(57)【要約】【課題】  本発明は、現像手段を初めて使用する際にも良好な画像を出力可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像装置４に初めてトナー補給するときに、トナーｔが電極部材４ｈに達する前に、現像バイアス電源41により現像ローラ４ａに交流電圧が印加される際に現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間の静電容量に応じて該電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが所定値のときはトナー補給制御を変更するコントローラ部９を有することを特徴とする。【選択図】      図５
2015206902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、
を有し、
前記現像手段は、
トナーを収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器内のトナーを担持搬送して前記像担持体の静電潜像に供給する現像剤担持体と、
を有し、
前記現像剤担持体に交流電圧を印加する現像バイアス電源と、
前記現像剤容器内で前記現像剤担持体に離間して設けられた電極部材と、
前記現像バイアス電源により前記現像剤担持体に交流電圧が印加される際に前記現像剤担持体と前記電極部材との間の静電容量に応じて前記電極部材に誘起される誘起電圧に基づいて前記現像剤容器内のトナーを検知するトナー検知手段と、
前記現像手段に初めてトナー補給するときに、トナーが前記電極部材に達する前に前記誘起電圧が所定値のときはトナー補給制御を変更する制御手段と、
を有する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、トナーを前記現像剤容器に補給する前に前記誘起電圧を検知し、検知した前記誘起電圧に基づいてトナー補給制御を変更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】
前記制御手段は、検知した前記誘起電圧が前記所定値のときはトナー補給制御を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記所定値を検知すると、復帰制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
除湿手段が設けられ、
前記制御手段は、前記復帰制御として、前記除湿手段の駆動を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）プリンタ、レーザービームプリンタ等の電子写真プリンタがある。更に、電子写真ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真画像形成装置は、予め帯電装置により均一に帯電された像担持体となる感光ドラムの表面に画像情報に対応した光を照射して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像装置によって現像剤を供給してトナー画像として顕像化し、更に、感光ドラムから記録材へトナー画像を転写することで記録材上にトナー画像を形成している。
【０００４】
現像装置には、トナーを収容した現像剤容器が設けられており、トナー画像を形成することでトナーは消費されていく。現像装置、感光ドラム、帯電装置等は、それぞれが個々にカートリッジとして画像形成装置に着脱自在に構成されている。或いは、感光ドラムが他の部材と一体的に構成されてプロセスカートリッジとして構成されている。
【０００５】
そして、トナーが無くなった際、ユーザはカートリッジ化された現像装置からなる現像カートリッジ、或いは現像装置が備えられたプロセスカートリッジを交換することで再び画像形成を行なうことができる。
【０００６】
このプロセスカートリッジ、或いは、現像カートリッジ（以下、単に「カートリッジ」という）の現像剤容器内に蓄えられているトナーが画像形成することで消費されていく。そして、予め設定されたトナー量下限閾値ｚを下回ったと判断したときに、現像剤容器内に蓄えられているトナーの残量が過少となっている旨の表示を表示部に行なうトナー残量検知装置が設けられている。
【０００７】
トナー残量検知装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたように、現像剤容器内に電極部材を配置して残トナーの静電容量からトナー残量を検知するものが提案されている。このトナー残量検知装置では、例えば、図２（ａ）に示すように、感光ドラム１に近接するように配置された現像装置４の現像剤容器４ｂにおいて、現像室４ｃ内の現像ローラ４ａに対向するようにして電極部材４ｈが設けられる。電極部材４ｈは外径直径が２ｍｍ程度の導電性で棒状で構成され、トナーｔの内部に埋設されるように配置される。電極部材４ｈに対して誘起電圧検知部91ｅが接続されている。
【０００８】
