特許 7552342 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/06 20060101AFI20240910BHJP

   G03G 21/20 20060101ALI20240910BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20240910BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G03G15/06 101

G03G21/20

G03G15/00 303

G03G15/08 235

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020212233

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022098690

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100069615

【弁理士】

【氏名又は名称】金倉 喬二

(72)【発明者】

【氏名】東野 将大

【審査官】藤井 達也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２３０６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５２４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０６

Ｇ０３Ｇ １３／０８

Ｇ０３Ｇ １３／０９５

Ｇ０３Ｇ １３／３４

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／０６

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／０９５

Ｇ０３Ｇ １５／３６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／０２

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ ２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像剤を担持する現像剤担持体を有する画像形成装置であって、
前記装置内の温度を検出する温度検出部と、
前記装置内の温度に応じて予め定められた温度検出部の検出時間間隔における前記温度検出部で検出された前記検出時間間隔に対する温度の変化の割合を温度勾配として算出する算出部と、
前記算出した温度の勾配に応じて前記現像剤担持体に印加する電圧を算出する現像電圧補正部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検出温度に対する温度勾配としての基準値、および現像電圧の補正値を予め記憶する記憶部を有し、
前記現像電圧補正部は、前記算出した温度勾配と前記予め記憶される基準値の上限値および下限値との差の比率を求め、前記予め記憶された現像電圧の補正値の上限値および下限値に対する比率が前記求めた比率となる現像電圧を算出することを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

請求項２に記載の画像形成装置において、
前記現像電圧補正部は、両面印刷時の前記検出温度に対する基準値および現像電圧の補正値を上限値として、片面印刷時の前記検出温度に対する基準値および現像電圧の補正値を下限値として現像電圧を算出することを特徴とする画像形成装置。

【請求項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において、
前記装置内の温度に応じて前記温度検出部の検出時間間隔を決定する決定部を有し、
前記決定部は、前記装置内の温度が高いほど前記温度検出部の検出時間間隔を長くすることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の画像形成装置は、装置内の温度に応じて現像剤担持体としての現像ローラに印加する電圧を調整する現像電圧補正を行い印刷するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０１７９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術においては、装置内の温度に対する現像部の温度が印刷条件によって異なる場合、現像剤担持体に適切な電圧が印加されないときは画像品質が低下してしまう場合があるという問題がある。

【0005】

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、画像品質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

現像剤を担持する現像剤担持体を有する画像形成装置であって、前記装置内の温度を検出する温度検出部と、前記装置内の温度に応じて予め定められた温度検出部の検出時間間隔における前記温度検出部で検出された前記検出時間間隔に対する温度の変化の割合を温度勾配として算出する算出部と、前記算出した温度の勾配に応じて前記現像剤担持体に印加する電圧を算出する現像電圧補正部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

このようにした本発明は、画像品質を向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図

【図2】実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図

【図3】実施例における装置内の温度と時間間隔との関係を示す図

【図4】実施例における現像電圧補正値テーブル

【図5】実施例における印刷条件に対する装置の内部温度と感光体ドラムの温度との関係を示す図

【図6】実施例における経過時間に対する装置内の温度増加量を示す図

【図7】実施例における温度勾配と経過時間との関係を示す図

【図8】実施例における装置内の温度に対する現像電圧補正値を示す図

【図9】実施例における現像電圧補正処理の流れを示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

【実施例1】

【0010】

図１は実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。

【0011】

図１において、画像形成装置１は、電子写真方式により記録媒体Ｐ上に現像剤であるトナーを用いて画像を形成することが可能な、例えば電子写真方式のカラープリンタである。なお、本実施例では、画像形成装置１をカラープリンタとして説明するが、モノクロプリンタであっても良い。

【0012】

画像形成装置１は、現像部２と、現像ローラ１４と、ＬＥＤヘッド１６と、転写ローラ２０と、定着器３０と、給紙トレイ４０と、ホッピングローラ４１と、レジストローラ４２と、排出ローラ４３と、温度センサ５０とを有している。なお、現像部２、転写ローラ２０および定着器３０は、画像形成装置１に対し脱着可能である。

