(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像器と、
像担持体上に検出用の基準潜像を形成し、該基準潜像を上記現像器により現像して基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、
該基準トナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、
該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、該現像器内に補給用トナーを補給するトナー補給手段と、
該現像器のトナーの消費及び該現像器へのトナーの補給を繰り返すエージング動作を実行させるエージング動作制御手段と、
該画像形成装置による画像形成動作前のウォーミングアップ運転時に、上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出した結果に基づいて、上記エージング動作制御手段によってエージング動作を実行させ、現像剤の帯電量を安定化させる安定化制御手段とを有する画像形成装置において、
上記画像濃度検出手段による検出結果に基づき、あらかじめ設定された単位時間当たりの、トナー消費量及びトナー補給量で上記エージング動作制御手段によりエージング動作を実行させると仮定した場合の現像剤帯電量安定化に要する期間を算出し、かつ、
該算出された期間が、あらかじめ設定された設定期間以上の場合には該設定期間のみ上記エージング動作を実行させるように
上記安定化制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させ、残りの期間の分は上記画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作が終了した後、あるいは次回のウォーミングアップ運転時に実行させるように上記安定化制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させた後、再度上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出するように上記安定化制御手段を構成し、かつ、
該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作時の画像形成条件を通常の画像形成時の画像形成条件から適宜変更する条件変更手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
該像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像器と、
像担持体上に検出用の基準潜像を形成し、該基準潜像を上記現像器により現像して基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、
該基準トナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、
該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、該現像器内に補給用トナーを補給するトナー補給手段と、
該現像器のトナーの消費及び該現像器へのトナーの補給を繰り返すエージング動作を実行させるエージング動作制御手段と、
該画像形成装置による画像形成動作前のウォーミングアップ運転時に、上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出した結果に基づいて、上記エージング動作制御手段によってエージング動作を実行させ、現像剤の帯電量を安定化させる安定化制御手段とを有する画像形成装置において、
定着温度が画像形成動作可能な温度になって画像形成動作可能になるまでに要する時間であるウォーミングアップ時間を算出し、算出したウォーミングアップ時間だけウォーミングアップ運転を行う間に上記現像剤の帯電量が安定化するように、上記画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を設定するよう、上記安定化制御手段を構成した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、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像器と、像担持体上に検出用の基準潜像を形成し、該基準潜像を上記現像器により現像して基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、該基準トナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、該現像器内に補給用トナーを補給するトナー補給手段とを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる画像形成装置において、像担持体上に基準トナー像を形成し、その基準トナー像の画像濃度を反射型フォトセンサ等の画像濃度検出手段で検出し、その検出結果に基づいて現像器にトナーを補給することでトナー濃度を制御するものが知られている。
【０００３】
ところで、最近は機械の納入・設置から画像形成できる状態にしてユーザに引き渡すまでの「設置時間」の短縮、簡便化が望まれている。また、今までは、専任サービスマンによって機械の設置が行われていたが、専門教育のコスト削減、及び人員削減の要請により、その機械の動作及び調整方法を詳しく知らない多機種を扱うサービスマンやセールスマンのみによる設置が増加している。このため、機械側には梱包を解いて電源をＯＮしてすぐコピーできる状態とされることが要求されている。
【０００４】
