JP2013228491A - 画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像の形成を停止するときに、現像剤が像保持体の表面に移動しにくい画像形成装置等を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を直流電位にて帯電させる帯電ロール１２ａと、静電潜像を形成する露光装置１３と、静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像ロール１４ａと、現像バイアス電源１４ｅと、感光体ドラム１１および現像ロール１４ａをともに回転させる駆動源と、画像の形成を停止するときに、現像バイアス電源１４ｅにより現像ロール１４ａに印加される電位を立ち下げつつ、露光装置１３が感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量を感光体ドラム１１の電位に基づき順次決定して感光体ドラム１１の電位を立ち下げることで、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａの電位との差を予め定められた範囲内とする制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、プログラムに関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、更にこのトナー像を記録材に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。

特許文献１には、トナーとキャリアよりなる二成分現像剤を用い、現像スリーブに現像バイアス電圧Ｖ_Ｂｉａｓを印加することによって、トナーＴを感光体へ付着させる画像形成装置において、感光体回転開始及び停止時に感光体の表面電位Ｖ_Ｓ．Ｐと現像バイアス電圧Ｖ_Ｂｉａｓとの相対的電位差ΔＶを、キャリア飛び発生限界最大電位差Ｖ_ｍａｘとトナー付着量最小電位差Ｖ_ｍｉｎの範囲内で段階的に制御することからなる画像形成装置における電位制御方法が開示されている。
特許文献２には、画像形成終了時、感光ドラム表面を除電する際に、現像装置のバイアス立下りカーブに対応して、露光装置の露光量を段階的に上げていき、後露光テーブルには、後露光を開始してからの時間に応じたレーザパワーが設定されている画像形成装置が開示されている。

特開平７−２５３６９３号公報 特開２００５−３４５９２２号公報

本発明は、画像の形成を停止するときに、現像剤が像保持体の表面に移動しにくい画像形成装置等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、回転可能な像保持体と、前記像保持体の表面を直流電位にて帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像保持体と対向して配され、前記静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像手段と、前記現像手段を予め定められた電位にする電位付加手段と、前記像保持体および前記現像手段をともに回転させる駆動部と、前記帯電手段により印加する電位、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光するときの光量、前記電位付加手段により印加する電位および前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、画像の形成を停止するときに、前記電位付加手段により前記現像手段に印加される電位を接地電位に近づけつつ、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光することで当該像保持体の電位を順次接地電位に近づけ、前記静電潜像形成手段が前記像保持体の表面を露光するときの光量を当該像保持体の電位に基づき順次決定して当該像保持体の電位を接地電位に近づけることで、当該像保持体の表面の電位と前記現像手段の電位との差を予め定められた範囲内とすることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、画像の形成を行なうときの環境条件を取得する環境条件取得部をさらに備え、前記制御部は、前記環境条件取得部により取得された環境条件に応じて前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光するときの光量を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、前記制御部は、前記像保持体の表面の電位を段階的に接地電位に近づけ、当該像保持体の電位とそれぞれの段階において接地電位に近づける電位差に対応して前記光量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、画像を記録材に転写する転写手段をさらに備え、前記転写手段と前記帯電手段との間に前記像保持体の表面の電位を除電する除電手段を備えないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、コンピュータに、像保持体の表面を直流電位にて帯電させる帯電手段の電位を制御する機能と、前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成手段により当該像保持体の表面を露光するときの光量を制御する機能と、前記像保持体と対向して配され前記静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像手段を予め定められた電位にする電位付加手段を制御する機能と、前記像保持体および前記現像手段をともに回転させる駆動部を制御する機能と、を実現させ、画像の形成を停止するときに、前記電位付加手段により前記現像手段に印加される電位を接地電位に近づけつつ、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光することで当該像保持体の電位を順次接地電位に近づけ、前記静電潜像形成手段が前記像保持体の表面を露光するときの光量を当該像保持体の電位に基づき順次決定して当該像保持体の電位を接地電位に近づけることで、当該像保持体の表面の電位と前記現像手段の電位との差を予め定められた範囲内とするプログラムである。

請求項１の発明によれば、画像の形成を停止するときに、現像剤が像保持体の表面に移動しにくい画像形成装置を提供することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、像保持体の表面の電位と現像手段に印加される電位との差を予め定められた範囲内にする制御をより精度よく行なうことができる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、静電潜像形成手段が像保持体の表面を露光するときの光量をより高い精度で決定することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、製造費用がより安価な画像形成装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、画像の形成を停止するときに、現像剤が像保持体の表面に移動しにくくする制御をコンピュータにより行なうことができる。

本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成を示した図である。 画像形成装置の一部を拡大して示した図である。 図１の構成の画像形成装置で起こりうる問題について説明した図である。 本実施の形態の制御部の機能構成例を示したブロック図である。 画像の形成を停止する際の、制御部、および感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、駆動源の各機構部の動作について説明したフローチャートである。 画像の形成を停止する際に、各機構部に対し制御部が送信する制御信号について説明した図である。 レーザの光量と感光体ドラムの表面の電位との関係を示した図である。

＜画像形成装置の全体構成の説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用された画像形成装置１の概略構成を示した図である。また図２は、画像形成装置１の一部を拡大して示した図である。以下、図１および図２を使用して画像形成装置１について説明を行なう。
この画像形成装置１には、記録材の一例としての用紙Ｐに対してトナー像を形成する画像形成部１０が設けられている。また、画像形成装置１には、画像形成部１０により用紙Ｐに形成されたトナー像を加熱および加圧し定着する定着装置２０、および画像形成部１０に用紙Ｐを供給する用紙供給部３０が設けられている。

