JP2015152910A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの消費を抑制しつつ、クリーニング部材の摩耗を抑制する。【解決手段】画像形成部１０は、感光体ドラム１１と、帯電ロール１２と、露光装置１３と、現像ロール１４ａを有する現像装置１４と、転写部１５と、クリーニングブレード１６ａを有する清掃装置１６とを備える。現像装置１４では、キャリア、トナーおよび外添剤を含む現像剤を用いるとともに、現像ロール１４ａに、直流現像バイアスに交流現像バイアスを重畳した現像バイアスを供給する。そして、感光体ドラム１１上の画像間領域が現像領域を通過する場合に、感光体ドラム１１上の画像領域が現像領域を通過する場合と比べて、交流現像バイアスのピークトゥピーク値を増加させる設定を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

公報記載の従来技術として、像担持体と、潤滑剤を含有する現像剤を用いて像担持体の静電潜像を現像する現像装置と、画像転写後に像担持体に残留する残留トナーをクリーニングブレードで除去するクリーニング装置と、１ジョブの最後の転写シートに対応する潜像に対する現像動作を終了した後、像担持体が停止するまでの間に、現像装置を用いて像担持体に現像剤を付着させることで、像担持体を介してクリーニングブレードに潤滑剤を供給する潤滑剤供給実行手段とを備えた画像形成装置が存在する（特許文献１参照）。また、特許文献１には、１ジョブ中で前の転写シートに対応する潜像に対する現像動作を終了した後、次の転写シートに対応する潜像に対する現像動作を開始する前に、現像装置を用いて像保持体に現像剤を付着させることも記載されている。

特開２００３−２４１５７０号公報

本発明は、トナーの消費を抑制しつつ、クリーニング部材の摩耗を抑制することを目的とする。

請求項１記載の発明は、回転する像保持体と、前記像保持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、前記像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび当該トナーに添加された外添剤を含む現像剤で現像する現像部と、前記像保持体に現像された画像を記録材に転写する転写部と、転写後の前記像保持体に残留する残留物をクリーニングするクリーニング部材と、前記像保持体と前記現像部との間に、直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスを供給する供給部と、前記像保持体上の非画像領域が前記現像部と対向する現像領域を通過する場合に、当該像保持体上の画像領域が当該現像領域を通過する場合と比べて、前記現像バイアスにおける前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させる設定を行う設定部とを含む画像形成装置である。
請求項２記載の発明は、前記現像剤がさらにキャリアを含む場合に、前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記現像領域を通過する場合における前記交流成分のピークトゥピーク値を、当該像保持体上の前記画像領域が当該現像領域を通過する場合における当該交流成分のピークトゥピーク値の２倍以下に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３記載の発明は、前記設定部は、前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させる対象となる前記像保持体の周方向の位置を、前回とは異なる位置に設定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置である。
請求項４記載の発明は、前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記現像領域を通過する場合に、当該像保持体上の前記画像領域が当該現像領域を通過する場合と比べて、前記現像バイアスにおける前記交流成分の周波数を低下させる設定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、前記設定部は、前記像保持体に形成する画像の元データに基づき、当該画像の画像密度が予め決められた基準値以下であった場合に、前記現像バイアスにおける前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、トナーの消費を抑制しつつ、クリーニング部材の摩耗を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、像保持体に対するキャリアの転移を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、像保持体における外添剤の分布の偏りを抑制することができる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、現像バイアスを供給するための電源の容量の増大を抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、像保持体に対する過剰な外添剤の供給を抑制することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。 画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。 （ａ）は現像剤を構成するキャリアおよびトナーを、（ｂ）は現像剤に含まれるトナーおよび外添剤を、それぞれ示す図である。 感光体ドラムにおける帯電電位および露光電位と、現像装置における現像電位との関係を説明するための図である。 感光体ドラムに対する外添剤供給の可否を判定する処理の手順を示すフローチャートである。 複数の用紙に対し連続して画像形成動作を行う場合における現像バイアスの設定例を説明するためのタイミングチャートである。 交流現像バイアスの大きさと感光体ドラム上での外添剤の被覆率との関係を示す図である。

