JP6016449B2

JP6016449B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6016449B2
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Authority: JP
Inventors: 鈴木　慎也; 慎也鈴木; 正史福田
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置として、装置の小型化のために、クリーニング装置を廃し、現像スリーブ（現像剤担持体）により現像と同時に感光ドラム（像担持体）のクリーニングを行うクリーナレス方式の現像装置を用いたものが提案されている（特許文献１、２）。

図１０は従来のクリーナレス方式の現像装置の構成図である。図１０に示すように、クリーナレス方式の現像装置では、通常、現像スリーブ４ｂの回転方向Ｒａと感光ドラム１の回転方向Ｒｂとが、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１との対向部（現像領域）において反対方向となるカウンター現像方式が採用されている。これにより、現像スリーブ４ｂに担持された二成分現像剤が、対向部において、感光ドラム１上の転写残トナーを物理的に掻き取り、転写残トナーの回収性を向上させている。

しかし、カウンター現像方式の現像装置４では、現像スリーブ４ｂに担持された現像剤は、対向部では現像スリーブ４ｂによる搬送方向とは逆方向への力を受ける。この逆方向の力が大きくなると、現像スリーブ４ｂの搬送方向に現像剤を搬送しきれなくなり、現像スリーブ４ｂ上の現像剤は対向部付近に滞留してしまう。滞留が発生すると、キャリア付着などの画像不良、現像装置４からの現像剤溢れによる画像形成装置本体内の汚染につながる。

実際に滞留が生じるケースとして、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の最近接距離（以下、Ｓ−Ｄギャップと呼ぶ）の設定値に対して、現像スリーブ４ｂ上の現像剤の担持量（以下、Ｍ／Ｓと呼ぶ）が適切な範囲よりも大きくなるケースが挙げられる。

こうした状況は、現像スリーブ４ｂの低速駆動時にしばしば生じる。例えば、厚紙（坪量１５０ｇ／ｍ^２以上）やＯＨＴなどの転写材は、普通紙（坪量６０ｇ／ｍ^２〜１３０ｇ／ｍ^２）に比べて転写材の熱容量が大きいため、トナーを転写材に定着する定着性が悪い。このため、これらの転写材に画像形成を行う場合、普通紙に比べて、画像形成装置のプロセススピードを低速にして行う。

そして、現像スリーブ４ｂを通常速度で駆動させている場合は現像剤Ｍ／Ｓが適切な範囲内であるにも関わらず、現像スリーブ４ｂを低速で駆動した場合に現像剤Ｍ／Ｓが適切な範囲の上限を超えてしまうことがある。

さらに、現像剤の滞留に対しては、対向部における現像スリーブ４ｂ内に固定配設されたマグネットローラ４ｃの磁極の位置も影響を与える。現像スリーブ４ｂに担持された現像剤は、現像スリーブ４ｂ表面においてマグネットローラ４ｃの形成する磁力線に沿って磁気穂を形成する。

通常、対向部近傍にマグネットローラ４ｃの磁束密度ピーク（現像極）を配設することが多い。このとき、現像極の直上あるいは近傍においては、磁力線は現像スリーブ４ｂ表面から垂直方向へ伸びる。そして、現像極から遠ざかるにつれ、現像スリーブ４ｂ表面に形成される磁力線は徐々に現像スリーブ４ｂの接線方向へと倒れていく。よって、対向部において現像剤が搬送方向に対して逆向きに受ける力、すなわち現像剤の進行を妨げる力は、現像極の直上において最も大きく、現像極から遠くなるにつれて弱くなる。

対向部において、現像剤が搬送方向と逆向きに受ける力が大きいと、滞留が発生しやすくなる。現像極を、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の最近接位置から下流側あるいは上流側へずらすことで、滞留の発生は抑制される。特許文献３では、対向部において、現像極を現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の最近接位置から１５°下流側へずらすことで、滞留の発生を抑制している。

