(57)【要約】【課題】トナーの消費量に関わらず良好なトナー画像を取得することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】枚数カウンタ７８ａによって新規の現像器の使用が開始された時点から記録紙の枚数を計数する。記録紙の計数値の増大にともなって、可変抵抗８１の抵抗値を増大させる。これにより、計数値の増大にともなって、ＬＥＤアレイ１９の各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄに供給される電圧を低下させることができ、各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄの発光強度を低下させることができる。そのため、感光体ドラム表面の静電潜像部の電位の絶対値を上昇させることができ、現像ローラと静電潜像部との間の電界強度を低下させることができる。その結果、トナー消費量の増大にともなって増加するトナーの付着量を抑制しつつトナーに付与される電荷が減少することによって生ずる「カブリ」の発生を抑制できる。【選択図】図２
2007065272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
(a)  帯電部によって表面が帯電させられる感光体と、
(b)  複数の発光体から照射される光を前記感光体の表面に向けて照射することにより、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光部と、
(c)  トナーを帯電させるとともに、前記静電潜像が形成された前記感光体に帯電させられたトナーを供給することによって静電潜像を現像する現像部と、
(d)  前記複数の発光体からの照射状況を調整して前記感光体の表面に照射される光の総露光量を制御することにより、前記感光体の表面のうち前記静電潜像が形成された静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にする制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記複数の発光体の発光強度を制御することにより、前記静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記複数の発光体から照射される光の照射時間を制御することにより、前記静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記総露光量は、記録紙の計数値に基づいて定められることを特徴とする画像形成装置。
【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もので、特に、良好なトナー画像を取得するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転写ローラに感光体のトナーが付着することによって生じる記録紙の裏汚れを防止するための技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、感光体の表面電位をローレベルとグランド電位との中間に除電するため、露光装置は、通常露光される場合と比較して弱いパワーでレーザ光を出射する。また、特許文献１には、カウンタまたは印字率積算器の計数した値により、露光装置から出射されるレーザ光の強度を予め定められた値に制御する技術についても開示されている。
【０００３】
また、いわゆるアナログ方式の画像形成装置において、装置の設置後やトナー補給後の使用初期に発生する「カブリ」を低減する技術についても、従来より知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−００３８８３号公報
【特許文献２】特開２００１−０８０１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、いわゆるデジタル方式の画像形成装置において非磁性一成分のトナーを用いる場合、通常、小粒径のトナーから選択的に消費されることが知られている。特に、重合反応によって製造されたトナーのように粒子形状が略球形の場合、この選択的な消費傾向が顕著となる。
【０００６】
また、トナーの平均帯電量がトナーの粒径に反比例することが、一般的に知られている。さらに、感光体表面の単位面積あたりに付着する現像トナー量が、現像ローラと静電潜像部分との間の電界強度に比例すること、および、トナーの平均帯電量に反比例することも、一般的に知られている。
【０００７】