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、実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を示した図である。
この画像形成装置１は、電子写真方式にてトナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０に向けて用紙Ｐを供給する用紙供給部２０と、画像形成部１０によって用紙Ｐ上に形成された画像（トナー像）を定着させる定着部３０と、画像形成装置１を構成する各部の動作を制御する制御装置１００とを有している。

これらのうち、画像形成部１０は、図中に示す矢印方向に回転可能に設けられた感光体ドラム１１を有している。また、画像形成部１０は、この感光体ドラム１１の周囲に矢印方向に沿って設けられた、帯電ロール１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ロール１５および清掃装置１６を有している。

本実施の形態において、像保持体の一例としての感光体ドラム１１は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層（図示せず）を形成してなり、ここでは有機感光層が負極性に帯電する材料で構成されている。また、感光体ドラム１１は接地されている。

帯電ロール１２は、導電性を有するゴムロール等で構成されるとともに、感光体ドラム１１に接触して回転可能に配置されており、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。また、帯電ロール１２には、感光体ドラム１１を負の電位に帯電するための帯電バイアスが印加される。

露光装置１３は、帯電ロール１２によって負の電位に帯電された感光体ドラム１１に、レーザ光等を用いて選択的に光書き込みを行うことで静電潜像を形成する。ここで、本実施の形態の露光装置１３は、トナー像（画像）となる部位（画像部）に対して光を照射し、背景となる部位（背景部）に対しては光を照射しない、所謂画像部露光方式にて露光を行う。なお、露光装置１３における光源としては、レーザ光源以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いることも可能である。また、本実施の形態では、帯電ロール１２および露光装置１３が、潜像形成部の一例として機能している。

現像部の一例としての現像装置１４は、感光体ドラム１１に対向して回転可能に配置される現像ロール１４ａを備えており、現像装置１４の内部には、予め決められた色（例えば黒色）のトナーを含む現像剤を収容している。ここで、本実施の形態の現像装置１４では、現像剤として、磁性を有するキャリアと、予め決められた色に着色されたトナーとを含む、所謂２成分現像剤を用いている。また、この現像剤において、キャリアは正の帯電極性を有しており、トナーは負の帯電極性を有している。現像ロール１４ａは磁石（図示せず）を内蔵しており、静電気力によってトナーを付着させたキャリアすなわち現像剤を、磁力によって現像ロール１４ａの表面に保持する。現像装置１４では、現像ロール１４ａ上に保持させた現像剤（トナー）によって、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。この現像装置１４は、現像ロール１４ａを負の電位とするための現像バイアスを供給することで、静電潜像のうち負極性に帯電している画像部に、負極性に帯電したトナーを転移させる、所謂反転現像方式にて現像を行う。

転写部の一例としての転写ロール１５は、導電性を有するゴムロール等で構成されており、感光体ドラム１１に接触して配置され、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。そして、転写ロール１５には、トナーの帯電極性とは逆極性（この例では正極性）の転写バイアスが印加される。

清掃装置１６は、感光体ドラム１１の回転方向と交差する方向に、感光体ドラム１１の外周面に沿って延びて設けられるとともに、感光体ドラム１１の回転方向に対向する方向（ドクター方向）に突出し、突出する側の先端部が感光体ドラム１１の外周面に突き当たるように配置されるクリーニングブレード１６ａを備えている。クリーニング部材の一例としてのクリーニングブレード１６ａは、例えばウレタンゴム等のゴム材で構成されており、転写後且つ帯電前の感光体ドラム１１上の付着物（トナー等）を除去する。

