画像形成装置
【課題】画像形成装置が画像データを受信してからプリントアウトされるまでの時間の短縮と、無駄なトナー消費の抑制の両立を図る。
【解決手段】像担持体と、画像形成前に像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、像担持体とトナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、像担持体における調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに離間状態から当接状態に切り替わり、当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像装置と、離間状態から当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、露光調整実行中に現像ニップに搬送される単位時間当たりのトナー量が、画像形成時よりも少なくするような設定とする。
【解決手段】像担持体と、画像形成前に像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、像担持体とトナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、像担持体における調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに離間状態から当接状態に切り替わり、当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像装置と、離間状態から当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、露光調整実行中に現像ニップに搬送される単位時間当たりのトナー量が、画像形成時よりも少なくするような設定とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置は、高速化、高機能化、及びカラー化が進められており、各種のプリンター・複写機等が上市されている。
【０００３】
画像形成装置の高速化に伴いさまざまなパーツ等の長寿命化も図られている。たとえば接触現像御方式の画像形成ユニットでは長寿命化策のひとつとして、感光ドラムと現像ローラーを離間しておき、画像形成時のみ当接する構成が一般的にとられている。このような構成をとることで感光ドラムと現像ローラーとの当接時間を抑えることができるので、両部材の劣化が抑制され長寿命化できる。
【０００４】
また、画質の安定化についてもさまざまな取り組みがなされており、特に露光装置ではさまざまな光学調整が行われている。たとえば露光装置としてレーザー光を用いるレーザープリンターでは、レーザー光量の安定化が課題であった。そこでレーザー光の一部を受光素子で検知し、この検知結果を基にレーザーダイオードに流れる駆動電流量を変化させ、レーザー光量を制御する光学調整（以下ＡＰＣと略す；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が一般に用いられている。このＡＰＣを画像形成前に実施することで、常にレーザー光量を一定に保ち、環境の変化・レーザーのバラツキ・劣化により画像が不安定となることを防止している。
【０００５】
ＡＰＣはレーザーを点灯させた状態で行う必要がある、即ちＡＰＣ実施中の感光ドラムには静電潜像が形成されている。従ってＡＰＣ実施中に現像ローラーを感光ドラムに当接するとトナーが無駄に消費（現像）されてしまう可能性があるので、従来はＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光ドラムに当接することで、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。
また、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像ローラーと感光ドラムが離間する機構を有さず常に当接した状態のため、ＡＰＣ実施中において、トナーが無駄に消費されないように画像形成時と異なる現像バイアスに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−２３８４７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年においてはユーザーストレス低減のため、画像形成装置が画像データを受信してからプリントアウトされるまでの時間（以下ＦＰＯＴと略す；Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）が重視されつつある。また、ＦＰＯＴを短縮することでさまざまなパーツの回転時間を減らすことができるので、長寿命化の観点からもＦＰＯＴの短縮は重要な課題となっている。従って、従来のようにＡＰＣが終了してから現像ローラーを感光ドラムに当接する構成では、ＦＰＯＴが長くなってしまい望ましくない。
【０００８】
また、特許文献１に記載の構成では、ＡＰＣ実施中の現像バイアスをトナーが消費されないように制御しても、やはり消費されてしまう恐れがある。この理由は以下の通りである。一般的に感光ドラムの感度は個体差・劣化等によってばらつきが生じる。即ち、同じレーザー光量が照射されたとしても感光ドラムの電位が同じになるとは限らない。この感光ドラム感度ばらつきの影響により、感光ドラムと現像ローラー間の電位差がトナー移動可能な電位差になる場合があり、やはり無駄なトナー消費が発生してしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術をさらに発展させたものであり、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを両立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る第一の発明は、像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本出願に係る第二の発明は、像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置に到達する前に前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本発明によれば、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図
【図２】露光装置の一例
【図３】ＡＰＣ回路図
【図４】ＡＰＣ動作中のレーザー駆動電流・レーザー光量・感光体電位の関係
【図５】レーザーの電流−出力特性
【図６】レーザー光量と感光体電位の関係
【図７】感光体電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図８】感光体電位と現像電圧の関係
【図９】カブリが発生する状態を示した図
【図１０】実施例１における感光体電位／現像電圧／供給ローラー周速の関係
【図１１】実施例２における感光体電位／現像電圧／現像ローラー周速の関係
【図１２】実施例３における感光体電位／現像電圧／供給ローラー電圧の関係
【図１３】実施例４における感光体電位／現像電圧／規制ブレード電圧の関係
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式でタンデム方式のレーザープリンターなどのカラー画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００１６】
図１に本実施例の電子写真方式の多色（カラー）画像形成装置を示す。以下にその詳細について画像形成の行われるプロセスにしたがって順に説明する。以下に説明する画像形成装置の各動作は、制御部としてのＣＰＵ１４によって制御される。
【００１７】
まず、図１に示すように、被受像部材である中間転写体としての中間転写ベルト５の平面部に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのトナー用の各画像形成ユニットＵｙ、Ｕｍ、Ｕｃ、Ｕｋが配置される。各画像形成ユニットの基本的な構成は同じであるので、以降に述べる画像形成ユニットの説明は、イエロー用画像形成ユニットＵｙについてのみ行うこととする。
図１中のイエロー用画像形成ユニットＵｙにおいて、潜像担持体１ｙは円筒形の感光体であり、矢印ａ方向、即ち図中で時計回りに周速１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されている。感光体１ｙの表面には、帯電手段である帯電ローラー２ｙが圧接されており、感光体１ｙの回転とともに従動回転しつつ、不図示の帯電高圧電源からＡＣあるいはＤＣ高圧が印加され、感光体１ｙ表面を所望の電位に帯電している。
【００１８】
次いで、感光体１ｙは、潜像形成手段である露光装置３によって、記録される画像情報に応じて露光される。露光はレーザービームスキャナーにより行われる。
【００１９】
現像手段である一成分非磁性接触現像器４ｙは、現像剤（トナー）を感光体１ｙ表面に搬送し、感光体１ｙと現像ニップを形成するトナー担持体としての現像ローラー４１ｙ、現像ローラー４１ｙの表面へトナーを供給するためのトナー供給部材としての供給ローラー４２ｙ、現像ローラー４１ｙ上のトナー層厚を規制し、同時に接触帯電をさせる規制部材としての規制ブレード４４ｙで構成されている。
【００２０】
表面をトナーで均一にコートされた現像ローラー４１ｙは、感光体１ｙに軽圧接され、感光体１ｙに対して順方向である矢印ｃの方向（反時計回り）に速度差をもたせて回転する。そして、現像ローラ４１ｙに現像高圧電源４３から所定のＤＣ電圧を印加することにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像化する。また、現像ローラー４１ｙには現像ローラー４１ｙにトナーを供給する供給ローラー４２ｙが接しており、現像ローラー４１ｙに対して反対方向に摺動するように、矢印ｄの方向（反時計回り）に回転する。供給ローラーに不図示の高圧電源から所定のＤＣ電圧を印加することにより現像ローラー４１ｙへのトナー供給および回収を制御している。
現像器４ｙによって顕像化された感光体１ｙ上のトナー像は、感光体１ｙの回転にしたがって中間転写ベルト５と感光体１ｙ間で形成される１次転写部へ搬送される。中間転写ベルト５は、感光体１ｙに接触して矢印ｂの方向に駆動されている。
【００２１】
１次転写手段である１次転写ローラー８ｙは、中間転写ベルト５を介して感光体１ｙに圧接されている。１次転写ローラー８ｙに１次転写高圧電源８１より電圧を印加することで、１次転写部には転写電界が形成されている。１次転写部に到達したトナー像は、この転写電界の作用により中間転写ベルト５の表面に転写される。
【００２２】
１次転写後の感光体１ｙの帯電状態は、トナー像の有無や１次転写高圧の影響により不安定となっている。そこで本実施例では、ＬＥＤ等を用いた不図示の露光装置によって、１次転写後に感光体１ｙを照射することにより、感光体１ｙの帯電状態を安定化し、均一な帯電を行えるようにしている。
【００２３】
本実施例の１次転写ローラー８ｙは、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものである。このＥＰＤＭゴムの層はカーボンを分散させ体積抵抗値１０＾５Ω以下になるよう導電化され、また発泡されたものである。また、１次転写高圧電源８１からの電圧は、芯金に印加されている。なお、本実施例ではローラー形状のものを使用したが、シート、ブレード、あるいはブラシ形状にしたものでも使用可能である。
【００２４】
中間転写ベルト５には、体積抵抗値１０＾７Ω以下のものを使用している。ベルト構成は、樹脂やゴム材に導電粒子を分散させ、抵抗値調整をした単層ベルトを用いることができる。他のベルト構成例としては、１０＾４Ω以下の抵抗値の樹脂またはゴムベルトの表層に、離型性を向上させるためのＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＥＴＦＥなどのフッ素樹脂を数十μｍコーティングしたような複数層構成のものでもよい。この中間転写ベルト５は、駆動ローラー６、支持ローラー７、２次転写対向ローラー９２に張架・駆動され中間転写ユニットとして構成されている。画像形成ユニットＵｙと同様に他の画像形成ユニットＵｍ、Ｕｃ、Ｕｋユニットで形成されたトナー像が、順次中間転写ベルト５上に重ねられフルカラートナー像が形成される。ここで、駆動ローラー６／支持ローラー７は、電気的にフロートかもしくは１次転写高圧に準ずる高圧が印加されている。また、２次転写対向ローラー９２の抵抗値は１０＾６Ω以下に調整され、接地されている。
【００２５】
中間転写ベルト５上のフルカラートナー画像は、２次転写手段である２次転写ローラー９と中間転写ベルト５で形成される２次転写部に到達すると、これに合わせて給紙部１０から転写材Ｐが給紙される。２次転写部に転写材Ｐが到達するタイミングで、２次転写ローラー９に２次転写高圧電源９１より所定の高圧が印加されトナー像を転写材Ｐに転移する。２次転写ローラー９は１次転写ローラー８と同様、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものであるが、ＥＰＤＭゴム層の体積抵抗値は１０＾７〜１０＾１３Ωに調整されている。また１次転写ローラー８と同様、２次転写高圧電源９１からの電圧は、芯金に印加されている。
【００２６】
