(57)【要約】【課題】画像形成機構の駆動源と残留トナー搬送スクリューの駆動源とが同一である場合であっても、紙間における駆動を最小限に抑えつつ、残留トナー回収容器から残留トナーがこぼれ出るのを防ぐこと。【解決手段】感光ドラム１０９と、帯電ローラ１１１と、現像装置１１２と、転写ローラ１１０と、用紙Ｓに転写されずに感光ドラム１０９の表面に残留した残留トナーを回収する回収容器１２７と、回収された残留トナーを回収容器１２７から搬出する搬送スクリュー１２８と、画像形成部１２０と搬送スクリュー１２８とを駆動する駆動モータ２０７と、連続して搬送される複数の用紙Ｓのうちの第１の用紙Ｓへの印刷の終了から第１の用紙Ｓに続く第２の用紙Ｓへの印刷の開始までの期間に、回収容器１２７の中の残留トナーの貯留量に応じて駆動モータ２０７の駆動速度を変更する印刷制御部２０１と、を備える。【選択図】図２
2018084763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
現像剤を帯電された前記像担持体の表面へ付着させる現像手段と、
前記像担持体に付着した前記現像剤を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写されずに前記像担持体の表面に残留した残留現像剤を回収する回収容器と、
前記回収容器に回収された前記残留現像剤を前記回収容器から搬出する搬送手段と、
前記像担持体、前記現像手段、及び前記転写手段のうちの少なくとも１つと、前記搬送手段とを、駆動する駆動手段と、
連続して搬送される複数の記録媒体のうちの第１の記録媒体への画像形成の終了から前記第１の記録媒体に続く第２の記録媒体への画像形成の開始までの期間に、前記回収容器の中の前記残留現像剤の貯留量に応じて前記駆動手段の駆動速度を変更する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記駆動手段を駆動又は停止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】
前記制御手段が、
前記回収容器の中の前記残留現像剤の前記貯留量を取得する取得手段と、
前記回収容器の容量よりも小さい前記残留現像剤の警戒量を算出する算出手段と、
を有し、
前記残留現像剤の前記貯留量が、前記警戒量を超えた場合、
前記制御手段が、前記貯留量が前記警戒量以下に減少するまで、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記算出手段が、前記回収容器の容量と、前記第２の記録媒体への画像形成において回収される前記残留現像剤の回収量と、に基づき、前記警戒量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記算出手段が、前記残留現像剤の前記回収量を、前記第２の記録媒体への画像形成における印字率に基づき、算出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段が、
前記残留現像剤の前記貯留量を前記警戒量以下に減少させるために必要な前記駆動手段の駆動時間を算出することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段が、前記期間を、前記貯留量が前記警戒量以下に減少するまで延長することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記残留現像剤の前記貯留量が前記警戒量を超えた場合であっても、
連続して搬送される前記複数の記録媒体のうち前記第２の記録媒体に続く前記記録媒体が存在せず、かつ、前記第２の記録媒体への画像形成において回収される前記残留現像剤の回収量を前記貯留量に加算しても前記回収容器の容量を超えない場合、