また、二成分現像剤を用いた画像形成装置においては、現像器の中に現像剤をセットする場合、現像器の取り出し、現像剤のセット等である程度部品をはずす必要がある。さらに、カラーの画像形成装置においては、これらの作業を４色分行う必要があるのでさらに時間がかかってしまう。このため、現像剤を現像器にセットした状態で工場出荷することが一部の機械で行われている。
【０００５】
ところが、工場出荷からユーザの手元に行くまでの日数は短くて数週間、長い場合は数カ月以上かかる場合がある。この間は空調設備の無い倉庫や外気と差がない場所に保管されることが多い。また、海外にはプラス数十℃の船底の倉庫やマイナス数十℃の航空機の倉庫で搬送されることもあり、さらに過酷な条件となる。
【０００６】
現像剤は、製造工場から出荷されるときには、湿度の影響を受けないように密封されたパッケージとなっている。しかしながら、該パッケージが開封された現像剤が現像器内にセットされ、季節や搬送手段によって装置が過酷な環境に長期間さらされると、装置の現像器内の現像剤は、特に二成分現像剤の場合には、長期間放置や急激な環境変化による結露（吸湿）等により、トナーの帯電量が低下しやすくなる。
【０００７】
前述のトナー補給方式を採用した画像形成装置において、このように帯電量が低下した現像剤を使用した場合、機械納入時の帯電量が低いため現像剤の現像能力が高くなり、基準トナー像の画像濃度が高くなる。そして、それを調整するために、現像剤中のトナー濃度が低くなるようにトナー補給を制御することになる。その結果、現像剤のトナー濃度が低下し、画像濃度不足、ベタ部の埋まりムラ、ブラシマーク（穂跡）等の異常画像が発生しやすくなってしまう。さらに画像形成動作が開始されると、ドクタなどの規制部材によってトナーとキャリアとが摩擦帯電されたり、トナーが消費されてはがされたキャリアに、現像器に新たに補給されたトナーがくっついて摩擦帯電されたりして帯電量が上昇し、低下する前の帯電量に戻ろうとする。現像剤の帯電量は、トナーとキャリアの帯電能力によって最大値が決まっているため、放置による低下量が大きいほど帯電量の上昇量は大きくなる。このため、放置による帯電量の低下量が大きいほど帯電量が上昇する比率が大きく、これにともなって現像剤の現像能力が低下し、感光体上の基準トナー像の画像濃度は低くなる。このため今度は現像剤のトナー濃度が高くなるようにトナーが多く補給されるが、結果的にトナー補給が追いつかなかったり、多量のトナー補給によるトナー飛散が増加したりするという問題が生じる。また、帯電量が大きく変化している状態では正確な濃度制御が難しい。特にカラーの場合には、濃度制御が正しく行われないと、所望の色を再現することができなくなるので、注意が必要である。
【０００８】
そこで、このような問題を解決しうる装置として、画像形成を開始する前に感光体上に形成した基準トナー像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて、基準トナー像の画像濃度があらかじめ決められている濃度になるまで、現像剤中のトナーの消費とトナー補給とを繰り返す現像剤のエージング動作を行うことで、現像剤の帯電量を安定させるものが知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記装置においては、現像剤の劣化状態、設置時の環境により現像剤の帯電量が安定するまでに数十分かかってしまう場合があり、前記設置時間が長くなってしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤の帯電量の変化量に応じてエージング動作を行う期間を変更し、現像剤の帯電量が大幅に低下している場合の画像形成を開始するまでの待ち時間を短縮できる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
なお、基準トナー像の画像濃度の安定度に応じて基準トナー像の画像濃度を検出する検出間隔を変更することで、トナー消費量をいたずらに多くすることなく、トナー濃度を的確に調整できるようにしたトナー濃度調整方法も知られている（特開平６−２５８９５１号参照）。しかし、この装置においては、現像剤の帯電量が非常に低いときには現像剤のトナー濃度が低くなって、画像濃度不足、ベタ部の埋まりムラ、ブラシマーク（穂跡）等の異常画像が発生するという前述の問題や、画像形成開始後にトナーの入れ替えが起こって帯電量が上昇するときの上昇比率が大きく、トナー補給が追いつかなくなったり、多量のトナー補給によるトナー飛散が増加するという前述の問題は解決できない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像器と、像担持体上に検出用の基準潜像を形成し、該基準潜像を上記現像器により現像して基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、該基準トナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、該現像器内に補給用トナーを補給するトナー補給手段と、該現像器のトナーの消費及び該現像器へのトナーの補給を繰り返すエージング動作を実行させるエージング動作制御手段と、該画像形成装置による画像形成動作前のウォーミングアップ運転時に、上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出した結果に基づいて、上記エージング動作制御手段によってエージング動作を実行させ、現像剤の帯電量を安定化させる安定化制御手段とを有する画像形成装置において、上記画像濃度検出手段による検出結果に基づき、あらかじめ設定された単位時間当たりの、トナー消費量及びトナー補給量で上記エージング動作制御手段によりエージング動作を実行させると仮定した場合の現像剤帯電量安定化に要する期間を算出し、かつ、該算出された期間が、あらかじめ設定された設定期間以上の場合には該設定期間のみ上記エージング動作を実行させるように上記安定化制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
