JP3947494B2

JP3947494B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3947494B2
Application number: JP2003151187A
Authority: JP
Inventors: 貴明江部
Original assignee: 株式会社沖データ
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置、例えば電子写真方式の画像形成装置は、一般に、帯電器である帯電ローラ等により感光ドラム等の静電潜像担持体の表面を帯電し、帯電した静電潜像担持体をＬＥＤヘッド等の露光手段で露光し、静電潜像を形成し、形成した静電潜像に現像剤担持体上に薄層形成された現像剤（以下「トナー」という）を静電的に付着させ現像し、そのトナーを媒体上に転写機により転写して印刷画像を形成する。そして、転写後の静電潜像担持体上の転写しきれないトナーをクリーニング部により除去する。
【０００３】
また、上記画像形成動作とは別に、経時変化や環境変化により変化するトナー濃度を一定に保つために、静電潜像担持体や転写ベルト上にテストパターンを形成し、そのテストパターンの濃度をトナー濃度検出手段により検出し、その検出値に基づいて画像形成の条件、例えば露光装置の光量、現像バイアス電圧、トナー供給バイアス電圧などの制御を行っていた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、例えば環境変化によってトナーの帯電特性が変化しトナーの帯電性が上昇しトナー濃度が高くなった場合、或いは経時変化としてトナーブレードやトナー供給ローラの摩耗によりトナー担持体上のトナーの層厚が厚くなりトナー濃度が高くなった場合、これを補正するために現像バイアス電圧を下げトナー濃度を下げる制御を行う。このとき現像バイアス電圧を一定の電位以下に下げすぎるとグレイニネス、すなわち印刷ドットの再現性が低下するという現象が発生するため下限値を設ける必要があった。
【０００５】
また、逆にトナー濃度が低下するように環境等が変化した場合、現像バイアス電圧を上げトナー濃度を高くするように補正するが、現像バイアス電圧を一定以上増加させると、汚れや残像現象が発生するため、上限値を設ける必要があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１８４１９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置では以下のような問題点があった。すなわち、従来の画像形成装置では、現像バイアス電圧の上下限値を常に一定値として設定しているため、装置の経時変化や使用環境によってはグレイニネスの低下や汚れ等の印刷不具合が発生する場合があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するため以下の構成を採用する。
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体と対向して設けられ、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像を形成する画像形成手段と、装置が印刷する印刷枚数に相当する値を装置状態として検出する装置状態検出手段と、現像剤の濃度を検出し、濃度に対応する画像形成手段の現像電圧を設定する印刷条件設定手段と、装置状態検出手段により検出された装置状態に基づいて画像形成手段の現像電圧の現像電圧制限値を決定する制限値決定手段と、印刷条件設定手段で決定された現像電圧と制限値決定手段で決定された現像電圧制限値との比較結果に基づいて画像形成手段の現像電圧設定値を決定する印刷制御手段とを備え、装置状態としての印刷枚数に相当する値が大きい場合には現像電圧制限値を低く設定し、装置状態としての印刷枚数に相当する値が小さい場合には現像電圧制限値を高く設定する。
【０００９】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体と対向して設けられ、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像を形成する画像形成手段と、装置が使用される温度もしくは湿度又は両方を装置状態として検出する装置状態検出手段と、現像剤の濃度を検出し、濃度に対応する画像形成手段の現像電圧を設定する印刷条件設定手段と、装置状態検出手段により検出された装置状態に基づいて画像形成手段の現像電圧の現像電圧制限値を決定する制限値決定手段と、印刷条件設定手段で決定された現像電圧と制限値決定手段で決定された現像電圧制限値との比較結果に基づいて画像形成手段の現像電圧設定値を決定する印刷制御手段とを備え、装置状態としての温度または湿度が高い場合には現像電圧制限値を高く設定し、装置状態としての温度または湿度が低い場合には現像電圧制限値を低く設定する。
