(57)【要約】【課題】現像電圧において交流電圧の振幅値のみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の変動に伴う画質の悪化を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、潜像が形成される感光体ドラム２２と、現像ロール２８Ａから潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像部２８と、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成された現像電圧を感光体ドラム２２と現像ロール２８Ａとの間に印加する現像用電源２０と、を備えている。この画像形成装置１０は、トナー像の画像密度を検知すると共に、画像密度が高くなるにつれて、交流電圧における振幅値を下げると共に周波数を上げるように現像用電源２０を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体と対向する現像部材から前記潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置と、
直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成された現像電圧を前記像保持体と前記現像部材との間に印加する現像用電源と、
前記トナー像の画像密度を検知する検知部と、
前記画像密度が高くなるにつれて、前記交流電圧における振幅値を下げると共に周波数を上げるように前記現像用電源を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記画像密度が低くなるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を上げると共に前記周波数を下げるように前記現像用電源を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記現像用電源の電力が予め定めた値を超えないように前記振幅値及び前記周波数を調整する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記現像装置において現像剤を交換してからの使用時間の経過に応じて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記像保持体の駆動時間の経過に応じて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも温度及び湿度のいずれかを含む環境条件を測定する測定部をさらに備え、
前記制御部は、
高温又は高湿になるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、
低温又は低湿になるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を上げると共に前記周波数を下げる補正を行う請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、低印字率画像パターンの画質向上とトナー消費量低減の両立を図る画像形成装置が開示されている。当該画像形成装置では、現像性能を高めるために、現像に供される現像バイアスの、現像材担持体から像形成担持体へ向かう方向へ現像材を飛翔させる効果を持つ第一のピーク電圧の現像効率を大きくする。かつ、時間平均電圧を第一のピーク電圧変化前後で一定値となるよう、第一のピーク電圧と、逆方向に現像材を飛翔させる第二のピーク電圧の時間比を変化させる。
【０００３】
また、特許文献２には、２成分現像剤を用いた画像形成装置において、画像形成装置を構成する現像装置の環境、経時に対応して、常に所定レベル以上の画像を形成することが可能な画像形成装置が開示されている。当該画像形成装置は、所定印字枚数の印字ジョブの平均原稿印字率を記憶する第１印字率記憶部と、第１印字率記憶部に対応する領域と、その領域に対応する現像バイアスの補正量とを対応づけて記憶する換算テーブルと、を備え、プロセスコントロール時における現像バイアスに対し、前記所定印字枚数における平均原稿印字率に対応する領域が、基準の領域と異なる場合に、前記換算テーブルを用いて現像バイアスを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２１７４７号公報
【特許文献２】特開２００９−２１０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、現像電圧において交流電圧の振幅値のみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の変動に伴う画質の悪化を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様の画像形成装置は、潜像が形成される像保持体と、前記像保持体と対向する現像部材から前記潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置と、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成された現像電圧を前記像保持体と前記現像部材との間に印加する現像用電源と、前記トナー像の画像密度を検知する検知部と、前記画像密度が高くなるにつれて、前記交流電圧における振幅値を下げると共に周波数を上げるように前記現像用電源を制御する制御部と、を備えている。
