JP2009251202A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
現像剤の廃棄量を調節する事ができ、かつ、所定の因子に基づいて設定された基準値に基づいて現像剤廃棄動作を制御することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
印刷データに基づく印刷ドット単位の光を照射し、像担持体上に静電潜像を形成させる露光部と、現像剤担持体上に担持される現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤画像を形成する現像部と、印刷ドット数をカウントするドット数カウント部と、予め設定された像担持体の規定回転数に対して、ドット数カウント部によりカウントされた印刷ドット数が所定の因子に基づいて設定された基準値に満たない場合に、現像剤を像担持体に現像して廃棄する現像剤廃棄制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に関するものである。

多くの画像形成装置に用いられている画像形成方式として、電子写真方式が知られている。電子写真方式とは、帯電装置により均一に帯電された像担持体の表面を露光装置で露光することにより、静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像装置で現像することで、現像剤画像を形成後、当該現像剤画像を記録媒体に転写し、定着させる方式である。

このような画像形成装置において、現像装置内に収容された現像剤の劣化による画像品質の低下を抑制し、高画質での画像形成を維持することを目的として、予め規定された現像剤担持体の回転数における印刷ドット数が所定の閾値より小さい場合に、現像剤を現像剤担持体から像担持体に現像する現像剤廃棄動作が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４―１２５８２９号公報

しかしながら、特許文献１記載の画像形成装置においては、画像劣化の少ない環境下においても、現像剤廃棄動作を行われることになり、不必要に現像剤が廃棄されるといった問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、現像剤の廃棄量を調節する事ができ、かつ、所定の因子に基づいて設定された基準値に従って現像剤廃棄動作を制御することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、印刷データに基づく印刷ドット単位の光を照射し、像担持体上に静電潜像を形成させる露光部と、現像剤担持体上に担持される現像剤を静電潜像に付着させて現像剤画像を形成する現像部と、印刷ドット数をカウントするドット数カウント部と、予め設定された像担持体の規定回転数に対して、ドット数カウント部によりカウントされた印刷ドット数が所定の因子に基づいて設定された基準値に満たない場合に、現像剤を像担持体に現像して廃棄する現像剤廃棄制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる画像形成装置は、予め設定された像担持体の規定回転数に対して、ドット数カウンタ部によりカウントされたドット数が所定の因子に基づいて設定された基準値に満たない場合に、現像剤を現像して廃棄する現像剤廃棄制御手段を備える。したがって、所定の因子に基づいて設定された基準値に満たない場合にのみ、現像剤が廃棄されるため、不必要に現像剤が廃棄されることがない。

本発明の画像形成装置によれば、現像剤の廃棄量を調節する事ができ、かつ、所定の因子に基づいて設定された基準値に従って現像剤廃棄動作を制御することができるため、不必要に現像剤が廃棄されることを防止することができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ３０の要部構成を示す概略構成図である。プリンタ３０は、記録媒体としての用紙１０と、用紙１０を収容する用紙カセット１１と、用紙カセット１１から用紙１０を繰り出す、用紙繰り出し部１２と、ロワーフレーム１３と、ロワーフレーム１３に形成された用紙搬送経路１４と、用紙搬送経路１４に沿って配設された搬送ローラ１５〜１８と、搬送ローラ１６により搬送された用紙１０の紙厚を検知する検知部１９と、搬送ローラ１５により搬送された用紙１０を静電吸着して搬送する転写ベルト２０と現像装置２５で形成された現像剤画像を用紙１０に転写する転写ローラ２１とを備えた転写ベルトユニット２２と、検知部１９により検知された用紙１０の厚さに応じて転写ローラ２１の位置を変更する位置調節機構２３と、後述する感光体ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する露光部としての露光装置２４と、静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して現像剤画像を形成する現像部としての現像装置２５（２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ）と、現用紙１０上に転写された現像剤画像を定着させる定着部２６と、搬送ローラ１８によりプリンタ１０外部に排出された用紙１０を積載するスタッカ２７とを備える。

用紙カセット１１は、内部に用紙１０を積層した状態で収容し、プリンタ３０の下部に着脱自在に装着されている。用紙カセット１１の上部には用紙１０を一枚ずつ捌いて繰り出すホッピングローラを備えた用紙繰り出し部１２が配設されている。

用紙繰り出し部１２から転写ベルトユニット２２までの間には、ロワーフレーム１３に設けられた概ねＳ字状の用紙搬送経路１４に沿って、搬送ローラ１５，１６が配設されている。それぞれの搬送ローラ１５，１６は、一対のローラから構成されており、図示せぬ駆動系により供給された動力により回転し、用紙１０を挟持搬送する。また、転写ベルトユニット２２から用紙搬送経路１４終端にかけては、用紙搬送経路１４に沿って、搬送ローラ１７，１８が配設されている。搬送ローラ１７は搬送ローラ１５，１６と同様に一対のローラから構成されている。搬送ローラ１８は、少なくとも一対のローラを備えており、プリンタ３０が両面印刷等の機能を備えている場合には、用紙１０を逆送させるための複数対のローラを備える。搬送ローラ１７，１８は、図示せぬ駆動系により供給された動力により回転し、用紙１０を挟持搬送する。

検知部１９は、転写ベルト２０の始端側に配設され、用紙１０の紙厚を検知する。検知部１９により検知された紙厚情報は位置調節機構２３に通知される。検知部１９は、特には限定されないが、例えば光透過型又は光反射型のフォトインタラプタ等を使用することができる。

