画像形成装置
【課題】画像形成条件が変化したときに現像剤担持体上の現像剤が媒体上の画像が形成されない部分に付着することがないようにすることができるようにする。
【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤供給部材と、現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、リセットモード時に、現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。リセットモード時に、バイアス差が、印刷モード時のバイアス差より小さくされるので、現像剤担持体上の現像剤の付着量が増加するのを防止することができる。
【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤供給部材と、現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、リセットモード時に、現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。リセットモード時に、バイアス差が、印刷モード時のバイアス差より小さくされるので、現像剤担持体上の現像剤の付着量が増加するのを防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニットを備え、該画像形成ユニットにおいて、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって一様に帯電させられ、ＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像に、現像剤担持体としての現像ローラ上で薄層化された現像剤としてのトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像は、転写ローラによって媒体としての用紙に転写され、定着器において定着させられ、画像が形成される。
【０００３】
ところで、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体内のトナーはトナー供給ローラによって前記現像ローラに供給されるようなっている。そのために、前記トナー供給ローラに供給バイアス電圧が印加され、現像ローラとトナー供給ローラとの間に電位差が形成される。そして、用紙上に形成された画像の濃度、すなわち、画像濃度を調整するために供給バイアス電圧が変更される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像濃度を調整する場合以外には、供給バイアス電圧を変更することができないので、プリンタが置かれた環境、印刷デューティ等の条件、すなわち、画像形成条件が変化して、現像ローラ上へのトナーの供給量が増加することがあり、その場合、トナーが用紙上の画像が形成されない部分に付着して、画像品位を低下させてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、画像形成条件が変化したときに現像剤担持体上の現像剤が媒体上の画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明の画像形成装置においては、所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成装置においては、所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。
【０００９】
この場合、所定の時間にわたりリセットモードが設定され、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差が、印刷モード時のバイアス差より小さくされるので、現像剤担持体上の現像剤の付着量が増加するのを防止することができる。したがって、現像剤が媒体上の画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ローラ上のトナーの付着量を測定する測定装置の概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における低印刷デューティ時の現像ローラ上のトナーの付着量を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるリセットモード時のバイアス差と現像ローラ上のトナーの付着量との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図、図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【００１３】
図において、１０はプリンタの本体、すなわち、装置本体であり、該装置本体１０内には、媒体としての用紙Ｐを搬送するための搬送路２５が配設され、該搬送路２５に搬送ローラ２６〜２９が配設される。また、前記搬送路２５に沿って、各色の現像剤像としてのトナー像を形成するためにブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットＢｋ（Ｂｌａｃｋ）、Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）、Ｃ（Ｃｙａｎ）が配設され、該各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに像担持体としての感光体ドラム１１が配設される。そして、前記画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃより下方には、用紙Ｐを搬送するとともに、前記各トナー像を用紙Ｐに転写するための転写ユニット３４が配設され、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間を前記用紙Ｐが搬送される。なお、前記転写ユニット３４によってベルト駆動ユニットが構成される。
【００１４】
また、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおける各感光体ドラム１１と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が配設される。そして、前記転写ユニット３４の下流側には、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させるための定着装置としての定着器３５が配設される。
【００１５】
各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいては、前記感光体ドラム１１が、図示されない駆動部としてのドラムモータによって所定の回転速度で回転させられると、前記感光体ドラム１１に一定の圧力で接触させられた帯電装置としての帯電ローラ１２が、感光体ドラム１１の回転に伴って、感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、前記感光体ドラム１１の表面に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。なお、本実施の形態において、前記感光体ドラム１１は、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層して形成された有機系感光体であり、前記帯電ローラ１２は金属シャフト及び半導電性ゴム層から成る。
【００１６】
そして、前記ＬＥＤヘッド２３が感光体ドラム１１の表面を露光すると、感光体ドラム１１の表面に潜像としての図示されない静電潜像が形成される。
【００１７】
