(57)【要約】【課題】画像の濃度の変化を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、新しい現像器２４が装着された場合、装着された現像器２４の種類を判別し、判別した種類に対応する設定情報を、露光量設定テーブルから選択して設定する。画像形成装置は、新しい現像器２４が装着されてからの印字枚数をカウントしており、設定した設定情報に基づいて、印字枚数に対応する露光量を設定する。露光量は、現像器２４の使用開始直後では最も高い値に制御され、印字枚数の増加に伴って低い値に制御される。また、印字枚数の増加に伴って低下される露光量の低下量が、印字枚数の増加に伴って少なくなるように、印字枚数に対応する露光量が制御される。【選択図】図３
2011053632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体を所定の電位に帯電させる帯電器と、該帯電器によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記像担持体の帯電面に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像器と、前記露光器による露光量を制御する制御部とを備える画像形成装置において、
前記現像器が装着されてからの印写枚数又は前記現像器の動作時間を計測する計測部と、
装着された前記現像器の現像剤に係る種類を判別する判別部とを備え、
前記制御部は、前記判別部が判別した種類に対応して、前記計測部の計測結果の増加に伴って減少するように前記露光量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、形成される画像の一画素に対応する前記露光器の露光時間を、前記計測部の計測結果の増加に伴って段階的に短くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、形成される画像の一画素に対応する前記露光器の露光強度を、前記計測部の計測結果の増加に伴って段階的に弱くなるように制御することを特徴とする請求項１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、電子写真方式によって画像データに基づく画像を用紙上に形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを採用した画像形成装置は、帯電器を用いて帯電させた感光体ドラム（像担持体）に対して、処理対象の画像データに基づいて露光することにより感光体ドラム上に静電潜像を形成する。また、画像形成装置は、帯電させたトナー（現像剤）を、現像器によって静電潜像に供給し、感光体ドラム上にトナー像を形成し、形成されたトナー像を転写器によって感光体ドラムから用紙上に転写する。そして、画像形成装置は、用紙上に転写されたトナー像を定着器によって用紙上に定着させ、用紙上に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置では、一般的に、トナーカートリッジ（現像器）の使用開始直後でのトナーの帯電量が高く、時間の経過に伴ってトナーの帯電量が低下する傾向がある。よって、トナーカートリッジの使用開始直後から所定時間の間では、感光体ドラム上に現像されるトナーの濃度が低く、用紙上に形成される画像の濃度が低いという問題がある。また、時間の経過に伴って、感光体ドラム上に現像されるトナーの濃度が高くなることにより、用紙上に形成される画像の濃度が高くなるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するために、特許文献１では、画像形成を行なった累積プリント枚数と、連続して画像形成を行なった連続プリント枚数とに応じて、感光体ドラムへの露光エネルギーを制御する技術が提案されている。また、特許文献２では、現像ローラの回転総時間又はプリント枚数に応じて、感光体ドラムへの露光エネルギーを制御する技術が提案されている。このように感光体ドラムへの露光エネルギーを制御することにより、現像器に印加される現像バイアス（トナーの帯電量）と、露光後の感光体ドラムの帯電電位との電位差が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−１０７２７１号公報
【特許文献２】特開平０９−２５８５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した各技術は、画像形成装置で使用されるトナーカートリッジの種類に拘わらず、プリント枚数又は現像ローラの回転総時間等に応じて、感光体ドラムに対する露光エネルギーを制御する構成である。即ち、同一の画像形成装置で使用できるトナーカートリッジの種類が複数あることは想定されていない。しかしながら、画像形成装置は、例えば、トナーの初期充填量が異なるトナーカートリッジの使用が可能に構成されている場合がある。
【０００７】
トナーの初期充填量が異なるトナーカートリッジでは、トナーの初期帯電量も異なるので、トナーカートリッジの使用開始直後における画像の初期濃度の低さも異なる。また、時間の経過に伴って低下するトナーの帯電量の変化量も異なる。従って、使用中のトナーカートリッジの種類に拘わらず同一の制御を行なった場合、異なる種類のトナーカートリッジ間において、画像の濃度を制御する際の制御精度が異なり、画像の濃度を一定に保てないという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用されるトナーカートリッジの種類及びトナーカートリッジの使用開始からの経過時間に拘わらず画像の濃度を保つことが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体を所定の電位に帯電させる帯電器と、該帯電器によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記像担持体の帯電面に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像器と、前記露光器による露光量を制御する制御部とを備える画像形成装置において、前記現像器が装着されてからの印写枚数又は前記現像器の動作時間を計測する計測部と、装着された前記現像器の現像剤に係る種類を判別する判別部とを備え、前記制御部は、前記判別部が判別した種類に対応して、前記計測部の計測結果の増加に伴って減少するように前記露光量を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、制御部が、現像器が装着されてからの印写枚数又は現像器の動作時間の増加に伴って、露光器が像担持体に露光する露光量を減少させる。