これにより、画像形成装置を新たに設置した直後や画像形成装置のトナーカートリッジ（現像部）を交換した直後においては、記録紙には小粒径のトナーで画像が記録される。また、画像形成装置の使用にしたがってトナーの消費量が増大すると、記録紙に記録されるトナーの粒径は、トナー消費量に比例して大きくなる。
【０００８】
そのため、トナー消費量が増大するにしたがって、トナーの平均帯電量が低下し、感光体に付着する現像トナー量が増加する。その結果、記録紙に記録されるトナーの濃度が高くなるという問題が生じる。
【０００９】
また、画像形成装置の使用にともないトナーが機械的ストレスを受けると、トナー表面に付与された外添剤が埋没する場合がある。そして、外添剤の埋没によってトナーの帯電能および流動性が低下することも、一般的に知られている。その結果、画像形成装置の使用にともなって生ずる外添剤の埋没によっても、トナーの平均帯電量が低下し、記録紙に記録されるトナーの濃度が高くなるという問題が生じる。
【００１０】
この問題を解消する方法の１つとして、現像ローラの電位（現像バイアス）をトナーの消費量に応じた値に調整し、現像ローラと感光体表面の静電潜像が形成された静電潜像部との間の電界強度を低下させる手法が考えられる。この手法によれば、トナー消費量の増大にしたがって増加するトナーの付着量を抑制することができるため、記録紙のトナー濃度が上昇するという問題は解消できる。
【００１１】
しかしながら、この現像バイアスを調整する手法では、現像ローラに印加される電位の絶対値の低下にともなってトナーに付与される電荷が減少し、トナーの平均帯電量が低下する。これにより、感光体表面とは逆極性となるトナーの数が増加することになる。その結果、静電潜像部以外の部分にトナーが付着して「カブリ」が発生するという新たな問題が生ずる。
【００１２】
そこで、本発明では、トナーの消費量に関わらず良好なトナー画像を取得することができ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】
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、画像形成装置であって、帯電部によって表面が帯電させられる感光体と、複数の発光体から照射される光を前記感光体の表面に向けて照射することにより、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光部と、トナーを帯電させるとともに、前記静電潜像が形成された前記感光体に帯電させられたトナーを供給することによって静電潜像を現像する現像部と、前記複数の発光体からの照射状況を調整して前記感光体の表面に照射される光の総露光量を制御することにより、前記感光体の表面のうち前記静電潜像が形成された静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にする制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記複数の発光体の発光強度を制御することにより、前記静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にすることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記複数の発光体から照射される光の照射時間を制御することにより、前記静電潜像部を前記トナーの帯電状況に応じた電位にすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記総露光量は、記録紙の計数値に基づいて定められることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし請求項４に記載の発明によれば、トナーの消費量にしたがってトナーの帯電状況が変化する場合であっても、感光体表面への総露光量を制御することによって静電潜像部の電位をトナーの帯電状況に応じた電位に制御することができる。そのため、トナーの消費量の増大にしたがって記録紙上のトナー濃度が上昇することを抑制できるとともに、静電潜像部以外の部分にトナーが供給されて「カブリ」が発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
＜１．画像形成装置の構成＞
図１は、本実施の形態における画像形成装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。画像形成装置１は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。図１に示すように、画像形成装置１は、主として、感光体ドラム１３と、帯電器１５と、露光器１８と、現像器２１と、を備える。
