JP4529998B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち１又は２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成するための現像器を備えている。
現像器は静電潜像を現像するためのトナーを内部に保持しているが、長時間使用されずに放置されると内部トナーの帯電量が低下したり、嵩が低下したりする。

トナー帯電量が低下すると、形成される画像に地肌カブリと言われる画像ノイズが発生しやすくなり、また、現像器からのトナーこぼれ、トナー飛散等が発生しやすくなる。
トナーの嵩が低下すると、通常設けられているトナーレベルセンサが、現像器内トナー量は不足していると誤認し、その結果必要量以上の新トナーがトナー補給装置から現像器へ補給され、既に現像器内にあったトナーに対する新トナーの割合が大きくなりすぎる。この場合も地肌カブリ、トナーこぼれ等が発生しやすくなる。

この点、例えば特開平１０−３３３４２１号公報には、現像器が使用されずに長時間放置された場合には、現像器内の攪拌装置で現像器内トナーを繰り返し攪拌し、それによりトナー帯電量を向上させ、トナー嵩を元のものに向かわせることが記載されている。

特開平８−６２９８４号公報には、現像器が使用されずに長時間放置された場合には、現像器内の攪拌部材を通常より高速で駆動し、それによりトナー帯電量を向上させ、トナー嵩を元のものに向かわせることが記載されている。

特開平１０−３３３４２１号公報 特開平８−６２９８４号公報

しかしながら、現像器内トナーを攪拌した場合、現像ローラ上のトナー帯電量は比較的短時間で立ち上がるが、トナー嵩の回復には、かなりの時間を要する。
本発明者の実験例によると、図６に示すように、トナー帯電量は約１０秒で立ち上がったが、元のトナー嵩への復帰には約６０秒を要した。

すなわち、前記特開平１０−３３３４２１号公報に記載されているように、現像器内トナーの状態（例えば現像器内トナー量）に拘らず、画一的に現像器内トナーを攪拌装置で攪拌したり、特開平特開平８−６２９８４号公報に記載されているように、現像器内トナーの状態に拘らず、画一的に攪拌部材を通常より高速で駆動したりして、帯電量及び嵩ともに元の状態に復帰させる場合、トナー攪拌時間は、その復帰に最も時間を要すると考えられる現像器内トナー状態におけるトナーを対象としたトナー攪拌時間となってくる。

従って、使用されずに長時間放置された現像器内トナーを、その量等の如何にかかわらず単に攪拌部材で攪拌するだけでは、徒に長時間攪拌しているだけの事態が生じることもあり、そのために画像形成開始可能な状態に至るまでに無駄に長時間費やすことも有り得る。

また、特開平８−６２９８４号公報に記載されているように攪拌部材を通常より高速で駆動する場合には、高速駆動のための駆動手段をわざわざ設けなければならない。

そこで本発明は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であって、該静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像器が長時間放置されたとき、該現像器内トナーの帯電量及び嵩を原状に向け回復或いはほぼ回復させることができ、しかも、該回復処理の開始から画像形成開始可能な状態に至るまでの時間を、放置前現像器内トナー量によっては、従来より短縮することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明者は前記課題を解決するため研究を重ね次のことを知見するに至った。
すなわち、現像器が使用されずに長時間放置された場合において、現像器内トナーを帯電量及び嵩の点で原状へ向け回復するには、従来と同様に現像器内トナーを攪拌装置で攪拌すればよい。

現像器放置前（現像器放置直前）の現像器内トナーの量によっては、さらに言えば、例えば放置前の現像器内トナー量が或る程度の量以上であれば、トナーの攪拌中に画像形成を許しても、実用上問題視すべき支障無く画像形成できる。そのような場合には、トナー攪拌中であっても画像形成要求があれば画像形成を許すことでトナー攪拌開始から画像形成開始可能な状態に至るまでの時間をそれだけ短くできる。また、トナーの攪拌を続けることで現像器内トナーの帯電量及び嵩を原状へ向け回復或いはほぼ回復させることができる。

また、現像器放置前（現像器放置直前）の現像器内トナーの量によっては、さらに言えば、例えば放置前の現像器内トナー量が前記或る程度の量より少量であれば、トナーの攪拌中に画像形成を許せば良好な画像形成が困難になる場合があり、従ってその場合には、トナー攪拌中は画像形成を許可せず、トナーの攪拌処理によるトナー帯電量及び嵩の復帰を待って、その後に画像形成を許可すればよい。

