JP4364485B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プリンタ等の画像形成装置では、感光ドラムを帯電ローラで負に帯電した後、その上にＬＥＤヘッドで光線を照射して画像データの静電潜像を形成する。この静電潜像に現像ローラ、トナー搬送ローラ、現像ブレード等を用いてトナー像を形成する。このトナー像を転写装置で用紙上へ転写する。この過程で感光ドラム上に残ったトナーは、クリーニング装置で除去される。
【０００３】
又、カラー電子写真プリンタでは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用として上記画像形成装置を４個備えている。カラー画像を忠実に再現するためには、用紙上に転写するトナー量を厳密に制御する必要がある。そのため転写ベルト等の用紙搬送ベルト上にパッチパターン等を印刷し、そのカラー濃度を濃度センサを用いて測定し、その濃度データに基づいてプロセス条件を制御する等の方策が採用されている。
【０００４】
この方策では、濃度センサで転写されたトナー量を検知し、用紙へのトナー付着量を予測する。この予測に基づいて帯電ローラ、トナー搬送ローラ、現像ローラへ印加する電圧を制御している。この方策において、トナー搬送ローラに印加される電圧は、適量のトナーがトナー搬送ローラから現像ローラへ搬送されるか否かのみを考慮して設定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、画像形成装置自体の経年変化や稼働時点での温度や湿度等の周囲環境の変化は、全く考慮されていない。しかし、印刷動作を繰り返すと経年変化によってはトナーの流動性、帯電性が著しく変化する場合がある。例えば現像ローラ等の摩擦による発熱や、定着器からの熱伝導等によってトナーが劣化して流動性が低下する。又、特に印刷デューティの低い画像を印刷する場合にトナーの消費が少なく、劣化したトナーがトナータンク内に残るため帯電性が大きくなる。その結果等量のトナーを供給しても上記静電潜像への付着量が異なってくる。
かかる課題を解決して良好な画像を再現する画像形成装置を得ることが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
帯電する現像剤を移動しながら第１電源によって供給される第１電圧を印加する現像部と、第２電源によって供給される第２電圧を印加し、上記現像部に上記現像剤を供給する現像剤供給部と、上記現像部から移動される現像剤により潜像が現像される像担持体と、上記像担持体へ上記潜像を形成し現在の現像すべき画像の画像データから画像密度を検知する画像密度検知部と、上記第１電源によって供給される第１電圧に対し上記第２電源によって供給される第２電圧の差が、上記画像密度検知部によって検知された上記画像密度が増加すると大きくなり、上記画像密度検知部によって検知された上記画像密度が減少すると小さくなるように上記第２電圧を決定する制御部とを含み、上記制御部は、少なくとも上記第２電源を制御して上記決定した第２電圧を上記現像剤供給部に印加させることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
〈構成２〉
第１電源によって供給された第１電圧を印加する現像部と、現像剤を上記現像部へ供給し、第２電源によって供給された第２電圧を印加する現像剤供給部と、現在の現像すべき画像の画像データから画像密度を検知する画像密度検知部と、上記第１電源によって供給される第１電圧と上記第２電源によって供給される第２電圧との差が、上記画像密度検知部によって検知された上記画像密度が増加すると大きくなり、上記画像密度検知部によって検知された上記画像密度が減少すると小さくなるように上記第１電源と上記第２電源を制御する制御部と、上記現像部によって上記現像剤の移動される像担持体と、上記画像を形成する画像形成部とを備え、上記制御部は、上記画像密度によって上記第１電源と上記第２電源を制御した後、上記現像部を制御して上記現像剤を像担持体へ移動させ潜像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
〈具体例１の構成〉
具体例１では、画像形成装置の経年変化による搬送ローラのトナー搬送能力を補正するために、経年変化を考慮した｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルを備える。ここでＤＢは、現像ローラの表面電位でありＳＢは、トナー搬送ローラの表面電位である。
図１は、具体例１の構成のブロック図である。
図１より、具体例１の画像形成装置は、感光ドラム１と、メインモータ２と、モータドライバ３と、ドラムカウンタ４と、ＬＥＤ露光部５と、露光制御部６と、現像ローラ７と、現像バイアス電源８と、トナー搬送ローラ９と、スポンジバイアス電源１０と、電源制御部１１と、画像信号処理部１２と、ドットカウンタ１３と、制御ＲＯＭ１４と、データＲＯＭ１５と、濃度センサ１６と、プリンタ制御部１７とを備える。
【００１５】
図２は、具体例１の構成の断面図である。
具体例１の画像形成装置の主な機構部分の機能を説明するための断面図である。
この図２を主にし、併せて図１を用いて具体例１の主な構成部分を、その機能を含めて説明する。図２と図１の共通構成部分には同一の符号を用いている。
