JP2014203040A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の現像特性を改善する手段の採用に伴い装置内の温度が上昇するのを抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】内部環境センサによって画像形成装置内部の温度が基準温度以上か否かを判定しＳＴ１０１、基準温度以上の高温環境であると判定した場合は、連続プリントか否かを判定するＳＴ１０２。連続プリントであると判定した場合は、画像形成装置内部の湿度が基準湿度以上か否かを判定しＳＴ１０４、基準湿度以上の高湿環境であると判定した場合は、交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐを下げ、基準湿度以上の高湿環境でないと判定した場合は、交流バイアスの周波数ｆを下げることによりＳＴ１０６、現像バイアス電源の発熱を抑制しつつ、現像剤の現像特性を改善する。【選択図】図５

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置においては、画質を向上させる目的で、潜像保持体上に形成された静電現像を現像装置により顕像化する際に、現像装置に印加する現像バイアスを制御する技術が種々開示されている（特許文献１〜３等）。

特許文献１は、温度や湿度などの環境変化及び経時変化等による最適バイアスを供給可能とするため、それぞれ異なる色のトナーを収容する複数の現像器と、環境情報・経時情報を含む電位情報信号と色情報信号および制御信号を出力するコントローラ基板と、電位信号情報と色情報信号とにより決まる基準電位信号を出力する電位決定手段と、制御信号と基準電位信号に基づいて現像器に供給印加する高圧を発生する高圧発生手段と、色情報信号に基づいて切り換え制御され高圧発生手段で生成された高圧を複数の現像器に時分割に供給する切り換え手段を備えたものである。

特許文献２は、温度上昇に起因する画質の低下を防止するため、ＬＥＤプリントヘッドの温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段によって検知されたＬＥＤプリントヘッドの温度に応じて、現像装置によって形成されるトナー像のトナー濃度が適正になるように現像装置に印加する現像バイアス電圧を変化させる制御手段とを設けたものである。

特許文献３は、トナー濃度検出用パターンのトナー像形成を行うことなく最適な現像バイアス制御を行うことができ環境の変動による画質の低下を防止することを目的とし、複数の現像器の各々の種類を認識する認識手段と、現像器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段からの温度情報信号により現像器の現像バイアスを制御する制御手段と、この制御手段が現像器の現像バイアスを設定するための複数の現像器に対する現像バイアステーブルを記憶した記憶手段と、制御手段からの制御信号に基づいて現像器の現像バイアスを発生する高圧電源とを備えたものである。

特開平４−１１５２６５号公報 特開平４−１４０７６６号公報 特開平７−１９１５３３号公報

ところで、この発明が解決しようとする課題は、現像剤の現像特性を改善する手段の採用に伴い装置内の温度が上昇するのを抑制することが可能な画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持された静電潜像を現像剤を用いてトナー像に現像する現像手段と、
前記現像手段に少なくとも交流電圧を含む現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、
前記像保持体上に現像されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
温度及び湿度からなる環境条件を検知する環境検知手段と、
予め定められた閾値を超える数の前記記録媒体に連続してトナー像を転写する連続動作か否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記環境検知手段によって検知された温度が予め定められた基準温度以上であり、且つ前記判定手段によって連続動作であると判定された場合、前記環境検知手段によって検知された湿度に応じて前記現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧又は周波数を低下させることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載された発明は、前記環境検知手段によって検知された湿度が閾値以上である場合、前記現像バイアス印加手段による現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に記載された発明は、前記環境検知手段によって検知された湿度が閾値未満である場合、前記現像バイアス印加手段による現像バイアスの交流電圧の周波数を低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項４に記載された発明は、環境検知手段として、画像形成装置の内部の少なくとも温度を検知する第１の環境検知手段と、画像形成装置が設置された外部環境の温度及び湿度からなる環境条件を検知する第２の環境検知手段とを備え、
前記判定手段による判定結果が連続動作でない場合であっても、前記第１の環境検知手段により検知された画像形成装置内の温度が予め定められた基準温度以上である場合には、前記第１の環境検知手段によって検知された湿度の値に応じて前記現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧又は周波数を低下させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤の現像特性を改善する手段の採用に伴い装置内の温度が上昇するのを抑制することができる。

請求項２に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤のかぶりが発生するのを抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤の現像性が低下するのを抑制することができる。

