画像形成装置
【課題】記録シートに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬送される用紙Ｓ（記録シート）に画像を形成する画像形成装置であって、静電潜像が形成される感光体と、現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置とを備える。制御装置は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1に維持し、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1よりも小さい第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【解決手段】搬送される用紙Ｓ（記録シート）に画像を形成する画像形成装置であって、静電潜像が形成される感光体と、現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置とを備える。制御装置は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1に維持し、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1よりも小さい第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、感光体（感光体ドラム）に形成された静電潜像に対し、所定の現像バイアスが印加された現像ローラから現像剤が供給される現像が行われることで、感光体に現像剤像が形成され、この現像剤像が、搬送される記録シート（用紙）に転写されて熱定着されることで、記録シートに画像を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、いわゆる黒ベタ印刷のように、ドット量が多い画像（現像ローラから感光体に供給される現像剤の量が多い画像）を記録シートに形成する場合に、記録シートの搬送方向先端から後端に向けて画像の濃度が次第に薄くなる濃度ムラが生じることがあった。これは、現像ローラから感光体に供給される現像剤の量に対して、現像ローラに供給される現像剤の量が次第に追いつかなくなることに起因する。
【０００５】
このような濃度ムラを抑制するため、従来、現像ローラに供給される現像剤の量を増やすことを目的として、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラに対し、現像バイアスよりも絶対値が大きいバイアスを印加する構成があった。しかしながら、このような構成では、現像ローラと供給ローラの間に電流が流れることになるので、この電流により現像剤の劣化（帯電性能の低下など）が進む可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、記録シートに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するための本発明は、搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、静電潜像が形成される感光体と、現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、前記現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、第１の値に維持し、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、前記第１の値よりも小さい第２の値から、前記第１の値または前記第１の値よりも大きい値に向けて増加させることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された画像形成装置によれば、記録シートにドット量が多い画像を形成する場合、記録シートの先端付近に対応する画像を現像するとき（現像の初期）には、現像バイアスの絶対値を小さくするので、現像ローラから感光体に移動する現像剤の量を抑えることができ、現像ローラ上に現像剤を温存することができる。その後、現像ローラへの現像剤の供給が次第に追いつかなくなる現像の終盤に向けて、現像バイアスの絶対値を大きくしていくので、現像ローラから感光体に移動する現像剤の量を増加させていくことができる。これにより、１枚の記録シートに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラから感光体に供給される現像剤の量を略均一に保つことができるので、記録シートの先端から後端に向けて濃度が次第に薄くなるような画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。
【０００９】
なお、本発明の画像形成装置によれば、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラなどに対して、現像バイアスよりも絶対値が大きいバイアスを印加しなくてもすむ。そのため、現像ローラに現像剤を供給する部材に対しては、例えば、現像バイアスと同極性で同電位以下（０を含む）のバイアスを印加すれば足りる。このような構成とすることで、現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する部材との間に流れる電流を抑制することができるので、現像剤の劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、小さい値から大きい値に向けて増加させるので、記録シートに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】現像バイアスの制御に関連する構成を示す図である。
【図３】現像バイアスの制御を示すタイムチャート（ａ），（ｂ）である。
【図４】制御装置による現像バイアスの制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る現像バイアスの制御を示すタイムチャートである。
【図６】変形例に係る現像バイアスの制御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】
【００１２】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の概略構成を簡単に説明した後に、本発明の特徴部分に係る現像バイアスの制御について詳細に説明する。
【００１３】
また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１４】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置８とを主に備えている。
【００１５】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３と、レジストローラ３４とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５に向けて供給され、レジストローラ３４を通って感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間に搬送される。
【００１６】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、帯電後の感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００１７】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。
【００１８】
ドラムユニット６は、感光体の一例としての感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、現像剤の一例としての正帯電性のトナーを収容するトナー収容部７４と、アジテータ７５とを主に備えている。
【００１９】
このプロセスカートリッジ５では、まず、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２によって現像バイアスよりも大きい正の電位に一様に帯電される。その後、感光体ドラム６１の表面が、露光装置４からの画像データに基づくレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に表面電位が現像バイアスよりも小さくなる部分（静電潜像）が形成される。
