JP6805994B2

JP6805994B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6805994B2
Application number: JP2017143587A
Authority: JP
Inventors: 丹村　栄司; 栄司丹村; 浩二倉増; 昌毅林
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Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2037-07-25
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Description

本発明は、現像装置及びトナーコンテナを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、トナーを収容していてトナーを感光体ドラム等の像担持体へ供給する現像装置と、現像装置へ補給するトナーを収容するトナーコンテナとを備えている。トナーコンテナは、画像形成装置に対して交換可能であり、新品のトナーコンテナは、最大収容量のトナーを収容している。トナーコンテナには、ＩＣチップが備えられ、ＩＣチップには、トナーコンテナに特有の情報が予め記憶されている。

例えば、特許文献１では、静電潜像が形成される感光体、感光体を帯電させる帯電手段、感光体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段（現像装置）のいずれか一つ以上を一体にユニット化した画像形成装置が開示されている。画像形成装置は、電子情報を記憶可能な記憶媒体を有するカートリッジ（トナーコンテナ）を着脱自在に装着し、更に、感光体を露光する露光手段と、カートリッジの使用量を検知する手段とを有する。記憶媒体には、各々のカートリッジ固有に持つ条件変更のための閾値情報とカートリッジの使用量情報とが格納されている。画像形成装置は、閾値情報と使用量情報とに基づいて感光体の露光条件を変更する制御を行う。

特開２００２−７２５７３号公報

現像装置では、新しいトナーの補給をしても、古い劣化したトナーが入れ替えられずに残存することがある。新トナーと劣化トナーとの混在トナーは、現像装置の現像性能を低下するおそれがある。例えば、混在トナーを正極に帯電させて現像を行う場合、新トナーと劣化トナーとの摩擦帯電によって、負極に帯電したトナーが混じることがある。そのため、混在トナーは、画像濃度の低下やかぶりの発生等の画像不良の原因となる。しかしながら、従来の画像形成装置のように、トナーコンテナの使用量に基づいて露光条件を変更しても、混在トナーに起因する画像不良を抑制することは困難である。また、像担持体に形成された画像の濃度を測定して、その測定結果に基づいて印字の処理条件を補正する構成が考えられるが、このような構成はコスト及び配置スペースの増加を招くことになる。

また、ドット数や印字率等の印字量が同じである印字を行う場合でも、画像形成装置毎に、実際に使用されるトナー量にばらつきが生じることがある。換言すれば、所定の印字量に対して消費されるトナー量を予め想定していても、実際に使用されるトナー量が異なることがある。実際に使用されるトナー量のばらつきの原因として、画像形成装置に備わる像担持体、現像装置、露光器、電源装置及びその他の各部品の精度のばらつきが考えられる。例えば、像担持体としての感光体ドラムと現像装置の現像ローラーとの間の間隔（ドラムスリーブ間距離や現像ギャップと称される）にばらつきが生じることがある。この間隔が広くなると、現像電界が弱くなって現像量が少なくなり、想定していた印字品質よりも薄く印字される原因となる。一方、この間隔が狭くなると、現像電界が強くなって現像量が多くなり、想定していた印字品質よりも濃く印字されたり文字つぶれが生じたりする原因になる。また、感光体ドラムの表面電位や感度、露光器のレーザー光の強度、電源装置の出力値にもばらつきが生じることがある。このような画像形成装置の各部品の精度のばらつきは、形成される画像の品質を低下するおそれがある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、コスト及び配置スペースを抑制しつつ、新旧混在トナーに起因する画像不良を抑制して、所望の印字品質を実現することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナーを収容していて前記トナーを像担持体へ供給する現像装置と、前記現像装置へ補給する前記トナーを収容するトナーコンテナと、を備え、前記トナーコンテナの最大収容量に対応して前記トナーコンテナに予め設定された印字可能量を、画像形成された用紙の累積枚数の増加に伴って増大して補正すると共に、前記印字可能量と前記トナーコンテナから実際に使用されたトナーの積算印字量との差分の絶対値を減少させるように、画像形成の処理条件を補正することを特徴とする。

上記の画像形成装置は、前記現像装置の周辺湿度の上昇に伴って、前記印字可能量を増大して補正するとよい。

上記の画像形成装置は、前記トナーコンテナを交換する際に、交換前の前記トナーコンテナの前記印字可能量及び前記積算印字量の差分に基づいて、交換後の前記トナーコンテナを利用する前記画像形成の前記処理条件を補正するとよい。

