JP6604720B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に対する現像剤担持体の周速比を変更して、長尺紙の画像濃度の変動を低減する画像形成装置に関する。

主に商店等に用いられる販売促進のための広告媒体としてのＰＯＰ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｐｕｒｃｈａｓｅ ａｄｖｅｒｔｉｓｉｎｇ）広告では、印字率が高いベタ画像や、記録材の長さが９００ｍｍ〜１２００ｍｍの長尺紙が使用される。このような長尺紙にベタ画像をプリントすると、画像の後半部で画像濃度が薄くなってしまう問題が発生した。この問題は、現像ローラの表面のトナー消費量が多いために、現像ローラに対するトナーの供給不足によって発生する現象である。

この問題の対策として、電界による現像効率を低下させ、かつ、感光体ドラムに対する現像ローラの周速比を増加することにより、長尺紙の画像濃度の安定性が確保されることが本明細書の発明者により判明した。ここで、感光体ドラムに対する現像ローラの周速比を変更する構成に関しては、以下の文献が開示される。

特許文献１には、文字（標準）モード時は、現像ローラの回転速度を速くして硬調画像とし、写真モード時は、現像ローラの回転速度を遅くして軟調画像とするために、電磁クラッチを用いてモードを切り替える構成が開示される。この構成により小型で低コストの画像形成装置が提供可能となる。

特許文献２には、画像形成回数を検知して、現像スリーブの回転速度を可変とする構成が開示される。この構成により画像形成回数によらず、安定した画像が提供可能となる。

特許文献３には、液体現像用現像システムにおいて、記録材の種類に基づいて現像ローラの回転数を可変とする構成が開示される。この構成により均一な現像剤濃度が得られる。

特許文献４には、トナー濃度の検出手段の検出値に基づいて現像ローラの回転速度を可変とする構成が開示される。この構成により適正なトナー濃度が維持される。

特開平２−２４５７７８号公報 特開２００５−１８９２７９号公報

しかしながら、特許文献１乃至特許文献４に記載の発明では、長尺紙でのベタ画像の濃度の安定に関する言及がない。ここで、電界による現像効率を低下させ、現像ローラの表面のトナー消費量を減少させるとする。こうすると、現像ローラの表面の残トナー量を増加させて、かつ、感光体ドラムに対する現像ローラの周速比を増加させて、現像ローラの表面へのトナー供給量を増加させる。すると、長尺紙の画像後半部での画像濃度が薄くなってしまう問題を低減することができ、記録材に均一な画像が得られる。

一方、感光体ドラムに対する現像ローラの周速比を増加させると、感光体ドラム又は現像ローラの摩耗が大きくなり、感光体ドラム又は現像ローラが短寿命になってしまう問題が発生する。

本発明は、上記実情に鑑み、長尺紙の画像濃度を画像前半から画像後半に亘って安定させつつ、像担持体及び現像剤担持体の寿命を延ばすことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成装置であって、回転可能に設けられた像担持体と、回転可能に設けられ、前記像担持体に形成された静電像を現像する位置に向けて現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、を有する画像形成部と、前記現像剤担持体を回転駆動するための駆動装置と、前記画像形成部によって形成されるトナー画像の最大トナー載り量が第１のトナー載り量のトナー画像を形成する第１の画像形成モードと、前記画像形成部によって形成されるトナー画像の最大トナー載り量が前記第１のトナー載り量よりも多い第２のトナー載り量のトナー画像を形成する第２の画像形成モードと、を含む複数のモードの中から１つのモードを選択して実行可能であり、前記第１の画像形成モード及び前記第２の画像形成モードのそれぞれで、記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ以上である記録材にトナー画像を形成可能であり、前記第２の画像形成モードを実行する際の、前記像担持体の駆動速度に対する、前記駆動装置により回転駆動される前記現像剤担持体の駆動速度の割合よりも、前記第１の画像形成モードを実行する際の、前記割合の方が小さくなるように前記駆動装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、長尺紙の画像濃度が画像前半から画像後半に亘って安定しつつ、像担持体及び現像剤担持体の寿命が延びる。

（ａ）は、実施例１に係る画像形成装置の断面図である。（ｂ）は、変形例に係る画像形成装置の一部拡大断面図である。 イエローの画像形成ユニットの断面図である。 コントローラの制御工程を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、後の実施例の構成に関して、前の実施例と同一の構成に関しては前の実施例と同一の符号を付して、前の実施例中の説明が援用されるものとする。

図１（ａ）は、実施例１に係る画像形成装置１００の断面図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は装置本体１００Ａを有する。装置本体１００Ａの内部には、４個の画像形成ユニットＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）が配置される。それぞれの画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには、感光体ドラム１が配置される。『像担持体』としての感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、１次転写ローラ５、クリーニング装置６が順に配置される。なお、それぞれの機器又は部材には、図１（ａ）中では番号の横に添え字のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが記載されるが、添え字部分は以下の文章中では便宜上省略する。

帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電ローラを有する装置である。露光装置３は、感光体ドラム１の表面に露光して静電像を形成する装置である。現像装置４は、感光体ドラム１に対向して現像剤を担持する『現像剤担持体』としての現像ローラＪ１を有し、感光体ドラム１の表面の静電像を現像剤で現像する装置である。『駆動手段』としての駆動装置５１は、現像ローラＪ１を駆動する。

コントローラ５０は、速度制御回路５０ａと効率制御回路５０ｂとを有する。『速度制御手段』としての速度制御回路５０ａは、感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を制御する。『効率制御手段』としての効率制御回路５０ｂは、感光体ドラム１の静電像を現像ローラＪ１の現像剤で現像するときの電界による現像効率を制御する。コントローラ５０は、記録材Ｐの長さに基づいて、速度制御回路５０ａが制御する現像ローラＪ１の駆動速度、及び、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を変更する。

画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの内部の感光体ドラム１の下方には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１０が配置される。この中間転写ベルト１０を介在した感光体ドラム１の対向位置には、１次転写ローラ５が配置される。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、支持ローラ１２、バックアップローラ１３に張架され、４個の画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）に接触しながら、駆動ローラ１１の矢印方向の回転によって回転する。

画像形成の動作に関して、以下に説明する。感光体ドラム１の表面は、帯電装置２によって一様に帯電され、露光装置３によって静電像が形成され、現像装置４によって静電像が現像剤で現像されて現像剤像が形成される。そして、その感光体ドラム１の表面の現像剤像は、感光体ドラム１と中間転写ベルト１０とのニップＮ１に搬送され、中間転写ベルト１０の表面に転写される。中間転写ベルト１０の表面では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤像が重畳されて１次転写されていく。１次転写後の感光体ドラム１の表面の残トナーは、ブレード又はブラシ等によって清掃されて、クリーニング装置６によって回収される。

この一方で、装置本体１００Ａの下部には、記録材Ｐを収納する図示しないカセットが配置される。カセットの内部の記録材Ｐは、中間転写ベルト１０の２次転写ローラ１４とバックアップローラ１３とのニップＮ２へと搬送される。そして、中間転写ベルト１０の表面で重畳された現像剤像は、搬送されてくる記録材Ｐに一括して転写される。

装置本体１００Ａの内部におけるニップＮ２の左方には、定着装置２００が配置される。記録材Ｐの表面のトナー像は、記録材Ｐが定着装置２００を通過すると、定着装置２００によって加熱及び加圧されて定着される。こうして、記録材Ｐの表面には、フルカラートナー像が形成される。２次転写後の中間転写ベルト１０の表面の残トナーは、ブレード又はブラシ等により清掃されてクリーニング装置１５によって回収される。

図１（ｂ）は、変形例に係る画像形成装置におけるブラックの画像形成ユニットＢｋの一部拡大断面図である。図１（ｂ）の構成では、画像形成ユニットＢｋの下方で対向する位置には、記録材搬送ローラ１６が配置される。記録材Ｓは、感光体ドラム１と記録材搬送ローラ１６のニップＮを通過して、定着装置２００へと搬送される。以下に述べる実施例は、この画像形成装置に適用されても良い。

図２は、イエローの画像形成ユニットＹの断面図である。画像形成ユニットＹは、現像装置４を有する。現像装置４は、現像容器４ｙを有する。現像容器４ｙは、内部に１成分非磁性トナーＴ（ここでは、非磁性の１成分のマイナス帯電トナー）を有する。また、現像容器４ｙは、内部に、現像塗布ローラＪ２及び現像ローラＪ１を有する。

現像塗布ローラＪ２は、現像ローラＪ１にトナーＴを塗布する。現像塗布ローラＪ２は、スポンジ状に形成され、現像ローラＪ１は、弾性を有する弾性ローラである。ここでは、現像ローラＪ１は、ソリッドゴム状に形成される。現像塗布ローラＪ２の周速は、現像ローラＪ１の周速と同じ速度に設定される。

現像容器４ｙは、現像ブレードＪ３を有する。現像ブレードＪ３は、金属で形成され、現像ローラＪ１に対して非接触に配置され、現像ローラＪ１の表面のトナーＴが均一な厚みに規制される。現像ブレードＪ３とトナーＴとが摺擦すると、トナーＴが帯電するため、現像ローラＪ１の表面のトナーＴの厚みが大きいとトナーＴの帯電量が小さく、現像ローラＪ１の表面のトナーＴの厚みが小さいとトナーＴの帯電量が大きくなる。従って、トナーＴにて所望の帯電量が得られるようにするために、トナーＴが所定の厚みに設定され、現像ローラＪ１と現像ブレードＪ３との間の距離が規制されている。

感光体ドラム１と現像ローラＪ１とはトナーＴを介して接触している。現像ローラＪ１にＤＣバイアス−４００Ｖが印加されると、マイナス帯電のトナーＴが感光体ドラム１の表面の潜像部（露光部電位・約−１００Ｖ）に付着して、イエロートナー像として顕在化される。なお、感光体ドラム１の表面の帯電電位（非露光部電位・約−６００Ｖ）となる。ここで、現像ローラＪ１の周速は、感光体ドラム１の周速に対して約１３０%に設定されている。