【００１６】
像担持体としての感光ドラム１は図示の矢印の方向に回転して印刷行程を形成する画像形成装置の中心となる部分である。以下矢印の方向順に印刷行程を説明する。感光ドラム１の表面は、通常ゴム材などの耐熱性の絶縁体で覆われている。感光ドラム１（図１）は、プリンタ制御部１７（図１）の制御に基づいてモータドライバ３（図１）がメインモータ２（図１）を駆動させることによって回転される。感光ドラム１の回転数は、ドラムカウンタ４（図１）によって計測され、そのデータはデータＲＯＭ１５（図１）に記憶される。
【００１７】
帯電ローラ２２は、感光ドラム１の表面を一例として約−８００Ｖに帯電させる部分である。図示してない負の高電圧が印加されている。
ＬＥＤ露光部５は、約−８００Ｖに帯電された感光ドラム１の表面に光線を照射して画像データ１８（図１）の静電潜像を形成する部分である。通常ＬＥＤアレイ等の発光素子が用いられる。この部分は露光制御部６（図１）によって制御される。ＬＥＤ露光部５（図２）と露光制御部６（図１）とにより露光手段が形成される。
【００１８】
画像信号処理部１２（図１）は、画像データ１８（図１）をドットデータに変換する部分である。このドットデータに対応する光線がＬＥＤ露光部５（図１）から感光ドラム１の表面に照射される。照射された部分の表面電位は０Ｖ位まで上昇する。このようにして感光ドラム１上に電位変化部分即ち静電潜像が形成される。
【００１９】
ドットカウンタ１３（図１）は、画像信号処理部１２（図１）が画像データをドットデータに変換したときにＡ４用紙１枚分の原稿画像データのドット数をカウントする部分である。このカウントされたドット数はデータＲＯＭ１５（図１）に記憶される。
【００２０】
現像手段としての現像ローラ７は上記感光ドラム１の静電潜像部分にトナー２４を付着させて現像する部分である。この現像ローラ７の表面電位ＤＢは現像バイアス電源８（現像電源）によって一例として約−３００Ｖに維持される。
【００２１】
トナー供給手段としてのトナー搬送ローラ９は、現像ローラ７へトナーを供給する部分である。このトナー搬送ローラ９の表面電位ＳＢはスポンジバイアス電源１０（トナー供給電源）によって一例として約−４００Ｖに維持される。
【００２２】
電源制御部１１（図１）は、プリンタ制御部１７（図１）の制御に基づいて上記現像ローラ７の表面電位ＤＢとトナー搬送ローラ９の表面電位ＳＢとを設定並びに変更する部分である。本具体例では現像ローラ７の表面電位ＤＢとトナー搬送ローラ９の表面電位ＳＢとの電位差の絶対値｜ＤＢ−ＳＢ｜の大きさを制御して良好な画像を再現する。以下にその基本原理について説明する。
【００２３】
従来技術では、トナー搬送ローラ９の表面電位ＳＢは、適量のトナーがトナー搬送ローラ９から現像ローラ７へ搬送されるか否かのみを考慮して設定されていた。しかし、トナー搬送ローラ９から現像ローラ７へ一定量のトナー２４を供給しても画像形成装置自体の経年変化や稼働時点での温度や湿度等の周囲環境の変化によって上記静電潜像への付着量が異なってくる。トナー２４の帯電性、流動性が著しく変化する場合があるからである。
【００２４】
即ち、印刷動作を繰り返すと印刷条件によっては現像ローラ等の摩擦による発熱や、定着器からの熱伝導等によってトナー２４が劣化して流動性が低下することが有る。又、特に印刷デューティの低い画像を印刷する場合にトナー２４の消費が少なく、劣化したトナー２４がトナータンク内に残るためトナー２４の帯電性が大きくなる。そこで本具体例では画像形成装置の経年変化や稼働時点での温度や湿度等の周囲環境の変化に応じて絶対値｜ＤＢ−ＳＢ｜の大きさを変化させる。かかる制御を採用することによって良好な画像を再現する。制御方法については具体例の動作の項で詳細に説明する。
【００２５】
トナー量規制手段としての現像ブレード２１は、現像ローラ７に形成されるトナー層のトナー量を規制する部分である。本発明では、この現像ブレード２１にも上記スポンジバイアス電源１０によってトナー搬送ローラ９の表面電位ＳＢが印加される。こうすることによって現像ローラ７表面に供給されるトナー２４の量をブレードによって機械的に制御するのみならずトナー２４の帯電量を変化させて現像ローラ７に形成されるトナー層のトナー量を規制する。
転写ローラ２７は、感光ドラム１上に形成されたトナー像を用紙２６上に転写する部分である。感光ドラム１上で負に帯電されているトナーを用紙２６上へ転写するため正の高電圧が印加される。
【００２６】
転写ベルト２５は、図示しない搬送ローラによって駆動され用紙２６を搬送する部分である。更に、パッチパターン等が転写され、そのカラー濃度が測定され、自動濃度補正にも用いられる部分である。自動濃度補正とは、画像形成装置の電源投入時や一定時間停止した後にパッチパターン等が転写され濃度センサ１６によってトナー濃度が測定される。この測定データに基づいて所定のトナー濃度になるように現像ローラ７の表面電位ＤＢを調整するプロセス制御である。この濃度センサ１６によって測定されるトナー濃度に応じて、そのときに現像ローラ７の表面電位ＤＢを変化させるための自動濃度補正テーブル（図示しない）は、予めデータＲＯＭ１５に格納されている。
【００２７】
クリーニング装置２３は、感光ドラム１上に残存するトナーを除去する部分である。
