JP2007147882A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波障害等の発生を防止しながら適正なトナー供給を可能とする。
【解決手段】画像形成装置のＭＣＵは、シリアル信号である画像信号からＤ／Ａ変換されたアナログ信号に基づいたパルス信号が入力されると、この信号を読み込むと共に、温度センサの検出温度を読み込み、読み込んだ信号を温度に基づいて補正しながら積算する（ステップ２００〜ステップ２０８）。また、積算値が所定値に達すると、温度センサの検出温度を読み込み、温度に基づいて予め設定されているトナー供給量を補正し、補正したトナー供給量に基づいたトナー供給が行われるようにしており（ステップ２１０〜ステップ２１８）、これにより、温度変化に係わらず適正な量のトナー供給が可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真プロセスを適用して画像記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを適用したプリンタ、複写機、ファクシミリあるいはこれらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置では、像担持体として用いる感光体ドラムの周囲に、帯電部、光走査部、現像部及び転写部等が配置され、帯電部で感光体ドラムの周面を均一に帯電した後、光走査部で画像データに応じて感光体ドラムの周面に光ビームを走査しながら照射することにより静電潜像を形成する。

次の現像部においては、感光体ドラムの周面にトナーを供給することにより静電潜像を顕像化したトナー像を形成し、転写部において、例えば中間転写体に転写した後、中間転写体から記録用紙に転写する。

このようにして記録用紙に転写したトナー像を、定着部において定着処理することにより、画像データに応じた画像を記録用紙に形成するようにしている。

一方、静電潜像の現像に用いるトナーの供給量は、記録用紙に形成する画像濃度や画質に影響を及ぼす。ここから、画像形成装置では、画像データに基づいてトナー供給量を制御することにより、適正な濃度の高品質の画像形成が可能となるようにしている。

また、画像形成装置は、環境温度などの設置環境の変化が、記録用紙に形成する画像濃度などに影響する。ここから、環境温度などの状態パラメータの変化を検出し、状態パラメータが大きく変化したときには、キャリブレーションを実行することにより、環境温度等の変化にかかわらず一定品質の画像形成を可能とする提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

ところで、画像形成装置では、パラレル／シリアル変換回路を用いることにより、画像データを、１走査ライン分ずつに分割して光走査部に設けているレーザーユニットへ出力することにより、光ビームの主走査を行う。

また、画像形成装置では、シリアルデータを所定のアナログ信号に変換し（以下、Ｄ／Ａ変換と称す）、さらに、このアナログ信号を低周波数のパルス信号に変換した後、プリントエンジンに設けているＭＣＵへ転送する。ＭＣＵで、この低周波数のパルス信号に基づいて、トナーユニットへのトナー供給制御を行うようにしている。

これにより、画像形成装置では、電磁波障害（ＥＭＥ）対策を施しながら、適正なトナー供給制御が可能となるようにしている。また、このような画像形成装置では、シリアルデータ（シリアル信号）を低周波数のパルス信号に変換するのみでよいので、データ変換回路に安価なＤ／Ａ変換回路が用いられる。
特開平１０−６３１４６号公報 特開２００３−３４８３５１号公報

しかしながら、安価な変換回路では、温度によって素子の特性が変化してしまう。これにより、画像データに基づいてトナー供給制御を行っているにもかかわらず、画像濃度の変化などの画質変化が生じてしまうという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、電磁波等の障害対策としてとして高価な回路構成を適用することなく、環境温度等に基づいた適正なトナー供給量の制御を行って、高品質の画像形成が可能とな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は、パラレル形式の画像データをシリアル形式に変換するシリアル変換手段と、シリアルデータに基づいて感光体ドラムを走査露光して潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムにトナーを供給して前記潜像を顕像化する現像手段と、前記シリアルデータから得られるアナログデータからシリアルデータに基づいた低周波数のパルス信号を出力信号として生成して出力するデータ変換手段と、前記データ変換手段の前記出力信号に基づいて必要トナー量を設定し、設定したトナー量を前記現像手段に供給するトナー供給制御手段と、装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記出力信号から得られるデータが前記温度検出手段の検出温度に基づいて補正されたデータとなるようにする補正手段と、前記補正手段によって補正されたデータから前記必要トナー量を設定する設定手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、データ変換手段から出力される出力信号に基づいて必要トナー量を算出する。このとき、補正手段は、前記出力信号から得られるデータが温度検出手段の検出温度に基づいて補正されたデータとなるようにする。

すなわち、補正手段によって温度に応じた変化が相殺されるように補正されたデータが得られるようにし、このデータに基づいて必要トナー量の設定を行い、設定された必要トナー量に基づいたトナー供給を行う。

これにより、温度により出力信号に誤差が生じても、適正な量のトナーの供給が可能となる。

また、本発明は、前記補正手段が、前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記データ変換手段が前記シリアル信号から前記出力信号に変換するときのパラメータ値を補正することを特徴とする。

