JP2020071303A - 画像形成装置及び帯電バイアス制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷時に生じる画像の不具合を低減することができる画像形成装置等を提供する。【解決手段】記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置（１０）であって、感光体ドラム（１３１）と、感光体ドラム（１３１）の表面に帯電バイアスを印加することにより感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置（１３２）と、感光体ドラム（１３１）を露光して潜像を形成する露光装置（１３３）と、トナーを付着させて前記潜像を現像する現像装置（１３４）とを有する画像形成部（１３０）と、印刷履歴を記憶する記憶部（１６０）と、前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部（１７０）と、前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部（１８０）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置等に係り、特に、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式による画像形成装置において、感光体ドラムを帯電する場合、感光体ドラムに対して同じように帯電バイアスを印加しても、感光体ドラムがどれだけ使用されてきたか、あるいはその周りの環境によって、感光体表面の帯電量が変化する。

そのため、常に安定した画像を得るために、感光体ドラムの状態や周りの環境に応じて、感光体ドラムに印加する帯電バイアスに補正を掛ける必要があった。

従来技術として、例えば、画像形成装置において、感光体回転時間、感光体停止時間、雰囲気環境の温度、雰囲気環境の絶対湿度、感光体（感光体ドラム）の新品時からの積算回転時間から、ＶＬアップとＶＬダウンによる変動をそれぞれ予測することで適切な画像形成制御を行うようにしたものが提案されている（特許文献１を参照。）。

ここで、一定の電位まで帯電した感光体に光照射することで感光体表面に形成された静電潜像の部分の電位をＶＬとしている。

特開２００９−２８８３０７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、感光体回転時間、感光体停止時間、雰囲気環境の温度、雰囲気環境の絶対湿度等の情報から、ＶＬアップとＶＬダウンによる変動をそれぞれ予測した結果に基づいて帯電バイアスを制御するようにしているが、両面印刷に対応するものではなかった。

特に、画像形成装置のモノクロ機においては、両面印刷を行った場合、一度定着を通過した用紙が再度感光体ドラムに接触ことにより、感光体表面電位よりも多く電位がのってしまい、クリーニングフィールドが広がる。その結果、画像の濃度が薄くなったり、キャリアが現像装置の外側に出てしまったりするという問題が生じる。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、両面印刷時に生じる画像の不具合を低減する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。

本発明は、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置であって、感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する露光装置と、トナーを付着させて前記潜像を現像する現像装置とを有する画像形成部と、印刷履歴を記憶する記憶部と、前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部と、前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部と、を備えることを特徴とするものである。

また、本発明は、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置の帯電バイアス制御方法であって、感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる工程と、前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する工程と、トナーを付着させて前記潜像を現像する工程と、印刷履歴を記憶する工程と、前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する工程と、前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する工程と、を備えることを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置によれば、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置であって、感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する露光装置と、トナーを付着させて前記潜像を現像する現像装置とを有する画像形成部と、印刷履歴を記憶する記憶部と、前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部と、前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部と、を備えることで、両面印刷を行った履歴に応じて帯電バイアスのバイアス値に補正をかけて、感光体ドラムに適正な帯電バイアスを印加することができるので、両面印刷時に生じる画像の不具合を低減することができる画像形成装置を提供することができる。