【０００７】
第２の態様の画像形成装置では、前記制御部は、前記画像密度が低くなるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を上げると共に前記周波数を下げるように前記現像用電源を制御する。
【０００８】
第３の態様の画像形成装置では、前記制御部は、前記現像用電源の電力が予め定めた値を超えないように前記振幅値及び前記周波数を調整する。
【０００９】
第４の態様の画像形成装置では、前記制御部は、前記現像装置において現像剤を交換してからの使用時間の経過に応じて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う。
【００１０】
第５の態様の画像形成装置では、前記制御部は、前記像保持体の駆動時間の経過に応じて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う。
【００１１】
第６の態様の画像形成装置は、少なくとも温度及び湿度のいずれかを含む環境条件を測定する測定部をさらに備え、前記制御部は、高温又は高湿になるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を下げると共に前記周波数を上げる補正を行う。
【００１２】
第７の態様の画像形成装置では、前記制御部は、低温又は低湿になるにつれて、前記交流電圧における前記振幅値を上げると共に前記周波数を下げる補正を行う。
【発明の効果】
【００１３】
第１の態様によれば、現像電圧において交流電圧の振幅値のみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の上昇に伴うかぶりを抑制することができる。
【００１４】
第２の態様によれば、現像電圧において交流電圧の振幅値のみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の低下に伴う現像性の悪化を抑制することができる。
【００１５】
第３の態様によれば、電力に制限を設けずに画質を調整する場合に比べて、電力不足による現像用電源の調整限界に伴う画質の悪化を抑制できる。
【００１６】
第４の態様によれば、現像剤の劣化に応じた補正を行わない場合に比べて、かぶりを抑制することができる。
【００１７】
第５の態様によれば、像保持体の駆動時間の経過に応じた補正を行わない場合に比べて、かぶりを抑制することができる。
【００１８】
第６の態様によれば、温度又は湿度の上昇に伴う補正を行わない場合に比べて、温度又は湿度の上昇に伴うかぶりを抑制することができる。
【００１９】
第７の態様によれば、温度又は湿度の低下に伴う補正を行わない場合に比べて、温度又は湿度の低下に伴う現像性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の画像形成部及びその周辺の用紙搬送部の拡大図である。
【図３】制御系のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】制御装置におけるＣＰＵの機能構成の例を示すブロック図である。
【図５】交流電圧の振幅値と現像率との関係を示す図である。
【図６】交流電圧の振幅値とかぶりのグレードとの関係を示す図である。
【図７】交流電圧の周波数とかぶりのグレードとの関係を示す図である。
【図８】現像剤の経時変化とかぶりのグレードとの関係を示す図である。
【図９】感光体ドラムにおける電荷輸送層の膜厚とかぶりのグレードとの関係を示す図である。
【図１０】本実施形態における調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態における第１補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本実施形態における第２補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態における第３補正処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１０は、筐体１２内に、画像形成部１４、用紙３８を搬送する用紙搬送部１６及び画像形成部１４を制御する制御装置５０を備えている。
【００２２】
（画像形成部）
図２に示すように、画像形成部１４は、矢印Ａ方向に定速回転する像保持体の一例である感光体ドラム２２を備えている。
【００２３】
この感光体ドラム２２の周囲には、感光体ドラム２２の回転方向（図２の矢印Ａで示す時計回り方向）に沿って、デバイスとして、帯電部２４、露光部２６、現像部２８、転写ロール３０、クリーナ３２及びイレーズランプ３４が順に配設されている。現像部２８は現像装置の一例である。
【００２４】
現像部２８の下流側には、濃度センサ６６が配置されている。濃度センサ６６は、感光体ドラム２２上に形成されたトナー像の濃度を検出する。
【００２５】
露光部２６は、ＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）が適用されている。なお、露光部２６は、ＬＰＨに限らず、レーザーを回転するポリゴンミラーに照射し、その反射光を走査する光走査装置であってもよい。
【００２６】
感光体ドラム２２は、帯電部２４によって表面が一様に帯電（予め定めた感光体表面電位で帯電）された後、露光部２６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム２２上に潜像が形成される。なお、感光体ドラム２２は、交換可能な感光体ユニットとされている。
