JP2014109653A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、設置モード後の画像形成における濃度低下や画像不良を低減させることである。
【解決手段】トナーを担持して回転する現像ローラ４１を有し、トナーボトル９から補給されるトナーを内部に収納する現像器４と、現像器４の内部の現像剤の有無を検知するトナーセンサ４５と、トナーセンサ４５の検知結果に応じて現像ローラ４１の動作を制御する制御装置２０と、を有する画像形成装置において、現像器４を初めて使用する際に、トナーボトル９から現像器４の内部にトナーを補給した後に現像ローラ４１を所定時間回転駆動する設置モードを有し、制御装置２０は、設置モードの際に、設置モードの開始からトナーセンサ４５がトナー有りを検知するまでの時間を計測し、トナー検知後の現像ローラ４１の空回転時間ｔを計測時間ｐ１に応じて変更する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、現像剤の補給を受けて内部に収納する現像器を有する電子写真複写機、情報記録装置等の画像形成装置に関する。

従来から知られている画像形成装置では、像担持体である感光体上に形成した静電潜像を、現像剤担持体である現像ローラが担持する現像剤であるトナーにより現像してトナー像を形成し、そのトナー像を転写材に転写、定着して、画像を形成している。

近年、電子写真複写機、情報記録装置等の画像形成装置の小型化が進み、装置内の限られたスペースの中に複数の現像装置である現像器を設ける場合や、現像器を小型化する場合があり、現像器内の現像剤収納容量も少なくなっている。

現像器はトナーを担持し回転可能な現像ローラを有し、トナーを内部に充填可能である。現像ローラ上のトナーは、トナー層厚規制手段としての現像ブレードにより薄層とされ、感光体と対向する領域へと搬送され、感光体上に形成された潜像を接触、もしくは、非接触で現像する。トナーは現像ローラの回転によるトナー同士の摩擦、現像ブレードとの摩擦等によって摩擦帯電することで、帯電量が上昇し、現像可能な状態になる。

ここで、トナーが充填された貯蔵容器（以下トナーボトルという）から、現像器に直接トナーを補給する画像形成装置が存在する。この構成では、トナーボトル内のトナー残量によって現像器内への排出されるトナー量が一定でないため、現像器内の新／旧トナーの割合が不均一となり画質不良を引き起こすことがある。

これに対し、トナーボトルと現像器の間に一時的にトナーを貯蔵するトナー補給部（ホッパー）を設け、ホッパーを介して現像器にトナーを補給することにより安定したトナー補給を行う画像形成装置が存在する。

トナーボトル内のトナーは、トナーボトルが回転することにより、ホッパー内に供給される。ホッパー内に供給されるトナー量は、ホッパーに設けられたトナー残量検知センサの検知情報に応じてトナーボトルを回転させることにより制御され、ホッパー内のトナー量を一定に保っている。

ホッパー内に供給されたトナーは、ホッパー内に設けられたスクリューによって現像器に搬送される。搬送されるトナー量は、現像器に設けられたトナー残量検知センサの検知情報に応じて制御され、適時現像器に補給される。この際のスクリューの回転軸と同期してホッパー内に設けた攪拌部材が回転し、ホッパー内にトナーが滞留することを防止している。

上記動作を繰り返すことにより、トナーボトルから現像器にトナーを安定して補給することが可能となる。

特許文献１には、現像によって消費されたトナーの現像器内への補給をトナー搬送機構によってホッパーから行う技術が開示されている。この構成では、ホッパー内のトナー残量検知センサがトナー無しと検知したとき、トナーボトルを回転してホッパーへのトナー補給が行われる。トナーボトルの回転が行われた後も尚、トナー残量検知センサによりホッパー内のトナー無し状態が維持されたときは、制御部はトナーボトル交換の要請表示を行い、ついでトナー搬送機構の回転数の計数を開始し、計数値が所定の回転数に達したときは、プリント動作の停止予告の表示を行う。

また、画像形成装置の新規購入時、現像器の交換時等、現像器にトナーが実質的に存在しない初期の状態においては、現像器を現像実行可能な状態にするべく、トナーを補給するためのトナー初期設置工程（以下、設置モードという）を実行することが多い。

特許文献２には、設置モードにおけるトナー補給制御に関する技術が開示されている。特許文献２における設置モードは、設置モード開始と同時にトナーボトルからホッパーを介して現像器内にトナー補給を開始し、所定時間（例えば３分間）はトナー補給手段を連続駆動し、その後はホッパー駆動ＯＮ（例えば２秒）、駆動ＯＦＦ（例えば１秒）の間欠補給で現像器内にトナーを補給する。このようにすることで、画像形成可能なまでの時間を短縮させている。