前記現像装置は、前記トナーを担持すると共に前記像担持体へ前記トナーを供給するトナー担持体を備え、上記の画像形成装置は、前記積算印字量が前記印字可能量よりも多い場合には、前記処理条件として前記トナー担持体に印加する現像バイアスのピーク間電圧値を高く補正する一方、前記積算印字量が前記印字可能量よりも少ない場合には、前記処理条件として前記ピーク間電圧値を低く補正するとよい。

本発明によれば、コスト及び配置スペースを抑制しつつ、新旧混在トナーに起因する画像不良を抑制して、所望の印字品質を実現することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。本発明の一実施形態に係るプリンターのトナーコンテナ、感光体ドラム及び現像装置を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るプリンターの電気的構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおける積算印字量測定及び印字処理条件補正の動作を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、累積用紙枚数と補正された積算印字率との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、湿度変化を考慮した場合の累積用紙枚数と補正された積算印字率との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、現像バイアスのピーク間電圧値の変化量と、積算印字率及び印字率予定総量の変化比率との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、現像バイアスのピーク間電圧値の変化量と、積算印字率及び印字率予定総量の変化比率との関係を示す表である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、積算印字率の印字率予定総量に対する必要補正量と、現像バイアスのピーク間電圧値の補正量との関係を示すグラフである。

先ず、本発明の実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の左側、右側、上側、下側を示している。

プリンター１は、略箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には用紙を収納する給紙カセットが設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイが設けられる。

プリンター本体２の上面には、排紙トレイの側方に上カバー３が開閉可能に取り付けられ、上カバー３の下方にはトナーコンテナ４が収納される。上カバー３を開くことで、プリンター本体２内のトナーコンテナ４の収納空間が露出し、プリンター本体２に対してトナーコンテナ４を着脱可能となる。プリンター本体２は、トナーコンテナ４の収納空間の近傍にコンテナ検出器４１及びリーダー／ライター部４２を備えている（図３参照）。コンテナ検出器４１は、トナーコンテナ４の着脱、即ち、交換を検出する。リーダー／ライター部４２は、装着されたトナーコンテナ４のＩＣチップ２３（図３参照）と通信してデータの読み取り及び書き込みを行う。

プリンター本体２内の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が排紙トレイの下方に配置され、露光器５の下方には、画像形成部６が設けられる。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられ、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、トナーコンテナ４に接続された現像装置９と、転写ローラーと、クリーニング装置とが、感光体ドラム７の回転方向に沿って配置される。感光体ドラム７の回転軸の一端（例えば、後端）は、モーター等のドラム駆動源４４（図３参照）に接続され、ドラム駆動源４４から伝達される回転駆動力によって感光体ドラム７が回転する。帯電器８は、帯電バイアス印加部４５に接続され、帯電バイアス印加部４５から印加される帯電バイアスに応じて、感光体ドラム７の表面を帯電させる。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１０が設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部が給紙カセットの近傍に設けられ、搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７及び転写ローラーからなる転写部が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着装置が設けられ、搬送経路１０の下流端には排紙部が排紙トレイの近傍に設けられる。

更に、プリンター本体２は、プリンター１の各部を制御する制御装置１５を内部に備える。また、プリンター本体２は、プリンター１の状態を表示する表示部１７を上面や側面に備える。表示部１７は、タッチパネルやディスプレイ等で構成され、例えば、トナーコンテナ４のトナー残量を表示する。なお、表示部１７は、スタートキー、ストップ／クリアキー、テンキー等のプリンター１を操作する操作キーを備えて構成されてもよい。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。画像形成動作では、先ず、画像形成部６の帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、画像形成部６の現像装置９がトナーを用いてトナー像に現像する。

一方、給紙カセットに収納された用紙が、給紙部によって取り出されて搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、所定のタイミングで転写部へ搬送され、転写部によって感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置へ搬送され、定着装置によって用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部から排紙トレイに排出される。

次に、トナーコンテナ４について説明する。図２に示すように、トナーコンテナ４は、トナーを内部に収容する容器本体２０を備える。容器本体２０内には、トナーを現像装置９へ補給する搬送部材２１と、トナーを攪拌する撹拌部材２２とが備えられる。容器本体２０の側面には、トナーコンテナ４に関するコンテナ情報を記憶したＩＣチップ２３が備えられる。

