JP6435807B2 - 画像形成装置、制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、速度制御方法および速度制御プログラムに関する。

電子写真法を用いた画像形成装置の一例として、感光体と、感光体にトナーを供給し、感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、を備えたものが知られている。

ところで、近年、繰り返し印刷しても所望の画像を形成することのできる高耐久な画像形成装置が求められている。画像形成装置の耐久性は、現像ローラの累計回転数等に依存することが従来から知られている。

例えば、高耐久化を図った画像形成装置の一例として、特許文献１に記載の画像形成装置は、印字枚数の増加に応じて、現像ローラの回転速度を減速させ、感光体に対する現像ローラの周速比を減少させる。

特開２０１２−２４７６３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、高耐久化に関して未だ改良の余地がある。具体的には、現像ローラの累計回転数の低減に関して改良の余地がある。

本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、現像ローラの累計回転数を低減し、高耐久化を図ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する感光体と、感光体上に静電潜像を形成する露光装置と、露光装置により形成された静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像する現像ローラと、感光体に担持されたトナー像を記録シートに転写する転写手段とを有する画像形成部と、現像ローラの回転速度を制御する制御部と、を備え、制御部は、現像ローラの回転速度に対する減速量と画像形成部の画像形成条件を補正するための補正量との対応関係と、画像形成条件の上限値とに基づき、減速量を決定し、上限値以下の画像形成条件を用い、かつ決定した減速量以下の減速量を用いて現像ローラの回転速度を減速させた状態において画像形成部に記録シートにトナー像を形成させる。

上記画像形成装置では、画像形成条件は、静電潜像を現像するときに現像ローラに印加される現像バイアスの絶対値である構成であってもよい。

上記画像形成装置では、制御部は、画像形成部によりトナー像が形成された記録シートの枚数をカウントし、カウントされた記録シートの枚数に応じて、現像バイアスの絶対値を変更する構成であってもよい。

上記画像形成装置では、装置内の湿度を検出する湿度検出部を備え、制御部は、湿度検出部により検出された湿度に応じて、現像バイアスの絶対値を変更する構成であってもよい。

上記画像形成装置では、画像形成条件は、露光装置が静電潜像を形成するときの露光強度である構成であってもよい。

上記画像形成装置では、制御部は、画像形成部によりトナー像が形成された記録シートの枚数をカウントし、カウントされた記録シートの枚数に応じて、露光強度を変更する構成であってもよい。

上記画像形成装置では、装置内の湿度を検出する湿度検出部を備え、制御部は、湿度検出部により検出された湿度に応じて、露光強度を変更する構成であってもよい。

なお、本明細書によって開示される発明は、制御装置、制御方法、印刷装置、印刷方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

本発明によれば、制御部は、減速量を決定し、上限値以下の画像形成条件を用い、かつ決定した減速量以下の減速量を用いて現像ローラの回転速度を減速させた状態において画像形成部にトナー像を形成させる。そのため、画像形成条件が上限値を超えることなく、現像ローラの回転速度を減速させることができる。これにより、適切な画像形成条件を保ちつつ、現像ローラの累計回転数を低減し、高耐久化を図ることができる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本実施形態に係る制御部の電気的構成を示すブロック図である。 現像バイアス減少処理の手順を示すフローチャートである。 搬送ベルトに形成された各色のパッチを示す平面図である。 本実施形態に係る減速処理の手順を示すフローチャートである。 減速量決定処理のサブルーチンである。 各現像ローラの減速量と、各現像ローラに対応する現像バイアスの補正量との対応関係を示す表である。

実施形態について図面を基に説明する。画像形成装置１の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分について詳しく説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体２内に、画像形成部３０と、給紙部９と、制御部１００とを備えている。

画像形成部３０は、プロセス部３と、露光装置４とを備えている。プロセス部３は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して設けられ、記録シートの一例としての用紙の搬送方向に、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの順に配置されている。露光装置４は、プロセス部３の上方に配置され、各色に対応したレーザビームを出射する。

各プロセス部３は、感光体５と、帯電器６と、現像ローラ７と、クリーニングローラ８と、転写手段の一例としての転写ローラ１３とを備えている。感光体５の回転に伴い、感光体５の表面が帯電器６によって一様に正帯電された後、露光装置４からのレーザビームにより選択的に露光される。これにより、感光体５の表面から電荷が選択的に除去され、感光体５の表面に静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ７は、感光体５の表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、感光体上の静電潜像を現像する。このとき、現像ローラ７には、静電潜像を現像するための電圧である現像バイアスが印加されている。

なお、本実施形態では、正帯電トナーを採用しており、現像ローラ７には、正極性の現像バイアスが印加される。本実施形態では、正帯電トナーを採用し、現像ローラ７に正極性の現像バイアスが印加されるが、これに限定されず、負帯電トナーを採用し、現像ローラ７に負極性の現像バイアスが印加される構成であってもよい。

なお、本明細書および図面において、各色に対応したプロセス部３および現像ローラ７を特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの記号を付す。

