(57)【要約】【課題】クリーニングウエブなどの特別な部材を備えなくても簡単な構成により確実にオフセットの発生を防ぐことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置１０を備えた画像形成装置において、現像剤の透磁率を検知するＴセンサ１０２とこれらの動作を制御する制御装置１００を備え、  現像剤交換直後のＴセンサの出力電圧をＶ０、印刷中のＴセンサ出力平均をＶ１とするとき、Ｖ０−Ｖ１＞Ａ（ただし、Ａ：一定値）の条件において、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴としている。【選択図】図４
2008009152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、
現像剤の透磁率を検知してトナー濃度を検出するＴセンサとこれらの動作を制御する制御装置を備え、
現像剤交換直後のＴセンサの出力電圧をＶ０、印刷中のＴセンサ出力平均をＶ１とするとき、Ｖ０−Ｖ１＞Ａ（ただし、Ａ：一定値）の条件において、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、
現像剤の透磁率を検知してトナー濃度を検出するＴセンサからの検知信号に基づき、現像装置での現像バイアス、静電潜像形成のための書き込み用レーザ光量の少なくとも一方を制御可能な制御装置を備え、
上記制御部では、印刷中のＴセンサ出力平均をＶ２、印刷再開後のＴセンサ検出値Ｖ３とするとき、
Ｖ２−Ｖ３＞Ａ（ただし、Ａ：一定値）の条件において少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【請求項３】
上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ａ、ｂをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝−ａ×Ｔ＋Ｂまたは、Ｖｔ＝ａ×Ｔ＋Ｂで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ａ×ΔＴとすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｃ、ｄをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝ｃ×ｅ−ｄ・Ｔで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ｃ×ｅ−ｄ・Ｔ−ｃ×ｅ−ｄ・（Ｔ＋ΔＴ）とすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｃ、ｄをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝ｃ×ｅｄ・Ｔで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ｃ×ｅｄ・（Ｔ＋ΔＴ）−ｃ×ｅｄ・Ｔとすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｆ、ｇをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、
Ａ＝−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）とすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｆ、ｇをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、Ｖｔ＝ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、
Ａ＝ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）とすることを特徴とする請求項１または２記載に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、像担持体上のトナー付着量を検出する光学センサ（Ｐセンサ）からの信号に基づき現像バイアス、書込光量の少なくとも一方を制御可能な制御装置を備え、
上記制御装置では、印刷中での上記光学センサ（Ｐセンサ）で検知される付着量に相当するＰセンサ出力平均をＰ０、装置に電源投入直後のウオーミングアップ動作時の上記光学センサ（Ｐセンサ）からの出力であるＰセンサ出力電圧をＰ１とするとき、
Ｐ１−Ｐ０＞Ｂの条件において少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【請求項９】
上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ａ１、ｂ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝−ａ１×Ｍ＋ｂ１または、Ｖｐ＝ａ１×Ｍ＋ｂ１で近似される出力特性において、トナー付着量が増加することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ａ１×ΔＭとすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｃ１、ｄ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｍで近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｍ−ｃ１×ｅ−ｄ１・（Ｍ＋ΔＭ）とすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｃ１、ｄ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、Ｖｐ＝ｃ１×ｅｄ１・Ｍで近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｃ１×ｅｄ１（Ｍ＋ΔＭ）−ｃ１×ｅｄ１・Ｍとすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｆ１、ｇ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）とすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
