JPH08190272A

JPH08190272A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08190272A
Application number: JP7018694A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Sekine; 健善関根
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】予め定めた現像特性となる様な現像器の目標
温度を求めて、その目標温度になる様に温度制御を行う
ことにより、より安定した現像特性を得ることができる
画像形成装置を提供する。【構成】少なくとも像坦持体に対向してトナー像を形
成する現像器と、現像剤の現像能力を測定する手段と、
上記現像器の温度測定手段と、上記現像器の温度制御手
段からなる画像形成装置であって、上記現像能力測定手
段と温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現像
特性となるように現像器の目標温度を求め、その目標温
度となるように上記現像器の温度制御手段を制御する構
成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力画像信号に従って
感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像して
出力するタイプの画像形成装置に関し、特に、予め定め
た現像特性となる様な現像器の目標温度を求めて、その
目標温度になる様に温度制御を行うことにより、より安
定した現像特性を得ることができる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、入力画像信号に従って感光体上
に形成された静電潜像をトナーにより現像して出力する
タイプの画像形成装置が知られている。この様な画像形
成装置においては、作像動作に伴って発生する熱により
装置内温度が必要以上に上昇しない様に様々な工夫がな
されている。その様な工夫の例としては、従来から、現
像器中のトナーの温度を検出し、温度が高いときに冷却
ファンを駆動するもの（特開平３−６３６７４）、現像
器の温度を摂氏４５℃以下になるように冷却ファンを駆
動するもの（特開平１−２１９８５４号公報）、トナ
ー、現像剤、感光体の温度を検出し、その１つ以上が所
定温度のときは作像を停止させるもの（特開昭６２−５
０８５１号公報）、複数の現像装置の使用状況により、
ダクト内のシャッターを切り替えるもの（特開平３−１
１０５７９号公報）、熱源に温度センサを設け、その温
度により排風ファンの動作を制御するもの（特開平３−
９４２７８号公報）等が知られている。すなわち、電子
写真方式を用いた従来の画像形成装置においては、作像
動作に伴って発生する熱により装置内の温度が上昇しな
いように冷却ファン等を用いて装置内を冷却しているの
が通常であった。

【０００３】ここで、装置内の温度上昇に寄与する部品
は、ほとんどの場合、露光ランプ、定着ヒータ等の発熱
源と、高速で回転するポリゴンモータ等のモータ類であ
る。また、上記発熱体による機内の温度上昇により影響
を受け易いユニットとしては、トナーが比較的低い温度
で凝集が始まる事から、現像器、トナー補給装置、クリ
ーニング装置等のトナーを扱うユニットである。

【０００４】特に、現像装置においては、温度上昇によ
り現像剤中のトナーが凝集して、感光体上にトナー塊が
付着し、以降の転写工程でトナー塊を中心にしてその周
辺部が転写紙と未着できない事による画像欠損や、現像
剤中のキャリアの表面に熱で柔らかくなったトナーが付
着してトナーを正常に帯電できなくなる事による地肌か
ぶり、あるいはトナー飛散等の異常画像や異常現像が生
じるので、現像器（現像剤）の温度を危険領域まで上昇
させない様に設計する必要がある。

【０００５】ところで、現像剤の現像能力は上昇温度に
比例しているという事実があり、冬季や寒冷地等で外部
環境が低温である場合、さらに、早朝は装置内温度が低
下しており、その結果、装置の電源ＯＮ後しばらくは現
像能力が低下し、その結果画像濃度が低下する。また、
装置内温度は、上述したように、作像動作により徐々に
上昇するので、現像能力も増加し、画像濃度も上昇す
る。すなわち、一日の内でも朝は画像濃度が低く、夕方
は画像濃度が高いというように変動してしまう。それに
対し、前記従来の種々の冷却方法では、その様な現像能
力の変化を加味した温度制御を行っていないので、安定
した現像特性を得ることができない問題点を残してい
た。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、現像器の現像能力等を測定
し、その判断結果から現像器（現像剤）の温度をある一
定の間に制御することで、より安定した現像特性を得る
ことができる画像形成装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【発明の構成】上記目的を達成するため、請求項１記載
の発明は、少なくとも像坦持体に対向してトナー像を形
成する現像器と、現像剤の現像能力を測定する手段と、
上記現像器の温度測定手段と、上記現像器の温度制御手
段からなる画像形成装置において、上記現像能力測定手
段と温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現像
特性となるように現像器の目標温度を求め、その目標温
度となるように前記現像器の温度制御手段を制御するこ
とを特徴とする。請求項１記載の発明によれば、現像能
力および現像器温度を測定して、そこから目標温度を計
算し、その目標温度による温度制御を行っているので、
最適な現像能力になるような温度に到達でき、より安定
した現像特性を得ることができ、常に高品質の画像を提
供できる。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記現像能力測定
手段と温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現
像特性となるように上記現像器の目標温度を求め、その
目標温度となるように上記現像器の温度制御手段と現像
剤攪拌手段の駆動制御手段を制御することを特徴とす
る。この発明によれば、非作像中の温度制御時において
も、攪拌手段を駆動しているので、より早く、より精度
良く、効率的に現像器の温度をある一定の温度域に制御
でき、安定した現像特性を得て、常に高品質の画像を提
供できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、少なくとも像坦持
体に対向してトナー像を形成する現像器と、現像剤の現
像能力測定手段と、現像剤の使用枚数、および使用時間
の計測手段と、現像器の温度測定手段と、現像器の温度
制御手段からなる画像形成装置において、上記計測手
段、測定手段の出力の結果から、予め定めた現像特性と
なるように現像器の目標温度を求め、その目標温度とな
るように前記現像器の温度制御手段を制御することを特
徴としている。