ここで、電極部材４ｈにより現像剤容器４ｂ内のトナーｔの残量を検知する原理について説明する。図２に示す現像装置４において現像剤容器４ｂ内のトナーｔの残量によって変化する現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間の静電容量は図３に示すような等価コンデンサ57の静電容量とみなすことが出来る。
【０００９】
図３において、41は現像バイアス電源、55は交流バイアス電源、56は直流バイアス電源、57は現像ローラ４ａと電極部材４ｈとをそれぞれ電極とみなして構成される等価コンデンサを示す。尚、交流バイアス電源55は、例えば、周波数が２４００Ｈｚ、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが１６００Ｖの矩形波を発生する。
【００１０】
図３に示す電気回路においては、交流バイアス電源55から現像ローラ４ａに印加される交流バイアス電圧により静電誘導によって電極部材４ｈに誘起電圧Ｖｉが誘起される。これにより電極部材４ｈに流れる電流は電極部材４ｈに接続されている誘起電圧検知部91ｅにより誘起電圧Ｖｉとして検知される。
【００１１】
誘起電圧Ｖｉは等価コンデンサ57の静電容量となる現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間に介在するトナーｔの量により変化する電極間の比誘電率に伴って変化する。トナーｔの比誘電率は約３であり、空気の比誘電率は約１である。このため、現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間に介在するトナーｔの量が多ければ、電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉは高くなる。
【００１２】
トナー残量検知装置によって得られたトナー残量検知信号は、図示しない印字記録エンジン部に設けられるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）91ａに受信される。ＣＰＵ91ａによって画像形成工程の許可や禁止等が制御される。即ち、トナーｔが少なくなったことによる画像の白抜け等を防ぐためにトナー残量検知装置によって検知されたトナー残量が予め設定された閾値を下回ったと判断されたときには、トナーｔの残量が過少となっている旨が図示しない操作表示部に表示される。
【００１３】
図４に現像剤容器４ｂ内のトナー残量と、電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉとの関係を示す。現像剤容器４ｂ内のトナーｔが満タン時では現像剤容器４ｂ内のトナー残量は例えば４００ｇであり、このときの誘起電圧Ｖｉは１．８０Ｖである。画像形成によるトナーｔの消費によりトナー残量が少なくなってくると、電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが低下する。画像の白抜けが発生するトナー残量は７５ｇで，そのときの誘起電圧Ｖｉは１．３５Ｖである。
【００１４】
このため画像の白抜けに対して十分なラチチュード (latitude；画像として再現できる露光範囲）を保有したトナー残量は１００ｇである。このときの電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉがトナー量下限の閾値として１．５０Ｖになったときに画像形成禁止の通知を行なう。
【００１５】
また、初めて、現像装置４を使用する際には、画像出力ができるような状態にするために現像室４ｃ内にトナーｔを補給する必要がある。ユーザは現像装置４の使用開始時に図２（ｂ）に示す現像装置４に設けられた封止部材としてのトナーシール部材４ｉを引き剥がすことで開口が開封されトナーｔの補給が可能となる。
【００１６】
トナーｔの補給を開始すると、トナー室４ｄから現像室４ｃへトナーｔが供給され始める。そして、現像室４ｃにトナーｔが増えてくると電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが上昇する。そして、誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚである１．５０Ｖ以上になったときに「トナー有り」を検知し、トナー補給動作は終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−２２８６９７号公報
【特許文献２】特開２００４−０８６１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
電子写真方式の画像形成装置は、新興国市場でも積極的に使用されるようになりつつある。新興国市場では、日本のオフィス等のように必ずしも空調が効いている環境では無く、高温高湿の環境や、低温低湿の環境で使用されることも珍しくない。このため、どんな厳しい環境でも正常な動作をし、良好な画像出力を提供することが求められている。
【００１９】
例えば、画像形成装置が使用される地域の屋外が極低温の気候で、画像形成装置の設置場所が空調の効いた温暖な環境で現像装置４を交換する状況が発生する。その場合、サービスマンは屋外の極低温の環境から現像装置４を屋内の温暖な環境に運び、現像装置４の取りかえ作業を実施する。
【００２０】