【００２０】
感光体ドラム１３は、図１に示すように、画像形成装置１の本体フレーム１２に回転可能に設けられた感光体である。感光体ドラム１３の外周面には光導電膜１４が形成されており、この光導電膜１４に静電潜像が形成される。
【００２１】
帯電器１５は、本体フレーム１２に回転可能に設けられた帯電部であり、感光体ドラム１３と当接する。帯電器１５には直流電源１７から供給される負の電位が印加される。したがって、帯電器１５から感光体ドラム１３に負の電荷が付与されることにより、感光体ドラム１３の光導電膜１４は、負に帯電させられる。
【００２２】
露光器１８は、図１に示すように、本体フレーム１２内であって感光体ドラム１３の直上の所定の位置に取り付けられている。露光器１８の感光体ドラム１３側の面（下面）には、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されるＬＥＤアレイ１９が設けられている。ＬＥＤアレイ１９から出射される光が帯電させられた感光体ドラム１３の表面に照射されると、この光が照射された部分の電荷が消失させられて、静電潜像が形成される。
【００２３】
すなわち、本実施の形態において、露光器１８は、感光体ドラム１３の表面（光導電膜１４）に静電潜像を形成する露光部として使用される。また、本実施の形態において、ＬＥＤアレイ１９を構成する各ＬＥＤは発光体として使用される。
【００２４】
現像器２１は、感光体ドラム１３の表面と同一極性に帯電させられたトナーを、感光体ドラム１３に供給する。図１に示すように、現像器２１は、主として、現像ローラ２４と、供給ローラ２３と、攪拌体２５と、を有する。また、図１に示すように、現像ローラ２４と、供給ローラ２３と、攪拌体２５とは、トナーケース２２によって一体的に構成されている。すなわち、現像器２１は、ユニット化されており、本体フレーム１２に対して交換可能に設けられている。
【００２５】
攪拌体２５は、トナーケース２２内に回転可能に軸支されており、トナーケース２２内に貯留されたトナーを攪拌する。また、供給ローラ２３は、トナーケース２２内の下部に回転可能に設けられている。したがって、供給ローラ２３が回転させられることにより、トナーケース２２内のトナーは供給ローラ２３から現像ローラ２４に供給される。
【００２６】
現像ローラ２４は、トナーケース２２の開口部であって感光体ドラム１３側の開口部に配設される回転ローラである。現像ローラ２４は、供給ローラ２３と当接しており、供給ローラ２３から供給されるトナーを感光体ドラム１３の外周面に供給する。また、画像形成時においては切替器２９が直流電源２８側に切替えられるため、現像ローラ２４には、帯電器１５によって帯電させられた感光体ドラム１３の表面と同一極性の電位（本実施の形態では負の電位）が印加される。
【００２７】
したがって、現像ローラ２４に供給されたトナーには負の電荷が付与され、トナーは負に帯電させられる。また、現像ローラ２４が回転させられることにより、現像ローラ２４から感光体ドラム１３の表面に向けて、感光体ドラム１３と同一極性に帯電させられたトナーが供給される。その結果、感光体ドラム１３表面の静電潜像部がトナーによって現像され、静電潜像が可視化される。
【００２８】
このように、本実施の形態において現像器２１は、トナーに電荷を付与して帯電させるとともに、静電潜像部に帯電させられたトナーを供給することによって静電潜像を現像する現像部として使用される。
【００２９】
記録紙カセット３１は、本体フレーム１２に取り外し可能に設けられた記録紙収容部であり、所定サイズの記録紙３２が積層状態で収容される。記録紙カセット３１内の記録紙３２は、半月ローラ３３によって１枚ずつ繰り出される。そして、繰り出された各記録紙３２は、搬送経路Ｐに沿って感光体ドラム１３側に搬送される。
【００３０】
また、記録紙３２の搬送方向から見て半月ローラ３３の下流側には、枚数検出器３４が配設されている。したがって、枚数検出器３４によって記録紙３２が検出された回数を計数することにより、画像形成装置１によって印刷された記録紙３２の枚数が求められる。
【００３１】
転写器３５は、本体フレーム１２内であって感光体ドラム１３の直下に配設される回転ローラである。転写器３５には、感光体ドラム１３および感光体ドラム１３に付着させられたトナーと逆極性の電位（本実施の形態では正の電位）が印加可能とされている。したがって、感光体ドラム１３と転写器３５との間に記録紙３２が搬送させられると、感光体ドラム１３に付着したトナーは記録紙３２に転写される。すなわち、静電潜像に基づいて形成されたトナー画像が記録紙３２に転写される。
【００３２】