容器本体２０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、下面に開口した供給口２０ａを有する。供給口２０ａは、供給路１２を介して現像装置９と連通している。

搬送部材２１は、容器本体２０の下部において供給口２０ａに対応した位置に回転可能に取り付けられる。搬送部材２１は、例えば、前後方向に長い回転軸と、回転軸の外周面に形成される螺旋状の搬送羽根とからなる搬送スクリューとして構成される。搬送部材２１の回転軸の一端（例えば、後端）は、モーター等のコンテナ駆動源４３（図３参照）に接続され、コンテナ駆動源４３から伝達される回転駆動力によって搬送部材２１が回転する。搬送部材２１が回転することによって、容器本体２０内のトナーを供給口２０ａ及び供給路１２を介して現像装置９へ供給する。

撹拌部材２２は、容器本体２０内の上下方向の略中央において回転可能に取り付けられる。撹拌部材２２は、例えば、前後方向に長い回転軸と、回転軸の外周面に形成される撹拌羽根とから構成される。撹拌部材２２が回転することで、容器本体２０内のトナーを攪拌する。

ＩＣチップ２３は、トナーコンテナ４がプリンター本体２に装着された状態で、制御装置１５に接続されたリーダー／ライター部４２と通信可能になり、アンテナ（図示せず）を介して通信してもよい。ＩＣチップ２３は、不揮発性のメモリー等の記憶媒体（図示せず）を備えていて、トナーコンテナ４のコンテナ情報を記憶する。

ＩＣチップ２３は、例えば、トナーコンテナ４のコンテナ情報として、新品のトナーコンテナ４の容器本体２０に収容されるトナーの最大収容量を記憶する。また、ＩＣチップ２３は、コンテナ情報として、プリンター１が所定の印字品質（例えば、濃度等）で印字（画像形成）を行うことを前提として、最大収容量のトナーを使い切るまでに印字可能なドット数や印字率等の予定総量（印字可能量）を記憶する。例えば、Ａ４サイズの用紙の全面をトナーで塗り潰す印字は１００％の印字率で示され、この場合、Ａ３サイズの用紙の全面をトナーで塗り潰す印字は２００％の印字率で示される。トナーコンテナ４の印字可能量として印字率予定総量が２５０００％の場合、Ａ４サイズの用紙に５％の印字率で印字を繰り返すことでトナーコンテナ４の最大収容量のトナーを使い切るとき、５０００ページの用紙を印字できる。また、ＩＣチップ２３は、コンテナ情報として、トナーコンテナ４内のトナーを実際に用いてプリンター１による印字を行ったときの印字率やドット数等の印字量の積算値（積算印字量）を記憶する。例えば、新品のトナーコンテナ４のＩＣチップ２３は、０％の積算印字率を記憶している。

次に、現像装置９について説明する。図２に示すように、現像装置９は、トナーを収容する筐体３０を備え、筐体３０内には、トナーを感光体ドラム７へ供給する現像ローラー３１（トナー担持体）と、トナーを攪拌・搬送する撹拌部材３２及び搬送部材３３とが設けられる。また、現像装置９は、筐体３０内のトナー量を検出するトナー量センサー３４と、現像装置９の周辺の湿度を検出する湿度センサー３５とを備える。

筐体３０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、感光体ドラム７と対向するように左面に開口した開口部と、上面に開口した補給口３１ａとを有する。補給口３１ａは、供給路１２を介してトナーコンテナ４と連通している。

現像ローラー３１は、開口部を介して感光体ドラム７と対向すると共に接触するように配置され、前後方向に長い回転軸を有して、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。現像ローラー３１の回転軸の一端（例えば、後端）は、モーター等の現像駆動源４６（図３参照）に接続され、現像駆動源４６から伝達される回転駆動力によって現像ローラー３１が回転する。現像ローラー３１が回転することによって、筐体３０内のトナーを感光体ドラム７へ供給する。また、現像ローラー３１は、現像バイアス印加部４７（図３参照）に接続され、現像バイアス印加部４７から印加される現像バイアスに応じて帯電してトナーを表面に担持する。

撹拌部材３２及び搬送部材３３は、筐体３０の下部において左右に並べて配置され、特に搬送部材３３は、補給口３０ａの下方に配置される。撹拌部材３２及び搬送部材３３は、前後方向に長い回転軸を有して、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。撹拌部材３２及び搬送部材３３が回転することで、筐体３０内のトナーを攪拌しつつ現像ローラー３１へ搬送する。

