(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像するためのトナーが収容されたトナーボックスと、
前記トナーを攪拌させる攪拌手段と、
攪拌中の前記トナーボックス内のトナー残量を検出するために、前記トナーボックスの近傍に配置された発熱源となるトナーセンサと、
前記静電潜像を形成するための光を前記像担持体上に導く光学部材と、
前記トナーボックスの近傍に配置され、前記像担持体を前記光によって走査するために前記光学部材を駆動する駆動モータ及びその駆動回路と、
前記トナーセンサおよび前記駆動回路に対して当該トナーセンサおよび駆動回路が動作するために必要な電力を供給する電源回路と、
前記トナーセンサおよび前記駆動回路に対して前記電源回路から供給される電力の通電が必要か否かを所定の条件に従って判別する判別手段と、
前記判別手段によって前記トナーセンサおよび前記駆動回路への電力の通電が必要と判別されたときに前記電源回路から当該トナーセンサおよび前記駆動回路に供給される電力の通電を許容し、それ以外のときには前記電源回路から当該トナーセンサおよび前記駆動回路に供給される電力の通電を禁止する通電制御手段と、
を具備し、
前記判別手段は、
前記静電潜像を形成するための所定形式のデータが存在することに基づいて前記攪拌手段が動作しているか否かに関連付けて前記トナーセンサへの通電が必要か否かを判別し、判別の結果、前記攪拌手段が動作している場合には前記トナーセンサに対する電力の通電が必要であると判別し、さらに、前記静電潜像を形成するための所定形式のデータが存在するか否かに基づいて前記光学部材を駆動するための前記駆動回路への通電が必要か否かを判別し、判別の結果、前記データが存在している場合には前記駆動回路に対する電力の通電が必要であると判別し、
前記通電制御手段は、
前記判別手段により判別された結果、前記データが存在することで前記攪拌手段が動作している場合には前記トナーセンサへの電力の通電を許容し、前記攪拌手段が動作していない場合には前記トナーセンサへの電力の通電を禁止し、さらに、前記データが存在している場合には前記駆動回路への電力の通電を許容し、前記データが存在しない場合には前記駆動回路への電力の通電を禁止することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置のうち、特にトナーを用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザビームプリンタでは、装置内に収容されたトナーの近傍に例えばポリゴンミラー駆動用のモータ及びその駆動回路が配置されていた。そして、ポリゴンミラーが停止していている間も駆動回路には通電されたままであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
モータの駆動回路に通電して長時間放置するとモータユニットが発熱し、それによりトナーの温度が上昇してトナーが劣化する。
【０００４】
本発明は、熱によるトナーの劣化を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明の実施形態を示す図面に対応付けて本発明を説明する。但し、本発明は図示の形態に限定されない。
【０００６】
請求項１の発明は、像担持体５０上に形成された静電潜像を現像するためのトナー５２１が収容されたトナーボックス５２０と、トナー５２１を攪拌させる攪拌手段５２４と、攪拌中のトナーボックス５２０内のトナー残量を検出するために、前記トナーボックス５２０の近傍に配置された発熱源となるトナーセンサ５２５と、前記静電潜像を形成するための光を前記像担持体５０上に導く光学部材４１と、前記トナーボックス５２０の近傍に配置され、前記像担持体５０を前記光によって走査するために前記光学部材を駆動する駆動モータ４６及びその駆動回路４７と、前記トナーセンサ５２５および前記駆動回路４７に対して当該トナーセンサ５２５および駆動回路４７が動作するために必要な電力を供給する電源回路と、前記トナーセンサ５２５および前記駆動回路４７に対して前記電源回路から供給される電力の通電が必要か否かを所定の条件に従って判別する判別手段８０（図２）と、前記判別手段によって前記トナーセンサ５２５および前記駆動回路４７への電力の通電が必要と判別されたときに前記電源回路から当該トナーセンサ５２５および前