JP2004226627A

JP2004226627A - 画像形成装置及び画像形成方法

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Publication number: JP2004226627A
Application number: JP2003013538A
Authority: JP
Inventors: Mineyuki Sako; 峰行酒向; Junji Murauchi; 淳二村内
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP4085819B2

Abstract

【課題】コストの高いトナー濃度検出センサを使用することなく、トナー濃度を安定させて、画像の品質を高めることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供すること。
【解決手段】イメージングユニットが本体に対して装填されたことを検出する（Ｓ２１）。イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する（Ｓ２２）。その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する。基準特性は、例えば現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係が実質的に直線（線形）である場合、その直線の傾きと、画像濃度が立ちあがる閾値とで定められる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、少なくとも現像器を含み作像を行うイメージングユニットが本体に対して着脱される電子写真式の画像形成装置に関する。また、この発明は、そのような画像形成装置における画像形成方法に関する。
【０００２】
この明細書では、画像形成装置は、プリンタ、ＦＡＸ（ファクシミリ）装置、ＭＦＰ（多機能周辺機器）等を含み、カラー型であるかモノクロ型であるか、またはスタンドアローンであるかネットワークに接続されているかを問わない。
【０００３】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、画像信号に含まれている濃度情報に基づいてトナー消費量を予測する予測手段と、一定の作像条件の下で感光体上に形成されたテストトナー像の画像濃度を検出して現像剤中のトナー濃度を推定する手段と、前記推定手段で推定されたトナー濃度と所定の基準トナー濃度との差を算出し、この濃度差で前記予測手段によって予測されたトナー消費量を補正してトナー補給量を決定するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、トナーホッパから現像剤槽へ補給すべきトナー量の理論値を算出する理論値算出手段と、その理論値に基づいて補給されたトナー量の実測値を検出する手段を有し、前記理論値と実測値とに基づいて、トナーを補給する補給手段の駆動時間を補正するものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２４８７６０号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平１１−２０２６０４号公報（請求項１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の画像形成装置では、資源の再利用を主な目的として、例えば像担持体、帯電器、露光器、現像器、転写部、クリーニング部およびトナー溜めが、イメージングユニットとして一体化され、そのイメージングユニットが画像形成装置本体に対して着脱されるようになっている場合がある。
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、イメージングユニットが有する個々のばらつき（現像剤の特性バラツキを含む）に関係無くプロセス条件（現像バイアス値など）が設定されている。このため、イメージングユニットが交換されたとき、イメージングユニットが有する個々のばらつきに起因して、現像器内のトナー濃度が高すぎたり低すぎたりするという問題がある。例えば、形成される画像の濃度（これを単に「画像濃度」と呼ぶ。）が高くなりにくい状態になっているイメージングユニットを用いた場合は、画像濃度が高くなりにくいために補給トナーが過多になり、現像器内のトナー濃度が高く維持されることで、かぶりや粉煙が多くなるといった問題が生ずる。一方、画像濃度が高くなりやすい状態になっているイメージングユニット等を用いた場合は、現像器内のトナー濃度が低く維持されることで現像剤の全体量が減少し、現像ローラヘの均一な供給が損なわれて画像欠損が発生するといった問題が生ずる。
【０００８】
なお、トナー濃度検出センサを設けて現像器内のトナー濃度を管理すれば、上記のような問題を避けることができる。しかし、トナー濃度検出センサを設けると、コストが高くつくことになる。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、コストの高いトナー濃度検出センサを使用することなく、トナー濃度を安定させて画像の品質を高めることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、