請求項４に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、連続動作を実行しない場合であっても、現像剤の現像特性を改善する手段の採用に伴い装置内の温度が上昇するのを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現像装置を示す断面構成図である。 キャリアの抵抗値の測定方法を示す構成図である。 制御回路を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置の全体の概要を示すものである。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。画像形成装置１は、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部１０７を備えている。この画像形成装置１の画像形成部１０７は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。

この画像形成装置１は、例えば、記録用紙５に形成すべき原稿画像を入力する画像入力装置２を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の１ａは画像形成装置の筐体を示し、この筐体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。この４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体１ａの内部空間において１列に並べた状態となるよう配置されている。

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光ドラム１１を備えており、この感光ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写装置１５と、一次転写後における感光ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６と、感光ドラム１１の清掃後における像保持面を除電する除電器１７等である。

感光ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力され、画像処理装置で画像処理された画像の情報（信号）が送信される。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部１４１と現像剤４の収容室１４２が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４３と、現像剤を攪拌しながら現像ロール１４３に供給するよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４４，１４５と、現像ロール１４３に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４７などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４３と感光ドラム１１の間に現像用のバイアス電圧が後述する電源装置から供給される。また、現像ロール１４３や攪拌搬送部材１４４，１４５は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。

さらに、上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。トナーとしては、例えば、平均粒子径（数平均粒子径）が３〜８μｍの非磁性の絶縁性トナーが用いられる。トナーとしては、粉砕トナーを採用しても差し支えないが、高画質を企図するという観点からすれば例えば乳化重合法で製造した球形度の高いトナーを用いることが好ましい。一方、キャリアは、例えば、磁性粉からなり、本実施の形態では、粒度分布のピーク値が３５μｍ未満の小径のものが用いられる。また、キャリアの抵抗は、例えば、８．５ｌｏｇΩ以上の高抵抗のものが用いられる。これは、例えば現像時の耐圧を３００Ｖ以上具備させ、キャリアが感光ドラム１１側に転移する現象（ＢＣＯ）を防止するためのものである。

この実施の形態では、平均粒子径が４μｍのトナーと、粒度分布のピーク値が２５μｍのキャリアを用いている。なお、トナーには、無機微粒子や金属粉等からなる外添剤が添加されている。

ここで、キャリアの抵抗の測定方法としては、図３に示されるように、予め定められた間隙Ｇ（本例では１ｍｍ間隔）を隔てて対向した対構成の磁石板１７１，１７２の間にキャリアＣを充填し、その両端に１０００Ｖの直流電圧を直流電源１７３により印加することで対構成の磁石体１７１，１７２間に定常的に流れる電流を電流計１７４にて測定するという測定方法を採用し、この測定結果に基いてキャリアＣの抵抗Ｒｃを算出している。

この実施の形態では、トナーとキャリアからなる現像剤４を現像装置１４内で攪拌することにより磁性キャリアとトナーの外添剤は正極性に帯電し、トナーは負極性に帯電するものを使用している。そして、現像装置１４では、正極性に帯電した磁性キャリアを現像ロール１４１の外周面に磁気的に吸着させ、磁性キャリアの周囲に付着した負極性に帯電したトナーを、このトナーに外添された正帯電の外添剤とともに現像領域へと搬送するようになっている。

なお、図１中、符号１４４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、対応する現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器をそれぞれ示している。

一次転写装置１５は、感光ドラム１１の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１６は、一部が開口する容器状の本体と、一次転写後の感光ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板と、清掃板よりも感光ドラム１１の回転方向上流側で感光ドラム１１の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール等で構成されている。

除電器１７は、感光ドラム１１の周面に接触して回転するとともに除電用電圧が供給される除電ロールを備えた接触型の除電装置である。なお、除電器１７としては、感光ドラム１１の周面に露光を行うことにより除電するものであっても良い。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置２０は、感光ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２６と、ベルト支持ロール２３に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２７とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は二次転写のバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２５，２６は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する従動ロールとして構成されている、

