JP2007025413A

JP2007025413A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007025413A
Application number: JP2005209428A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sasai; 隆博笹井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】トナーを格納したトナーホッパーが交換されたか或いは現像器自体が交換された可能性があると判断した場合に、現像剤を所定時間攪拌しながらそのトナー濃度または現像器内におけるトナーの有無を検出する一方、これに並行して定着器のウォーミングアップを行う画像形成装置において、定着器での無駄な電力消費を低減する手段を提供する。
【解決手段】本画像形成装置１は、２成分現像剤Ｇのトナー濃度が所定の目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻、又は現像器９が交換されたか否かの検知が完了する時刻に、定着器１３の温度が定着目標温度に最初に到達するように、ヒータ３２への電力供給がアジテータ２０の駆動開始より遅延して開始されるものである。
【選択図】図２

Description

感光ドラム上に形成された静電潜像をトナー像化するための現像剤を収容し、該現像剤を攪拌するアジテータを備える現像器と、記録紙に転写されたトナー像をヒータで加熱定着させる定着器とを備え、現像器に補充するためのトナーを格納したトナーホッパーが交換されたか或いは現像器自体が交換された可能性があると判断した場合に、アジテータで現像剤を所定時間攪拌しながら現像剤のトナー濃度または現像器内のトナー残量を検出する一方、これに並行して定着器のウォーミングアップを行う画像形成装置に関する。

多くのコピー機やファクシミリ機等は、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に画像を形成する画像形成装置として機能する。図６は、従来の画像形成装置の一例を示す模式図である。この画像形成装置７０では、ユーザから印字命令が出されると、表面に感光層が形成されてなる感光ドラム７１が帯電器７２により帯電され、記録すべき画像データに応じた光が露光器７３から照射されることで感光ドラム７１上に静電潜像が形成され、該静電潜像に対して現像器７４からトナーが供給されることでトナー像が形成される。一方、このようなプリント動作の開始に伴い、給紙カセット７５にセットされた記録紙Ｐが、ピックアップローラ７６によって搬送路７７に順次繰り込まれる。そして、感光ドラム７１と転写ローラ７８が圧接されてなる転写ニップ位置７９を記録紙Ｐが通過する際に、感光ドラム７１上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。その後、記録紙Ｐは、搬送路７７を更に下流側へ搬送され、定着器８０によって加熱・加圧されることで記録紙Ｐ上のトナー像が定着された後、搬送路７７の最下流部に設けられた排紙ローラ８１によって排紙トレイ８２へと排出されるものとなっている。一方、トナー像転写後の感光ドラム７１は、その表面が除電ランプ８３によって除電された後、再び帯電器７２によってその表面が帯電されるものとなっている。

現像器７４は、図６に示すように、トナーとキャリアからなる２成分現像剤Ｇを収容してなるケーシング８４の内部に、感光ドラム７１に現像剤を供給する現像ローラ８５と、２成分現像剤Ｇを攪拌しながら現像ローラ８５側へ搬送する一対のアジテータ８６とが設けられる一方、ケーシング８４の外部に、トナーＴを格納したトナーホッパー８７が着脱可能に設けられたものである。ここで、アジテータ８６は、モータによって回転駆動され、該モータの動作が図示しない制御部によって制御されている。また、定着器８０は、図６に示すように、ヒータ８８を内蔵したヒートローラ８９と、該ヒートローラ８９に圧接されたプレスローラ９０と、ヒートローラ８９の表面温度を検知するための温度センサ９１とを備えてなるものである。ここで、温度センサ９１による検知結果は前記制御部に入力され、これに基づいて制御部がヒータ８８に対する電力供給の開始／停止を切り替えることにより、ヒートローラ８９の温度制御を行うものとなっている。

