JP4712068B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に静電潜像を形成し現像する電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関する。

従来、プリンタ、ファクシミリ装置、電子写真カラー記録装置等においては、帯電フィルム若しくは帯電ローラによって帯電させた感光体ドラムの表面に露光源から画像情報に基づく光を照射することで、感光体ドラム表面に静電潜像を形成して、静電潜像に現像ローラにより現像剤であるトナーを付着させた後に、転写ローラを用いてトナー画像を記録媒体に転写して、定着器によりトナー画像を記録媒体に定着させている。なお、トナーはトナーカットリッジからトナー供給ローラ及び現像ローラを経て感光体ドラムに供給される。

しかし、上記の構成では、トナー供給ローラと現像ローラがそれぞれ１回転した後は、トナー供給ローラから現像ローラを経て感光体ドラムに供給されるトナーの量が減少することになる。具体的には、現像ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長とトナー供給ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長を加算した区間では記録媒体に現像した印刷画像の濃度は概ね適正であるが、それ以降は記録媒体に現像する印刷濃度が低くなってしまう。

そこで、従来の技術(例えば、特許文献１参照。)では、現像ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長とトナー供給ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長を加算した長さだけ感光体ドラムを回転させた後に、トナー供給ローラから現像ローラに供給するトナーの量を多くすることで、記録媒体に印刷する画像に濃度段差が生じることを防止していた。

特開平１０-２６０５７３号公報

しかしながら、前述の構成では、高濃度画像を記録媒体に印刷する場合において、現像ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長とトナー供給ローラが１回転する間に感光体ドラムが回転する円周長を加算した長さだけ感光体ドラムを回転させた後に、トナー供給ローラから現像ローラに供給するトナーの量を多くしても、記録媒体に印刷する画像に濃度段差が生じることを十分に抑制できない問題があった。

そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、高濃度画像を記録媒体に印刷する場合においても、記録媒体に印刷する画像に濃度段差が生じることを十分に抑制することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。

上述の技術的な課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、現像剤像が形成される像担持体と、回転可能なローラ形状から成り、現像剤層が形成され該現像剤層の現像剤により前記像担持体に前記現像剤像を形成する現像部と、前記現像部に現像電圧を印加する現像電源部と、前記現像部と外径が略同一のローラ形状から成り、前記現像部と共に回転しながら前記現像部に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤供給部に現像剤供給電圧を印加する現像剤供給電源部と、前記像担持体に形成された前記現像剤像が転写される転写部と、前記転写部に転写された前記現像剤像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、前記現像電源部と前記現像剤供給電源部を制御する制御部とを有し、前記現像部による前記像担持体への前記現像剤像の形成が開始された後、前記画像濃度検出部が、前記転写部に転写された前記現像剤像の前記画像濃度のうち、前記現像剤供給部の１回転目の印刷範囲であり且つ前記現像部の１回転目の印刷範囲を除いた範囲の画像濃度と、前記現像剤供給部の２回転目の印刷範囲の画像濃度とをそれぞれ検出し、前記制御部が、前記現像剤供給部の１回転目の印刷範囲であり且つ前記現像部の１回転目の印刷範囲を除いた範囲の画像濃度と、前記現像剤供給部の２回転目の印刷範囲の画像濃度との差分を絶対値で算出し、予め記録された前記差分毎に対応する各補正値に基づき、前記現像剤供給電圧の電圧を補正することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、現像剤供給電源部から現像剤供給部に印加する電圧を補正して現像剤供給部から現像部に供給する現像剤を適正量にすることで記録媒体に印刷する画像に濃度段差が生じることを防止できる。

以下、本発明の画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。

[第１の実施形態]
まず、本実施形態の画像形成装置１について説明する。図１に画像形成装置１の構成図を示す。画像形成装置１は、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、及びブラック色の各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４に印刷する画像形成部２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２Ｋと、給紙カセット５を始点として画像情報を印刷した記録媒体４を排出する排出ローラ１８及び従動ローラ１９を終点とする略Ｓ字状の用紙搬送経路３を備えている。

画像形成装置１内の画像形成部２は、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、及びブラック色の各色に対応する画像情報を現像する画像形成部２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２Ｋから成るが、互いに略同一の構成であるため、以下の説明においては画像形成部２と称す。画像形成部２の詳細は後述する。