トナー量センサー３４は、筐体３０内のトナー量が、所定の第１の閾値未満であるか否かを検出する。筐体３０内のトナー量が第１の閾値未満の場合、現像装置９が現像に十分な量のトナーを収容していない（トナーコンテナ４からのトナー補給を要する）トナーロー状態であると判定される。また、トナー量センサー３４は、筐体３０内のトナー量が、第１の閾値よりも少ない所定の第２の閾値未満であるか否かを検出する。筐体３０内のトナー量が第２の閾値未満の場合、現像装置９のトナー量が空である（トナーコンテナ４の交換を要する）トナーエンプティ状態であると判定される。

次に、制御装置１５の電気的な構成について図３を参照しながら説明する。制御装置１５は、ＣＰＵ等で構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置１６に接続されている。また、制御装置１５は、コンテナ検出器４１、リーダー／ライター部４２、コンテナ駆動源４３、ドラム駆動源４４、帯電バイアス印加部４５、現像駆動源４６、現像バイアス印加部４７、トナー量センサー３４、湿度センサー３５及び表示部１７等のプリンター１の各部に接続されている。

制御装置１５は、記憶装置１６に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置１５に接続された各部を制御する。制御装置１５は、例えば、新品のプリンター１又は新品の現像装置９の使用を開始してから、プリンター１による印字（画像形成）の累積回数、即ち、印字された用紙の累積枚数を測定する累積用紙枚数測定を行う。更に、制御装置１５は、新品のトナーコンテナ４が装着されてから使用済みとなって交換されるまでの間に、トナーコンテナ４内のトナーを実際に用いて印字を行ったときの印字率やドット数等の印字量の積算値（積算印字量）を測定する積算印字量測定を行う。また、制御装置１５は、測定した積算印字量に基づいて、印字の処理条件を補正する処理条件補正を行う。印字の処理条件は、トナーの濃度や使用量、印字率を変更可能な各部の設定条件である。

印字の処理条件には、例えば、現像バイアス印加部４７によって現像ローラー３１に印加される現像バイアスの交流矩形波のピーク間電圧値Ｖｐｐ、面積平均の中心電圧値Ｖｄｃ（直流成分）、周波数Ｖｆ及びデューティー比Ｖｄｕｔｙがある。また、処理条件には、現像駆動源４６によって駆動される現像ローラー３１の、ドラム駆動源４４によって駆動される感光体ドラム７に対する線速比Ｓ／Ｄがある。更に、処理条件には、帯電バイアス印加部４５及び帯電器８によって帯電バイアスを印加された感光体ドラム７の表面電位がある。また、処理条件には、露光器５によるレーザー光の強度や、画像データのドット数（解像度）等がある。

上記の累積用紙枚数測定、積算印字量測定及び処理条件補正の動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。新品のトナーコンテナ４をプリンター本体２へ装着すると、制御装置１５は、コンテナ検出器４１によってトナーコンテナ４の装着を検出し、コンテナ駆動源４３を制御してトナーコンテナ４の搬送部材２１を回転させることで、トナーコンテナ４から現像装置９へのトナー補給を行う（ステップＳ１）。トナー補給は、トナー量センサー３４の検知結果に基づいて、現像装置９の筐体３０内のトナー量が第１の閾値以上になるまで行われる。

また、制御装置１５は、トナーコンテナ４が装着されると、リーダー／ライター部４２によってトナーコンテナ４のＩＣチップ２３からコンテナ情報を読み取る（ステップＳ２）。これにより、制御装置１５は、トナーコンテナ４のコンテナ情報である印字可能量を把握し、例えば、印字可能量として印字率予定総量を把握する。例えば、交換用の正規のトナーコンテナ４の場合、印字率予定総量は５００００％に設定され、新品のプリンター１に同梱された試用のトナーコンテナ４の場合、印字率予定総量は正規のトナーコンテナ４よりも少ない２５０００％に設定される。トナーコンテナ４が試用か正規かは、コンテナ情報の印字率予定総量に基づいて判定してよく、あるいは、コンテナ情報に含まれる試用か正規かの情報に基づいて判定してもよい。

