JP6589411B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、感光体の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラを備えた現像装置において、現像ローラに交流バイアス電圧を供給可能に構成するとともに、感光体の画像領域（イメージ部）に対しては交流バイアス電圧の供給をオンとし、感光体の非画像領域（インターイメージ部）に対しては交流バイアス電圧の供給をオフとするものが存在する（特許文献１参照）。

また、他の公報記載の従来技術として、感光ドラムと、感光ドラムに対向して配置される現像ローラを有する現像装置とを備えた画像形成装置において、現像ローラに供給する現像バイアスとして、電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定となる部分とが交代に生じる交互電界を形成するように、交流電圧波形と直流電圧波形とを重畳して供給するものが存在する（特許文献２参照）。

実開昭６３−０６０１６０号公報 特開２００５−２３４２３８号公報

近年、現像装置で現像バイアスとして消費される電力（消費電力）が増大する傾向にある。特に、現像時にトナーを振動させるために供給される交流現像バイアスに起因する消費電力は、現像時にトナーを転移させるために供給される直流現像バイアスに起因する消費電力よりも大きくなりやすい。

ここで、イメージ部とインターイメージ部とで、交流現像バイアスの供給をオン・オフする構成を採用した場合には、イメージ部における交流現像バイアスの消費電力が低減できないことになる。
また、現像バイアスとして、電位が交互に変化する部分と電位が変化せずに一定となる部分とを交互に供給する構成を採用した場合には、常に電位が交互に変化する構成を採用した場合と比較して、消費電力自体は低減されることになる。しかしながら、この場合には、電位が交互に変化する現像バイアスを用いて現像されたトナー像と、電位が変化せずに一定となる現像バイアスを用いて現像されたトナー像とで、画質に違いが生じやすくなってしまう。
本発明は、現像に起因する画質の低下を抑制しつつ、現像における消費電力を低減することを目的とする。

請求項１記載の発明は、像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、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、前記現像部の動作モードを、消費電力の低減に比べて画質を優先させた通常モードと、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードとを切り換えて設定する設定部とを含み、前記設定部は、前記節電モードに設定されたときに、前記像保持体にて画像形成の対象となる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、画像が形成され得る領域であるか画像領域であるか、画像領域の間に設けられる領域である画像間領域であるかに関わらず、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、予め決められた基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくする画像形成装置である。
請求項２記載の発明は、前記設定部は、前記像保持体上の前記画像領域が前記現像領域を通過する場合に、前記現像バイアスにおける前記直流成分の大きさを固定させ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、前記像保持体上の前記画像領域が前記現像領域を通過する場合に、前記現像バイアスにおける前記交流成分として、ピークトゥピーク値が前記基準値にされた基準出力期間と、ピークトゥピーク値が前記特別値にされた特別出力期間とを、交互に繰り返す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、前記像保持体上で隣接する２つの前記画像領域の間に位置する画像間領域が前記現像領域を通過する場合に、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、前記基準値よりも小さい値にする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、像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、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、前記像保持体にて画像形成の対象となる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、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、予め決められた基準値から当該基準値よりも小さい特別値へと順次小さくなるように変化させる出力期間を繰り返す設定を行う設定部とを含む画像形成装置である。
請求項６記載の発明は、前記設定部は、前記設定を前記静電潜像の内容に関わらず行うことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置である。
請求項７記載の発明は、像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、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、消費電力の低減に比べて画質を優先させた通常モードにおいて、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予め決められた基準値に設定する第１モード、または、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードにおいて、前記静電潜像の内容に関わらず、当該現像バイアスにおける当該交流成分のピークトゥピーク値を当該基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくする第２モードに設定する設定部とを含む画像形成装置である。
請求項８記載の発明は、前記設定部は、前記第１モードおよび前記第２モードのそれぞれにおいて、前記現像バイアスにおける前記直流成分の大きさを固定させる設定を行うことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９記載の発明は、像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、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、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードにおいて、前記像保持体にて画像形成の対象となる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、前記静電潜像の内容に関わらず、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、予め決められた基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくす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１記載の発明によれば、交流現像バイアスのピークトゥピーク値を常に基準値に設定する場合と比較して、現像に起因する画質の低下を抑制しつつ、現像における消費電力を低減することができる。
請求項２記載の発明によれば、直流現像バイアスの大きさを変化させた場合と比較して、得られる画像の濃度の変動を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、簡易な設定にて、トナーの振動の変動量を低減することができる。
請求項４記載の発明によれば、画像間領域に対する交流現像バイアスのピークトゥピーク値を基準値に設定した場合と比較して、現像における消費電力を低減することができる。
請求項７記載の発明によれば、交流現像バイアスのピークトゥピーク値を常に基準値に設定する場合と比較して、現像に起因する画質の低下を抑制しつつ、現像における消費電力を低減することができる。
請求項８記載の発明によれば、直流現像バイアスの大きさを変化させた場合と比較して、得られる画像の濃度の変動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。 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。 画像形成動作における現像モードの設定手順を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は実施の形態１の通常モードで交流現像バイアスとして使用される通常交流現像バイアスの波形の一例を、（ｂ）は実施の形態１の節電モードで交流現像バイアスとして使用される節電交流現像バイアスの波形の一例を、それぞれ示す図である。 実施の形態１の通常モードにおいて、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。 実施の形態１の節電モードにおいて、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。 実施の形態１の節電交流現像バイアスと、現像領域におけるトナーの振幅との関係を説明するための図である。 （ａ）は実施の形態２の通常モードで交流現像バイアスとして使用される通常交流現像バイアスの波形の一例を、（ｂ）は実施の形態２の節電モードで交流現像バイアスとして使用される節電交流現像バイアスの波形の一例を、それぞれ示す図である。 実施の形態３の画像形成動作における現像条件の設定手順を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は実施の形態３の第１条件に対応する交流現像バイアスの波形の一例を、（ｂ）は実施の形態３の第２条件に対応する交流現像バイアスの波形の一例を、それぞれ示す図である。 実施の形態３において、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。 （ａ）は実施の形態４の第１条件に対応する交流現像バイアスの波形の一例を、（ｂ）は実施の形態４の第２条件に対応する交流現像バイアスの波形の一例を、それぞれ示す図である。