画像形成装置１内の用紙搬送経路３は、記録媒体４を収納した給紙カセット５を始点としホッピングローラ６、従動ローラ７、レジストローラ８、吸着ローラ９、転写ローラ１０、転写ベルト１１、ドライブローラ１２、アイドルローラ１３、濃度センサ１４、シャッタ１５、ヒートローラ１６、バックアップローラ１７を経て、排出ローラ１８及び従動ローラ１９を終点とする経路から構成される。以下、用紙搬送経路３に含まれる各構成要素について、図１を参照しながら説明する。

記録媒体４は、モノクロ又はカラーの画像情報を現像させるための所定寸法の記録用紙であり、一般的には、再生紙、光沢紙、及び上質紙のような紙、若しくはＯＨＰフィルムからなる。また、給紙カセット５は、複数枚の記録媒体４を収納しておき、印刷動作が開始されると記録媒体４を画像形成装置１内に供給するためのものである。なお、給紙カセット５は、画像形成装置１から脱着可能なように構成されている。

ホッピングローラ６は、給紙カセット５に収納した記録媒体４に対して圧接した状態で回転することにより給紙カセット５から１枚ずつ取り出した記録媒体４を、後述する従動ローラ７、及び、レジストローラ８に供給するためのものである。また、従動ローラ７、及び、レジストローラ８は、ホッピングローラ６から供給された記録媒体４を、転写ベルト１１に搬送するためのものである。吸着ローラ９は、搬送されてきた記録媒体４を、転写ベルト１１へ吸着するためのものである。

転写ローラ１０は、感光体ドラム２２表面に形成されたトナー像を記録媒体４に転写する転写部であり、後述する感光体ドラム２２と対向した位置に配設され、転写ローラ１０と感光体ドラム２２で記録媒体４と挟むように当接した状態で回転可能に設けられている。転写ローラ１０は、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、及びブラック色の各色に対応する１０Ｃ、１０Ｍ、２０Ｙ、及び１０Ｋからなるが、互いに略同一の構成であるため、以下の説明においては転写ローラ１０と称す。転写ローラ１０には、感光体ドラム２２に供給される電圧と逆のバイアス電圧が供給され、感光体ドラム２２の表面に形成された画像情報を記録媒体４に転写することができる。この様な転写ローラ１０は、発泡性の弾性体から構成されている。

転写ベルト１１は、記録媒体４を画像形成部２内に搬送して画像情報を現像するための搬送手段であり、転写ベルト１１の周面上にトナー２６による画像情報を保持するとともに、記録媒体４を吸着できるようにした無端状のベルトである。また、ドライブローラ１２及びアイドルローラ１３は、無端状に形成された転写ベルト１１の両端に設けられ、転写ベルト１１に一定の張力を与えている。ドライブローラ１２及びアイドルローラ１３は、高摩擦抵抗から成る部材で形成されている。ドライブローラ１２を図示せぬ駆動系によって回転させると、転写ベルト１１が連動して駆動する。

濃度センサ１４は、転写ベルト１１上に印刷したテスト画像の濃度を測定する画像濃度検出部である。具体的には、濃度センサ１４は、発光部から転写ベルト１１に測定光を照射した後に反射光を受光部で受光しその受光量からトナー画像の濃度を求める。この様な濃度センサ１４の発光部には例えば発光ダイオード等が使用され、受光部には例えばシリコンフォトダイオード等が使用される。また、シャッタ１５は、転写ベルト１１と濃度センサ１４との間において転写ベルト１１に対し略平行に設けられ、画像形成装置１で現像動作を行っている時に画像形成装置１内部に飛散したトナー２６が濃度センサ１４に付着しない様にするためのものである。

ヒートローラ１６とバックアップローラ１７は、トナー２６を記録媒体４に定着させるための定着器であり、転写ベルト１１によって搬送された記録媒体４を挟むように配置されている。ヒートローラ１６は、図示されない熱源により供給された熱を用いて記録媒体４上に付着したトナー２６を溶解することで記録媒体４にトナー２６を定着させる。なお、トナー２６の定着時には、バックアップローラ１７からの加圧力を利用して溶解したトナー２６を記録媒体４に定着させる。また、排出ローラ１８及び従動ローラ１９は、バックアップローラ１７及びヒートローラ１６によりトナー２６を定着した記録媒体４を、画像形成装置１から排出するためのものである。