本発明は上記知見に基づき、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であり、
前記静電潜像をトナーで現像する現像器と、
前記現像器内のトナー量を検出するトナー量検出手段と、
前記現像器内トナーを攪拌するトナー攪拌装置と
前記トナー画像を記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置と、
画像形成装置動作を制御する制御部とを含んでおり、
前記制御部は、前記現像器が予め定めた時間以上放置状態におかれた後に前記定着装置をウォーミングアップするとき、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が予め定めた基準トナー量以上であると、前記トナー攪拌装置による現像器内トナー攪拌のための第１トナー攪拌制御を開始し、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が該基準トナー量より少ないと、前記トナー攪拌装置による現像器内トナー攪拌のための第２トナー攪拌制御を開始し、
該第１トナー攪拌制御では、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ１行い、該トナー攪拌制御中であっても画像形成のための画像形成制御への移行を許し、
該第２トナー攪拌制御においては、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ２行い、該トナー攪拌制御中は前記画像形成制御への移行を禁止する画像形成装置を提供する。

本発明によれば、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であって、該静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像器が長時間放置されたとき、該現像器内トナーの帯電量及び嵩を原状に向け回復或いはほぼ回復させることができ、しかも、該回復処理の開始から画像形成開始可能な状態に至るまでの時間を、放置前現像器内トナー量によっては、従来より短縮することができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置は、 静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であり、
前記静電潜像をトナーで現像する現像器と、
前記現像器内のトナー量を検出するトナー量検出手段と、
前記現像器内トナーを攪拌するトナー攪拌装置と
前記トナー画像を記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置と、
画像形成装置動作を制御する制御部とを含んでいる。

前記制御部は、前記現像器が予め定めた放置状態におかれた後に前記定着装置をウォーミングアップするとき、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量に応じて、前記トナー攪拌装置による現像器内トナー攪拌のための第１トナー攪拌制御又は第２トナー攪拌制御を開始する。

該第１トナー攪拌制御では、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ１行い、該トナー攪拌制御中であっても画像形成のための画像形成制御への移行を許し、
該第２トナー攪拌制御においては、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ２行い、該トナー攪拌制御中は前記画像形成制御への移行を禁止する。

ここで、「現像器」は、現像材としてトナー主体のものを用いる所謂一成分現像器でも、現像材としてトナーとキャリアを主体とするものを用いる所謂二成分現像器でもよい。 「定着装置」は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置において採用されている定着装置でよく、例えば加熱回転体（例えば加熱ローラ）とこれ対向圧接されるバックアップ回転体（例えばバックアップローラ）とを基本構成部材として有する定着装置でよく、「定着装置のウォーミングアップ」とは、該加熱回転体を記録媒体へのトナー像定着に適する温度へ昇温させる制御である。
また、トナー攪拌制御を行う上記時間ｔ１、時間ｔ２は、現像器内トナーの帯電量及び嵩が原状へ復帰又は略復帰するに要する時間であり、そのような時間は予め実験等により求めておくことができる。

前記「現像器の予め定めた放置状態」としては、次の場合を例示できる。いずれも長時間の放置状態に相当する。
(1) 画像形成装置の電源はオン状態であるが所定時間（例えば２４時間）画像形成動作していない状態、従って現像器も使用されず放置されている状態。
(2) 画像形成装置を電源オフ状態から電源オン状態としたときの電源オン時の定着装置の加熱回転体温度が所定温度以下（例えば５０℃以下）である状態、すなわち、長時間放置により加熱回転体温度が所定温度以下に低下してしまっている状態であり、現像器も長時間使用されずに放置されている状態である。

上記画像形成装置において制御部が、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前（現像器放置直前）の現像器内トナー量に応じて前記第１トナー攪拌制御又は前記第２トナー攪拌制御を開始するときの、該第１、第２のトナー攪拌制御の選択判断としては、該トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が予め定めた基準量以上であると該第１トナー攪拌制御を選択し、該基準量より少ないときは該第２トナー攪拌制御を選択する場合を挙げることができる。