また、本発明の帯電バイアス制御方法によれば、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置の帯電バイアス制御方法であって、感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる工程と、前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する工程と、トナーを付着させて前記潜像を現像する工程と、印刷履歴を記憶する工程と、前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する工程と、前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する工程と、を備えることで、両面印刷を行った履歴に応じて帯電バイアスのバイアス値に補正をかけて、感光体ドラムに適正な帯電バイアスを印加することができるので、両面印刷時に生じる画像の不具合を低減することができる画像形成装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 前記画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 前記画像形成装置による両面印刷における帯電バイアスのバイアス値の補正を含む印刷動作を示すフローチャートである。 前記画像形成装置の両面印刷における感光体ドラムを帯電する帯電バイアスのバイアス値の補正量の基本補正量を両面印刷の枚数と外部温度とにより特定するテーブルを示す説明図である。 前記補正量を設定するためのプロセス速度による係数Ｋ１を特定するテーブルを示す説明図である。 前記補正量を設定するための定着温度による係数Ｋ２を特定するテーブルを示す説明図である。 前記補正量を設定するための印刷紙面サイズによる係数Ｋ３を特定するテーブルを示す説明図である。 前記画像形成装置において実行された両面印刷が開始されてからの経過時間と外部温度とによる係数Ｋ４を特定するテーブルを示す説明図である。 前記画像形成装置において両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 前記画像形成装置において両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 第２実施形態に係る画像形成装置における両面印刷終了後の放置時の冷却ファンの稼動状態による係数Ｋ５を特定するテーブルを示す説明図である。 前記画像形成装置における感光体ドラムの使用状態を特定するテーブルを示す説明図である。 前記画像形成装置において両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴と冷却ファンの稼動状態と感光体ドラムのライフにより帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 前記画像形成装置において両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴と冷却ファンの稼動状態と感光体ドラムのライフにより帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 第３実施形態に係る画像形成装置において両面印刷を連続して行った経過を示す説明図である。 前記画像形成装置において１回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 前記画像形成装置において２回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。 前記画像形成装置において３回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図、図２は前記画像形成装置の概略構成を示す説明図、図３は前記画像形成装置による両面印刷における帯電バイアスのバイアス値の補正を含む印刷動作を示すフローチャートである。

第１実施形態は、図１に示すように、記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置１０であって、感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の表面に帯電バイアスを印加することにより感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置１３２と、感光体ドラム１３１を露光して潜像を形成する露光装置１３３と、トナーを付着させて前記潜像を現像する現像装置１３４とを有する画像形成部１３０と、印刷履歴を記憶する記憶部１６０とを備え、さらに、帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部１７０と、帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部１８０と、を備えることを特徴とするものである。

補正量決定部１７０は、記憶部１６０に記憶されている印刷履歴のうちの両面印刷の履歴を抽出して、両面印刷の履歴に基づいて帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定することを特徴とする。

補正部１８０は、補正量決定部１７０により決定された補正量に基づいて、感光体ドラム１３１の表面に印加する帯電バイアスのバイアス値を補正することを特徴とする。

（画像形成装置の構成）
まず、第１実施形態に係る画像形成装置１０の基本的な構成について説明する。
画像形成装置１０は、図２に示すように、装置本体の上部に原稿読取部１１２を備えて原稿の画像を読取り、電子写真方式により画像を出力する情報処理装置である。
そして、画像形成装置１０は、図１に示すように、主に、制御部１００と、画像入力部１１０と、画像処理部１２０と、画像形成部１３０と、操作部１４０と、表示部１５０と、記憶部１６０とを備えて構成されている。

制御部１００は、画像形成装置１０の全体を制御するための機能部である。
そして、制御部１００は、各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えば１又は複数の演算装置（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））等により構成されている。

画像入力部１１０は、画像形成装置１０に入力される画像データを読み取るための機能部である。そして、画像入力部１１０は、原稿の画像を読み取る機能部である原稿読取部１１２と接続され、原稿読取部１１２から出力される画像データを入力する。

また、画像入力部１１０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリや、ＳＤカード等の記憶媒体から画像データを入力してもよい。また、他の端末装置と接続を行う通信部を備えて、他の端末装置から画像データを入力してもよい。

画像処理部１２０は、画像データに基づく出力データを記録媒体（例えば記録用紙）に形成するための機能部である。例えば、図２に示すように、給紙トレイ１２２から記録用紙を給紙し、画像処理部１２０において記録用紙の表面に画像が形成された後に排紙トレイ１２４から排紙される。画像処理部１２０は、例えば電子写真方式を利用したレーザプリンタ等により構成されている。

画像形成部１３０は、画像データに各種画像処理を施す機能部である。そして、画像処理が施された画像データに基づき出力画像を形成する。

具体的には、図１に示すように、帯電装置１３２により感光体ドラム１３１の表面に帯電バイアスを印加して感光体ドラム１３１の表面を帯電させる。そして、露光装置１３３により帯電した感光体ドラム１３１の表面に静電潜像を形成する。そして、現像装置１３４により感光体ドラム１３１の表面にトナー像を形成する。感光体ドラム１３１の表面に形成されたトナー像は記録用紙に転写されて、印刷物として出力される。