この発明によれば、温度検出手段の検出温度に基づいて、シリアルデータから出力信号に変換するときのパラメータを設定する。これにより、温度変化の影響を受けることのない出力信号が得られる。

また、本発明は、前記補正手段に、前記温度に対する前記必要トナー量の補正テーブルが記憶され、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記出力信号から得られる前記必要トナー量を補正することを特徴とする。

この発明によれば、予めデータ変換手段の温度に対する出力信号の補正テーブルを作成し、この補正テーブルと、温度検出手段の検出温度に基づいて、出力信号を補正する。
これにより、温度変化の影響を受けることのない出力信号が得られる。なお、補正テーブルを用いず、データ変換手段の温度特性に基づいた演算式を設定しておき、この演算式を用いて、補正された出力信号又は、出力信号に基づいたデータが得られるようにしても良い。

さらに、本発明は、前記トナー供給制御手段が、前記温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて補正されて設定された前記トナー供給量を、さらに、温度検出手段の検出温度に基づいて補正することを特徴とする。

この発明によれば、同じ量のトナーを供給した場合でも、温度によって画像濃度などの画質が変化する。ここから、必要トナー量を温度検出手段の検出温度に応じてさらに補正する。

これにより、より適正な量のトナーを供給することが可能となり、温度変化にかかわらず、高品質の画像形成が可能となる。

以上説明したように本発明によれば、素子が温度変化の影響を受けることのない高価なＤ／Ａ変換回路を用いること無く、電磁波障害の発生を防止しながら、適正なトナー供給制御を行うことができる。これにより、画像形成媒体に高品質の画像形成が可能となるという優れた効果が得られる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用した画像形成装置１０の概略構成を示している。この画像形成装置１０には、筐体１２内にプリントエンジン部１４が設けられ、このプリントエンジン部１４の下方（筐体１２の下部）に給紙ユニット１６が設けられている。

給紙ユニット１６は、給紙トレイ１８及び給紙ロール２０を備えており、給紙ユニット１６は、給紙トレイ１８に積層されて収容されている記録用紙２２を、給紙ロール２０によって最上層から送り出す。

また、プリントエンジン部１４には、転写ロール２４及び定着器２６が設けられており、給紙トレイ１８から送り出された記録用紙２２が、搬送ロール２８、３０によって形成される搬送路３２に沿って転写ロール２４へ向けて搬送される。

プリントエンジン部１４では、画像データに応じたトナー像を形成するようになっており、記録用紙２２は、転写ロール２４を通過するときにトナー像が転写され、この後、定着器２６へ送られる。

定着器２６は、例えば、ハロゲンランプ等の加熱手段を備え、この加熱手段によって定着ロール３４が所定温度に加熱されており、記録用紙２２は、定着ロール３４によって加熱及び加圧されることによりトナー像が定着され、画像データに応じた画像が形成される。

また、定着器２６の下流側（記録用紙２２の搬送方向の下流側）には、切替爪３６が設けられ、記録用紙２２は、この切替爪３６の位置選択によって排出ロール３８又は排出ロール４０へ向けられることにより、排出トレイ４２又は排出トレイ４４上へ排出される。

また、画像形成装置１０には、搬送ロール４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄによって反転路４８が形成されており、一方の面に画像が形成された記録用紙２２を、排出トレイ４２へ完全に排出する前に、排出ロール３８を逆転することにより、反転路４８へ送り込んで搬送路３２へ戻すことができ、これにより、記録用紙２２の両面への画像形成が可能となっている。

なお、画像形成装置１０には、手差しトレイ５０が設けられており、この手差しトレイ５０に記録用紙２２を載置することにより、この記録用紙２２が、フィードロール５０Ａによって引き入れられて搬送路３２へ送られる。これにより、画像形成装置１０では、手差し印刷が可能となっている。

一方、画像形成装置１０のプリントエンジン部１４には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の現像剤（磁性キャリアと着色されたトナーから成る現像剤、以下、「トナー」とする）が充填されたトナーカートリッジ６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ（総称するときは、「トナーカートリッジ６０」とする）が装填されている。また、プリントエンジン部１４には、現像器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ（以下、総称するときは「現像器６２」とする）が設けられており、これにより、現像装置６４が形成されている。

現像装置６４では、トナーカートリッジ６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋのそれぞれから現像剤供給路６６を介して現像器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋのそれぞれにトナーが供給される。

現像器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋのそれぞれは、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ（以下、総称するときは「感光体ドラム５２」とする）に対向されており、現像器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋから感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋのそれぞれにトナーが供給される。

また、プリントエンジン部１４には、露光ユニット５４が設けられている。露光ユニット５４は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応するレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子（図示省略）が設けられ、画像信号に基づいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応する光ビームＬ（Ｌ_Ｙ、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｋ）を射出する。