さらに、現像器内にトナーを補給した後の最初の画像形成の際に、良好な画像を出力するために、設置モードにおいて、トナーを現像器へと補給しながら現像器を空回転させる工程と、現像器内にトナーが補給された後に、現像器を空回転させる工程とを有するものもある。

図１０に従来の設置モードにおけるフローチャートを示す。設置モードを開始すると、現像ローラを駆動し、同時にトナーボトルからホッパーを介して現像器内にトナー補給を開始する（ステップＳ５１〜Ｓ５５））。現像ローラを駆動回転することで現像ローラ上にトナーを担持させ、かつ、摩擦帯電により現像ローラ上のトナーの帯電量を上昇させている。しかし、所定時間（例えば３分）経過しても、現像器内にトナーは十分に充填されるが、良好な画像を形成可能な帯電量までは達していない。そこで、トナー補給停止の後に（ステップＳ５２）、更に現像ローラを所定時間（例えば２分）空回転することで更にトナーの帯電量を上昇させる（ステップＳ５６、Ｓ５７）。これにより、設置モード終了後の最初の画像形成の際に、良好な画質を達成している。

特開２００５−０８４０７２号公報 特開平８−１５９８４号公報

しかしながら、上述した従来技術において、設置モード時に、トナー補給後に一定時間現像ローラの空回転を行う制御では、トナーボトル内のトナーの状態や、環境によるトナーの流動性の変化から、補給後の現像器内トナーの帯電性能にバラツキが出てしまう。

例えば、長期に保管されたトナーボトルの場合、大気中の水分を吸収、トナー自身の劣化により、凝集し、流動性が悪化する。そうすると、トナー補給後の規定時間の現像ローラの空回転では、トナーを所定の帯電量に達するための十分な摩擦帯電付与ができず、設置モード終了後の最初の画像形成において、濃度低下が発生してしまう。

また、製造直後のトナーボトルの場合、トナーボトル内のトナーへの水分吸着は無く、流動性も良いため、設置モードにおける所定時間の現像ローラの空回転により、現像に必要な帯電量を十分に満足できる。しかし、同時に、必要以上の現像ローラの空回転により適正値よりも高い帯電量のトナーも発生し、適正値よりも高い帯電量のトナーと適正値よりも低い帯電量のトナーによる静電凝集が起こり、現像ローラ上のトナー層形成不良が発生する。層形成不良部はトナーの載り量が多くなるため、設置モード終了後の、最初の画像形成の際に、現像ローラ上の他の部分よりも多くのトナーが感光体に現像されてしまう。よって、図１１に示すように現像ローラの回転周期で用紙上に斑点やスジといった画像不良が発生してしまう。

そこで、本発明の目的は、設置モード後の画像形成における濃度低下や画像不良を低減させることである。

上記目的を達成するため、本発明は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、トナーボトルから補給される現像剤を内部に収納する現像器と、前記現像器の内部の現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、前記現像剤検知手段の検知結果に応じて前記現像剤担持体の動作を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記現像器を初めて使用する際に、前記トナーボトルから前記現像器の内部に現像剤を補給した後に前記現像剤担持体を所定時間回転駆動する設置モードを有し、前記制御手段は、前記設置モードの際に、前記設置モードの開始から前記現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの時間を計測し、前記現像器の内部に現像剤を補給した後の前記現像剤担持体の駆動時間を、前記計測時間に応じて変更することを特徴とする。

また、現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、トナーボトルから補給される現像剤を内部に収納する現像器と、前記現像器の内部の現像剤の有無を検知する第一の現像剤検知手段と、前記トナーボトルからの現像剤を一時的に貯蔵して前記現像器へ補給するホッパーと、前記ホッパーの内部の現像剤の有無を検知する第二の現像剤検知手段と、前記第一及び第二の現像剤検知手段の検知結果に応じて前記現像剤担持体の動作を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記現像器を初めて使用する際に、前記トナーボトルから前記現像器の内部に現像剤を補給した後に前記現像剤担持体を所定時間回転駆動する設置モードを有し、前記制御手段は、前記設置モードの際に、前記設置モードの開始から前記第二の現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの第一の計測時間と、前記第二の現像剤検知手段が現像剤有りを検知してから前記第一の現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの第二の計測時間を計測し、前記現像器の内部に現像剤を補給した後の前記現像剤担持体の駆動時間を、前記第一の計測時間と前記第二の計測時間に応じて変更することを特徴とする。