２次転写電圧の作用により、２次転写ローラー９−転写材Ｐ−中間転写ベルト５−２次転写対向ローラー９２の経路に２次転写電流が流れ、２次転写に必要な電界を形成する。
【００２７】
フルカラートナー画像を転写された転写材Ｐは、２次転写対向ローラー９２の曲率によって中間転写ベルト５から分離され、トナー像を転写材Ｐにのせた状態で定着器１１へ搬送される。定着器１１により、熱や圧力の作用が加えられることで、転写紙Ｐ上のトナー像が定着される。ここで定着器１１は、定着スリーブ１１１と加圧ローラー１１２からなる。
【００２８】
一方、１次転写終了後の転写残トナーは、感光体クリーナー１２ｙによってクリーニングされ、２次転写後の中間転写体上の残トナーは、クリーニング装置１３によって除去される。ここで、クリーニング装置１３は、クリーニングブレード１３１と廃トナー容器１３２とからなる。
【００２９】
図２は画像形成装置に具備されている露光装置の構成を説明する図である。レーザーユニット３１より取り出されたコリメート光は回転するポリゴンミラー３２により反射偏向走査されながら、順にｆθレンズ３３、折り返しミラー３４を通過して最終的には感光体１表面に到達する。また、走査ビームの一部はＢＤミラー３５で反射されＢＤセンサー３６により光検知し、ＢＤセンサー３６からの出力信号を基準に走査回毎の書き込み信号を同期させ、ビームの書き込み位置ずれを防止する作用もなされている。
【００３０】
またレーザーユニット３１は、半導体レーザー、コリメーター鏡筒に接着固定されたコリメーターレンズ、半導体レーザーの発光に必要な電流を供給し発光のＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザー駆動基板とで構成されている。半導体レーザーは端面発光型のレーザーチップ、フォトダイオードとで構成されている。
【００３１】
図３は半導体レーザーの光量を一定に制御するＡＰＣ回路図である。レーザーチップから出射されたレーザー光をフォトダイオードで受光して光電変換してモニター電流Ｉｍを生ずる。モニター電流Ｉｍは抵抗Ｒｍによってモニター電圧Ｖｍに変換される。モニター電圧Ｖｍはゲインアンプにより増幅された後コンパレータに入力され、基準電圧発生手段の基準電圧Ｖｒｅｆと比較する。レーザーチップに注入される電流はゲインアンプで増幅されたモニター電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバック制御される。モニター電圧Ｖｍと抵抗のＲｍとモニター電流Ｉｍの間には次の関係が成り立つ。
Ｉｍ＝Ｖｍ÷Ｒｍ …（１）
ここで抵抗のＲｍの値は感光体１上でレーザー光量が所定の値となるように調整されている。
【００３２】
ＡＰＣの動作についてさらに説明する。ＡＰＣ動作では図４（ａ）のグラフのようにレーザーの駆動電流値を徐々に増やしていく。このときレーザーの光量は図５に示した電流−出力特性に従い、図４（ｂ）のグラフのように光量を増していく。レーザー光量が予め設定された目標値Ｗ１［ｍＷ］に達すると、レーザーの駆動電流値はその時の値Ｉ１［Ａ］に固定され、ＡＰＣを終了する。また、ＡＰＣ動作中の感光体電位は、図６に示したレーザー光量−感光体電位特性に従い、図４（ｃ）のグラフのように変化していく。
【００３３】
上述したように、ＡＰＣ中（画像形成前に感光ドラムを露光しながらレーザ光の出力を調整する調整期間中）の感光体には静電潜像が形成されており、ＡＰＣ中に現像ローラーが当接されると、トナーが現像されてしまう可能性がある。従来この問題に対応するため、図７のＡの線のように、ＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光体に当接し、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。しかしながら、図７のＡの線から分かるように、画像形成準備終了までの時間が増大し、ＦＰＯＴの増大を招いていた。
ＦＰＯＴの短縮を図るには、ＡＰＣが終了する前に予め現像ローラーを当接しておく制御が望ましい。
【００３４】
まず、ＡＰＣを開始する前に予め現像ローラーを当接しておく制御について図４を用いて簡単に説明する。この構成では、図４（ｃ）に示したようなＡＰＣ実施中の所定の感光体電位Ｖ２を定め、その時のレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］を求めておく。次にＡＰＣ中のレーザー光量モニター結果に基づき、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になるＡＰＣ開始からのタイミングを求める。これらの情報をもとに、実際の画像形成前のＡＰＣ動作中に、感光体上でレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］が照射された部分、即ち感光体の電位が所定のＶ２となる部分が現像位置に到達したタイミングで、図８のように現像電圧を第２の現像電圧に切り替える動作をする。なお、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になったタイミングと現像電圧を第２の現像電圧に切り替えるタイミングの間には、レーザー照射位置と現像当接位置の間の距離に応じた時間差がある。以上述べたような構成をとることで、現像電圧と感光体電位との間の電位差がトナーと逆極性となるので、トナーが現像されないような構成にしている。
【００３５】
しかしながら、感光体の感度は製造公差・使用環境・劣化度合い等によってばらつきが生じるのが一般的である。即ち、同じレーザー光量を照射したときに感光体の電位が常に実線ａで示したものと同じになるわけではなく、図９の破線ｂおよびｃで示したように感光体電位にはばらつきがある。
【００３６】
図９の曲線ａに対し、曲線ｂのように感光体感度が高い、即ち感光体電位が下がりやすい場合、図９のグラフに斜線で示したような現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じる。すると、通常の画像形成と同じように多量のトナーが現像されてしまう。また逆に図９の曲線ａに対し、曲線ｃのように感光体感度が低い、即ち感光体電位が下がりにくい場合、図９のグラフに網点で示した領域が生じる。この領域では現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、現像ローラー上のトナーが感光体上に現像されることは無いはずである。しかしながらトナー中には正規帯電極性（（静電潜像を現像するための帯電極性。本実施例では負極性の静電潜像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負である。）とは反対に帯電されているトナー（反転トナー）が存在し、曲線ｃのように、現像電圧と感光体電位の差の絶対値が大きい場合には、その反転トナーが現像ローラーから感光体上に移動する、反転カブリという現象が生じてしまう。
【００３７】
いずれの場合も現像ローラー当接時に感光体上にトナーが転移してしまうため、無駄なトナー消費や紙裏汚れを引き起こす可能性がある。
【００３８】
そこで本実施例では、この問題点を解決するため、現像ローラーと感光ドラムとが離間した離間状態から当接した当接状態への切り替えを、ＡＰＣ前に行う構成において、ＡＰＣ中の供給ローラーの周速を遅くする。これにより、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量が画像形成時よりも少なくなるように調節される。したがって、感光ドラムにおける露光された部分が現像位置にあるときに、現像位置（現像ニップ）に搬送される単位時間当たりのトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように調節できるため、トナー消費と紙裏汚れが軽減される。また、それに加えて、感光体感度が高い時でも図９のグラフに斜線で示したような、現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じないような、低い現像電圧を用いる。
【００３９】
このような構成を用いた場合、曲線ｂのように感光体感度が高い時でもトナーが現像されることは無い。逆に、曲線ｃのように感光体感度が低い時に前述した反転カブリが発生し易くなるが、現像ローラー上のトナー量を少なくする設定にしているので、反転トナーが感光体に現像される量を従来よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利な構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００４０】
本実施例の構成について、詳細に説明する。また、ここではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００４１】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像ローラー４１ｙが回転を始める。先に説明したように、感光体１ｙには帯電バイアスが印加され、所定の帯電電位に帯電される。本実施例では帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙには感光体感度のバラツキを含めてもトナーが現像されないような、第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【００４２】
次に、供給ローラー４２ｙについて、不図示の駆動手段を用い、回転の周速を遅くするような動作をする。
【００４３】
本実施例では、画像形成時は、図１に示した回転方向に、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像ローラー４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定である。また、感光体１ｙに対して現像ローラー４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像ローラー４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、現像ローラー４１ｙに対しては２３０ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。
【００４４】
次に先述したＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例では、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００４５】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、供給ローラー４２ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、供給ローラー４２ｙの周速の切り替えタイミングを図１０に示す。
【００４６】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である供給ローラー４２ｙの周速を遅くし、現像ローラーとの速度差を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについての比較結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【００４９】
以上説明したように、供給ローラーの周速の変更により、現像ローラーとの速度差を変更する構成を取ることで、現像ローラーをあらかじめ当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００５０】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う構成にも適用することが出来る。この構成においては、現像ローラと感光ドラムとが離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、現像位置（現像ニップ）に搬送される単位時間当たりのトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように調節すればよい。供給ローラーの周速をＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。従って、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００５１】
また、本実施例では、現像電圧の設定と供給ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、供給ローラーの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００５２】
また、画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００５３】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例２】
【００５４】
本実施例ではＡＰＣ時の現像ローラーの周速を遅くすることで、感光体−現像ローラー間の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う。
【００５５】