特開２００１−２１５７９８号公報特開２００１−２１５７９９号公報特許第４０６５４８１号公報

しかしながら、特許文献３の技術では、出力画像の画質低下を招くおそれがある。

現像極の直上とその近傍において、現像スリーブ４ｂ表面の磁気穂は、磁力線に沿って立った状態であり、現像スリーブ４ｂ表面の単位体積あたりの現像剤の量は疎である。そのため、現像バイアスの印加時には、磁気穂の先端のトナーから現像スリーブ４ｂ表面近傍のトナーまでが感光ドラム１側へと飛翔し、トナーの移動効率は高くなる。

一方、現像極から離れた位置における現像スリーブ４ｂ表面の磁気穂は、磁力線に沿って現像スリーブ４ｂ表面に寝た状態であり、現像スリーブ４ｂ表面の単位体積あたりの現像剤の量は密である。よって、現像スリーブ４ｂ表面近傍のトナーは、感光ドラム１側へと飛翔しにくく、トナーの移動効率は低くなる。

このため、特許文献３のように現像極をずらした場合、対向部にけるトナーの移動効率は低くなる。このような現象は、現像剤が耐久によって劣化し、キャリアとの離型性が低下したような場合において顕著に現れ、ベタ画像の濃度が不充分であったり、がさつきが悪いという画像不良が発生する。

そこで本発明は、カウンター現像方式の画像形成装置において、現像剤担持体の駆動速度を通常よりも低速で画像形成を行っても、現像剤担持体と像担持体の対向部近傍に滞留が発生することなく、高品位な画像を安定して形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、を有し、前記像担持体と前記現像剤担持体とは、対向部において進行方向が互いに逆方向である現像装置において、前記現像剤担持体の駆動速度を変更する速度変更部と、前記像担持体の回転速度と前記現像剤担持体の回転速度とが通常の画像形成よりも低速で駆動する低速モードを前記現像剤担持体の回転が停止している状態から実行する場合において、前記低速モード時に設定される第一速度よりも大きい第二速度で前記現像剤担持体の回転を開始してから前記第一速度で前記現像剤担持体の回転を行うように前記現像剤担持体の目標速度を切り替える制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カウンター現像方式の画像形成装置において、現像剤担持体の駆動速度を通常よりも低速で画像形成を行っても、現像剤担持体と像担持体の対向部近傍に滞留が発生することなく、高品位な画像を安定して形成できる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。第１実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図である。第１実施形態に係る画像形成装置における画像形成に入るまでの感光ドラムおよび現像スリーブの駆動タイミング、現像バイアス印加タイミング、現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓの変化を表した図である。（ａ）第１実施形態に係る画像形成装置における画像形成に入るまでの感光ドラムおよび現像スリーブの駆動タイミング、現像バイアス印加タイミング、現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓの変化を表した図である。（ｂ）比較例の画像形成装置における画像形成に入るまでの感光ドラムおよび現像スリーブの駆動タイミング、現像バイアス印加タイミング、現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓの変化を表した図である。第１実施形態における現像スリーブの駆動速度の制御フローを示す図である。（ａ）現像スリーブ上に担持された現像剤にかかる搬送方向への力を模式的に表した図である。（ｂ）は現像スリーブ上二成分現像剤の移動速度と現像スリーブ表面からの距離との関係を示す図である。Ｓ−Ｄギャップと現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓと現像剤の滞留の関係を示す図である。第２実施形態における制御フローチャートである。現像交流バイアスのＶｐｐ違いによるＳ−Ｄギャップと現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓと現像剤の滞留の関係を示す図である。従来のカウンター現像方式を採用した現像装置の構成図である。

[第１実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、接触帯電方式、二成分接触現像方式、カウンター現像方式、クリーナレス方式を採用した電子写真方式の画像形成装置である。

画像形成装置１００において、感光ドラム（像担持体）１は、帯電ローラ２によって帯電され、露光装置３により画像情報に合わせたレーザー光Ｌを露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置４の現像スリーブ（現像剤担持体）４ｂにより、トナーを用いてトナー像として現像される。