その結果、現像装置４が急激に温められることになるため現像装置４が結露してしまう。結露により現像装置４内の現像ローラ４ａが濡れてしまい、水滴が付着する。この状態でトナーｔの補給動作を行なうと、水滴が付着した現像ローラ４ａの表面上にトナーｔが付着して固着する。更に、現像ローラ４ａの表面上にトナーｔが固着した現像装置４を用いて、最初の画像出力を行なうと、記録材Ｐ上に現像ローラ４ａの回転周期で画像不良が発生してしまう。
【００２１】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像手段を初めて使用する際にも良好な画像を出力可能な画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、を有し、前記現像手段は、トナーを収容する現像剤容器と、前記現像剤容器内のトナーを担持搬送して前記像担持体の静電潜像に供給する現像剤担持体と、を有し、前記現像剤担持体に交流電圧を印加する現像バイアス電源と、前記現像剤容器内で前記現像剤担持体に離間して設けられた電極部材と、前記現像バイアス電源により前記現像剤担持体に交流電圧が印加される際に前記現像剤担持体と前記電極部材との間の静電容量に応じて前記電極部材に誘起される誘起電圧に基づいて前記現像剤容器内のトナーを検知するトナー検知手段と、前記現像手段に初めてトナー補給するときに、トナーが前記電極部材に達する前に前記誘起電圧が所定値のときはトナー補給制御を変更する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記構成によれば、現像手段に初めてトナー補給するときに電極部材に誘起される誘起電圧が所定値のときはトナー補給制御を変更することで現像手段の結露による問題の発生を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図及び制御系のブロック図である。
【図２】現像手段の構成を示す断面説明図である。
【図３】現像剤担持体と電極部材との間の静電容量を等価コンデンサに見立てた回路構成を示すブロック図である。
【図４】現像剤容器内のトナー重量と、電極部材に誘起される誘起電圧との関係を示す図である。
【図５】第１実施形態において現像手段を初めて使用開始する際にトナー補給制御に先だって行なう設置制御の構成を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示す断面説明図及び制御系のブロック図である。
【図７】第２実施形態において現像手段を初めて使用開始する際にトナー補給制御に先だって行なう設置制御の構成を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２６】
先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００２７】
＜画像形成装置＞
図１に示す画像形成装置８は電子写真方式の複写機の一例を示す。図１に示すように、画像形成装置８は、画像形成動作を実行する印字記録エンジン部10と、該印字記録エンジン部10における各種動作を制御する制御手段となるコントローラ部９とを有する。コントローラ部９に設けられた制御処理部91からの各種制御信号が印字記録エンジン部10に送出される。
【００２８】
＜コントローラ部＞
先ず、本実施形態における画像形成装置８のコントローラ部９の構成について説明する。コントローラ部９の内部に設けられた制御処理部91のＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）91ａには、誘起電圧検知部91ｅが接続されている。
【００２９】
更に、ＣＰＵ91ａには、各種の制御プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）91ｂが接続されている。更に、制御プログラム実行中の各種データ等を一時的に格納するＲＡＭ（Randam AccessMemory；ランダムアクセスメモリ）91ｃが接続されている。
【００３０】
制御処理部91には、コピー（複写）機能に用いられるスキャナ部となる原稿読取装置92、外部機器からプリント出力する画像データを受信するプリンタインターフェース93が接続されている。更に、電話回線網からの画像データを受信するファクシミリ装置等のモデム94が接続されている。これら３種類の画像データ取込部としての原稿読取装置92、プリンタインターフェース93、モデム94の各々を通して複数種類の画像データが制御処理部91内の画像信号処理部に取り込まれる。
【００３１】
＜印字記録エンジン部＞
画像形成装置８の印字記録エンジン部10は、図１に示すように、画像形成装置８本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ11として構成される。本実施形態のプロセスカートリッジ11は、静電潜像が形成される像担持体となる感光ドラム１を有する。更に、感光ドラム１の表面に現像剤となるトナーｔを供給する現像手段となる現像装置４を有する。更に、クリーニング手段となるクリーニングブレード６ａを有するクリーニング装置６、帯電手段となる帯電ローラ２を有している。