このように構成される画像形成装置７０は、使用に連れ２成分現像剤Ｇのトナー濃度が低下して画像品質が劣化することを防止するため、２成分現像剤Ｇのトナー濃度を常時検出し、トナー濃度の低下を検知するとトナーホッパー８７から現像器７４にトナーＴを補充することにより、２成分現像剤Ｇのトナー濃度を一定に保つものとなっている。また、トナーホッパー８７内のトナーＴの量が少なくなるとユーザに対してトナー切れを報知し、これを受けたユーザがトナーホッパー８７を取り外してトナーＴの充填されたトナーホッパー８７と交換することにより、トナー切れを解消することが可能となっている。ここで、前記制御部は、トナーホッパー８７が交換された可能性があることを検知した場合、アジテータ８６で２成分現像剤Ｇを所定時間攪拌しながらそのトナー濃度を検出する。その結果、トナー濃度が所定の目標濃度値に達している場合はプリント動作の開始に備えて待機状態となり、トナー濃度が目標濃度値に満たない場合は目標濃度値になるまでトナーホッパー８７から現像器７４にトナーＴを補充するものとなっている。

図７は、トナーホッパー８７が交換された可能性があることを検知した場合の、その後の現像器７４と定着器８０の動作制御を示すタイムチャートである。図に示すように、前記制御部は、モータの動作を制御するモータ信号を時刻Ｔ０にＯＮしてアジテータ８６による現像剤の攪拌を開始し、図７に詳細は示さないが、これと同時に２成分現像剤Ｇのトナー濃度検出を開始する。一方、制御部は、このトナー濃度検出と並行して定着器８０のウォーミングアップを行うべく、時刻Ｔ０に同期して、ヒータ８８の動作を制御するヒータ信号をＯＮする。これにより、定着器温度すなわちヒートローラ８９の表面温度が時刻Ｔ０から所定の温度勾配で上昇を開始する。そして、時刻Ｔ１に定着器温度が所定の定着目標温度に到達した後、制御部は、ヒータ信号のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、定着器温度を定着目標温度で維持する。その後、制御部は、時刻Ｔ２にトナー濃度の検出が完了した結果、トナー濃度が目標濃度値である場合は、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ８６による攪拌を停止する。一方、トナー濃度値が目標濃度値に達していない場合、制御部は、トナーホッパー８７から現像器７４にトナーＴの補充を開始する一方、引き続きアジテータ８６で２成分現像剤Ｇを攪拌しながらトナー濃度検出を行う。そして、時刻Ｔ３にトナー濃度が目標濃度値に達したことを検知すると、制御部はモータ信号をＯＦＦしてアジテータ８６による攪拌を停止する。これにより、画像形成装置７０はプリント動作実行可能な状態となってユーザから印字命令が発せられるのを待機した状態となる。

また、感光ドラムの現像方式としては、２成分現像方式以外に、トナー同士の摩擦や電極等を利用してトナーを帯電させる１成分現像方式がある。この１成分現像方式を採用する画像形成装置では、図に詳細は示さないが、トナーを収容してなる現像器が装置本体に着脱可能に設けられ、使用に連れ現像器内のトナーが減少すると、ユーザに対してトナー切れが報知され、これを受けたユーザが現像器自体を取り外して交換することによりトナー切れを解消することが可能となっている。この画像形成装置では、制御部は、現像器が交換された可能性があることを検知すると、アジテータで１成分現像剤を所定時間攪拌しながら現像器内における１成分現像剤の有無を検出し、１成分現像剤を検知した場合は現像器が交換されたと判断してプリント動作の開始に備えて待機状態となり、１成分現像剤を検知しない場合は現像器が交換されていないと判断してユーザに対して継続してトナー切れを報知するものとなっている。

ところで、このように記録紙Ｐに転写されたトナー像をヒータ８８で加熱して定着させる画像形成装置７０では、省エネルギーの観点から、ヒータ８８での無駄な電力消費を低減することが重要な課題となる。例えば、画像形成装置の電源が投入されてからヒータが所定温度まで加熱されてプリント動作実行可能な状態になるまでの期間において、無駄な電力消費を低減する手段が従来提唱されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−２８０４４６号公報

しかし、従来の画像形成装置７０では、図７に示すように、ヒータ８８に電力供給を開始してから定着器温度が定着目標温度に到達するまでに要する時間ｔａが、２成分現像剤Ｇのトナー濃度が目標濃度値に達したことを検知するまでに最低限必要な時間ｔｂより短いにも拘わらず、アジテータ８６の攪拌開始時刻Ｔ０に同期してヒータ８８への電力供給を開始しているため、２成分現像剤Ｇのトナー濃度が目標濃度値に達したことを検知してプリント動作実行可能となる時刻Ｔ３より前の時刻Ｔ１に定着器温度が定着目標温度に到達する。従って、この時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間、ヒータ８８で無駄な電力が消費されるという問題がある。