また、判別部が、装着された現像器の現像剤の種類を判別し、制御部が、判別された種類に対応して、印写枚数又は現像器の動作時間に応じた露光量に制御する。よって、制御部は、使用されるトナーカートリッジ（現像器）の種類に応じて、露光量に対して異なる制御を行なうので、トナーカートリッジの種類毎に適切な制御が可能となる。なお、帯電器による像担持体の帯電電位が一定である場合に、像担持体への露光量が増加（又は減少）されると、露光後の像担持体の帯電電位が下がる（又は上がる）。従って、印写枚数又は現像器の動作時間の増加に伴って露光量を減少させることにより、現像器に印加される現像バイアス（トナーの帯電量）と、露光後の感光体ドラムの帯電電位との差（現像電位差）が小さくなるように制御できる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、前記制御部は、形成される画像の一画素に対応する前記露光器の露光時間を、前記計測部の計測結果の増加に伴って段階的に短くなるように制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、前記制御部は、形成される画像の一画素に対応する前記露光器の露光強度を、前記計測部の計測結果の増加に伴って段階的に弱くなるように制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、制御部は、一画素に対応する露光器の露光時間を、計測部の計測結果の増加に伴って段階的に短く制御する。又は、制御部は、一画素に対応する露光器の露光強度を、計測部の計測結果の増加に伴って段階的に弱く制御する。これにより、露光器の種類に応じて、露光時間又は露光強度を制御することによって、像担持体への露光量が容易に制御される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、現像器が装着されてからの印写枚数又は現像器の動作時間の増加に伴って、露光器が像担持体に露光する露光量が減少されることにより、現像電位差が減少される。よって、画像形成装置は、トナーカートリッジの使用開始直後における画像の初期濃度を上昇させることができると共に、時間の経過に伴って低下するトナーの帯電量に基づく過剰現像を防止することができる。また、使用されるトナーカートリッジの種類に応じて、露光量に対して異なる制御が行なわれるので、いずれのトナーカートリッジを用いた場合であっても、制御精度が低下せず、画像の濃度を一定に保つことができる。
【００１５】
本発明では、一画素に対応する露光強度が予め決められている露光器、又は一画素に対応する露光時間が予め決められている露光器等、露光器の種類に応じて、露光時間又は露光強度が制御されることにより、像担持体への露光量が制御される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の画像形成装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】露光量設定テーブルの格納内容を示す模式図である。
【図３】画像形成部の構成を示す模式図である。
【図４Ａ】画像形成装置に装着された現像器と画像形成装置本体との電気的な接続機構を説明するための模式図である。
【図４Ｂ】画像形成装置に装着された現像器と画像形成装置本体との電気的な接続機構を説明するための模式図である。
【図５】現像器が装着された場合に制御部が行なう処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置による印字処理の手順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】
【００１７】
以下に、本発明に係る画像形成装置について、その実施形態を示す図面に基づいて詳述する。以下では、本発明に係る画像形成装置が、原稿の画像を読み取るスキャナ機能、画像データに基づいてコピー用紙、ＯＨＰ(Over Head Projector)シート等の用紙上に画像を形成するプリンタ機能を有する構成を例に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、上述した各機能の他に、ネットワークを介して外部の装置との間でデータを送受信する通信機能、モデムを介して外部のファクシミリ装置との間でデータを送受信するファクシミリ機能等を有する構成でもよい。
【００１８】
図１は本発明の画像形成装置の内部構成を示すブロック図である。本発明の画像形成装置１は、制御部２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４、画像メモリ５、スキャナ部６、表示部７、操作部８、画像形成部２０等を備える。上述したハードウェア各部はそれぞれバスを介して相互に接続されている。
【００１９】
