次の効果が奏される。
プリンター１は、帯電部１０に複数の所定のバイアスを印加するよう第１バイアス印加部１０１を制御するバイアス制御部１１１（制御部１１０）と、バイアス制御部１１１の制御によって複数の所定のバイアスそれぞれが第１バイアス印加部１０１から帯電部１０に印加される毎に電流測定部１０３によって測定された複数の電流値に基づいて、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスを決定する決定部１１２（制御部１１０）と、を備える。これにより、プリンター１は、簡易な構成で、かぶりの発生を抑制することができる。

プリンター１は、複数の所定のバイアスとして、それぞれ値の異なるバイアスを帯電部１０に４回印加させる。これにより、プリンター１は、バイアスを４回印加することで、帯電部１０に印加されるバイアス（補正値）を決定することができる。

プリンター１は、電流測定部１０３によって測定された複数の電流値の絶対値それぞれを複数の所定のバイアスとしての４つのバイアスに対応する電流値とし、４つのバイアスのうち値がより低い側の２つのバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第１電流値と第２電流値との第１の関係と、４つのバイアスのうち値がより高いバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第３電流値と第４電流値との第２の関係と、に基づいて、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスを決定する。これにより、プリンター１は、バイアスを４回印加した場合に、変曲点よりも値の低い２つのバイアスに基づいて第１の関係を得ることができ、変曲点よりも値の高い２つのバイアスに基づいて第２の関係を得ることができる。そして、プリンター１は、第１の関係及び第２の関係に基づいて、バイアス（補正値）を決定することができる。

上記の第１の関係は、電流測定部１０３によって測定された電流値と、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されたバイアスの値との電流バイアス関係において、第１電流値及び第２電流値を通る第１直線である。上記の第２の関係は、電流バイアス関係において、第３電流値及び第４電流値を通る第２直線である。プリンター１は、第１直線及び第２直線の交点に対応するバイアスの値を、第１バイアス印加部１０１によって帯電部１０に印加されるバイアスとして決定する。これにより、プリンター１は、第１直線及び第２直線に基づいて、バイアス（補正値）を決定することができる。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態において、画像形成装置としてモノクロのプリンター１について説明しているが、これに限定されず、画像形成装置は、カラープリンター、コピー機、ファクシミリ又はこれらの複合機等であってもよい。

１…プリンター（画像形成装置）、２…感光体ドラム（像担持体）、１０…帯電部、１６…現像器（現像部）、１０１…第１バイアス印加部（バイアス印加部）、１０３…電流測定部、１１１…バイアス制御部、１１２…決定部

Claims (2)

1. トナー画像を被転写材に転写することにより、被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、
   静電潜像が表面に形成される像担持体と、
   前記像担持体の表面に静電潜像を形成するために、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像部と、
   前記帯電部にバイアスを印加するバイアス印加部と、
   前記バイアス印加部によって前記帯電部にバイアスが印加された場合に、前記現像部に流れる電流の電流値を測定する電流測定部と、
   前記帯電部に複数の所定のバイアスを印加するよう前記バイアス印加部を制御するものであって、前記現像部に印加されるバイアスを一定として、前記帯電部に印加されるバイアスを変化せることにより得られる２つの変曲点を求め、前記２つの変曲点のうち値の小さい変曲点に対応するバイアスよりも小さい２種類のバイアスと、前記２つの変曲点のうち値の大きい変曲点に対応するバイアスよりも大きい２種類のバイアスとを印加するよう前記バイアス印加部を制御するバイアス制御部と、
   前記バイアス制御部の制御によって前記複数の所定のバイアスそれぞれが前記バイアス印加部から前記帯電部に印加される毎に前記電流測定部によって測定された複数の電流値に基づいて、前記バイアス印加部によって前記帯電部に印加されるバイアスを決定する決定部と、を備え、
   前記バイアス制御部は、被転写材に画像を形成する場合に、前記決定部によって決定されたバイアスが前記帯電部に印加されるよう前記バイアス印加部を制御するものであって、前記複数の所定のバイアスとして、それぞれ値の異なるバイアスを前記帯電部に４回印加するよう前記バイアス印加部を制御し、
   前記決定部は、
   前記電流測定部によって測定された前記複数の電流値の絶対値それぞれを前記複数の所定のバイアスとしての４つのバイアスに対応する電流値とし、
   前記４つのバイアスのうち値がより低い側の２つのバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第１電流値と第２電流値との第１の関係と、前記４つのバイアスのうち値がより高いバイアスそれぞれに対応する２つの電流値としての第３電流値と第４電流値との第２の関係と、に基づいて、前記バイアス印加部によって前記帯電部に印加されるバイアスを決定する
   画像形成装置。
2. 前記第１の関係は、前記電流測定部によって測定された電流値と、前記バイアス印加部によって前記帯電部に印加されたバイアスの値との電流バイアス関係において、前記第１電流値及び前記第２電流値を通る第１直線であり、
   前記第２の関係は、前記電流バイアス関係において、前記第３電流値及び前記第４電流値を通る第２直線であり、
   前記決定部は、前記第１直線及び前記第２直線の交点に対応するバイアスの値を、前記バイアス印加部によって前記帯電部に印加されるバイアスとして決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。

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