トナー補給が完了すると、プリンター１は印字が可能な状態になり、制御装置１５は、画像データ及び印刷開始指示を入力する度に、各部を制御して印字を行う（ステップＳ３）。制御装置１５は、画像データ及び印刷開始指示の内容に基づいて、用紙一枚当たりの印字量として印字率を把握する。制御装置１５は、印字を行う度に印字率を積算して積算印字率（積算印字量）を記憶装置１６に記憶すると共に、リーダー／ライター部４２によって積算印字率をトナーコンテナ４のＩＣチップ２３に書き込む（ステップＳ４）。また、制御装置１５は、印字を行う度に、印字の累積回数、即ち、累積用紙枚数を測定して記憶装置１６に記憶する（ステップＳ５）。なお、用紙一枚に対して片面印刷の場合には、累積用紙枚数に一枚分を累積し、用紙一枚に対して両面印刷の場合には、累積用紙枚数に二枚分を累積する。

なお、制御装置１５は、トナーコンテナ４の積算印字率と印字率予定総量とに基づいてトナーコンテナ４のトナー残量を算出して表示部１７に表示する。例えば、印字率予定総量が２５０００％であって、積算印字率が５０００％の場合、１００％から印字率予定総量と積算印字率との割合を引くことによって、トナー残量は８０％と算出される。なお、制御装置１５は、トナーコンテナ４の積算印字率の増加に応じてトナーコンテナ４のトナー残量を１％刻みで減少して表示部１７に表示する。トナーコンテナ４のトナー残量は、新品のトナーコンテナ４への交換直後（初期状態）を１００％とし、現像装置９のトナーエンプティ状態を０％として、積算印字率の変化に応じてトナー残量が直線的に変化するように表示されてもよいが、実際に算出されるトナー残量よりもやや少なめに表示されてもよい。

また、制御装置１５は、トナー量センサー３４によって現像装置９の筐体３０内のトナー量を監視している。印字を続ける内に、筐体３０内のトナー量が第１の閾値未満になると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御装置１５は、コンテナ駆動源４３を制御してトナーコンテナ４から現像装置９へのトナー補給を行う（ステップＳ７）。

トナー補給を続ける内に、トナーコンテナ４の容器本体２０内のトナーが減少すると、現像装置９へ十分な量のトナーを補給できなくなる。そして、容器本体２０内のトナーが空になると、トナー補給されないので、筐体３０内のトナー量が第１の閾値未満になり（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御装置１５は、現像装置９がトナーロー状態であると判定し（ステップＳ９）、スピーカ（図示せず）や表示部１７によってユーザーに対してトナーロー状態を報知する。

なお、現像装置９の第１の閾値に相当するトナーに対応する印字率の予定総量は、設定されている処理条件（印字品質）に拘らず、予め所定の確保量、例えば、２５００％に設定されている。筐体３０内のトナーが第１の閾値未満になり、即ち、現像装置９がトナーロー状態になると、制御装置１５は、積算印字率に拘らず、トナーコンテナ４のトナー残量を、第１の閾値に対応する印字率の予定総量に合わせて５％として表示部１７に表示する。例えば、試用のトナーコンテナ４を装着している場合、積算印字率が２２５００％になると、トナーコンテナ４の印字率予定総量の２５０００％に対してトナー残量は１０％と算出されるが、制御装置１５は、トナーコンテナ４のトナー残量として１０％の表示後、直ぐに５％を表示部１７に表示する。

ところで、制御装置１５は、現像装置９がトナーロー状態になるまでは、積算印字率に拘らず、トナーコンテナ４のトナー残量として５％以下を表示部１７に表示しない。例えば、試用のトナーコンテナ４を装着している場合、積算印字率が２３７５０％になると、トナーコンテナ４の印字率予定総量の２５０００％に対してトナー残量は５％と算出されるが、現像装置９の筐体３０内に第１の閾値以上のトナーが収容されていてトナーロー状態が判定されない場合には、制御装置１５は、トナーコンテナ４のトナー残量として６％を表示部１７に表示し続ける。

そして、現像装置９がトナーロー状態になったとき、現像装置９内のトナーで所定の確保量（２５００％）の印字が可能になっている。例えば、正規のトナーコンテナ４を装着している場合、現像装置９がトナーロー状態になったときの積算印字率が５２６３５％であると、更に２５００％の印字が可能であるので、そのトナーコンテナ４の全てのトナーを用いて可能な積算印字率は５４８６５％になる。トナーロー状態後では、制御装置１５は、装着されているトナーコンテナ４の最大収容量に拘らず、印字率が５００％積算される毎にトナーコンテナ４のトナー残量を１％減少して表示部１７に表示する。