制御部２は、具体的にはＣＰＵ(Central Processing Unit)又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等である。制御部２は、バスを介して接続される上述したようなハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ３に格納されている制御プログラムを適宜実行する。ＲＯＭ３は、画像形成装置１を本発明の画像形成装置として動作させるために必要な種々の制御プログラム、図２に示すような露光量設定テーブル３１等を予め記憶している。ＲＡＭ４は、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等の揮発性のメモリであり、制御部２による制御プログラムの実行時に発生するデータを一時的に記憶する。制御部２が、ＲＯＭ３に記憶してある制御プログラムをＲＡＭ４に読み出して順次実行することにより、画像形成装置１が本発明の画像形成装置としての動作を行なう。
【００２０】
スキャナ部６は、原稿に対して読取用の光を照射する光源、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）ラインセンサ等を備えた読取部である。スキャナ部６は、光源をＣＣＤラインセンサの長辺方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に走査させつつ読取処理を行なうことにより、２次元画像を読み取る。スキャナ部６は、ＣＣＤラインセンサによって、原稿から反射されてきた光をアナログの電気信号に変換し、画像信号として取得する。また、スキャナ部６はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を有しており、取得したアナログの画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施し、デジタルの画像信号（画像データ）に変換し、取得した画像データを画像メモリ５へ出力する。
【００２１】
なお、スキャナ部６は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）を利用したスキャナでもよい。また、スキャナ部６は、所定の原稿載置台上に載置された原稿を静止させた状態で読み取るＦＢＳ(Flat Bed Scanner)であってもよい。更に、スキャナ部６は、所定の原稿載置台上に積層された原稿束からＡＤＦ（Automatic Document Feeder ）機構によって１枚ずつ分離して搬送されてくる原稿を順次読み取る構成であってもよい。
【００２２】
画像メモリ５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性のメモリである。画像メモリ５は、スキャナ部６が原稿を読み取って取得した画像データをページ単位で一時的に記憶する。画像メモリ５に記憶された画像データは、制御部２の指示に従って読み出され、画像形成部２０へ出力される。なお、画像形成装置１が、外部装置から画像データを受信する構成である場合、画像メモリ５は、外部装置から受信された画像データも記憶する。
【００２３】
表示部７は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）であり、画像形成装置１の動作状況、ユーザに通知すべき情報、操作部８を介して入力された情報等を表示する。操作部８は、ユーザが画像形成装置１を操作するために必要な各種の操作キーを備えている。ユーザがいずれかの操作キーを操作した場合、操作部８は、操作された操作キーに対応して制御信号を制御部２へ送出し、制御部２は、操作部８から取得した制御信号に対応した処理を実行する。なお、表示部７及び操作部８の一部又は全部は、タッチパネルとして構成されてもよい。
【００２４】
画像形成部２０は、電子写真方式のプリンタ装置である。画像形成部２０は、画像メモリ５から出力された画像データに基づく画像を、ハードコピーとしてＡ３縦，Ｂ４縦，Ａ４縦，Ｂ５横及びＡ５横等の各サイズの記録用紙又はＯＨＰシート等から最適なサイズのものを選択して記録（印刷）する。従って、画像形成部２０は、スキャナ部６が原稿を読み取って取得した画像データに基づく画像の形成を実行する。
【００２５】
上述した構成の画像形成装置１は、スキャナ部６によって原稿から読み取った画像データに基づいて、画像形成部２０によって用紙上に画像を形成する複写機として動作する。また、画像形成装置１は、外部装置との間でデータの送受信が可能である場合、スキャナ部６によって得られた画像データを外部装置へ送信するネットワークスキャナとして動作する。更に、画像形成装置１は、外部装置から受信した画像データに基づいて、画像形成部２０によって用紙上に画像を形成するネットワークプリンタとして動作する。
【００２６】
また、画像形成装置１は、外部のファクシミリ装置との間でデータの送受信が可能である場合、スキャナ部６によって得られた画像データを外部のファクシミリ装置へ送信するファクシミリ送信装置として動作する。更に、画像形成装置１は、外部のファクシミリ装置から受信したデータに基づいて、画像形成部２０によって用紙上に画像を形成するファクシミリ受信装置として動作する。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置１は、上述した構成のほかに、例えば、スキャナ部６によって原稿を読み取って得られた画像データを符号化するためのコーデック、符号化された画像データを復号するためのコーデック等を備えてもよい。更に、本実施形態の画像形成装置１は、符号化された符号化データを蓄積しておくためのイメージメモリを備えてもよい。
【００２８】
図２は露光量設定テーブル３１の格納内容を示す模式図である。露光量設定テーブル３１には、画像形成装置１で使用できる現像器２４（図３参照）の種類（仕様）毎に、各種類に対応する設定情報が登録されている。設定情報は、印字枚数（印写枚数）に対応する露光量設定値である。なお、露光量設定値（露光量）は、画像形成制御回路２８（図３参照）が露光器２３（図３参照）を制御することによって、露光器２３が感光体ドラム２１（図３参照）の表面を露光する露光量を示す。
【００２９】
