(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成処理時に帯電、露光及び現像の各工程を経て感光体の表面にトナー像を形成し、転写工程により感光体の表面に形成されたトナー像を転写した転写材を定着部で加熱及び加圧してトナー像を転写材上に定着させる電子写真方式の画像形成装置において、
感光体近傍に配置されて感光体温度を検出する感光体温度検出手段と、
画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態である場合には感光体温度検出手段が検出した感光体温度である環境温度に基づいて画像形成条件を補正し、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態である場合には感光体温度検出手段が検出した感光体温度が予め設定された上限温度以上であるか否かに応じて画像形成条件の補正データをリセットするか又は前回の補正データで画像形成条件を補正する制御手段と、
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態である場合に、感光体温度検出手段が検出した感光体温度が予め設定された上限温度以上であるか否かを判別し、前記感光体温度が予め設定された上限温度以上である時には画像形成条件の補正データをリセットし、前記感光体温度が予め設定された上限温度未満である時には前記感光体温度が予め設定された基準温度である状態が一定時間以上連続しているか否かに応じて画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態での前記感光体温度である飽和温度に基づいて画像形成条件を補正するか又は前回の補正データで画像形成条件を補正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】
定着部近傍に配置されて定着部温度を検出する定着部温度検出手段を備え、前記制御手段は定着部温度検出手段が検出した定着部温度に基づいて感光体温度検出手段が検出した感光体温度を参照して環境温度を測定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】
前記制御手段は、定着部温度検出手段が検出した定着部温度と感光体温度検出手段が検出した感光体温度との差から画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態であるか否かを判断して環境温度を測定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、画像形成処理の休止時間を計測し、計測した休止時間に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態であるか否かを判断して環境温度を測定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６】
前記制御手段は、感光体の累積した使用頻度に基づいて画像形成条件を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、現像剤の累積した使用頻度に基づいて画像形成条件を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、反転現像方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反転現像方式の電子写真法を用いて画像を形成する画像形成装置では、帯電工程において光導電性を備えた感光層を有する感光体の表面の全面に例えば負極性の電荷を帯電させた後、露光工程において画像光の露光によって感光体の表面に静電潜像を形成し、現像工程において負極性に帯電したトナーを感光体の表面に供給して静電潜像をトナー像に顕像化する。さらに、転写工程において転写材の裏面にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与し、この静電気力によって感光体の表面に担持されているトナー像を転写材の表面に移動させる。また、転写工程を終了した感光体は、残留トナー及び残留電荷の除去を受け、帯電、露光、露光及び転写の各工程に再度供される。一方、転写工程を終了した転写材は、定着工程において加熱及び加圧され、トナー像が転写材の表面に堅牢に定着する。
【０００３】
このように、反転現像方式の電子写真法による画像形成では、感光体の表面を全面にわたって均一の電位に帯電させた後、感光体の表面における画像部分の電位を画像光の露光によって低下させ、トナーの帯電電位との電位差によって感光体の表面における画像部分にトナーを静電吸着させるようにしている。したがって、転写材上に十分な濃度の画像を形成するためには、トナーの帯電電位との電位差が所定の現像電位となるように、感光体の表面における露光後の電位である明電位が十分に低下することが必要である。