次に、本実施形態の画像形成装置１内の現像ユニット２１について説明する。図２に現像ユニット２１の構成図を示す。現像ユニット２１は、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、及びブラック色の各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４に印刷する画像形成部２と、前述した転写ローラ１０及び転写ベルト１１と、各構成部材に供給する電源からなる。以下、順を追って詳細に説明する。

まず、画像形成部２について説明する。画像形成部２は、画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２の表面に電荷を蓄えさせる帯電ローラ２３と、画像情報に対応した光を感光体ドラム２２の表面に照射するＬＥＤ露光部２５と、現像剤であるトナー２６と、トナー２６を供給するためのトナー供給ローラ２７と、静電潜像をトナー２６によって現像するための現像ローラ２９と、トナー２６の厚みが均一となるように規制する現像ブレード３１と、感光体ドラム２２に残留したトナー２６を掻き落とすクリーニング装置３３とを有する。なお、ＬＥＤ露光部２５は、画像形成装置１本体側に設けられていても良い。

感光体ドラム２２は、現像剤像が形成される像担持体であり、画像情報に基づく静電潜像を担持するために表面に電荷を蓄えることが可能なように構成されている。なお、感光体ドラム２２は、円筒形状部からなり、回転可能なように設けられている。この様な感光体ドラム２２は、アルミニウム等からなる導電性基層に光導電層と電荷輸送層からなる感光層を形成している。また、帯電ローラ２３は、図示せぬ電源を用いて感光体ドラム２２の表面に所定の正電圧又は負電圧を印加することにより、感光体ドラム２２の表面に対して一様に電荷を蓄えさせるためのものである。帯電ローラ２３は、一定の圧力で感光体ドラム２２の表面に接触しながら回転可能なように設けられている。この様な帯電ローラ２３は、導電性の金属シャフトにシリコーン等の半導電性ゴムを被覆することで構成されている。

ＬＥＤ露光部２５は、画像情報に対応した光を感光体ドラム２２の表面に照射して感光ドラム２２の表面に静電潜像を形成することが可能なように構成されており、感光体ドラム２２と対向した位置に設けられている。本実施形態では、ＬＥＤ露光部２５は、感光体ドラム２２に対し、転写ローラ１０の反対側に設けられている。この様なＬＥＤ露光部２５は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子を組み合わせたものから構成されている。また、トナー２６は、現像剤であり、感光体ドラム２２の表面に形成された静電潜像に付着させることで画像情報を可視化することができる。また、トナー供給ローラ２７は、現像ローラ２９にトナー２６を供給する現像剤供給部であり、回転しながら現像ローラ２９に当接することで、現像ローラ２９にトナー２６を供給できるように設けられている。この様なトナー供給ローラ２７は、導電性を有する金属シャフトにシリコンゴム材等を被覆することで構成されている。

現像ローラ２９は、感光体ドラム２２にトナー層を形成する現像部であり、一定の圧力で感光体ドラム２２の表面に接触しながら回転可能なように構成されている。現像ローラ２９は、回転しながらトナー２６を感光体ドラム２２に搬送し、感光体ドラム２２の表面に形成された静電潜像をトナー２６によって現像する。この様な現像ローラ２９は、導電性を有する金属シャフトに半導電ウレタンゴム材等を被覆することで構成されている。また、現像ブレード３１は、その先端部が現像ローラ２９の表面に僅かに当接するように設けられ、トナー供給ローラ２７から現像ローラ２９の表面に供給されて一定量を越えたトナー２６を掻き取ることで、現像ローラ２９の表面に形成されるトナー２６の厚みを常に均一となるように規制する。この様な現像ブレード３１は、ステンレス等の板状弾性部材で形成されている。

クリーニング装置３３は、クリーニングブレードと回収容器から構成される。クリーニングブレードは、ゴム材から形成され、感光体ドラム２２上に形成されたトナー画像を記録媒体４に転写した後に感光体ドラム２２に残留したトナー２６を掻き落とすため、クリーニングブレードの先端部が感光体ドラム２２の表面に当接するように備えられている。クリーニング装置３３は、帯電ローラ２３よりも下方に備えられている。