【0013】

現像部２は、感光体ドラム３と、帯電ローラ４と、クリーニング装置５と、除電光６と、トナー収容部７と、供給ローラ８と、規制ブレード９とを有している。

【0014】

現像部２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーを有しており、対応するトナー収容部からトナーが補給され、トナー像を形成するものである。

【0015】

また、現像部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、この順に１列に配列されており、現像部２Ｋが最下流側に位置している。

【0016】

また、現像部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、その中に含むトナー以外は同一の構成であるため、現像部２Ｋを例としてその構成を説明する。

【0017】

像担持体としての感光体ドラム３は、アルミなどの導体に感光層を塗布したものであり、軸端部にギアを備え駆動部の回転駆動により図中矢印が示す方向に回転可能に構成されている。

【0018】

帯電手段としての帯電ローラ４は、感光ドラム１の表面を均一に帯電させるものであり、例えばステンレスなどの金属を軸として導電性の弾性体が被覆されており、感光体ドラム３の周囲に配置されて感光体ドラム３と接触しつつ連れまわり回転する。

【0019】

現像剤担持体としての現像ローラ１４は、感光体ドラム３に形成された潜像パターン（静電潜像）にトナー１０を搬送して現像剤像としてのトナー像を形成するものであり、感光体ドラム３の表面に接触するように配置されている。

【0020】

また、現像ローラ１４は、例えばステンレスなどの金属を軸としてウレタンゴムやシリコンゴム等の導電性の弾性体が被覆されており、軸の端部にギアを備え感光体ドラム３からの駆動伝達により回転する。現像ローラ１４の周囲には、供給ローラ８と規制ブレード９が配置されている。

【0021】

クリーニング装置５は、感光体ドラム３上のトナー１０に付着した外添剤や転写されなかった弱帯電トナーを掻き落すものであり、例えばゴム等を用いた弾性体ブレードにより構成されている。弾性体ブレードは、感光体ドラム３に当接するように配置されている。

【0022】

除電光６は、感光体ドラム３の表面電位のばらつきを除去する装置であり、感光体ドラム３表面を均一に露光するための複数のＬＥＤチップが基板上に配列され、感光体ドラム３に対向するように配置されている。

【0023】

現像剤像収容部としてのトナー収容部７は、その内部に各現像部に対応する色のトナー１０を収容するものであり、現像部２に対し着脱可能となっている。

【0024】

現像剤供給部材としての供給ローラ８は、トナー１０を現像ローラ１４上に供給するものであり、例えばステンレスなどの金属を軸としてシリコンなどの発泡性の弾性体を被覆したものであり、軸の端部にギアを備え現像ローラ１４からの駆動伝達により回転する。

【0025】

規制ブレード９は、現像ローラ１４上の付着トナー量を規制するものであり、例えばステンレスの薄板からなり一端がホルダに固定された弾性体ブレードであり、他端が現像ローラ１４へ押し当てて配置されている。規制ブレード９は現像ローラ１４との接触部に曲率半径０．２ｍｍの曲げ加工が施されており、現像ローラ１４に対する線圧は３０ｇｆ/ｃｍとした。

【0026】

ＬＥＤヘッド１６は、一様に帯電された感光体ドラム３表面を軸方向（以下、主走査方向という。）において選択的に露光し潜像パターンを形成するための露光装置であり、ＬＥＤ素子とＬＥＤ駆動素子とレンズアレイから構成される。ＬＥＤヘッド１６はＬＥＤ素子からの照射光が感光体ドラム３表面に結像する位置に配置されている。

【0027】

転写手段としての転写ローラ２０は、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐまたは転写ベルトに転写するものであり、例えば導電性の発泡性弾性体からなるものである。転写ローラ２０は、感光体ドラム３に対向するように配置される。

【0028】

定着器３０は、ヒートローラ３１と加圧ローラ３２とを有し、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー１０を加圧、加熱により記録媒体Ｐに定着させる。ヒートローラ３１は熱源として、素管内側に図示しないハロゲンランプを備える。