少なくとも現像器を含み作像を行うイメージングユニットが本体に対して着脱される画像形成装置であって、
上記イメージングユニットが本体に対して装填されたことを検出するイメージングユニット装填検出部と、
上記イメージングユニットの現像器に対する現像バイアス出力を可変して設定する現像バイアス出力可変部と、
上記イメージングユニットによって形成された画像についての画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
上記本体が存する環境を表す環境情報を取得する環境情報取得部と、
上記イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する対応情報取得部と、
その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する基準特性設定部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、イメージングユニットが本体に対して「装填された」とは、最初に装填された場合や交換で装填された場合を含む。本体に対して装填されるイメージングユニットは、新品である場合だけでなく、再利用品である場合がある。
【００１２】
「基準特性」は、例えば現像バイアス出力値と画像濃度とが実質的に直線的（線形）な対応関係にある場合、その直線の傾きと、画像濃度が立ち上がる閾値とで定められる。
【００１３】
基準特性設定部が「環境情報で限定して基準特性を設定する」ためには、所定の記憶部に予め記憶されている複数の基準特性（候補となる特性）の中から対応情報取得時の環境情報に基づいて１つの基準特性を選択しても良いし、上記環境情報が表す環境下での現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を演算により数式化しても良い。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、イメージングユニットが本体に対して装填されたとき、イメージングユニット装填検出部によるイメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じて、対応情報取得部がそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する。そして、基準特性設定部が、その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する。
【００１５】
したがって、作像時に上記基準特性に基づいて、形成すべき画像の濃度（これを「目標画像濃度」と呼ぶ。）に応じて上記現像器に対する現像バイアス出力を現像バイアス出力可変部によって設定することができる。そのように現像バイアス出力を設定した状態で、所定のトナー補給部（例えば公知のトナーホッパ）によって、上記イメージングユニットによる画像濃度が目標画像濃度に合うように上記現像器に対してトナー補給を行う。または、所定の印字量検出部（例えば画像信号に含まれる濃度情報を検出するもの）の検出結果に応じて、現像器内のトナー濃度が一定になるようにトナー補給部の駆動時間等を制御する。これにより、イメージングユニットが交換されたときでも、作像時に個々のイメージングユニットのばらつきを相殺するように条件設定ができる。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。
【００１６】
なお、この発明は、イメージングユニットに含まれる要素のうち、トナーとキャリアとからなる現像剤であって作像に適したトナー濃度に設定されたもの（「スタータ」と呼ばれる。）が交換された場合に、特に有効に働く。
【００１７】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、上記現像バイアス出力可変部は、作像時に上記基準特性に基づいて、目標画像濃度に応じて上記現像器に対する現像バイアス出力を設定することを特徴とする。
【００１８】
この請求項２の画像形成装置では、上記現像バイアス出力可変部は、作像時に上記基準特性に基づいて、目標画像濃度に応じて上記現像器に対する現像バイアス出力を設定する。この結果、上述のようにトナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。
【００１９】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、この画像形成装置の耐久に関する情報を取得する耐久情報取得部を備え、上記現像バイアス出力可変部は、上記耐久に関する情報に応じて作像時に上記基準特性が含む係数を変化させることにより上記現像バイアス出力を可変して設定することを特徴とする。
【００２０】
この画像形成装置の「耐久に関する」情報は、「上記現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応」を変化させる要因を広く含む。
【００２１】
