(57)【要約】【課題】トナー残量が少ないことが検出されたとしても印刷は可能であるため、そのまま印刷を続行することは多い。しかしながら、このようにトナー残量が少ない状態で印刷を続けると一般的にカスレが発生し易く、結果として、画像品位の低下した印刷が行なわれることが多かった。【解決手段】制御部３０は、トナー収容器１３内のトナー残量が所定量以下のとき、所定量より多いときに比べ、現像ローラ３に印加している電圧を絶対値でより小さく設定する、或いは現像ローラ３に印加している電圧を絶対値でより小さく設定すると共に、現像ローラ３に印加している印加電圧と供給ローラ４に印加している印加電圧の差をより大きく設定する印加電圧補正を行う。【選択図】図５
2009003313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に、露光により静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像する現像部材と、
前記現像部材に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
現像剤収容部内の現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、
前記供給部材に電圧を印加する第２の電圧印加手段と、
前記第１と第２の電圧印加手段の各印加電圧値を設定する電圧設定手段と、
前記現像剤収容部内の現像剤残量を検出し、現像剤残量情報を前記電圧設定手段に送る現像剤残量検出手段と
を備え、  
前記電圧設定手段は、前記現像剤残量が所定量以下のとき、
前記現像剤残量が所定量より多いときに比べて、
前記現像部材に印加する電圧を絶対値でより小さく設定する、或いは前記現像部材に印加する電圧を絶対値でより小さく設定し、且つ前記現像部材に印加する電圧と前記供給部材に印加する電圧の差をより大きく設定する印加電圧補正を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に前記露光手段により露光するドット数をカウントするドット数カウンタ手段を備え、
前記電圧設定手段は、前記現像剤残量が所定量以下で、印刷する露光ドット数カウント値が所定ドットカウント数以上のとき、
前記印加電圧補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
更に前記露光手段により露光するドット数をカウントするドット数カウンタ手段と、前記現像剤残量が所定量以下になってから前記露光手段により露光し、印刷が行われたドット数の累積をカウントする累積ドット数カウンタ手段とを備え、
前記電圧設定手段は、前記現像剤残量が所定量以下の場合、前記ドット数カウンタ手段のカウント値と前記累積ドット数カウンタ手段のカウント値との合計に基づいて、次の印刷によって所定の使用上限現像剤量を超えるか否かを判断し、その判定結果によって補正量の異なる前記印加電圧補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
更に、印刷媒体の印刷枚数をカウントする印刷枚数カウンタを備え、
前記印刷枚数カウンタは、前記現像剤残量が所定量以下になってから印刷枚数を計測し、累積印刷枚数が所定値を超えた場合には印刷不可を指示することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、印刷命令から印刷枚数を抽出する印刷枚数カウンタを備え、
前記印刷枚数カウンタは、印刷枚数が所定値を超え、且つ前記所定の使用上限現像剤量を超えた場合には、印刷不可を指示することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電圧設定手段は、前記現像剤残量が前記所定量以上に復帰したことを検出した場合、前記印加電圧を、前記印加電圧補正を行う前の状態に戻すことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ドット数カウンタ手段により、印刷ページ毎にカウントされたドット数に基づいて画像比率を算出する画像比率算出部を備え、
前記画像比率算出部は、所定値を超えた場合に、前記印加電圧補正を行うことを特徴とする請求項２又は３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、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置は、帯電装置より均一に帯電された感光体ドラムの表面を露光ヘッドで露光して静電潜像を形成し、画像形成カートリッジにより静電潜像を現像して像担持体である感光体ドラム上にトナー像を形成した後、トナー像を媒体に転写し、さらに定着する方式である。このような画像形成装置においては、画像形成装置内のトナー残量を検出する方法が提案されており（例えば、特許文献１参照）、使用者が、これによりトナー残量が少ないことを認知して、トナーがなくなる前に補充することを可能としていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平９―５４４８８号公報（第３，４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナー残量が少ないことが検出されたとしても印刷は可能であるため、そのまま印刷を続行することは多い。しかしながら、このようにトナー残量が少ない状態で印刷を続けると一般的にカスレが発生し易く、結果として、画像品位の低下した印刷が行なわれることが多かった。本発明は、このようにトナー残量が少ないときであってもカスレの発生防止を可能と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】
【０００５】
本発明による画像形成装置は、
像担持体に、露光により静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像する現像部材と、前記現像部材に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、現像剤収容部内の現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、前記供給部材に電圧を印加する第２の電圧印加手段と、前記第１と第２の電圧印加手段の各印加電圧値を設定する電圧設定手段と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検出し、現像剤残量情報を前記電圧設定手段に送る現像剤残量検出手段とを備え、  
前記電圧設定手段は、前記現像剤残量が所定量以下のとき、
前記現像剤残量が所定量より多いときに比べて、前記現像部材に印加する電圧を絶対値でより小さく設定する、或いは前記現像部材に印加する電圧を絶対値でより小さく設定し、且つ前記現像部材に印加する電圧と前記供給部材に印加する電圧の差をより大きく設定する印加電圧補正を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現像剤収容部内の現像剤残量が少なくなった場合にも、効率よく現像剤を供給して現像を行うことができるため、現像剤収容部内の現像剤残量が少なくなった状態でのカスレの発生を抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態1の画像形成装置の画像形成カートリッジ１００、及びその周辺の要部構成を概略的に示した構成図である。
【０００８】
同図に示すように、画像形成カートリッジ１００は、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ３、供給ローラ４、トナー規制部材５、及びクリーニングブレード６を備えている。感光体ドラム１の周囲には、その回転の上流側から順に、感光体ドラム１の表面を高圧帯電させるための帯電ローラ２、感光体ドラム１の表面に画像に応じて静電潜像を形成するための露光ヘッド７、後述するように、トナー１２（図２）を担持し、これによって感光体ドラム１上の静電潜像を顕像化、即ち現像する為の現像ローラ３が配置されている。