【0029】

給紙トレイ４０は、記録媒体Ｐを収容するものである。

【0030】

ホッピングローラ４１は、記録媒体Ｐを給紙トレイ４０から１枚ずつ送り出すものである。

【0031】

レジストローラ（搬送ローラ）４２は、ホッピングローラ４１により給紙された記録媒体Ｐの斜行を矯正し、搬送するローラ対である。

【0032】

排出ローラ４３は、定着器３０でトナー像が定着された記録媒体Ｐを搬送し、装置外へ排出するものである。

【0033】

温度計測部としての温度センサ５０は、画像形成装置１内の温度を検出するサーミスタであり、装置内の温度変化を監視するものである。

【0034】

図２は実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

【0035】

図２において、画像形成装置１は、インターフェース制御部１００と、印刷動作制御部１０１と、駆動系制御部１０２と、現像制御部１０３と、帯電電圧制御部１３０と、現像電圧制御部１３１と、規制電圧制御部１３２と、供給電圧制御部１３３と、ヘッド制御部１４０と、時間制御部１５０と、温度記憶部１６０と、温度勾配計算部１７０と、補正値格納記憶部１８０と、現像電圧補正値計算部１９０とを有している。

【0036】

印刷動作制御部１０１は、メモリ等の記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置１全体の動作を制御するものであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段である。

【0037】

駆動系制御部１０２は、印刷動作制御部１０１の指示に従い、印刷動作制御部１０１から受信した印刷速度や各モータの駆動タイミング等の情報に基づいて搬送系駆動モータ１１０、定着器駆動モータ１１１およびドラム駆動モータ１１２を制御するものである。

【0038】

搬送系駆動モータ１１０は、所定のタイミングと速度で媒体搬送ローラ１２０を回転させる。

【0039】

定着器駆動モータ１１１は、所定のタイミングと速度で定着器３０を回転させる。

【0040】

ドラム駆動モータ１１２は、所定のタイミングと速度で感光体ドラム３を回転させる。

【0041】

現像制御部１０３は、印刷動作制御部１０１の指示に従い、帯電電圧制御部１３０、現像電圧制御部１３１、規制電圧制御部１３２、供給電圧制御部１３３およびヘッド制御部１４０を制御するものである。

【0042】

帯電電圧制御部１３０は、現像制御部１０３の指示に従い、帯電ローラ４への帯電電圧の生成と停止を行うものである。

【0043】

現像電圧制御部１３１は、現像制御部１０３の指示に従い、現像ローラ１４への帯電電圧の生成と停止を行うものである。

【0044】

規制電圧制御部１３２は、現像制御部１０３の指示に従い、規制ブレード９への帯電電圧の生成と停止を行うものである。

【0045】

供給電圧制御部１３３は、現像制御部１０３の指示に従い、供給ローラ８への帯電電圧の生成と停止を行うものである。

【0046】

ヘッド制御部１４０は、現像制御部１０３の指示に従い、ＬＥＤヘッド１６のそれぞれのＬＥＤ素子の発光タイミングや発光光量等の発光動作を制御するものである。

【0047】

算出部としての温度勾配計算部１７０は、所定期間における温度センサ５０で検出された温度の勾配を算出するものである。

【0048】

なお、所定期間は、装置内の温度に応じて予め定められた温度センサ５０の検出時間間隔である。

【0049】

決定部としての時間制御部１５０は、装置内の温度に応じて温度センサ５０の検出時間間隔を決定するものである。

【0050】

時間制御部１５０は、温度センサ５０から検出温度（第１の検出温度）を受信すると、受信した第１の検出温度に応じて、第１の検出温度に続いて温度センサ５０による温度検出（第２の検出温度）を行うタイミング（検出時間間隔）を決定するものである。

【0051】

本実施例では、時間制御部１５０は、図３に示すように、第１の検出温度が４５℃未満の場合は検出時間間隔を１０５秒とし、第１の検出温度が４５℃以上５０未満の場合は検出時間間隔を２２０秒とし、第１の検出温度が５０℃以上の場合は検出時間間隔を７１０秒とする。