【００２７】
光ビームによって感光体ドラム２２上に形成された潜像には、感光体表面電位Ｖｓと、現像部２８に印加する現像バイアスである現像電圧Ｖｄｅｖとの差電圧Ｖｃｌｎによりトナーが供給（転移）される。つまり、現像部２８は、潜像にトナーを転移させて感光体ドラム２２上にトナー像を形成する。なお、本実施の形態では、トナーがマイナス帯電されている。
【００２８】
また、現像部２８は、感光体ドラム２２に対向し、矢印Ｂ方向に回転駆動される現像部材の一例である現像ロール２８Ａを備える。この現像ロール２８Ａは、非磁性のトナーと磁性のキャリアを含む静電荷像現像剤（不図示；以下単に「現像剤」とも称す）が収容される筐体２８Ｂ内に設置される。現像剤は図示しない現像剤カートリッジに収納されており、後述するＣＰＵ５１が図示しないディスペンスユニットを制御して、現像剤カートリッジに収納された現像剤を筐体２８Ｂ内部に搬送する。
【００２９】
現像ロール２８Ａには、現像電圧として現像用電源２０から直流電圧である直流成分（ＤＣ）に交流電圧である交流成分（ＡＣ）を重畳した重畳電圧が印加される。なお、交流成分の波形は、本実施形態では矩形波であるが、これに限らず、三角波や正弦波であってもよい。また、交流成分の周波数は、５ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下の範囲が好ましい。
【００３０】
現像用電源２０に要求される電力Ｐは、交流電圧における振幅値をＶｐｐ、周波数をｆとすると、次の式１で表すことができる。なお、ＣＤＥＶＥは現像部の静電容量であり、ＣＨＶは定電圧制御用の静電容量である。
【００３１】
【数１】
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【００３２】
つまり、現像用電源２０の電源容量となる電力Ｐは、振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを可変値とすると、交流電圧における振幅値Ｖｐｐの二乗に比例し、周波数ｆに比例する。
【００３３】
また、現像ロール２８Ａの表面に形成された磁気ブラシを感光体ドラム２２に接触させ、重畳電圧である現像電圧を印加する。これにより、キャリアに付着するトナー、つまり、現像ロール２８Ａに保持されたトナーが感光体ドラム２２に対して供給され、感光体ドラム２２表面に形成された潜像がトナー像として現像される。
【００３４】
なお、現像ロール２８Ａは、現像剤の種類に応じて選択されるが、例えば、複数の磁極を有するマグネットロールが挙げられる。筐体２８Ｂの底部には透磁センサ６８が設けられている。透磁センサ６８は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤の透磁率を検出することにより、現像剤のトナー濃度を検出するセンサである。
【００３５】
現像用電源２０を含む現像部２８は、例えば、画像形成装置１０に設けられた制御装置５０に電気的に接続されており、制御装置５０により制御されて、現像ロール２８Ａに現像電圧を印加する。そして、現像ロール２８Ａは、例えば、筐体２８Ｂ内に収容された現像剤を表面に保持して、現像剤に含まれるトナーを現像部２８内から感光体ドラム２２表面へと供給する。なお、キャリアは現像ロール２８Ａに保持されたまま現像部２８内に戻る。
【００３６】
一方、感光体ドラム２２上のトナー像は、転写ロール３０によって、記録媒体としての用紙３８に転写される。以下、トナー像が転写される領域を、「転写部ＴＲ」という場合がある。
【００３７】
転写部ＴＲでの転写後に、感光体ドラム２２に残留しているトナーは、クリーナ３２によって除去され、イレーズランプ３４によって除電された後、再び帯電部２４によって帯電されて、同様の画像形成処理を繰り返すことが可能である。
【００３８】
一方、転写部ＴＲでトナー像が転写された用紙３８は、加圧ローラ４０Ａと加熱ローラ４０Ｂとを備える定着部４０に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙３８上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙３８は装置外へ排出される。
【００３９】
（用紙の搬送系）
図１に示される如く、画像形成装置１０には、画像形成部１４に用紙３８を供給する複数段の供給装置８２が装着されている。
【００４０】
供給装置８２は、例えば普通紙や厚紙といった用紙３８を種類毎に収納する異なる収納容器８４を有する。収納容器８４は、それぞれ画像形成装置１０の筐体１２より外側に引き出し可能になっており、収納容器８４を画像形成装置１０から引き出した状態で用紙３８が装填（補充）される。
【００４１】
供給装置８２は、収納容器８４に収納された最上層の用紙３８を持ち出し、持ち出した用紙３８を画像形成部１４へ向けて搬送する搬送ロール８６を有する。
【００４２】
図１及び図２に示される如く、画像形成装置１０には、用紙３８の搬送に用いられる用紙搬送部１６が形成されている。用紙搬送部１６は、主搬送路８８と、反転搬送路９０と、副搬送路９１とを有する。
【００４３】
主搬送路８８は、何れかの供給装置８２から供給された用紙３８を画像形成部１４に搬送し、画像が形成された用紙３８を画像形成装置１０外に排出するために用いられる。
【００４４】
主搬送路８８に沿って、用紙３８が搬送される方向における上流側から順に、搬送ロール８６と、レジストロール９２と、転写ロール３０と、定着部４０（加圧ローラ４０Ａと加熱ローラ４０Ｂ）と、排出ロール９４とが配置されている。