図２では、現像器２４の種類は、仕様Ａ、仕様Ｂ、仕様Ｃで示されているが、現像器２４の製品番号又は型番等であってもよい。なお、本実施形態の画像形成装置１は、３種類の現像器２４の装着が可能であるので、露光量設定テーブル３１には３種類の設定情報が登録されている。しかし、画像形成装置１は、２種類又は４種類以上の現像器２４の装着が可能であってもよく、この場合、露光量設定テーブル３１に２種類又は４種類以上の設定情報が登録される。
【００３０】
露光量設定テーブル３１に登録されている設定情報は、現像器２４の種類毎に予め設定された情報である。しかし、露光量設定テーブル３１を書き換え可能なメモリに格納させておき、ユーザ又はサービスマンによって更新できるようにしてもよい。なお、本実施形態では、現像器２４の種類（仕様）が異なる場合、初期充填されているトナーの量が異なる現像器を想定しているが、例えば、充填されているトナーの色又は電気的性質等の因子が異なる現像器であってもよい。
【００３１】
次に、画像形成部２０の構成について詳述する。図３は画像形成部２０の構成を示す模式図である。画像形成部２０は、像担持体としての感光体ドラム２１を備える。感光体ドラム２１の周囲には時計回りに、帯電器２２、露光器２３、現像器２４、転写ローラ２５、メモリ除去ブラシ２６等が配置されている。
【００３２】
感光体ドラム２１は、例えば、アルミドラムの外周面に感光層が形成されており、図示しないモータからの制御に従って、所定の速度で時計回りに回転する。本実施形態の画像形成装置１は、像担持体として感光体ドラム２１を備える構成であるが、ドラム状の感光体に限らず、例えばベルト状に形成された感光体を用いてもよい。
【００３３】
帯電器２２は、例えば、スコロトロン型のコロナチャージャーであり、感光体ドラム２１の表面を所定の電位に均一的に帯電させる。なお、本実施形態の帯電器２２は、感光体ドラム２１の表面をプラス極性に帯電させる。図３に示した帯電器２２は、タングステン又はステンレススチール等で構成されたコロナワイヤ２２１を用いたチャージャー型帯電器であり、コロナワイヤ２２１は、帯電バイアス用高圧電源２２２に接続されている。帯電バイアス用高圧電源２２２によって帯電器２２に帯電バイアスが印加された場合、コロナワイヤ２２１と感光体ドラム２１との間にコロナ放電が発生し、コロナワイヤ２２１の周囲の空気が電離してイオンが発生する。発生したイオンが感光体ドラム２１の表面へ導かれることにより、感光体ドラム２１の表面が帯電する。
【００３４】
本実施形態の帯電器２２は、スコロトロン型の帯電器のほかに、コロトロン型の帯電器であってもよく、また、コロナワイヤ２２１の代わりに、針状又は鋸状の電極を用いた帯電器であってもよい。更に、帯電器２２は、チャージャー型以外に、導電性ゴムローラを用いたローラ型又はファーブラシを用いたブラシ型等の帯電器であってもよい。
【００３５】
露光器２３は、レーザ光を照射するレーザダイオードを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ：Laser Scanning Unit）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）をアレイ状に並べたＬＥＤプリントヘッド等である。露光器２３は、画像メモリ５から取得した印刷用の画像データに基づいて発光し、帯電器２２により帯電された感光体ドラム２１の表面に光を照射して感光体ドラム２１上のプラス電荷を除去する。これにより、印刷用の画像データに応じた静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成される。
【００３６】
なお、露光器２３は、画像形成制御回路２８に接続されており、画像形成制御回路２８は、露光器２３が感光体ドラム２１に対して露光する露光量を制御する。画像形成制御回路２８は、形成される画像の一画素に対応する露光器２３の露光時間、又は、一画素に対応して露光器２３が発光する光強度を制御することにより、露光器２３による露光量を制御する。
【００３７】
例えば、露光器２３がＬＳＵである場合、画像形成制御回路２８は、レーザ光を発光させるか否かを指示するための信号のデューティー比を変更することにより、形成される画像の一画素に対応する露光器２３の露光時間を変更する。また、露光器２３がＬＥＤプリントヘッドである場合、画像形成制御回路２８は、発光タイミングを指示するためのストローブ信号の長さを変更することにより、一画素に対応する露光器２３の露光時間を変更する。
【００３８】
更に、露光器２３がＬＳＵである場合、画像形成制御回路２８は、レーザ光を照射するレーザダイオードに印加する電圧を変更することにより、一画素に対応して露光器２３が発光する光強度を変更する。また、露光器２３がＬＥＤプリントヘッドである場合、画像形成制御回路２８は、ＬＥＤアレイに印加する電圧を変更することにより、一画素に対応して露光器２３が発光する光強度を変更する。
【００３９】
現像器２４は、例えば、非磁性１成分トナー（現像剤）を収納すると共に、トナーを感光体ドラム２１の表面に供給するための現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２を備える。現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２は、図示しないモータからの制御に従って所定の速度で反時計回りに回転する。また、現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２は、現像バイアス用高圧電源２４３に接続されている。現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２は、現像バイアス用高圧電源２４３によって現像バイアスが印加された場合、現像器２４に収納されているトナーをプラス極性に帯電させると共に、帯電させたトナーを感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に対して供給する。
【００４０】