【０００９】
更に現像された感光体ドラム１上のトナー像は、現像ローラ３の下流に配置された転写ローラ８によって図示しない記録媒体上に転写される。このため転写ローラ８は、感光体ドラム１に対向して配置され、記録媒体を挟むように感光体ドラム１と連れ回りして、記録媒体を搬送する。記録媒体上に転写されずに感光体ドラム１の表面に残留したトナー１２は、転写ローラ８の下流に配置されたクリーニング装置のクリーニングブレード６によって掻き落とされて除去される。
【００１０】
感光体ドラム１は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としては例えばアルミニウムの金属パイプが用いられ、光導電層としては電荷発生層・電荷輸送層を順次積層した有機系感光体が用いられる。帯電ロ−ラ２は、金属シャフトと半導電性ゴム層によって構成される。露光ヘッド７は、ＬＥＤ光やレーザ光による複数ドットの露光手段をもった装置である。現像ローラ３は、金属シャフトと半導電ウレタンゴム材等で構成される。供給ローラ４は、金属シャフトと発泡系ウレタンゴム材等で構成される。トナー規制部材５は、例えば厚さ０．０８ｍｍで長手方向の長さが現像ローラ３の弾性体の幅にほぼ一致する薄板であり、一端側が図示せぬフレームに固定され、他端側が先端から僅かに内側の部分で鋭角に曲げられており、その屈曲部が現像ローラ３に当接するように設置される。
【００１１】
図２は、画像形成カートリッジ１００のうち、トナー収容部１０の要部構成を概略的に示す要部構成図である。同図に示すように、トナー収容部１０は、トナー収容器１３、現像ローラ３、供給ローラ４、トナー規制部材５、及びトナー残量検出装置２０等を備えている。
【００１２】
図３は、トナー残量検出装置２０の要部構成を示す斜視図である。同図に示すように、トナー残量検出装置２０は、図示しない回転駆動手段によって回転されて回転軸２３を備えた駆動ギヤ２２、クランク状に形成されたトナー残量検出バー２１、及び後述するようにトナー残量検出バー２１が所定の回転領域にあることを検出する残量検出センサ３１（図４）を有する。駆動ギヤ２２の回転軸２３は、トナー容器１３の一方の側壁部１３ａによって回転自在に保持され、この回転軸２３には、その軸線上において、トナー残量検出バー２１の一方の軸端部２１ｂを嵌入して回転自在に保持する軸孔２３ａが形成されている。更にトナー残量検出バー２１の他方の軸端部（図示せず）も上記軸線上においてトナー容器１３の他方の側壁部によって回転自在に保持されている。従って、トナー残量検出バー２１は、ギヤ２２の回転軸２３とは同軸で、且つ別々に独立して回転可能に備えられている。
【００１３】
ギヤ２２の回転軸２３には、軸方向に延在してトナー残量検出バー２１の腕部２１ａと当接可能な突起２４が形成されている。従って、ギヤ２２が回転駆動手段によって例えば矢印Ａ方向に回転するとき、トナー残量検出バー２１は当接する突起２４によって腕部２１ａが押され、同方向に回転する。
【００１４】
図４は、トナー残量検出バー２１が回転する際の回転領域を示す説明図である。同図に示すように、トナー残量検出装置２０には、トナー残量検出バー２１の作用部２１ｃが、鉛直下方を中心とする所定の回転検出領域Ｂに在るときこれを検出する残量検出センサ３１を備えている。この残量検出センサ３１は、例えばトナー収容器１３外にあって、トナー残量検出バー２１の回転に伴って移動する遮蔽板（図示せず）が、作用部２１ｃによる回転検出領域Ｂの移動に伴って移動するとき、センサをよぎるような位置に設置されたフォトインタラプタ等によって構成され、トナー残量検出バー２１が回転検出領域Ｂに在るとき“Ｌ”（オフ）となり、それ以外の領域にあるとき“Ｈ”（オン）となる残量検出信号ＤＥＴＲを後述する制御部３０（図５）に送信する。
【００１５】
図５は、画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。以下、図１を参照しながらこの制御系について説明する。
【００１６】
制御部３０は、上記残量検出信号ＤＥＴＲを受信して残量情報を時間測定するタイマ３０ａ、現像ローラ３と供給ローラ４への高圧電圧の印加を制御するための電圧制御部３０ｂ、及び印刷指示による印刷枚数をカウントする印刷枚数カウンタ３０ｃを備え、上位装置からの画像データ及び制御コマンドを受信すると、後述するように装置全体のシーケンスを制御する。高圧電圧出力電源３２は、電圧制御部３０ｂからの指示に従って、現像ローラ３と供給ローラ４それぞれに印加する高圧のバイアス電圧を発生する。
【００１７】
以上の構成において、先ず画像形成装置の動作について説明する。
感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ２等の帯電装置により、任意の極性と電位に均一に帯電される。上位装置からの印刷指示に従って、図示せぬ書き込み制御部より出力された画像データは露光ヘッド７に送られ、露光ヘッド７はこの画像データに基づいて均一に帯電された感光体ドラム１の表面を露光し、この表面上に画像パターンに応じた静電潜像を形成する。
【００１８】
供給ローラ４は、現像ローラ３に当接して図１に示す方向に回転駆動されることにより、トナー収容器１３（図２）内のトナー１２を現像ローラ３へ供給する。現像ローラ３上のトナー１２は、現像ローラ３に当接しているトナー規制部材５との摩擦等により帯電され、且つ薄層化される。現像ローラ３上のトナー厚は、現像ローラ３に対するトナー規制部材５の押圧力等により決定される。現像ローラ３は感光体ドラム１に当接しており、電圧を印加することにより、トナー１２を感光体ドラム１上の静電潜像に付着させてトナー現像を形成する。この後、感光体ドラム１上のトナー現像は、転写のための電圧が印加された転写ローラ８により図示せぬ媒体上に転写され、転写された媒体上のトナーは図示せぬ定着装置により定着される。転写後に感光体ドラム１に残留したトナー１２は、クリーニング装置のクリーニングブレード６により除去される。
【００１９】
図６及び図７は、それぞれトナー収容器１３内のトナー残量が多きとき、及び少ないときのトナー残量検出装置２０のトナー残量検出動作を説明するための動作説明図である。これらの動作説明図を参照しながら、トナー残量検出装置２０のトナー残量検出動作について、以下に説明する。尚、簡単のため、これらの各図においては、図３に示す、トナー残量検出バー２１、ギヤ２２の回転軸２３に形成された突起２４、残量検出センサ３１（図４）、及びトナー残量検出バー２１の回転領域周辺のトナー１２のみを示している。
【００２０】
図６は、トナー１２が、トナー収容器１３（図２）内に配置されたトナー残量検出バー２１の軸端部２１ｂの辺りまで満たされた状態を示している。この状態において、例えば同図（ａ）に示すように、その作用部２１ｃが鉛直方向の下方に位置するトナー残量検出バー２１は、ギヤ２２（図３）の回転に伴って所定の速度で移動する突起２４に押されて矢印Ａ方向に回転している。この時、残量検出センサ３１は、トナー残量検出バー２１が前記した所定の回転検出領域Ｂにある間、その残量検出信号を“Ｌ”（オフ）とする。
【００２１】
やがてトナー残量検出バー２１は、その作用部２１ｃが水平方向となってトナー内部から空洞部へ移動する同図（ｂ）に示す状態を経て、作用部２１ｃが鉛直方向上方に位置する同図（ｃ）に点線で示す状態となる。トナー残量検出バー２１は、この同図（ｃ）に点線で示す状態を過ぎると、その自重により、突起２４の移動に先行して速やかに矢印Ａ方向に回転し、トナーの表面に当接してその回転が妨げられて停止する。同図（ｃ）はこの時の状態を示している。
【００２２】