露光ユニット５４には、ポリゴンミラー５６などの偏向手段、反射ミラー、レンズ等を含む走査光学系５８が設けられており、光ビームＬが、ポリゴンミラー５６によって偏向され、感光体ドラム５２のそれぞれに走査されながら照射される。

感光体ドラム５２の周囲には、リフレッシュロール６８及び帯電ロール７０が設けられている。リフレッシュロール６８は、感光体ドラム５２の周面から残留トナーの除去及び除電を行い、帯電ロール７０は、除電された感光体ドラム５２の外周部を均一に帯電する。

感光体ドラム５２は、帯電ロール７０によって均一に帯電された外周面に光ビームＬが照射されるようになっており、これにより、画像信号に応じた静電潜像が形成される。

現像器６２のそれぞれは、静電潜像が形成された感光体ドラム５２の周面に対向されており、感光体ドラム５２の周面にトナーを供給する。これにより、感光体ドラム５２の周面には、画像信号に応じたトナー像が形成される。

また、プリントエンジン部１４には、中間転写ユニット７２が設けられている。中間転写ユニット７２には、第１中間転写ドラム７４、７６及び第２中間転写ドラム７８が設けられている。

前記した感光体ドラム５２は、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃの順で縦方向（上下方向）に配列されており、第１中間転写ドラム７４は、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに対向し、第１中間転写ドラム７６が感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに対向されている。

これにより、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたトナー像（Ｙ色のトナー像及びＭ色のトナー像）が、第１中間転写ドラム７４に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたトナー像（Ｋ色のトナー像及びＣ色のトナー像）が、第１中間転写ドラム７６に転写される。

また、第１中間転写ドラム７４、７６は、第２中間転写ドラム７８に対向されており、これにより、第１中間転写ドラム７４、７６のトナー像が、第２中間転写ドラム７８に転写される。

第２中間転写ドラム７８は、転写ロール２４に対向しており、転写ロール２４に接触しながら回転される。また、記録用紙２２は、転写ロール２４と第２中間転写ドラム７８の間へ送り込まれる。

これにより、記録用紙２２が、転写ロール２４と第２中間転写ドラム７８に挟持され、第２中間転写ドラム７８からトナー像が転写される。記録用紙２２は、このトナー像が定着器２６で定着されることによりフルカラーの画像が形成される。

なお、第１中間転写ドラム７４、７６及び第２中間転写ドラム７８の周囲には、クリーニングロール８０及びクリーニングブラシ８２が設けられており、それぞれの外周面に残留したトナーの除去が図られる。

一方、図２には、画像形成装置１０の作動を制御する制御部１００の概略構成を示している。画像形成装置１０には、電源ユニット（図示省略）が設けられており、商用電源から供給される電力をこの電源ユニットによって、装置内の機器に応じた電力を得るようにしており、制御部１００は、この電力を用いて各機器の作動を制御する。

制御部１００には、メインコントローラ１０２が設けられ、このメインコントローラ１０２にユーザーインターフェイス部１０４及び作動状態管理部１０６が接続している。

画像形成装置１０では、このユーザーインターフェイス部１０４によって画像形成等に関する各種の指示の入力が可能となっていると共に、作動状態管理部１０６によって検出される作動状態の表示が可能となっている。

また、画像形成装置１０では、メインコントローラ１０２が、図示しないホストコンピュータ等とネットワーク接続されており、これにより、印刷用の画像データがメインコントローラ１０２に入力されるようになっている。

メインコントローラ１０２は、画像データが入力されることにより、画像データに含まれる印刷指示情報とイメージデータ等を解析し、プリントエンジン部１４で処理可能なデータ形式（例えば、ビットマップデータ）に変換する。

プリントエンジン部１４には、ＭＣＵ（Machine Control Unit）１１０及び信号処理部１１２が設けられている。画像データに基づいた印刷処理を行うときには、メインコントローラ１０２がＭＣＵ１１０へ制御信号を出力すると共に、この制御信号に同期して、信号処理部１１２へプリントエンジン部１４で処理可能な形式に変換した画像データ（例えば、ビットマップデータ）を出力する。

信号処理部１１２は、メインコントローラ１０２から入力される画像データに基づいた画像信号を露光ユニット５４へ出力する。これにより、露光ユニット５４では、画像信号に基づいてＬＤを駆動することにより、画像信号に応じた光ビームＬ（光ビームＬ_Ｙ、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｋ）を射出する。