本発明によれば、設置モード後の画像形成における濃度低下や画像不良を低減させることができる。

本発明の実施の形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す図 （ａ）は図１内に示した現像器にトナーを供給するトナー供給機構の部分拡大正面図、（ｂ）は図１内に示した現像器にトナーを供給するトナー供給機構の部分拡大側面図 図１内に示した現像器の部分拡大正面図 図２内に示したトナー供給機構をその制御ハードウェアとともに示した図 本発明の第１の実施形態における設置モードのシーケンスを示す図 設置モード開始から現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１と現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知した時の現像ローラ上トナーの帯電量、現像器トナーセンサが"トナー有り"検知後の空回転時間ｔと空回転終了時の現像ローラ上の帯電量の関係を示す表図 現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知してからの現像器の空回転時間ｔと設置モード終了後の初期画像形成におけるベタ黒パッチの反射濃度、と現像ローラ上トナーの帯電量の関係を示す表図 本発明の第２の実施形態における設置モードのシーケンスを示す図 設置モード開始からホッパートナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ２とホッパートナーセンサが"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ３と現像器の空回転時間ｔの関係を示す図 従来の実施形態における設置モードのシーケンスを示す図 現像ローラ上のトナーの静電凝集により発生する画像不良の図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１に本実施の形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す。図１に示すように、１は像担持体としての感光体１であり、図１に示す矢印方向に回転する。感光体１の周囲には、帯電手段としての帯電部材２、露光手段としての画像書込装置３、現像手段としての現像器４、クリーニング手段としてのクリーニング装置５、および転写手段が設けられている。帯電部材２は、感光体１を所定電位に帯電する。レーザ走査装置などの画像書込装置３は、所定電位に帯電された感光体１上に画像情報に応じた静電潜像を書き込む。現像器４は、感光体１上に形成された静電潜像をトナー（現像剤）を用いて現像し可視像化する。クリーニング装置５は、転写後に感光体１表面に残った転写残トナーなどを除去する。転写手段は、用紙などの転写材を搬送する転写ベルト６と、現像器４により現像されたトナー像（現像剤像）を転写材に転写する転写ローラ７とからなる。

画像形成装置の作像プロセスについて説明する。先ず、帯電部材２にて感光体１を一様に帯電した後、画像書込装置３からのレーザ光にて感光体１上に静電潜像を書き込む。その後、現像器４にて静電潜像をトナー像として可視像化し、所定のタイミングで転写部位へと移動させる。一方、転写材は、転写ベルト６にて所定のタイミングで転写部位へと搬送され、転写ローラ７と、帯電された転写ベルト６によって転写バイアスを印加されることで、感光体１上のトナー像が転写材に転写される。なお、転写ベルト６及び転写ローラ７とからなる転写手段は、帯電部材２による帯電とは逆極性となるように転写電界をかける。

図２に、感光体１に対向した現像器４にトナーを供給するトナー補給装置の部分拡大図を示す。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図を示している。

図２（ａ）に示すように、トナー補給装置８は、トナーボトル９を着脱可能に収納するボトル接続部（トナーボトル収納手段）１０と、トナーボトル９から供給されるトナーを一時的に貯蔵するホッパー１１とを有している。トナーボトル９とホッパー１１とは、トナーボトル９の排出口がホッパー１１に挿入され、結合されることにより接続される。トナーボトル９の内壁には螺旋状の突条が設けられている。トナー補給装置８によりトナーボトル９を回転させると、前記螺旋状の突条と重力の働きにより、トナーボトル９内のトナーが排出口に送り出され、ホッパー１１内にトナーが供給される。ボトル接続部１０には、図２（ｂ）に示すようにボトルモータ１６が接続されており、このボトルモータ１６が回転することによってトナーボトル９も回転し、排出口からホッパー１１にトナーを送り出す。この構成によってトナー補給手段が実現される。またホッパー１１と現像器４とは、搬送路１４を介して接続されている。ホッパー１１内のトナーはその下端に設けられた開口から搬送路１４を経由して現像器４へ供給される。ホッパー１１内に設けられた攪拌部材としての攪拌パドル１２を回転させると、ホッパー１１内のトナーの搬送路１４への移動が促される。搬送路１４内には搬送手段としてのオーガー１５が配置され、ホッパーモータ１７の回転により、搬送路１４内のトナーが現像器４へ搬送されるようになっている。