また、本実施の形態における用紙供給部２０は、用紙Ｐを収容する収容容器、用紙Ｐを収容容器から繰り出す繰り出し機構、繰り出された用紙Ｐを、画像形成部１０における感光体ドラム１１と転写ロール１５との対向部（転写部）および定着部３０を介して外部に搬送する搬送機構等を有している。

さらに、本実施の形態における定着部３０は、互いに接触した状態で回転する一対の回転体を備えており、これら２つの回転体の少なくとも一方を加熱するとともに、これら２つの回転体の間に形成される定着ニップ部に用紙Ｐを挿通させることで、用紙Ｐ上の画像を定着させるようになっている。

図２は、本実施の形態の画像形成装置１における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
設定部の一例としての制御装置１００は、プログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するＲＯＭ１０２（Read Only Memory）と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するＲＡＭ１０３（Random Access Memory）と、プログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するとともに、その内容を書き換え可能であって、電源を供給しなくてもその記憶内容を保持することが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１０４とを備えている。

制御装置１００は、感光体ドラム１１を回転駆動するドラム駆動部１１１、帯電ロール１２に帯電バイアスを供給する帯電電源１１２、露光装置１３に設けられた光源を駆動する光源駆動部１１３に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００は、現像装置１４に設けられた現像ロール１４ａに現像バイアスを供給する現像電源１１４ａ、現像ロール１４ａを回転駆動する現像駆動部１１４ｂに、それぞれ制御信号を出力する。さらに、制御装置１００は、転写ロール１５に転写バイアスを供給する転写電源１１５、用紙供給部２０を含む用紙Ｐの搬送系を駆動する搬送駆動部１２０、定着部３０を構成する回転体に加熱用電力を供給する定着電源１３０ａ、定着部３０を構成する回転体を回転駆動する定着駆動部１３０ｂに、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００には、画像形成装置１の外部に設けられた機器（コンピュータ装置やスキャナ装置など）から、各種指示や画像データ等が入力される。

本実施の形態において、帯電電源１１２は、負の値に設定された直流成分に交流成分を重畳させた帯電バイアスを、帯電ロール１２に供給する。なお、以下の説明においては、帯電バイアスにおける直流成分を直流帯電バイアスと呼び、帯電バイアスにおける交流成分を交流帯電バイアスと呼ぶ。ここで、直流帯電バイアスは、感光体ドラム１１に設けられた有機感光層を目標とする電位（帯電電位と呼ぶ）に帯電させるためのものであり、交流帯電バイアスは、直流帯電バイアスによる有機感光層の帯電を補助するためのものである。

また、本実施の形態において、供給部の一例としての現像電源１１４ａは、負の値に設定された直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスを、現像ロール１４ａに供給する。なお、以下の説明においては、現像バイアスにおける直流成分を直流現像バイアスと呼び、現像バイアスにおける交流成分を交流現像バイアスと呼ぶ。ここで、直流現像バイアスは、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に設けられた有機感光層（より具体的には画像部）に、トナーを転移させるためのものであり、交流現像バイアスは、直流現像バイアスによる現像ロール１４ａから有機感光層へのトナーの転移を補助するためのものである。

そして、本実施の形態では、制御装置１００が、転写電源１１５から転写ロール１５に供給される転写バイアスを定電流制御または定電圧制御している。なお、転写バイアスは、基本的に直流成分を含むものであればよいが、さらに交流成分を重畳したものであってもかまわない。

図３は、本実施の形態で用いた現像剤Ｄを説明するための図である。
本実施の形態の現像剤Ｄは、図３（ａ）に示したように、磁性を有するキャリアＣと、例えば黒に着色されたトナーＴとを含んでいる。また、この現像剤Ｄは、図３（ｂ）に示すように、トナーＴに対して添加される外添剤Ａをさらに含んでいる。