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２３に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール３０又は中間転写装置２０の支持ロール２３には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置５０は、露光装置１３の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１ａ，５１ｂと、用紙収容体５１ａ、５１ｂから記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１ａ，５１ｂは、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５４、５５、５６や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路５７が設けられている。給紙搬送路５７において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５６は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。さらに、定着装置４０の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙５の搬送方向を切り替える切替部材７１と、切替部材７２によって搬送方向が一方（図中左側）に切り替えられた記録用紙５を第１の排出収容部７２へと排出する排出ロール対７３と、切替部材７１によって搬送方向が他方（図中右側）に切り替えられた記録用紙５を排出する第２の排出収容部７５へと排出する排出ロール対７４とが配置されている。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０では、ドラム清掃装置１６が感光ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光ドラム１１の表面を清掃し、最後に、除電器１７が清掃後の感光ドラム１１の表面を除電する。これにより、各作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５７に送り出す。給紙搬送路５７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５６が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

二次転写位置においては、二次転写装置３０が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２７が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３０から剥離された後に定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、切替部材７１を介して排出ロール対７３又は排出ロール対７４により、例えば筐体１ａの外部に設置された第１の排出収容部７２又は筐体１ａの内部に配置された第２の排出収容部７５に排出される。尚、中間転写体を介さずトナー像を用紙に直接転写することにより画像を形成しても良い。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。

ところで、上記の如く構成される画像形成装置１では、現像装置１４において平均粒子径が４μｍの小粒径のトナーを使用している。小粒径のトナーは、その表面積が小さいため、キャリアとの摩擦帯電によってトナーが帯電する電荷量が少なく、感光ドラム１１に対する物理的付着力（ファンデルワールス力）に対してクリーニングバイアス電圧によるクリーニング力（感光ドラム１１から剥離させる方向の力）が相対的に弱く、感光ドラム１１に付着し易くかぶりが発生しやすい。

そこで、小粒径のトナーを使用した場合におけるかぶりの発生を抑制するためには、現像バイアス電圧として交流成分の周波数を例えば７ＫＨｚ程度から１５ＫＨｚ程度へ相対的に周波数の高い交流バイアス電圧に切り替えて印加することが望ましい。しかしながら、現像装置１４の現像ロール１４３に高周波の現像交流バイアス電圧を印加すると、高圧電源装置に流れる交流成分の電流が増加するため、高圧電源装置の回路基板からの発熱量が増加する。その結果、複数枚の記録用紙５に連続して画像を形成する連続プリント動作時の場合には、プリント枚数によっては画像形成装置本体１ａ内の温度上昇を招くことがある。特に、静粛性（静音化）を図った画像形成装置１では、機外に動作音が漏れるのを抑制するため密閉構造をとっており、熱が画像形成装置本体１ａの内部にこもりやすい。また、画像形成装置１は、小型化の要請に応えるため、構成部品が密集して配置されているため、十分なエアーフローを確保することが難しく、画像形成装置本体１ａの内部を効率良く冷却することが難しい。

また、上記の如く小粒径のトナーを使用した画像形成装置１の場合には、摩擦帯電により帯電するトナーの電荷量が少ないため、キャリアに対する物理的付着力（ファンデルワールス力）に比較して現像バイアス電圧の交流成分によりトナーを感光ドラム１１の表面へと移行させる現像力が相対的に弱く、粒子径の大きなトナーに比較して現像性が低い。

そこで、小粒径のトナーを使用した場合における現像性の低下を抑制するためには、現像バイアス電圧として交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐを例えば従来の０．８５ＫＶ程度に対して１．０〜１．５ＫＶ程度と相対的に高い値に設定することが望ましい。しかしながら、現像装置１４の現像ロール１４１に印加する現像バイアス電圧の交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐを高く設定すると、高圧電源装置に流れる電流の交流成分が増加するため、高圧電源装置の回路基板からの発熱量が増加する。その結果、複数枚の記録用紙５に連続して画像を形成する連続動作時の場合には、画像形成装置本体１ａ内の温度上昇を招くことがある。

このとき、小粒径のトナーを使用した場合におけるかぶりの発生及び現像性の低下を抑制するため、現像バイアス電圧として交流成分の周波数ｆ及びピーク間電圧Ｖｐｐの双方を相対的に高く設定した場合には、高圧電源装置の回路基板からの発熱量が増加し、複数枚の記録用紙５に連続して画像を形成する連続動作時の場合には、画像形成装置本体１ａ内の温度上昇を招きやすく、現像装置１４や現像剤収容容器１４３内においてトナーや現像剤のブロッキングが発生する虞れがある。

