(57)【要約】【課題】本願発明の目的はコピー生産性を低下させずに連続プリント時の定着部材の温度変化に対して出力画像の濃度を安定化する画像形成装置を提供することである。【解決手段】本願発明は、定着部材の温度に基づき転写部の転写条件を変更させて、コピー生産性を低下させずに連続プリント時の出力画像の濃度を安定化する画像形成装置の提供を可能にする。【選択図】図３
2010096817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体上のトナー像を用紙上に転写する転写部と、
前記用紙及びトナーに接触する定着部材と、前記定着部材に圧接して押圧ニップを形成する押圧部材と、を有し、前記転写部で用紙上に転写されたトナー像を前記押圧ニップで熱と圧力の作用により前記用紙上に定着する定着部と、
前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記転写部と前記定着部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、連続して複数の用紙に画像を形成している時に、前記温度検出手段によって検出された温度に基づき前記転写部の転写条件を変更するよう、前記転写部を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回動する中間転写体と、
それぞれが異色のトナー像を像担持体上に形成する、複数の画像形成部と、
前記中間転写体の回動方向における異なる位置に配設され、前記画像形成部の像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する、複数の一次転写手段と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を用紙上に転写する二次転写手段と、
前記用紙及びトナーに接触する定着部材と、前記定着部材に圧接して押圧ニップを形成する押圧部材と、を有し、前記二次転写手段で用紙上に転写されたトナー像を前記押圧ニップで熱と圧力の作用により前記用紙上に定着する定着部と、
前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記一次転写手段、前記二次転写手段及び前記定着部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、連続して複数の用紙に画像を形成している時に、前記温度検出手段によって検出された温度に基づき前記一次転写手段、又は二次転写手段の転写条件を変更するよう、前記一次転写手段、又は二次転写手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置が用紙上にカラー画像を連続して形成する場合に、前記二次転写手段の転写条件を一定にすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写条件が、前記転写部、前記一次転写手段、あるいは前記二次転写手段に印加されるバイアス電流であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写条件は、前記転写部、前記一次転写手段、あるいは前記二次転写手段に印加される機械的な圧力であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記定着部材の温度が所定温度より低いと判断したときに前記用紙上に転写されるトナー像を増加させるよう、前記転写条件を調整することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
像担持体上に形成されたトナー画像を用紙に転写し、更に用紙上のトナー像を加熱定着する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽印刷市場、あるいはその市場に近いニーズで画像形成装置（複写機、プリンタ、複合機）が用いられる場合に、画質の安定性能に関する市場の要求はますます厳しさを増している。指摘される問題のひとつに、連続プリントにおける出力画像の濃度変動がある。
【０００３】
この問題の一因として、定着処理済み用紙上のトナーの変形度が、定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の温度変化に伴い変化することが挙げられている。特に、連続プリントが為された時に最初のプリントと、途中で定着部材の温度が大きく低下した時に定着処理されたプリントとが比較された場合に、多く指摘される。
【０００４】
また、定着部、あるいは定着部周辺の温度を検出する温度検出手段を有し、温度検出手段で検出された温度に基づきプロセス条件を変更する画像安定化制御について記載する文献がある。（例えば、特許文献１、特許文献２）
特許文献１に記載の技術は、コピー開始後に加熱ローラの温度が、第１定着温度と第２定着温度の間にある時、コピー速度（枚数／分）を一定にし、加熱ローラの温度がｉ枚目で第２定着温度になると、ｉ枚目以降ではコピー速度（枚数／分）を次第に下げて、実質的に定着ローラ温度が引き続いて低下するのを防止している。コピー生産性を犠牲にしても定着不良をなくしコピー動作を中断させず完了している。