【００４５】
レジストロール９２は、例えば、供給装置８２側から搬送されてきた用紙３８の先端部を挟んだ状態で一時的に停止させ、転写部ＴＲにトナー像が転写されるタイミングと合致するように用紙３８を転写ロール３０に向けて送り出す。
【００４６】
排出ロール９４は、定着部４０によってトナーが定着された用紙３８を画像形成装置１０外に排出する。
【００４７】
反転搬送路９０は、一方の面にトナー像が定着された用紙３８を反転させつつ、再び画像形成部１４に向けて供給するために用いられる搬送路である。
【００４８】
反転搬送路９０に沿って、例えば、一対の反転搬送ロール９６が適宜配置されている。反転搬送路９０には、排出ロール９４で用紙３８の後端部を挟み込んだ状態で、排出ロール９４が逆回転することで用紙３８が後端部側から供給され、供給された用紙３８が反転搬送ロール９６、９６によって、レジストロール９２の上流の位置へと搬送される。
【００４９】
副搬送路９１は、供給装置８２に収納された用紙３８とは異なる用紙３８を画像形成部１４に供給するための搬送路である。副搬送路９１には、供給用開閉部９８を開いた状態で画像形成装置１０の図１の左側面から用紙３８が供給される。副搬送路９１には、搬送ロール９９が設けられている。搬送ロール９９は、副搬送路９１に供給された用紙３８を画像形成部１４に向けて搬送する。
【００５０】
（その他の構成）
その他、筐体１２の内部には、制御装置５０、通信部６０、温度センサ６２及び湿度センサ６４が備えられている。
【００５１】
通信部６０は、インターネットや、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークに接続されており、外部のＰＣ等との間でネットワークを介して通信が可能とされる。
【００５２】
温度センサ６２は、筐体１２内部の温度を測定する。また、湿度センサ６４は、筐体１２内部の湿度を測定する。
【００５３】
（制御系）
まず、図３を参照して、画像形成装置１０の制御系のハードウェア構成について説明する。
【００５４】
図３に示すように、画像形成装置１０の制御装置５０は、例えばコンピュータで構成される。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、不揮発性メモリ５７、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）５５を備える。そして、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、不揮発性メモリ５７、及びＩ／Ｏ５５がバス５６を介して各々接続されている。
【００５５】
ＣＰＵ５１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２又は不揮発性メモリ５７からプログラムを読み出し、ＲＡＭ５３を作業領域としてプログラムを実行する。本実施形態では、不揮発性メモリ５７に各種処理を実行するための実行プログラムが記憶されている。ＣＰＵ５１は、実行プログラムを実行することで、図４に示す検知部７０、測定部７２及び制御部７４として機能する。
【００５６】
ＲＯＭ５２は、各種プログラム及び各種データを記憶している。ＲＡＭ５３は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。
【００５７】
不揮発性メモリ５７は、供給電力を遮断しても記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるが、ハードディスクを用いてもよい。
【００５８】
Ｉ／Ｏ５５には、画像形成部１４、搬送用モータ群８０、通信部６０、温度センサ６２、湿度センサ６４、濃度センサ６６、及び透磁センサ６８が接続される。ここで、画像形成部１４には、現像電圧を印加するための現像用電源２０が含まれる。また、搬送用モータ群８０には、搬送ロール８６、レジストロール９２、排出ロール９４及び反転搬送ロール９６等を駆動するモータが含まれる。
【００５９】
図４は、ＣＰＵ５１の機能構成の例を示すブロック図である。図４に示すように、ＣＰＵ５１は、検知部７０、測定部７２及び制御部７４を有している。各機能構成は、ＣＰＵ５１が不揮発性メモリ５７に記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって実現される。
【００６０】
検知部７０は、トナー像の画像密度を検知する機能を有する。具体的に、検知部７０は通信部６０において受信した画像データから画像密度を算出する。
【００６１】
測定部７２は、温度及び湿度に係る筐体１２内部の環境条件を測定する機能を有している。測定部７２は、温度センサ６２の信号に基づいて温度を測定し、湿度センサ６４の信号に基づいて湿度を測定する。
【００６２】
制御部７４は、画像形成部１４の各機能を制御する機能を有する。また、本実施形態の制御部７４は現像用電源２０を制御することで、交流電圧における振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを変更する。
【００６３】
（交流電圧と画質との関係について）
まず、用紙３８に形成される画像の密度（以下、単に「画像密度」と称する）と画質には以下（Ａ）及び（Ｂ）の関係がある。
（Ａ）高画像密度で連続印刷をすると、トナー帯電量が低下する。これに伴い、潜像以外の余白部分にトナーが排出されるかぶりが発生する。かぶりは、画像密度が高くなるほど悪化する。
（Ｂ）低画像密度で連続印刷をすると、トナー帯電量が上昇する。これに伴いトナーの現像性が悪化する。現像性は画像密度が低くなるほど悪化する。