【００１０】この発明によれば、現像剤の状態および使
用状態からより望ましい温度に制御でき、安定した現像
特性を得て、常に高品質の画像を提供できる。

【００１１】請求項４記載の発明は、上記温度制御手段
が、ダクト内に設けられ、定着ヒーターの排熱を現像器
側と機外側に切り替えられる切り替え手段を、上記現像
能力測定手段からの出力により定められた温度となるよ
うにＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴としている。この
発明によれば、上記温度制御において、不要な排熱を利
用しているので、消費電力が低減できる。

【００１２】請求項５記載の発明は、作像時以外に上記
温度制御手段が動作するときは、上記現像剤攪拌手段を
動作可能にして作像時の動作速度よりも遅くすることを
特徴としている。この発明によれば、作像時以外にも上
記温度制御手段の動作を可能にし、上記攪拌部材の動作
を作像時の動作速度よりも遅くしているので、非作像時
の騒音と、現像剤の劣化を抑えることができる。

【００１３】請求項６記載の発明は、少なくとも像坦持
体に対向してトナー像を形成する現像器と、現像剤の現
像能力測定手段と、現像剤の使用枚数、および使用時間
の計測手段と、外部環境データを測定する手段と、現像
器の温度測定手段からなる画像形成装置において、上記
現像器の温度制御手段と、計測手段、測定手段の出力の
結果から、予め定めた現像特性となるように現像器の目
標温度を求め、その目標温度と外部環境データから、現
像剤の交換および作像の停止を促す表示を行うことを特
徴としている。この発明によれば、現像剤の寿命判定を
行い、正常な画像品質が得られる様な温度まで機械の使
用を制限することにより、高品質の画像を提供できる。

【００１４】請求項７記載の発明は、上記現像器の検出
温度が制御目標温度より一定時間外れた場合は、検出温
度が制御目標温度になるまで作像動作の停止することを
特徴としている。この発明によれば、正常な画像品質が
得られる様な温度まで機械の使用を制限することによ
り、高品質の画像を提供できる。

【００１５】請求項８記載の発明は、少なくとも像坦持
体に対向してトナー像を形成する現像器と、現像剤の現
像能力を測定する手段と、現像器の温度測定手段と、現
像器の温度制御手段と、現像器のトナー濃度制御手段か
らなる画像形成装置において、上記現像能力測定手段と
温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現像器温
度と現像特性の関係に近づくように現像器のトナー濃度
を制御することを特徴としている。請求項９記載の発明
は、上記現像器温度が低くて現像能力が大きいときには
トナー濃度を低下させ、現像器温度が高くて現像能力が
小さいときにはトナー濃度を上昇させることを特徴とし
ている。請求項８および９記載の発明によれば、最適な
温度−現像能力の関係となるようにトナー濃度を制御し
ているので、温度の制御範囲が広がり、かつ、必要な現
像能力を確保できる。すなわち、高温時に現像能力が高
すぎて、階調性、特に低濃度部の再現性が変動するのを
防止したり、低温時に現像能力が低すぎて最高濃度（Ｉ
Ｄ−ＭＡＸ）が不足するのを防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明を実施した電子写真方式の画像
形成装置の概略構成図である。図１に示す様に、この画
像形成装置においては、電子写真感光体１は矢印Ａの方
向に回転し、帯電チャージャ２によって均一に帯電さ
れ、露光系３により静電潜像が形成される。次に、上記
感光体１上の潜像は、現像器４により現像されトナー像
が形成され、図示しない搬送系から矢印Ｂ方向に搬送さ
れた転写用紙の様な転写材１５と転写領域で密着し、転
写チャージャ１２により転写用紙にトナー像が転写さ
れ、図示しない定着装置により定着され排出される。転
写後、上記感光体１に残ったトナーは、クリーニング装
置１３で清掃され、上記感光体１上に残った電位は除電
装置１４で除電され、画像形成の１サイクルが終了す
る。上記現像器４は、現像ローラ６、攪拌装置７、２成
分系現像剤２１、図示しない現像剤層厚規制部材、現像
バイアス印加装置、トナー補給装置等で構成されてい
る。