記駆動回路４７に供給される電力の通電を許容し、それ以外のときには前記電源回路から当該トナーセンサ５２５および前記駆動回路４７に供給される電力の通電を禁止する通電制御手段８０、８４と、を具備し、前記判別手段８０は、前記静電潜像を形成するための所定形式のデータが存在することに基づいて前記攪拌手段５２４が動作しているか否かに関連付けて前記トナーセンサ５２５への通電が必要か否かを判別し、判別の結果、前記攪拌手段５２４が動作している場合には前記トナーセンサ５２５に対する電力の通電が必要であると判別し、さらに、前記静電潜像を形成するための所定形式のデータが存在するか否かに基づいて前記光学部材を駆動するための前記駆動回路４７への通電が必要か否かを判別し、判別の結果、前記データが存在している場合には、前記駆動回路４７に対する電力の通電が必要であると判別し、前記通電制御手段８０は、前記判別手段８０により判別された結果、前記データが存在することで前記攪拌手段５２４が動作している場合には前記トナーセンサ５２５への電力の通電を許容し、前記攪拌手段５２４が動作していない場合には前記トナーセンサ５２５への電力の通電を禁止し、さらに、前記データが存在している場合には前記駆動回路４７への電力の通電を許容し、前記データが存在しない場合には前記駆動回路４７への電力の通電を禁止する。
【０００７】
この発明では、トナーボックス５２０の近傍に配置されたトナーセンサ５２５や駆動回路４７に対する通電が必要時のみに制限される。そのため、トナーボックス５２０の近傍における発熱量が減少してトナー５２１の温度上昇が抑えられる。
また、トナーボックス５２０内のトナー５２１が攪拌されているときのみトナーセンサ５２５に通電されてトナーの残量が検出される。攪拌手段５２４が停止しているときはトナーボックス５２０内のトナー５２１の分布状態がばらつくため、仮にトナーセンサ５２５でトナー残量を検出してもその信頼性は低くなる。従って、本発明によれば、トナーセンサ５２５への無駄な通電を防止してその発熱を最小限に抑えることができる。
また、駆動モータ４６にて光学部材４１を駆動する必要があるときのみ駆動回路４７に通電され、駆動モータ４６を駆動させる必要がないときには駆動回路４７への通電が禁止される。従って、駆動回路４７の無駄な発熱を防止してトナー５２１の温度の上昇を抑えることができる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態としてのレーザビームプリンタ１の全体構成を示すものである。なお、以下において図１の矢印Ｆ方向がレーザビームプリンタ１の前方に、矢印Ｕ方向が上方にそれぞれ相当する。図示のレーザビームプリンタ１は、本体ケース２と、用紙Ｐを供給するための給紙ユニット３と、静電潜像を形成するためのレーザスキャナユニット４と、静電潜像を可視像に変換して用紙Ｐに転写するためのプロセスユニット５と、用紙Ｐに転写された画像を定着するための定着ユニット６と、印刷後の用紙Ｐが積載される排紙トレイ７とを備えている。
【００１８】
給紙ユニット３は、本体ケース２に着脱可能に取り付けられる給紙カセット３０を具備する。給紙カセット３０には、用紙Ｐが積載される押上板３１が設けられる。押上板３１上に積載された用紙Ｐはばね３２の力で給紙ローラ３３及び用紙押さえカラー３４に押し当てられ、この状態で給紙ローラ３３が図１の矢印方向に回転して用紙Ｐが給紙カセット３０から送り出される。給紙カセット３０の前方には分離壁３５が設けられる。この分離壁３５の傾きと、これを給紙ローラ３３側に押圧するばね３６の力とによって用紙Ｐの相互の分離が促され、その結果、給紙カセット３０の最上位の用紙Ｐが他の用紙Ｐから引き離されてレジストローラ３７、３８により下流側に送られる。なお、排紙トレイ７に至るまでの用紙Ｐの移動経路を図中に一点鎖線ＰＰで示す。
【００１９】
レーザスキャナユニット４は、本体ケース２の下部に装着される。レーザスキャナユニット４の内部にはレーザ光の発生器４０が設けられ、そのレーザ発生器４０から射出されたレーザ光は、図１に矢印で示したように、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、ミラー４３、レンズ４４及びミラー４５を介してプロセスユニット５の感光ドラム５０上に導かれる。ポリゴンミラー４１の下側にはポリゴンモータ４６及びその駆動回路４７が設けられている。このポリゴンモータ４６により、ポリゴンミラー４１がレーザ光の射出に同期して上下軸線の廻りに回転駆動され、その回転に伴って感光ドラム５０の軸線方向（図１の紙面と直交する方向）にレーザ光が走査される。