現像剤ＤにおけるキャリアＣとしては、磁性を有するとともに正極性に帯電する特性を有するものであって、平均粒径が約３５μｍのフェライトビーズが用いられる。

また、現像剤ＤにおけるトナーＴは、負極性に帯電する特性を有するものであって、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダ樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。粒径は、コールターカウンター（コールター社製）による測定結果で体積平均粒径が約６.４μｍである。なお、トナーＴの体積平均粒径は、良好な画像を形成するという観点からすれば、３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。

さらに、現像剤Ｄにおける外添剤Ａとしては、平均粒径５〜２００ｎｍのシリカ（ＳｉＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）、およびセリア（ＣｅＯ_２）等の無機微粒子を用いている。ここで、外添剤Ａについては、トナーＴに対し、平均粒径が１００ｎｍに設定されたシリカを１.４８重量％だけ添加している。また、シリカの他に、チタニアを０.８重量％、そしてセリアを０.７重量％、それぞれ添加している。この例において、外添剤Ａを構成するシリカは、トナーＴと同じ帯電極性（負極性）を有している。そして、外添剤Ａは、現像装置１４（現像ロール１４ａ）から感光体ドラム１１上に転移した後、感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ａとの接触部（以下ではクリーニング位置という）に到達することにより、これら感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ａとの間で潤滑剤として機能する。

図４は、感光体ドラム１１における帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬと、現像装置１４（より具体的には現像ロール１４ａ）における現像電位ＶＢとの関係を説明するための図である。なお、図４における横軸は感光体ドラム１１上の位置であり、図４における縦軸は電位（ただし、下方がグランド（ＧＮＤ）であり、上方ほど負の電位が高い）である。ここで、帯電電位ＶＨは、上述した帯電バイアス（直流帯電バイアスおよび交流帯電バイアス）における直流帯電バイアスの大きさによって決まり、露光電位ＶＬは、帯電バイアスと露光装置１３による露光エネルギーとによって決まる。また、現像電位ＶＢは、上述した現像バイアス（直流現像バイアスＶＤおよび交流現像バイアスＶＡ）における直流現像バイアスＶＤの大きさによって決まる。なお、図４には、現像バイアスにおける交流現像バイアスＶＡの大きさを併せて示しているが、交流現像バイアスＶＡの大きさは、交流であるためにピークトゥピーク値で表している。

本実施の形態では、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬがともに負極性となっているが、露光電位ＶＬの大きさは、絶対値で帯電電位ＶＨよりも小さい値となる（｜ＶＬ｜＜｜ＶＨ｜）。そして、本実施の形態における現像電位ＶＢすなわち直流現像バイアスＶＤの値は、負極性であって、その絶対値が帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬとの間の大きさに設定される（｜ＶＬ｜＜｜ＶＢ｜＜｜ＶＨ｜）。

帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像電位ＶＢとが上述した関係を有している場合、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとが対向する現像領域を通過する現像ロール１４ａ上のトナーＴ（負極性に帯電）は、感光体ドラム１１上で相対的に正の電位となる露光電位ＶＬ（画像部）の領域には転移（飛翔）しやすくなる一方、感光体ドラム１１上で相対的に負の電位となる帯電電位ＶＨ（背景部）の領域には転移（飛翔）しにくくなる。また、現像領域を通過する現像ロール１４ａ上のキャリアＣ（正極性に帯電）は、トナーＴとは逆に、感光体ドラム１１上で相対的に正の電位となる露光電位ＶＬ（画像部）の領域には転移（飛翔）しにくくなる一方、感光体ドラム１１上で相対的に負の電位となる帯電電位ＶＨ（背景部）の領域には転移（飛翔）しやすくなる。ただし、現像剤ＤにおけるキャリアＣは現像ロール１４ａに磁気的に保持されていることから、実際には、キャリアＣの転移は殆ど生じない。ここで、以下の説明においては、トナーＴの飛翔しやすさを基準として考え、露光電位ＶＬを基準とする露光電位ＶＬと現像電位ＶＢとの差を飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと呼び、現像電位ＶＢを基準とする現像電位ＶＢと帯電電位ＶＨとの差を逆飛翔電位差Ｖｃｆと呼ぶ。また、露光電位ＶＬを基準とする露光電位ＶＬと帯電電位ＶＨとの差を、潜像電位差Ｖｉと呼ぶ。この潜像電位差Ｖｉは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと逆飛翔電位差Ｖｃｆとの和として表現することもできる。