【０００５】
特許文献２に記載の技術は、複数の非接触センサーで検出されるそれぞれの温度に基づき加熱定着ローラの温度を制御すると共に定着装置の周囲温度を検出する。更に、検出された定着装置の周囲温度に基づき転写ローラに印加する転写電圧を制御するものである。
【０００６】
結果として、定着装置の周囲温度の影響を受けて変化する転写ローラの抵抗値を補償するよう、転写電圧を制御して安定な転写性能を実現している。
【特許文献１】特開昭６４−８４２７０号公報
【特許文献２】特開２００７−５８０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、加熱ローラの温度が第１定着温度から第２定着温度（定着不良の発生しない温度範囲の下限と推定）に下がる過程では画質安定化制御は実行されない。つまり、加熱ローラの温度が第１定着温度から第２定着温度に下がることに起因する画像濃度の低下に対し全く改善が行われていない。従って、特許文献１に記載の技術は、コピー速度を犠牲して連続コピー時に定着不良の発生を防止する技術であり、上記定着部材の温度変化に起因する上記画像問題を解決するものではない。又、上記画像問題に関する記載もない。
【０００８】
次に、特許文献２に記載の技術を考察する。一般的に、連続プリントの過程で生じる加熱ローラの温度変化は、定着処理される用紙奪われる熱量と加熱源から供給される熱量のバランス、あるいは加熱源の作動の遅れによって生ずるものであり、定着装置の周囲温度とは全く独立に生じる現象である。従って、特許文献２に記載の技術は、定着部材の温度変化による用紙上のトナーの変形度の変動に起因する上記画質問題を解決するものではない。又、特許文献１と同様に上記画質問題に関する記載もない。
【０００９】
本願発明は上記画像問題に鑑み、コピー生産性を低下させずに連続プリント時の定着部材の温度変化に対して出力画像の濃度を安定化する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１．像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、前記像担持体上のトナー像を用紙上に転写する転写部と、前記用紙及びトナーに接触する定着部材と、前記定着部材に圧接して押圧ニップを形成する押圧部材と、を有し、前記転写部で用紙上に転写されたトナー像を前記押圧ニップで熱と圧力の作用により前記用紙上に定着する定着部と、前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、前記転写部と前記定着部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、連続して複数の用紙に画像を形成している時に、前記温度検出手段によって検出された温度に基づき前記転写部の転写条件を変更するよう、前記転写部を制御することを特徴とする画像形成装置。
２．回動する中間転写体と、それぞれが異色のトナー像を像担持体上に形成する、複数の画像形成部と、前記中間転写体の回動方向における異なる位置に配設され、前記画像形成部の像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する、複数の一次転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を用紙上に転写する二次転写手段と、前記用紙及びトナーに接触する定着部材と、前記定着部材に圧接して押圧ニップを形成する押圧部材と、を有し、前記二次転写手段で用紙上に転写されたトナー像を前記押圧ニップで熱と圧力の作用により前記用紙上に定着する定着部と、前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、前記一次転写手段、前記二次転写手段及び前記定着部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、連続して複数の用紙に画像を形成している時に、前記温度検出手段によって検出された温度に基づき前記一次転写手段、又は二次転写手段の転写条件を変更するよう、前記一次転写手段、又は二次転写手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
３．前記画像形成装置が用紙上にカラー画像を連続して形成する場合に、前記二次転写手段の転写条件を一定にすることを特徴とする２に記載の画像形成装置。
４．前記転写条件が、前記転写部、前記一次転写手段、あるいは前記二次転写手段に印加されるバイアス電流であることを特徴とする１乃至３の何れか１に記載の画像形成装置。
５．前記転写条件は、前記転写部、前記一次転写手段、あるいは前記二次転写手段に印加される機械的な圧力であることを特徴とする１乃至４の何れか１に記載の画像形成装置。
６．前記制御部は、前記定着部材の温度が所定温度より低いと判断したときに前記用紙上に転写されるトナー像を増加させるよう、前記転写条件を調整することを特徴とする１乃至５の何れか１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明は、コピー生産性を低下させずに連続プリント時の定着部材の温度変化に対して出力画像の濃度を安定化する画像形成装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１３】
