JP2005099216A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成でありながら、像担持体の温度が変化した場合でも画像濃度を大幅に変化させることがなく、常に安定した画像形成を行う
【解決手段】 電源投入時、第２の温度検知センサ３３が検知する定着装置８の検知温度が６０℃以下の場合、第２の温度検知センサ２１によって感光ドラム１の温度を検知し、この値を基準温度（Ｔｄｒｅｆ）として制御手段３２のメモリに記憶する。そして、画像形成動作を行う際、画像形成動作時の作像前回転動作中に、感光ドラムの温度を検知し、この値を作像温度（Ｔｄｎ）として、温度差ΔＴｄ（＝Ｔｄｎ−Ｔｄｒｅｆ）を算出する。このΔＴｄから、現像コントラスト電位補正テーブルにより現像コントラスト電位の補正量を導出し、この電位を実現するための帯電電位、現像電位を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、一般に、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニングの各画像形成プロセスによって画像形成を行う。すなわち感光体表面を均一に帯電した後、画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成する。この静電潜像をトナーによってトナー像として現像し、このトナー像を感光体上から紙等の記録材上に転写する。トナー像転写後の感光体は、表面に残った転写残トナーが除去されてクリーニングされる。一方、トナー像転写後の記録材は加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これによって画像形成が終了する。

上述のような画像形成装置に一般に使用される感光体として、有機感光ドラムが知られている。この有機感光ドラムは、複数の機能層からなる有機感光層を有している。この有機感光ドラムは、他の感光ドラムと比較して、環境面，コスト面等で有利であり、多くの電子写真方式の画像形成装置に採用されている。

有機感光ドラムの一例を、図１０を用いて説明する。接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを形成塗布し、その上に耐摩耗性に優れた保護層（ＯＣＬ）１ｃを塗布形成したものである。さらに感光層１ｂは、内側から外側にかけて順に、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ＵＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。

一般に、１日の画像形成装置の使用状況に応じて、画像形成装置本体内の温度上昇が発生し、それに伴い感光ドラムの温度が上昇することが知られている。その結果、感光ドラムの感度特性が変化し、画像濃度変動や色味変動、さらには画像濃度上昇による定着不良が発生してしまう。

そこで、上記問題を解決するために、感光ドラム上の電位を検知するための電位センサを設けたり（例えば特許文献１）、感光ドラムの温度を一定に保つためのヒータを設ける（例えば特許文献２）ことが知られていて、広く採用されている。また、特許文献３には、感光ドラム周辺にヒータ及びファンを設け、熱風を感光ドラムに送風する技術が記載されている。

特開平１１−１０９６８８号公報 特開平１１−１４３２９４号公報 特開平５−１５８３８８号公報

しかし、上述の特許文献１〜３によると、それぞれ電位センサ、ヒータ、ヒータ及びファンを設けるため、画像形成装置の小型化に不利になり、またコストが上昇するという問題があった。

そこで、本発明は、簡単な構成でありながら、像担持体の温度が変化した場合でも画像濃度を大幅に変化させることがなく、常に安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記像担持体表面に形成された現像剤像を直接又は他部材を介して記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に前記現像剤像を加熱定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体表面又は前記像担持体表面近傍の温度を検知する第１の温度検知手段と、
前記現像手段による現像時の現像コントラスト電位を制御する制御手段と、を備え、
前記第１の温度検知手段が前記画像形成装置のウォームアップ動作中又はウォームアップ動作終了時に検知する温度を基準温度とし、また作像動作開始時に検知する温度を作像温度としたときに、
前記制御手段は、前記作像温度と前記基準温度との温度差ΔＴｄに基づいて前記現像コントラスト電位を補正する、
ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記温度差ΔＴｄが、あらかじめ設定されている閾値を上回ったときに、前記現像コントラスト電位を補正する、
ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記現像手段が使用する現像剤が、トナーとキャリヤとを含む二成分現像剤であり、
前記現像手段に前記トナーを補給するトナー補給手段と、
前記像担持体表面に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、を備え、
前記濃度検出手段は、帯電・露光・現像によって前記像担持体表面に形成される画像濃度検出用のトナーパッチ画像の濃度を検出し、
前記制御手段は、前記濃度検出手段によって検出されたトナーパッチ画像の濃度と、所定のトナーパッチ濃度目標値との比較結果に基づいて、前記トナー補給手段を制御して前記現像手段に補給するトナー量を調整する、
ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記温度差ΔＴｄが、あらかじめ設定されている閾値を上回ったときに、前記トナーパッチ画像の現像時の現像コントラスト電位と前記所定のトナーパッチ濃度目標値とのうちの少なくとも一方を補正する、
ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装において、前記定着手段の温度を検知する第２の温度検知手段を備え、
前記第２の温度検知手段は、前記画像形成装置のウォームアップ開始時において前記第２の温度検知手段の検知温度が所定の温度以下の場合に前記基準温度を検知する、
ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記基準温度を、検知された最新の値に順次更新する、
ことを特徴とする。