実施例１とは異なり、現像ローラー上のトナー量は変わらないものの、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らす構成としている。したがって、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００５６】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００５７】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像ローラー４１ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【００５８】
また、回転速度も実施例１と同じく、画像形成時は、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像ローラー４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定である。また、画像形成時において、感光体１ｙに対して現像ローラー４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像ローラー４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、現像ローラー４１ｙの周速を、本実施例では、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、即ち感光体１ｙに対しては速度差の無い状態で供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。また、本実施例では実施例１の構成である、現像ローラー４１ｙと供給ローラー４２ｙの回転速度差を変更することによる効果と独立に効果の検証を行うために、供給ローラー４２ｙの回転速度を別途同時に早くした。すなわち、供給ローラ４２ｙは、１８０ｍｍ／ｓで回転し、現像ローラー４１ｙに対しては２８０ｍｍ／ｓの速度差を維持して回転するような構成とした。
【００５９】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００６０】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、現像ローラー４１ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１３０ｍｍ／ｓに戻し、同時に供給ローラー４２ｙの回転速度を遅くし、１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、現像ローラー４１ｙの周速の切り替えタイミングを図１１に示す。
【００６１】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である現像ローラー４１ｙと感光体１ｙの周速差を変更する場合の紙裏汚れと、変更しない場合の紙裏汚れとの比較結果を表２に示した。
【００６２】
【表２】
【００６３】
表２に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。
【００６４】
以上説明したように、現像ローラーの周速を変更する構成を取ることで、現像ローラーをあらかじめ当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすことができる。これにより無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００６５】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、現像ローラーの周速は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。これにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００６６】
また、本実施例では、現像ローラーと供給ローラーの速度差は維持するような構成について説明を行ったが、実施例１のように供給ローラーが遅く回転するような構成を同時に実施しても、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。これにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００６７】
具体的な構成としては、本実施例の構成で現像ローラー４１ｙと供給ローラー４２ｙを同じギア列で回転させる構成を適用すれば、画像形成前の現像ローラー４１ｙの周速を１００ｍｍ／ｓの速度にした場合には、供給ローラー４２ｙの回転速度も同時に遅くなり、１１５ｍｍ／ｓで回転する。現像ローラー４１ｙに対して２２５ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定となり、画像形成中の２８０ｍｍ／ｓの速度差よりも小さくなり、実施例１の効果を併せ持つような構成にできる。
【００６８】
また、本実施例では、現像電圧の設定と現像ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、現像ローラーの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。従って、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００６９】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００７０】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例３】
【００７１】
本実施例ではＡＰＣ時に、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧差を画像形成時とは変更することで、現像ローラー上のトナーの量を画像形成時よりも少なくし、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすように制御を行う。具体的には、本実施例ではマイナスに帯電するトナーを用い、供給ローラーの電位から現像ローラーの電位を減じた電位差を、トナーの正規帯電極性と逆極性であるプラスの値にすることで、トナーを現像ローラーから供給ローラーに回収するような構成とする。
【００７２】
このような構成にすることで、実施例１と同様に、現像ローラー上のトナー量を減らし、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００７３】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００７４】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙ、現像ローラー４１ｙ、供給ローラー４２ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加し、供給ローラー４２ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加する。
【００７５】
本実施例では、画像形成時は、感光体１ｙの露光部は−１５０Ｖ、非露光部は−５００Ｖの電位であり、現像ローラー４１ｙには−３５０Ｖ、供給ローラー４２ｙには−５００Ｖ、規制ブレード４４ｙには−４００Ｖを印加するような設定としている。よって、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより−１５０Ｖ高電圧であり、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、通常の画像形成時は電気的には供給ローラーに回収されることはない。
【００７６】
それに対して、画像形成開始前は、上述したように供給ローラー４２ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加し、現像ローラー４１ｙには第１の電圧−２７５Ｖを印加する。従って、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより＋４７５Ｖ高電圧であり、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、クーロン力により供給ローラーに回収される。
【００７７】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。この変更により、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧差は＋２５０Ｖに減少するが、本実施例では供給ローラーの印加電圧は変更を行わない構成とした。ＡＰＣでは最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００７８】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、供給ローラー４２ｙの印加電圧を、通常の画像形成時の設定である、−５００Ｖに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、供給ローラー電圧の切り替えタイミングを図１２に示す。
【００７９】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である供給ローラー４２ｙの印加電圧を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについて比較結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
【００８１】
表３に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【００８２】
以上説明したように、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧の差をＡＰＣ終了前後で変更する構成を取ることで、あらかじめ現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を減らすことができる。従って、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー現像によるトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００８３】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧の差は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００８４】
また、本実施例では、トナーがマイナス帯電する構成について説明を行ったが、プラスに帯電する場合は、現像ローラーと供給ローラーの電位差の符号を逆にすることで本実施例の構成を適用することが出来る。
【００８５】
また、本実施例では、現像電圧の設定と供給ローラーの電圧設定を組み合わせた構成について述べたが、供給ローラーの電圧設定のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００８６】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００８７】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例４】
【００８８】
本実施例ではＡＰＣ時に、現像ローラーと規制ブレードの印加電圧差を画像形成時とは変更することで、現像ローラー上のトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う。
【００８９】
具体的には、本実施例ではマイナスに帯電するトナーを用い、規制ブレードの電位から現像ローラーの電位を減じた電位差が、トナーの正規帯電極性と逆極性であるプラスの値にすることで、トナーを現像ローラーから規制ブレードに回収するような構成とする。
【００９０】
このような構成にすることで、実施例１と同様に、現像ローラー上のトナー量を減らし、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００９１】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００９２】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙ、現像ローラー４１ｙ、供給ローラー４２ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加し、規制ブレード４４ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加する。
【００９３】
本実施例では、画像形成時は、感光体１ｙの露光部は−１５０Ｖ、非露光部は−５００Ｖの電位であり、現像ローラー４１ｙには−３５０Ｖ、供給ローラー４２ｙには−５００Ｖ、規制ブレード４４ｙには−４００Ｖを印加するような設定としている。よって、規制ブレード４４ｙは現像ローラー４１ｙより−５０Ｖ高電圧の為、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、通常の画像形成時は電気的には規制ブレードに回収されることはない。
【００９４】