［画像形成装置］
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００１４】
［画像形成装置］
図１は、本発明に係る定着装置（定着部）を備えた画像形成装置Ａの構成図である。
【００１５】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙装置２０及び後述する定着部３０等から構成されている。
【００１６】
画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置Ｂが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００１７】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００１８】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。
【００１９】
転写部は、複数のローラにより巻回され回動可能に支持されている中間転写体６と、一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを有する一次転写部と、二次転写手段９を有する二次転写部とで構成される。
【００２０】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写部の一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより、回動する中間転写体６上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００２１】
給紙装置２０の用紙収納部（給紙カセット）２１内に収容された記録媒体（以下、用紙と称す）Ｓは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５Ａ、２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写部の二次転写手段（転写ローラ）９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される。
【００２２】
なお、画像形成装置Ａの下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００２３】
用紙収納部２１に収容された用紙Ｓのサイズ及び紙種は操作部１１の表示画面に表示され、任意に選択設定される。また、原稿サイズと複写倍率とによって用紙Ｓのサイズを自動設定する事も可能である。
【００２４】
カラー画像の転写された用紙Ｓは、定着部３０に搬送される。そして、熱と圧力の作用が加えられ、用紙上のカラートナー像（あるいはトナー像）は用紙Ｓ上に定着される。
【００２５】
定着処理された用紙Ｓは、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から機外に排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。
【００２６】
一方、二次転写手段９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００２７】
定着処理された用紙Ｓを反転排紙する場合には用紙Ｓは定着部３０と排紙ローラ２７の中間の分岐点に配置された分岐板２９の図示右側の搬送路を通過し、下方の搬送路ｒ１（反転搬送路）に搬送された後、逆転搬送されて分岐板２９の左側の搬送路ｒ２を通過し、排紙ローラ２７により装置外に排出される。
【００２８】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００２９】
［定着部の全体構成］
以下、画像形成装置Ａの定着部３０を説明する。
【００３０】
図２は、加熱ローラ方式の定着部３０の一実施の形態を示す断面図である。
【００３１】
定着部３０は、加熱源３３により加熱される定着部材としての定着ローラ３１、加熱源３４により加熱される押圧部材としての加圧ローラ３２等から構成されている。
【００３２】
加圧ローラ３２が定着ローラ３１に対して圧接されて押圧ニップが形成されている。
【００３３】
定着ローラ３１の周囲には、クリーニングローラ３５、温度検出手段（温度センサ）ＴＳ１、及び図示しない異常温度防止用のサーモスタット等が配置されている。加圧ローラ３２の周囲にも、温度検出手段（温度センサ）ＴＳ２、異常温度防止用のサーモスタット等が配置されている。
【００３４】
加熱源３３，３４には、ハロゲンランプ、誘導加熱手段等が用いられる。
【００３５】
定着ローラ３１は、熱伝導性基体（芯金）３１１、弾性層３１２、被覆層３１３等により構成されている。
【００３６】
温度検出手段ＴＳ１は、定着ローラ３１の表面温度を検知する。そして、定着ローラ３１の表面温度は、制御部１０２（図３に示す）によって温度検出手段ＴＳ１の検出信号に基づき所定温度に維持されるように制御されている。
【００３７】