【００１７】そして、この実施例では、図４の制御フロ
ーチャートに示す様に、上記現像器４の現像能力Ｇを検
出（ステップ１０１）すると共に、上記現像器４の温度
Ｔを検出し（ステップ１０３）、上記現像能力Ｇおよび
温度Ｔの検出結果から目標温度ＴＯを計算し（ステップ
１０５）、その計算された目標温度ＴＯに従って温度制
御を行う（ステップ１０７）様になっている。

【００１８】次に、上述した図４に示す動作を行うため
の詳細な構成動作について説明する。まず、図１におい
て、上記現像器４の現像能力Ｇを測定するための現像能
力測定手段は、表面電位センサ５と濃度センサ１１から
構成されており、規定のタイミングで、規定の現像能力
測定用パターンの潜像を上記感光体１上に形成し、上記
表面電位センサ５で電位を検出し、上記現像装置４でト
ナー像にして、トナー像の反射濃度を上記濃度センサ１
１で検出する様にしている。上記表面電位センサ５、濃
度センサ１１の出力は、Ａ／Ｄ変換器１６で変換され、
Ｉ／Ｏポート１９を経て制御部２０のＲＡＭに現像能力
データとして格納される。また、そのときの上記現像器
４の温度は上記現像器４に密着配置された温度検出手段
８によって検出され、上記各センサと同様に制御部２０
のＲＡＭに現像器温度データとして格納される。上記温
度検出手段８はサーミスタ、熱電対等の一般的に知られ
ているものが使用できる。

【００１９】ここで、上記パターンの濃度とそれから求
められる現像能力との関係は図３に、また上記現像器４
の温度（＝現像剤の温度）と現像能力との関係は図２
（ａ）に、上記現像器温度とトナー帯電量の関係は図２
（ｂ）に示す様になっている。図２（ａ）において傾き
αは温度が１℃上昇すると現像能力がどのくらい上昇す
るかを示すもので、現像剤も含めた現像システムで決ま
るものである。すなわち、上記現像器４の温度が上昇す
るとトナーの帯電量が低下し、結果として図２（ａ）の
様になる。

【００２０】次に、上記現像能力Ｇおよび温度Ｔの検出
から上記目標温度ＴＯの計算は、上記制御部２０で行わ
れ、装置の電源ＯＮ時、一定のコピー枚数もしくはコピ
ー時間毎の様に適当なインターバルで行われる。また、
上記現像能力Ｇの検出は、上記濃度センサ１１で測定し
たパターン濃度値そのものでも良いし、非パターン部の
濃度との比を取ったものでも良い。そして、上記現像能
力Ｇと、そのときの現像器温度Ｔから以下の計算式によ
り、目標温度ＴＯが計算される。

【００２１】ＴＯ＝１／α×（ＧＯ−Ｇ）＋Ｔまた、実際の制御目標温度は、ある幅を設けないと発振
してしまうので、上限ＴＨ、下限ＴＬとすると、以下の
ようになる。ＴＨ＝ＴＯ＋ａ、ＴＬ＝ＴＯ−ａただし、ＧＯは目標とする現像能力、ａは例えば２℃と
する。

【００２２】次に、図１において、上記計算された目標
温度に従って実際の温度制御を行う温度制御手段は加温
手段９、冷却手段１０からなり、上記制御部２０からの
信号により上記Ｉ／Ｏポート１９を介して、それぞれの
駆動部１７、１８により駆動制御される。上記加温手段
９としては面状ヒータを用いるのが一般的であるが、他
の発熱体を用いても差し支えない。また、上記冷却手段
１０としては、冷却ファンを用いるのが一般的である
が、ペルチェ効果を利用した素子や、他の冷却体を用い
ても差し支えない。

【００２３】次に、上記制御部２０による温度制御方法
は、図５の制御フローチャートに示す様に、制御目標温
度が決定したあと、あるインターバル（例えば１０秒
毎）で現在の現像器温度Ｔを測定し、まず、上限ＴＨと
比較する（ステップ１０９）。上記ＴＨより温度が高い
場合は、加熱器ＯＦＦ（ステップ１１１）、冷却器ＯＮ
（ステップ１１３）とし、温度ＴがＴＨより小さくなる
まで繰り返し（ステップ１１５）、その後、冷却器ＯＦ
Ｆとする（ステップ１１７）。また、上記温度Ｔが下限
ＴＬより小さいときは（ステップ１１９）、冷却器ＯＦ
Ｆ（ステップ１２１）、加熱器ＯＮ（ステップ１２３）
とし、温度ＴがＴＬより大きくなるまで繰り返し（ステ
ップ１２５）、その後、加熱器ＯＦＦとする（ステップ
１２７）。また、上記温度ＴがＴＨとＴＬの間にある時
は、冷却器ＯＦＦ（ステップ１２９）、加熱器ＯＦＦ
（ステップ１３１）の状態とする。上述の様に温度制御
することにより、現像器温度が低くても、高くても最適
な現像能力になるような温度に到達でき、より安定した
現像特性を得る事ができる。従って、常に高品質の画像
を提供できる。