メモリ除去ブラシ３６は、感光体ドラム１３と当接する導電性ブラシであり、図１に示すように、感光体ドラム１３の回転方向から見て転写器３５の後方位置に設けられている。したがって、メモリ除去ブラシ３６は、転写器３５で転写された後に感光体ドラム１３に残留するトナーを電気的に散らすことができる。そして、電気的に散らされたトナーは現像器２１に回収される。
【００３３】
加熱定着器４３は、図１に示すように、記録紙の搬送方向から見て感光体ドラム１３の下流側に配設されており、主として、加熱ローラ４１と、４２とを備える。記録紙３２が搬送経路Ｐに沿って加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間に送り込まれると、トナー画像の転写された記録紙３２は加熱および加圧され、トナー中の樹脂成分が記録紙３２上に融着する。その結果、トナー画像が永久像として記録紙３２上に定着させられる。
【００３４】
＜２．画像形成装置の機能構成＞
図２は、画像形成装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。ここでは、図２を参照しつつ、画像形成装置１の機能構成について説明する。
【００３５】
読取部６２は、画像形成装置１に画像データを入力する画像入力部である。読取部６２から取り込まれて２値化された画像データは、ＣＯＤＥＣ６１によって符号化（圧縮）され、画像メモリ５６に格納される。ここで、ＣＯＤＥＣ６１による符号化には、例えば、ＭＨ（Modified Huffman）、ＭＲ（Modified Read）、ＭＭＲ（Modified MR）、および、ＪＢＩＧ（Joint Bi-level Image experts Group）のいずれかの方式が採用される。
【００３６】
モデム７１は、画像メモリ５６に格納されたデジタルデータ（画像データ）を音声信号に変換したり、画像形成装置１の外部から送信される音声データをデジタルデータに変換する。ＮＣＵ７２は、公衆電話交換回線網に画像形成装置１を接続する際に必要となる機器であり、発着信やダイヤル制御を行う。
【００３７】
表示部７６は、いわゆる液晶ディスプレイによって構成されており、指や専用のペンで画面に触れることによって画面上の位置を指定することができる「タッチパネル」としての機能を有する。したがって、画像形成装置１の使用者（以下、単に「使用者」と呼ぶ）は、表示部７６に表示された内容に基づき、表示部７６の「タッチパネル」機能を使用した指示を行うことによって、画像形成装置１に対して所定の動作を実行させることができる。
【００３８】
操作部７５は、いわゆるキーパッドによって構成される入力部である。使用者は、表示部７６の表示内容に基づいた入力作業を行うことにより、画像形成装置１に対して所定の動作を実行させることができる。
【００３９】
プリンタ制御部７８は、記録部９０に対して水平同期信号ＨＳＹＮＣ、およびストローブ信号ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４等の制御信号を送信することにより、ＬＥＤアレイ１９の点灯タイミングを制御する。
【００４０】
また、図２に示すように、ＬＥＤアレイ１９を構成する各ＬＥＤと電源８２との間には、ＬＥＤの発光強度を制御するために使用される可変抵抗８１が設けられている。また、プリンタ制御部７８は、可変抵抗８１に制御信号を送信することにより、可変抵抗８１の抵抗値を所定範囲で調整することができる。したがって、プリンタ制御部７８は、可変抵抗８１の抵抗値を調整することにより、ＬＥＤアレイ１９を構成する複数のＬＥＤの発光強度、つまり単位時間あたりの露光光量を制御することができる。
【００４１】
さらに、プリンタ制御部７８は、図２に示すように、枚数カウンタ７８ａを有する。枚数カウンタ７８ａは、例えば、枚数検出器３４によって検出された記録紙３２の枚数を、新規の現像器２１の使用が開始された時点から累積的に計数することができる。
【００４２】
なお、記録部９０の詳細な構成、およびプリンタ制御部７８によるＬＥＤアレイ１９の発光制御については、後述する。
【００４３】
ＲＡＭ５２は、読み書き自在の不揮発性メモリであり、例えば、枚数カウンタ７８ａによって計数された計数値等を格納する。画像メモリ５６は、読み書き自在のメモリであり、例えば読取部６２によって入力された画像データ、およびモデム７１を介して画像形成装置１に入力された画像データ等が格納される。
【００４４】