トナー残量検出バー２１は、所定の速度で移動する突起２４が追いつくまでこの位置に止まるが、同図（ｄ）に示すように、やがて突起２４が追いつくと、これに押されて、トナー内部を矢印Ａ方向に移動し、再び同図（ａ）で説明した位置に戻る。トナー残量検出バー２１は、ギヤ２２が所定の回転速度で回転駆動される間、上記した回転動作を繰り返す。従ってこのとき、残量検出センサ３１は、トナー残量検出バー２１が所定の速度で移動する突起２４によって押され回転検出領域Ｂを移動する間、その残量検出信号を“Ｌ”（オフ）とする。
【００２３】
図７は、トナー収容器１３（図２）内のトナー１２の残量が、後述するように所定量以下であると判定される領域まで減少した状態を示している。この状態において、例えば同図（ａ）に示すように、その作用部２１ｃが鉛直方向の下方に位置するトナー残量検出バー２１は、ギヤ２２（図３）の回転に伴って所定の速度で移動する突起２４に押されて矢印Ａ方向に回転している。この時、残量検出センサ３１は、トナー残量検出バー２１が前記した所定の回転検出領域Ｂにある間、その残量検出信号を“Ｌ”（オフ）とする。
【００２４】
やがてトナー残量検出バー２１は、その作用部２１ｃが略水平方向となる同図（ｂ）に示す状態を経て、作用部２１ｃが鉛直方向上方に位置する同図（ｃ）に点線で示す状態となる。トナー残量検出バー２１は、この同図（ｃ）に点線で示す状態を過ぎると、その自重により、突起２４の移動に先行して速やかに矢印Ａ方向に回転し、トナーの表面に当接してその回転が妨げられて停止する。同図（ｃ）はこの時の状態を示している。このとき、トナー残量検出バー２１は、所定の回転検出領域Ｂ内にあるため残量検出センサ３１によって検出され、残量検出センサ３１は、その残量検出信号を“Ｌ”（オフ）とする。
【００２５】
トナー残量検出バー２１は、所定の速度で移動する突起２４が追いつくまでこの位置に止まるが、この間、残量検出信号は“Ｌ”（オフ）状態となっている。同図（ｄ）に示すように、やがて突起２４が追いつくと、これに押されて、トナー内部を矢印Ａ方向に移動し、再び同図（ａ）で説明した位置に戻る。トナー残量検出バー２１は、ギヤ２２が所定の回転速度で回転駆動される間、上記した回転動作を繰り返す。従ってこのとき、残量検出センサ３１は、トナー残量検出バー２１が、自重によってＡ方向に回転してトナーの表面に当接してその回転が妨げられて停止してから、所定の速度で移動する突起２４によって再び押され、回転検出領域Ｂを脱出するまでの間、その残量検出信号を“Ｌ”（オフ）とする。
【００２６】
以上の説明から理解されるように、トナー残量検出バー２１が、自重によって矢印Ａ方向に回転し、トナー表面に当接して、或いは当接することなく回転を停止する回転位置が、前記所定の回転検出領域Ｂ内に在る場合か（以後この場合をトナー残量が所定量以下の場合と称すことがある）、否か（以後この場合をトナー残量が所定量より多い場合と称すことがある）によって、トナー残量検出バー２１が一回転する周期における残量検出信号の“Ｌ”（オフ）と“Ｈ”（オン）のデューティ比が明確に異なり、前記所定の回転検出領域Ｂ内に在る場合、“Ｌ”（オフ）の比率が格段に大きくなる。この点について更に説明する。
【００２７】
図８（ａ）は、前記した図６の場合のように、トナー残量が所定量より多い場合の残量検出信号ＤＥＴＲの波形を示し、図８（ｂ）は、トナー残量が所定量以下の場合の残量検出信号ＤＥＴＲの波形を示している。
【００２８】
同図中、周期Ｔは、トナー残量検出バー２１が１回転するのに要する時間、即ち駆動ギヤ２２の回転周期に相当する。同図（ａ）に示すように、トナー残量が所定量より多い場合、残量検出センサ３１によるトナー残量検出バー２１の検出時間Ｔ１は、所定の回転速度で移動するトナー残量検出バー２１が回転検出領域Ｂを通過する時間に相当する。一方、同図（ｂ）に示すように、トナー残量が所定量以下の場合、残量検出センサ３１によるトナー残量検出バー２１の検出時間Ｔ２は、図７（ｃ）及び図７（ｄ）で説明したように、トナー残量検出バー２１が自重で回転して回転検出領域Ｂ内に到った時点から、所定の回転速度で移動する突起２４が追いつき、回転検出領域Ｂを脱出するまでの時間に相当する。従って時間Ｔ２は、Ｔ２≫Ｔ１の関係となる。
【００２９】
制御部３０（図５）は、トナー残量検出センサ３１から上記した残量検出信号ＤＥＴＲを受信し、その“Ｌ”（オフ）時間を所定の時間Ｔｓと比較し、Ｔｓより長い場合には、トナーの残量が所定量以下になったと判定する。
【００３０】
ところで、印刷開始時等において、バイアス電圧が印加された状態で現像ローラ３が空回りすると、この間トナー帯電が進むため、現像ローラ３の最初の一周分で現像された現像部分に相当する印刷濃度が、それ以後に現像された現像部分の印刷濃度より濃くなる。このため、トナー残量が所定量以下の状態において、特に高濃度印刷の時には、現像ローラ３の最初の一周以降に相当する印刷のためのトナーが不足してカスレが発生することがある。尚、ここでいうカスレとは、本来は印刷部分にトナーが載ってくるところを、トナーが載らずに白抜けしてしまうことをいう。
【００３１】
図９は、カスレと現像ローラ３に印加する電圧（以後、現像バイアス電圧と称す）Ｖｄｂとの関係を実験により求め、その結果を示すグラフである。ここでいうカスレレベルとは、印刷用紙１枚の印字領域全てを１色のトナーでベタ印刷を行ったときに、１０段階評価したある基準サンプルに基づき、そのうちのカスレ量がどの程度であるかを可視的に算出した数値を表している。具体的にはカスレレベル値が大きいほどカスレ量が少ないことを表す。また本実施の形態での画像形成装置では、現像ローラ３に印加する現像バイアス電圧Ｖｄｂ、及び供給ローラ４に印加する電圧（以後、供給バイアス電圧と称す）Ｖｓｂには負の電圧が加えられ、「電圧が大きい」とは負の電圧の絶対値が大きいことを示し、「電圧が小さい」とは負の電圧の絶対値が小さいことを示している。
【００３２】
この実験での条件は以下の通りである。
・トナー残量：  全トナー容量の１０％程度を保つように補給
・供給バイアス電圧Ｖｓｂ：  現像バイアス電圧Ｖｄｂ−７０Ｖを保つように設定
・印刷条件：  Ａ４用紙２枚をベタ印刷
【００３３】
現像工程において、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくするとトナー帯電量を低く抑えることができ、感光体ドラム１の静電潜像に付着してトナー現像を形成するトナー量も少なくなる理由から、ベタ印刷を行った場合には、例えば現像ローラ３の最初の一周分で現像される印刷用紙前半部に使用するトナー量が抑えられ、そこで余ったトナー量を最初の一周後に現像される用紙後半部に回せるためカスレは少なくなる。このことは、図９のグラフにおいて、現像バイアス電圧Ｖｄｂが−１８０Ｖのときにカスレレベル８程度であったものが、現像バイアスを−１６０Ｖ以下にすることでカスレの発生を抑制すことができることからも明らかである。
【００３４】
一方で、現像バイアス電圧Ｖｄｂと供給バイアス電圧Ｖｓｂとの差電圧（以後、現像供給バイアス電圧差と称す）Ｖｄｉｆは、単位時間当たりに感光体ドラム１上に送り込まれるトナー量と関係する。
【００３５】
図１０は、単位時間当たりに感光体ドラム１上に送り込まれるトナー量と現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆとの関係を実験により求め、その結果を示すグラフである。このグラフからも明らかなように、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆが小さいと感光体ドラム１上に送り込まれるトナー量は減少し、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆが大きいと感光体ドラム１上に送り込まれるトナー量は増大する傾向にある。通常、供給バイアス電圧Ｖｓｂは現像バイアス電圧Ｖｄｂより大きく設定されており、例えば、Ｖｄｂ＝−１８０Ｖ、Ｖｓｂ＝−２５０Ｖといった具合で設定される。このときの現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ（Ｖｄｂ−Ｖｓｂ）は７０Ｖである。