また、４５は、前記感光体ドラム１１に隣接させて配設され、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器であり、該現像器４５は、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナーを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ１６、該現像ローラ１６上のトナーの厚さを規制し、現像剤層としてのトナー層を形成する現像剤層形成部材としての、かつ、現像剤規制部材としての現像ブレード１７、前記現像ローラ１６にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８等を備える。前記現像ローラ１６は、感光体ドラム１１に一定の圧力で接触させられ、前記感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、前記トナー供給ローラ１８は、現像ローラ１６に一定の圧力で接触させられ、該現像ローラ１６と同じ方向に回転させられる。
【００１８】
前記現像ローラ１６は金属シャフト及び半導電性ウレタンゴム材等から成り、前記現像ブレード１７は、例えば、厚さが０．０８〔ｍｍ〕であり、長手方向の長さが現像ローラ１６の弾性体の幅とほぼ一致する薄板によって形成され、長手方向の一端は図示されないフレームに固定され、他端は先端からわずかに内側の面が現像ローラ１６に当接するように配設される。
【００１９】
そして、１９は前記感光体ドラム１１と接触させて配設され、弾性体から成るクリーニング装置としてのクリーニングブレードであり、該クリーニングブレード１９は感光体ドラム１１に残留したトナーを掻き取る。
【００２０】
前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器４５等は、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの本体、すなわち、画像形成ユニット本体を構成する筐体２０内に収容され、該筐体２０の上方には、トナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１５が筐体２０に対して着脱自在に配設される。
【００２１】
前記転写ユニット３４は、走行自在に配設された転写ベルト２１、及び各感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設された転写部材としての転写ローラ２２を備える。前記転写ベルト２１及び転写ローラ２２は、図示されない電源によって所定の電圧が印加され、感光体ドラム１１上の各トナー像を用紙Ｐに転写する。
【００２２】
また、３８はロワフレーム、４０は、該ロワフレーム３８に対して揺動自在に配設され、排出された用紙Ｐを積載するためのスタッカ３１を備えたアッパフレームである。そして、前記転写ユニット３４より下方において、前記搬送路２５の端部に、用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセット３０が配設され、該用紙カセット３０に、用紙Ｐを繰り出すための繰出部３２が配設される。
【００２３】
さらに、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにはそれぞれ電源部５０が接続され、各電源部５０は、トナーと同じ極性のバイアスを発生させ、帯電ローラ１２に印加する帯電装置電圧印加部としての帯電ローラ用電源５１、トナーと同じ極性のバイアス又は逆の極性のバイアスのいずれかを発生させ、現像ローラ１６に印加する現像剤担持体電圧印加部としての現像ローラ用電源５２、及びトナーと同じ極性のバイアスを発生させ、トナー供給ローラ１８に印加する現像剤供給部材電圧印加部としてのトナー供給ローラ用電源５３を備える。なお、トナーは任意の極性に帯電させることができるが、本実施の形態において、トナーは負の極性に帯電させられる。
【００２４】
また、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて各画像を形成するために、印刷制御部５５が配設される。該印刷制御部５５は、印刷モードを設定するための印刷動作処理部６１、リセットモードを設定するためのリセット動作処理部６２、印刷動作処理部６１及びリセット動作処理部６２によって設定されたモードに従って印刷速度を制御する速度制御部６０、並びに印刷動作処理部６１及びリセット動作処理部６２によって設定されたモードに従って、前記各電源部５０における帯電ローラ用電源５１、現像ローラ用電源５２及びトナー供給ローラ用電源５３の各出力（電圧）を制御する電圧制御部７０を備える。なお、プリンタが置かれた環境の変量、例えば、温度、湿度等を検出するために、環境情報を提供する環境変量検出部６４として温度センサ、湿度センサ等をプリンタ内の所定の位置に配設することができる。
【００２５】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００２６】
まず、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ用電源５１に接続された帯電ローラ１２によって、トナーと同じ極性の任意の極性及び電位に帯電させられる。そして、前記印刷制御部５５の図示されない書込制御部によって生成された画像データが、ＬＥＤヘッド２３に送られると、該ＬＥＤヘッド２３の発光素子としての図示されないＬＥＤ素子が選択的に発光させられ、前記感光体ドラム１１の表面に、印刷パターンに応じた静電潜像が形成される。
【００２７】
また、前記トナー供給ローラ用電源５３に接続されたトナー供給ローラ１８は、現像ローラ用電源５２に接続された現像ローラ１６と当接させられ、回転に伴ってトナーを前記現像ローラ１６に供給し、該現像ローラ１６上のトナーは、現像ローラ１６に当接させられた現像ブレード１７との摩擦等によって帯電させられる。なお、現像ローラ１６上のトナー層の厚さは、現像ローラ１６に対する現像ブレード１７の押圧力等によって決定される。
【００２８】
前記現像ローラ１６は、感光体ドラム１１に当接させられ、電圧制御部７０によって制御された電圧が現像ローラ用電源５２により印加されると、トナーを静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。
【００２９】
一方、繰出部３２によって１枚ずつ繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ２６、２７によって搬送され、静電気によって転写ベルト２１に付着させられ、該転写ベルト２１の走行に伴って、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間を搬送され、その間に、各色のトナー像が、感光体ドラム１１と転写ローラ２２との間に形成される電界によって用紙Ｐに重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。用紙Ｐ上のカラーのトナー像は定着器３５において定着させられ、カラーの画像が形成される。続いて、用紙Ｐは、搬送ローラ２８、２９によって更に搬送され、装置本体外に排出され、スタッカ３１に積載される。なお、転写後に前記感光体ドラム１１上に残留したトナーはクリーニングブレード１９によって掻き取られる。
【００３０】
ところで、現像ローラ用電源５２によって発生させられる電圧をＶ１とし、トナー供給ローラ用電源５３によって発生させられる電圧をＶ２としたとき、電圧Ｖ１、Ｖ２は同じ極性であり、絶対値で表した電圧Ｖ１、Ｖ２を｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜とすると、
｜Ｖ１｜≦｜Ｖ２｜
の関係に置かれる。なお、電圧Ｖ１、Ｖ２の値は、プリンタが置かれた環境、印刷デューティ等の画像形成条件、及び画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの使用状況等によって変更される。
【００３１】
ここで、前記電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜のバイアス差をＶｂ
Ｖｂ＝｜Ｖ２｜−｜Ｖ１｜
とする。バイアス差Ｖｂが最適な値に設定されていても、前記画像形成条件によってトナーの帯電特性、トナーの流動性等が変化したときに、現像ローラ１６上のトナーの付着量が多くなることがあり、その場合、用紙Ｐ上における画像が形成されない部分にトナーが付着して、画像品位を低下させてしまうことがある。
