JP2003233225A - 画像形成装置及び現像量の補償方法 - Google Patents

画像形成装置及び現像量の補償方法

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JP2003233225A
JP2003233225A JP2003014939A JP2003014939A JP2003233225A JP 2003233225 A JP2003233225 A JP 2003233225A JP 2003014939 A JP2003014939 A JP 2003014939A JP 2003014939 A JP2003014939 A JP 2003014939A JP 2003233225 A JP2003233225 A JP 2003233225A
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developing
photoconductor
forming apparatus
image forming
image
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Kyu-Cheol Shin
圭鉄 辛
In-Yong Song
仁容 宋
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置及び現像量の補償方法を提供す
る。 【解決手段】 画像形成装置は，画像に対する静電潜像
が形成される感光体７１と，感光体を帯電させる帯電ロ
ーラ７２と，感光体の静電潜像を現像する現像ローラ７
４と，帯電ローラから感光体へと流入される帯電電流を
測定する測定器７９と，帯電電流と基準電流とを比較す
る比較器６１と，比較器の出力に基づき感光体の膜厚の
変化を補償するように現像器の制御パラメータを調整す
る現像バイアス制御器６７と，を備えることを特徴とす
る。よって，ユーザに感光体の取替え時期を知らせ，感
光体の膜厚の減少による画質の劣化を現像器を制御する
ことにより防げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に係
り，より詳細には，画像の濃度を制御し得る画像形成装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は，米国特許第４，５６４，２８７
号公報に開示された画像形成装置の全体的な配置図であ
る。
【０００３】図１を参照すれば，従来の画像形成装置に
は，感光ドラム１と，第１の帯電器２と，第２の帯電器
３と，表面露光ランプ４と，電位差計７と，現像器の現
像ローラ５と，移送帯電器２８と，クリーナブレード３
５と，放電器２９とが備えられている。
【０００４】感光ドラム１は放電器２９により放電され
た後，全面が第１の帯電器２により均一に帯電される。
原本露光ランプ１１は原本１０にビームを照射し，原本
１０から反射されたビームは鏡１２，１３により光路が
変えられて感光ドラム１へ向かう。この場合，第２の帯
電器３は第１の帯電器２の極性に対して反対極性を有す
るＡＣコロナ放電またはコロナ放電を行って原本画像と
一致する静電潜像を形成する。
【０００５】静電潜像の現像後に，感光ドラム１の表面
は表面露光ランプ４により露光されて高いコントラスト
を有する静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ロ
ーラ５により現像工程を経て現像される。
【０００６】移送帯電器２８は，画像を記録用紙（図示
せず）に移送する。感光ドラム１へのトナーの付き過ぎ
を防ぐブランク露光ランプ６は第２の放電器３の上部に
配され，標準画像の形成条件によって感光ドラム１上に
明るいカラー領域及び暗いカラー領域を形成する。
【０００７】感光ドラム１の表面電位を測定する電位差
計７は表面露光ランプ４と現像ローラ５との間に配さ
れ，電位差計７からの信号は電位測定回路８を介してＡ
／Ｄコンバータ９に送られ，Ａ／Ｄコンバータ９におい
てデジタル信号に変換される。このデジタル信号は，マ
イコン１５に送られる。
【０００８】マイコン１５からの出力はＤ／Ａコンバー
タ１６に入力された後，光調節回路１７，第１の高電位
調節回路１８，第２の高電位調節回路１９，移送調節回
路２４，放電調節回路２５及びＤＣ現像バイアス調節回
路２０に送られる。
【０００９】光調節回路１７は，ランプ調節器１４を介
して原本露光ランプ１１を調節する。第１及び第２の高
電位調節回路１８，１９は高電位変換器２１，２２を介
して第１の帯電器２及び第２の帯電器３に接続され，各
々第１及び第２の帯電器２，３を調節する。移送調節回
路２４は，移送高電位変換器２６を介して移送帯電器２
８に接続される。
【００１０】放電調節回路２５は，放電変換器２７を介
して放電器２９に調節信号を送る。ＤＣ現像バイアス調