【００３６】
上記したように、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくすることでカスレの発生は抑えられるが、更に現像供給バイアス電圧ｄｉｆを大きく設定し、用紙後半部に使用するトナー量を増やしてやることで、用紙後半部に発生するカスレの発生をより防ぐことができる。
例えば、現像バイアス電圧Ｖｄｂ＝−１８０Ｖ、供給バイアスＶｓｂ＝−２５０Ｖ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ＝７０Ｖで印加していたものを、現像バイアス電圧Ｖｄｂ＝−１５０Ｖ、供給バイアスＶｓｂ＝−２５０Ｖ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ＝１００Ｖとすることで、現像バイアス電圧Ｖｄｂを３０Ｖ小さく、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆを３０Ｖ大きくすることとなり、カスレ発生は防げる。
【００３７】
このとき、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくして用紙後半部にトナーを回すために得たトナー量以上のトナーを感光体ドラム１上に送り込んでしまうような大きな現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆを設定するとカスレが発生してしまうのはいうまでもない。
【００３８】
図１１は、実験で求めた、現像バイアス電圧Ｖｄｂ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ、及びカスレレベルの関係を、現像バイアス電圧Ｖｄｂ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆを座標とするカスレレベルの分布図として表したものである。この分布図を参照しながら現像バイアス電圧Ｖｄｂ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ、及びカスレレベルの関係について更に説明する。同図中の数字５〜１０はカスレレベルを表し、曲線はカスレレベルの境界線を表している。
【００３９】
（現像バイアス電圧Ｖｄｂ単独によるカスレ抑制効果について）
現像バイアス電圧Ｖｄｂを単独で小さくすることは、同図において例えばａ点からｂ点へと垂直方向に遷移させることを意味する。この場合は、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを一定とするため、供給バイアス電圧Ｖｓｂも対応して変化させる。表１は、上記条件で具体的に数値を変化させた場合の結果例を示している。
【００４０】
【表１】
2009003313.tif 000003
【００４１】
表１によれば、現像バイアス電圧Ｖｄｂを単独で変化させた場合には、カスレレベルは８から９へと改善されており、現像バイアスのみの変化でカスレを抑制可能であることが分かる。これは、現像ローラから感光ドラムに付着させるトナー量を抑制することで、カスレの時期を先送りできることを意味している。
【００４２】
ところで、現像バイアス電圧Ｖｄｂのみを変化させたのでは、カスレレベルの抑制は一定の限界がある。変化前の現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆのとり方によっては（例えばＶｄｉｆ＝４０Ｖ）、現像バイアスを小さくしたとしてもカスレレベルを９より高くすることはできない。これは、感光体ドラム１に付着させるトナー量を抑制してカスレ時期を先送りすることはできても、供給ローラ４から現像ローラ５に供給されるトナー量が少なければ、カスレレベルの改善には限界があることを示している。
【００４３】
（現像バイアス電圧Ｖｄｂ及び現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆによるカスレ抑制効果について）
次に現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆとを共に変化させた場合を考える。この場合、図１１において、例えばａ点からｃ点（更にｄ点）へと斜め方向に遷移させる場合に相当する。表２は、上記条件で具体的に数値を変化させた場合の結果例を示している。
【００４４】
【表２】
2009003313.tif 000004
【００４５】
表２によれば、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆとを共に変化させたことにより、カスレレベルが８から１０へと向上し、カスレを十分抑制できていることが分かる。これは、現像ローラ３から感光体ドラム１に付着させるトナー量を抑制して、印刷途中でトナー量が切れないようにしていると共に、供給ローラ４から現像ローラに供給されるトナー量を一層ふやすことで、カスレが生じないようにトナー量を微調整しているといえる。
【００４６】
これにより、現像バイアス電圧Ｖｄｂのみの調整ではカスレの抑制に限界がある状況でも、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを変化させることにより、カスレを容易に抑制することができる。言い換えると、カスレに対するマージンを大きくとれることを意味している。
【００４７】
もっとも、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくして用紙後半部にトナーを回すために得たトナー量以上のトナーを感光体ドラム１上に送り込んでしまうような大きな現像供給バイアス差電圧を設定した場合には、かえってカスレを発生してしまう。これは、図１１でいえば、ｄ点からさらに現像供給バイアス差を大きくすると、カスレレベル１０の領域を越えて再度カスレレベル９の領域に入ることを意味する。これは、図１１の分布図によれば、カスレレベル１０と９との境界を示す曲線が、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆ＝１１０Ｖを過ぎたあたりから右肩下がりになる傾向にあることからいえることである。
【００４８】
尚、上記説明では、トナー残量が所定量以下において、現像ローラ３の最初の一周分で現像された現像部分（印刷用紙前半部）と、それ以後に現像された現像部分（印刷用紙後半部）の印刷において、カスレ発生を防止する方法を、一枚の印刷用紙を印刷する過程で説明したが、現像ローラ３の空回りは、連続印刷時においては、印刷開始時のほか、ページ間においても生じるため、このような複数枚の連続印刷時においても、上記した方法は有効である。
【００４９】
以上のことから、本実施の形態では、トナー残量が所定量以下になったときには、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆに対してある一定量の電圧変更を行ってカスレ発生を回避する。更に、その状態で画像形成装置の使用を続けた場合、最後にはトナーが底をついてカスレが発生することとなるが、本実施の形態では、例えば印刷枚数カウンタ３０ｃを備え、トナー残量が所定量以下になったと判定した時からの印刷可能枚数上限を規定して、あらかじめ定めた、カスレなく印刷ができるトナー残量を超えての印刷は許可しないようにする。
【００５０】
図１２は、以上の方針に基づいて本実施の形態における画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを参照しながら、本発明によるバイアス電圧値補正動作について更に説明する。
【００５１】