【００１０】
画像形成手段を複数備え、現像電圧制限値を各画像形成手段毎に設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態例を、図面を用いて説明する。なお図面に共通する要素には同一の符号を付す。
【００１２】
《第１の実施形態例》
第１の実施形態例の画像形成装置は、トナー濃度補正時に設定する現像バイアス電圧の上下限値を印刷枚数により変化させる制限値決定手段を設けたものである。
【００１３】
（構成）
第１の実施形態例の画像形成装置の構成図を図１に示す。同図に示したように、第１の実施形態例の画像形成装置は、アルミニウム等からなる導電性基層と有機感光体からなる表層で構成され図中矢印方向に回転する感光ドラム１と、感光ドラム１を所定の電位に帯電させる帯電ローラ４と、静電潜像を感光ドラム１上に形成させるＬＥＤ等のＬＥＤヘッド６と、ウレタン等の半導電性ゴムからなる現像ローラ２と、トナー９の搬送性を向上させるためゴム混練時に発泡剤を添加し成形されたトナー供給ローラ３と、現像ローラ２上にトナー９を薄層形成させるトナーブレード７と、感光ドラム１上の静電潜像に静電的に付着させられたトナー像を印刷媒体４０上に転写する転写ローラ１０と、転写後に感光ドラム１に残ったトナー９を除去するクリーニング部５とからなる。なお、帯電ローラ４、現像ローラ２、トナー供給ローラ３等のローラは、導電性の金属シャフトにエピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴムをロール状に成形した構造となっている。
【００１４】
そして、感光ドラム１が図１に示した矢印方向に回転すると、帯電ローラ４、現像ローラ２、トナー供給ローラ３、転写ローラ１０がそれぞれ矢印方向に回転するように配置されている。
【００１５】
ここで、図１破線部に示したように、トナー交換等の保守性をよくするために、現像ローラ２、トナー供給ローラ３、トナーブレード７を一体化しイメージドラムカートリッジ５０（以下「ＩＤカートリッジ５０」という）の形態、或いはトナーの追加を容易にするために図示しないトナーカートリッジの形態とするのが一般的である。
【００１６】
図２は、第１の実施形態例の画像形成装置の制御系ブロック図である。第１の実施形態例の画像形成装置の制御系は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、ドラムカウンタ１６、ドットカウンタ１７、タイマー１８等によって構成される印刷制御部１９と、印刷制御部１９の入力側（図中左側記載）に、図示しない上位装置からの印刷データ及び制御コマンドを受信して画像形成装置の全体のシーケンスを制御し印刷動作を行うインタフェイス制御部１１と、上位装置からインタフェイス制御部１１を介して入力された印刷データを一時的に記録する受信メモリ１２と、受信メモリ１２に記録された印刷データを受け取るとともに当該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわちイメージデータを記録する画像データ編集メモリ１３と、画像形成装置の状態を表示するためのＬＣＤ及び画像形成装置に操作者からの指示を与えるためのタッチパネル等を備えた操作部１４と、画像形成装置の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば用紙位置検出センサ、温湿度センサ、トナー濃度センサ等からなるセンサ群１５が接続された構成となっている。
【００１７】
なお、前記トナー濃度センサはトナー濃度測定用として生成されたテストパターンに対し発光するＬＥＤ等の光源と当該テストパターンからの反射光を受光するフォトダイオード等から構成されるのが一般的である。
【００１８】
さらに、第１の実施形態例の画像形成装置の制御系は、印刷制御部１９の出力側に、印刷制御部１９の指示によって帯電ローラ１４に電圧を印加し感光ドラム１の表面を帯電させる帯電ローラ用電源２０、そして静電潜像にトナー９を付着させるために現像ローラ２に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源２１、現像ローラ２１にトナー９を供給するためにトナー供給ローラ３に所定の電圧を印加するトナー供給ローラ用電源２２、感光ドラム１に形成されたトナー像を印刷媒体に転写するために転写ローラ１０に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源２３が接続された構成となっている。