制御ＲＯＭ１４（図１）は、本具体例の画像形成装置の制御に必要なプログラムやテーブル等を格納する部分である。このテーブルには後記具体例１の｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルや上記自動濃度補正テーブル等も含まれる。
プリンタ制御部１７は、本具体例の画像形成装置の構成部分の全体を制御するＣＰＵである。
【００２８】
尚、上記画像信号処理部１２（図１）、ドットカウンタ１３（図１）、電源制御部１１（図１）は、独自の構成部分として個別に構成されてもよいが通常プリンタ制御部１７の一機能として制御プログラム中に含まれる。制御プログラム中に含まれる場合には予め制御ＲＯＭ１４の内部に格納される。
【００２９】
〈具体例１の動作〉
図３は、具体例１の制御フローチャートである。
図３のステップＳ（１）１〜ステップＳ（１）６に従って具体例１の動作について説明する。
【００３０】
ステップＳ（１）１
画像信号処理部１２（図１）は、Ａ４用紙１ページ分の画像データ１８（図１）を受け入れてドットデータに変換する。このときドットカウンタ１３（図１）は、原稿画像Ａ４用紙１ページ分の総ドット数を計測し、そのカウント値Ｄｏを取得する。このＤｏはデータＲＯＭ１５（図１）に記録される。
【００３１】
ステップＳ（１）２
プリンタ制御部１７（図１）は、Ａ４用紙１ページに１００％Dutyの画像を印刷する場合の規定ドット数を表すカウント値Ｄｆ（予めデータＲＯＭ１５に格納されている）と上記ＤｏとをデータＲＯＭ１５（図１）から読み出して下式により原稿の画像密度Ｎｏを求める。
Ｎｏ＝（Ｄｏ÷Ｄｆ）×１００（％）……（１式）
【００３２】
ステップＳ（１）３
プリンタ制御部１７（図１）は、データＲＯＭ１５（図１）から感光ドラム１（図１）のこれまでの累積カウント数であるトータルドラムカウント値Ｄｐを読み出す。このカウント数は感光ドラム１（図１）の回転数から換算して求められる。このステップで動作量の検出が行われる。
【００３３】
ステップＳ（１）４
プリンタ制御部１７（図１）は、濃度センサ１６（図１）の測定結果に基づいてデータＲＯＭ１５（図１）の上記自動濃度補正テーブルから現像バイアス電圧ＤＢを読み出す。
【００３４】
ステップＳ（１）５
プリンタ制御部１７（図１）は、データＲＯＭ１５（図１）に既に格納されている画像密度Ｎｏ、トータルドラムカウント値Ｄｐ、及び｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルとから｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を読み出す。
図４は、｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルである。
図４の最左列に、上記（１式）の画像密度Ｎｏ（％）が記載され、最上行にトータルドラムカウント値Ｄｐが記載されている。従って最左列Ｎｏと最上行Ｄｐとの交点が求める｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を表している。
【００３５】
この図４では以下の点に留意すべきである。
・留意点１
原稿の画像密度（Ｎｏ）の大きい部分（７５〜１００）では｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧をドラムカウント値（Ｄｐ）が大きくなるにつれて大きくしてある。この理由は、原稿の画像密度が大きいほど多くのトナーを消費するため電位差を大きくする必要があるためである。又、印刷動作を繰り返すことによりトナー搬送ローラ９（図２）の摩耗による外径の減少やセル目のつぶれ等によりトナーの搬送能力が低下するため、トナー搬送ローラ９（図２）と現像ローラ７（図２）との電位差を大きくして電気的にトナーの搬送能力を上げることが必要になるためである。
【００３６】
・留意点２
原稿の画像密度（Ｎｏ）の小さい部分（０〜２．５）では｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧をドラムカウント値（Ｄｐ）が大きくなるにつれて小さくしてある。この理由は、画像密度が低いときにＤＢとＳＢとの電位差を大きくすると顕著に汚れが発生することが経験的に認められていた。そこでトナーの供給を少なくすることで、現像ローラ７（図２）上に過剰にトナーが堆積するのを防止するためである。
【００３７】
ステップＳ（１）６
プリンタ制御部１７（図１）は、ステップＳ（１）５で求めた｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧とステップＳ（１）４で求めたＤＢとからスポンジバイアスＳＢを決定する。通常｜ＤＢ｜＜｜ＳＢ｜の関係を有し、トナーが負の帯電性のときはＳＢも負の直流電圧となる。例えばＤＢ＝−２００Ｖ、｜ＤＢ−ＳＢ｜＝１００ＶのときはＳＢ＝−３００Ｖとなる。
【００３８】
尚、上記説明では｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルとして実数の記載されたテーブルを用いているが、本具体例は、このテーブルに限定されるものではない。即ち、｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧の値は、トナーの種類や画像形成装置に応じて逐次変更されるものである。
【００３９】
