(57)【要約】【課題】初期のエージングが不要となり、ひいては画像を形成した用紙のプリントアウトを迅速に行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過するまでの間は、ＡＴＤＣセンサ７６が作動されず、電源部６６の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナー供給部６８によりトナーが補給される。また、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過すると、ＡＴＤＣセンサ７６が作動され、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果に基づいてトナー供給部６８によりトナーが補給される。【選択図】      図３
2007310088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容された現像剤容器と、
前記現像剤容器の現像剤のトナー濃度を検出するセンサ部と、
前記現像剤容器にトナーを補給するトナー補給部と、
電力を供給する電源部と、
前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、前記センサ部を作動させず、前記電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させ、前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、前記センサ部を作動させ、前記センサ部の検出結果に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる制御部と、
を含んで構成されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容された現像剤容器と、前記現像剤容器の現像剤のトナー濃度を検出するセンサ部と、前記現像剤容器にトナーを補給するトナー補給部と、電力を供給する電源部と、を有する画像形成装置の画像形成方法であって、
前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、前記センサ部を作動させず、前記電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる第１工程と、
前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、前記センサ部を作動させ、前記センサ部の検出結果に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる第２工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に係り、特に現像剤のトナー濃度を検出するセンサを用いた画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いて、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を可視像化するものがある。この２成分現像剤を用いる画像形成装置では、トナー濃度が低くなると画像濃度が薄くなり、また高くなると画像濃度が濃くなり、各々の場合とも画質が低下するので、トナー濃度（トナーの量）を制御する必要がある。この制御は、自動トナー濃度制御（以下、適宜「ＡＴＤＣ」と称する。）として知られている。
【０００３】
ＡＴＤＣを行うためには、トナー濃度を知る必要がある。トナー濃度を検出するセンサとして、磁気センサを用いたＡＴＤＣセンサが知られている。これは磁気センサ上を通過する現像剤の磁束密度の変化をコイルにて検出することにより直接トナー濃度を検出するものであり、その出力信号を基準値と比較してトナー補給を制御する。
【特許文献１】特開平６−１９３１５号公報
【特許文献２】特開平９−３４１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、２成分現像剤は、電源の起動開始直後、トナーの帯電量が不安定であったり、あるいは流動性が不安定であるため、ＡＴＤＣセンサの出力が不安定となる。このため、ある程度、エージングを実施してトナーが安定状態となってから、トナーの濃度を制御する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、初期のエージングが不要となり、ひいては画像を形成した用紙のプリントアウトを迅速に行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容された現像剤容器と、前記現像剤容器の現像剤のトナー濃度を検出するセンサ部と、前記現像剤容器にトナーを補給するトナー補給部と、電力を供給する電源部と、前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、前記センサ部を作動させず、前記電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させ、前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、前記センサ部を作動させ、前記センサ部の検出結果に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる制御部と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容された現像剤容器と、前記現像剤容器の現像剤のトナー濃度を検出するセンサ部と、前記現像剤容器にトナーを補給するトナー補給部と、電力を供給する電源部と、を有する画像形成装置の画像形成方法であって、前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、前記センサ部を作動させず、前記電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる第１工程と、前記電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、前記センサ部を作動させ、前記センサ部の検出結果に基づいて前記トナー補給部によりトナーを補給させる第２工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、センサ部が作動されず、電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナー補給部によりトナーが補給される。また、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、センサ部が作動され、センサ部の検出結果に基づいてトナー補給部によりトナーが補給される。