JP2007052164A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器に新たなトナーが補充されたか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、現像器内をアジテータで所定時間攪拌する画像形成装置において、アジテータによる攪拌中に転写ローラに付着したトナーをクリーニングする手段を提供する。
【解決手段】 本画像形成装置１は、現像器９に新たなトナーＴが補充されたか又は現像器９が他の現像器９に交換された可能性があると判断した場合に、アジテータ２０で２成分現像剤Ｇを所定時間攪拌するものであって、アジテータ２０の駆動開始から停止までの間に、転写ローラ１０に対して転写バイアスが印加されるものである。
【選択図】 図３

Description

現像器に新たなトナーが補充されたか又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、現像器内をアジテータで所定時間攪拌する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８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から静電潜像と逆極性に帯電された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、感光ドラム上のトナー像と逆極性の転写バイアスが転写ローラに印加されることにより、トナー像が静電力を受けて記録紙Ｐに転移する。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８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、２成分現像剤Ｇ中のトナーを感光ドラム７１に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。

このように構成される画像形成装置７０では、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、トナーホッパー８７が交換された可能性があると判断されると、いわゆる現像器７４のイニシャライズが実行される。すなわち、アジテータ８６を駆動して２成分現像剤Ｇを攪拌することにより補充されたトナーＴを帯電させるとともに、２成分現像剤Ｇのトナー濃度を検出し、所定の目標濃度値に達していればアジテータ８６を停止して待機状態となる。また、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８４にトナーＴを補充してからアジテータ８６を停止する。一方、この現像器８４のイニシャライズ実行中は、転写ローラ７８には転写バイアスが印加されていない。

また、使用によって消費されたトナーＴを補充する手段としては、トナーホッパー８７を交換する方法以外に、現像器８４自体を交換する方法もある。例えば、図に詳細は示さないが、いわゆる１成分現像方式の現像器を備える画像形成装置では、現像器が装置本体に着脱可能に設けられ、現像器内のトナー残量が少なくなると、ユーザが現像器を新品のものと交換することでトナー切れを解消するものとなっている。このような画像形成装置では、現像器が交換された可能性があると判断した場合、アジテータで現像器内を所定時間攪拌しながら、現像器内におけるトナーの有無を検出することにより、現像器が交換されたか否かを検知するものとなっている。

ところで、このように感光ドラム７１と転写ローラ７８の間に記録紙Ｐをニップする画像形成装置では、転写ローラ７８が感光ドラム７１に圧接されているため、転写ニップ位置７９に記録紙Ｐが存在しない時に、感光ドラム７１に付着したトナーＴ等の汚れが転写ローラ７８に転移すると、その後の画像形成時に記録紙Ｐの裏面がトナーＴで汚れるという問題がある。このような問題を防止する手段としては、転写ニップ位置７９に記録紙Ｐが存在しない時に、転写ローラ７８に対して所定の極性の転写バイアスを、転写ローラ７８が１回転に要する時間以上に渡って印加した後、転写バイアスの極性を反転した上で同じ時間だけ印加する方法が従来用いられている（特許文献１参照）。この方法によれば、転写ローラ７８に付着したトナーＴのうち転写バイアスと同極性のトナーＴが静電力を受けて感光ドラム７１へ戻されるため、転写ローラ７８をその全周に渡ってクリーニングすることができる。