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。
＜実施の形態１＞
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。
画像形成装置１は、画像形成部１０と、用紙供給部２０と、定着部３０と、制御装置１００とを有する。本実施の形態の画像形成部１０は、電子写真方式にて単色（例えば黒色）のトナー像を形成する。用紙供給部２０は、画像形成部１０に向けて用紙Ｐを供給する。定着部３０は、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。制御装置１００は、画像形成装置１を構成する各部の動作を制御する。

画像形成部１０は、図中に示す矢印Ａ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Ａ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。

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。また、帯電ロール１２は、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。この帯電ロール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。

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を備えている。また、現像装置１４の内部には、予め決められた色（この例では黒色）のトナーを含む現像剤を収容している。この現像装置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。ここで、本実施の形態では、現像ロール１４ａに対し、直流成分と交流成分とを含む現像バイアスを供給するのであるが、その詳細については後述する。また、以下の説明においては、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとが対向する領域を、現像領域と呼ぶ。

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いる。また、転写ロール１５は、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。この転写ロール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、例えば感光体ドラム１１に接触して配置されるブレード部材等を有しており、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、用紙供給部２０は、用紙Ｐを収容する収容容器と、用紙Ｐを収容容器から繰り出す繰り出し機構とを有している。また、用紙供給部２０は、繰り出された用紙Ｐを、感光体ドラム１１と転写ロール１５とが対向する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、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いる。そして、定着部３０は、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。

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。
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）と、ＣＰＵ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ＲＯＭ（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ＲＡＭ（Random Access Memory）（すべて図示せず）とを備えている。

制御装置１００には、コンピュータ装置やスキャナ装置（ともに図示せず）から入力されてくる画像データに各種画像処理を施す画像処理部４０から、画像処理後の画像データが入力される。また、制御装置１００には、ユーザの操作を受け付けるユーザインタフェース部（ＵＩ部）５０から、ユーザから受け付けた設定指示データが入力される。さらに、制御装置１００には、画像形成装置１がおかれた環境（温度や湿度）を測定する環境測定部６０から、環境測定データが入力される。この例において、これら画像処理部４０、ＵＩ部５０および環境測定部６０は、画像形成装置１内に設けられている。

一方、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に直流現像バイアスを供給する直流現像電源１１４１、現像ロール１４ａに交流現像バイアスを供給する交流現像電源１１４２、現像ロール１４ａを回転駆動する現像駆動部１１４３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に、それぞれ制御信号を出力する。さらにまた、制御装置１００は、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１３０１、定着部３０を構成する回転体を回転駆動する定着駆動部１３０２に、それぞれ制御信号を出力する。

この例において、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、この例において、直流現像電源１１４１は、負の値に設定された直流成分を含む直流現像バイアスを現像ロール１４ａに供給する。これに対し、交流現像電源１１４２は、交流成分を含む交流現像バイアスを現像ロール１４ａに供給する。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、トナーを振動させることで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。

ここで、本実施の形態では、直流現像電源１１４１および交流現像電源１１４２の両者が、供給部の一例としての機能を有している。また、本実施の形態では、制御装置１００が、設定部あるいは変更部の一例としての機能を有している。

図３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３における横軸は感光体ドラム１１上の位置であり、図３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３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、現像領域を通過する現像ロール１４ａ上のトナー（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（正極性に帯電）は、トナーとは逆に、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、現像剤におけるキャリアは現像ロール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。

また、この例において、交流現像バイアスＶＡは矩形波として供給される。このため、交流現像バイアスＶＡは、ピークトゥピーク値および周期に加えて、デューティ比の調整も行えるようになっている。ここで、以下の説明においては、交流現像バイアスＶＡの周期を現像バイアス周期Ｔと呼び、現像バイアス周期Ｔの逆数（＝１／Ｔ）を現像バイアス周波数ｆと呼ぶ。

次に、図１に示す画像形成装置１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Ａ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、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤を保持した状態で回転しており、直流現像バイアスＶＤが供給されることで現像電位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、選択的にトナーが転移する。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。なお、この間、現像ロール１４ａには交流現像バイアスＶＡも供給されており、現像領域に存在するトナーを振動させることによって、トナー像の転移を補助している。

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との対向部に到達し、除去される。

このように、本実施の形態では、画像形成動作において、現像装置１４に設けられた現像ロール１４ａに対し、直流成分を含む直流現像バイアスＶＤに交流成分を含む交流現像バイアスＶＡを重畳して供給している。ここで、画像形成装置１では、使用するトナーの小粒径化や高画質化などに伴って交流現像バイアスＶＡの役割が重要なものとなってきており、その結果、交流現像バイアスＶＡに起因する消費電力が増加してきている。また、一般的に、直流現像バイアスＶＤに起因する消費電力に比べて、交流現像バイアスＶＡに起因する消費電力は大きい。

ここで、消費電力の低減を目的として、現像ロール１４ａに供給する交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を、画像形成動作の実行中に一律に小さくすることが考えられる。しかしながら、このような構成を採用した場合には、現像により得られるトナー像の画質が低下してしまう。