ここで、画像形成装置１には、プロセスカートリッジ１００が設けられている。このプロセスカートリッジ１００は、画像形成装置１のフロント側（図中左側）に引き抜くことで画像形成装置１の本体部（装置本体）から取り外しできるようになっている。また、本実施の形態では、プロセスカートリッジ１００を取り外すことにより、他のプロセスカートリッジ１００を装着可能となっている。
プロセスカートリッジ１００には、感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１４、およびクリーニング装置１６が設けられている。また、本実施の形態における画像形成装置１には、露光装置１３および転写装置１５が設けられている。

また、画像形成装置１には、画像形成装置１の装置本体に対して着脱可能に設けられ、プロセスカートリッジ１００に供給されるトナーを収容したトナーカートリッジ６０が設けられている。
このトナーカートリッジ６０には、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）などにより構成される記憶媒体６１が取り付けられている。この記憶媒体６１には、トナーカートリッジ６０の種類を示す情報や、トナーカートリッジ６０の内部に設けられた回転部材（トナーの搬送に用いられる回転部材）の回転数などトナーカートリッジ６０の使用状況に関する情報が格納される。

感光体ドラム１１は、回転可能な像保持体の一例であり、図中矢印方向に回転する。そして感光体ドラム１１は、その外周面に感光層を備えている。具体的には、感光体ドラム１１は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に感光層として有機感光体が塗布される構造をとる。そしてこの有機感光体は、負極性に帯電する性質を有する。ここで現像装置１４による現像は反転現像方式にて行われる。従って、現像装置１４で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触する帯電ロール１２ａを有し、感光体ドラム１１を予め定められた電位に帯電する。帯電ロール１２ａには、予め定められた帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源１２ｂが接続されている。本実施の形態では、帯電バイアス電源１２ｂは、直流バイアスを印加することにより帯電ロール１２ａを負極性に帯電させる。よって本実施の形態では、帯電ロール１２ａは、感光体ドラム１１の表面を直流電位にて帯電させる帯電手段の一例として機能する。

露光装置１３は、レーザＢｍを走査させつつ感光体ドラム１１に照射し、帯電装置１２により帯電した感光体ドラム１１の表面を選択的に露光する。そしてこれにより感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。即ち、露光装置１３は、帯電ロール１２ａにより帯電した感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成手段として機能する。

より具体的に説明すると、現像装置１４には、例えば、負極性に帯電するトナー及び正極性に帯電するキャリアからなる２成分現像剤が収容されている。そして、現像装置１４は、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像をトナーで現像して感光体ドラム１１の表面にトナー像を形成する。

現像装置１４についてさらに説明すると、現像装置１４は、現像ロール１４ａと、現像ロール１４ａを保持する現像ハウジング１４ｂと、を備える。また、現像装置１４は、現像ハウジング１４ｂにおいて現像ロール１４ａに近い側に配設されるオーガ１４ｃと、現像ハウジング１４ｂにおいて現像ロール１４ａから遠い側に配設されるオーガ１４ｄと、を備える。

現像ロール１４ａは、非磁性金属にて構成され回転可能な現像スリーブの内部に、複数の磁極が配列された磁石ロールを固定的に内包させたものである。なお、現像ロール１４ａの好ましい現像剤層厚さを得るために、現像ハウジング１４ｂに金属製のトリマ（不図示）が設けられている。
現像ハウジング１４ｂには、新規現像剤が供給される供給口（不図示）と、余剰現像剤が排出される排出口（不図示）と、が形成されている。また、現像ハウジング１４ｂは、オーガ１４ｃとオーガ１４ｄとを互いに仕切ると共に両端部で互いに接続する仕切り壁（不図示）が設けられている。そして、オーガ１４ｃ、１４ｄはともに、紙面垂直方向に延びる回転軸の周囲にスパイラル状の羽根を取り付けたもので構成されている。

オーガ１４ｃは、現像ハウジング１４ｂ内の現像剤を一方向に向けて攪拌搬送するように回転し、また、オーガ１４ｄは、現像ハウジング１４ｂ内の現像剤を逆方向に向けて攪拌搬送するように回転する。これにより、現像ハウジング１４ｂ内の現像剤は、オーガ１４ｃおよびオーガ１４ｄによって攪拌されながら現像ハウジング１４ｂ内を循環搬送される。負の帯電極性を有するトナーは、正の帯電極性および磁性を有するキャリアとともに攪拌搬送されることで摩擦され、負極性に帯電する。

現像ロール１４ａには、現像ロール１４ａを予め定められた電位にする電位付加手段の一例としての現像バイアス電源１４ｅが接続されている。そして現像バイアス電源１４ｅは、予め定められた現像バイアス（例えば、直流−３５０Ｖにピークトゥピークが１ｋＶの交流を重畳したもの）を現像ロール１４ａに印加する。これにより、感光体ドラム１１と最近接する現像領域において、現像ロール１４ａ上の現像剤層から感光体ドラム１１上の潜像形成領域にトナーが転移し、これにより静電潜像を現像してトナー像として可視像化する。本実施の形態において現像ロール１４ａは、感光体ドラム１１と対向して配され、静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像手段として機能する。

また、転写装置１５は、転写ロール１５ａを有し、転写ロール１５ａと感光体ドラム１１との間（転写部Ｔｐ）に電界を形成することにより、感光体ドラム１１上のトナー像を用紙Ｐに転写する。この電界を形成するために転写ロール１５ａには、予め定められた正極性の転写バイアスを印加するための転写バイアス電源１５ｂが接続されている。これにより転写ロール１５ａは正の電位で帯電する。本実施の形態において転写ロール１５ａは、画像を用紙Ｐに転写する転写手段として機能する。