【００２４】次に、本発明の画像形成装置の第２実施例
について説明する。この第２実施例においては、図１に
示す様に、上記制御部２０に上記Ｉ／Ｏポート１９およ
び駆動回路２２を介して現像剤を攪拌するため設けられ
た攪拌部材７に特徴を有しており、上記第１実施例にお
ける目標温度への温度制御が上記攪拌部材の動作をも含
めて行われる様になっている。他の構成動作は、上記第
１実施例の場合と同様である。ここで、図６（ａ）は加
温、冷却時間と現像剤温度の偏差、図６（ｂ）は加温、
冷却時間と目標温度との差（目標温度への到達時間）を
示している。上記攪拌部材７を駆動させた場合は現像剤
が攪拌、搬送されるので熱伝動性も良くなり、実線Ａに
示す様に、現像剤を均一にしかも短時間で目標温度にす
る事ができる。そして、上記現像剤温度と現像器４の温
度がほぼ同一になるので、上記現像器４の温度と現像剤
による現像特性の関係が精度良く求められる。それに対
し、上記攪拌部材７を駆動させない場合は、上記現像器
（現像剤）の加温、冷却部近くの一部分のみの温度が上
昇し、点線Ｂの様に現像剤中に温度偏差が生じ、目標と
する温度に到達するのに時間がかかる。

【００２５】そこで、この第２実施例では、図７の制御
フローに示す様に、制御目標温度が決定したあとは、あ
るインターバル（例えば１０秒毎）で現在の現像器温度
（Ｔ）を測定し、まず、上限ＴＨと比較する（ステップ
１０９）。上記ＴＨより温度が高い場合は、上記攪拌部
材７の駆動をＯＮした（ステップ１３３）後、加熱器Ｏ
ＦＦ（ステップ１１１）、冷却器ＯＮ（ステップ１１
３）とし、温度ＴがＴＨより小さくなるまで繰り返し
（ステップ１１５）、その後、冷却器ＯＦＦとする（ス
テップ１１７）。また、温度Ｔが下限ＴＬより小さいと
きは（ステップ１１９）、上記攪拌部材７の駆動をＯＮ
（ステップ１３５）した後、冷却器ＯＦＦ（ステップ１
２１）、加熱器ＯＮ（ステップ１２３）とし、温度Ｔが
ＴＬより大きくなるまで繰り返し（ステップ１２５）、
その後、加熱器ＯＦＦとする（ステップ１２７）。ま
た、温度ＴがＴＨとＴＬの間にある時は、コピー中であ
るか否かを判断して（ステップ１３７）、コピー中であ
るならば、上記攪拌部材７の駆動をＯＦＦしない状態で
（コピー中なのでＯＦＦはできない）、冷却器ＯＦＦ
（ステップ１２９）、加熱器ＯＦＦ（ステップ１３１）
とする。また、コピー中で無いならば上記攪拌部材７の
駆動をＯＦＦ（ステップ１３９）した後、冷却器ＯＦＦ
（ステップ１２９）、加熱器ＯＦＦ（ステップ１３１）
とする。

【００２６】この様に、第２実施例では、非作像中の温
度制御時においても、上記攪拌手段を駆動しているの
で、より早く、より精度良く、効率的に現像器の温度を
ある一定の温度域に制御でき、より安定した現像特性を
得る事ができる。従って、常に高品質の画像を提供でき
る。

【００２７】次に、本発明の画像形成装置の第３実施例
について説明する。この第３実施例においては、現像剤
の使用枚数および使用時間を例えば、図示しない操作部
等からのコピーセット枚数、紙サイズ、変倍率等の種々
モードを基に計算累積し、上記制御部２０のＲＡＭに格
納する様にしておき、上記現像剤の使用枚数および時間
を加味して、上記第１実施例における温度制御のための
目標温度ＴＯの計算を行う様にしている。また、上記制
御部２０から出力される上記現像器４の駆動に関する信
号を用いて上記目標温度の計算を行う様にしても良い。
他の構成動作は、上記第１実施例の場合と同様である。

【００２８】ここで、現像剤中のトナーの帯電量が、現
像剤の使用枚数および使用時間の経過とともにキャリア
の帯電能力低下にともなって徐々に低下する事は、一般
に知られている。その関係は図８（ａ）に示すように、
初期Ａから経時Ｃの様になっている。その結果、図８
（ｂ）に示すように、上記現像器温度（現像剤温度）と
現像能力の関係はＡ、Ｂ、Ｃの様に傾きαが大きくなっ
てくる。すなわち、上記目標とする現像器温度を計算す
る際に誤差が大きくなり、それを修正するためには図８
（ｃ）に示すように、傾きαの値を使用枚数、使用時間
に応じて大きくする必要がある。