【００１９】
ここで、前記帯電ローラ用電源２０、現像ローラ用電源２１及びトナー供給ローラ用電源２２は、印刷制御部１９の指示によって電圧を任意に設定することができる構成とするのが一般的であるが、低コスト化、構造の簡素化のために、現像ローラ用電源２１を設けず、トナー供給ローラ用電源２２から図示しない抵抗やツェナーダイオードなどを介することによりトナー供給バイアス電圧に対して電位差を生じさせ、現像バイアス電圧として印加させる構成とする場合もある。
【００２０】
さらに、第１の実施形態例の画像形成装置の制御系は印刷制御部１９の出力側に以下の各部が接続された構成となっている。すなわち、画像編集メモリ１３に記録されたイメージデータを印刷ヘッド６に送信し印刷ヘッド６を駆動するヘッド駆動制御部２４と、転写されたトナー像を印刷媒体に定着するために定着器２８に電圧を印加するとともに定着器２８に設けた温度センサ出力に基づいてヒータを通電させ定着器２８が所定の温度になるように制御を行う定着制御部２５と、印刷制御部１９の指示により所定のタイミングで媒体搬送モータ２９を介し印刷媒体４０の搬送・停止制御を行う搬送モータ制御部２６と、感光ドラム１を回転させるための感光ドラム駆動モータ３０を駆動する感光ドラム駆動制御部２７が印刷制御部１９の出力側に接続された構成となっている。
【００２１】
（動作）
以上の構成により、第１の実施形態例の画像形成装置は、以下のように動作する。なお、トナー濃度補正以外の印刷動作については、電子写真方式の画像形成装置にて一般に行われている印刷動作と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。
【００２２】
第１の実施形態例の画像形成装置のトナー濃度補正は、画像形成装置の電源オン時やＩＤカートリッジやトナーカートリッジ交換時、或いは使用環境が変化したとき例えば温湿度センサの検出値が所定の範囲以上変化したとき、或いは所定枚数を印刷する毎、例えば１００枚、３００枚、５００枚、１０００枚を印刷したときや１０００枚印刷以降は５００枚程度印刷する毎に行なわれる。
【００２３】
そして、トナー濃度補正は、図３に示したトナー濃度補正の動作フローチャートに示した手順より行われる。すなわち、トナー濃度補正が開始されると、感光ドラム１や図示しない転写ベルトなどにトナー濃度測定用のテストパターンを形成し、感光ドラム１や図示しない転写ベルト近傍に設置されたトナー濃度センサにより、トナー濃度を検出し、その検出値に基づいて、現像バイアス電圧やＬＥＤヘッド６の光量などの画像形成条件の１次設定を行う（ステップＳ１）。
【００２４】
ここで、トナー濃度補正のために設定する画像形成条件に上下限値を設定し、画像形成条件が上限値、下限値の範囲内で画像形成条件の設定を行うようにしている。すなわち、トナー濃度が高い場合、これを補正するために、例えば、現像バイアス電圧を下げトナー濃度を下げる制御を行うが、現像バイアス電圧を一定の電圧以下とすると、グレイニネス（例えば、２X２のマトリクス印字を行った場合のドット再現性を「グレイニネス」という）が低下するため、現像バイアス電圧に下限値（以下「ＤＢ下限値」という）を設けている。また、逆にトナー濃度が低下した場合、これを補正するために、例えば、現像バイアス電圧を上げトナー濃度を高くするように補正するが、現像バイアス電圧を一定以上増加させると、汚れや残像現象が発生するため、現像バイアス電圧に上限値（以下「ＤＢ上限値」という）を設けている。
【００２５】
前記グレイニネスは、実験によればＩＤカートリッジの交換やトナー追加等を行い、トナー特性が変化した後、１０００枚程度の印刷の間は悪化しているが、その後次第に回復してくる傾向がある。これは、未使用のトナーは帯電性が悪く、単位重量あたりのトナー帯電量が減少し、感光ドラム１への付着力が低減し、付着位置のバラツキが発生しやすいことが主な原因である。このグレイニネスは、現像バイアス電圧を高くすることにより現像効率を向上させることにより改善することができる。
【００２６】
また、実験によれば、１万枚以上を印刷した場合、トナーブレード７、トナー供給ローラ３が摩耗し始め、トナー濃度が高くなり汚れ等が発生しやすくなる。この汚れ等は、現像バイアス電圧を低くしトナー濃度を下げることにより改善することができる。
【００２７】
従って、以下詳細に説明する動作により、図５に示したように、ＩＤカートリッジ交換の交換やトナーの追加等をし、トナー特性が変化した後、グレイニネスが回復するまでの１０００枚程度を印刷する間は、同図矢印ＡのようにＤＢ下限値を高めに設定し、その後の印刷枚数によりＤＢ下限値を段階的に低く設定する。また、画像形成装置の使用開始後やＩＤカートリッジ交換の交換後、１万枚程度以上の印刷が行われた場合は、同図矢印ＢのようにＤＢ下限値を低く設定する。