転写ベルト２０は、搬送ローラ１６により搬送された用紙１０を静電吸着して搬送する無端のベルト部材である。この転写ベルト２０は、図示せぬ駆動系により供給された動力により回転するドライブローラと、このドライブローラと対を成すアイドルローラとにより張架されており、ドライブローラの回転に伴って駆動する。転写ローラ２１は、転写ベルト２０を介して後述する感光体ドラム１０１と当接するように配設されている。転写ローラ２１は図示せぬ電源から印加されたバイアス電圧により、現像装置２５で形成された現像剤画像を用紙１０に転写する。転写ベルト２０，ドライブローラ，アイドルローラ，転写ローラ２１は、転写ベルトユニット２２を構成する。

位置調節機構２３は、検知部１９により検知された紙厚情報に基づき、図示せぬ駆動ギア等を制御して転写ベルトユニット２２の上下位置を変更する。

露光装置２４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子とレンズアレイとを備えたＬＥＤヘッドである。露光装置２４は入力された印刷データに基づき、感光体ドラム１０１の表面に印刷ドット単位の光を照射し、光照射部分の電位を光減衰させて静電潜像を形成させる。本実施形態にかかる露光装置２４が、例えば、６００ｄｐｉのＬＥＤヘッドの場合、Ａ４用紙、１００％カバレッジのドット数は約３４８０００ドットとなる。

現像装置２５（２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ）は、転写ベルト２０に沿ってプリンタ３０から着脱自在に設けられている。本実施形態においては、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色に対応した４つの現像装置２５（２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ）が備えられている。現像装置２５（２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ）は、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像を反転現像することで現像剤画像を形成する。

定着部２６は、用紙搬送経路１４の上流に設けられ、用紙１０に転写された現像剤画像を定着させる。定着部２６は、発熱ローラ、加圧ローラ、サーミスタ及び加熱ヒータを備えている。発熱ローラは、アルミニウムからなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、更にその芯金内には例えばハロゲンランプなどの加熱ヒータが配設されている。加圧ローラは、アルミニウムの芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成で、発熱ローラとの間に圧接部が形成されるように配置されている。サーミスタは、発熱ローラの表面温度検出手段であり、発熱ローラの近傍に非接触で配置される。サーミスタによって検出された温度情報は図示せぬ温度制御部に送られ、図示せぬ温度制御部は、この温度情報に基づいて加熱ヒータをオン／オフ制御して、発熱ローラの表面温度を所定の温度に維持する。

なお、プリンタ３０は上記構成以外にも、装置状態を表示するための、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部等を備える。

このような構成を備えるプリンタ３０によれば、現像装置２５により形成された現像剤画像を用紙１０に転写、定着させることができ、入力された印刷データに基づく画像を外部に出力することができる。次に、露光装置２４により形成された静電潜像をトナーにより反転現像する現像装置２５について詳細に説明する。

現像装置２５（２５Ｋ(ブラック)，２５Ｙ(イエロー)，２５Ｍ(マゼンタ)，２５Ｃ(シアン)）は上述したように、各色に対応した現像剤画像を形成する。このような機能を有する現像装置２５は何れも同一の構成を有し、収容されているトナーの色のみが異なる。現像装置２５は、各色に対応したトナーを収容するトナー収容器と、トナー収容器から供給されたトナーを使用して現像剤画像を形成するドラムユニットを備えたＩＤ部１００とを有する。以下の説明では、図２を使用してＩＤ部１００について説明する。

図２は、ＩＤ部１００の要部構成を示す概略構成図である。ＩＤ部１００は、像担持体としての感光体ドラム１０１と、感光体ドラム１０１の表面を均等に帯電させる帯電ローラ１０２と、トナーを感光体ドラム１０１に供給する現像剤担持体としての現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３にトナーを供給する供給ローラ１０４と、現像ローラ１０３上に供給されたトナーの層厚を規制するトナー規制部材１０５と、感光体ドラム１０１の表面に残留するトナーを掻き取ることで感光体ドラム１０１をクリーニングするクリーニング装置１０６とを備える。

感光体ドラム１０１は、導電性支持体と光導電層とによって構成され、導電性支持体としてのアルミニウム等の金属パイプに、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機系感光体である。感光体ドラム１０１の表面は、帯電ローラ１０２により一様均一に帯電され、露光装置２４が照射する光により静電潜像を形成する。

帯電ローラ１０２は、金属シャフトとエピクロロヒドリンゴム等の半導電性ゴム層によって構成されている。また、帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の表面に接して設けられ、感光体ドラム１０１の回転により従動回転する。帯電ローラ１０２には、トナーと同極性のバイアス電圧を印加する帯電ローラ用電源２０１が接続されており、帯電ローラ用電源２０１から印加されたバイアス電圧により感光体ドラム１０１の表面を一様均一に帯電させる。

現像ローラ１０３は、金属シャフトと半導電性ウレタンゴム層とによって構成されている。現像ローラ１０３は、感光体ドラム１０１と所定の圧接量を持って当接しており、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像にトナーを供給して反転現像させる。この現像ローラ１０３には、トナーと同極性、又は逆極性の何れかのバイアス電圧を印加する現像ローラ用電源２０２が接続されており、現像ローラ用電源２０２から印加されたバイアス電圧によって、帯電したトナーを感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に付着させる。