ＲＯＭ５３は、読出し専用メモリーであり、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３に格納されたプログラムに従った制御を実行する。また、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、画像メモリ５６、読取部６２、プリンタ制御部７８、および記録部９０等のそれぞれは、信号バス５５を介して電気的に相互接続されている。したがって、ＣＰＵ５１は、このプログラムに従って、例えば、プリンタ制御部７８および記録部９０によるＬＥＤの発光制御等を所定のタイミングで実行できる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、画像形成装置１の動作を制御するプログラムはＲＯＭ５３に格納されているが、これに限定されるものでない。例えば、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリに、当該プログラムを格納してもよい。
【００４６】
＜３．記録部の構成＞
ここでは、図２を参照しつつ、記録部９０の構成について説明する。図２に示すように、記録部９０は、主として、ＣＯＤＥＣ９１と、シフトレジスタ９２と、ラッチ回路９３と、を有する。
【００４７】
ＣＯＤＥＣ９１は、図２に示すように、信号バス５５と電気的に接続されており、画像メモリ５６からの画像データを復号（伸張）する。ＣＯＤＥＣ９１で復号されてシリアル出力された２値化画像データは、１ライン毎にシフトレジスタ９２に送られる。なお、ＣＯＤＥＣ９１による符号化には、ＣＯＤＥＣ６１と同様に、例えば、ＭＨ（Modified Huffman）、ＭＲ（Modified Read）、ＭＭＲ（Modified MR）、および、ＪＢＩＧ（Joint Bi-level Image experts Group）のいずれかの方式が採用される。
【００４８】
シフトレジスタ９２は、ＣＯＤＥＣ９１からシリアル出力された１ライン分の画像データを一旦記憶する。ここで、各１ライン分の画像データは、ビデオクロックＶＣＬＯＣＫをシフトクロックとして順次的にシフトされて、シフトレジスタ９２に記憶される。また、ビデオクロックＶＣＬＯＣＫは、水平同期信号ＨＳＹＮＣの１周期の期間に所定の周期で所定数発生するクロック信号である。そして、シフトレジスタ９２は、水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期して、記憶された１ライン分の画像データをラッチ回路９３にパラレル出力する。
【００４９】
ラッチ回路９３は、シフトレジスタ９２から出力された１ライン分の画像データを保持しつつ、この保持された１ライン分の画像データをＡＮＤゲート９４側に出力する。本実施の形態において、ラッチ回路９３は、第１〜第４ラッチ部９３ａ〜９３ｄの４つに分割されており、ラッチ部９３ａ〜９３ｄのそれぞれは、複数のラッチによって構成される。また、複数のラッチのそれぞれには、１ライン画像データを構成要素である画素データが格納される。そして、この複数のラッチのそれぞれからの出力は、一対一に対応するＡＮＤゲート９４に入力される。
【００５０】
なお、以下の説明において、第１ラッチ部９３ａを構成するラッチと一対一に対応するＡＮＤゲートを総称してＡＮＤゲート９４ａと呼ぶ。また同様に、第２ラッチ部９３ｂ〜９３ｄを構成するラッチと一対一に対応するＡＮＤゲートを総称して、ＡＮＤゲート９４ｂ〜９４ｄと呼ぶ。また、紙面の都合上、図２には一部のＡＮＤゲートのみが図示されている。
【００５１】
ＡＮＤゲート９４は、プリンタ制御部７８から出力されるストローブ信号ＳＴＲ（ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４）とラッチ回路９３から出力される画像データとに対してＡＮＤ演算を実行し、その演算結果を発光信号としてトランジスタ９５（９５ａ〜９５ｄ）に出力する。
【００５２】
図２に示すように、（１）第１ラッチ部９３ａと対応するＡＮＤゲート９４ａのそれぞれには、ストローブ信号ＳＴＲ１と第１ラッチ部９３ａの各ラッチからの画素データとが入力される。また同様に、（２）第２ラッチ部９３ｂと対応するＡＮＤゲート９４ｂのそれぞれには、ストローブ信号ＳＴＲ２と第２ラッチ部９３ｂの各ラッチからの画素データとが、（３）第３ラッチ部９３ｃと対応するＡＮＤゲート９４ｃのそれぞれには、ストローブ信号ＳＴＲ３と第３ラッチ部９３ｃの各ラッチからの画素データとが、（４）第４ラッチ部９３ｄと対応するＡＮＤゲート９４ｄのそれぞれには、ストローブ信号ＳＴＲ４と第４ラッチ部９３ｄの各ラッチからの画素データとが、それぞれ入力される。そして、各ＡＮＤゲート９４（９４ａ〜９４ｄ）からは、ストローブ信号ＳＴＲ（ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４）が「ＨＩＧＨ」状態の期間において、発光信号が出力される。