画像形成装置１００にて、感光体ドラム１が摩耗して感光層が薄くなると、帯電不良が発生して、白地部（非露光部）にトナーが付着する画像不良が発生する。現像ローラＪ１が摩耗して表面粗さが粗くなると、現像ローラＪ１の表面が不均一に粗くなり、現像ローラＪ１の表面のトナーの厚みが不均一になり、スジや濃度ムラ等の画像不良が発生する。

よって、感光体ドラム１と現像ローラＪ１の摩耗が小さくなるように、現像ローラＪ１の周速は、感光体ドラム１の周速と略同じに設定することが好ましい。しかしながら、近年の画像形成装置のスピードアップ化により、現像ローラＪ１の周速が感光体ドラム１の周速よりも速く設定されることで、所望の画像濃度が得られているのが実情である。

［普通サイズの記録材の場合］
そこで、感光体ドラム１と現像ローラＪ１の寿命が延命されるようにするには、極力、感光体ドラム１に対する現像ローラＪ１の周速比（現像ローラ周速比）が小さく設定される必要がある。即ち、現像ローラＪ１の周速は、感光体ドラム１の周速に近づける必要がある。そのために、本実施例では、電界による現像効率が極力大きく設定され、感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率（以下、「現像ローラ周速比」という場合がある）が小さく設定されると良い。

［長尺紙の記録材の場合］
しかしながら、電界による現像効率が大きく設定されると、現像ローラＪ１の表面のトナーの消費量が大きい。そのために、長尺紙等では、先に搬送される記録材Ｐと後に搬送される記録材Ｐとの間で現像ローラＪ１の表面のトナー量の復帰が無い。その結果、現像ローラＪ１の表面のトナー量が不足して、画像の後半部にて画像濃度が低下してしまう。また、電界による現像効率が大きく設定されると、現像ローラＪ１の表面のトナーが全てフレッシュトナーに入れ替わってしまうため、トナーの電荷量が小さくなる。その結果、電界による現像効率が低下して、更に画像濃度が低下する。

よって、長尺紙の画像濃度の安定性のためには、電界による現像効率が小さく設定されて、現像ローラＪ１の表面の残トナーが多くされ、感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率（現像ローラ周速比）が大きく設定される。こうして、現像ローラＪ１へのトナー供給量が大きく設定される必要がある。

また、電界による現像効率が小さく設定されると、現像後の現像ローラＪ１の表面の残トナー量が増加するようにする。そのために、現像ローラＪ１の表面のフレッシュトナー量の割合を小さくすることにより、トナーの電荷量の低下を低減させつつ、安定したトナーＴの電荷量が得られる。その結果、安定した画像濃度が得られる。

例えば、表１に示されるように、Ａ４横プリントのときには、現像ローラ周速比を１３０%とし、電界による現像効率を１００%として、所望の画像濃度が得られる。また、現像ローラ周速比が小さく設定されることで、感光体ドラム１及び現像ローラＪ１の周速比を小さくして、感光体ドラム１及び現像ローラＪ１の寿命が延命される。Ａ４横プリントは、記録材Ｐの長さが短いので、記録材Ｐ間での現像ローラＪ１上のトナー量の復帰頻度が頻繁に発生するため、電界による現像効率が大きく、現像ローラ周速比が小さくても、画像後半で画像濃度が低下すること無く、画像濃度は安定する。

また、本実施例では、電界による現像効率を１００％とするために、現像ローラＪ１に印加する現像バイアスを−４００Ｖとし、感光体ドラム１上の露光部電位−１００Ｖとの差（現像コントラスト）を３００Ｖとしている。

Ａ３プリントのときには、現像ローラ周速比を１４０％、電界による現像効率を９０％として、所望の画像濃度を得るとともに、現像ローラ周速比を中程度として、感光体ドラム１及び現像ローラＪ１の寿命の低下を中程度とすることができる。Ａ３プリントは、記録材Ｐの長さが中程度なので、記録材Ｐ間での現像ローラＪ１上のトナー量の復帰頻度が中程度に発生するため、現像ローラ周速比を長尺紙ほど大きくしなくても、画像後半で画像濃度が低下すること無く、画像濃度は安定する。

また、本実施例では、電界による現像効率を９０％とするために、現像バイアスを−３５０Ｖとし、感光体ドラム１上の露光部電位−１００Ｖとの差（現像コントラスト）を２５０Ｖとする。このことにより、前記Ａ４横プリント時の現像コントラストである３００Ｖよりも５０Ｖ低くして、電界による現像効率を低下させる。

長尺紙のプリントのとき（例えば長さが９００ｍｍ〜１２００ｍｍの長尺紙のとき）には、現像ローラ周速比を１５０％、電界による現像効率を８０％として、所望の画像濃度を得るとともに、現像ローラ周速比を大きくする。このことにより、画像後半で画像濃度が低下すること無く、長尺紙の画像濃度の安定性を維持することができる。