それに対して、画像形成開始前は、上述したように規制ブレード４４ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加し、現像ローラー４１ｙには第１の電圧−２７５Ｖを印加する。この際、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより＋４７５Ｖ高電圧の為、マイナスに帯電した現像ローラー４１ｙ上のトナーは、クーロン力により供給ローラーに回収される。
【００９５】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。この際に現像ローラーと規制ブレードの電圧差が変化するが、本実施例では規制ブレードの印加電圧は変更を行わない構成とした。ＡＰＣでは最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００９６】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、規制ブレード４４ｙの印加電圧を、通常の画像形成時の設定である−４００Ｖに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、規制ブレード電圧の切り替えタイミングを図１３に示す。
【００９７】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である規制ブレード４４ｙの印加電圧を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについての比較結果を表４に示した。
【００９８】
【表４】
【００９９】
表４に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【０１００】
以上説明したように、規制ブレードの印加電圧をＡＰＣ終了前後で変更する構成を取ることで、あらかじめ現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を減らすことができる。これにより、無駄なトナー現像によるトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【０１０１】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、規制ブレードの印加電圧は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１０２】
また、本実施例では、現像電圧の設定と規制ブレードの電圧設定を組み合わせた構成について述べたが、規制ブレードの電圧設定のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【０１０３】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【０１０４】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【０１０５】
（参考例）
本参考例では、実施例２の現像ローラーの周速を遅し、感光体との速度差を変更することで、感光体−現像ローラー間の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う構成を、感光体とトナー担持体が圧接しない、非接触現像方式に適用した構成を用いて、その効果の説明を行う。
【０１０６】
本実施例では、図１中のイエロー用画像形成ユニットＵｙにおいて、現像手段である一成分非接触現像器４ｙ内の現像スリーブ４１ｙは金属管からなり、不図示のコロをスペーサーとして、２５０μｍの間隔を設けた状態で、感光体１ｙと現像ニップを形成している。また、一成分非接触現像器４ｙは、現像スリーブ４１ｙの表面へトナーを塗布するための現像剤供給手段である供給ローラー４２ｙ、現像スリーブ４１ｙ上のトナー層厚を規制し、同時に接触帯電をさせる規制ブレード４４ｙで構成されている。
【０１０７】
表面をトナーで均一にコートされた現像スリーブ４１ｙは感光体１ｙに対して順方向である矢印ｃの方向（反時計回り）に速度差をもたせて回転し、これに現像高圧電源４３から所定のＤＣ電圧とＡＣ電圧を重畳して印加することにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像化する。
【０１０８】
上述した画像形成ユニットＵｙにおいて、本実施例ではＦＰＯＴ短縮の為、画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像スリーブ４１ｙが回転を始め、同時に帯電ローラー２ｙ、現像スリーブ４１ｙに電圧を印加する。実施例２と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像スリーブ４１ｙには非画像形成時はトナーの飛翔を抑制するために、ＤＣ電圧のみを印加し、トナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【０１０９】
また、回転速度も実施例２と同じく、画像形成時は、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像スリーブ４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定であり、感光体１ｙに対して現像スリーブ４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像スリーブ４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、現像スリーブ４１ｙの周速を、本実施例では、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、即ち感光体１ｙに対しては速度差の無い状態で供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。また、本実施例でも実施例２と同様に、実施例１の構成である、現像スリーブ４１ｙと供給ローラー４２ｙの回転速度差を変更することによる効果と独立に効果の検証を行うために、供給ローラー４２ｙの回転速度を同時に早くし、１８０ｍｍ／ｓで回転し、現像スリーブ４１ｙに対しては２８０ｍｍ／ｓの速度差を維持して回転するような構成とした。
【０１１０】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【０１１１】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、現像スリーブ４１ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１３０ｍｍ／ｓに戻し、同時に供給ローラー４２ｙの回転速度を遅くし、１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、現像スリーブ４１ｙの周速の切り替えタイミングを図１１に示す。
【０１１２】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である現像スリーブ４１ｙと感光体１ｙの周速差を変更する場合の紙裏汚れと、変更しない場合の紙裏汚れを比較した結果を表５に示す。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
非接触現像系においては、感光体とトナー担持体が常時離れていることから、意図しないトナー現像は発生し難く、本実施例の構成を用いなくても紙裏汚れはごくわずかで実用上問題となるレベルではなかった。しかし、表５に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。
以上説明したように、非接触現像方式をもちいた場合においても、現像スリーブの周速を変更する構成を取ることで、画像形成前にＡＰＣを実行する系において、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすことができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【０１１５】
また、本実施例では、現像スリーブと供給ローラーの速度差は維持するような構成について説明を行ったが、実施例１のように供給ローラーが遅く回転するような構成を同時に実施しても、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１１６】
具体的な構成としては、本実施例の構成で現像スリーブ４１ｙと供給ローラー４２ｙを同じギア列で回転させる構成を適用すれば、現像スリーブ４１ｙの周速を１００ｍｍ／ｓの速度にした場合には、供給ローラー４２ｙの回転速度も同時に遅くなり、１１５ｍｍ／ｓで回転し、現像スリーブ４１ｙに対しては２２５ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定となり、実施例１の効果を併せ持つような構成にできる。
【０１１７】
また、本実施例では、一成分現像剤を用いた場合について述べたが、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いた場合においても同様な効果を得ることが出来る。
【０１１８】
また、本実施例では、非接触現像方式において実施例２と同様の構成である現像スリーブ周速を変更する構成を用いたが、実施例１、実施例３、実施例４の構成を非接触現像方式に適用しても同様に、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１１９】
また、本実施例では、現像電圧の設定と現像ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、現像スリーブの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立の効果を得ることが出来る。
【０１２０】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像スリーブの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【０１２１】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【符号の説明】
【０１２２】
１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ 潜像担持体
２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ 帯電ローラー
３ 露光装置
１４ 制御部（ＣＰＵ）
３１ レーザーユニット
３２ ポリゴンミラー
３３ ｆθレンズ
３４ 折り返しミラー
３５ ＢＤミラー
３６ ＢＤセンサー
４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ 現像器
４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ 現像ローラー
４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ 供給ローラー
４３ 現像高圧電源
４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ 規制ブレード
５ 中間転写ベルト
６ 駆動ローラー
７ 支持ローラー
８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋ １次転写ローラー
８１ １次転写高圧電源
９ ２次転写ローラー
９１ ２次転写高圧電源
９２ ２次転写対向ローラー
１０ 給紙部
１１ 定着器
１４ 制御部（ＣＰＵ）
１１１ 定着スリーブ
１１２ 加圧ローラー
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｋ 感光体クリーナー
１３ クリーニング装置
１３１ クリーニングブレード
１３２ 廃トナー容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置は、高速化、高機能化、及びカラー化が進められており、各種のプリンター・複写機等が上市されている。
【０００３】
画像形成装置の高速化に伴いさまざまなパーツ等の長寿命化も図られている。たとえば接触現像御方式の画像形成ユニットでは長寿命化策のひとつとして、感光ドラムと現像ローラーを離間しておき、画像形成時のみ当接する構成が一般的にとられている。このような構成をとることで感光ドラムと現像ローラーとの当接時間を抑えることができるので、両部材の劣化が抑制され長寿命化できる。
【０００４】
また、画質の安定化についてもさまざまな取り組みがなされており、特に露光装置ではさまざまな光学調整が行われている。たとえば露光装置としてレーザー光を用いるレーザープリンターでは、レーザー光量の安定化が課題であった。そこでレーザー光の一部を受光素子で検知し、この検知結果を基にレーザーダイオードに流れる駆動電流量を変化させ、レーザー光量を制御する光学調整（以下ＡＰＣと略す；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が一般に用いられている。このＡＰＣを画像形成前に実施することで、常にレーザー光量を一定に保ち、環境の変化・レーザーのバラツキ・劣化により画像が不安定となることを防止している。
【０００５】