供給ローラ１０４は、金属シャフトと半導電性発泡シリコンスポンジ層とによって構成されている。供給ローラ１０４は、現像ローラ１０３と所定の圧接量を持って当接しており、現像ローラ１０３にトナーを供給する。この供給ローラ１０４には、トナーと同極性、又は逆極性の何れかのバイアス電圧を印加する供給ローラ用電源２０３が接続されており、供給ローラ用電源２０３から印加されたバイアス電圧によって、トナー収容器から補充されたトナーを現像ローラ１０３に供給する。

トナー規制部材１０５は、例えば、厚さ０．０８ｍｍで、現像ローラ１０３の長手方向長さと略同じ長さを有し、トナーの層厚を規制する金属薄板部材である。トナー規制部材１０５の長手方向の一端側は図示せぬフレームに固定され、他端側はその先端から僅かに内側の面が現像ローラ１０３に当接するように配設されている。

クリーニング装置１０６は、一端が感光体ドラム１０１の表面に当接する位置に配設されたウレタン製ゴム部材である。クリーニング装置１０６は、感光体ドラム１０１に残留するトナーを掻き取ることで感光体ドラム１０１の表面をクリーニングする。

このような構成を備えるＩＤ部１００には、ＩＤ部１００が備える各ローラ類の駆動速度を制御する印刷制御部３１０が接続されている。例えば、感光体ドラム１０１は印刷制御部３１０の制御に基づき所定の周速度で回転する。

また、上記の帯電ローラ用電源２０１と、現像ローラ用電源２０２と、供給ローラ用電源２０３とを備える高圧電源部２００は高圧制御部３２０に接続されており、高圧制御部３２０は、各電源が出力するバイアス電圧を制御する。

このような構成を備えた現像装置２５によれば、露光装置２４により形成された静電潜像を反転現像することが可能となり、入力された印刷データに基づく現像剤画像を形成することができる。

次に、上記構成を備えたプリンタ３０の機能制御について図３を使用して説明する。図３は、プリンタ３０の制御にかかる要部構成を示す機能ブロック図である。

プリンタ３０は、制御部３００と、印刷制御部３１０と、高圧制御部３２０と、感光体ドラム回転数計測部３３０と、ドット数カウント部としてのドット数計測部３４０と、ドット数計算部３５０と、ドット数比較部３６０と、記憶部３７０と、温度・湿度計測部４００とを備える。

制御部３００は、プリンタ３０の全体にかかる機能を制御する。印刷制御部３１０は、ＩＤ部１００の各ローラの回転動作を制御する。高圧制御部３２０は、帯電ローラ用電源２０１，現像ローラ用電源２０２，供給ローラ用電源２０３が出力する電圧のＯＮ／ＯＦＦ及び出力する電圧値の設定を制御する。感光体ドラム回転数計測部３３０は、感光体ドラム１０１の回転数を計測する。ドット数計測部３４０は、露光装置１１０より照射された光のドット数をカウントする。ドット数計算部３５０は、感光体ドラム回転数計測部３３０から出力される感光体ドラム１０１の回転数値とドット数計測部３４０から出力される印刷ドット数とから予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対する印刷ドット数を計算する。ドット数比較部３６０は、ドット数計算部３５０が計算した印刷ドット数と予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対する印刷ドット数とを比較する。また、ドット数比較部３６０は、比較した結果を制御部３００に出力する。記憶部３７０は、予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対する印刷ドット数等の各種設定情報を記憶する。温度・湿度計測部４００は、図示せぬ温度・湿度計測手段から入力された計測結果を制御部３００に出力する。

制御部３００，印刷制御部３１０，高圧制御部３２０，感光体ドラム回転数計測部３３０，ドット数計測部３４０，ドット数計算部３５０，ドット数比較部３６０，温度・湿度計測部４００は、プログラムとしてプリンタ３０として実装されている。これらのプログラムは、プリンタ３０の揮発性メモリに格納されてもよいし、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリに格納されてもよいし、フラッシュメモリ等の不揮発性の書き換え可能メモリに格納されていてもよく、また、ハードディスク等の磁気媒体に格納されていてもよい。図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）が、これらのプログラムを実行することにより上記機能が実現される。

記憶部３７０は、予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対するドット数等の各種設定情報を記憶する。この記憶部３７０は、揮発性メモリとして実装されていてもよいし、フラッシュメモリ等の不揮発性の書き換え可能メモリとして実装されていてもよく、また、ハードディスク等の磁気媒体として実装されていてもよい。

次に、上記の構成を備えたプリンタ３０の印刷動作について説明する。
印刷データが入力されると共に、印刷開始の指示を受けた制御部３００は、印刷制御部３１０に対してＩＤ部１００が備える各ローラを回転させるよう指示を与える。指示を受けた印刷制御部３１０は、感光体ドラム１０１等の各ローラの回転を開始させる。これと同時に、制御部３００は帯電ローラ１０２等の各ローラにバイアス電圧を印加するよう高圧制御部３２０に指示を与える。指示を受けた高圧制御部３２０は、帯電ローラ用電源２０２等を備える高圧電源部２００を制御し、各ローラに所定のバイアス電圧を印加させる。

印刷制御部３１０の指示に基づき回転を開始した感光体ドラム１０１の表面は、帯電ローラ用電源２０１からバイアス電圧を印加された帯電ローラ１０２により任意の極性と電位に帯電される。また、印刷制御部３１０の指示に基づき回転を開始した現像ローラ１０３には、供給ローラ用電源２０３からバイアス電圧が印加された供給ローラ１０４によりトナーが供給される。供給ローラ１０４から供給された現像ローラ１０３上のトナーは、トナー規制部材１０５により層厚が規制され、感光体ドラム１０１に供給される。