本実施形態では、露光装置４から出射されるレーザビームにより各感光体５の表面が露光される構成としたが、これに限定されず、ＬＥＤ、ＥＬ素子および蛍光体等から出射される光により各感光体５の表面が露光される構成であってもよい。

また、装置本体２の下方には、用紙を収容する給紙部９が配置されている。給紙部９に収容されている用紙は、各種ローラにより、搬送ベルト１０上に搬送される。

搬送ベルト１０は、１対の駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に架け渡され、４つの感光体５に下方から対向して配置されている。各感光体５に対して搬送ベルト１０の上側部分を挟んで対向する各位置には、転写ローラ１３が配置されている。

搬送ベルト１０上に搬送された用紙は、搬送ベルト１０の走行により、搬送ベルト１０と各感光ドラム５との間を順次に通過する。そして、各転写ローラ１３に印加された転写バイアスにより、各感光体５により担持される各色のトナー像が用紙に転写され、用紙にトナー像が形成される。

転写されたトナー像は、搬送ベルト１０に対して用紙の搬送方向下流側に配置された定着部１４により、用紙に熱定着される。トナー像が定着された用紙は、各種ローラにより、装置本体２の上面に配置された排紙トレイ１５に排出される。

給紙部９と搬送ベルト１０との間には、ベルトクリーナ１６が配置されており、ベルトクリーナ１６は、搬送ベルト１０の表面に付着したトナーや紙粉を除去する。また、各感光体５に対応してクリーニングローラ８が配置されており、トナー像の転写後に各感光体５の表面に残留するトナーは、クリーニングローラ８によって、感光体５の表面から除去される。

駆動ローラ１１に対向する位置には、後述するパッチの濃度を検出する濃度センサ１７が配置されている。また、給紙部９の上方には、装置本体２内の湿度を検出する湿度センサ１５０が配置されている。

次に、制御部１００の電気的構成について説明する。図２に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびＮＶＲＡＭ１０４を有しており、濃度センサ１７、現像ローラ駆動モータ７０、湿度センサ１５０および現像バイアス生成回路２００に電気的に接続されている。

ＲＯＭ１０２は、画像形成装置１を制御するための各種制御プログラムや画像処理プログラム、各種設定、初期値等を記憶している。

ＲＡＭ１０３は、各種制御プログラムが読み出される作業領域として、あるいは各種のインターフェースを介して送られてくる画像データ等である印刷データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。

ＮＶＲＡＭ１０４は、不揮発性を有する記憶手段であって、各種設定や印刷データ等を保存する記憶領域として利用される。

ＣＰＵ１０１は、画像形成装置１における印刷機能等の各種機能を実現するための演算を実行し、制御の中枢となるものである。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から読み出した制御プログラムに従って、その処理結果をＲＡＭ１０３またはＮＶＲＡＭ１０４に記憶させながら、画像形成装置１の各構成要素を制御する。

現像ローラ駆動モータ７０は、各色に対応する現像ローラ７を駆動するための駆動源である。現像ローラ駆動モータ７０は、現像ローラ７Ｋを駆動するモノクロ駆動モータ７１と、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃを駆動するカラー駆動モータ７２とから構成され、モノクロ駆動モータ７１およびカラー駆動モータ７２は、制御部１００の制御にしたがって各現像ローラ７を回転させる。

なお、本実施形態では、モノクロ駆動モータ７１およびカラー駆動モータ７２が各現像ローラを回転させる構成としたが、これに限定されず、１つの駆動源が各現像ローラ７を回転させる構成や、各現像ローラ７に対応する駆動源が各現像ローラ７を個別に回転させる構成等であってもよい。

濃度センサ１７および湿度センサ１５０による検出結果は、制御部１００に出力される。湿度センサ１５０による検出結果は、用紙が図示せぬ排紙センサに検知される度にＮＶＲＡＭ１０４に個別に記憶される。

現像バイアス生成回路２００は、制御部１００の制御にしたがって各現像ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃに印加する現像バイアスを生成する。なお、現像バイアスは、制御部１００により、各色個別に設定される。

現像バイアス生成回路２００は、例えば、発振トランジスタ、トランスを含む自励式高圧発生回路である。現像バイアス生成回路２００の出力電圧、すなわち、現像バイアスは、例えば、制御部１００からのＰＷＭ信号によって制御される。

なお、本実施形態では、１つの現像バイアス生成回路２００によって各現像ローラ７に印加する現像バイアスを生成するが、これに限定されず、各現像ローラ７に対応して現像バイアス生成回路を設ける構成であってもよい。

次に、制御部１００が行う制御について詳しく説明する。制御部１００は、感光体５が交換されたときから、トナー像が形成された用紙の枚数をカウントし積算する。なお、本明細書中において、感光体５が交換されたときとは、装置本体２に未使用の感光体５が装着されたときのことをいう。