制御部３０（図５）は、フローがスタートすると印刷枚数カウンタ３０ｃの印刷枚数カウント値をゼロとして印刷指示待ち状態となり（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、印刷指示があると通常の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを設定する。これにより供給バイアスも必然的に求まる（ステップＳ１０３）。次にトナー残量が所定量以下（以下、トナーローと称す）であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。尚、実際のトナーロー判定には、前記したようにトナー残量検出バー２１の回転動作が必要なため、前回の印刷動作中における判定結果が用いられる。ここで、トナーローでなかった場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、先に設定した現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ１０９）。
【００５２】
一方、トナーローであった場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、印刷枚数カウンタ３０ｃによってトナーロー時の累積印刷枚数Ｎをカウントし（ステップＳ１０５）、この累積印刷枚数Ｎがあらかじめ定められた上限の規定枚数に達しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで累積印刷枚数Ｎが上限の規定枚数を上回る場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、残トナー量が少なくてこれ以上印刷できないと判断し、印刷を不可とするトナーエンプティの指示を出す（ステップＳ１０７）。
【００５３】
一方、累積印刷枚数Ｎが上限の規定枚数以内である場合には（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３で設定した通常の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを所定の補正値によって補正する（ステップＳ１０８）。ここでは、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくする、又は現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくすると共に、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを大きくする補正を行う。補正により再設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ１０９）。印刷が実行されると再びステップＳ１０２にもどって、印刷指示待ちの状態となり、以後同じ動作を繰り返す。従って、高圧電圧出力電源３２、制御部３０の電圧制御部３０ｂ、及び制御部３０で上記フローを実行する箇所が電圧設定手段に相当する。
【００５４】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、トナーローの状況下で現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくする、又は現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくすると共に、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを大きくする補正を行うことによって、従来、トナー残量が少ないときに発生していたカスレをなくすことができ、良好な印刷品位を保つことができる。また、現像バイアス電圧や現像供給バイアス差電圧を補正してもカスレが発生してしまうほどトナー残量が少なくなったときには印刷動作が行われないので、カスレ発生を伴う印刷の失敗も防げ、印刷用紙の無駄使いも防止できる。
【００５５】
実施の形態２．
図１３は、本発明による実施の形態２の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【００５６】
この制御系が、前記した図５に示す実施の形態１の制御系と主に異なる点は、制御部１３０に、露光ドット数カウンタ３０ｄが備えられた点と、その処理内容である。従って、図１２に示す本実施の形態の制御系が、図５に示す実施の形態１の制御系と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態における画像形成装置の画像形成トナーカートリッジは、図１〜図４に示す実施の形態１のトナーカートリッジ１００と共通するため、必要に応じて図１〜図４を参照する。
【００５７】
制御部１３０は、残量検出センサ３１から送信される前記残量検出信号ＤＥＴＲを受信して残量情報を時間測定するタイマ３０ａ、現像ローラ３と供給ローラ４への高圧電圧の印加を制御するための電圧制御部３０ｂ、印刷指示による印刷枚数をカウントする印刷枚数カウンタ３０ｃ、及びドット単位で潜像を形成する露光ヘッドの露光ドット数をカウントする露光ドット数カウンタ３０ｄを備え、上位装置からの画像データ及び制御コマンドを受信すると、後述するように装置全体のシーケンスを制御する。高圧電圧出力電源３２は、電圧制御部３０ｂからの指示に従って、現像ローラ３と供給ローラ４それぞれに印加する高圧電圧を発生する。
【００５８】
実施の形態１の画像形成装置では、トナーローが発生した場合、無条件で現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆを補正して、所定枚数Ｎだけトナーローが発生した後の印刷が行えるようにしたが、本実施の形態の画像形成装置では、印刷指示の内容を判断し、印刷指示命令がある毎に高濃度印刷のページが含まれるか否かを判断し、含まれる場合のみ、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを所定の補正値によって補正するものである。
【００５９】
高濃度印刷ページの有無判定は、印刷指示された画像データの各１ページ毎の露光ドット数を露光ドット数カウンタ３０ｄによって印刷前にカウントし、各ページ毎の画像比率を算出した後、この算出した画像比率と所定の画像比率とを比較することで行なわれる。
【００６０】
ここでいう画像比率とは、
画像比率＝（印刷用紙１枚当たりの画像パターン面積）／（印刷有効面積）
であり、
画像パターン面積は、（画像データの１ページあたりの露光ドット数）と（露光ドット１ドットあたりの画像パターン面積）の積として算出される。理解が容易になるように具体例をあげると、画像比率は、ベタパターン印刷の場合１（１００％デューティ）、白紙パターン印刷の場合０（０％デューティ）である。ここでは、画像比率が高い（例えば所定の画像比率０．８（８０％デュ−ティ）以上）と判断された印刷指示においては高濃度印刷ページがあると判定し、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを補正して印刷実行を行う。
【００６１】
以上のように、トナー残量が所定量以下になり、且つ高濃度印刷のときにだけ、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆに対してある一定量の電圧変更を行ってカスレ発生を回避する。しかし、その状態で画像形成装置の使用を続けた場合、最終的にはトナーが底をついてカスレが発生してしまう。これに対する対策は、実施の形態１の場合と同様であって、例えば印刷枚数カウンタ３０ｃを備え、トナー残量が所定量以下になったと判定した時からの印刷可能枚数上限を規定して、あらかじめ定めた、カスレなく印刷ができるトナー残量を超えての印刷は許可しないようにする。
【００６２】
図１４は、以上の方針に基づいて本実施の形態における画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを参照しながら、本発明によるバイアス電圧値補正動作について更に説明する。