電源は、トナー供給ローラ２７に印加する電圧を制御してトナー供給ローラ２７から現像ローラ２９に供給するトナー２６の量を増減させる現像剤供給電源部である供給バイアス電源２８と、現像ローラ２９に印加する電圧を制御して現像ローラ２９から感光体ドラム２２に供給するトナー２６の量を増減させる現像電源部である現像バイアス電源３０と、現像ブレード３１に印加する電圧を制御して現像ローラ２９の表面に形成されるトナー２６の層厚を調整する現像ブレードバイアス電源３２と、帯電ローラ２３に印加する電圧を制御して感光体ドラム２２の表面に帯電させる帯電量を調整する帯電ローラバイアス電源２４と、転写ローラ１０に印加する電圧を制御して転写ローラ１０を駆動する転写ローラバイアス電源３４から構成されている。これらの電源は、後述するプリンタ制御部４１と連結した電源制御部４９により制御される。ここで、トナー２６はトナー供給ローラ２７と現像ブレード３１を備えた現像ローラ２９を経て感光体ドラム２２に供給される。従って、感光体ドラム２２に供給されるトナー２６の量は、供給バイアス電源２８、現像バイアス電源３０、及び現像ブレードバイアス電源３２により制御される。

次に、転写ベルト１１に印刷する濃度補正用のテスト画像に係る構造について具体的に説明する。図３に転写ベルト１１上へ濃度補正用のテスト画像となるパッチパターンを印刷した状態の一例を示す。

パッチパターンは、トナー濃度が例えば１００％になるような高濃度の特定形状から形成されるテスト画像であり、転写ベルト１１上に印刷されて当該濃度を濃度センサ１４で測定した後に予め記録しておいた基準濃度と測定濃度に係る差分に基づき当該差分をキャンセルするようにトナー供給ローラ２７に印加する電圧を変更するために用いる。この様なパッチパターンは、転写ベルト１１上に、例えば、ブラック(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、及びシアン(Ｃ)のトナー色の順に転写ベルト１１上に印刷する。

ここで、パッチパターンの印刷距離Ｌは、現像ローラ２９の周長に相当する距離Ｌ１、トナー供給ローラ２７の周長に相当する距離Ｌ２、及びそれ以降の距離Ｌ３の和である。ただし、Ｌ１の範囲内においてもトナー供給ローラ２７の影響を受ける範囲はあるため、Ｌ１とＬ２を各ローラの周長から明確に分割することはできない。したがって、Ｌ２は、パッチパターン印刷開始時において、トナー供給ローラ２７の１回転目の印刷範囲であり、且つ、現像ローラ２９の１回転分の印刷範囲を除いた範囲、つまり、トナー供給ローラ２７の１回転目のみの印刷濃度へ影響を与えやすい範囲を示すものとする。なお、印刷距離Ｌの最大値は、例えば、Ａ４サイズの記録媒体４を印字するときにベルト搬送方向に各色印刷可能な領域分の長さである。

なお、シアンの場合には上述したＬ１、Ｌ２、及びＬ３の区間におけるパッチパターンの濃度をそれぞれＣ１、Ｃ２、及びＣ３とする。同様に、ブラック(Ｋ)の場合にはＫ１、Ｋ２、及びＫ３とし、イエロー(Ｙ) の場合にはＹ１、Ｙ２、及びＹ３とし、マゼンタ(Ｍ)の場合にはＭ１、Ｍ２、及びＭ３とする。また、パッチパターンの印刷位置は、濃度センサ１４と対向する位置である。具体的には、転写ベルト１１下部に設けられた濃度センサ１４と対面する位置になる様に転写ベルト１１上にパッチパターンを印刷する。

なお、本実施形態では、トナー供給ローラ２７に供給するトナー２６の量を十分に増やすことで感光体ドラム２２に供給するトナー２６が減少することを防止する。しかし、現像ブレード３１や現像ローラ２９を制御することによっても、感光体ドラム２２に供給されるトナー２６が減少することを防止できる。具体的には、現像ブレード３１に係るバイアス変更テーブルに基づいて、現像ブレードバイアス電源３２により現像ブレード３１に印加する電圧を制御して現像ローラ２９の表面に形成されるトナー２６のトナー層厚を厚くすることでも、感光体ドラム２２に供給するトナー２６が減少することを防止できる。同様に、現像ローラ２９に係るバイアス変更テーブルに基づいて、現像バイアス電源３０により現像ローラ２９に印加する電圧を制御して現像ローラ２９の表面に形成されるトナー２６の量を増やすことでも、感光体ドラム２２に供給するトナー２６が減少することを防止できる。