また、クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１に接触するクリーニングブレード１６ａを有し、このクリーニングブレード１６ａを用いて転写後に感光体ドラム１１上に残留するトナー等を除去する。

そして本実施の形態では、感光体ドラム１１、および現像装置１４の現像ロール１４ａ、オーガ１４ｃ、オーガ１４ｄの各回転部をともに回転させる図示しないモータ等の駆動源（駆動部）を備える。つまり感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとは駆動源により連動して動作する。

さらに、画像形成装置１には、トナーカートリッジ６０をプロセスカートリッジ１００にトナーを供給するためのトナー供給器７１が設けられている。すなわち、トナー供給器７１は、トナーカートリッジ６０から新規現像剤を現像装置１４に供給する供給筒７１ａと、供給筒７１ａの内部に回転可能に配設される供給オーガ（不図示）と、を備える。供給オーガが回転することで、トナーがトナーカートリッジ６０から現像装置１４に向けて搬送される。
また、画像形成装置１には、クリーニング装置１６のクリーニングブレード１６ａにより除去されたトナー等である廃トナーを回収するトナー回収器７２が設けられている。
なお、トナー供給器７１およびトナー回収器７２は、プロセスカートリッジ１００に配設されている。

一方、用紙供給部３０は、図１に示すように、用紙Ｐを画像形成部１０に対して供給可能なように給紙部３１を備えている。給紙部３１は、用紙Ｐを収容する用紙収容部４１、引き込みロール４３および捌き機構４５を備える。用紙収容部４１は、上部に開口を有するとともに直方体状の形状を有しており、その内部に用紙Ｐを複数枚収容する。引き込みロール４３は、用紙収容部４１に収容される用紙束のうち最上位の用紙Ｐに接触し、この最上位の用紙Ｐを捌き機構４５に向けて送り出す。捌き機構４５は、例えば回転可能なフィードロールと回転が制限されたリタードロールとによって構成され、引き込みロール４３により送り出された用紙Ｐを一枚ずつに捌く。
なお、給紙部３１の下側に、他のサイズや他の種類の用紙Ｐを画像形成部１０に対して供給可能なように別の給紙部を備える構成を採用することができる。

また、用紙供給部３０には、レジストレーションロール（レジロール）４７が設けられている。このレジロール４７は、回転を停止した状態で用紙Ｐの搬送を一時的に止め、予め定められたタイミングにて回転を行うことにより、転写部Ｔｐに対してレジストレーション調整を施しながら用紙Ｐを供給する。
なお、別の給紙部（不図示）を備える構成を採用する場合には、別の給紙部（不図示）から搬送されてきた用紙Ｐをレジロール４７に向けて搬送する搬送ロール（不図示）が設けられる。

本実施の形態における画像形成装置１には、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路ＹＲが設けられている。また、画像形成装置１には、定着装置２０を通過した用紙Ｐが積載される用紙積載部ＹＳが設けられている。
さらに、画像形成装置１には、定着装置２０を通過した用紙Ｐの表裏を反転させてこの用紙Ｐを転写部Ｔｐに再度供給する用紙反転機構５０が設けられている。この用紙反転機構５０には、定着装置２０の下流側にて用紙搬送経路ＹＲに接続され且つレジロール４７の上流側にて用紙搬送経路ＹＲに合流する反転用搬送経路ＳＲが設けられている。また用紙反転機構５０には、反転用搬送経路ＳＲ上の用紙Ｐを搬送する搬送ロール５１が設けられている。

画像形成装置１には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等からの画像データを受信する受信部２００が設けられている。また、画像形成装置１には、画像形成部１０、定着装置２０および用紙供給部３０の動作全般を制御する制御部３００が設けられている。
さらには、画像形成装置１には、受信部２００にて受信された画像データに画像処理を施した後に露光装置１３に画像データを出力する画像処理部４００が設けられている。また、画像形成装置１には、表示パネルにより構成されユーザからの指示を受け付けるとともにユーザに対してメッセージ等を表示するユーザインタフェース(ＵＩ)５００が設けられている。

なお、制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）（何れも不図示）により構成されている。ＣＰＵでは、処理プログラムが実行される。ＲＯＭには、各種プログラム、各種テーブル、パラメータ等が記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。本実施の形態において制御部３００は、例えば、帯電ロール１２ａにより印加する電位、露光装置１３により感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量、現像バイアス電源１４ｅにより印加する電位および駆動源を制御する。

＜画像形成動作の説明＞
ここで、用紙Ｐに画像が形成される際には、パーソナルコンピュータ等にて形成された画像データが受信部２００にて受信され、受信部２００から画像処理部４００へ画像データが出力される。そして、画像処理部４００にて、画像データに対して画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、露光装置１３に出力される。画像データを取得した露光装置１３は、帯電装置１２により帯電した感光体ドラム１１を選択的に露光して静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置１４により例えば黒(Ｋ)のトナー像として現像される。

一方、用紙供給部３０では、画像形成のタイミングに合わせて引き込みロール４３が回転し、用紙収容部４１から用紙Ｐが供給される。そして、捌き機構４５により一枚ずつに捌かれた用紙Ｐは、レジロール４７まで搬送され、一旦、停止される。その後、感光体ドラム１１の回転タイミングに合わせてレジロール４７が回転し、用紙Ｐが転写部Ｔｐに供給される。そして、この転写部Ｔｐにおいて感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。