この画像形成装置においては、上記安定化制御手段により、上記画像濃度検出手段による検出結果に基づき、あらかじめ設定された単位時間当たりの、トナー消費量及びトナー補給量で上記エージング動作制御手段によりエージング動作を実行させると仮定した場合の現像剤帯電量安定化に要する期間を算出し、かつ、該算出された期間が、あらかじめ設定された設定期間以上の場合には該設定期間のみ上記エージング動作を実行させる。これにより、上記エージング動作を実行させる期間が、上記あらかじめ設定された設定期間よりも長くなることはない。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させ、残りの期間の分は上記画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作が終了した後、あるいは次回のウォーミングアップ運転時に実行させるように上記安定化制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この画像形成装置においては、上記安定化制御手段により、上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させ、残りの期間の分は上記画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作が終了した後、あるいは次回のウォーミングアップ運転時に実行させる。これにより、現像剤の帯電量をより安定させた状態で画像形成動作を行うことができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させた後、再度上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出するように上記安定化制御手段を構成し、かつ、該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作時の画像形成条件を通常の画像形成時の画像形成条件から適宜変更する条件変更手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
この画像形成装置においては、上記算出された期間があらかじめ設定された設定期間以上の場合に、該設定期間のみ上記エージング動作を実行させた後、再度上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出する。そして、上記条件変更手段により、該検出結果に基づいて、画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成動作時の画像形成条件を通常の画像形成条件から適宜変更する。具体的には、このときの上記検出された画像濃度が所望の画像濃度の範囲内である場合には、上記現像剤の帯電量が安定化したとみなし、画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成を、通常の画像形成時の画像形成条件で行う。また、検出された画像濃度が所望の画像濃度の範囲外である場合には、上記現像剤の帯電量が安定化されていないとみなし、画像形成動作が可能となった後で開始される画像形成時の画像形成条件を、通常の画像形成時の画像形成条件から変更する。更に具体的には、検出された画像濃度が所望の画像濃度よりも低い場合には、現像剤の現像能力が低下しているとみなし、現像能力が高くなるように上記画像形成条件を変更する。また、検出された画像濃度が所望の画像濃度よりも高い場合には、現像剤の現像能力が高くなっているとみなし、現像能力が低くなるように上記画像形成条件を変更する。
【００１８】
請求項４の発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像器と、像担持体上に検出用の基準潜像を形成し、該基準潜像を上記現像器により現像して基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、該基準トナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、該現像器内に補給用トナーを補給するトナー補給手段と、該現像器のトナーの消費及び該現像器へのトナーの補給を繰り返すエージング動作を実行させるエージング動作制御手段と、該画像形成装置による画像形成動作前のウォーミングアップ運転時に、上記基準トナー像形成手段により基準トナー像を形成し、上記画像濃度検出手段により該基準トナー像の画像濃度を検出した結果に基づいて、上記エージング動作制御手段によってエージング動作を実行させ、現像剤の帯電量を安定化させる安定化制御手段とを有する画像形成装置において、定着温度が画像形成動作可能な温度になって画像形成動作可能になるまでに要する時間であるウォーミングアップ時間を算出し、算出したウォーミングアップ時間だけウォーミングアップ運転を行う間に上記現像剤の帯電量が安定化するように、上記画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を設定するよう、上記安定化制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、上記安定化制御手段により、定着温度が画像形成動作可能な温度になって画像形成動作可能になるまでに要する時間であるウォーミングアップ時間を算出し、算出したウォーミングアップ時間だけウォーミングアップ運転を行う間に上記現像剤の帯電量が安定化するように、上記画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を設定する。
この設定は、例えば、以下の方法で行えばよい。すなわち、上記ウォーミングアップ運転の間に上記現像剤の帯電量が安定化するために必要な、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量（以下、必要トナー消費量という）を求め、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を、上記必要トナー消費量に設定すればよい。