次に、本実施形態の画像形成装置１の制御について説明する。図４に画像形成装置１の構成を示すブロック図を示す。画像形成装置１はプリンタ制御部４１を設けており、プリンタ制御部４１を用いて画像情報を記録媒体４に現像するプロセスを制御する。このプリンタ制御部４１は、パーソナルコンピュータ等の上位装置４３とのデータの送受信を制御するためのインターフェイス部４２と、画像情報に基づいて現像した画像のトナー濃度を測定するための濃度センサ１４と、測定したトナー濃度の値を一時的に記憶させるためのＲＡＭ４４と、トナー濃度を補正するためのテーブル等が記録されたＲＯＭ４５と、感光体ドラム２２を駆動させるためのメインモータ４７を制御するモータドライバ４６と、ＬＥＤ露光部２５を制御するための露光制御部４８と、現像ユニット２１内の電源２４、２８、３０、３２、３４を制御するための電源制御部４９と、相互に接続している。

インターフェイス部４２は、プリンタ制御部４１からの指令に基づきパーソナルコンピュータ等の上位装置４３とのデータの送受信を制御するためのセクションである。また、露光制御部４８は、プリンタ制御部４１からの指令に基づきＬＥＤ露光部２５を制御するためのものである。また、モータドライバ４６は、プリンタ制御部４１からの指令に基づき感光体ドラム２２を駆動するメインモータ４７を制御するためのドライバである。

電源制御部４９は、プリンタ制御部４１からの指令に基づき、トナー供給ローラ２７に電力を供給する供給バイアス電源２８と、現像ローラ２９に電力を供給する現像バイアス電源３０と、帯電ローラ２３に電力を供給する帯電ローラバイアス電源２４と、現像ブレード３１に電力を供給する現像ブレードバイアス電源３２と、転写ローラ１０に電力を供給する転写ローラバイアス電源３４とを制御するためのものである。ここで、感光体ドラム２２に供給されるトナー２６の量は、供給バイアス電源２８、現像バイアス電源３０、及び現像ブレードバイアス電源３２により制御される。

ＲＡＭ４４は、濃度センサ１４で測定したトナー濃度の値を一時的に記憶させるための読み書き可能な揮発性メモリである。プリンタ制御部４１からの指令により、ＲＡＭ４４にトナー濃度の値が記憶され若しくはＲＡＭ４４からトナー濃度の値が読み出される。また、ＲＯＭ４５は、トナー濃度を補正するためのテーブル等を記録する読み出し専用の不揮発性メモリである。プリンタ制御部４１からの指令により、ＲＯＭ４５に格納された供給バイアス補正テーブルや濃度補正用パッチパターンが読み出される。

次に、本実施形態の画像形成装置１における記録媒体４に現像する画像の濃度段差の発生を防止するためのトナー濃度補正に係る処理の流れについて説明する。図５に画像の濃度段差の発生を防止するためのトナー濃度補正に係る動作のフローチャートを示す。

まず、プリンタ制御部４１が操作者によって画像形成装置１の電源が入れられたことを検出すると、プリンタ制御部４１からモータドライバ４６、露光制御部４８、及び電源制御部４９等に指令を与えて、図３に示す様な濃度補正に係る高濃度縦帯のパッチパターンを転写ベルト１１上に印刷する。パッチパターンはブラック(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、及びシアン(Ｃ)のトナー２６の順で印刷する(Ｓ１)。

次に、プリンタ制御部４１からの指令により、転写ベルト１１と濃度センサ１４との間に設けられたシャッタ１５を開いて、転写ベルト１１上に現像した画像を濃度センサ１４で読み取れるようにする(Ｓ２)。

次に、プリンタ制御部４１から電源制御部４９に指令を与えて、転写ベルト１１上に印刷されたパッチパターンが転写ベルト１１の下部に設けられた濃度センサ１４の上部に配置されるように、転写ベルト１１を駆動させる(Ｓ３)。

次に、プリンタ制御部４１から濃度センサ１４に指令を与えて、濃度センサ１４の発光部から転写ベルト１１上に印刷されたパッチパターンに測定光を照射してパッチパターンからの反射光を受光部で受光した後に受光光量からトナー２６の濃度を測定する。測定したトナー２６の濃度は、読み書き可能な揮発性メモリであるＲＡＭ４４に一時的に記憶される。なお、ブラック(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、及びシアン(Ｃ)のトナー２６の順でトナー濃度を測定しながら順次ＲＡＭ４４に記憶する(Ｓ４)。なお、トナー２６の濃度の測定は、パッチパターンにおける各色毎に、距離Ｌ２、Ｌ３の範囲内で１回測定する。また、複数回測定し、その測定値の平均をＲＡＭ４４に記憶しても良い。