プラス極性に帯電しているトナーは、感光体ドラム２１の表面においてレーザ光によってプラス電荷が除去された部分に吸着し、これにより、現像器２４は、感光体ドラム２１上の静電潜像を顕像化したトナー像（トナーによる画像）を形成する。なお、静電潜像に吸着されるトナーの量は、現像バイアス値と、静電潜像における帯電量（露光後の感光体ドラム２１の表面電位）との差（現像電位差）が大きくなるほど多くなる。また、トナーは、非磁性１成分トナーに限定されない。
【００４１】
転写ローラ２５は、図示しないモータからの制御に従って所定の速度で反時計回りに回転しつつ、搬送路Ｐに沿って搬送されてくる用紙を感光体ドラム２１に押圧する。また、転写ローラ２５は、転写バイアス用高圧電源２５１に接続されている。転写ローラ２５は、転写バイアス用高圧電源２５１によって転写バイアスが印加された場合、搬送路Ｐに沿って搬送されてくる用紙に、トナーの帯電極性（ここでは、プラス極性）とは逆極性（ここでは、マイナス極性）の高電圧を印加する。転写ローラ２５は、マイナス極性に帯電させた用紙を感光体ドラム２１の表面に押し付けることにより、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を用紙上に転写させる。感光体ドラム２１上のトナー像を用紙上に転写させる方式としては、ローラ転写方式のほかに、コロナ転写方式、ブラシ転写方式及びベルト転写方式等が利用できる。
【００４２】
なお、搬送路Ｐにおいて、転写ローラ２５の下流側には、転写ローラ２５によって用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着器２７が設けられている。定着器２７は、ヒータが内蔵された加熱ローラ２７１と、加熱ローラ２７１に圧接された加圧ローラ２７２とを備える。加熱ローラ２７１は、図示しないモータからの制御に従って所定の速度で時計回りに回転し、加圧ローラ２７２は、図示しないモータからの制御に従って所定の速度で反時計回りに回転する。
【００４３】
転写ローラ２５によってトナー像が転写された用紙は、搬送路Ｐに沿って定着器２７へ向けて搬送される。定着器２７は、搬送されてきた用紙を、ヒータによって所定の定着温度に保たれた加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２との間に挟んで回転させ、加熱ローラ２７１及び加圧ローラ２７２からの熱及び圧力によりトナー像を用紙上に熱定着させる。トナー像を定着された用紙は、図示しない搬送ローラによって搬送され、排出トレイへ排出される。
【００４４】
メモリ除去ブラシ２６は、メモリ除去ブラシ用高圧電源２６１に接続されており、メモリ除去ブラシ用高圧電源２６１によって電圧が印加された場合、感光体ドラム２１の表面に残留している電荷を除去する。なお、感光体ドラム２１の表面の電荷を除去する構成としては、メモリ除去ブラシ２６のほかに、ローラ状又は針状の電極を用いた帯電器、コロトロン型又はスコロトロン型の帯電器等を用いてもよい。
【００４５】
本実施形態の画像形成部２０は、図３に示した構成のほかに、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を用紙上に転写した後に感光体ドラム２１の表面に付着している紙粉を除去するためのクリーナーを備えてもよい。クリーナーは、感光体ドラム２１の表面に付着する紙粉をより効率よく回収するために、例えば、プラス極性に帯電させたブラシローラ、スポンジローラ又はブレード等を用いる。また、画像形成部２０は、トナー像を転写された用紙を定着器２７へ搬送させるために、用紙を感光体ドラム２１から分離（剥離）させるための分離部を備えてもよい。分離部は、例えば、転写ローラ２５によってマイナス極性に帯電された用紙に、プラス極性の高電圧を印加することにより、用紙を感光体ドラム２１から分離させる。なお、分離部は、種々の帯電器を用いることができ、あるいは、フレームグランド（ＦＧ）の電位の電極を用いることができる。
【００４６】
画像形成部２０は、制御部２からの指示に従って、上述した各部を制御する画像形成制御回路２８を有する。画像形成制御回路２８は、帯電バイアス用高圧電源２２２、現像バイアス用高圧電源２４３、転写バイアス用高圧電源２５１、メモリ除去ブラシ用高圧電源２６１等の動作を制御する。なお、画像形成制御回路２８は、感光体ドラム２１、現像ローラ２４１、供給ローラ２４２、転写ローラ２５、加熱ローラ２７１、加圧ローラ２７２、図示しない搬送ローラを回転させるためのモータの動作も制御する。
【００４７】
上述した構成の画像形成装置１は、現像器２４内のトナーが消費され、新しい現像器２４が所定箇所に装着された場合、装着された現像器２４の種類（仕様）を判別する。本実施形態の画像形成装置１は、仕様が異なる複数種類の現像器２４の装着が可能に構成されており、電気的な手段を用いて、装着された現像器２４の種類を判別する。
【００４８】
以下に、画像形成装置１が、装着された現像器２４の種類を判別するための機構について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは画像形成装置１に装着された現像器２４と画像形成装置１本体との電気的な接続機構を説明するための模式図である。現像器２４の外周面の適宜箇所に、図４Ａに示すような接続部５０が設けられている。接続部５０は、第１接続部材５１、第２接続部材５２、コイルバネ５３，５４、ヒューズ部材５５等を有する。
【００４９】
第１接続部材５１は、金属製の細径の線材であり、Ｌ字状に形成されたＬ字状部分５１１と、直線状に形成された直線状部分５１２とを有する。Ｌ字状部分５１１の一端部は鉤状に折り曲げられており、他端部から所定の角度（図４Ａでは、他端部からの延設方向に対して４５度程度）を有して直線状部分５１２が延設されている。第２接続部材５２は、金属製の細径の線材であり、Ｌ字状に形成されており、第１接続部材５１のＬ字状部分５１１と同様に、一端部が鉤状に折り曲げられている。第１接続部材５１のＬ字状部分５１１の鉤状に折り曲げられた端部と、第２接続部材５２の鉤状に折り曲げられた端部とにはそれぞれ、コイルバネ５３，５４が装着されており、２つのコイルバネ５３，５４間にはヒューズ部材５５が保持されている。