具体的には、制御部１００は、感光体５が交換されたときに、ＮＶＲＡＭ１０４に設けられた枚数カウンタのカウント値をゼロに設定する。枚数カウンタは、各感光体５に対応して設けられており、制御部１００は、感光体５が交換されると、当該交換された感光体５に対応する枚数カウンタをゼロに設定する。

そして、定着部１４よりも用紙の搬送方向下流側に設けられ、トナー像が形成された用紙を検知する図示せぬ排紙センサの検知動作に応じて、各感光体５に対応する枚数カウンタのカウント値をインクリメントする。これにより、トナー像が形成された用紙の累計枚数である累計印刷枚数をカウントする。

制御部１００は、累計印刷枚数の増加および装置本体２内の湿度の変化に応じて、画像形成部３０の画像形成条件の一例としての現像バイアスの絶対値を減少させる。これは、画像形成部３０により形成される各色のトナー像の濃度を一定に保つためである。

具体的には、累計印刷枚数の増加に伴い、各感光体５の劣化が進行することにより、各感光体５の帯電性が低下していく。そのため、累計印刷枚数の増加に伴い、各現像ローラ７から各感光体５に供給されるトナーの量が増加し、各色のトナー像の濃度が変化する恐れがある。

本実施形態では、このような各感光体５へのトナーの過供給を抑制するために、制御部１００は、累計印刷枚数の増加に伴い、現像バイアスの絶対値を減少させる。これにより、各感光体５と各現像ローラ７との電位差が小さくなるので、トナーの過供給を抑制することができる。

また、装置本体２内の湿度に応じて、各感光体５の帯電性が変化する。具体的には、装置本体２内の湿度が所定の基準値よりも高い場合、当該湿度が所定の基準値よりも低い場合に比べ、各感光体５の帯電性は低下する。そのため、装置本体２内の湿度の変化に応じて、各現像ローラ７から各感光体５に供給されるトナーの量が変化し、各色のトナー像の濃度が変化する恐れがある。

そこで、本実施形態では、制御部１００は、累計印刷枚数の増加および湿度の変化に起因するトナー像の濃度変化を抑えるために、累計印刷枚数が所定枚数となる度に、当該所定枚数となるときに設定されている各現像ローラ７に対応する現像バイアスを更新する。各現像バイアスの更新を行うために制御部１００が実行する現像バイアス減少処理について、図３を参照しながら詳しく説明する。なお、当該現像バイアス減少処理は、所定の時間間隔で呼び出される。

図３に示すように、制御部１００は、累計印刷枚数が所定枚数になったか否かを判断する（Ｓ５０）。制御部１００は、累計印刷枚数が所定枚数になったと判断すると（Ｓ５０：ＹＥＳ）、累計印刷枚数および湿度を基に設定されている各現像バイアスの絶対値を減少させる（Ｓ５５）。

本実施形態では、Ｓ５０における所定枚数を５の倍数枚に設定しているが、これに限定されず、当該所定枚数を任意の枚数に設定してもよい。また、本明細書中における５の倍数枚とは０枚を含むこととする。ここで、Ｓ５５について、以下に詳しく説明する。

制御部１００は、累計印刷枚数が５の倍数枚に達すると、累計印刷枚数の増加および湿度の変化に応じて各現像バイアスの絶対値を変更する。具体的には、以下の式（１）にしたがって、各現像バイアスの絶対値を変更する。設定されている各現像バイアスを更新するための各現像バイアスの絶対値をＡとして、式（１）を示す。

Ａ＝設定されている各現像バイアスの絶対値−α×累計印刷枚数の増加量−β×湿度の減少量 （１）
αおよびβは、各現像バイアスに対応し、累計印刷枚数や湿度に対応して予め定められた正の定数である。なお、αおよびβは予め実験等により求めた定数であればよい。本実施形態では、αおよびβを定数としているが、これに限定されず、任意の変数であってもよい。

例えば、制御部１００は、累計印刷枚数が１００枚に達すると、累計印刷枚数が９５枚に達したときに設定した各現像バイアスの絶対値から、前回現像バイアスを更新したとき、つまり、ここでは、累計印刷枚数が９５枚に達したときからの累計印刷枚数の増加量である５枚に定数αを乗じた数値を減ずる。

その後、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶されている湿度センサ１５０の検出結果に基づき、累計印刷枚数が９５枚に達したときの湿度から、累計印刷枚数が１００枚に達したときの湿度を減じることで、湿度の減少量を決定する。そして、累積印刷枚数が９５枚に達したときに設定した各現像バイアスの絶対値から累計印刷枚数の増加量に定数αを乗じた数値から、当該湿度の減少量に定数βを乗じた数値を減ずることにより、各現像バイアスの絶対値Ａを決定する。

なお、ここでは、累計印刷枚数が９５枚に達したときの湿度よりも累計印刷枚数が１００枚に達したときの湿度の方が高い場合、湿度の減少量は負の数値となる。

また、本実施形態では、上記の式（１）において、各現像バイアスの絶対値Ａが、設定されている各現像バイアスの絶対値よりも小さくなるように、定数αおよびβが設定されている。言い換えると、設定されている各現像バイアスの絶対値は、累計印刷枚数が所定枚数になる度に減少する。