【００５３】
トランジスタ９５（９５ａ〜９５ｄ）は、いわゆるスイッチング素子として使用されており、ＡＮＤゲート９４から出力された発光信号に基づき、対応するＬＥＤ１９ａ〜１９ｄの点灯制御を実行する。例えば、ＡＮＤゲート９４ａからの発光信号がトランジスタ９５ａのベースに入力されると、トランジスタ９５ａは「ＯＮ」状態となる。その結果、ＬＥＤ１９ａには電源８２から供給される電圧Ｖｃｃが印加されて、ＬＥＤ１９ａが点灯状態となる。なお、ＡＮＤゲート９４ａ〜９４ｄに対応するトランジスタおよびＬＥＤを、それぞれトランジスタ９５ａ〜９５ｄおよびＬＥＤ１９ａ〜１９ｄと呼ぶ。
【００５４】
＜４．記録部の制御手順＞
図３は、本実施の形態におけるＬＥＤアレイ１９の発光制御の一例を示すタイミングチャートである。図４ないし図６は、現像ローラ２４から感光体ドラム１３に付着するトナーの付着状況を説明するための図である。ここでは、図３ないし図６を参照しつつ、プリンタ制御部７８によるＬＥＤアレイ１９の発光制御について説明する。
【００５５】
ＬＥＤアレイ１９の発光制御を実行して感光体ドラム１３に静電潜像を形成する場合、まず、ＣＰＵ５１からプリンタ制御部７８に所定の制御信号が送信される。制御信号を受信したプリンタ制御部７８は、水平同期信号ＨＳＹＮＣを周期的に発生する（例えば、図３の時刻ｔ(n,1)参照）。この水平同期信号ＨＳＹＮＣが生成される毎に、画像メモリ５６から記録部９０のＣＯＤＥＣ９１に向けて１ライン分の画像データが送信される。
【００５６】
ＣＯＤＥＣ９１によって受信された１ライン分の画像データ(n+1)は、復号されるとともに、シフトレジスタ９２に一旦格納される（時刻ｔ(n,2)〜ｔ(n,4)）。１ライン分の画像データ(n+1)の格納処理が完了すると、シフトレジスタ９２からラッチ回路９３に向けて１ライン分の画像データ(n+1)がパラレル出力され、ラッチ回路９３に格納される。そして、時刻ｔ(n+1,2)から時刻ｔ(n+1,6)において、ラッチ回路９３からＡＮＤゲート９４に向けて１ライン分の画像データ(n+1)が出力される。このように、ラッチ回路９３からは、水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期して１ライン分の画像データが出力される。
【００５７】
また、図３に示すように、（１）時刻ｔ(n+1,2)から時刻ｔ(n+1,3)においてＡＮＤゲート９４ａにはストローブ信号ＳＴＲ１が入力される。また同様に、（２）時刻ｔ(n+1,3)から時刻ｔ(n+1,4)においてＡＮＤゲート９４ｂにはストローブ信号ＳＴＲ２が、（３）時刻ｔ(n+1,4)から時刻ｔ(n+1,5)においてＡＮＤゲート９４ｃにはストローブ信号ＳＴＲ３が、（４）時刻ｔ(n+1,5)から時刻ｔ(n+1,6)においてＡＮＤゲート９４ｄにはストローブ信号ＳＴＲ４が、それぞれ入力される。
【００５８】
これにより、（１）時刻ｔ(n+1,2)から時刻ｔ(n+1,3)においては、第１ラッチ部９３ａからの画素データに基づいてＬＥＤ１９ａが発光させられる。同様に、（２）時刻ｔ(n+1,3)から時刻ｔ(n+1,4)においては、第２ラッチ部９３ｂからの画素データに基づいてＬＥＤ１９ｂが、（３）時刻ｔ(n+1,4)から時刻ｔ(n+1,5)においては、第３ラッチ部９３ｃからの画素データに基づいてＬＥＤ１９ｃが、（４）時刻ｔ(n+1,5)から時刻ｔ(n+1,6)においては、第３ラッチ部９３ｃからの画素データに基づいてＬＥＤ１９ｄが、それぞれ発光させられる。このように、ストローブ信号ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４によってＬＥＤアレイ１９から出射される光の出射時間が制御される。
【００５９】
図４は、画像形成装置１を新たに設置した直後や画像形成装置１の現像器２１を交換した直後における静電潜像部の電位Ｖ１１と、現像ローラ２４の電位Ｖ１２と、感光体ドラム１３表面の電位Ｖ１３との関係を説明するための図である。
【００６０】
画像形成装置１を新たに設置した直後や現像器２１を交換した直後において、現像器２１内のトナーは現像ローラ２４によって良好に帯電させられる。これにより、現像ローラ２４からのトナーは感光体ドラム１３表面の静電潜像部に正しく付着し、現像器２１は良好に静電潜像を現像することができる。そのため、良好なトナー画像を取得することができる。
【００６１】
これに対して、トナーの消費量が増大すると、静電潜像部に付着するトナー量が増大し、記録紙に記録されるトナーの濃度が高くなるという問題が生じる。
【００６２】