【００５０】
画像形成装置１本体側には、現像器２４が装着された場合に、現像器２４に設けられた接続部５０の第２接続部材５２の、コイルバネ５４が設けられていない他端部が当接される位置に、接続端子４３が設けられている。また、画像形成装置１本体側には、現像器２４が装着された場合に、第１接続部材５１の直線状部分５１２が当接される位置に接続端子４０，４１，４２が設けられている。
【００５１】
なお、現像器２４に設けられる接続部５０は、現像器２４の種類（仕様）に応じて、第１接続部材５１の直線状部分５１２の長さを異ならせてある。よって、直線状部分５１２が接続端子４０までの長さである場合には、接続端子４０のみが第１接続部材５１に当接する。また、直線状部分５１２が接続端子４１までの長さである場合には、接続端子４０，４１が第１接続部材５１に当接する。更に、直線状部分５１２が接続端子４２までの長さである場合には、接続端子４０，４１，４２の全てが第１接続部材５１に当接する。
【００５２】
従って、現像器２４が画像形成装置１本体に装着されて接続部５０が画像形成装置１本体側の接続端子４０〜４３のいずれかに当接した場合、図４Ｂに示すような状態の回路が形成される。画像形成装置１本体側では、接続端子４０が接地電位に設定されており、例えば画像形成制御回路２８が、接続端子４０，４２間又は接続端子４０，４１間が導通しているか否かを検出する。
【００５３】
画像形成制御回路２８は、接続端子４０，４２間の導通を検出した場合、第１接続部材５１の直線状部分５１２が接続端子４２までの長さであると判断する。また、画像形成制御回路２８は、接続端子４０，４２間の導通を検出できず、接続端子４０，４１間の導通を検出した場合、第１接続部材５１の直線状部分５１２が接続端子４１までの長さであると判断する。更に、画像形成制御回路２８は、接続端子４０，４１間の導通を検出できない場合、第１接続部材５１の直線状部分５１２が接続端子４０までの長さであると判断する。このようにして、本実施形態の画像形成部２０は、装着された現像器２４に取り付けられた接続部５０の第１接続部材５１の長さに基づいて、現像器２４の種類を３種類のいずれかに判別する。
【００５４】
画像形成制御回路２８は、例えば、接続部５０の第１接続部材５１が接続端子４２までの長さであると判断した場合、このときの現像器２４の種類は仕様Ａであると判別する。また、画像形成制御回路２８は、例えば、接続部５０の第１接続部材５１が接続端子４１までの長さであると判断した場合、このときの現像器２４の種類は仕様Ｂであると判別する。更に、画像形成制御回路２８は、例えば、接続部５０の第１接続部材５１が接続端子４０までの長さであると判断した場合、このときの現像器２４の種類は仕様Ｃであると判別する。従って、画像形成制御回路（判別部）２８は、現像器２４が装着された場合、装着された現像器２４の種類を判別し、判別した現像器２４の種類（仕様Ａ，Ｂ，Ｃ）を制御部２に通知する。
【００５５】
また、画像形成制御回路２８は、新しい現像器２４が装着された場合に、接続端子４０，４３間にヒューズ部材５５が溶断する程度の電流を流すようにしておき、新しい現像器２４の装着時にヒューズ部材５５を切断する。このような構成により、画像形成装置１に一旦装着された現像器２４では、接続端子４０，４３間が導通されないので、接続端子４０，４３間の導通の有無を検出することにより、現像器２４が新たに装着されたものであるか否かを判断できる。
【００５６】
なお、本実施形態の現像器２４は、トナーの収容器と現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２とが一体に構成されているが、この構成に限らない。例えば、現像器は画像形成装置１の所定箇所に予め設けられており、ユーザは、トナーを収容したトナーカートリッジのみを画像形成装置１の所定箇所に装着する構成の画像形成装置でもよい。
【００５７】
また、装着された現像器２４の種類を判別するための構成としては、例えば、現像器２４又はトナーカートリッジに、現像器２４に関する情報を記憶したメモリを取り付けておく構成が考えられる。このような構成では、画像形成装置１は、装着された現像器２４に取り付けられたメモリから、現像器２４に関する情報を読み出すことにより、装着された現像器２４の種類を判別できる。なお、本実施形態の画像形成装置１は、現像器２４のトナーの初期充填量に応じて設定情報を切り替える構成であるので、装着された現像器２４の種類を判別する構成の代わりに、現像器２４のトナーの初期充填量を計測する構成を備えてもよい。
【００５８】
上述したように、新しい現像器２４が装着された画像形成装置１において、制御部２は、装着された現像器２４の種類を画像形成部２０から通知される。現像器２４の種類を通知された場合、制御部２は、装着された現像器２４の種類に応じた設定情報を露光量設定テーブル３１から読み出して設定する。なお、制御部２には不揮発性メモリが内蔵されており、制御部２は、露光量設定テーブル３１から読み出した設定情報を不揮発性メモリに格納させることにより設定する。
【００５９】
制御部２は、設定情報の設定後、設定情報に含まれる初期露光量を読み出す。そして、制御部２は、露光器２３からの露光量が、読み出した初期露光量になるように、画像形成部２０の画像形成制御回路２８に対して指示する。これにより、装着された現像器２４の種類に応じた初期露光量で感光体ドラム２１への露光が可能となる。なお、画像形成制御回路２８は、一画素に対応する露光器２３の露光時間、又は、一画素に対応して露光器２３が発光する光強度を制御することにより、露光器２３による露光量を制御する。露光時間又は光強度のいずれを制御するかは、露光器２３の種類等に応じて適宜設定されればよい。
【００６０】