【００３２】
感光ドラム１は、回転ドラム型の電子写真感光ドラムからなる。本実施形態の感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム基体１ｂの外周面に感光体層１ａとして有機光導電体（ＯＰＣ；Organic Photoconductor）層が形成されている。感光ドラム１は３０ｍｍ程度の外径直径を有している。感光ドラム１は、図１の矢印Ａ方向に所定のプロセススピード（本実施形態では９４．５ｍｍ／秒）で回転駆動される。
【００３３】
図１の矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１に対して帯電ローラ２により帯電バイアス電圧を印加する。これにより感光ドラム１の表面が所定の電位に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１の表面には露光手段となるレーザスキャナ３から出射される画像情報に応じたレーザ光３ａが照射される。
【００３４】
レーザスキャナ３から放射されたレーザ光３ａは回転多面鏡３ｂによって掃引され、ｆθレンズ等のレンズ３ｃ及びレーザ光３ａを感光ドラム１方向に指向させるミラー３ｄによって感光ドラム１の表面上にスポット結像される。尚、ｆθレンズはレーザ光３ａが角度θで入ってくると、該ｆθレンズの焦点距離ｆを掛け合わせた大きさ（ｆ×θ）の像を結ぶようなレンズ特性（ｆθ特性）を有する。このようにしてレーザ光３ａは感光ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）に感光ドラム１の表面を走査し、静電潜像を形成する。
【００３５】
感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像装置４から供給されるトナーｔによって現像される。図示しない記録材給送部から適切なタイミングで感光ドラム１と、該感光ドラム１に当接された転写手段となる転写ローラ５との間の転写部へ記録材Ｐが搬送される。そして、感光ドラム１の表面に現像により形成されたトナー像は転写部で転写バイアス電圧が印加されて記録材Ｐに対して転写されていく。
【００３６】
転写部を通ってトナー像が転写された記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離されてプロセスカートリッジ11外に設けられた図示しない定着部へ搬送され、トナー像の記録材Ｐへの定着が行なわれる。また、転写後において感光ドラム１の表面上に残存するトナーｔは感光ドラム１の表面上に圧接するように配置されたクリーニングブレード６ａの摺接力により掻き落とすようにして分離される。クリーニングブレード６ａにより掻き落とされたトナーｔはクリーニングブレード６ａを保持しているクリーニング装置６に設けられた回収トナー収容部６ｂ内に収容される。
【００３７】
＜現像装置＞
次に、図２を用いて感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像を現像剤となるトナーｔにより可視像化する現像装置４の構成について説明する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、現像手段としての現像装置４はトナーｔを収容する現像剤容器４ｂを有する。更に、現像剤容器４ｂ内（現像剤容器内）のトナーｔを担持搬送して感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に供給する現像剤担持体となる現像ローラ４ａを有している。
【００３８】
更に、現像ローラ４ａに交流電圧を含む現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源41を有する。現像バイアス電源41から現像ローラ４ａに現像バイアス電圧が印加されて感光ドラム１の表面にトナーｔを供給する。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、現像装置４には、現像バイアス電源41から現像バイアス電圧が印加されて感光ドラム１の表面に現像剤としてのトナーｔを供給する現像剤担持体としての現像ローラ４ａが設けられている。
【００４０】
現像装置４の現像剤収容部となる現像剤容器４ｂは、図２に示すように、現像室４ｃとトナー室４ｄとを有する。現像室４ｃには該現像室４ｃ内のトナーｔを均一に撹拌する撹拌部材４ｅが設けられる。トナー室４ｄには該トナー室４ｄ内のトナーｔを均一に撹拌し、現像室４ｃへトナーｔを搬送するための撹拌部材４ｆが設けられている。
【００４１】
本実施形態の現像ローラ４ａ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４ａの表面に担持されたトナーｔは、トナー層厚規制手段となる現像ブレード４ｇにより均一に層厚が規制された後、感光ドラム１が対向する現像領域に搬送される。そして、現像ローラ４ａに印加される現像バイアス電圧により、感光ドラム１に接触、或いは、非接触で該感光ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像する。現像装置４の駆動は現像ローラ４ａ、撹拌部材４ｅ，４ｆが連動して行なわれる。
