(57)【要約】【課題】トナー濃度の制御のための過度なトナー供給による、トナー飛散現象及び／またはバックグラウンド汚染を防ぎ、現像剤の帯電変化によって生じる問題を解決できる画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供する。【解決手段】ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を現像ユニット１１０に印加して、感光媒体１００に形成された静電潜像を第１トナー画像に現像する段階と、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を現像ユニット１００に印加して、静電潜像を第２トナー画像に現像する段階と、第１トナー画像と関連した第１画像パターンの濃度を感知する段階と、第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度を感知する段階と、第１画像パターンの濃度及び前記第２画像パターンの濃度に基づいて、画像パターンの濃度を制御する段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
2009163241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、前記感光媒体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、を備える画像形成装置の制御方法において；
ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加して、感光媒体に形成された静電潜像を第１トナー画像に現像する段階と、
ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加して、前記静電潜像を第２トナー画像に現像する段階と、
前記第１トナー画像と関連した第１画像パターンの濃度を感知する段階と、
前記第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度を感知する段階と、
前記第１画像パターンの濃度及び前記第２画像パターンの濃度に基づいて、前記画像パターンの濃度を制御する段階と、
を含むことを特徴とする、画像形成装置の制御方法。
【請求項２】
前記画像形成装置は、前記トナー画像が前記感光媒体から転写される転写ベルトをさらに備え、
前記第１画像パターンの濃度及び前記第２画像パターンの濃度を感知する各段階は、
前記転写ベルトに転写された前記第１トナー画像及び前記第２トナー画像に、それぞれ光を照射する段階と、
前記第１トナー画像及び前記第２トナー画像から、それぞれ反射された光を受光する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３】
前記第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値範囲内にあるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項４】
前記画像パターンの濃度を制御する段階は、
前記第１画像パターンの濃度が、前記設定された濃度値範囲より高いと判断される場合には、前記画像パターンの濃度を低くする段階を含むことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項５】
前記画像パターンの濃度を低くする段階は、
前記現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び前記感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する段階を含むことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
前記画像パターンの濃度を制御する段階は、
前記第１画像パターンの濃度が、前記設定された濃度値範囲より低いと判断される場合には、
前記第１画像パターンの濃度と前記第２画像パターンの濃度とを比較する段階と、
前記第２画像パターンの濃度が前記第１画像パターンの濃度より高いと判断される場合に、前記画像パターンの濃度を高くするために、前記現像ユニットにトナーを追加して供給する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項７】
前記画像パターンの濃度を制御する段階は、
前記第１画像パターンの濃度が、前記設定された濃度値範囲より低いと判断される場合には、
前記第１画像パターンの濃度と前記第２画像パターンの濃度とを比較する段階と、
前記第１画像パターンの濃度が、前記第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合に、前記画像パターンの濃度を高くする段階と、
を含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
前記画像パターンの濃度を高くする段階は、
前記現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び前記感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項９】
画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、前記感光媒体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、を備える画像形成装置の制御方法において；
前記感光媒体に静電潜像を形成する段階と、
ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加して、前記静電潜像を第１トナー画像に現階と、