次に、図１に示す画像形成装置を用いた、用紙Ｐに対する画像形成動作について説明する。
画像形成部１０では、矢印方向に回転する感光体ドラム１１が、接触する帯電ロール１２に供給される帯電バイアスによって帯電電位ＶＨに帯電される。次に、露光装置１３による露光が開始され、帯電電位ＶＨに帯電された状態で回転する感光体ドラム１１は、露光装置１３から出射される光によって画像部が選択的に露光される。その結果、帯電および露光が行われた有機感光層には、背景部が帯電電位ＶＨとなり画像部が露光電位ＶＬとなる静電潜像が形成される。

続いて、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、感光体ドラム１１の回転に伴って、現像装置１４に設けられた現像ロール１４ａと対向する現像領域に到達する。このとき、現像ロール１４ａは、表面にキャリアＣ、トナーＴおよび外添剤Ａを含む現像剤Ｄを保持した状態で回転しており、しかも現像ロール１４ａには、現像バイアスが供給されているために、現像ロール１４ａは現像電位ＶＢに設定されている。このため、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に対し、静電潜像のうち露光電位ＶＬとなっている画像部に、選択的にトナーＴが転移する。このとき、トナーＴに付着している外添剤Ａも、トナーＴとともに画像部に転移する。その結果、現像領域を通過した感光体ドラム１１上には、静電潜像に対応したトナー像が現像される。

このようにして感光体ドラム１１上に現像されたトナー像は、感光体ドラム１１の回転に伴って、転写ロール１５と対向する転写位置に向かう。
一方、用紙供給部２０から取り出された用紙Ｐは、図示しない搬送機構により、感光体ドラム１１上のトナー像が転写位置に到達するタイミングに合わせて、転写位置へと搬送される。

それから、感光体ドラム１１上に現像されたトナー像は、感光体ドラム１１の回転に伴って、転写ロール１５と対向する転写位置に到達する。このとき、転写ロール１５に転写バイアスが供給されることにより、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、転写位置を通過する用紙Ｐ上に転写（静電転写）される。なお、転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナー等の付着物は、感光体ドラム１１のさらなる回転に伴って清掃装置１６に設けられたクリーニングブレード１６ａとの対向部に到達し、クリーニングブレード１６ａによって除去される。

このように、本実施の形態では、用紙Ｐに画像を形成する画像形成動作において、感光体ドラム１１上において画像部となる部位に、トナーＴとともに外添剤Ａを転移させている。感光体ドラム１１上に転移した外添剤Ａは、転写位置においてその一部がトナーＴとともに用紙Ｐに転写されるものの、残りの一部については転写位置を通過してクリーニング位置に到達し、感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ａとの間において潤滑剤として機能することになる。

ただし、用紙Ｐに対する画像形成動作において、トナーによる被覆率が小さい画像、換言すれば、白紙に近いような画像を連続して形成するような場合においては、現像装置１４から感光体ドラム１１上の画像部へと転移するトナーＴの量が減少する分、トナーＴとともに感光体ドラム１１上の画像部へと転移する外添剤Ａの量も減少する。その結果、クリーニング位置に到達する外添剤Ａの量も減少することになり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ａとの間の潤滑性が低下し、感光体ドラム１１の外周面やクリーニングブレード１６ａの摩耗が促進されることになってしまう。