【００２９】そこで、この第３実施例では、上記目標温
度ＴＯを、以下の式に従って計算している。ＴＯ＝１／α’×（ＧＯ−Ｇ）＋Ｔただし、α’＝α×β、βは使用時間、および使用枚数
に関する補正係数（β≧１）。この様に、第３実施例で
は、現像剤の使用状態からより望ましい温度に制御で
き、より安定した現像特性を得る事ができるので、常に
高品質の画像を提供できる。

【００３０】次に、本発明の画像形成装置の第４実施例
について説明する。この第４実施例においては、転写用
紙に転写されたトナー像を定着させるための定着装置よ
りの排熱を利用して、上記加温手段９の代わりに上記現
像器４を加熱して温度制御を行う様にしている。他の構
成動作は、上記第１実施例の場合と同様である。上記定
着装置よりの排熱を利用するため、この第４実施例で
は、図９に示す様に、定着装置３３の近傍に、定着装置
３３からの熱を矢印Ａの様に機外へ排出するダクト３２
ａおよびファン３６が設けられると共に、ダクト３２ｂ
がダクト３２ａと連通しており、切り替えシャッター３
４が図示しない駆動装置（例えばソレノイド等）によ
り、図中破線方向に切り替え可能に構成されている。こ
れにより、上記定着装置３３の排熱は上記切り替えシャ
ッター３４の切り替えにより矢印Ｂの様に流れ上記現像
器４を加温する事ができる。また、図１０の様に構成す
れば、排風ファン３６の回転方向を切り換える事によ
り、機外への排熱と現像装置の加温ができる。この第４
実施例によれば、不要な排熱が利用できるので、消費電
力が低減できる。

【００３１】次に、本発明の画像形成装置の第５実施例
について説明する。この第５実施例においては、上記第
２実施例における温度制御において、作像時以外の時に
駆動速度を変えて上記攪拌手段の駆動を行う様にしたも
ので、他の構成動作は、上記第２実施例の場合と同様で
ある。すなわち、ここでは、コピー中は攪拌装置が通常
速度で駆動されているとする。この第５実施例では、図
１１の温度制御フローチャートに示す様に、制御目標温
度が決定したあとは、あるインターバル（例えば１０秒
毎）で現在の現像器温度Ｔを測定し、まず、上限ＴＨと
比較する（ステップ１０９）。そして、ＴＨより温度が
高い場合は、コピー中であれば（ステップ１４１）上記
攪拌部材７の駆動速度を変えずに、加熱器ＯＦＦ（ステ
ップ１１１）、冷却器ＯＮ（ステップ１１３）とし、温
度ＴがＴＨより小さくなるまで繰り返し（ステップ１１
５）、その後、冷却器ＯＦＦとする（ステップ１１
７）。もし、コピー中でなければ、上記攪拌部材７の駆
動速度を低速に変え（ステップ１４３）、加熱器ＯＦＦ
（ステップ１１１）、冷却器ＯＮ（ステップ１１３）と
し、温度ＴがＴＨより小さくなるまで繰り返し（ステッ
プ１１５）、その後、冷却器ＯＦＦとする（ステップ１
１７）。

【００３２】また、温度Ｔが下限ＴＬより小さい時は
（ステップ１１９）、コピー中であれば（ステップ１４
５）上記攪拌部材７の駆動速度を変えずに、冷却器ＯＦ
Ｆ（ステップ１２１）、加熱器ＯＮ（ステップ１２３）
とし、温度ＴがＴＬより大きくなるまで繰り返し（ステ
ップ１２５）、その後、加熱器ＯＦＦとする（ステップ
１２７）。もし、コピー中でなければ、上記攪拌部材７
の駆動速度を低速に変え（ステップ１４７）、冷却器Ｏ
ＦＦ（ステップ１２１）、加熱器ＯＮ（ステップ１２
３）とし、温度ＴがＴＬより大きくなるまで繰り返し
（ステップ１２５）、その後、加熱器ＯＦＦとする（ス
テップ１２７）。

【００３３】また、温度ＴがＴＨとＴＬの間にある時
は、コピー中であるか否かを判断して（ステップ１３
７）、コピー中であるならば、上記攪拌部材７の駆動を
ＯＦＦしない状態で（コピー中なのでＯＦＦはできな
い）、冷却器ＯＦＦ（ステップ１２９）、加熱器ＯＦＦ
（ステップ１３１）とする。また、コピー中で無いなら
ば、上記攪拌部材７の駆動をＯＦＦした後（ステップ１
３９）、冷却器ＯＦＦ（ステップ１２９）、加熱器ＯＦ
Ｆ（ステップ１３１）とする。