そこで、本実施の形態では、画像形成動作において現像ロール１４ａに供給する交流現像バイアスＶＡの大きさを、画像形成動作の実行中に一時的に小さくさせる構成を採用した。これにより、現像により得られるトナー像の画質を低下させにくくしつつ、交流現像バイアスＶＡに起因する消費電力を、従来よりも低減させるようにした。

また、本実施の形態では、画像形成動作における現像装置１４の動作モード（現像モードと呼ぶ）として、消費電力の低減に比べて画質を優先させた通常モードと、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モード（エコモード）とを用意するようにした。そして、ユーザから受け付けた指示に基づいて、通常モードによる画像形成動作、または、節電モードによる画像形成動作を実行させるようにした。ここで、本実施の形態では、通常モードが第１モードに、節電モードが第２モードに、それぞれ対応している。

図４は、本実施の形態の画像形成動作における現像モードの設定手順を説明するためのフローチャートである。
この処理では、まず、制御装置１００が、ＵＩ部５０を介して、ユーザから節電モードの設定指示を受け付けたか否かを判断する（ステップ１０）。ステップ１０で肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、次に、環境測定部６０から、温度および湿度を含む環境測定データを取得する（ステップ２０）。続いて、制御装置１００は、ステップ２０で取得した環境測定データに基づき、温度および湿度を含む現在の環境条件が、予め決められた許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップ３０）。なお、ステップ３０では、温度が通常よりも高温または低温となっている場合や、湿度が通常よりも高湿または低湿となっている場合に、許容範囲外であるとして否定の判断（ＮＯ）を行う。ステップ３０で肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、現像装置１４の現像モードを「節電モード」に設定し（ステップ４０）、この処理を完了する。これに対し、ステップ１０で否定の判断（ＮＯ）を行った場合、および、ステップ３０で否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、現像装置１４の現像モードを「通常モード」に設定し（ステップ５０）、この処理を完了する。そして、制御装置１００は、現像装置１４の現像モードを「節電モード」あるいは「通常モード」に設定した状態で、画像形成動作の開始指示があるまで待機することになる。

では、本実施の形態における現像モードについて、より詳細な説明を行う。
図５（ａ）は実施の形態１の通常モードで交流現像バイアスＶＡとして使用される通常交流現像バイアスＶＡｓの波形の一例を、図５（ｂ）は実施の形態１の節電モードで交流現像バイアスＶＡとして使用される節電交流現像バイアスＶＡｒの波形の一例を、それぞれ示している。図５（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を示す。

まず、図５（ａ）を参照しつつ、通常交流現像バイアスＶＡｓについて説明を行う。
図５（ａ）に示す通常交流現像バイアスＶＡｓは、ピークトゥピーク値が一律に交流基準値ＶＡ０に設定された矩形波で構成される。ここで、通常交流現像バイアスＶＡｓにおける現像バイアス周期Ｔは基準周期Ｔｓに設定される。その結果、通常交流現像バイアスＶＡｓにおける現像バイアス周波数ｆは、基準周期Ｔｓの逆数である基準周波数ｆｓとなる。

次に、図５（ｂ）を参照しつつ、節電交流現像バイアスＶＡｒについて説明を行う。
図５（ｂ）に示す節電交流現像バイアスＶＡｒは、ピークトゥピーク値が交流基準値ＶＡ０（基準値の一例）に設定された矩形波を出力する基準出力期間Ｚ０と、ピークトゥピーク値が交流基準値ＶＡ０よりも小さい交流特別値ＶＡ１（特別値の一例：ＶＡ１＜ＶＡ０）に設定された矩形波を出力する特別出力期間Ｚ１とを、交互に繰り返す構成となっている。この例において、基準出力期間Ｚ０は、特別出力期間Ｚ１よりも長く設定されている（Ｚ０＞Ｚ１）。ここで、節電交流現像バイアスＶＡｒにおける現像バイアス周期Ｔは、基準出力期間Ｚ０および特別出力期間Ｚ１において、ともに基準周期Ｔｓに設定される。その結果、節電交流現像バイアスＶＡｒにおける現像バイアス周波数ｆも、基準出力期間Ｚ０および特別出力期間Ｚ１において、ともに基準周期Ｔｓの逆数である基準周波数ｆｓとなる。また、節電交流現像バイアスＶＡｒにおいて、基準出力期間Ｚ０における現像バイアス周期Ｔ（基準周期Ｔｓ）の数を基準周期数Ｍとし、特別出力期間Ｚ１における現像バイアス周期Ｔ（基準周期Ｔｓ）の数を特別周期数Ｎとしたとき、基準周期数Ｍは特別周期数Ｎよりも大きく設定されている（Ｍ＞Ｎ）。

では、本実施の形態における通常モードでの画像形成動作および節電モードでの画像形成動作について、より具体的に説明を行う。
図６は、本実施の形態の通常モードにおいて、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。また、図７は、本実施の形態の節電モードにおいて、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および図７は、感光体ドラム１１の外周面に、連続する２枚の用紙Ｐに対応する画像が順次形成される場合を例示している。なお、以下の説明においては、感光体ドラム１１の移動方向（矢印Ａ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と呼ぶ。また、以下の説明においては、１枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｓ１に形成される画像を第１画像Ｉｍ１と呼び、２枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｓ１に形成される画像を第２画像Ｉｍ２と呼ぶ。

なお、この例では、帯電電位ＶＨが−７５０Ｖに、露光電位ＶＬが−３００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。また、直流現像バイアスＶＤの大きさである直流基準値ＶＤ０が−６００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流基準値ＶＡ０が８００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流特別値ＶＡ１が４００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。さらに、基準出力期間Ｚ０における基準周期数Ｍが５００に、特別出力期間Ｚ１における特別周期数Ｎが２５０に、それぞれ設定されているものとする。さらにまた、交流現像バイアスＶＡの基準周波数ｆｓは９ｋＨｚに、そのデューティ比は０．６５に、それぞれ設定されているものとする。