次に、制御部３００は、入力された印刷データを図示せぬ書き込み制御部に送る。図示せぬ書き込み制御部は印刷データを画像データに変換すると共に、露光装置２４を制御して感光体ドラム１０１の表面に光を照射させ、画像データに対応した静電潜像を形成させる。

現像ローラ用電源２０２からバイアス電圧が印加された現像ローラ１０３は、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、静電潜像を反転現像し、現像剤画像を形成する。

図示せぬ高圧電源部からバイアス電圧が印加されている転写ローラ２１は、用紙１０の感光ドラム１０１への到達タイミングに合せて、感光ドラム１０１の表面に形成されている現像剤画像を用紙１０に転写する。現像剤画像が転写された用紙１０は、定着部２６に搬送される。定着装置２６を構成する発熱ローラ及び加圧ローラは、用紙１０を挟持搬送することで、用紙１０に対し熱及び圧力を付与する。用紙１０上に転写された現像剤画像は定着装置２６から付与された熱及び圧力により定着される。

現像剤画像が定着された用紙１０は、用紙搬送経路１４に沿って搬送される。搬送ローラ１８は、現像剤画像が定着された用紙１０をスタッカ２７に排出する。

用紙１０に転写されずに感光ドラム１０１の表面上に残存するトナーや転写動作時に感光ドラム１０１に付着した紙粉等は、クリーニング装置１０６により除去される。ここで、印刷データが存在する場合は、クリーニングされた感光ドラム１０１の表面は帯電ローラ１０２により再び帯電され、次の画像形成が開始される。以降、この印刷動作が繰り返して実行される。一方、印刷データが存在しない場合は、制御部３００は、印刷制御部３１０に対してＩＤ部１００が備える各ローラの回転を停止するよう指示を与える。指示を受けた印刷制御部３１０は、感光体ドラム１０１等の各ローラの回転を停止させる。これと同時に、制御部３００は帯電ローラ１０２等の各ローラにバイアス電圧の印加を停止するよう高圧制御部３２０に指示を与える。指示を受けた高圧制御部３２０は、帯電ローラ用電源２０２等を備える高圧電源部２００を制御し、各ローラに所定のバイアス電圧の印加を停止させることで、印刷動作は終了する。

このような印刷動作を実現可能な本実施形態のプリンタ３０において、トナーへの電荷付与は、主に現像ローラ１０３と供給ローラ１０４との間、現像ローラ１０３とトナー規制部材１０５との間、及び、現像ローラ１０３と感光体ドラム１０１との間での摩擦帯電によって行われる。そして、摩擦帯電によって発生したトナー電位は、トナーが接触する現像ローラ１０３及び供給ローラ１０４の抵抗が小さくなる高温高湿環境下では低くなる。これに対して、トナーが接触する現像ローラ１０３及び供給ローラ１０４の抵抗が大きくなる低温低湿環境下ではトナー電位は高くなることが知られている。

例えば、図４に示されるように、縦軸に温度、横軸に湿度をとり、絶対湿度が近いもの同士を環境値（環境グループ）として８つに分類した場合、トナー電位は８つの環境値下で異なった値を示す。具体的には、８つの環境値下でＡ４用紙を１０００枚印刷した直後の現像ローラ１０３のトナー電位は、環境値１の高温高湿条件下では約−４０Ｖであるのに対して、環境値８の低温低湿条件下では約−８５Ｖであった（図５）。これは、上記事実を裏付ける結果であり、低温低湿条件下では、過剰帯電したトナーが多く存在することを示してしる。このような過剰帯電したトナーは、汚れとして用紙に付着し、画像品質を低下させる恐れがある。したがって、過剰帯電したトナーを除去するという意味では、過剰帯電したトナーの存在量が少ない高温高湿条件下では、廃棄するトナーの量を少なくし、過剰帯電したトナーの存在量が多い低温低湿条件下では、廃棄するトナー量を多くする必要がある。

本実施形態にかかるプリンタ３０は、予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対して、ドット数計測部３４０によりカウントされた印刷ドット数が環境値に基づいて設定された基準値に満たない場合に、廃棄用の潜像パターンを形成してトナーを現像して廃棄する。したがって、過剰帯電したトナーの存在量が少ない高温高湿条件下では、廃棄するトナーの量を少なくし、過剰帯電したトナーの存在量が多い低温低湿条件下では、廃棄するトナー量を多くすることができる。

以下、図６に示すフローチャートを使用し、本実施形態にかかるトナー廃棄シーケンスについて詳細に説明する。表１に示されるように、ここでは、前述した環境グループに対してトナーの廃棄を行うか否かを判断するための印刷ドット数の閾値としての基準値を規定レベルＬｆとして説明する。規定レベルＬｆは、感光体ドラム１０１の規定回転数に対する印刷ドット数である。各規定レベルＬｆの大小関係は、Ｌｆ１＜Ｌｆ２＜Ｌｆ３＜Ｌｆ４＜Ｌｆ５＜Ｌｆ６＜Ｌｆ７＜Ｌｆ８とし、低温低湿環境下における規定レベルＬｆは高温高湿環境下における規定レベルＬｆよりも小さくなるよう設定されている。なお、本実施形態では、後述の規定ドラム回転数Ｄｆに対する印刷ドット数の閾値としての規定レベルＬｆを設定するものである。