ＡＰＣはレーザーを点灯させた状態で行う必要がある、即ちＡＰＣ実施中の感光ドラムには静電潜像が形成されている。従ってＡＰＣ実施中に現像ローラーを感光ドラムに当接するとトナーが無駄に消費（現像）されてしまう可能性があるので、従来はＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光ドラムに当接することで、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。
また、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像ローラーと感光ドラムが離間する機構を有さず常に当接した状態のため、ＡＰＣ実施中において、トナーが無駄に消費されないように画像形成時と異なる現像バイアスに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−２３８４７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年においてはユーザーストレス低減のため、画像形成装置が画像データを受信してからプリントアウトされるまでの時間（以下ＦＰＯＴと略す；Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）が重視されつつある。また、ＦＰＯＴを短縮することでさまざまなパーツの回転時間を減らすことができるので、長寿命化の観点からもＦＰＯＴの短縮は重要な課題となっている。従って、従来のようにＡＰＣが終了してから現像ローラーを感光ドラムに当接する構成では、ＦＰＯＴが長くなってしまい望ましくない。
【０００８】
また、特許文献１に記載の構成では、ＡＰＣ実施中の現像バイアスをトナーが消費されないように制御しても、やはり消費されてしまう恐れがある。この理由は以下の通りである。一般的に感光ドラムの感度は個体差・劣化等によってばらつきが生じる。即ち、同じレーザー光量が照射されたとしても感光ドラムの電位が同じになるとは限らない。この感光ドラム感度ばらつきの影響により、感光ドラムと現像ローラー間の電位差がトナー移動可能な電位差になる場合があり、やはり無駄なトナー消費が発生してしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術をさらに発展させたものであり、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを両立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る第一の発明は、像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本出願に係る第二の発明は、像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置に到達する前に前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本発明によれば、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図
【図２】露光装置の一例
【図３】ＡＰＣ回路図
【図４】ＡＰＣ動作中のレーザー駆動電流・レーザー光量・感光体電位の関係
【図５】レーザーの電流−出力特性
【図６】レーザー光量と感光体電位の関係
【図７】感光体電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図８】感光体電位と現像電圧の関係
【図９】カブリが発生する状態を示した図
【図１０】実施例１における感光体電位／現像電圧／供給ローラー周速の関係
【図１１】実施例２における感光体電位／現像電圧／現像ローラー周速の関係
【図１２】実施例３における感光体電位／現像電圧／供給ローラー電圧の関係
【図１３】実施例４における感光体電位／現像電圧／規制ブレード電圧の関係
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式でタンデム方式のレーザープリンターなどのカラー画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００１６】
図１に本実施例の電子写真方式の多色（カラー）画像形成装置を示す。以下にその詳細について画像形成の行われるプロセスにしたがって順に説明する。以下に説明する画像形成装置の各動作は、制御部としてのＣＰＵ１４によって制御される。
【００１７】
まず、図１に示すように、被受像部材である中間転写体としての中間転写ベルト５の平面部に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのトナー用の各画像形成ユニットＵｙ、Ｕｍ、Ｕｃ、Ｕｋが配置される。各画像形成ユニットの基本的な構成は同じであるので、以降に述べる画像形成ユニットの説明は、イエロー用画像形成ユニットＵｙについてのみ行うこととする。
図１中のイエロー用画像形成ユニットＵｙにおいて、潜像担持体１ｙは円筒形の感光体であり、矢印ａ方向、即ち図中で時計回りに周速１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されている。感光体１ｙの表面には、帯電手段である帯電ローラー２ｙが圧接されており、感光体１ｙの回転とともに従動回転しつつ、不図示の帯電高圧電源からＡＣあるいはＤＣ高圧が印加され、感光体１ｙ表面を所望の電位に帯電している。
【００１８】
次いで、感光体１ｙは、潜像形成手段である露光装置３によって、記録される画像情報に応じて露光される。露光はレーザービームスキャナーにより行われる。
【００１９】
現像手段である一成分非磁性接触現像器４ｙは、現像剤（トナー）を感光体１ｙ表面に搬送し、感光体１ｙと現像ニップを形成するトナー担持体としての現像ローラー４１ｙ、現像ローラー４１ｙの表面へトナーを供給するためのトナー供給部材としての供給ローラー４２ｙ、現像ローラー４１ｙ上のトナー層厚を規制し、同時に接触帯電をさせる規制部材としての規制ブレード４４ｙで構成されている。
【００２０】
表面をトナーで均一にコートされた現像ローラー４１ｙは、感光体１ｙに軽圧接され、感光体１ｙに対して順方向である矢印ｃの方向（反時計回り）に速度差をもたせて回転する。そして、現像ローラ４１ｙに現像高圧電源４３から所定のＤＣ電圧を印加することにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像化する。また、現像ローラー４１ｙには現像ローラー４１ｙにトナーを供給する供給ローラー４２ｙが接しており、現像ローラー４１ｙに対して反対方向に摺動するように、矢印ｄの方向（反時計回り）に回転する。供給ローラーに不図示の高圧電源から所定のＤＣ電圧を印加することにより現像ローラー４１ｙへのトナー供給および回収を制御している。
現像器４ｙによって顕像化された感光体１ｙ上のトナー像は、感光体１ｙの回転にしたがって中間転写ベルト５と感光体１ｙ間で形成される１次転写部へ搬送される。中間転写ベルト５は、感光体１ｙに接触して矢印ｂの方向に駆動されている。
【００２１】
１次転写手段である１次転写ローラー８ｙは、中間転写ベルト５を介して感光体１ｙに圧接されている。１次転写ローラー８ｙに１次転写高圧電源８１より電圧を印加することで、１次転写部には転写電界が形成されている。１次転写部に到達したトナー像は、この転写電界の作用により中間転写ベルト５の表面に転写される。
【００２２】
１次転写後の感光体１ｙの帯電状態は、トナー像の有無や１次転写高圧の影響により不安定となっている。そこで本実施例では、ＬＥＤ等を用いた不図示の露光装置によって、１次転写後に感光体１ｙを照射することにより、感光体１ｙの帯電状態を安定化し、均一な帯電を行えるようにしている。
【００２３】
本実施例の１次転写ローラー８ｙは、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものである。このＥＰＤＭゴムの層はカーボンを分散させ体積抵抗値１０＾５Ω以下になるよう導電化され、また発泡されたものである。また、１次転写高圧電源８１からの電圧は、芯金に印加されている。なお、本実施例ではローラー形状のものを使用したが、シート、ブレード、あるいはブラシ形状にしたものでも使用可能である。
【００２４】
中間転写ベルト５には、体積抵抗値１０＾７Ω以下のものを使用している。ベルト構成は、樹脂やゴム材に導電粒子を分散させ、抵抗値調整をした単層ベルトを用いることができる。他のベルト構成例としては、１０＾４Ω以下の抵抗値の樹脂またはゴムベルトの表層に、離型性を向上させるためのＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＥＴＦＥなどのフッ素樹脂を数十μｍコーティングしたような複数層構成のものでもよい。この中間転写ベルト５は、駆動ローラー６、支持ローラー７、２次転写対向ローラー９２に張架・駆動され中間転写ユニットとして構成されている。画像形成ユニットＵｙと同様に他の画像形成ユニットＵｍ、Ｕｃ、Ｕｋユニットで形成されたトナー像が、順次中間転写ベルト５上に重ねられフルカラートナー像が形成される。ここで、駆動ローラー６／支持ローラー７は、電気的にフロートかもしくは１次転写高圧に準ずる高圧が印加されている。また、２次転写対向ローラー９２の抵抗値は１０＾６Ω以下に調整され、接地されている。
【００２５】
中間転写ベルト５上のフルカラートナー画像は、２次転写手段である２次転写ローラー９と中間転写ベルト５で形成される２次転写部に到達すると、これに合わせて給紙部１０から転写材Ｐが給紙される。２次転写部に転写材Ｐが到達するタイミングで、２次転写ローラー９に２次転写高圧電源９１より所定の高圧が印加されトナー像を転写材Ｐに転移する。２次転写ローラー９は１次転写ローラー８と同様、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものであるが、ＥＰＤＭゴム層の体積抵抗値は１０＾７〜１０＾１３Ωに調整されている。また１次転写ローラー８と同様、２次転写高圧電源９１からの電圧は、芯金に印加されている。
【００２６】
２次転写電圧の作用により、２次転写ローラー９−転写材Ｐ−中間転写ベルト５−２次転写対向ローラー９２の経路に２次転写電流が流れ、２次転写に必要な電界を形成する。
【００２７】
フルカラートナー画像を転写された転写材Ｐは、２次転写対向ローラー９２の曲率によって中間転写ベルト５から分離され、トナー像を転写材Ｐにのせた状態で定着器１１へ搬送される。定着器１１により、熱や圧力の作用が加えられることで、転写紙Ｐ上のトナー像が定着される。ここで定着器１１は、定着スリーブ１１１と加圧ローラー１１２からなる。
【００２８】
一方、１次転写終了後の転写残トナーは、感光体クリーナー１２ｙによってクリーニングされ、２次転写後の中間転写体上の残トナーは、クリーニング装置１３によって除去される。ここで、クリーニング装置１３は、クリーニングブレード１３１と廃トナー容器１３２とからなる。
【００２９】
図２は画像形成装置に具備されている露光装置の構成を説明する図である。レーザーユニット３１より取り出されたコリメート光は回転するポリゴンミラー３２により反射偏向走査されながら、順にｆθレンズ３３、折り返しミラー３４を通過して最終的には感光体１表面に到達する。また、走査ビームの一部はＢＤミラー３５で反射されＢＤセンサー３６により光検知し、ＢＤセンサー３６からの出力信号を基準に走査回毎の書き込み信号を同期させ、ビームの書き込み位置ずれを防止する作用もなされている。
【００３０】
またレーザーユニット３１は、半導体レーザー、コリメーター鏡筒に接着固定されたコリメーターレンズ、半導体レーザーの発光に必要な電流を供給し発光のＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザー駆動基板とで構成されている。半導体レーザーは端面発光型のレーザーチップ、フォトダイオードとで構成されている。
【００３１】
図３は半導体レーザーの光量を一定に制御するＡＰＣ回路図である。レーザーチップから出射されたレーザー光をフォトダイオードで受光して光電変換してモニター電流Ｉｍを生ずる。モニター電流Ｉｍは抵抗Ｒｍによってモニター電圧Ｖｍに変換される。モニター電圧Ｖｍはゲインアンプにより増幅された後コンパレータに入力され、基準電圧発生手段の基準電圧Ｖｒｅｆと比較する。レーザーチップに注入される電流はゲインアンプで増幅されたモニター電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバック制御される。モニター電圧Ｖｍと抵抗のＲｍとモニター電流Ｉｍの間には次の関係が成り立つ。
Ｉｍ＝Ｖｍ÷Ｒｍ …（１）
ここで抵抗のＲｍの値は感光体１上でレーザー光量が所定の値となるように調整されている。
【００３２】
ＡＰＣの動作についてさらに説明する。ＡＰＣ動作では図４（ａ）のグラフのようにレーザーの駆動電流値を徐々に増やしていく。このときレーザーの光量は図５に示した電流−出力特性に従い、図４（ｂ）のグラフのように光量を増していく。レーザー光量が予め設定された目標値Ｗ１［ｍＷ］に達すると、レーザーの駆動電流値はその時の値Ｉ１［Ａ］に固定され、ＡＰＣを終了する。また、ＡＰＣ動作中の感光体電位は、図６に示したレーザー光量−感光体電位特性に従い、図４（ｃ）のグラフのように変化していく。
【００３３】