一方、カセット（不図示）に収容されたシートＰは、搬送ローラにより、感光ドラム１と転写ローラ５とのニップ部（転写部ｄ）に搬送され、トナー像を転写される。トナー像を転写されたシートＰは、定着装置６により加熱加圧され、トナー像を定着され、装置外へ排出される。トナー像の転写後に、感光ドラム１の表面に残留しているトナーは、クリーナレスシステム（残留トナー均一化手段１２、トナー帯電量制御手段７、現像装置４）により感光ドラム１の表面から除去される。

（現像装置４）
現像装置４は、現像容器４ａ、現像スリーブ４ｂ、マグネットローラ４ｃ、現像剤規制ブレード４ｄを有している。現像容器４ａは、二成分現像剤４ｅを収容しており、現像容器４ａ内の底部側には現像剤攪拌部材４ｆが配役されている。二成分現像剤４ｅは、非磁性トナーと磁性キャリアとからなり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。

現像スリーブ４ｂは、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４ａ内に回転可能に配置してある。現像スリーブ４ｂ内には、マグネットローラ４ｃが非回転に固定されている。現像剤規制ブレード４ｄは、現像スリーブ４ｂに対向して設けられている。補給用トナーがトナーホッパー４ｇに収容されている。

現像スリーブ４ｂは、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄギャップ）を３００μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設される。感光ドラム１と現像スリーブ４ｂとの対向部が現像部ｃである。

現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４ｂ内のマグネットローラ４ｃの磁力により、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が現像スリーブ４ｂの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴い回転搬送され、現像剤規制ブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して搬送される。

現像スリーブ４ｂと感光ドラム１との対向部においては、マグネットローラ４ｃの磁束密度ピーク位置は、高画質化の観点から現像スリーブ４ｂの中心点と感光ドラム１の中心点とを結ぶ直線上あるいはその近傍にあることが望ましい。実際には、現像スリーブ４ｂの回転方向において、前記直線の下流側に１０°〜上流側に１０°の範囲、より好ましくは下流側に５°〜上流側に５°の範囲がよい。本実施形態においては、マグネットローラ４ｃの磁気力ピーク位置は、現像スリーブ４ｂの中心点と感光ドラム１の中心点とを結ぶ直線上から２°下流に位置させている。

現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２（現像バイアス印加部）から所定の現像バイアスが印加される。本実施形態において、現像スリーブ４ｂに対する現像バイアスは、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。具体的には、直流成分Ｖｄｃ＝−４００Ｖ、交流電圧（現像交流バイアス）の周波数ｆ＝１２．３ｋＨｚ、振幅Ｖｐｐ＝１．６５ｋＶの矩形波で、２周期分の印加と２周期分のブランクの繰り返しにより構成されるものとする。

現像スリーブ４ｂによって現像部ｃに搬送された二成分現像剤４ｅ中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光ドラム１に形成された静電潜像の露光明部に付着し、静電潜像がトナー像として反転現像される。

（クリーナレスシステム）
本実施形態の画像形成装置１００は、いわゆるクリーナレスシステムを採用しており、シートＰにトナー像を転写した後に感光ドラム１に残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を有していない。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００は、残留トナー均一化手段１２、トナー帯電量制御手段７を有している。残留トナー均一化手段１２、トナー帯電量制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム１の表面に接触させて配設されている。

残留トナー均一化手段１２は、転写部ｄよりも感光ドラム１の回転方向下流側に設けられている。トナー帯電量制御手段７は、残留トナー均一化手段１２よりも感光ドラム１の回転方向下流側、且つ、帯電部ａよりも感光ドラム１の回転方向上流側に設けられている。

転写部ｄでシートＰに転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで、残留トナー均一化手段１２により一度転写残トナーを除電し、次いでトナー帯電量制御手段７で再度転写残トナーを正規極性（負極性）に帯電処理する。これにより、帯電ローラ２への転写残トナーの付着を効果的に防止している。

さらに、帯電ローラ２により直流電圧および交流電圧が印加されることにより転写残トナーの電荷量が適正な帯電量に調整される。これにより、転写残トナーは、現像装置４において除去・回収を完全に行うことができ、転写残トナーがゴースト像として現像されることを防止している。