本発明によると、像担持体の温度が変動した場合においても、１日の画像形成装置の使用を通じて、画像濃度を大幅に変動させることがなく、常に安定した画像形成を行うことができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタであり、同図はその概略構成を模式的に示す図である。同図を参照して、プリンタ（以下「画像形成装置」という。）の構成を説明する。

同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って上流側からほぼ順に、帯電装置（帯電手段）２と、露光装置（露光手段）３と、現像装置（現像手段）４と、中間転写ベルト５と、クリーニング装置（クリーニング手段）６とが配設されている。また、中間転写ベルト５の下方には、転写搬送ベルト７が配設されている。さらに、記録材（例えばシート状の紙、透明フィルム）Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての転写搬送ベルト７の下流側には、定着装置（定着手段）８が配設されている。以下、感光ドラム１〜定着装置８の順に詳述する。

感光ドラム１としては、本実施の形態では直径が６０ｍｍのものを用いている。感光ドラム１は、図２に示すように、接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを形成塗布し、その上に耐摩耗性に優れた保護層（ＯＣＬ）１ｃを塗布形成したものである。上述のＯＰＣは負の帯電特性を有している。なお、感光層１ｂは、図１０に示すように、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ＵＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。感光層１ｂは、通常は絶縁体であり、特定の波長の光を照射することによって導電体となるという特徴を有している。これは、光照射により電荷発生層１ｂ３内に正孔（電子対）が生成し、それらが電荷の流れの担い手となるからである。電荷発生層１ｂ３は厚さ０．２μｍのフタロシニアン化合物で構成され、また電荷輸送層１ｂ４は厚さ２５μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで構成されている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

帯電装置２としては、スコロトロンタイプのコロナ放電器を使用している。このコロナ放電器は、放電ワイヤ２ａを、感光ドラム１側が開口した金属製のシールド２ｂで覆って形成されている。なお、シールド２ｂの開口部には、グリッド（不図示）が配設されている。帯電装置２は、帯電バイアス印加電源Ｓ１によって帯電バイアスが印加される。帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電装置２に対して、帯電バイアスとして、直流電圧と交流電圧からなる重畳電圧が印加される。これにより、回転中の感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に均一に（一様に）帯電処理される。

露光装置３としては、図１に示すように、画像情報に応じてレーザ光をＯＮ／ＯＦＦ制御するレーザスキャナ３ａが使用されている。レーザスキャナ３ａから発生されたレーザ光は、反射ミラー３ｂを介して、帯電後の感光ドラム１表面に照射される。これにより、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成されるようになっている。

現像装置４としては、回転現像方式が採用されている。軸４ａを中心にモータ（不図示）によって矢印Ｒ４方向に回転駆動される回転体４Ａと、これに搭載された４個の現像器、すなわちイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとを有している。例えば、感光ドラム１上にブラックの現像剤像（トナー像）を形成するときは、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向に回転によって、ブラックの現像器４Ｋが感光ドラム１表面に対向する現像位置（現像部）Ｄに搬送され、その現像スリーブ２４に、現像バイアス印加電源Ｓ２によって現像バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がブラックのトナーで現像されるようになっている。同様にイエローのトナー像を形成するときは、回転体４Ａを矢印Ｒ１方向に９０°回転させて、現像位置Ｄにイエロー用の現像器４Ｙを配置させ、現像を行う。マゼンタ，シアンのトナー像の形成も同様にして行うようになっている。なお、本実施の形態においては、感光ドラム１の帯電特性と同じ極性（負）の電荷を有するトナーによって現像を行う、いわゆる反転現像を採用している。また、現像バイアスとしては、直流電圧と交流電圧からなる重畳電圧を使用している。なお、以下の説明において、特に色を区別する必要がないときは、単に、現像器という。本実施の形態では、回転体４Ａによって各現像器４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃが現像位置Ｄに配置された後、各色について作像動作（画像形成動作）が始まる前に、現像器を１．５秒間空回転させる（これを作像前回転動作と呼ぶ）。これは現像器内の現像剤をなじませることによって、安定した現像状態を保つ効果がある。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、一次転写ローラ（転写手段）１１、従動ローラ１２、二次転写対向ローラ１３に掛け渡されており、駆動ローラ１０の矢印Ｒ１０方向の回転に伴って矢印Ｒ５方向に回転する。中間転写ベルト５は、感光ドラム１表面に当接されて感光ドラム１との間に一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成している。一次転写ローラ１１には、これに一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス印加電源Ｓ３がアースされた状態で接続されている。また、中間転写ベルト５には、従動ローラ１２に掛け渡されている部分の表面に、ベルトクリーナ１４が当接されている。