前記第１トナー画像と関連した第１画像パターンの濃度を感知する段階と、
前記第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値より低いか否かを判断する段階と、
前記第１画像パターンの濃度が、前記設定された濃度値より低いと判断される場合には、
ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加して、前記静電潜像を第２トナー画像に現像する段階と、
前記第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度を感知する段階と、
前記第１画像パターンの濃度と前記第２画像パターンの濃度との比較結果に基づいて、前記画像パターンの濃度を制御する段階と、
を含むことを特徴とする、画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記画像パターンの濃度を制御する段階は、
前記第２画像パターンの濃度が前記第１画像パターンの濃度より高い場合には、前記画像パターンの濃度を高くするために、前記現像ユニットにトナーを追加して供給する段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
前記画像パターンの濃度を制御する段階は、
前記第１画像パターンの濃度が前記第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合には、前記画像パターンの濃度を高くする段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
前記画像パターンの濃度を高くする段階は、
前記現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び前記感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１３】
画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、
前記感光媒体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、
前記トナー画像の濃度を感知し、感知された前記トナー画像の濃度に対応して前記画像パターンの濃度信号を出力する画像パターン濃度センサと、
前記画像パターンの静電潜像を前記感光媒体上に形成し、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加することで、前記静電潜像を第１トナー画像に現像し、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を前記現像ユニットに印加することで、前記静電潜像を第２トナー画像に現像し、前記画像パターン濃度センサから、前記第１トナー画像と関連した第１画像パターン及び前記第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度信号を受信し、前記第１画像パターンの濃度と前記第２画像パターンの濃度との比較結果に基づいて、前記画像パターンの濃度レベルを制御するように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記第２画像パターンの濃度が前記第１画像パターンの濃度より高い場合には、前記画像パターンの濃度を高くするために、前記現像ユニットにトナーを追加して供給するように構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記第１画像パターンの濃度が前記第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合には、前記画像パターンの濃度を高くするように構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記画像パターンの濃度を高くするために、前記現像ユニットに印加される現像バイアス電圧及び前記感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節するように構成されることを特徴とする、請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像パターン濃度センサは、
光を発生し、前記感光媒体に形成された前記トナー画像に前記光を照射するように配置される光源と、
前記トナー画像から反射された前記光を受光する光検出器と、
を有することを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記感光媒体に加圧されて接触し、前記感光媒体から前記トナー画像が転写される転写ベルトをさらに備え、
前記画像パターン濃度センサは、
光を発生し、前記転写ベルトに形成された前記トナー画像に前記光を照射するように配置される光源と、
前記トナー画像から反射された前記光を受光する光検出器と、
を有することを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記光源は、赤外光源を含むことを特徴とする、請求項１７または１８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記現像ユニットは、前記トナー画像を複数の色にそれぞれ現像する複数の現像ユニットを有し、