（制御部）
図２は本実施形態の画像形成装置１００の制御部５０のブロック図である。図２に示しように、画像形成装置１００の制御部５０は、ＣＰＵ５１を備え、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３に記憶されたプログラム、データを用いて画像形成装置１００の各部の動作を制御する。

速度変更部８は、ＣＰＵ５１からの信号に応じて、感光ドラム１の駆動速度（回転速度）を変更する。速度変更部１９は、ＣＰＵ５１からの信号に応じて、現像スリーブ４ｂの駆動速度を変更する。

制御部５０には、画像処理部６０が接続されている。画像処理部６０は、パーソナルコンピュータや原稿読み取り装置等の外部装置から画像信号を受信し、制御部５０に画像形成に係る信号を送信する。制御部５０は、画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。また、画像形成装置本体には、表示部、キー等の操作部７０が設けられている。操作部７０は、制御部５０のＣＰＵ５１に接続されている。

制御部５０は、感光ドラム１の回転速度が通常の画像形成よりも低速で駆動する低速モードを実行する場合において、現像スリーブ４ｂの回転速度を低速モード時に設定される第一速度で駆動させる前に、第一速度よりも大きい第二速度で駆動されるように現像スリーブ４ｂの目標速度を切り替える。

（現像スリーブ４ｂの駆動速度の制御）
感光ドラム１の回転速度は、シートＰの種類や、画像形成モードに応じて速度変更部８によって変更される。本実施形態における感光ドラム１の回転速度は、通常の画像形成を行われる普通紙（坪量６０ｇ／ｍ^２〜１３０ｇ／ｍ^２）では１３５ｍｍ／ｓｅｃ（通常速度）としている。厚紙（坪量１３１ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２）、高画質（１２００ｄｐｉ）モードでは、通常の画像形成よりも低速の６７．５ｍｍ／ｓｅｃ（１／２速）としている。超厚紙（坪量２０１ｇ／ｍ^２以上）やＯＨＴシートでは、通常の画像形成よりもさらに低速の５１ｍｍ／ｓｅｃ（１／３速）としている。

ここで、本実施形態における感光ドラム１および現像スリーブ４ｂの駆動タイミング、現像バイアス印加タイミングについて説明する。図３（ａ）〜図４（ｂ）は画像形成に入るまでの感光ドラム１および現像スリーブ４ｂの駆動タイミング、現像バイアス印加タイミング、現像スリーブ４ｂ上の現像剤Ｍ／Ｓの変化を表した図である。

図３（ａ）〜図４（ａ）は本実施形態の通常速度（１／１速）および低速モード（１／２速、１／３速）で画像形成を行う場合の図である。図４（ｂ）は１／３速で画像形成を行う際に、現像スリーブ４ｂの駆動を通常速度で開始せずに１／３速で開始した比較例を示す図である。

図３（ｂ）、図４（ａ）に示すように、本実施形態では、現像スリーブ４ｂの駆動を通常速度（第二速度）で開始させた後に、第一速度である低速（１／２速、１／３速）に減速している。図４（ｂ）の比較例では、現像スリーブ４ｂは最初から低速（１／２速、１／３速）で回転する。

図４（ａ）の本実施形態の制御と、図４（ｂ）の比較例とを比べると、本実施形態の制御のように、現像スリーブ４ｂの駆動を通常速度で開始させた後に、１／３速に減速させたほうが、現像スリーブ４ｂ上の現像剤Ｍ／Ｓの最大値を小さくできる。

図５は本実施形態における現像スリーブ４ｂの駆動速度の制御フローを示す図である。図５に示すように、画像形成動作を開始すると、ＣＰＵ５１は操作部７０からの指示により、画像形成速度を通常速度、１／２速度、１／３速度から選択する（Ｓ１０１）。