前記制御手段が、前記駆動手段の前記駆動速度を変更しないことを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段が、前記現像剤の印字率、前記記録媒体への転写効率、及び前記搬送手段により搬出される前記残留現像剤の量のうち少なくとも１つから、前記貯留量を推定する推定手段を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記貯留量を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段が、前記駆動手段の駆動速度を上昇させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項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、画像形成装置に関し、特に残留トナーの搬送を制御する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、印刷したい画像に合わせてトナーを感光ドラムに付着させた後、用紙にそれらのトナーを転写させることで印刷を行う。しかし感光ドラム上のトナーが１００％用紙に転写されるわけではない。いくらかのトナーは用紙には転写されず、感光ドラムに付着したままとなる。感光ドラムに残ったトナーを残留トナーと呼ぶ。残留トナーをそのまま感光ドラム上に放置すると、次の用紙に転写されることがあり、画像不良の原因となる。そのため、残留トナーは、感光ドラムから除去されて、残留トナー容器に回収される。
【０００３】
画像形成装置を小型化するため、残留トナー容器は様々な構成をとることがある。その１つとして、感光ドラムから除去した残留トナーを一時的に保持する容量の小さな残留トナー回収容器と、残留トナー回収容器から残留トナー貯蔵容器へ残留トナーを搬送するための残留トナー搬送スクリューと、を設けた構成がある。ただし、残留トナー搬送スクリューの搬送量には制限があるため、残留トナー回収容器から残留トナーがこぼれ出ないように残留トナーの量を常に把握する必要がある。例えば、特許文献１では、用紙に対するトナーの印字率と転写効率によって感光ドラムから除去される残留トナーの量を推定し、残留トナー容器に溜まる残留トナーの量を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５７５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の画像形成装置において、より安価に製造することを目的として、残留トナー搬送スクリューの駆動源（すなわち、モータ）を、現像装置の駆動源と共有する構成を採用することがある。このような構成において、残留トナーがこぼれ出ることが多いのは、残留トナーを貯蔵する残留トナー貯蔵容器ではなく、残留トナーを回収し、一時的に格納する残留トナー回収容器である。残留トナー回収容器の残留トナーの貯留量は感光ドラムから除去される残留トナーの排出量と、残留トナー搬送スクリューの搬送量との関係によって決まる。残留トナー排出量の方が大きければ、残留トナー回収容器の残留トナーの量は増え続ける。残留トナー排出量については、特許文献１で開示されているように印字率と転写効率により推定することができる。
【０００６】
連続印刷の場合、特に残留トナー排出量が多い高印字率の印刷が続いた場合、容量の小さい残留トナー回収容器から残留トナーがこぼれ出ることがある。連続印刷中に残留トナーがこぼれ出るのを防止するためには、連続印刷中の各用紙の印刷の間の期間（紙間）を延長し、その間に残留トナー搬送スクリューを駆動する必要がある。しかし、どれだけの速度で残留トナーを搬送させれば残留トナーがこぼれ出ずに連続印刷を続けることができるか正確な量がわからない場合には、紙間を長めに設定したり、延長したりして残留トナー回収容器から残留トナーを搬送させなければならない。紙間を長めに設定したり、延長させたりすると印刷の生産性が低下する。また、コストダウンのために残留トナー搬送スクリューを画像形成機構と同じ駆動源で駆動する場合には画像形成機構の寿命が消費されてしまうこととなる。なお、画像形成機構の寿命とは、設計上想定されている画像形成機構の使用時間をいい、寿命の消費とは、画像形成機構の使用時間が増えること（使用が進むこと）をいう。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成機構の駆動源と残留トナー搬送スクリューの駆動源が同一である場合でも画像形成機構の寿命の低減を最小限に抑えつつ、残留トナー回収容器から残留トナーがこぼれ出るのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００９】