【００６３】
このフローチャートにおけるスタートからステップＳ２０７までのフローは、図１２に示す前記した実施の形態１で説明したフローチャートのスタートからステップＳ１０７までのフローと同じである。
【００６４】
即ち、制御部３０（図５）は、フローがスタートすると印刷枚数カウンタ３０ｃの印刷枚数カウント値をゼロとして印刷指示待ち状態となり（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、印刷指示があると通常の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを設定する。これにより供給バイアスも必然的に求まる（ステップＳ２０３）。次にトナー残量がトナーローであるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。尚、実際のトナーロー判定には、前記したようにトナー残量検出バー２１の回転動作が必要なため、前回の印刷動作中における判定結果が用いられる。ここで、トナーローでなかった場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、先に設定した現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ２１１）。
【００６５】
一方、トナーローであった場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、印刷枚数カウンタ３０ｃによってトナーロー時の累積印刷枚数Ｎをカウントし（ステップＳ２０５）、この累積印刷枚数Ｎがあらかじめ定められた上限の規定枚数に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで累積印刷枚数Ｎが上限の規定枚数を上回る場合（ステップＳ２０６、Ｎｏ）、残トナー量が少なくてこれ以上印刷できないと判断し、印刷を不可とするトナーエンプティの指示を出す（ステップＳ２０７）。
【００６６】
一方、累積印刷枚数Ｎが上限の規定枚数以内である場合（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、本実施の形態では、印刷指示された画像データの各１ページ毎の露光ドット数を露光ドット数カウンタ３０ｄによってカウントして各ページ毎の画像比率を算出し、１印刷命令のうちに高濃度印刷ページがあるか否かを検出する（ステップＳ２０８）。
【００６７】
図１５に示すフローチャートは、ステップＳ２０８で行う高濃度印刷有無計算の処理内容を示すフローチャートである。同図に示すように、処理がスタートすると、先ず今回の印刷指示で印刷するページ数Ｍをメモリし（ステップＳ２５１）、後述する処理によって画像比率計算をしていないページが０になったか否かを確認する（ステップＳ２５２）。画像比率計算をしていないページが存在する場合（ステップＳ２５２、Ｎｏ）、次のページの画像比率を計算し、その画像比率が０．８（８０％デューティ）以上か否かを判定する（ステップＳ２５３）。画像比率が０．８（８０％デューティ）以上の場合（ステップＳ２５４、Ｙｅｓ）、高濃度印刷指示ありのフラグを立てて（ステップＳ２５７）処理を終了し、画像比率が０．８（８０％デューティ）未満の場合（ステップＳ２５４、Ｎｏ）、数値Ｍを１つ減らして再度ステップＳ２５２に戻る（ステップＳ２５５）。従って、画像比率計算をしていないページが存在する場合、ステップＳ２５２〜ステップＳ２５５を繰り返し、画像比率計算をしていないページが無くなった場合（ステップＳ２５２、Ｙｅｓ）、今回の印刷指示で印刷するページには、高濃度印刷がないことを示すフラグを立てて（ステップＳ２５６）、ステップＳ２０８で行う高濃度印刷有無計算の処理を終了する。即ち、高濃度印刷有無計算を行うステップＳ２０８では、今回、印刷指示されたページの中に１ページでも高濃度印刷指示のものが含まれているか否かを検出する。
【００６８】
上記フラグを見て、１ページでも高濃度印刷が存在すると判定した場合（ステップＳ２０９、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３で設定した通常の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを所定の補正値によって補正する（ステップＳ２１０）。ここでは、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくする、又は現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくすると共に、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを大きくする補正を行う。補正により再設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ２１１）。ステップＳ１０９で高濃度印刷が存在しないとした場合（ステップＳ２０９、Ｎｏ）、先に設定した現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ２１１）。印刷が実行されると再びステップＳ１０２にもどって、印刷指示待ちの状態となり、以後同じ動作を繰り返す。
【００６９】
尚、本実施の形態では、ステップＳ２０９において、各ページ毎の画像比率が０．８（８０％デューティ）以上の場合に高濃度印刷ページと判定したが、これは一例に過ぎず、用途やユーザの要求に合わせて他の値をとることは可能である。
【００７０】
また、本実施の形態では、高濃度印刷をするページが含まれる１印刷命令の印刷は、すべてページで現像バイアスと現像供給バイアス差を補正して印刷するように構成したが、同一の構成において、１印刷命令のうちの高濃度印刷ページのみに対して現像バイアスと現像供給バイアス差を補正するように構成することも可能である。
【００７１】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、トナーローの状況下で印刷指示の内容を判断し、１つの同印刷指示に高濃度印刷をするページが含まれると判断したときにだけ、現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくする、又は現像バイアス電圧Ｖｄｂを小さくすると共に、現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを大きくする補正を行うことによって、従来、トナー残量が少ないときに発生していたカスレをなくすことができ、良好な印刷品位を保つことができる。更に、本実施の形態の画像形成装置によれば、高濃度印刷をするページが含まれるときにだけカスレ対策としてトナー使用量を適宜補う方式のためそれ以外のページでトナーを無駄に使用することもない。更に、現像バイアスや現像供給バイアス差を補正してもカスレが発生してしまうほどトナー残量が少なくなったときには印刷動作を行わないので、カスレ発生を伴う印刷の失敗も防げ、印刷用紙の無駄使いも防止できる。
【００７２】
実施の形態３．  
図１６は、本発明による実施の形態３の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【００７３】
この制御系が、前記した図５に示す実施の形態１の制御系、及び前記した図１３に示す実施の形態２の制御系と主に異なる点は、制御部２３０に、累積ドット数カウンタ３０ｅが備えられた点と、その処理内容である。従って、図１６に示す本実施の形態の制御系が、図５又は図１３に示す制御系と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態における画像形成装置の画像形成トナーカートリッジは、図１〜図４に示す実施の形態１のトナーカートリッジ１００と共通するため、必要に応じて図１〜図４を参照する。