【００３２】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラ上のトナーの付着量を測定する測定装置の概念図、図４は本発明の第１の実施の形態における低印刷デューティ時の現像ローラ上のトナーの付着量を示す図である。なお、図４において、横軸に所定時間当たりの印刷枚数を、縦軸にトナーの付着量を採ってある。
【００３３】
図３において、１６は現像ローラ、１６０はプローブ、１６１は電源である。
【００３４】
この場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量を、以下の条件で実験を行うことによって測定した。
【００３５】
すなわち、プリンタ（（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、印刷速度を３０〔ｐｐｍ〕として印刷を行い、印刷が停止されたときに、図３に示されるように、１〔ｃｍ2 〕の面を持つプローブ１６０を現像ローラ１６に近接させ、プローブ１６０に電源１６１によって３００〔Ｖ〕の直流の電圧を印加し、現像ローラ１６０の表面のトナーを採取した。そして、トナーを採取する前及び後のプローブ１６０の重量を測定し、各重量の差から、トナーの付着量を測定した。
【００３６】
また、印刷デューティは、Ａ４判のサイズの用紙Ｐに対する印刷密度であり、本実施の形態における低デューティは、３０〔％〕以下の印刷密度である。
【００３７】
図４から分かるように、低印刷デューティで連続的に印刷を行うと、現像ローラ１６上のトナーの付着量は、所定の時間（例えば、３０〔分〕）当たりの印刷枚数が多いほど多くなる。これは、低印刷デューティの印刷においては、前記現像ローラ１６に供給された後、感光体ドラム１１に付着させられるトナーの量が少なくなり、現像ローラ１６上において前記現像ブレード１７との摩擦が繰り返され、トナーの帯電量が多くなるからである。
【００３８】
図５は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【００３９】
まず、印刷制御部５５の印刷動作処理部６１（印刷動作処理手段）は、印刷動作処理を行い、タイミングｔ１で印刷を開始し、所定の印刷ジョブの印刷動作を行い、少なくとも１枚の印刷を行う。続いて、タイミングｔ２で印刷ジョブの印刷動作が終了すると、印刷制御部５５のリセット動作処理部６２（リセット動作処理手段）は、リセット動作処理を行い、モードを、印刷動作が行われる印刷モードからリセットモードに移行させる。該リセットモードにおいては、所定の時間Ｔ１にわたり、印刷動作が行われず、現像ローラ１６上のトナーが新しいトナーと入れ替えられ、現像ローラ１６上のトナーの付着量が適正な値にされる。そして、前記印刷動作処理部６１は、タイミングｔ３でモードを、リセットモードから印刷モードに移行させ、再び印刷動作を行う。
【００４０】
前記リセットモードにおいては、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８のそれぞれに印加される電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜のバイアス差Ｖｂ′が印刷モード時より小さくされる。その結果、現像ローラ１６上に付着していたトナーが剥がれやすくなる等の現象が生じ、現像ローラ１６上のトナーの付着量を減少させることができる。
【００４１】
また、前記印刷モードにおいては、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８のそれぞれに印加される電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜によって印刷動作を行うために必要なバイアス差Ｖｂが形成される。
【００４２】
なお、リセットモードが継続される時間Ｔ１が長いほど、現像ローラ１６上のトナーを十分に入れ替えることができるので、トナーの付着量を十分に少なくすることができるが、時間Ｔ１が長すぎると、印刷パフォーマンスが低下してしまう。そこで、本実施の形態において、時間Ｔ１は、現像ローラ１６が少なくとも１周分回転する時間にされる。
【００４３】
ここで、時間Ｔ１を現像ローラ１６が１周分回転する時間とした理由は、本来、現像ローラ１６上のトナーの付着量が所定量、すなわち、現像ローラ１６が１周分回転することによって減少する（消費される）量だけトナーを少なくするためである。また、時間Ｔ１は、現像ローラ１６の表面の全体に対して一様に効果を得ることができる最短の時間でもある。本実施の形態においては、現像ローラ１６に付着しているトナーを、前記所定の量として２０〔％〕以上少なくすることによって、用紙Ｐ上における画像が形成されない部分にトナーが付着するのを防止することができるのを確認している。なお、前記所定の量については、プリンタごとに異なるので、適宜決定されるのが好ましい。
【００４４】
次に、前記リセットモード時における現像ローラ１６上のトナーの付着量について説明する。
【００４５】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるリセットモード時のバイアス差と現像ローラ上のトナーの付着量との関係を示す図である。なお、図において、横軸にバイアス差Ｖｂ′を、縦軸にトナーの付着量を採ってある。
【００４６】
この場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量を、以下の条件で実験を行うことによって測定した。
【００４７】
すなわち、プリンタ（（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、Ａ４判のサイズの９００枚の用紙Ｐに対して連続して印刷を行った。また、印刷画像として低デューティのパターンを使用した。
【００４８】
続いて、印刷が停止されたときに、前述されたように（図３）、１〔ｃｍ2 〕の面を持つプローブ１６０を現像ローラ１６に近接させ、プローブ１６０に電源１６１によって３００〔Ｖ〕の直流の電圧を印加し、現像ローラ１６０の表面のトナーを採取した。そして、トナーを採取する前及び後のプローブ１６０の重量を測定し、各重量の差から、トナーの付着量を測定した。そして、トナーの付着量の測定をバイアス差Ｖｂ′を変化させながら繰り返した。
【００４９】
図に示されるように、バイアス差Ｖｂ′と現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化とはほぼ比例関係にあり、バイアス差Ｖｂ′を小さくすると、前記現像ローラ１６上のトナーの付着量を少なくすることができる。
【００５０】
ところで、前記リセットモードにおいては、現像ローラ１６上のトナーの付着量を十分に少なくするために、前記バイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２以下にするとよい。例えば、感光体ドラム１１（図１）の寿命、プリンタの置かれた環境条件等によって異なるが、バイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２の値にすると、現像ローラ１６上のトナーの付着量を約２０〜４０〔％〕少なくすることができた。
【００５１】
次に、リセットモード時のバイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの０．５倍、すなわち、１／２とする理由及びその実証について説明する。
【００５２】
図に示されるように、現像ローラ１６とトナー供給ローラ１８とのバイアス差Ｖｂ′によって現像ローラ１６上のトナーの付着量が変化することが分かる。
【００５３】
実験の結果によると、前述されたように、バイアス差Ｖｂ′と現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化とは、ほぼ比例関係にある。例えば、印刷モード時のバイアス差Ｖｂが約９０〔Ｖ〕である場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量は約０．９〔ｍｇ／ｃｍ2 〕である。そして、リセットモード時の現像ローラ１６上のトナーの付着量を印刷モード時の付着量に対して約２０〔％〕減少させ、約０．７〔ｍｇ／ｃｍ2 〕にすると、この場合のバイアス差Ｖｂ′は約４５〔Ｖ〕になる。
【００５４】