【０００４】
この感光体の明電位は、図２３に示すように、露光後の経過時間に依存するが、画像形成装置の小型化の要請に応じて露光位置から現像位置までの距離が短縮される傾向にあり、また、画像形成処理の短時間化の要請に応じて感光体の回転速度が高速化される傾向にあるため、露光工程から現像工程までの時間が不十分になり易く、感光体の明電位を十分に低下させることができなくなり、現像電位の減少による画像濃度の低下を招く。このため、画像濃度の低下による画像形成状態の劣化を防止するためには帯電器の駆動電圧、露光強度及び現像バイアス電圧等の画像形成条件を感光体の光応答性を考慮して的確に設定する必要がある。
【０００５】
また、一般的に低温下では感光体の感光層におけるキャリアの移動速度が遅くなるため、感光体の光応答性は温度にも依存する。このため、従来の画像形成装置では、感光体近傍に温度センサを設置し、温度センサの検出温度に基づいて画像形成条件を補正している。
【０００６】
ところが、図２４及び図２５に示すように、例えば、露光から８０ｍｓｅｃ経過した時の感光体の明電位を温度及び湿度を変化させて測定すると、感光体の光特性は、温度だけでなく湿度にも依存することが判る。また、現像特性も環境変化による影響を受け易く、低温低湿下では画像濃度や線幅の低下を生じる。
【０００７】
一方、電子写真方式の画像形成装置内には、高温に加熱される定着器を備え低ため、感光体の表面温度が上昇するが、絶対湿度は殆ど変化しない。このため、感光体近傍に設置した温度センサの検出結果のみに基づいて画像形成条件を補正しても、湿度依存分の補正を行うことができず、依然として画像濃度が低下するなどの画質の劣化を生じる。
【０００８】
即ち、図２６に示すように、露光から８０ｍｓｅｃ経過した時の感光体の明電位を絶対温度を変化させて測定すると、感光体の光特性は絶対湿度に依存することが判る。そこで、温度と湿度の両方の検出結果から絶対湿度を算出し、その算出値に応じて画像形成条件を補正することにより、外部環境が変化しても一定の画像濃度が得られるように画像形成条件の制御を行うことができる。
【０００９】
例えば、特開平５−１９７２６２号公報に開示された構成では、感光体近傍の絶対湿度を検出し、その検出湿度に応じてレーザ強度を変化させて画像濃度の階調性を一定に制御するようにされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湿度センサは高価である上に劣化し易くコストの上昇を招く問題がある。また、複写機等の画像形成装置に搭載する際には配線状態を考慮しつつトナーやガスによる汚染の少ない場所を選択して配置しなければならず、湿度センサの配置スペースを確保するために装置の大型化を招く問題がある。
【００１１】
この発明は、主に低温側で明電位の上昇が顕著であることに鑑みてなされたものであり、温度センサのみの簡易な構成で感光体の光応答性の絶対湿度に対する依存性をも考慮して画像形成条件を補正することにより、装置の大型化やコストの著しい上昇を招くことなく画像形成状態を常に適正に維持することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
(1) 画像形成処理時に帯電、露光及び現像の各工程を経て感光体の表面にトナー像を形成し、転写工程により感光体の表面に形成されたトナー像を転写した転写材を定着部で加熱及び加圧してトナー像を転写材上に定着させる電子写真方式の画像形成装置において、
感光体近傍に配置されて感光体温度を検出する感光体温度検出手段と、
画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態である場合には感光体温度検出手段が検出した感光体温度である環境温度に基づいて画像形成条件を補正し、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態である場合には感光体温度検出手段が検出した感光体温度が予め設定された上限温度以上であるか否かに応じて画像形成条件の補正データをリセットするか又は前回の補正データで画像形成条件を補正する制御手段と、
を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、画像形成処理による温度上昇の影響が少ない状態での感光体近傍の温度である環境温度に基づいて画像形成条件が補正される。したがって、感光体の光応答性に対する画像形成処理時の温度上昇による湿度変化の影響の少ない状態で画像形成条件が適正に補正され、画像濃度が良好に維持される。
【００１５】