定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで形成され押圧ニップ部Ｎに用紙Ｓが導入されると、用紙Ｓは押圧ニップで熱と圧力の作用を受けて、用紙Ｓ上のトナー像は用紙Ｓ上に定着される。
【００３８】
定着部材としての定着ローラ３１は、熱伝導性基体３１１、弾性層３１２、被覆層３１３から成る外径２０〜７０ｍｍの円筒状部材である。円筒状の熱伝導性基体３１１としては、熱伝導性の良好なアルミニウム材が主として用いられ、非磁性ステンレス鋼材、耐熱性ガラス等も用いられる。熱伝導性基体３１１は、所要の機械的強度を有し、厚さ（肉厚）が０．８〜１０ｍｍ厚のものである。
【００３９】
弾性層３１２は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムで形成される。さらに画像形成の高速化対応のために、上記合成ゴム中に、フィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末５〜３０質量％を配合させて熱伝導率を向上させる方法が好ましい。混入されたフィラーは、導電性カーボンブラックと同様に、良導電性のものが好ましい。そうすることにより、弾性層３１２の電気抵抗（体積抵抗率）を容易に低く設定することができる。弾性層３１２の厚さ（肉厚）は、０．３〜３ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚で、ＪＩＳ−Ａゴム硬度のゴム硬度５Ｈｓ〜３０Ｈｓである。
【００４０】
押圧部材としての加圧ローラ３２は、定着ローラ３１と対をなす下側の円筒状部材であり、熱伝導性基体３２１、弾性層３２２、被覆層３２３から成る。加圧ローラ３２の構成部材は、定着ローラ３１の構成部材とほぼ同一の材料、特性、寸法に形成されている。
【００４１】
例えば、熱伝導性基体３２１は厚さ１〜３ｍｍのＳＴＫＭである。弾性層３２２は、熱伝導性基体３２１の外周面に形成され、シリコーンゴム層、フッ素ゴム層、あるいはシリコーンゴムの発泡材を用いたスポンジ状のゴム層であり、層厚（肉厚）が０．３〜５ｍｍであり、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜７０Ｈｓ（ＪＩＳ−Ａゴム硬度）である。被覆層３２３は、弾性層３２２の外側（外周面）に被覆された、離型性を有するＰＦＡ、ＰＴＦＡ等の耐熱性のフッ素樹脂のチューブである。加圧ローラ３２は、３０〜７０ｍｍ程度の外径を有する。
【００４２】
加圧ローラ３２は固定位置に回転可能に支持された上側の定着ローラ３１にバネの付勢力で圧接されている。そして、定着ローラ３１との間で平面状の押圧ニップ部Ｎが形成される。トナー像が形成された用紙Ｓが押圧ニップ部Ｎを通過する間に、トナー像は熱と圧力の作用を受けて用紙Ｓ上に定着される。
【００４３】
押圧ニップＮを通過した用紙Ｓは、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２の外周面から分離され、下流側に配置された搬送ローラ対３７に移動する。押圧ニップ部Ｎの下流側に位置する定着ローラにある分離爪３６は、定着ローラ３１から分離した用紙Ｓを搬送ローラ対３７にスムーズに案内している。
【００４４】
搬送ローラ対３７によって定着処理された用紙Ｓは定着部３０から画像形成装置の排紙部へ搬送される。
【００４５】
［制御ブロック構成］
図３は、画像形成装置Ａの制御ブロック図である。
【００４６】
画像形成装置Ａは、プリントエンジン部１０１、制御部１０２、画像処理部１０３、操作表示部１０５、記憶部１０４、送受信部１０６、プリントコントローラ部１０７等により構成される。各部はバス１１０により接続されている。また、バス１１０を介して画像形成装置Ａの上部の設置された画像読取装置Ｂとも通信している。
【００４７】
制御部１０２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される。制御部１０２のＣＰＵは、操作表示部１０５の操作により、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って画像形成装置Ａ各部の動作を集中制御する。
【００４８】
操作表示部１０５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成され、制御部１０２から入力される表示信号の指示に従って表示画面上に各種操作ボタンや装置の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。
【００４９】
ＬＣＤの表示画面上は、透明電極を格子状に配置して構成された感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネルに覆われており、手指やタッチペン等で押下された力点のＸＹ座標を電圧値で検出し、検出された位置信号を操作信号として制御部１０２に出力する。
【００５０】
また、操作表示部１０５は、数字ボタン、スタートボタン等の各種操作ボタンを備え、ボタン操作による操作信号を制御部１０２に出力する。
【００５１】
画像読取装置Ｂは、原稿をＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号として読み取り、アナログ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換してＲ、Ｇ、Ｂの画像データを生成する。その後に画像データをバス経由で画像形成装置Ａの画像処理部１０３に出力する。