あるいは、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量をあらかじめ所定の値に設定しておいてから、上記必要トナー消費量を求める。そして、該必要トナー消費量が、上記所定の値以下となる場合には、エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を上記所定の値に設定し、上記必要トナー消費量が、上記所定の値よりも大きくなる場合には、エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を上記必要トナー消費量に設定するようにしてもよい。
このような設定により、上記ウォーミングアップ運転に必要な時間、例えば定着装置の立ち上がりに要する時間よりも上記エージング動作を実行する時間が長くなることがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。
この複写機において、装置本体の中心には図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体としてのドラム状の感光体１が配設されている。該感光体１の周囲には、作像プロセス順に帯電器２、現像器７、感光体上に形成されるトナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段としての濃度センサ１２、転写装置９、クリーニング装置１１等が配設されている。
【００２１】
上記現像器７は、現像ローラ４と攪拌ローラ５とが配設され、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部にトナーを補給するトナー補給装置６とを有している。該現像剤収容部の現像剤は、撹拌ローラ５によって撹拌されながら、上記現像ローラ４に供給され、現像動作に用いられる。工場出荷時には、現像剤収容部内に現像剤はセットされている。一方、トナーは搬送時こぼれて機内を汚しやすく、また通常はカートリッジタイプとなっておりセットには時間はかからないので、トナー補給装置６内にトナーはセットされていない。また、濃度センサ１２は感光体１上のトナー像の反射濃度に対応した出力を出し、図示しないＣＰＵにて感光体上に形成されたトナー像の画像濃度（トナー付着量）を算出する。
【００２２】
上記構成の複写機において、感光体１の表面が帯電器２により一様に帯電された後、図示しない画像処理部からの画像信号に基づいて、図示しない書き込み光学系ユニットからの露光３により、原稿の画像に対応した潜像が形成される。現像器７内では、現像剤が撹拌されることにより、トナーがキャリアとの摩擦帯電で静電潜像に付着するような極性に帯電する。この帯電した現像剤は現像ローラ４によって汲み上げられ、感光体１の表面と接触する。この接触の際に、感光体１上の静電潜像の現像が行われる。
（以下、余白）
【００２３】
一方、図示しない給紙カセットに積載収納された転写紙８は、図示しない給紙装置及び図示しないレジストローラでタイミングをとって感光体と対向する転写領域に向けて矢印Ｂ方向に搬送される。転写領域に進入した転写紙８には、転写装置９により感光体１上のトナー像が転写される。そして、該トナー像が転写された転写紙８は定着装置１０へと搬送され、定着装置１０を通る際にトナー像が定着される。該定着装置１０は、それぞれ内部にヒータをもうけた定着ローラ１３、加圧ローラ１４、定着ローラ表面の温度を測定する温度センサ１５からなり、温度センサ１５の出力から定着ローラの表面温度を一定値に制御するように構成されている。
【００２４】
また、トナー像転写後の感光体１上に残留した未転写トナーは、クリーニング装置１１によって感光体１上からクリーニングされ、該クリーニング装置１１内に回収される。そして、クリーニング後の感光体１表面は、除電ランプ（図示せず）によって残留電荷が除電され、次の作像プロセスに備えられる。
【００２５】
図２は、本複写機の制御系のブロック図である。この制御系は、制御手段としてのメイン制御部２０１と複数の周辺制御部により構成されている。該メイン制御部２０１はＣＰＵ２０２と、制御プログラム及び各種データを記憶したＲＯＭ２０３と、ワーク領域として各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２０４と、各周辺制御部との入出力を行うためのＩ／０インターフェース部２０５とにより構成されている。
【００２６】
また、上記メイン制御部２０１は、Ｉ／Ｏインターフェース部２０５を介してレーザー光学系制御部２０６、上記濃度センサ１２、トナー補給回路２０７、帯電ローラ電源２０８、現像バイアス電源２０９、定着温度センサ１５、定着ヒータ２１０等が接続されている。レーザー光学系制御部２０６は、メインＣＰＵ２０２からの指令に基づいて図示しないレーザ光学ユニットを制御する。帯電ローラ電源２０８はメインＣＰＵ２０２からの指令に基づいて帯電器２に高圧電圧を印加する。現像バイアス電源２０９はメインＣＰＵ２０２からの指令に基づいて現像ローラ４に現像バイアス電圧を印加する。濃度センサ１２は、感光体１上のトナー像の反射濃度を光学的に検知する。該濃度センサ１２としては、例えば発光ダイオードとフォトトランジスタとからなるものを用いることができる。トナー補給回路２０７は、メインＣＰＵ２０２からの指令に基づいてトナー補給装置６の図示しないトナー補給モータを制御して、各色のトナーを各現像器に補給する。また、定着温度センサ１５からの信号をＣＰＵ２０２でＲＯＭ２０３に記憶されたデータと比較して、定着ヒータ２１２の電源がＯＮ／ＯＦＦされ、定着ヒータの温度が制御される。
【００２７】