その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０にて定着処理を受け、排出ロール４９によって用紙積載部ＹＳに排出される。なお、用紙Ｐの第１面のみならず第２面にも画像が形成（用紙Ｐの両面に画像が形成）される際には、定着装置２０を通過した用紙Ｐは、用紙反転機構５０により表裏が反転されたうえで転写部Ｔｐに再度供給される。転写部Ｔｐにて、感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐの第２面に転写される。第２面にトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０によって定着処理を受け、用紙積載部ＹＳに排出される。

＜画像形成動作を停止するときの説明＞
以上説明した本実施の形態の画像形成装置１は、特に次のような特徴を有する。
（１）帯電装置１２は、感光体ドラム１１を直流電位にて帯電させる。即ち、帯電バイアス電源１２ｂは、直流バイアスを印加することにより帯電ロール１２ａを負の電位に帯電させ、交流バイアスは印加されない。
（２）感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとは、図示しない駆動源にギヤ等を介して共通に接続され、駆動源が駆動すると、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａがともに回転する。また駆動源が停止すると、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａがともに停止する。即ち、感光体ドラム１１の回転と現像ロール１４ａの回転は連動し、何れか一方のみが回転したり停止したりすることはない。
（３）クリーニングブレード１６ａの後段に除電ランプ等の除電手段を別途備えていない。即ち、本実施の形態では、転写ロール１５ａと帯電ロール１２ａとの間に感光体ドラム１１の表面の電位を除電する除電手段を備えない。これにより感光体ドラム１１は、クリーニングブレード１６ａにより残留するトナー等が除去された後に、除電が行なわれないので、感光体ドラム１１表面の電位を維持したまま帯電装置１２の位置に達し、帯電装置１２により再び帯電が行なわれる。
これら（１）〜（３）の構成をとることで、画像形成装置１の製造費用がより安価となる。

しかしながらこのような構成の画像形成装置１では、画像の形成を停止する際に次のような問題が生ずることがある。
図３は、図１の構成の画像形成装置１で起こりうる問題について説明した図である。
図３では、画像の形成を停止する際に、現像ロール１４ａに印加される現像バイアスを切り、０とした場合を示している。このとき本実施の形態の場合、感光体ドラム１１の表面には、負の電位が残存する。そしてこれを除電するため、図２に示す露光装置１３によりレーザＢｍを照射する。ただしこのとき感光体ドラム１１の表面の電位は、不安定となりやすく、現像ロール１４ａからトナーやキャリアが感光体ドラム１１の表面に移動しやすい状態となる。そして本実施の形態では、感光体ドラム１１が回転すると、現像ロール１４ａがともに回転するため、その結果、トナーまたはキャリアが次々と感光体ドラム１１の表面に移動してしまう。即ち、画像の形成を停止する際に、感光体ドラム１１を回転させつつ露光装置１３により露光を行なうことで感光体ドラム１１の電位の立ち下げを行なった場合、現像ロール１４ａ上に位置するトナーやキャリアが像保持体に移動してしまうことがある。本実施の形態では、この現象をトナーやキャリアの吐き出しと言うことにする。

そしてこのようにトナーやキャリアの吐き出しが生じるとトナーおよびキャリアが無駄に消費されることになるため、トナーカートリッジ６０やプロセスカートリッジ１００の製品寿命が短くなる問題が生じる。

これが上記（１）で記載した方式と異なり、帯電装置１２が直流バイアスだけでなく、交流バイアスを印加する方式であると、画像の形成を停止するときに直流バイアスを切り、交流バイアスを印加することで感光体ドラム１１の表面の電位は低下する。即ち、帯電装置１２により感光体ドラム１１の除電を行なうことができる。そのためトナーやキャリアの吐き出しの問題は生じにくい。
また上記（２）で記載した方式と異なり、感光体ドラム１１の回転と現像ロール１４ａの回転が連動しない方式であると、現像ロール１４ａをまず停止させることでトナーやキャリアの吐き出しは少量ですむ。
さらに上記（３）で記載した方式と異なり、除電ランプ等の除電手段を備えると、除電手段により感光体ドラム１１の表面の電位はより均一に除電され、感光体ドラム１１の表面の電位は予め定められた電位で安定した状態となる。そのためトナーやキャリアの吐き出しの問題は生じにくい。

一方、トナーやキャリアの吐き出しは、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａとの電位の差が予め定められた範囲内である場合には生じにくい。
そこで本実施の形態では、画像形成を停止する際に、制御部３００により以下のような制御を行なうことで上述した問題の抑制を図っている。

図４は、本実施の形態の制御部３００の機能構成例を示したブロック図である。ここでは、制御部３００が有する種々の機能のうち本実施の形態に関する部分についての機能構成例を図示している。
図示するように制御部３００は、感光体ドラム電位取得部３０１、環境条件取得部３０２、現像電位決定部３０３、光量決定部３０４、記憶部３０５、帯電装置制御部３０６と、露光装置制御部３０７、現像装置制御部３０８、転写装置制御部３０９、駆動源制御部３１０を備える。

感光体ドラム電位取得部３０１は、感光体ドラム１１の表面の電位を図示しないセンサから取得する。

環境条件取得部３０２は、画像の形成を行なうときの環境条件を取得する。この環境条件は、例えば、図示しない温度センサから取得される温度や図示しない湿度センサから取得される湿度である。また画像形成をする際の感光体ドラム１１の表面の設定電位、感光体ドラム１１の経時変動、画像形成をする際のプロセススピードなどを環境条件として入れてもよい。