すなわち、本実施の形態のように非磁性一成分であって粒子形状が略球形の重合トナーが使用されている場合、トナーは小粒径のものから選択的に消費されることが知られている。また、トナーの平均帯電量がトナーの粒径に反比例することが知られている。さらに、感光体ドラム１３の表面の単位面積あたりに付着する現像トナー量は、現像ローラ２４と静電潜像部分との間の電界強度に比例すること、および、トナーの平均帯電量に反比例することも、一般的に知られている。
【００６３】
したがって、トナーの消費量が増大すると、静電潜像の現像に使用されるトナーの粒径が大きくなり、トナーの平均帯電量が低下することになる。その結果、感光体ドラム１３表面の単位面積あたりに付着する現像トナーの量が増大し、記録紙に記録されるトナーの濃度が高くなる。
【００６４】
また、トナーの表面には、帯電能および流動性を高めるために外添剤が付与されている。しかし、画像形成装置１の使用にしたがってトナーが機械的ストレスを受けると、場合によっては、トナー表面に付与された外添剤が埋没する。その結果、さらにトナーの平均帯電量が低下し、記録紙３２に記録されるトナーの濃度がさらに高くなるという問題が生じる。
【００６５】
この問題を解消する方法の１つとして、現像ローラ２４の電位（現像バイアス）をトナーの消費量に応じた値に調整することにより、現像ローラ２４と感光体ドラム１３の表面の静電潜像部との間の電界強度を低下させる手法が考えられる。例えば、図５に示すように、現像ローラ２４に付与される電位の値をＶ１２からＶ２２に変更して現像ローラ２４の電位の絶対値を減少させ、現像ローラ２４と静電潜像部との間の電界強度を低下させる。この手法によれば、トナー消費量の増大にしたがって電界強度を低下させることができるため、記録紙３２のトナー濃度が高くなるという問題は解消できる。
【００６６】
しかしながら、この現像バイアスを調整する手法では、現像バイアスの低下にともなってトナーに付与される電荷が減少し、トナーの平均帯電量が低下する。これにより、感光体ドラム１３表面とは逆極性となるトナーの数が増加する。その結果、感光体ドラム１３表面の静電潜像部以外の部分（例えば、感光体ドラム１３の表面であって、電位値がＶ１３となる部分）にトナーが付着して「カブリ」が発生するという新たな問題が生ずる。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、静電潜像部の電位をトナー消費量に基づいて低下させることにより、静電潜像部と現像ローラ２４との間の電界強度をトナー消費量に応じた値として、トナーの付着量の増加を抑制している。
【００６８】
具体的には、枚数カウンタ７８ａによって新規の現像器２１の使用が開始された時点から記録紙３２の枚数を計数する。プリンタ制御部７８は、その計数値に基づいて可変抵抗８１の抵抗値を定める。すなわち、プリンタ制御部７８は、記録紙３２の計数値の増大にしたがって可変抵抗８１の抵抗値を増大させる。これにより、計数値の増大にともなって、ＬＥＤアレイ１９の各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄに供給される電圧を低下させることができ、各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄの発光強度を低下させることができる。
【００６９】
そのため、図６に示すように、現像ローラ２４の電位値はＶ１２で一定のまま、感光体ドラム１３表面の静電潜像部の電位の絶対値を｜Ｖ１１｜から｜Ｖ３１｜に上昇させることができ、現像ローラ２４と静電潜像部との間の電位差を低下させることができる。
【００７０】
その結果、現像ローラ２４と静電潜像部との間の電界強度を低下させることができ、トナー消費量の増大にともなって増加するトナーの付着量を抑制することができる。また現像ローラ２４の電位値はＶ１２で一定であるため、トナーに付与される電荷が減少することによって生ずる「カブリ」の発生を抑制することができる。
【００７１】
＜５．本実施の形態の画像形成装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の画像形成装置１は、トナーの消費量の増大ともないトナーの平均帯電量が低下する場合であっても、可変抵抗８１の抵抗値を減少させることによって各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄの発光強度を低下させることができ、感光体ドラム１３表面の静電潜像部の電位の絶対値を増加させることができる。
【００７２】