又、上記説明では、自動濃度補正を実施しているためドットカウンタ１３（図１）で求めた画像密度から一義的にトナー消費量が決定されるものと考えてＳＢを決定している。しかし、画像データの画像密度毎にトナー消費量を補正する方法や、画像データの階調レベルに応じてトナー消費量を補正する方法を用いて、トナー消費量を更に厳密に予測してＳＢ電圧の制御を行うことも可能である。
【００４０】
〈具体例１の効果〉
以上説明したように本具体例による画像形成装置では、印刷動作の繰り返しによって起こるトナー搬送ローラの劣化を予め予測し、更に原稿の画像密度に応じてトナー搬送ローラへ印加する電圧（ＳＢ）を制御することができるので、原稿の画像密度にかかわらず経年変化によるかすれや汚れのない良好な画像を得ることができる。
【００４１】
〈具体例２〉
具体例２は、具体例１の制御に画像形成装置内でのトナーの劣化状態に応じた補正制御を追加したものである。従って、具体例１と構成は全く同様であり制御方法のみが異なる。以下にフローチャートを用いて、その制御方法について説明する。
【００４２】
図５は、具体例２の制御フローチャートである。
図５のステップＳ（２）１〜ステップＳ（２）１５に従って具体例２の動作について説明する。
【００４３】
ステップＳ（２）１
画像信号処理部１２（図１）は、Ａ４用紙１ページ分の画像データ１８（図１）を受け入れてドットデータに変換する。このときドットカウンタ１３（図１）は、原稿画像の総ドット数を計測し、そのカウント値Ｄｏを取得する。このＤｏはデータＲＯＭ１５（図１）に記録される。このステップは具体例１のステップＳ（１）１と同様である。
【００４４】
ステップＳ（２）２
プリンタ制御部１７（図１）は、Ａ４用紙１ページに１００％Dutyの画像を印刷する場合の規定ドット数を表すカウント値Ｄｆ（予めデータＲＯＭ１５に格納されている）と上記ＤｏとをデータＲＯＭ１５（図１）から読み出して下式により画像密度Ｎｏを求める。
Ｎｏ＝（Ｄｏ÷Ｄｆ）×１００（％）……（１式）
このステップは具体例１のステップＳ（１）２と同様である。
【００４５】
ステップＳ（２）３
プリンタ制御部１７（図１）は、データＲＯＭ１５（図１）から感光ドラム１（図１）のこれまでの累積カウント数であるトータルドラムカウント値Ｄｐを読み出す。このステップは、具体例１のステップＳ（１）３と同様である。
【００４６】
ステップＳ（２）４
プリンタ制御部１７（図１）は、前回トナーを交換した後の感光ドラム１（図１）の累積カウント数であるドラムカウント値ＤｔをデータＲＯＭ１５（図１）から取得する。
【００４７】
ステップＳ（２）５
上記Ｄｔが５００回転の場合には次のステップＳ（２）６へ進み、それ以外の場合にはステップＳ（２）１０へ跳ぶ。この理由は、５００枚未満の場合には、トナーがまだ新しくて劣化していないため補正する必要がないからである。
【００４８】
ステップＳ（２）６
プリンタ制御部１７（図１）は、前回トナーを交換した後のトータルドットカウントＤ１をデータＲＯＭ１５（図１）から取得する。
【００４９】
ステップＳ（２）７
プリンタ制御部１７（図１）は、トナーを交換してからの平均印刷密度Ｎ１を次式から算出する。
Ｎ１＝｛Ｄ１÷（Ｄｆ×Ｄｔ）｝×１００（％）…（２式）
このステップで平均画像密度の算出が行われる。
【００５０】
ステップＳ（２）８
プリンタ制御部１７（図１）は、データＲＯＭ１５（図１）に格納されている下記平均印刷密度補正電圧テーブルを参照する。
図６は、平均印刷密度の補正電圧テーブルである。
図６の最左列に、上記（１式）の画像密度Ｎｏ（％）が記載され、最上行に平均印刷密度Ｎ１（％）が記載されている。従って最左列Ｎｏと最上行Ｎ１との交点が求める補正電圧Ｖｎを表している。
【００５１】
この平均印刷密度の補正電圧テーブルは、｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を補正するために用いられる。トナー交換後の印刷経過が低デューティである程（上記Ｎ１（％）が小さい程）トナーが劣化しており｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を補正する必要が有るためである。
図６の平均印刷密度の補正電圧テーブルでは、以下の点に留意する必要がある。
・留意点
平均印刷密度Ｎ１（％）が大きくなるにつれて補正電圧Ｖｎは小さくなり、画像密度が小さいときは｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧をより小さくする補正を行い、画像密度が大きいときは｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧をより大きくする補正を行っている。
【００５２】
ステップＳ（２）９
プリンタ制御部１７（図１）は、上記平均印刷密度補正電圧テーブルから補正電圧Ｖｎを取得する。
【００５３】
ステップＳ（２）１０
プリンタ制御部１７（図１）は、濃度センサ１６（図１）の測定結果に基づいてデータＲＯＭ１５（図１）の上記自動濃度補正テーブルから現像バイアス電圧ＤＢを読み出す。このステップは具体例１のステップＳ（１）４と同様である。
【００５４】
ステップＳ（２）１１