【００６４】
一方、交流電圧における振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆと画質との間には以下（１）〜（６）の関係があることが、図５〜図９に示す実験結果、及び周知のデータから知られている。
（１）図５に示すように、交流電圧の振幅値Ｖｐｐを上げると現像性が改善する。なお、図５における、現像率は現像ロール２８Ａから感光体ドラム２２へのトナーの転移率に相当する。
（２）図６に示すように、交流電圧の振幅値Ｖｐｐを上げると僅かであるがかぶりは悪化する。なお、図６におけるグレード（Ｇ）は、かぶりに関する標準限度見本（富士ゼロックス株式会社製の限度見本）において、かぶりの程度毎に定められた評価指標であって、グレードが高くなるほどかぶりが悪化することを示す。なお、上記（１）を踏まえると、振幅値Ｖｐｐを上げた場合、かぶりの悪化よりも現像性の改善効果の方が大きい。
（３）図７に示すように、交流電圧の周波数ｆを上げるとかぶりは改善する。
（４）図８に示すように、現像剤（キャリア）が（劣化する）ほどトナー帯電量は低下するため、かぶりは悪化する。
（５）図９に示すように、感光体ドラム２２における電荷輸送層（ＣＴＬ）の膜厚が薄くなるほどかぶりは悪化する。
（６）一般的に、高温多湿になるほどトナー帯電量は低下するため、かぶりが悪化することが知られている。
【００６５】
上記（Ａ）及び（Ｂ）の課題と（１）〜（６）の関係を踏まえ、本実施形態のＣＰＵ５１は現像用電源２０の電力Ｐが予め定めた値（例えば、現像用電源２０の電源容量である最大電力）の範囲内において振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを変更することとした。これにより、画質の悪化、つまり、かぶりの発生や現像性の悪化を抑制することができる。なお、ＣＰＵ５１では、電力Ｐの上限値を監視しつつ振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを変更してもよいし、予め設定値が規定されたテーブルを参照して振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを変更してもよい。
【００６６】
（作用）
以下、図１０〜図１３において、フローチャートを用いてＣＰＵ５１による現像用電源２０の制御について説明する。
【００６７】
図１０は、画像密度に対する振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの調整処理に係るフローチャートである。
【００６８】
ステップＳ１００において、印刷ジョブの開始に伴い、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆに対して初期値を設定する。なお、後述する第１〜第３補正処理が実行されている場合は補正後の値が設定される。そして次のステップＳ１０１に進む。
【００６９】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ５１は画像密度につき、予め規定された標準値を設定する。そして次のステップＳ１０２に進む。
【００７０】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ５１は通信部６０において受信した画像データから画像密度を算出する。そして次のステップＳ１０３に進む。
【００７１】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ５１は画像密度が増加しているか、つまり、ステップＳ１０２にて算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも高いか否かを判定する。ＣＰＵ５１は算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも高い（増加している）と判定した場合、次のステップＳ１０４に進む。一方、ＣＰＵ５１は算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも高くない（増加していない）、すなわち現在設定されている画像密度以下であると判定した場合、ステップＳ１０５に進む。
【００７２】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から下げると共に、周波数ｆを現在の値から上げる調整を行う。そしてステップＳ１０７に進む。
【００７３】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ５１は画像密度が減少しているか、つまり、ステップＳ１０２にて算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも低いか否かを判定する。ＣＰＵ５１は算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも低い（減少している）と判定した場合、次のステップＳ１０６に進む。一方、ＣＰＵ５１は算出された画像密度が現在設定されている画像密度よりも低くない（減少していない）、すなわち現在設定されている画像密度と同じであると判定した場合、ステップＳ１０７に進む。つまり、画像密度に変化がない場合、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの値を維持する。