長尺紙プリントは、記録材Ｐの長さが長いため、記録材Ｐ間での現像ローラＪ１上のトナー量の復帰頻度が少ないため、現像ローラ周速比を大きくすることによって、現像ローラＪ１へのトナー供給量を増加させる。さらに、電界による現像効率を低下させて、トナー消費量を減少させることにより、即ち現像ローラＪ１上の現像残トナー量を増加させることにより、現像ローラＪ１上のトナー不足を防止して、記録材Ｐ内の画像濃度を安定できる。しかしながら、長尺紙プリント時は、現像ローラ周速比を大きくすることにより、Ａ４横プリント時と比較して、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命が約７０％に低下してしまうデメリットを持つ。

また、本実施例では、電界による現像効率を８０％とするために、現像バイアスを−３００Ｖとし、感光体ドラム１上の露光部電位−１００Ｖとの差（現像コントラスト）を２００Ｖとする。このことにより、前記Ａ４横プリント時の現像コントラストである３００Ｖよりも１００Ｖ低くして、電界による現像効率を低下させる。

ここで、電界による現像効率１００％とは、ベタ画像を現像した場合、現像ローラＪ１上のトナーが、ほぼ全て（約１００％）感光体ドラム１上に現像され、現像残トナーは、ほぼ無い（０％）状態である。そして、現像効率８０％とは、ベタ画像を現像した場合、現像ローラＪ１上のトナーの約８０％が、感光体ドラム１上に現像され、現像残トナーは、約２０％の状態である。

上記では、現像バイアスを変更することにより、現像コントラストを変更して、現像ローラＪ１上のトナーが感光体ドラム１上に現像される割合（現像効率）を変更している。

前述してきたように、コントローラ５０は、記録材Ｐの記録材搬送方向の長さが長い程に、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を大きく設定する。また、コントローラ５０は、記録材Ｐの記録材搬送方向の長さが長い程に、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を低下させる。即ち、長尺紙の場合には、現像ローラ周速比を増加させ、かつ電界による現像効率を低下する。このことにより、現像ローラＪ１へのトナー供給量を増加し、かつ現像ローラＪ１の現像残トナーを増加させる。こうして、画像濃度の低下を低減し、画像濃度の安定性を維持することができる。

さらに、現像ローラ周速比を増加させるのみの場合には、画像濃度が増加してしまい、紙サイズによって画像濃度が異なってしまうという問題が発生する。よって、現像ローラ周速比を増加させるとともに、電界による現像効率を低下させることにより、紙サイズによらず、感光体ドラム１上の現像トナー量を一定にすることができ、即ち画像濃度を所定濃度に一定にすることができる。

よって、紙サイズに応じて、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更することにより、短い記録材Ｐにおいては、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命を延命できる。そして、長い記録材Ｐにおいては、画像濃度の安定性を確保できる。さらに、記録材Ｐの長さによらず、所定の画像濃度を得ることができる。

本実施例では、効率制御回路５０ｂは、現像ローラＪ１に印加する現像バイアスの設定を変更する調整をして、電界による現像効率を制御した。その他にも、効率制御回路５０ｂは、帯電装置２が感光体ドラム１を帯電させる帯電バイアスの設定（帯電電位の設定、非露光部電位の設定）を変更する調整をして、電界による現像効率を制御しても良い。また、効率制御回路５０ｂは、露光装置３が感光体ドラム１を露光する露光量の設定（画像信号の設定、露光部電位の設定）を変更する調整をして、電界による現像効率を制御しても良い。

このように、効率制御回路５０ｂは、現像バイアスの設定、帯電バイアスの設定、露光量の設定の少なくともいずれか１つの設定を含む（１つ又は複数の双方が可）調整をして、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を制御すれば良い。

本実施例では、現像ローラＪ１にＤＣバイアスを印加しているため、ＤＣバイアス値を変更した。ただし、例えばＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳したバイアスを現像ローラＪ１に印加している場合には、ＤＣバイアス値、ＡＣバイアスのＶｐｐ値、ＡＣバイアスの周波数等を調整することによっても、電界による現像効率を変更できる。

また、帯電装置２の帯電バイアスを変更することにより、感光体ドラム１の帯電電位（非露光部電位）を変更する。これにより、電界による現像効率を変更できる。

例えば、本実施例を例にすると、現像バイアス−４００Ｖと露光量とを固定とし、Ａ４横プリント時は、帯電バイアスによる感光体ドラム１上の帯電電位（非露光部電位）−６００Ｖ、露光部電位−１００Ｖで、現像コントラストは３００Ｖである。Ａ３プリント時は、帯電バイアス値を調整して帯電電位を−６５０Ｖとし、この時の露光部電位は−１５０Ｖで、現像コントラストは２５０Ｖである。長尺紙プリント時は、帯電電位を−７００Ｖとし、この時の露光部電位は−２００Ｖで、現像コントラストは２００Ｖである。

また、感光体ドラム１上への露光量（例えばレーザパワー）を変更することにより、露光部電位を変更する。これにより、電界による現像効率を変更できる。

例えば、本実施例を例にすると、現像バイアス−４００Ｖと帯電電位−６００Ｖとを固定とし、Ａ４横プリント時は露光部電位−１００Ｖで、現像コントラストは３００Ｖである。Ａ３プリント時は、露光量を減少させて露光部電位−１５０Ｖとすると、現像コントラストは２５０Ｖとなる。長尺紙プリント時は、さらに露光量を減少させて露光部電位−２００Ｖとすると、現像コントラストは２００Ｖとなる。