そして、制御部１００は、現像バイアス生成回路２００の出力電圧を制御し、設定されている各現像バイアスの絶対値を、式（１）により決定した各現像バイアスの絶対値Ａに更新する。なお、当該更新された各現像バイアスは、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶される。

これにより、累計印刷枚数が所定枚数になる度に、設定されている各現像バイアスが、累計印刷枚数の増加および湿度の変化を考慮した現像バイアスに更新され、累計印刷枚数の増加および湿度の変化に起因するトナー像の濃度変化を抑えることができるため、各色のトナー像の濃度を一定に保つことができる。

本実施形態では、累計印刷枚数が所定枚数になったときに、制御部１００が、設定されている各現像バイアスの絶対値を減少させる構成としたが、これに限定されず、任意のタイミングで、制御部１００が、設定されている各現像バイアスの絶対値を減少させる構成であってもよい。

また、本実施形態では、累計印刷枚数の増加に応じて、設定されている各現像バイアスの絶対値を減少させる構成としたが、これに限定されず、各感光体５の累計回転数に応じて、設定されている各現像バイアスの絶対値を減少させる構成であってもよい。

制御部１００は、図３に示すように、累計印刷枚数が所定枚数になっていないと判断すると（Ｓ５０：ＮＯ）、現像バイアス減少処理を終了する。

次に、画像形成部３０により形成される各色のトナー像の濃度を検出するために制御部１００が実行するパッチ形成処理について説明する。

制御部１００は、当該パッチ形成処理において、画像形成部３０に、図４に示す各色に対応するパッチを搬送ベルト１０上に形成させる。各色のパッチは、搬送ベルト１０上に一定のピッチで、用紙の搬送方向の上流側からイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの順に並べて形成される。当該各色に対応するパッチを形成するとき、各色に対応する現像ローラ７には、制御部１００により各色個別に設定されている現像バイアスが印加される。

そして、制御部１００は、濃度センサ１７が有する図示せぬ公知の発光素子および受光素子を制御し、搬送ベルト１０上に形成された各色のパッチの濃度を検出する。

次に、制御部１００が実行する減速処理について、図５から図８を参照しながら詳しく説明する。本実施形態では、各色のトナー像の濃度を一定に保ったまま各色に対応する現像ローラ７の回転速度を減速させ、各現像ローラ７の累計回転数を低減するために、制御部１００は、当該減速処理を実行する。なお、当該減速処理は、所定の時間間隔で呼び出される。

ところで、現像ローラの回転速度の減速に伴い、トナー像の濃度が低下することが知られている。これを考慮し、減速処理において、制御部１００は、各現像ローラ７の回転速度の減速に応じて、各現像バイアスを補正することにより、各色のトナー像の濃度を一定に保つようにしている。当該各現像バイアスの補正とは、各現像ローラ７の回転速度の減速に応じて、各現像ローラ７に対応する現像バイアスを増加させることをいう。

図５に示すように、制御部１００は、パッチ形成処理を実行するタイミングであるか否かを判断し（Ｓ１００）、パッチ形成処理を実行するタイミングであると判断すると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、減速量決定処理を実行する（Ｓ１０５）。

当該減速量決定処理は、各色のトナー像の濃度を一定に保ったまま各色に対応する現像ローラ７の回転速度を減速させる場合における、各現像ローラ７の回転速度に対する減速量を決定するための処理である。以下では、当該各現像ローラ７の回転速度に対する減速量のことを、単に各現像ローラ７の減速量という。なお、Ｓ１００におけるパッチ形成処理を実行するタイミングとは、例えば、画像形成装置１の電源が投入されたときや印刷データが制御部１００に送られたとき等である。

ところで、上記のように、各現像バイアスを補正することにより、各色のトナー像の濃度を一定に保ったまま各現像ローラ７の回転速度を減速させる場合、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量（増加量）との間に対応関係がある。当該対応関係は、各現像ローラ７の減速量と、各現像ローラ７の減速量に対応する各現像バイアスの補正量とを対応づける。なお、当該各対応関係は、予め実験等により求めればよい。

ここで、当該現像バイアスの補正量とは、制御部１００が各現像ローラ７の回転速度を減速させるのに応じて、各色のトナー像の濃度を一定に保つために、各現像ローラ７に対応する現像バイアスを補正するための数値である。

減速量決定処理では、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量との対応関係と、各現像バイアスの上限値とに基づき、各減速量を決定する。なお、本実施形態では、現像バイアス生成回路２００が生成する当該各現像バイアスの上限値を５００Ｖに設定している。なお、当該上限値は、５００Ｖに限定されず、任意の数値に設定してもよい。

減速量決定処理について、図６を参照しながら詳しく説明する。図６に示すように、制御部１００は、図７に示す各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量との対応関係と、各現像バイアスの上限値とに基づき、各現像ローラ７の減速量の最大値を決定する（Ｓ２００）。