操作部１４０は、ユーザによる操作指示を受け付けるための機能部であり、各種キースイッチや、接触による入力を検出する装置等により構成されている。ユーザは、操作部１４０を介して、使用する機能や出力条件を入力する。また、表示部１５０は、ユーザに各種情報を表示するための機能部であり、例えばＬＣＤ（Liquid crystal display）等により構成されている。

なお、画像形成装置１０は、図２に示すように、操作部１４０と、表示部１５０とが一体に形成されているタッチパネルを備えてもよい。この場合において、タッチパネルの入力を検出する方式は、例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式といった、一般的な検出方式であればよい。

記憶部１６０は、画像形成装置１０の動作に必要な各種プログラムや、各種データが記憶されている機能部である。記憶部１６０は、例えば、半導体メモリであるＳＳＤ（Solid State Drive）や、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。

第１実施形態では、記憶部１６０には、利用者のジョブ履歴（ジョブログ）が記憶される。ジョブ履歴には、両面印刷の履歴が記憶されている。

ここで、第１実施形態の画像形成装置１０の特徴的な構成について説明する。
第１実施形態の画像形成装置１０は、帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部１７０と、帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部１８０とを備えることを特徴としている。

第１実施形態では、補正量決定部１７０は、両面印刷中の帯電装置（例えば、帯電ローラ）１３３の駆動に応じて、片面を含む最新の印刷動作に対して、過去にどれだけ両面印刷を行ったかに応じて補正量を決定する。

（両面印刷時の帯電バイアスの補正について）
次に、第１実施形態の画像形成装置１０において、感光体ドラム１３１に帯電バイアスを印加する際の帯電バイアスの補正量を決定する手順について、フローチャートに沿って説明する。
図３は第１実施形態の画像形成装置において感光体ドラムを帯電させるときの帯電バイアスの補正量を決定する手順を示すフローチャートである。

画像形成装置１０において印刷処理を行う場合は、図３に示すように、まず、印刷開始が要求される（ステップＳ１０１）。そして、第１実施形態では、過去４時間以内に両面印刷の履歴が有るか否かが判定される（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において、過去４時間以内に両面印刷の履歴が有ると判定された場合は、両面印刷の１サイクルの履歴に応じて帯電バイアスの補正値及び係数を算出して、補正値と係数に基づき帯電バイアスの補正量を決定する（ステップＳ１０５）。ここでは、直近の両面印刷の履歴に基づき算出される。そして、印刷を開始する（ステップＳ１０９）。

両面印刷の履歴として、例えば、印刷枚数、印刷時の環境（温度）、プロセス速度、定着温度、紙面サイズ、印刷が行われた時間、放置されている環境、放置時の装置内の冷却ファンの稼動状態、感光体ドラムのライフ（耐用回転数）、等の両面印刷時の情報が記憶されている。

一方、ステップＳ１０３において、過去４時間以内に両面印刷の履歴が無いと判定された場合は、帯電バイアスの補正量は０として（ステップＳ１０７）、印刷を開始する（ステップＳ１０９）。印刷が開始されると記憶部１６０に印刷開始時間が記憶される。

そして、ステップＳ１１１に進み、印刷が中断されたか否かが判定される。
ステップＳ１１１において、印刷が中断されたと判定された場合は、中断の原因が解消された後に、印刷処理が再開される（ステップＳ１１３）。そして、ステップＳ１０３に戻り、再び両面印刷の履歴の有無が判定される。

一方、ステップＳ１１１において、印刷が中断されていないと判定された場合は、印刷処理を続行して終了する（ステップＳ１１５）。そして、感光体ドラム１３１の表面に印加する帯電バイアスを補正する処理は終了する。

（帯電バイアスの補正量の決定方法）
次に、画像形成装置１０において、感光体ドラム１３１を帯電するために印加する帯電バイアスのバイアス値を補正するときの補正量の決定方法について説明する。

図４は第１実施形態に係る画像形成装置の両面印刷における感光体ドラムを帯電する帯電バイアスのバイアス値の補正量の基本補正量を両面印刷の枚数と外部温度とにより特定するテーブルを示す説明図、図５は前記補正量を設定するためのプロセス速度による係数Ｋ１を特定するテーブルを示す説明図、図６は前記補正量を設定するための定着温度による係数Ｋ２を特定するテーブルを示す説明図、図７は前記補正量を設定するための印刷紙面サイズによる係数Ｋ３を特定するテーブルを示す説明図、図８は前記画像形成装置において実行された両面印刷が開始されてからの経過時間と外部温度とによる係数Ｋ４を特定するテーブルを示す説明図である。