【００５２】
画像処理部１０３は、画像読取装置Ｂから入力したＲ、Ｇ、Ｂの画像データをプリントエンジン部１０１で処理可能なＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の画像データに変換させる。更に、プリントエンジン部１０１の出力特性に合わせてγ補正処理を行い、あるいは誤拡散方法等の２値化処理を行い、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の印刷データを生成する。そして、印刷データをプリントエンジン部１０１に出力する。
【００５３】
送受信部１０６は、ネットワーク上のパソコンから印刷ジョブが受信されると、受信された印刷ジョブをプリントコントローラ部１０７に転送する。印刷ジョブは印刷処理に関する処理情報と印刷データ（ファイル）で構成されている。
【００５４】
プリントコントローラ部１０７は、印刷ジョブの内容に基づきＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の画像データであるところの印刷データを生成し、処理情報と対応してプリントエンジン部１０１へ出力する。
【００５５】
プリントエンジン部１０１は、画像処理部１０３及びプリンタコントーラ部１０７から入力された画像データを画像メモリ上に展開し、順次走査して各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで中間転写体上にカラー画像を形成する。その後に中間転写体上のカラー画像を用紙上に転写し、用紙を定着部３０で定着処理し、画像形成形装置本体Ａから出力する。
【００５６】
制御部１０２は、定着部３０の温度検出手段ＴＳ１、ＴＳ２で検知された温度に基づき定着加熱駆動部１０８と転写電源部１０９を制御する。
【００５７】
定着加熱駆動部１０８は、制御部の指令に従い定着ローラ３１に内蔵された加熱源３３の点灯を開始する、あるいは停止する。また、制御部の指令に従い加圧ローラ３２の加熱源３４の点灯を開始する、あるいは停止する。
【００５８】
転写電源部１０９は、各出力端子に接続される一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ及び二次転写手段９にバイアス電流を印加する。そして、制御部１０２の指令に基づき各出力端子に所定のバイアス電流を出力する。
【００５９】
「画像安定化制御」
図４の（ａ）は、連続プリントした場合の定着ローラ３１の温度Ｔｆの推移である。
【００６０】
図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示すＴＳ１の変動によって、従来の実施形態において生じるＫ色ベタ部の画像濃度の推移であり、その一例を示す。
【００６１】
基準温度付近（例えば、２００℃）で処理した画像濃度（白紙に対する相対濃度）が１．２０を示す時に、定着度下限付近の温度（例えば、１５０℃）に低下すると、画像濃度は１．１４に低下する。その濃度の差分は、−０．０６である。この濃度変動は、軽印刷、あるいはプロダクションの業界で要求される画像品質を保証する上で無視できない課題である。
【００６２】
図５は、定着ローラ３１の温度Ｔｆの変動によって画像濃度の変動が発生するメカニズムを示す概念図である。
【００６３】
図５の（１）、（２）、（３）は用紙の側方から見た用紙上のトナーの形状である。図５の（４）、（５）、（６）は用紙の上面から用紙上のトナーの形状である。
【００６４】
（１）と（４）は定着処理される前のトナー形状であり、（２）と（５）は定着度下限付近の定着部材温度の下で定着処理された後のトナー形状である。（３）と（６）は基準温度付近の定着部材温度の下で定着処理された後のトナー形状である。トナーが押しつぶされてトナーの高さがｈ、ｈ１、ｈ２に示す順序で低くなっている。一方、トナーを上方から見ると、その径はｄ、ｄ１、ｄ２に示す順序で大きくなっている。
【００６５】
（５）と（６）に示すように、定着ローラ３１の温度Ｔｆが定着度下限付近から基準温度付近に変化すると、用紙面を覆う面積が変化する。従って、定着度は保証できるが画像濃度は変化するという課題が生じる。
【００６６】
この課題を解決するために、本発明に係わる画像形成装置Ａでは、定着ローラ３１の温度Ｔｆの変化（低下）に対応して一次転写手段、又は二次転写手段の転写条件を制御するような「画像安定化制御」を実行している。そして、一次転写手段、又は二次転写手段の転写率を変更（増加）することで、定着処理後における用紙上の画像濃度の変動（低下）を補償して画像濃度の変化幅を低減している。
【００６７】
つぎに画像形成装置Ａの制御部１０２によって実行される画像安定化制御の実施の形態を以下に説明する。
【００６８】
「画像安定化制御のフロー図」
図１０は、画像形成装置Ａの制御１０２によって実行される、本発明に係わる画像濃度安定化制御の実施の形態である。
【００６９】
制御部１０２は、プリントジョブ開始の指令を受ける（Ｓ１０１行程）と、Ｓ１０２行程に移行する。
【００７０】