【0052】

温度センサ５０は、検出時間間隔に従って第１の検出温度と第２の検出温度とを検出して温度記憶部１６０に送信する。

【0053】

温度記憶部１６０は、第１の検出温度、第２の検出温度および検出時間間隔を記憶するものである。

【0054】

すなわち、温度勾配計算部１７０は、検出時間間隔ｔにおける温度センサ５０で検出された第１の検出温度（Ｔｋ－１）と第２の検出温度（Ｔｋ）とに基づいて、下式により印刷時の温度勾配（検出時間間隔に対する温度の変化の割合）ΔＴを算出するものである。

【0055】

ΔＴ＝（Ｔｋ－Ｔｋ－１）÷ｔ・・・・・・（１）
なお、温度勾配を温度上昇傾きともいう。

【0056】

記憶部としての補正値格納記憶部１８０は、各検出温度に対する温度勾配としての基準値、および現像電圧補正値を現像電圧補正値テーブルとして予め記憶するものである。

【0057】

図４は実施例における現像電圧補正値テーブルである。

【0058】

図４において、現像電圧補正値テーブルは、図４（ａ）に示す両面印刷時の温度勾配および現像電圧補正値と、図４（ｂ）に示す片面印刷時の温度勾配および現像電圧補正値とを現像電圧補正テーブルとを有している。

【0059】

図５は実施例における各印刷条件における装置の内部温度と感光体ドラムの温度との関係を示す図である。

【0060】

図５において、画像形成装置１内の温度と現像部２に含まれる感光体ドラム３の実温度とに乖離（差異）が生じている。

【0061】

そのため、感光体ドラム３の温度と装置内の温度とが１対１で対応するとして現像電圧補正を行うと現像ローラ１４に適切な電圧が印加されず、画像品質が低下してしまう場合がある。

【0062】

これは、感光体ドラム３の温度を低く見積もってしまうことで、現像ローラ１４に印加する電圧が不足し、かすれが発生して画像品質が低下してしまう場合があるためである。

【0063】

そこで、本実施例では、装置内の温度と感光体ドラム３の温度に差異が生じることを考慮して作成された現像電圧補正値テーブルに基づいて現像電圧補正を行うことにより、現像ローラ１４に適切な電圧が印加されるようにしている。

【0064】

現像電圧補正部としての現像電圧補正値計算部１９０は、温度勾配計算部１７０が算出した温度勾配に応じて現像ローラ１４に印加する現像電圧を算出する。

【0065】

現像電圧補正値計算部１９０が行う現像電圧の算出方法を図６から図８を参照しながら説明する。

【0066】

図６は実施例における経過時間に対する装置内の温度増加量を示す図である。

【0067】

図６において、印刷条件（片面印刷または両面印刷）ごとに連続印刷した場合、両面印刷の場合の経過時間に対する温度増加量が大きいのに比べて、片面印刷の場合の経過時間に対する温度増加量は小さく、両面印刷の場合と片面印刷の場合とでは経過時間に対する温度増加量に大きな差異が生じている。

【0068】

これは、新しい記録媒体Ｐが感光体ドラム３と転写ローラ２０の当接部を通過する際に感光体ドラム３の熱を吸熱するため、新しい記録媒体Ｐが感光体ドラム３と転写ローラ２０の当接部を通過する頻度や記録媒体Ｐの状態によって感光体ドラム３の温度が変化するためである。そのため、感光体ドラム３の温度は印刷条件（片面印刷または両面印刷）によって異なる。

【0069】

そこで、本実施例では、現像電圧補正値計算部１９０は、温度勾配計算部１７０が算出した温度勾配と、予め記憶される基準値である予め記憶された温度勾配との比率に応じて現像ローラ１４に印加する現像電圧を算出する。

【0070】

このとき、現像電圧補正値計算部１９０は、両面印刷時の検出温度に対する温度勾配（基準値）および現像電圧補正値を上限値とし、片面印刷時の検出温度に対する温度勾配（基準値）および現像電圧補正値を下限値として現像電圧を算出する。

【0071】

図７は実施例における温度勾配と経過時間との関係を示す図である。

【0072】

図７において、現像電圧補正値計算部１９０は、予め記憶された第１の検出温度に対応する両面印刷時の温度勾配を上限値Ｔ１とし、予め記憶された第１の検出温度に対応する片面印刷時の温度勾配を下限値Ｔ２として規定し、予め記憶される基準値としての上限値Ｔ１および下限値Ｔ２に対する印刷時の温度勾配ΔＴの比率（Ｘ：Ｙ）を下式により算出する。