また、露光量（例えばレーザパワー）を一定として、画像信号設定で現像効率を変更することもできる。これは、パルス幅変調で、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と称し、露光時間を分割して、露光ＯＮ時間を調整するものである。パルス幅変調を調整して、感光体ドラム１上のマクロ的な露光量を調整し、前記同様に露光部電位を調整することによっても、電界による現像効率を変更できる。

上述した長尺紙設定を、全てのサイズの記録材Ｐに適用すると、全てのサイズの記録材Ｐにおいて、画像後半で濃度低下すること無く、ベタ画像濃度の安定性を確保することが可能である。

しかしながら、このような設定では、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命が約７０％に低下してしまうため、通常使用されるＡ４サイズ紙等においても、寿命を短くしてしまうことになる。

そこで、本実施例は、紙サイズに応じて、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更することにより、通常使用されるＡ４サイズ紙等では感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命を延命する。そして、使用頻度が少ない、或いは特定ユーザが使用する長尺紙においては、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命が短くなってしまう。しかし、画像品質、即ち画像濃度安定性を優先して、維持するような構成とすることにより、寿命と画像品質を両立した画像形成装置を提供することができる。

図３は、コントローラ５０の制御工程を示すフローチャートである。コントローラ５０は、不図示のパーソナルコンピュータや画像読み取り装置（スキャナー）から、プリント信号を受信してプリントを開始する（Ｓ１）。コントローラ５０は、プリント信号から、記録材Ｐの長さ（サイズ）情報を取得する（Ｓ２）。コントローラ５０は、記録材Ｐの長さから、表１に基づいて電界による現像効率と現像ローラ周速比を決定する（Ｓ３）。コントローラ５０は、画像形成動作を開始し（Ｓ４）、帯電、現像、記録材Ｐの給送、転写、クリーニング、定着、記録材Ｐの排出等の動作を繰り返して、記録材Ｐ上に画像を形成する。

コントローラ５０は、記録材Ｐの長さ情報（Ｓ２）と、実際に画像形成を行う記録材Ｐの長さが一致しているか否かを判断する（Ｓ５）。コントローラ５０は、Ｓ５の結果ＹＥＳの場合には、画像形成動作を継続して行い、画像形成動作を終了してプリント終了となる（Ｓ６）。

コントローラ５０は、Ｓ５の結果ＮＯの場合には、画像形成装置を中断し（Ｓ７）、画像形成装置１００の不図示の表示装置に、記録材Ｐの長さの不一致をエラーとして表示する（Ｓ８）。こうして、ユーザに記録材Ｐの交換、又は、画像情報（記録材Ｐのサイズ情報）の変更を促す。Ｓ７にて、画像形成動作を中断した際、記録材Ｐの搬送を中断する構成でも良いが、ユーザが装置本体１００Ａの内部の記録材Ｐの除去作業が発生してしまう。そのため、記録材Ｐの搬送以外の画像形成動作を中断し、記録材Ｐを装置本体１００Ａの外部に排出するような構成が好適である。

Ｓ５の記録材Ｐの実際の長さを検知する方法は、例えば、記録材Ｐの搬送経路に、メカ的なセンサを配置し、記録材Ｐの通過時間を計測して、記録材Ｐの長さを検知する。通常の画像形成装置においては、前述の方法で記録材Ｐの長さを検知しているので、本実施例のために、検知装置を追加するわけでは無い。

＜ジョブ結合＞
記録材Ｐの長さが異なる画像形成動作のプリント信号（ジョブ）が連続して、画像形成装置に入力された場合、従来の画像形成装置では、ジョブ結合が行われ、ジョブ間で画像形成装置が停止せずに、連続して、記録材Ｐの長さが異なる画像形成動作を行っていた。

しかし、本実施例では、記録材Ｐの長さに応じて、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを決定する必要がある。そのため、記録材Ｐの長さが異なるジョブが画像形成装置に入力され、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを、記録材Ｐの長さに応じて変更する必要がある場合には、ジョブ結合を行わない。そして、ジョブ間で画像形成装置を一度停止して、図３のフローチャートに従う必要がある。ただし、この場合には、従来と比較して、一時停止動作（前回転及び後回転）が入るため、生産性が低下してしまう問題が発生する。

このような場合には、生産性を優先して、例えば、短い記録材Ｐのジョブ後に、長い記録材Ｐのジョブが来た場合には、画像濃度低下が発生するため、ジョブ結合を行わずに、ジョブ間に一時停止動作を入れ、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更する。

一方、長い記録材Ｐのジョブ後に短い記録材Ｐのジョブが来た場合には、画像品質は問題無いため、ジョブ結合を行い、現像ローラ周速比と電界による現像効率を変更しない。そして、即ち長い記録材Ｐ用の現像ローラ周速比と電界による現像効率のまま、一時停止動作を入れずに、連続して短い記録材Ｐのジョブのプリントを行うことで、生産性を向上することができるので、より好適である。