【００３４】この様に、この第５実施例では、非作像中
の温度制御時においても、攪拌手段を低速で駆動してい
るので、より静かに、現像剤の劣化を抑えて、効率的に
現像器の温度をある一定の温度域に制御でき、より安定
した現像特性を得る事ができる。従って、常に高品質の
画像を提供できる。

【００３５】次に、本発明の画像形成装置の第６実施例
について説明する。この第６実施例においては、図１に
示す様に、上記制御部２０に上記Ｉ／Ｏポート１９およ
びＡ／Ｄ変換器１６を介して装置内の発熱部および、機
外に排熱を行う排風ファン等の影響を受けずに、機外の
温度（機械の置かれている場所の温度）を測定する外部
環境データ測定部２３が装置内あるいは装置外に設けら
れており、上記第１実施例における温度制御に加え、現
像剤の寿命判定をも行う様になっている。それ以外の構
成動作は、上記第１実施例の場合と同様である。

【００３６】また、現像剤の使用枚数および、時間は、
例えば、操作表示部２４からのコピーセット枚数、紙サ
イズ、変倍率等の種々モードを基に計算累積され、上記
制御部２０のＲＡＭに格納される様にしても良い。ま
た、上記制御部２０から出力される上記現像器４の駆動
に関する信号を用いても良い。

【００３７】ここで、上記現像器４は現像ローラが回転
する事により、内部に用いられているマグネットによる
磁力線中を導体（ローラ外周部）が横切り、電磁誘導の
作用でローラ表面に電流が生じ、数ｄｅｇの温度上昇が
ある。また、装置内発熱部の影響でさらに数ｄｅｇの温
度が上昇する。このため、目標温度と外気温度の差がこ
れらの温度上昇分以下（例えば８ｄｅｇ）の場合は、目
標温度に到達できない。すなわち、図８（ｂ）に示すよ
うに現像剤が劣化して、トナー帯電量が低下すれば、係
数（傾き）αが大きくなり、制御目標温度が低くなるこ
とで、上記のような事が起こる。しかし、外気温度が高
い場合には現像剤があまり劣化していなくてもこの様の
事が起こるのでこの第６実施例においては、作像を不可
として表示する。

【００３８】図１２に、この第６実施例における制御フ
ローチャートを示す。図１２に示す様に、現像能力検出
から目標温度ＴＯ計算までは図４のステップ１０１〜１
０５に示した第１実施例と同じである。次に、外気温度
（Ｔａ）を検出し（ステップ１４９）、その差△Ｔ＝Ｔ
ａ−ＴＯを計算する（ステップ１５１）。次に、上記差
△Ｔが前出のもともと持っている温度上昇分（限界温度
上昇：Ｘ）以上のときは（ステップ１５３）、作像動作
を可能にして（ステップ１５５）、制御温度ＴＨ、ＴＬ
を計算し温度制御を行う（ステップ１０７）。また、上
記△ＴがＸより小さいときは、Ｔａと限界外気温度（Ｔ
ｍａｘ：例えば３０℃）を比較して（ステップ１５
７）、それよりＴａが大きいときは、作像動作を不可能
にして（ステップ１５９）、上記操作表示部２４に外気
温度オーバーの表示をする（ステップ１６１）。また、
Ｔａが小さいときは、作像動作を不可能にして（ステッ
プ１６３）、上記操作表示部２４に現像剤寿命、現像剤
交換等の表示をする（ステップ１６５）。このように、
この第６実施例によれば、現像剤の寿命判定を行う事が
可能となる。また、正常な画像品質が得られる様な温度
まで機械の使用を制限する事により、高品質の画像を提
供できる。

【００３９】次に、本発明の画像形成装置の第７実施例
について説明する。この第７実施例においては、上記現
像器４の検出温度が上記目標温度より一定時間外れた場
合は、上記検出温度が上記目標温度になるまで作像動作
の停止を行う様にしたものである。他の構成動作は、上
記第１実施例の場合と同様である。まず、上記現像器４
の検出温度が制御目標温度より一定時間外れたかどうか
は、例えば図１の加温手段９、冷却手段１０のそれぞれ
の駆動部１７、１８に制御部２０から出力される同じ信
号が連続して何回出力されたかという事で検出できる。
もし、温度検知のインターバルが１０秒で上記冷却手段
１０の駆動部１８に連続１００回駆動の信号が出力され
たとすると、１０×１００＝１０００秒経っても目標の
温度にならない事になる。