上述したように、ＡＰＣ中（画像形成前に感光ドラムを露光しながらレーザ光の出力を調整する調整期間中）の感光体には静電潜像が形成されており、ＡＰＣ中に現像ローラーが当接されると、トナーが現像されてしまう可能性がある。従来この問題に対応するため、図７のＡの線のように、ＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光体に当接し、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。しかしながら、図７のＡの線から分かるように、画像形成準備終了までの時間が増大し、ＦＰＯＴの増大を招いていた。
ＦＰＯＴの短縮を図るには、ＡＰＣが終了する前に予め現像ローラーを当接しておく制御が望ましい。
【００３４】
まず、ＡＰＣを開始する前に予め現像ローラーを当接しておく制御について図４を用いて簡単に説明する。この構成では、図４（ｃ）に示したようなＡＰＣ実施中の所定の感光体電位Ｖ２を定め、その時のレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］を求めておく。次にＡＰＣ中のレーザー光量モニター結果に基づき、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になるＡＰＣ開始からのタイミングを求める。これらの情報をもとに、実際の画像形成前のＡＰＣ動作中に、感光体上でレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］が照射された部分、即ち感光体の電位が所定のＶ２となる部分が現像位置に到達したタイミングで、図８のように現像電圧を第２の現像電圧に切り替える動作をする。なお、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になったタイミングと現像電圧を第２の現像電圧に切り替えるタイミングの間には、レーザー照射位置と現像当接位置の間の距離に応じた時間差がある。以上述べたような構成をとることで、現像電圧と感光体電位との間の電位差がトナーと逆極性となるので、トナーが現像されないような構成にしている。
【００３５】
しかしながら、感光体の感度は製造公差・使用環境・劣化度合い等によってばらつきが生じるのが一般的である。即ち、同じレーザー光量を照射したときに感光体の電位が常に実線ａで示したものと同じになるわけではなく、図９の破線ｂおよびｃで示したように感光体電位にはばらつきがある。
【００３６】
図９の曲線ａに対し、曲線ｂのように感光体感度が高い、即ち感光体電位が下がりやすい場合、図９のグラフに斜線で示したような現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じる。すると、通常の画像形成と同じように多量のトナーが現像されてしまう。また逆に図９の曲線ａに対し、曲線ｃのように感光体感度が低い、即ち感光体電位が下がりにくい場合、図９のグラフに網点で示した領域が生じる。この領域では現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、現像ローラー上のトナーが感光体上に現像されることは無いはずである。しかしながらトナー中には正規帯電極性（（静電潜像を現像するための帯電極性。本実施例では負極性の静電潜像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負である。）とは反対に帯電されているトナー（反転トナー）が存在し、曲線ｃのように、現像電圧と感光体電位の差の絶対値が大きい場合には、その反転トナーが現像ローラーから感光体上に移動する、反転カブリという現象が生じてしまう。
【００３７】
いずれの場合も現像ローラー当接時に感光体上にトナーが転移してしまうため、無駄なトナー消費や紙裏汚れを引き起こす可能性がある。
【００３８】
そこで本実施例では、この問題点を解決するため、現像ローラーと感光ドラムとが離間した離間状態から当接した当接状態への切り替えを、ＡＰＣ前に行う構成において、ＡＰＣ中の供給ローラーの周速を遅くする。これにより、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量が画像形成時よりも少なくなるように調節される。したがって、感光ドラムにおける露光された部分が現像位置にあるときに、現像位置（現像ニップ）に搬送される単位時間当たりのトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように調節できるため、トナー消費と紙裏汚れが軽減される。また、それに加えて、感光体感度が高い時でも図９のグラフに斜線で示したような、現像電圧から感光体電位を減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じないような、低い現像電圧を用いる。
【００３９】
このような構成を用いた場合、曲線ｂのように感光体感度が高い時でもトナーが現像されることは無い。逆に、曲線ｃのように感光体感度が低い時に前述した反転カブリが発生し易くなるが、現像ローラー上のトナー量を少なくする設定にしているので、反転トナーが感光体に現像される量を従来よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利な構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００４０】
本実施例の構成について、詳細に説明する。また、ここではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００４１】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像ローラー４１ｙが回転を始める。先に説明したように、感光体１ｙには帯電バイアスが印加され、所定の帯電電位に帯電される。本実施例では帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙには感光体感度のバラツキを含めてもトナーが現像されないような、第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【００４２】
次に、供給ローラー４２ｙについて、不図示の駆動手段を用い、回転の周速を遅くするような動作をする。
【００４３】
本実施例では、画像形成時は、図１に示した回転方向に、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像ローラー４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定である。また、感光体１ｙに対して現像ローラー４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像ローラー４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、現像ローラー４１ｙに対しては２３０ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。
【００４４】
次に先述したＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例では、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００４５】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、供給ローラー４２ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、供給ローラー４２ｙの周速の切り替えタイミングを図１０に示す。
【００４６】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である供給ローラー４２ｙの周速を遅くし、現像ローラーとの速度差を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについての比較結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【００４９】
以上説明したように、供給ローラーの周速の変更により、現像ローラーとの速度差を変更する構成を取ることで、現像ローラーをあらかじめ当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００５０】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う構成にも適用することが出来る。この構成においては、現像ローラと感光ドラムとが離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、現像位置（現像ニップ）に搬送される単位時間当たりのトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように調節すればよい。供給ローラーの周速をＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。従って、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００５１】
また、本実施例では、現像電圧の設定と供給ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、供給ローラーの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００５２】
また、画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００５３】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例２】
【００５４】
本実施例ではＡＰＣ時の現像ローラーの周速を遅くすることで、感光体−現像ローラー間の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う。
【００５５】
実施例１とは異なり、現像ローラー上のトナー量は変わらないものの、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らす構成としている。したがって、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００５６】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００５７】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像ローラー４１ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【００５８】
また、回転速度も実施例１と同じく、画像形成時は、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像ローラー４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定である。また、画像形成時において、感光体１ｙに対して現像ローラー４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像ローラー４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、現像ローラー４１ｙの周速を、本実施例では、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、即ち感光体１ｙに対しては速度差の無い状態で供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。また、本実施例では実施例１の構成である、現像ローラー４１ｙと供給ローラー４２ｙの回転速度差を変更することによる効果と独立に効果の検証を行うために、供給ローラー４２ｙの回転速度を別途同時に早くした。すなわち、供給ローラ４２ｙは、１８０ｍｍ／ｓで回転し、現像ローラー４１ｙに対しては２８０ｍｍ／ｓの速度差を維持して回転するような構成とした。
【００５９】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００６０】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、現像ローラー４１ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１３０ｍｍ／ｓに戻し、同時に供給ローラー４２ｙの回転速度を遅くし、１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、現像ローラー４１ｙの周速の切り替えタイミングを図１１に示す。
【００６１】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である現像ローラー４１ｙと感光体１ｙの周速差を変更する場合の紙裏汚れと、変更しない場合の紙裏汚れとの比較結果を表２に示した。
【００６２】
【表２】
【００６３】
表２に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。
【００６４】