なお、バイアス差Ｖｂ′を小さくするほどトナー供給ローラ１８から現像ローラ１６へのトナーの移動が少なくなる。例えば、現像ローラ１６に−１５０〔Ｖ〕の電圧を、トナー供給ローラ１８に−２００〔Ｖ〕の電圧を印加した場合、現像ローラ１６とトナー供給ローラ１８との間には５０〔Ｖ〕の電位差が生じる。ここで、負の極性に帯電させられたトナーは、この５０〔Ｖ〕の電位差によって、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６に付着する。一方、トナー供給ローラ１８に印加される電圧を−１８０〔Ｖ〕にすると、現像ローラ１６に印加される電圧との電位差は３０〔Ｖ〕になるので、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６に付着するトナーの量は少なくなる。
【００５５】
さらに、前述されたように、バイアス差Ｖｂ′を小さくすると、現像ローラ１６上に付着していたトナーが剥がれやすくなる。
【００５６】
したがって、図の実験結果及び上述のバイアス差Ｖｂ′の大きさによる現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化に基づいて、リセットモード時に、印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２の値以下のバイアス差Ｖｂ′を形成することによって、リセットモード時の現像ローラ１６上のトナーの付着量を印刷モード時より２０〔％〕以上少なくすることができる。
【００５７】
つまり、前記リセット動作処理部６２による指示に基づいて、電圧制御部７０は、印刷モード時に、現像ローラ用電源５２によって電圧Ｖ１を現像ローラ１６に印加し、トナー供給ローラ用電源５３によって電圧Ｖ２をトナー供給ローラ１８に印加し、電圧Ｖ１、Ｖ２の差電圧をバイアス差Ｖｂとして形成するのに対して、前記リセットモード時に、バイアス差Ｖｂ′を、前記バイアス差Ｖｂより小さい値、本実施の形態においては、
０≦Ｖｂ′≦Ｖｂ×０．５
の範囲の値にする。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、印刷ジョブが終了したときに、モードが、印刷モードからリセットモードに移行させられ、バイアス差Ｖｂ′が小さくされるので、現像ローラ１６上のトナーの付着量を少なくすることができる。したがって、トナーが用紙Ｐにおける画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、印刷ジョブが終了するたびに、モードがリセットモードに移行させられるようになっているが、図示されないドラムカウンタのカウント値等に基づいて印刷枚数を計数し、印刷枚数があらかじめ設定された値になったときに、モードをリセットモードに移行させることもできる。
【００６０】
また、前記リセット動作処理部６２は、前記環境変量検出部６４によって検出された温度、湿度等に基づいて、リセットモードへの移行の頻度を変更することができる。
【００６１】
ここで、具体例として、プリンタとして、（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓを使用したときのリセットモードへの移行の頻度について説明する。
【００６２】
例えば、湿度が高くなると、トナーの帯電量が低くなるので、リセットモードへの移行の頻度を低くすることができる。この場合、湿度が５０〔％〕より高くなると、トナーの帯電量は３０〔％〕低くなるので、リセットモードへの移行の頻度を通常時より３０〔％〕低く設定することができる。
【００６３】
次に、印刷動作が終了する前にモードをリセットモードに移行させるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけるプリンタの構造については、前記第１の実施の形態におけるプリンタの構造と同様であるので、図１及び２を援用して説明する。また、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６４】
図７は本発明の第２の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【００６５】
まず、前記印刷制御部５５の印刷動作処理手段は、タイミングｔ１１で印刷を開始し、所定の印刷ジョブの印刷動作を行い、少なくとも１枚の印刷を行う。続いて、印刷ジョブの印刷動作が終了すると、前記リセット動作処理手段は、タイミングｔ１２、ｔ１３、ｔ１４及びｔ１５で、順次画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおけるモードを印刷モードからリセットモードに移行させる。該リセットモードにおいては、印刷動作が行われず、現像剤担持体としての現像ローラ１６上の現像剤としてのトナーが新しいトナーと入れ替えられ、前記現像ローラ１６上のトナーの付着量が適正な値にされる。そして、前記印刷動作処理手段は、タイミングｔ１６で印刷動作を停止させる。このとき、電圧制御部７０は、帯電装置電圧印加部としての帯電ローラ用電源５１、現像剤担持体電圧印加部としての現像ローラ用電源５２、及び現像剤供給部材電圧印加部としてのトナー供給ローラ用電源５３による電圧の発生を停止させる。
【００６６】
本実施の形態においては、印刷ジョブの最後の媒体としての用紙Ｐが画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃを通過するのに伴って順次リセットモードに移行するので、迅速に現像ローラ１６上のトナーを新しいトナーと入れ替えることができる。
【００６７】
前記各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【００６８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００６９】
１６ 現像ローラ
１８ トナー供給ローラ
５２ 現像ローラ用電源
５３ トナー供給ローラ用電源
６２ リセット動作処理部
Ｔ１ 時間
Ｖ１、Ｖ２ 電圧
Ｖｂ′ バイアス差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニットを備え、該画像形成ユニットにおいて、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって一様に帯電させられ、ＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像に、現像剤担持体としての現像ローラ上で薄層化された現像剤としてのトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像は、転写ローラによって媒体としての用紙に転写され、定着器において定着させられ、画像が形成される。
【０００３】
ところで、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体内のトナーはトナー供給ローラによって前記現像ローラに供給されるようなっている。そのために、前記トナー供給ローラに供給バイアス電圧が印加され、現像ローラとトナー供給ローラとの間に電位差が形成される。そして、用紙上に形成された画像の濃度、すなわち、画像濃度を調整するために供給バイアス電圧が変更される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像濃度を調整する場合以外には、供給バイアス電圧を変更することができないので、プリンタが置かれた環境、印刷デューティ等の条件、すなわち、画像形成条件が変化して、現像ローラ上へのトナーの供給量が増加することがあり、その場合、トナーが用紙上の画像が形成されない部分に付着して、画像品位を低下させてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、画像形成条件が変化したときに現像剤担持体上の現像剤が媒体上の画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明の画像形成装置においては、所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成装置においては、所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有する。