また、１成分現像方式を採用する画像形成装置でも、ヒータに電力供給を開始してから定着器温度が定着目標温度に到達するまでに要する時間が、現像器内の１成分現像剤の有無を検出するのに要する時間より短いにも拘わらず、アジテータの攪拌開始時刻に同期してヒータへの電力供給を開始すると、１成分現像剤の有無の検知が完了してプリント動作実行可能となる時刻より前に定着器温度が定着目標温度に到達する。従って、定着器温度が定着目標温度に到達する時刻から１成分現像剤の有無の検知が完了する時刻までの間、ヒータで無駄な電力が消費されることとなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、現像器に補充するためのトナーを格納したトナーホッパーが交換されたか、或いは現像器自体が交換された可能性があることを検知した場合に、現像剤を所定時間攪拌しながら現像剤のトナー濃度または現像器内におけるトナーの有無を検出する一方、これに並行して定着器のウォーミングアップを行う画像形成装置において、定着器での無駄な電力消費を低減する手段を提供する。

上記目的を達成するための請求項１記載の画像形成装置は、トナーを包含してなる現像剤を収容するとともに該現像剤を攪拌するためのアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像器が、外部から新たなトナーを補充可能に又は装置本体に着脱可能に設けられる一方、記録紙に転写された前記トナー像をヒータで加熱して定着させる定着器が設けられ、前記現像器に新たなトナーが補充されたか又は前記現像器が他の現像器に交換された可能性があると判断した場合に、前記アジテータで現像剤を所定時間攪拌しながらそのトナー濃度を検出する一方、前記ヒータへの電力供給を開始して前記定着器の温度が所定の定着目標温度に到達した後、前記ヒータへの電力供給の停止又は開始を繰り返すことにより前記定着器の温度を定着目標温度で維持する画像形成装置において、現像剤のトナー濃度が所定の目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻に、前記定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するように、前記ヒータへの電力供給が前記アジテータの駆動開始より遅延して開始されるものである。

請求項２記載の画像形成装置は、トナーを収容するとともに該トナーを攪拌するためのアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像器が、装置本体に着脱可能に設けられる一方、記録紙に転写された前記トナー像をヒータで加熱して定着させる定着器が設けられ、前記現像器が他の現像器に交換された可能性があると判断した場合に、前記アジテータを所定時間駆動しながら前記現像器内におけるトナーの有無を検出することで前記現像器が交換されたか否かを検知する一方、前記ヒータへの電力供給を開始して前記定着器の温度が所定の定着目標温度に到達した後、前記ヒータへの電力供給の停止又は開始を繰り返すことにより前記定着器の温度を定着目標温度で維持する画像形成装置において、前記現像器が交換されたか否かの検知が完了する時刻に、前記定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するように、前記ヒータへの電力供給が前記アジテータの駆動開始より遅延して開始されるものである。

本発明の請求項１に係る画像形成装置によれば、現像剤のトナー濃度が所定の目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻、又は現像器が交換されたか否かの検知が完了する時刻に、定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するので、その後プリント動作が開始されるまで定着器の温度を定着目標温度で維持する時間を短縮することができる分、ヒータでの電力消費を低減することができる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置によれば、現像器が交換されたか否かの検知が完了する時刻に、定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するので、その後プリント動作が開始されるまで定着器の温度を定着目標温度で維持する時間を短縮することができる分、ヒータでの電力消費を低減することができる。

以下、本発明の実施例に係る画像形成装置について図面に基づいて説明する。本画像形成装置は、原稿の複写機能、ファクシミリ通信機能、インターネットファクシミリ通信機能等を備えるコピー・ファクシミリ複合機であって、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に画像を形成するものである。もちろん、コピー・ファクシミリ複合機に限られず、例えば、複写機能のみを備えるコピー専用機や、ファクシミリ通信機能のみを備えるファクシミリ専用機として本画像形成装置を構成することも可能である。