また、この複写機においては、所定のタイミングで、感光体１上に検出用の基準パターンの静電潜像が形成され、上記現像器７で該パターンを現像し、該現像した基準パターンの画像濃度を前記濃度センサ１２によって検出する。そして、上記ＣＰＵ２０２は該検出結果に基づいて上記トナー補給回路２０７によって上記トナー補給装置６の図示しないトナー補給モータが制御され、上記トナー補給装置６からのトナー補給が行われる。これにより現像器７内の現像剤のトナー濃度が所定濃度となるように制御される。
【００２８】
図３は、放置時間による現像剤の帯電量の変化を示す説明図である。前述のように、現像剤は、製造工場から出荷されるときには、密封されたパッケージとなっている。このパッケージ未開封の状態の現像剤の帯電量の変化を特性線ａ１で示す。また、該パッケージが開封され、現像器内にセットされた状態で装置が放置された場合の現像剤の帯電量の変化を特性線ａ２で示す。また、保管条件、搬送条件がさらに悪い条件で、装置が放置された場合の現像剤の帯電量の特性を特性線ａ３で示す。この図から、装置内に現像剤がセットされた複写機がユーザの手元に届くまでに、該装置内の現像剤の帯電量は徐々に低下することがわかる。さらに、保管条件や搬送条件が悪くなれば、この低下の速度が速くなることがわかる。また、未開封の現像剤においても、レベルは小さいが帯電量は低下することがわかる。このような帯電量の低下により、現像剤の現像能力が変化することで、前述したような問題、すなわち、異常画像が発生しやすくなったり、画像濃度の制御が難しくなってしまったりするという問題が生じる。
【００２９】
本実施形態に係る複写機においては、画像形成前のウォーミングアップ運転時に感光体１上に検出用の基準パターンの静電潜像が形成され、上記現像器７で該パターンを現像し、該現像した基準パターンの画像濃度を前記濃度センサ１２によって検出する。そして、この検出結果に基づいて、現像器７内のトナーの消費及びトナーの補給を繰り返すエージング動作を実行するエージング動作制御手段によりエージング動作を実行させ、現像剤の帯電量を安定させる安定化制御手段を有している。図示の装置においては、上記メイン制御部２０１が、上記エージング動作制御手段及び上記安定化制御手段としての機能を有する。そして、該現像剤の帯電量を安定させた状態で画像形成動作を開始することで、上記異常画像の発生を防止するとともに、画像濃度を良好に制御して、良好に画像形成動作を行うことができるようになっている。
【００３０】
そして、本実施形態に係る現像装置においては、画像形成動作を開始するまでの時間を低減し得るように、上記エージング動作の実行を制御する。
図４は、メイン制御部２０１による、上記エージング動作実行の制御（以下、エージング実行制御という）の一例を示すフローチャートである。
図４のエージング実行制御フローにおいて、メイン制御部２０１はまず電源ＯＮ時の状態をジャムなどの異常処理時と区別するために、定着装置１０の定着温度を検知する定着温度センサ１５からの入力信号に基づいて、定着温度があらかじめ設定されている設定温度Ｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、定着温度がＴｈを越えている場合（ステップＳ１でＮ）には、定着温度が高いことから、装置がＯＦＦされてからＯＮされるまでの時間が短かったすなわち放置時間が短かったと考えられるので、エージングは不要である、あるいは、機械のトラブルなどで電源をＯＦＦ／ＯＮしたと判断し、エージング動作は実行しない。一方、定着温度がＴｈ以下の場合には、あらかじめ決められた基準パターンの作像条件で感光体１上に、例えば２０［mm］×２０［mm］の基準パターンの潜像を形成し、上記現像器７で該潜像を現像することで、基準トナー像を形成する（ステップＳ２）。
【００３１】
次に、該基準トナー像の画像濃度を、前記濃度センサ１２で検出する（ステップＳ３）。そして、上記メイン制御部２０１のＣＰＵ２０２は、この濃度センサ１２からの検出結果に基づいて、あらかじめ設定された単位時間当たりのトナー消費量及びトナー補給量で上記エージング動作を実行させると仮定した場合の現像剤帯電量安定化に要する時間（以下、エージング時間という）を算出する（ステップＳ４）。なお、エージング動作時には、現像器７内の現像剤のトナー濃度を一定に保ちながらトナー消費を行う。よって、上記トナー消費量と上記トナー補給量とはほぼ等しい。エージング動作時のトナー補給は、上記トナー消費によって消費されるトナー消費量に見合った所定の量のトナーを補給することで行うようにすればよい。このエージング時間の算出は、例えば、図５に示す基準トナー像の画像濃度とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差ΔＭｐと現像剤の帯電量が飽和状態になるまでに要するエージング時間との関係をあらかじめ求めておき、この関係から算出することができる。
【００３２】
次に、再び上記定着装置１０の定着温度を定着温度センサ１５によって検知する（ステップＳ５）。そして、この検知結果に基づいて、装置がコピー動作可能となるまでに要する時間を算出する。この時間の算出は、例えば、図６に示す定着ヒータがＯＮされてから定着ローラの温度がコピー動作可能な温度（以下、リロード温度という）になるまでの温度変化をあらかじめ求めておき、該リロード温度に達するまでの時間を上記コピー動作可能となるまでに要する時間として算出することができる。なお、図中ウォーミングアップ時間は電源ＯＮ時直後の上記定着温度センサ１５の定着温度データＴ０を読み込んでから上記コピー動作可能となるまでに要する時間である。
【００３３】
ステップＳ５で、上記定着温度を再び検知するのは以下の理由による。すなわち、基準トナー像作成中にも定着ヒータがＯＮしていて定着温度が上昇しているので、上記コピー動作可能となるまでに要する時間を算出するときには、基準トナー像作成前に検知した温度よりも定着温度が高くなっている。このため、基準トナー像作成前に検知した温度を基に上記コピー動作可能となるまでに要する時間を算出すると、該時間を正確に算出できないからである。