(2) 前記制御手段は、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態である場合に、感光体温度検出手段が検出した感光体温度が予め設定された上限温度以上であるか否かを判別し、前記感光体温度が予め設定された上限温度以上である時には画像形成条件の補正データをリセットし、前記感光体温度が予め設定された上限温度未満である時には前記感光体温度が予め設定された基準温度である状態が一定時間以上連続しているか否かに応じて画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態での前記感光体温度である飽和温度に基づいて画像形成条件を補正するか又は前回の補正データで画像形成条件を補正することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態での感光体近傍の温度である環境温度、又は、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態での感光体近傍の温度である飽和温度に基づいて画像形成条件が補正される。したがって、画像形成条件を補正すべきタイミングにおいて画像形成処理による温度上昇の影響が大きく、環境温度に基づく画像形成条件の補正が実行できない場合には、飽和温度に基づいて画像形成条件が確実に補正される。
【００１７】
(3) 定着部近傍に配置されて定着部温度を検出する定着部温度検出手段を備え、前記制御手段は定着部温度検出手段が検出した定着部温度に基づいて感光体温度検出手段が検出した感光体温度を参照して環境温度を測定することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、画像形成処理時に高温状態にされる定着部の温度に基づいて環境温度が測定される。したがって、画像形成処理による感光体近傍の温度上昇の原因となる定着部の温度状態から、画像形成処理による温度上昇の影響度合いを判断した結果に基づいて、画像形成条件の補正に用いる環境温度が正確に測定される。
【００１９】
(4) 前記制御手段は、定着部温度検出手段が検出した定着部温度と感光体温度検出手段が検出した感光体温度との差から画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態であるか否かを判断して環境温度を測定することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、画像形成処理時に高温状態にされる定着部の温度と感光体近傍の温度との差に応じて、環境温度を測定すべきか否かが判断される。したがって、定着部の温度状態に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態における環境温度が正確に測定される。
【００２１】
(5) 前記制御手段は、画像形成処理の休止時間を計測し、計測した休止時間に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態であるか否かを判断して環境温度を測定することを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、画像形成処理の休止時間に応じて、環境温度を測定すべきか否かが判断される。したがって、画像形成処理時に高温状態にされた定着部による影響が少なくなるまでに十分な時間にわたって画像形成処理が継続して休止されたか否かに応じて、定着部の温度状態に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態における環境温度が正確に測定される。
【００２３】
(6) 前記制御手段は、感光体の累積した使用頻度に基づいて画像形成条件を補正することを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、感光体の累積した使用頻度を考慮して画像形成条件の補正値が決定される。したがって、画像形成状態に影響を与える感光体の劣化状況を反映した状態で画像形成条件がより適正に補正される。
【００２５】
(7) 前記制御手段は、現像剤の累積した使用頻度に基づいて画像形成条件を補正することを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、現像剤の累積した使用頻度を考慮して画像形成条件の補正値が決定される。したがって、画像形成状態に影響を与える現像剤の劣化状況を反映した状態で画像形成条件がより適正に補正される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。画像形成装置１０は、円筒形の感光体ドラム１を図中矢印で示す方向に回転自在に支持し、この感光体ドラム１の周囲に帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写器５、クリーナ６及び除電器７を感光体ドラム１の回転方向に沿ってこの順に配置して画像形成部を構成している。