次に、ＣＰＵ５１は感光ドラム１をステップ１０１で決定した速度（通常速度、１／２速度、１／３速度のいずれか）で駆動する信号を送る（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。続いて、帯電ローラ２により暗電位（Ｖｄ）に帯電した感光ドラム上の位置が現像装置４との対向部に到達すると、感光ドラム１と現像スリーブ４ｂの電位差がかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）になるように現像直流バイアスを印加する（Ｓ１０５〜Ｓ１０７）。

さらに、ＣＰＵ５１は現像スリーブ４ｂを通常速度で駆動開始する信号を送る（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）。そして、低速モード（１／２速、１／３速）での画像形成の場合にのみ、Ｓ１０９、Ｓ１１０の３００ｍｓｅｃ後にＣＰＵ５１から現像スリーブ４ｂの駆動速度を低下させる信号が送られる（Ｓ１１１、Ｓ１１２）。この際、現像スリーブ４ｂの回転速度は、１／２速の場合は通常速度から１／２速へ、１／３速の場合は通常速度から１／３速へ、それぞれ２００ｍｓｅｃかけて線形的に減少させられる。本実施例では、感光ドラムと現像スリーブの周速比は、現像スリーブ減速後の定常状態では、どれも同じとなっている。

通常速度の場合はＳ１０２の現像スリーブ駆動開始から３００ｍｓｅｃ後に、低速現像の場合はＳ１１１、Ｓ１１２開始から４００ｍｓｅｃ後に、ＣＰＵ５１は現像交流電圧印加の信号を送る（Ｓ１１３）。

画像形成した後（Ｓ１１４）、ＣＰＵ５１は、現像交流電圧停止の信号を送り（Ｓ１１５）、現像スリーブ４ｂの駆動停止の信号を送り（Ｓ１１６）、現像直流バイアス停止の信号を送り（Ｓ１１７）、感光ドラム１駆動停止の信号を送る（Ｓ１１８）。以上のフローを経て、一連の画像形成は終了する。

（滞留抑制メカニズム）
次に、上記の現像スリーブ４ｂの駆動速度制御により、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の対向部における現像剤の滞留が抑制されるメカニズムを説明する。

図６（ａ）は現像スリーブ４ｂ上に担持された現像剤にかかる搬送方向への力を模式的に表した図である。図６（ｂ）は現像スリーブ４ｂに担持された現像剤が現像剤規制ブレード４ｄを通過するまでに移動する部分（剤返し部）における現像スリーブ４ｂ表面からの距離と現像剤移動速度との関係を表す図である。

図６（ａ）に示すように、現像スリーブ４ｂが回転しているとき、現像スリーブ４ｂ表面に存在する現像剤粒子は、現像剤移動方向に垂直な方向に隣接する現像剤に、搬送方向への推進力を伝達する。

現像スリーブ４ｂが比較的遅い速度（例えば１／２速）で回転しているとき、これら現像剤粒子間には滑りや転がりが生じる可能性は低い。このため、現像剤粒子間には静止摩擦力が働き、隣接する現像剤粒子は現像スリーブ４ｂに近い側の現像剤粒子とほぼ同等の速度で搬送方向へと移動する。

現像スリーブ４ｂの回転速度が大きくなると、現像スリーブ４ｂ表面の現像剤粒子の移動速度が大きくなるため、垂直方向に隣接する現像剤粒子との間に滑りや転がりを生じやすくなる。現像剤粒子間で滑りや転がりが起こると、現像剤粒子間には静止摩擦力よりも小さい動摩擦力が働くため、隣接する現像剤粒子の現像スリーブ４ｂ回転方向への移動速度は、現像スリーブ４ｂに近い側の現像剤粒子に比べて小さくなる。

このため、図６（ｂ）に示すように、現像スリーブ４ｂの駆動速度が大きい場合（通常速度駆動時）、駆動速度が小さい場合（１／２速度駆動時）に比べて、現像スリーブ表面からの距離に対する現像剤移動速度の減少度が大きくなる。すなわち、現像スリーブ４ｂの回転速度が大きいほど、現像スリーブ４ｂに近い位置にある現像剤から遠い位置にある現像剤に対する現像スリーブ回転方向への推進力の伝達効率が下がり、現像剤Ｍ／Ｓが減少する。