最初に、図６に示す通常モードについて説明を行う。
通常モードで画像形成動作を実行している間、直流現像バイアスＶＤは、直流基準値ＶＤ０＝−６００Ｖに設定される。すなわち、通常モードでは、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、同じ直流現像バイアスＶＤ（直流基準値ＶＤ０）が供給される。

また、通常モードで画像形成動作を実行している間、交流現像バイアスＶＡは、交流基準値ＶＡ０＝８００Ｖを常時供給する通常交流現像バイアスＶＡｓ（図５（ａ）参照）に設定される。すなわち、通常モードでは、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、同じ交流現像バイアスＶＡ（通常交流現像バイアスＶＡｓ）が供給される。

次に、図７に示す節電モードについて説明を行う。
節電モードで画像形成動作を実行している間、直流現像バイアスＶＤは、直流基準値ＶＤ０＝−６００Ｖに設定される。すなわち、節電モードでは、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、同じ直流現像バイアスＶＤ（直流基準値ＶＤ０）が供給される。

また、節電モードで画像形成動作を実行している間、交流現像バイアスＶＡは、交流基準値ＶＡ０＝８００Ｖと交流特別値ＶＡ１＝４００Ｖとを交互に供給する節電交流現像バイアスＶＡｒ（図５（ｂ）参照）に設定される。すなわち、節電モードでは、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、同じ交流現像バイアスＶＡ（節電交流現像バイアスＶＡｒ）が供給される。

このように、本実施の形態では、通常モードであるか節電モードであるかに関わらず、画像形成動作を実行する場合には、同じ直流現像バイアスＶＤ（直流基準値ＶＤ０）が供給されることになる。また、本実施の形態では、通常モードで画像形成動作を実行する場合には、交流現像バイアスＶＡとして通常交流現像バイアスＶＡｓが供給され、節電モードで画像形成動作を実行する場合には、交流現像バイアスＶＡとして節電交流現像バイアスＶＡｒが供給されることになる。

さらに、本実施の形態では、通常モードで画像形成動作を実行する場合に、常に、直流現像バイアスＶＤとして直流基準値ＶＤ０が供給され、交流現像バイアスＶＡとして通常交流現像バイアスＶＡｓが供給されることになる。さらにまた、本実施の形態では、節電モードで画像形成動作を実行する場合に、常に、直流現像バイアスＶＤとして直流基準値ＶＤ０が供給され、交流現像バイアスＶＡとして節電交流現像バイアスＶＡｒが供給されることになる。

ここで、上述した条件にて画像形成動作を行ったところ、通常モードによる画像形成動作によって用紙Ｐ上に形成された画像と、節電モードによる画像形成動作によって用紙Ｐ上に形成された画像との間に、目視による画質の差異は認められなかった。
また、上述した条件にて画像形成動作を行ったところ、通常モードにおける交流現像電源１１４２の消費電力が１．９２Ｗであったのに対し、節電モードにおける交流現像電源１１４２の消費電力は１．６６Ｗであった。すなわち、節電モードで画像形成動作を実行することにより、通常モードで画像形成動作を実行した場合に比べて、消費電力を約１３．５％低減することができた。

図８は、節電モードで使用される節電交流現像バイアスＶＡｒと、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとが対向する現像領域におけるトナーの振幅との関係を説明するための図である。図８において、横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は節電交流現像バイアスＶＡｒの波形（下段）およびトナーの振幅（上段）を示す。

図８に示すように、節電交流現像バイアスＶＡｒとして、基準出力期間Ｚ０における交流基準値ＶＡ０の供給と特別出力期間Ｚ１における交流特別値ＶＡ１の供給とを交互に行う構成を採用した場合、特別出力期間Ｚ１におけるトナーの振幅は、基準出力期間Ｚ０よりも小さくなる。ただし、特別出力期間Ｚ１におけるトナーの振幅は、基準出力期間Ｚ０の終了後に直ちに小さくなるのではなく、時間ｔの経過に伴って指数関数的に徐々に小さくなっていく。このため、節電モードにおいて図８の下段に示すような節電交流現像バイアスＶＡｒを供給する構成を採用した場合であっても、通常モードにおいて通常交流現像バイアスＶＡｓを供給する場合と比べて、トナーの振動に与える影響は、相対的に軽微なものとなる。それゆえ、通常モードによる画像形成動作によって用紙Ｐ上に形成された画像と、節電モードによる画像形成動作によって用紙Ｐ上に形成された画像との間の、画質の差異が小さくなるものと考えられる。

以上説明したように、本実施の形態では、画像形成動作における現像装置１４の現像モードとして、通常モードと節電モードとを用意した。そして、通常モードでは、交流現像バイアスＶＡのピークトゥピーク値を一律に同じ大きさ（交流基準値ＶＡ０）に設定するのに対し、節電モードでは、交流現像バイアスＶＡのピークトゥピーク値を異なる２つの大きさ（交流基準値ＶＡ０および交流特別値ＶＡ１）に設定するようにした。これにより、例えば節電モードでは、現像により得られるトナー像の画質の低下を抑制しつつ、現像装置１４（より具体的には交流現像電源１１４２）における消費電力を低減することが可能になる。また、例えば通常モードでは、節電モードに比べて、現像装置１４における消費電力は増大するものの、得られるトナー像の画質をより向上させることが可能になる。

