(57)【要約】【課題】画像出力を高速で且つ連続して行った場合でも，現像装置及び現像装置が構成する画像形成装置内部の温度上昇を抑制し、出力画像品位の低下を防止することにより、高品位な出力画像を長期間にわたり提供する。【解決手段】静電潜像を担持させる像担持体と、静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、現像剤担持体に供給するトナー、現像剤を内包する現像器と、像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置と、あらかじめ設定された温度を検知し、検知結果を出力する温度検知手段と、温度検知手段によって出力された検知結果によって、温度を抑制するための温度制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持させる像担持体と、
前記静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に供給するトナー、現像剤を内包する現像器と、
前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置と、
あらかじめ設定された温度を検知し、検知結果を出力する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって出力された検知結果によって、温度を抑制するための温度制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度検知手段は、現像器内のトナー、現像剤の温度、又は現像器周辺の温度を測定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記温度検知手段は、複数段階の設定温度を有し、段階に応じた信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度制御手段は、高温のトナーを除去し、前記温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、新規のトナーを前記現像器中に補給させ、前記温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記温度制御手段は、前記現像剤担持体の回転速度を低下させ、前記温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記温度制御手段は、受け付けている印刷動作に対応する作像動作終了後に制御を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記温度制御手段は、作像中の一枚のみ作像動作を行い、直ちに制御を実行することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
さらに、前記像担持体を帯電させる帯電装置、前記現像器、前記クリーニング装置、のうち少なくとも１つと、前記像担持体とを一体にして構成される着脱可能なプロセスカートリッジを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか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】
本発明は、内部温度の上昇による画像品質の低下を防止した複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の高生産化、小型化が進んでおり、装置全体の発熱量が増してきているため、現像剤が現像装置中で高温高圧状態になってしまい、凝集するという問題がある。凝集した現像剤は、現像剤担持体上における現像剤規制部材に対し、現像剤担持体回転方向の上流側（以下、現像剤抱え込み部）にあると、現像剤規制部材を通過できないため、その部分に滞留してしまう。そのため、副走査方向に沿った帯状の画像欠陥が生じてしまうことになる。
【０００３】
この問題を防ぐにためには、現像装置の発熱を抑制し、凝集の発生を抑えることが最も効果的である。そのためには、現像剤の温度が凝集を起こすような温度に達成する前に、熱を冷却する制御を行うことが有効となる。
【０００４】
特許文献１における発明では、環境センサと、現像数カウント手段を用いることによって現像スリーブの回転速度を制御し、装置内の温度低減を行っている。
【０００５】
図４は、従来の装置における概略図である。潜像担持体である感光ドラム１０１は、円筒状の導電基体上に光導電層を設けたもので、図中の矢印Ａ方向に回転自在に軸支されている。感光ドラム１０１の周囲には、Ａ方向に沿って順に、感光ドラム１０１の表面を均一に帯電するスコロトコン帯電器１０２、原稿を読み取り画像の濃度に応じた画像信号に基づいて感光ドラム１０１を露光し、感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する露光装置１０３、静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成する現像装置１０４、感光ドラム１０１上に形成されたトナー像を転写材Ｗ上に転写する転写装置であるコロナ転写帯電器１０５、コロナ転写帯電器１０５によってトナー像が転写された転写材Ｗを感光ドラム１０１から分離する分離帯電器１０６、転写材Ｗへのトナー像の転写後に感光ドラム１０１上の残留トナーを除去するクリーニング装置１０７、感光ドラム１０１の残留電荷を除去する前露光装置１０８等が配置されている。
【０００６】
このような画像形成装置において、現像装置１０４近傍において、雰囲気の絶対水分量を検知する環境センサ１０９と、連続画像形成時の画像形成開始からの画像形成回数をカウントするコントロール回路１１０とを備え、環境センサによって検知された水分量と、コントロール回路によってカウントされた画像形成回数とに対応して現像スリーブの回転駆動を制御し現像スリーブの回転速度の設定速度を変更し、トナーもしくは現像剤温度上昇時に線速を低下させて作像を継続することで、温度を低減させている。
【特許文献１】特開２００２−１５６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、低速にしてもトナーの入れ替えをせず、作像を継続すると、温度の低下に時間がかかるため、ユーザは生産性が低い状態が長時間継続することを強いられる。また、非作像時は現像器内のトナーもしくは現像剤が高温のまま、流動を停止することになる。現像機内温度が高く、かつ運転を停止している状態はトナーもしくは現像剤の最下層やコーナー部などで、一部の特定領域のトナー、もしくは現像剤が高温・高圧状態になり、最もトナー凝集が起こりやすい状態である。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、画像出力を高速で且つ連続して行った場合でも，現像装置及び現像装置が構成する画像形成装置内部の温度を測定し、温度を抑制することによって、出力画像品位の低下を防止することにより、高品位な出力画像を長期間にわたり提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明における画像形成装置は、静電潜像を担持させる像担持体と、静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、現像剤担持体に供給するトナー、現像剤を内包する現像器と、像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置と、あらかじめ設定された温度を検知し、検知結果を出力する温度検知手段と、温度検知手段によって出力された検知結果によって、温度を抑制するための温度制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