【００２８】
以下、印刷枚数毎にＤＢ下限値を変化させる処理を詳細に説明する。まず、ステップ１にてトナー濃度補正により１次設定した画像形成条件から現像バイアス電圧ＤＢ０を取得する（ステップＳ２）。次に、感光ドラム１が回転した数、すなわち印刷枚数に相当する値として記憶するドラムカウンタ１６よりドラムカウント値Ｄｐを取得する（ステップＳ３）。
【００２９】
ここで、図３に示していないが、前述のようにグレイニネスが悪化している印刷枚数をカウントするために、未使用トナーを用いる画像形成装置の使用開始時、ＩＤカートリッジの交換時、そしてトナーを追加したときにドラムカウンタＤｐを初期化し、また汚れ等が発生し始める印刷枚数をカウントするためにトナーブレード７、トナー供給ローラ３の消耗開始時点である画像形成装置の使用開始時やＩＤカートリッジを交換したときに、このドラムカウンタＤｐを初期化するようにしている。
【００３０】
次に、例えば印刷制御部１９のＲＯＭ等に、図４に示したような印刷枚数に対応したＤＢ下限値テーブルを予め記憶して置き、当該ＤＢ下限値テーブルを用いて前記ドラムカウントＤｐに対するＤＢ下限値ＤＢｌｏｗを取得する（ステップＳ４）。ここで、図４の表の各値は、図５のように実験により印刷枚数に対応させ適正な値として求めた基準ＤＢ下限値４１を基準とし、段階的に設定したものであり、印刷枚数が１０００枚までは、ＤＢ下限値を−１９５Ｖとし、次いで印刷枚数が１０００枚から１万枚までは−１７５Ｖとし、印刷枚数が１万枚以上の場合は−１４５Ｖとしている。これらの値は、画像形成装置の配置、構成、材質等が変われば変化する可能性があるので装置種類毎に実験により適正値を求めるのがよい。
【００３１】
なお、制御がやや複雑になるが、上記のように段階的な設定ではなく、図５の破線で示した基準ＤＢ下限値４１のように線形的にＤＢ下限値を設定するようにしてもよいし、上記のように３段階の設定ではなく、２段階にしてもよいし、さらに詳細に分割して設定するようにしてもよい。
【００３２】
次に、ステップＳ２により取得したＤＢ０の絶対値（｜ＤＢ０｜）とＤＢｌｏｗの絶対値（｜ＤＢｌｏｗ｜）を比較し（ステップＳ５）、｜ＤＢ０｜が｜ＤＢｌｏｗ｜より小さい場合は、現像バイアス電圧ＤＢをＤＢｌｏｗとし（ステップＳ６）、逆の場合は、現像バイアス電圧ＤＢを１次設定値ＤＢ０のままとする（ステップＳ７）。以上のように処理することにより、現像バイアス電圧｜ＤＢ｜をＤＢ下限値｜ＤＢｌｏｗ｜以上とすることができる。
【００３３】
次に、ステップＳ６またはステップＳ７にて設定された現像バイアス電圧ＤＢとともにＬＥＤヘッド６の光量などの設定を確定し（ステップＳ８）、トナー濃度補正を終了する。
【００３４】
以上、ＤＢ下限値の設定について説明したが、汚れや残像現象の印刷枚数による変化を実験的に求め、ＤＢ下限値と同様に印刷枚数毎に基づいて予めＤＢ上限値を決めて置くことにより、各印刷枚数における適正なＤＢ上限値を設定することができる。
【００３５】
以上のようにトナー濃度補正を行うので、ＩＤカートリッジの交換やトナー追加等によりトナーの特性が変化した時点からの印刷枚数に応じ、ＤＢ下限値やＤＢ上限値を適正に設定することができるのでグレイニネスの低下、或いは汚れや残像現象が発生することがない。
【００３６】
（第１の実施形態例の効果）
本実施例によれば、現像バイアスの下限値もしくは上限値または両方を印刷枚数により変化させるようにしたので、トナーの特性が変化した時点からの印刷枚数に応じ適正に現像バイアス電圧を設定でき、グレイニネスの低下、或いは汚れや残像現象が発生することがない。
【００３７】
《第２の実施形態例》
第２の実施形態例の画像形成装置は、濃度補正時に設定する現像バイアス電圧の上下限値を温度・湿度等の使用環境により変化させる制限値決定手段を設けたものである。
【００３８】
（構成）
第２の実施形態例の画像形成装置の構成及び制御系の構成は、第１の実施形態例の画像形成装置と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。第１の実施の形態の画像形成装置と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００３９】
（動作）
上記構成により、第２の実施形態例の画像形成装置は、以下のように動作する。なお、トナー濃度補正以外の印刷動作については、電子写真方式の画像形成装置にて一般に行われている印刷動作と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。