【００２０】
また、トナー収容部７４内のトナーは、アジテータ７５によって撹拌されながら供給ローラ７２に供給された後、供給ローラ７２と現像ローラ７１の回転に伴って、供給ローラ７２から現像ローラ７１に供給される。現像ローラ７１上に供給されたトナーは、現像ローラの回転に伴って、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。なお、以上の過程において、トナーは、現像ローラ７１と、供給ローラ７２や層厚規制ブレード７３などとの間で正に摩擦帯電される。
【００２１】
そして、現像ローラ７１上に担持されたトナーが、正の現像バイアスが印加された現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される現像が行われることで、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。
【００２２】
定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。プロセスカートリッジ５でトナー像が転写された用紙Ｓは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を搬送されることでトナー像が熱定着され、排紙ローラ２３によって排紙トレイ２２上に排出される。これによって、用紙Ｓに画像が形成されることとなる。
【００２３】
＜現像バイアスの制御＞
図２に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、現像バイアス印加回路９０と、制御装置１００とをさらに備えている。
【００２４】
現像バイアス印加回路９０は、現像ローラ７１に現像バイアスを印加する回路であり、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを調整可能に構成されている。このような現像バイアス印加回路９０としては、広く公知の構成を採用することができるので、本明細書においては詳細な説明を省略する。なお、本実施形態においては、供給ローラ７２には、バイアス（供給バイアス）は印加されていない。
【００２５】
制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して現像ローラ７１に印加する現像バイアスを制御する装置であり、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えて構成されている。この制御装置１００は、本発明に関連する機能部として、画像判定手段１１０と、現像バイアス制御手段１２０とを主に備えている。
【００２６】
画像判定手段１１０は、図示しないパーソナルコンピュータなど、レーザプリンタ１の外部の装置から入力された印刷ジョブに含まれる画像データに基づいて、用紙Ｓ（１枚の用紙Ｓ）に形成する画像のドット量が所定の基準以上であるか否かを判定する機能部である。
【００２７】
具体的に、画像判定手段１１０は、例えば、画像データに含まれるドット（画素）の数の情報に基づいて、各用紙Ｓに形成される画像のドットの数をカウントし、各用紙Ｓごとに、カウント値が予め設定された基準値（所定の基準）以上であるか否かを判定するように構成することができる。そして、画像判定手段１１０は、カウント値が基準値以上である場合は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上である（画像のドット量が多い）と判定し、カウント値が基準値未満である場合は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準未満である（画像のドット量が少ない）と判定する。
【００２８】
また、他の例として、画像判定手段１１０は、画像データに基づいて、各用紙Ｓの画像が形成される領域（レーザプリンタ１でトナー像を転写可能な最大領域）に占める、実際に形成される画像の面積率を算出し、各用紙Ｓごとに、面積率が予め設定された基準値（所定の基準）以上であるか否かを判定するように構成することもできる。そして、画像判定手段１１０は、画像の面積率が基準値以上である場合は、画像のドット量が多いと判定し、画像の面積率が基準値未満である場合は、画像のドット量が少ないと判定する。
【００２９】
さらに、別の例として、画像判定手段１１０は、入力される画像データの種類に基づいて、画像のドット量が多いか少ないかを判定するように構成してもよい。例えば、画像データが主に文字から構成されるいわゆる文書データであれば、画像のドット量が少ないと判定し、画像データが写真データあれば、画像のドット量が多いと判定するように構成してもよい。
【００３０】
なお、画像判定手段１１０は、入力された印刷ジョブが、２枚以上の用紙Ｓに画像を形成する画像データを含んでいる場合は、直前の用紙Ｓnに形成する画像の現像が終了するまでに、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が所定の基準以上である否かを判定する。
画像判定手段１１０での判定結果は、現像バイアス制御手段１２０に出力される。
【００３１】
現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が少ない場合は、図３（ｂ）の左側に示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの搬送方向（白抜きの矢印で示す方向）における先端から後端（図３の左端から右端）に対応させて、この用紙Ｓnに形成する画像の現像が終了するまで、第１の値Ｖb1に維持する。
【００３２】
一方、現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合は、図３（ａ）の左側に示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1よりも小さい第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1に向けて徐々に増加させる。より詳細に、現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、少なくとも当該用紙Ｓnに形成する画像の現像の開始(時刻ｔ１）から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後（時間t２以後）に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００３３】
なお、念のために説明しておくと、図２に示すように、感光体ドラム６１と現像ローラ７１が対面する現像位置ＤＰにおいて、上記したような現像バイアスが印加された現像ローラ７１により現像された感光体ドラム６１上のトナー像は、感光体ドラム６１の回転に伴って移動し、感光体ドラム６１と転写ローラ６３が対面する転写位置ＴＰにおいて、搬送される用紙Ｓに転写されることとなる。
【００３４】
したがって、現像バイアスを、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるとは、具体的には、用紙Ｓの先端に転写される画像の現像が行われる現像位置ＤＰにおいて現像バイアスとして第２の値Ｖb2を印加し、その後、同じ用紙Ｓの後端に転写される画像の現像が行われる現像位置ＤＰまで現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させることを意味している。
【００３５】
現像バイアス制御手段１２０は、入力された印刷ジョブが、２枚以上の用紙Ｓに画像を形成する画像データを含んでいる場合は、画像判定手段１１０での各用紙Ｓについての判定結果に基づいて、各用紙Ｓに形成する画像の現像ごとに現像ローラ７１に印加する現像バイアスを制御する。
【００３６】
例えば、図３（ａ），（ｂ）に実線で示すように、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が多い場合は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、第１の値Ｖb1から第２の値Ｖb2に変更し（時刻ｔ３）、その後は、図３（ａ）の用紙Ｓnの場合と同様に、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の開始から時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００３７】