【００３４】
次に、以上のようにして求められたエージング時間とコピー動作が可能となるまでに要する時間とを比較し、エージング時間がコピー動作が可能となるまでに要する時間以内となるか否かを判断する（ステップＳ６）。そして、エージング時間がコピー動作が可能となるまでに要する時間以内となる場合（ステップＳ６でＹ）には、該エージング時間の間エージング動作を実行する（ステップＳ７）。その後コピー動作が可能となる。
一方、ステップＳ６でコピー動作が可能となるまでの時間の方が短い場合（ステップＳ６でＮ）には、コピー動作が可能となるまでの時間分だけエージングを行い（ステップＳ８）、残りのエージング時間を記憶するとともに、エージング時間の残りがあることすなわちエージングが完了していないことを示すフラグ（以下、エージング残有りフラグという）をＯＮにする（ステップＳ９）。
【００３５】
上記エージング動作は、次のようにして実行すればよい。すなわち適当な作像条件で所定のトナー消費用のパターンを現像する。例えば基準トナー像の作像条件と同じ作像条件で形成すればよい。上記トナー消費用のパターンは、必要なトナー消費量が得られるようにパターンの面積と書き込み値を定めればよい。
【００３６】
上記残りのエージング時間分のエージング動作（以下、残エージング動作という）は、コピー終了後に実行する。このコピー動作終了後の残エージング動作実行制御の一例を図７に示す。まず、エージング残有りフラグがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ１０）、該フラグがＯＮされていない場合（ステップＳ１０でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【００３７】
一方、上記ステップＳ１０で上記エージング残有りフラグがＯＮされている場合（ステップＳ１０でＹ）には、コピー動作が終了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。コピー動作が終了していない場合（ステップＳ１１でＮ）には、再度ステップＳ１１に進み、コピー動作が終了したか否かの判断を繰り返し行う。そして、コピー動作が終了したと判断された場合（ステップＳ１１でＹ）には、残りのエージング時間分の時間を実行する（ステップＳ１２）。
【００３８】
このように、図４のエージング動作実行制御によれば、長時間のエージングが必要な場合でも、装置のウォーミングアップに要する時間よりも長くエージングを行うことがなく、コピー動作開始までの待ち時間を短縮することができる。よって、操作性が向上する。さらに、上記長時間のエージングが行われなくても、残りのエ−ジング時間分のエ−ジング動作はコピ−終了後に実行されるので、最終的には現像剤の帯電量を安定なレベルに到達させることができる。よって、該現像剤の帯電量の低下による現像剤の現像能力の変化具体的には現像剤中のトナー濃度低下にともなう異常画像の発生を防止し、画像濃度の上昇も抑えることができる。よって、良好な画像を得ることができる。
【００３９】
ここで、上記残りのエージング時間が上記ウォーミングアップ時に要した時間よりも長いと、次のコピー動作が可能になるまでの待ち時間が長くなってしまう。そこで、ステップＳ１２で残エージング動作を実行する場合にも、該残りのエージング時間と上記ウォーミングアップ時にエージング動作を実行した時間（以下、ウォーミングアップエージング時間という）Ｔ１との比較を行い、該残りのエージング時間が上記ウォーミングアップエージング時間よりも長い場合には、該ウォーミングアップエージング時間分のみエージング動作を行い、図４の制御のステップＳ９で行ったと同様に、残りのエージング時間を記憶するとともに、エージング時間の残りがあることすなわちエージングが完了していないことを示すフラグ（以下、エージング残有りフラグという）をＯＮにするようにするのが望ましい。そして、再度残エージング動作実行制御を行う際に、残りのエージング動作を実行するようにすればよい。
【００４０】
図８は、長期間の放置などにより現像剤の帯電量が大幅に減衰した装置で従来のエージング動作実行制御を行った場合の現像剤の帯電量の時間変化と、上記ウォーミングアップエージング時間Ｔ１分ずつ繰り返しエージング動作を実行するエージング動作実行制御を行った場合の現像剤の帯電量の時間変化とを示す図である。図中特性線ｂ１が従来のエージング動作実行制御を行った場合の現像剤の帯電量の時間変化を示し、特性線ｂ２が上記ウォーミングアップエージング時間Ｔ１分ずつ繰り返しエージング動作を実行するエージング動作実行制御を行った場合の現像剤の帯電量の時間変化を示し、特性線ｂ３が放置による現像剤の帯電量の減衰を示している。従来のエージング動作実行制御を行った場合には、現像剤が安定化するまでに要するエージング時間がＴ２であると算出された場合、ウォーミングアップ時に連続して該算出されたエージング時間Ｔ２分のエージング動作を実行する。このため、この算出されたエージング時間Ｔ２の間はコピー動作を開始することができず、待ち時間が非常に長くなる。一方、上記ウォーミングアップエージング時間Ｔ１分ずつ繰り返しエージング動作を実行する場合には、コピー動作を開始するまでの待ち時間が上記ウォーミングアップエージング時間Ｔ１以上に長くなることはない。よって、操作性が向上する。また、少しずつエージング動作を行って、最終的には現像剤の帯電量を安定なレベルに到達させることができるので、画質を良好に保つこともできる。
【００４１】
上記残エージング動作実行制御を実行するタイミングは、コピーの頻度などで適当に設定すればよい。例えば、使用する機械のコピー枚数に応じて所定の枚数のコピー終了後に実行する。この所定の枚数は、サービスマンが設定できるようにすればよい。
【００４２】