すなわち、前記制御部は、トナー攪拌制御にあたっては、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が予め定めた基準量以上であるとき前記第１トナー攪拌制御を行い、該基準量より少ないときは前記第２トナー攪拌制御を行うのである。

上記画像形成装置は、前記現像器へトナーを補給するトナー補給装置を備えていてもよい。
トナー補給装置が設けられている場合、前記制御部として、例えば、前記第１トナー攪拌制御においては、トナー攪拌制御の開始から予め定めた時間ｔ３が経過するまでは、前記トナー攪拌制御中においても、前記画像形成制御中においても、該トナー補給装置による前記現像器へのトナー補給を禁止し、前記トナー攪拌制御の開始から予め定めた時間ｔ３が経過した後に該トナー補給を許すものを採用できる。

ここで「前記トナー攪拌制御の開始から予め定めた時間ｔ３」とは、前記の「第１トナー攪拌制御においてトナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ１行う」ときの該時間ｔ１と同じでもよく、該時間より長くても短くてもよいが、いずれにしても、現像器内トナーの帯電量及び嵩が原状へ復帰又は略復帰するに要する時間が好ましく、そのような時間の間はトナー補給を禁止することで、過剰なトナー補給を抑制することができ、トナー補給による現像器内トナーの帯電量の変動、ひいては該トナーの帯電量の変動による画像不良を抑制することができる。

また、トナー補給装置が設けられている場合、前記制御部は、例えば、前記第２トナー攪拌制御においては、前記予め定めた時間ｔ２のトナー攪拌制御中は前記画像形成制御及び該トナー補給装置による前記現像器へのトナー補給を共に禁止し、該トナー攪拌制御終了後に該トナー補給及び該画像形成制御を許すようにしてもよい。
トナー攪拌制御終了後にトナー補給及び画像形成制御を許す場合、該トナー攪拌制御終了後にトナー補給制御を行い、該トナー補給制御後に画像形成制御を許すようにしてもよい。

前記制御部は、前記定着装置のウォーミングアップのとき、画像安定化制御を行ってもよい。
前記制御部は、前記定着装置のウォーミングアップのとき、画像安定化制御を行い、該画像安定化制御の後にトナー補給制御及び画像形成制御を許すものでもよい。

ここで「画像安定化制御」とは、例えば
(1) 静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像器で現像するときの該静電潜像担持体へのトナーの、最大濃度をもたらす最大付着量の調整（最大濃度付着量調整）、
(2) 静電潜像形成のために静電潜像担持体上の帯電器による帯電領域へ画像露光装置から形成しようとする画像に応じた画像露光を施す場合の光量の調整（光量調整）、
(3) 画像形成装置がカラー画像形成装置であるときの色ずれ補正
のうち１又は２以上の制御であり、いずれもそれ自体知られている制御である。

画像形成装置周囲の環境変化（温度及び湿度のうち少なくとも一方の変化）にも対応した画像安定化制御では、例えば、上記の(1) 最大濃度付着量調整及び(2) 光量調整、カラー画像形成装置ではさらに(3) 色ずれ補正のほか、(4) 現像バイアス制御及び( 又は)(5)γ補正を加えてもよい。現像バイアス制御、γ補正もそれ自体知られている制御である。

次に図面を参照して本発明に係る画像形成装置例について説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例１０を示している。
画像形成装置１０はモノクロ画像を形成できるプリンタである。

プリンタ１０は、負帯電性のドラム型感光体１を含んでおり、感光体１の周囲には、帯電器２、画像露光装置３、現像器４、転写ローラ５及びクリーニング装置６が順次配置されている。記録紙等の記録媒体Ｓの搬送方向において転写ローラ５の上流側にはタイミングローラ対７が、さらにその上流側には図示省略の記録媒体供給部が配置されており、転写ローラ５の下流側には定着装置８が、さらにその下流側に図示省略の記録媒体搬出ローラ対及び搬出トレイがそれぞれ配置されている。

感光体１は画像形成時には感光体駆動モータＭ１（図２参照）で図中時計方向に回転駆動される。帯電器２には感光体帯電用の帯電電源Ｐ１（図２参照）から所定のタイミングで帯電用電圧が印加される。