また、図３（ａ），（ｂ）に鎖線で示すように、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が少ない場合は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後も、現像ローラ７１に現像バイアスとして第１の値Ｖb1を印加し続ける。この場合においては、感光体ドラム６１と現像ローラ７１の間に流れる電流によりトナーが劣化することを抑制するため、用紙Ｓnと用紙Ｓn+1の間（紙間）に相当する時間は、一旦、現像バイアスを第１の値Ｖb1よりも小さくするようにしてもよいし、現像バイアスを停止してもよい。
【００３８】
なお、本実施形態において、印刷ジョブが入力された後の現像バイアスの印加を開始するタイミング、および、すべての現像を終了した後の現像バイアスの印加を停止するタイミングは、特に問わない。例えば、用紙Ｓの先端がレジストローラ３４（図１参照）の上流側に設けられた図示しない用紙センサに到達したときに現像バイアスの印加を開始し、用紙Ｓの後端が前記した用紙センサを通過して所定時間（用紙Ｓが定着装置８を通過したものと推定できる時間）経過した後に現像バイアスの印加を停止するように構成することができる。
【００３９】
以上の現像バイアスの制御の流れについて、図４のフローチャートを参照しながら説明する（適宜図３（ｂ）も参照）。
図４に示すように、印刷ジョブ（画像データ）が入力されると、制御装置１００は、まず、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上であるか否か（画像のドット量が多いか否か）を判定する（Ｓ１０）。
【００４０】
用紙Ｓ（Ｓn）に形成する画像のドット量が少ない場合（Ｓ１０，Ｎｏ）、制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して、現像ローラ７１に第１の値Ｖb1の現像バイアスを印加する（Ｓ２０、図３（ｂ）の時刻ｔ３まで参照）。これにより、プロセスカートリッジ５では、用紙Ｓnに形成するドット量の少ない画像の現像が行われ、用紙Ｓnに現像された画像（トナー像）が転写される。
【００４１】
この過程において、制御装置１００は、入力された印刷ジョブに２枚目の用紙Ｓ（Ｓn+1）に形成する画像データが含まれている（次の用紙Ｓに形成する画像がある）か否かを判定し（Ｓ６０）、次の用紙Ｓに形成する画像がある場合（Ｓ６０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後、ステップＳ１０に進む。
【００４２】
ステップＳ１０において、用紙Ｓ（Ｓn+1）に形成する画像のドット量が多い場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して、現像ローラ７１に第２の値Ｖb2の現像バイアスを印加する（Ｓ３０、図３（ｂ）の時刻ｔ３参照）。
【００４３】
その後、制御装置１００は、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまで現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持する（Ｓ４０，Ｎｏ→Ｓ３０）。そして、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過したら（Ｓ４０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、現像バイアスを第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させる（Ｓ５０、図３（ｂ）の時刻ｔ４〜ｔ５参照）。
【００４４】
この一連の過程において、プロセスカートリッジ５では、用紙Ｓn+1に形成するドット量の多い画像の現像が行われ、用紙Ｓn+1に現像された画像が転写される。また、このとき、制御装置１００は、次（３枚目）の用紙Ｓに形成する画像があるか否かを判定する（Ｓ６０）。
【００４５】
次の用紙Ｓに形成する画像がある場合（Ｓ６０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の終了後、ステップＳ１０に進み、すべての用紙Ｓに形成する画像の現像が終了するまで、ステップＳ１０以降の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、次の用紙Ｓに形成する画像がない場合（Ｓ６０，Ｎｏ）、制御装置１００は、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の終了後、現像バイアスの印加を停止して（Ｓ７０）、処理を終了する。
【００４７】
以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
用紙Ｓにドット量が多い画像を形成する場合、用紙Ｓの先端付近に対応する画像を現像するとき（現像の初期）には、現像バイアスを第２の値Ｖb2とする（小さくする）ので、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を抑えることができ、現像ローラ７１上にトナーを温存することができる。その後、現像ローラ７１へのトナーの供給が次第に追いつかなくなる、現像の終盤に向けて、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる（大きくしていく）ので、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を増加させていくことができる。
【００４８】
これにより、１枚の用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に供給されるトナーの量を略均一に保つことができるので、このとき現像されたトナー像が転写された用紙Ｓ上の画像は、先端から後端に向けて濃度が次第に薄くなるような濃度ムラの発生が抑制されることとなる。
以上より、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、画像のドット量が多い場合、用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを小さい値（第２の値Ｖb2）に維持し、その後に現像バイアスを増加させるので、現像ローラ７１が１回転する間のトナーの供給量を均一に保つことができる。これにより、現像ローラ７１が１回転する間に現像されたトナー像（画像）の濃度ムラの発生を抑制でき、画像全体としての濃度ムラをより確実に抑制することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、供給ローラ７２にはバイアスが印加されていないので、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間には電流が流れることはない。これにより、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間でのトナーの劣化（帯電性能の低下など）を防止することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、前記した第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、その説明を省略することとする。
【００５２】
本実施形態においても、制御装置１００（図２参照）は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が少ない場合、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1に維持し、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて、第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成されている。
【００５３】