この請求項３の画像形成装置では、耐久情報取得部がこの画像形成装置の耐久に関する情報を取得する。そして、現像バイアス出力可変部は、上記耐久に関する情報に応じて作像時に上記基準特性が含む係数を変化させることにより上記現像バイアス出力を可変して設定する。したがって、この画像形成装置が例えば長期にわたって使用された結果、現実の「上記現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係」が変化したとしても、その変化に応じて上記現像バイアス出力が常に適切に設定される。したがって、画像の品質を維持することができる。
【００２２】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置において、上記現像器に対して現像剤の成分としてトナーを供給するトナー補給部と、上記イメージングユニットによる画像濃度が目標画像濃度に合うように、または印字量を検出する印字量検出部の出力に基づいて上記現像器内のトナー濃度が一定になるように上記トナー補給部を駆動する制御部を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この請求項４の画像形成装置では、制御部が、上記イメージングユニットによる画像濃度が目標画像濃度に合うように、または印字量を検出する印字量検出部の出力に基づいて上記現像器内のトナー濃度が一定になるように上記トナー補給部を駆動する。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができるという効果が具体的に得られる。
【００２４】
請求項５に記載の画像形成方法は、少なくとも現像器を含み作像を行うイメージングユニットが本体に対して着脱される画像形成装置における画像形成方法であって、
上記イメージングユニットが本体に対して装填されたことを検出し、
上記イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得し、
その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定することを特徴とする。
【００２５】
この請求項５の画像形成方法では、イメージングユニットが本体に対して装填されたとき、上記イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する。そして、その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する。
【００２６】
したがって、作像時に上記基準特性に基づいて、目標画像濃度に応じて上記現像器に対する現像バイアス出力を現像バイアス出力可変部によって設定することができる。そのように現像バイアス出力を設定した状態で、所定のトナー補給部（例えば公知のトナーホッパ）によって、上記イメージングユニットによる画像濃度が目標画像濃度に合うように上記現像器に対してトナー補給を行う。または、所定の印字量検出部（例えば画像信号に含まれる濃度情報を検出するもの）の検出結果に応じて、現像器内のトナー濃度が一定になるようにトナー補給部の駆動時間等を制御する。これにより、イメージングユニットが交換されたときでも、作像時に個々のイメージングユニットのばらつきを相殺するように条件設定ができる。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１は、一実施形態の電子写真式の画像形成装置の断面構造を模式的に示している。この画像形成装置は、大別して、箱状の外形を有する本体１００と、この本体１００に対して着脱自在に装填されるイメージングユニット２０とを備えている。なお、図１はイメージングユニット２０が本体１００に対して装填された状態を示している。
【００２９】
イメージングユニット２０は、この例では像担持体１と、この像担持体１の周りに順に配置された帯電部２、現像器８、画像濃度センサ５、転写部６およびクリーニング部９と、トナー溜め１１と、ＥＥＰＲＯＭ１０とを、一体に組み合わせて構成されている。この例では、像担持体１は感光体ドラムからなる。帯電部２は、像担持体１の表面を一様に帯電させるための帯電ローラからなる。現像器８は、図中で反時計回りに回転する現像ローラ４によって、トナーとキャリアとからなる現像剤を用いて像担持体１の表面に画像（トナー像）を形成する。画像濃度センサ５は、画像濃度検出部として、像担持体１の表面に形成された画像の濃度（画像濃度）を検出する。転写部６は、転写ローラからなり、像担持体１と転写部６との間へ供給される用紙に画像を転写する。クリーニング部９は、クリーニングブレードを有し、像担持体１の表面を清掃する。トナー溜め１１の下部には、螺旋状のスクリュー部材からなるトナー補給部としてのトナーホッパ１２が設けられている。トナーホッパ１２が駆動されることにより、トナー溜め１１から現像器８へ現像剤の成分としてトナーが供給される。ＥＥＰＲＯＭ１０は、このイメージングユニット２０の履歴を表すユニット履歴情報（新品情報を含む）を記憶している。
【００３０】