【0073】

Ｘ：Ｙ＝（Ｔ１－ΔＴ）：（ΔＴ－Ｔ２）・・・（２）
図８は実施例における装置内の温度に対する現像電圧補正値を示す図である。

【0074】

図８において、現像電圧補正値計算部１９０は、第１の検出温度に対応する両面印刷時の現像電圧補正値を上限値Ｚ１とし、第１の検出温度に対応する片面印刷時の現像電圧補正値を下限値Ｚ２として規定し、上限値Ｚ１および下限値Ｚ２に対する比率が上述した比率（Ｘ：Ｙ）となる現像電圧Ｚを算出する。

【0075】

すなわち、現像電圧補正値計算部１９０は、下式を満たすような現像電圧Ｚを算出する。

【0076】

（Ｚ－Ｚ１）：（Ｚ２－Ｚ）＝Ｘ：Ｙ・・・（３）
また、現像電圧補正値計算部１９０は、印刷時の温度勾配が片面１Ｐ/Ｊの温度勾配未満である場合、片面印刷時の現像電圧補正値を使用する。これは、温度勾配が印刷時より大きい片面印刷時の現像電圧補正値を使用することで充分な現像電圧を印加できるためである。

【0077】

また、印刷条件が片面印刷から両面印刷に切り替えられる場合は温度勾配が右上がりで増加していくため上述した現像電圧補正処理で対応できるが、両面印刷から片面印刷に切り替えられる場合は温度勾配が右下がりになってしまう。

【0078】

そこで、現像電圧補正値計算部１９０は、両面印刷から片面印刷に切り替えられる場合は両面印刷時の現像電圧補正値を使用し、温度勾配が飽和、または増加したことを検出した時に片面印刷時の現像電圧補正値を使用して現像電圧を印加する。これは、片面印刷より両面印刷の方が到達する温度が高くなり、片面印刷では到達しない温度領域に達するためである。

【0079】

このように、現像電圧補正値計算部１９０は、温度勾配計算部１７０により算出された温度勾配と補正値格納記憶部１８０に予め記憶された温度勾配の上限値および下限値との差の比率を求め、予め記憶された現像電圧の補正値の上限値および下限値に対する比率が求めた比率となる現像電圧を算出することにより、印刷条件によらずかすれの発生を抑制することができ、画像品質を向上させることができる。

【0080】

また、現像電圧補正値の上限値および下限値に基づいて現像電圧を算出することにより、必要最小限の現像電圧を印加でき、無駄なトナー消費を抑制することができる。

【0081】

上述した構成の作用について説明する。

【0082】

画像形成装置が行う印刷処理を図１および図２に基づいて説明する。

【0083】

印刷動作制御部１０１は、図示せぬ上位装置（例えばパーソナルコンピュータ等）からインターフェース制御部１００を介して印刷命令が入力されると、駆動タイミングや印刷速度の情報等を生成し駆動系制御部１０２に送信する。

【0084】

駆動系制御部１０２は、受信した駆動タイミングと印刷速度の情報とに基づいて搬送系駆動モータ１１０、定着器駆動モータ１１１およびドラム駆動モータ１１２を制御して、所定のタイミングと速度で回転させる。

【0085】

搬送系駆動モータ１１０、定着器駆動モータ１１１およびドラム駆動モータ１１２の回転が伝達され、媒体搬送ローラ１２０、定着器３０内ローラ、および感光体ドラム３が回転することにより、記録媒体Ｐが１枚ずつ搬送され始める。

【0086】

このとき、現像制御部１０３は、帯電電圧部１３０、現像電圧制御部１３１、規制電圧制御部１３２および供給電圧制御部１３３に電圧制御条件として印加電圧および電圧印加タイミングに関する情報を送信する。

【0087】

帯電電圧部１３０、現像電圧制御部１３１、規制電圧制御部１３２および供給電圧制御部１３３は、受信した電圧制御条件に基づいて帯電ローラ４、現像ローラ１４、規制ブレード９および供給ローラ８のそれぞれに所定のタイミングで所定の負極電圧を印加する。