Ｓ１０２行程では、処理カウントＮに１を代入し転写条件として基準値を設定する。そして、Ｓ１０３行程へ移行する。
【００７１】
Ｓ１０３行程は、設定された転写条件に基づき一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、及び二次転写手段９を制御し、用紙上にトナー像を形成する既存の転写処理行程である。そしてＳ１０４行程に移行する。
【００７２】
Ｓ１０４行程は、定着部３０から１枚の用紙が排出された否かを検出している行程である。定着処理済みの用紙が検出されると、Ｓ１０５行程へ移行する。
【００７３】
Ｓ１０５行程は、定着ローラ３１の温度Ｔｆを検出する行程である。そして、Ｓ１０６行程へ移行する。
【００７４】
Ｓ１０６行程は、定着ローラ３１の温度Ｔｆと基準温度Ｔｆｒと差分である、（Ｔｆ−Ｔｆｒ）に基づき新たな転写条件を取得する行程である。そして、Ｓ１０７行程に移行する。
【００７５】
取得としては、後述で説明する関係式による演算方式、あるいはテーブル（表）の参照方式がある。
【００７６】
Ｓ１０７行程は、Ｓ１０６行程で取得された新たな転写条件を適用される連続プリントの第Ｍ枚を算出する行程である。Ｍ＝Ｎ＋Ｃの処理を行う。Ｃは、連続プリントジョブ（用紙サイズ、動作モード等）によって決まる定数であり、転写直前の画像が定着処理済みの画像に対してＣ枚分だけ後続に位置することに関係する。ここでは、画像が転写部で転写されている途中ではバイアス電流を変更しないように配慮している。このような配慮しないで、算出された（Ｔｆ−Ｔｆｒ）に基づき即時に転写条件を変更することも可能である。
【００７７】
次のＳ１０８は、新たな転写条件を第Ｍ枚目の画像の転写条件として設定する行程である。そして、Ｓ１０９に移行する。
【００７８】
Ｓ１０９は、第Ｎ枚目が連続プリントジョブのラストであるか否かを判定する行程である。「ＮＯ」の場合にはＳ１１０行程へ移行し、「ＹＥＳ」の場合には連続プリントジョブの画像安定化制御は終了する。
【００７９】
Ｓ１１０行程は、定着処理済みのカウントＮを１カウント分加算する行程である。そして、Ｓ１０３行程に戻り、カウントＮがラストに至るまで、Ｓ１０３〜Ｓ１０９行程を繰り返す。
【００８０】
上記の画像形成装置の制御部は、定着ローラ３１の温度Ｔｆと基準温度Ｔｆｒとの差分に基づき転写部の転写率条件を連続プリントジョブ中に常に調整することを可能にする。そして、定着ローラ３１の温度Ｔｆの変化に起因する画像濃度の変動が補償され、画像濃度の安定化技術が実現される。
【００８１】
図１１は、図１０の制御フローにおけるＳ１０５行程とＳ１０６行程との間に、Ｓ１１１の行程を挿入させる実施の形態である。
【００８２】
Ｓ１１１行程は、Ｔｆ＜Ｔｆｒ２を判定する行程である。Ｔｆｒ２は基準温度Ｔｆｒより低い第２の基準温度である。
【００８３】
Ｓ１１１行程では、定着ローラ３１の温度Ｔｆが第２の基準温度より低下した否かが判定され、「ＹＥＳ」の場合はＳ１０６行程に移行する。一方、「ＮＯ」の場合、Ｓ１０９へ移行する。
【００８４】
従って、この実施の形態では、定着ローラ３１の温度Ｔｆが第２の基準温度Ｔｆｒ２以下に低下すると、転写率を高めるように転写条件を調整する画像安定化技術である。この形態の制御部は、図１０の実施の形態と比較して制御の負荷を軽減でき、所定の許容範囲内に画像濃度の変動を抑えることを可能にする。
【００８５】
図６は本発明に係わる画像形成装置Ａにおける転写条件（転写率）の可変制御と、画像濃度安定化の推移を示す。
【００８６】
図６の（ａ）は、温度検出手段ＴＳ１で検出された、図４の（ａ）で示す定着ローラ３１の温度Ｔｆの推移に対応して、制御部１０２によって制御された複数の一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに印加したバイアス電流（転写条件）の推移である。図６の（ａ）の縦軸は、バイアス電流値であり、バイアス電流の可変範囲における上限値を１００とするときの相対値である。ここでは、連続プリントの開始時（つまり、定着ローラ３１の温度ＴｆがＴｆｒにあるとき）には、バイアス電流の上限値に対して９２％のバイアス電流が印加される。
【００８７】
定着ローラ３１の温度Ｔｆの変動による画像濃度の変化（低下）を補償するように各感光体から中間転写体へのトナーの転写率が調整される。結果として、定着ローラ３１の温度Ｔｆの変動による画像濃度の変化を補償するように各感光体から用紙上へのトナーの転写率が調整される。
【００８８】
図７の（ａ）は、画像形成装置Ａが一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに印加されるバイアス電流値と、感光体から中間転写体に転写されるトナーの転写率との関係を示し、一般によく知られている。
【００８９】
「ＮＧ」は画像不良が生じる領域であり、「ＧＯＯＤ」は、画像不良の発生しない領域であり、従来の許容範囲である。
【００９０】
「ＶＧ」は、本発明のバイアス電流が可変制御される適用領域である。適用領域は、バイアス電流値を増加させると転写率が増加する関係にあるバイアス電流の設定範囲である。
【００９１】