プリンタ制御部１７（図１）は、データＲＯＭ１５（図１）に既に格納されている画像密度Ｎｏ、トータルドラムカウント値Ｄｐ、及び｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブル（図４）とから｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を読み出す。このステップは具体例１のステップＳ（１）５と同様である。
【００５５】
ステップＳ（２）１２
プリンタ制御部１７（図１）は、ステップＳ（２）１１で取得した｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｎで置き換える。
【００５６】
ステップＳ（２）１３
｜ＤＢ−ＳＢ｜が、２５ボルト以上の場合はステップＳ（２）１４へ進み、２５ボルト未満の場合は２５ボルトとして（ステップＳ（２）１５）ステップＳ（２）１４へ進む。
【００５７】
ステップＳ（２）１４
プリンタ制御部１７（図１）は、ステップＳ（２）１３及びステップＳ（２）１５で求めた｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧とステップＳ（２）１０で求めたＤＢとからスポンジバイアスＳＢを決定する。通常｜ＤＢ｜＜｜ＳＢ｜の関係を有し、トナーが負の帯電性のときはＳＢも負の直流電圧となる。
以上で具体例２の制御フローを終了する。
【００５８】
〈具体例２の効果〉
以上説明したようにトナー交換後からの平均印刷密度を求めて、トナーの劣化状態を考慮した補正をすることによって、具体例１の効果に加えてより一層、汚れやかすれのない安定した画像を得ることができる。
【００５９】
〈具体例３〉
具体例３は、具体例１又は具体例２の制御に画像形成装置の外部環境条件に応じた補正制御を追加したものである。
図７は、具体例３の構成のブロック図である。
図７より、具体例３の画像形成装置は、感光ドラム１と、メインモータ２と、モータドライバ３と、ドラムカウンタ４と、ＬＥＤ露光部５と、露光制御部６と、現像ローラ７と、現像バイアス電源８と、トナー搬送ローラ９と、スポンジバイアス電源１０と、電源制御部１１と、画像信号処理部１２と、ドットカウンタ１３と、制御ＲＯＭ１４と、データＲＯＭ１５と、濃度センサ１６と、プリンタ制御部１７と、温度センサ３１と、湿度センサ３２とを備える。
【００６０】
具体例１の構成との差異のみについて説明する。
温度センサ３１は、画像形成装置の周囲温度を計測するセンサである。
湿度センサ３２は、画像形成装置の周囲湿度を計測するセンサである。
他の構成部分は全て具体例１（又は具体例２）と同様なので説明を割愛する。
【００６１】
図８は、具体例３の制御フローチャートである。
図８のステップＳ（３）１〜ステップＳ（３）３に従って具体例３の動作について説明する。
ステップＳ（３）１
プリンタ制御部１７（図７）は、温度センサ３１及び湿度センサ３２から環境データ（温度Ｔｏ、湿度Ｓｏ）を取得する。
【００６２】
ステップＳ（３）２
プリンタ制御部１７（図７）は、制御ＲＯＭ１４に予め格納されている環境補正電圧テーブルを参照する。
図９は、環境補正電圧テーブルである。
図９の最左列に、周辺温度（℃）が記載され、最上行に周辺湿度（％）が記載されている。従って最左列Ｔｏと最上行Ｓｏとの交点が求める補正電圧Ｖｔを表している。
【００６３】
この環境補正電圧テーブルは、周囲の環境条件によって｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を補正するために用いられる。画像形成装置の周辺環境が低温低湿になる程、トナー表面の電荷のリークが小さくなりトナー帯電量が増加し、逆に高温高湿になる程、トナー電荷のリークが大きくなりトナー電荷量が減少するからである。この環境補正電圧テーブルでは以下の点に留意すべきである。
・留意点
環境補正電圧テーブルでは、低温低湿環境になればなる程｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧が小さくなるように補正され、高温高湿環境になればなる程｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧が大きくなるように設定されている。
【００６４】
ステップＳ（３）３
プリンタ制御部１７（図７）は、環境補正電圧テーブルから補正電圧Ｖｔを取得する。
この後に、例えば具体例２のフローが加わる。但し、ステップＳ（２）１２では、｜ＤＢ−ＳＢ｜が｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｔで置き換えられる。あるいは又具体例２と具体例３を併合して補正する場合には｜ＤＢ−ＳＢ｜が｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｎ＋Ｖｔで置き換えられることになる。
【００６５】
〈具体例３の効果〉
以上説明したように具体例１又は具体例２の制御に、更に周囲の環境条件（温度Ｔｏ、湿度Ｓｏ）を加えることによって具体例１又は具体例２の効果に加えてより一層、汚れやかすれのない安定した画像を得ることができる。
【００６６】
〈具体例４〉
具体例４は、具体例３の制御に画像形成装置の感光ドラムの表面温度条件に応じた補正制御を追加したものである。
図１０は、具体例４の構成のブロック図である。