また、本実施の形態では、ユーザから節電モードに設定する旨の指示を受け付けた場合であっても、環境条件が許容範囲にない場合は、節電モードではなく通常モードに設定を行うようにした。ここで、高温高湿環境や低温低湿環境等においては、得られるトナー像の画質が低下する懸念がある。したがって、このような構成を採用することで、得られるトナー像の画質の低下を抑制することが可能になる。

さらに、本実施の形態では、節電モードで供給する節電交流現像バイアスＶＡｒにおいて、相対的に大きい交流基準値ＶＡ０を供給する基準出力期間Ｚ０を、相対的に小さい交流特別値ＶＡ１を供給する特別出力期間Ｚ１よりも長く設定した。これにより、基準出力期間Ｚ０を特別出力期間Ｚ１よりも短く設定した場合と比較して、節電モードにおける現像を安定させて行うことが可能になる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、節電モードで使用する節電交流現像バイアスＶＡｒとして、基準出力期間Ｚ０における交流基準値ＶＡ０の供給と、特別出力期間Ｚ１における交流特別値ＶＡ１の供給とを、交互に行う構成を採用していた。換言すれば、実施の形態１では、節電交流現像バイアスＶＡｒを２値（交流基準値ＶＡ０および交流特別値ＶＡ１）で構成していた。これに対し、本実施の形態では、節電交流現像バイアスＶＡｒを多値で構成するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

では、本実施の形態における現像モードについて、より詳細な説明を行う。
図９（ａ）は実施の形態２の通常モードで交流現像バイアスＶＡとして使用される通常交流現像バイアスＶＡｓの波形の一例を、図９（ｂ）は実施の形態２の節電モードで交流現像バイアスＶＡとして使用される節電交流現像バイアスＶＡｒの波形の一例を、それぞれ示している。図９（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を示す。

ここで、図９（ａ）に示す通常交流現像バイアスＶＡｓは、実施の形態１で説明したものと同じである（図５（ａ）参照）。すなわち、図９（ａ）に示す通常交流現像バイアスＶＡｓは、ピークトゥピーク値が一律に交流基準値ＶＡ０に設定された矩形波で構成される。また、通常交流現像バイアスＶＡｓにおける現像バイアス周期Ｔは基準周期Ｔｓに設定され、現像バイアス周波数ｆは基準周波数ｆｓとなる。

次に、図９（ｂ）を参照しつつ、節電交流現像バイアスＶＡｒについて説明を行う。
図９（ｂ）に示す節電交流現像バイアスＶＡｒは、ピークトゥピーク値が交流基準値ＶＡ０から交流特別値ＶＡ１へと順次小さくなるように設定された矩形波を出力する減衰出力期間Ｚ２を、繰り返す構成となっている。ここで、節電交流現像バイアスＶＡｒにおける現像バイアス周期Ｔは、基準周期Ｔｓに設定される。その結果、節電交流現像バイアスＶＡｒにおける現像バイアス周波数ｆも、基準周期Ｔｓの逆数である基準周波数ｆｓとなる。

なお、この例でも、帯電電位ＶＨが−７５０Ｖに、露光電位ＶＬが−３００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。また、直流現像バイアスＶＤの大きさである直流基準値ＶＤ０が−６００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流基準値ＶＡ０が８００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流特別値ＶＡ１が４００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。さらに、交流現像バイアスＶＡの基準周波数ｆｓは９ｋＨｚに、そのデューティ比は０．６５に、それぞれ設定されているものとする。

そして、本実施の形態では、例えば図６に示す通常モードでの画像形成動作において、図９（ａ）に示す通常交流現像バイアスＶＡｓを使用する。また、本実施の形態では、例えば図７に示す節電モードでの画像形成動作において、図９（ｂ）に示す節電交流現像バイアスＶＡｒを使用する。

これにより、本実施の形態においても、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、節電モードで使用する節電交流現像バイアスＶＡｒとして図９（ｂ）に示す波形を採用することで、実施の形態１（図５（ｂ）に示す波形を採用した場合）と比べて、節電モードにおけるトナーの振幅の変動をより低減することが可能になる。

なお、本実施の形態では、節電交流現像バイアスＶＡｒとして、ピークトゥピーク値が交流基準値ＶＡ０から交流特別値ＶＡ１へと順次小さくなるように設定された矩形波を出力する構成を採用していたが、これに限られるものではない。例えば節電交流現像バイアスＶＡｒとして、ピークトゥピーク値が交流特別値ＶＡ１から交流基準値ＶＡ０へと順次大きくなるように設定された矩形波を出力する構成としてもかまわない。また、節電交流現像バイアスＶＡｒの波形パターンは、ピークトゥピーク値が多値となるものであれば、ピークトゥピーク値が逓減あるいは逓増する構成には限定されない。

＜実施の形態３＞
実施の形態１、２では、ユーザから通常モードまたは節電モードの指定を受け付けるとともに、通常モードと節電モードとにおいて、異なる交流現像バイアスＶＡを供給するようにしていた。これに対し、本実施の形態では、感光体ドラム１１上に形成される画像の種別に応じて、供給する交流現像バイアスＶＡの内容を設定するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１、２と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１０は、本実施の形態の画像形成動作における現像条件の設定手順を説明するためのフローチャートである。
この処理では、まず、制御装置１００が、画像処理部４０から入力されてくる画像データを取得するとともに、取得した画像データの内容を解析する（ステップ１１０）。ここで、ステップ１１０では、取得した画像データを解析することで、これから形成する画像が、多値で表現された写真画像（多値画像）であるのか、あるいは、２値で表現された文字画像（２値画像）であるのかを判別する。次に、制御装置１００は、感光体ドラム１１の外周面のうちこれから現像領域を通過する部位（現像対象となる部位）が、画像領域Ｓ１であるか否かを判断する（ステップ１２０）。ステップ１２０で肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、ステップ１１０における解析結果を用いて、感光体ドラム１１の外周面のうちこれから現像領域を通過する部位が、写真画像の形成対象となる写真画像領域であるか否かを判断する（ステップ１３０）。ステップ１３０で肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、交流現像電源１１４２に対し、交流現像バイアスＶＡを第１条件Ｃ１に設定する指示を出力し（ステップ１４０）、ステップ１６０へと進む。