【００７４】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から上げると共に、周波数ｆを現在の値から下げる調整を行う。そして次のステップＳ１０７に進む。
【００７５】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ５１は印刷ジョブが終了したか否かを判定する。ＣＰＵ５１は印刷ジョブが終了したと判定した場合、調整処理を終了する。一方、ＣＰＵ５１は印刷ジョブが終了していないと判定した場合、ステップＳ１０２に戻る。
【００７６】
図１１は、現像部２８において現像剤を交換してからの経過時間に対する振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの変更を行う第１補正処理に係るフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ２００において、ＣＰＵ５１は現像部２８において新たな現像剤が補充されてからの経過時間を取得する。すなわち、現像部２８において現像剤を交換し、補充された新たな現像剤の使用時間を取得する。本実施形態における使用時間は、現像剤を交換した後の現像部２８の駆動時間の累積値である。そして次のステップＳ２０１に進む。
【００７８】
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ５１は現像剤が交換されたか否かを判定する。ＣＰＵ５１は現像剤が交換されたと判定した場合、次のステップＳ２０２に進む。一方、ＣＰＵ５１は現像剤が交換されていないと判定した場合、ステップＳ２０３に進む。
【００７９】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆに対して初期値を設定する。そして第１補正処理を終了する。
【００８０】
ステップＳ２０３において、ＣＰＵ５１は現像部２８において現像剤が交換されてからの新たな現像剤の使用時間が予め定められた時間を経過したか否かを判定する。ＣＰＵ５１は現像剤の使用時間が予め定められた時間を経過したと判定した場合、次のステップＳ２０４に進む。なお、現像剤の使用時間が「予め定められた時間」を経過した場合、「予め定められた時間」には、次に補正を予定している使用時間が設定される。一方、ＣＰＵ５１は現像剤の使用時間が予め定められた時間を経過していないと判定した場合、第１補正処理を終了する。つまりこの場合、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの値を維持する。
【００８１】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から下げると共に、周波数ｆを現在の値から上げる調整を行う。そして第１補正処理を終了する。
【００８２】
図１２は、感光体ユニットの駆動時間に対する振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの変更を行う第２補正処理に係るフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ２５０において、ＣＰＵ５１は感光体ユニットを使用開始してからの駆動時間を取得する。そして次のステップＳ２５１に進む。
【００８４】
ステップＳ２５１において、ＣＰＵ５１は感光体ユニットが交換されたか否かを判定する。ＣＰＵ５１は感光体ユニットが交換されたと判定した場合、次のステップＳ２５２に進む。一方、ＣＰＵ５１は感光体ユニットが交換されていないと判定した場合、ステップＳ２５３に進む。
【００８５】
ステップＳ２５２において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆに対して初期値を設定する。そして第２補正処理を終了する。
【００８６】
ステップＳ２５３において、ＣＰＵ５１は感光体ユニットの駆動時間が予め定められた時間を経過したか否かを判定する。ＣＰＵ５１は感光体ユニットの駆動時間が予め定められた時間を経過したと判定した場合、次のステップＳ２５４に進む。なお、感光体ユニットの駆動時間が「予め定められた時間」を経過した場合、「予め定められた時間」には、次に補正を予定している駆動時間が設定される。一方、ＣＰＵ５１は感光体ユニットの駆動時間が予め定められた時間を経過していないと判定した場合、第２補正処理を終了する。つまりこの場合、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの値を維持する。
【００８７】
ステップＳ２５４において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から下げると共に、周波数ｆを現在の値から上げる調整を行う。そして第２補正処理を終了する。
【００８８】
図１３は、筐体１２内部の温度及び湿度に対する振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの変更を行う第３補正処理に係るフローチャートである。
【００８９】
ステップＳ３００において、ＣＰＵ５１は温度センサ６２により筐体１２内部の温度を測定し、湿度センサ６４により筐体１２内部の湿度を測定する。そして次のステップＳ３０１に進む。
【００９０】