【００２８】
この構成において、感光体１の表面には、帯電工程において主帯電器２によって負極性の電荷が付与され、露光工程において露光ユニット３によって画像光の露光を受けて静電潜像が形成され、現像工程において感光体ドラム１の表面の静電潜像が現像ユニット４から供給される負極性に帯電したトナーによってトナー像に顕像化される。感光体ドラム１と転写器５との間には、感光体ドラム１の回転に同期して図示しない給紙部から転写材である用紙Ｐが搬送されており、転写工程において転写帯電器５によって用紙Ｐの裏面にトナーの帯電極性と逆極性の電荷が付与される。この静電気力によって感光体ドラム１の表面に担持されていたトナー像が用紙Ｐの表面に移動する。
【００２９】
この後、感光体１の表面は、クリーナ６により残留したトナーの除去、及び、除電器７による残留電荷の除去を受け、帯電、露光、現像及び転写の各工程が繰り返えし行われる。一方、転写工程を終了した用紙Ｐは、定着工程において、用紙Ｐの搬送方向における画像形成部の下流側に配置された定着装置８によって加熱及び加圧される。これによって、トナー像は一旦溶融した後に用紙Ｐの表面に堅牢に定着する。
【００３０】
上記の構成において、現像ユニット４の底面に対向する位置には、感光体ドラム１の近傍の温度である感光体温度ＴＳ１を検出するこの発明の感光体温度検出手段である温度センサＳ１が配置されており、定着装置８の近傍には定着装置８の近傍の温度である定着部温度ＴＳ２を検出するこの発明の定着部温度検出手段である温度センサＳ２が配置されている。
【００３１】
図２は、上記画像形成装置における制御部の要部の構成を示すブロック図である。画像形成装置１０の制御部２０は、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備えたＣＰＵ２１に、帯電器用電源回路２４、現像ユニット用電源回路２５、温度センサＳ１及び温度センサＳ２を接続して構成されている。帯電器用電源回路２４は、帯電器２に対して所定の帯電電圧を印加する。現像ユニット用電源回路２５は、現像ユニット４内に軸支されている現像ローラ４ａに対して現像バイアス電圧を印加する。
【００３２】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め格納されているプログラムにしたがって、温度センサＳ１及びＳ２の検出温度に基づいて、画像濃度等の画像形成状態に影響を与える画像形成条件である帯電電圧値及び現像バイアス電圧値を補正し、補正後の電圧値を含む制御データを帯電器用電源回路２４及び現像ユニット用電源回路２５に出力する。この間にＣＰＵ２１に入出力されるデータは、ＲＡＭ２３の各メモリエリアに記憶される。帯電器用電源回路２４及び現像ユニット用電源回路２５は、ＣＰＵ２１から出力された制御データに応じた電圧を帯電器２及び現像ローラ４ａに印加する。
【００３３】
なお、ＣＰＵ２１には、図示しない操作部、駆動部及び検出部が接続されており、操作部における操作データや検出部における検出データに基づいて駆動部を介して画像形成処理の制御を行う。
【００３４】
図３は、空気の温度と飽和水蒸気量との関係を示す図である。また、図４及び５は、日本の特定の地域における空気調節装置が稼働する前の月毎の温湿度及び絶対湿度Ｄ（ｇ／ｍ3 ）である。これらから、絶対湿度が略温度に依存していることが判る。さらに、図６は室温データに基づく絶対湿度に対する温度の関係を示す図であり、図７は室温データに基づく温度に対する感光体明電位の関係を示す図である。これらより、温度が２０°Ｃ以下において感光体の明電位が上昇することが明らかである。また、装置が発熱しない状態である放置後の朝の環境温度を検出することによって低温度側における大凡の絶対湿度を予測することができ、環境温度の検出結果に応じて帯電量、露光量又は現像電位のいずれかを含む画像形成条件を補正することで感光体明電位を安定させて画像濃度を一定に保つことができる。
【００３５】
以下に、画像形成装置１０において、環境温度の検出結果に応じて画像形成条件を補正することにより、感光体明電位の安定化して画像形成状態を良好に維持するための制御について説明する。
【００３６】
図８は、上記画像形成装置の制御部における帯電電圧値及び現像バイアス電圧値の補正制御時の処理手順を示すフローチャートである。図８（Ａ）に示すように、ＣＰＵ２１は、画像形成処理の待機中における所定のタイミングにおいて、現在の各入力機器の状態が画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態での温度である環境温度ＴＥ１を検出する条件に該当しているか否かの判別を行い（１０１）、各入出力機器の状態が環境温度を検出する条件に該当している場合には、環境温度ＴＥ１を検出し（１０２）、検出した環境温度ＴＥ１に基づいて算出した補正量による画像形成条件の補正を行う（１０３）。