【００４２】
現像バイアス電源41から現像ローラ４ａに印加される現像バイアス電圧は、交流バイアス電源55から出力される交流電圧、及び、直流バイアス電源56から出力される直流電圧から成る。感光ドラム１の表面の静電潜像部と、現像バイアス電源41により現像ローラ４ａに印加された現像バイアス電圧との電位差により現像ローラ４ａの表面上のトナーｔを感光ドラム１の表面の静電潜像に供給して現像する。
【００４３】
現像バイアス電源41は、図１に示す現像バイアス制御部91ｄにより制御される。尚、交流バイアス電源55は、例えば、周波数が２４００Ｈｚ、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが１６００Ｖの矩形波を発生し、直流バイアス電源56は、例えば、−４４０Ｖの直流電圧を発生する。
【００４４】
また、現像室４ｃ内（現像剤容器内）で現像ローラ４ａの近傍に平行に対向離間して棒状の電極部材４ｈが設けられている。電極部材４ｈは現像室４ｃ内で撹拌部材４ｅの回転軌跡上に位置しないように配置される。
【００４５】
本実施形態の電極部材４ｈは、導電性を有する外径直径が２ｍｍ程度の金属棒で形成されている。例えば、本実施形態では電極部材４ｈのサビ防止のためにステンレス鋼（ＳＵＳ）を使用している。図１に示すように、電極部材４ｈには誘起電圧検知部91ｅが接続されている。電極部材４ｈは現像剤容器４ｂ内にトナーｔが十分に入っているときにはトナーｔの内部に埋没されるように配置されている。
【００４６】
＜トナー検知手段＞
本実施形態における電極部材４ｈを用いたトナー検知手段の構成について説明する。本実施形態では、図３に示すように、現像ローラ４ａと電極部材４ｈとをそれぞれ電極とした等価コンデンサ57と見なし、現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間に介在するトナー量に応じて変動する静電容量を検知する。交流バイアス電源55から交流電圧を現像ローラ４ａへ印加する。
【００４７】
すると、現像ローラ４ａに近接して配置された電極部材４ｈに静電誘導によって交流電圧からなる誘起電圧Ｖｉが誘起される。電極部材４ｈに流れる電流は電極部材４ｈに接続されている誘起電圧検知部91ｅにより誘起電圧Ｖｉとして検知される。そして、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）91ａにより誘起電圧Ｖｉが信号化されて演算される。
【００４８】
誘起電圧Ｖｉは等価コンデンサ57の静電容量の変化に伴って変化する。即ち、現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間に介在するトナーｔの量により電極間の比誘電率は変化する。一般的に、トナーｔの比誘電率は約３であり、空気の比誘電率は約１である。このため現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間に介在するトナーｔの量が多ければ電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉは大きくなる。
【００４９】
本実施形態におけるトナー残量検知の原理について説明する。トナー検知手段となる制御処理部91は以下の制御を行なう。現像バイアス電源41の交流バイアス電源55により現像ローラ４ａに交流電圧が印加された際に現像ローラ４ａと電極部材４ｈとの間の静電容量に応じて電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉを誘起電圧検知部91ｅにより検知する。そして、誘起電圧検知部91ｅにより検知した誘起電圧Ｖｉに基づいて現像剤容器４ｂ内のトナー残量を検知する。
【００５０】
電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉを用いた現像剤容器４ｂ内のトナー残量検知制御は画像形成動作（プリント動作）中は常時行われる。即ち、図１において、画像形成動作中にトナー残量検知制御動作により電極部材４ｈから誘起電圧検知部91ｅに出力されるアナログ検知信号は制御手段となるＣＰＵ91ａにより例えば４ｍｓｅｃ程度の微小間隔で常時サンプリングされる。そして、それらのサンプリング信号値の１００個分、つまり０．４ｓｅｃが１ブロック区間として取り扱われる。そして、その１ブロック区間におけるサンプリング信号の平均値が算出される。
【００５１】
現像剤容器４ｂ内のトナー残量に対応する静電容量に基づく平均トナー残量値としての平均誘起電圧信号を現像剤容器４ｂ内のトナー残量との関係で大局的に見てみる。すると、例えば、図４に示す誘起電圧Ｖｉの曲線で表わされる。図４の横軸は現像剤容器４ｂ内のトナー残量となるトナー重量であり、縦軸は電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉである。図４に示すように、現像剤容器４ｂ内のトナーｔが満タン時では現像剤容器４ｂ内のトナー残量は４００ｇである。そして、トナーｔの消費によりトナー残量の静電容量に基づく平均トナー残量値となる誘起電圧Ｖｉも下降し始める。