また、上述したように設定情報が設定された画像形成装置１において、制御部（測定部）２は、画像形成部２０による印字処理を実行した場合、印字枚数をカウントする。なお、例えば、制御部２にカウンタが設けられており、制御部２は、１枚分の印字処理を終了する都度、カウンタの値をインクリメントする。また、制御部２は、カウンタの値を更新した場合、更新したカウンタの値と、設定した設定情報とに基づいて、露光量を変更すべきか否かを判断する。例えば、仕様Ａの設定情報が設定されている場合に、更新したカウンタの値が５０１、１００１又は１５０１等であった場合、制御部２は、露光器２３による露光量を変更すべきであると判断する。
【００６１】
制御部２は、露光量を変更すべきであると判断した場合、カウンタの値に対応する露光量を、設定されている設定情報から読み出す。そして、制御部２は、露光器２３からの露光量が、読み出した露光量になるように、画像形成部２０の画像形成制御回路２８に対して指示する。これにより、装着された現像器２４の種類に応じ、且つ、時間の経過に伴う画像の濃度の変化を補正できる露光量で感光体ドラム２１への露光が可能となる。
【００６２】
以下に、上述した構成の画像形成装置１において、現像器２４が装着された場合に制御部２が行なう処理についてフローチャートに基づいて説明する。図５は現像器２４が装着された場合に制御部２が行なう処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、ＲＯＭ３に格納されている制御プログラムに従って制御部２により実行される。
【００６３】
画像形成装置１の所定箇所に現像器２４が装着された場合、現像器２４に取り付けられている接続部５０の第１接続部材５１及び第２接続部材５２が、画像形成装置１本体側の接続端子４０〜４３のいずれかに当接する。画像形成部２０（画像形成制御回路２８）は、接続端子４０，４３間が導通しているか否かを検出し、導通している場合、新しい現像器２４が装着されたと判断する。また、画像形成部２０は、接続部５０の第１接続部材５１が接続端子４０〜４２のいずれに当接しているかを検出することにより、装着された現像器２４の種類（仕様）を判別する。画像形成部２０は、新しい現像器２４が装着されたと判断した場合、その旨と、装着された現像器２４の種類とを制御部２に通知する。なお、画像形成部２０は、新しい現像器２４が装着されたことを検出した場合、接続部５０のヒューズ部材５５を溶断させておく。
【００６４】
制御部２は、画像形成部２０からの通知に基づいて、新しい現像器２４が装着されたか否かを判断しており（Ｓ１）、新しい現像器２４が装着されていないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、処理を終了する。新しい現像器２４が装着されたと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部２は、画像形成部２０からの通知に基づいて、装着された現像器２４の種類を判別する（Ｓ２）。制御部２は、判別した種類に応じた設定情報を、露光量設定テーブル３１に登録してある設定情報から選択し（Ｓ３）、選択した設定情報を露光量設定テーブル３１から読み出して設定する（Ｓ４）。
【００６５】
制御部２は、設定した設定情報から初期露光量を読み出し、露光器２３からの露光量を、読み出した初期露光量に設定する（Ｓ５）。具体的には、制御部２は、露光器２３からの露光量が、読み出した初期露光量になるように、画像形成部２０の画像形成制御回路２８に指示する。画像形成制御回路２８は、一画素に対応する露光器２３の露光時間、又は、一画素に対応して露光器２３が発光する光強度を制御することにより、露光器２３による露光量を制御する。制御部２は、印字枚数をカウントするためのカウンタの値をリセットし（Ｓ６）、処理を終了する。その後、制御部２は、画像形成装置１が行なう通常の動作を行なう。
【００６６】
次に、装着された現像器２４の種類に対応する設定情報が設定されている画像形成装置１において、印字処理の際に制御部２が行なう処理についてフローチャートに基づいて説明する。図６は画像形成装置１による印字処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、ＲＯＭ３に格納されている制御プログラムに従って制御部２により実行される。
【００６７】
制御部２は、例えば、コピー開始を指示する操作キーが操作されたか否かに基づいて、印字要求があるか否かを判断する（Ｓ１１）。印字要求がないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部２は、そのほかの処理を行ないつつ待機する。印字要求があると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部２は、要求された印字処理を実行する（Ｓ１２）。具体的には、制御部２は、所定の原稿載置台に載置された原稿をスキャナ部６によって読み取り、得られた画像データに基づく画像を画像形成部２０によって用紙に形成する。
【００６８】
制御部２は、１枚分の印字処理を実行する都度、カウンタの値を更新し（Ｓ１３）、印字枚数をカウントする。制御部２は、更新したカウンタの値と、設定した設定情報とに基づいて、露光器２３による露光量を変更すべきか否かを判断する（Ｓ１４）。露光量を変更すべきであると判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御部２は、変更すべき露光量を、設定されている設定情報から読み出し、露光器２３からの露光量を、読み出した露光量に設定する（Ｓ１５）。具体的には、制御部２は、露光器２３からの露光量が、読み出した露光量になるように、画像形成部２０の画像形成制御回路２８に指示する。露光量を変更すべきでないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、制御部２は、ステップＳ１５の処理をスキップし、印字が終了したか否かを判定する（Ｓ１６）。