【0088】

このとき、入力された画像データは、印刷動作制御部１０１および現像制御部１０３により処理された後、ヘッド制御部１４０に送信される。

【0089】

ヘッド制御部１４０は、受信した画像データに基づいてＬＥＤヘッド１６を点灯させて感光体ドラム３表面を露光させる。

【0090】

現像部２においては、はじめに帯電電圧が印加された帯電ローラ４が感光体ドラム３の表面を一様に帯電させる。帯電した感光体ドラム３の外周面はＬＥＤヘッド１６により画像パターンに応じて選択的に露光され、露光箇所に電位が低下した静電潜像が形成される。

【0091】

感光体ドラム３上の静電潜像は現像電圧が印加された現像ローラ１４と対向し、感光体ドラム３と現像ローラ１４との間に形成される電場によりトナー１０が静電潜像上に現像されてトナー像が形成される。

【0092】

なお、トナー１０は、上述した工程よりも前に、供給ローラ８と現像ローラ１４との当接部および規制ブレード９と現像ローラ１４との当接部において、負極に摩擦帯電させられている。

【0093】

摩擦帯電されたトナー１０は、現像ローラ１４と供給ローラ８との間および現像ローラ１４と規制ブレード９の間に形成される電場により、供給ローラ８から現像ローラ１４へと、また規制ブレード９から現像ローラ１４へと搬送される。

【0094】

規制ブレード９は、現像ローラ１４外周面に付着するトナー量を規制し、現像ローラ１４上に均一なトナー薄層を形成させる役割を持つ。

【0095】

現像されたトナー像は感光体ドラム３に搬送される。トナー像と媒体Ｐは、同一タイミングで感光体ドラム３と転写ローラ２０の当接部に到達する。この時に転写ローラ２０に正極の高電圧が印加されるため、感光体ドラム３上のトナー像は感光体ドラム３と転写ローラ２０の間に形成される電場により媒体Ｐ上に転写される。同転写工程後も感光体ドラム３上に少量のトナー１０が残留するが、これはクリーニング部１０により取り除かれる。その後、除電光６により感光体ドラム３の表面全体が一様に露光され、同ドラムの表面電位がリセットされる。

【0096】

媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、媒体Ｐとともに定着器３０に搬送され、熱と圧力により媒体Ｐ上に定着させられる。その後トナー像が定着した記録媒体Ｐは、排出ローラ４３により装置外部に排出され、印刷動作が終了する。

【0097】

負帯電性トナーを用いて画像形成装置１を常温常湿環境で動作させる場合の印加電圧は、例えば帯電電圧Ｖｃが－１２００Ｖ、現像電圧Ｖｄが－３００Ｖ、供給電圧Ｖｓおよび規制ブレード電圧Ｖｂが－４２０Ｖである。

【0098】

感光体ドラム３の表面は、所定の値以上の帯電電圧が印加された帯電ローラ４により帯電され、帯電ローラ４に印加する帯電電圧に比例して表面電位Ｖｏが変化する。

【0099】

本実施例では、帯電電圧を－１２００Ｖ印加した場合、感光体ドラム３の表面電位Ｖｏは－６００Ｖとなる。感光体ドラム３の潜像電位Ｖｌは、ＬＥＤヘッドの駆動時間が長くなる（＝露光エネルギーが増す）ほど０Ｖに近付き、－５０Ｖ近辺で飽和する。本実施例において使用する潜像電位Ｖ２は、飽和電位よりも大きい－１８０Ｖとする。この潜像電位Ｖｌと現像電圧Ｖｄとで形成される電場により、トナー１０は現像ローラ８から潜像パターンに反転現像される。なお、正帯電性のトナーを用いる場合では各印加電圧は逆極性となる。

【0100】

画像形成装置１から出力される画像は、装置内の温度により変動し得るものであるため、適宜、画像品質が低下（例えば、かすれの発生）しないように現像電圧を調整する現像電圧補正処理を行う。

【0101】

かすれが発生する原因としては、装置内の温度が上昇していくと感光体ドラム３の潜像電圧Ｖｌが高くなり、現像電圧Ｖｄとの電位差が縮まることで現像効率が低下することによるものが知られている。