すなわち、本実施の形態の画像形成装置１において、プリンタ制御部７８は、各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄから照射される光の照射状況を調整して感光体ドラム１３表面への総露光量を制御することにより、静電潜像が形成された静電潜像部をトナーの帯電状況に応じた電位にすることができる。
【００７３】
そのため、現像ローラ２４の電位値を一定にしつつ感光体ドラム１３表面の静電潜像部の電位の絶対値を低下させることにより、現像ローラ２４と静電潜像部との間の電界強度を低下させることができる。また同時に、感光体ドラム１３表面とは逆極性となるトナーの数が増加することも抑制できる。その結果、トナー消費量の増大にともなって増加するトナーの付着量を抑制しつつ、「カブリ」の発生を抑制することができる。
【００７４】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００７５】
（１）本実施の形態において画像形成処理が実行される場合、感光体ドラム１３および現像ローラ２４には負の電位が付与され、転写器３５には正の電位が付与されるものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、感光体ドラム１３および現像ローラ２４には正の電位が、転写器３５には負の電位が付与されてもよい。
【００７６】
（２）また、本実施の形態において、現像ローラ２４の電位値は一定であるとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、トナーの平均帯電量の低下にともなって逆極性のトナーが増加することを抑制し、「カブリ」が発生することを防止するために、トナー消費量にしたがって現像ローラ２４の電位の絶対値を増加させてもよい。この場合においても、ＬＥＤアレイ１９からの総露光量を調整し、現像ローラ２４と静電潜像部と間の電界強度を制御することにより、トナー濃度の上昇を抑制することが可能である。
【００７７】
（３）さらに、本実施の形態において、ＬＥＤアレイ１９からの総露光量を調整する手法の１つとして、各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄに印加される電圧を制御する方法について説明したが、総露光量の調整手法はこれに限定されるものでない。例えば、各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄの発光強度はそのままで、ストローブ信号ＳＴＲ（ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４）が「ＨＩＧＨ」状態となる時間を短縮させてもよい。例えば、図７に示すように、ストローブ信号ＳＴＲ１が「ＨＩＧＨ」状態となる時間をＴ１１からＴ１２にΔＴだけ短縮させてもよい。これにより、感光体ドラム１３の表面に照射される総露光量を減少させることができ、静電潜像部の電位を調整することが可能となる。
【００７８】
すなわち、ストローブ信号ＳＴＲ（ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４）に基づいて各ＬＥＤ１９ａ〜１９ｄから照射される光の照射時間を制御することにより、静電潜像部をトナーの帯電状況に応じた電位にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】ＬＥＤアレイの発光制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】現像ローラから感光体ドラムに付着するトナーの付着状況を説明するための図である。
【図５】現像ローラから感光体ドラムに付着するトナーの付着状況を説明するための図である。
【図６】現像ローラから感光体ドラムに付着するトナーの付着状況を説明するための図である。
【図７】ＬＥＤアレイの発光制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１  画像形成装置
１３  感光体ドラム
１４  光導電膜
１５  帯電器
１８  露光器
１９  発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ
１９ａ〜１９ｄ  ＬＥＤ（発光体）
２１  現像器
２４  現像ローラ
２９  切替器
３４  枚数検出器
３５  転写器
３６  メモリ除去ブラシ
４３  加熱定着器
７８  プリンタ制御部
７８ａ  枚数カウンタ
８１  可変抵抗
８２  電源
９０  記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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