図９は、上記エージング動作実行制御の他の一例を示すフローチャートである。この例において、ステップＳ１〜Ｓ６及び、ステップＳ６でＹの時に実行されるステップＳ７については、前出の図４の処理と同じなので、説明を省略する。そして、この例においては、上記ステップＳ６で算出されたエージング時間よりも算出されたコピー動作が可能となるまでの時間の方が短いと判断された場合（ステップＳ６でＮ）に実行される処理が前出の図４の処理と異なる。具体的には、上記ステップＳ６でＮの場合には、まず、コピー動作が可能となるまでの時間分だけエージングを行い（ステップＳ２１）、再度基準トナー像を作成する（ステップＳ２２）。そして、該基準トナー像の画像濃度を濃度センサ１２で検出し（ステップＳ２３）、該検出された画像濃度の値と、あらかじめ設定された該画像濃度の目標値とを比較して、該比較した結果に基づいて、コピー動作開始後の作像条件を変更する（ステップＳ２４）。例えば、作像条件としての現像ポテンシャルを変更すればよい。以下、現像ポテンシャルを変更する場合の例について説明する。
図１０は現像ポテンシャルと単位面積当たりのトナー付着量（以下、単に、「トナー付着量」という）との関係を示すグラフである。トナー付着量と現像ポテンシャルとの関係は、図１０に示すような直線で近似でき、この直線の傾きが現像能力を表す。Ｐｐｏｔは基準トナー像を作成するときの現像ポテンシャルであり、そのときのトナー付着量の目標値がＭｐである。またＭａは画像形成装置の画像形成動作開始後のトナー最大付着量の目標値である。このときの現像特性は特性線ｃ１となる。すなわち、Ｖｐｏｔの現像ポテンシャルで現像すればＭａの付着量を得ることができる。ここで、図９のステップＳ２３で再度検出された基準トナー像の画像濃度の値が、図１０中に示すＭｐ‘（＞Ｍｐ）であった場合、このときの現像特性は、上記特性線ｃ１よりも現像能力の高い特性線ｃ２のようになると考えられる。従って、画像形成動作開始後にＶｐｏｔの現像ポテンシャルで画像を形成した場合、トナー付着量はＭａ’となり、目標とする濃度よりも非常に高い画像濃度となってしまう。そこで、このように、現像能力が目標とする現像能力よりも高く、画像濃度が高くなりやすい場合には、該画像濃度を低下させるように上記現像ポテンシャルを変更する。具体的には、現像特性が直線ｃ２となる場合に、上記トナー最大付着量Ｍａの画像を得ようとするときには、現像ポテンシャルＶｐｏｔ‘＝Ｍｐ／Ｍｐ’×Ｖｐｏｔで画像形成を行うようにすればよい。該現像ポテンシャルを変更するには、例えば、帯電器の出力と現像バイアスの出力を変更すればよい。必要であれば露光時の光量を変更してもよい。
【００４３】
このように、図９のエージング動作実行制御によれば、長時間のエージングが必要な場合でも、装置のウォーミングアップに要する時間よりも長くエージングを行うことがなく、コピー動作開始までの待ち時間を短縮することができる。よって、操作性が向上する。さらに、上記長時間のエージングが行われなくても、作像条件を最適な値に変更することで、現像剤の現像能力の変化具体的には現像剤中のトナー濃度低下にともなう異常画像の発生を防止し、画像濃度の上昇も抑えることができる。よって、良好な画像を得ることができる。
【００４４】
図１１は、上記エージング動作実行制御の更に他の一例を示すフローチャートである。この例において、メイン制御部２０１はまず電源ＯＮ時の状態をジャムなどの異常処理時と区別するために、定着装置１０の定着温度を検知する定着温度センサ１５からの入力信号に基づいて、定着温度があらかじめ設定されている設定温度Ｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、定着温度がＴｈを越えている場合（ステップＳ３１でＮ）には、定着温度が高くウォーミングアップまでの時間が短いのでエージングを行えない、あるいは、機械のトラブルなどで電源をＯＦＦ／ＯＮしたと判断し、エージング動作は実行しない。一方、定着温度がＴｈ以下の場合には、あらかじめ決められた基準パターンの作像条件で感光体１上に、例えば２０［mm］×２０［mm］の基準パターンの潜像を形成し、上記現像器７で該潜像を現像することで、基準トナー像を形成する（ステップＳ３２）。
【００４５】
次に、該基準トナー像の画像濃度を、前記濃度センサ１２で検出する（ステップＳ３３）。
【００４６】
次に、再び上記定着装置１０の定着温度を定着温度センサ１５によって検知する（ステップＳ３４）。そして、この検知結果に基づいて、装置がコピー動作可能となるまでに要する時間を算出する。この時間の算出は、例えば、図６に示す定着ヒータがＯＮされてから定着ローラの温度がコピー動作可能な温度（以下、リロード温度という）になるまでの温度推移をあらかじめ求めておき、この温度推移から算出することができる。
【００４７】
そして、以上のようにして求められたコピー動作が可能となるまでに要する時間をエージング動作の実行が可能な時間（以下、エージング可能時間という）とし、該エージング可能時間と上記ステップＳ３３で検出した基準トナー像の画像濃度検出結果とから、該エージング可能時間内で上記現像剤の帯電量を安定化させるために必要な単位時間当たりのトナー消費量を算出する（ステップＳ３６）。
該トナー消費量の算出は、以下のようにして行うことができる。図１２は、トナー消費量と現像剤の帯電量との関係を示す説明図である。二成分現像剤においてはトナーとキャリアとの摩擦帯電によってトナーが帯電するが、長期間放置されると前述のようにお互いの摩擦帯電電荷が小さくなってしまう。このためトナー消費（現像）によりキャリアからトナーをはがし、新しいトナーと摩擦帯電することで帯電量が増加することは一般に知られていることである。従って、トナー消費量が増せば、帯電量も大きく増加することとなる。さらに、上記ステップＳ３３で検出した基準トナー像の画像濃度とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差ΔＭｐから、現像剤の帯電量がどの程度所望の帯電量よりも不足しているかが求められる。よって、これらの情報から、図１３に示すような基準トナー像の画像濃度検出値とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差ΔＭｐと現像剤の帯電量が安定した状態となるすなわち上記所望の帯電量に達するために要するエージング動作時のトナー消費量との関係を求めることができる。従って、この関係をあらかじめ求めておいて、上記基準トナー像の画像濃度検出値とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差ΔＭｐからトナー消費量を算出することができる。