具体的には、例えば、制御部１００は、現像ローラ７Ｋの回転速度を減速させる前において現像ローラ７Ｋの回転速度をＶ１、現像ローラ７Ｋに対応する現像バイアスを４２５Ｖに設定している。

この状態で制御部１００は、Ｓ２００において、例えば、当該回転速度Ｖ１の９６％の回転速度となるように現像ローラ７Ｋの回転速度を減速させる場合、言い換えると、設定されている現像ローラ７Ｋの減速量が回転速度Ｖ１の４％である場合、ブラックのトナー像の濃度を一定に保つには、図７（ａ）に示す対応関係に基づき、４２５Ｖに設定されている当該現像バイアスに対し５０Ｖ増加させるように補正する必要があると判断する。

また、Ｓ２００において、制御部１００は、例えば、設定されている現像ローラ７Ｋの減速量が回転速度Ｖ１の６％である場合、４２５Ｖに設定されている当該現像バイアスに対し７５Ｖ増加させるように補正する必要があると判断する。

この場合、制御部１００は、当該現像バイアスが５００Ｖとなるように補正する必要があると判断するが、本実施形態では、現像バイアス生成回路２００が生成する各現像バイアスの上限値を５００Ｖに設定している。そのため、設定されている現像ローラ７Ｋの減速量が回転速度Ｖ１の６％である場合、当該現像バイアスが上限値となるように補正することになる。

次いで、制御部１００は、現像バイアス生成回路２００に設定されている現像バイアスの上限値に基づいて、現像ローラ７Ｋに対応する現像バイアスの補正量の上限値が７５Ｖであると判断する。そして、制御部１００は、現像バイアス生成回路２００に設定されている現像バイアスの上限値に基づいて、当該現像バイアスが上限値となる場合の現像ローラ７Ｋの減速量である回転速度Ｖ１の６％を、当該減速量の最大値とする。

また、制御部１００は、Ｓ２００において、現像ローラ７Ｋの減速量の最大値を決定する場合と同様に、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量の最大値を決定する。

例えば、制御部１００は、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの回転速度を減速させる前において、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの回転速度をＶ２、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃに対応する各現像バイアスを４００Ｖ、４４０Ｖおよび４６０Ｖに設定している。

この状態で制御部１００は、Ｓ２００において、現像バイアス生成回路２００に設定されている各現像バイアスの上限値に基づき、対応現像ローラ７Ｙに対応する現像バイアスの補正量の上限値が１００Ｖであると判断する。

そして、制御部１００は、図７（ｂ）に示す対応関係に基づき、当該現像バイアスが上限値となる場合の現像ローラ７Ｙの減速量である回転速度Ｖ２の１０％を、当該減速量の最大値とする。

同様に、制御部１００は、現像バイアス生成回路２００に設定されている各現像バイアスの上限値に基づき、現像ローラ７Ｍおよび７Ｃに対応する現像バイアスの補正量の上限値がそれぞれ６０Ｖおよび４０Ｖであると判断する。

そして、制御部１００は、図７（ｃ）および図７（ｄ）に示す対応関係に基づき、回転速度Ｖ２の６％および回転速度Ｖ２の４％を、現像ローラ７Ｍおよび７Ｃの減速量の最大値とする。

上記のように、Ｓ２００において、制御部１００は、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す各対応関係と、各現像バイアスの上限値とに基づき、各現像ローラ７の減速量の最大値を決定する。

その後、図６に示すように、制御部１００は、Ｓ２００で決定した現像ローラ７Ｋの減速量の最大値である回転速度Ｖ１の６％を、現像ローラ７Ｋの減速量として設定し（Ｓ２０５）、現像ローラ７Ｋに対応する現像バイアスの補正量を７５Ｖとして設定する。なお、これらの設定は、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶される。

このように、本実施形態では、制御部１００は、決定した減速量の最大値である回転速度Ｖ１の６％を現像ローラ７Ｋの減速量として設定し、上述した対応関係に基づき、当該減速量の最大値に対応する現像バイアスの補正量の上限値である７５Ｖを現像バイアスの補正量として設定した。しかし、これに限定されず、制御部１００は、回転速度Ｖ１の６％よりも小さい減速量を現像ローラ７Ｋの減速量として設定し、上述した対応関係に基づき、当該設定した減速量に対応する現像バイアスの補正量を現像バイアスの補正量として設定する構成であってもよい。

これを言い換えると、制御部１００は、決定した減速量の最大値以下である任意の減速量を現像ローラ７Ｋの減速量として設定し、かつ現像バイアスの上限値以下である任意の現像バイアスを現像バイアスとして設定する構成であってもよい。

本実施形態では、現像ローラ７Ｋに対応する現像バイアスの補正量の上限値を、設定されている当該現像バイアスの補正量として設定するので、当該上限値を当該現像バイアスの補正量として設定しない場合に比べて、現像ローラ７Ｋの回転速度をより減速させることができる。