本体１００は、この装置全体の動作を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる制御部９０と、上述の像担持体１と転写部６との間へ用紙を供給する図示されていない給紙部と、画像信号に応じたレーザ光を像担持体１の表面へ照射する露光部３と、環境情報取得部としての環境センサ１００と、現像ローラ４を含む各部へ必要な電圧（電源）を供給する図示されていない電源供給部とを備えている。環境センサ１００は、本体１００（つまり本画像形成装置）が存する環境を表す環境情報として温度と湿度を取得して、それらのデータを制御部９０へ出力する。
【００３１】
この画像形成装置は、制御部９０による制御にしたがって、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を含む公知の電子写真プロセスを実行して作像（画像形成）を行う。具体的には、像担持体１を時計回り（図中に矢印で示す）に回転させながら、まず、像担持体１の表面が帯電部２によって一様な電位に帯電される。続いて、画像信号（形成すべき画像を表す）に応じて露光部３によって像担持体１の表面が露光され、そこに静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像が現像器４によって現像されて、像担持体１の表面に画像（トナー像）が形成される。その形成された画像は、転写部６によって、像担持体１との間に供給された用紙に転写される。転写されずに像担持体１の表面に残留したトナーはクリーニング部９によって清掃される。
【００３２】
イメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたとき、制御部９０は、イメージングユニット装填検出部として働いて、そのイメージングユニット２０に搭載されたＥＥＰＲＯＭ１０からユニット履歴情報を取得して、イメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたことを検出するようになっている。ここで、ユニット履歴情報は、そのイメージングユニット２０の履歴を表すものであり、そのイメージングユニット２０が新品であることを表す新品情報を含んでいる。制御部９０は、新品や再利用品のイメージングユニット２０が最初に装填された場合や交換で装填された場合に、「イメージングユニット２０が本体１００に対して装填された」と判断する。
【００３３】
また、制御部９０は、現像バイアス出力可変部として働いて、イメージングユニット２０の現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂを可変して設定するようになっている。現像バイアス出力Ｖｂの設定値は後述するＶｂテーブルに格納されている。なお、制御部９０によって設定された現像バイアス出力Ｖｂは、既述の図示されていない電源供給部を介して現像器８に印加される。
【００３４】
図２は、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたときの、本画像形成装置における処理のフローを示している。
【００３５】
まず、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたとき、制御部９０は、そのイメージングユニット２０に搭載されたＥＥＰＲＯＭ１０からユニット履歴情報を取得して、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたことを検出する（Ｓ２１）。
【００３６】
イメージングユニット２０が装填されたことを検出すると、制御部９０は、対応情報取得部として働いて、そのイメージングユニット２０を動作させて作像を行う。このとき、制御部９０は、Ｖｂテーブルに格納された値に応じて現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂを複数可変して設定するとともに、各現像バイアス出力Ｖｂによって像担持体１の表面に形成された画像の濃度（画像濃度）を画像濃度センサ５の出力に応じて取得する。これにより、Ｖｂテーブルに格納された値（つまり現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂ）とその現像バイアス出力Ｖｂのときの画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する（Ｓ２２）。
【００３７】
一方、制御部９０は、環境センサ３０から、その対応情報取得時の環境情報（湿度を含む）を取得する（Ｓ２３）。
【００３８】
そして、制御部９０は、基準特性設定部として働いて、その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する（Ｓ２４）。
【００３９】