このようなバイアス電流の設定範囲であれば、次のような近似的な関係式が成立する。そして、この関係式を用いて定着ローラ３１の温度Ｔｆに基づき一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに印加される適正なバイアス電流Ｉｔｙ，Ｉｔｍ，Ｉｔｃ，Ｉｔｋが算出される。
【００９２】
Ｉｔｙ＝Ｉｔｙｒ＋Ａｙ（Ｔｆ−Ｔｆｒ）
Ｉｔｍ＝Ｉｔｍｒ＋Ａｍ（Ｔｆ−Ｔｆｒ）
Ｉｔｃ＝Ｉｔｃｒ＋Ａｃ（Ｔｆ−Ｔｆｒ）
Ｉｔｋ＝Ｉｔｋｒ＋Ａｋ（Ｔｆ−Ｔｆｒ）
ここで、Ｔｆｒは、定着ローラ３１の温度Ｔｆが制御される基準温度である。
【００９３】
Ｉｔｙｒ，Ｉｔｍｒ，Ｉｔｃｒ，Ｉｔｋｒは、Ｔｆ＝Ｔｆｒのときに一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに印加されるバイアス電流である。図６の（ａ）の場合に、バイアス電流値の可変範囲における上限値の９２％である。
【００９４】
Ａｙ，Ａｍ，Ａｃ，Ａｋは比例定数であり、Ａｙ，Ａｍ，Ａｃ，Ａｋ＜０である。
【００９５】
上記のような関係式に代え、定着ローラ３１の温度Ｔｆとバイアス電流Ｉｔｙ，Ｉｔｍ，Ｉｔｃ，Ｉｔｋの対応関係を示す変換テーブルを参照する方式でもよい。変換テーブルはＲＡＭ、ＲＯＭに記憶されている。
【００９６】
図７の（ｂ）の実線は、前述の、一次転写手段に印加されるバイアス電流値と、感光体から中間転写体に転写されるトナーの転写率と、の関係を示す。破線は、二次転写手段に印加されるバイアス電流と、中間転写体から用紙上に転写される複数色のトナーの転写率と、の関係を示す。
【００９７】
連続プリントの開始時、ＴｒはＴｒｆの付近に維持制御されており、第１プリントの画像には、図７の（ｂ）におけるＡ点に示すバイアス電流値Ｉ１が適用される。プリントが進行して、仮にＴｆが定着下限温度の付近に低下した場合には、その直後に一次転写されるｊ枚目の画像には、図７の（ｂ）におけるＢ点で示すバイアス電流値Ｉｊが適用される。このとき、二次転写手段のバイアス電流値は最高の転写率を示すＣ点に常に設定される。
【００９８】
図６の（ｂ）は、上記の実施の形態における連続プリントの画像濃度の推移である。図４の（ａ）で示す定着ローラ３１の温度Ｔｆの推移にも拘わらず、図４の（ｂ）に比較して画像濃度の変動は低減し画像濃度の安定化が図られている。ここでは、画像濃度の変動幅は、０．０２以下に抑えられている。
【００９９】
本発明に係わる実施の形態では、定着部３０の温度検出手段ＴＳ１で検知された定着部材（定着ローラ３１）の温度Ｔｆ（Ｔｆ−Ｔｆｒ）に基づき一次転写手段のバイアス電流を制御しているが、二次転写手段のバイアス電流値を制御しても図６の（ｂ）に示すように画像濃度を安定化することができる。
【０１００】
但し、後者の場合にはカラーモード時においてＹ色トナー及びＭ色トナー及びＣ色トナーが混在するようなカラー画像部において色相の変化が生じる。この色相変化の生じるメカニズムを以下に説明する。
【０１０１】
図８は、カラーモードで連続プリントした場合に、一次転写部、二次転写部におけるトナーの転写状況を示す、概念図である。ここでは、用紙上にＣ色画像上にＭ色画像が形成される青色画像部を事例とする。
【０１０２】
（ａ）と（ｂ）と（ｃ）は、連続プリントの第１枚目のトナー画像の状況を示し、（ｄ）と（ｅ）と（ｆ）は連続プリントにおける第ｊ枚目のトナー画像の状況を示す。
【０１０３】
第ｊ枚目は、図４の（ａ）に示すような、定着ローラ３１の温度Ｔｆが定着下限温度付近に低下した状態に相当する。
【０１０４】
（ａ）と（ｄ）は、画像形成装置ＡのＭ色の一次転写部において、感光体１Ｍ上に形成されたＭ色トナーの画像が中間転写体６に転写された状態を示す。（ａ）及び（ｄ）に示すように、第ｊ枚目は、第１枚目に比較して感光体１Ｍ上に形成されたＭ色トナーが中間転写体６に多く転写される。つまり、第１枚目のＭ色トナーより第ｊ枚目のＭ色トナーの方が高い転写率を得ている。
【０１０５】
（ｂ）と（ｅ）は、Ｃ色の一次転写部で感光体１Ｃ上に形成されたＣ色トナーの画像が中間転写体６上に形成されたＭ色トナーの画像に重層して転写された後の状態を示す。ここでも（ｂ）及び（ｅ）に示すように、第１枚目のＣ色トナーに対して第ｊ枚目のＣ色トナーの方が、（ａ）及び（ｄ）の同じ割合の高い転写率を得ている。
【０１０６】
（ｃ）と（ｆ）は、二次転写部で中間転写体６に形成されたＭ色のトナー画像とＣ色のトナー画像が用紙上に転写された後の状態を示す。二次転写手段の転写条件（バイアス電流値）は、図７（ｂ）のＣ点のような転写率が最大になる点が適用されるので、（ｃ）及び（ｆ）に示すように、第１枚目も第ｊ枚目において中間転写体６に残るＭ色トナーは同一である。
【０１０７】
（ｃ）及び（ｆ）に示すように、用紙上に形成された第ｊ枚目の画像は、Ｍ色トナー及びＣ色トナーにおいて第１枚目に対して同じ割合で増加している。
【０１０８】
Ｄｃ１は第１枚目に用紙上に形成されたＣ色トナー画像の付着量であり、Ｄｍ１はＭ色トナー画像の付着量である。そして、Ｄｃｊは第ｊ枚目に用紙上に形成されたＣ色トナー画像の付着量であり、ＤｍｊはＭ色トナー画像の付着量である。
【０１０９】
上述にように、Ｄｃｊ＞Ｄｃ１、あるいはＤｍｊ＞Ｄｍ１の関係となる。
【０１１０】
結果として、Ｄｍｊ／Ｄｃｊ≒Ｄｍ１／Ｄｃ１の関係が成り立ち、用紙上の青色画像における色相に変化が小さい。
【０１１１】