これにより、電源部の起動開始直後において、トナーの帯電量や流動性が不安定である場合でも、電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナーを補給するので、トナー濃度を正確に制御することができる。また、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、トナーの帯電量や流動性が安定しているため、センサ部の検出結果（出力）が安定し、センサ部の検出結果に基づいてトナーを補給することにより、トナー濃度を正確に制御することができる。以上のように、本発明によれば、初期のエージングが不要となり、ひいては画像を形成した用紙のプリントアウトを迅速に行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、第１工程では、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過するまでの間は、センサ部が作動されず、電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナー補給部によりトナーが補給される。また、第２工程では、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、センサ部が作動され、センサ部の検出結果に基づいてトナー補給部によりトナーが補給される。これにより、電源部の起動開始直後において、トナーの帯電量や流動性が不安定である場合でも、電源部の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナーを補給するので、トナー濃度を正確に制御することができる。また、電源部の起動開始直後から所定の時間が経過すると、トナーの帯電量や流動性が安定しているため、センサ部の検出結果（出力）が安定し、センサ部の検出結果に基づいてトナーを補給することにより、トナー濃度を正確に制御することができる。以上のように、本発明によれば、初期のエージングが不要となり、ひいては画像を形成した用紙のプリントアウトを迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を備えている。画像形成装置本体１２の内部の下部には、給紙カセット１４が配置されている。この給紙カセット１４は、各種サイズの用紙を収納しており、用紙を１枚ずつ搬送路１６へ繰り込むことができるようになっている。なお、画像形成装置本体１２には、フラットベッドスキャナとして機能する画像読取部（図示省略）と、画像読取りや記録の開始等を入力するための操作パネル（図示省略）と、がそれぞれ配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の上部には、画像形成が終了した用紙が排出される排紙トレイ１８が設けられている。
【００１２】
また、給紙カセット１４の近傍には、１対のレジストローラ２０が配置されている。このレジストローラ２０により用紙の搬送姿勢及び搬送タイミングが調整され、用紙が搬送路１６に沿って後述の画像形成部２２に搬送される。
【００１３】
また、レジストローラ２０の用紙搬送方向下流側には、画像形成部２２が配置されている。この画像形成部２２は、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、ＬＥＤヘッド２８と、現像器ユニット３０と、転写ローラ３２と、クリーニングブレード３４と、定着デバイス３６と、で構成されている。なお、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、現像器ユニット３０と、クリーニングブレード３４と、がプロセスユニットとしてカートリッジに収容されて一体となっているように構成されていてもよい。
【００１４】
感光体ドラム２４は、その表面に有機感光体による光導電膜が形成されており、図示しない駆動源により所定の速度で回転するものである。この感光体ドラム２４は、帯電デバイス２６により一定電圧に帯電される。
【００１５】
帯電デバイス２６は、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものである。この帯電デバイス２６は、半空間を形成するケーシング電極の略中心に放電ワイヤが配設されるとともに、感光体ドラム２４側にグリッド電極が配設されるようにして構成されている。帯電デバイス２６は、放電ワイヤに所定の電圧が印加されることによりコロナ放電が生じ、このコロナ放電によるイオン量をグリッド電極で抑制するものである。なお、帯電デバイス２６には、非接触のコロナ帯電方式に代えて接触型のローラ帯電方式等、他の帯電デバイスを採用してもよい。
【００１６】
ＬＥＤヘッド２８は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設して構成されている。ＬＥＤヘッド２８は、このＬＥＤアレイが発した光をセルフォックレンズアレイで感光体ドラム２４の表面に結像する所謂自己発光型のプリンタヘッドであり、感光体ドラム２４に対して画像情報に基づいて感光体ドラム２４の表面を選択的に露光して、表面に静電潜像を形成するものである。帯電バイアス２６により帯電された感光体ドラム２４の表面は、ＬＥＤヘッド２８により露光されることにより表面電位が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、フラットヘッドスキャナとして機能する画像読取部が読み取った用紙の画像が電気信号としてＬＥＤヘッド２８に送信されるようになっている。
【００１７】
現像器ユニット３０は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものである。この現像器ユニット３０は、感光体ドラム２４に対向して配置される現像スリーブ３８と、３本の攪拌体４０、４２、４４を備えている。３本の攪拌体４０、４２、４４により攪拌された現像剤が現像スリーブ３８に向けて移送され、現像スリーブ３８の表面上に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給される。感光体ドラム２４の表面上の静電潜像がトナーにて現像されることにより、トナー画像が形成される。
【００１８】
転写ローラ３２は、ＥＰＤＭ発泡体からなるローラであり、搬送路１６の対向位置において感光体ドラム２４に圧接されるようにして配置されている。この転写ローラ３２には、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット１４から搬送路１６を経て供給された用紙を感光体ドラム２４及び転写ローラ３２がニップしてバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム２４の表面に形成されたトナー画像が用紙へ転写される。
【００１９】