上記制御装置では、Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｆ１、ｇ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）とすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置とこれらの動作を制御する制御装置を備えた画像形成装置において、
上記制御装置では、現像剤交換時に現像剤の製造年月日を識別する製造コードを外部から入力し、これの新旧を識別することによって、現像剤が一定期間経過している場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【請求項１５】
像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像に現像剤の製造月日を識別するＩＣチップを備えて、トナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置とこれらの動作を制御する制御装置を備えた画像形成装置において、
上記制御装置では、現像剤が製造から一定期間経過している場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、オフセット防止制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、プリンタや複写機あるいはファクシミリ装置や印刷機等の画像形成装置においては、像担持体として用いられる感光退場に形成された静電潜像がトナーを用いて可視像処理され、トナー像が記録紙などの転写媒体に転写された後、定着されて複写出力として得られるようになっている。  
定着方式の一つに熱ローラ方式があり、この方式は、加熱ローラと加圧ローラとを用い、これらローラにより挟持搬送される記録紙上のトナー像を熱と圧力を作用させて融解、浸透により定着するようになっている。
【０００３】
ところで、定着装置において熱と圧力とを作用させてトナー像を定着する際には、トナーの一部が加熱ローラ側に転移付着するオフセット現象が発生することがある。
【０００４】
オフセット現象には、融解に必要な加熱温度が所定温度以下であることが原因してトナーの一部が静電的にローラ側に向けて静電吸着されてしまうコールドオフセットや、これとは逆に加熱温度が異常に高くなることによりトナーの凝集力がローラとトナーとの間の接着力よりも弱くなることでローラ側に転移付着するホットオフセットがある。
【０００５】
このようなオフセット現象は、トナーの特性に大きく依存することがあり、具体的には、高温高湿条件下において長時間現像剤が放置されると現像剤の帯電量が低下し、これによって、画像中の細線やハーフトーン画像部において付着量が過剰気味となりオフセットが発生しやすいことが知られている。
【０００６】
従来、ローラ表面に発生するオフセットを防止するための構成として、ローラ表面に接触するクリーニングウエブを設け、さらに像担持体である感光体表面における非画像形成領域に形成された濃度検知用パッチ画像の濃度を検出する光学センサを設け、この光学センサ出力に基づき、適正濃度の画像が得られるように現像手段での現像剤濃度の管理を行う一方、上記クリーニングウエブの動作態位を制御するようにして、トナーの量からオフセット発生要因を判断してクリーニングウエブの動作態位を制御する構成がある（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−９１２１９号公報（段落「００３４」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示されている構成においては、クリーニングウエブの繰り出し状態を制御してオフセット量に応じてクリーニングウエブを作動制御してオフセットの解消が図れる反面、クリーニングウエブによるトナー拭き取り構造が必要となるために、画像形成装置内にそのための構成を装備しなければならない。このため、装置構造が大型化することは否めず、しかも、クリーニングウエブの繰り出し量に限界があるために交換する手間が必要となり、製造コストおよびランニングコストの上昇を招く虞がある。
【０００９】
また、オフセット発生を防止するために、トナーに作用する熱量を管理する場合、例えば、定着温度や記録紙のニップ幅を調整することも考えられるが、作用する熱量やニップ幅の調整は熱ローラ方式に用いられるローラ間で挟持搬送される記録紙のカールや皺の発生にも影響するためオフセット解消を目的とするだけで上記定着温度やニップ幅の調整を行うことは難しい。
【００１０】
一方、オフセットの発生に影響する現像剤の特性に関し、使用環境での温湿度を管理してトナーの帯電特性を適正に保つために、現像剤の使用環境での温湿度を保つことが必要となる。このため、例えば、空調設備を用いることも考えられるが、慣例記での朝などのように、機内温度が低く、いわゆる低温低湿度となっている場合には、コールドオフセットが発生しやすくなる。このように、使用環境を考慮した上でクリーニングウエブなどの構成を用いない装置であると、オフセットを完全に防止することは困難となる。ちなみに、オフセットが発生する場合には、加熱ローラの回転に合わせた周期的な汚れとして現出することになり、得られた画像品質の低下を招くことになる。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の定着装置における問題、特にオフセット発生に関する問題に鑑み、クリーニングウエブなどの特別な部材を備えなくても簡単な構成により確実にオフセットの発生を防ぐことが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