（１）像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、現像剤を帯電された前記像担持体の表面へ付着させる現像手段と、前記像担持体に付着した前記現像剤を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されずに前記像担持体の表面に残留した残留現像剤を回収する回収容器と、前記回収容器に回収された前記残留現像剤を前記回収容器から搬出する搬送手段と、前記像担持体、前記現像手段、及び前記転写手段のうちの少なくとも１つと、前記搬送手段とを、駆動する駆動手段と、連続して搬送される複数の記録媒体のうちの第１の記録媒体への画像形成の終了から前記第１の記録媒体に続く第２の記録媒体への画像形成の開始までの期間に、前記回収容器の中の前記残留現像剤の貯留量に応じて前記駆動手段の駆動速度を変更する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成機構の駆動源と残留トナー搬送スクリューの駆動源とが同一である場合であっても、画像形成機構の寿命の低減を最小限に抑えつつ、残留トナー回収容器から残留トナーがこぼれ出るのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図及び制御ブロック図
【図２】実施例１の印刷制御のタイムチャート
【図３】実施例１の印刷制御のフローチャート
【図４】実施例２の印刷制御のタイムチャート
【図５】実施例２の印刷制御のフローチャート
【図６】実施例３の画像形成装置の制御ブロック図及び印刷制御のタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置］
図１（ａ）は、実施例１の画像形成装置の概略構成図である。実施例１の画像形成装置１０１として、レーザビームプリンタを例に説明する。レーザビームプリンタにおいては、ビデオコントローラから画像形成（プリント）が指示されると、プリントの前準備が開始される。
【００１４】
プリントの前準備として、各アクチュエータ、露光装置であるレーザスキャナ１１３、画像形成部１２０、定着ローラ１１４の起動が行われる。前準備が完了すると、記録媒体としての用紙Ｓは記録媒体保持部である給紙カセット１０２から給紙される。給紙カセット１０２内では、紙有無センサ１０４によって用紙Ｓの有無が検出され、用紙Ｓは規制部１２６によって搬送方向の位置が規制されている。給紙カセット１０２から用紙Ｓを給紙する際に、ピックローラ１０３を駆動し、用紙Ｓの給紙が開始される。給紙された用紙Ｓは、フィードローラ１０６及びレジストレーションローラ１０７によって搬送され、トップセンサ１０８に到達する。分離ローラ１０５は給紙された用紙を分離する分離手段であり、給紙カセット１０２中の最上位の用紙Ｓと、ピックローラ１０３によって最上位の用紙Ｓと共に給紙された２枚目以降の用紙Ｓとを分離し、搬送路に最上位の用紙Ｓのみを搬送する。
【００１５】
給紙はマルチ給紙トレイ１１９から行うことも可能である。マルチ給紙トレイ１１９から給紙する際は、ピックローラ１２４を駆動することで用紙Ｓが給紙される。給紙された用紙Ｓはレジストレーションローラ１０７によって搬送され、トップセンサ１０８に到達する。トップセンサ１０８により用紙Ｓの先端が検出されると、用紙Ｓは画像形成部１２０へ搬送される。
【００１６】
画像形成機構としての画像形成部１２０は、像担持体としての感光ドラム１０９、転写手段としての転写ローラ１１０、帯電手段としての帯電ローラ１１１、現像手段としての現像装置１１２を備える。本実施例における現像装置１１２はジャンピング現像方式をとり、現像装置１１２に含まれる現像ローラ１３０は感光ドラム１０９と接触しない位置に配置されている。また、画像形成部１２０は、回収容器としての残留トナー回収容器１２７、搬送手段としての残留トナー搬送スクリュー１２８、残留トナー貯蔵容器１２９を備える。以下、残留トナー回収容器１２７を回収容器１２７といい、残留トナー搬送スクリュー１２８を搬送スクリュー１２８といい、残留トナー貯蔵容器１２９を貯蔵容器１２９という。