図６中、ステップＳ１において、感光体ドラム回転計測部３３０は、現在の感光体ドラム１０１のドラム回転数Ｄ１を計測する。なお、Ａ４用紙縦送りで用紙を１枚印刷する場合、本実施形態にかかる感光体ドラム１０１は３回転する。したがって、例えば、Ａ４用紙縦送りで用紙を５枚印刷する場合、ドラム回転数Ｄ１は１５となる。

ステップＳ２において、ドット数計測部３４０は、現在の印刷ドット数Ｌ１を計測する。ステップＳ１及びステップＳ２において計測されたドラム回転数Ｄ１及び印刷ドット数Ｌ１は制御部３００に出力される。制御部３００は、入力されたドラム回転数Ｄ１をドラム回転数Ｄ２として記憶部３７０に記憶させる。また、制御部３００は、入力された印刷ドット数Ｌ１を印刷ドット数Ｌ２として記憶部３７０に記憶させる(ステップＳ３)。なお、ステップＳ１からステップＳ２までの処理は恒常的に実行されており、印刷開始指示が入力される直前のドラム回転数Ｄ２及び印刷ドット数Ｌ２が記憶部３７０に記憶される。

制御部３００は、前述した印刷動作にかかる感光体ドラム１０１の回転開始、回転停止を監視している。制御部３００は印刷動作が終了し、感光体ドラム１０１の回転が停止すると（ステップＳ４ Ｙｅｓ）、感光体ドラム回転計測部３３０に対して、現在の感光体ドラム１０１のドラム回転数Ｄ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力するよう指示を与える。計測指示を受けた感光体ドラム回転計測部３３０はドラム回転数Ｄ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力する（ステップＳ５）。

次に、制御部３００はドット数計測部３４０に対して、現在の印刷ドット数Ｌ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力するよう指示を与える。計測指示を受けたドット数計測部３４０は印刷ドット数Ｌ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力する（ステップＳ６）。

そして、ドット数計算部３５０は、記憶部３７０に記憶されているドラム回転数Ｄ２を読み出すと共に、ドラム回転数Ｄ１とドラム回転数Ｄ２との差分である差分ドラム回転数Ｄ３（＝Ｄ１−Ｄ２）を計算し、計算結果を制御部３００に出力する（ステップＳ７）。

ステップＳ８において、制御部３００は、入力されたドラム回転数Ｄ３と予め記憶部３７０に記憶されている感光体ドラム１０１の規定回転数であるドラム回転数Ｄｆとを比較する。ここで、差分ドラム回転数Ｄ３が、閾値であるドラム回転数の基準値である規定ドドラム回転数Ｄｆよりも大きい場合（ステップＳ８ Ｙｅｓ）、制御部３００による処理はステップＳ９に移行する。一方、差分ドラム回転数Ｄ３が規定ドラム回転数Ｄｆよりも小さい場合（ステップＳ８ Ｎｏ）、制御部３００による処理はステップＳ４に戻る。

差分ドラム回転数Ｄ３が規定ドラム回転数Ｄｆよりも大きい場合（ステップＳ８ Ｙｅｓ）、制御部３００は、ドット数計算部３５０に対して印刷ドット数Ｌ１と印刷ドット数Ｌ２との差分である差分印刷ドット数Ｌ３（＝Ｌ１−Ｌ２）を計算すると共に、計算結果をドット数比較部３６０に出力するよう指示を与える。計算指示を受けたドット数計算部３５０は、差分印刷ドット数Ｌ３を計算すると共に、計算結果をドット数比較部３６０に出力する（ステップＳ９）。

次に、制御部３００は、温度・湿度計測部４００に対して温度値及び湿度値を取得するよう指示を与える。指示を受けた温度・湿度計測部４００は、図示せぬ温度・湿度計測手段が取得した温度値及び湿度値を制御部３００に出力する（ステップＳ１０）。

そして、制御部３００は記憶部３７０を参照し、温度・湿度計測部４００から入力された温度値及び湿度値が何れの環境値に属するかを決定する（ステップＳ１１）。

次に、制御部３００はステップＳ１１で決定した環境値に対応する規定レベルＬｆを選択し、選択されたＬｆをドット数比較部３６０に出力する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１３において、ドット数比較部３６０は、ステップＳ１２において制御部３００により選択された規定レベルＬｆと、ステップＳ９においてドット数計算部３５０により計算された印刷ドット数Ｌ３との差分である差分印刷ドット数Ｌ４（＝Ｌｆ−Ｌ３）を計算すると共に、計算結果を制御部３００に出力する。

そして、制御部３００は、ドット数比較部３６０により入力された差分印刷ドット数Ｌ４の正負を判断する。ここで、差分印刷ドット数Ｌ４が正の値である場合（ステップＳ１４ Ｙｅｓ）、制御部３００による処理はステップＳ１５に移行する。一方、差分印刷ドット数Ｌ４が負の値または０である場合（ステップＳ１４ Ｎｏ）、制御部３００による処理はステップＳ１に戻る。

差分印刷ドット数Ｌ４が正の値である場合（ステップＳ１４ Ｙｅｓ）、制御部３００は差分印刷ドット数Ｌ４に相当するトナーの廃棄動作を実行し、トナー廃棄シーケンスは終了する（ステップＳ１５）。