そこで、本実施の形態では、このような状況下において、現像装置１４から感光体ドラム１１に外添剤Ａを供給するように構成している。ただし、本実施の形態では、従来のように、現像装置１４から感光体ドラム１１に対し、トナーＴとともに外添剤Ａを供給するのではなく、外添剤Ａを選択的に供給できる構成としている。

図５は、感光体ドラム１１に対する外添剤供給の可否を判定する処理の手順を示すフローチャートである。
この処理では、用紙Ｐに対する画像形成動作の開始に伴い、制御装置１００は、用紙Ｐの枚数ｘを１に設定する（ステップ１１０）。そして、制御装置１００は、ｘ枚目（最初は１枚目）の用紙Ｐに形成する画像の元となるｘ枚目の画像データを取得する（ステップ１２０）。次に、制御装置１００は、取得したｘ枚目の画像データに基づき、ｘ枚目の画像密度を算出し（ステップ１３０）、得られた画像密度が２％以下であるか否かを判断する（ステップ１４０）。

ここで、画像密度は、用紙Ｐ１枚分（ｘ枚目）の画像データを画素のピクセルデータに展開したときに得られるピクセル総数に対する、トナー像の形成対象となるピクセルの総数の割合として表される。

ステップ１４０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、現像装置１４から感光体ドラム１１に対して外添剤Ａを供給する外添剤供給動作を実行させ（ステップ１５０）、次のステップ１６０へと進む。一方、ステップ１４０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、外添剤供給動作を実行させることなく、そのままステップ１６０へと進む。次に、制御装置１００は、次の用紙Ｐに対応する画像が存在するか否か、すなわち、次画像があるか否かを判断する（ステップ１６０）。

ステップ１６０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、用紙Ｐの枚数ｘをｘ＋１に設定し（ステップ１７０）、ステップ１２０へと戻って処理を続行する。一方、ステップ１６０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は一連の処理を終了する。

では、本実施の形態における外添剤供給動作について、より具体的に説明を行う。
図６は、複数の用紙Ｐに対し連続して画像形成動作を行う場合における現像バイアス（直流現像バイアスＶＤおよび交流現像バイアスＶＡ）の設定例を説明するためのタイミングチャートである。ここで、図６は、感光体ドラム１１の外周面に、複数の用紙Ｐ（…、ｎ−２枚目、ｎ−１枚目、ｎ枚目、ｎ＋１枚目、ｎ＋２枚目、…）に対応する画像が順次形成される状態を例示している。なお、以下の説明においては、感光体ドラム１１の移動方向に対し、用紙Ｐに転写するための画像が形成され得る領域を画像領域Ｓ１と呼び、画像領域Ｓ１と次の画像領域Ｓ１との間に設けられる領域を画像間領域Ｓ２（非画像領域に対応）と呼ぶ。また、この例では、ｎ−２枚目、ｎ−１枚目、ｎ＋１枚目およびｎ＋２枚目の用紙Ｐに対応する各画像データについては、図５に示すステップ１４０において否定の判断（ＮＯ）が行われており、ｎ枚目の用紙Ｐに対応する画像データについては、図５に示すステップ１４０において肯定の判断（ＹＥＳ）が行われているものとする。また、ここでは、画像形成動作の実行中において、帯電電位ＶＨは例えば−６５０Ｖに、露光電位ＶＬは例えば−２００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。

画像形成動作を実行している間、直流現像バイアスＶＤの大きさは直流通常値ＶＤ０＝−５００Ｖに設定される。また、画像形成動作を実行している間、交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）は、基本的には交流通常値ＶＡ０＝７００Ｖに設定される。なお、交流現像バイアスＶＡの周波数は、３ｋＨｚ以上且つ９ｋＨｚ以下の範囲から選択されるが、ここでは７ｋＨｚとしている。