特開平７−２８１４９２号公報

しかし、従来の画像形成装置７０では、トナーホッパー８７の交換直後や現像器８４の交換直後は現像器８４内のトナーＴが不安定な帯電状態にあるにも拘わらず、転写ローラ７８に対して転写バイアスが印加されていないため、現像ローラ８５から感光ドラム７１に転移したトナーＴが転写ローラ７８に転移しやすく、その後のプリント動作時に記録紙Ｐの裏面がトナーＴで汚れるという問題が生じる。より詳細に説明すると、トナーホッパー８７の交換直後や現像器８４の交換直後であって、アジテータ８６による十分な攪拌が行われる前は、現像器８４内には、正常に帯電された正規チャージトナーの他に、本来の帯電極性とは逆極性に帯電された逆チャージトナーや不安定な帯電状態にある帯電不良トナーが多く存在している。このように、トナーＴが不安定な帯電状態にある時に、現像ローラ８５に対して現像バイアスが印加されると、帯電不良トナーや逆チャージトナーを多く含んだトナーＴが転写ローラ７８から感光ドラム７１へ転移し、更にこれらが転写ローラ７８へ転移することにより、プリント動作時に記録紙Ｐの裏面がトナーＴで汚れるという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、現像器に新たなトナーが補充されたか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、現像器内をアジテータで所定時間攪拌する画像形成装置において、アジテータによる攪拌中に、不安定な帯電状態にあるトナーが現像器から感光ドラムを経て転写ローラに付着するのを防止し、且つ、転写ローラに付着したトナーをクリーニング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して帯電させるアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像に帯電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、前記感光ドラムに圧接されて転写ニップ位置を形成し、該転写ニップ位置を記録紙が通過する時に前記トナー像と逆極性の転写バイアスが印加されることで前記トナー像を記録紙に転写する転写ローラが設けられ、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する画像形成装置において、前記アジテータの駆動開始から停止までの間に、前記転写ローラに対して転写バイアスが印加されるものである。

請求項２記載の画像形成装置は、前記アジテータで現像剤を所定時間攪拌している間にトナー濃度が検出され、前記転写バイアスの印加は、現像剤のトナー濃度が所定の目標濃度値になったことを検知した後に行われるものである。

請求項３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帯電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、前記感光ドラムに圧接されて転写ニップ位置を形成し、該転写ニップ位置を記録紙が通過する時に前記トナー像と逆極性の転写バイアスが印加されることで前記トナー像を記録紙に転写する転写ローラが設けられ、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する画像形成装置において、前記アジテータの駆動開始から停止までの間に、前記転写ローラに対して転写バイアスが印加されるものである。

請求項４記載の画像形成装置は、前記アジテータを所定時間駆動している間にトナー量が検出され、前記転写バイアスの印加は、前記現像器内におけるトナー量の検出が完了した後に行われるものである。

請求項５記載の画像形成装置は、前記転写バイアスの印加は、前記トナー像の転写時と同極性である正規バイアスと逆極性である逆バイアスそれぞれが、少なくとも前記転写ローラが１回転するのに要する時間ずつ印加されるものである。

請求項６記載の画像形成装置は、正規バイアスと逆バイアスのうち、少なくとも一方が複数回印加されるものである。

本発明の請求項１に係る画像形成装置によれば、トナーを包含してなる現像剤例えば２成分現像剤を現像器に収容した画像形成装置において、現像器に新たなトナーが補充された直後又は現像器自体が交換された直後であって、現像器内のトナーが不安定な帯電状態にある時に、現像器から感光ドラムへ転移したトナーが転写ローラへ転移することを防止することができるとともに、転写ローラに付着したトナーを感光ドラムへ戻すことで転写ローラをクリーニングすることができる。これにより、その後のプリント動作時に記録紙の裏面がトナーで汚れることを防止することができる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置によれば、アジテータで十分攪拌されて現像剤中のトナーが安定した帯電状態となった後に、転写ローラのクリーニングを行うので、クリーニング終了後に感光ドラム上のトナーが転写ローラに転移するのを低減することができる。これにより、転写ローラをより確実にクリーニングすることができる。

本発明の請求項３に係る画像形成装置によれば、いわゆる１成分トナーを現像器に収容した画像形成装置において、現像器自体が交換された直後であって、現像器内のトナーが不安定な帯電状態にある時に、現像器から感光ドラムへ転移したトナーが転写ローラへ転移することを防止することができるとともに、転写ローラに付着したトナーを感光ドラムへ戻すことで転写ローラをクリーニングすることができる。これにより、その後のプリント動作時に記録紙の裏面がトナーで汚れることを防止することができる。