【００２０】
プロセスユニット５は、レーザスキャナユニット４の上側に覆い被さるようにして本体ケース２内に収容される。本体ケース２に設けられた上カバー２０を開閉することにより、プロセスユニット５は本体ケース２に対して着脱可能である。プロセスユニット５のケース５ａの内部には、感光ドラム５０と、帯電器５１と、現像装置５２と、転写ローラ５３とがそれぞれ設けられる。感光ドラム５０及び転写ローラ５３は本体ケース２内のメインモータ（図１では省略）から供給される駆動力によりそれぞれの軸線を中心として図中の矢印方向に回転駆動される。帯電器５１は、感光ドラム５０との間にコロナ放電を生じさせて感光ドラム５０を帯電させる。帯電した感光ドラム５０の外周には上述したレーザスキャナユニット４からのレーザ光が照射され、その照射部と非照射部との間で電位差が生じて静電潜像が形成される。
【００２１】
現像装置５２は、二重円筒状のトナーボックス５２０に収容されたトナー５２１を供給ローラ５２２及び現像ローラ５２３を介して感光ドラム５０の外周側に供給する。供給されたトナー５２１は感光ドラム５０の帯電状態に応じて感光ドラム５０上に付着し、それにより静電潜像に応じた可視像が感光ドラム５０上に形成（現像）される。トナーボックス５２０の内部にはトナー５２１を攪拌するためのアジテータ５２４が設けられる。このアジテータ５２４は、上述した本体ケース２内のメインモータ（感光ドラム５０や転写ローラ５３を駆動するモータ）により、トナーボックス５２０の中心線の廻りに回転駆動される。
【００２２】
トナー５２１は例えば樹脂、ワックス、カーボンブラック、荷電制御剤及び流動性付与剤としてのシリカ等を混合した流動性を有する粉体状であり、その温度が所定以上に上昇すると流動性や帯電性能の低下、あるいは定着不良等の不都合が生じる。トナーボックス５２０の下方には、トナー５２１の残量を検出するためのトナーセンサ５２５が配置されている。このトナーセンサ５２５は、例えばアジテータ５２４にて攪拌されている途中のトナー５２１に向かって所定の検出光を照射し、その反射光や透過光の強度に基づいてトナー残量を検出するものである。なお、トナーセンサ５２５は、光学的手法以外の方法でトナー５２１の残量を検出するものでもよい。
【００２３】
転写ローラ５３は感光ドラム５０の上端と接するように配置され、これらの接触位置には用紙Ｐが導かれる。感光ドラム５０と転写ローラ５３との間には一定の電界が形成され、その電界によって感光ドラム５０上のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後は、次回の静電潜像の形成に備えて感光ドラム５０上の残留トナーがクリーニングローラ５４で除去され、除電ランプ５５にて感光ドラム５０の残留電荷が除去される。なお、クリーニングローラ５４に移された残留トナーは適当なタイミング（静電潜像の形成等の邪魔にならないタイミング）で感光ドラム５０に戻され、その戻されたトナーは現像ローラ５２３を介して現像装置５２に回収される。
【００２４】
定着ユニット６は、プロセスユニット５に対して用紙Ｐの搬送方向下流側に隣接して配置される。定着ユニット６には一対のローラ６０、６１が設けられる。トナー像が転写された用紙Ｐはこれらのローラ６０、６１の間に導かれて押圧される。一方のローラ（例えば６０）には加熱手段としてのハロゲンランプ（不図示）が設けられ、それにより用紙Ｐが加熱される。この押圧と加熱とによって用紙Ｐ上のトナー像が定着される。定着後の用紙Ｐは一対の排出ローラ６２、６２によって排紙トレイ７上に排出される。排紙トレイ７は、その両端に設けられた連結部７０を中心に開閉可能な状態で本体ケース２の前面側に連結される。
【００２５】
図２はレーザビームプリンタ１の制御系のうち、特に本発明に関連する部分を抽出したブロック図である。この制御系は、制御装置８０を主体として構成される。制御装置８０は例えばマイクロコンピュータ及びその動作に必要な各種の周辺回路を組合わせて構成され、レーザビームプリンタ１の各部の動作に必要な演算処理や各種のプログラムを実行する。制御装置８０には、上述したメインモータ１０及びポリゴンモータ４６が駆動回路１１、４７を介してそれぞれ接続されている。なお、メインモータ１０は上述したように、感光ドラム５０や現像装置５２のアジテータ５２４を回転させるものである。また、制御装置８０には、トナーセンサ５２５が接続されている。トナーセンサ５２５にて検出されるトナー残量が所定値よりも低下すると、制御装置８０から使用者に対して所定の警告、例えば操作パネルによる警告メッセージの表示が行われる。