ここで、制御部３００が実行するトナー廃棄動作について説明する。制御部３００は、トナーの廃棄を決定すると、図示せぬ書き込み制御部に対して差分印刷ドット数Ｌ４に相当する光を感光体ドラム１０１の表面に照射するよう指示を与える。照射指示を受けた図示せぬ書き込み制御部は露光装置２４を制御して、感光体ドラム１０１の表面に差分印刷ドット数Ｌ４に相当する静電潜像を形成させる。このとき、露光装置２４のＬＥＤヘッドは、主走査方向においてはドット部と非ドット部とが交互に並ぶ５０％ドット密度となるように光を照射し、副走査方向における光の照射パターンの長さを調節することによって、差分印刷ドット数Ｌ４に相当する光を照射する。

差分印刷ドット数Ｌ４に相当する静電潜像は、現像ローラ１０３からトナーが付着されることで現像される。感光体ドラム１０１の表面に付着した差分印刷ドット数Ｌ４分のトナーは、転写ローラ２１に印加されたバイアス電圧により、転写ベルト２０に転写することで廃棄する。或いは、クリーニング装置１０６で感光体ドラム１０１の表面に付着した差分印刷ドット数Ｌ４分のトナーを掻き取ることで廃棄する形態としてもよい。

本実施形態においては、温度及び湿度の条件に対して８つの規定レベルＬｆを設定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表２に示されるように、環境値１と２、環境値３と４、環境値７と８での規定レベルＬｆの値が同じものとして、温度及び湿度の条件に対して５つの規定レベルＬｆ’を設定してもよい。この場合、規定レベルＬｆ’の大小関係は、Ｌｆ１’＜Ｌｆ２’＜Ｌｆ３’＜Ｌｆ４’＜Ｌｆ５’となる。

また、上記記載に限定されず、本発明にかかる規定レベルＬｆの設定数は、８つ以上に設定してもかまわない。さらにまた、本発明にかかる規定レベルＬｆの設定数は、５つ未満でも複数設定されていれば、その設定数に限定はない。

以上のように、第１の実施形態によれば、画像形成装置が設置されている環境によって、トナー廃棄量を調整することができ、余分なトナーの廃棄を防止することができる。さらに、過剰帯電したトナーが汚れとして用紙に付着し易くなる低温低湿条件下では、十分な量のトナー廃棄を行うため、画像品質を保つことができる。

[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態にかかるプリンタ５０の構成、及び印刷動作は第１の実施形態にかかるプリンタ３０と略同一である。したがって、同一な箇所には同一の符号を付して説明を省略し、異なる箇所について説明する。

プリンタ５０は、図７に示されるように第１の実施形態にかかるプリンタ３０が備える温度・湿度計測部４００に替えて時間測定部５００を備える。時間測定部５００は、図示せぬ時刻計測手段から入力された計測結果を制御部３００に出力する。

一般的に、低印刷ドットの画像を連続して印刷した場合、ある単位時間当たりに印刷できる枚数が多いプリンタ程、現像ローラのトナー電位は上昇する。これは、感光体ドラムの回転数に対して印刷ドット数が少ない画像を印刷する場合には、現像ローラ上のトナーの消費量が少ないためである。つまり、消費されなかったトナーが現像ローラ上に留まり、現像ローラと供給ローラとの間、現像ローラとトナー規制部材との間、及び、現像ローラと感光体ドラムとの間での摩擦帯電されるため、トナーへの過剰な電荷付加が発生し、その結果、トナー電位が上昇する。

図８は、低印刷ドットの画像を印刷した場合の印刷比率と現像ローラのトナー電位との関係を説明する図である。ここで、印刷比率とは、連続印刷で３０分間に印刷し続けた場合の印刷枚数を１００％とし、実際に印刷した印刷枚数の比率を表す。
印刷比率＝（実際の印刷枚数）／（３０分間連続印刷した場合の枚数）

図８に示されるように、印刷比率が大きくなるにつれ、トナー電位は上昇することがわかる。本実施形態にかかるプリンタ５０は、予め設定された感光体ドラム１０１の規定回転数に対して、ドット数計測部３４０によりカウントされた印刷ドット数が印刷比率に基づいて設定された基準値に満たない場合に、トナーを現像して廃棄する。したがって、印刷ドット数が少ない画像を印刷比率が高い条件で印刷した場合、廃棄するトナー量を多くすることができる。

以下、図９に示すフローチャートを使用し、本実施形態にかかるトナー廃棄シーケンスについて詳細に説明する。図１０に示されるように、ここでは、前述した印刷比率に対してトナーの廃棄を行うか否かの基準値を規定レベルＬｆとして説明する。規定レベルＬｆは、感光体ドラム１０１の規定回転数に対する印刷ドット数である。

図９中、ステップＳ２１において、感光体ドラム回転計測部３３０は、現在の感光体ドラム１０１のドラム回転数Ｄ１を計測する。なお、Ａ４用紙縦送りで用紙を１枚印刷する場合、本実施形態にかかる感光体ドラム１０１は３回転する。したがって、例えば、Ａ４用紙縦送りで用紙を５枚印刷する場合、ドラム回転数Ｄ１は１５となる。