図１及び図２は、本実施例に係る画像形成装置１の画像形成部を示す図であり、図１は概略縦断面図、図２は回路構成を示す模式図である。図１に示すように、本画像形成装置１は、記録紙Ｐを格納するための給紙カセット２と、該給紙カセット２内の記録紙Ｐを搬送路３に繰り出すピックアップローラ４と、該ピックアップローラ４の下流側に配置されたレジストローラ対５と、表面に感光層が形成されモータ（不図示）によって回転駆動される感光ドラム６と、該感光ドラム６の表面を帯電させる帯電器７と、感光ドラム６の表面に光を照射する露光器８と、感光ドラム６の表面にトナーを供給する現像器９と、感光ドラム６に圧接されて搬送路３を搬送される記録紙Ｐを感光ドラム６との間にニップする転写ローラ１０と、感光ドラム３の表面に光を照射して除電する除電ランプ１１と、感光ドラム６の表面からトナーや紙粉等の異物を除去する清掃器１２と、記録紙Ｐを加熱・加圧する定着器１３と、搬送路３の最下流部に配置され記録紙Ｐを排紙トレイ１４へ排出する排紙ローラ対１５と、を具備してなるものである。

このように構成される画像形成装置１では、ユーザから印字命令が出されると、感光ドラム６の表面が帯電器７によって一様に帯電され、記録すべき画像データに応じた光を露光器８から照射して感光ドラム６上の電荷を部分的に除去することで静電潜像を形成し、該静電潜像に現像器９からトナーを供給することでトナー像を形成する。一方、このようなプリント動作の開始に伴い、給紙カセット２に格納された記録紙Ｐがピックアップローラ４によって最上紙から１枚ずつ取り出されて搬送路３へ繰り込まれる。この記録紙Ｐは、静止状態にあるレジストローラ対５に突き当たって撓むことで搬送中に生じた斜行が是正されるとともに、レジストローラ対５が回転することで感光ドラム６での像形成にタイミングを合わせて転写ニップ位置１６に送り込まれる。この転写ニップ位置１６において、記録紙Ｐは転写ローラ１０によって感光ドラム６に圧接されるが、この際、転写ローラ１０に対して感光ドラム６上のトナー像とは逆極性の電圧を印加することにより、トナー像が記録紙Ｐに転写される。更に、記録紙Ｐは搬送路３を下流側へ搬送され、定着器１３によって加熱・加圧されることにより、記録紙Ｐ上のトナー像が定着する。その後、記録紙Ｐは排紙ローラ対１５によって排紙トレイ１４へと排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム６は、除電ランプ１１によってその表面が除電された後、表面に残留したトナーや紙粉等が清掃器１２によって除去される。そして、帯電器７によって再度その表面が帯電されるものとなっている。

前記現像器９は、感光ドラム６の回転方向に向かって露光器８の下流側に設けられ、感光ドラム６上に形成された静電潜像をいわゆる２成分現像方式でトナー像化するものである。この現像器９は、図２に示すように、非磁性トナーと磁性粒子であるキャリアとからなる２成分現像剤Ｇを収容するためのケーシング１７と、該ケーシング１７に形成された開口から一部を露出させるようにして設けられた現像ローラ１８と、該現像ローラ１８から所定の間隔をあけて設けられたブレード１９と、２成分現像剤Ｇを攪拌しながら現像ローラ１８側へ搬送する左右一対のアジテータ２０と、２成分現像剤Ｇのトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２１と、ケーシング１７の外部に着脱可能に設けられトナーＴを格納してなるトナーホッパー２２と、を具備してなるものである。このように構成される現像器９は、現像ローラ１８を感光ドラム６から若干離間させるようにして、画像形成装置１の装置本体の内部に着脱可能に設けられている。

現像ローラ１８は、ケーシング１７内の２成分現像剤Ｇを捕捉してそのうちトナーだけを感光ドラム６に供給することにより、感光ドラム６上に形成された静電潜像をトナー像化するものである。この現像ローラ１８は、図２に示すように、マグネットからなり固定配置されたマグローラ２３の周囲に金属製のスリーブ２４が回転自在に設けられたものであり、マグローラ２３の磁力によってスリーブ２４の周囲に２成分現像剤Ｇを吸着保持するものとなっている。より詳細に説明すると、マグローラ２３は、例えばその周方向にＮ極（Ｎ１），Ｓ極（Ｓ１），Ｓ極（Ｓ２），Ｎ極（Ｎ２），Ｓ極（Ｓ３）の順に５つの磁極が設けられており、同極同士であるＳ１とＳ２の接合部であって２成分現像剤Ｇに対する吸着力が作用しない部分がケーシング１７内に位置するように固定配置されている。この現像ローラ１８は、現像バイアス用電源２５に接続されており、この現像バイアス用電源２５の動作がプリンタコントローラ２６によって制御されている。