【００１３】
（１）像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、
現像剤の透磁率を検知するＴセンサとこれらの動作を制御する制御装置を備え、
現像剤交換直後のＴセンサの出力電圧をＶ０、印刷中のＴセンサ出力平均をＶ１とするとき、Ｖ０−Ｖ１＞Ａ（ただし、Ａ：一定値）の条件において、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【００１４】
（２）像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、
現像剤の透磁率を検知するＴセンサからの検知信号に基づき、現像装置での現像バイアス、静電潜像形成のための書き込み用レーザ光量の少なくとも一方を制御可能な制御装置を備え、
上記制御装置では、印刷中のＴセンサ出力平均をＶ２、印刷再開後のＴセンサ検出値Ｖ３とするとき、
Ｖ２−Ｖ３＞Ａ（ただし、Ａ：一定値）の条件において少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【００１５】
（３）上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ａ、ｂをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝−ａ×Ｔ＋Ｂまたは、Ｖｔ＝ａ×Ｔ＋Ｂで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ａ×ΔＴとすることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（４）上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｃ、ｄをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝ｃ×ｅ−ｄ・Ｔで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ｃ×ｅ−ｄ・Ｔ−ｃ×ｅ−ｄ・（Ｔ＋ΔＴ）とすることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（５）上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｃ、ｄをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝ｃ×ｅｄ・Ｔで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、Ａ＝ｃ×ｅｄ・（Ｔ＋ΔＴ）−ｃ×ｅｄ・Ｔとすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【００１８】
（６）上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｆ、ｇをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｔ＝−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、
Ａ＝−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）とすることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（７）上記制御装置では、Ｔセンサ出力電圧をＶｔ（Ｖ）、現像剤中のトナー濃度をＴ（ｗｔ％）、ｆ、ｇをＴセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、Ｖｔ＝ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似される出力特性において、トナー濃度が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＴ（ｗｔ％）としたとき、
Ａ＝ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）とすることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００２０】
（８）像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置を備えた画像形成装置において、像担持体上のトナー付着量を検出する光学センサ（Ｐセンサ）からの信号に基づき現像バイアス、書込光量の少なくとも一方を制御可能な制御装置を備え、
上記制御装置では、印刷中での上記光学センサ（Ｐセンサ）で検知される付着量に相当するＰセンサ出力平均をＰ０、装置に電源投入直後のウオーミングアップ動作時の上記光学センサ（Ｐセンサ）からの出力であるＰセンサ出力電圧をＰ１とするとき、
Ｐ１−Ｐ０＞Ｂの条件において少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【００２１】
（９）上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ａ１、ｂ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝−ａ１×Ｍ＋ｂ１または、Ｖｐ＝ａ１×Ｍ＋ｂ１で近似される出力特性において、トナー付着量が増加することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ａ１×ΔＭとすることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２２】