【００２６】
さらに、制御装置８０には、レーザビームプリンタ１の全体の電源をオン・オフするための主電源スイッチ８１、半導体メモリ等で構成されたデータ記憶装置８２、及びインターフェース８３が接続される。インターフェース８３にはホストコンピュータＨが接続され、そのホストコンピュータＨからは所定の形式の印刷データが供給される。通電制御回路８４は、制御装置８０の制御のもとに所定のタイミングでトナーセンサ５２５に対する通電を許容し、あるいは通電を禁止するとともに、ポリゴンモータ４６の駆動回路４７に対しても所定のタイミングで通電を許容し、あるいは通電を禁止する。具体的には、図示しない電源回路からトナーセンサ５２５、及び駆動回路４７に供給される電力の通電及び遮断を制御して、所定のタイミングで電力を供給させるようにしたり、あるいは供給させなかったりする。
【００２７】
なお、制御装置８０には上記以外の各種機器や回路、例えば定着ユニット６のハロゲンランプの点灯制御回路、レーザスキャナユニット４のレーザ発生器４０に対する制御回路等が接続されるが、それらについては説明を省略する。
【００２８】
図３は、上述した制御装置８０にて実行される各種の処理のうち、特にホストコンピュータＨから印刷データが供給されたときに実行されるサブルーチン処理を示したフローチャートである。ホストコンピュータＨから印刷データが供給されると制御装置８０はそのデータをデータ記憶装置８２に書き込んで図３の処理を開始する。この処理では、まずステップＳ１でデータ記憶装置８２のデータを所定形式のデータに展開する。この処理は、ホストコンピュータＨから送られる印刷データを、レーザビームプリンタ１の仕様に合わせてページ毎の印刷データに変換する処理である。続くステップＳ２では、少なくとも一ページ分のデータが作成されたか否かによって印刷開始可能か否かを判別し、印刷開始可能なときはステップＳ３へ、印刷開始不可能なときはステップＳ１へ戻る。
【００２９】
ステップＳ３では、メインモータ１０の駆動回路１１に対し駆動指令を出力してメインモータ１０の回転を開始させるとともに、通電制御回路８４に通電開始信号を出力してポリゴンモータ４６の駆動回路４７に対する通電を開始させ、その後に駆動回路４７に対して駆動指令を出力してポリゴンモータ４６の回転を開始させる。すなわち、このステップＳ３で駆動指令が出力されるまでポリゴンモータ４６の駆動回路４７に対する通電を停止し、駆動指令の出力と同時あるいはその直前に通電を開始する。非印刷時にはポリゴンミラー４１を駆動する必要がないため、このように通電期間を制限することで、レーザビームプリンタ１の動作に支障を与えることなく駆動回路４７の発熱を抑えることができる。
【００３０】
メインモータ１０やポリゴンモータ４６を起動した後は、ステップＳ４でトナーセンサ５２５への通電を開始するように通電制御回路８４に対してセンサへの通電開始信号を出力し、それに続いてステップＳ５で印刷を実行する。このようにメインモータ１０の起動に連係してトナーセンサ５２４への通電を開始するのは、メインモータ１０が停止してアジテータ５２４による攪拌が行われていない間はトナーボックス５２０内のトナー５２１の分布状態がばらついてトナーセンサ５２５からの検出値が信頼できないため、トナーセンサ５２５への通電を停止して無駄な発熱を防止するためである。
【００３１】
ステップＳ５の印刷実行段階では、給紙ユニット３、レーザスキャナユニット４、プロセスユニット５及び定着ユニット６の動作、例えば感光ドラム５０の回転に同期したポリゴンミラー４１の駆動等が制御装置８０にて制御されてページ単位の印刷が行われる。一ページ分の印刷が終了するとステップＳ６で次ページの印刷データが作成されているか否か判別し、存在するときはステップＳ５で次ページの印刷を開始する。ステップＳ６で次ページを印刷するためのデータが存在しないときはステップＳ７でメインモータ１０の駆動回路１１及びポリゴンモータ４６の駆動回路４７に対する駆動信号の出力を中止して、メインモータ１０及びポリゴンモータ４６をそれぞれ停止させるとともに、通電制御回路８４に通電禁止信号を出力して駆動回路４７及びトナーセンサ５２５への通電をそれぞれ停止する。これらの通電停止により、トナーボックス５２０の周囲からの無駄な発熱を抑えることができる。