一方、ステップ１２０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、すなわち、感光体ドラム１１の外周面のうちこれから現像領域を通過する部位が、画像間領域Ｓ２であった場合、制御装置１００は、交流現像電源１１４２に対し、交流現像バイアスＶＡを第２条件Ｃ２に設定する指示を出力し（ステップ１５０）、ステップ１６０へと進む。また、ステップ１３０で否定の判断（ＮＯ）を行った場合、すなわち、感光体ドラム１１の外周面のうちこれから現像領域を通過する部位が、文字画像の形成対象となる文字画像領域であった場合、制御装置１００は、交流現像電源１１４２に対し、交流現像バイアスＶＡを第２条件Ｃ２に設定する指示を出力し（ステップ１５０）、ステップ１６０へと進む。

そして、制御装置１００は、画像形成動作が終了したか否か、換言すれば、ステップ１１０で取得した画像データに基づく露光動作が完了したか否かを判断する（ステップ１６０）。ステップ１６０で肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合は、この画像形成動作を完了する。一方、ステップ１６０で否定の判断（ＮＯ）を行った場合は、ステップ１２０に戻って処理を続行する。

では、本実施の形態における第１条件Ｃ１および第２条件Ｃ２について、より詳細な説明を行う。
図１１（ａ）は実施の形態３の第１条件Ｃ１に対応する交流現像バイアスＶＡの波形の一例を、図１１（ｂ）は実施の形態３の第２条件Ｃ２に対応する交流現像バイアスＶＡの波形の一例を、それぞれ示している。図１１（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を示す。

まず、図１１（ａ）を参照しつつ、本実施の形態の第１条件Ｃ１について説明を行う。
図１１（ａ）に示す第１条件Ｃ１において、交流現像バイアスＶＡは、ピークトゥピーク値が一律に交流基準値ＶＡ０に設定された矩形波で構成される。ここで、第１条件Ｃ１における現像バイアス周期Ｔは基準周期Ｔｓに設定される。その結果、第１条件Ｃ１における現像バイアス周波数ｆは、基準周期Ｔｓの逆数である基準周波数ｆｓとなる。

次に、図１１（ｂ）を参照しつつ、本実施の形態の第２条件Ｃ２について説明を行う。
図１１（ｂ）に示す第２条件Ｃ２において、交流現像バイアスＶＡは、ピークトゥピーク値が一律に交流特別値ＶＡ１に設定された矩形波で構成される。なお、交流基準値ＶＡ０および交流特別値ＶＡ１は、実施の形態１等と同じく、ＶＡ０＞ＶＡ１の関係を有している。ここで、第２条件Ｃ２における現像バイアス周期Ｔは基準周期Ｔｓに設定される。その結果、第２条件Ｃ２における現像バイアス周波数ｆは、基準周期Ｔｓの逆数である基準周波数ｆｓとなる。

では、本実施の形態における画像形成動作について、より具体的に説明を行う。
図１２は、本実施の形態において、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１２は、感光体ドラム１１の外周面に、連続する２枚の用紙Ｐに対応する画像が順次形成される場合を例示している。そして、この例では、１枚目の用紙Ｐに対応する第１画像Ｉｍ１において、矢印Ａ方向の先頭側に文字画像の形成対象となる文字画像領域Ｌｅが配置され、これに続く後尾側に写真画像の形成対象となる写真画像領域Ｐｈが配置されるものとする。また、この例では、２枚目の用紙Ｐに対応する第２画像Ｉｍ２において、矢印Ａ方向の先頭側に写真画像領域Ｐｈが配置され、これに続く後尾側に文字画像領域Ｌｅが配置されるものとする。

なお、この例では、帯電電位ＶＨが−７５０Ｖに、露光電位ＶＬが−３００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。また、直流現像バイアスＶＤの直流基準値ＶＤ０が−６００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流基準値ＶＡ０が８００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流特別値ＶＡ１が４００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。さらに、交流現像バイアスＶＡの基準周波数ｆｓは９ｋＨｚに、そのデューティ比は０．６５に、それぞれ設定されているものとする。

この例において、画像形成動作を実行している間、直流現像バイアスＶＤは、直流基準値ＶＤ０＝−６００Ｖに設定される。すなわち、本実施の形態では、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、同じ直流現像バイアスＶＤ（直流基準値ＶＤ０）が供給される。

また、この例において、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が、画像領域Ｓ１且つ写真画像領域Ｐｈである場合、交流現像バイアスＶＡは第１条件Ｃ１に設定される。一方、この例において、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が、画像領域Ｓ１且つ文字画像領域Ｌｅである場合、および、画像間領域Ｓ２である場合、交流現像バイアスＶＡは第２条件Ｃ２に設定される。すなわち、本実施の形態では、現像領域を通過する感光体ドラム１１上の部位が画像領域Ｓ１であっても、写真画像領域Ｐｈであるか文字画像領域Ｌｅであるかによって、異なる交流現像バイアスＶＡ（第１条件Ｃ１または第２条件Ｃ２）が供給される。