第１実施形態では、画像形成装置１０において、印刷時に感光体ドラム１３１に印加する帯電バイアスのバイアス値の補正量は、印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて決定される。両面印刷の履歴に基づく両面印刷時の情報として、プロセス速度、定着温度、紙面サイズ、両面印刷を行った経過時間と放置環境、を用いて決定する。

両面印刷時の補正量を「Ｈ」とすると、
Ｈ＝Σ（Ｈａ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４）
となる。
そして、各符号は、
Ｈａ：両面印刷１サイクルの基本補正量
Ｋ１：プロセス速度による係数
Ｋ２：定着温度による係数
Ｋ３：紙面サイズによる係数
Ｋ４：両面印刷を行ってからの経過時間と放置環境（温度）による係数
とする。

両面印刷１サイクルの基本補正量Ｈａは、図４に示すように、両面印刷１サイクルの枚数と装置周辺の環境情報としての外部温度とによるテーブルに基づき特定される。
第１実施形態では、例えば、両面印刷の枚数を、０〜１５（枚）、１６〜３０（枚）、３１〜４５（枚）、４６〜６０（枚）、６１〜７５（枚）、７６〜９０（枚）、９１（枚）以上に対して、外部温度を、７度以下、７．１〜１４（℃）、１４．１〜２１（℃）、２１．１〜２８（℃）、２８．１〜３５（℃）、３５．１（℃）以上で対応して基本補正量をテーブル上で特定するようにしている。例えば、両面印刷の枚数が３０枚であり、外部温度が５度とすると、基本補正量Ｈａは「−６」となる。

印刷枚数が多く、外部温度が低いほど、感光体ドラム表面温度が大きくなると推測できる。したがって、印刷枚数が多いほど、また、外部温度が低いほど、帯電バイアスの補正量を多くする。

プロセス速度による係数Ｋ１は、図５に示すように、例えば、プロセス速度１００〜１５０（ｍｍ／ｓ）、１５１〜２００（ｍｍ／ｓ）、２０１〜２５０（ｍｍ／ｓ）、２５１〜３００（ｍｍ／ｓ）、３０１〜３５０（ｍｍ／ｓ）、３５１〜４００（ｍｍ／ｓ）に対応して、数値が１．１５から０．９まで０．０５ずつ小さくなるようにテーブル上で特定するようにしている。

プロセス速度が遅いほど、感光体ドラムと記録用紙との接触時間が長くなるため、感光体ドラム表面温度が上昇幅が大きくなると推測できる。したがって、プロセス速度が遅いほど係数Ｋ１を大きくする。

定着温度による係数Ｋ２は、図６に示すように、例えば、定着温度１７０（℃）以下、１７１〜１８０（℃）、１８１〜１９０（℃）、１９１〜２００（℃）、２００以上（℃）に対応して、数値が０．９から１．１まで０．０５ずつ大きくなるようにテーブル上で特定するようにしている。

定着温度が高いほど、紙面の表面温度が高くなるため、感光体ドラムの表面温度の上昇幅が大きいと推測できる。したがって、定着温度が高いほど、係数Ｋ２を大きくする。

印刷方向紙面サイズによる係数Ｋ３は、図７に示すように、例えば、紙面サイズ１００（ｍｍ）以下、１０１〜１５０（ｍｍ）、１５１〜２００（ｍｍ）、２０１〜２５０（ｍｍ）、２５１〜３００（ｍｍ）、３０１〜３５０（ｍｍ）、３５１（ｍｍ）以上に対応して、数値が０．８から１．１まで０．０５ずつ大きくなるようにテーブル上で特定するようしている。

紙面サイズが長いほど、紙面と感光体ドラムの接触時間が長くなるため、感光体ドラムの表面温度の上昇幅が大きいと推測される。したがって、紙面サイズが長いほど、係数Ｋ３を大きくする。