クリーニング装置６は、感光ドラム１の回転方向に沿っての一次点転写ニップ部Ｔ１の下流側（転写ローラ２の上流側）に配置されている。クリーニング装置６は、感光ドラム１表面に当接されたクリーニングブレード（クリーニング部材）６ａと、このクリーニングブレード６ａによって書き落とされたトナーを回収するクリーニング容器６ｂとを有している。なお、クリーニング装置６については後に詳述する。

転写搬送ベルト７は、駆動ローラ１５、二次転写ローラ（転写手段）１６、従動ローラ１７に掛け渡されており、駆動ローラ１５の矢印Ｒ１５方向の回転に伴って矢印Ｒ７方向に回転する。転写搬送ベルト７は、中間転写ベルト５に当接されて中間転写ベルト５との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を構成している。二次転写ローラ１６には、これに二次転写バイアスを印加する二次転写印加電源Ｓ４がアースされた状態で接続されている。

定着装置８は、ヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ１８と、これに押圧されて定着部Ｎを構成する加圧ローラ２０とを有している。

上述構成の画像形成装置の画像形成動作を説明する。なお、以下では、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの順に４色フルカラーを形成する場合を例に説明する。また以下にあげる数値は、一例を示すものであって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。

感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（例えば、１５７ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。回転状態の感光ドラム１は、帯電装置２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電バイアスが印加されることにより、所定の極性・電位に（例えば、−６００Ｖ）に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって、画像情報に基づく露光が行われ、露光部分（明部）の電荷が除去されて（例えば、−１８０Ｖ）静電潜像が形成される。

この静電潜像は、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向の回転により、感光ドラム１表面に対向する現像位置Ｄに配置されたブラックの現像器４Ｋによって現像される。このとき、ブラックの現像器４Ｋの現像スリーブ２４には、現像バイアス印加電源Ｓ２によって、直流電圧（例えば、−４６０Ｖ）に交流電圧（例えば、ピーク間電圧１８００Ｖ、周波数６０００Ｈｚ）が重畳された重畳電圧が印加される。これにより、感光ドラム１表面の明部に負の電荷をもったブラックのトナーが付着され、トナー像として現像される。

こうして感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５に一次転写される。感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って一次転写部Ｔ１に搬送され、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から一次転写バイアス（例えば、＋４５０Ｖ）が印加されることにより、中間転写ベルト５上に一次転写される。感光ドラム１は、この一次転写時に中間転写ベルト５に転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去されて、次のイエローの画像形成に供される。

感光ドラム１は、ブラックの場合と同様に、帯電、露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、回転体４Ａを矢印Ｒ４方向に９０°回転させて、イエローの現像器４Ｙを現像位置Ｄに配置し、その現像スリーブ２４に現像バイアス印加電源Ｓ２から現像バイアスを印加することで、イエローのトナー像として現像される。このイエローのトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から印加される一次転写バイアスによって、中間転写ベルト５上に、先のブラックのトナー像に重ねあわされるようにして一次転写される。トナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残った残留トナーがクリーニング装置６によって除去され、次の、マゼンタの画像形成に供される。

以下同様にして、感光ドラム１上に順次にマゼンタ，シアンのトナー像が形成され、さらに中間転写ベルト５上に順次に一次転写される。これにより、中間転写ベルト５上で、４色のトナー像が重ね合わされる。