ステップＳ２２において、時間測定部５００は、感光体ドラム回転計測部３３０がドラム回転数Ｄ１を計測した際の時刻Ｔ１を図示せぬ時刻計測手段に計測させる。

次に、ステップＳ２３において、ドット数計測部３４０は、現在の印刷ドット数Ｌ１を計測する。ステップＳ１、ステップＳ２、及びステップＳ３において計測されたドラム回転数Ｄ１、時刻Ｔ１、及び印刷ドット数Ｌ１は制御部３００に出力される。制御部３００は、入力されたドラム回転数Ｄ１をドラム回転数Ｄ２として記憶部３７０に記憶させる。また、制御部３００は、入力された時刻Ｔ１を時刻Ｔ２として記憶部３７０に記憶させる。さらにまた、制御部３００は、入力された印刷ドット数Ｌ１を印刷ドット数Ｌ２として記憶部３７０に記憶させる(ステップＳ２４)。なお、ステップＳ１からステップＳ３までの処理は恒常的に実行されており、印刷開始指示が入力される直前のドラム回転数Ｄ２、時刻Ｔ２、及び印刷ドット数Ｌ２が記憶部３７０に記憶される。

制御部３００は、前述した印刷動作にかかる感光体ドラム１０１の回転開始、回転停止を監視している。制御部３００は印刷動作が終了し、感光体ドラム１０１の回転が停止すると（ステップＳ２５ Ｙｅｓ）、感光体ドラム回転計測部３３０に対して、現在の感光体ドラム１０１のドラム回転数Ｄ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力するよう指示を与える。計測指示を受けた感光体ドラム回転計測部３３０はドラム回転数Ｄ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力する（ステップＳ２６）。

次に、制御部３００は、時間計測部５００に対して、感光体ドラム回転計測部３３０がドラム回転数Ｄ１を計測した際の時刻Ｔ１を図示せぬ時刻計測手段に計測させると共に、計測結果を制御部３００に出力するよう指示を与える。計測指示を受けた時間計測部５００は図示せぬ時刻計測手段に時刻Ｔ１を計測させると共に、計測結果を制御部３００に出力する。制御部３００は入力された時刻Ｔ１を記憶部３７０に記憶させる（ステップＳ２７）。

そして、制御部３００は、印刷ドット数計測部３４０に対して、現在の印刷ドット数Ｌ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力するよう指示を与える。計測指示を受けた印刷ドット数計測部３４０は印刷ドット数Ｌ１を計測すると共に、計測結果をドット数計算部３５０に出力する（ステップＳ２８）。

そして、ドット数計算部３５０は、記憶部３７０に記憶されているドラム回転数Ｄ２を読み出すと共に、ドラム回転数Ｄ１とドラム回転数Ｄ２との差分である差分ドラム回転数Ｄ３（＝Ｄ１−Ｄ２）を計算し、計算結果を制御部３００に出力する（ステップＳ２９）。

制御部３００は、入力されたドラム回転数Ｄ３と予め記憶部３７０に記憶されている感光体ドラム１０１の規定回転数であるドラム回転数Ｄｆとを比較する。ここで、差分ドラム回転数Ｄ３がドラム回転数Ｄｆよりも大きい場合（ステップＳ３０ Ｙｅｓ）、制御部３００による処理はステップＳ３１に移行する。一方、差分ドラム回転数Ｄ３がドラム回転数Ｄｆよりも小さい場合（ステップＳ３０ Ｎｏ）、制御部３００による処理はステップＳ２５に戻る。

差分ドラム回転数Ｄ３がドラム回転数Ｄｆよりも大きい場合（ステップＳ３０ Ｙｅｓ）、制御部３００は、ドット数計算部３５０に対して印刷ドット数Ｌ１と印刷ドット数Ｌ２との差分である差分印刷ドット数Ｌ３（＝Ｌ１−Ｌ２）を計算すると共に、計算結果をドット数比較部３６０に出力するよう指示を与える。計算指示を受けたドット数計算部３５０は、差分印刷ドット数Ｌ３を計算すると共に、計算結果をドット数比較部３６０に出力する（ステップＳ３１）。

次に、ステップＳ３２において、制御部３００は、記憶部３７０に記憶された時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２を読み出し、単位時間Ｔ３（＝Ｔ１−Ｔ２）を計算する。

そして、制御部３００は、ステップＳ２９で計算された差分ドラム回転数Ｄ３と単位時間Ｔ３とにより、単位時間当たりの印刷枚数である印刷比率を計算する（ステップＳ３３）。

制御部３００はステップＳ３３で計算した印刷比率に対応する規定レベルＬｆを選択し、選択されたＬｆをドット数比較部３６０に出力する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３５において、ドット数比較部３６０は、ステップＳ３４において制御部３００により選択された規定レベルＬｆと、ステップＳ３１においてドット数計算部３５０により計算された印刷ドット数Ｌ３との差分である差分印刷ドット数Ｌ４（＝Ｌｆ−Ｌ３）を計算すると共に、計算結果を制御部３００に出力する。

そして、制御部３００は、ドット数比較部３６０により入力された差分印刷ドット数Ｌ４の正負を判断する。ここで、差分印刷ドット数Ｌ４が正の値である場合（ステップＳ３６ Ｙｅｓ）、制御部３００による処理はステップＳ３７に移行する。一方、差分印刷ドット数Ｌ４が負の値または０である場合（ステップＳ３６ Ｎｏ）、制御部３００による処理はステップＳ２１に戻る。

差分印刷ドット数Ｌ４が正の値である場合（ステップＳ３６ Ｙｅｓ）、制御部３００は差分印刷ドット数Ｌ４に相当するトナーの廃棄動作を実行し、トナー廃棄シーケンスは終了する（ステップＳ３７）。