【００３２】
次のステップＳ８では、ホストコンピュータＨから供給された全データの印刷が終了したか否かを判別し、未了のときはステップＳ１へ戻る。ホストコンピュータＨから供給された全データの印刷が終了していれば図６の処理を終了し、メインルーチンの処理に戻る。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、一ページ分の印刷データが作成されて実際に印刷が可能となる直前までトナーセンサ５２５及びポリゴンミラー４６の駆動回路４７への通電が停止され、かつ一ページ分の印刷が終了して次の印刷が可能となるまでの間、及び全ページの印刷が終了してから次回のデータに基づく印刷が開始される直前までの間についてもトナーセンサ５２５及び駆動回路４７に通電されないので、トナーセンサ５２５や駆動回路４７の発熱が最小限に抑えられる。従って、トナーセンサ５２５や駆動回路４７がトナーボックス５２０の直下に配置されていても、それらの発熱によるトナー５２１の温度の上昇を抑えてトナー５２１の品質の劣化を防止できる。
【００３４】
以上の実施形態と請求項との対応において、プロセスユニット５がプロセス手段を、感光ドラム５０が像担持体を、ポリゴンミラー４１が光学部材を、ポリゴンモータ４６が駆動モータを、アジテータ５２４が攪拌手段をそれぞれ構成する。また、制御装置８０が判別手段を、制御装置８０及び通電制御回路８４が通電制御手段をそれぞれ構成するが、より詳しくは図３のステップＳ２及びＳ６が判別手段として、ステップＳ３、Ｓ４及びＳ７が通電制御手段としてそれぞれ機能する。
【００３５】
本発明は上記実施形態に限ることなく種々変形可能である。例えば、トナーセンサやポリゴンモータ用の駆動回路以外にもトナーボックスの近傍に発熱源となる電気回路が設けられる場合には、本実施形態と同様に通電の要否を判別して通電状態を制御してもよい。例えば、上記実施形態では、メインモータ１０の駆動回路１１は、トナーボックス５２０の近傍に配置されていないため、駆動回路１１に対する通電を許容したり禁止したりする制御を行っていないが、スペース等の関係で、メインモータ１０の駆動回路１１についてもトナーボックス５２０の近傍に配置しなければならないような場合には、ポリゴンモータ４６の駆動回路４７に対する通電制御と同様に、駆動回路１１に対する通電制御を行なうことにより、トナーボックスの温度上昇をより効果的に抑制することができる。なお、トナーボックスがレーザスキャナユニットの上方以外に配置された装置でも本発明は適用できる。トナーを付着させたローラと用紙Ｐ等の記録媒体との間に多数のアパーチャを配置し、各アパーチャへの電圧の印加の有無によってローラ上から記録媒体上へ直接かつ選択的にトナーを噴射するプロセスユニットを備えた装置でも本発明は適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、トナーボックスの近傍に配置された電気回路の無駄な発熱を防止してトナー温度の上昇を抑制し、それによりトナーの品質劣化を未然に防止できる。また、トナーセンサの無駄な発熱を防止できる。また、像担持体を光学的に走査するための駆動回路の無駄な発熱を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明の一実施形態に係るレーザビームプリンタの断面図。
【図２】  図１のレーザビームプリンタの制御系の要部を示すブロック図。
【図３】  図２の制御装置による印刷実行時のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…レーザビームプリンタ
４…レーザスキャナユニット
５…プロセスユニット
１０…メインモータ
１１…メインモータの駆動回路
４１…ポリゴンミラー
４６…ポリゴンモータ
４７…ポリゴンモータの駆動回路
５２０…トナーボックス
５２１…トナー
５２４…アジテータ
５２５…トナーセンサ
Ｐ…用紙
【図１】
0004016435.tif 000002
【図２】
0004016435.tif 000003
【図３】
0004016435.tif 000004