節回路２０の出力はＡＣ現像バイアス調節回路２３に送
られ，ＡＣ現像バイアス調節回路２３の出力は現像ロー
ラ５に送られる。標準バックボード８は，原本露光ラン
プ１１の光量を調節する。
【００１１】前述した従来の画像形成装置は感光体の表
面電位を電位差計により測定し，その結果に基づき現像
ローラの現像バイアス及び帯電器の帯電電位を調整す
る。しかしながら，前述した従来の技術においては，画
像形成装置の表面電位のみを測定するために感光体の膜
厚の変化により引き起こされる画像濃度の変化が測定で
きず，その結果，均一な画像濃度が実現できなくなると
いう問題点があった。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，５６４，２８７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで，本発明が解決
しようとする技術的な課題は，上述した従来の技術の問
題点を改善するために，感光体の膜厚の変化により生じ
る画像濃度の低下を防ぐ画像形成装置を提供することで
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記技術的な課題を達成
するために，本発明は，画像に対する静電潜像が形成さ
れる感光体と，感光体を帯電させる帯電器と，感光体の
静電潜像を現像する現像器と，帯電器から感光体へと流
れ込む帯電電流を測定する測定器と，帯電電流と基準電
流とを比較する比較器と，比較器の出力に基づき（感光
体の膜厚の変化を補償するように）現像器制御パラメー
タを調整する制御器と，を備えることを特徴とする画像
形成装置を提供する。
【００１５】ここで，現像器制御パラメータは，例え
ば，現像バイアスと露光電位との差である現像ベクト
ル，または現像バイアスである。
【００１６】上記技術的な課題を達成するために，本発
明はまた，（画像形成装置の感光体の膜厚による現像量
を補償するために，）帯電電流Ｉｉを測定する第１の段
階と，帯電電流Ｉｉと第１の基準電流値Ｉｒｍｉｎとを
比較する第２の段階と，帯電電流Ｉｉが第１の基準電流
値Ｉｒｍｉｎより大きければ，帯電電流Ｉｉと第２の基
準電流値Ｉｒｍ a ｘとを比較する第３の段階と，帯電電
流Ｉｉが第２の基準電流値Ｉｒｍ a ｘ以上であれば感光
体を取り替え，そうでなければ，現像器制御パラメータ
を演算した後に現像器を制御する第４の段階と，を含む
ことを特徴とする現像量の補償方法を提供する。
【００１７】例えば，第４の段階において，感光体の取
替え指令を表示装置に送ることも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下，添付した図面に基づき，本
発明の好ましい実施の形態による画像形成装置及び現像
量の補償方法について詳細に説明する。
【００１９】図２は，本実施の形態にかかる画像形成装
置の一部を示す図面である。図２を参照すれば，本実施
の形態にかかるタンダム方式の画像形成装置は，ドラム
タイプの感光体７１と，感光体７１の表面電位を帯電電
位まで上げる帯電器の帯電ローラ７２と，帯電ローラ７
２を通った感光体７１にビームを照射して感光体７１の
表面に静電潜像を形成する露光装置７５と，静電潜像を
現像するように現像液を吸着する現像器の現像ローラ７
４と，現像された画像を用紙７６に転写する転写ローラ
７７と，を備える。
【００２０】ここで，参照符号７８は，感光体７１をク
リーニングするクリーニング装置７８であり，参照符号
７３は，感光体７１の表面の電位を除去する除電器であ
る。また，帯電ローラ７２には，静電圧電源７０により
静電圧が印加される。
【００２１】本実施の形態にかかる画像形成装置は，上
記のような構成を有する従来の画像形成装置に測定器７
９，調節器６０または表示装置６５をさらに備え，調節
器６０において感光体の膜厚の変化による帯電電流を測
定し，この測定された帯電電流が補償可能に現像器を制
御し，表示装置６５において感光体の取替え時期を知ら
せる。
【００２２】測定器７９は，帯電ローラ７２に静電圧を
印加する静電圧電源７０から流れ込む電流Ｉｉを測定す
る電流計である。
【００２３】調節器６０は，この測定された帯電電流Ｉ
ｉと画像形成装置の主記憶装置に予め貯蔵されているル
ックアップテーブル（lookup table）の基準電流値Ｉｒ
とを比較する比較器６１と，測定された帯電電流Ｉｉの
値に基づき必要とされる現像バイアスＶＢを演算する演
算器６３と，演算器６３から出力される現像バイアスＶ
Ｂを入力されて現像ローラ７４を制御する現像バイアス
制御器６７と，を備える。
【００２４】ここで，現像器を制御する制御パラメータ
として，現像バイアスＶＢの代わりに現像バイアスと露
光電位との差である現像ベクトルＶＤを選択しても良
い。これについては後述する。
【００２５】画像形成装置を使用すればするほど感光体