前記転写ベルトには、複数の色にそれぞれ現像された前記トナー画像が転写され、転写された複数の前記トナー画像が重畳されて、カラートナー画像が形成されることを特徴とする、請求項１８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、及び画像形成装置の制御方法に関し、感光媒体に形成される静電潜像を二成分の乾式現像剤を用いて現像する画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像形成装置は、一定の電位に帯電させた感光体に光を走査して静電潜像を形成し、トナーを用いて静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を用紙に転写して定着させることで、白黒画像またはカラー画像を印刷する装置である。
【０００３】
画像形成装置がカラー画像を印刷できるように構成する場合には、通常、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ：Ｙ）、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ：Ｍ）、シアン（ｃｙａｎ：Ｃ）及びブラック（ｂｌａｃｋ：Ｋ）などの複数色のトナーが使用される。すなわち、４色のトナー画像を形成するためには、４個の現像装置が必要である。カラー画像形成装置には、２つのタイプ、すなわち、４個の現像装置に対応して４個の露光ユニット及び感光体を備えて、１つのカラートナー画像が他の画像と重畳してカラー画像を形成するシングルパス（ｓｉｎｇｌｅ  ｐａｓｓ）タイプと、４個の現像装置に共用して１つの露光ユニット及び感光体を備えるマルチパス（ｍｕｌｔｉ  ｐａｓｓ）タイプがある。
【０００４】
また、画像形成装置には、いくつかの異なるタイプの現像剤が使用されており、例えば、液状のキャリアに分散された粉末状のトナー粒子を含む湿式現像剤、非磁性のトナー粒子と磁性のキャリアとが混合された二成分現像剤を含む乾式現像剤、磁性または非磁性のトナー粒子を用いる一成分現像剤を含む乾式現像剤等が使用される。ここで、乾式現像剤（例えば、二成分現像剤）を使用する画像形成装置においては、静電潜像がトナー粒子のみを用いて現像されるので、トナー濃度を適切な範囲内に維持するために、トナーの供給を適切に制御することが非常に重要である。
【０００５】
従来は、トナー濃度を制御するために、感光媒体または転写ベルトに形成された画像パターンのトナー濃度を感知し、感知されたトナー濃度を用いてトナーの供給を制御する方法が使用されていた。このような従来のトナー濃度制御方法の一例は、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている従来のトナー濃度制御方法によると、まず、基準になる画像パターンを形成した後、画像パターンの濃度を感知し、画像パターンの濃度が予め設定された基準濃度より高いかまたは低いかを判断する。画像パターンの濃度が予め設定された基準濃度より低いと判断されると、現像ユニットにトナーを追加して供給するものであった。
【０００６】
【特許文献１】特開第２００２−１６２７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、乾式現像剤（例えば、二成分現像剤）を使用する画像形成装置においては、現像剤の帯電レベルが増加するにつれて、感光体に供給されるトナーの量が減少する。そのため、現像ユニット内に充分な量のトナーが存在する場合にも、感光体に供給されるトナーの量が基準値より低くなっていた。このような状況で、従来の制御方法によって、画像パターンの濃度を調節するために現像ユニットにトナーを追加して供給すると、過度なトナー供給が生じ、相対して充分に帯電されていないトナーの量が比例的に増加し、その結果、トナー飛散現象及び／またはバックグラウンド汚染が発生する問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、二成分の乾式現像剤を用いて現像を行う場合に、トナー濃度の制御のための過度なトナー供給による、トナー飛散現象及び／またはバックグラウンド汚染を防ぎ、現像剤の帯電変化によって生じる問題を解決できる画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、感光媒体にトナーを供給して静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、を備える画像形成装置の制御方法において；ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を現像ユニットに印加して、感光媒体に形成された静電潜像を第１トナー画像に現像する段階と、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を現像ユニットに印加して、静電潜像を第２トナー画像に現像する段階と、第１トナー画像と関連した第１画像パターンの濃度を感知する段階と、第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度を感知する段階と、第１画像パターンの濃度及び前記第２画像パターンの濃度に基づいて、画像パターンの濃度を制御する段階と、を含むことを特徴とする、画像形成装置の制御方法が提供される。
【００１０】
画像形成装置で画像パターンを形成する際に、同一の画像パターンの静電潜像に対し、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧によって現像された第１トナー画像を含む第１画像パターンの濃度、及びＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧によって現像された第２トナー画像を含む第２画像パターンの濃度を感知し、各々の濃度に基づいて画像パターンの濃度を制御することにより、二成分の乾式現像剤を用いて現像を行う場合に、現像剤の帯電増加に伴ってトナーが過剰に供給される不具合を防止することができる。