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、本装置の環境の一つである相対湿度がそれぞれ７５％以上、６０〜７５％、４０〜６０％、２５〜４０％、２５％以下である場合の、上記基準特性の想定される様々なパターン（候補となる特性）を示している。基準特性は、現像バイアス出力Ｖｂ値と画像濃度とが実質的に直線的（線形）な対応関係にあることから、その直線の傾きと、画像濃度が立ち上がる閾値とで定められる。例えば図３（ａ）に示すように、相対湿度が７５％以上の環境下で、▲１▼（細い実線で表す）のような傾き大・閾値小なる特性と、▲２▼（太さ中程度の実線で表す）のような傾き中・閾値小なる特性と、▲３▼（太い実線で表す）のような傾き小・閾値小なる特性と、▲４▼（細い破線で表す）のような傾き大・閾値中なる特性と、▲５▼（太さ中程度の破線で表す）のような傾き中・閾値中なる特性と、▲６▼（太い破線で表す）のような傾き小・閾値中なる特性と、▲７▼（細い１点鎖線で表す）のような傾き大・閾値大なる特性と、▲８▼の（太さ中程度の１点鎖線で表す）ような傾き中・閾値大なる特性と、▲９▼（太い１点鎖線で表す）のような傾き小・閾値大なる特性との９種類のパターンが想定される。そして、この例では図３（ａ）から図３（ｅ）へ移るにつれて、つまり相対湿度が低くなるにつれて、パターン全体として、直線の傾きが次第に小さくなり、かつ閾値が次第に大きくなっている。この例では、図３（ａ）〜図３（ｅ）中のパターンは図示されていない記憶部に記憶されている。
【００４０】
この例では、制御部９０は、図３（ａ）〜図３（ｅ）中のパターンのうちの１つを基準特性として選択する。例えば、相対湿度が５０％で、現像バイアスＶｂテーブルの値と画像濃度との対応関係の傾きが大（▲１▼に最も近い）場合は、図３（ｃ）における▲１▼のパターン（傾きレベルと閾値レベル）を基準特性として選択する。
【００４１】
図４は、本体１００に対して装填された上記イメージングユニット２０を用いる通常作像時の処理の、図２に対応したフローを示している。
【００４２】
まず、制御部９０が、環境センサ３０から、現在（通常作像時）の環境情報（湿度を含む）を取得する（Ｓ４１）。
【００４３】
次に、制御部９０は、現像バイアス出力可変部として働いて、その現在の環境情報とイメージングユニット装填時に取得した基準特性（傾きレベルと閾値レベル）とに基づいて（Ｓ４２）、目標画像濃度に応じて現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂを設定する（Ｓ４３）。例えばイメージングユニット装填時に取得した基準特性が図３（ｃ）における▲１▼のパターンである場合に、現在の相対湿度が６５％であれば、相対湿度６０〜７５％の図３（ｂ）にシフトして、図３（ｂ）における▲１▼のパターンを選択する。そして、図３（ｂ）における▲１▼のパターン上で目標画像濃度に対応する現像バイアス出力Ｖｂの値を設定する。
【００４４】
それとともに、制御部９０は、帯電部２に印加する電圧Ｖｃの値を設定する。このＶｃ値は、設定された現像バイアスＶｂ値に対して像担持体１の表面電位が或る一定の電位差となるように設定される。
【００４５】
このようにして現像器８に対する現像バイアスＶｂ、帯電部２への印加電圧Ｖｃを設定した状態で、作像動作を行う。
【００４６】
その後、例えば用紙５枚の作像に対して１回の頻度で画像濃度センサ５の出力を検出する（Ｓ４４）。そして、実際の画像濃度が目標画像濃度に合うように、トナーホッパ１２を駆動してトナー溜め１１から現像器８に対してトナー補給を行う。例えば実際の画像濃度が目標画像濃度よりも低いとき、トナーホッパ１２を駆動する。
【００４７】
これにより、イメージングユニットが交換されたときでも、作像時に個々のイメージングユニットのばらつきを相殺するように条件設定ができる。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。
【００４８】
図５は、本体１００に対して装填された上記イメージングユニット２０を用いる通常作像時の処理の別のフローを示している。
【００４９】
まず上述の図４の例におけるのと同様に、現在（通常作像時）の環境情報を取得し（Ｓ５１）、イメージングユニット装填時に取得した基準特性（傾きレベルと閾値レベル）に基づいて（Ｓ５２）、現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂおよび帯電部２への印加電圧Ｖｃを設定する（Ｓ５３）。
【００５０】
そして、この例では作像動作中に、制御部９０が印字量検出部として働いて、画像信号に含まれる濃度情報をカウントして、印字量を検出する（Ｓ５４）。その印字量検出結果に基づいてトナー消費量を予測し、トナーホッパ１２によってトナー補給を行う（Ｓ５５）。トナー補給量は、トナーホッパ１２の駆動時間によって制御される。
【００５１】
さらに、例えばカウントした印字量の累積値（累積濃度情報）が全面べた画像１０枚分に達する毎に１回の頻度で画像濃度センサ５の出力を検出する（Ｓ５６）。そして、実際の画像濃度が目標画像濃度よりも高い場合は、画像信号からカウントした濃度情報に対するトナーホッパ１２の駆動時間を短くする。また、実際の画像濃度が目標画像濃度よりも低い場合は、画像信号からカウントした濃度情報に対するトナーホッパ１２の駆動時間を長くする（Ｓ５７）。
【００５２】
これにより、イメージングユニットが交換されたときでも、作像時に個々のイメージングユニットのばらつきを相殺するように条件設定ができる。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。
【００５３】
図６は、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたときの、本画像形成装置における処理の別のフローを示している。
【００５４】