画像露光装置３は図示省略のコンピュータ等から提供される画像情報に応じて感光体１にレーザ光を用いて画像露光を施す。
転写ローラ５には、後述するように感光体１上に形成されるトナー像を記録媒体Ｓへ転写するタイミングで転写電源Ｐ３（図２参照）から転写電圧が印加される。転写ローラ５は感光体１の回転、又は感光体１と転写ローラ５との間に後述するように通される記録媒体Ｓの移動に従動して回転する。

現像器４はトナーを主体とする現像材を用いる１成分現像器であり、感光体１に臨む現像ローラ４１、現像ローラ４１へトナーＴを供給する供給ローラ４２及び現像ローラ４１で感光体１に臨む現像領域へ搬送されるトナーＴの層厚を規制するとともにトナーＴの摩擦帯電に寄与するトナー規制部材４３を備えている。

現像器４の現像ローラ４１及び供給ローラ４２は現像モータＭ２（図２参照）により回転駆動され、現像ローラ４１は図上反時計方向に、供給ローラ４２も反時計方向に回転する。供給ローラ４２は現像ローラ４１と感光体１とが対向している現像領域から消費されずに現像器ケース４０内へ戻ってくる余剰のトナーＴを現像ローラ４１から剥がし取る一方、現像器ケース４０内のトナーＴを現像ローラ４１へ供給する。

また、現像ローラ４１及び供給ローラ４２の回転により現像器ケース４０内のトナーＴが攪拌されるので、これらローラはトナー攪拌部材を兼ねている。
現像器４は、現像バイアス電源Ｐ２（図２参照）から現像ローラ４１へ現像バイアスを印加して感光体１上に形成される静電潜像を負帯電性トナーＴにより反転現像できる。

現像器４には、現像器内トナー量を検出する手段としてトナーレベルセンサ４５も設けられている。レベルセンサ４５は、現像器ケース４０の上端部に設けられた一対の対向する導光部材４５１、一方の導光部材４５１に光入射する発光素子４５２及び他方の導光部材４５１からの出射光を受ける受光素子４５３を含んでいる。発光素子４５２から一方の導光部材４５１に入射した光は、遮るものがないと、他方の導光部材４５１へ到達し、受光素子４５３へ達する。受光素子４５３への光量は電圧変換され、後述するプリンタ全体の動作を制御する制御部Ｃｏｎｔへ入力される。

制御部Ｃｏｎｔは、受光素子４５３の受光量が予め定めた量以下のとき現像器ケース４０内に予め定めた量（基準量）以上のトナーＴがあり、受光素子４５３の受光量が予め定めた量より多いとき、現像器ケース４０内トナー量は該基準量より少ないと判断する。

現像器ケース４０の上端部にはトナー補給装置４００が接続されている。トナー補給装置４００は、トナーＴを収容し、該収容トナーＴを回転攪拌部材４０１で攪拌できるようになっており、トナー搬送スクリュー４０２の運転によりトナーＴを現像器４へ補給することができる。

定着装置８は、ハロゲンランプヒータＨを内蔵した加熱回転ローラ８１とこれに圧接されたバックアップローラ８２とを含むものである。ローラ８１の温度は温度センサＴＳで検出され、その検出温度情報は後述する制御部Ｃｏｎｔへ入力される。

図２は図１のプリンタ１０の制御回路の概略を示すブロック図である。 図２の制御回路はプリンタ１０の動作を全体的に制御する制御部Ｃｏｎｔを含んでいる。
制御部Ｃｏｎｔにはプリンタの操作パネルＰＡが接続されており、該パネルには、画像形成を指示するプリント指示キーＫのほか、画像形成枚数を指定するテンキー等のキー群Ｋｅ、各種情報を表示する液晶表示部Ｄｐ等が搭載されている。

既述のとおりトナーレベルセンサ４５で検出される現像器４内トナー量情報、温度センサＴＳが検出する温度情報、図示省略のコンピュータ等からの画像情報等は制御部Ｃｏｎｔに入力される。
また、感光体１の駆動モータＭ１、帯電器２へ帯電用電圧を印加する帯電電源Ｐ１、画像露光装置３、現像器４の現像ローラ４１及び供給ローラ４２を回転駆動する現像モータＭ２、現像ローラ４１へ現像バイアスを印加する現像バイアス電源Ｐ２、転写ローラ５へ転写電圧を印加する転写電源Ｐ３、定着装置８、トナー補給装置４００等は制御部Ｃｏｎｔに接続されており、これらは制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作する。