本発明の請求項４に係る画像形成装置によれば、現像器内のトナーが安定した帯電状態となった後に、転写ローラのクリーニングを行うので、クリーニング終了後に感光ドラム上のトナーが転写ローラに転移するのを低減することができる。これにより、転写ローラをより確実にクリーニングすることができる。

本発明の請求項５に係る画像形成装置によれば、正規バイアスと逆バイアスそれぞれが、少なくとも転写ローラが１回転するのに要する時間ずつ印加されるので、転写ローラの全周に渡って、正規チャージトナーと逆チャージトナーの両方を感光ドラムへ戻すことができる。

本発明の請求項６に係る画像形成装置によれば、１回目のバイアス印加では除去し切れずに転写ローラに残留したトナーを、２回目以降のバイアス印加によってより確実に転写ローラから除去することができる。

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６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が回転することにより感光ドラム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上のトナー像の帯電極性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。

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Ｔ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Ｔ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Ｔ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、現像器９のイニシャライズを実行するものとなっている。すなわち、プリンタコントローラ２６は、アジテータ２０を駆動して２成分現像剤Ｇを攪拌することにより、現像器９に新たに補充されたトナーＴを帯電させるとともに、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を補充する。尚、本発明において現像器９のイニシャライズとは、アジテータ２０の駆動開始から２成分現像剤Ｇのトナー濃度が目標濃度値となったことを検知するまでを意味している。このような現像器９のイニシャライズを実行することにより、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。

前記転写ローラ１０は、図に示すように、感光ドラム６の回転方向に向かって現像器９の下流側の位置に、感光ドラム６に圧接して設けられたものである。この転写ローラ１０は、図２に示すように、転写バイアス用電源３２に接続され、該転写バイアス用電源３２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。これにより、転写ローラ１０に対して正極性または負極性の転写バイアスを選択的に印加可能となっている。

本画像形成装置１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た場合に行われる現像器９のイニシャライズ実行中に或いはイニシャライズ完了後に転写ローラ１０に転写バイアスを印加することを特徴としている。このように、現像器９のイニシャライズと前後して転写ローラ１０に転写バイアスを印加するのは、トナーホッパー２２が交換されて現像器９に新たなトナーＴが補充された直後であって、２成分現像剤Ｇがアジテータ２０で十分攪拌される前は、２成分現像剤Ｇ中には正常に帯電された正規チャージトナーの他に、本来の帯電極性とは逆極性に帯電された逆チャージトナーや不安定な帯電状態にある帯電不良トナーが多く存在している。このようにトナーＴの帯電極性が不安定な状態にあるイニシャライズ中に、現像ローラ１８に対して現像バイアスが印加されると、帯電不良トナーや逆チャージトナーを多く含んだトナーＴが現像ローラ１８から感光ドラム６へ転移し、更にこれらが転写ローラ１０へ転移することにより、プリント動作時に記録紙Ｐの裏面がトナーで汚れるという問題が生じる。本発明は、この問題を防止すべく、現像器９のイニシャライズ実行中或いはイニシャライズ完了後に転写ローラ１０に転写バイアスを印加することにより、その表面をクリーニングしている。

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と転写ローラ１０の動作制御について説明する。図３は、現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第１実施例を示すタイムチャートである。本実施例は、現像器９のイニシャライズ実行中に転写ローラ１０のクリーニングを行うことを特徴としている。すなわち、図３に示すように、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ０に前記モータ２７の動作を制御するモータ２７信号をＯＮしてアジテータ２０による２成分現像剤Ｇの攪拌を開始するとともに、前記トナーコントローラ３０を制御して２成分現像剤Ｇのトナー濃度の検出を開始する。一方、プリンタコントローラ２６は、この時刻Ｔ０に同期して、前記転写バイアス用電源３２の動作を制御する転写バイアス信号を−ＯＮすることにより、転写ローラ１０に対しトナー像転写時と逆極性である逆バイアスの印加を開始する。この逆バイアスの印加により、転写ローラ１０に付着したトナーＴのうち正規チャージトナーが、静電力で感光ドラム６へ戻されて図２に示す清掃器１２によって回収される。また、これとは逆に、感光ドラム６に付着したトナーＴのうち帯電不良トナーや逆チャージトナーは、逆バイアスの印加によって感光ドラム６から転写ローラ１０に転移する。