現像電位決定部３０３は、現像ロール１４ａの電位を決定する。本実施の形態では、画像の形成を行なうときには予め定められた負の電位で現像ロール１４ａを帯電させる必要がある。一方、本実施の形態では、画像の形成を停止するときには感光体ドラム１１の表面の電位および現像ロール１４ａの電位を画像形成時の電位から立ち下げる必要がある。つまりこの場合、感光体ドラム１１の表面の電位および現像ロール１４ａの電位をほぼ接地電位にする必要がある。よって現像電位決定部３０３は、画像形成時には、現像ロール１４ａの表面の電位として予め定められた負の電位量を設定する。また画像の形成を停止するときには、現像電位決定部３０３は、これを接地電位である０Ｖに順次上昇させるための電位を決定する。

光量決定部３０４は、感光体ドラム１１の表面に照射するレーザＢｍの光量を決定する。本実施の形態では、画像の形成を行なうときにはレーザＢｍにより予め定められた光量で感光体ドラム１１の露光を行なう必要がある。一方、詳しくは後述するが、本実施の形態では、画像の形成を停止するときには感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａの電位とが予め定められた範囲内となる必要がある。そのため現像ロール１４ａの電位の上昇に伴い、感光体ドラム１１の表面の電位を順次上昇させる必要がある。そのために光量決定部３０４は、感光体ドラム１１の表面の電位や周囲の環境条件に対応してレーザＢｍの光量が順次増加するようにその値を決定する。

記憶部３０５は、光量決定部３０４が感光体ドラム１１の表面に照射するレーザＢｍの光量を決定するための決定条件が記憶されている。この決定条件は、詳しくは後述するが例えば、ＬＵＴ（Look Up Table）の形式で記憶部３０５に記憶されている。

帯電装置制御部３０６は、帯電バイアス電源１２ｂを制御することで帯電ロール１２ａの電位を制御する。本実施の形態では帯電装置制御部３０６は、画像の形成を行なうときには予め定められた負の電位で帯電ロール１２ａを帯電させる。また画像の形成を停止するときには、予め定められたタイミングで帯電バイアス電源１２ｂにより帯電ロール１２ａに印加する電位を０とする。

露光装置制御部３０７は、光量決定部３０４により決定された光量に基づき、感光体ドラム１１の表面を照射するレーザＢｍの照射タイミングおよび光量を制御する。本実施の形態では露光装置制御部３０７は、画像の形成を行なうときにはレーザＢｍを画像の形成に応じたタイミング、および画像の濃度に応じた光量で制御する。また画像の形成を停止するときには、上述したように光量決定部３０４が決定した光量に従い、光量を順次増加するようにレーザＢｍを制御する。

現像装置制御部３０８は、現像バイアス電源１４ｅを制御することで現像ロール１４ａの電位を制御する。本実施の形態では現像装置制御部３０８は、画像の形成を行なうときには予め定められた負の電位で現像ロール１４ａを帯電させる。また画像の形成を停止するときには、現像バイアスのうち交流成分（以下、「現像バイアス（ＡＣ）」と記す）については、予め定められたタイミングで印加する電位を０とする。さらに現像バイアスのうち直流成分（以下、「現像バイアス（ＤＣ）」と記す）については、予め定められたパターンにより、順次電位を接地電位に近づける制御を行なう。

転写装置制御部３０９は、転写バイアス電源１５ｂを制御することで転写ロール１５ａに予め定められた転写バイアスを印加する。本実施の形態では転写装置制御部３０９は、画像の形成を行なうときには予め定められた正の電位で転写ロール１５ａを帯電させる。また画像の形成を停止するときには、予め定められたタイミングで転写バイアス電源１５ｂにより転写ロール１５ａに印加する電位を０とする。

駆動源制御部３１０は、駆動源を制御し、感光体ドラム１１、および現像装置１４の各回転部をともに回転させる。本実施の形態では駆動源制御部３１０は、画像の形成を行なうときには予め定められた回転数で駆動源を制御する。また画像の形成を停止するときには、感光体ドラム１１の表面の電位および現像ロール１４ａの電位の立ち下げが終了した後、駆動源を停止させ、感光体ドラム１１および現像装置１４の各回転部を停止させる。

次に画像の形成を停止する際の、制御部３００、および感光体ドラム１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、駆動源の各機構部の動作について説明する。
図５は、画像の形成を停止する際の、制御部３００、および感光体ドラム１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、駆動源の各機構部の動作について説明したフローチャートである。また図６は、画像の形成を停止する際に、各機構部に対し制御部３００が送信する制御信号について説明した図である。図６において横軸は時間を表わす。

まず画像を形成しているときの各機構部の動作状態について説明する。画像を形成しているときには、駆動源への制御信号は、ＯＮ（オン）の状態であり。そしてこれにより駆動源が駆動することで感光体ドラム１１および現像装置１４の各回転部がともに回転する。

また帯電装置１２の帯電バイアス電源１２ｂ、現像装置１４の現像バイアス電源１４ｅ、転写装置１５の転写バイアス電源１５ｂへの各バイアス電源への制御信号は、何れもＯＮの状態である。そのため帯電装置１２の帯電ロール１２ａ、現像装置１４の現像ロール１４ａは、予め定められた負の電位で帯電し、転写装置１５の転写ロール１５ａは予め定められた正の電位で帯電している。そして感光体ドラム１１についても帯電ロール１２ａにより予め定められた負の電位で帯電する。さらに露光装置１３については、静電潜像を感光体ドラム１１に形成するときには予め定められたタイミングおよび光量で感光体ドラム１１にレーザＢｍを照射する。なお画像の形成を停止する直前においては、静電潜像の形成は既に終了しているためレーザＢｍによる照射も行なわれず、レーザＢｍの光量は０となっている。