そして、本実施形態の制御装置１００は、図５に示すように、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、少なくとも当該用紙Ｓに形成する画像の現像の開始（時刻ｔ１）から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDと供給ローラ７２が１回転する時間ＴSの合計時間（ＴD＋ＴS）が経過するまでは、現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００５４】
ここで、ドット量の多い画像の現像が開始されてから現像ローラ７１が１回転する間、現像ローラ７１上のトナーは感光体ドラム６１に供給されて減ることになる。しかしながら、供給ローラ７２の表面に十分な量のトナーがある場合には、現像ローラ７１上のトナーが減った部分に、供給ローラ７２から十分な量のトナーが供給されることになるので、現像ローラ７１のトナーが減った面と供給ローラ７２が対面してから、供給ローラ７２が１回転する間は、現像ローラ７１へトナーの供給が追いつかなくなるという現象は生じにくい。
【００５５】
そこで、本実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、合計時間（ＴD＋ＴS）が経過するまでは、現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持することで、現像ローラ７１上に十分な量のトナーが担持され、さらに供給されるときは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を抑えつつ、現像ローラ７１上にトナーを温存するようにしている。
【００５６】
そして、合計時間（ＴD＋ＴS）が経過した後は、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させることで、現像ローラ７１へのトナーの供給が次第に追いつかなくなる、現像の終盤に向けて、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を増加させている。
【００５７】
これにより、１枚の用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に供給されるトナーの量を略均一に保つことができるので、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができるようになっている。さらに、現像バイアスの小さい時間が長くなることで、感光体ドラム６１と現像ローラ７１の間に流れる電流によりトナーが劣化することを抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、特に、１枚目の用紙Ｓに形成する画像を現像する前には、供給ローラ７２の表面に十分な量のトナーがあるので、１枚目の用紙Ｓに形成するドット量が多い画像を現像する場合に、本実施形態によって現像バイアスを制御し、２枚目以降の用紙Ｓに形成するドット量が多い画像を現像する場合には、前記した第１実施形態によって現像バイアスを制御するように構成してもよい。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００６０】
前記実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から、一定の時間（現像ローラ７１が１回転する時間ＴDなど）が経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを増加させるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に実線で示すように、現像の開始（第２の値Ｖb2の印加の開始）から、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成してもよい。
【００６１】
前記実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に鎖線で示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1よりも大きい値（例えば、第３の値Ｖb3）に向けて増加させるように構成してもよい。
【００６２】
前記実施形態では、図３などに示したように、現像バイアスを第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて直線的に増加させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明において、現像バイアスの増加の傾向は特に限定されるものではなく、画像形成装置の具体的な構成や現像剤の帯電特性などに応じて設定することが望ましい。例えば、現像バイアスを段階的に増加させてもよいし、放物線状に増加させてもよいし、１枚の用紙の形成する画像の現像の開始から終了までの途中で急に立ち上がるように増加させてもよい。
【００６３】
前記実施形態では、供給ローラ７２に供給バイアスが印加されていなかったが、本発明はこれに限定されず、例えば、供給ローラには、現像バイアスと同極性かつ同電位の供給バイアスが印加されていてもよい。これによっても、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間に電流が流れることによるトナーの劣化を防止することができる。
【００６４】
前記実施形態では、感光体として感光体ドラム６１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ベルトなどであってもよい。
【００６５】
前記実施形態では、画像形成装置として、モノクロの画像を形成するレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カラーの画像を形成するプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。なお、複写機能を備える画像形成装置では、原稿読取装置での読み取りによっても画像データが入力される。
【００６６】
前記実施形態では、正帯電性のトナー（現像剤）を使用して現像を行う画像形成装置を例示したが、本発明は、負帯電性の現像剤を使用して現像を行う画像形成装置にも適用することができる。この場合、現像バイアスとしての第１の値および第２の値は負の値となり、第２の値は、その絶対値が第１の値の絶対値よりも小さい値となる。
【００６７】
前記実施形態では、記録シートの一例として、いわゆる普通紙やはがきなどの用紙Ｓを示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ レーザプリンタ
６１ 感光体ドラム
７１ 現像ローラ
７２ 供給ローラ
１００ 制御装置
Ｓ 用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、感光体（感光体ドラム）に形成された静電潜像に対し、所定の現像バイアスが印加された現像ローラから現像剤が供給される現像が行われることで、感光体に現像剤像が形成され、この現像剤像が、搬送される記録シート（用紙）に転写されて熱定着されることで、記録シートに画像を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、いわゆる黒ベタ印刷のように、ドット量が多い画像（現像ローラから感光体に供給される現像剤の量が多い画像）を記録シートに形成する場合に、記録シートの搬送方向先端から後端に向けて画像の濃度が次第に薄くなる濃度ムラが生じることがあった。これは、現像ローラから感光体に供給される現像剤の量に対して、現像ローラに供給される現像剤の量が次第に追いつかなくなることに起因する。
【０００５】