ただし、図５に示すステップ１４０において肯定の判断（ＹＥＳ）が行われた場合は、この用紙Ｐに対応する画像領域Ｓ１に続く次の画像間領域Ｓ２が現像領域を通過する際に、交流現像バイアスＶＡの大きさが交流通常値ＶＡ０よりも大きい交流特別値ＶＡ１＝１０００Ｖに変更される。なお、このときの直流現像バイアスＶＤの大きさは、直流通常値ＶＤ０に維持されたままとなる。

このようにして交流現像バイアスＶＡを大きくすると、現像領域において、現像装置１４（現像ロール１４ａ）から感光体ドラム１１に転移する外添剤Ａの量が増大する。その結果、感光体ドラム１１上の画像間領域Ｓ２には、多くの外添剤Ａが移動方向と交差する方向に帯状に配置された外添剤バンドＢが形成される。そして、感光体ドラム１１上に形成された外添剤バンドＢは、転写位置を通過した後、クリーニング位置へと到達することになる。なお、画像間領域Ｓ２に形成された外添剤バンドＢが転写位置を通過する間、転写ロール１５に対する転写バイアスの印加を停止することにより、外添剤バンドＢを構成する外添剤Ａが転写ロール１５側に転移するのを抑制すること、換言すれば、クリーニング位置に到達する外添剤Ａの量が減ってしまうのを抑制することが可能になる。

なお、この例においては、画像間領域Ｓ２において交流現像バイアスＶＡの大きさを交流通常値ＶＡ０から交流特別値ＶＡ１に変更（大きく）している間も、直流現像バイアスＶＤは直流通常値ＶＤ０に維持される。このため、この画像間領域Ｓ２において、現像装置１４側から感光体ドラム１１側にトナーＴは殆ど転移しないことになる。

図７は、交流現像バイアスＶＡの大きさと感光体ドラム１１上での外添剤Ａの被覆率との関係を示す図である。なお、図７において、図中左側は交流現像バイアスＶＡを７００Ｖ（ピークトゥピーク値）に設定した場合を、図中右側は交流現像バイアスＶＡを１０００Ｖ（ピークトゥピーク値）に設定した場合を、それぞれ示している。すなわち、図中左側は交流現像バイアスＶＡを交流通常値ＶＡ０に設定した場合に、図中右側は交流現像バイアスを交流特別値ＶＡ１に設定した場合に、それぞれ対応している。また、図７に示す例では、感光体ドラム１１を帯電電位ＶＨ（−６５０Ｖ）に設定し、且つ、現像ロール１４ａに直流現像バイアスＶＤとして直流通常値ＶＤ０（−５００Ｖ）を印加している。

図７に示すように、交流現像バイアスＶＡを７００Ｖに設定した場合における、感光体ドラム１１上での外添剤Ａの被覆率は９．５％程度である。これに対し、交流現像バイアスＶＡを１０００Ｖに設定した場合における、感光体ドラム１１上での外添剤Ａの被覆率は１５％程度まで増加する。すなわち、交流現像バイアスＶＡを増加させることにより、現像装置１４側から感光体ドラム１１側に転移する外添剤Ａの量を増加させることができることになる。それゆえ、感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ａとが接触するクリーニング位置に、より多くの外添剤Ａを供給することができることとなり、感光体ドラム１１やクリーニングブレード１６ａの摩耗を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、交流現像バイアスＶＡにおける交流通常値ＶＡ０を７００Ｖとし且つ交流特別値ＶＡ１を１０００Ｖとしていたが、これに限られるものではなく、少なくとも交流通常値ＶＡ０よりも交流特別値ＶＡ１を大きくするものであればよい。ただし、本実施の形態のように、現像剤ＤとしてキャリアＣを含む二成分現像剤を使用する場合にあっては、交流通常値ＶＡ０に対して交流特別値ＶＡ１を大きくしすぎると、交流現像バイアスＶＡによって現像ロール１４ａ側から感光体ドラム１１側にキャリアＣの転移が生じてしまうおそれがある。そこで、キャリアＣの転移を抑制するためには、交流特別値ＶＡ１の大きさを交流通常値ＶＡ０の２倍以下とするとよい。また、感光体ドラム１１上に多量の外添剤Ａが付着した状態で画像形成動作を行うと、外添剤Ａの付着量が多い部位と少ない部位とで、得られるトナー像の濃度に違いが生じ、所謂ゴーストと呼ばれる濃度むらが生じるおそれがある。そこで、ゴーストの発生を抑制するためには、交流特別値ＶＡ１の大きさを交流通常値ＶＡ０の１．５倍以下とするとよい。