その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ０から所定時間経過後の時刻Ｔ１に、転写バイアス信号を＋ＯＮすることにより、転写ローラ１０に対しトナー像転写時と同極性である正規バイアスの印加を開始する。これにより、前記逆バイアスの印加時に感光ドラム６から転写ローラ１０に転移した帯電不良トナーや逆チャージトナーが、静電力で感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。一方、この正規バイアスの印加により、感光ドラム６に付着したトナーＴのうち前記逆バイアスの印加時に回収し切れずに感光ドラム６上に残留した正規チャージトナーが、感光ドラム６から転写ローラ１０に転移する。

そして、プリンタコントローラ２６は、正規バイアスを時刻Ｔ２まで印加した後、転写バイアス信号を−ＯＮして再度逆バイアスの印加を開始する。この逆バイアスの２回目の印加により、前記正規バイアスの印加時に感光ドラム６から転写ローラ１０に転移した正規チャージトナーが、転写ローラ１０から感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。尚、トナー全体に占める割合が正規チャージトナーに比べて圧倒的に少ない帯電不良トナーや逆チャージトナーは、前記正規バイアスの印加時にほぼ完全に清掃器１２によって回収されて感光ドラム６上には残留していないため、２回目の逆バイアスの印加によって、帯電不良トナーや逆チャージトナーが感光ドラム６から転写ローラ１０に転移することはない。この逆バイアスは、図２に示すように、時刻Ｔ３まで印加される。この時刻Ｔ３は、現像器９のイニシャライズが完了する時刻、すなわち２成分現像剤Ｇのトナー濃度が目標濃度値となる時刻である。プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ３にモータ信号をＯＦＦしてアジテータ２０による２成分現像剤Ｇの攪拌を終了するとともに、転写バイアス信号をＯＦＦして転写ローラ１０のクリーニングを終了する。これにより、現像器９と転写ローラ１０は、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。

図４は、現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第２実施例を示すタイムチャートである。本実施例は、現像器９のイニシャライズ実行中に転写ローラ１０のクリーニングを行う点で第１実施例と共通しているが、正規バイアスと逆バイアスの印加順序が第１実施例と逆になっている。すなわち、プリンタコントローラ２６は、図４に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１まで転写ローラ１０に正規バイアスを印加して帯電不良トナーや逆チャージトナーを除去・回収した後、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで逆バイアスを印加して正規チャージトナーを除去・回収し、最後に正規バイアスを再度印加して、１回目の正規バイアスの印加によって回収し切れなかった帯電不良トナーや逆チャージトナーを除去・回収する。それ以外の点については第１実施例と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

図５は、現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第３実施例を示すタイムチャートである。本実施例は、現像器９のイニシャライズ実行中とイニシャライズ完了後の両方に、転写ローラ１０のクリーニングを行うことを特徴としている。すなわち、プリンタコントローラ２６は、図５にしめすように、時刻Ｔ０にモータ信号をＯＮしてアジテータ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のトナー濃度の検出を開始する。一方、プリンタコントローラ２６は、モータ信号ＯＮに同期して、転写バイアス信号を−ＯＮして転写ローラ１０に逆バイアスの印加を開始する。この逆バイアスの印加により、転写ローラ１０に付着したトナーＴのうち正規チャージトナーが、静電力で感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。一方、この逆バイアスの印加によって、感光ドラム６に付着したトナーＴのうち帯電不良トナーや逆チャージトナーが、感光ドラム６から転写ローラ１０に転移する。プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ０から所定時間経過後の時刻Ｔ１まで逆バイアスを印加した後、転写バイアス信号をＯＦＦして転写バイアスの印加を停止する。