中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、記録材Ｐに二次転写される。二次転写に先立ち、転写搬送ベルト７が中間転写ベルト５に接触されて二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット（不図示）に収納されていた記録材Ｐは、給搬送装置（不図示）によって給搬送されて、転写搬送ベルト７表面に担持され、転写搬送ベルト７の矢印Ｒ７方向に回転によって二次転写部Ｔ２に搬送される。このとき、二次転写バイアス印加電源Ｓ４によって二次転写ローラ１６に二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト５上の４色のトナー像が一括で記録材Ｐ上に二次転写される。

トナー像の二次転写後の記録材Ｐは、中間転写ベルト５から剥離されて、矢印Ｋ方向に搬送され、定着装置８において、定着ローラ１８と加圧ローラ２０とによって挟持搬送されながら、加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより１枚の記録材Ｐに対する４色フルカラーの画像形成が終了する。一方、トナー像の二次転写後の中間転写ベルト５は、表面に残ったトナー（残留トナー）がベルトクリーナ１４によって除去される。

なお、単色の画像形成を行う場合は、感光ドラム１上に形成された静電潜像を、所望の色のトナーを収容する現像器によって現像する。このトナー像は、中間転写ベルト５上に一次転写された後、すぐに記録材Ｐ上に二次転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、転写搬送ベルト７から剥離されて、定着装置８によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。

本実施の形態では、図１に示すように、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿っての現像位置Ｄの下流側で、かつ一次転写部Ｔ１の上流側に、温度検知センサ（第１の温度検知手段）２１が、感光ドラム１表面に対向するように配置されている。また、定着装置８の定着ローラ１８表面に対向するようにして、温度検知センサ（第２の温度検知手段）３３が配置されている。これら第１，第２の温度検知センサはいずれも制御手段（ＣＰＵ）３２に接続されている。

次に、図３を参照して、図１で回転体４Ａに搭載されている各色毎の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋについて説明する。現像器の現像容器２２には、非磁性トナーと磁性キャリヤを含む二成分現像剤（後に詳述）が収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度である。この値はトナーの帯電量、キャリヤ粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に限定されるものではない。なお、現像剤中には、トナー、キャリヤの他に、例えば電荷促進剤等の微量の外添剤が含まれている。

現像によって消費された現像剤中のトナーは、回転体４Ａの各現像器の近傍に着脱自在に設置されているトナー容器２３から補給される。

現像器は、現像位置Ｄに移動したとき、感光ドラム１に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ２４が回転可能に配置されている。

現像スリーブ２４の内部には、磁界発生手段である固定のマグネット２５が内包されている。現像スリーブ２４は、非磁性材料で構成され、現像動作時には図３中の矢印Ｒ２４方向、つまり現像領域（現像位置Ｄ近傍）において重力方向上から下に移動する方向に回転し、現像器を構成する現像容器２２内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に搬送し、感光ドラム１と対向する現像位置Ｄに現像剤を供給して、感光ドラム１に形成されている静電潜像を現像する。

現像領域に搬送される現像剤量を適当な量に調整するため、現像スリーブ２４の回転方向に沿っての現像領域の上流側において、現像スリーブ２４に対向するように規制ブレード（現像剤規制部材）２６が配設されている。この規制ブレード２６によって、現像スリーブ２４上の現像剤の層厚が規制される。

静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ２４の回転に伴って搬送され、現像容器２２内に回収される。また、現像容器２２には、現像剤攪拌・搬送手段としての第１循環スクリュー２７ａ（現像スリーブ２４に近い側）、第２循環スクリュー２７ｂ（現像スリーブ２４から遠い側）が配設されている。現像容器２２内の現像剤は、これにより、循環し、また混合攪拌される。現像剤循環の方向は、本実施の形態では第１循環スクリュー２７ａ側では図３の裏面側から表面側に向かう方向であり、第２循環スクリュー２７ｂ側では逆に表面側から裏面側に向かう方向となっている。

上述の二成分現像剤は、画像形成枚数（コピー枚数）が増加するのに伴って、現像剤中のトナーが消費される。消費された分のトナーは、トナー容器２３に設けられた現像剤補給口２３ａから補給搬送路２８を通って、現像容器２２に設けられた現像剤補給口２２ａから現像容器２２内に補給される。補給されたトナーは、現像容器２２の第２循環スクリュー２７ｂの現像剤搬送方向上流に補給される。そして、このトナーは、現像容器２２内に既にある現像剤と、第１循環スクリュー２７ａによって搬送されてくる現像後の現像剤と混合攪拌される。こうして現像剤は、よく攪拌された状態で、第１循環スクリュー２７ａに引き渡され、再度、現像スリーブ２４へと供給される。補給搬送路２８には、補給スクリュー（トナー補給手段）３０が設けられている。補給スクリュー３０は、その回転時間が制御手段３２によって制御され、これにより、現像器に補給するトナー量が調整されるようになっている。