さらに、制御部１００は、累計印刷枚数が所定枚数になる度に、設定されている各現像バイアスを、累計印刷枚数の増加および湿度の変化を考慮した現像バイアスに更新し、当該更新した現像バイアスを補正する補正量の上限値を、設定されている現像バイアスの補正量として設定する。このように、累計印刷枚数の増加および湿度の変化を考慮した現像バイアスに基づき、現像バイアスの補正量の上限値を決定するので、トナー像の濃度を一定に保ちながらも、現像ローラ７Ｋの回転速度を減速させることができる。

次いで、制御部１００は、Ｓ２００で決定した現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量の最大値がそれぞれ互いに等しいか否か判断し（Ｓ２１０）、当該減速量の最大値がそれぞれ互いに等しいと判断すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、減速量決定処理を終了する。

また、制御部１００は、Ｓ２００で決定した現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量の最大値がそれぞれ互いに等しくないと判断すると（Ｓ２１０：ＮＯ）、当該各減速量の最大値のうち最も小さいものを、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量として設定する（Ｓ２１５）。

具体的には、制御部１００は、本実施形態のＳ２００において決定した現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量の最大値である、回転速度Ｖ２の１０％、回転速度Ｖ２の６％および回転速度Ｖ２の４％の数値がそれぞれ互いに等しいか否か判断し、それぞれ互いに等しくないと判断すると、当該各減速量の最大値のうち最も小さい回転速度Ｖ２の４％を、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量として設定する。

そして、制御部１００は、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す対応関係に基づき、減速量が回転速度Ｖ２の４％である場合に対応する各現像バイアスの補正量を設定する。

具体的には、制御部１００は、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃに対応する現像バイアスの補正量をそれぞれ４０Ｖとして設定し、これらの設定は、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶される。本実施形態では、各減速量の最大値のうち最も小さい回転速度Ｖ２の４％を、現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量として設定したが、これに限定されず、回転速度Ｖ２の４％以下である任意の減速量を設定してもよい。

制御部１００は、Ｓ２１５で現像ローラ７Ｙ、７Ｍおよび７Ｃの減速量を設定した後、減速量決定処理を終了する。

図５に示すように、制御部１００は、Ｓ１０５で減速量決定処理を実行した後、Ｓ１０５で決定し設定した各減速量を基に各現像ローラ７の回転速度を減速させ、かつＳ１０５で決定し設定した各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量を基に各現像バイアスを補正した状態で上述したパッチ形成処理を実行する（Ｓ１１５）。

次いで、制御部１００は、Ｓ１１５で検出された各色のパッチの濃度に基づき、当該パッチの濃度が所定濃度であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。制御部１００は、当該パッチの濃度が所定濃度であると判断すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、制御部１００に印刷データが有るかどうか判断する（Ｓ１４０）。

制御部１００は、印刷データが有ると判断すると（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、設定されている各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量を基に各現像バイアスを補正した状態、かつ設定されている各減速量を基に各現像ローラ７の回転速度を減速させた状態で、印刷データに基づき画像形成部３０に各色のトナー像を用紙に形成させる（Ｓ１４５）。

これにより、各現像ローラ７の回転速度が減速された状態で各現像ローラ７は回転し、各現像ローラ７の累計回転数を低減できるので、高耐久化を図ることができる。また、本実施形態では、制御部１００が各現像ローラ７の減速量を決定するときに、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量とを対応づける対応関係と、当該現像バイアスの上限値とに基づいて当該各減速量を決定する。これにより、各色のトナー像の濃度を一定に保ちつつも、各現像ローラ７の累計回転数を低減することができる。

また、制御部１００は、現像バイアスの上限値を超えることなく、現像ローラ７Ｋの回転速度を減速させるので、適切な画像形成条件を保ちつつ、現像ローラの累計回転数を低減し、高耐久化を図ることができる。

制御部１００は、印刷データが無いと判断すると（Ｓ１４０：ＮＯ）、減速処理を終了する。

また、制御部１００は、各色のパッチの濃度が所定濃度ではないと判断すると（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１１５で検出された当該パッチの濃度に基づき、当該パッチの濃度が所定濃度より濃いか否かを判断する（Ｓ１２５）。

制御部１００は、当該パッチの濃度が所定濃度より濃いと判断すると（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、所定濃度より濃いと判断したパッチに対応する色の現像ローラ７の減速量を増加させる、言い換えると、Ｓ１０５で設定された当該現像ローラの減速量を更新する（Ｓ１３０）。なお、当該減速量の増加量は、予め実験等により求めたテーブル等を用いて決定すればよい。

制御部１００は、当該パッチの濃度が所定濃度より濃くないと判断すると（Ｓ１２５：ＮＯ）、所定濃度より濃くないと判断したパッチに対応する色の現像ローラ７の減速量を減少させる、言い換えると、Ｓ１０５で設定された当該現像ローラの減速量を更新する（Ｓ１３５）。なお、当該減速量の減少量は、予め実験等により求めたテーブル等を用いて決定すればよい。Ｓ１３０およびＳ１３５の処理を実行した後、制御部１００は、再度Ｓ１１５の処理を実行する。