一方、ＭＣＵ１１０には、定着器２６、露光ユニット５４、現像装置６４、帯電ロール７０を用いた感光体ドラム５２の帯電を行う帯電器９０及び、記録用紙２２を搬送する搬送駆動系９２などの、プリントエンジン部１４に設けられている各種の機器が接続している。これにより、ＭＣＵ１１０は、メインコントローラ１０２から入力される制御信号に基づいて、これらの作動制御を行い、メインコントローラ１０２に入力される画像データに基づいた記録用紙２２への画像形成を行う。

また、ＭＣＵ１１０には、作動状態管理部１０６が接続しており、ＭＣＵ１１０は、接続されている各機器の作動状態を作動状態管理部１０６へ出力する。これにより、作動状態管理部１０６では、画像形成装置１０の動作状態の検出が可能となっている。

ところで、メインコントローラ１０２から信号処理部１１２に入力される画像データは、パラレルデータとなっており、信号処理部１１２には、パラレル−シリアル変換回路１１４が設けられている。

パラレル−シリアル変換回路１１４は、パラレルデータとして入力される画像データをシリアルデータに変換し、露光ユニット５４へこのシリアルデータを画像信号として出力する。

これにより、露光ユニット５４では、メインコントローラ１０２から入力される画像データ（パラレルデータ）に基づいた潜像を感光体ドラム５２に形成可能とする光ビームＬの射出が可能となっている。

また、信号処理部１１２には、データ変換回路１１６が設けられている。データ変換回路１１６は、Ｄ／Ａ変換器及びコンパレータを含んだ一般的構成となっており、パラレル−シリアル変換回路１１４でシリアルデータに変換された画像信号を、アナログ信号に変換すると共に、このアナログ信号からパルス信号を出力する。

例えば、図３（Ａ）に示されるように、画像信号は、光ビームＬのオン／オフに応じたデジタルデータ（０、１のデータ）となっており、また、画素／非画素に基づいてオン／オフしている。

このようなパラレル−シリアル変換回路１１４から露光ユニット５４へ出力される画像信号を用いることにより、画像信号に応じたトナー像を形成するのに必要なトナー量の演算が可能となる。すなわち、画像信号から形成する画像の画素数（ピクセル数）をカウントすることができ、このピクセル数に基づいた量のトナーを現像器６２から感光体ドラム５２へ供給することにより、記録用紙２２にトナー汚れや画像のかすれなどが生じることの無い高品質の画像形成が可能となる。

ここから、画像形成装置１０では、信号処理部１１２から画像信号をＭＣＵ１１０へ出力し、ＭＣＵ１１０で、この画像信号に基づいて現像装置６４でトナーカートリッジ６０（トナーカートリッジ６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ）から現像器６２（現像器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ）へ供給するトナー量の制御（トナー供給制御）を行うようにしている。

このとき、信号処理部１１２では、データ変換回路１１６を用いて、画像信号をパルス信号に変換して、ＭＣＵ１１０へ出力するようにしている。すなわち、データ変換回路１１６では、図３（Ａ）の画像信号（シリアルデータ）に対して、時間積分を行うことにより、図３（Ｂ）に示されるアナログ信号を生成する（以下、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換と称する）。

また、データ変換回路１１６では、アナログ信号を所定のしきい値Ｔｈによってオン／オフすることにより、出力信号として画像信号に応じたパルス信号が出力されるようにしている。

このときのしきい値Ｔｈは、例えば、画像を形成するピクセル数（画素数）に基づいたオン時間のパルス信号が得られるように設定される。

また、データ変換回路１１６では、画像信号をＤ／Ａ変換することにより、画像信号に比較して、周波数の低いアナログ信号が得られるようにしており、このアナログ信号に基づいてパルス信号を生成することにより、画像信号に比較して、周波数が極めて低いパルス信号が、出力信号として得られるようにし、高い周波数の電磁波が発生してしまうことによる電磁波障害などが生じるのを防止している。

なお、以下では、供給トナー量を、感光体ドラム５２に形成するピクセル数に応じるものとして説明するが、これに限らず、画像信号から必要トナー量を判断しうる任意のパラメータを用いることができる。

一方、記録用紙２２に高品質の画像を形成するためには、感光体ドラム５２を露光するときの光量、現像バイアス、トナー供給量などの各種のパラメータが適切に設定されている必要がある。

ここから、画像形成装置１０では、記録用紙２２に高画質の画像形成が可能となるように各種の設定が任意のタイミングで行われる。例えば、画像形成装置１０には、転写ロール２４に対向して図示しない濃度センサが設けられており、記録用紙２２を搬送しない状態で、所定のパッチ画像（中間調画像）を形成し、このパッチ画像を転写ロール２４に転写する。この後、濃度センサによって転写ロール２４上のパッチ画像の濃度を検出し、検出によって得た濃度データ値を、予め設定されている出力画像濃度目標値と比較することにより、露光時の光量（光ビームの強度など）や現像バイアスなどを補正する。