以上説明したように、現像ローラーの周速を変更する構成を取ることで、現像ローラーをあらかじめ当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすことができる。これにより無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００６５】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、現像ローラーの周速は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。これにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００６６】
また、本実施例では、現像ローラーと供給ローラーの速度差は維持するような構成について説明を行ったが、実施例１のように供給ローラーが遅く回転するような構成を同時に実施しても、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。これにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００６７】
具体的な構成としては、本実施例の構成で現像ローラー４１ｙと供給ローラー４２ｙを同じギア列で回転させる構成を適用すれば、画像形成前の現像ローラー４１ｙの周速を１００ｍｍ／ｓの速度にした場合には、供給ローラー４２ｙの回転速度も同時に遅くなり、１１５ｍｍ／ｓで回転する。現像ローラー４１ｙに対して２２５ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定となり、画像形成中の２８０ｍｍ／ｓの速度差よりも小さくなり、実施例１の効果を併せ持つような構成にできる。
【００６８】
また、本実施例では、現像電圧の設定と現像ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、現像ローラーの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができる。従って、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００６９】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００７０】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例３】
【００７１】
本実施例ではＡＰＣ時に、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧差を画像形成時とは変更することで、現像ローラー上のトナーの量を画像形成時よりも少なくし、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすように制御を行う。具体的には、本実施例ではマイナスに帯電するトナーを用い、供給ローラーの電位から現像ローラーの電位を減じた電位差を、トナーの正規帯電極性と逆極性であるプラスの値にすることで、トナーを現像ローラーから供給ローラーに回収するような構成とする。
【００７２】
このような構成にすることで、実施例１と同様に、現像ローラー上のトナー量を減らし、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００７３】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００７４】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙ、現像ローラー４１ｙ、供給ローラー４２ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加し、供給ローラー４２ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加する。
【００７５】
本実施例では、画像形成時は、感光体１ｙの露光部は−１５０Ｖ、非露光部は−５００Ｖの電位であり、現像ローラー４１ｙには−３５０Ｖ、供給ローラー４２ｙには−５００Ｖ、規制ブレード４４ｙには−４００Ｖを印加するような設定としている。よって、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより−１５０Ｖ高電圧であり、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、通常の画像形成時は電気的には供給ローラーに回収されることはない。
【００７６】
それに対して、画像形成開始前は、上述したように供給ローラー４２ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加し、現像ローラー４１ｙには第１の電圧−２７５Ｖを印加する。従って、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより＋４７５Ｖ高電圧であり、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、クーロン力により供給ローラーに回収される。
【００７７】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。この変更により、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧差は＋２５０Ｖに減少するが、本実施例では供給ローラーの印加電圧は変更を行わない構成とした。ＡＰＣでは最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００７８】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、供給ローラー４２ｙの印加電圧を、通常の画像形成時の設定である、−５００Ｖに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、供給ローラー電圧の切り替えタイミングを図１２に示す。
【００７９】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である供給ローラー４２ｙの印加電圧を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについて比較結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
【００８１】
表３に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【００８２】
以上説明したように、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧の差をＡＰＣ終了前後で変更する構成を取ることで、あらかじめ現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を減らすことができる。従って、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らし、無駄なトナー現像によるトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００８３】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、現像ローラーと供給ローラーの印加電圧の差は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【００８４】
また、本実施例では、トナーがマイナス帯電する構成について説明を行ったが、プラスに帯電する場合は、現像ローラーと供給ローラーの電位差の符号を逆にすることで本実施例の構成を適用することが出来る。
【００８５】
また、本実施例では、現像電圧の設定と供給ローラーの電圧設定を組み合わせた構成について述べたが、供給ローラーの電圧設定のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【００８６】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【００８７】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例４】
【００８８】
本実施例ではＡＰＣ時に、現像ローラーと規制ブレードの印加電圧差を画像形成時とは変更することで、現像ローラー上のトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う。
【００８９】
具体的には、本実施例ではマイナスに帯電するトナーを用い、規制ブレードの電位から現像ローラーの電位を減じた電位差が、トナーの正規帯電極性と逆極性であるプラスの値にすることで、トナーを現像ローラーから規制ブレードに回収するような構成とする。
【００９０】
このような構成にすることで、実施例１と同様に、現像ローラー上のトナー量を減らし、感光体の感度にばらつきが生じた場合でも、感光体に現像されるトナー量を従来例よりも抑制することができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。よって、このような構成をとることで、ＦＰＯＴ短縮に有利なＡＰＣ中に当接する構成を用いながら、意図しないトナーの現像を抑制することができる。
【００９１】
以下に、この構成の動作説明を詳細に行う。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００９２】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙ、現像ローラー４１ｙ、供給ローラー４２ｙが回転を始める。実施例１と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加し、規制ブレード４４ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加する。
【００９３】
本実施例では、画像形成時は、感光体１ｙの露光部は−１５０Ｖ、非露光部は−５００Ｖの電位であり、現像ローラー４１ｙには−３５０Ｖ、供給ローラー４２ｙには−５００Ｖ、規制ブレード４４ｙには−４００Ｖを印加するような設定としている。よって、規制ブレード４４ｙは現像ローラー４１ｙより−５０Ｖ高電圧の為、マイナスに帯電する現像ローラー４１ｙ上のトナーは、通常の画像形成時は電気的には規制ブレードに回収されることはない。
【００９４】
それに対して、画像形成開始前は、上述したように規制ブレード４４ｙには、トナーが回収されるように＋２００Ｖの電圧を印加し、現像ローラー４１ｙには第１の電圧−２７５Ｖを印加する。この際、供給ローラー４２ｙは現像ローラー４１ｙより＋４７５Ｖ高電圧の為、マイナスに帯電した現像ローラー４１ｙ上のトナーは、クーロン力により供給ローラーに回収される。
【００９５】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。この際に現像ローラーと規制ブレードの電圧差が変化するが、本実施例では規制ブレードの印加電圧は変更を行わない構成とした。ＡＰＣでは最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００９６】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、規制ブレード４４ｙの印加電圧を、通常の画像形成時の設定である−４００Ｖに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、規制ブレード電圧の切り替えタイミングを図１３に示す。
【００９７】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である規制ブレード４４ｙの印加電圧を変更する場合を、変更しない場合に対して比較した。現像ローラ上の単位面積当たりのトナー重量、紙裏汚れについての比較結果を表４に示した。
【００９８】
【表４】
【００９９】
表４に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。また、この際の現像ローラー上のトナー量も、本実施例の構成により下げることが出来ており、狙いの効果が得られていた。
【０１００】
以上説明したように、規制ブレードの印加電圧をＡＰＣ終了前後で変更する構成を取ることで、あらかじめ現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを実行する系において、現像ローラー上のトナー量を減らすことができる。これにより、無駄なトナー現像によるトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【０１０１】
また、本実施例では、あらかじめ感光体と現像ローラーを当接した状態でＡＰＣを行う構成について説明を行ったが、ＡＰＣの途中で現像ローラーの当接を行う系にも適用することが出来る。この際にも、規制ブレードの印加電圧は、ＡＰＣ終了前後で変更することで、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１０２】
また、本実施例では、現像電圧の設定と規制ブレードの電圧設定を組み合わせた構成について述べたが、規制ブレードの電圧設定のみでも、ＡＰＣ中の現像ローラー上のトナー量を少なくすることができる。これにより、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立に効果を得ることが出来る。