以上説明したプリンタ１０によると制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに次のようにして画像形成できる。
感光体１を感光体駆動モータＭ１で図上時計方向に回転させ、該感光体１表面を帯電電源Ｐ１から電圧が印加された帯電器２で一様に帯電させ、その帯電域に画像露光装置３から形成しようとする画像に応じた画像露光を施して感光体１上に静電潜像を形成する。
この静電潜像を現像器４で現像してトナー像とする。

一方、図示省略の記録媒体（例えば記録紙）供給部から記録媒体Ｓが引き出され、タイミングローラ対７へ供給され、タイミングローラ対７は該記録媒体Ｓを一端そこで待機させる。そして、感光体１上のトナー像が感光体１と転写ローラ５との間の転写領域へ到来するタイミングに合わせて該記録媒体Ｓを転写領域へ送り込む。

このとき転写ローラ５には転写電源Ｐ３から転写電圧が印加されており、感光体上トナー像が記録媒体Ｓに転写される。記録媒体Ｓ上の転写トナー像は定着装置８を通過することで記録媒体Ｓに加熱加圧下に定着され、その後記録媒体Ｓは図示省略の排出トレイに排出される。
このようにして画像形成される。感光体１上の転写残トナー等はクリーニング装置６により除去清掃される。

定着装置８についてさらに説明する。プリンタ１０の本体電源をオンすると、定着装置８のヒータＨが点灯され、加熱ローラ８１の温度をトナー像の記録媒体Ｓへの定着に適する温度へ昇温させる所謂ウォーミングアップが開始される。ウォーミングアップが完了すると画像形成可能な状態となる。このウォーミングアップ制御は、温度センサＴＳからの検出温度情報と予め制御部Ｃｏｎｔに記憶させてある加熱ローラ定着温度とを参照しての温調制御により行われる。

しかし、ウォーミングツアップ後所定時間の間に画像形成動作が無いと、或いは画像形成後の所定時間の間に次の画像形成動作が無いと、プリンタは節電状態に入り、定着装置ヒータＨはオフされる。その後、操作パネルＰＡにおいて、ウオ−ミングアップの再開をもたらすいずれかのキー操作（例えばプリント指示キー操作）、コンピュータ等からのプリント指示等があると、ウォーミングアップが再開される。ウォーミングアップが完了すると画像形成可能な状態となる。

現像器４は長時間使用されずに放置されると、内部のトナーＴの帯電量が低下したり、トナーの嵩が低下したりする。トナー帯電量の低下やトナー嵩量の低下は、形成される画像において地肌カブリの原因となったり、現像器４からのトナーこぼれの原因となったりする。

そこでプリンタ１０では、現像器４が長時間使用されずに放置された場合には、次のウォーミングアップ開始とともに、現像器内トナー攪拌を開始し、所定時間攪拌し、トナー帯電量を現像器放置前の原状へ向け回復又は略回復させるとともに、トナー嵩を現像器放置前の原状へ向け回復又は略回復させる。こここで「トナー攪拌制御の所定時間」は後述する第１トナー攪拌制御では時間ｔ１であり、第２トナー攪拌制御では時間ｔ２である。

該「現像器内トナー攪拌を行う所定時間ｔ１或いはｔ２」はトナー帯電量を現像器放置前（現像器放置直前）の原状へ向け回復又は略回復させるとともに、トナー嵩を現像器放置前（現像器放置直前）の原状へ向け回復又は略回復させるに要する時間であり、該時間は予め実験等により求めておき、制御部Ｃｏｎｔへ記憶させておく。

現像器４内トナーの攪拌は、既述のとおり現像ローラ４１及び供給ローラ４２を回転させることで行う。

現像器４が長時間使用されずに放置されたか否かの判断は制御部Ｃｏｎｔにおいてなされる。制御部Ｃｏｎｔは、
(1) 画像形成装置１０の電源はオン状態であるが２４時間、画像形成動作していない状態、従って現像器が使用されていない状態のとき、
(2) 画像形成装置１０を電源オフ状態から電源オン状態としたときの電源オン時の定着装置８の加熱ローラ８１の温度が５０℃以下のとき（長時間放置により加熱ローラ温度が５０℃以下に低下してしまっている状態のとき）
のいずれかであれば、現像器４が長時間使用されずに放置されていたと判断する。