（１０）上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｃ１、ｄ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｍで近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｍ−ｃ１×ｅ−ｄ１・（Ｍ＋ΔＭ）とすることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２３】
（１１）上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｃ１、ｄ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、Ｖｐ＝ｃ１×ｅｄ１・Ｍで近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｃ１×ｅｄ１（Ｍ＋ΔＭ）−ｃ１×ｅｄ１・Ｍとすることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２４】
（１２）上記制御装置では、上記Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｆ１、ｇ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）とすることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２５】
（１３）上記制御装置では、Ｐセンサ出力電圧をＶｐ（Ｖ）、トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ２）、ｆ１、ｇ１をＰセンサ、現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数とするとき、
Ｖｐ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似される出力特性において、トナー付着量が上昇することによる不具合が発生する閾値をΔＭ（ｍｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｂ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）とすることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２６】
（１４）像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置とこれらの動作を制御する制御装置を備えた画像形成装置において、
上記制御装置では、現像剤交換時に現像剤の製造年月日を識別する製造コードを外部から入力し、これの新旧を識別することによって、現像剤が一定期間経過している場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
（１５）像担持体上にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像に現像剤の製造月日を識別するＩＣチップを備えて、トナー像を付着する現像装置とトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材を備えた熱定着装置とこれらの動作を制御する制御装置を備えた画像形成装置において、
上記制御装置では、現像剤が製造から一定期間経過している場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を可変とすることを特徴とした画像形成装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、現像剤の透磁率あるいは画像濃度によりオフセット量に影響するトナー量を割り出してトナー量が過剰になるのをクリーニング部材ではなくトナーの付着量制御により防止してオフセットの発生を抑制することが可能となる。これにより、オフセットの発生する箇所である定着装置に対してクリーニング機構を特別に設けることなく簡単な構成によりオフセットの発生のない画像を得ることが可能となる。特に、トナーの付着量を割り出す際には、種々条件に基づき行うことにより確度の高い付着量を割り出すことができるので、オフセットの発生に影響するトナー付着量の割り出し精度を向上させてオフセットの発生を未然に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示した画像形成装置は、レーザ光を走査光として静電潜像の形成を行うプリンタであるが、本発明ではこれに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷吉舎レアにはこれら各機能を組み合わせた複合機を対象とすることができる。
【００２９】
図１において、プリンタ１には、装置本体２の内部に設けられている画像形成処理部２Ａにおいて像担持体としてドラム状の感光体３が回転可能に設けられている。  
感光体３の周囲には、反時計方向に設定された感光体３の回転方向に沿って画像形成処理を行うための帯電装置４，書き込み装置５，現像装置６，転写装置７およびクリーニング装置８が配置されている。
【００３０】
画像形成処理部２Ａでは、感光体３に対して帯電装置４により一様帯電が行われると、画像情報に応じた書き込みがレーザ光の走査により実行されて静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６から供給されるトナーによって可視像処理される。
【００３１】
本形態での現像装置６は、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤が用いられ、その構成が図２に示されている。  
図２において現像装置６は、現像ハウジング６Ａの内部で感光体３に対向して回転可能な現像剤担持体である現像スリーブ６Ｂを備えている。  