印字が終了していないと判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、制御部２は、ステップＳ１３に処理を戻し、印字が終了したと判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００６９】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１は、装着される現像器２４の種類に対応する設定情報に基づいて、露光量２３による露光量を適宜変更することにより、露光後の静電潜像における帯電量が制御される。その結果、現像バイアス値と静電潜像における帯電量との差が制御されるので、静電潜像に吸着されるトナーの量が制御され、時間の経過に伴うトナーの帯電量の低下に基づく画像の濃度の変化が補正される。よって、画像形成装置１は、いずれの現像器２４を用いた場合であっても、現像器２４の使用開始直後における画像の初期濃度の低下を防止すると共に、時間の経過に伴うトナーの帯電量の低下に基づく画像の濃度の変化（過剰現像）を防止する。
【００７０】
なお、図２に示す露光量設定テーブル３１では、仕様Ａ，Ｂでは同じ初期露光量が設定されているが、仕様Ｃでは仕様Ａ，Ｂとは異なる初期露光量が設定されている。これは、現像器２４に初期充填されているトナーの量が異なる場合、トナーの初期帯電量も異なるからである。なお、仕様Ａ，Ｂにおいても異なる初期露光量が設定されてもよい。これにより、トナーの初期充填量が異なることによって、現像器２４の使用開始直後における画像の初期濃度が異なるが、いずれの現像器２４を使用する場合であっても、画像の初期濃度を一定に保つことができる。
【００７１】
また、図２に示す露光量設定テーブル３１では、現像器２４の仕様に応じて、露光量を変更するタイミングが異なる設定情報が登録されている。具体的には、仕様Ａについては、印字枚数が５００枚毎に異なる露光量が設定されており、仕様Ｂ，Ｃについては、印字枚数が１０００枚毎に異なる露光量が設定されている。これは、現像器２４に初期充填されているトナーの量が異なる場合、時間の経過に伴って低下するトナーの帯電量も異なるからである。これにより、現像器２４の種類（トナーの初期充填量）に拘わらず、現像器２４の使用開始からの時間の経過に伴うトナーの帯電量の低下に基づく画像の濃度の上昇が補正される。
【００７２】
また、図２に示す露光量設定テーブル３１では、それぞれの仕様において、印字枚数の増加に伴って段階的に小さくなる露光量が設定されている。即ち、現像器２４の装着直後の初期露光量に、最も大きな露光量が設定されている。これは、現像器２４の使用開始直後はトナーの帯電量が高く、感光体ドラム２１上に現像されるトナーの濃度が低いからである。このように、画像形成装置１は、現像器２４の使用開始直後の露光量を高い値とすることにより、露光後の静電潜像における帯電量を小さくし、現像バイアス値と静電潜像における帯電量との差を大きくすることができる。その結果、画像形成装置１は、静電潜像に吸着されるトナーの量を多くすることができ、現像器２４の使用開始直後における画像の濃度の低下を防止できる。
【００７３】
また、露光量設定テーブル３１では、印字枚数の増加に伴って減少させる露光量の減少量が小さくなるように露光量が設定されている。例えば、仕様Ａでは、初期露光量（1.10）から、印字枚数が５０１枚以降に対応する露光量（1.00）への変化量（減少量）が0.1であるのに対して、印字枚数が１００１枚以降に対応する露光量（0.99）への変化量（1.00-0.99）は0.01である。これは、トナーの帯電量が、現像器２４の使用開始から時間の経過に伴って低下するが、その低下量（変化量）が、時間の経過に伴って少なくなるからである。これにより、時間の経過に伴ってトナーの帯電量の低下量が少なくなるが、このようなトナーの帯電量に基づく画像の濃度の上昇を防止し、画像の濃度を一定に保つことができる。
【００７４】
本実施形態の露光量設定テーブル３１では、露光量を変更させるタイミングとして、印字枚数が設定されていた。このほかに、例えば、現像器２４が装着されてから現像バイアス用高圧電源２４３が現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２に現像バイアスを印加した時間（現像器２４の動作時間）を用いてもよい。なお、この場合、制御部２は、現像器２４が装着されてからの動作時間を計測し、計測結果に基づいて露光量を制御する。
【００７５】
上述した実施形態では、帯電器２２によって感光体ドラム２１はプラス極性に帯電され、現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２によってトナーはプラス極性に帯電され、転写ローラ２５によって用紙はマイナス極性に帯電される構成である。しかし、画像形成部２０は、それぞれを逆の極性に帯電させる構成であってもよい。具体的には、帯電器２２が感光体ドラム２１をマイナス極性に帯電させ、現像ローラ２４１及び供給ローラ２４２がトナーをマイナス極性に帯電させ、転写ローラ２５が用紙をプラス極性に帯電させる構成としてもよい。
【００７６】
以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施形態に限定されることはない。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置
２  制御部（計測部）
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム（像担持体）
２２  帯電器
２３  露光器
２４  現像器
２８  画像形成制御回路（制御部、判別部）
【図１】
2011053632.tif 000003
【図２】
2011053632.tif 000004
【図３】
2011053632.tif 000005
【図４Ａ】
2011053632.tif 000006
【図４Ｂ】
2011053632.tif 000007
【図５】
2011053632.tif 000008
【図６】
2011053632.tif 000009