このように構成される現像ローラ１８では、スリーブ２４の表面に吸着保持された２成分現像剤Ｇが、スリーブ２４の回転によって感光ドラム６側へ搬送され、ブレード１９によって薄層化される。そして、現像ローラ１８に対して現像バイアスが印加されると、図に詳細は示さないが、現像ローラ１８に吸着保持された２成分現像剤Ｇは、現像ローラ１８と感光ドラム６の表面電位差によって、トナーを保持した状態のキャリアが現像ローラ１８上にキャリア穂を形成する。このキャリア穂が感光ドラム６に接触することによって、トナーのみが感光ドラム６に供給されるものとなっている。その後、感光ドラム６に供給されることなくスリーブ２４上に残留したトナーやキャリアは、スリーブ２４が回転してマグローラ２３におけるＳ１とＳ２の接合部を通過する時に、スリーブ２４表面から剥がれ落ちてケーシング１７内に回収されるものとなっている。

アジテータ２０は、ケーシング１７内の２成分現像剤Ｇを攪拌してトナー濃度を均一化させながら現像ローラ１８側へ搬送するものである。このアジテータ２０は、図２に示すように、前記モータ２７によって回転駆動される駆動軸２８の周囲に攪拌羽根２９が設けられてなるものであり、モータ２７のＯＮ／ＯＦＦがプリンタコントローラ２６によって制御されている。尚、本実施例では、感光ドラム６を駆動するモータ２７でアジテータ２０を駆動しているが、アジテータ２０を駆動するモータを、感光ドラム６を駆動するモータ２７と別個独立に設けることももちろん可能である。

トナー濃度センサ２１は、２成分現像剤Ｇのトナー濃度を検出するものであって、例えば磁気センサを用いることができる。このトナー濃度センサ２１の出力信号は、図２に示すように、トナーコントローラ３０に入力され、これに基づいてトナーコントローラ３０がトナーホッパー２２の動作を制御するものとなっている。また、トナーコントローラ３０は、プリンタコントローラ２６によってその動作が制御されている。このような構成により、２成分現像剤Ｇのトナー濃度をトナー濃度センサ２１で常時検出し、トナーＴの消費によるトナー濃度の低下をトナー濃度センサ２１が検出すると、トナーコントローラ３０が、トナーホッパー２２から現像器９にトナーＴを補充することにより、トナー濃度を一定に保つものとなっている。また、トナーホッパー２２内のトナーＴの量が少なくなるとユーザに対してトナー切れが報知され、これを受けたユーザが、図に詳細は示さないが、装置本体に開閉可能に設けられた開閉カバーを開き、トナーホッパー２２を取り外してトナーＴの充填されたトナーホッパー２２と交換することにより、トナー切れを解消することが可能となっている。ここで、図２に示すように、開閉カバーの近傍にはその開閉を検知するためのカバーセンサ３１が設けられ、該カバーセンサ３１の検知結果がプリンタコントローラ２６に入力されている。そして、カバーセンサ３１によって開閉カバーの閉止が検知されると、プリンタコントローラ２６は、トナーホッパー２２が交換された可能性があると判断して、アジテータ２０を駆動して２成分現像剤Ｇの攪拌を開始するとともに、トナーコントローラ３０を制御して２成分現像剤Ｇのトナー濃度検出を開始する。その結果、トナー濃度が所定の目標濃度値に達している場合は、プリント動作の開始に備えて待機状態となり、トナー濃度が目標濃度値に満たない場合は目標濃度値になるまでトナーホッパー２２から現像器９にトナーＴが補充される。これにより、トナーホッパー２２を交換した直後から良好な画像品質を実現することが可能となっている。