次に、本実施の形態で使用される二成分現像剤について詳述する。二成分現像剤は、トナーとキャリヤとを主成分として構成されている。

トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子と、を有している。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上８μｍ以下が好ましい。

キャリヤは、例えば、表面酸化又は未酸化の鉄，ニッケル，コバルト，マンガン，クロム，希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリヤは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上である。本実施の形態では１０^８Ω・ｃｍのものを用いた。本実施の形態では、低比重磁性キャリヤとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物と所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリヤを使用した。体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７ｇ／ｃｍ^３、磁化量は５３Ａ・ｍ^２／ｋｇである。

なお、本実施の形態において用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。また、電界水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。すなわち、上記の電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

また、本実施の形態において用いられるキャリヤの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ^２、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加し、このとき回路に流れた電流から、キャリヤの抵抗率を得る方法によって測定した。

さらに、キャリヤの磁化量（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）は、キャリヤの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置を用い、円筒状にパッキングしたキャリヤを７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エルステッド（Ｏｅ））の外部磁場中において、キャリヤの磁化の強さを測定することにより求めた。

本実施の形態においては、画像形成装置の電源投入後に行われるウォームアップ動作中において、前述の温度検知センサ２１によって検知された温度を基準温度とし、作像動作開始時に検知された温度を作像温度とし、この作像温度と上述の基準温度との温度差ΔＴｄに基づいて、現像コントラスト電位を決定するようにした。以下に詳細を述べる。なお、作像動作開始時とは、例えば、ユーザが画像形成装置の操作パネル（不図示）上のスタートボタン（作像動作開始ボタン：コピーボタン、不図示）を押した直後をいう。

画像形成装置の電源が投入されると、定着装置８の温度を上昇させたり、画像調整をしたりするためのウォームアップ動作が行われるが、そのウォームアップ動作開始時において、第２の温度検知センサ３３が検知する定着装置８の検知温度が６０℃以下の場合、第１の温度検知センサ２１によって感光ドラム１の温度を検知し、この値を基準温度（Ｔｄｒｅｆ）として制御手段３２のメモリに記憶する。このとき、環境センサ（不図示）から求めた絶対水分量によって最適な現像コントラスト電位を決定する。この現像コントラスト電位を基準として、作像動作ごとに本実施の形態に係るコントラスト補正を行うようにしている。

ウォームアップ動作が終了し、プリント可能状態となった後に行われる作像動作において、作像動作開始時における感光ドラムの温度を検知し、この値を作像温度（Ｔｄｎ）として、上述の基準温度（Ｔｄｒｅｆ）との温度差ΔＴｄを下式により算出する。

ΔＴｄ＝Ｔｄｎ−Ｔｄｒｅｆ

なお、このＴｄｎの検知とΔＴｄの算出は作像動作が行われる毎に実行される。

そして、図４に示したような、あらかじめ制御手段３２のバックアップメモリに記憶されている現像コントラスト電位補正テーブルより、得られたΔＴｄから現像コントラスト電位の補正量を導出し、最終的な現像コントラスト電位を決定する。そして、所望の現像コントラスト電位になるための帯電電位、現像電位を決定し、作像動作を行う。

そして、画像形成装置の放置などにより、定着装置８の検知温度が再び６０℃以下になり、その後、基準温度検知動作を再び実行したら、メモリに記憶されているＴｄｒｅｆを更新する。

ここで、本実施の形態におけるベタ画像の現像コントラスト電位と、ΔＴｄの関係を図５に示す。図５のように、例えばΔＴｄ＝１０℃の場合、０℃と比較して、ベタ画像の現像コントラスト電位はその絶対値が約３０Ｖ下がることが分かる。

ここで、連続で５００枚のコピー動作（画像形成動作）を行った場合のベタ濃度推移を図６に示した。本実施の形態の現像コントラスト電位の補正を行わなかった場合、画像形成初期と、５００枚後でベタ画像濃度が反射濃度において、０．２上昇し、その結果、色味変動、定着不良が発生した。