続いて、図３に感光体１上に形成された静電潜像をトナー（現像剤）にて可視像化する現像器４の部分拡大図を示す。

図３に示すように、現像手段としての現像器４は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像ローラ４１を有している。現像ローラ４１は、現像バイアスが印加されて感光体１に現像剤を供給する。現像器４では、現像剤としてのトナーを用いて感光体１上の静電潜像を現像する。現像器４では、トナー補給装置８から現像器に補給されたトナーを、オーガー４３により現像容器４０内へ搬送し、更に攪拌パドル４４により攪拌しながら現像ローラ４１に向けて搬送する。現像ローラ４１は、複数の固定磁極の外周に回転可能なスリーブを配置した現像剤担持体である。現像ローラ４１に担持されたトナーは、トナー層厚規制手段としての現像ブレード４２により均一に層厚が規制された後、現像領域に搬送され、感光体１に接触あるいは非接触で静電潜像を現像する。現像器４の駆動は現像ローラ４１、オーガー４３、攪拌パドル４４が連動して行われる。

本実施形態では、ホッパー１１にホッパートナーセンサ（第二の現像剤検知手段）１３を設け、ホッパートナーセンサ１３によりホッパー１１内のトナーの量を検知している。また現像器４に現像器トナーセンサ（第一の現像剤検知手段）４５を設け、現像器トナーセンサ４５により現像器４内のトナーの量を検知している。ホッパートナーセンサ１３、現像器トナーセンサ４５は、本実施形態では、透磁率検知式を使用しており、トナーがセンサの検知面に存在していれば"トナー有り（現像剤有り）"、存在していなければ"トナー無し（現像剤無し）"を検知する。すなわち、両トナーセンサ１３，４５は、トナー（現像剤）の有無を検知している。なお、トナーセンサは磁気検知以外にも、光検知式、電気検知式などが使用可能である。

図４にトナー補給装置８と現像器４をその制御ハードウェアとともに示す。図４を用いて、トナーボトル９から現像器４へのトナー補給に関わる制御について説明する。

まずは、トナーボトル９からホッパー１１へのトナー補給に関わる制御について説明する。

ボトルモータ１６は、画像形成装置本体の制御装置（制御手段）２０に接続されている。制御装置２０は、ＣＰＵ２１等の処理装置で構成され、メモリ２２内に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより必要な処理を実現する。制御装置２０は、ホッパートナーセンサ１３の検知結果に応じて、トナー補給を要求された場合、必要なサイクル分の動作を繰り返すようにボトルモータ１６を制御する。ここでは、トナーボトル９の第一の規定時間（本例では３秒）の回転駆動と第二の規定時間（本例では２秒）の停止とを１サイクルとしている。なお、１サイクルの回転駆動は時間でなく回転数で規定してもよい。

例えば、ホッパートナーセンサ１３は定期的にホッパー１１内のトナー有無検知を行い、ホッパートナーセンサ１３からの信号は常時、制御装置２０に出力される。なお、本実施形態では、ホッパートナーセンサ１３は画像形成時のみホッパー１１内のトナーの有無検知を行う。制御装置２０は、ホッパートナーセンサ１３からの信号がホッパー１１内の"トナー無し"を示す場合、ホッパー１１内のトナーが少なくなっていると判断し、ボトルモータ１６を１サイクル動作するように指示する信号を出力する。これにより、トナーボトル９からホッパー１１に対してトナーが補給され、ホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでに上記サイクルを繰り返して実行する。その際、サイクル数を計数してメモリ２２に記憶し、ホッパートナーセンサ１３がトナー有りを検知すると計数値をクリアする。

続いて、ホッパー１１から現像器４へのトナー補給に関わる制御について説明する。

上述のとおり、現像器４へのトナー補給は、搬送手段である搬送路１４内のオーガー１５で行われ、現像器４に設けられた現像器トナーセンサ４５の検知結果が規定値を下回った時点で、トナーボトル９からホッパー１１への補給制御同様にメモリ２２内に格納された制御プログラムを読み出してＣＰＵ２１等にて実行することにより必要な処理を実現する。

例えば、現像器トナーセンサ４５は定期的に現像器４内のトナー有無検知を行い、現像器トナーセンサ４５からの信号は制御装置２０に出力される。なお、本実施形態では、現像器トナーセンサ４５は現像ローラ駆動時のみ現像器４内のトナーの有無検知を行う。制御装置２０は、現像器トナーセンサ４５からの信号が現像器４内の"トナー無し"を示す場合、現像器４内のトナーが少なくなっていると判断し、ホッパーモータ１７を駆動するように指示する信号を出力する。これにより、ホッパー１１から現像器４にトナーが補給され、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでにホッパーモータ１７を駆動する。その際、ホッパーモータ１７の駆動時間を計数してメモリ２２に記憶し、現像器トナーセンサ４５がトナー有りを検知すると計数値をクリアする。