【０００９】
この場合、所定の時間にわたりリセットモードが設定され、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差が、印刷モード時のバイアス差より小さくされるので、現像剤担持体上の現像剤の付着量が増加するのを防止することができる。したがって、現像剤が媒体上の画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ローラ上のトナーの付着量を測定する測定装置の概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における低印刷デューティ時の現像ローラ上のトナーの付着量を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるリセットモード時のバイアス差と現像ローラ上のトナーの付着量との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図、図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【００１３】
図において、１０はプリンタの本体、すなわち、装置本体であり、該装置本体１０内には、媒体としての用紙Ｐを搬送するための搬送路２５が配設され、該搬送路２５に搬送ローラ２６〜２９が配設される。また、前記搬送路２５に沿って、各色の現像剤像としてのトナー像を形成するためにブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットＢｋ（Ｂｌａｃｋ）、Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）、Ｃ（Ｃｙａｎ）が配設され、該各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに像担持体としての感光体ドラム１１が配設される。そして、前記画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃより下方には、用紙Ｐを搬送するとともに、前記各トナー像を用紙Ｐに転写するための転写ユニット３４が配設され、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間を前記用紙Ｐが搬送される。なお、前記転写ユニット３４によってベルト駆動ユニットが構成される。
【００１４】
また、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおける各感光体ドラム１１と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が配設される。そして、前記転写ユニット３４の下流側には、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させるための定着装置としての定着器３５が配設される。
【００１５】
各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいては、前記感光体ドラム１１が、図示されない駆動部としてのドラムモータによって所定の回転速度で回転させられると、前記感光体ドラム１１に一定の圧力で接触させられた帯電装置としての帯電ローラ１２が、感光体ドラム１１の回転に伴って、感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、前記感光体ドラム１１の表面に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。なお、本実施の形態において、前記感光体ドラム１１は、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層して形成された有機系感光体であり、前記帯電ローラ１２は金属シャフト及び半導電性ゴム層から成る。
【００１６】
そして、前記ＬＥＤヘッド２３が感光体ドラム１１の表面を露光すると、感光体ドラム１１の表面に潜像としての図示されない静電潜像が形成される。
【００１７】
また、４５は、前記感光体ドラム１１に隣接させて配設され、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器であり、該現像器４５は、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナーを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ１６、該現像ローラ１６上のトナーの厚さを規制し、現像剤層としてのトナー層を形成する現像剤層形成部材としての、かつ、現像剤規制部材としての現像ブレード１７、前記現像ローラ１６にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８等を備える。前記現像ローラ１６は、感光体ドラム１１に一定の圧力で接触させられ、前記感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、前記トナー供給ローラ１８は、現像ローラ１６に一定の圧力で接触させられ、該現像ローラ１６と同じ方向に回転させられる。
【００１８】
前記現像ローラ１６は金属シャフト及び半導電性ウレタンゴム材等から成り、前記現像ブレード１７は、例えば、厚さが０．０８〔ｍｍ〕であり、長手方向の長さが現像ローラ１６の弾性体の幅とほぼ一致する薄板によって形成され、長手方向の一端は図示されないフレームに固定され、他端は先端からわずかに内側の面が現像ローラ１６に当接するように配設される。
【００１９】
そして、１９は前記感光体ドラム１１と接触させて配設され、弾性体から成るクリーニング装置としてのクリーニングブレードであり、該クリーニングブレード１９は感光体ドラム１１に残留したトナーを掻き取る。
【００２０】
前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器４５等は、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの本体、すなわち、画像形成ユニット本体を構成する筐体２０内に収容され、該筐体２０の上方には、トナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１５が筐体２０に対して着脱自在に配設される。
【００２１】
前記転写ユニット３４は、走行自在に配設された転写ベルト２１、及び各感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設された転写部材としての転写ローラ２２を備える。前記転写ベルト２１及び転写ローラ２２は、図示されない電源によって所定の電圧が印加され、感光体ドラム１１上の各トナー像を用紙Ｐに転写する。
【００２２】
また、３８はロワフレーム、４０は、該ロワフレーム３８に対して揺動自在に配設され、排出された用紙Ｐを積載するためのスタッカ３１を備えたアッパフレームである。そして、前記転写ユニット３４より下方において、前記搬送路２５の端部に、用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセット３０が配設され、該用紙カセット３０に、用紙Ｐを繰り出すための繰出部３２が配設される。
【００２３】
さらに、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにはそれぞれ電源部５０が接続され、各電源部５０は、トナーと同じ極性のバイアスを発生させ、帯電ローラ１２に印加する帯電装置電圧印加部としての帯電ローラ用電源５１、トナーと同じ極性のバイアス又は逆の極性のバイアスのいずれかを発生させ、現像ローラ１６に印加する現像剤担持体電圧印加部としての現像ローラ用電源５２、及びトナーと同じ極性のバイアスを発生させ、トナー供給ローラ１８に印加する現像剤供給部材電圧印加部としてのトナー供給ローラ用電源５３を備える。なお、トナーは任意の極性に帯電させることができるが、本実施の形態において、トナーは負の極性に帯電させられる。