図１０より、具体例４の画像形成装置は、感光ドラム１と、メインモータ２と、モータドライバ３と、ドラムカウンタ４と、ＬＥＤ露光部５と、露光制御部６と、現像ローラ７と、現像バイアス電源８と、トナー搬送ローラ９と、スポンジバイアス電源１０と、電源制御部１１と、画像信号処理部１２と、ドットカウンタ１３と、制御ＲＯＭ１４と、データＲＯＭ１５と、濃度センサ１６と、プリンタ制御部１７と、温度センサ３１と、湿度センサ３２と、感光ドラム表面用温度センサ４１を備える。
【００６７】
具体例４の構成との差異のみについて説明する。
感光ドラム表面用温度センサ４１は、稼働中の感光ドラムの表面温度を計測するセンサである。
他の構成部分は、具体例３と全く同様なので説明を割愛する。
図１１は、具体例４の構成の断面図である。
図１１に示すように感光ドラム表面用温度センサ４１は、感光ドラム１の近傍に配置される。
【００６８】
図１２は、具体例４の制御フローチャートである。
図１２のステップＳ（４）１〜ステップＳ（４）６に従って具体例４の動作について説明する。
ステップＳ（４）１
プリンタ制御部１７（図１０）は、感光ドラム表面用温度センサ４１（図１０）からトナーを交換してから現在に至るまでの温度データＴ１を取得する。センサの読み取りは、ドラムカウンタ４（図１０）の１カウント（感光ドラム１回転）毎に実施される。この温度データＴ１は、データＲＯＭ１５（図１０）に累積しながら記憶される。
【００６９】
ステップＳ（４）２
プリンタ制御部１７（図１０）は、トナーを交換してから現在に至るまでのドラムカウンタ４（図１０）のカウント数ＤｔをデータＲＯＭ１５（図１０）から取得する。
【００７０】
ステップＳ（４）３
プリンタ制御部１７（図１０）は、トナーを交換して現在に至るまでの累積温度データＴａをデータＲＯＭ１５（図１０）から取得する。
【００７１】
ステップＳ（４）４
プリンタ制御部１７（図１０）は、上記Ｄｔ及びＴａから次式を用いて平均印刷温度Ｔ２を算出する。
Ｔ２＝（Ｔａ÷Ｄｔ）………（３式）
【００７２】
ステップＳ（４）５
プリンタ制御部１７（図１０）は、制御ＲＯＭ１４に予め格納されている平均印刷温度補正電圧テーブルを参照する。
図１３は、平均印刷温度補正電圧テーブルである。
図１３の最左列に、平均印刷温度Ｔ２（℃）が記載され、最上行にドラムカウントＤｔが記載されている。従って最左列Ｔ２と最上行Ｄｔとの交点が求める補正電圧Ｖｈを表している。
【００７３】
この平均印刷温度補正電圧テーブルは、印刷温度が高くドラムカウントが大きくなるにつれて、トナーが早く劣化することを予測して｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧を補正するために用いられる。この平均印刷温度補正電圧テーブルでは以下の点に留意すべきである。
・留意点
平均印刷温度補正電圧テーブルでは、ドラムカウントＤｔが大きくなるにつれて、トナーが早く劣化することを予測して｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧が大きくなるように設定されている。
【００７４】
ステップＳ（４）６
プリンタ制御部１７（図１０）は、平均印刷温度補正電圧テーブルから補正電圧Ｖｈを取得する。
この後に、例えば具体例２のフローが加わる。但し、ステップＳ（２）１２では、｜ＤＢ−ＳＢ｜が｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｈで置き換えられる。あるいは又具体例２と具体例４を併合して補正する場合には｜ＤＢ−ＳＢ｜が｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｎ＋Ｖｈで置き換えられる。更には、具体例２と具体例３と具体例４を併合して補正する場合には｜ＤＢ−ＳＢ｜が｜ＤＢ−ＳＢ｜＋Ｖｎ＋Ｖｔ＋Ｖｈで置き換えられることになる。
【００７５】
〈具体例４の効果〉
以上説明したように具体例４では、具体例１又は具体例２又は具体例３の制御に、更に、感光ドラムの表面温度を測定し、測定した温度履歴とドラムカウントから印刷中の平均印刷温度を計算し、トナーの劣化速度を予測して補正することによって具体例１又は具体例２又は具体例３の効果に加えてより一層、汚れやかすれのない安定した画像を得ることができる。
【００７６】
〈具体例５〉
具体例５では、具体例１〜具体例４の構成に各種情報をユーザに伝える表示装置が加えられる。
図１４は、具体例５の構成のブロック図である。
図１４より、具体例５の画像形成装置は、感光ドラム１と、メインモータ２と、モータドライバ３と、ドラムカウンタ４と、ＬＥＤ露光部５と、露光制御部６と、現像ローラ７と、現像バイアス電源８と、トナー搬送ローラ９と、スポンジバイアス電源１０と、電源制御部１１と、画像信号処理部１２と、ドットカウンタ１３と、制御ＲＯＭ１４と、データＲＯＭ１５と、濃度センサ１６と、プリンタ制御部１７と、温度センサ３１と、湿度センサ３２と、感光ドラム表面用温度センサ４１と、表示素子５１とを備える。
【００７７】
具体例４との差異のみについて説明する。
表示素子５１は、各種情報をユーザに伝えるための表示装置である。通常液晶表示装置が用いられる。
他の構成部分は全て具体例４と全く同様なので説明を割愛する。
【００７８】
図１５は、具体例５のフローチャートである。
図１５のステップＳ（５）１〜ステップＳ（５）１４に従って具体例５の動作について説明する。
ステップＳ（５）１