次に、プリンタ制御部４１において、手順Ｓ５でブラック(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、及びシアン(Ｃ)の全てのトナー２６の濃度測定が完了したか否かを判断して、完了していない場合(Ｎｏ)には手順Ｓ４に戻り、再度トナー濃度の測定及び記憶が行われる。トナー濃度の測定及び記憶が完了した場合(Ｙｅｓ)には手順Ｓ６に進み、シャッタ１５を閉じる(Ｓ５)。

次に、プリンタ制御部４１において、濃度センサ１４で測定してＲＡＭ４４に記憶しておいたＣ３とＣ２の濃度の濃度差△を算出する。なお、ブラック(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、及びシアン(Ｃ)においては同様の制御を行うことから、ここではシアン(Ｃ)を用いて説明する。まず、濃度センサ１４で測定してＲＡＭ４４に記憶されたＬ２の距離に対応するパッチパターンの濃度Ｃ２及びＬ３の距離に対応するパッチパターンの濃度Ｃ３を読み出す。次に、濃度差△＝|Ｃ３−Ｃ２|を算出した後、濃度差△をＲＡＭ４４に記憶する(Ｓ７)。

次に、プリンタ制御部４１において、手順Ｓ７で算出してＲＡＭ４４に記録しておいたトナー２６の濃度差△にもとづき、予めＲＯＭ４５に格納しておいた各濃度差△に対する対応する各供給バイアス補正テーブルにより、供給バイアスの補正値を決定する。ここで、供給バイアス補正値は、実験等で得られた測定値から求めた適正な値でも良いし、現像ローラ２９及びトナー供給ローラ２７の特性から理論的に算出した適正な値でも良い。表１に供給バイアス補正テーブルの一例を示す。例えば、濃度差△が０．３である場合には、供給バイアスの補正値は−４５Ｖであるため、供給バイアス電源２８からトナー供給ローラ２７に印加するバイアス電圧値を４５Ｖ下げる。例えば、供給バイアス電圧の初期値が−３００Ｖで、濃度差△が０．３の場合、供給バイアス補正値は−３４５Ｖになる。供給バイアス電圧を下げると、現像ローラ２９とトナー供給ローラ２７との電圧差の絶対値が大きくなり、トナー供給ローラ２７から現像ローラ２９に供給されるトナー２６の量が多くなる。このため、トナー供給ローラ２７から現像ローラ２９を経て感光体ドラム２２に供給されるトナー２６の量が増加することで、高濃度印刷を行っても、感光体ドラム２２に供給されるトナー２６が不足しない(Ｓ８)。

最後に、プリンタ制御部４１から電源制御部４９に指令を与えて、決定した供給バイアスの補正値に基づき、供給バイアス電源２８からトナー供給ローラ２７に印加するバイアス電圧値を変更することで、記録媒体４に現像するトナー２６の濃度を補正する。すなわち、トナー２６はトナー供給ローラ２７と現像ブレード３１を備えた現像ローラ２９を経て感光体ドラム２２に供給されるため、現像ローラ２９に供給されるトナー２６の量を供給バイアス電源２８からトナー供給ローラ２７に印加する電圧値によって制御することで、感光体ドラム２２に供給するトナー２６の量を均一にする(Ｓ９)。

なお、本実施形態では、画像形成装置１の電源投入時に、本実施形態の濃度補正を実施する構成としているが、高画質を要求する画質重視印刷に切り換えられたときのみ本実施形態の濃度補正を実施し、通常印刷時は、本実施形態の濃度補正を実施しないように、操作者に選択できるように構成しても良い。これにより、操作者の要求する画質に応じて、トナー２６の消費も抑えることができる。