【００７４】
制御部２３０は、残量検出センサ３１から送信される前記残量検出信号ＤＥＴＲを受信して残量情報を時間測定するタイマ３０ａ、現像ローラ３と供給ローラ４への高圧電圧の印加を制御するための電圧制御部３０ｂ、印刷指示による印刷枚数をカウントする印刷枚数カウンタ３０ｃ、ドット単位で潜像を形成する露光ヘッドの露光ドット数をカウントする露光ドット数カウンタ３０ｄ、及び現像剤残量が所定量になったとき、即ちトナーローが発生してから前記露光ヘッドにより露光して印刷が行われたドット数の累積をカウントする累積ドット数カウンタ２７とを備え、上位装置からの画像データ及び制御コマンドを受信すると、後述するように装置全体のシーケンスを制御する。高圧電圧出力電源３２は、電圧制御部３０ｂからの指示に従って、現像ローラ３と供給ローラ４それぞれに印加する高圧電圧を発生する。
【００７５】
本実施の形態の画像形成装置では、トナーローが発生した時から印刷に使用できるトナー量の上限を規定し、１印刷命令で使用するトナー量がこの使用可トナー量上限に達してしまう場合に、この最後の１印刷命令で行う印刷においてカスレ発生が生じないように現像バイアスと現像供給バイアス差を補正して印刷するものである。
【００７６】
累積ドット数カウンタ３０ｅにより、トナーローとなった時点から印刷したすべての印刷データの累積露光ドット数をカウントし、（累積露光ドット数のカウント値）と（露光ドット１ドット当たりのトナー使用量）の積から、トナーローとなった時点からの実際に使用したトナー量ＣＱを概算する。次に、新たに印刷指示された画像データで要する露光ドット数を露光ドット数カウンタ３０ｄによって印刷前に計算し、これから行う１印刷命令に要するトナー量ＡＱを概算する。概算したこれら２つのトナー使用量の和（ＣＱ＋ＡＱ）が、予め定められた使用可トナー量上限ＲＥＱに達すると判断した場合に、カスレなき現像バイアスと現像供給バイアス差を補正して印刷を実行する。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置では、一印刷命令でこれから実行する印刷によって、全使用トナー量が、使用可トナー量上限ＲＥＱに達してしまうとしても、最後の１印刷命令だけは印刷を許可し、現像バイアスと現像供給バイアス差を補正して、カスレ発生を回避するものである。更に、カスレなく使用できるトナー量にも限界があるため、最後の１印刷命令で印刷可能な最大枚数を規定して、それを超えての印刷は許可しないようにする。
【００７８】
図１７は、以上の方針に基づいて本実施の形態における画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを参照しながら、本発明によるバイアス電圧値補正動作について更に説明する。
【００７９】
制御部３０（図５）は、フローがスタートすると印刷指示待ち状態となり（ステップＳ３０１）、印刷指示があると通常の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを設定する。これにより供給バイアスも必然的に求まる（ステップＳ３０２）。次にトナー残量がトナーローであるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。尚、実際のトナーロー判定には、前記したようにトナー残量検出バー２１の回転動作が必要なため、前回の印刷動作中における判定結果が用いられる。ここで、トナーローでなかった場合（ステップＳ３０３、Ｎｏ）、先に設定した現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ３０８）。
【００８０】
一方、トナーローであった場合（ステップＳ３０３、Ｙｅｓ）、累積ドット数カウンタ３０ｅを用いてトナーロー以後に使用されたトナー使用量ＣＱを概算し（ステップＳ３０４）、露光ドット数カウンタ３０ｄを用いてこれから行う１印刷命令に要するトナー量ＡＱを概算する（ステップＳ３０５）。これ等のトナー量の和（ＣＱ＋ＡＱ）が予め定められた使用可トナー量上限ＲＥＱに達したか否かを判定し（ステップＳ３０６）、達していないと判定された場合（ステップＳ３０６、Ｎｏ）、予め定められた補正値Ａをもって現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを補正する。補正により再設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ３０８）。ここで印刷が実行されると、再びステップＳ３０１にもどって、印刷指示待ちの状態となり、以後同じ動作を繰り返す。
【００８１】
一方、ステップＳ３０６で、トナー量の和（ＣＱ＋ＡＱ）が予め定められた使用可トナー量上限ＲＥＱに達したと判定された場合（ステップＳ３０６、Ｙｅｓ）、今回の印刷命令での印刷ページ数ｎが予め定められた上限ページ数に達しているか否かを判定し（ステップＳ３０９）、達していないと判定された場合（ステップＳ３０９、Ｙｅｓ）、予め定められた補正値Ｂをもって現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを補正する。補正により再設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行し（ステップＳ３１１）、処理を終了する。一方、今回の印刷命令での印刷ページ数ｎが予め定められた上限ページ数に達していると判定された場合（ステップＳ３０９、Ｎｏ）、残トナー量が少なくてこれ以上印刷できないと判断し、印刷を不可とするトナーエンプティの指示を出し（ステップＳ３１２）、処理を終了する。
【００８２】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、トナーエンプティ付近の１印刷命令における枚数制限を設けた印刷枚数分に対して印刷許可をし、現像バイアスを小さくする、または現像バイアスを小さくするとともに現像供給バイアス差を大きくすることで、従来発生していたカスレをなくすことができ、良好な印刷品位を保つことができる。
【００８３】
実施の形態４．
図１８は、本発明による実施の形態４の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【００８４】
この制御系が、前記した各実施の形態の制御系と主に異なる点は、制御部３３０が少なくともタイマ３０ａと電圧制御部３０ｂを備えている点である。従って、図１８に示す本実施の形態の制御系が、図５に示す実施の形態１の制御系と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態における画像形成装置の画像形成トナーカートリッジは、図１〜図４に示す実施の形態１のトナーカートリッジ１００と共通するため、必要に応じて図１〜図４を参照する。
【００８５】
制御部３３０は、少なくとも上記残量検出信号ＤＥＴＲを受信して残量情報を時間測定するタイマ３０ａ、及び現像ローラ３と供給ローラ４への高圧電圧の印加を制御するための電圧制御部３０ｂを備え、上位装置からの画像データ及び制御コマンドを受信すると、後述するように装置全体のシーケンスを制御する。高圧電圧出力電源３２は、電圧制御部３０ｂからの指示に従って、現像ローラ３と供給ローラ４それぞれに印加する高圧電圧を発生する。
【００８６】
本実施の形態の画像形成装置では、トナーがトナーローとなって以降、トナーが追加されてトナーローが解除されたことを検出したときに、トナーローの下で行っていた現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆの補正制御を解除し、現像ローラ３及び供給ローラ４に与える出力電圧を再び変更前の電圧値に戻すものである。
【００８７】