なお、上述したホッパー１１内に設けられた攪拌パドル１２は、搬送路１４内のオーガー１５と同一の駆動源であるホッパーモータ１７により、オーガー１５が駆動されている際に、回転し、ホッパー１１内のトナーを攪拌する。

本画像形成装置では、画像形成装置を初めて使用開始する際には空の現像器にトナーを連続的に補給し、補給後（トナー有り検知後）に現像ローラを所定時間回転駆動する設置モードを行う。本実施形態では、設置モード開始から現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１を計測し、この計測時間ｐ１に応じて、"トナー有り"検知後の現像ローラの空回転時間を変更している。そのために、制御装置２０は前述の時間ｐ１を計測するためのトナー検知カウント部２４を有している。

図５に設置モードにおけるシーケンスを示し、詳細な説明を行う。

設置モードを開始すると、メインモータの駆動及び現像ローラ４１の空回転を開始する（ステップＳ１１）。この時、制御装置２０のトナー検知カウント部２４は設置モード開始からの時間ｐ１を計測開始する（ステップＳ１２）。設置モード開始と同時にホッパートナーセンサ１３及び現像器トナーセンサ４５がトナーの有無検知を行い、"トナー無し"検知によりボトルモータ１６及びホッパーモータ２７が駆動し、トナー補給が開始される（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。

まずはトナーボトル９からホッパー１１にトナーが補給され、ホッパー１１にトナーが充填され始めると、トナーはホッパー１１のパドル１２により搬送路１４に送られ、オーガー１５を介して現像器４内に送られる。現像器４に送られたトナーはオーガー４３により現像容器４０内に充填され始め、攪拌パドル４４により、現像ローラ４１へ搬送される。トナーは、現像ローラ４１、現像ブレード４２、トナー同士等による摩擦帯電により、帯電量が上昇する。

トナーボトル９からホッパー１１にトナーが補給され、一定量充填するとホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知し、ボトルモータ１６の駆動を停止する。その間も、現像器４へのトナー補給は行われるため、トナー補給によりホッパー１１内のトナーが減少し、ホッパートナーセンサ１３が"トナー無し"を検知すると、ボトルモータ１６が再駆動し（ステップＳ１６）、トナーボトル９からホッパー１１へのトナー補給が再開する。時間が経過し、現像容器４０内に十分にトナー充填されると、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知し、ホッパーモータ１７の駆動を停止する。同時に、トナー検知カウント部２４は設置モード開始からの時間ｐ１を計測停止し（ステップＳ１７）、計測時間ｐ１に応じた現像ローラ４１の空回転時間ｔを算出する（ステップＳ１８）。この空回転時間ｔに基づいて、現像ローラ４１の空回転を実施し、規定の時間経過すると（ステップＳ１９）、現像ローラ４１の空回転を停止し（ステップＳ２０）、設置モードが終了する。

図６に設置モード開始から現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１と現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した時の現像ローラ上のトナーの帯電量、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"検知後の空回転時間ｔ、そして空回転終了時の現像ローラ上の帯電量の関係を示す。上述の現像ローラの空回転時間ｔは、トナーが補給され始めてから補給終了までの時間、つまりトナーがトナーボトル９からホッパー１１を介して現像器４に移動するのにかかる時間で決定される。この時間ｔはトナーの流動性によって大きく変動し、流動性の良いトナーの場合、現像器４に補給されるまでの時間は短く、流動性の悪いトナーの場合、現像器４に補給されるまでの時間は長くなる。

トナーの帯電量はブローオフ法帯電量測定により求めた。トナーの帯電量はトナーの流動性、つまり、トナーの凝集具合に感度が有り、トナーの流動性が良ければ十分にトナー同士が攪拌され、摩擦帯電が均一に行われることで、トナーの帯電量が高くなり易い。一方、トナーの流動性が悪ければ、トナーが十分に摩擦帯電されず、トナーの帯電量が低くなってしまう。よって、長期に保管されたトナーボトル等、流動性の悪いトナーで設置モードを行った場合、その後の画像形成での濃度低下が発生する。これを防止するために、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"検知後の現像ローラの空回転時間ｔを長くすることで、トナーに対して摩擦帯電付与し、現像可能なトナーの帯電量を達成できる。