そのため、この実施の形態では、環境の温度及び湿度の双方を検知する環境センサを備え、環境センサの検知結果及び所要の連続した画像形成動作が実行されるか否かに応じて現像装置１４の現像ロール１４３に印加する現像バイアス電圧の交流成分の周波数ｆ又はピーク間電圧Ｖｐｐを変更するよう構成されている。

画像形成装置本体１ａの内部には、図１に示されるように、例えば、現像剤収容容器１４４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の近傍、図示例ではマゼンタとシアンの現像剤収容容器１４４（Ｍ，Ｃ）の間の位置に、画像形成装置本体１ａの内部の温度及び湿度からなる内部環境を検知する第１の環境検知手段としての内部環境センサ１０５が配置されている。

図４はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。

図４において、１０１は画像形成装置１の全体の動作を統括して制御する制御手段としてのＣＰＵを示すものであり、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムに従いＲＡＭ１０３に一時的に記憶されるパラメータやデータを参照しつつ画像形成動作を制御する。

１０４は画像形成装置１においてユーザーが記録用紙５のサイズやプリント枚数等の画像形成条件を入力するためのユーザーインターフェイス部、２は画像形成装置１がカラー複写機として機能する場合に原稿の画像を読み取り入力する画像入力装置、１０５は画像形成装置本体１ａの内部の温度及び湿度からなる内部環境を検知する第１の環境検知手段としての内部環境センサ、１０７は画像情報に基づいて画像形成動作を行う画像形成手段としての画像形成部をそれぞれ示している。

また、１０８は画像形成装置１の各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源を示しており、この現像バイアス電源１０８は、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に交流電圧を重畳した直流電圧からなる現像バイアス電圧を印加するものである。また、現像バイアス電源１０８は、ＣＰＵ１０１から出力される信号に基づいて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に印加する交流電圧の周波数ｆ及びピーク間電圧Ｖｐｐを所要の値に切り替えることが可能となっている。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
以下、この画像形成装置の特徴部分の動作について説明する。

まず、ＣＰＵ１０１は、図５に示すように、内部環境センサ１０５の検知信号に基づいて画像形成装置筐体１ａの内部が高温環境（第１の基準温度Ｔ１（例えば、４５℃）以上）か否かを判定した後（ステップ１０１）、高温環境であると判定した場合には、連続プリント動作か否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、連続プリント動作か否かは、プリントコントローラーとして機能するＣＰＵ１０１によってユーザーインターフェイス１０４又は図示しないプリンタドライバで指定されたプリント枚数が予め定められた閾値Ｎ（例えば、１００枚）以上かによって判定する。尚、連続プリント動作か否かを判定する閾値である１００枚は、あくまで例示であり、画像形成装置の内部の温度上昇特性などを考慮して決定される値であり、その数は適宜設定される。そして、連続プリント動作でないと判定された場合には、現像装置１４の現像パラメータである現像バイアス電圧の交流成分の周波数ｆ及びピーク間電圧Ｖｐｐを、現像性を向上させ且つかぶりを抑制するため相対的に高い値（通常パラメータ）、周波数ｆを１５ＫＨｚ程度及びピーク間電圧Ｖｐｐを１．０〜１．５Ｋｖにそれぞれ設定してプリント（画像形成）動作を実行する（ステップ１０３）。

一方、ＣＰＵ１０１は、連続プリント動作であると判定すると、内部環境センサ１０５の検知信号に基づいて画像形成装置筐体１ａの内部が高湿環境（第１の基準湿度Ｈ（例えば、相対湿度６０％）以上）か否かを判定する（ステップ１０４）。

次に、ＣＰＵ１０１は、高湿環境であると判定した場合には、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に低く、画像濃度は良好であるが、かぶりが発生する懸念があるため、現像バイアス電源１０８に制御信号を出力して、かぶりの発生を抑制するため現像装置１４に印加する現像バイアス電圧のうち、交流電圧の周波数ｆを高い値である１５ＫＨｚ程度に維持し、現像性を向上させるパラメータである交流電圧のピーク間の値Ｖｐｐを１．０〜１．５Ｋｖから相対的に低い値である０．８ＫＶへと低下させて（ステップ１０５）、プリント（画像形成）動作を実行する。