このように、制御部１００は、Ｓ１０５で決定した各減速量を基に各現像ローラ７の回転速度を減速させ、かつＳ１０５で決定した各現像バイアスの補正量を基に各現像バイアスを補正した状態でパッチ形成処理を実行し、検出した各色のパッチの濃度に応じて、当該決定した各減速量を増加もしくは減少させる。これにより、制御部１００がパッチ形成処理を実行しない場合に比べ、より確実に各色のトナー像の濃度を一定に保ちつつも、各現像ローラ７の累計回転数を低減することができる。

また、制御部１００は、パッチ形成処理を実行するタイミングではないと判断すると（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ１４０の処理を実行する。

本実施形態では、制御部１００が各現像ローラ７の減速量を決定するときに、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量との対応関係と、当該現像バイアスの上限値とに基づいて当該各減速量を決定したが、これに限定されず、各現像ローラ７の減速量と各色に対応する露光装置４の露光強度の補正量との対応関係と、当該露光強度の上限値とに基づいて当該各減速量を決定する構成であってもよい。この構成の一例について、以下に説明する。

本実施形態では、制御部１００は、累計印刷枚数の増加および湿度の変化に起因するトナー像の濃度変化を抑えるために、累計印刷枚数が所定枚数となる度に、当該所定枚数となるときに設定されている各現像ローラ７に対応する現像バイアスを更新するが、これに限定されず、累計印刷枚数が所定枚数となる度に、当該所定枚数となるときに設定されている画像形成条件の一例としての各色に対応する露光装置４の露光強度を更新する構成であってもよい。各露光強度の更新を行うために、制御部１００は、露光強度減少処理を実行する。

具体的には、制御部１００は、露光強度減少処理において、累計印刷枚数が所定枚数になったか否かを判断し、累計印刷枚数が所定枚数になったと判断すると、累計印刷枚数および湿度を基に設定されている各色に対応する露光装置４の露光強度を減少させる。制御部１００は、以下に示す式（２）にしたがって、各露光強度を減少させる。設定されている各露光強度を更新するための各露光強度をＢとして、式（２）を示す。

Ｂ＝設定されている各露光強度−θ×累計印刷枚数の増加量−ζ×湿度の減少量 （２）
θおよびζは、各露光強度に対応して予め定められた正の定数であり、予め実験等により求めた定数であればよい。また、θおよびζは、任意の変数であってもよい。

制御部１００は、累計印刷枚数が所定枚数になっていないと判断すると、露光強度減少処理を終了する。なお、露光強度減少処理は、所定の時間間隔で呼び出される。

これにより、累計印刷枚数が所定枚数になる度に、設定されている各露光強度が、累計印刷枚数の増加および湿度の変化を考慮した最適な露光強度に更新され、累計印刷枚数の増加および湿度の変化に起因するトナー像の濃度変化を抑えることができるため、各色のトナー像の濃度を一定に保つことができる。 本実施形態では、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量とを対応づける対応関係は、各色のトナー像の濃度を一定に保ったまま各現像ローラ７の回転速度を減速させる場合に成立する所定の関係であったが、これに限定されず、各色のトナー像の濃度を所定濃度低下させ、かつ各現像ローラ７の回転速度を減速させる場合に成立する所定の関係であってもよい。

この構成の一例として、例えば、制御部１００がトナーの消費量を低減させながら画像形成部３０にトナー像を形成させるモードであるトナーセーブモードに切り替え可能であり、制御部１００は、トナーセーブモードに切り替える場合に、各色のトナー像の濃度を所定濃度低下させ、かつ各現像ローラ７の回転速度を減速させる場合に成立する対応関係であって、各現像ローラ７の減速量と各現像ローラ７に対応する現像バイアスの補正量との対応関係と、現像バイアスの上限値とに基づき、各減速量を決定する構成であってもよい。

これにより、制御部１００がトナーセーブモードに切り替える場合においても、適切な画像形成条件を保ちつつ、各現像ローラ７の累計回転数を低減し、高耐久化を図ることができる。

本実施形態では、制御部１００が各ステップを実行する例を示したが、これに限定されず、少なくとも一部のステップを他のＣＰＵが実行する、あるいは、１または複数のＡＳＩＣが実行する構成であっても良い。

また、プロセス部３がブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して設けられる構成としたが、これに限定されず、プロセス部３がブラックのみに対応して設けられる構成等であってもよい。

また、本実施形態では、減速処理において、制御部１００は、各現像ローラ７の回転速度の減速に応じて各現像バイアスを補正するが、これに限定されず、各現像ローラ７の回転速度の減速に応じて各露光強度を補正する構成であってもよい。当該構成の減速処理における本実施形態との相違は、主に図５のＳ１０５、Ｓ１１５、Ｓ１４５および図６のＳ２００であり、その他は本実施形態と同様である。従って、本実施形態と重複する部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。