クリーニングブレード３４は、転写後の感光体ドラム２４に圧接するように配置されている。このクリーニングブレード３４は、図示しない電気回路から所定の電圧が印加されることにより、感光体ドラム２４の表面に残留したトナーや紙粉を除去するとともに静電潜像を消去するものである。これにより、感光体ドラム２４の表面が清掃されて連続使用が可能となる。なお、クリーニングブレードの他に、クリーニングローラ等を用いる他の接触方式や非接触方式によるクリーニング法も採用でき、また、クリーニング部材を用いないクリーニングレス方式とすることもできる。
【００２０】
定着デバイス３６は、搬送路１６の対向位置にそれぞれ配置された加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とで構成されている。この定着デバイス３６は、搬送路１６を搬送されてきた用紙の表面上のトナー画像を加熱及び加圧して固定するものである。加熱ローラ４６の表面はヒータにより所定の温度に維持されており、加熱ローラ４６に加圧ローラ４８が所定の圧力で圧接されている。トナー画像が転写された用紙が、加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とでニップされることにより用紙上のトナーが溶融されて固定される。
【００２１】
また、画像形成装置本体１２の内部には、各部に電力を供給し起動させる電源部６６が設けられている。また、画像形成装置本体１２の内部には、後述の現像剤容器５０の内部に供給するトナーを収納し所定の場合にトナーを現像剤容器５０の内部に供給するトナー供給部６８が設けられている。なお、トナー供給部６８の動作は、後述の制御部７０により制御される。
【００２２】
また、画像形成装置本体１２の内部には、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部７０が設けられている。この制御部７０は、各部を制御しあるいは様々な演算処理を行うＣＰＵ７２と、所定のプログラムが記憶されたＲＯＭ７４と、を備えている。なお、ＣＰＵ７２には、時間をカウントするタイマが内蔵されている。
【００２３】
ここで、ＲＯＭ７４には、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過するまでの間は、後述のＡＴＤＣセンサ７６を作動させず、電源部６６の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量（前回の印刷ジョブの実行により画像が形成された用紙の画像のデータ量）に基づいてトナー供給部６８によりトナーを現像剤容器５０の内部に補給させ、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過すると、ＡＴＤＣセンサ７６を作動させ、ＡＳＴＣセンサ７６の検出結果に基づいてトナー供給部６８により現像剤容器５０の内部にトナーを補給させるためのプログラムが記憶されている。
【００２４】
次に、現像器ユニット３０の構成について詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、現像器ユニット３０は、現像スリーブ３８と、現像剤を収容する現像剤容器５０と、規制ブレード５２と、現像剤容器５０に収容された現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８に向けて移送する３本の攪拌体４０、４２、４４と、を備えている。この現像器ユニット３０は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いるものである。
【００２６】
現像スリーブ３８は、現像器ユニット３０が画像形成装置本体１２に装着された状態において感光体ドラム２４に近接した位置で回転可能となるように現像剤容器５０の側壁に支持されている。現像スリーブ３８は図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されることにより、その表面が帯電することになる。攪拌によって帯電された現像剤が移送されてくることにより、現像スリーブ３８の表面に現像剤が担持される。そして、感光体ドラム２４の矢印方向（反時計回り）の軸回転に同調させて、図示しない駆動源により現像スリーブ３８を矢印方向（時計回り）に軸回転させると、感光体ドラム２４の静電潜像との電位差により現像スリーブ３８の表面に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給され、感光体ドラム２４の表面上の静電潜像が可視像化されトナー画像が形成される。
【００２７】
規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に近接されて現像剤容器５０に配設されている。この規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に担持された余分な現像剤を掻き落し、現像剤の層厚を一定に規制するものである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、３本の攪拌体４０、４２、４４は、第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４（図２では図示省略）と、で構成されている。第１スクリュー４０は、現像剤容器５０の内部に形成された第１攪拌室５４に回転可能となるように支持されている。また、第２スクリュー４２は、第１攪拌室５４に対して並列するように形成された第２攪拌室５６に回転可能となるように支持されている。これら第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４は、現像スリーブ３８の軸線に対して平行で相互に並列するように配置されている。
【００２９】
また、第１スクリュー４０には、螺旋状の薄い羽根（フィン）が設けられている。第１スクリュー４０は、第１駆動モータＭ１と機械的に接続されており、第１駆動モータＭ１により軸回転される。第１スクリュー４０は、第１駆動モータＭ１により矢印方向（反時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら矢印Ａ方向に移送する。
【００３０】
また、第２スクリュー４２には、螺旋状の薄い羽根（フィン）及び放射状の薄い羽根（フィン）がそれぞれ設けられている。第２スクリュー４２は、第２駆動モータＭ２と機械的に接続されており、第２駆動モータＭ２により軸回転される。第２スクリュー４２は、第２駆動モータＭ２により矢印方向（時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら矢印Ｂ方向に移送するとともに、一部の現像剤をパドル４４側へ移送する。
【００３１】
また、パドル４４は、放射状の薄い羽根（フィン）を備えており、図示しない駆動源により矢印方向（反時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８側へ移送する。