一方、ＣＰＵ１０１は、高湿環境でないと判定した場合には、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に高く、連続プリント動作時に画像濃度の低下が発生する懸念があり、画像濃度の低下が発生するのを抑制するため、現像装置１４に印加する現像バイアス電圧のうち、交流電圧のピーク間の値Ｖｐｐを高い値（１．０〜１．５Ｋｖ程度）に維持したままの状態で、かぶりの発生を抑制するための交流電圧の周波数ｆを１５ＫＨｚから７ＫＨｚへと低下させて（ステップ１０６）、プリント（画像形成）動作を実行する。その理由は、高湿環境でないと判定した場合、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に高く、かぶりが発生し難いためである。

このように、上記実施の形態１では、高温環境下において、連続プリント動作時でかつ高湿環境下である場合には、現像バイアス電圧のうち、交流電圧のピーク間の値Ｖｐｐを低下させることで、現像バイアス電源１０８に流れる交流電流を低下させ、現像バイアス電源１０８を構成する回路基板の発熱を抑制することにより、画像形成装置本体１ａの内部温度が上昇し、現像装置１４や現像剤収容容器１４４内のトナーや現像剤にブロッキング等が発生するのを抑制する。

また、上記実施の形態では、高温環境下において、連続プリント動作時であってかつ高湿環境下でない場合には、トナーの帯電量が相対的に高く、かぶりが発生し難いため、現像バイアス電圧のうち、交流電圧の周波数を低下させることで、現像バイアス電源１０８に流れる交流電流を低下させ、現像バイアス電源１０８を構成する回路基板の発熱を抑制することにより、画像形成装置筐体１ａの内部温度が上昇し、現像装置１４や現像剤収容容器１４４内のトナーや現像剤にブロッキング等が発生するのを抑制する。

［実施の形態２］
図９は、実施の形態２に係る画像形成装置を示すものであり、その画像形成装置における制御回路を示している。なお、図１は実施の形態２に係る画像形成装置をも示している。

この実施の形態２では、図１に示されるように、画像形成装置１の内部環境を検知する内部環境センサ１０５に加えて、画像形成装置１が設置される設置環境である温度及び湿度からなる外部環境を検知する第２の環境検知手段としての外部環境センサ１０６を備えている。

外部環境センサ１０６は、画像形成装置１が設置される設置環境である温度及び湿度からなる外部環境を検知することが可能な位置であれば配置は任意である。この実施の形態２では、画像形成装置筐体１ａの内部において外部環境を検知することが可能な位置、例えば、給紙装置５０の側方であって筐体１ａの側面に近い位置に、画像形成装置本体１ａの外部の温度及び湿度からなる外部環境を検知する第２の環境検知手段としての外部環境センサ１０６が配置されている。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
以下、この実施の形態３における画像形成装置の特徴部分の動作について説明する。

まず、ＣＰＵ１０１は、図７に示すように、外部環境センサ１０６の検知信号に基づいて画像形成装置筐体１ａの外部が高温環境（例えば、第２の基準温度Ｔ２以上）か否かを判定した後（ステップ２０１）、高温環境であると判定した場合には、連続プリント動作か否かを判定する（ステップ２０２）。そして、連続プリント動作でないと判定された場合には、内部環境センサ１０５の検知信号に基づいて画像形成装置筐体１ａの内部の温度を検知（モニタ）し、画像形成装置筐体１ａの内部温度が第３の基準温度Ｔ３以上か否かを判定する（ステップ２０３）。ここで、第２の基準温度Ｔ２は、例えば、第１の基準温度Ｔ１よりも高い値に設定される。また、第３の基準温度Ｔ３は、例えば、第１の基準温度Ｔ１と等しい値に設定される。ＣＰＵ１０１は、画像形成装置筐体１ａの内部温度が第３の基準温度Ｔ３未満であると判定した場合は、現像装置１４の現像パラメータである現像バイアス電圧の交流成分の周波数ｆ及びピーク間電圧Ｖｐｐを、現像性を向上させ且つかぶりを抑制するため相対的に高い値、周波数Ｈを１５ＫＨｚ程度及びピーク間電圧Ｖｐｐを１．０〜１．５Ｋｖにそれぞれ設定してプリント（画像形成）動作を実行する（ステップ２０４）。