現像スリーブ６Ｂには、現像ハウジング６Ａの内部に設けられている攪拌パドル６Ｃによってトナーとキャリアとが攪拌混合され、トナーの摩擦帯電が行われて現像スリーブ６Ｂ側に向けて現像剤が給送される。現像スリーブ６Ｂ上に担持された現像剤は、感光体３に対向する前にドクターブレード６Ｄによって層厚が規定されるようになっている。
【００３２】
現像スリーブ６Ｂには、電源Ｅ１に接続された給電路が接続されて現像バイアスを印加できるようになっている。現像バイアスは、後述するが、制御部において感光体上に形成されているパッチ画像の濃度を検出した結果に応じて調整されて一定の画像濃度が得られ得るようになっている。
【００３３】
一方、現像装置６によって可視像処理された感光体３上の画像は、図１において符号９で示す給紙装置から繰り出されてレジストローラ９Ａによりレジストタイミングを設定されて感光体３に向け給送される記録紙に対して転写装置７を用いて静電転写され、その後、加熱ローラおよび加圧ローラを備えた熱ロール定着方式を用いる定着装置１０によって定着されて排紙トレイ２Ｂをはじめとする排出部に向けて選択的に搬送される。この場合の選択的とは、図示しないが、記録紙のステープル作業や仕分け作業などの後処理作業がある場合とこのような後処理作業がない場合とにより搬送経路が異なることを意味している。
【００３４】
画像形成装置本体２の上面には原稿走査部１１が設けられており、図１に示す原稿走査部１１は、原稿などのドキュメントを走査部に向けて自動送りが可能な自動原稿給送装置が用いられる。
【００３５】
画像形成処理部２Ａで実行される各種処理は、図１において符号１００で示す制御部によって動作制御が行われるようになっている。  
制御部１００は、画像形成処理のシーケンスプログラムを実行するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を備えた制御装置であり、図１において括弧内に記入されている処理が行われるようになっている。なお括弧書きのうちで、「検知」と記載されている処理は、制御のための信号経路を示している。
【００３６】
制御部１００では、本実施形態に関連する構成として、感光体３上に形成される濃度検知パターンであるパッチ画像の濃度によりトナーの付着量を検出可能な付着量センサ１０１（以下、便宜上、Ｐセンサともいう）および透磁率を検知して現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（以下、便宜上、Ｔセンサという）１０２が入力側に接続されており、これら各センサからの情報に基づき感光体３へのトナーの付着量に影響する書き込み光量および現像バイアスの少なくとも一方を調整してトナーの付着量が過剰となることがもっとも大きな原因となるオフセットの発生を抑制するようになっている。  
付着量センサ１０１は、感光体３上に形成されているパッチ画像の濃度をパッチ画像からの反射光により検出可能な光学センサが用いられ、トナー濃度センサ１０２は、現像在中に含まれる磁性キャリアの透磁率によってトナーの含有量を検出できる透磁率センサが用いられている。
【００３７】
本実施形態においては、制御部１００においてオフセットを発生させないようにするための制御が行われるようになっている。  
つまり、付着量センサ１０１（Ｐセンサ）からの検出信号が所定範囲を超えるとトナーの付着量が多いと判断し、付着量の多さが影響するオフセットの発生を作像条件の変更により抑制するようになっている。  
図３は、現像バイアスを示しており、同図において符号ＶＤは感光体３での地肌電位、符号ＶＬは露光部の潜像電位、符号ＶＢは現像バイアスをそれぞれ示している。トナーの付着量は、潜像電位（ＶＬ）と現像バイアス（ＶＢ）との差によって決まるため、現像バイアスを下げることでトナーの付着量が減少される。本実施形態では後述する手順を用いることでオフセットの発生を抑制することができる。  
ただし、広い面積画像の濃度を低下させる場合もあるので、この場合には、現像バイアスに代えて書き込みに用いられるレーザ光の量を変更するようにしてもよい。また、細線やハーフトーン画像の場合には、電界効果により縁端部へのトナーの付着量が多くなるので、光量を低下させて電界を弱めることでトナーの付着量を少なくすることでオフセットの発生を抑制することができる。
【００３８】
現像バイアスおよびレーザ光の光量を対象とした調整を行う際には、付着量センサ（Ｐセンサ）１０１あるいはトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２からの検出信号を用いることになるが、これらセンサによる検出結果が常に正確に得られるとは限らない。そこで、本実施形態では、各センサからの検出結果を常にオフセット防止に最適な情報として用いられるようにする方策が採られている。
【００３９】
透磁率センサを用いるトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２を対象とした場合、トナーとキャリアとの混合率を検出し、一定範囲内になるようにトナーの補給制御が行われるが、トナー補給動作とこの補給タイミング時での透磁率検出との間には一致した追従性がなく、いわゆる、補給された時点からある程度の経時後にトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２においてトナー濃度、いわゆる透磁率が判明することがある。  
これは、補給されたトナーがキャリアと攪拌混合されてトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２の検知位置に達するまでに多少の時間がかかることが原因している。このため、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２によって濃度が検知された時点では現像剤中のトナー濃度がオーバーシュートすることもあり、結果として、過剰なトナー濃度となってしまっていることがある。