【0102】

特に、連続印刷により感光体ドラム３の表面温度が極端に高くなると、潜像電圧Ｖｌの絶対値が大幅に上昇し、現像ローラ８との間に形成される電場が弱くなってしまい、画像濃度が大幅に低下する。

【0103】

さらに、この潜像電圧Ｖｌの上昇は主走査方向において均一ではないため、主走査方向における画像濃度の低下の程度に分布が生じて一様にならない。

【0104】

潜像電圧Ｖｌ上昇の発生原因は諸説あるが、構成樹脂の配向性が乱れることで露光時の電荷移動を妨げるためであると考えられている。また、この現象は感光体ドラム３の温度や作用する圧力に相関があることが実験的に分かっている。

【0105】

感光体ドラム３は特に現像ローラ１４に対して高めの圧力で当接しており、その当接圧力は端部側ほど高くなっている。これが理由で特に端部側の濃度低下が大きくなり端部でのかすれが発生していると思われる。

【0106】

本実施例では、装置内の温度が４０℃以上の条件下で潜像電圧Ｖｌ上昇に起因するかすれが発生し始めるため、かすれの発生条件を「温度センサ５０の検出温度が４０℃以上のとき」と表すことができる。

【0107】

なお、装置内の温度は感光体ドラム３の温度増加に追随するように増加する。

【0108】

次に、画像形成装置が行う現像電圧補正処理を図９の実施例における現像電圧補正処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１から図８を参照しながら説明する。

【0109】

Ｓ１０１：画像形成装置１の温度センサ５０は、装置内の温度を検出する。

【0110】

温度センサ５０は、検出温度（例えば、４５℃）を制御部５１に送信する。

【0111】

時間制御部１５０は、温度センサ５０から検出温度（装置内の温度：４５℃）を受信すると、受信した温度に基づいて温度センサ５０の検出時間間隔を決定する。

【0112】

Ｓ１０２：時間制御部１５０は、温度センサ５０から受信した温度が４５℃未満であると判断するとＳ１０４に移行し、温度が４５℃以上であると判断するとＳ１０３へ移行する。

【0113】

Ｓ１０３：時間制御部１５０は、温度センサ５０から受信した温度が４５℃以上５０℃未満であると判断するとＳ１０５に移行し、温度が５０℃以上であると判断するとＳ１０６へ移行する。

【0114】

Ｓ１０４：時間制御部１５０は、検出時間間隔を１０５秒と決定する。

【0115】

温度センサ５０は、Ｓ１の温度を検出してから１０５秒後の装置内の温度を検出する。

【0116】

Ｓ１０５：時間制御部１５０は、検出時間間隔を２２０秒と決定する。

【0117】

温度センサ５０は、Ｓ１の温度を検出してから２２０秒後の装置内の温度を検出する。

【0118】

本実施例では、時間制御部１５０は、Ｓ１の温度（装置内の温度：４５℃）より検出時間間隔を２２０秒と決定する。温度センサ５０は、Ｓ１の温度を検出してから２２０秒後の装置内の温度（例えば、４５.５℃）を検出する。

【0119】

Ｓ１０６：時間制御部１５０は、検出時間間隔を７１０秒と決定する。

【0120】

温度センサ５０は、Ｓ１の温度を検出してから７１０秒後の装置内の温度を検出する。

【0121】

温度センサ５０は、Ｓ１の温度を第１の検出温度とし、Ｓ４～Ｓ６で決定された検出時間間隔経過後の温度を第２の検出温度として温度記憶部１６０に送信する。

【0122】

Ｓ１０７：温度勾配計算部１７０は、検出時間間隔ｔ（２２０秒）と温度記憶部に記憶された第１の検出温度Ｔｋ－１（４５℃）および第２の検出温度Ｔｋ（４５．５℃）とに基づいて、印刷時の温度勾配ΔＴを下式により算出する。

【0123】

ΔＴ＝（Ｔｋ－Ｔｋ－１）／ｔ＝（４５．５－４５）／２２０＝０．００２２７
Ｓ１０８：現像電圧補正値計算部１９０は、温度勾配の上限値および下限値に対する印刷時の温度勾配ΔＴの比率（Ｘ：Ｙ）を算出する。