また、画像形成装置１０では、記録用紙２２を搬送しない状態で、トナー濃度検出用のパッチ画像（ベタ画像）を形成し、転写ロール２４へ転写する。この後、転写ロール２４に転写したパッチ画像の濃度を濃度センサによって検出し、検出によって得た濃度データを、トナー濃度目標値と比較することにより、例えば、画像を形成するときの単位ピクセル当たりのトナー供給量を設定する。

ＭＣＵ１１０では、トナー供給制御を行うときに、信号処理部１１２の出力信号を積算し（例えば、パルス信号のオン時間を積算）、積算値が所定値（所定ピクセル数）に達するごとに、所定値と単位ピクセル当たりのトナー量の設定に基づいたトナー量が、トナーカートリッジ６０から現像器６２へ供給されるようにしている。

なお、光量、現像バイアス及び、単位ピクセル当たりのトナー供給量などの設定、補正は、公知の方法及びタイミングで行うことができ、ここでは詳細な説明を省略する。

一方、記録用紙２２に形成する画像濃度等の画質は、湿度、温度などの環境条件、特に、環境温度に応じて変化する。

ここから、画像形成装置１０には、装置内部（筐体１２の内部）の湿度を検出する湿度センサ１１８と共に、温度を検出する温度センサ１２０が設けられている。図２に示されるように、湿度センサ１１８および温度センサ１２０は、ＭＣＵ１１０に接続されており、ＭＣＵ１１０は、湿度センサ１１８及び温度センサ１２０によって検出する湿度及び温度、特に温度に基づいて、記録用紙２２に画像を形成するときの各種のパラメータ値の補正を行うようになっている。

例えば、記録用紙２２に形成される画像濃度は、温度が高くなることにより濃くなるように変化する。ここから、ＭＣＵ１１０では、温度センサ１２０によって検出する温度に基づいて、単位ピクセル当たりのトナー量の補正を行うようにしている。

また、信号処理部１１２に設けているデータ変換回路１１６で、Ｄ／Ａ変換に用いる素子は、温度変化に応じて出力が変化する。これにより、感光体ドラム５２の露光に用いる画像信号に対して、ＭＣＵ１１０に入力されるパルス信号に誤差が生じる。

すなわち、データ変換回路１１６に設ける素子が、温度にかかわらず特性が一定であれば、図４（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、入力される画像信号から得られる画素数が一定であれば、出力信号（例えば、パルス信号のオン時間）も一定となる。

しかし、実際には、素子の特性が温度によって変化することが多く、このために、入力される画像信号から得られる画素数が同じであっても、出力信号は、温度によって変化する。

これにより、図４（Ａ）に示されるように、所定の温度では、画素数の変化に対して、出力信号（パルスのオン時間）が、実線で示すように変化するが、温度が低くなると、図４（Ａ）に破線で示すように、同じ画素数であっても、出力信号は小さくなってしまうことがある。

また、所定温度より高くなったときには、図４（Ａ）に一点鎖線で示すように、データ変換回路１１６の出力信号が大きくなってしまうこともある。

ここから、ＭＣＵ１１０には、記憶手段としてＥＥＰＲＯＭ等を用いたＲＯＭ１２２が設けられており、予めデータ変換回路１１６の出力−温度特性を計測し、計測結果に基づいた補正データを、補正テーブルとしてＲＯＭ１２２に記憶されている。

ＭＣＵ１１０は、温度センサ１２０の測定結果に基づいた温度と、ＲＯＭ１２２に記憶している補正テーブルに基づいて、データ変換回路１１６から入力されるパルス信号の計測値を補正するようにしている。

このように構成されている画像形成装置１０では、メインコントローラ１０２に画像データが入力され、画像データに基づいた印刷処理の実行が指示されると、メインコントローラ１０２で、画像データを解析することにより、ＭＣＵ１１０へ、画像データに基づいた制御信号を出力する。

これにより、ＭＣＵ１１０は、記録用紙２２を給紙トレイ１８から取り出すと、この記録用紙２２を、転写ロール２４と第２中間転写ドラム７８の間の画像転写位置へ向けて搬送する。

また、メインコントローラ１０２は、画像データのイメージ等に基づいて、プリントエンジン部１４で処理可能なデータ形式に変換し、変換したデータを信号処理部１１２へ出力する。

これにより、露光ユニット５４では、画像データに基づいて光ビームを射出し、感光体ドラム５２を走査露光する。なお、メインコントローラ１０２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のデータを信号処理部１１２へ出力するようになっており、これにより、光ビームＬ_Ｙ、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｋのそれぞれで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋのそれぞれが走査露光される。

これと共に、ＭＣＵ１１０は、現像装置６４の作動を制御し、各トナーカートリッジ６０から現像器６２へトナーを供給する。このトナーが現像器６２から感光体ドラム５２の周面に供給される。これにより、感光体ドラム５２には、光ビームＬが走査されることにより形成された潜像に基づいたトナー像が形成される。