両面印刷を行ってからの経過時間と外部温度とによる係数Ｋ４は、図８に示すように、例えば、経過時間を、５分以下から２３５分以上まで５分毎に対して、外部温度を、７度以下、７．１〜１４（℃）、１４．１〜２１（℃）、２１．１〜２８（℃）、２８．１〜３５（℃）、３５．１（℃）以上で対応して数値をテーブル上で特定するようにしている。

放置温度が低いと短い時間で急激にドラム表面温度が低下して、放置温度が高くなるにつれて表面温度が下がりにくくなる。したがって、放置温度が低いと時間が経つにつれ、係数を極端に小さくする。そして、放置温度が高いと時間が経つにつれ、係数Ｋ４をなだらかに小さくする。

（両面印刷の履歴に基づく帯電バイアスの補正量の決定について）
次に、第１実施形態の画像形成装置１０において両面印刷を行う場合の帯電バイアスの補正量について、両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴に基づく補正量と、両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴に基づく補正量とにより、帯電バイアスの補正量を決定する場合について説明する。

図９は第１実施形態に係る画像形成装置において両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図、図１０は前記画像形成装置において両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。

第１実施形態の画像形成装置１０における両面印刷の条件は、
・外部環境 ：５℃
・プロセスコントロール結果の帯電ローラバイアス ：１３８５（Ｖ）
・印刷枚数 Ｈａ：５０枚（３０分前）、３０枚（１５分前）
・プロセス速度 Ｋ１：２００ｍｍ／ｓ
・定着温度 Ｋ２：１８０℃
・紙面サイズ Ｋ３：Ａ４（２９７ｍｍ）
・経過時間 Ｋ４：３０分前、１５分前
とする。

第１実施形態では、画像形成装置１０において、感光体ドラム１３１へ印加する帯電バイアスのバイアス値の補正量は、補正量決定部１７０により、両面印刷の枚数に応じた基本補正量（Ｈａ）に基づいて、プロセス速度（Ｋ１）、定着温度（Ｋ２）、紙面サイズ（Ｋ３）、経過時間（Ｋ４）の係数を乗じて算出する。

すなわち、両面印刷時の補正量を「Ｈ」とすると、
Ｈ＝Σ（Ｈａ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４）
となる。

３０分前の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量（１）は、図９に示すように、Ｈａの−１８の値に、Ｋ１の１．１、Ｋ２の０．９５、Ｋ３の１、Ｋ４の０．１５、との係数の値を乗じて、−２．８となる。

一方、１５分前の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量（２）は、図１０に示すように、Ｈａの−６の値に、Ｋ１の１．１、Ｋ２の０．９５、Ｋ３の１、Ｋ４の０．２、との係数の値を乗じて、−１．３となる。

これにより、帯電バイアスの補正量Ｈは、補正量（１）と補正量（２）を加えた値、
すなわち、
帯電バイアスの補正量Ｈ：（−２．８）＋（−１．３）＝（−４．１）（Ｖ）
となる。

そして、補正部１８０により、補正された帯電バイアスの値が算出される。
すなわち、
補正された帯電バイアス値：１３８５＋（−４．１）≒１３８１（Ｖ）
（小数点以下四捨五入とする。）
となる。

以上のように構成したので、第１実施形態によれば、画像形成装置１０において、帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈを決定する補正量決定部１７０と、帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部１８０と、を備え、さらに、補正量決定部１７０は、記憶部１６０に記憶されている印刷履歴のうちの両面印刷の履歴を抽出して、両面印刷の履歴に基づいて帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈを決定することで、感光体ドラム１３１に適正な帯電バイアスを印加することができるので、両面印刷時に生じる画像の不具合を低減することができる

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、第１実施形態の画像形成装置１０において、帯電バイアスの補正量を決定するため両面印刷の履歴に基づくプロセス速度や定着温度等のパラメータに加えて、さらに、冷却ファンの稼動状態と、感光体ドラムのライフとをパラメータに加えて、帯電バイアスの補正量を決定するものである。

なお、第２実施形態において、説明の便宜上、第１実施形態と同一の機能を有する構成には、同一の番号を付して説明を省略する。

図１１は第２実施形態に係る画像形成装置における両面印刷終了後の放置時の冷却ファンの稼動状態による係数Ｋ５を特定するテーブルを示す説明図、図１２は前記画像形成装置における感光体ドラムの使用状態を特定するテーブルを示す説明図である。