例えば、図６に示すように、トナーＡの場合、設置モード開始から現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１は２００秒以内である。つまり、トナーの流動性が良いため、トナーボトル９からのトナーの排出性が良く、トナーがホッパー１１内の攪拌パドル１２や搬送路１４内のオーガー１５、そして、現像器４内のオーガー４３、攪拌パドル４４で十分に攪拌される。そのため、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した時の現像ローラ４１上のトナーの帯電量は−７．２μＣ/ｇと高い数値を示している。そのため、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間は３０秒で良い。すなわち、計測時間ｐ１が予め設定した基準時間（ここでは図６に示す２０１〜２６０秒）と比べて短い場合には、"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間（駆動時間）ｔを基準時間の時よりも短くしている。

一方、トナーＥの場合、設置モード開始から現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１は２６１秒以上である。つまり、トナーの流動性が悪いため、トナーボトル９からのトナーの排出性が悪く、トナーがホッパー１１内の攪拌パドル１２や搬送路１４内のオーガー１５、そして、現像器４内のオーガー４３、攪拌パドル４４で十分に攪拌されない。そのため、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した時の現像ローラ４１上のトナーの帯電量は−３．４μＣ/ｇと低い数値を示している。そのため、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間は１８０秒を要する。すなわち、計測時間ｐ１が予め設定した基準時間（ここでは図６に示す２０１〜２６０秒）と比べて長い場合には、"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間（駆動時間）ｔを基準時間の時よりも長くしている。

次に、図７に流動性の良いトナーＡ、流動性の悪いトナーＥ、それぞれにおける現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知してからの現像ローラ４１の空回転時間ｔと設置モード終了後の初期画像形成におけるベタ黒パッチの反射濃度、さらに、現像ローラ４１上のトナーの帯電量の関係を示す。流動性の良いトナーＡでは、現像ローラ４１の空回転時間ｔに関わらず、十分な反射濃度を達成しているのに対し、流動性の悪いトナーＥに関しては、現像ローラ４１の空回転時間ｔが短ければ、濃度が低下していることが確認できる。

また、空回転時間ｔが長いほど、現像ローラ４１上のトナーの帯電量は上昇していく。しかし、流動性が良いトナーで現像ローラ４１の空回転を長時間行うと、トナーの帯電量が過剰に上昇し、帯電量の高いトナーと低いトナーによる静電凝集が起こり画像不良が発生する。これを防止するために、流動性の良いトナーの場合、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"検知後の現像ローラ４１の空回転時間ｔを短くする。

上述したように、設置モード開始から現像器４が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ１でトナーの流動性を予測することで、現像器４が"トナー有り"を検知した後の空回転時間ｔを制御し、トナーの流動性影響による濃度低下や画像不良を防止することができる。

例えば、設置モード開始から現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間が基準時間より長ければ、トナーの流動性は悪いことが予想されるため、トナー帯電量は上昇し難い。この場合、"トナー有り"検知後の現像ローラの空回転時間を基準時間の時よりも長くすることでトナー帯電量を上昇させ、設置モード終了後の最初の画像形成時の濃度低下を防止することができる。一方、設置モード開始から現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間が基準時間より短ければ、トナーの流動性は良いことが予想されるため、トナーの帯電量は上昇し易い。この場合、"トナー有り"検知後の現像ローラの空回転時間を基準時間の時よりも短くすることでトナー帯電量の過剰な上昇を抑制し、現像ローラ上のトナーの静電凝集に伴う画像不良を防止することができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。

第１実施形態では、設置モード開始から現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの計測時間ｐ１からトナーの流動性を予測し、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間ｔを前記計測時間ｐ１に応じて制御する構成を例示した。しかしながら、第１実施形態で例示した制御は、トナーボトル内のトナーの状態を好適に把握するものではない。

例えば、トナーボトルによっては内部のトナー状態は良好であるが、輸送等の物流の際に、トナーがトナーボトルの排出口部で一時的に圧縮して、設置モード初期におけるトナーボトルの駆動でのトナー排出性が悪くなることがある。一方、トナー状態は劣化しているものの、トナーボトルを振ったりすることによる一時的な流動性の良化により、設置モード初期におけるトナーボトルの駆動でのトナー噴出現象（フラッシング）が発生してしまい、トナーボトルからの排出性が良くなることもある。

そこで、本実施形態では、上記のように、トナーボトル内のトナーの状態によって設置モード時のトナーボトルからのトナーの排出性が異なった場合でも、トナーの流動性を検知して、現像器内のトナー帯電量を適正な状態に保つようにしている。詳しくは、設置モード開始からホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでの第一の計測時間ｐ２、そして、ホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの第二の計測時間ｐ３から、"トナー有り"を検知した後の現像ローラ４１の空回転時間ｔを制御する。