感光体ドラム５２に形成されたトナー像は、第１中間転写ドラム７４又は第１中間転写ドラム７６に転写され、さらに、第１中間転写ドラム７４、７６から第２中間転写ドラム７８に転写されることにより、この第２中間転写ドラム７８から記録用紙２２へ転写される。

トナー像が転写された記録用紙２２は、転写ロール２４と第２中間転写ドラム７８から定着器２６へ送り込まれる。

ＭＣＵ１１０は、定着器２６の定着ロール３４を所定温度に加熱しており、この定着器２６に記録用紙２２が送り込まれることにより、記録用紙２２上のトナーが加圧されながら加熱されて、記録用紙２２上に定着される。これにより、記録用紙２２に画像データに応じた画像が形成され、排出トレイ４２又は排出トレイ４４へ排出される。

なお、メインコントローラ１０２、ＭＣＵ１１０による画像形成装置１０での画像処理及び印刷制御などの基本的処理は、公知の処理及び処理方法を適用することができ、ここでは詳細な説明を省略する。

ところで、記録用紙２２に形成する画像濃度は、温度によって変化する。また、適正な画像濃度とするためには、画素数に応じて適正な量のトナー供給が必要となる。

ここから、画像形成装置１０に設けているＭＣＵ１１０では、温度センサ１２０によって検出する温度に基づいて、トナーカートリッジ６０から現像器６２へ供給するトナー量を補正するようにしている。

また、画像形成装置１０では、信号処理部１１２から、画像データに応じて露光ユニット５４へ出力する画像信号を用いて、感光体ドラム５２を走査露光するようにしており、この画像信号に応じた信号をＭＣＵ１１０へ出力することにより、ＭＣＵ１１０による適正なトナー供給制御が可能となるようにしている。

一方、画像形成装置１０でスループットを高くしたり、高解像度の画像形成を行うために、光ビームＬの走査速度を高くする必要があり、これに伴って、露光ユニット５４へ出力する画像信号の周波数も高くなる。高周波数の画像信号をＭＣＵ１１０へ出力すると、電磁波障害が発生する可能性が高くなる。

ここから、画像形成装置１０では、信号処理部１１２にデータ変換回路１１６を設け、画像信号に対して、Ｄ／Ａ変換して得たアナログ信号を用いて、低周波数のパルス信号を生成することにより、電磁波障害の発生を防止している。

ＭＣＵ１１０には、ＲＯＭ１２２が設けられており、このＲＯＭ１２２に、温度に対するパルス信号の積算値の補正テーブルが記憶されており、ＭＵＣ１１０は、温度センサ１２０によって検出する温度に基づいたパルス信号の積算値の補正及び、積算結果に基づいて供給するトナー量の補正を行うようにしている。

ここで、図５を参照しながら、画像形成装置１０に設けているＭＣＵ１１０でのトナー供給制御を説明する。

このフローチャートは、メインコントローラ１０２に画像データが入力され、メインコントローラ１０２が、この画像データに基づいたビットマップデータ（画像データ）を、信号処理部１１２へ出力すると共に、ＭＣＵ１１０に印刷を指示する制御信号が入力されることにより実行され、印刷処理が終了することにより終了する。

ＭＣＵ１１０では、印刷が開始されると、ステップ２００で信号処理部１１２から入力されるパルス信号を読み込む。これと共に、ステップ２０２では、温度センサ１２０によって検出する装置内部の温度を読み込む。

次のステップ２０４では、ＲＯＭ１２２に記憶されている補正テーブルから、温度に基づいた補正値を読込み、ステップ２０６では、読み込んだ補正値で、信号処理部１１２から出力されるパルス信号の計測値を補正し、ステップ２０８では、補正した計測値を積算する。

一方、ＭＣＵ１１０では、パルス信号の積算値、すなわち、感光体ドラム５２に形成する画素数が所定値に達するごとに、画素数に応じて設定されている量のトナーを、トナーカートリッジ６０から現像器６２に供給するようにしており、ステップ２１０では、積算値が所定値に達したか否かを確認する。

ここで、積算値が所定値に達して、ステップ２１０で肯定判定されるとステップ２１２へ移行し、予め設定されている量のトナーが、トナーカートリッジ６０から現像器６２へ供給するように制御する。

ここで、ＭＣＵ１１０では、トナーカートリッジ６０から現像器６２へ供給するトナー量を、温度センサ１２０によって検出する温度に基づいて補正するようにしており、ステップ２１２では、温度センサ１２０によって検出する温度を読み込む。

この後、ステップ２１４では、読み込んだ温度に基づいてトナー量を補正し、供給するトナー量を設定する。

このようにして、現像器６２へ供給するトナー量を設定すると、ステップ２１６で設定した量のトナーが現像器６２へ供給されるように現像装置６４を制御する。これと共に、ステップ２１８では、出力信号に基づいた積算値をリセットする。