【００１７】
画像形成部１２０の駆動は、駆動手段としての駆動モータ２０７によって駆動される（図１（ｂ））。本実施例において現像装置１１２、及び搬送スクリュー１２８は、機械的にギアで連結されており、共通の駆動源である駆動モータ２０７によって駆動される。現像装置１１２が駆動モータ２０７によって駆動されると、現像ローラ１３０が回転する。現像ローラ１３０の寿命（現像装置１１２の寿命）は、回転時間に基づき図１（ｂ）に記載されたＣＰＵ１５１により求められる。
【００１８】
感光ドラム１０９は帯電ローラ１１１によって均一に帯電された後、レーザスキャナ１１３より出力されたレーザ光Ｌが照射されて、表面に静電潜像が形成される。このように形成された静電潜像は、現像装置１１２によって現像剤としてのトナーを付着させることにより、トナー像として可視化される。そして、感光ドラム１０９が回転して転写位置まで搬送されると共に、感光ドラム１０９の回転に同期して用紙Ｓが転写位置に搬送される。転写位置では、転写ローラ１１０にトナー像と逆極性の電圧が印加されて、感光ドラム１０９上のトナー像が用紙Ｓの所定位置に転写される。
【００１９】
このとき、転写されずに感光ドラム１０９の表面に残った残留トナー（残留現像剤）は回収容器１２７にまず回収される。回収容器１２７に回収された残留トナーは、搬送スクリュー１２８によって、貯蔵容器１２９の方へ搬出され、貯蔵容器１２９に貯蔵される。貯蔵容器１２９は、回収容器１２７よりも容量が大きく、より多くの残留トナーを貯蔵することができる。
【００２０】
トナー像が転写された用紙Ｓは、定着装置としての定着ローラ１１４へ搬送される。定着ローラ１１４では、用紙Ｓは加熱され、かつ加圧されることにより、用紙Ｓにトナー像が定着する。定着が完了した用紙Ｓは定着センサ１１５によって検出される。トナー像が定着された用紙Ｓは、三連ローラ１１６、中間ローラ１１７、排出ローラ１１８によって搬送され、トレイ１２１へと排出される。このようにして、一連の印刷処理が実行される。
【００２１】
用紙Ｓの両面に印刷（両面印刷）を行う場合は、上述のようにして一方の面に印刷を行った用紙Ｓの後端が三連ローラ１１６を抜けた後、中間ローラ１１７、排出ローラ１１８を逆回転させる。用紙Ｓは両面搬送路１２５に到達後、両面ローラ１２２で搬送され、両面搬送センサ１２３によって検出された後、停止する。停止した用紙Ｓは、他方の面に印刷するための再給紙をするタイミングとなったら両面ローラ１２２によって搬送され、トップセンサ１０８に到達する。以後の、他方の面に印刷するための印刷制御は、上述の片面に印刷する場合と同様である。なお、これら一連の処理は後述する、制御手段としての印刷制御部によって制御される。図１では、画像形成部１２０が１つであるように図示されているが、画像形成装置１０１は、画像形成部１２０を複数備えていてもよい。
【００２２】
［画像形成装置のブロック図］
図１（ｂ）は、実施例１の画像形成装置１０１の制御ブロック図である。画像形成装置１０１は、中央処理装置であるＣＰＵ１５１、記憶装置であるＲＯＭ１５２、ＲＡＭ１５３を備えている。ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５２に記憶された各種プログラムに従って、ＲＡＭ１５３を作業領域として使用しながら、画像形成装置１０１の各動作を制御する。また、ＣＰＵ１５１は、タイマ機能を有しており、時間を計測することができる。
【００２３】
ＣＰＵ１５１は、制御手段としての印刷制御部２０１として機能する。印刷制御部２０１は、図１（ｂ）に示すように、制御判断部２０２、取得手段としての残留トナー量取得部２０３、推定手段としての残留トナー量推定部２０４、印字率取得部２０５、算出手段としての残留トナー警戒量算出部２０６を有する。なお、ＣＰＵ１５１は、印刷制御部２０１に関する制御だけでなく、画像形成装置１０１の全体の制御を統括的に行うものであってもよい。ＲＯＭ１５２、ＲＡＭ１５３についても同様に、印刷制御部２０１専用のものであってもよいし、画像形成装置１０１の印刷制御部２０１以外の構成と共用するものであってもよい。