【００４０】そこで、この第７実施例においては、図１
３の制御フローチャートに示す様に、現像器温度が目標
温度の上下限に入っていないとき（ステップ１６７）、
信号が上記加温手段９のＯＮ信号（ＳＨ）である場合
（ステップ１６９）には、上記加温手段９のＯＮ信号の
連続出力回数Ｈ_ON予め定められた値Ｈｎを比較して（ス
テップ１７１）、Ｈ_ON方が大きい場合には作像動作を不
可とする（ステップ１７３）。また、信号が上記加温手
段９のＯＮ信号（ＳＨ）でない場合には、上記冷却手段
１０のＯＮ信号であるから、上記冷却手段１０のＯＮ信
号の連続出力回数Ｃ_ON予め定められた値Ｃｎを比較して
（ステップ１７５）、Ｃ_ON方が大きい場合には作像動作
を不可とする（ステップ１７３）。また、次回の測定
で、上記現像器温度が制御温度の上下限に入った時は、
作像動作を可能にし（ステップ１７７）、Ｈ_ONＣ_ONカウ
ンターをクリア（０）にする（ステップ１７９）。ここ
で、上記Ｈｎ、Ｃｎは同じ値でなくとも良い。このよう
に、この第７実施例によれば、正常な画像品質が得られ
る様な温度まで機械の使用を制限する事により、高品質
の画像を提供できる。

【００４１】次に、本発明の画像形成装置の第８実施例
について説明する。この第８実施例においては、現像器
温度が高くて現像能力が大きいときにはトナー濃度を低
下させ、現像器温度が低くて現像能力が小さいときには
トナー濃度を上昇させる様にしたものである。まず、図
１４で直線Ａは理想とする直線とすると、直線Ｂは直線
Ａよりも現像能力が高い場合、直線Ｃは直線Ａよりも現
像能力が低い場合である。制御可能な現像器温度の上
限、下限をそれぞれＴｍａｘ、Ｔｍｉｎ、良好の画像が
得られる現像能力の上限、下限をそれぞれＧＨ、ＧＬと
すると、直線Ｂは図中ｂの範囲はＧＨを越えるので、現
像器温度が高い側は使用できない。また、直線Ｃのｃの
範囲はＧＬを下回るので現像器温度が低い側は使用でき
ない。よって、直線Ａから外れるほど現像器温度の制御
可能範囲が小さくなる。ここで、現像能力は図１５に示
す様に、トナー濃度に比例しているということに着目し
て、直線Ｂではトナー濃度が下がるように、また、直線
Ｃではトナー濃度が上がるように制御することで直線Ａ
に近づくことができる。従って、この第８実施例では、
ある現像器温度での現像能力の結果を、理想直線Ａでの
値と比較して、予め決められた値よりも外れている場合
に、トナー濃度の制御基準値を変更して上記理想直線に
近づける様にしている。より具体的には、現像器温度が
高くて現像能力が大きいときにはトナー濃度を低下さ
せ、現像器温度が低くて現像能力が小さいときにはトナ
ー濃度を上昇させる様にしている。他の構成動作は、上
記第１実施例の場合と同様である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、現像能力を測定して、
そこから目標温度を計算し、その目標温度による温度制
御を行っているので、最適な現像能力になるような温度
に到達でき、より安定した現像特性を得る事ができ、常
に高品質の画像を提供できる。また、非作像中の温度制
御時においても、攪拌手段を駆動しているので、より早
く、より精度良く、効率的に現像器の温度をある一定の
温度域に制御でき、安定した現像特性を得て、常に高品
質の画像を提供できる。また、現像剤の状態および使用
状態からより望ましい温度に制御でき、安定した現像特
性を得て、常に高品質の画像を提供できる。

【００４３】また、上記温度制御において、不要な排熱
を利用しているので、消費電力が低減できる。また、作
像時以外にも上記温度制御手段の動作を可能にし、上記
攪拌部材の動作を作像時の動作速度よりも遅くしている
ので、非作像時の騒音と、現像剤の劣化を抑えることが
できる。また、現像剤の寿命判定を行い、正常な画像品
質が得られる様な温度まで機械の使用を制限する事によ
り、高品質の画像を提供できる。

【００４４】また、正常な画像品質が得られる様な温度
まで機械の使用を制限する事により、高品質の画像を提
供できる。また、最適な温度−現像能力の関係となるよ
うにトナー濃度を制御しているので、温度の制御範囲が
広がり、かつ、必要な現像能力を確保できる。すなわ
ち、高温時に現像能力が高すぎて、階調性、特に低濃度
部の再現性が変動するのを防止したり、低温時に現像能
力が低過ぎて最高濃度（ＩＤ−ＭＡＸ）が不足するのを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した電子写真方式の画像形成装置
の概略構成図である。

【図２】(a) 及び(b) は図１に示す画像形成装置におけ
る現像器温度に対する現像能力およびトナー帯電量の変
化を示すグラフ図である。

【図３】図１に示す画像形成装置におけるパターン濃度
に対する現像能力の変化を示すグラフ図である。

【図４】図１に示す画像形成装置における現像器温度制
御の全体フローチャート図である。

【図５】図４に示す温度制御処理のフローチャート図で
ある。

【図６】(a) 及び(b) は図１に示す画像形成装置におけ
る時間に対する現像剤温度の偏差および目標温度との差
の変化を示すグラフ図である。

【図７】本発明の第２実施例における温度制御処理のフ
ローチャート図である。

【図８】(a) (b) 及び(c) は図１に示す画像形成装置に
おける現像剤の使用枚数と使用時間に対するトナー帯電
量および傾きα（温度に対する現像能力の上昇率）の変
化および現像器温度に対する現像能力の変化を示すグラ
フ図である。