このような濃度ムラを抑制するため、従来、現像ローラに供給される現像剤の量を増やすことを目的として、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラに対し、現像バイアスよりも絶対値が大きいバイアスを印加する構成があった。しかしながら、このような構成では、現像ローラと供給ローラの間に電流が流れることになるので、この電流により現像剤の劣化（帯電性能の低下など）が進む可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、記録シートに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するための本発明は、搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、静電潜像が形成される感光体と、現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、前記現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、第１の値に維持し、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、前記第１の値よりも小さい第２の値から、前記第１の値または前記第１の値よりも大きい値に向けて増加させることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された画像形成装置によれば、記録シートにドット量が多い画像を形成する場合、記録シートの先端付近に対応する画像を現像するとき（現像の初期）には、現像バイアスの絶対値を小さくするので、現像ローラから感光体に移動する現像剤の量を抑えることができ、現像ローラ上に現像剤を温存することができる。その後、現像ローラへの現像剤の供給が次第に追いつかなくなる現像の終盤に向けて、現像バイアスの絶対値を大きくしていくので、現像ローラから感光体に移動する現像剤の量を増加させていくことができる。これにより、１枚の記録シートに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラから感光体に供給される現像剤の量を略均一に保つことができるので、記録シートの先端から後端に向けて濃度が次第に薄くなるような画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。
【０００９】
なお、本発明の画像形成装置によれば、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラなどに対して、現像バイアスよりも絶対値が大きいバイアスを印加しなくてもすむ。そのため、現像ローラに現像剤を供給する部材に対しては、例えば、現像バイアスと同極性で同電位以下（０を含む）のバイアスを印加すれば足りる。このような構成とすることで、現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する部材との間に流れる電流を抑制することができるので、現像剤の劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、小さい値から大きい値に向けて増加させるので、記録シートに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】現像バイアスの制御に関連する構成を示す図である。
【図３】現像バイアスの制御を示すタイムチャート（ａ），（ｂ）である。
【図４】制御装置による現像バイアスの制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る現像バイアスの制御を示すタイムチャートである。
【図６】変形例に係る現像バイアスの制御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】
【００１２】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の概略構成を簡単に説明した後に、本発明の特徴部分に係る現像バイアスの制御について詳細に説明する。
【００１３】
また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１４】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置８とを主に備えている。
【００１５】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３と、レジストローラ３４とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５に向けて供給され、レジストローラ３４を通って感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間に搬送される。
【００１６】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、帯電後の感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００１７】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。
【００１８】
ドラムユニット６は、感光体の一例としての感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、現像剤の一例としての正帯電性のトナーを収容するトナー収容部７４と、アジテータ７５とを主に備えている。
【００１９】
このプロセスカートリッジ５では、まず、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２によって現像バイアスよりも大きい正の電位に一様に帯電される。その後、感光体ドラム６１の表面が、露光装置４からの画像データに基づくレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に表面電位が現像バイアスよりも小さくなる部分（静電潜像）が形成される。
【００２０】
また、トナー収容部７４内のトナーは、アジテータ７５によって撹拌されながら供給ローラ７２に供給された後、供給ローラ７２と現像ローラ７１の回転に伴って、供給ローラ７２から現像ローラ７１に供給される。現像ローラ７１上に供給されたトナーは、現像ローラの回転に伴って、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。なお、以上の過程において、トナーは、現像ローラ７１と、供給ローラ７２や層厚規制ブレード７３などとの間で正に摩擦帯電される。
【００２１】
そして、現像ローラ７１上に担持されたトナーが、正の現像バイアスが印加された現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される現像が行われることで、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。
【００２２】
定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。プロセスカートリッジ５でトナー像が転写された用紙Ｓは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を搬送されることでトナー像が熱定着され、排紙ローラ２３によって排紙トレイ２２上に排出される。これによって、用紙Ｓに画像が形成されることとなる。
【００２３】
＜現像バイアスの制御＞
図２に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、現像バイアス印加回路９０と、制御装置１００とをさらに備えている。
【００２４】
現像バイアス印加回路９０は、現像ローラ７１に現像バイアスを印加する回路であり、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを調整可能に構成されている。このような現像バイアス印加回路９０としては、広く公知の構成を採用することができるので、本明細書においては詳細な説明を省略する。なお、本実施形態においては、供給ローラ７２には、バイアス（供給バイアス）は印加されていない。
【００２５】
制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して現像ローラ７１に印加する現像バイアスを制御する装置であり、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えて構成されている。この制御装置１００は、本発明に関連する機能部として、画像判定手段１１０と、現像バイアス制御手段１２０とを主に備えている。
【００２６】