以上、第１の実施形態によれば、記録媒体４に印刷を行う前、例えば、画像形成装置１の電源を入れて初期化を行う時に、トナー濃度が例えば１００％になるような高濃度のテスト画像を転写ベルト１１に印刷する。その後、印刷したテスト画像の濃度を濃度センサ１４で測定し、当該差分をキャンセルするようにトナー供給ローラ２７に印加する電圧を変更することでトナー供給ローラ２７から現像ローラ２９に供給するトナー２６の量を補正する。従って、記録媒体４に印刷する画像に濃度段差が生じることを防止して、記録媒体４に現像した印刷画像に生じるカスレ及び残像を抑制することができる。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置５１に係る構造について、図面を参照しながら説明する。但し、本実施形態の画像形成装置５１は、前述の第１の実施形態の画像形成装置１と比較して、予め、画像を印刷する前に印刷データの画像の濃度を演算して、記録媒体４の画像濃度が閾値より高い場合にのみテスト画像を転写ベルト１１に印刷する点で異なる作用を有しており、他の構造はほぼ同様である。具体的には、第２の実施形態では、画像信号処理部５２、ドットカウンタ５３、及び印刷濃度演算部５４を新たに加えている。本構成部材により、予め、画像を印刷する前に印刷データの画像の濃度を演算して、記録媒体４の画像濃度が閾値より高い場合にのみ、トナー画像の濃度補正を行う。なお、本実施形態では、簡単のため重複した説明は省略し、異なる構成部分のみ説明する。

まず、本実施形態の画像形成装置５１の制御について説明する。図６に画像形成装置５１の構成を示すブロック図を示す。画像形成装置５１はプリンタ制御部４１を設けており、このプリンタ制御部４１を用いて画像情報を記録媒体４に現像するプロセスを制御する。

プリンタ制御部４１は、上位装置４３、インターフェイス部４２、濃度センサ１４、ＲＡＭ４４、ＲＯＭ４５、メインモータ４７、モータドライバ４６、露光制御部４８、及び電源制御部４９からなる第１の実施形態と同様の構成部材に加えて、画像信号処理部５２、ドットカウンタ５３、及び印刷濃度演算部５４からなる第２の実施形態に特有の構成部材と、相互に接続している。以下、画像信号処理部５２、ドットカウンタ５３、及び印刷濃度演算部５４について、具体的に説明する。

画像信号処理部５２は、プリンタ制御部４１からの指令に基づき、記録媒体４上へ印刷する画像データをドットデータに変換する処理を行うためのものである。また、ドットカウンタ５３は、画像信号処理部５２が記録媒体４上へ印刷する画像データをドットデータに変換した記録媒体４の例えば１枚分に相当するイメージデータのドット数を計測するものである。なお、計測されたドット数はＲＡＭ４４に記憶される。また、印刷濃度演算部５４は、記録媒体４上へ印刷する画像の画像濃度を演算する印刷画像濃度演算部であり、記録媒体４の１枚分に相当するイメージデータのドット数をＲＡＭ４４から読み出し、読み出したイメージデータのドット数を記録媒体４の１枚全面に印刷する場合の総ドット数で除することで画像濃度を演算した後に、演算結果をプリンタ制御部４１に送信するためのものである。

次に、本実施形態の画像形成装置５１における記録媒体４に現像する画像の濃度段差の発生を防止するためのトナー濃度補正に係る処理の流れについて説明する。図７に画像の濃度段差の発生を防止するためのトナー濃度補正に係る動作のフローチャートを示す。

まず、印刷動作を開始する前に、プリンタ制御部４１からの指令により、上位装置４３からインターフェイス部４２を経てプリンタ制御部４１に印刷データが受信され、画像信号処理部５２に送信される。画像信号処理部５２では、印刷データがドットデータに変換される。次に、ドットカウンタ５３で、画像信号処理部５２が記録媒体４の１枚分に相当する印刷データを変換したイメージデータに含まれるドット数をカウントする。カウントしたドット数はＲＡＭ４４に記憶する。次に、プリンタ制御部４１からの指令により、記録媒体４の１枚分に相当するイメージデータのドット数をＲＡＭ４４から読み出し、印刷濃度演算部５４で印刷濃度を演算した後に、演算結果をプリンタ制御部４１に送信する (Ｓ１１)。

次に、プリンタ制御部４１で演算結果を判定し、印刷濃度が所定の閾値より高い場合(Ｙｅｓ)には手順Ｓ３に進み、閾値以下である場合(Ｎｏ)には濃度補正を終了する。なお、本実施形態においては、印刷濃度の閾値を８０％とすることが好ましいが、画像形成装置５１の特性及び設置環境に応じて、適宜閾値を設定することができる(Ｓ１２)。

なお、手順Ｓ１３乃至手順Ｓ２１は、図５に示した第１の実施形態におけるトナー濃度補正に係る処理の流れで説明した手順Ｓ１乃至手順Ｓ９にそれぞれ対応することから説明を省く。