７１の膜厚は次第に薄くなり，感光体７１の膜厚が薄く
なればなるほど感光体７１の静電容量Ｃが高まる。静電
容量Ｃが高まればより多量の帯電電流が流れ，これによ
り感光体７１に現像液が吸着し過ぎて現像量が増え，そ
の結果，画像の濃度が濃くなる。画像形成装置の僅かな
変化による感光体の膜厚の変化は結果的に画像濃度の大
きい偏差を引き起こし，これは，画質に大きい影響を及
ぼしてしまう。
【００２６】上述した原理を下記（式１）〜（式４）を
参照して説明する。
【００２７】
【数１】 ・・・（式１）
【００２８】
【数２】 ・・・（式２）
【００２９】
【数３】 ・・・（式３）
【００３０】
【数４】 ・・・（式４）
【００３１】ここで，Ｑはトナーの電荷量を，Ｍ／Ａは
現像量を，ｄは感光体の膜厚を，Ｉは感光体に流れる電
流を，そしてＡは感光体の面積を表わす。
【００３２】（式１）において，第１項はインクの単位
面積当たり電荷量であって，インクの質量当たり電荷量
と現像量との積に同じであるため，第２項のように表わ
せる。また，（式３）を用いて単位面積当たり静電容量
と電位との積である（式１）の第３項が導き出され，
（式４）から電流を示す（式１）の項が導き出される。
【００３３】（式２）の関係式により，静電容量Ｃは感
光体の膜厚ｄと反比例するため，感光体の膜厚ｄが減れ
ば静電容量Ｃが増え，静電容量Ｃが増えれば（式１）に
より感光体に流れる帯電電流Ｉが増えるということが分
かる。
【００３４】本実施の形態にかかる画像形成装置におい
ては，測定された帯電電流値Ｉｉと最小基準電流値Ｉ
ｒｍｉｎまたは最大基準電流値Ｉｒｍａｘとを比較して
感光体の取替え時期を知らせるか，それとも現像バイア
スを制御する装置を備える。
【００３５】図３は，本実施の形態にかかる画像形成装
置を全体的に示す概略図である。
【００３６】図３を参照すれば，本実施の形態にかかる
画像形成装置５０には，各カラーＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋに当た
る静電潜像が形成される複数の感光体５１と，感光体５
１の表面電位を帯電電位まで上げる帯電ローラ５２と，
帯電された感光体５１に光を照射して静電潜像を形成す
る露光装置５５と，静電潜像を現像する現像装置５３
と，感光体５１と接触しつつ現像済みの画像を移動させ
る中間転写ベルト５９と，中間転写ベルト５９の上から
移送されてきた画像を用紙ｓに転写する転写ローラ５６
と，転写された画像を定着させる定着装置５４及び帯電
ローラ５２により測定された帯電電流値に基づき現像ロ
ーラ４４の現像バイアスを制御する調節器６０が備えら
れている。ここで，中間転写ベルト５９及び転写ローラ
５６は転写装置をなす。
【００３７】図４は，本実施の形態にかかる現像量の補
償方法を示すフローチャートである。
【００３８】図４を参照すれば，印刷を始めた後に帯電
ローラに印加される帯電電流Ｉｉを測定し（ステップ１
０１），帯電電流Ｉｉとルックアップテーブル（lookup
table）に貯蔵されている最小基準電流Ｉｒｍｉｎとを
比較する（ステップ１０３）。測定された帯電電流値Ｉ
ｉが最小基準電流Ｉｒｍｉｎより大きければ次のステッ
プ１０５へ進み，そうでなければ，印刷を再び始める。
【００３９】ステップ１０５において測定された帯電電
流値Ｉｉが最大基準電流値Ｉｒｍａ ｘ以上であれば，表
示装置に感光体を取り替えるようにとの指令を表示する
ことによりユーザに感光体の取替え時期を知らせ（ステ
ップ１０６），そうでなければ，感光体の膜厚の減少に
よる現像量の変化が現像バイアスＶＢの制御により調節
可能であるため，この測定された帯電電流値Ｉｉに対応
する現像バイアスＶＢを演算する（ステップ１０７）。
現像バイアス制御器により現像ローラに必要とされる現
像バイアスＶＢを印加して現像バイアスＶＢを制御する
ことにより，現像量を補償する（ステップ１０９）。
【００４０】現像バイアスＶＢは，下記（式５）のよう
に現像ベクトルＶＤと比例するため，現像器制御器にお
いて現像バイアスＶＢを減らせば，結果的に現像ベクト
ルＶ Ｄが減る。すなわち，現像器制御パラメータは現像
ベクトルＶＤであっても良い。ここで，ＶＬは露光電位
である。
【００４１】
【数５】 ・・・（式５）
【００４２】図２及び図４を参照すれば，帯電電流Ｉｉ
を測定するステップ１０１は測定器７９において行わ
れ，測定帯電電流Ｉｉと最小基準電流Ｉｒｍｉｎ及び最
大基準電流値Ｉｒｍａｘとを各々比較するステップ１０
３及びステップ１０５は比較器６１において行われる。
また，ステップ１０３及びステップ１０５における比較
の結果に基づき現像バイアスＶＩＢを演算するステップ
１０７は演算器６３において行われ，演算の結果に基づ
き現像バイアスＶＢを制御するステップ１０９は制御器
６７において行われて現像器が制御される。加えて，ス
テップ１０３及びステップ１０５における比較の結果，