このように、画像形成装置１０では、信号処理部１１２からＭＣＵ１１０に出力する画像信号に基づいた信号を、データ変換回路１１６によって低周波数のパルス信号に変換しているので、電磁波ノイズ等が発生してしまうのを抑えることができる。

また、データ変換回路１１６で画像信号のＤ／Ａ変換などに用いる素子は、温度によって特性が変化することがあり、ここから、予めデータ変換回路１１６の出力信号の温度に対する変化を測定し、測定結果に基づいて作成した補正テーブルを用いて、出力信号を積算するときの計測値を補正するようにしているので、装置内部の温度変化にかかわらず、ピクセル数の適正な積算が可能となる。

さらに、ＮＣＵ１１０では、積算値に基づいてトナーを供給するときに、トナー供給量を、温度センサ１２０の検出温度に基づいて補正するようにしており、これにより、温度変化にかかわらず適正な量のトナー供給が可能となり、高品質の画像を記録用紙２２に形成することができる。

一方、ここでは、ＭＣＵ１１０に設けたＲＯＭ１２２に、データ変換回路１１６の温度に対する出力信号の補正テーブルを記憶するようにしたが、ピクセル数の積算値の補正は、これに限るものではない。例えば、出力信号の積算値を、ＲＯＭ１２２に記憶する補正テーブルを用いて補正し、補正した積算値を用いてトナー供給量を設定するようにしてもよい。

また、補正テーブルを設けず、データ変換回路１１６の出力信号の温度特性からデータ変換回路１１６の出力信号と、温度から、データ変換回路１１６に入力される画像信号のピクセル数を算出する演算式を設定し、この演算式をＭＣＵ１１０に記憶させ、ＭＣＵ１１０でピクセル数を演算して積算するようにしても良い。

図６には、このときの処理の一例を示しており、このフローチャートでは、最初のステップ２００で、データ変換回路１１６から出力されるパルス信号（出力信号）を読み込むと、ステップ２０２では、温度センサ１２０によって検出する温度を読み込む。

この後、ステップ２２０では、出力信号の計測値と検出温度を用い、予め設定している演算式に基づいてピクセル数を算出し、次のステップ２２２では、算出したピクセル数を積算し、ステップ２２４では、積算値が予め設定している所定値に達したか否かを確認する。

ここで、積算値が所定値に達すると、ステップ２２４で肯定判定して、温度センサ１２０によって検出した温度に基づいて、予め設定しているトナー量の設定値を補正し、補正した設定値に基づいたトナー供給制御を行う（ステップ２１２〜ステップ２１８）。

これにより、感光体ドラム５２に形成する画像に応じた適正な量のトナー供給が可能となり、記録用紙２２に高品質の画像を形成することができる。

一方、以上の説明では、データ変換回路１１６の出力信号に基づいた計測値などを、温度センサ１２０の検出温度に基づいてＭＣＵ１１０で補正するようにしたが、これに限らず、データ変換回路１１６の出力信号が、温度センサ１２０の検出温度によって補正されるものであっても良い。

図７には、このときに適用可能な制御部１００Ａの概略構成を示している。この制御部１００Ａでは、信号処理部１１２Ａに設けるデータ変換回路１１６Ａが、ＭＣＵ１１０Ａから入力される補正信号に基づいて、しきい値Ｔｈを補正するようになっている。

すなわち、図３（Ｂ）に示されるように、データ変換回路１１６Ａでは、画像信号に応じたアナログ信号としきい値Ｔｈに基づいたパルス信号を出力する。ここで、データ変換回路１１６Ａでは、しきい値Ｔｈを変化させることができるようになっており、これにより、データ変換回路１１６Ａから出力されるパルス信号のオン時間が変化する。

ＭＣＵ１１０Ａでは、温度センサ１２０の検出温度に基づいて、しきい値Ｔｈの設定信号をデータ変換回路１１６Ａへ出力し、データ変換回路１１６Ａでは、この設定信号に基づいてしきい値Ｔｈの設定ないし設定されているしきい値Ｔｈの補正を行う。

これにより、感光体ドラム５２に形成する画像に応じた出力信号を得ることができる。

すなわち、図８（Ａ）に示されるように、ＭＣＵ１１０は、装置稼動中の一定時間間隔や、印刷処理の開始時などの予め設定されたタイミングで、温度センサ１２０の検出する温度を読み込む（ステップ２３０）と、読み込んだ温度とデータ変換回路１１６Ａの出力信号−温度特性に基づいて、しきい値Ｔｈを設定する（ステップ２３２）。