ステップＳ３０１において、ＣＰＵ５１はステップＳ３００にて測定した温度及び湿度が前回（例えば、電源投入時）測定した温度及び湿度よりも大きいか否か、換言すると高温多湿か否かを判定する。ＣＰＵ５１は測定した温度及び湿度が前回測定した温度及び湿度よりも大きいと判定した場合、次のステップＳ３０２に進む。一方、ＣＰＵ５１は測定した温度及び湿度が前回測定した温度及び湿度よりも大きくない、すなわち前回の温度及び湿度以下であると判定した場合、ステップＳ３０３に進む。
【００９１】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から下げると共に、周波数ｆを現在の値から上げる調整を行う。そして、第３補正処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ３０３において、ＣＰＵ５１はステップＳ３００にて測定した温度及び湿度が前回（例えば、電源投入時）測定した温度及び湿度よりも小さいか否か、換言すると低温低湿か否かを判定する。ＣＰＵ５１は測定した温度及び湿度が前回測定した温度及び湿度よりも小さいと判定した場合、次のステップＳ３０４に進む。一方、ＣＰＵ５１は測定した温度及び湿度が前回測定した温度及び湿度よりも小さくない、すなわち前回の温度及び湿度と同じであると判定した場合、第３補正処理を終了する。つまり、温度及び湿度が変化しない場合、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの値を維持する。
【００９３】
ステップＳ３０４において、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを現在の値から上げると共に、周波数ｆを現在の値から下げる調整を行う。そして、第３補正処理を終了する。
【００９４】
（実施形態まとめ）
本実施形態の画像形成装置１０は、画像密度の変化、消耗部品の状態、画像形成環境の変化に伴う画質の悪化について、現像電圧を構成する交流電圧の特性を変えることにより抑制している。具体的には、制御部としてのＣＰＵ５１が現像用電源２０を制御し、画像密度の変化に応じて交流電圧の振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを調整し、消耗部品の状態及び画像形成環境の変化に応じて交流電圧の振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを補正している。本実施形態では、消耗部品の状態及び画像形成環境の変化による振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの補正を行った上で、画像密度の変化による振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの調整を行っている。
【００９５】
この調整及び補正の何れの場合においても、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを下げた場合には周波数ｆを上げ、振幅値Ｖｐｐを上げた場合には周波数ｆを下げている。上記式１のように、現像用電源２０における電力Ｐは、交流電圧における振幅値Ｖｐｐの二乗に比例し、周波数ｆに比例する。そのため、本実施形態では、振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを常に逆方向に制御することで、交流電圧の振幅値Ｖｐｐのみで画質を制御する場合と比べて、電力Ｐの増大を抑制することができる。
【００９６】
そして、本実施形態では、高画像密度での連続印刷に伴いトナー帯電量が低下し、かぶりの発生のおそれがある場合、ＣＰＵ５１は低画像密度の場合と比べて振幅値Ｖｐｐを下げると共に周波数ｆを上げる調整を行う。これにより、本実施形態は、交流電圧の振幅値Ｖｐｐのみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の上昇に伴うかぶりを抑制することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、低画像密度での連続印刷に伴いトナー帯電量が増加し、現像性が悪化するおそれがある場合、ＣＰＵ５１は高画像密度の場合と比べて振幅値Ｖｐｐを上げると共に周波数ｆを下げる調整を行う。これにより、本実施形態は、交流電圧の振幅値Ｖｐｐのみで画質を制御する場合に比べて、限られた電源容量で画像密度の低下に伴う現像性の悪化を抑制することができる。
【００９８】
特に、本実施形態では、ＣＰＵ５１が電力Ｐに対して予め定めた値、つまり上限を設けて振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを調整するとよい。これにより、電力に制限を設けずに画質を調整する場合に比べて、電力不足による現像用電源２０の調整限界に伴う画質の悪化を抑制できる。本実施形態によれば、電源容量を有効活用でき、現像用電源２０に係るコストを抑制することができる。なお、電源容量のなかで、ユーザによる選択、現像剤のトナー濃度、帯電量、前後の画像の画像密度等から、振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆのどちらか一方を優先して変化するようにしてもよい。
【００９９】
また、ＣＰＵ５１が交流電圧の振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを調整する場合、画像データから算出した画像密度が予め定められた閾値を超えた場合に調整してもよいし、算出した画像密度が増減する都度に調整してもよい。さらに、本実施形態のＣＰＵ５１は画像データから算出した画像密度を基に振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを調整しているが、これに限らない。例えば、濃度センサ６６が感光体ドラム２２に形成されたトナー像を検知して、ＣＰＵ５１が画像密度を解析することにより、振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを調整してもよい。