まず、上述の図２の例におけるのと同様に、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたとき、制御部９０は、新品のイメージングユニット２０が本体１００に対して装填されたことを検出する（Ｓ６１）。そして、イメージングユニット２０が装填されたことを表す検出結果に応じて、対応情報取得部がそのイメージングユニット２０を動作させて、現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂと画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する（Ｓ６２）。
一方、制御部９０は、環境センサ３０から、その対応情報取得時の環境情報（湿度を含む）を取得する（Ｓ６３）。
【００５５】
そして、制御部９０は、その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定するために、この例では、上記環境情報が表す環境下での現像バイアス出力Ｖｂと画像濃度との対応関係を演算により数式化する（Ｓ６４）。
【００５６】
ここで、現像バイアス出力Ｖｂ値と画像濃度とが実質的に直線的（線形）な対応関係にあることから、基準特性を表す数式は一般的に次式（１）によって表される。
【００５７】
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ …（１）
【００５８】
ここでＹは画像濃度検出センサ５により取得されるトナー付着量、Ｘは現像バイアスＶｂテーブル（値）である。Ａ、Ｂは係数である。
【００５９】
係数Ａは次式（２）によって表される。
【００６０】
Ａ＝Ａｏ×（相対湿度／５０）／ＥＸＰ（−０．００２Ｋ） …（２）
【００６１】
ここでＫは耐久に関する情報としての印字枚数であり、１Ｋを１０００枚とする（新品装填時はＫの値が０である）。
【００６２】
式（１）（２）により、設定すべき係数はＡｏとＢとなる。Ｂの値は、取得した現像バイアスＶｂテーブルと画像濃度の関係から決定される。また、Ａｏの値は、式（２）に基づいて、上記対応情報取得時の相対湿度から決定される。
【００６３】
このようにして、制御部９０は、上記環境情報が表す環境下での現像バイアス出力Ｖｂと画像濃度との対応関係を演算により数式化する。
【００６４】
図７は、本体１００に対して装填された上記イメージングユニット２０を用いる通常作像時の処理の、図６に対応したフローを示している。
【００６５】
まず、現在（通常作像時）の環境情報を取得し（Ｓ７１）、イメージングユニット装填時に取得した基準特性（数式係数Ａｏ、Ｂ）に基づいて（Ｓ７２）、現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂおよび帯電部２への印加電圧Ｖｃを設定する（Ｓ７３）。
【００６６】
詳しくは、イメージングユニット装填時に取得した係数Ａｏと、通常作像時の相対湿度、耐久に関する情報Ｋとから、式（２）によってＡ値が求められる。さらに、そのＡ値と、イメージングユニット装填時に取得した係数Ｂとから、式（１）によって、目標画像濃度ＹにするためのＸ値、すなわち現像バイアスＶｂ値（Ｖｂテーブル）が設定される。
【００６７】
その後、上述の図５におけるのと同様に、作像動作中に、制御部９０が印字量検出部として働いて、画像信号に含まれる濃度情報をカウントして、印字量を検出する（Ｓ７４）。その印字量検出結果に基づいてトナー消費量を予測し、トナーホッパ１２によってトナー補給を行う（Ｓ７５）。トナー補給量は、トナーホッパ１２の駆動時間によって制御される。
【００６８】
さらに、例えばカウントした印字量の累積値（累積濃度情報）が全面べた画像１０枚分に達する毎に１回の頻度で画像濃度センサ５の出力を検出する（Ｓ７６）。そして、実際の画像濃度が目標画像濃度よりも高い場合は、画像信号からカウントした濃度情報に対するトナーホッパ１２の駆動時間を短くする。また、実際の画像濃度が目標画像濃度よりも低い場合は、画像信号からカウントした濃度情報に対するトナーホッパ１２の駆動時間を長くする（Ｓ７７）。
【００６９】
これにより、イメージングユニットが交換されたときでも、作像時に個々のイメージングユニットのばらつきを相殺するように条件設定ができる。したがって、トナー濃度を安定させることができ、画像の品質を高めることができる。しかも、この例では、本画像形成装置の耐久に関する情報Ｋに応じて、作像時に上記基準特性の式に含まれるＡ値を変化させることにより現像バイアス出力Ｖｂを可変して設定するので、この画像形成装置が例えば長期にわたって使用された結果、現実の「現像器８に対する現像バイアス出力Ｖｂと画像濃度との対応関係」が変化したとしても、その変化に応じて現像バイアス出力Ｖｂが常に適切に設定される。したがって、画像の品質を維持することができる。
【００７０】
この実施形態では、トナー補給に関しては、現像方式が２成分の場合の対応であるが、トナー補給以外の部分は１成分であっても良い。
【００７１】
イメージングユニット２０の構成は、本実施形態に限定されるものではない。他の要素との組み合わせであっても良い。
【００７２】