画像判定手段１１０は、図示しないパーソナルコンピュータなど、レーザプリンタ１の外部の装置から入力された印刷ジョブに含まれる画像データに基づいて、用紙Ｓ（１枚の用紙Ｓ）に形成する画像のドット量が所定の基準以上であるか否かを判定する機能部である。
【００２７】
具体的に、画像判定手段１１０は、例えば、画像データに含まれるドット（画素）の数の情報に基づいて、各用紙Ｓに形成される画像のドットの数をカウントし、各用紙Ｓごとに、カウント値が予め設定された基準値（所定の基準）以上であるか否かを判定するように構成することができる。そして、画像判定手段１１０は、カウント値が基準値以上である場合は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上である（画像のドット量が多い）と判定し、カウント値が基準値未満である場合は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準未満である（画像のドット量が少ない）と判定する。
【００２８】
また、他の例として、画像判定手段１１０は、画像データに基づいて、各用紙Ｓの画像が形成される領域（レーザプリンタ１でトナー像を転写可能な最大領域）に占める、実際に形成される画像の面積率を算出し、各用紙Ｓごとに、面積率が予め設定された基準値（所定の基準）以上であるか否かを判定するように構成することもできる。そして、画像判定手段１１０は、画像の面積率が基準値以上である場合は、画像のドット量が多いと判定し、画像の面積率が基準値未満である場合は、画像のドット量が少ないと判定する。
【００２９】
さらに、別の例として、画像判定手段１１０は、入力される画像データの種類に基づいて、画像のドット量が多いか少ないかを判定するように構成してもよい。例えば、画像データが主に文字から構成されるいわゆる文書データであれば、画像のドット量が少ないと判定し、画像データが写真データあれば、画像のドット量が多いと判定するように構成してもよい。
【００３０】
なお、画像判定手段１１０は、入力された印刷ジョブが、２枚以上の用紙Ｓに画像を形成する画像データを含んでいる場合は、直前の用紙Ｓnに形成する画像の現像が終了するまでに、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が所定の基準以上である否かを判定する。
画像判定手段１１０での判定結果は、現像バイアス制御手段１２０に出力される。
【００３１】
現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が少ない場合は、図３（ｂ）の左側に示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの搬送方向（白抜きの矢印で示す方向）における先端から後端（図３の左端から右端）に対応させて、この用紙Ｓnに形成する画像の現像が終了するまで、第１の値Ｖb1に維持する。
【００３２】
一方、現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合は、図３（ａ）の左側に示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1よりも小さい第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1に向けて徐々に増加させる。より詳細に、現像バイアス制御手段１２０は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、少なくとも当該用紙Ｓnに形成する画像の現像の開始(時刻ｔ１）から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後（時間t２以後）に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００３３】
なお、念のために説明しておくと、図２に示すように、感光体ドラム６１と現像ローラ７１が対面する現像位置ＤＰにおいて、上記したような現像バイアスが印加された現像ローラ７１により現像された感光体ドラム６１上のトナー像は、感光体ドラム６１の回転に伴って移動し、感光体ドラム６１と転写ローラ６３が対面する転写位置ＴＰにおいて、搬送される用紙Ｓに転写されることとなる。
【００３４】
したがって、現像バイアスを、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるとは、具体的には、用紙Ｓの先端に転写される画像の現像が行われる現像位置ＤＰにおいて現像バイアスとして第２の値Ｖb2を印加し、その後、同じ用紙Ｓの後端に転写される画像の現像が行われる現像位置ＤＰまで現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させることを意味している。
【００３５】
現像バイアス制御手段１２０は、入力された印刷ジョブが、２枚以上の用紙Ｓに画像を形成する画像データを含んでいる場合は、画像判定手段１１０での各用紙Ｓについての判定結果に基づいて、各用紙Ｓに形成する画像の現像ごとに現像ローラ７１に印加する現像バイアスを制御する。
【００３６】
例えば、図３（ａ），（ｂ）に実線で示すように、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が多い場合は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、第１の値Ｖb1から第２の値Ｖb2に変更し（時刻ｔ３）、その後は、図３（ａ）の用紙Ｓnの場合と同様に、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の開始から時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００３７】
また、図３（ａ），（ｂ）に鎖線で示すように、次の用紙Ｓn+1に形成する画像のドット量が少ない場合は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後も、現像ローラ７１に現像バイアスとして第１の値Ｖb1を印加し続ける。この場合においては、感光体ドラム６１と現像ローラ７１の間に流れる電流によりトナーが劣化することを抑制するため、用紙Ｓnと用紙Ｓn+1の間（紙間）に相当する時間は、一旦、現像バイアスを第１の値Ｖb1よりも小さくするようにしてもよいし、現像バイアスを停止してもよい。
【００３８】
なお、本実施形態において、印刷ジョブが入力された後の現像バイアスの印加を開始するタイミング、および、すべての現像を終了した後の現像バイアスの印加を停止するタイミングは、特に問わない。例えば、用紙Ｓの先端がレジストローラ３４（図１参照）の上流側に設けられた図示しない用紙センサに到達したときに現像バイアスの印加を開始し、用紙Ｓの後端が前記した用紙センサを通過して所定時間（用紙Ｓが定着装置８を通過したものと推定できる時間）経過した後に現像バイアスの印加を停止するように構成することができる。
【００３９】
以上の現像バイアスの制御の流れについて、図４のフローチャートを参照しながら説明する（適宜図３（ｂ）も参照）。
図４に示すように、印刷ジョブ（画像データ）が入力されると、制御装置１００は、まず、用紙Ｓに形成する画像のドット量が所定の基準以上であるか否か（画像のドット量が多いか否か）を判定する（Ｓ１０）。
【００４０】
用紙Ｓ（Ｓn）に形成する画像のドット量が少ない場合（Ｓ１０，Ｎｏ）、制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して、現像ローラ７１に第１の値Ｖb1の現像バイアスを印加する（Ｓ２０、図３（ｂ）の時刻ｔ３まで参照）。これにより、プロセスカートリッジ５では、用紙Ｓnに形成するドット量の少ない画像の現像が行われ、用紙Ｓnに現像された画像（トナー像）が転写される。
【００４１】
この過程において、制御装置１００は、入力された印刷ジョブに２枚目の用紙Ｓ（Ｓn+1）に形成する画像データが含まれている（次の用紙Ｓに形成する画像がある）か否かを判定し（Ｓ６０）、次の用紙Ｓに形成する画像がある場合（Ｓ６０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、用紙Ｓnに形成する画像の現像の終了後、ステップＳ１０に進む。
【００４２】