一方、本実施の形態の現像コントラスト電位の補正を行った場合、画像形成初期から濃度は安定し、その結果、色味変動、定着不良などの画像不良は発生しなかった。

以上のように、本実施の形態により、感光ドラム１のウォームアップ時における温度を検知し、その検知結果と作像動作開始時における感光ドラム温度との差から、現像コントラストの補正を行っているため、ウォームアップ時から徐々に感光ドラムの温度が変動した場合においても、１日の画像形成装置の使用を通じて、画像濃度を大幅に変動させることがなく、常に安定した画像形成を行うことができる。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態における画像形成プロセスとしては、前述した実施の形態１とほぼ同一であるため、重複する説明は省略する。

本実施の形態では、感光ドラム１上に画像濃度検出用のトナーパッチ画像を形成し、トナーパッチ画像の濃度と所定のトナーパッチ濃度目標値との比較結果に基づいて、トナー補給手段によって現像手段に補給されるトナー量を制御するトナーパッチ検出方式を採用している。以下に詳細を説明する。

まず、画像形成装置の初期設置時に、バックアップメモリに記憶され、あらかじめ決められた環境テーブル（温度，湿度情報に応じたプロセス条件（露光強度や現像バイアスや転写バイアスなどのプロセス条件の設定値があらかじめ記憶されたもの））によって、帯電された感光ドラム１上にレーザ露光を行うことにより、パッチ潜像を形成し、このパッチ潜像を現像して画像濃度検出用のトナーパッチ画像を形成する。

本実施の形態では、図１に示すように、感光ドラム１の回転方向に沿っての現像位置Ｄの下流側で、かつ一次転写部Ｔ１の上流側に画像濃度検出センサ（濃度検出手段）３１が、感光ドラム１表面に対向するように配置されている。

トナー補給量を制御する場合、上述したように、画像形成装置の初期設置時のトナーパッチ画像の濃度を、画像濃度検出センサ３１で検知して、その検出出力値をトナーパッチ目標信号値（目標値）として制御手段３２（図３参照）に取り込む。その取り込んだトナーパッチ目標信号値と、その後に行われる濃度制御時において検知されたトナー補給用のトナーパッチ画像の濃度、すなわちセンサ出力値とが同じとなるように、トナー容器２３から現像器の現像容器２２に補給するトナーの量を制御する。

上述のようなトナーパッチ検出方式を採用している場合、画像形成装置の使用状況によって感光ドラム１の温度が上昇した場合、パッチコントラスト電位が次第に大きくなっていく。その結果、トナーパッチ画像濃度が上昇し、トナー濃度低下が発生するため、画像上へのキャリヤ付着、ガサツキなどの画像不良が発生することがあった。

そこで本実施の形態では、実施の形態１における現像コントラスト電位の補正に加え、パッチコントラスト電位の補正を行っている。

まず、実施の形態１と同様に、画像形成装置の電源投入後に行われるウォームアップ動作中において、第２の温度検知センサ３３による定着装置８の検知温度が６０℃以下の場合、第１の温度検知センサ２１によって感光ドラム１の温度を検知し、この値を基準温度（Ｔｄｒｅｆ）としてメモリに記憶する。そして、画像形成動作を行う際、画像形成動作時の作像前回転動作中に、感光ドラム１の温度を検知し、この値を作像温度（Ｔｄｎ）として上述の基準温度（Ｔｄｒｅｆ）との温度差ΔＴｄを下式により算出する。

ΔＴｄ＝Ｔｄｎ−Ｔｄｒｅｆ

なお、このＴｄｎの検知とΔＴｄの算出は作像動作が行われる毎に実行される。

そして、図７に示したような、あらかじめバックアップメモリに記憶されているパッチコントラスト電位補正テーブルより、得られた温度差ΔＴｄからパッチコントラスト電位の補正量を導出し、最終的なパッチコントラスト電位を決定する。そして、所望のパッチコントラスト電位になるための帯電電位、現像電位を決定し、パッチ作像動作を行う。

ここで、本実施の形態における感光ドラム１の、パッチコントラスト電位と、温度差ΔＴｄの関係を図８に示す。図８のように、例えばΔＴｄ＝８℃の場合、０℃の場合と比較して、パッチコントラスト電位は約１２Ｖ下げるように補正を行っている。