【００５２】
そして、画像形成動作を継続し、現像剤容器４ｂ内のトナーｔが減少し、所定の誘起電圧Ｖｉになったときに、トナー量下限閾値ｚに達したとして画像形成動作を禁止し、ユーザに「トナー無し」を報知する。本実施形態では、図４に示すように、現像剤容器４ｂ内のトナー量下限閾値ｚを１００ｇとする。そのときの誘起電圧Ｖｉは１．５Ｖである。画像の白抜けが発生する現像剤容器４ｂ内のトナー残量は７５ｇである。そのときの誘起電圧Ｖｉは１．３５Ｖである。このため画像の白抜けに対して十分なラチチュード（latitude；画像として再現できる露光範囲）を保有している。
【００５３】
そして、誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚに達した場合は、サービスマン、或いは、ユーザは、現像剤容器４ｂ内にトナーｔが十分に入った新しいプロセスカートリッジ11を交換し、再び画像形成が可能な状態になる。また、同様に、初めて画像形成装置８を使用する際も新しいプロセスカートリッジ11を画像形成装置８に装着し、画像形成が可能な状態にする。
【００５４】
また、新しいプロセスカートリッジ11を使用する場合は、図２（ｂ）に示すように、現像室４ｃ内に設けられ、トナー室４ｄ内のトナーｔが現像室４ｃに入らないように封止するトナーシール部材４ｉを引き抜く。その後、プロセスカートリッジ11を画像形成装置８に取り付けることで画像形成装置８で画像出力可能な状態になる。
【００５５】
新しいプロセスカートリッジ11を画像形成装置８に取り付けると、良好な画像形成を可能にする準備動作である設置制御をスタートする。設置制御は現像装置４の現像ローラ４ａを駆動する。そして、現像ローラ４ａに連動して撹拌部材４ｅ，４ｆを駆動させる。
【００５６】
これにより、トナー室４ｄから現像室４ｃへトナーｔを供給する。同時に現像バイアス電源41から交流バイアス電圧を印加し、電極部材４ｈに誘起されて流れる電流を誘起電圧検知部91ｅにより誘起電圧Ｖｉとして検知する。現像ローラ４ａの駆動により現像ローラ４ａ及び現像室４ｃに設置された電極部材４ｈの周囲にもトナーｔが供給される。このため誘起電圧Ｖｉが上昇し、誘起電圧Ｖｉが前述したトナー量下限閾値ｚとなる１．５Ｖ以上になり、「トナー無し」状態から回復して良好な画像形成が可能な状態になる。
【００５７】
屋外が極低温で屋内が温暖な環境に画像形成装置８が設置されている場合がある。その場合、プロセスカートリッジ11の輸送時に極低温の屋外から温暖な屋内に移動して、すぐに使用する場合、極低温な環境から温暖な環境に急激に変化したことにより結露が発生する。
【００５８】
プロセスカートリッジ11に結露が発生した場合、現像装置４の現像ローラ４ａに水滴が付着してしまう。この状態でプロセスカートリッジ11を画像形成装置８に装着して設置制御を行なうと、現像ローラ４ａへのトナー供給により現像ローラ４ａの表面の水滴付着部分でトナーｔが固着してしまう。更に、設置制御の終了後に、このまま、画像形成動作を継続すると、出力されたトナー画像において現像ローラ４ａの回転周期で画像不良が発生してしまう。
【００５９】
このようなトナー固着を防止するために、本実施形態では、設置制御の最初に結露検知制御を行なう。結露検知制御を含めた設置制御を図５のフローチャートに示す。本実施形態の設置制御では、プロセスカートリッジ11に設けられた現像装置４を初めて使用開始する際にトナー補給制御に先だって、結露検知制御を行なう。結露検知制御として、図５のステップＳ１において、現像バイアス電源41をＯＮして現像バイアス電源41により現像ローラ４ａに交流バイアス電圧（交流電圧）を印加する。
【００６０】
そして、電極部材４ｈと現像ローラ４ａとの間の静電容量変化によって得られる電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉを誘起電圧検知部91ｅにより検知する（ステップＳ２）。次にステップＳ３において、制御手段となるＣＰＵ91ａは誘起電圧検知部91ｅにより検知された誘起電圧Ｖｉが所定値となる結露閾値ｋ以上（所定値以上）か否かを判断する。
【００６１】
プロセスカートリッジ11に結露が発生して現像装置４の現像ローラ４ａに水滴が付着し、現像ローラ４ａの表面の水滴付着部分でトナーｔが固着する。これにより抵抗値が低下し、現像ローラ４ａと電極部材４ｈ間の誘電率が増加し、電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが大きくなる。
【００６２】
そこで、前記ステップＳ３において、誘起電圧検知部91ｅにより検知された誘起電圧Ｖｉが結露閾値ｋ以上の場合は、結露が発生した「異常状態」であると判断し、制御手段となるコントローラ部９によりトナー補給制御を停止する。現像装置４に初めてトナー補給するときに、トナーｔが電極部材４ｈに達する前に誘起電圧Ｖｉが所定値のときはトナー補給制御を変更する。
【００６３】
コントローラ部９はトナーｔを現像剤容器４ｂに補給する前に誘起電圧Ｖｉを検知し、検知した誘起電圧Ｖｉに基づいてトナー補給制御を変更する。コントローラ部９は、検知した誘起電圧Ｖｉが所定値のときはトナー補給制御を停止する。即ち、ステップＳ４に進んで現像バイアス電源41をＯＦＦし、ステップＳ５において結露を検知し、ステップＳ６においてエラー通知した後、設置制御を終了する（ステップＳ７）。