ステップＳ１０において、用紙Ｓ（Ｓn+1）に形成する画像のドット量が多い場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、現像バイアス印加回路９０を介して、現像ローラ７１に第２の値Ｖb2の現像バイアスを印加する（Ｓ３０、図３（ｂ）の時刻ｔ３参照）。
【００４３】
その後、制御装置１００は、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまで現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持する（Ｓ４０，Ｎｏ→Ｓ３０）。そして、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過したら（Ｓ４０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、現像バイアスを第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させる（Ｓ５０、図３（ｂ）の時刻ｔ４〜ｔ５参照）。
【００４４】
この一連の過程において、プロセスカートリッジ５では、用紙Ｓn+1に形成するドット量の多い画像の現像が行われ、用紙Ｓn+1に現像された画像が転写される。また、このとき、制御装置１００は、次（３枚目）の用紙Ｓに形成する画像があるか否かを判定する（Ｓ６０）。
【００４５】
次の用紙Ｓに形成する画像がある場合（Ｓ６０，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の終了後、ステップＳ１０に進み、すべての用紙Ｓに形成する画像の現像が終了するまで、ステップＳ１０以降の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、次の用紙Ｓに形成する画像がない場合（Ｓ６０，Ｎｏ）、制御装置１００は、用紙Ｓn+1に形成する画像の現像の終了後、現像バイアスの印加を停止して（Ｓ７０）、処理を終了する。
【００４７】
以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
用紙Ｓにドット量が多い画像を形成する場合、用紙Ｓの先端付近に対応する画像を現像するとき（現像の初期）には、現像バイアスを第２の値Ｖb2とする（小さくする）ので、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を抑えることができ、現像ローラ７１上にトナーを温存することができる。その後、現像ローラ７１へのトナーの供給が次第に追いつかなくなる、現像の終盤に向けて、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる（大きくしていく）ので、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を増加させていくことができる。
【００４８】
これにより、１枚の用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に供給されるトナーの量を略均一に保つことができるので、このとき現像されたトナー像が転写された用紙Ｓ上の画像は、先端から後端に向けて濃度が次第に薄くなるような濃度ムラの発生が抑制されることとなる。
以上より、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、画像のドット量が多い場合、用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDが経過するまでは現像バイアスを小さい値（第２の値Ｖb2）に維持し、その後に現像バイアスを増加させるので、現像ローラ７１が１回転する間のトナーの供給量を均一に保つことができる。これにより、現像ローラ７１が１回転する間に現像されたトナー像（画像）の濃度ムラの発生を抑制でき、画像全体としての濃度ムラをより確実に抑制することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、供給ローラ７２にはバイアスが印加されていないので、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間には電流が流れることはない。これにより、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間でのトナーの劣化（帯電性能の低下など）を防止することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、前記した第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、その説明を省略することとする。
【００５２】
本実施形態においても、制御装置１００（図２参照）は、用紙Ｓに形成する画像のドット量が少ない場合、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓの先端から後端に対応させて、第１の値Ｖb1に維持し、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて、第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成されている。
【００５３】
そして、本実施形態の制御装置１００は、図５に示すように、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合、少なくとも当該用紙Ｓに形成する画像の現像の開始（時刻ｔ１）から、現像ローラ７１が１回転する時間ＴDと供給ローラ７２が１回転する時間ＴSの合計時間（ＴD＋ＴS）が経過するまでは、現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させる。
【００５４】
ここで、ドット量の多い画像の現像が開始されてから現像ローラ７１が１回転する間、現像ローラ７１上のトナーは感光体ドラム６１に供給されて減ることになる。しかしながら、供給ローラ７２の表面に十分な量のトナーがある場合には、現像ローラ７１上のトナーが減った部分に、供給ローラ７２から十分な量のトナーが供給されることになるので、現像ローラ７１のトナーが減った面と供給ローラ７２が対面してから、供給ローラ７２が１回転する間は、現像ローラ７１へトナーの供給が追いつかなくなるという現象は生じにくい。
【００５５】
そこで、本実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、合計時間（ＴD＋ＴS）が経過するまでは、現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持することで、現像ローラ７１上に十分な量のトナーが担持され、さらに供給されるときは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を抑えつつ、現像ローラ７１上にトナーを温存するようにしている。
【００５６】
そして、合計時間（ＴD＋ＴS）が経過した後は、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させることで、現像ローラ７１へのトナーの供給が次第に追いつかなくなる、現像の終盤に向けて、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に移動するトナーの量を増加させている。
【００５７】
これにより、１枚の用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から終了までに、現像ローラ７１から感光体ドラム６１に供給されるトナーの量を略均一に保つことができるので、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合であっても画像の濃度ムラを抑制することができるようになっている。さらに、現像バイアスの小さい時間が長くなることで、感光体ドラム６１と現像ローラ７１の間に流れる電流によりトナーが劣化することを抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、特に、１枚目の用紙Ｓに形成する画像を現像する前には、供給ローラ７２の表面に十分な量のトナーがあるので、１枚目の用紙Ｓに形成するドット量が多い画像を現像する場合に、本実施形態によって現像バイアスを制御し、２枚目以降の用紙Ｓに形成するドット量が多い画像を現像する場合には、前記した第１実施形態によって現像バイアスを制御するように構成してもよい。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００６０】