より具体的に説明すると、図１２に示す例では、最上流側（図中左端側）に位置する第１の画像間領域Ｓ２、および、これに続く第１画像Ｉｍ１の画像領域Ｓ１内の文字画像領域Ｌｅに対しては、第２条件Ｃ２が設定される。また、これに続く第１画像Ｉｍ１の画像領域Ｓ１内の写真画像領域Ｐｈに対しては、第１条件Ｃ１が設定される。さらに、これに続く第２の画像間領域Ｓ２に対しては、第２条件Ｃ２が設定される。さらにまた、これに続く第２画像Ｉｍ２の画像領域Ｓ１内の写真画像領域Ｐｈに対しては、第１条件Ｃ１が設定される。そして、これに続く第２画像Ｉｍ２の画像領域Ｓ１内の文字画像領域Ｌｅ、および、最下流側（図中右端側）に位置する第３の画像間領域Ｓ２に対しては、第２条件Ｃ２が設定される。

このように、本実施の形態では、画像領域Ｓ１であるか画像間領域Ｓ２であるかに関わらず、画像形成動作を実行する場合には、同じ直流現像バイアスＶＤ（直流基準値ＶＤ０）が供給されることになる。また、本実施の形態では、画像形成動作において、現像領域を画像領域Ｓ１が通過する場合には、交流現像バイアスＶＡとして第１条件Ｃ１または第２条件Ｃ２が設定され、現像領域を画像間領域Ｓ２が通過する場合には、交流現像バイアスＶＡとして第２条件Ｃ２が設定されることになる。ここで、本実施の形態では、現像領域を画像領域Ｓ１における写真画像領域Ｐｈが通過する場合には、交流現像バイアスＶＡとして第１条件Ｃ１が設定され、現像領域を画像領域Ｓ１における文字画像領域Ｌｅが通過する場合には、交流現像バイアスＶＡとして第２条件Ｃ２が設定されることになる。

ここで、上述した現像条件にて画像形成動作を行ったところ、画像領域Ｓ１のうち第１条件Ｃ１にて現像された写真画像領域Ｐｈの画像（写真画像）と、画像領域Ｓ１のうち第２条件Ｃ２にて現像された文字画像領域Ｌｅの画像（文字画像）との間に、目視による画質の差異は認められなかった。
また、上述した現像条件にて画像形成動作を行ったところ、現像条件を常に第１条件Ｃ１に設定した場合と比べて、交流現像電源１１４２の消費電力を低減することができた。

以上説明したように、本実施の形態では、画像形成動作中の現像装置１４に設定する現像条件として、交流現像バイアスＶＡのピークトゥピーク値が相対的に大きく設定された第１条件Ｃ１と、交流現像バイアスＶＡのピークトゥピーク値が第１条件Ｃ１よりも相対的に小さく設定された第２条件Ｃ２とを用意した。そして、現像領域を通過する画像領域Ｓ１のうち、多値で濃淡を表現する写真画像領域Ｐｈについては第１条件Ｃ１を、２値で白黒を表現する文字画像領域Ｌｅについては第２条件Ｃ２を、それぞれ設定するようにした。これにより、例えば写真画像領域Ｐｈについては、濃淡を表現する場合における画質の低下を抑制することができ、また、例えば文字画像領域Ｌｅについては、消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態では、現像領域を画像間領域Ｓ２が通過する場合に、現像条件として第２条件Ｃ２を設定するようにした。これにより、現像領域を画像間領域Ｓ２が通過する際の現像条件を第１条件Ｃ１に設定した場合と比較して、消費電力を低減することができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態３では、第１条件Ｃ１と第２条件Ｃ２とで、交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を異ならせる一方、現像バイアス周期Ｔを同じにしていた。これに対し、本実施の形態では、第１条件Ｃ１と第２条件Ｃ２とで、交流現像バイアスＶＡの大きさを異ならせるとともに、現像バイアス周期Ｔも異ならせるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態３と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

では、本実施の形態における第１条件Ｃ１および第２条件Ｃ２について、より詳細な説明を行う。
図１３（ａ）は実施の形態４の第１条件Ｃ１に対応する交流現像バイアスＶＡの波形の一例を、図１３（ｂ）は実施の形態４の第２条件Ｃ２に対応する交流現像バイアスＶＡの波形の一例を、それぞれ示している。図１３（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）を示す。

まず、図１３（ａ）を参照しつつ、本実施の形態の第１条件Ｃ１について説明を行う。
図１３（ａ）に示す第１条件Ｃ１において、交流現像バイアスＶＡは、ピークトゥピーク値が一律に交流基準値ＶＡ０に設定された矩形波で構成される。ただし、第１条件Ｃ１における現像バイアス周期Ｔは、基準周期Ｔｓよりも長い特別周期Ｔｐ（第１周期の一例）に設定される。その結果、第１条件Ｃ１における現像バイアス周波数ｆは、特別周期Ｔｐの逆数であり基準周波数ｆｓよりも低い特別周波数ｆｐとなる。

次に、図１３（ｂ）を参照しつつ、本実施の形態の第２条件Ｃ２について説明を行う。
ここで、図１３（ｂ）に示す第２条件Ｃ２は、実施の形態３で説明したものと同じである（図１１（ｂ）参照）。すなわち、図１３（ｂ）に示す第２条件Ｃ２は、ピークトゥピーク値が一律に交流特別値ＶＡ１に設定された矩形波で構成される。また、通常交流現像バイアスＶＡｓにおける現像バイアス周期Ｔは基準周期Ｔｓ（第２周期の一例）に設定され、現像バイアス周波数ｆは基準周波数ｆｓとなる。