前記定着器１３は、図１に示すように、搬送路３に沿って感光ドラム６の下流側に設けられ、トナー像が転写された記録紙Ｐを加熱・加圧することにより、トナー像を定着化させるものである。この定着器１３は、図２に示すように、アルミ等からなりヒータ３２を内蔵したヒートローラ３３と、ゴム等からなりヒートローラ３３に圧接されたプレスローラ３４と、ヒートローラ３３の表面温度を検知するための温度センサ３５と、を備えてなるものである。ここで、図２に示すように、温度センサ３５による検知結果はプリンタコントローラ２６に入力され、これに基づいてプリンタコントローラ２６がヒータ３２のＯＮ／ＯＦＦ、すなわちヒータ３２に対する電力供給の開始／停止を切り替えることにより、ヒートローラ３３の温度制御を行うものとなっている。尚、ヒートローラ３３の表面温度は周囲の外気温に影響されやすいため、図に詳細は示さないが、温度センサ３５とは別個に、ヒートローラ３３周囲の外気温を測定する外気温センサを設けてその検出結果をプリンタコントローラ２６に入力することにより、温度センサ３５と外気温センサの検出結果に基づいてヒートローラ３３の温度制御を行うことも可能である。

以下、トナーホッパー２２が交換された可能性があると判断した場合の、その後の現像器９と定着器１３の制御について説明する。図３は、現像器９と定着器１３の動作制御を示すタイムチャートである。図に示すように、プリンタコントローラ２６は、前記開閉カバーが閉止されたことを検知すると、トナーホッパー２２が交換された可能性があると判断し、モータ２７の動作を制御するモータ信号を時刻Ｔ０にＯＮして、現像器９においてアジテータ２０による２成分現像剤Ｇの攪拌を開始すると同時に、図３に詳細は示さないが、トナーコントローラ３０を制御して２成分現像剤Ｇのトナー濃度検出を開始する。一方、プリンタコントローラ２６は、トナー濃度の検出と並行して定着器１３のウォーミングアップを行うべく、時刻Ｔ０から所定時間だけ遅延した時刻Ｔ１に、ヒータ３２の動作を制御するヒータ信号をＯＮする、すなわちヒータ３２に対する電力供給を開始する。これにより、定着器温度すなわちヒートローラ３３の表面温度が、時刻Ｔ１から所定の温度勾配で上昇を開始する。この温度勾配は、ヒートローラ３３に固有の値であって、ヒートローラ３３の材質や形状の変化に応じて適宜変化し得るものである。この温度勾配の値は、画像形成装置１の図示しない記憶部に予め記憶されている。

その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ２にトナー濃度の検出が完了した結果、トナー濃度が目標濃度値である場合は、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ２０による攪拌を停止する。一方、トナー濃度が目標濃度値に達していない場合、プリンタコントローラ２６は、トナーホッパー２２から現像器９にトナーＴの補充を開始する一方、引き続きアジテータ２０で２成分現像剤Ｇを攪拌しながらトナー濃度の検出を行う。一方、プリンタコントローラ２６は、定着器温度が時刻Ｔ２に所定の定着目標温度に到達すると、ヒータ信号のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、定着器温度を定着目標温度で維持するように制御する。ここで、時刻Ｔ２は、２成分現像剤Ｇのトナー濃度が所定の目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻であって、この時刻Ｔ２及び前記記憶部に記憶された温度勾配の値から逆算して、時刻Ｔ２に定着器温度が定着目標温度に到達するように、ヒータ３２に電力供給を開始する時刻Ｔ１を決定している。このように、トナー濃度が目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻に定着器１３のウォーミングアップを終わらせることにより、例えばトナーホッパー２２の交換直後にユーザが印字命令を発した場合でも、２成分現像剤Ｇのトナー濃度の検出が完了次第、定着器１３のウォーミングアップの完了を待つことなく、直ちにプリント動作を開始することが可能となっている。

その後、時刻Ｔ３にトナー濃度が目標濃度値に達したことを検知すると、プリンタコントローラ２６は、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ２０による攪拌を停止する。これにより、現像器９及び定着器１３は、共にプリント動作実行可能な状態となり、ユーザから印字命令が発せられるのを待機した状態となる。一方、定着器１３は、ウォーミングアップが完了する時刻Ｔ２以降、定着器温度を定着目標温度で維持するようにヒータ３２の制御が行われるが、前述のように、定着器１３のウォーミングアップ開始時刻Ｔ１をモータ信号ＯＮの時刻Ｔ０より遅延させることにより、定着器１３のウォーミングアップ完了時刻Ｔ２をプリント動作の開始に影響を与えない範囲内で最大限遅らせたので、モータ信号をＯＮすると同時にヒータ３２のウォーミングアップを開始する場合と比較して、時刻Ｔ４でプリント動作が開始されるまで定着器温度を定着目標温度で維持する時間ΔＴが短縮される分、ヒータ３２での無駄な電力消費を低減することが可能となっている。