一方、ＣＰＵ１０１は、連続プリント動作であると判定したか、又は画像形成装置筐体１ａの内部温度が第３の基準温度Ｔ３以上であると判定した場合は、外部環境センサ１０６の検知信号に基づいて画像形成装置筐体１ａの外部環境が高湿環境（第２の基準湿度Ｈ２以上）か否かを判定する（ステップ２０５）。ここで、第２の基準湿度Ｈ２は、例えば、第１の基準湿度Ｈ１よりも高い値に設定される。その理由は、画像形成装置筐体１ａの内部湿度は、機内温度の上昇に伴って外部環境の湿度よりも低い値となる傾向があるためである。

次に、ＣＰＵ１０１は、高湿環境であると判定した場合には、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に低く、画像濃度は良好であるが、かぶりが発生する懸念があるため、現像バイアス電源１０８に制御信号を出力して、かぶりの発生を抑制するため現像装置１４に印加する現像バイアス電圧のうち、交流電圧の周波数ｆを高い値である１５ＫＨｚ程度に維持し、交流電圧のピーク間の値Ｖｐｐを１．０〜１．５Ｋｖから相対的に低い値である０．８ＫＶへと低下させる（ステップ２０６）。

一方、ＣＰＵ１０１は、高湿環境でないと判定した場合には、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に高く、連続プリント動作時に画像濃度の低下が発生する懸念があるため、画像濃度の低下が発生するのを抑制するため、現像装置１４に印加する現像バイアス電圧のうち、交流電圧のピーク間の値Ｖｐｐを高い値（１．０〜１．５Ｋｖ程度）に維持したままの状態で、かぶりの発生を抑制するための交流電圧の周波数ｆを１５ＫＨｚから７ＫＨｚへと低下させる（ステップ２０７）。その理由は、高湿環境でないと判定した場合、現像装置１４内のトナーの帯電量が相対的に高く、かぶりが発生し難いためである。

このように、上記実施の形態２では、外部環境センサ１０６によって高温環境でないと判定され、かつ連続プリント動作でないと判定された場合であっても、画像形成装置筐体１ａの内部の温度を検知し、内部温度が基準値以上である場合には、高温環境及び連続プリント動作時と同様の制御を行うように構成している。

そのため、実施の形態２では、連続プリント直後の場合のように、機内温度が高い虞れがある場合に、交流バイアス電圧を切り替えることにより、画像形成装置筐体１ａの内部温度が上昇するのを抑制し、現像装置１４や現像剤収容容器１４４内のトナーや現像剤にブロッキング等が発生するのを抑制することができる。

１ａ…画像形成装置本体
１１…感光体ドラム
１４…現像装置
１４１…現像ロール
１００…ＣＰＵ
１０５…内部環境センサ
１０６…外部環境センサ
１０８…現像バイアス電源

Claims (4)

1. 静電潜像を保持する像保持体と、
   前記像保持体に保持された静電潜像を現像剤を用いてトナー像に現像する現像手段と、
   前記現像手段に少なくとも交流電圧を含む現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、
   前記像保持体上に現像されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
   温度及び湿度からなる環境条件を検知する環境検知手段と、
   予め定められた閾値を超える数の前記記録媒体に連続してトナー像を転写する連続動作か否かを判定する判定手段と、
   を備え、
   前記環境検知手段によって検知された温度が予め定められた基準温度以上であり、且つ前記判定手段によって連続動作であると判定された場合、前記環境検知手段によって検知された湿度に応じて前記現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧又は周波数を低下させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記環境検知手段によって検知された湿度が閾値以上である場合、前記現像バイアス印加手段による現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記環境検知手段によって検知された湿度が閾値未満である場合、前記現像バイアス印加手段による現像バイアスの交流電圧の周波数を低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 環境検知手段として、画像形成装置の内部の少なくとも温度を検知する第１の環境検知手段と、画像形成装置が設置された外部環境の温度及び湿度からなる環境条件を検知する第２の環境検知手段とを備え、
   前記判定手段による判定結果が連続動作でない場合であっても、前記第１の環境検知手段により検知された画像形成装置内の温度が予め定められた基準温度以上である場合には、前記第１の環境検知手段によって検知された湿度の値に応じて前記現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧又は周波数を低下させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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