【００４０】
第２の実施形態例の画像形成装置のトナー濃度補正は、第１の実施の形態例と同様に、画像形成装置の電源オン時、ＩＤカートリッジやトナーカートリッジ交換時、使用環境が変化した時、或いは所定枚数印刷毎に行なわれる。
【００４１】
そして、トナー濃度補正動作は、図６に示したトナー濃度補正の動作フローチャートに示した手順により行われる。すなわち、トナー濃度補正が開始されると、感光ドラム１や図示しない転写ベルトなどにトナー濃度測定用のテストパターンを形成し、感光ドラム１や図示しない転写ベルト近傍に設置された濃度センサにより、トナー濃度を検出し、その検出値に基づいて、現像バイアス電圧やＬＥＤヘッド６の光量などの画像形成条件の１次設定を行う（ステップＳ１１）。
【００４２】
前記画像形成条件の設定では、第１の実施の形態例と同様に、前記トナー濃度補正のために設定する画像形成条件には、グレイニネスや汚れ・残像現象防止のために、印刷枚数に応じて、図７破線の現像バイアス電圧の上下限値、すなわちＤＢ上下限値を設け、画像形成条件をＤＢ上下限値の範囲内で設定するようにしている。
【００４３】
そして、トナーは、高温高湿環境では帯電性が低下するためトナー濃度が低下し、低温低湿環境では帯電性が高くなるためトナー濃度が高くなり汚れが発生しやすいという特性に着目し、センサ群１５のセンサの１つである温湿度センサにより温湿度を検出し、検出した温湿度によって前記ＤＢ上下限値を変化させるようにする。すなわち、高温高湿環境ではトナー帯電量を増加させるために上下限値を高くし（図７矢印Ｃ、Ｃ'）、低温低湿環境では、トナー帯電を抑制するように上下限値を低く設定する（図７矢印Ｄ、Ｄ'）。
【００４４】
以下、ＤＢ下限値を温湿度環境に応じて設定する処理を詳細に説明する。まず、ステップ１にてトナー濃度補正により１次設定した画像形成条件から現像バイアス電圧ＤＢ０を取得する（ステップＳ１２）。次に、感光ドラム１が回転した数、すなわち印刷枚数に相当する値として記憶するドラムカウンタ１６よりドラムカウント値Ｄｐを取得する（ステップＳ１３）。
【００４５】
次に、例えば印刷制御部１９のＲＯＭ等に、図４に示したような印刷枚数に対応したＤＢ上下限値テーブルを予め記憶して置き、当該ＤＢ上下限値テーブルを用いて前記ドラムカウントＤｐに対するＤＢ下限値ＤＢｌｏｗや図示しないＤＢ上限値ＤＢｈｉｇｈを取得する（ステップＳ１４）。
【００４６】
次に、温湿度センサにより検出された温度・湿度データ等の環境データを取得し（ステップＳ１５）、取得した環境データに基づき、図８に示した環境補正テーブルから環境補正電圧Ｄｈを取得する（ステップＳ１６）。
【００４７】
ここで、環境補正電圧Ｄｈは、環境に応じてＤＢ上下限値を補正するための補正電圧値であり、例えば図８に示したように、温度を０℃から１０℃間隔とし、絶対湿度を１ｇ／ｍ³から４ｇ／ｍ³間隔に区分し、それぞれ区分を５段階として決め、温度区分と湿度区分値の積を環境区分とし、当該環境区分に応じて環境補正電圧Ｄｈを同図のように設定して置く。
【００４８】
そして、前述のように、低温低湿環境ではトナー帯電量が増加するので上下限値を低く補正し、トナー帯電を抑制する。例えば、低温・低湿の例として、温度が１０℃で絶対湿度が６ｇ／ｍ³の場合は、温度区分が"１"で湿度区分が"２"であるので、環境区分は"２"と算出され、環境補正電圧Ｄｈとして＋３０Ｖが抽出される。すなわち、ＤＢ上下限値に＋３０Ｖが加算されるので、図７右側の低温・低湿での補正Ｄ、Ｄ'のように現像バイアス電圧はマイナス電圧であるのでその絶対値を下げることができる。
【００４９】
逆に高温・高湿の環境ではトナー帯電量が低下するので上下限値を高く補正する。例えば、高温・高湿の例として、温度が３５℃、絶対湿度が１５ｇ／ｍ³の場合は、温度区分が"４"で湿度区分が"４"であるので、環境区分は"１６"と算出され、環境補正電圧Ｄｈとして−１５Ｖが抽出される。すなわち、ＤＢ上下限値に−１５Ｖが加算されるので、図７左側の高温・高湿での補正Ｃ、Ｃ'のように現像バイアス電圧はマイナス電圧であるのでその絶対値を上げることができる。
【００５０】
次に、前記ステップＳ１６にて抽出した環境補正電圧Ｄｈを下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈにそれぞれ加算し、上限値ＤＢｈｉｇｈ、下限値ＤＢｌｏｗを補正する（ステップＳ１７）。
【００５１】