【００４０】
このような場合には、目標とするトナー濃度を超えて感光体上でのトナー付着量が多くなると、オフセットが発生しやすくなる。  
そこで、本実施形態では、後述するように、トナー濃度が一定範囲を超えた場合に濃度過多、いわゆる、付着量が過剰であると判断し、現像バイアスおよび書き込みのためのレーザ光の光量の少なくとも一方若しくはその両方を調整して付着量を低減するようになっている。
【００４１】
本実施形態においては、付着量が過剰である場合を判断する際に、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２の検出値が、現像剤のキャリア製造ロット間で異なっている場合があることを考慮して、絶対的な数値ではなく、相対的な差で判断するようになっている。具体的には、一定濃度に調合された新品現像剤を投入した際に、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２による検出値を予め制御部１００に基準値として入力しておき、基準値との比較結果である一定値Ａを下回った時に付着量が多くなる状態を招くトナー濃度が高いと判断するようにしている。
【００４２】
図４は、トナー濃度とトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２からの検出出力値との関係を示す線図であり、同図において、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２の出力特性は、トナー濃度をＴ（ｗｔ％）、出力電圧をＶｔとすると、線形で近似できる場合は、Ｖｔ＝−ａ×Ｔ＋ｂ、そして指数の場合は、Ｖｔ＝ｃ×ｅ−ｄ・Ｔ、また、対数の場合は、Ｖｔ＝−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似することができる。この場合、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは、センサや現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数である。
【００４３】
図４において、現像剤交換直後でのトナー濃度センサ（Ｔセンサ）からの出力をＶ０とし、この状態から印刷中においてトナー濃度が上昇して（図４中、符号Ｔで示す濃度から符号Ｔ＋ΔＴで示す濃度に変化した状態）、オフセット、トナー飛散、かぶりなどの異常が発生する状態となるときのトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２からの出力をＶ１とした場合、Ｖ０−Ｖ１＞Ａの条件において、閾値をΔＴとすると、オフセット発生を判断する閾値Ａは以下のように表すことができる。
線形近似の場合：ａ×（Ｔ＋ΔＴ）
指数近似の場合：ｃ×ｅ−ｄ・Ｔ−ｃ×ｅ−ｄ・（Ｔ＋ΔＴ）
対数近似の場合：−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）
この閾値Ａを超える変動があった場合は、トナー濃度が高い側へシフトしていると判断する。  
この場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を制御する、あるいは両者を制御するようにしてもよい。
【００４４】
一方、現像剤の特性によっては、経時でＴセンサ出力が上昇あるいは、低下するようなことも考えられる。このような場合には、印刷中のＴセンサ出力の平均、例えば、直前１０枚のＴセンサ検出値の平均をＶ２を印刷中のＴセンサ検出値Ｖ３と比較を行い、Ｖ３−Ｖ２にてトナー濃度を監視するようにすれば良い。この場合もＶ２−Ｖ３＞Ａの条件で前述した現像バイアス、もしくは、レーザ光量の制御を行うようにする。また、現像剤が高温高湿下で長期間放置された場合、帯電量が低下する場合があるが、この場合、Ｔセンサ出力は上昇するので、同様の方法で現像バイアス、レーザ光量を可変するようにしてもよい。
【００４５】
また、装置側の回路でセンサ出力を反転させるような場合は、図５のような出力特性となるが、図４の特性同様に近似することができる。  
線形で近似できる場合は、Ｖｔ＝ａ×Ｔ＋ｂ、指数の場合は、Ｖｔ＝ｃ×ｅｄ・Ｔ、対数の場合は、Ｖｔ＝ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）＋ｇで近似することができる。この場合の閾値は、以下のようになる。
線形近似の場合：ａ×（Ｔ＋ΔＴ）
指数近似の場合：ｃ×ｅｄ・（Ｔ＋ΔＴ）−ｃ×ｅｄ・Ｔ
対数近似の場合：ｆ×ｌｏｇ（Ｔ＋ΔＴ）−ｆ×ｌｏｇ（Ｔ）
Ｔセンサと同様に付着量センサ検出値の変動により制御を行うことも有効である。例えば、印刷中のＰセンサ出力の平均値、例えば、１０回サンプリングした平均値をＰ０として制御装置のメモリに格納する。次に、電源が投入された際、ウオーミングアップ動作時の付着量センサ検出値Ｐ１を検出して、Ｐ０−Ｐ１＞Ｂの場合は、帯電量低下により、付着量が増えたと判断して、前述した現像バイアス、もしくは、レーザ光量の制御を行うようにする。
【００４６】
この場合も、トナー付着量とＰセンサ出力の関係は、図６のようになり、線形で近似できる場合は、Ｖｐ＝ａ１×Ｍ＋ｂ１、指数の場合は、Ｖｐ＝ｃ１×ｅｄ１・Ｍ、対数の場合は、Ｖｐ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似することができる。この場合、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｆ１、ｇ１は、センサや現像剤、出力を変換する回路構成によって決まる定数である。
【００４７】
トナー付着量が増加して、オフセット、トナー飛散、かぶりなどの異常が発生する閾値をΔＭとすると、オフセット発生を判断する閾値Ｂは以下のようになる。  
線形近似の場合：ａ１×（Ｍ＋ΔＭ）
指数近似の場合：ｃ１×ｅｄ・Ｍ−ｃ１×ｅｄ１・（Ｍ＋ΔＭ）