なお、この例でも、帯電電位ＶＨが−７５０Ｖに、露光電位ＶＬが−３００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。また、直流現像バイアスＶＤの直流基準値ＶＤ０が−６００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流基準値ＶＡ０が８００Ｖに、交流現像バイアスＶＡの交流特別値ＶＡ１が４００Ｖに、それぞれ設定されているものとする。さらに、第１条件Ｃ１における交流現像バイアスＶＡの基準周波数ｆｓは９ｋＨｚに、そのデューティ比は０．６５に、それぞれ設定されているものとする。一方、第２条件Ｃ２における交流現像バイアスＶＡの特別周波数ｆｐは４．５ｋＨｚに、そのデューティ比は０．６５に、それぞれ設定されているものとする。

そして、本実施の形態では、例えば図１２に示す画像形成動作において、第１条件Ｃ１として図１３（ａ）に示す交流現像バイアスＶＡを使用し、第２条件Ｃ２として図１３（ｂ）に示す交流現像バイアスＶＡを使用する。

これにより、本実施の形態においても、実施の形態３と同じ効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、画像領域Ｓ１における写真画像領域Ｐｈに供給する交流現像バイアスＶＡとして、図１３（ａ）に示す波形を採用することで、実施の形態３（図１１（ａ）に示す波形を採用した場合）と比べて、現像バイアス周波数ｆが低く（現像バイアス周期Ｔが長く）なる分、消費電力を低減することができる。また、写真画像領域Ｐｈは、文字画像領域Ｌｅと比べて、帯電電位ＶＨに維持された背景部（白部）が少ないことから、トナーのかぶりが生じにくい。したがって、写真画像領域Ｐｈについては、現像バイアス周波数ｆが相対的に低い特別周波数ｆｐに設定された交流現像バイアスＶＡを供給することで消費電力を低減することができる。また、文字画像領域Ｌｅについては、現像バイアス周波数ｆが相対的に高い基準周波数ｆｓに設定された交流現像バイアスＶＡを供給することにより、トナーのかぶりに起因する画質の低下を抑制することができる。

なお、実施の形態１〜４では、現像剤として２成分現像剤を用い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。例えば現像剤として、キャリアを含まない１成分現像剤を用いてもよい。そして、この場合において、１成分現像剤は、磁性を有する磁性１成分現像剤であってもよいし、磁性を有しない非磁性１成分現像剤であってもかまわない。

また、実施の形態１〜４では、単色のトナー像を形成する画像形成装置１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、それぞれが感光体ドラムや現像装置等を有する複数の画像形成ユニットを備えた所謂タンデム型の画像形成装置や、１つの感光体ドラムと複数（例えば４色）の現像装置とを備えた所謂４サイクル型の画像形成装置に適用してもかまわない。

さらに、実施の形態１、２では、節電モードにおいて、画像領域Ｓ１および画像間領域Ｓ２の両者に対し、節電交流現像バイアスＶＡｒを供給するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、節電モードにおいて、画像領域Ｓ１には節電交流現像バイアスＶＡｒを供給するようにし、画像間領域Ｓ２には、交流特別値ＶＡ１のみ（実施の形態３、４における第２条件Ｃ２に対応）を供給するようにしてもかまわない。

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、２０…用紙供給部、３０…定着部、４０…画像処理部、５０…ＵＩ部、６０…環境測定部、１００…制御装置

Claims (9)

1. 像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、
   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、
   前記現像部の動作モードを、消費電力の低減に比べて画質を優先させた通常モードと、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードとを切り換えて設定する設定部とを含み、
   前記設定部は、前記節電モードに設定されたときに、前記像保持体にて画像形成の対象となる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、画像が形成され得る領域であるか画像領域であるか、画像領域の間に設けられる領域である画像間領域であるかに関わらず、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、予め決められた基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくする画像形成装置。
2. 前記設定部は、前記像保持体上の前記画像領域が前記現像領域を通過する場合に、前記現像バイアスにおける前記直流成分の大きさを固定させ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、前記像保持体上の前記画像領域が前記現像領域を通過する場合に、前記現像バイアスにおける前記交流成分として、ピークトゥピーク値が前記基準値にされた基準出力期間と、ピークトゥピーク値が前記特別値にされた特別出力期間とを、交互に繰り返す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、前記像保持体上で隣接する２つの前記画像領域の間に位置する画像間領域が前記現像領域を通過する場合に、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、前記基準値よりも小さい値にする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. 像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、
   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、
   前記像保持体にて画像形成の対象となる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、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、予め決められた基準値から当該基準値よりも小さい特別値へと順次小さくなるように変化させる出力期間を繰り返す設定を行う設定部と
   を含む画像形成装置。
6. 前記設定部は、前記設定を前記静電潜像の内容に関わらず行うことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、
   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、
   消費電力の低減に比べて画質を優先させた通常モードにおいて、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予め決められた基準値に設定する第１モード、または、画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードにおいて、前記静電潜像の内容に関わらず、当該現像バイアスにおける当該交流成分のピークトゥピーク値を当該基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくする第２モードに設定する設定部と
   を含む画像形成装置。
8. 前記設定部は、前記第１モードおよび前記第２モードのそれぞれにおいて、前記現像バイアスにおける前記直流成分の大きさを固定させる設定を行うことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、
   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、
   画質に比べて消費電力の低減を優先させた節電モードにおいて、前記像保持体にて画像形成の対象となる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、前記静電潜像の内容に関わらず、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、予め決められた基準値と当該基準値よりも小さくかつ０ではない特別値との間で変化させるとともに、基準値を出力する期間である基準出力期間を特別値を出力する期間である特別出力期間よりも長くし、当該基準出力期間の当該交流成分の周波数を、当該特別出力期間の当該交流成分の周波数より大きくする設定を行う設定部と
   を含む画像形成装置。

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