【００６４】
前記ステップＳ３において、誘起電圧検知部91ｅにより検知した誘起電圧Ｖｉの検知結果が結露閾値ｋよりも小さい場合は、「正常状態」であると判断し、ステップＳ８において、現像ローラ４ａを回転駆動して通常のトナー補給制御を行なう。トナー補給制御は、制御手段となるコントローラ部９により図示しない駆動源となるモータを回転駆動して現像装置４の現像ローラ４ａを回転駆動し、現像ローラ４ａに連動して撹拌部材４ｅ，４ｆを回転駆動させることにより行なう。
【００６５】
これによりトナー室４ｄから現像室４ｃへトナーｔを供給する。同時に現像バイアス電源41から現像ローラ４ａに交流バイアス電圧を印加し、誘起電圧検知部91ｅにより電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉを検知する。
【００６６】
現像ローラ４ａの回転駆動により現像ローラ４ａ及び現像室４ｃに設置された電極部材４ｈの周囲にもトナーｔが供給される。そして、ステップＳ９において、制御手段となるＣＰＵ91ａは電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚである１．５Ｖ以上であるか否かを判断する。電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚである１．５Ｖ以上になったとき、ステップＳ10に進み、現像ローラ４ａの駆動を停止する。そして、ステップＳ11に進んで現像バイアス電源41をＯＦＦした後、設置制御を終了する（ステップＳ７）。
【００６７】
本実施形態では、結露検知制御による結露閾値ｋを１．１Ｖとする。結露検知制御による結露検知結果として電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが１．０Ｖの場合、正常状態であり、通常の補給動作を行なう。一方、結露検知結果として電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉが１．１５Ｖの場合、プロセスカートリッジ11の現像装置４内に結露が発生したと判断し、現像ローラ４ａの回転駆動を停止する。その後、表示手段となる表示部95にエラーを表示することで、現像ローラ４ａの表面上で結露によるトナー固着の発生前に画像形成装置８を停止すると共にユーザに対して異常を通知する。これにより画像形成装置８における画像不良の発生を抑えることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、プロセスカートリッジ11に設けられた現像装置４を初めて使用開始する際にトナー補給制御に先だって結露検知制御を行っている。他に、トナー補給制御を開始した後、電極部材４ｈにトナーｔが到達する前までに結露しているか否かを判断しても良い。これにより結露の有無を判断するまでトナー補給を待つ必要がなくなる。
【００６９】
更に、本実施形態では誘起電圧検知部91ｅにより検知された誘起電圧Ｖｉが結露閾値ｋ以上の場合は、結露が発生した「異常状態」であると判断し、制御手段となるコントローラ部９によりトナー補給制御を停止している。他に、この制御に限定せず、トナー補給を停止することなくトナーｔの補給動作をトナーｔの補給量を少量等に変更することで、トナーｔの補給時間を延長し、その間に結露が除去される時間を確保しても良い。結露が少量の場合は、トナーｔの補給時間の延長により結露が解消することがあり、結露を待ってからトナー補給するよりも待機時間が短縮されるという利益がある。
【実施例２】
【００７０】
次に、図６及び図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００７１】
前記第１実施形態では、プロセスカートリッジ11の現像装置４内に結露が発生したことを検知し、現像ローラ４ａの表面上で結露によるトナー固着の発生前に画像形成装置８を停止すると共にユーザに対して異常を通知するのみである。このためユーザ、或いは、サービスマンは自然乾燥により結露が治るまで待機していた。本実施形態では、図６に示すように、画像形成装置８の内部、できれば現像ローラ４ａの近くに除湿手段となるヒータ７を設ける。そして、前記第１実施形態における設置制御において結露検知制御により結露を検知した後に、結露回復制御を行い、その後に正常なスタンバイ状態に戻す構成とした。
【００７２】
図６は本実施形態における画像形成装置８の構成を示す。基本構成は前述した第１実施形態と同様に構成されるため重複する説明は省略する。本実施形態では、図６に示すように、現像ローラ４ａの近くに除湿手段となるヒータ７が設けられている。結露が発生した「異常状態」から復帰する復帰制御として、制御手段となる除湿制御部91ｆにより除湿手段となるヒータ７を駆動制御する。ヒータ７により現像ローラ４ａの近くを除湿して画像形成装置８内部（画像形成装置内部）の水分を除去する。
【００７３】