対数近似の場合：ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）−ｆ×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）
この閾値Ｂを超える変動があった場合は、トナー付着量が高い側へシフトしていると判断する。この場合、少なくとも現像バイアス、もしくは、レーザ光量のどちらか一方を制御する、あるいは両者を制御するようにしてもよい。
【００４８】
同様に装置側の回路でセンサ出力を反転させるような場合は、図７のような出力特性となるが、図６の特性同様に近似することができる。線形で近似できる場合は、Ｖｐ＝−ａ１×Ｍ＋ｂ１、指数の場合は、Ｖｐ＝ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｔ、対数の場合は、Ｖｐ＝ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）＋ｇ１で近似することができる。この場合の閾値は、以下のようになる。
線形近似の場合：ａ１×（Ｍ＋ΔＭ）
指数近似の場合：ｃ１×ｅ−ｄ１・（Ｍ＋ΔＭ）−ｃ１×ｅ−ｄ１・Ｍ
対数近似の場合：−ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ＋ΔＭ）＋ｆ１×ｌｏｇ（Ｍ）
なお、ここでは、１０枚のＴセンサ、付着量センサ検出値の平均を例としたが、枚数は、これに限定されるものではない。
【００４９】
Ｔセンサ、Ｐセンサの出力の代わりに、現像剤のロット番号から製造年月日を識別して制御を行うことも可能である。例えば、現像剤交換時に製造年月日を識別できるような製造コードを入力するようにする。現像剤の使用期限としては、２〜３年を保証しているのが一般的であるが、長期保管することによって、帯電量が低下するようなことがある。このとき、制御装置にて、現像剤の保管期間を算出して、保管期間がある一定期間、例えば、一年以上経過している場合、帯電量が低下しているので、前述した現像バイアス、もしくは、レーザ光量の制御を行うようにする。
また、現像剤をユーザが交換できるように、現像機ごと交換する方式では、現像機に現像剤の製造年月日を識別するＩＣチップを備えておけば、交換時に自動的に保管期間を認識して、前述した現像バイアス、もしくは、レーザ光量の制御を行うことができる。なお、一定期間として、１年としたが、これは現像剤特性によって変わり、この期間に限定されるものではない。
【００５０】
オフセットの対策としては、現像バイアス、もしくは、レーザ光量制御を例としたが、定着の設定温度に余裕があるような場合は、定着設定温度を上げるようにしてもオフセットの改善を図ることも可能である。この場合、付着量センサ９または、Ｔセンサ１０出力に応じて、定着設定温度を上げるようにする。
また、オフセットは、定着にトナーが突入する際のトナーの帯電量と加圧ローラの電位関係によっては、定着ローラ側へトナーが飛び散う、所謂、静電オフセットとなることがある。この場合は、前述した現像バイアス、レーザ光量、定着温度によっても効果が小さいこともあるので、転写電流を可変することによって静電オフセットを改善することができることになる。
【００５１】
以上の実施形態においては、このような実施形態での制御を行うことにより、新品現像剤を対象とした付着量を基準として付着量が高くなることを検出した場合には、トナー濃度上昇によるオフセットの発生を未然に防止することができる。特に、使用中の現像剤の濃度ではなく、新品現像剤の濃度を基準とすることにより、経時的な変化が生じていない濃度により濃度の上昇を判断できるので、オフセット発生を判断する確度を高めることができる。
また、センサ出力が経時的に上昇または下降を招くような場合でも、センサ出力の平均値に基づき付着量の増加を判断することにより過渡的な出力変動が生じても現像剤の付着量の上昇を正確に判別してオフセット発生を防止することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、使用される現像剤の新旧判別を製造年月日やこれらの情報を登録している媒体を用いて行い、一定期間経過している場合に現像バイアスあるいは書込光量などを現像剤の帯電量の変化、特に低下に応じて調整できることにより、現像剤の付着量を検出する際の付着量を適正化して実際の付着量検出のための精度が悪化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる現像装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】図３に示した現像装置で用いられる現像バイアスを説明するための線図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に用いられる現像バイアス、書込光量の制御条件の一例を示す線図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に用いられる現像バイアス、書込光量の制御条件の別例を示す線図である。
【図６】図１に示した画像形成装置に用いられる現像バイアス、書込光量の制御条件の他の例を示す線図である。
【図７】図１に示した画像形成装置に用いられる現像バイアス、書込光量の制御条件のさらに別の例を示す線図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  プリンタ
２Ａ  画像形成処理部
３  感光体
５  書込装置
６  現像装置
１００  制御部
１０１  トナー付着量センサ
１０２  トナー濃度センサ
【図１】
2008009152.tif 000003
【図２】
2008009152.tif 000004
【図３】
2008009152.tif 000005
【図４】
2008009152.tif 000006
【図５】
2008009152.tif 000007
【図６】
2008009152.tif 000008
【図７】
2008009152.tif 000009