この状態から画像の形成を停止する際には、まず制御部３００の現像装置制御部３０８が、現像バイアス電源１４ｅに対する現像バイアス（ＡＣ）の制御信号をＯＮ（オン）からＯＦＦ（オフ）にする（ステップ１０１）。これにより現像バイアス電源１４ｅが現像ロール１４ａに印加する電位のうち交流成分については、画像形成時（プリント時）の電位から０となる。このときの時間を図６ではｔ１として図示している。

次に制御部３００の転写装置制御部３０９が、転写バイアス電源１５ｂに対する制御信号をＯＮからＯＦＦにする（ステップ１０２）。これにより転写バイアス電源１５ｂが転写ロール１５ａに印加する電位は、画像形成時（プリント時）の電位から０となる。このときの時間を図６ではｔ２として図示している。

そして制御部３００の帯電装置制御部３０６が、帯電バイアス電源１２ｂに対する制御信号をＯＮからＯＦＦにする（ステップ１０３）。これにより帯電バイアス電源１２ｂが帯電ロール１２ａに印加する電位は、画像形成時（プリント時）の電位から０となる。このときの時間を図６ではｔ３として図示している。そしてこのｔ３は、ステップ１０２で転写装置制御部３０９が、転写バイアス電源１５ｂに対する制御信号をＯＮからＯＦＦにした際に転写ロール１５ａと感光体ドラム１１が接している箇所が、帯電ロール１２ａの位置に達した時間である。つまり感光体ドラム１１は、駆動源により回転しているので、感光体ドラム１１上の転写バイアスを切った最初の箇所が、ｔ３−ｔ２の時間で、帯電ロール１２ａの位置に移動する。そしてこの箇所から感光体ドラム１１に対する帯電バイアスの印加が停止される。

次に制御部３００の感光体ドラム電位取得部３０１が、感光体ドラム１１の電位を取得する（ステップ１０４）。さらに環境条件取得部３０２が、環境条件として温度や湿度等を取得する（ステップ１０５）。

また制御部３００の現像電位決定部３０３が、現像バイアス電源１４ｅにより現像ロール１４ａに印加する現像バイアス（ＤＣ）を接地電位に近づける電位差を決定する（ステップ１０６）。この電位差は、例えば、環境条件取得部３０２が取得した環境条件により決定される。

そして制御部３００の光量決定部３０４が、記憶部３０５を参照し、感光体ドラム１１の表面の電位、環境条件、現像ロール１４ａの電位からレーザＢｍの光量を決定する（ステップ１０７）。この決定の方法については後述する。

そして露光装置制御部３０７が、光量決定部３０４により決定された光量により感光体ドラム１１にレーザＢｍを照射して感光体ドラム１１を露光する（ステップ１０８）。これにより感光体ドラム１１の表面の電位が、予め定められた電位となるように上昇する。なお感光体ドラム１１は、負電位で帯電するため実際には電位は０に向かい上昇するが、図６では、負電位側を図中上方としているため、感光体ドラム１１の電位は、図中下方に下がるように図示されている。このとき最初の照射を開始する時間を図６では、ｔ４として示している。そしてこのｔ４は、ステップ１０３で帯電装置制御部３０６が、帯電バイアス電源１２ｂに対する制御信号をＯＮからＯＦＦにした際に帯電ロール１２ａと感光体ドラム１１が接している箇所が、レーザＢｍにより照射される位置に達した時間である。つまり感光体ドラム１１は、駆動源により回転しているので、感光体ドラム１１上の帯電バイアスを切った最初の箇所が、ｔ４−ｔ３の時間で、レーザＢｍにより照射される位置に移動する。そしてこの箇所を起点としてレーザＢｍによる感光体ドラム１１の除電が開始される。

次に現像装置制御部３０８が、現像電位決定部３０３により決定された電位差で現像バイアス電源１４ｅの電位を上げ、現像バイアス（ＤＣ）を立ち下げる（ステップ１０９）。なお現像ロール１４ａは、負電位で帯電するため実際には電位は０に向かい上昇するが、図６では、負電位側を図中上方としているため、現像バイアス（ＤＣ）は、図中下方に線形に下がるように図示されている。このとき立ち下げを開始する時間を図６では、ｔ５として示している。そしてこのｔ５は、レーザＢｍによる感光体ドラム１１の除電が開始された箇所が、現像ロール１４ａの位置に達した時間である。つまりステップ１０８の場合と同様であって、感光体ドラム１１は、駆動源により回転しているので、この箇所が、ｔ５−ｔ４の時間で、現像ロール１４ａの位置に移動する。そしてこの箇所を起点として現像ロール１４ａに印加される電位の立ち下げが開始される。

次に現像装置制御部３０８は、現像バイアス（ＤＣ）の電位がほぼ０になったか否かを判断する（ステップ１１０）、そして現像バイアス（ＤＣ）がほぼ０になっていなかった場合（ステップ１１０でＮｏ）、ステップ１０４に戻り、新たなレーザＢｍの光量が決定される。以下、ステップ１１０で現像バイアス（ＤＣ）の電位がほぼ０になったと判断されるまで、ステップ１０４〜ステップ１１０の動作が繰り返される。つまり本実施の形態では、現像バイアス（ＤＣ）の立ち下げを例えば１０段階で終了するように設定され、ステップ１０４〜ステップ１１０の動作が１０回繰り返される。