（帯電バイアスの補正量の決定方法）
第２実施形態では、画像形成装置１０において、第１実施形態における帯電バイアスの補正量を決定する、プロセス速度、定着温度、紙面サイズ、両面印刷を行った経過時間と放置環境という両面印刷の履歴に基づく両面印刷時の情報に加えて、さらに、両面印刷後の放置時の冷却ファンの稼動状態、感光体ドラムのライフ、を用いて決定する。

両面印刷時の補正量を「Ｈ」とすると、
Ｈ＝Σ（Ｈａ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４×Ｋ５×Ｋ６）
となる。
そして、各符号は、Ｈａ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４に加えて、
Ｋ５：両面印刷後の放置時の冷却ファンの稼動状態による係数
Ｋ６：感光体ドラムのライフによる係数
とする。

両面印刷後の冷却ファンの稼動状態による係数Ｋ５は、図１１に示すように、例えば、冷却ファンの稼動率が０（％）、１〜５０（％）、５１〜１００（％）に対応して、数値が１．１、１．０５、１となるようにテーブル上で特定するようにしている。

冷却ファンが停止していると温度の低下が遅くなるため、感光体ドラム１３１の表面温度の減少幅が小さいと推測できる。したがって、冷却ファンの稼動率が低いほど、係数Ｋ５を大きくする。

ドラムライフ（感光体ドラムのライフ）の係数Ｋ６は、図１２に示すように、例えば、ドラムライフとして感光体ドラムを使用した回転数が０〜５０（ｋ回転）、５１〜１００（ｋ回転）、１０１〜１５０（ｋ回転）、１５１（ｋ回転）以上に対応して、数値が１、１．０５、１．１、１．１５となるようにテーブル上で特定するようにしている。

感光体ドラムのライフが進むと、印加された帯電バイアスに対する感光体ドラムの応答性が鈍る。したがって、感光体ドラムのライフが進むほど、係数Ｋ６を大きくする。

（両面印刷の履歴に基づく帯電バイアスの補正量の決定について）
次に、第２実施形態の画像形成装置１０において両面印刷を行う場合の帯電バイアスの補正量について、第１実施形態と同様に、両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴に基づく補正量と、両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴に基づく補正量とにより、帯電バイアスの補正量を決定する場合について説明する。

図１３は第２実施形態に係る画像形成装置において両面印刷が３０分前に行われたときの両面印刷の履歴と冷却ファンの稼動状態と感光体ドラムのライフにより帯電バイアスの補正量を決定する説明図、図１４は前記画像形成装置において両面印刷が１５分前に行われたときの両面印刷の履歴と冷却ファンの稼動状態と感光体ドラムのライフにより帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。

第２実施形態では、第１実施形態の画像形成装置１０における両面印刷の条件に加えて、さらに、冷却ファンの稼動状態と感光体ドラムのライフを加えて
・両面印刷後の冷却ファンの稼動状態（Ｄｕｔｙ） Ｋ５：５０（％）
・感光体ドラムのライフ（稼動時間） Ｋ６：３０（ｋ回転）
とする。

ここでは、画像形成装置１０において、感光体ドラム１３１へ印加する帯電バイアスのバイアス値の補正量は、補正量決定部１７０により、両面印刷の枚数に応じた基本補正量（Ｈａ）に基づいて、プロセス速度（Ｋ１）、定着温度（Ｋ２）、紙面サイズ（Ｋ３）、経過時間（Ｋ４）の係数に加えて、さらに、冷却ファンの稼動状態（Ｋ５）、感光体ドラムのライフ（Ｋ６）を乗じて算出する。

すなわち、両面印刷時の補正量を「Ｈ」とすると、
Ｈ＝Σ（Ｈａ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４×Ｋ５×Ｋ６）
となる。

３０分前の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈ３０は、図１３に示すように、Ｈａの−１８の値に、Ｋ１の１．１、Ｋ２の０．９５、Ｋ３の１、Ｋ４の０．１５、Ｋ５の１．０５、Ｋ６の１、との係数の値を乗じて、−３．０となる。

一方、１５分前の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈ１５は、図１２に示すように、Ｈａの−６の値に、Ｋ１の１．１、Ｋ２の０．９５、Ｋ３の１、Ｋ４の０．２、Ｋ５の１．０５、Ｋ６の１、との係数の値を乗じて、−１．３となる。