この後、ステップ２３４で、データ変換回路１１６Ａで、しきい値Ｔｈを設定値とする制御信号を、データ変換回路１１６Ａへ出力する。

これにより、データ変換回路１１６Ａが、ＭＣＵ１１０で設定されたしきい値Ｔｈに基づいて、データ変換を実行する。

図８（Ｂ）には、このようなデータ変換回路１１６Ａの出力信号に基づいたトナー供給制御の概略を示しており、このフローチャートでは、データ変換回路１１６Ａがパルス信号を出力すると、ステップ２００で、この出力信号を計測し、次のステップ２０８で計測値又は計測値に基づいて算出したピクセル数を積算する。

このようにして、データ変換回路１１６Ａの出力信号に基づいた積算を行い、ステップ２１０では、積算値が予め設定されている所定値に達したか否かを確認する。

ここで、積算値が所定値に達してステップ２１０で肯定判定されることにより、温度センサ１２０の検出結果に基づいてトナー量を補正し、補正したトナー量が現像器６２へ供給されるように現像装置６４を制御する（ステップ２１２〜ステップ２１８）。

このように、温度センサ１２０の検出温度に基づいてデータ変換回路１１６Ａのしきい値Ｔｈなどのパラメータを補正することにより、感光体ドラム５２に形成される画像に応じた適正な出力信号を得ることができる。

なお、以上説明した本実施の形態では、積算値が所定値に達したときに、単位ピクセル当たりで必要とするトナー量に基づいて設定した設定値を、温度センサ１２０の検出温度に基づいて補正したが、温度センサ１２０の検出温度に基づいたトナー量の補正は、これに限るものではなく、温度センサ１２０の検出温度に基づいた適正な量のトナーを供給可能とするものであれば、任意の補正方法を適用することができる。

また、以上説明した本実施の形態では、画像形成装置１０を例に説明したが、本発明はこれに限らず、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を併せもつ複合機など、電子写真プロセスに基づいて記録用紙２２などの画像形成媒体に画像を形成する任意の構成の画像形成装置に適用することができる。

本実施の形態に適用した画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置に設けている制御部の概略構成図である。 （Ａ）はデータ変換回路に入力される画像信号の一例を示す線図、（Ｂ）は（Ａ）の画像信号から得られるアナログ信号を示す線図、（Ｃ）は、（Ｂ）のアナログ信号としきい値に基づいた出力信号を示す線図である。 （Ａ）はデータ変換回路において入力信号の画素数に対する出力信号の変化の概略を示す線図、（Ｂ）はデータ変換回路の温度に対する出力信号の概略を示す線図である。 ＭＣＵに入力されるデータ変換回路の出力信号に基づいたトナー供給制御の一例を示す流れ図である。 ＭＣＵに入力されるデータ変換回路の出力信号に基づいたトナー供給制御の他の一例を示す流れ図である。 制御部の他の一例を示す概略構成図である。 図７に示す制御部でＭＣＵに入力されるデータ変換回路の出力信号に基づいたトナー供給制御の一例を示す流れ図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ プリントエンジン部
２２ 記録用紙
２４ 転写ロール
２６ 定着器
５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ） 感光体ドラム
５４ 露光ユニット
６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ） トナーカートリッジ
６２（６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ） 現像器
６４ 現像装置
７２ 中間転写ユニット
１００、１００Ａ 制御部
１０２ メインコントローラ
１１０ ＭＣＵ
１１２、１１２Ａ 信号処理部
１１４ パラレル−シリアル変換回路
１１６、１１６Ａ データ変換回路
１２０ 温度センサ
１２２ ＲＯＭ

Claims (4)

1. パラレル形式の画像データをシリアル形式に変換するシリアル変換手段と、
   シリアルデータに基づいて感光体ドラムを走査露光して潜像を形成する露光手段と、
   前記感光体ドラムにトナーを供給して前記潜像を顕像化する現像手段と、
   前記シリアルデータから得られるアナログデータからシリアルデータに基づいた低周波数のパルス信号を出力信号として生成して出力するデータ変換手段と、
   前記データ変換手段の前記出力信号に基づいて必要トナー量を設定し、設定したトナー量を前記現像手段に供給するトナー供給制御手段と、
   装置内の温度を検出する温度検出手段と、
   前記出力信号から得られるデータが前記温度検出手段の検出温度に基づいて補正されたデータとなるようにする補正手段と、
   前記補正手段によって補正されたデータから前記必要トナー量を設定する設定手段と、
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段が、前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記データ変換手段が前記シリアル信号から前記出力信号に変換するときのパラメータ値を補正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. 前記補正手段に、前記温度に対する前記必要トナー量の補正テーブルが記憶され、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記出力信号から得られる前記必要トナー量を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー供給制御手段が、前記温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて補正されて設定された前記トナー供給量を、さらに、温度検出手段の検出温度に基づいて補正することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。

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