その後、プリンタコントローラ２６は、図５に示すように、時刻Ｔ１から所定時間経過後の時刻Ｔ２に、転写バイアス信号を＋ＯＮして正規バイアスの印加を開始する。この時刻Ｔ２は、現像器９のイニシャライズ完了時刻であって、前述のように、２成分現像剤Ｇのトナー濃度が目標濃度値となったことを検知する時刻を意味している。この正規バイアスの印加により、転写ローラ１０上の帯電不良トナーや逆チャージトナーが感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される一方、前記逆バイアスの印加によっては回収し切れずに感光ドラム６上に残留した正規チャージトナーが転写ローラ１０に転移する。その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ３まで正規バイアスを印加した後、転写バイアス信号を−ＯＮして逆バイアスの印加を開始する。この２回目の逆バイアスの印加によって、前記正規バイアスの印加時に感光ドラム６から転写ローラ１０に転移した正規チャージトナーが、転写ローラ１０から感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。これにより、１回目の逆バイアスの印加時に転写ローラ１０から除去・回収し切れなかった正規チャージトナーを確実に回収することが可能となっている。尚、前記正規バイアスの印加時に、感光ドラム６上の帯電不良トナーや逆チャージトナーはほぼ完全に回収されるため、２回目の逆バイアスの印加によって、帯電不良トナーや逆チャージトナーが感光ドラム６から転写ローラ１０に転移することはない。その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ４まで逆バイアスを印加した後、転写バイアス信号をＯＦＦして転写バイアスの印加を停止するとともに、この転写ローラ１０のクリーニングの終了に同期して、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ２０を停止させる。これにより、現像器９と転写ローラ１０は、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。

図６は、現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第４実施例を示すタイムチャートである。本実施例は、現像器９のイニシャライズ完了後に、転写ローラ１０のクリーニングを行うことを特徴としている。このように、現像器９のイニシャライズが完了して２成分現像剤Ｇ中のトナーＴの帯電極性が安定した後に転写ローラ１０のクリーニングを行うことにより、クリーニング終了後に現像器９から感光ドラム６にトナーＴが転移して転写ローラ１０が汚れることがないため、より確実に転写ローラ１０のクリーニングを行うことができるという利点がある。図６に示すように、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ０にモータ信号をＯＮしてアジテータ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のトナー濃度の検出を開始する。一方、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ０から所定時間経過後の時刻Ｔ１に、転写バイアス信号を−ＯＮして転写ローラ１０に逆バイアスの印加を開始する。これにより、転写ローラ１０上の正規チャージトナーが、感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される一方、感光ドラム６上の帯電不良トナーや逆チャージトナーが転写ローラ１０に転移する。

その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ１から所定時間経過後の時刻Ｔ２に、転写バイアス信号を＋ＯＮして正規バイアスの印加を開始する。これにより、前記逆バイアスの印加時に感光ドラム６から転写ローラ１０に転移した帯電不良トナーや逆チャージトナーが、転写ローラ１０から感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。一方、前記逆バイアスの印加時に回収し切れずに感光ドラム６上に残留した正規チャージトナーが、正規バイアスの印加によって感光ドラム６から転写ローラ１０に転移する。更に、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ２から所定時間経過後の時刻Ｔ３に、転写バイアス信号を再度−ＯＮして逆バイアスの印加を開始する。これにより、前記正規バイアスの印加時に感光ドラム６から転写ローラ１０に転移した正規チャージトナーが、転写ローラ１０から感光ドラム６へ戻されて清掃器１２によって回収される。尚、前記正規バイアスの印加時に、感光ドラム６上の帯電不良トナーや逆チャージトナーはほぼ完全に回収されるため、２回目の逆バイアスの印加によって、帯電不良トナーや逆チャージトナーが感光ドラム６から転写ローラ１０に転移することはない。その後、プリンタコントローラ２６は、時刻Ｔ４まで逆バイアスを印加した後、転写バイアス信号をＯＦＦして転写バイアスの印加を停止するとともに、この転写ローラ１０のクリーニングの終了に同期して、モータ信号をＯＦＦしてアジテータ２０を停止させる。これにより、現像器９と転写ローラ１０は、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。