これにより、帯電バイアスの補正量Ｈは、補正量Ｈ３０と補正量Ｈ１５を加えた値、
すなわち、
帯電バイアスの補正量Ｈ：（−３．０）＋（−１．３）＝（−４．３）（Ｖ）
となる。

そして、補正部１８０により、補正された帯電バイアスの値が算出される。
すなわち、
補正された帯電バイアス値：１３８５＋（−４．３）≒１３８１（Ｖ）
（小数点以下四捨五入とする。）
となる。

第２実施形態における帯電バイアスの補正量と、第１実施形態における帯電バイアスの補正量とを比較すると、僅かであるが補正量が異なっている。これは、第２実施形態では、冷却ファンの稼動状態による係数Ｋ５と感光体ドラムのライフによる係数Ｋ６をさらに加えたことで、さらに正確に帯電バイアスの補正量を算出できたものと言える。

以上のように構成したので、第２実施形態によれば、画像形成装置１０において、帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈを決定する補正量決定部１７０と、帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部１８０と、を備え、補正量決定部１７０は、記憶部１６０に記憶されている両面印刷の履歴に基づくとともに、さらに、装置内の冷却ファンの稼動状態（Ｋ５）と感光体ドラムのライフ（Ｋ６）に基づいて帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈを決定することで、より正確な帯電バイアスの補正量を算出でき、感光体ドラム１３１に適正な帯電バイアスを印加することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、第２実施形態の画像形成装置１０において、両面印刷を連続して行う際に、途中でプロセルコントロール等により印刷が中断されて連続印刷が複数回にわたり行われた場合に、実行された両面印刷の履歴に基づき、帯電バイアスの補正量を決定するものである。

なお、第３実施形態において、説明の便宜上、第２実施形態と同一の機能を有する構成には、同一の番号を付して説明を省略する。

図１５は第３実施形態に係る画像形成装置において両面印刷を連続して行った経過を示す説明図、図１６は前記画像形成装置において１回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図、図１７は前記画像形成装置において２回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図、図１８は前記画像形成装置において３回目の両面印刷が行われたときの両面印刷の履歴により帯電バイアスの補正量を決定する説明図である。

第３実施形態は、図１５に示すように、画像形成装置１０において、両面印刷を連続して行った際に、途中で２回の印刷中断があり、その結果、両面印刷が３回の連続印刷によって行われたものである。

第３実施形態の画像形成装置１０における両面印刷の条件は、
・外部環境 ：１５℃
・プロセスコントロール結果の帯電ローラバイアス ：１３００（Ｖ）
・印刷枚数 Ｈａ：１分ごとに３０枚（３分で９０枚）（１回目から３回目とも）
・プロセス速度 Ｋ１：３５０ｍｍ／ｓ
・定着温度 Ｋ２：１９０℃
・紙面サイズ Ｋ３：Ａ４（２１０ｍｍ）
・経過時間 Ｋ４：１０分前（１回目）、６分半前（２回目）、３分半前（３回目）
・両面印刷後の冷却ファンの稼動状態（Ｄｕｔｙ） Ｋ５：１００（％）
・感光体ドラムのライフ（稼動時間） Ｋ６：１２０（ｋ回転）
とする。

第３実施形態では、画像形成装置１０において、感光体ドラム１３１へ印加する帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈは、１回目から３回目の各々の両面印刷の履歴に基づき、補正量決定部１７０により、両面印刷の枚数に応じた基本補正量（Ｈａ）に基づいて、プロセス速度（Ｋ１）、定着温度（Ｋ２）、紙面サイズ（Ｋ３）、経過時間（Ｋ４）の係数、冷却ファンの稼動状態（Ｋ５）、感光体ドラムのライフ（Ｋ６）を乗じて算出する。
そして、１回目から３回目の補正量を合算して、帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈとする。

１回毎の両面印刷時の補正量ＨをそれぞれＨ１、Ｈ２、Ｈ３とすると、
Ｈ（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）＝Σ（Ｈａ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４×Ｋ５×Ｋ６）
となる。

１回目の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈ１は、図１６に示すように、Ｈａの−９の値に、Ｋ１の０．９５、Ｋ２の１、Ｋ３の０．９５、Ｋ４の０．３５、Ｋ５の１、Ｋ６の１．１、との係数の値を乗じて、−３．１となる。