以上、第２の実施形態によれば、予め、画像を印刷する前に印刷データの画像の濃度を演算して、画像濃度が閾値より高い場合にのみ、トナー濃度が例えば８０％になるような高濃度のテスト画像を転写ベルト１１に印刷する。その後、印刷したテスト画像の濃度を濃度センサ１４で測定し、当該差分をキャンセルするようにトナー供給ローラ２７に印加する電圧を変更することでトナー供給ローラ２７から現像ローラ２９に供給するトナー２６の量を補正する。従って、記録媒体４に印刷する画像に濃度段差が生じることを防止して、記録媒体４に現像した印刷画像に生じるカスレ及び残像を抑制することができる。更に、トナー２６の消費を抑えることができ、且つ、画像形成装置５１の初期化に要する時間を短縮できる。

上述の第１及び第２の実施形態においては、画像形成装置１及び画像形成装置５１を印刷装置として説明したが、本実施形態の画像形成装置１及び画像形成装置５１を複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ装置などに設けても良い。

本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態の画像形成装置における現像ユニットを示す構成図である。 本発明の第１の実施形態の画像形成装置における現像ユニットに係る転写ベルト上へパッチパターンを印刷した状態を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の画像形成装置における画像の濃度段差の発生を防止する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の画像形成装置における画像の濃度段差の発生を防止する処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ 画像形成部
３ 用紙搬送経路
４ 記録媒体
５ 給紙カセット
６ ホッピングローラ
７ 従動ローラ
８ レジストローラ
９ 吸着ローラ
１０，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ 転写ローラ
１１ 転写ベルト
１２ ドライブローラ
１３ アイドルローラ
１４ 濃度センサ
１５ シャッタ
１６ ヒートローラ
１７ バックアップローラ
１８ 排出ローラ
１９ 従動ローラ
２１ 現像ユニット
２２ 感光体ドラム
２３ 帯電ローラ
２４ 帯電ローラバイアス電源
２５ ＬＥＤ露光部
２６ トナー
２７ トナー供給ローラ
２８ 供給バイアス電源
２９ 現像ローラ
３０ 現像バイアス電源
３１ 現像ブレード
３２ 現像ブレードバイアス電源
３３ クリーニング装置
３４ 転写ローラバイアス電源
４１ プリンタ制御部
４２ インターフェイス部
４３ 上位装置
４４ ＲＡＭ
４５ ＲＯＭ
４６ モータドライバ
４７ メインモータ
４８ 露光制御部
４９ 電源制御部
５０ 画質モード選択部
５１ 画像形成装置
５２ 画像信号処理部
５３ ドットカウンタ
５４ 印刷濃度演算部

Claims (3)

1. 現像剤像が形成される像担持体と、
   回転可能なローラ形状から成り、現像剤層が形成され該現像剤層の現像剤により前記像担持体に前記現像剤像を形成する現像部と、
   前記現像部に現像電圧を印加する現像電源部と、
   前記現像部と外径が略同一のローラ形状から成り、前記現像部と共に回転しながら前記現像部に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
   前記現像剤供給部に現像剤供給電圧を印加する現像剤供給電源部と、
   前記像担持体に形成された前記現像剤像が転写される転写部と、
   前記転写部に転写された前記現像剤像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
   前記現像電源部と前記現像剤供給電源部を制御する制御部とを有し、
   前記現像部による前記像担持体への前記現像剤像の形成が開始された後、
   前記画像濃度検出部が、
   前記転写部に転写された前記現像剤像の前記画像濃度のうち、前記現像剤供給部の１回転目の印刷範囲であり且つ前記現像部の１回転目の印刷範囲を除いた範囲の画像濃度と、前記現像剤供給部の２回転目の印刷範囲の画像濃度とをそれぞれ検出し、
   前記制御部が、
   前記現像剤供給部の１回転目の印刷範囲であり且つ前記現像部の１回転目の印刷範囲を除いた範囲の画像濃度と、前記現像剤供給部の２回転目の印刷範囲の画像濃度との差分を絶対値で算出し、予め記録された前記差分毎に対応する各補正値に基づき、前記現像剤供給電圧の電圧を補正すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤像の前記画像濃度を演算する印刷画像濃度演算部を更に有し、
   前記制御部は前記印刷画像濃度演算部で演算された印刷画像濃度が閾値を越えた場合に前記現像剤供給電圧の電圧を補正すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正を行うか否かを選択する画質モード選択部を更に有し、
   操作者が前記補正を行うか否かを前記画質モード選択部により選択すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。