ここで、連続５００枚のコピー動作におけるトナー濃度推移を図９に示した。本実施の形態のパッチコントラスト電位の補正を行わなかった場合、画像形成初期と、５００枚後でトナー濃度が２％低下し、その結果、キャリヤ付着、ガサツキが発生した。

一方、本実施の形態のパッチコントラスト電位の補正を行った場合、画像形成初期からトナー濃度は安定し、その結果、キャリヤ付着、ガサツキなどの画像不良は発生しなかった。

以上のように、本実施の形態により、感光ドラム１のウォームアップ時における温度を検知し、その検知結果と作像動作開始時における感光ドラム温度との差から、現像コントラスト電位及びパッチコントラスト電位の補正を行っているため、ウォームアップ時から徐々に感光ドラム１の温度が変動した場合においても、１日の画像形成装置の使用を通じて、画像濃度及びトナー濃度を大幅に変動させることがなく、常に安定した画像形成を行うことができる。

画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。 感光ドラムの層構成を模式的に示す縦断面図である。 現像器の構成を模式的に示す縦断面図である。 実施の形態１における現像コントラスト電位補正テーブルを示す図である。 実施の形態１における、温度差ΔＴｄとベタ画像の現像コントラスト電位との関係を示す図である。 実施の形態１において、連続５００枚のコピー動作におけるベタ濃度推移を示す図である。 実施の形態２におけるパッチコントラスト電位補正テーブルを示す図である。 実施の形態２において、温度差ΔＴｄと、パッチコントラスト電位との関係を示す図である。 実施の形態２において、連続５００枚のコピー動作におけるベタ濃度推移を示す図である。 感光ドラムの層構成の一例を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１ 像担持体（感光ドラム）
２ 帯電手段（帯電装置）
３ 露光手段（露光装置）
４ 現像手段（現像装置）
５ 他部材（中間転写ベルト）
８ 定着手段（定着装置）
１１ 転写手段（一次転写ローラ）
１６ 転写手段（二次転写ローラ）
２１ 第１の温度検知手段（温度検知センサ）
３０ トナー補給手段（搬送スクリュー）
３１ 濃度検出手段（画像濃度検出センサ）
３２ 制御手段（ＣＰＵ）
３３ 第２の温度検知手段（温度検知センサ）
Ｔｄｒｅｆ
基準温度
Ｔｄｎ 作像温度
ΔＴｄ 温度差
Ｐ 記録材

Claims (6)

1. 像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記像担持体表面に形成された現像剤像を直接又は他部材を介して記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に前記現像剤像を加熱定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体表面又は前記像担持体表面近傍の温度を検知する第１の温度検知手段と、
   前記現像手段による現像時の現像コントラスト電位を制御する制御手段と、を備え、
   前記第１の温度検知手段が前記画像形成装置のウォームアップ動作中又はウォームアップ動作終了時に検知する温度を基準温度とし、また作像動作開始時に検知する温度を作像温度としたときに、
   前記制御手段は、前記作像温度と前記基準温度との温度差ΔＴｄに基づいて前記現像コントラスト電位を補正する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記温度差ΔＴｄが、あらかじめ設定されている閾値を上回ったときに、前記現像コントラスト電位を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像手段が使用する現像剤が、トナーとキャリヤとを含む二成分現像剤であり、
   前記現像手段に前記トナーを補給するトナー補給手段と、
   前記像担持体表面に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、を備え、
   前記濃度検出手段は、帯電・露光・現像によって前記像担持体表面に形成される画像濃度検出用のトナーパッチ画像の濃度を検出し、
   前記制御手段は、前記濃度検出手段によって検出されたトナーパッチ画像の濃度と、所定のトナーパッチ濃度目標値との比較結果に基づいて、前記トナー補給手段を制御して前記現像手段に補給するトナー量を調整する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記温度差ΔＴｄが、あらかじめ設定されている閾値を上回ったときに、前記トナーパッチ画像の現像時の現像コントラスト電位と前記所定のトナーパッチ濃度目標値とのうちの少なくとも一方を補正する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記定着手段の温度を検知する第２の温度検知手段を備え、
   前記第２の温度検知手段は、前記画像形成装置のウォームアップ開始時において前記第２の温度検知手段の検知温度が所定の温度以下の場合に前記基準温度を検知する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記基準温度を、検知された最新の値に順次更新する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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