前記実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、用紙Ｓに形成する画像の現像の開始から、一定の時間（現像ローラ７１が１回転する時間ＴDなど）が経過するまでは現像バイアスを第２の値Ｖb2に維持し、その後に現像バイアスを増加させるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に実線で示すように、現像の開始（第２の値Ｖb2の印加の開始）から、現像バイアスを第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成してもよい。
【００６１】
前記実施形態では、用紙Ｓに形成する画像のドット量が多い場合において、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、搬送される用紙Ｓnの先端から後端に対応させて第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて増加させるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に鎖線で示すように、現像ローラ７１に印加する現像バイアスを、第２の値Ｖb2から、第１の値Ｖb1よりも大きい値（例えば、第３の値Ｖb3）に向けて増加させるように構成してもよい。
【００６２】
前記実施形態では、図３などに示したように、現像バイアスを第２の値Ｖb2から第１の値Ｖb1に向けて直線的に増加させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明において、現像バイアスの増加の傾向は特に限定されるものではなく、画像形成装置の具体的な構成や現像剤の帯電特性などに応じて設定することが望ましい。例えば、現像バイアスを段階的に増加させてもよいし、放物線状に増加させてもよいし、１枚の用紙の形成する画像の現像の開始から終了までの途中で急に立ち上がるように増加させてもよい。
【００６３】
前記実施形態では、供給ローラ７２に供給バイアスが印加されていなかったが、本発明はこれに限定されず、例えば、供給ローラには、現像バイアスと同極性かつ同電位の供給バイアスが印加されていてもよい。これによっても、現像ローラ７１と供給ローラ７２の間に電流が流れることによるトナーの劣化を防止することができる。
【００６４】
前記実施形態では、感光体として感光体ドラム６１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ベルトなどであってもよい。
【００６５】
前記実施形態では、画像形成装置として、モノクロの画像を形成するレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カラーの画像を形成するプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。なお、複写機能を備える画像形成装置では、原稿読取装置での読み取りによっても画像データが入力される。
【００６６】
前記実施形態では、正帯電性のトナー（現像剤）を使用して現像を行う画像形成装置を例示したが、本発明は、負帯電性の現像剤を使用して現像を行う画像形成装置にも適用することができる。この場合、現像バイアスとしての第１の値および第２の値は負の値となり、第２の値は、その絶対値が第１の値の絶対値よりも小さい値となる。
【００６７】
前記実施形態では、記録シートの一例として、いわゆる普通紙やはがきなどの用紙Ｓを示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ レーザプリンタ
６１ 感光体ドラム
７１ 現像ローラ
７２ 供給ローラ
１００ 制御装置
Ｓ 用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、
静電潜像が形成される感光体と、
現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、
前記現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、第１の値に維持し、
記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、前記第１の値よりも小さい第２の値から、前記第１の値または前記第１の値よりも大きい値に向けて増加させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、少なくとも当該記録シートに形成する画像の現像の開始から、前記現像ローラが１回転する時間が経過するまでは現像バイアスを前記第２の値に維持し、その後に現像バイアスを増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラを備え、
前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、少なくとも当該記録シートに形成する画像の現像の開始から、前記現像ローラが１回転する時間と前記供給ローラが１回転する時間の合計時間が経過するまでは現像バイアスを前記第２の値に維持し、その後に現像バイアスを増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラを備え、
前記供給ローラには、供給バイアスが印加されていない、または、現像バイアスと同極性かつ同電位の供給バイアスが印加されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
搬送される記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、
静電潜像が形成される感光体と、
現像剤を担持し、現像バイアスが印加されることで現像剤を静電潜像に供給する現像を行う現像ローラと、
前記現像ローラに印加する現像バイアスを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準未満である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、第１の値に維持し、
記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、前記現像ローラに印加する現像バイアスの絶対値を、搬送される記録シートの先端から後端に対応させて、前記第１の値よりも小さい第２の値から、前記第１の値または前記第１の値よりも大きい値に向けて増加させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、少なくとも当該記録シートに形成する画像の現像の開始から、前記現像ローラが１回転する時間が経過するまでは現像バイアスを前記第２の値に維持し、その後に現像バイアスを増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラを備え、
前記制御装置は、記録シートに形成する画像のドット量が所定の基準以上である場合、少なくとも当該記録シートに形成する画像の現像の開始から、前記現像ローラが１回転する時間と前記供給ローラが１回転する時間の合計時間が経過するまでは現像バイアスを前記第２の値に維持し、その後に現像バイアスを増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラを備え、
前記供給ローラには、供給バイアスが印加されていない、または、現像バイアスと同極性かつ同電位の供給バイアスが印加されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０８２３５（Ｐ２０１２−２０８２３５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２６５２（Ｐ２０１１−７２６５２）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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