２回目の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈ２は、図１７に示すように、Ｈａの−９の値に、Ｋ１の０．９５、Ｋ２の１、Ｋ３の０．９５、Ｋ４の０．３５、Ｋ５の１、Ｋ６の１．１、との係数の値を乗じて、−３．１となる。

３回目の両面印刷の履歴に基づいた帯電バイアスのバイアス値の補正量Ｈ３は、図１８に示すように、Ｈａの−９の値に、Ｋ１の０．９５、Ｋ２の１、Ｋ３の０．９５、Ｋ４の１、Ｋ５の１、Ｋ６の１．１、との係数の値を乗じて、−８．９となる。

これにより、３回連続で両面印刷を行った後の補正量Ｈは、１回目の補正量Ｈ１と２回目の補正量Ｈ２と３回目の補正量Ｈ３を加えた値、
すなわち、
帯電バイアスの補正量Ｈ：（−３．１）＋（−３．１）＋（−８．９）
＝（−１５．１）（Ｖ）
となる。

そして、補正部１８０により、補正された帯電バイアスの値が算出される。
すなわち、
補正された帯電バイアス値：１３００＋（−１５．１）≒１２８５（Ｖ）
（小数点以下四捨五入とする。）
となる。

以上のように構成したので、第３実施形態によれば、画像形成装置１０において、複数回連続して両面印刷を行った後に帯電バイアスの補正量を決定する場合は、１回毎の両面印刷の履歴に基づき帯電バイアスの補正量を算出した後、複数回分の帯電バイアスの補正量を合算することで、感光体ドラム１３１に印加する適正な帯電バイアスを決定できるので、両面印刷時に生じる画像の不具合を低減することができる。

以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 画像形成装置
１００ 制御部
１１０ 画像入力部
１１２ 原稿読取部
１２０ 画像処理部
１２２ 給紙トレイ
１２４ 排紙トレイ
１３０ 画像形成部
１３１ 感光体ドラム
１３２ 帯電装置
１３３ 露光装置
１３４ 現像装置
１４０ 操作部
１５０ 表示部
１６０ 記憶部
１７０ 補正量決定部
１８０ 補正部

Claims (11)

1. 記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置であって、
   感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する露光装置と、トナーを付着させて前記潜像を現像する現像装置とを有する画像形成部と、
   印刷履歴を記憶する記憶部と、
   前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する補正量決定部と、
   前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷の枚数を含み、
   前記補正量決定部は、直近の両面印刷の枚数に応じて前記補正量を決定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. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷が行われた外部の環境情報を含み、
   前記補正量決定部は、前記環境情報に応じて前記補正量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷時のプロセス速度を含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記プロセス速度による係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷時の定着温度を含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記定着温度による係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷を行う記録媒体のサイズを含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記記録媒体のサイズによる係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷後からの経過時間を含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記経過時間に応じた係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷後の外部の環境情報を含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記環境情報に応じた係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 装置内に冷却ファンを備え、
   前記両面印刷の履歴は、両面印刷後から次回両面印刷開始までの冷却ファンの動作状態を含み、
   前記補正量決定部は、前記補正量に前記冷却ファンの動作状態に応じた係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から８のうち何れか一項に記載に記載の画像形成装置。
10. 前記両面印刷の履歴は、両面印刷時の前記感光体ドラムのライフを含み、
    前記補正量決定部は、前記補正量に前記感光体ドラムのライフに応じた係数を掛けて算出することを特徴とする請求項１から８のうち何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 記録媒体の両面に画像を形成可能に構成された画像形成装置の帯電バイアス制御方法であって、
    感光体ドラムの表面に帯電バイアスを印加することにより前記感光体ドラム表面を帯電させる工程と、
    前記感光体ドラムを露光して潜像を形成する工程と、
    トナーを付着させて前記潜像を現像する工程と、
    印刷履歴を記憶する工程と、
    前記印刷履歴のうちの両面印刷の履歴に基づいて前記帯電バイアスのバイアス値の補正量を決定する工程と、
    前記補正量に基づいて、前記帯電バイアスのバイアス値を補正する工程と、
    を備えることを特徴とする帯電バイアス制御方法。

Images