測定された帯電電流値Ｉｉが最大基準電流値Ｉｒｍａｘ
以上であれば感光体を取り替えるようにとの指令を表示
するステップ１０６は表示装置６５において行われる。
【００４３】本実施の形態にかかる画像形成装置及び現
像量の補償方法は，測定された帯電電流値Ｉｉが最小基
準電流値Ｉｒｍｉｎと最大基準電流値Ｉｒｍａｘとの間
にあれば現像バイアスを調節することにより現像量を補
償し，測定された帯電電流値Ｉｉが最大基準電流値Ｉ
ｒｍａｘ以上であれば感光体を取り替えるようにとの指
令を表示装置に送ってユーザに知らせることにより感光
体を取り替えることができるので，感光体の寿命期間中
に高画質の画像を具現できる。
【００４４】以上多くの事項が具体的に記載されている
が，これらは本発明の範囲を限定するものではなく，好
ましい実施の形態の例示として解釈されなければならな
い。特に，当業者であれば，ルックアップテーブル（lo
okup table）に貯蔵される基準電流値を細分化して現像
電位をより高精度に制御できるであろう。よって，本発
明の真の技術的な範囲は説明された実施の形態によって
定まることなく，特許請求の範囲に記載された技術的な
思想によって定まるべきである。
【００４５】
【発明の効果】上述したように，本発明に係る画像形成
装置及び現像量の補償方法は，感光体の膜厚の減少によ
る現像量の変化を帯電電流を測定してこれを基準電流と
比較して必要とされる現像器制御パラメータを演算する
ことにより現像器を制御して補償することができ，感光
体の取替え時期をユーザに知らせることにより感光体の
寿命期間中に高画質の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】米国特許第４，５６４，２８７号公報に開示さ
れた画像形成装置の全体的な配置を示す説明図である。
【図２】本実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示
すブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかる画像形成装置を示す説明
図である。
【図４】本実施の形態にかかる現像量の補償方法を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
４４ 現像ローラ ５０ 画像形成装置 ５１ 感光体 ５２ 帯電ローラ ５３ 現像装置 ５４ 定着装置 ５５ 露光装置 ５６ 転写ローラ ５９ 中間転写ベルト ６０ 調節器 ６３ 演算器 ６５ 表示装置 ６７ 現像バイアス制御器 ７０ 静電圧電源 ７１ 感光体 ７２ 帯電ローラ ７３ 除電器 ７４ 現像ローラ ７５ 露光装置 ７６ 用紙 ７７ 転写ローラ ７８ クリーニング装置 ７９ 測定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DE04 DE07 EA05 EC06 EC10 EC19 EF06 GA30 GB09 HB01 HB14

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像に対する静電潜像が形成される感光
    体と，前記感光体を帯電させる帯電器と，前記感光体の
    静電潜像を現像する現像器と，前記帯電器から前記感光
    体へと流れ込む帯電電流を測定する測定器と，前記帯電
    電流と基準電流とを比較する比較器と，前記比較器の出
    力に基づき現像器制御パラメータを調整する制御器と，
    を備えることを特徴とする，画像形成装置。
  2. 【請求項２】 前記現像器制御パラメータは，現像バイ
    アスと露光電位との差である現像ベクトルであることを
    特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項３】 前記現像器制御パラメータは，現像バイ
    アスであることを特徴とする，請求項２に記載の画像形
    成装置。
  4. 【請求項４】 帯電電流Ｉｉを測定する第１の段階と，
    前記帯電電流Ｉｉと第１の基準電流値Ｉｒｍｉｎとを比
    較する第２の段階と，前記帯電電流Ｉｉが第１の基準電
    流値Ｉｒｍｉｎより大きければ，前記帯電電流Ｉｉと第
    ２の基準電流値Ｉｒｍ a ｘとを比較する第３の段階と，
    前記帯電電流Ｉｉが第２の基準電流値Ｉｒｍ a ｘ以上で
    あれば感光体を取り替え，そうでなければ，現像器制御
    パラメータを演算した後に現像器を制御する第４の段階
    と，を含むことを特徴とする，現像量の補償方法。
  5. 【請求項５】 前記第４の段階において，感光体の取替
    え指令を表示装置に送ることを特徴とする，請求項４に
    記載の現像量の補償方法。
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