【図９】本発明の第４実施例において定着装置の排熱を
温度制御に利用するための概略構成図である。

【図１０】本発明の第４実施例において定着装置の排熱
を温度制御に利用するための概略構成図である。

【図１１】本発明の第５実施例における温度制御フロー
チャート図である。

【図１２】本発明の第６実施例における制御フローチャ
ート図である。

【図１３】本発明の第７実施例における制御フローチャ
ート図である。

【図１４】図１に示す画像形成装置における現像器温度
およびトナー濃度に対する現像能力の変化を示すグラフ
図である。

【図１５】図１に示す画像形成装置における現像器温度
およびトナー濃度に対する現像能力の変化を示すグラフ
図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電チ
ャージャ、３…露光系、
４…現像器、５…表面電位センサ、
６…現像ローラ、７…攪拌装置、
９…加温手段、１０…冷却手段、
１１…濃度センサ、１２…転写チャージ
ャ、１３…クリーニング装置、１４
…除電装置、１５…転写材、
１６…Ａ／Ｄ変換器、１７、１８
…駆動手段、１９…Ｉ／Ｏポート、
２０…制御部、２１…現像剤、
２２…駆動回路、２３…外部環境データ測定手
段、２４…操作表示部、３２ａ、３２ｂ、３
５…ダクト、３３…定着装置、３４…切り替
えシャッター、３６…排風ファン、１０
１〜１７９…各ステップ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも像坦持体に対向してトナー像
を形成する現像器と、現像剤の現像能力を測定する手段
と、上記現像器の温度測定手段と、上記現像器の温度制
御手段とからなる画像形成装置であって、上記現像能力
測定手段と温度測定手段との測定結果から、予め定めた
現像特性となるように上記現像器の目標温度を求め、そ
の目標温度となるように上記現像器の温度制御手段を制
御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】上記制御手段が、上記現像能力測定手段
と温度測定手段との測定結果から、予め定めた現像特性
となるように現像器の目標温度を求め、その目標温度と
なるように上記現像器の温度制御手段および上記現像剤
を攪拌するための現像剤攪拌手段を制御することを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】少なくとも像坦持体に対向してトナー像
を形成する現像器と、現像剤の現像能力測定手段と、上
記現像剤の使用枚数、および使用時間の計測手段と、上
記現像器の温度測定手段と、上記現像器の温度制御手段
からなる画像形成装置であって、上記計測手段、現像能
力測定手段および温度測定手段の測定結果から、予め定
めた現像特性となるように上記現像器の目標温度を求
め、その目標温度となるように上記現像器の温度制御手
段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項４】上記温度制御手段は、ダクト内に設けら
れ、定着ヒーターの排熱を現像器側と機外側に切り替え
られる切り替え手段を、上記現像能力測定手段からの出
力により定められた温度となるようにＯＮ／ＯＦＦ制御
する様に構成されていることを特徴とする請求項１、
２、又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】作像時以外に上記温度制御手段が動作す
るときは、上記現像剤攪拌手段を動作可能にして作像時
の動作速度よりも遅くすることを特徴とする請求項２記
載の画像形成装置。
【請求項６】少なくとも像坦持体に対向してトナー像
を形成する現像器と、現像剤の現像能力測定手段と、上
記現像剤の使用枚数、および使用時間の計測手段と、外
部環境データを測定する手段と、上記現像器の温度測定
手段からなる画像形成装置であって、上記現像器の温度
制御手段と、上記計測手段、現像能力測定手段および温
度測定手段の出力の結果から、予め定めた現像特性とな
るように上記現像器の目標温度を求め、その目標温度と
上記外部環境データから、現像剤の交換および作像の停
止を促す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】上記現像器の検出温度が制御目標温度よ
り一定時間外れた場合は、上記検出温度が制御目標温度
になるまで作像動作の停止することを特徴とする請求項
１、２、３、４、５、又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】少なくとも像坦持体に対向してトナー像
を形成する現像器と、現像剤の現像能力を測定する手段
と、上記現像器の温度測定手段と、上記現像器の温度制
御手段と、上記現像器のトナー濃度を制御するトナー濃
度制御手段からなる画像形成装置であって、上記現像能
力測定手段と温度測定手段との測定結果から、予め定め
た現像器温度と現像特性の関係に近づくように上記現像
器のトナー濃度制御手段を制御する制御手段を備えたこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】上記制御手段が、上記現像器温度が低く
て現像能力が大きいときにはトナー濃度を低下させ、現
像器温度が高くて現像能力が小さいときにはトナー濃度
を上昇させることを特徴とする請求項８記載の画像形成
装置。