次に、ステップＳ１２にて１次設定された現像バイアス電圧ＤＢ０が前記下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈの範囲内になるように、現像バイアス電圧ＤＢを決定する（ステップＳ１８〜Ｓ２１）。すなわち、現像バイアス電圧ＤＢ０の値により図６右上記載のように３条件にて判定し、それぞれステップＳ１９、２０、２１のようにＤＢ値を設定する。このように判定し現像バイアス電圧ＤＢを設定することにより、現像バイアス電圧ＤＢ（図６中の○印）を同図右下記載のハッチ部分の範囲内に制限することができる。
【００５２】
次に、ステップＳ１８にて決定された現像バイアス電圧ＤＢとともにＬＥＤヘッド６の光量などの設定を確定し（ステップＳ２２）、トナー濃度補正を終了する。
【００５３】
なお、図８に示した環境補正テーブルのように温度・湿度共に補正するようにするのではなく、温度のみ、或いは湿度のみを区分し、適切な補正電圧Ｄｈを設定して補正するようにしてもよいし、演算等がやや複雑になるが、段階的ではなく、温度、湿度の変化に連続した環境補正電圧Ｄｈを算出するようにしてもよい。また、上記のように５段階の設定ではなく、さらに少ない区分としてもよいし、さらに詳細に区分して設定するようにしてもよい。
【００５４】
以上のようにトナー濃度補正を行うので、温度、湿度等の使用環境が変化しても、ＤＢ上下限値を適正に補正することができるのでグレイニネスの低下、或いは汚れや残像現象が発生することがない。
【００５５】
また、以上の説明では、第１の実施形態例のように印刷枚数による補正と同時に実施する例を示したが、印刷枚数に拘らずＤＢ上限値或いは下限値が一定値である制御においても同様に温度、湿度等の環境の変化に応じ、ＤＢ上下限値を補正するようにすることもできる
【００５６】
（第２の実施形態例の効果）
以上詳細に述べたように、第２の実施形態例の画像形成装置によれば、温度、湿度等の環境が変化しても、ＤＢ上限値、ＤＢ下限値を適正に補正することができるのでグレイニネスの低下、或いは汚れや残像現象の発生を防止することができる。
【００５７】
《第３の実施形態例》
第３の実施形態例の画像形成装置は、複数のＩＤカートリッジ５０を有し、例えば複数色を印刷する画像形成装置であって、濃度補正時に設定する現像バイアス電圧の上下限値を前記ＩＤカートリッジ毎により変化させる制限値決定手段を設けたものである。
【００５８】
（構成）
第３の実施形態例の画像形成装置は、複数色を印刷する例えばタンデム型等のカラー電子写真装置のように複数のＩＤカートリッジ５０を配置し、多色の印刷を行う画像形成装置の構成となっている。従って、図１記載のＩＤカートリッジ５０が複数設けられた構成となっている以外は、第１の実施形態例の画像形成装置と同様であるので、簡略化のために各部の説明を省略する。また、これに伴い図２の制御系は、現像ローラ用電源２１、現像ローラ２、トナー供給用ローラ２２、トナー供給ローラ３が複数設けられた構成となっている。
【００５９】
（動作）
上記構成により、第３の実施形態例の画像形成装置は、以下のように動作する。なお、トナー濃度補正以外の印刷動作については、電子写真方式の画像形成装置にて一般に行われている印刷動作と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。
【００６０】
第３の実施形態例の画像形成装置のトナー濃度補正は、第２の実施の形態例と同様に、画像形成装置の電源オン時、ＩＤカートリッジやトナーカートリッジ交換時、使用環境が変化した時、或いは所定枚数印刷毎に行なわれる。そして、トナー濃度補正動作は、図６に示したトナー濃度補正の動作フローチャートの手順により行われ、ステップＳ１６の処理以外は第２の実施の形態と同様に行われる。
【００６１】
すなわち、トナー濃度補正により現像バイアス電圧やＬＥＤヘッド６の光量などの画像形成条件の１次設定を行い（ステップＳ１１）、ステップ１にて１次設定された画像形成条件から現像バイアス電圧ＤＢ０を取得し（ステップＳ１２）、次にドラムカウント値Ｄｐを取得し（ステップＳ１３）、次にドラムカウントＤｐに対するＤＢ下限値ＤＢｌｏｗや図示しないＤＢ上限値ＤＢｈｉｇｈを取得した後（ステップＳ１４）、温湿度センサから環境データを取得し（ステップＳ１５）、当該環境データから、まず前述の図８に示した環境補正電圧Ｄｈを取得する（ステップＳ１６）。そして、第３の実施形態例の画像形成装置では、同ステップにて、さらに各色ＩＤカートリッジ毎に以下の補正電圧Ｄｈ'を抽出する。
【００６２】
ここで、カラー画像形成装置では、一般に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーが用いられるが、各色のトナーの着色剤の材料によってトナーの帯電特性が異なり、例えば、ブラックのトナーはその着色剤の特性により帯電性が高くなり汚れが発生しやすく、逆に、マゼンダ色のトナーはその着色剤の特性から帯電性が低くなりかすれ等が発生しやすい。このため、帯電性が高くなりやすい色のＩＤカートリッジに関しては現像バイアス電圧の上下限値、すなわちＤＢ上下限値を低く設定し、また、帯電性が低くなりやすいＩＤカートリッジではＤＢ上下限値を高く設定する。以上の着色剤の帯電特性を補正する適正な電圧値を実験にて求めた各色のＩＤカートリッジ毎の補正電圧Ｄｈ'を格納したトナー色別補正テーブルの例を図９に示す。