【００１１】
画像形成装置は、トナー画像が感光媒体から転写される転写ベルトをさらに備え、第１画像パターンの濃度及び第２画像パターンの濃度を感知する各段階は、転写ベルトに転写された第１トナー画像及び第２トナー画像に、それぞれ光を照射する段階と、第１トナー画像及び第２トナー画像から、それぞれ反射された光を受光する段階と、を含むことができる。濃度を感知する段階は、感光媒体に現像された第１トナー画像または第２トナー画像が転写ベルトに転写されてから、転写ベルトの第１トナー画像または第２トナー画像に光を照射して、第１画像パターンまたは第２画像パターンの濃度を感知することができる。
【００１２】
第１画像パターンの濃度を感知する段階の後には、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値範囲内にあるか否かを判断する段階をさらに含むことができ、判断結果によって制御が行われる。
【００１３】
画像パターンの濃度を制御する段階において、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値範囲より高いと判断される場合には、画像パターンの濃度を低くする段階を含むことができる。ここで、画像パターンの濃度を低くする段階は、現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する段階を含むことにより、画像パターンの濃度を低くすることができる。
【００１４】
画像パターンの濃度を制御する段階において、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値範囲より低いと判断される場合には、第１画像パターンの濃度と第２画像パターンの濃度とを比較する段階と、第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高いと判断される場合に、画像パターンの濃度を高くするために、現像ユニットにトナーを追加して供給する段階と、を含むことができる。第１画像パターンの濃度が設定された濃度値範囲より低く、第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高い場合には、現像剤の帯電が増加していないと判断でき、トナーを追加して供給することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００１５】
上記の画像パターンの濃度を制御する段階において、第１画像パターンの濃度が、第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合には、画像パターンの濃度を高くする段階をさらに含むことができる。つまり、画像パターンの濃度を制御する段階において、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値範囲より低いと判断される場合には、第１画像パターンの濃度と第２画像パターンの濃度とを比較する段階と、第１画像パターンの濃度が、第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合に、画像パターンの濃度を高くする段階と、を含むことができる。第１画像パターンの濃度が、第２画像パターンの濃度と実質的に同一である場合は、現像剤の帯電が増加していると判断でき、トナーを追加して供給せずに、現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、感光媒体にトナーを供給して静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、を備える画像形成装置の制御方法において；感光媒体に静電潜像を形成する段階と、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を現像ユニットに印加して、静電潜像を第１トナー画像に現階と、第１トナー画像と関連した第１画像パターンの濃度を感知する段階と、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値より低いか否かを判断する段階と、第１画像パターンの濃度が、設定された濃度値より低いと判断される場合には、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を現像ユニットに印加して、静電潜像を第２トナー画像に現像する段階と、第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度を感知する段階と、第１画像パターンの濃度と第２画像パターンの濃度との比較結果に基づいて、画像パターンの濃度を制御する段階と、を含むことを特徴とする、画像形成装置の制御方法が提供される。
【００１７】
画像形成装置で画像パターンを形成する際に、画像パターンの静電潜像に対し、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧によって現像された第１トナー画像を含む第１画像パターンの濃度を感知して、設定された濃度値より低いか否かを判断し、設定された濃度値より低い場合には、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧によって現像された第２トナー画像を含む第２画像パターンの濃度を感知し、各々の濃度に基づいて画像パターンの濃度を制御することにより、二成分の乾式現像剤を用いて現像を行う場合に、現像剤の帯電増加に伴ってトナーが過剰に供給される不具合を防止することができる。
【００１８】