図１９は、以上の方針に基づいて本実施の形態における画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを参照しながら、本発明によるバイアス電圧値補正の解除動作について更に説明する。
【００８８】
ここでは、例えば前記した各実施の形態で説明した図１２、図１４、図１７のフローチャートの何れかのフローが実行され、その時のトナーローの発生によって、現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆが、所定の補正値によって補正されている状態、即ちトナーロー時の設定値になっている（ステップＳ４０１）。印刷指示待ち状態となるステップＳ４０２において、次の印刷指示を確認するまでの間には、トナーの補充が行われる場合がある。ここでのトナーの補充は、例えば以下のようにして行われる。
【００８９】
トナーを追加するときには、図示せぬ画像形成装置本体カバーをあけ、図示せぬトナーカートリッジの交換をすることでトナー収容器１３（図２）の中のトナー１２が満たされる。画像形成装置本体カバーの開閉があると、図示せぬ本体カバー開閉スイッチの変化があったことを制御部３３０が検知し、トナー残量検出装置２０による前記したトナー残量検出動作が行われる。このときトナーローが解除されたか否かの情報が制御部３３０に保持される。
【００９０】
次に印刷指示があったとき（ステップＳ４０２）、トナーの追加によってトナーローが解除されたか否かを判定する（ステップＳ４０３）、ここでトナーの追加によってトナーローが解除されていると判定された場合（ステップＳ４０３、Ｙｅｓ）、トナーロー検出時の現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆのそれぞれの補正値は変更前の電圧値に再び戻されて（ステップＳ４０４）、補正前の値に設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ４０５）。ここで、トナーの追加がなくてトナーローが解除されていないと判定された場合（ステップＳ４０３、Ｎｏ）、トナーロー時に設定された現像バイアス電圧Ｖｄｂと現像供給バイアス差電圧Ｖｄｉｆを高圧電圧出力電源３２より出力して印刷を実行する（ステップＳ４０５）。
【００９１】
尚、ここで説明した図１９のフローは、例えばトナー追加の可能性がある画像形成装置本体カバーの開閉が行なわれた際に行われるものであり、その後の処理は、再び各実施の形態で説明した図１２、図１４、図１７のフローチャートの何れかのフローに戻るものである。従って、図１９のフローチャートのステップＳ４０４においてトナーロー時の各バイアス補正が解除されると、現像バイアス、供給バイアス、及び現像供給バイアス差は、例えば、前記した図１２のフローチャートのステップ１０３で設定した値に戻る。
【００９２】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、トナー追加の可能性がある場合に、前記した各実施の形態のように、前回の印刷動作中におけるトナーローの判定結果を用いることなく、トナー追加の可能性があるタイミングでトナーローの判定を行ってその結果をその後の印刷処理に反映させる。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、トナーロー発生時に行っていた現像バイアスと現像供給バイアス差の電圧補正制御を、新たにトナーが追加されてトナーローが解除されたときに変更前の電圧値に再び戻すことで、トナー残量が所定量以上で、十分に満たされているときに、必要以上にトナーが消費されるのを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、プリンタを例にあげて説明を行ったが、これに限定されるものではない。例えば電子写真方式を採用しているファクシミリ装置、複写装置、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明による実施の形態1の画像形成装置の画像形成カートリッジ、及びその周辺の要部構成を概略的に示した構成図である。
【図２】画像形成カートリッジのうち、トナー収容部の要部構成を概略的に示す要部構成図である。
【図３】トナー残量検出装置の要部構成を示す斜視図である。
【図４】トナー残量検出バーが回転する際の回転領域を示す説明図である。
【図５】画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する実施の形態１の制御系の要部構成を示すブロック図である。
【図６】トナー収容器内のトナー残量が多きときのトナー残量検出装置のトナー残量検出動作を説明するための動作説明図である。
【図７】トナー収容器内のトナー残量が少ないときのトナー残量検出装置のトナー残量検出動作を説明するための動作説明図である。
【図８】（ａ）はトナー残量が所定量より多い場合の残量検出信号ＤＥＴＲの波形を示す波形図であり、（ｂ）はトナー残量が所定量以下の場合の残量検出信号ＤＥＴＲの波形を示す波形図である。
【図９】カスレと現像バイアス電圧Ｖｄｂとの関係を実験により求め、その結果を示すグラフである。
【図１０】単位時間当たりに感光体ドラム上に送り込まれるトナー量と現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆとの関係を実験により求め、その結果を示すグラフである。
【図１１】現像バイアス電圧Ｖｄｂ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆ、及びカスレレベルの関係を、現像バイアス電圧Ｖｄｂ、現像供給バイアス電圧差Ｖｄｉｆを座標とするカスレレベルの分布図として表した図である。
【図１２】実施の形態１において、画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本発明による実施の形態２の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２において、画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態２において、画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。
【図１６】本発明による実施の形態３の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態３において、画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。
【図１８】本発明による実施の形態４の画像形成装置の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態４において、画像形成装置が実行する動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１  感光体ドラム、
２  帯電ローラ、
３  現像ローラ、
４  供給ローラ、
５  トナー規制部材、
６  クリーニングブレード、
７  露光ヘッド、
８  転写ローラ、
１０  トナー収容部、
１２  トナー、
１３  トナー収容器、
１３ａ  一方の側壁部、
２０  トナー残量検出装置、
２１  トナー残量検出バー、
２１ａ  腕部、
２１ｂ  軸端部、
２１ｃ  作用部、
２２  駆動ギヤ、
２３  回転軸、
２３ａ  軸孔、
２４  突起、
３０，１３０，２３０，３３０  制御部、
３０ａ  タイマ、
３０ｂ  電圧制御部、
３０ｃ  印刷枚数カウンタ、
３０ｄ  露光ドット数カウンタ、
３０ｅ  累積ドット数カウンタ、
３１  残量検出センサ、
３２  高圧電圧出力電源、
１００  画像形成カートリッジ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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