【０１００】
また、本実施形態では、現像剤の劣化による帯電量の低下に伴うかぶりの発生を抑制すべく、現像部２８において新たな現像剤に交換してからの経過時間に応じて、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを下げると共に周波数ｆを上げる補正を行っている。これにより、本実施形態は、現像剤の劣化に応じた補正を行わない場合に比べて、かぶりを抑制することができる。一方、現像剤が交換されることで現像部２８に新たな現像剤が補充された場合には、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを初期値にリセットする。
【０１０１】
なお、本実施形態のＣＰＵ５１は現像部２８に新たな現像剤が補充されてからの経過時間に応じて振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを補正しているが、これに限らない。例えば、透磁センサ６８により検出された透磁率からＣＰＵ５１は現像剤のトナー濃度を推定すると共に、ＣＰＵ５１はトナー濃度の変化に応じて振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを補正してもよい。
【０１０２】
また、本実施形態では、感光体ドラム２２における電荷輸送層（ＣＴＬ）の膜厚が薄くなることによるトナー帯電量の低下に伴うかぶりの発生を抑制すべく、感光体ユニットを交換してからの駆動時間の経過に応じて、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐを下げると共に周波数ｆを上げる補正を行っている。これにより、本実施形態は、感光体ドラム２２の駆動時間の経過に応じた補正を行わない場合に比べて、かぶりを抑制することができる。一方、感光体ユニットが交換されることで現像部２８に新たな感光体ユニットが設置された場合には、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを初期値にリセットする。
【０１０３】
なお、本実施形態のＣＰＵ５１は感光体ユニットを交換してからの駆動時間に応じて振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを補正しているが、これに限らない。例えば、感光体ドラム２２に隣接して図示しない表面電位センサを設け、ＣＰＵ５１は実際に測定した帯電量を基に振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを補正してもよい。
【０１０４】
また、本実施形態では、温度又は湿度の上昇に伴いトナー帯電量が低下し、かぶりの発生のおそれがある場合、ＣＰＵ５１は温度又は湿度が低い場合と比べて振幅値Ｖｐｐを下げると共に周波数ｆを上げる補正を行う。これにより、本実施形態は、温度又は湿度の上昇に伴う補正を行わない場合に比べて、かぶりを抑制することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、温度又は湿度の低下に伴いトナー帯電量が増加し、現像性が悪化するおそれがある場合、ＣＰＵ５１は温度又は湿度が高い場合と比べて振幅値Ｖｐｐを上げると共に周波数ｆを下げる補正を行う。これにより、本実施形態は、温度又は湿度の低下に伴う補正を行わない場合に比べて、現像性の悪化を抑制することができる。
【０１０６】
なお、振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆの変更を行う場合、ＣＰＵ５１は振幅値Ｖｐｐ及び周波数ｆを連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。
【０１０７】
本実施形態は、１つの画像形成部１４を備える単色印刷用の画像形成装置１０として説明したが、これに限らず、複数の画像形成部を備えるカラー印刷用の画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０    画像形成装置
２０    現像用電源
２２    感光体ドラム（像保持体の一例）
２８    現像部（現像装置の一例）
２８Ａ  現像ロール（現像部材の一例）
７０    検知部
７２    測定部
７４    制御部
【図１】
2020052092.tif 000004
【図２】
2020052092.tif 000005
【図３】
2020052092.tif 000006
【図４】
2020052092.tif 000007
【図５】
2020052092.tif 000008
【図６】
2020052092.tif 000009
【図７】
2020052092.tif 000010
【図８】
2020052092.tif 000011
【図９】
2020052092.tif 000012
【図１０】
2020052092.tif 000013
【図１１】
2020052092.tif 000014
【図１２】
2020052092.tif 000015
【図１３】
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