【0124】

現像電圧補正値計算部１９０は、図４（ａ）に示す第１の検出温度（４５℃）に対応する両面印刷時の温度勾配（０．００４５５）を上限値Ｔ１とし、図４（ｂ）に示す第１の検出温度（４５℃）に対応する片面印刷時の温度勾配（０．００１）を下限値Ｔ２として規定し、上限値および下限値に対する印刷時の温度勾配ΔＴの比率（Ｘ：Ｙ）を下式により算出する。

【0125】

Ｘ：Ｙ＝（Ｔ１－ΔＴ）：（ΔＴ－Ｔ２）＝（０．００４５５－０．００２２７）：（０．００２２７－０．００１）＝２：１
なお、小数点第１位は四捨五入する。

【0126】

Ｓ１０９：現像電圧補正値計算部１９０は、現像電圧補正値の上限値および下限値に対して比率が２：１となるような現像電圧補正値を算出する。

【0127】

現像電圧補正値計算部１９０は、図４（ａ）に示す第１の検出温度（４５℃）に対応する現像電圧補正値１７（－Ｖ）を上限値Ｚ１とし、図４（ｂ）に示す第１の検出温度（４５℃）に対応する現像電圧補正値３４（－Ｖ）を下限値Ｚ２とし、図８に示すように上限値Ｚ１と下限値Ｚ２に対する比率が２：１となる現像電圧Ｚを算出する。

【0128】

（Ｚ－Ｚ１）：（Ｚ２－Ｚ）＝２：１
現像電圧補正値計算部１９０は、上限値Ｚ１および下限値Ｚ２に対する比率が２：１となる現像電圧Ｚ（２８（－Ｖ））を算出する。

【0129】

Ｓ１１０：現像制御部１０３は、現像電圧補正値計算部１９０により算出された現像電圧を現像ローラ１４に印加することで現像電圧補正を行う。

【0130】

このように、現像電圧補正値計算部１９０は、温度勾配計算部１７０により算出された温度勾配と補正値格納記憶部１８０に予め記憶された温度勾配の上限値および下限値との差の比率を求め、予め記憶された現像電圧の補正値の上限値および下限値に対する比率が求めた比率となる現像電圧を算出することにより、印刷条件によらず現像ローラ１４に適切な電圧が印加されることにより、画像品質を向上させることができる。

【0131】

また、現像電圧補正値の上限値および下限値に基づいて現像電圧を算出することにより、必要最小限の現像電圧を印加でき、無駄なトナー消費を抑制することができる。

【0132】

また、サーミスタ等の温度検知部材を新たに設ける必要がないため無駄なコストの発生を抑制することができる。

【0133】

以上説明したように、本実施例では、画像品質を向上させることができるという効果が得られる。

【0134】

また、無駄なトナー消費を抑制することができるという効果が得られる。

【0135】

また、無駄なコストの発生を抑制することができるという効果が得られる。

【0136】

なお、本実施例では、画像形成装置をカラープリンタとして説明したが、それに限られるものでなく、モノクロプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

【符号の説明】

【0137】

１ 画像形成装置
２ 現像部
３ 感光体ドラム
４ 帯電ローラ
５ クリーニング装置
６ 除電光
７ トナー収容部
８ 供給ローラ
９ 規制ブレード
１０ トナー
１４ 現像ローラ
１６ ＬＥＤヘッド
２０ 転写ローラ
３０ 定着器
４０ 給紙トレイ
４１ ホッピングローラ
４２ レジストローラ
４３ 排出ローラ
５０ 温度センサ
１０１ 印刷動作制御部
１０２ 駆動系制御部
１０３ 現像制御部
１３０ 帯電電圧制御部
１３１ 現像電圧制御部
１３２ 規制電圧制御部
１３３ 供給電圧制御部
１４０ ヘッド制御部
１５０ 時間制御部
１６０ 温度記憶部
１７０ 温度勾配計算部
１８０ 補正値格納記憶部
１９０ 現像電圧補正値計算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】