【００３７】
現在の各入出力機器の状態が環境温度ＴＥ１を検出する条件に該当していない場合には、ＣＰＵ２１は、感光体温度ＴＳ１が予め定められた上限温度以上であるか否かの判別を行い（１０４）、感光体温度ＴＳ１が上限温度以上である場合には補正量をリセットし（１０５）、感光体温度ＴＳ１が上限温度未満である場合には前回の補正量を維持する（１０６）。
【００３８】
ＣＰＵ２１は、画像形成処理の待機中において、上記１０１〜１０６の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
このようにして、画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態で感光体ドラム１の近傍における環境温度に基づいて画像形成条件を補正することにより、画像濃度に対する絶対湿度の影響をできるだけ小さくすることができ、画像形成条件を適正に補正することができる。
【００４０】
なお、図８（Ｂ）に示すように、１０４において感光体温度ＴＳ１が上限温度未満である場合に、ＣＰＵ２１が、所定時間ｔａ以上連続して感光体温度ＴＳ１が３０°Ｃ以下であるか否かに応じて、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態での温度である飽和温度ＴＨ２の測定結果に基づいて算出した補正量による画像形成条件の補正を行うか、又は、前回の補正量を維持する処理（１１１〜１１４）を行うようにすることもできる。
【００４１】
図９及び１０は、上記画像形成装置の制御部における環境温度の測定処理の第１及び第２の例における処理手順を示すフローチャートである。図９に示す第１の例では、温度センサＳ２が検出した定着部温度ＴＳ２を環境温度ＴＥ１として用いる。即ち、ＣＰＵ２１は、電源投入時又は画像形成処理の待機中の所定のタイミングにおいて、定着装置８に設けられた温度センサＳ２が検出した定着部温度ＴＳ２を読み取り（２０１）、読み取った定着部温度ＴＳ２を定着装置８が低温状態であるか否かの判断の基準値として予め設定された例えば５０°Ｃと比較する（２０２）。
【００４２】
この比較において、定着部温度ＴＳ２が５０°Ｃ未満である場合には、ＣＰＵ２１は、感光体ドラム１の近傍の温度が定着装置８によって上昇していない状態であると判断し、定着部温度ＴＳ２を環境温度ＴＥ１として設定する（２０３）。ＣＰＵ２１は、設定された環境温度ＴＥ１に基づいて画像形成条件の補正量を算出し、この補正量に基づいて画像形成条件の補正を行う（２０４）。定着部温度ＴＳ２が５０°Ｃ以上である場合、又は、所定のタイミングでない場合には、ＣＰＵ２１は、温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１を読み取り（２０５）、感光体温度ＴＳ１が３０°Ｃ以上であるか否かに応じて、補正量をリセットするか又は前回の補正量を維持する（２０６〜２０８）。
【００４３】
図１０に示す第２の例では、温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１と温度センサＳ２が検出した定着部温度ＴＳ２との温度差に応じて選択的に定着部温度ＴＳ２を環境温度ＴＥ１として用いる。即ち、ＣＰＵ２１は、電源投入時又は画像形成処理の待機中の所定のタイミングにおいて、感光体ドラム１の近傍に設けられた温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１、及び、定着装置８に設けられた温度センサＳ２が検出した定着部温度ＴＳ２を読み取って両者の温度差ＴＳＤを算出し（３０２）、この算出結果を予め設定された閾値温度ＴＨ３と比較する（３０３）。
【００４４】
この比較において、温度差ＴＳＤが閾値温度ＴＨ３未満である場合には、ＣＰＵ２１は、感光体ドラム１の近傍の温度が定着装置８によって上昇していないと判断し、感光体温度ＴＳ１を環境温度ＴＥ１として設定する（３０４）。ＣＰＵ２１は、設定された環境温度ＴＥ１に基づいて画像形成条件の補正量を算出し、この補正量に基づいて画像形成条件の補正を行う（３０５）。温度差ＴＳＤが閾値温度ＴＨ３以上である場合、又は、所定のタイミングでない場合には、ＣＰＵ２１は、温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１が３０°Ｃ以上であるか否かに応じて、補正量をリセットするか又は前回の補正量を維持する（３０６〜３０８）。
【００４５】
なお、電源が切断されている状態、又は、自動電源切断機能が動作している状態の継続時間である連続休止時間ｔｂを計時し、連続休止時間ｔｂが画像形成動作時に定着装置８によって上昇した温度が十分に低下するまでに要する温度低下時間ｔｈ１以上である場合に、温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１を環境温度ＴＥ１とすることもできる。