また、現像スリーブ４ｂが一度大きな速度で動くと、その後に現像スリーブ４ｂの速度が減少しても現像剤粒子間に働く摩擦力は低いまま保たれる。よって、低速現像時にも現像スリーブ４ｂを所定の時間だけ通常速度で回転させることにより、現像スリーブ４ｂに近い側の現像剤粒子が遠い側の現像剤粒子に推進力を伝達する効率を下げることができる。そして、その後に現像スリーブ４ｂの回転速度を１／２速あるいは１／３速に低下させても、推進力の伝達効率が下がった状態を維持でき、現像剤Ｍ／Ｓ増加が滞留を引き起こすレベルより十分低い状態を実現する。

図７は現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の最近接距離（Ｓ−Ｄギャップ）と現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓと現像剤の滞留の関係を示す図である。図７において実線の上側の塗りつぶし領域が、現像部ｃにおける現像剤の滞留が発生する条件である。

図７に示すように、Ｓ−Ｄギャップが狭いときには、現像スリーブ上の現像剤担持量が少なくても滞留が発生し、Ｓ−Ｄギャップが広いときには、現像剤担持量が多くても滞留しにくい。つまり、Ｓ−Ｄギャップが狭いと感光ドラム１に接触現像している現像剤の搬送が妨げられ、Ｓ−Ｄギャップを通り抜けて搬送される現像剤量が現像部ｃに搬送されてくる現像剤量より少なくなり、現像剤は現像部ｃに溜まり、滞留が発生する。

（実験）
本実施形態の効果を確認するために、下記の実施例１〜３、実施例の画像形成モードにおいて、ベタ白画像連続２０枚画像形成し、滞留発生の有無を調べる実験をそれぞれ１０回ずつ行った。実施例１〜３では、図３（ａ）〜図４（ａ）の本実施形態の制御（通常速度、１／２速、１／３速）にて画像形成を行った。比較例では、図４（ｂ）の制御（常に１／３速）にて画像形成を行った。

この実験の結果、本実施形態の制御（実施例１〜３）では、それぞれ１０回中１度も滞留が発生せず、比較例では１０回中３回滞留が発生した。よって、本実施形態の制御は比較例に比べて滞留発生抑制において有効である。なお、１／３速の画像形成を図４（ａ）の制御で行った場合、現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓの最大値は３２ｍｇ／ｃｍ^２だったのに対し、図４（ｂ）の制御で行った場合は、３７ｍｇ／ｃｍ^２まで増加していた。

以上、本実施形態によれば、カウンター現像方式の画像形成装置において、現像スリーブ４ｂの駆動速度を通常よりも低速で画像形成を行っても、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１の対向部付近に滞留が発生することを抑制できる。これにより、高品位な画像を安定して形成することができる。

なお、現像スリーブ４ｂの速度は、上述した設定速度に限定されるものではない。感光ドラム１の回転速度が通常の画像形成よりも低速で駆動する低速モードを実行する。この場合において、現像スリーブ４ｂの回転速度を低速モード時に設定される第一速度で駆動させる前に、第一速度よりも大きい第二速度で駆動されるように現像スリーブ４ｂの目標速度を切り替えることで、滞留を抑制できればよい。

[第２実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図８は本実施形態における制御フローである。

図８に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、上記第１実施形態の画像形成装置１００において、低速画像形成時（低速モード時）に、現像バイアスの交流成分（現像交流バイアス）の振幅（Ｖｐｐ）を変化させたものである。なお、本実施形態の画像形成装置１００は、上記第１実施形態の画像形成装置１００と同様に、現像スリーブ４ｂ駆動開始時の回転速度、現像バイアス印加開始のタイミングを変更する。