上記(1) の２４時間は制御部Ｃｏｎｔにおいてカウントされ、上記(2) において、加熱ローラ温度は、加熱ローラ温度検出センサＴＳから制御部Ｃｏｎｔへ入力される温度情報により把握できる。

現像器４が長時間使用されずに放置されたとき、ウォーミングアップとともに開始する現像器４内トナーの攪拌制御は、現像器内トナーの量の如何にかかわらず一定時間行った後に画像形成制御を許可するのではなく、現像器放置前のトナーレベルセンサ４５で検出された現像器内トナー量が前記基準量以上であるか、該基準量より少ないかで異ならせる。

＜第１トナー攪拌制御＞
本例では、放置前の現像器内トナー量が基準量以上であるときは、第１トナー攪拌制御を行う。すなわち、図３（Ａ）に示すように、ウォーミングアップ開始とともに現像器内トナー攪拌制御を開始し、所定時間ｔ１トナー攪拌制御を行う。しかし、トナー攪拌制御中であっても、操作パネルＰＡから、或いはコンピュータ等からプリント指示があると、ウォーミングアップ制御が完了していることを条件として画像形成制御へ移行し、これによりウォーミングアップ開始から（従って本例ではトナー攪拌制御の開始から）画像形成制御開始可能となるまでに要する時間を短縮することができ、それだけ画像形成装置１０が使い易くなっている。

但し、トナー攪拌制御の開始から（従って本例ではウォーミングアップ開始から）所定時間ｔ３（本例ではトナー攪拌制御を行うべき時間ｔ１と同じ時間）の間は、トナー補給装置４００から現像器４へのトナー補給は禁止する。これにより、所定時間ｔ１のトナー攪拌制御による現像器内トナーの嵩及び帯電量の元の状態への回復或いは略回復を待ち、それにより現像器４へ過剰にトナーが補給されることを抑制するとともに、トナー攪拌制御中に画像形成制御へ移行する場合の帯電量立ち上げ途中のトナーに起因する画像不良を招くことを抑制する。

なお、トナー攪拌制御中に画像形成制御へ移行しても、画像形成制御では現像器４において現像ローラ４１及び供給ローラ４２が回され、それによりトナーが攪拌されるので、前記所定時間ｔ１のトナー攪拌制御は達成される。

トナー攪拌制御の開始から、従って本例ではウォーミングアップ開始から所定時間ｔ１の経過後はトナー補給装置４００による現像器４内へのトナー補給制御は許可されるが、このときのトナー補給制御では、画像形成において消費したトナー量に見合ったトナー量の補給を行う。画像形成において消費したトナー量は、図示省略のコンピュータ等からの画像情報に基づいて制御部Ｃｏｎｔにおいて算出される。トナー攪拌制御中に画像形成制御へ移行したときは、画像形成制御と重なるトナー攪拌制御の所定時間ｔ１の部分における画像形成のためのトナー消費量は制御部Ｃｏｎｔに記憶させておき、トナー攪拌制御後にその消費量に見合った量のトナーを補給する。

図３（Ｂ）は、放置前の現像器内トナー量が基準量以上であるときに、ウォーミングアップ開始とともに現像器内トナー攪拌制御を開始し、所定時間ｔ１トナー攪拌制御を行い、トナー攪拌制御中であっても、操作パネルＰＡ等からプリント指示があると、ウォーミングアップ制御が完了していることを条件として画像形成制御へ移行することを許可するが、未だ画像形成制御へ移行していない状態を示している。

なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、ウォーミングアップ制御とともに簡易画像安定化制御も行う様子が示されている。簡易画像安定化制御は、短時間で終了できる制御であり、本例では、既述の最大濃度付着量調整及び画像露光装置３の光量調整である。