【００４６】
以上のようにして、定着装置８による温度上昇の影響の少ない状態における環境温度ＴＥ１を検出することにより、感光体ドラム１の近傍の絶対湿度を予測することができ、環境温度ＴＥ１に応じて、例えば、帯電器２に印加する帯電電圧又は現像ローラ４ａに印加する現像バイアス電圧等の画像形成条件を補正することにより、感光体ドラム１の明電位を適正な状態に維持することができ、画像濃度の低下を防止して画像形成状態を良好にすることができる。
【００４７】
次に、検出温度の更新及びリセット方法について説明する。画像形成装置１０は、電源を入れたレディ状態、即ち、定着装置８が加熱されている状態で長時間使用される場合があり、このような場合には、画像形成装置１０の設置環境が変化しても画像形成条件の補正のための環境温度の検出結果が更新されない可能性がある。そこで、先ず、図７に示す関係から、装置内の温度上昇を生じていない画像形成装置１０が設置された環境温度で補正が必要となる温度は１５°Ｃであると設定する。図１１は、動作開始前の環境温度が１５°Ｃ及び２５°Ｃの状態から、画像形成装置１０の動作を開始した場合の温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１の変化を示しており、それぞれ略２８°Ｃ及び３８°Ｃで飽和している。これは、レディ状態で放置した場合を含め、画像形成装置１０を１５°Ｃ及び２５°Ｃの環境温度下で動作させた場合の最高温度である。また、図１２は、画像形成装置が設置された場所の外気温度とその温度での感光体近傍に設置された温度センサの最高検出温度（飽和温度）との関係を示している。
【００４８】
これらの関係から、低温度側の補正が入った状態で画像形成装置１０の環境温度が変化した場合を考慮し、温度センサＳ１による感光体温度ＴＳ１の検出値が３０度Ｃを超えた場合には補正をする必要かないと判断して補正をリセットする。また、逆に、高温度側を検出して補正がされない状態で画像形成装置１０の環境温度の更新が行われず環境が低温度側に変化することも考えられるため、温度センサＳ１の検出結果が３０度Ｃ以下を連続して検出した場合、又は、飽和温度が３０°Ｃ以下である場合には、画像形成装置１０の設置環境が変化したと判断して、図８（Ｂ）の制御によって温度センサＳ１の検出結果に基づいて環境温度を予想して画像形成条件を補正する。
【００４９】
以下に、画像形成条件の補正制御の詳細について説明する。
【００５０】
まず、画像形成装置１０が設置された場所の環境温度に基づいて画像形成条件を補正する場合の制御について説明する。上述した方法によって検出した画像形成装置１０の設置場所の環境温度が２５°Ｃ、相対湿度が５０％であった場合、この環境下で感光体ドラム１が略−６５０Ｖに一様に帯電され、露光手段によって露光された部分が現像ユニット４に８０ｓｅｃ後に到達したときの感光体ドラム１の明電位は図２４に示すように−１００Ｖとなる。この感光体ドラム１の明電位と画像濃度とは、例えば図１３に示す関係にあり、明電位が−１００Ｖのときの画像濃度は略１．４となる。
【００５１】
これに対して、画像形成装置１０の設置場所の環境温度が５°Ｃ、相対湿度が５０％であった場合、この環境下で感光体ドラム１が略−６５０Ｖに一様に帯電され、露光手段によって露光された部分が現像ユニット４に８０ｓｅｃ後に到達したときの感光体ドラム１の明電位は図２４に示すように−２００Ｖとなり、図１３に示す関係からこのときの画像濃度は略１．２となる。
【００５２】
このように、低温、低湿下では、感光体ドラム１の明電位が上昇して画像濃度が低下する。これは、感光体明電位の上昇によって現像バイアス電圧から感光体明電位を差し引いた現像電位が減少するためである。
【００５３】
そこで、低温、低湿下での画像濃度を１．２から１．４に戻すために、画像形成条件の補正処理として、以下に現像電圧の絶対値を上昇させる場合について説明する。現像電圧から感光体明電位を差し引いた現像電位と画像濃度とは図１４に示す関係にあり、感光体明電位が−１００Ｖから−２００Ｖに変化した場合、その変化分１００Ｖを現像電位の絶対値に足すことで現像電位を等しくすることができる。例えば、補正前の現像電圧が−５００Ｖである場合には、−６００Ｖに補正することによって画像濃度を一定に保つことができる。
【００５４】
但し、現像剤を含めた現像ユニット４においては環境変化にともなって現像特性が変化する場合があり、環境温度に基づく画像形成条件の補正時には現像特性の変化を考慮する必要がある。また、現像電圧のみを変更した場合には、現像電圧と感光体ドラム１の暗部の電位との差である所謂カブリ防止電位が小さくなり、画像にカブリを生じる可能性がある。そこで、帯電器２のグリッド電圧を補正して感光体ドラム１の暗部の電位（感光体暗電位）を現像電位の増加量と同量だけ増加させることにより、カブリ防止電位を一定にすることが考えられる。