画像パターンの濃度を制御する段階において、第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高い場合には、画像パターンの濃度を高くするために、前記現像ユニットにトナーを追加して供給する段階を含むことができる。第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高い場合は、現像剤の帯電が増加していないと判断できるので、トナーを追加して供給することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００１９】
画像パターンの濃度を制御する段階において、第１画像パターンの濃度が第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合には、画像パターンの濃度を高くする段階を含むことができる。第１画像パターンの濃度が、第２画像パターンの濃度と実質的に同一である場合は、現像剤の帯電が増加していると判断できるので、トナーを追加して供給せずに、現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、画像パターンの静電潜像が形成される感光媒体と、感光媒体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー画像に現像する現像ユニットと、トナー画像の濃度を感知し、感知されたトナー画像の濃度に対応して画像パターンの濃度信号を出力する画像パターン濃度センサと、画像パターンの静電潜像を感光媒体上に形成し、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧を現像ユニットに印加することで、静電潜像を第１トナー画像に現像し、ＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧を現像ユニットに印加することで、静電潜像を第２トナー画像に現像し、画像パターン濃度センサから、第１トナー画像と関連した第１画像パターン及び第２トナー画像と関連した第２画像パターンの濃度信号を受信し、第１画像パターンの濃度と第２画像パターンの濃度との比較結果に基づいて、画像パターンの濃度レベルを制御するように構成されるコントローラと、を備えることを特徴とする、画像形成装置が提供される。
【００２１】
画像形成装置で画像パターンを形成する際に、コントローラが、同一の画像パターンの静電潜像を、ＤＣ電圧を含む第１現像バイアス電圧及びＡＣ電圧を含む第２現像バイアス電圧によって、各々第１トナー画像及び第２トナー画像に現像し、第１トナー画像を含む第１画像パターン及び第２トナー画像を含む第２画像パターの濃度を画像パターン濃度センサによって感知させ、各々の濃度に基づいて画像パターンの濃度を制御することができる。こうして、二成分の乾式現像剤を用いる画像形成装置において、現像剤の帯電増加に伴ってトナーが過剰に供給されるのを防止することができる。
【００２２】
コントローラは、第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高い場合には、画像パターンの濃度を高くするために、現像ユニットにトナーを追加して供給するように構成することができる。第２画像パターンの濃度が第１画像パターンの濃度より高い場合は、現像剤の帯電が増加していないと判断できるので、トナーを追加して供給することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００２３】
コントローラは、第１画像パターンの濃度が第２画像パターンの濃度と実質的に同一であると判断される場合には、画像パターンの濃度を高くするように構成されることができる。第１画像パターンの濃度が、第２画像パターンの濃度と実質的に同一である場合は、現像剤の帯電が増加していると判断できるので、トナーを追加して供給せずに、現像ユニットに印加された現像バイアス電圧及び感光媒体の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節することにより、画像パターンの濃度を高めることができる。
【００２４】
ここで、画像パターン濃度センサは、光を発生し、感光媒体に形成されたトナー画像に光を照射するように配置される光源と、トナー画像から反射された光を受光する光検出器と、を有することができる。画像パターン濃度センサは、感光媒体に現像された第１トナー画像または第２トナー画像に光を照射して、第１画像パターンまたは第２画像パターンの濃度を感知することができる。
【００２５】
感光媒体に加圧されて接触し、感光媒体からトナー画像が転写される転写ベルトをさらに備え、画像パターン濃度センサは、光を発生し、転写ベルトに形成されたトナー画像に前記光を照射するように配置される光源と、トナー画像から反射された光を受光する光検出器と、を有することができる。画像パターン濃度センサは、感光媒体の第１トナー画像または第２トナー画像が転写ベルトに転写されてから、転写ベルトの第１トナー画像または第２トナー画像に光を照射して第１画像パターンまたは第２画像パターンの濃度を感知することができる。
【００２６】
画像パターン濃度センサの光源は、赤外光源を含むことができる。
【００２７】