本実施形態のヒータ７は８０Ｗのものを使用した。ヒータ７による現像ローラ４ａの加熱制御の設定温度（目標温度）は４５℃とした。ヒータ７による除湿制御がＯＮ状態のときは、現像ローラ４ａ近くの温度が４５℃の目標温度になるように除湿制御部91ｆによってヒータ７への給電が制御される。
【００７４】
図７は本実施形態における設置制御を示すフローチャートである。本実施形態では、前記第１実施形態と同様にプロセスカートリッジ11に設けられた現像装置４を初めて使用開始する際にトナー補給制御に先だって、結露検知制御を行なう。
【００７５】
結露検知制御として、ステップＳ21において、現像バイアス電源41により現像ローラ４ａに交流バイアス電圧（交流電圧）を印加する。そして、電極部材４ｈと現像ローラ４ａとの間の静電容量変化によって得られる誘起電圧Ｖｉを誘起電圧検知部91ｅにより検知する（ステップＳ22）。
【００７６】
そして、ステップＳ23において、制御手段となるＣＰＵ91ａは誘起電圧検知部91ｅにより検知した誘起電圧Ｖｉが所定値となる結露閾値ｋ以上（所定値以上）か否かを判断する。そして、誘起電圧Ｖｉの検知結果が結露閾値ｋ以上になった場合は、制御手段となるＣＰＵ91ａはプロセスカートリッジ11の現像装置４内に結露が発生した「異常状態」であることを検知し、トナー補給制御を停止する。
【００７７】
そして、復帰制御としてステップＳ24に示す結露回復制御に移行する。結露による現像ローラ４ａへの水分付着が原因で誘起電圧Ｖｉが増加している。このためヒータ７をＯＮして現像ローラ４ａをヒータ７の加熱により温める。これにより現像ローラ４ａの表面上の水分を無くす。これにより現像ローラ４ａの表面上で、結露によるトナー固着の発生を抑制する。現像ローラ４ａを温めることで誘起電圧Ｖｉが低下する。
【００７８】
そして、前記ステップＳ23において、誘起電圧検知部91ｅにより検知した誘起電圧Ｖｉが結露閾値ｋよりも小さくなると、異常状態から正常状態に復帰してトナー補給が可能な状態になる。制御手段となるコントローラ部９は、誘起電圧検知部91ｅにより検知した誘起電圧Ｖｉが所定値を検知すると、復帰制御を行なう。
【００７９】
コントローラ部９は、復帰制御として、除湿手段となるヒータ７の駆動を制御する。そして、ステップＳ25に進んで、ヒータ７をＯＦＦし、ステップＳ26において現像ローラ４ａを回転駆動して通常のトナー補給動作を行なう。即ち、現像装置４の現像ローラ４ａを回転駆動し、現像ローラ４ａに連動して撹拌部材４ｅ，４ｆを回転駆動させる。これによりトナー室４ｄから現像室４ｃへトナーｔを供給する。
【００８０】
同時に現像バイアス電源41から交流バイアス電圧を印加し、誘起電圧検知部91ｅにより電極部材４ｈに誘起される誘起電圧Ｖｉを検知する。現像ローラ４ａの回転駆動により現像ローラ４ａ及び現像室４ｃに設置された電極部材４ｈの周囲にもトナーｔが供給される。
【００８１】
そして、ステップＳ27において、制御手段となるＣＰＵ91ａは誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚとなる１．５Ｖ以上か否かを判断する。そして、誘起電圧Ｖｉがトナー量下限閾値ｚとなる１．５Ｖ以上になったときステップＳ28に進んで現像ローラ４ａの回転駆動を停止する。そして、ステップＳ29において現像バイアス電源41をＯＦＦし、設置制御を終了する（ステップＳ30）。
【００８２】
本実施形態のように、結露状態を検知した後、現像装置４内を温める復帰動作を行なうことで、ユーザ、或いは、サービスマンの手を煩わすことなく、速やかな画像形成装置８の復帰制御を行なうことができる。これにより、結露状態を検知した後に、現像装置４の交換操作を無くすことが可能となる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。ここで、ヒータ７は現像ローラ４ａの周辺を除湿しているが、感光ドラム１の周辺を除湿するドラムヒータ、或いは、給送カセットの周辺を除湿するカセットヒータ等と兼用する構成でも良い。
【００８３】
尚、前記各実施形態では、像担持体となる感光ドラム１、現像装置４、クリーニング装置６、帯電手段となる帯電ローラ２を有して画像形成装置８本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ11を用いた画像形成装置８について説明した。他に、プロセスカートリッジ11に限定する必要はなく、画像形成装置８に据え置きの現像装置４でトナーカートリッジを使用する形態において、初めて現像装置４を使用する場合に前記各実施形態と同様な設置制御を行っても良い。
【符号の説明】
【００８４】
Ｖｉ  …誘起電圧
４    …現像装置（現像手段）
４ａ  …現像ローラ（現像剤担持体）
４ｈ  …電極部材
９    …コントローラ部(制御手段)
41    …現像バイアス電源
【図１】
2015206902.tif 000003
【図２】
2015206902.tif 000004
【図３】
2015206902.tif 000005
【図４】
2015206902.tif 000006
【図５】
2015206902.tif 000007
【図６】
2015206902.tif 000008
【図７】
2015206902.tif 000009