温度検知手段は、現像器内のトナー、現像剤の温度、又は現像器周辺の温度を測定することを特徴とする。
【００１１】
温度検知手段は、複数段階の設定温度を有し、段階に応じた信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
温度制御手段は、高温のトナーを除去し、温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする。
【００１３】
温度制御手段は、新規のトナーを前記現像器中に補給させ、温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする。
【００１４】
温度制御手段は、現像剤担持体の回転速度を低下させ、温度検知手段により検知される温度を制御することを特徴とする。
【００１５】
温度制御手段は、受け付けている印刷動作に対応する作像動作終了後に制御を実行することを特徴とする。
【００１６】
温度制御手段は、作像中の一枚のみ作像動作を行い、直ちに制御を実行することを特徴とする。
【００１７】
さらに、像担持体を帯電させる帯電装置、現像器、クリーニング装置、のうち少なくとも１つと、像担持体とを一体にして構成される着脱可能なプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、現像剤容器内にて現像剤温度が上昇して、凝集が発生する温度になる前に、現像剤の温度を下げられ、現像剤凝集の発生を妨げ、長期間にわたって高品位な画像を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態におけるプロセスカートリッジの基本構成について示す図である。本カートリッジは、像担持体１０と、帯電部材１１と、現像剤担持体１２と、永久磁石１６と、第１回転搬送体１３と、第２回転搬送体１４と、規制部材１７と、クリーニング部材１５を有する。像担持体１０は、帯電部材１１によって帯電させられ、静電潜像を形成する。現像剤担持体１２は、内部に永久磁石１６を備えており、現像剤を現像剤担持体１２に引き付け、静電潜像を現像しトナー像化する。第１回転搬送体１２と、第２回転搬送体１４は、現像剤を攪拌しながら現像剤担持体へ搬送する。また、規制部材１７は現像剤担持体１２上の過剰な現像剤量を規制するために設けられる。
【００２０】
本発明の実施形態におけるプロセスカートリッジは、温度センサとして、例えば駆動側の現像器外側下方（第２回転搬送体１４の下方）にサーミスタ１８が設置される。このサーミスタにおける温度分解能は約±１℃である。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態における画像形成装置の構成を示す。本構成に置いては、温度測定手段２１と、制御部２２と、作像部２３と、トナー補給部２４と、現像剤担持体駆動部２５とが備えられる。
【００２２】
本実施形態においては、温度測定手段２１は、現像器内のトナー、現像剤の温度、あるいは現像器周辺の温度を測定しており、現像剤温度が所定温度以上に達した場合には制御信号が出力され、制御部２２によって各装置の制御が行われる。
【００２３】
図３は、温度測定手段の閾値について示す。すなわち、測定温度が図中（１）に示す設定温度Ｂより低温では冷却制御は行われないが、（２）で示す設定温度ＢからＡの間まで上昇した際には、その時点で受け持っている印刷ジョブを全て実行した後に、冷却制御が実行される。さらに測定温度が上昇し、（３）で示す設定値Ａより高温になった場合には、直ちに冷却制御が実行される。このとき、現在受け付けている印刷指令が終了していない場合には、作業中の一枚のみ作像動作を行い、冷却制御が実行し、冷却制御終了後に残りの印刷指令が遂行される。
【００２４】
また、測定温度が設定温度に達した際には、制御部２２は、以下の制御を行う。
１．像担持体もしくは中間転写材のクリーニング装置において除去するトナー量を制御するために作像部２３の制御を行う。
２．新規トナーを現像器中に補給するトナー量を制御するためにトナー補給部２４の制御を行う。
３．像剤担持体の回転速度を低下させるために現像剤担持体駆動部２５の制御を行う。
【００２５】
上記制御は、それぞれ単独で制御を行っても良いが、複合して制御を行うことで更なる効果が期待できる。
【００２６】
以下では、本実施形態におけるプロセスカートリッジの実験効果について記す。
【００２７】
凝集温度が４８℃であるトナーを用い、キャリアと混合して使用している。また、現像線速３６４ｍｍ／ｓｅｃにてＡ４縦方向、画像面積率５％の画像を連続通紙して測定温度が約４８℃になったところで、以下に示す４通りを連続で試した。
【００２８】
Ａ．通紙を１２０秒継続
Ｂ．画像面積率２０％の画像を６０枚通紙（印刷に要する時間は１２０秒）→トナー吐き出し、補給を行う。
Ｃ．現像線速を１８４ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて、１２０秒間白紙を通紙
Ｄ．現像線速を１８４ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて、画像面積率２０％の画像を３０枚通紙（印刷に要する時間は１２０秒）→トナー吐き出し、補給と線速低下を同時に行う。
【００２９】
上記の結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2009210941.tif 000003
【００３１】
表1の結果からわかるように、トナーの吐き出し、補給及び線速低下いずれも通常の動作に比べ、測定部の温度を下げられる。また、両者を複合して用いることにより、更なる効果を得ることが可能である。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温度設定を示す図である。
【図４】従来における画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    像担持体
１１    帯電部材
１２    現像剤担持体
１３    第１回転搬送体
１４    第２回転搬送体
１５    クリーニング部材
１６    永久磁石
１７    規制部材
【図１】
2009210941.tif 000004
【図２】
2009210941.tif 000005
【図３】
2009210941.tif 000006
【図４】
2009210941.tif 000007