トナーロー状態から更に印字を続ける内に、筐体３０内のトナー量が第２の閾値未満になると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御装置１５は、現像装置９がトナーエンプティ状態であると判定し（ステップＳ１１）、スピーカ（図示せず）や表示部１７によってユーザーに対してトナーエンプティ状態を報知して、トナーコンテナ４の交換をユーザーに促す。このとき、制御装置１５は、トナーコンテナ４のトナー残量として０％を表示部１７に表示することになる。なお、制御装置１５は、トナーコンテナ４のＩＣチップ２３に書き込まれた積算印字率が印字率予定総量に達していれば、そのトナーコンテナ４が使用不可であると判定することができる。

トナーコンテナ４を交換するとき（ステップＳ１２）、交換前のトナーコンテナ４が正規のものであれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御装置１５は、交換前のトナーコンテナ４のＩＣチップ２３から読み取った印字率予定総量を、それまでの累積用紙枚数に基づいて補正する（ステップＳ１４）。例えば、制御装置１５は、累積用紙枚数の増加に伴って印字率予定総量を増大して補正する。具体的には、図５に示すように、累積用紙枚数が所定の枚数閾値（例えば、１０００００枚）を超えた場合には、累積用紙枚数が多くなる程、印字率予定総量をより多く補正し、累積用紙枚数が枚数閾値以下の場合には、印字率予定総量を補正しない。また、補正の上限として、累積用紙枚数の所定の上限値（例えば、３０００００枚）又は印字率予定総量の所定の上限値（例えば、５３０００％）を設定する。なお、累積用紙枚数が多くなる程、印字率予定総量の増大の傾きを緩やかにしてもよい。

更に、制御装置１５は、湿度センサー３５によって現像装置９の周辺の湿度を監視していて、この周辺湿度に基づいて印字率予定総量を補正してもよい。例えば、制御装置１５は、現像装置９の周辺湿度の上昇に伴って印字率予定総量を増大して補正する。具体的には、交換前のトナーコンテナ４を使用している間に、制御装置１５は、印字時の現像装置９の周辺湿度を湿度センサー３５によって検出して記憶装置１６に記憶しておく。そして、トナーコンテナ４の交換時に、制御装置１５は、交換前のトナーコンテナ４について記憶された現像装置９の周辺湿度を平均し、平均した周辺湿度が所定の湿度閾値（例えば、２０ｇ／ｍ^３）以上の場合、図６に示すように、所定の加算量（例えば、２００００％）を印字率予定総量に加算して補正する（二点鎖線参照）。

そして、制御装置１５は、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率及び補正後の印字率予定総量に基づいて、交換後のトナーコンテナ４を用いた印字のために、印字の処理条件を補正する処理条件補正を行う（ステップＳ１５）。印字の処理条件は、例えば、トナーコンテナ４の交換前の初期状態では、現像ローラー３１の現像バイアスについて、ピーク間電圧値Ｖｐｐに１３２５Ｖが設定され、中心電圧値Ｖｄｃに１３５Ｖが設定され、周波数Ｖｆに３．１ｋＶが設定され、デューティー比Ｖｄｕｔｙに６４％が設定される。また、現像ローラー３１の感光体ドラム７に対する線速比Ｓ／Ｄに１．４〜１．５倍が設定され、感光体ドラム７の表面電位に２２０Ｖが設定される。

これに対して、処理条件の補正では、積算印字率の印字率予定総量からの差分の絶対値を減少してなくなるように、即ち、積算印字率が印字率予定総量に近づくように処理条件の各値を補正する。交換前のトナーコンテナ４の実際の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、実際の印字が薄いと想定できるので、トナー使用量や濃度を多くするように、処理条件を補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、実際の印字が濃いと想定できるので、トナー使用量や濃度を少なくするように、処理条件を補正する。例えば、現像バイアス印加部４７による現像バイアスのピーク間電圧値Ｖｐｐを補正する場合、積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、ピーク間電圧値Ｖｐｐをより高く補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、ピーク間電圧値Ｖｐｐをより低く補正する。なお、ピーク間電圧値Ｖｐｐは、所定の下限値（例えば、１０２５Ｖ）以上、所定の上限値（例えば、１６２５Ｖ）以下の範囲内で補正する。

ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させて実験を行った結果、図７及び図８に示すように、ピーク間電圧値Ｖｐｐの変化量（Ｖｐｐ変化量）が増加する程、積算印字率と印字率予定総量との差分の、印字率予定総量に対する比率（トナー消費量変化比率）が増加するように変化する。換言すれば、トナー消費量変化比率は、積算印字率を印字率予定総量へと合わせるために必要な補正量（トナー消費量必要補正量）であり、図９に示すように、トナー消費量必要補正量が多くなる程、ピーク間電圧値Ｖｐｐを増加する補正量（Ｖｐｐ補正量）が増加する。従って、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率と補正後の印字率予定総量とに基づいてＶｐｐ補正量を算出することができる。

例えば、印字率予定総量が５００００％であって、積算印字率が５４８６５％である場合、実際には約９．７３％多く印字されていて、即ち、トナー消費量必要補正量が約９．７３％である。約９．７３％のトナー消費量必要補正量を補正するためには、図９に示すように、約８４ＶのＶｐｐ補正量が必要である。補正前のピーク間電圧値Ｖｐｐが１３２５Ｖであれば、交換後のトナーコンテナ４を用いた印字（画像形成）のためには、現像ローラー３１の現像バイアスのピーク間電圧値Ｖｐｐを１４０９Ｖに補正する。

なお、現像バイアス印加部４７による現像バイアスの中心電圧値Ｖｄｃを補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、中心電圧値Ｖｄｃをより高く補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、中心電圧値Ｖｄｃをより低く補正する。現像バイアス印加部４７による現像バイアスの周波数Ｖｆ又はデューティー比Ｖｄｕｔｙを補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、周波数Ｖｆ又はデューティー比Ｖｄｕｔｙをより小さく補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、周波数Ｖｆ又はデューティー比Ｖｄｕｔｙをより大きく補正する。

また、現像駆動源４６及びドラム駆動源４４による現像ローラー３１と感光体ドラム７との線速比Ｓ／Ｄを補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、線速比Ｓ／Ｄをより大きく補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、線速比Ｓ／Ｄをより小さく補正する。帯電バイアス印加部４５及び帯電器８による感光体ドラム７の表面電位を補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、表面電位をより低く補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、表面電位をより高く補正する。

また、露光器５によるレーザー光の強度を補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、強度をより強く補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、強度をより弱く補正する。画像データのドット数（解像度）を補正する場合、交換前のトナーコンテナ４の積算印字率が印字率予定総量より多くなる程、ドット数をより多く補正する。一方、積算印字率が印字率予定総量より少なくなる程、ドット数をより少なく補正する。なお、画像データのドット数の補正は、画像処理によって画像データの解像度を変更するように補正してよい。

ところで、現像装置９がトナーロー状態になった後、トナーエンプティ状態になる前に、現像装置９内にトナーが残っているにも拘らず、トナーコンテナ４が交換されることがある。即ち、現像装置９内には、交換前のトナーコンテナ４から補給された交換前残量のトナーが収容されている。そのため、制御装置１５は、交換後のトナーコンテナ４のＩＣチップ２３から読み取った印字率予定総量（印字可能量）に交換前残量を足した量を、交換後のトナーコンテナ４の印字率予定総量と仮定する。

例えば、トナーロー状態から印字率を７００％まで積算したときにトナーコンテナ４を交換すると、現像装置９内には、１８００％の印字率に相当する交換前残量のトナーが収容されている。この場合、交換後のトナーコンテナ４のＩＣチップ２３に５００００％の印字率予定総量が記憶されていた場合、交換後のトナーコンテナ４の印字率予定総量は、５１８００％と仮定される。そして、制御装置１５は、仮定後の印字率予定総量と積算印字率（積算印字量）とに基づいてトナーコンテナ４のトナー残量の算出等を行う。

本実施形態によれば、上述のように、プリンター１（画像形成装置）は、トナーを収容していてトナーを感光体ドラム７（像担持体）へ供給する現像装置９と、現像装置９へ補給するトナーを収容するトナーコンテナ４とを備えている。そして、プリンター１の制御装置１５は、トナーコンテナ４の最大収容量に対応してトナーコンテナ４に予め設定された印字可能量を、画像形成された用紙の累積枚数の増加に伴って増大して補正すると共に、印字可能量とトナーコンテナ４から実際に使用されたトナーの積算印字量との差分の絶対値を、印字可能量を基準として減少させるように、印字（画像形成）の処理条件を補正する。