【００５５】
また、感光体ドラム１は、環境変化に伴って帯電特性が変化する場合があるとともに、使用頻度に応じて感光層の層厚が減少する所謂膜減りを生じる。このため、環境温度の変化に応じた帯電電圧の補正値を、環境変化にともなう感光体ドラム１の帯電特性の変化、及び、感光体ドラム１の累積回転時間、累積回転数又は累積画像形成枚数等の使用頻度に基づいて修正するようにしてもよい。
【００５６】
このような画像濃度を一定に維持するための現像電圧及び帯電電圧の補正制御は、制御部２０内のＲＯＭ２２等の記憶部に予め格納された、例えば、図１５に示す環境温度と現像電圧補正値及び帯電グリッド電圧補正値との関係を記憶する補正テーブルを参照して行うことができる。また、現像剤の劣化による画像濃度の変化を補う場合には、例えば図１６に示すように現像剤の劣化状態毎の複数の補正テーブルを予め格納しておくこともできる。
【００５７】
つぎに、画像濃度を一定に保つために、画像光の露光量を補正する方法について説明する。図１７は、露光ユニット３における半導体レーザのレーザパワーと感光体ドラム１の明電位との関係を示す図である。同図に示すように、レーザパワーを増加させることによって感光体ドラム１の明電位の絶対値が低下する。したがって、環境温度の変化による感光体ドラム１の明電位の上昇に応じて、レーザパワーを増加することにより、現像電位を一定に維持することができる。このような画像濃度を一定に維持するためのレーザパワーの補正制御は、制御部２０のＲＯＭ２２等の記憶手段に予め格納された、例えば図１８に示す環境温度とレーザパワーとの関係を記憶した補正テーブルを参照して行うことができる。
【００５８】
また、１ドット当りのレーザ照射時間と感光体ドラム１の明電位との間には、図１９に示す関係がある。同図に明らかなように、１ドット当りのレーザ照射時間が増加するにしたがって感光体の面電位の絶対値が低下する。したがって、環境温度の変化による感光体ドラム１の明電位の変動を１ドット当りのレーザ照射時間によって補正することにより、画像濃度を一定に維持することができる。このような画像濃度を一定に維持するための１ドット当りのレーザ照射時間の補正制御は、制御部２０のＲＯＭ２２等の記憶手段に予め格納された、例えば図２０に示す環境温度と１ドット当りのレーザ照射時間との関係を記憶した補正テーブルを参照して行うことができる。
【００５９】
なお、感光体ドラム１の明電位は、使用頻度に応じた感光体ドラム１の膜減りや光疲労によって、図２１に示すように変化する。したがって、画像濃度を一定に維持するための１ドット当りのレーザ照射時間の補正制御に際して、感光体ドラム１の使用頻度を考慮する場合には、例えば、図２２に示すように、感光体ドラム１の累積回転時間毎に複数種の補正データを記憶した補正テーブルを用いることができる。この場合に、感光体ドラム１の累積回転時間に代えて、感光体ドラム１の累積回転数又は画像形成枚数を用いることもできる。
【００６０】
なお、上記の例では、いずれの場合にも補正テーブルを参照して画像形成条件の補正値を決定することとしたが、これに代えて、予め記憶された計算式によって画像形成条件の補正値を算出するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６２】
(1) 画像形成処理による温度上昇の影響が少ない状態での感光体近傍の温度である環境温度に基づいて画像形成条件を補正することにより、湿度を測定することなく、感光体の光応答性に対する画像形成処理時の温度上昇による湿度変化の影響の少ない状態で画像形成条件を適正に補正することができ、画像濃度を良好に維持して画像形成状態の劣化を確実に防止することができる。また、湿度を測定する必要がないことから、高価な湿度センサを設ける必要がなく、コストの著しい上昇を生じることがない。
【００６３】
(2) 画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態での感光体近傍の温度である環境温度、又は、画像形成処理による温度上昇の影響の大きい状態での感光体近傍の温度である飽和温度に基づいて画像形成条件を補正することにより、画像形成条件を補正すべきタイミングにおいて画像形成処理による温度上昇の影響が大きく、環境温度に基づいて画像形成条件を補正できない場合でも、飽和温度に基づいて画像形成条件を確実に補正することができる。
【００６４】
(3) 画像形成処理時に高温状態にされる定着部の温度に基づいて環境温度を測定することにより、画像形成処理による感光体近傍の温度上昇の原因となる定着部の温度状態から、画像形成処理による温度上昇の影響度合いを判断した結果に基づいて、画像形成条件の補正に用いる環境温度を正確に測定することができ、環境温度に基づいて画像形成条件を適正に補正することができる。
【００６５】