制御部１００は、Ｓ１０５の減速量決定処理において、各現像ローラ７の減速量と各露光強度の補正量とを対応づける対応関係と、当該各露光強度の上限値とに基づき、各減速量を決定する構成であってもよい。なお、露光強度の補正量とは、制御部１００が各現像ローラ７の回転速度を減速させるのに応じて、各色のトナー像の濃度を一定に保つために、各色に対応する露光装置４の露光強度を補正するための数値である。

次いで、制御部１００は、当該各露光強度が上限値となる場合の各現像ローラ７の減速量が、各減速量の最大値であると判断し、この判断に基づき、当該各最大値を各現像ローラ７の減速量として設定する。さらに、制御部１００は、各露光強度の補正量を、決定した補正量の上限値に設定する。なお、これらの設定は、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶される。

次いで、制御部１００は、減速量決定処理で決定した各減速量を基に各現像ローラ７の回転速度を減速させ、かつ減速量決定処理で決定した各露光強度の補正量を基に各露光強度を補正した状態でパッチ形成処理を実行する。

そして、制御部１００は、決定した各減速量を基に各現像ローラ７の回転速度を減速させ、かつ決定した各露光強度の補正量を基に各露光強度を補正した状態で、印刷データに基づき画像形成部３０に各色のトナー像を用紙に形成させる。

これにより、各露光強度が上限値を超えることなく、各現像ローラ７の回転速度が減速された状態で各現像ローラ７は回転するので、適切な画像形成条件を保ちつつ、各現像ローラ７の累計回転数を低減し、高耐久化を図ることができる。さらに、制御部１００が各現像ローラ７の減速量を決定するときに、各現像ローラ７の減速量と各露光強度の補正量とを対応づける対応関係と、当該各露光強度の上限値とに基づいて当該各減速量を決定する。これにより、各色のトナー像の濃度を一定に保ちつつも、各現像ローラ７の累計回転数を低減することができる。

１ 画像形成装置
２ 装置本体
３ プロセス部
４ 露光装置
５ 感光体
７ 現像ローラ
１３ 転写ローラ
１７ 濃度センサ
３０ 画像形成部
１００ 制御部
１５０ 湿度センサ
２００ 現像バイアス生成回路

Claims (5)

1. トナー像を担持する感光体と、前記感光体上に静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置により形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記静電潜像を現像する現像ローラと、前記感光体に担持されたトナー像を記録シートに転写する転写手段とを有する画像形成部と、
   前記現像ローラの回転速度を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記現像ローラの最大回転速度に対応する現像バイアスの値を設定する現像バイアス設定処理と、
   前記現像バイアス設定処理で設定された現像バイアスの値を絶対値における上限値に補正し、かつ、予め定められたトナー像の濃度を一定に保つ対応関係であって、現像バイアスを前記上限値に補正したときの補正量と前記現像ローラの前記最大回転速度からの減速量との対応関係に基づき、前記現像ローラの前記最大回転速度からの減速量を決定する減速量決定処理と、
   を実行し、
   前記減速量決定処理で前記上限値に補正した前記現像バイアスの値と、決定した前記減速量とを用いて前記画像形成部によって記録シートにトナー像を形成させる画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記現像バイアス設定処理において、前記画像形成部によりトナー像が形成された記録シートの枚数をカウントし、前記カウントされた記録シートの枚数に応じて、前記現像ローラの最大回転速度に対応した現像バイアスの値を設定する画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置であって、
   装置内の湿度を検出する湿度検出部を備え、
   前記制御部は、
   前記現像バイアス設定処理において、前記湿度検出部により検出された湿度に応じて、前記現像ローラの最大回転速度に対応した現像バイアスの値を設定する画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサを備え、
   前記制御部は、
   前記減速量決定処理で前記上限値に補正した前記現像バイアスの値と、決定した前記減速量とを用いて前記画像形成部によって検出用トナー像を形成し、前記濃度センサで前記検出用トナー像を検出した結果に基づいて、前記現像ローラの減速量を変更する画像形成装置。
5. 感光体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像に現像ローラによってトナーを供給して現像する画像形成部において、トナー像を形成するための現像バイアスの値と現像ローラの回転速度とを決定する制御方法であって、
   前記現像ローラの最大回転速度に対応する現像バイアスの値を設定する現像バイアス設定工程と、
   前記現像バイアス設定工程で設定された現像バイアスの値を絶対値における上限値に補正し、かつ、予め定められたトナー像の濃度を一定に保つ対応関係であって、現像バイアスを前記上限値に補正したときの補正量と前記現像ローラの前記最大回転速度からの減速量との対応関係に基づき、前記現像ローラの前記最大回転速度からの減速量を決定する減速量決定工程と、
   前記減速量決定工程で前記上限値に補正した前記現像バイアスの値と、決定した前記減速量を用いてトナー像を形成する画像形成工程と、を含む制御方法。

Images