【００２４】
また、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて各画像を形成するために、印刷制御部５５が配設される。該印刷制御部５５は、印刷モードを設定するための印刷動作処理部６１、リセットモードを設定するためのリセット動作処理部６２、印刷動作処理部６１及びリセット動作処理部６２によって設定されたモードに従って印刷速度を制御する速度制御部６０、並びに印刷動作処理部６１及びリセット動作処理部６２によって設定されたモードに従って、前記各電源部５０における帯電ローラ用電源５１、現像ローラ用電源５２及びトナー供給ローラ用電源５３の各出力（電圧）を制御する電圧制御部７０を備える。なお、プリンタが置かれた環境の変量、例えば、温度、湿度等を検出するために、環境情報を提供する環境変量検出部６４として温度センサ、湿度センサ等をプリンタ内の所定の位置に配設することができる。
【００２５】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００２６】
まず、前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ用電源５１に接続された帯電ローラ１２によって、トナーと同じ極性の任意の極性及び電位に帯電させられる。そして、前記印刷制御部５５の図示されない書込制御部によって生成された画像データが、ＬＥＤヘッド２３に送られると、該ＬＥＤヘッド２３の発光素子としての図示されないＬＥＤ素子が選択的に発光させられ、前記感光体ドラム１１の表面に、印刷パターンに応じた静電潜像が形成される。
【００２７】
また、前記トナー供給ローラ用電源５３に接続されたトナー供給ローラ１８は、現像ローラ用電源５２に接続された現像ローラ１６と当接させられ、回転に伴ってトナーを前記現像ローラ１６に供給し、該現像ローラ１６上のトナーは、現像ローラ１６に当接させられた現像ブレード１７との摩擦等によって帯電させられる。なお、現像ローラ１６上のトナー層の厚さは、現像ローラ１６に対する現像ブレード１７の押圧力等によって決定される。
【００２８】
前記現像ローラ１６は、感光体ドラム１１に当接させられ、電圧制御部７０によって制御された電圧が現像ローラ用電源５２により印加されると、トナーを静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。
【００２９】
一方、繰出部３２によって１枚ずつ繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ２６、２７によって搬送され、静電気によって転写ベルト２１に付着させられ、該転写ベルト２１の走行に伴って、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間を搬送され、その間に、各色のトナー像が、感光体ドラム１１と転写ローラ２２との間に形成される電界によって用紙Ｐに重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。用紙Ｐ上のカラーのトナー像は定着器３５において定着させられ、カラーの画像が形成される。続いて、用紙Ｐは、搬送ローラ２８、２９によって更に搬送され、装置本体外に排出され、スタッカ３１に積載される。なお、転写後に前記感光体ドラム１１上に残留したトナーはクリーニングブレード１９によって掻き取られる。
【００３０】
ところで、現像ローラ用電源５２によって発生させられる電圧をＶ１とし、トナー供給ローラ用電源５３によって発生させられる電圧をＶ２としたとき、電圧Ｖ１、Ｖ２は同じ極性であり、絶対値で表した電圧Ｖ１、Ｖ２を｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜とすると、
｜Ｖ１｜≦｜Ｖ２｜
の関係に置かれる。なお、電圧Ｖ１、Ｖ２の値は、プリンタが置かれた環境、印刷デューティ等の画像形成条件、及び画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの使用状況等によって変更される。
【００３１】
ここで、前記電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜のバイアス差をＶｂ
Ｖｂ＝｜Ｖ２｜−｜Ｖ１｜
とする。バイアス差Ｖｂが最適な値に設定されていても、前記画像形成条件によってトナーの帯電特性、トナーの流動性等が変化したときに、現像ローラ１６上のトナーの付着量が多くなることがあり、その場合、用紙Ｐ上における画像が形成されない部分にトナーが付着して、画像品位を低下させてしまうことがある。
【００３２】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラ上のトナーの付着量を測定する測定装置の概念図、図４は本発明の第１の実施の形態における低印刷デューティ時の現像ローラ上のトナーの付着量を示す図である。なお、図４において、横軸に所定時間当たりの印刷枚数を、縦軸にトナーの付着量を採ってある。
【００３３】
図３において、１６は現像ローラ、１６０はプローブ、１６１は電源である。
【００３４】
この場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量を、以下の条件で実験を行うことによって測定した。
【００３５】
すなわち、プリンタ（（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、印刷速度を３０〔ｐｐｍ〕として印刷を行い、印刷が停止されたときに、図３に示されるように、１〔ｃｍ2 〕の面を持つプローブ１６０を現像ローラ１６に近接させ、プローブ１６０に電源１６１によって３００〔Ｖ〕の直流の電圧を印加し、現像ローラ１６０の表面のトナーを採取した。そして、トナーを採取する前及び後のプローブ１６０の重量を測定し、各重量の差から、トナーの付着量を測定した。
【００３６】
また、印刷デューティは、Ａ４判のサイズの用紙Ｐに対する印刷密度であり、本実施の形態における低デューティは、３０〔％〕以下の印刷密度である。
【００３７】
図４から分かるように、低印刷デューティで連続的に印刷を行うと、現像ローラ１６上のトナーの付着量は、所定の時間（例えば、３０〔分〕）当たりの印刷枚数が多いほど多くなる。これは、低印刷デューティの印刷においては、前記現像ローラ１６に供給された後、感光体ドラム１１に付着させられるトナーの量が少なくなり、現像ローラ１６上において前記現像ブレード１７との摩擦が繰り返され、トナーの帯電量が多くなるからである。
【００３８】
図５は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【００３９】
まず、印刷制御部５５の印刷動作処理部６１（印刷動作処理手段）は、印刷動作処理を行い、タイミングｔ１で印刷を開始し、所定の印刷ジョブの印刷動作を行い、少なくとも１枚の印刷を行う。続いて、タイミングｔ２で印刷ジョブの印刷動作が終了すると、印刷制御部５５のリセット動作処理部６２（リセット動作処理手段）は、リセット動作処理を行い、モードを、印刷動作が行われる印刷モードからリセットモードに移行させる。該リセットモードにおいては、所定の時間Ｔ１にわたり、印刷動作が行われず、現像ローラ１６上のトナーが新しいトナーと入れ替えられ、現像ローラ１６上のトナーの付着量が適正な値にされる。そして、前記印刷動作処理部６１は、タイミングｔ３でモードを、リセットモードから印刷モードに移行させ、再び印刷動作を行う。
【００４０】
前記リセットモードにおいては、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８のそれぞれに印加される電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜のバイアス差Ｖｂ′が印刷モード時より小さくされる。その結果、現像ローラ１６上に付着していたトナーが剥がれやすくなる等の現象が生じ、現像ローラ１６上のトナーの付着量を減少させることができる。
【００４１】