上述の像担持体１は、感光体ドラムに代えて、感光べルト、中間転写体、転写搬送体などであってもよい。また、帯電部２は、帯電ローラに代えて、帯電磁気ブラシ、帯電ベルト、帯電コロナチャージャ・スコロトロンチャージャ、帯電ブラシ、帯電フィルムなどであってもよい。また、転写部６は、転写ローラに代えて、転写ベルト、転写コロナチャージャ、転写ブラシなどであってもよい。
【００７３】
トナー補給部はトナーホッパに限られるものではなく、他の方式であっても良い。
【００７４】
また、制御部９０が「イメージングユニット２０が本体１００に対して装填された」ことを検出する仕方は、本実施形態のものに限定されない。ＥＥＰＲＯＭ１０に代えて、アンテナが接続されたＩＣチップにユニット履歴情報を記憶させておき、制御部９０が無線通信を行って非接触でそのＩＣチップからユニット履歴情報を取得するようにしても良い。また、イメージングユニット２０にヒューズを設けておき、新品情報をヒューズが溶断されているか否かで表しても良い。
【００７５】
また、環境センサ３０が環境情報として検知するのは温度と湿度に限られず、他の環境要因を含んでいても良いし、検知する方式に限定はない。
【００７６】
また、耐久に関する情報は、印字枚数Ｋに限られるものではなく、他の消耗要素に関する情報であっても良い。
【００７７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、コストの高いトナー濃度検出センサを使用することなく、トナー濃度を安定させて画像の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】新品のイメージングユニットが本体に対して装填されたときの、上記画像形成装置における処理のフローを示す図である。
を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本装置の環境の一つである相対湿度がそれぞれ７５％以上、６０〜７５％、４０〜６０％、２５〜４０％、２５％以下である場合の、基準特性の想定される様々なパターン（候補となる特性）を示す図である。
【図４】本体に対して装填されたイメージングユニットを用いる通常作像時の処理の、図２に対応したフローを示す図である。
【図５】本体に対して装填されたイメージングユニットを用いる通常作像時の処理の、図２に対応した別のフローを示す図である。
【図６】新品のイメージングユニットが本体に対して装填されたときの、本画像形成装置における処理の別のフローを示す図である。
【図７】本体に対して装填されたイメージングユニットを用いる通常作像時の処理の、図６に対応したフローを示す図である。
【符号の説明】
１像担持体
５画像濃度センサ
８現像器
１１トナー溜め
１２トナーホッパ
３０環境センサ
９０制御部

Claims

少なくとも現像器を含み作像を行うイメージングユニットが本体に対して着脱される画像形成装置であって、
上記イメージングユニットが本体に対して装填されたことを検出するイメージングユニット装填検出部と、
上記イメージングユニットの現像器に対する現像バイアス出力を可変して設定する現像バイアス出力可変部と、
上記イメージングユニットによって形成された画像についての画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
上記本体が存する環境を表す環境情報を取得する環境情報取得部と、
上記イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得する対応情報取得部と、
その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定する基準特性設定部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記現像バイアス出力可変部は、作像時に上記基準特性に基づいて、目標画像濃度に応じて上記現像器に対する現像バイアス出力を設定することを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
この画像形成装置の耐久に関する情報を取得する耐久情報取得部を備え、
上記現像バイアス出力可変部は、上記耐久に関する情報に応じて作像時に上記基準特性が含む係数を変化させることにより上記現像バイアス出力を可変して設定することを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、
上記現像器に対して現像剤の成分としてトナーを供給するトナー補給部と、
上記イメージングユニットによる画像濃度が目標画像濃度に合うように、または印字量を検出する印字量検出部の出力に基づいて上記現像器内のトナー濃度が一定になるように上記トナー補給部を駆動する制御部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
少なくとも現像器を含み作像を行うイメージングユニットが本体に対して着脱される画像形成装置における画像形成方法であって、
上記イメージングユニットが本体に対して装填されたことを検出し、
上記イメージングユニットが装填されたことを表す検出結果に応じてそのイメージングユニットを動作させて、現像器に対する現像バイアス出力と画像濃度との対応関係を表す対応情報を取得し、
その対応情報をその対応情報取得時の環境情報で限定して基準特性を設定することを特徴とする画像形成方法。