(4) 画像形成処理時に高温状態にされる定着部の温度と感光体近傍の温度との差に応じて、環境温度を測定すべきか否かを判断することにより、定着部の温度状態に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態における環境温度を正確に測定することができ、環境温度に基づいて画像形成条件を適正に補正することができる。
【００６６】
(5) 画像形成処理の休止時間に応じて、環境温度を測定すべきか否かを判断することにより、画像形成処理時に高温状態にされた定着部による影響が少なくなるまでに十分な時間にわたって画像形成処理が継続して休止されたか否かに応じて、定着部の温度状態に基づいて画像形成処理による温度上昇の影響の少ない状態における環境温度を正確に測定することができ、環境温度に基づいて画像形成条件を適正に補正することができる。
【００６７】
(6) 感光体の累積した使用頻度を考慮して画像形成条件の補正値を決定することにより、画像形成状態に影響を与える感光体の劣化状況を反映した状態で画像形成条件をより適正に補正することができる。
【００６８】
(7) 現像剤の累積した使用頻度を考慮して画像形成条件の補正値を決定することにより、画像形成状態に影響を与える現像剤の劣化状況を反映した状態で画像形成条件をより適正に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【図２】上記画像形成装置における制御部の要部の構成を示すブロック図である。
【図３】空気の温度と飽和水蒸気量との関係を示す図である。
【図４】日本の特定の地域における空気調節装置が稼働する前の月毎の温湿度を示す図である。
【図５】日本の特定の地域における空気調節装置が稼働する前の月毎の絶対湿度を示す図である。
【図６】室温データに基づく絶対湿度に対する温度の関係を示す図である。
【図７】室温データに基づく温度に対する感光体明電位の関係を示す図である。
【図８】上記画像形成装置の制御部における帯電電圧値及び現像バイアス電圧値の補正制御時の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】上記画像形成装置の制御部における環境温度の測定処理の第１の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】上記画像形成装置の制御部における環境温度の測定処理の第２の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】動作開始前の環境温度が１５°Ｃ及び２５°Ｃの状態から、画像形成装置１０の動作を開始した場合の温度センサＳ１が検出した感光体温度ＴＳ１の変化を示す図である。
【図１２】画像形成装置が設置された場所の外気温度とその温度での感光体近傍に設置された温度センサの最高検出温度（飽和温度）との関係を示すずである。
【図１３】感光体ドラムの明電位と画像濃度との関係を示す図である。
【図１４】現像電位と画像濃度との関係を示す図である。
【図１５】環境温度と現像電圧補正値及び帯電グリッド電圧の補正データとの関係を記憶する補正テーブルを示す図である。
【図１６】現像剤の劣化状態毎の複数の補正データを記憶した補正テーブルを示す図である。
【図１７】露光ユニット３における半導体レーザのレーザパワーと感光体ドラム１の明電位との関係を示す図である。
【図１８】環境温度とレーザパワーの補正データとの関係を記憶した補正テーブルを示す図である。
【図１９】１ドット当りのレーザ照射時間と感光体ドラムの明電位との関係を示す図である。
【図２０】環境温度と１ドット当りのレーザ照射時間の補正データとの関係を記憶した補正テーブルを示す図である。
【図２１】感光体ドラムの明電位の使用頻度に応じた変化を示す図である。
【図２２】感光体ドラムの累積回転時間毎に複数種の補正データを記憶した補正テーブルを示す図である。
【図２３】感光体の明電位と露光からの経過時間との関係を示す図である。
【図２４】感光体の明電位と感光体近傍の温度との関係を示す図である。
【図２５】感光体の明電位と感光体近傍の湿度との関係を示す図である。
【図２６】感光体の明電位と感光体近傍における絶対湿度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ー感光体ドラム
２−帯電器
３−露光ユニット
４−現像ユニット                                                    ５−転写器
６−クリーナ
７−除電器
８−定着ユニット
１０−画像形成装置
２０−制御部（制御手段）
Ｓ１−温度センサ
Ｓ２−温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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