【０１０３】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【０１０４】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【０１０５】
（参考例）
本参考例では、実施例２の現像ローラーの周速を遅し、感光体との速度差を変更することで、感光体−現像ローラー間の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を画像形成時よりも少なくなるように制御を行う構成を、感光体とトナー担持体が圧接しない、非接触現像方式に適用した構成を用いて、その効果の説明を行う。
【０１０６】
本実施例では、図１中のイエロー用画像形成ユニットＵｙにおいて、現像手段である一成分非接触現像器４ｙ内の現像スリーブ４１ｙは金属管からなり、不図示のコロをスペーサーとして、２５０μｍの間隔を設けた状態で、感光体１ｙと現像ニップを形成している。また、一成分非接触現像器４ｙは、現像スリーブ４１ｙの表面へトナーを塗布するための現像剤供給手段である供給ローラー４２ｙ、現像スリーブ４１ｙ上のトナー層厚を規制し、同時に接触帯電をさせる規制ブレード４４ｙで構成されている。
【０１０７】
表面をトナーで均一にコートされた現像スリーブ４１ｙは感光体１ｙに対して順方向である矢印ｃの方向（反時計回り）に速度差をもたせて回転し、これに現像高圧電源４３から所定のＤＣ電圧とＡＣ電圧を重畳して印加することにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像化する。
【０１０８】
上述した画像形成ユニットＵｙにおいて、本実施例ではＦＰＯＴ短縮の為、画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光体１ｙと現像スリーブ４１ｙが回転を始め、同時に帯電ローラー２ｙ、現像スリーブ４１ｙに電圧を印加する。実施例２と同じく、感光体１ｙの帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。また、現像スリーブ４１ｙには非画像形成時はトナーの飛翔を抑制するために、ＤＣ電圧のみを印加し、トナーが現像されない第１の現像電圧として−２７５Ｖを印加する。
【０１０９】
また、回転速度も実施例２と同じく、画像形成時は、感光体１ｙは１００ｍｍ／ｓ、現像スリーブ４１ｙは１３０ｍｍ／ｓ、供給ローラー４２ｙは１５０ｍｍ／ｓで回転するような設定であり、感光体１ｙに対して現像スリーブ４１ｙは３０ｍｍ／ｓの速度差で早く回転し、現像スリーブ４１ｙに対して供給ローラー４２ｙは２８０ｍｍ／ｓの速度差を持って遅く（反対方向に）回転するような設定としている。それに対して、画像形成開始前は、現像スリーブ４１ｙの周速を、本実施例では、駆動手段であるモーターの回転速度を切り替えることにより、１００ｍｍ／ｓの速度、即ち感光体１ｙに対しては速度差の無い状態で供給ローラー４２ｙが回転するような設定とした。また、本実施例でも実施例２と同様に、実施例１の構成である、現像スリーブ４１ｙと供給ローラー４２ｙの回転速度差を変更することによる効果と独立に効果の検証を行うために、供給ローラー４２ｙの回転速度を同時に早くし、１８０ｍｍ／ｓで回転し、現像スリーブ４１ｙに対しては２８０ｍｍ／ｓの速度差を維持して回転するような構成とした。
【０１１０】
次にＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。また、本実施例でも、ＡＰＣが開始されてから感光体電位が−３００Ｖを下回ると予測されるタイミングで、現像電圧を第２の値−５０Ｖに変更する。最終的には露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【０１１１】
レーザー光量が目標値に到達しＡＰＣが終了したところで、現像スリーブ４１ｙについて、モーターの回転速度を早くし、通常の画像形成時の周速である１３０ｍｍ／ｓに戻し、同時に供給ローラー４２ｙの回転速度を遅くし、１５０ｍｍ／ｓに戻すような構成とした。本実施例における感光体電位、現像電圧、現像スリーブ４１ｙの周速の切り替えタイミングを図１１に示す。
【０１１２】
次に、上述した構成を用いたことによる効果について述べる。本実施例の構成である現像スリーブ４１ｙと感光体１ｙの周速差を変更する場合の紙裏汚れと、変更しない場合の紙裏汚れを比較した結果を表５に示す。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
非接触現像系においては、感光体とトナー担持体が常時離れていることから、意図しないトナー現像は発生し難く、本実施例の構成を用いなくても紙裏汚れはごくわずかで実用上問題となるレベルではなかった。しかし、表５に示したように、本実施例の構成により、紙裏汚れのレベルを良化することが出来た。
以上説明したように、非接触現像方式をもちいた場合においても、現像スリーブの周速を変更する構成を取ることで、画像形成前にＡＰＣを実行する系において、現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナーの量を減らすことができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【０１１５】
また、本実施例では、現像スリーブと供給ローラーの速度差は維持するような構成について説明を行ったが、実施例１のように供給ローラーが遅く回転するような構成を同時に実施しても、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１１６】
具体的な構成としては、本実施例の構成で現像スリーブ４１ｙと供給ローラー４２ｙを同じギア列で回転させる構成を適用すれば、現像スリーブ４１ｙの周速を１００ｍｍ／ｓの速度にした場合には、供給ローラー４２ｙの回転速度も同時に遅くなり、１１５ｍｍ／ｓで回転し、現像スリーブ４１ｙに対しては２２５ｍｍ／ｓの速度差を持って供給ローラー４２ｙが回転するような設定となり、実施例１の効果を併せ持つような構成にできる。
【０１１７】
また、本実施例では、一成分現像剤を用いた場合について述べたが、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いた場合においても同様な効果を得ることが出来る。
【０１１８】
また、本実施例では、非接触現像方式において実施例２と同様の構成である現像スリーブ周速を変更する構成を用いたが、実施例１、実施例３、実施例４の構成を非接触現像方式に適用しても同様に、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができる。
【０１１９】
また、本実施例では、現像電圧の設定と現像ローラーの周速変更を組み合わせた構成について述べたが、現像スリーブの周速変更のみでも、ＡＰＣ中の現像ニップに単位時間当たりに搬送されるトナー量を少なくすることができ、意図しないトナー現像の削減とＦＰＯＴの短縮の両立の効果を得ることが出来る。
【０１２０】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成が無駄なトナー消費の削減とＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像スリーブの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光体へのトナー付着は発生しない。
【０１２１】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮に影響が大きい、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【符号の説明】
【０１２２】
１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ 潜像担持体
２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ 帯電ローラー
３ 露光装置
１４ 制御部（ＣＰＵ）
３１ レーザーユニット
３２ ポリゴンミラー
３３ ｆθレンズ
３４ 折り返しミラー
３５ ＢＤミラー
３６ ＢＤセンサー
４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ 現像器
４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ 現像ローラー
４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ 供給ローラー
４３ 現像高圧電源
４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ 規制ブレード
５ 中間転写ベルト
６ 駆動ローラー
７ 支持ローラー
８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋ １次転写ローラー
８１ １次転写高圧電源
９ ２次転写ローラー
９１ ２次転写高圧電源
９２ ２次転写対向ローラー
１０ 給紙部
１１ 定着器
１４ 制御部（ＣＰＵ）
１１１ 定着スリーブ
１１２ 加圧ローラー
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｋ 感光体クリーナー
１３ クリーニング装置
１３１ クリーニングブレード
１３２ 廃トナー容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、
トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、
トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置に到達する前に前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記調節手段は、前記トナー担持体の回転速度を画像形成時よりも遅くすることで前記調節を行う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。
【請求項４】
更に、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を備え、
前記調節手段は、前記トナー供給部材の回転速度を画像形成時よりも遅くすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を備え、
前記調節手段は、前記トナー供給部材の電位から前記トナー担持体の電位を減じた電位差をトナーの正規帯電極性と逆極性にすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
更に、トナー担持体上のトナー層厚を規制する規制部材を備え、
前記調節手段は、前記規制部材の電位から前記トナー担持体の電位を減じた電位差をトナーの正規帯電極性と逆極性にすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、
トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、
トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置に到達する前に前記離間状態から前記当接状態に切り替わり、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに、前記トナー担持体によって前記現像位置に搬送される単位時間当たりのトナー量を画像形成時よりも少なくなるように調節する調節手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記調節手段は、前記トナー担持体の回転速度を画像形成時よりも遅くすることで前記調節を行う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。
【請求項４】
更に、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を備え、
前記調節手段は、前記トナー供給部材の回転速度を画像形成時よりも遅くすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を備え、
前記調節手段は、前記トナー供給部材の電位から前記トナー担持体の電位を減じた電位差をトナーの正規帯電極性と逆極性にすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
更に、トナー担持体上のトナー層厚を規制する規制部材を備え、
前記調節手段は、前記規制部材の電位から前記トナー担持体の電位を減じた電位差をトナーの正規帯電極性と逆極性にすることで前記調節を行うことを特徴とする請求項１〜５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７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９２６８２（Ｐ２０１３−９２６８２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５１３８（Ｐ２０１１−２３５１３８）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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