【００４８】
そして、ステップＳ３６で算出された単位時間当たりのトナー消費量で、トナーが消費されるようにエージング動作を実行する（ステップＳ３７）。具体的には、通常のエージングの場合に比してトナー消費用のパターン面積を大きくするか、あるいは、パターンの現像量（書き込み値）を多くすればよい。無論、これらを組み合わせてもよい。
【００４９】
このように、図１１のエージング動作実行制御によれば、長時間のエージングが必要な場合でも、装置のウォーミングアップに要する時間よりもエージングを行うことがなく、コピー動作開始までの待ち時間を短縮することができる。よって、操作性が向上する。さらに、上記エージング動作時の単位時間当たりのトナー消費量を変更することで、上記長時間のエージングを行った場合と同様に現像剤の帯電量を安定化させることができるので、現像剤の現像能力の変化具体的には現像剤中のトナー濃度低下にともなう異常画像の発生を防止し、画像濃度の上昇も抑えることができる。よって、良好な画像を得ることができる。
【００５０】
なお、図１１のエージング動作実行制御においては、該制御実行毎に、上記ウォーミングアップ運転の間に上記現像剤の帯電量が安定化するために必要な、上記エージング動作時の単位時間当たりのトナー消費量（以下、必要トナー消費量という）を求め、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を、上記必要トナー消費量に設定するようにしているが、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量をあらかじめ所定の値に設定しておいてから、上記必要トナー消費量を求め、該必要トナー消費量が、上記所定の値以下となる場合にはエージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を上記所定の値に設定し、上記必要トナー消費量が、上記所定の値よりも大きくなる場合にのみ、エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量を上記必要トナー消費量に設定するようにしてもよい。
【００５１】
また、前述のように、エージング動作をトナー濃度一定の状態で行うためには、上記エージング動作実行時の単位時間当たりのトナー消費量の設定とともにトナー補給量も該トナー消費量と等しい量に設定するのが望ましい。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１乃至３の発明によれば、現像剤の帯電量が大幅に低下している場合の画像形成を開始するまでの待ち時間を短縮できるので、操作性が向上するという優れた効果がある。
【００５３】
特に、請求項２の発明によれば、より良好に画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【００５４】
また、請求項３の発明によれば、より良好に画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【００５５】
また、請求項４の発明によれば、現像剤の帯電量が大幅に低下している場合の画像形成を開始するまでの待ち時間を短縮できるので、操作性が向上するという優れた効果がある。また、より良好に画像形成を行うことができるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電子写真複写機の概略構成を示す正面図。
【図２】同複写機の制御系のブロック図。
【図３】放置時間による現像剤の帯電量の変化を示す説明図。
【図４】同複写機のエージング実行制御の一例を示すフローチャート。
【図５】基準トナー像の画像濃度とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差と帯電量が飽和状態になるまでに要するエージング時間との関係を示す説明図。
【図６】定着ヒータがＯＮされてから定着ローラの温度がコピー動作可能な温度になるまでの温度変化を示す説明図。
【図７】残エージング動作実行制御の一例を示すフローチャート。
【図８】現像剤の帯電量の時間変化を示す説明図。
【図９】エージング動作実行制御の他の一例を示すフローチャート。
【図１０】現像ポテンシャルと単位面積当たりのトナー付着量（以下、単に、「トナー付着量」という）との関係を示すグラフ。
【図１１】エージング動作実行制御の更に他の一例を示すフローチャート。
【図１２】トナー消費量と現像剤の帯電量との関係を示す説明図。
【図１３】基準トナー像の画像濃度検出値とあらかじめ設定された該画像濃度の目標値との差ΔＭｐとエージング動作時のトナー消費量との関係を示す説明図。
【符号の説明】
１      感光体
２      帯電器
３      露光
４      現像ローラ
５      撹拌ローラ
６      トナー補給装置
７      現像器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003924375.tif 000009
【図９】
0003924375.tif 000010
【図１０】
0003924375.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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