また、現像ユニットは、トナー画像を複数の色にそれぞれ現像する複数の現像ユニットを有し、転写ベルトには、複数の色にそれぞれ現像されたトナー画像が転写され、転写された複数のトナー画像が重畳されて、カラートナー画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上詳述したように本発明の画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法によれば、二成分の乾式現像剤を用いて現像を行う場合に、ＤＣ電圧のみの現像バイアス電圧を使用するＤＣ現像方式、及びＡＣ電圧と重畳したＤＣ電圧の現像バイアス電圧を使用するＡＣ＋ＤＣ現像方式によって現像された画像パターンの濃度をそれぞれ感知することにより、トナー供給を行うか否か判断し、トナー濃度の制御を行い、現像剤の帯電増加によって生じる過多のトナー供給を防止することができ、結果的にトナー飛散現象またはバックグラウンド汚染などを予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を説明するにあたり、マルチパスタイプの画像形成装置の構成を概略的に示した説明図である。図１に示すように、画像形成装置は、感光媒体１００、４個の現像ユニット１１０、露光ユニット１２０、中間転写ユニット１３０、転写ローラ１４０、電源供給部１５０及び濃度感知部１６０（画像パターン濃度センサ）を備えて構成される。
【００３１】
感光媒体１００は、円筒形状の金属製ドラムと、このドラムの外周面に形成された光導電性層とからなる。感光媒体１００は、画像を形成する際には、露光ユニット１２０から走査される光に露光され、表面電圧、非潜像電圧及び潜像電圧の３つの電圧レベルを有している。以下、感光媒体１００を感光ドラムと称する。
【００３２】
帯電ユニット１０１は、感光ドラム１００を均一な電位に帯電させるもので、帯電ローラまたはコロナ帯電ユニットとして構成される。帯電ユニット１０１は、感光ドラム１００の外面と接触して（非接触でもよい）、感光ドラム１００に電荷を供給し、感光ドラム１００の外面（外表面）が均一な電位に帯電されるようにする。
【００３３】
４個の現像ユニット１１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）などの異なる色の固体粉末状のトナーを保存している。また、現像ユニット１１０は、感光ドラム１００と対面しており、感光ドラム１００の回転方向に順次に配置されている。４個の現像ユニット１１０は、感光ドラム１００に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー画像に現像するための現像ローラ１１１を有している。そして、現像ユニット１１０の各現像ローラ１１１は、感光ドラム１００の外面と現像ギャップＤｇだけ離隔して設置される。
【００３４】
露光ユニット１２０は、図１の図面上、感光ドラム１００の下側に設置され、均一な電位に帯電された感光ドラム１００に画像情報に対応する光を走査することで静電潜像を形成する。露光ユニット１２０は、レーザーダイオードを光源として使用するレーザースキャニングユニット（Ｌａｓｅｒ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＬＳＵ）として構成される。
【００３５】
中間転写ユニット１３０は、転写ベルト１３１と、転写ベルト１３１を回転可能に支持する複数の支持ローラ１３２、１３３、１３４、１３５、１３６とを有している。転写ベルト１３１は、支持ローラ１３２と支持ローラ１３３との間の区間で、感光ドラム１００と対面しており、トナー画像が感光体１００から転写ベルト１３１に転写される。転写ローラ１４０は、転写ベルト１３１と対面するように設置される。カラートナー画像が感光ドラム１００から転写ベルト１３１に転写される間には、転写ローラ１４０は転写ベルト１３１から離隔しており、カラートナー画像が転写ベルト１３１に完全に転写されると、転写ベルト１３１と転写ローラ１４０との間を通過する印刷媒体にカラートナー画像が転写されるように、転写ローラ１４０が転写ベルト１３１に押し付けられる。転写ベルト１３１は、支持ローラ１３６と転写ローラ１４０との間に介在されており、支持ローラ１３６は転写ローラ１４０と対面している。
【００３６】
電源供給部１５０は、所定大きさの現像バイアス電圧を各現像ユニット１１０、具体的には現像ローラ１１１に印加する。電源供給部１５０は、ＤＣ電圧のみの現像バイアス電圧（第１現像バイアス電圧）、及び／または、ＡＣ電圧と重畳したＤＣ電圧（第２現像バイアス電圧）を供給するように構成される。
【００３７】
濃度感知部１６０は、トナー濃度センサを有して構成される。すなわち、感光ドラム１００上に一定の大きさの画像が露光され、この画像がトナーで現像された後に、トナー濃度センサは、現像された画像に赤外線を照射して、画像領域及び／または非画像領域で反射される光の強さを感知する。反射光の強さは現像剤の量に比例しており、トナー濃度センサは、反射光の強さを電気信号に変換して出力する。トナー濃度センサとしては、例えば、ＣＴＤ（Ｃｏｌｏｒ  Ｔｏｎｅｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）センサを使用することができる。
【００３８】
上記のように構成される画像形成装置においては、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像を設定された順序にしたがって順次に転写ベルト１３１に重畳させた後、用紙に転写及び定着させることで、カラー画像が形成される。
【００３９】
まず、感光ドラム１００の外面は、帯電ユニット１０１によって均一な電位に帯電されている。その後、シアン（Ｃ）の画像情報に対応する光信号が露光ユニット１２０によって回転する感光ドラム１００に走査されると、光に露出された部分では、電荷発生層で電荷が発生し、電荷移送層を通して電荷が感光ドラム１００の表面に移動することで、結果的に表面電位が減少する。したがって、感光ドラム１００の光露出部分と残りの部分との間に電位差が発生し、結果的に、感光ドラム１００の外面に静電潜像が形成される。
【００４０】