＜第２トナー攪拌制御＞
また、本例では、放置前（放置直前）の現像器内トナー量が前記基準量より少量のときは、図４に示すように、ウォーミングアップ開始とともに現像器内トナー攪拌制御を開始し、所定時間ｔ２トナー攪拌制御を行う。そして、トナー攪拌制御中は、トナー補給制御も画像形成制御も禁止し、所定時間ｔ２のトナー攪拌制御の後に、トナー補給制御、画像形成制御を許可する。
さらに言えば、ここでは、所定時間ｔ２のトナー攪拌制御の後に、トナー補給制御を行い、その後に画像形成制御を許可する。所定時間ｔ２は前記の所定時間ｔ１と同じでもよいし、所定時間ｔ１とは異なっていてもよい。

このように、放置前の現像器内トナー量が基準量より少量のときは、所定時間ｔ２のトナー攪拌制御による現像器内トナーの嵩及び帯電量の元の状態への回復或いは略回復を待ち、それにより現像器４へ過剰にトナーが補給されることを抑制するとともに、帯電量立ち上げ途中のトナーに起因する画像不良を招くことを抑制し、さらに、現像器内トナー量の不足により画像不良を招くことを抑制する。

なお、放置前の現像器内トナー量が基準量より少量のときの、このような画像形成制御許可前のトナー補給制御は、トナーレベルセンサ４５の監視下における基準量まで或いは基準量より若干多量までのトナー補給とすればよい。

なお、図４には、ウォーミングアップ制御とともに前記と同様の簡易画像安定化制御も行う様子が示されている。

画像安定化制御は前記の簡易画像安定化制御に限定されない、温度及び（又は）湿度といったプリンタ１０周囲の環境が変動する場合の画像安定化制御（以下、「フル画像安定化制御」という。）でもよい。
フル画像安定化制御では、前記の最大濃度付着量調整及び画像露光装置３の光量調整に加え、現像バイアス制御及びγ補正（ガンマ補正）も行うもので、簡易画像安定化制御と比べると長い時間が必要である。

フル画像安定化制御を行うときでも、放置前の現像器内トナー量が基準量以上の場合であれば、トナー攪拌制御中でもウォーミングアップ完了を条件として画像形成制御への移行は許され、また、トナー攪拌制御開始から所定時間ｔ１の経過後であれば、トナー補給制御が許されるが、それらはいずれも長時間を要するフル画像安定化制御が終了していることを条件として許される。

また、フル画像安定化制御を行うときでも、放置前の現像器内トナー量が基準量より少量の場合、所定時間ｔ２のトナー攪拌処理の終了後であれば、トナー補給制御や画像形成制御が許されるが、それらはいずれも、長時間を要するフル画像安定化制御が終了していることを条件として許される。

図５はフル画像安定化制御を実行する場合のこれら事項を纏めて示している。

以上説明した画像形成装置はモノクロプリンタ１０であったが、本発明は、他のタイプのモノクロ画像形成装置にも、２色以上でカラー画像を形成するカラー形成装置（代表的にはフルカラー画像形成装置）にも適用できる。カラー画像形成装置では、それぞれ担当トナー色が異なる複数の現像器が採用されるが、それら現像器のうち１又は２以上に本発明を適用できる。さらに本発明はプリンタだけでなく、複写機、ファクシミリ機にも適用でき、複写機、ファクシミリ機、プリンタ等の１又は２以上を組み合わせた複合機にも適用できる。

カラー画像形成装置では、中間転写体に異なる色のトナー像が重ねて形成され、その多重トナー像が記録媒体に転写され、定着装置で該記録媒体に加熱加圧下に定着されることがあるが、その場合の多重トナー像における色ずれ補正が要求されることがある。 従ってカラー画像形成装置については、前記画像安定化制御に、該色ずれ補正を加えてもよい。