すなわち、このことは、以下のようにも言える。記録材搬送方向の長さが異なる混合プリントのときに、コントローラ５０は以下の制御をする。コントローラ５０は、記録材搬送方向の長さが所定長さの記録材Ｐが搬送されると、所定長さの記録材Ｐに対応する速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率、及び、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率で、画像形成していく。そして、コントローラ５０は、所定長さよりも記録材搬送方向の長さが短い記録材Ｐが搬送されても、所定長さの記録材Ｐに対応する感光体ドラム１に対する現像ローラＪ１の速度比率及び電界による現像効率を変更しないで画像形成する。

ただし、この場合には、生産性が向上する代わりに、短い記録材Ｐにおいても、現像ローラＪ１の周速比を高いまま使用するため、寿命が短くなってしまうデメリットがある。

なお、現像ローラ周速比と電界による現像効率を変更しない範囲での、記録材Ｐの長さの異なるジョブにおいては、ジョブ結合を行い、一時停止動作を入れずに、連続して記録材Ｐの長さが異なるジョブのプリントを行う。このことで、生産性を向上させることができ、問題も発生しない。

実施例２では、コントローラ５０は、濃度調整モードに基づいて、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率、及び、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を変更する。また、これに加えて、実施例１のように、記録材Ｐの長さに基づいて、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更するようにも制御する。

コントローラ５０には「標準モード」が最初に設定されている。標準モードでは、朱色や黄赤は、イエローを１００％で、マゼンタを８０〜９０％にした色である。新しい血の色を指す赤は、マゼンタを１００％で、イエローを８０〜９０％にした色である。

操作パネルにて「高濃度モード」がユーザにより指定される場合がある。この例として、ＰＯＰ広告等において、「金赤」と呼ばれる色を要求される場合について説明する。金赤とは、ＪＩＳ色彩規格では、「あざやかな黄赤」とされている。印刷の色指定では、マゼンタとイエローを１００％ずつ掛け合わせた色である。なお、この金赤の色は、現状の標準モードで出力することが難しいため、感光体ドラム１上のトナー量を増加させる高濃度（ＰＯＰ）モードが必要となる。

よって、本実施例は、高濃度モードにおいて、高画像濃度と、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命と、長尺紙のベタ画像の濃度安定性とを両立するために、濃度調整モードと記録材Ｐの長さに応じて、電界による現像効率と現像ローラ周速比を変更する。

例えば、表２で示すように、標準モード時の現像ローラ周速比と電界による現像効率、その電界による現像効率を達成する現像バイアス値は、実施例１の表１と同様である。

表２に示すように、高濃度モード時は、記録材Ｐの長さに応じて、現像ローラ周速比を、それぞれ１０％ずつ増加させて、１４０％、１５０％、１６０％とする。ここで、濃度調整モードが、所定の載り量で特定された第１モード（例えば標準モード）と、所定の載り量よりも載り量が多い第２モード（例えば標準モードよりも高濃度の高濃度モード）と、を有する。この場合に、コントローラ５０は、第１モード（例．標準モード）よりも第２モード（高濃度モード）の方で、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を大きく設定する。

簡単に言うと、ユーザが金赤等の高濃度モードを指定すると、コントローラ５０は、現像ローラ周速比を上昇させて、感光体ドラム１のトナー載り量を標準モードのときよりも多くして、金赤を画像形成する。前述の標準モードでは「朱色」にはイエロー・マゼンタで合計１８０〜１９０%のトナーが必要であったが、高濃度モードでは「金赤」にはイエロー・マゼンタで合計２００％のトナーが必要であることになる。両者の差分の１０〜２０％のトナーを、現像ローラ周速比を上昇させることで、感光体ドラム１へと現像する。

本実施例によれば、より高い画像濃度、即ち金赤を実現するとともに、長尺紙のベタ画像において、記録材Ｐの後半での濃度低下が発生すること無く、安定した画像濃度を得ることができた。

高濃度モードは、高画像濃度を得ることができる代わりに、現像ローラ周速比が増加しているため、標準モードと比較して、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命が約１０％程度低下してしまうデメリットがある。しかし、高濃度モードにおいて、Ａ４横プリント時の寿命は、現像ローラ周速比が長尺紙の場合よりも低いため、長尺紙プリント時の寿命よりも延命できるメリットがある。

実施例３では、コントローラ５０は、記録材Ｐの種類に基づいて、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率、及び、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を変更する。また、これに加えて、実施例１のように、記録材Ｐの長さに基づいて、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更するようにも制御する。

例えば、普通紙（６０〜１００ｇ／ｍ^２）やラフ紙（表面粗さが粗い記録材Ｐ）と比較して、厚紙（１５０ｇ／ｍ^２〜）は、画像濃度が濃く、ライン幅が太くなってしまい、鮮明な文字画像を得ることができない。これは、厚紙のコシや厚みのために、トナーの記録材Ｐへの転写時において、中間転写ベルト１０や感光体ドラム１に、厚紙が強く押し付けられるため、普通紙と比較して、厚紙の方がトナーの記録材Ｐへの転写性が良いためである。