そして、感光ドラム１００が回転しながら、静電潜像がシアン現像ユニット１１０Ｃに接近すると、シアン現像ユニット１１０Ｃの現像ローラ１１１Ｃが回転しはじめる。電源供給部１５０は、シアン現像ユニット１１０Ｃの現像ローラ１１１Ｃに現像バイアスを印加する。その結果、現像ギャップＤｇを横切って感光ドラム１００の外周面に形成された静電潜像にシアンのトナーのみが付着されることにより、シアンのトナー画像が形成される。さらに、シアンのトナー画像が感光ドラム１００の回転によって転写ベルト１３１に接近すると、感光ドラム１００と転写ベルト１３１との間の接触圧力によって、トナー画像が転写ベルト１３１に転写される。
【００４１】
シアンのトナー画像が転写ベルト１３１に完全に転写された後、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像も上述した過程を通して互いに重畳されるように転写ベルト１３１に転写される。４個の色のトナー画像が全て転写ベルト１３１に転写され、転写ベルト１３１上にカラートナー画像が完成すると、このカラートナー画像が転写ベルト１３１と転写ローラ１４０との間を通過する印刷媒体に転写されるように、転写ローラ１４０が転写ベルト１３１に押し付けられる。その後、定着ユニット（図示せず）が熱及び圧力を用いてカラートナー画像を印刷媒体に定着させることで、カラー画像形成を完了する。
【００４２】
上述した画像形成について、二成分の乾式現像剤を使用する画像形成装置においては、感光ドラム１００上に形成された静電潜像がトナー粒子のみで現像される。したがって、トナー濃度を適切な範囲内に維持するために、消耗されたトナーを補充することが重要である。
【００４３】
そのため、本発明の実施の形態による画像形成装置及び画像形成装置の制御方法においては、まず、同一の画像パターンをＤＣ電圧のみの現像バイアス電圧が印加されたＤＣ現像方式を用いて現像した後、ＡＣ電圧と重畳したＤＣ電圧の現像バイアス電圧が印加されたＡＣ＋ＤＣ現像方式を用いて現像し、上述した２つの現像過程で現像された画像パターンの濃度に基づいてトナー濃度を制御することで、トナーの過剰供給の可能性を減少させ、トナー飛散及び／またはバックグラウンド汚染の発生を予防する。
【００４４】
ここで、画像形成装置は、１つ以上の感光ドラム１００、現像ユニット１１０、露光ユニット１２０、中間転写ユニット１３０、転写ローラ１４０、電源供給部１５０及び濃度感知部１６０などの画像形成装置の多様な要素を制御する制御ユニット（コントローラ、図示せず）を備えており、この制御ユニットは、画像形成装置の多様な印刷動作を制御し、上述した多様な制御動作を行う。そのため、制御ユニットは、図５に示した過程を含む多様な制御動作を行うための１つ以上のコンピュータ命令を実行するＣＰＵを有し、１つ以上のコンピュータ命令を保存するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのメモリ装置を有するマイクロプロセッサ及びマイクロコントローラなどである。
【００４５】
図２は、画像形成装置において、感光ドラム１００に形成された画像パターンＰの濃度感知方法を示す説明図である。図２に示すように、感光ドラム１００には、露光ユニット１２０によって所定の画像パターンＰの静電潜像が形成されている。感光ドラム１００に形成された画像パターンＰの静電潜像は、現像ローラ１１１によって現像される。現像された画像パターンＰのトナー画像は、感光ドラム１００と転写ローラ１４０との間を走行する転写ベルト１３１に転写される。濃度感知部１６０は、光検出器である受光素子１６１及び光源である発光素子１６２を有しており、感光ドラム１００または転写ベルト１３１上の画像パターンＰのトナー画像に、発光素子１６２から、例えば赤外線を照射し、画像パターンＰから反射される光を、受光素子１６１、例えばフォトダイオードを用いて電気信号に変換することで、画像パターンＰの濃度を感知する。
【００４６】
感光ドラム１００に形成された画像パターンＰの静電潜像は、まず、上述した２つの現像過程の一方、つまり、ＤＣ電圧のみの現像バイアス電圧が相対的に低い濃度の画像パターンに印加されて現像され、転写ベルト１３１に転写される。このような状態において、濃度感知部１６０は、感光ドラム１００または転写ベルト１３１上の画像パターンＰの濃度を感知する。その後、感光ドラム１００に形成された画像パターンＰは、他方の現像過程である、ＡＣ電圧と重畳したＤＣ電圧の現像バイアス電圧が印加された現像ローラ１１１によって、相対的に高い濃度の画像パターンが現像され、転写ベルト１３１に転写される。この時、濃度感知部１６０は、感光ドラム１００または転写ベルト１３１上の画像パターンの濃度を再び感知する。
【００４７】
上述したように感知された同一の画像パターンＰに対する２つの異なる濃度値を用いることにより、トナー濃度の制御を行い、現像剤の帯電増加によって生じる過多のトナー供給を防止することができる。図３は、トナー濃度に対する、上述した２つの異なる現像バイアス電圧を用いて現像された画像パターンの濃度変化を示したグラフであり、図４は、現像剤の帯電に対する２つの異なる現像バイアス電圧を用いて現像された画像パターンの濃度変化を示したグラフである。
【００４８】
図３に示すように、トナー濃度が増加するにつれて、画像パターンの濃度が増加しているが、特定のトナー濃度範囲においては、ＡＣ＋ＤＣ現像方式によって現像された画像パターンの濃度がＤＣ現像方式によって現像された画像パターンの濃度より大きい。例えば、トナー濃度が６〜１０％の範囲であるとき、ＡＣ＋ＤＣ現像方式による画像パターンの濃度は、ＤＣ現像方式による画像パターンの濃度より大きい。したがって、ＤＣ現像方式とＡＣ＋ＤＣ現像方式とによる画像パターンの濃度差に基づいてトナー濃度に対する情報が得られ、この情報は、追加してトナーを供給すべきか否かを決定する際に使用される。
【００４９】