また本実施の形態では、このときに感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａに印加される電位（現像バイアス（ＤＣ））との差（Ｖｃｌｎ）を予め定められた範囲内とする。これにより感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａの電位との差が予め定められた範囲内となる。Ｖｃｌｎの範囲は、環境条件により変化するが、例えば９５Ｖ〜１０５Ｖである。そしてＶｃｌｎがこの範囲を外れると、トナーやキャリアの吐き出しが生じやすくなる。即ちＶｃｌｎが小さすぎるとトナーが感光体ドラム１１側に移動しやすくなる。またＶｃｌｎが大きすぎるとキャリアが感光体ドラム１１側に移動しやすくなる。本実施の形態では、Ｖｃｌｎを予め定められた範囲内とすることでトナーやキャリアの吐き出しを抑制する。

そしてこのために図６に図示するようにレーザＢｍの光量を段階的に増加させる。これにより感光体ドラム１１の表面の電位と現像バイアス（ＤＣ）とはともに立ち下がる。そして感光体ドラム１１の表面の電位と現像バイアス（ＤＣ）との差（Ｖｃｌｎ）を予め定められた範囲内とすることができる。図６では、レーザＢｍの光量を段階的に増加させ、これにより感光体ドラム１１の表面の電位を段階的に立ち下げて接地電位に近づける様子を階段状に図示している。

なおステップ１１０において、現像バイアス（ＤＣ）がほぼ０になった場合（ステップ１１０でＹｅｓ）、露光装置制御部３０７がレーザＢｍによる感光体ドラム１１の露光を停止するとともに、駆動源制御部３１０が駆動源に対する制御信号をＯＮからＯＦＦにする（ステップ１１１）。これによりレーザＢｍがＯＦＦとなるとともに、駆動源が停止して、感光体ドラム１１および現像ロール１４ａがともに停止する。図６ではこの時間をｔ６として図示している。このｔ６の時点で、画像の形成を停止する際の停止動作が終了する。

＜レーザＢｍの光量を決定する方法についての説明＞
次にステップ１０７における感光体ドラム１１の表面の電位、環境条件、現像ロール１４ａの電位からレーザＢｍの光量を決定する方法について説明を行なう。
図７は、レーザＢｍの光量と感光体ドラム１１の表面の電位との関係を示した図である。
ここで横軸はレーザＢｍの光量を表わし、縦軸は感光体ドラム１１の表面の電位を表わす。そして曲線Ａは、感光体ドラム１１の表面の電位が−４００Ｖだったときに、レーザＢｍにより照射する光量と照射した後の感光体ドラム１１の表面の電位との関係を示している。同様に曲線Ｂは、感光体ドラム１１の表面の電位が−３５０Ｖだったときの場合であり、曲線Ｃは、感光体ドラム１１の表面の電位が−３００Ｖだったときの場合である。

これにより例えば、感光体ドラム１１の表面の電位が−４００Ｖだったとき、感光体ドラム１１の表面の電位を−２５０Ｖにしたいときは、約１．４ｎＪ／ｍｍ^２の光量でレーザＢｍを照射すればよいことがわかる。また同様に感光体ドラム１１の表面の電位が−３５０Ｖだったとき、感光体ドラム１１の表面の電位を−２００Ｖにしたいときは、約１．６ｎＪ／ｍｍ^２の光量でレーザＢｍを照射すればよく、感光体ドラム１１の表面の電位が−３００Ｖだったとき、感光体ドラム１１の表面の電位を−１５０Ｖにしたいときは、約１．９ｎＪ／ｍｍ^２の光量でレーザＢｍを照射すればよい。

ここで感光体ドラム１１の表面の電位をＸ、レーザＢｍの光量をＹとしたとき、ＸとＹの関係は、次の（Ｉ）式のような二次多項式で近似できる。
Ｙ＝αＸ^２−βＸ＋γ …（Ｉ）
（Ｉ）式において、α、β、γは、環境条件により決定される係数である。

そして感光体ドラム１１の表面の電位がＸのときに、これを電位差としてＺだけ立ち下げるのに必要な光量は、次の（ＩＩ）式のような二次多項式で近似できる。
Ｙ＝α（Ｘ−Ｚ）^２−β（Ｘ−Ｚ）＋γ …（ＩＩ）

ここでＺは、現像ロール１４ａの電位から導出できる。つまり現像ロール１４ａの電位に対し感光体ドラム１１の表面の電位を予め定められた範囲にしなければならないため、この範囲内に収まるようにＺを決定する。

またα、β、γは、環境条件に対応して変化するパラメータである。そのため環境条件に対するα、β、γを予め実験により求め、これらの関係を記憶部３０５（図４参照）にＬＵＴとして記憶しておく。そして光量決定部３０４は、上記（ＩＩ）式を利用してレーザＢｍの光量Ｙを算出する。つまり感光体ドラム１１の表面の電位、環境条件、現像ロール１４ａの電位からレーザＢｍの光量を決定することができる。なお上記（ＩＩ）式を使用しなくても感光体ドラム１１の表面の電位、環境条件、現像ロール１４ａの電位、およびレーザＢｍの光量の各関係を記憶部３０５にＬＵＴとして記憶しておき、このＬＵＴにより直接レーザＢｍの光量を求めてもよい。

このように本実施の形態では、制御部３００は、画像の形成を停止するときに、現像バイアス電源１４ｅにより現像ロール１４ａに印加される電位を接地電位に近づけつつ、露光装置１３により感光体ドラム１１の表面を露光することで感光体ドラム１１の電位を順次接地電位に近づける。そしてこのとき露光装置１３が感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量を感光体ドラム１１の電位に基づき順次決定して感光体ドラム１１の電位を接地電位に近づけることで、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａの電位との差を予め定められた範囲内とする。