図４は、他の実施例に係る画像形成装置４０を示す模式図である。本画像形成装置４０は、感光ドラム６の現像方式として前記１成分現像方式を採用し、現像器４１の構成が前記画像形成装置１とは相違している。その他の構成については画像形成装置１と同様であるため図２と同じ符号を付し、ここでは詳細な説明を省略する。現像器４１は、図４に示すように、トナーを収容するためのケーシング４２と、感光ドラム６上の静電潜像にトナーＴを供給する現像ローラ４３と、該現像ロー４３ラにトナーＴを供給する供給ローラ４４と、現像ローラ４３に付着したトナーＴを薄層化するブレード４５と、ケーシング４２内のトナーＴを攪拌しながら供給ローラ４４側へ搬送するアジテータ４６と、現像器４１内のトナーＴの有無を検知するトナー検知センサ４７とを備えてなるものであり、該現像器４１は装置本体に着脱可能に設けられている。

トナー検知センサ４７としては、例えば透過型の光学センサを用いることが可能である。このトナー検知センサ４７は、図４に示すように、その出力信号がプリンタコントローラ２６に入力されている。このような構成により、現像器４１内のトナーＴが消費されて、トナー検知センサ４７によってトナーＴが検知されなくなると、プリンタコントローラ２６は、ユーザに対してトナー切れを報知する。これを受けたユーザは、図に詳細は示さないが、前記開閉カバーを開き、装置本体から現像器４１を取り外してトナーＴの充填された現像器４１と交換することにより、トナー切れを解消することが可能となっている。そして、前記カバーセンサ３１によって開閉カバーの閉止が検知されると、プリンタコントローラ２６は、現像器４１が交換された可能性があると判断して、アジテータ４６を駆動してトナーＴの攪拌を開始するとともに、トナー検知センサ４７を制御して現像器４１内にけるトナーＴの有無を検出する。その結果、現像器４１内にトナーＴが検出された場合は、現像器４１が交換されたものと判断して、プリント動作の開始に備えて待機状態となり、トナーＴが検出されない場合は、現像器４１は交換されていないと判断して、ユーザに対するトナー切れの報知を継続するものとなっている。これにより、現像器４１を交換した直後から良好な画像品質を実現することが可能となっている。

以下、現像器４１が交換された可能性があると判断した場合の、その後の現像器４１と定着器１３の制御について説明する。図５は、現像器４１と定着器１３の動作制御を示すタイムチャートである。図に示すように、プリンタコントローラ２６は、前記開閉カバーが閉止されたことを検知すると、現像器４１が交換された可能性があると判断し、モータ２７の動作を制御するモータ信号を時刻Ｔ０にＯＮして、現像器４１においてアジテータ４６によるトナーＴの攪拌を開始すると同時に、トナー検知センサ４７を制御して現像器４１内におけるトナーＴの有無を検出することにより、現像器４１が交換されたか否かの検知を開始する。一方、プリンタコントローラ２６は、トナーＴの有無の検出と並行して定着器１３のウォーミングアップを行うべく、時刻Ｔ０から所定時間だけ遅延した時刻Ｔ１に、ヒータ３２の動作を制御するヒータ信号をＯＮする。これにより、定着器温度が、時刻Ｔ１から所定の温度勾配で上昇を開始する。この温度勾配の値は、画像形成装置４０の図示しない記憶部に予め記憶されている。