また、本実施の形態の手法を用いた場合、感光体ドラム１１上に、複数回にわたって外添剤バンドＢを形成することがあり得るが、このような場合においては、感光体ドラム１１上に外添剤バンドＢを形成する位置を、前回と今回とで異ならせるようにするとよい。このような構成を採用することにより、感光体ドラム１１上における外添剤Ａの濃度むらを抑制することが可能になる。

さらに、本実施の形態では、交流現像バイアスＶＡにおける交流通常値ＶＡ０と交流特別値ＶＡ１とで、ピークトゥピーク値を変更する一方、周波数については変更しないようにしていた。ただし、これに限られるものではなく、交流通常値ＶＡ０と交流特別値ＶＡ１とで、周波数を変更するようにしてもかまわない。特に、交流通常値ＶＡ０の周波数よりも交流特別値ＶＡ１の周波数を低下させるように構成すれば、現像電源１１４ａの容量の増加を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態においては、現像剤ＤとしてキャリアＣ、トナーＴおよび外添剤Ａを含む二成分現像剤を使用する場合を例として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、現像剤ＤとしてトナーＴおよび外添剤Ａを含み且つキャリアＣを含まない一成分現像剤を用いる場合に適用してもかまわない。

１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１…感光体ドラム、１２…帯電ロール、１３…露光装置、１４…現像装置、１４ａ…現像ロール、１５…転写ロール、１６…清掃装置、１６ａ…クリーニングブレード、２０…用紙供給部、３０…定着部、１００…制御装置、１１１…ドラム駆動部、１１２…帯電電源、１１３…光源駆動部、１１４ａ…現像電源、１１４ｂ…現像駆動部、１１５…転写電源、１２０…搬送駆動部、１３０ａ…定着電源、１３０ｂ…定着駆動部、Ｄ…現像剤、Ｃ…キャリア、Ｔ…トナー、Ａ…外添剤

Claims (5)

1. 回転する像保持体と、
   前記像保持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、
   前記像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび当該トナーに添加された外添剤を含む現像剤で現像する現像部と、
   前記像保持体に現像された画像を記録材に転写する転写部と、
   転写後の前記像保持体に残留する残留物をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記像保持体と前記現像部との間に、直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスを供給する供給部と、
   前記像保持体上の非画像領域が前記現像部と対向する現像領域を通過する場合に、当該像保持体上の画像領域が当該現像領域を通過する場合と比べて、前記現像バイアスにおける前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させる設定を行う設定部と
   を含む画像形成装置。
2. 前記現像剤がさらにキャリアを含む場合に、
   前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記現像領域を通過する場合における前記交流成分のピークトゥピーク値を、当該像保持体上の前記画像領域が当該現像領域を通過する場合における当該交流成分のピークトゥピーク値の２倍以下に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記設定部は、前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させる対象となる前記像保持体の周方向の位置を、前回とは異なる位置に設定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記現像領域を通過する場合に、当該像保持体上の前記画像領域が当該現像領域を通過する場合と比べて、前記現像バイアスにおける前記交流成分の周波数を低下させる設定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記設定部は、前記像保持体に形成する画像の元データに基づき、当該画像の画像密度が予め決められた基準値以下であった場合に、前記現像バイアスにおける前記交流成分のピークトゥピーク値を増加させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。

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