図９は、各一次転写手段のバイアス電流を固定にして二次転写手段のバイアス電流を可変調整する画像濃度の安定化制御を実施した場合におけるトナー画像の転写状況を示す概念図である。
【０１１２】
ａ）と（ｄ）に示すように、第１枚目と第ｊ枚目におけるＭ色画像の転写率は同一である。
【０１１３】
また、（ｂ）と（ｅ）に示すように、第１枚目と第ｊ枚目におけるＣ色画像の転写率も同一である。
【０１１４】
（ｃ）と（ｆ）では、用紙側に位置するＣ色トナーの画像は概ね１００％で転写される。そして、二次転写手段９のバイアス電流を可変して用紙上への画像の転写率が調整されているために、中間転写体側のＭ色トナーの画像の転写率が主体に調整される。
【０１１５】
従って、Ｄｃｊ＝Ｄｃ１、Ｄｍｊ＞Ｄｍ１の関係となり、結果として、Ｄｍｊ／Ｄｃｊ＞Ｄｍ１／Ｄｃ１の関係が成り立ち、用紙上の青色画像における色相に変化が大きくなる。
【０１１６】
以上を整理すると、次のようなことが言える。
【０１１７】
カラー画像を形成する場合には、定着部３０の温度検出手段ＴＳ１で検知された定着ローラ３１の温度Ｔｆに基づき一次転写手段のバイアス電流を制御することにより、色相の変動もなく画像濃度の安定化を図ることできる。
【０１１８】
他方、定着部３０の温度検出手段ＴＳ１で検知された定着ローラ３１の温度Ｔｆに基づき二次転写手段のバイアス電流を制御することにより、一次転写手段のバイアス電流を制御する場合と同様に画像濃度の安定化を図ることができるが、Ｙ色及びＭ色及びＣ色が混在するカラー画像部において色相の変化が生じる。
【０１１９】
モノクロモードの場合には、一次転写手段及び二次転写手段のどちらのバイアス電流を制御しても、画像濃度の安定化を図ることができる。
【０１２０】
なお、本発明に係わる実施の形態では、定着ローラ３１の温度Ｔｆに基づき制御する転写の条件として一次転写手段、又は二次転写手段に印加されるバイアス電流を用いているが、各転写部における一次転写手段、又は二次転写手段の機械的な作用の転写条件を代わりに用いることも可能である。例えば、ローラ状の転写手段による感光体に対して中間転写体を挟む押圧力、又は中間転写体に対して用紙を挟む押圧力である。
【０１２１】
表１は定着ローラ３１の温度Ｔｆに基づき制御する転写の条件（機械的な作用）の適用例である。
【０１２２】
【表１】
2010096817.tif 000003
【０１２３】
なお、上記の本発明に係わる実施の形態は中間転写体を用いた画像形成装置であるが、本発明は、感光体上の画像を用紙上に直接的に転写する画像形成装置にも適用することが可能である。つまり、直接転写式の画像形成装置でも、定着部材（定着ローラ３１）の温度Ｔｆに基づき転写部の転写条件を制御することによって、定着ローラ３１の温度低下に起因する画像濃度の低下を補償でき、画像濃度の安定化を図ることできる。
【０１２４】
また、定着ローラに代わってベルト状の定着部材が用いられる定着部を有する画像形成装置は、上記の実施の形態が有効に適用でき、本発明の対象範囲である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】定着部３０の周辺拡大図である。
【図３】本発明に係わる画像形成装置の制御部を示す制御図である。
【図４】連続プリント時の定着ローラ３１の温度Ｔｆの推移と、本発明の課題である画像濃度変化の推移を示す。
【図５】本発明の課題である、連続プリント時の画像濃度変化（低下）の発生メカニズムを示す概念図である。
【図６】本発明に係わる画像形成装置Ａにおける転写条件（転写率）の可変制御と、画像濃度安定化の推移を示す。
【図７】本発明に係わる転写の条件（バイアス電流）の変更制御に関する実施形態である。
【図８】本発明に係わる画像濃度制御において各像担持体上から用紙上に転写されるトナー量の挙動を示す概念図である。
【図９】他の実施形態の画像濃度制御において像担持体上から用紙上へ転写されるトナー量の挙動を示す概念図である。
【図１０】本発明に係わる画像濃度安定化制御を示す制御フロー図である。
【図１１】本発明に係わる他の画像濃度安定化制御を示す制御フロー図である。
【符号の説明】
【０１２６】
画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成部
６  中間転写体
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  一次転写手段
９  二次転写手段
３０  定着部
３１  定着ローラ（定着部材）
３２  加圧ローラ（押圧部材）
Ｔｆ  定着部材（定着ローラ）の温度
ＴＳ１  温度検出手段
１０２  制御部
【図１】
2010096817.tif 000004
【図２】
2010096817.tif 000005
【図３】
2010096817.tif 000006
【図４】
2010096817.tif 000007
【図５】
2010096817.tif 000008
【図６】
2010096817.tif 000009
【図７】
2010096817.tif 000010
【図８】
2010096817.tif 000011
【図９】
2010096817.tif 000012
【図１０】
2010096817.tif 000013
【図１１】
2010096817.tif 000014