その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ２に現像器４１内におけるトナー有無の検出が完了すると、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ４６による攪拌を停止する。一方、プリンタコントローラ２６は、定着器温度が時刻Ｔ２に定着目標温度に到達すると、ヒータ信号のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、定着器温度を定着目標温度で維持するように制御する。ここで、時刻Ｔ２は、現像器４１内におけるトナー有無の検出が完了する時刻、すなわち現像器４１が交換されたか否かの検知が完了する時刻であって、この時刻Ｔ２及び前記温度勾配の値から逆算して、時刻Ｔ２に定着器温度が定着目標温度に到達するように、ヒータ３２に電力供給を開始する時刻Ｔ１を決定している。このように、現像器４１が交換されたか否かの検知が完了する時刻に定着器１３のウォーミングアップを終わらせることにより、例えば現像器４１の交換直後にユーザが印字命令を発した場合でも、現像器４１が交換されたか否かの検知が完了次第、定着器１３のウォーミングアップの完了を待つことなく、直ちにプリント動作を開始することが可能となっている。

一方、定着器１３は、ウォーミングアップ開始時刻Ｔ１をモータ信号ＯＮの時刻Ｔ０より遅延させることにより、ウォーミングアップ完了時刻Ｔ２をプリント動作の開始に影響を与えない範囲内で最大限遅らせたので、モータ信号をＯＮすると同時にヒータ３２のウォーミングアップを開始する場合と比較して、時刻Ｔ３でプリント動作が開始されるまで定着器温度を定着目標温度で維持する時間ΔＴが短縮される分、ヒータ３２での無駄な電力消費を低減することが可能となっている。

尚、２成分現像方式を採用する前記画像形成装置１についても、使用により消費されるトナーＴを補充する手段として、トナーホッパー２２を着脱可能に設けることに代えて、現像器９を装置本体に着脱可能として現像器９自体を交換することも可能である。

本発明は、１成分現像方式の現像器を備える画像形成装置にも、２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置にも適用が可能である。

本発明の実施例に係る画像形成装置１の構成を示す概略縦断面図。本発明の実施例に係る画像形成装置１の回路構成を示す模式図。トナーホッパー２２が交換された可能性があると判断した場合の、その後の現像器９と定着器１３の制御を示すタイムチャート。他の実施例に係る画像形成装置４０の回路構成を示す模式図。現像器４１が交換された可能性があると判断した場合の、その後の現像器４１と定着器１３の制御を示すタイムチャート。従来例に係る画像形成装置７０の構成を示す模式図。トナーホッパー８７が交換された可能性があると判断した場合の、その後の現像器７４と定着器８０の制御を示すタイムチャート。

符号の説明

１画像形成装置
６感光ドラム
９現像器
１３定着器
２０アジテータ
３２ヒータ
Ｇ２成分現像剤
Ｐ記録紙
Ｔトナー

Claims

トナーを包含してなる現像剤を収容するとともに該現像剤を攪拌するためのアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像器が、外部から新たなトナーを補充可能に又は装置本体に着脱可能に設けられる一方、記録紙に転写された前記トナー像をヒータで加熱して定着させる定着器が設けられ、前記現像器に新たなトナーが補充されたか又は前記現像器が他の現像器に交換された可能性があると判断した場合に、前記アジテータで現像剤を所定時間攪拌しながらそのトナー濃度を検出する一方、前記ヒータへの電力供給を開始して前記定着器の温度が所定の定着目標温度に到達した後、前記ヒータへの電力供給の停止又は開始を繰り返すことにより前記定着器の温度を定着目標温度で維持する画像形成装置において、
現像剤のトナー濃度が所定の目標濃度値に達したことを検知し得る最も早い時刻に、前記定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するように、前記ヒータへの電力供給が前記アジテータの駆動開始より遅延して開始されることを特徴とする画像形成装置。
トナーを収容するとともに該トナーを攪拌するためのアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像器が、装置本体に着脱可能に設けられる一方、記録紙に転写された前記トナー像をヒータで加熱して定着させる定着器が設けられ、前記現像器が他の現像器に交換された可能性があると判断した場合に、前記アジテータを所定時間駆動しながら前記現像器内におけるトナーの有無を検出することで前記現像器が交換されたか否かを検知する一方、前記ヒータへの電力供給を開始して前記定着器の温度が所定の定着目標温度に到達した後、前記ヒータへの電力供給の停止又は開始を繰り返すことにより前記定着器の温度を定着目標温度で維持する画像形成装置において、
前記現像器が交換されたか否かの検知が完了する時刻に、前記定着器の温度が定着目標温度に最初に到達するように、前記ヒータへの電力供給が前記アジテータの駆動開始より遅延して開始されることを特徴とする画像形成装置。