【００６３】
（再び図６に戻り）ステップＳ１６にて環境データより環境補正電圧Ｄｈを抽出した後、上記トナー色別補正テーブルより、各色のＩＤカートリッジ毎の補正電圧Ｄｈ'を抽出する（図示しないステップＳ１６'）。
【００６４】
次に、各色のＩＤカートリッジ毎にＤＢ上下限値を以下のように補正する。すなわち、前記ステップＳ１６、Ｓ１６'にて抽出した環境補正電圧Ｄｈ及び各色のＩＤカートリッジ毎の補正電圧Ｄｈ'を、ＩＤカートリッジ毎に加算し、新たな補正電圧Ｄｈとし、下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈにそれぞれ加算し、下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈを補正する（ステップＳ１７）。
【００６５】
例えば、温度が３５℃で絶対湿度が１５ｇ／ｍ³の場合は、まず、図８の環境補正テーブルにより温度区分が"４"で湿度区分が"４"であるので、環境区分は"１６"となり、環境補正電圧Ｄｈは−１５Ｖとして抽出される。次に、例えばマゼンダ色のＩＤカートリッジの場合は、補正電圧Ｄｈ'が図９のトナー色別補正テーブルより−３０Ｖとして抽出されるので、これらを加算することにより補正電圧Ｄｈは−４５Ｖとなり、この補正電圧Ｄｈを下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈにそれぞれ加算する。
【００６６】
次に、第２の実施の形態と同様に、ステップＳ１２にて１次設定された現像バイアス電圧ＤＢ０が前記下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈの範囲内になるように、現像バイアス電圧ＤＢを決定し（ステップＳ１８〜Ｓ２１）、決定された現像バイアス電圧ＤＢとともにＬＥＤヘッド６の光量などの設定を確定し（ステップＳ２２）、トナー濃度補正を終了する。
【００６７】
なお、高精度に環境補正を行う場合は、温湿度センサを各色ＩＤカートリッジ毎に設け、各センサからの環境データに基づいてＩＤカートリッジ毎に環境補正電圧Ｄｈを抽出し、ＩＤカートリッジ毎の補正電圧Ｄｈ'を抽出し、下限値ＤＢｌｏｗ、上限値ＤＢｈｉｇｈにそれぞれ加算して上下限値を補正するようにしてもよい。
【００６８】
また、以上説明したように、温湿度センサからの環境データを用いて環境補正を行い、さらに各色のＩＤカートリッジ毎にＤＢ上下限値を補正する例を示したが、環境データによる補正は行わず、各色のＩＤカートリッジ毎のＤＢ上下限値を補正するようにしてもよい。また、以上の説明では、第１の実施の形態例のように印刷枚数による補正と同時に実施する例を示したが、印刷枚数による制限値の補正を行わず、各色のＩＤカートリッジ毎にＤＢ下限値、ＤＢ上限値を補正するようにしてもよい。
【００６９】
（第３の実施形態例の効果）
以上詳細に述べたように、第３の実施形態例の画像形成装置によれば、各色のＩＤカートリッジ毎にＤＢ上下限値を適正に補正することができるのでグレイニネスの低下、或いは汚れや残像現象が発生することがない。
【００７０】
《その他の変形例》
以上述べた実施形態例の他、以下の変形例の実施形態としても本発明と同様の作用、効果が得られる。すなわち、
【００７１】
（１）実施形態例の画像形成装置の説明では、印刷枚数によりＤＢ上下限値を変化させる例を示したが、印刷枚数ではなく、トナーの消費量を抽出し、当該トナー量の消費量に応じてＤＢ上下限値を変化させるようにしてもよい。例えば、各ページの印刷の際に印刷ドット数を印刷制御部１９のドットカウンタ１７により総計をカウントし、これを累積し、当該累積値によりＤＢ上下限値を変化させる。或いは多色の画像形成装置では、各色の印刷ドット数の総計をドットカウンタ１７によりそれぞれカウントし、各色毎の累積カウンタ値によりそれぞれＤＢ上下限値を変化させようにしてもよい。
【００７２】
（２）実施形態例の画像形成装置の説明では、ＤＢ上下限値テーブル、環境補正テーブル、トナー色別補正テーブルを印刷制御部のＲＯＭ等に格納する例を示したが、集中制御部を別途配置しネットワーク等を用いて複数の画像形成装置を制御することが可能なシステム構成の場合では、集中制御部に前記補正テーブルを格納し、集中制御部により各画像形成処置のＤＢ上下限値を決定するようにすることもできる。この場合、機種毎にＤＢ上限値、ＤＢ下限値補正テーブルを設けて決定するようにすれば、さらに適正なＤＢ上限値、ＤＢ下限値の決定が可能となる。