プリンタ制御部１７（図１４）は、感光ドラム表面用温度センサ４１（図１４）から温度データＴ１を取得する。センサの読み取りは、ドラムカウンタ４（図１４）の１カウント（感光ドラム１回転）毎に実施される。この温度データＴ１は、データＲＯＭ１５（図１４）に累積しながら記憶される。
【００７９】
ステップＳ（５）２
プリンタ制御部１７（図１４）は、感光ドラム表面用温度センサ４１（図１４）から取得する温度データＴ１が５０℃未満のときはメインモータ２（図１４）をＯＮにして（ステップＳ（５）１３）印刷動作を開始し（ステップＳ（５）１４）、Ｔ１が５０℃以上のときはステップＳ（５）３へ進む。
【００８０】
ステップＳ（５）３
プリンタ制御部１７（図１４）は、メインモータ２（図１４）を停止させる。トナーの劣化が急激に早くなるのを防止するためである。
【００８１】
ステップＳ（５）４
プリンタ制御部１７（図１４）は、トナーを交換してから現在に至るまでのドラムカウンタ４（図１４）のカウント数ＤｔをデータＲＯＭ１５（図１４）から取得する。
【００８２】
ステップＳ（５）５
プリンタ制御部１７（図１４）は、トナーを交換して現在に至るまでの累積温度データＴａをデータＲＯＭ１５（図１４）から取得する。
【００８３】
ステップＳ（５）６
プリンタ制御部１７（図１４）は、上記Ｄｔ及びＴａから次式を用いて平均印刷温度Ｔ２を算出する。
Ｔ２＝（Ｔａ÷Ｄｔ）………（３式）
【００８４】
ステップＳ（５）７
平均印刷温度Ｔ２が５０℃未満のときはステップＳ（５）１１へ跳び、５０℃以上のときは次へ進む。
【００８５】
ステップＳ（５）８
ドラムカウントＤｔが１０００未満のときはステップＳ（５）１１へ跳び、１０００以上のときは次へ進む。
【００８６】
ステップＳ（５）９
平均印刷密度Ｎ１が３％以上のときはステップＳ（５）１１へ跳び、３％未満のときは次へ進む。
【００８７】
ステップＳ（５）１０
プリンタ制御部１７（図１４）は、表示素子５１に警告を知らせる表示を行う。
【００８８】
ステップＳ（５）１１
プリンタ制御部１７（図１４）は、ユーザがマニュアル等に示されている解除方法に従って解除するまでは印刷できないように制御し、ユーザが所定の解除方法に従って解除したときは次へ進む。ここで警告を解除する方法としては、例えば一度画像形成装置を取り出し、良く振って、トナータンク内のトナーを攪拌させる等の方法等がある。
【００８９】
ステップＳ（５）１２
プリンタ制御部１７（図１４）は、Ｔ２、Ｄｔ、Ｎ１をリセットしてステップＳ（５）１３へ進んで印刷動作を開始する。
【００９０】
以上説明したように具体例５では、トナー劣化、平均印刷温度、ドラムカウント、平均印刷密度が一定条件を満たしたときに表示素子に表示し、所定の解除手段を実行するまでは印刷動作を強制停止させることを特徴とする。
【００９１】
〈具体例５の効果〉
以上説明したように具体例５では、平均印刷温度と、平均印刷密度と、ドラムカウント値が一定値に達したときは表示素子に警告し所定の方法に従った解除方法を実行しない限り印刷できないため、高温低密度印刷によるトナー劣化を防止することができる。
印刷される画像密度に応じて、現像電圧とトナー供給電圧との電位差を変更することができるので画像密度にかかわらず、かすれや汚れのない良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の構成のブロック図である。
【図２】具体例１の構成の断面図である。
【図３】具体例１の制御フローチャートである。
【図４】｜ＤＢ−ＳＢ｜電圧テーブルである。
【図５】具体例２の制御フローチャートである。
【図６】平均印刷密度の補正電圧テーブルである。
【図７】具体例３の構成のブロック図である。
【図８】具体例３の制御フローチャートである。
【図９】環境補正電圧テーブルである。
【図１０】具体例４の構成のブロック図である。
【図１１】具体例４の構成の断面図である。
【図１２】具体例４の制御フローチャートである。
【図１３】平均印刷温度補正電圧テーブルである。
【図１４】具体例５の構成のブロック図である。
【図１５】具体例５のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ メインモータ
３ モータドライバ
４ ドラムカウンタ
５ ＬＥＤ露光部
６ 露光制御部
７ 現像ローラ
８ 現像バイアス電源
９ トナー搬送ローラ
１０ スポンジバイアス電源
１１ 電源制御部
１２ 画像信号処理部
１３ ドットカウンタ
１４ 制御ＲＯＭ
１５ データＲＯＭ
１６ 濃度センサ
１７ プリンタ制御部
１８ 画像データ

Claims (16)

1. 帯電する現像剤を移動しながら第１電源によって供給される第１電圧を印加する現像部と、
   第２電源によって供給される第２電圧を印加し、前記現像部に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
   前記現像部から移動される現像剤により潜像が現像される像担持体と、
   前記像担持体へ前記潜像を形成し現在の現像すべき画像の画像データから画像密度を検知する画像密度検知部と、
   前記第１電源によって供給される第１電圧に対し前記第２電源によって供給される第２電圧の差が、前記画像密度検知部によって検知された前記画像密度が増加すると大きくなり、前記画像密度検知部によって検知された前記画像密度が減少すると小さくなるように前記第２電圧を決定する制御部とを含み、