また、前記印刷モードにおいては、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８のそれぞれに印加される電圧｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜によって印刷動作を行うために必要なバイアス差Ｖｂが形成される。
【００４２】
なお、リセットモードが継続される時間Ｔ１が長いほど、現像ローラ１６上のトナーを十分に入れ替えることができるので、トナーの付着量を十分に少なくすることができるが、時間Ｔ１が長すぎると、印刷パフォーマンスが低下してしまう。そこで、本実施の形態において、時間Ｔ１は、現像ローラ１６が少なくとも１周分回転する時間にされる。
【００４３】
ここで、時間Ｔ１を現像ローラ１６が１周分回転する時間とした理由は、本来、現像ローラ１６上のトナーの付着量が所定量、すなわち、現像ローラ１６が１周分回転することによって減少する（消費される）量だけトナーを少なくするためである。また、時間Ｔ１は、現像ローラ１６の表面の全体に対して一様に効果を得ることができる最短の時間でもある。本実施の形態においては、現像ローラ１６に付着しているトナーを、前記所定の量として２０〔％〕以上少なくすることによって、用紙Ｐ上における画像が形成されない部分にトナーが付着するのを防止することができるのを確認している。なお、前記所定の量については、プリンタごとに異なるので、適宜決定されるのが好ましい。
【００４４】
次に、前記リセットモード時における現像ローラ１６上のトナーの付着量について説明する。
【００４５】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるリセットモード時のバイアス差と現像ローラ上のトナーの付着量との関係を示す図である。なお、図において、横軸にバイアス差Ｖｂ′を、縦軸にトナーの付着量を採ってある。
【００４６】
この場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量を、以下の条件で実験を行うことによって測定した。
【００４７】
すなわち、プリンタ（（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、Ａ４判のサイズの９００枚の用紙Ｐに対して連続して印刷を行った。また、印刷画像として低デューティのパターンを使用した。
【００４８】
続いて、印刷が停止されたときに、前述されたように（図３）、１〔ｃｍ2 〕の面を持つプローブ１６０を現像ローラ１６に近接させ、プローブ１６０に電源１６１によって３００〔Ｖ〕の直流の電圧を印加し、現像ローラ１６０の表面のトナーを採取した。そして、トナーを採取する前及び後のプローブ１６０の重量を測定し、各重量の差から、トナーの付着量を測定した。そして、トナーの付着量の測定をバイアス差Ｖｂ′を変化させながら繰り返した。
【００４９】
図に示されるように、バイアス差Ｖｂ′と現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化とはほぼ比例関係にあり、バイアス差Ｖｂ′を小さくすると、前記現像ローラ１６上のトナーの付着量を少なくすることができる。
【００５０】
ところで、前記リセットモードにおいては、現像ローラ１６上のトナーの付着量を十分に少なくするために、前記バイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２以下にするとよい。例えば、感光体ドラム１１（図１）の寿命、プリンタの置かれた環境条件等によって異なるが、バイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２の値にすると、現像ローラ１６上のトナーの付着量を約２０〜４０〔％〕少なくすることができた。
【００５１】
次に、リセットモード時のバイアス差Ｖｂ′を印刷モード時のバイアス差Ｖｂの０．５倍、すなわち、１／２とする理由及びその実証について説明する。
【００５２】
図に示されるように、現像ローラ１６とトナー供給ローラ１８とのバイアス差Ｖｂ′によって現像ローラ１６上のトナーの付着量が変化することが分かる。
【００５３】
実験の結果によると、前述されたように、バイアス差Ｖｂ′と現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化とは、ほぼ比例関係にある。例えば、印刷モード時のバイアス差Ｖｂが約９０〔Ｖ〕である場合、現像ローラ１６上のトナーの付着量は約０．９〔ｍｇ／ｃｍ2 〕である。そして、リセットモード時の現像ローラ１６上のトナーの付着量を印刷モード時の付着量に対して約２０〔％〕減少させ、約０．７〔ｍｇ／ｃｍ2 〕にすると、この場合のバイアス差Ｖｂ′は約４５〔Ｖ〕になる。
【００５４】
なお、バイアス差Ｖｂ′を小さくするほどトナー供給ローラ１８から現像ローラ１６へのトナーの移動が少なくなる。例えば、現像ローラ１６に−１５０〔Ｖ〕の電圧を、トナー供給ローラ１８に−２００〔Ｖ〕の電圧を印加した場合、現像ローラ１６とトナー供給ローラ１８との間には５０〔Ｖ〕の電位差が生じる。ここで、負の極性に帯電させられたトナーは、この５０〔Ｖ〕の電位差によって、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６に付着する。一方、トナー供給ローラ１８に印加される電圧を−１８０〔Ｖ〕にすると、現像ローラ１６に印加される電圧との電位差は３０〔Ｖ〕になるので、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６に付着するトナーの量は少なくなる。
【００５５】
さらに、前述されたように、バイアス差Ｖｂ′を小さくすると、現像ローラ１６上に付着していたトナーが剥がれやすくなる。
【００５６】
したがって、図の実験結果及び上述のバイアス差Ｖｂ′の大きさによる現像ローラ１６上のトナーの付着量の変化に基づいて、リセットモード時に、印刷モード時のバイアス差Ｖｂの１／２の値以下のバイアス差Ｖｂ′を形成することによって、リセットモード時の現像ローラ１６上のトナーの付着量を印刷モード時より２０〔％〕以上少なくすることができる。
【００５７】
つまり、前記リセット動作処理部６２による指示に基づいて、電圧制御部７０は、印刷モード時に、現像ローラ用電源５２によって電圧Ｖ１を現像ローラ１６に印加し、トナー供給ローラ用電源５３によって電圧Ｖ２をトナー供給ローラ１８に印加し、電圧Ｖ１、Ｖ２の差電圧をバイアス差Ｖｂとして形成するのに対して、前記リセットモード時に、バイアス差Ｖｂ′を、前記バイアス差Ｖｂより小さい値、本実施の形態においては、
０≦Ｖｂ′≦Ｖｂ×０．５
の範囲の値にする。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、印刷ジョブが終了したときに、モードが、印刷モードからリセットモードに移行させられ、バイアス差Ｖｂ′が小さくされるので、現像ローラ１６上のトナーの付着量を少なくすることができる。したがって、トナーが用紙Ｐにおける画像が形成されない部分に付着することがなく、画像品位を向上させることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、印刷ジョブが終了するたびに、モードがリセットモードに移行させられるようになっているが、図示されないドラムカウンタのカウント値等に基づいて印刷枚数を計数し、印刷枚数があらかじめ設定された値になったときに、モードをリセットモードに移行させることもできる。
【００６０】
また、前記リセット動作処理部６２は、前記環境変量検出部６４によって検出された温度、湿度等に基づいて、リセットモードへの移行の頻度を変更することができる。
【００６１】
ここで、具体例として、プリンタとして、（株）沖データ製 Ｃ９５００ Ｓｅｒｉｅｓを使用したときのリセットモードへの移行の頻度について説明する。
【００６２】
例えば、湿度が高くなると、トナーの帯電量が低くなるので、リセットモードへの移行の頻度を低くすることができる。この場合、湿度が５０〔％〕より高くなると、トナーの帯電量は３０〔％〕低くなるので、リセットモードへの移行の頻度を通常時より３０〔％〕低く設定することができる。
【００６３】