第２実施形態における画像形成装置全体の概略構成は、前述した第１実施形態と同様であるため、同一の機能を有する部材には同一符号を付し、説明は省略する。

図８に本実施形態の設置モードにおけるシーケンスを示し、詳細な説明を行う。

設置モードを開始すると、メインモータの駆動及び現像ローラの空回転を開始する（ステップＳ３１）。この時、制御装置２０のトナー検知カウント部２４は設置モード開始からの時間ｐ２を計測開始する（ステップＳ３２）。設置モード開始と同時にホッパートナーセンサ１３及び現像器トナーセンサ４５がトナーの有無検知を行い、"トナー無し"検知によりボトルモータ１６及びホッパーモータ２７が駆動し、トナー補給が開始される（ステップＳ３３〜Ｓ３６）。

まずはトナーボトル９からホッパー１１にトナーが補給され、ホッパー１１にトナーが充填され始めると、トナーはホッパー１１のパドル１２により搬送路１４に送られ、オーガー１５を介して現像器４内に送られる。現像器４に送られたトナーはオーガー４３により現像容器４０内に充填され始め、攪拌パドル４４により、現像ローラ４１へ搬送される。トナーは、現像ローラ４１、現像ブレード４２、トナー同士等による摩擦帯電により、帯電量が上昇する。

トナーボトル９からホッパー１１にトナーが補給され、一定量充填するとホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知し、ボトルモータ１６の駆動を停止する。同時に、トナー検知カウント部２４は設置モード開始からの時間ｐ２の計測を停止し（ステップＳ３７）、時間ｐ３の計測を開始する（ステップＳ３８）。その間も、現像器４へのトナー補給は行われるため、トナー補給によりホッパー１１内のトナーが減少し、ホッパートナーセンサ１３が"トナー無し"を検知すると、ボトルモータ１６が再駆動し（ステップＳ３６）、トナーボトル９からホッパー１１へのトナー補給が再開する。

時間が経過し、現像容器４０内に十分にトナー充填されると、現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知し、ホッパーモータ１７の駆動を停止する。同時に、トナー検知カウント部２４はホッパートナーセンサ１３の"トナー有り"検知からの時間ｐ３の計測を停止し（ステップＳ３９）、計測時間ｐ２、ｐ３に応じた現像ローラ４１の空回転時間ｔを算出する（ステップＳ４０）。この空回転時間ｔに基づいて、"トナー有り"検知後の現像ローラ４１の空回転を実施し、規定の時間経過すると（ステップＳ４１）、現像ローラ４１の空回転を停止し（ステップＳ４２）、設置モードが終了する。

このように、本実施形態における制御装置２０のＣＰＵ２１のトナー検知カウント部２４は、設置モード開始からホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでの第一の計測時間ｐ２（ホッパー検知時間）及び、ホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの第二の計測時間ｐ３（現像器検知時間）を計測し、設置モード開始からホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ２とホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ３の検知結果に応じて、現像ローラの空回転時間ｔを算出する。

図９に設置モード開始からホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ２とホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ３と現像ローラの空回転時間ｔの関係を示す。また、以下に、設置モード開始からホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ２とホッパートナーセンサ１３が"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサ４５が"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ３とトナーの状態例について説明する。

図９のＮｏ．１に示すように、時間ｐ２が第一の基準時間（ここでは１１〜３０秒）より短く、時間ｐ３が第二の基準時間（ここでは１９１〜２３０秒）より短い場合、例えば、製造直後のトナーが該当し、トナーの流動性が非常に良い状態であり、現像ローラ４１上のトナーの帯電量が上昇し易い傾向にある。そのため、濃度は十分に高くなるが、帯電量が高いトナーと低いトナーの静電凝集も発生し易いため、現像ローラ４１の空回転時間ｔを通常時（基準時間の時の空回転時間）よりも短くする。

図９のＮｏ．４に示すように、時間ｐ２が第一の基準時間より短く、時間ｐ３が第二の基準時間より長い場合、例えば、トナーは劣化傾向にあり流動性は比較的悪いものの、トナーボトル９を振ったりすることで、一時的にトナーボトル９からホッパー１１の排出性が良くなる。しかし、トナー自体は劣化しているため、ホッパー１１から現像器４への搬送時間は長くなってしまう。そこで、現像ローラ４１の空回転時間ｔを通常時よりも長くして、現像ローラ４１上のトナーの帯電量を上昇させる。

図９のＮｏ．１３に示すように、時間ｐ２が第一の基準時間より長く、時間ｐ３が第二の基準時間より短い場合、例えば、トナーは劣化はしていないものの、トナーボトル９の物流や、保管状態により、一時的にトナーボトル９からの排出性が悪くなる。しかし、トナー自体は劣化していないため、ホッパー１１から現像器４への搬送時間は短くなる。よって、現像ローラ４１上のトナーの帯電量は比較的上昇し易く、現像ローラ４１の空回転時間も通常時よりも短くする。