また、グロスコート紙も同様に、画像濃度が濃く、ライン幅が太くなり、鮮明な文字画像を得ることができない。これは、普通紙やラフ紙では、紙の繊維にトナーが入り込んで、紙繊維の凸部表面のトナー量が少なく、下地の紙繊維が透けて見えるため、画像濃度が低く、トナー表面も凹凸が発生するため、トナーグロスも低くなってしまう。一方、グロスコート紙は、紙の表面が非常に平滑なため、トナー厚みが均一で、トナー表面も平滑となるため、画像濃度が高く、トナーグロスも高くなる。

さらに、ＯＨＰ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）用の透明フィルムは、カラー画像形成装置においては、光の透過性を高めるため、フィルム上のトナー量を少なくすると良い。

よって、普通紙と比較して、厚紙においては、感光体ドラム１上のトナー量を減少させ、厚紙上のトナー量を普通紙よりも少なくすることにより、普通紙と同等の画像濃度、及びライン幅を得ることができる。このことから、コントローラ５０は、記録材Ｐの厚みが厚い程に、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を小さく設定して、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を小さく設定する。

また、普通紙と比較して、グロスコート紙においては、感光体ドラム１上のトナー量を減少させ、グロスコート紙上のトナー量を普通紙よりも少なくすることにより、普通紙と同等の画像濃度、及びライン幅を得ることができる。このことから、コントローラ５０は、記録材Ｐの粗さが平滑な程に、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を小さく設定して、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を小さく設定する。

さらに、普通紙と比較して、ＯＨＰフィルムにおいては、感光体ドラム１上のトナー量を減少させ、ＯＨＰフィルム上のトナー量を普通紙よりも少なくすることにより、良好な透過性を得ることができる。このことから、コントローラ５０は、記録材の光透過性が高い程に、速度制御回路５０ａが制御する感光体ドラム１の駆動速度に対する現像ローラＪ１の駆動速度の速度比率を小さく設定して、効率制御回路５０ｂが制御する電界による現像効率を小さく設定する。

従って、厚紙、グロスコート紙、ＯＨＰフィルムは、普通紙と比較して、感光体ドラム１上のトナー量を減少させると良い。

上記のようなことを鑑み、本実施例は、記録材Ｐの種類に応じて、感光体ドラム１上のトナー量を調整するために、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを変更するものである。

例えば、表３で示すように、普通紙やラフ紙のプリント時の現像ローラ周速比と電界による現像効率、その電界による現像効率を達成する現像バイアス値は、実施例１の表１と同様である。

表３に示すように、厚紙、グロスコート紙、ＯＨＰフィルムのプリント時は、記録材Ｐの長さに応じて、現像ローラＪ１の周速比を、それぞれ５％減少させて、１２５％、１３５％、１４５％とする。さらに、電界による現像効率を、それぞれ５％減少させて、９５％、８５％、７５％とする。そのために、現像バイアスを、それぞれ２５Ｖ減少させて、−３７５Ｖ、−３２５Ｖ、−２７５Ｖとし、露光部電位−１００Ｖから、現像コントラストを、それぞれ２７５Ｖ、２２５Ｖ、１７５Ｖとする。

よって、現像ローラ周速比と現像コントラストとが小さくなっているため、感光体ドラム１上のトナー載り量は、普通紙よりも小さくなる。このような設定とすることにより、厚紙やグロスコート紙においては、普通紙と同等の画像濃度とライン幅とすることができ、鮮明な文字画像を得ることができた。ＯＨＰフィルムにおいては、表３の普通紙設定でプリントした場合と比較して、ＯＨＰフィルム設定でプリントした場合には、光の透過性が向上し、ＯＨＰでの投影画像は、より明るく、鮮やかな投影画像を得ることができた。

さらに、厚紙、グロスコート紙、ＯＨＰフィルムの設定を、普通紙と比較して、現像ローラ周速比と電界による現像効率とを小さくするように設定した。そのために、感光体ドラム１又は現像ローラＪ１の寿命を延命でき、かつ長尺紙のベタ画像濃度安定性も確保することができる。

なお、画像形成装置によっては、厚紙、グロスコート紙、ＯＨＰフィルムに対して、例えば、画像形成スピードを普通紙と比較して半分にする、即ち感光体ドラム１の周速を１／２に変更する等の構成もある。このような場合においても、感光体ドラム１周速に対する現像ローラ周速比であることから、本発明を同様に適用できる。

前述の実施例１乃至実施例３のいずれかの構成によれば、使用頻度が高いＡ４横紙のプリントのときは、電界による現像効率が大、現像ローラＪ１の駆動速度が低となるようにする。そして、所望の濃度が得られる。同時に、濃度安定性、及び、感光体ドラム１の寿命若しくは現像ローラＪ１の寿命の長寿命化が図れる。以上のような両立が実現される。

これに対して、使用頻度が低い長尺紙のプリントのときは、電界による現像効率が小、現像ローラＪ１の駆動速度が高となるようにする。そして、感光体ドラム１の寿命又は現像ローラＪ１の寿命が若干低下しても、記録材Ｐの全域で所望の濃度が安定して得られる状況が実現される。