上記第１実施例から第４実施例では、転写バイアスの印加回数に関しては、正規バイアスと逆バイアスのうち、少なくともいずれか一方を複数回印加している。これにより、１回の印加では除去し切れない正規チャージトナーまたは逆チャージトナーをより確実に除去することができる。もちろん、転写バイアスの印加回数は本実施例に限られず、例えば、正規バイアスと逆バイアスの双方を、それぞれ２回以上ずつ印加することも可能である。また、転写バイアスの印加時間に関しては、正規バイアスと逆バイアスのそれぞれについて、通算で転写ローラ１０の１回転に要する時間以上ずつ印加している。例えば、第４実施例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで、及び時刻Ｔ３からＴ４までをそれぞれ転写ローラ１０の１／２回転に要する時間とすることにより、逆バイアスの印加時間を通算で転写ローラ１０の１回転に要する時間としている。これにより、転写ローラ１０の全周に渡って、正規チャージトナーと逆チャージトナーを除去することができる。

図７は、他の実施形態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の現像方式としていわゆる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７に示すように、トナーＴ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、該現像ローラ４３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７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、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。

本画像形成装置４０では、現像器４１が交換された可能性があると判断した場合に、前記画像形成装置１の第１実施例乃至第４実施例と同様にして、現像器４１と転写ローラ１０の動作制御が行われるものとなっている。ここで、画像形成装置１における現像器９のイニシャライズ完了時刻、具体的には、図３と図４における時刻Ｔ３、図５における時刻Ｔ２、及び図６における時刻Ｔ１それぞれが、本画像形成装置４０では、現像器４１内におけるトナー有無の検出が完了する時刻となる。それ以外の点は画像形成装置１と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

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。

本発明の実施の形態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と転写ローラ１０の動作制御の第１実施例を示すタイムチャート。 現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第２実施例を示すタイムチャート。 現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第３実施例を示すタイムチャート。 現像器９と転写ローラ１０の動作制御の第４実施例を示すタイムチャート。 他の実施の形態に係る画像形成装置４０の構成を示す模式図。 従来例に係る画像形成装置７０の構成を示す模式図。

符号の説明

１，４０ 画像形成装置
６ 感光ドラム
９，４１ 現像器
１０ 転写ローラ
１６ 転写ニップ位置
２０，４６ アジテータ
Ｇ ２成分現像剤
Ｐ 記録紙
Ｔ トナー

Claims (6)

1. 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して帯電させるアジテータを備え、感光ドラム上に形成された静電潜像に帯電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、前記感光ドラムに圧接されて転写ニップ位置を形成し、該転写ニップ位置を記録紙が通過する時に前記トナー像と逆極性の転写バイアスが印加されることで前記トナー像を記録紙に転写する転写ローラが設けられ、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する画像形成装置において、
   前記アジテータの駆動開始から停止までの間に、前記転写ローラに対して転写バイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記アジテータで現像剤を所定時間攪拌している間にトナー濃度が検出され、前記転写バイアスの印加は、現像剤のトナー濃度が所定の目標濃度値になったことを検知した後に行われることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 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帯電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、前記感光ドラムに圧接されて転写ニップ位置を形成し、該転写ニップ位置を記録紙が通過する時に前記トナー像と逆極性の転写バイアスが印加されることで前記トナー像を記録紙に転写する転写ローラが設けられ、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する画像形成装置において、
   前記アジテータの駆動開始から停止までの間に、前記転写ローラに対して転写バイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記アジテータを所定時間駆動している間にトナー量が検出され、前記転写バイアスの印加は、前記現像器内におけるトナー量の検出が完了した後に行われることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記転写バイアスの印加は、前記トナー像の転写時と同極性である正規バイアスと逆極性である逆バイアスそれぞれが、少なくとも前記転写ローラが１回転するのに要する時間ずつ印加されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 正規バイアスと逆バイアスのうち、少なくとも一方が複数回印加されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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