そして、通常速度の場合は、Ｓ１０２の現像スリーブ駆動開始から３００ｍｓｅｃ後に、ＣＰＵ５１はＶｐｐ＝１．６５ｋＶの現像交流電圧印加の信号を送る（Ｓ２０１）。低速現像（１／２速）の場合は、Ｓ１１１開始から４００ｍｓｅｃ後に、ＣＰＵ５１はＶｐｐ＝１．５ｋＶの現像交流電圧印加の信号を送る（Ｓ２０２）。低速現像（１／３速）の場合は、Ｓ１１２開始から４００ｍｓｅｃ後に、ＣＰＵ５１はＶｐｐ＝１．３ｋＶの現像交流電圧印加の信号を送る（Ｓ２０３）。

図２に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ５１が画像形成モードに応じて電源Ｓ２から印加する現像バイアスを変更する。上記第１実施形態では、現像交流バイアスの振幅（Ｖｐｐ）は、１．６５ｋＶに固定していたが、本実施形態では、画像形成モードに応じて変更する。具体的には、本実施形態におけるＶｐｐは、通常速度で１．６５ｋＶ、１／２速度で１．５ｋＶ、１／２速度で１．３ｋＶに変更する。

現像交流バイアスは、現像スリーブ４ｂ上の二成分現像剤のトナーが感光ドラム１に対して飛翔する駆動力を与えるために直流成分に重畳される。現像交流バイアスが与える駆動力は、現像交流バイアスの振幅（Ｖｐｐ）が大きいほど高い。しかし、２成分現像剤はキャリアとトナーの摩擦帯電により、トナーは負極性に帯電され、キャリアは正極性に帯電される。このため、現像交流バイアスは、キャリアに対しても感光ドラム１側への推進力を与えるタイミングがあり、その効果もＶｐｐが大きくなるにつれて高くなる。

現像部ｃにおいて、キャリアに感光ドラム１側への推進力が働くと、現像スリーブ４ｂの接線方向において、現像スリーブ４ｂの回転駆動により担持搬送される現像剤の速度が低下する。このため、現像剤が現像部ｃを通過しにくくなり、滞留が発生しやすくなる。

図９は本実施形態の現像装置４において、現像交流バイアスのＶｐｐの違いによるＳ−Ｄギャップと現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓと現像剤の滞留の関係を示す図である。図９に示すように、現像交流バイアスのＶｐｐを１．６５ｋＶから１．５ｋＶに変更すると、現像スリーブ上の現像剤Ｍ／Ｓが４ｍｇ／ｃｍ^２多くても現像剤の滞留が発生しない。すなわち、Ｖｐｐが小さいほうが現像剤の滞留が発生しにくくなる。

なお、現像バイアスの交流成分の振幅は、上述した値に限定されるものではない。感光ドラム１の回転速度が通常の画像形成よりも低速となる場合、現像バイアスの交流成分の振幅を通常の画像形成の振幅よりも小さくすることで、滞留を抑制できればよい。

Ｐ …シート
ｃ …現像部
ｄ …転写部
Ｓ２ …電源（現像バイアス印加部）
１ …感光ドラム（像担持体）
２ …帯電ローラ
４ …現像装置
４ｂ …現像スリーブ（現像剤担持体）
４ｄ …現像剤規制ブレード
４ｅ …二成分現像剤
５ …転写ローラ
７ …トナー帯電量制御手段
１２ …残留トナー均一化手段
１９ …速度変更部
５０ …制御部
５１ …ＣＰＵ
１００ …画像形成装置

Claims

静電潜像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、
を有し、
前記像担持体と前記現像剤担持体とは、対向部において進行方向が互いに逆方向である現像装置において、
前記現像剤担持体の駆動速度を変更する速度変更部と、
前記像担持体の回転速度と前記現像剤担持体の回転速度とが通常の画像形成の速度よりも低速で駆動する低速モードを前記現像剤担持体の回転が停止している状態から実行する場合において、前記低速モード時に設定される第一速度よりも大きい第二速度で前記現像剤担持体の回転を開始してから前記第一速度で前記現像剤担持体の回転を行うように前記現像剤担持体の目標速度を切り替える制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤担持体へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加部を有し、
前記制御部は、前記低速モードを実行する場合、前記現像バイアスの交流成分の振幅を通常の画像形成の振幅よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。