ここで、制御部３００が実行するトナー廃棄動作について説明する。制御部３００は、トナーの廃棄を決定すると、図示せぬ書き込み制御部に対して差分印刷ドット数Ｌ４に相当する光を感光体ドラム１０１の表面に照射するよう指示を与える。照射指示を受けた図示せぬ書き込み制御部は露光装置２４を制御して、感光体ドラム１０１の表面に差分印刷ドット数Ｌ４に相当する静電潜像を形成させる。このとき、露光装置２４のＬＥＤヘッドは、主走査方向においてはドット部と非ドット部とが交互に並ぶ５０％ドット密度となるように光を照射し、副走査方向における光の照射パターンの長さを調節することによって、差分印刷ドット数Ｌ４に相当する光を照射する。

差分印刷ドット数Ｌ４に相当する静電潜像は、現像ローラ１０３からトナーが付着されることで現像される。感光体ドラム１０１の表面に付着した差分印刷ドット数Ｌ４分のトナーは、転写ローラ２１に印加されたバイアス電圧により、転写ベルト２０に転写することで廃棄する。或いは、クリーニング装置１０６で感光体ドラム１０１の表面に付着した差分印刷ドット数Ｌ４分のトナーを掻き取ることで廃棄する形態としてもよい。

本実施形態においては、図１０に示される印刷比率に基づいて規定レベルＬｆが決定されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、印刷比率と規定レベルＬｆとの関係が表３に示されるような関係であってもかまわない。この場合、規定レベルＬｆの大小関係は、Ｌｆ１＜Ｌｆ２＜Ｌｆ３＜Ｌｆ４＜Ｌｆ５＜Ｌｆ６となる。

また、表４に示されるように、印刷比率が低い所定の領域、例えば、印刷比率が０〜２０％未満の範囲においては、トナーは過剰帯電されないので、制御部３００はトナー廃棄の判断はせず、トナー廃棄動作を実行しなくてもかまわない。

さらにまた、表５に示されるように、印刷比率が高い所定の領域、例えば、印刷比率が８０〜１００％の範囲においては、制御部３００はトナー廃棄の判断はせず、トナー廃棄動作を実行しなくてもかまわない。

以上のように、第２の実施形態によれば、単位時間当たりに何枚印刷したかによってトナー廃棄量を調整することができ、余分なトナーの廃棄を防止することができる。さらに、印刷ドット数が少ない画像を印刷比率が高い条件で印刷した場合、十分な量のトナー廃棄を行うため、画像品質を保つことができる。

本発明の実施形態の説明においては、画像形成装置としてプリンタを一例として説明したが、本発明はＭＦＰやファクシミリ、複写装置等にも適用することができる。

プリンタの概略構成図である。 ＩＤ部の概略構成図である。 プリンタの機能ブロック図である。 環境値を説明する図である。 環境値とトナー電位との関係を説明する図である。 トナー廃棄シーケンスを説明するフローチャートである。 プリンタの機能ブロック図である。 印刷比率とトナー電位との関係を説明する図である。 トナー廃棄シーケンスを説明するフローチャートである。 印刷比率と規定レベルＬｆとの関係を説明する図である。

符号の説明

１０ 用紙
１１ 用紙カセット
１２ 用紙繰り出し部
１３ ロワーフレーム
１４ 用紙搬送経路
１５〜１８ 搬送ローラ
１９ 検知部
２０ 転写ベルト
２１ 転写ローラ
２２ 転写ベルトユニット
２３ 位置調節機構
２４ 露光装置
２５ 現像装置
２６ 定着部
２７ スタッカ
３０ プリンタ
５０ プリンタ
１００ ＩＤ部
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 現像ローラ
１０４ 供給ローラ
１０５ トナー規制部材
１０６ クリーニング装置
２００ 高圧制御部
２０１ 帯電ローラ用電源
２０２ 現像ローラ用電源
２０３ 供給ローラ用電源
３００ 制御部
３１０ 印刷制御部
３２０ 高圧制御部
３３０ 感光体ドラム回転数計測部
３４０ ドット数計測部
３５０ ドット数計算部
３６０ ドット数比較部
３７０ 記憶部
４００ 温度・湿度計測部
５００ 時間計測部

Claims (6)

1. 印刷データに基づく印刷ドット単位の光を照射し、像担持体上に静電潜像を形成させる露光部と、
   現像剤担持体上に担持される現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤画像を形成する現像部と、
   印刷ドット数をカウントするドット数カウント部と、
   予め設定された前記像担持体の規定回転数に対して、前記ドット数カウント部によりカウントされた前記印刷ドット数が所定の因子に基づいて設定された基準値に満たない場合に、前記現像剤を前記像担持体に現像して廃棄する現像剤廃棄制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤廃棄制御手段は、温度湿度検出部を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤廃棄制御手段は、前記温度湿度検出部により検出された温度及び湿度に基づいて前記所定の因子に基づいて設定された基準値を変更することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤廃棄制御手段は、予め設定された所定の単位時間における前記像担持体の規定回転数から印刷比率を算出する印刷比率算出部を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記印刷比率は、所定の単位時間当たりの印刷枚数であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤廃棄制御手段は、前記印刷比率計算部が算出した前記印刷比率に基づいて前記所定の因子に基づいて設定された基準値を変更することを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。