また、図４に示すように、現像剤のトナーの比帯電量Ｑ／Ｍが増加するにつれて、ＡＣ＋ＤＣ現像方式、ＤＣ現像方式共に画像パターンの濃度は減少する。しかし、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが充分に大きいと、上述した２つの現像方式の間で、画像パターンに実質的には濃度差がない。すなわち、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが大きい場合には、２つの現像バイアス電圧で現像した画像パターンに濃度差がなく、トナー濃度が適正な範囲内にあるとしても、画像パターンの濃度が低下する。このような状況では、トナーを追加供給しても画像パターンの濃度を調節することが難しいので、画像パターンの濃度を増加させるための制御は、現像バイアス電圧などの現像条件や潜像電圧などの潜像条件を調節することで行われる。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法を示したフローチャートである。図５を参照すると、まず、段階Ｓ１００では、露光ユニット１２０によって感光ドラム１００上に画像パターンの静電潜像を形成する。
【００５１】
次に、段階Ｓ１０１では、電源供給部１５０から現像ローラ１１１にＤＣ電圧のみを有する現像バイアス電圧を印加し、画像パターンの静電潜像を現像し、第１トナー画像を形成する。段階Ｓ１０２では、濃度感知部１６０によって、感光ドラム１００に現像された第１トナー画像による第１画像パターン（濃度感知部が転写ベルト１３１から画像パターンの濃度を感知するように設置された場合には、転写ベルト１３１に転写された画像パターン）の濃度を感知する。
【００５２】
その後、段階Ｓ１０３では、段階Ｓ１０２で感知された画像パターン（第１画像パターン）の第１濃度値Ａが、予め設定された有効範囲内（設定された濃度値範囲内：Ｔ１〜Ｔ２）にあるか否かを判断する。段階Ｓ１０３での判断の結果、画像パターンの第１濃度値Ａが、予め設定された有効範囲（Ｔ１≦Ａ≦Ｔ２）以内である場合、段階Ｓ１０４では、現在の画像パターンの濃度を維持するための制御を行う。
【００５３】
一方、画像パターンの第１濃度値Ａが予め設定された有効範囲の上限値Ｔ２を越えた（Ａ＞Ｔ２）と判断される場合には、段階Ｓ１０５では、画像パターンの濃度を低くするための制御を行う。画像パターンの濃度を低くする制御過程は、現像ユニット１１０の現像バイアス電圧及び感光ドラム１００の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する過程を含むことができる。
【００５４】
段階Ｓ１０３で、画像パターンの第１濃度値Ａが予め設定された有効範囲の下限値Ｔ１（設定された濃度値：Ｔ１）より小さい（Ａ＜Ｔ１）と判断される場合には、段階Ｓ１０６で、電源供給部１５０から現像ローラ１１１に、ＡＣ電圧と重畳したＤＣ電圧の現像バイアス電圧を印加することで、画像パターンの静電潜像を再び現像し、第２トナー画像を形成する。
【００５５】
その後、段階Ｓ１０７では、濃度感知部１６０によって、段階Ｓ１０６で感光ドラム１００に現像された第２トナー画像による第２画像パターン（または転写ベルト１３１に転写された画像パターン）の濃度を感知する。その後、段階Ｓ１０８では、段階Ｓ１０７で感知された画像パターン（第２画像パターン）の第２濃度値Ｂと段階Ｓ１０２で感知された画像パターンの第１濃度値Ａとを比較する。
【００５６】
段階Ｓ１０８での比較の結果、画像パターンの第２濃度値Ｂが画像パターンの第１濃度値Ａより高い場合（Ｂ＞Ａ）には、現像ユニット内のトナー供給は不足していると判断し、段階Ｓ１０９では、現像ユニットにトナーを追加して供給するための制御を行う。
【００５７】
一方、段階Ｓ１０８で、画像パターンの第２濃度値Ｂが画像パターンの第１濃度値Ａとほぼ同じであると判断される場合には、トナーを追加供給しても画像パターンの濃度を調節することが難しいので、段階Ｓ１１０で、画像パターンの濃度を増加させるために、現像ユニット１１０の現像バイアス電圧及び感光ドラム１００の潜像電圧のうちの少なくとも一方を調節する過程を含む制御を行うことができる。以上のように、二成分の乾式現像剤を用いて現像を行う場合に、ＤＣ電圧の現像バイアス電圧及びＡＣ＋ＤＣ電圧の現像バイアス電圧によって現像された画像パターンの各々の濃度を感知し、各々の濃度に基づいてトナー供給を行うか否か判断するとともに、画像パターンの濃度を制御することができるので、現像剤の帯電増加に伴ってトナーが過剰に供給されるのを防止することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】マルチパスタイプの画像形成装置を概略的に示した説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置において、画像パターンの濃度感知を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置において、トナー濃度に対する、２つの異なる現像バイアス電圧を用いて現像された画像パターンの濃度変化を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法において、現像剤の帯電量に対する、２つの異なる現像バイアス電圧を用いて現像された画像パターンの濃度変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１００      感光ドラム
１１０      現像ユニット
１２０      露光ユニット
１３０      中間転写ユニット
１４０      転写ローラ
１５０      電源供給部
１６０      濃度感知部
【図１】
2009163241.tif 000003
【図２】
2009163241.tif 000004
【図３】
2009163241.tif 000005
【図４】
2009163241.tif 000006
【図５】
2009163241.tif 000007