図９のＮｏ．１６に示すように、時間ｐ２が第一の基準時間より長く、時間ｐ３が第二の基準時間より長い場合、例えば、長期保管されたトナーが該当し、トナーの流動性は非常に悪い状態であり、現像ローラ４１上のトナーの帯電量は上昇し難い傾向にある。ゆえに、濃度は低くなるため、現像ローラ４１の空回転時間ｔを通常時よりも更に長くし、現像ローラ４１上の帯電量の更に上昇させるよう促進する。

以上のように、設置モード開始からホッパートナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ２、そして、ホッパートナーセンサが"トナー有り"を検知してから現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知するまでの時間ｐ３から、現像器トナーセンサが"トナー有り"を検知した後の、現像ローラの空回転時間ｔを制御する。これにより、更に精度良くトナーの流動性を検知し、濃度低下や画像不良を防止することが可能である。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、本発明は、現像方式を１成分方式または２成分方式に限定するものではない。

また前述した実施形態では、現像剤をトナーボトルからホッパーを介して現像器へ補給する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤をトナーボトルから現像器へ補給する構成であっても本発明は有効である。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

１ …感光体
２ …帯電部材
３ …画像書込装置
４ …現像器
５ …クリーニング装置
６ …転写ベルト
７ …転写ローラ
８ …トナー補給装置
９ …トナーボトル
１０ …ボトル接続部
１１ …ホッパー
１２ …攪拌パドル
１３ …ホッパートナーセンサ
１４ …搬送路
１５ …オーガー
１６ …ボトルモータ
１７ …ホッパーモータ
２０ …制御装置
２１ …ＣＰＵ
２２ …メモリ
２３ …表示部
２４ …トナー検知カウント部
４０ …現像容器
４１ …現像ローラ
４２ …現像ブレード
４３ …オーガー
４４ …攪拌パドル
４５ …現像器トナーセンサ

Claims (4)

1. 現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、トナーボトルから補給される現像剤を内部に収納する現像器と、
   前記現像器の内部の現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、
   前記現像剤検知手段の検知結果に応じて前記現像剤担持体の動作を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記現像器を初めて使用する際に、前記トナーボトルから前記現像器の内部に現像剤を補給した後に前記現像剤担持体を所定時間回転駆動する設置モードを有し、
   前記制御手段は、前記設置モードの際に、前記設置モードの開始から前記現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの時間を計測し、前記現像器の内部に現像剤を補給した後の前記現像剤担持体の駆動時間を、前記計測時間に応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記計測時間が基準時間と比べて長い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて長くし、前記計測時間が前記基準時間と比べて短い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて短くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、トナーボトルから補給される現像剤を内部に収納する現像器と、
   前記現像器の内部の現像剤の有無を検知する第一の現像剤検知手段と、
   前記トナーボトルからの現像剤を一時的に貯蔵して前記現像器へ補給するホッパーと、
   前記ホッパーの内部の現像剤の有無を検知する第二の現像剤検知手段と、
   前記第一及び第二の現像剤検知手段の検知結果に応じて前記現像剤担持体の動作を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記現像器を初めて使用する際に、前記トナーボトルから前記現像器の内部に現像剤を補給した後に前記現像剤担持体を所定時間回転駆動する設置モードを有し、
   前記制御手段は、前記設置モードの際に、前記設置モードの開始から前記第二の現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの第一の計測時間と、前記第二の現像剤検知手段が現像剤有りを検知してから前記第一の現像剤検知手段が現像剤有りを検知するまでの第二の計測時間を計測し、前記現像器の内部に現像剤を補給した後の前記現像剤担持体の駆動時間を、前記第一の計測時間と前記第二の計測時間に応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記第一の計測時間が第一の基準時間と比べて短く、前記第二の計測時間が第二の基準時間と比べて短い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて短くし、
   前記第二の計測時間が第一の基準時間と比べて短く、前記第二の計測時間が第二の基準時間と比べて長い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて長くし、
   前記第一の計測時間が第一の基準時間と比べて長く、前記第二の計測時間が第二の基準時間と比べて短い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて短くし、
   前記第一の計測時間が第一の基準時間と比べて長く、前記第二の計測時間が第二の基準時間と比べて長い場合には、前記現像器の内部に現像剤を補給した後に行う前記現像剤担持体の駆動時間を基準時間の時と比べて更に長くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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