   前記制御部は、少なくとも前記第２電源を制御して前記決定した第２電圧を前記現像剤供給部に印加させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、前記画像密度検知部によって検知された前記画像密度によって前記第１電圧と前記第２電圧の電位差を決定することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   現像部の表面に形成されるトナー層の厚さを規制するトナー量規制部をさらに備え、
   前記第２電源は、前記トナー量規制部に前記第２電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の動作量を検出する動作量検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記動作量と前記画像密度に基づいて前記第１電源と前記第２電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記動作量検出部は、前記像担持体の測定された回転数に基づいて前記動作量を検出することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、前記画像密度が０％近傍ならば、前記動作量が増加すると前記第１電源と前記第２電源の電位差を減少させることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、前記画像密度が１００％近傍ならば、前記動作量が増加すると前記第１電源と前記第２電源の電位差を増加させることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、平均画像密度に基づいて前記電源を制御するために、前記画像密度検知部によって検知された画像密度の記憶部に記憶された記録から、最後にトナータンクを交換したときから現在までの平均画像密度を算出することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、平均画像密度が高い場合よりも低い場合に第１電圧と第２電圧の差が大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１記載の画像形成装置において、
    装置の稼動中における周囲環境条件を検出する環境条件検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記環境条件に基づいて前記第１及び第２電圧を補正することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０記載の画像形成装置において、
    前記制御部は、前記環境条件が低温低湿の場合よりも高温高湿の場合に第１電圧と第２電圧の差が大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１記載の画像形成装置において、
    前記像担持体の表面温度を検出する表面温度検出部をさらに備え、
    前記制御部は、平均印刷温度に基づいて前記電源を補正するために、前記表面温度検出部によって検出された表面温度の記憶部に記憶された記録から、平均印刷温度を算出することを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２記載の画像形成装置において、
    前記制御部は、前記像担持体の平均表面温度が低温の場合よりも高温の場合に第１電圧と第２電圧の差が大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２記載の画像形成装置において、
    所定のメッセージを通知する通知部をさらに備え、
    前記制御部は、前記平均印刷温度が所定の温度を越えたとき前記通知部の前記所定のメッセージを通知することによって前記画像形成装置のユーザに知らせることを特徴とする画像形成装置。
15. 第１電源によって供給された第１電圧を印加する現像部と、
    現像剤を前記現像部へ供給し、第２電源によって供給された第２電圧を印加する現像剤供給部と、
    現在の現像すべき画像の画像データから画像密度を検知する画像密度検知部と、
    前記第１電源によって供給される第１電圧と前記第２電源によって供給される第２電圧との差が、前記画像密度検知部によって検知された前記画像密度が増加すると大きくなり、前記画像密度検知部によって検知された前記画像密度が減少すると小さくなるように前記第２電源を制御する制御部と、
    前記現像部によって前記現像剤の移動される像担持体と、
    前記画像を形成する画像形成部とを備え、
    前記制御部は、前記画像密度によって前記第２電源を制御した後、前記現像部を制御して前記現像剤を像担持体へ移動させ画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１５記載の画像形成装置において、
    前記像担持体を帯電する帯電部と、前記画像データに従い前記像担持体上に光を当て静電潜像を形成する露光部とをさらに含むことを特徴とする画像形成装置。

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