これにより、プリンター１の各部品の精度のばらつきに起因して、印字品質が予め想定していたものと異なり、印字に用いられるトナー量にばらつきが生じる場合でも、実際の積算印字量が、想定していた印字可能量に合うように印字の処理条件を得ることができる。また、現像装置９において新しいトナーと古い劣化したトナーが混在する場合でも、劣化トナーの混在度合いを考慮して印字可能量を得るので、より好ましい印字の処理条件を得ることができる。そのため、新旧混在トナーに起因する画像不良を抑制することができる。従って、各部品の精度のばらつきに拘らず、想定していた所望の印字品質を発揮すると共に、印字に用いられるトナー量のばらつきを抑制することができる。なお、本実施形態によれば、劣化トナーの検出や画像の濃度の測定を行う専用の部品を設ける必要がないので、コスト及び配置スペースを抑制することができる。

更に、プリンター１の制御装置１５は、現像装置９の周辺湿度の上昇に伴って、印字可能量を増大して補正する。例えば、現像装置９の周辺湿度の上昇に起因して、現像性が低下してトナーの消費量が低下し、実際の積算印字量が増大することがある。このような場合でも、周辺湿度に合わせて印字可能量を補正するので、周辺湿度に拘らず、積算印字量と印字可能量との差分を正しく算出することができ、印字の処理条件を正しく得ることができる。従って、現像装置９の周辺湿度に起因する画像不良を抑制することができる。

また、プリンター１の制御装置１５は、トナーコンテナ４を交換する際に、交換前のトナーコンテナ４の印字可能量及び積算印字量の差分に基づいて、交換後のトナーコンテナ４を利用する印字の処理条件を補正する。これにより、トナーコンテナ４の交換時では、想定していた印字品質と、実際の印字品質との差を正しく把握することができ、印字の処理条件をより正しく補正することができる。

更に、プリンター１では、現像装置９は、トナーを担持すると共に感光体ドラム７へトナーを供給する現像ローラー３１（トナー担持体）を備え、制御装置１５は、積算印字量が印字可能量よりも多い場合には、処理条件として現像ローラー３１に印加する現像バイアスのピーク間電圧値Ｖｐｐを高く補正する一方、積算印字量が印字可能量よりも少ない場合には、処理条件としてピーク間電圧値Ｖｐｐを低く補正する。これにより、現像ローラー３１の現像バイアスのピーク間電圧値Ｖｐｐを補正することで、印字品質の補正の応答性を良好にすると共に、他の部材への影響を抑制することができる。

本実施形態では、モノクロのプリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１プリンター（画像形成装置）
４トナーコンテナ
５露光器
６画像形成部
７感光体ドラム（像担持体）
８帯電器
９現像装置
１５制御装置
１７表示部
２０容器本体
２１搬送部材
２３ＩＣチップ
３０筐体
３１現像ローラー（トナー担持体）
３４トナー量センサー
３５湿度センサー
４１コンテナ検出器
４２リーダー／ライター部
４３コンテナ駆動源
４４ドラム駆動源
４５帯電バイアス印加部
４６現像駆動源
４７現像バイアス印加部

Claims

トナーを収容していて前記トナーを像担持体へ供給する現像装置と、
前記現像装置へ補給する前記トナーを収容するトナーコンテナと、を備え、
前記トナーコンテナの最大収容量に対応して前記トナーコンテナに予め設定された印字可能量を、画像形成された用紙の累積枚数の増加に伴って増大して補正すると共に、前記トナーコンテナを交換する際に、前記印字可能量と前記トナーコンテナから実際に使用されたトナーの積算印字量との差分の絶対値を減少させるように、交換前の前記トナーコンテナの前記印字可能量及び前記積算印字量の差分に基づいて、交換後の前記トナーコンテナを利用する画像形成の処理条件を補正することを特徴とする画像形成装置。
前記現像装置の周辺湿度の上昇に伴って、前記印字可能量を増大して補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像装置は、前記トナーを担持すると共に前記像担持体へ前記トナーを供給するトナー担持体を備え、
前記積算印字量が前記印字可能量よりも多い場合には、前記処理条件として前記トナー担持体に印加する現像バイアスのピーク間電圧値を高く補正する一方、
前記積算印字量が前記印字可能量よりも少ない場合には、前記処理条件として前記ピーク間電圧値を低く補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。