そして制御部３００は、図６のように感光体ドラム１１の表面の電位を段階的に接地電位に近づけ、図７で説明したように感光体ドラム１１の電位とそれぞれの段階において接地電位に近づける電位差（Ｚ）に対応してレーザＢｍの光量を決定する。これにより感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａに印加される電位との差を予め定められた範囲内とする制御を精度よく行なうことができる。

そしてこの際に、環境条件に応じて露光装置１３により感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量を変更する。これにより環境条件に適応して感光体ドラム１１表面の電位を接地電位に近づけることができ、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａに印加される電位との差を予め定められた範囲内にする制御の精度がさらに向上する。

このように本実施の形態では、レーザＢｍの光量は予め定められたパターンにより画一的に決定されるわけではなく、感光体ドラム１１の電位や環境条件に応じ、変更される。そしてこれにより、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａに印加される電位との差を予め定められた範囲内とする制御の精度を向上させている。そのためトナーやキャリアの吐き出しをより抑制することができる。

＜プログラムの説明＞
そして制御部３００が行なうこのような処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、制御部３００に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、制御部３００の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。

よって制御部３００が行なう処理は、コンピュータに、感光体ドラム１１の表面を直流電位にて帯電させる帯電ロール１２ａの電位を制御する機能と、帯電ロール１２ａにより帯電した感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１３により感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量を制御する機能と、感光体ドラム１１と対向して配され静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像ロール１４ａを予め定められた電位にする現像バイアス電源１４ｅを制御する機能と、感光体ドラム１１および現像ロール１４ａをともに回転させる駆動源を制御する機能と、を実現させ、画像の形成を停止するときに、現像バイアス電源１４ｅにより現像ロール１４ａに印加される電位を接地電位に近づけつつ、露光装置１３により感光体ドラム１１の表面を露光することで感光体ドラム１１の電位を順次接地電位に近づけ、露光装置１３が感光体ドラム１１の表面を露光するときの光量を感光体ドラム１１の電位に基づき順次決定して感光体ドラム１１の電位を接地電位に近づけることで、感光体ドラム１１の表面の電位と現像ロール１４ａの電位との差を予め定められた範囲内とするプログラムとして捉えることもできる。

尚、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

なお以上詳述した例では、画像形成装置１は、Ｋ（黒）色等の単色のトナーにより画像を形成する装置であったが、これに限られるものではなく、例えば、Ｙ（イエロー）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、Ｋ（黒）色等の複数色のトナーによりカラー画像を形成する装置であってもよい。
また以上詳述した例では、露光装置１３は、レーザＢｍを走査することにより感光体ドラム１１を露光する光走査装置ＲＯＳ(Raster Output Scanner)であったが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から発する光により感光体ドラム１１を露光するＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)であってもよい。

１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１…感光体ドラム、１２…帯電装置、１２ａ…帯電ロール、１２ｂ…帯電バイアス電源、１３…露光装置、１４…現像装置、１４ａ…現像ロール、１４ｅ…現像バイアス電源、１５…転写装置、１５ａ…転写ロール、１５ｂ…転写バイアス電源、２０…定着装置、３０…用紙供給部、３００…制御部、３０２…環境条件取得部、Ｐ…用紙

Claims (5)

1. 回転可能な像保持体と、
   前記像保持体の表面を直流電位にて帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
   前記像保持体と対向して配され、前記静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像手段と、
   前記現像手段を予め定められた電位にする電位付加手段と、
   前記像保持体および前記現像手段をともに回転させる駆動部と、
   前記帯電手段により印加する電位、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光するときの光量、前記電位付加手段により印加する電位および前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   画像の形成を停止するときに、前記電位付加手段により前記現像手段に印加される電位を接地電位に近づけつつ、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光することで当該像保持体の電位を順次接地電位に近づけ、
   前記静電潜像形成手段が前記像保持体の表面を露光するときの光量を当該像保持体の電位に基づき順次決定して当該像保持体の電位を接地電位に近づけることで、当該像保持体の表面の電位と前記現像手段の電位との差を予め定められた範囲内とする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像の形成を行なうときの環境条件を取得する環境条件取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記環境条件取得部により取得された環境条件に応じて前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光するときの光量を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記像保持体の表面の電位を段階的に接地電位に近づけ、当該像保持体の電位とそれぞれの段階において接地電位に近づける電位差に対応して前記光量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 画像を記録材に転写する転写手段をさらに備え、
   前記転写手段と前記帯電手段との間に前記像保持体の表面の電位を除電する除電手段を備えないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. コンピュータに、
   像保持体の表面を直流電位にて帯電させる帯電手段の電位を制御する機能と、
   前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成手段により当該像保持体の表面を露光するときの光量を制御する機能と、
   前記像保持体と対向して配され前記静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する現像手段を予め定められた電位にする電位付加手段を制御する機能と、
   前記像保持体および前記現像手段をともに回転させる駆動部を制御する機能と、
   を実現させ、
   画像の形成を停止するときに、前記電位付加手段により前記現像手段に印加される電位を接地電位に近づけつつ、前記静電潜像形成手段により前記像保持体の表面を露光することで当該像保持体の電位を順次接地電位に近づけ、
   前記静電潜像形成手段が前記像保持体の表面を露光するときの光量を当該像保持体の電位に基づき順次決定して当該像保持体の電位を接地電位に近づけることで、当該像保持体の表面の電位と前記現像手段の電位との差を予め定められた範囲内とするプログラム。

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