従って、通常サイズの記録材Ｐの使用時（Ａ４横紙やＡ３紙）の感光体ドラム１の寿命又は現像ローラＪ１の寿命と、長尺紙の使用時のベタ画像の濃度安定性の両立が実現される。

実施例１〜実施例３では、接触１成分非磁性トナーの現像装置に関して説明したが、非接触２成分非磁性トナー現像装置に実施例の制御を適用でき、効果は同様である。

非接触２成分非磁性トナー現像装置は、例えば、感光体ドラム１と現像ローラＪ１とが所定の隙間（ギャップ）を持った非接触であり、現像ローラＪ１は通常、所定の表面粗さを持つ金属ローラ又は金属ローラにカーボンコートしたローラが用いられる。現像剤は、非磁性トナーと金属粉のキャリアとを所定比で混合し、現像ローラＪ１に交流バイアスを印加して、トナーのみを感光体ドラム１上に飛翔させ、感光体ドラム１上の静電像を顕像化する構成である。

非接触２成分非磁性トナー現像装置においても、長尺紙でのベタ画像プリント時は、本実施例と同様に、現像ローラＪ１上のトナー不足により、画像後半で濃度低下が発生するため、現像ローラ周速比を増加させる必要がある。しかし、現像ローラ周速比を増加しても、感光体ドラム１と現像ローラＪ１が非接触のため、感光体ドラム１の寿命への影響は、接触１成分非磁性トナーの場合よりも少ない。

一方、現像ローラＪ１上のトナーとキャリアの混合剤が現像ブレードＪ３で規制される。そのため、現像ローラＪ１は、特にキャリアとの摺擦によって摩耗され、現像ローラＪ１に傷が発生する、又は現像ローラＪ１の表面粗さが変化する（粗くなる又は平滑化する）、又はカーボンコートが摩耗により剥れてしまう等、寿命が短くなってしまう。

よって、非接触２成分非磁性トナー現像装置においても、本実施例の記録材Ｐの長さに基づいて、電界による現像効率と現像ローラ周速比とを変更することにより、現像ローラＪ１の耐久性と長尺紙の画像濃度の安定性を両立することができる。

なお、本実施例での諸数値は、本発明を説明するための概略値であり、任意に設定して良い。

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５０ コントローラ
５０ａ 速度制御回路（速度制御手段）
５０ｂ 効率制御回路（効率制御手段）
５１ 駆動装置（駆動手段）
１００ 画像形成装置
Ｊ１ 現像ローラ（現像剤担持体）

Claims (10)

1. 記録材にトナー画像を形成する画像形成装置であって、
   回転可能に設けられた像担持体と、回転可能に設けられ、前記像担持体に形成された静電像を現像する位置に向けて現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、を有する画像形成部と、
   前記現像剤担持体を回転駆動するための駆動装置と、
   前記画像形成部によって形成されるトナー画像の最大トナー載り量が第１のトナー載り量のトナー画像を形成する第１の画像形成モードと、前記画像形成部によって形成されるトナー画像の最大トナー載り量が前記第１のトナー載り量よりも多い第２のトナー載り量のトナー画像を形成する第２の画像形成モードと、を含む複数のモードの中から１つのモードを選択して実行可能であり、
   前記第１の画像形成モード及び前記第２の画像形成モードのそれぞれで、記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ以上である記録材にトナー画像を形成可能であり、
   前記第２の画像形成モードを実行する際の、前記像担持体の駆動速度に対する、前記駆動装置により回転駆動される前記現像剤担持体の駆動速度の割合よりも、前記第１の画像形成モードを実行する際の、前記割合の方が小さくなるように前記駆動装置を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前記第２の画像形成モードを実行する際の、前記駆動装置により回転駆動される前記現像剤担持体の駆動速度よりも、前記第１の画像形成モードを実行する際の、前記駆動装置により回転駆動される前記現像剤担持体の駆動速度の方が小さくなるように前記駆動装置を制御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. 前記第２の画像形成モードを実行するための指示をユーザから受け付けるための操作部を更に有し、
   前記制御部は、前記操作部を介して前記指示をユーザから受け付けた場合には、前記第２の画像形成モードを実行する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。
4. 前記制御部は、前記操作部を介して前記指示をユーザから受け付けなかった場合には、前記第１の画像形成モードを実行することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１のトナー載り量と前記第２のトナー載り量との差分の絶対値は、前記第１のトナー載り量の１０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第２の画像形成モードの実行において記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ以上である記録材に前記第２のトナー載り量のトナー画像を形成する際の、前記割合よりも、前記第２の画像形成モードの実行において記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ未満である記録材に前記第２のトナー載り量のトナー画像を形成する際の、前記割合の方が小さくなるように前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記第１の画像形成モードの実行において記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ以上である記録材に前記第１のトナー載り量のトナー画像を形成する際の、前記割合よりも、前記第１の画像形成モードの実行において記録材の搬送方向の長さが４４１ｍｍ未満である記録材に前記第１のトナー載り量のトナー画像を形成する際の、前記割合の方が小さくなるように前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤は、トナーを含む１成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記トナーは、非磁性トナーであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記現像剤は、トナーとキャリアを含む２成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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