本発明は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であって、静電潜像を現像する現像器が長時間放置状態におかれたとき、該現像器内トナーを帯電量及び嵩の点で原状に向け回復或いは略回復させることができ、放置前現像器内トナーの量によっては該回復処理の開始から画像形成開始可能な状態に至るまでの時間を従来より短縮することができる画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の概略を示す図である。 図１の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。 図３（Ａ）は長時間放置され、放置前トナー量が所定量以上であった現像器内トナーの帯電量、嵩を回復させるトナー攪拌制御であって、トナー攪拌制御中に画像形成制御へ移行する場合のトナー攪拌制御とそれに関連する制御の例を示すタイミングチャートであり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）においてトナー攪拌制御中に画像形成制御へ移行しない場合の例を示すタイミングチャートである。 長時間放置され、放置前トナー量が所定量より少量であった現像器内トナーの帯電量、嵩を回復させるトナー攪拌制御及びそれに関連する制御の例を示すタイミングチャートである。 フル画像安定化制御を実行する場合のトナー攪拌制御とそれに関連する制御の例を示すタイミングチャートである。 長時間放置された現像器におけるトナー攪拌による現像ローラ上トナー帯電量及び現像器内トナーの嵩の回復状態を調べた実験結果を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置（プリンタ）
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像器
４０ 現像器ケース
４１ 現像ローラ
４２ トナー供給ローラ
４３ トナー規制部材
４５ トナーレベルセンサ
４５１ 導光部材
４５２ 発光素子
４５３ 受光素子
Ｔ トナー
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ タイミングローラ対
８ 定着装置
８１ 加熱ローラ
８２ バッアップローラ
Ｈ ハロゲンランプヒータ
ＴＳ 温度センサ
Ｓ 記録媒体
Ｃｏｎｔ 制御部
ＰＡ 操作パネル
Ｋ プリント指示キー
Ｋｅ キー群
Ｄｐ 液晶表示部
Ｍ１ 感光体駆動モータ
Ｍ２ 現像モータ
Ｐ１ 感光体帯電用電源
Ｐ２ 現像バイアス電源
Ｐ３ 転写電源
４００ トナー補給装置
４０１ 回転攪拌部材
４０２ トナー搬送スクリュー

Claims (7)

1. 静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に転写し、加熱加圧下に定着させて画像形成できる画像形成装置であり、
   前記静電潜像をトナーで現像する現像器と、
   前記現像器内のトナー量を検出するトナー量検出手段と、
   前記現像器内トナーを攪拌するトナー攪拌装置と
   前記トナー画像を記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置と、
   画像形成装置動作を制御する制御部とを含んでおり、
   前記制御部は、前記現像器が予め定めた時間以上放置状態におかれた後に前記定着装置をウォーミングアップするとき、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が予め定めた基準トナー量以上であると、前記トナー攪拌装置による現像器内トナー攪拌のための第１トナー攪拌制御を開始し、前記トナー量検出手段により検出された現像器放置前の現像器内トナー量が該基準トナー量より少ないと、前記トナー攪拌装置による現像器内トナー攪拌のための第２トナー攪拌制御を開始し、
   該第１トナー攪拌制御では、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ１行い、該トナー攪拌制御中であっても画像形成のための画像形成制御への移行を許し、
   該第２トナー攪拌制御においては、トナー攪拌制御を予め定めた時間ｔ２行い、該トナー攪拌制御中は前記画像形成制御への移行を禁止することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器へトナーを補給するトナー補給装置を備えており、
   前記制御部は、前記第１トナー攪拌制御においては、トナー攪拌制御の開始から予め定めた時間ｔ３が経過するまでは、前記トナー攪拌制御中においても、前記画像形成制御中においても該トナー補給装置による前記現像器へのトナー補給を禁止し、前記トナー攪拌制御の開始から予め定めた時間ｔ３が経過した後に該トナー補給を許す請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像器へトナーを補給するトナー補給装置を備えており、
   前記制御部は、前記第２トナー攪拌制御においては、前記予め定めた時間ｔ２のトナー攪拌制御中は前記画像形成制御及び該トナー補給装置による前記現像器へのトナー補給を共に禁止し、該トナー攪拌制御終了後に該トナー補給及び該画像形成制御を許す請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記第２トナー攪拌制御においては、前記予め定めた時間ｔ２のトナー攪拌制御中は前記画像形成制御及び前記トナー補給を共に禁止し、該トナー攪拌制御終了後に該トナー補給及び該画像形成制御を許す請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２トナー攪拌制御においては、前記予め定めた時間ｔ２のトナー攪拌制御中は前記画像形成制御及び前記トナー補給を共に禁止し、該トナー攪拌制御終了後にトナー補給制御を行い、該トナー補給制御後に該画像形成制御を許す請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記定着装置のウォーミングアップのとき、画像安定化制御を行う請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記定着装置のウォーミングアップのとき、画像安定化制御を行い、該画像安定化制御の後に前記トナー補給及び前記画像形成制御を許す請求項２から５のいずれかに記載の画像形成装置。