【００３２】
現像剤容器５０の底部は、各攪拌体４０、４２、４４にそれぞれ備えられた羽根の回転動作の軌跡に沿うように断面円弧状に形成されている。そして、現像剤容器５０の底部であって第１スクリュー４０と第２スクリュー４２との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを区画する第１仕切壁５８が設けられている。この第１仕切壁５８は、各スクリュー４０、４２の軸方向にわたって延在するように形成されている。
【００３３】
また、第１仕切壁５８の延在方向一方側端部と現像剤容器５０の側壁との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを連通させ両者の間で現像剤を移送させるための第１連通口６０が形成されている。また、第１仕切壁５８の延在方向他方側端部と現像剤容器５０の側壁との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを連通させ両者の間で現像剤を移送させるための第２連通口６２が形成されている。
【００３４】
なお、第１仕切壁５８と現像剤容器５０が一体形成されることに限られるものではなく、第１仕切壁５８と現像剤容器５０を別々に製造し、両者を組み付けるようにしてもよい。
【００３５】
また、現像剤容器５０の底部であって第２スクリュー４２とパドル４４との間には、第１仕切壁５８よりも高さが低い第２仕切壁６４が第２スクリュー４２とパドル４４の軸方向にわたって形成されている。
【００３６】
また、現像剤容器５０には、第１撹拌室５４内部の現像剤のトナー濃度を検出するＡＴＤＣセンサ７６が設けられている。ＡＴＤＣセンサ７６は、トナー濃度を検出するためのものであり、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果は制御部７０に出力される。
【００３７】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０の作用について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
図３に示すように、電源部６６が起動されると（Ｓ１０）、画像形成装置１０の待機時間が所定の時間（Ａ１）以上であるか否かが制御部７０のＣＰＵ７２により判断される（Ｓ１２）。画像形成装置１０の待機時間が所定の時間（Ａ１）以上であると判断されると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２のタイマによるカウントが開始される（Ｓ１４）。次に、制御部７０のＣＰＵ７２により用紙の印刷ジョブの有無が判断される（Ｓ１６）。用紙の印刷ジョブが有りと判断されると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＡＴＤＣセンサ７６の作動が制御部７０のＣＰＵ７２により保留される（Ｓ１８）。これにより、ＡＴＤＣセンサ７６は、作動しない。次に、前回の印刷ジョブの実行により画像が形成された用紙の画像のデータ量が制御部７０のＣＰＵ７２により特定され、このデータ量に基づいてトナー供給部６８からのトナーの供給が開始される（Ｓ２０）。具体的には、特定されたデータ量がある閾値よりも高い場合には、制御部７０のＣＰＵ７２によりトナー供給部６８が制御されトナーが現像剤容器５０の内部に供給される。なお、特定されたデータ量がある閾値よりも低い場合には、トナーは現像剤容器５０の内部に供給されない。
【００３９】
次に、ＣＰＵ７２のタイマのカウントがＴ１以上であるとＣＰＵ７２により判断されると（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＡＴＤＣセンサ７６の作動が制御部７０のＣＰＵ７２により開始される（Ｓ２４）。これにより、ＡＴＤＣセンサ７６は、作動するようになる。次に、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果が制御部７０に出力され、この検出結果に基づいてトナー供給部６８からのトナーの供給が開始される（Ｓ２６）。具体的には、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果がある閾値よりも高い場合には、制御部７０のＣＰＵ７２によりトナー供給部６８が制御されトナーが現像剤容器５０の内部に供給される。なお、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果がある閾値よりも低い場合には、トナーは現像剤容器５０の内部に供給されない。
【００４０】
以上のように、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過するまでの間は、ＡＴＤＣセンサ７６が作動されず、電源部６６の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナー供給部６８によりトナーが補給される。また、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過すると、ＡＴＤＣセンサ７６が作動され、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果に基づいてトナー供給部６８によりトナーが補給される。これにより、電源部６６の起動開始直後において、トナーの帯電量や流動性が不安定である場合でも、電源部６６の起動開始直前に用紙に形成された画像のデータ量に基づいてトナーを補給するので、トナー濃度を正確に制御することができる。また、電源部６６の起動開始直後から所定の時間（Ｔ１）が経過すると、トナーの帯電量や流動性が安定しているため、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果（出力）が安定し、ＡＴＤＣセンサ７６の検出結果に基づいてトナーを補給することにより、トナー濃度を正確に制御することができる。この結果、本実施形態の画像形成装置１０では、初期のエージングが不要となり、ひいては画像を形成した用紙のプリントアウトを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を構成する現像剤容器の内部の構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０      画像形成装置
５０      現像剤容器
６６      電源部
６８      トナー供給部（トナー補給部）
７０      制御部
７６      ＡＴＤＣセンサ（センサ部）
【図１】
2007310088.tif 000003
【図２】
2007310088.tif 000004
【図３】
2007310088.tif 000005