【００７３】
（３）実施形態例の画像形成装置の説明では、現像バイアス電圧の上限値及び下限値を同時に変化させる例を示したが、画像形成装置の各部材質、構成によっては、現像バイアス電圧の上限値のみ或いは下限値のみを変化させるようにしてもよい。
【００７４】
（４）実施形態例の画像形成装置の説明では、現像バイアス電圧の上限値、下限値を変化させる例を示したが、現像バイアス電圧とは別に或いは同時にトナー濃度を変化させるトナー供給ローラ３のバイアス電圧、感光ドラム１のバイアス電圧、ＬＥＤヘッドの露光量に関し、上限値、下限値を設ける場合にも本発明を適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明の画像形成装置によれば、装置状態としての印刷枚数に相当する値が大きい場合には現像電圧制限値を低く設定し、装置状態としての印刷枚数に相当する値が小さい場合には現像電圧制限値を高く設定するようにしたので、トナーの特性が変化した時点からの印刷枚数に応じて適正に現像電圧を設定でき、グレイネスの低下、或いは汚れや残像現像が発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例の画像形成装置の構成図である。
【図２】実施形態例の制御系ブロック図である。
【図３】第１の実施形態例の動作フローチャートである。
【図４】第１の実施形態例のＤＢ下限値テーブルである。
【図５】第１の実施形態例の現像バイアス下限値の説明図である。
【図６】第２、第３の実施形態例の動作フローチャートである。
【図７】第２の実施形態例の現像バイアス上下限値の説明図である。
【図８】第２の実施形態例の環境補正テーブルである。
【図９】第３の実施形態例のトナー色別補正テーブルである。
【符号の説明】
１感光ドラム
２現像ローラ
３トナー供給ローラ
６ＬＥＤヘッド
７トナーブレード
１６ドラムカウンタ
１９印刷制御部
５０ＩＤカートリッジ

Claims

静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体と対向して設けられ、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像に負帯電特性の現像剤を付着させて可視像を形成する画像形成手段と、
装置が印刷する印刷枚数に相当する値を装置状態として検出する装置状態検出手段と、
現像剤の濃度を検出し、該濃度に対応する前記画像形成手段の現像電圧を設定する印刷条件設定手段と、
前記装置状態検出手段により検出された装置状態に基づいて前記画像形成手段の現像電圧の現像電圧制限値としての下限値を決定する制限値決定手段と、
前記印刷条件設定手段で決定された現像電圧と前記制限値決定手段で決定された前記下限値との比較結果に基づいて前記画像形成手段の現像電圧設定値を決定する印刷制御手段とを備え、
装置状態としての印刷枚数に相当する値が大きい場合には前記下限値を絶対値で低く設定し、装置状態としての印刷枚数に相当する値が小さい場合には前記下限値を絶対値で高く設定することを特徴とする画像形成装置。
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体と対向して設けられ、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像に負帯電特性の現像剤を付着させて可視像を形成する画像形成手段と、
装置が使用される温度もしくは湿度又は両方を装置状態として検出する装置状態検出手段と、
現像剤の濃度を検出し、該濃度に対応する前記画像形成手段の現像電圧を設定する印刷条件設定手段と、
前記装置状態検出手段により検出された装置状態に基づいて前記画像形成手段の現像電圧の現像電圧制限値としての上下限値を決定する制限値決定手段と、
前記印刷条件設定手段で決定された現像電圧と前記制限値決定手段で決定された前記上下限値との比較結果に基づいて前記画像形成手段の現像電圧設定値を決定する印刷制御手段とを備え、
装置状態としての温度または湿度が高い場合には前記上下限値を絶対値で高く設定し、装置状態としての温度または湿度が低い場合には前記上下限値を絶対値で低く設定することを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成手段を複数備え、
前記現像電圧制限値を各画像形成手段毎に設定することを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載の画像形成装置。