次に、印刷動作が終了する前にモードをリセットモードに移行させるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけるプリンタの構造については、前記第１の実施の形態におけるプリンタの構造と同様であるので、図１及び２を援用して説明する。また、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６４】
図７は本発明の第２の実施の形態における印刷制御部の動作を示すタイムチャートである。
【００６５】
まず、前記印刷制御部５５の印刷動作処理手段は、タイミングｔ１１で印刷を開始し、所定の印刷ジョブの印刷動作を行い、少なくとも１枚の印刷を行う。続いて、印刷ジョブの印刷動作が終了すると、前記リセット動作処理手段は、タイミングｔ１２、ｔ１３、ｔ１４及びｔ１５で、順次画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおけるモードを印刷モードからリセットモードに移行させる。該リセットモードにおいては、印刷動作が行われず、現像剤担持体としての現像ローラ１６上の現像剤としてのトナーが新しいトナーと入れ替えられ、前記現像ローラ１６上のトナーの付着量が適正な値にされる。そして、前記印刷動作処理手段は、タイミングｔ１６で印刷動作を停止させる。このとき、電圧制御部７０は、帯電装置電圧印加部としての帯電ローラ用電源５１、現像剤担持体電圧印加部としての現像ローラ用電源５２、及び現像剤供給部材電圧印加部としてのトナー供給ローラ用電源５３による電圧の発生を停止させる。
【００６６】
本実施の形態においては、印刷ジョブの最後の媒体としての用紙Ｐが画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃを通過するのに伴って順次リセットモードに移行するので、迅速に現像ローラ１６上のトナーを新しいトナーと入れ替えることができる。
【００６７】
前記各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【００６８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００６９】
１６ 現像ローラ
１８ トナー供給ローラ
５２ 現像ローラ用電源
５３ トナー供給ローラ用電源
６２ リセット動作処理部
Ｔ１ 時間
Ｖ１、Ｖ２ 電圧
Ｖｂ′ バイアス差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
（ｃ）前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、
（ｄ）前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、
（ｅ）所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印刷モード時のバイアス差をＶｂとし、前記リセットモード時のバイアス差をＶｂ′としたとき、バイアス差Ｖｂ′は、
０≦Ｖｂ′≦Ｖｂ×０．５
の範囲にされる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記リセットモードへの移行は、印刷枚数があらかじめ設定された値になったときに行われる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記リセットモードへの移行は、印刷ジョブが終了したときに行われる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記リセットモードが継続される時間は、現像剤担持体が少なくとも１周分回転する時間にされる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
（ａ）前記画像形成装置が置かれた環境の変量を検出する環境変量検出部を有するとともに、
（ｂ）前記リセット動作処理部は、前記環境の変量に基づいて、リセットモードへの移行の頻度を変更する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
（ａ）媒体の搬送方向に沿って配設された複数の画像形成ユニットを備えるとともに、
（ｂ）上流側から下流側にかけて、順次各画像形成ユニットにおけるリセットモードへの移行が開始される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体を更に有する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体は、前記像担持体の表面に形成された潜像に、所定の極性に帯電させられた前記現像剤を付着させて現像剤像を形成する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記環境変量検出部は、温度センサ及び／又は湿度センサである請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）所定の極性に帯電させられた現像剤を付着させて現像剤を担持する現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
（ｃ）前記現像剤担持体に電圧を印加する現像剤担持体電圧印加部と、
（ｄ）前記現像剤供給部材に電圧を印加する現像剤供給部材電圧印加部と、
（ｅ）所定の時間にわたりリセットモードを設定し、該リセットモード時に、前記現像剤供給部材電圧印加部によって印加される電圧と、前記現像剤担持体電圧印加部によって印加される電圧とのバイアス差を、印刷モード時のバイアス差より小さくするリセット動作処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印刷モード時のバイアス差をＶｂとし、前記リセットモード時のバイアス差をＶｂ′としたとき、バイアス差Ｖｂ′は、
０≦Ｖｂ′≦Ｖｂ×０．５
の範囲にされる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記リセットモードへの移行は、印刷枚数があらかじめ設定された値になったときに行われる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記リセットモードへの移行は、印刷ジョブが終了したときに行われる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記リセットモードが継続される時間は、現像剤担持体が少なくとも１周分回転する時間にされる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
（ａ）前記画像形成装置が置かれた環境の変量を検出する環境変量検出部を有するとともに、
（ｂ）前記リセット動作処理部は、前記環境の変量に基づいて、リセットモードへの移行の頻度を変更する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
（ａ）媒体の搬送方向に沿って配設された複数の画像形成ユニットを備えるとともに、
（ｂ）上流側から下流側にかけて、順次各画像形成ユニットにおけるリセットモードへの移行が開始される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体を更に有する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体は、前記像担持体の表面に形成された潜像に、所定の極性に帯電させられた前記現像剤を付着させて現像剤像を形成する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記環境変量検出部は、温度センサ及び／又は湿度センサである請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７９２６９（Ｐ２０１０−７９２６９Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１２２６（Ｐ２００９−１７１２２６）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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