【００２４】
印刷制御部２０１は、駆動手段としての駆動モータ２０７を制御し、駆動モータ２０７は現像装置１１２と搬送スクリュー１２８に接続されている。駆動モータ２０７の駆動（駆動オン）や停止（駆動オフ）に合わせて現像装置１１２と搬送スクリュー１２８が連動して駆動する。なお、駆動モータ２０７の駆動が停止している場合、現像ローラ１３０が感光ドラム１０９と接触していないので、感光ドラム１０９が不図示の別駆動源により回転していたとしても、現像ローラ１３０が連れ回りすることはない。ゆえに、現像ローラ１３０の寿命が低減してしまうことはない。
【００２５】
印字率取得部２０５は、次に印刷される用紙Ｓへの印字率を、次の用紙Ｓの印刷データから取得する機能を有する。残留トナー量推定部２０４は、印字率取得部２０５から次に印刷される用紙Ｓへの印字率を取得する機能を有する。残留トナー量推定部２０４は、取得した印字率、感光ドラム１０９の表面上に残留した残留トナーの次の用紙Ｓへの転写効率等を用いて、回収容器１２７に貯留されている残留トナーの量（貯留量）を推定する機能を有する。残留トナー量取得部２０３は、残留トナー量推定部２０４で推定された残留トナーの貯留量を取得する機能を有する。
【００２６】
残留トナー警戒量算出部２０６は、回収容器１２７の満載量と、残留トナー量取得部２０３で取得された残留トナーの貯留量と、から残留トナー警戒量を算出する機能を有する。なお、回収容器１２７の満載量とは、回収容器１２７が貯留可能な残留トナーの量によって一意に決定される値であり、以下、残留トナー満載量という。残留トナー満載量を超えて残留トナーが回収容器１２７に投入されると、残留トナーが回収容器１２７からこぼれ出ることがある。
【００２７】
残留トナー警戒量は、次の用紙Ｓへの印刷を実行した場合に、回収容器１２７に貯留される残留トナーの総量（総貯留量）が残留トナー満載量を超えない値である。例えば、残留トナー満載量から、次の用紙Ｓに印刷した場合に回収される残留トナーの量（回収量）を減算した値を設定することができる。
【００２８】
このとき、次の用紙Ｓへの印刷が印刷領域によって印字率が変化する場合、例えば印字率が高い印刷領域を有する場合、用紙Ｓ全体に対して求められた残留トナーの回収量と、実際の残留トナーの回収量が異なる場合がある。そのため、残留トナー満載量から、用紙Ｓ全体に対して求められた残留トナーの回収量を用いて算出した値を残留トナー警戒量と設定すると、印字率が高い印刷領域の印刷を行った際に、残留トナーの総貯留量が残留トナー満載量を超える可能性がある。そこで、印字率に偏りがある印刷を行う場合には、印刷領域ごとの印字率から残留トナーの回収量を求めておいてもよい。そして、残留トナー警戒量として、残留トナー満載量から、この残留トナーの回収量を減算した値を設定することができる。
【００２９】
なお、給紙を行う時点で次の用紙Ｓの印刷における印字率が判断できない場合には、事前に判明している情報から、次の用紙Ｓを印刷した場合の残留トナーの回収量を求め、残留トナー警戒量を設定することができる。例えば、残留トナーが最も多く生成される場合を想定した残留トナーの回収量を求めることができる。具体的には、画像形成装置１０１の構成によって変化することがあるが、用紙Ｓへの印刷が印字率１００％である場合を想定することができる。また、残留トナーの回収量として、印刷が終了した用紙Ｓへ印刷した際の残留トナーの回収量から、用紙Ｓの１枚あたりの残留トナーの回収量の平均値を設定することもできる。
【００３０】
制御判断部２０２は、残留トナー量取得部２０３から取得した残留トナーの貯留量及び残留トナー警戒量算出部２０６から取得した残留トナー警戒量に基づき、後述する複数の制御モードの中からどの制御モードを選択すべきか判断する機能を有する。制御判断部２０２は、選択された制御モードに応じて駆動モータ２０７の駆動速度を変更する。ここでいう駆動速度の変更には、駆動のオン・オフ制御や、駆動速度を変更する制御が含まれる。
【００３１】
残留トナーの貯留量が残留トナー警戒量を超えた場合であっても、紙間において駆動モータ２０７を駆動させない場合があってもよい。具体的には、次の用紙Ｓに続く用紙Ｓが存在せず、かつ、次の用紙Ｓの印刷において生成し、残留トナーの回収量を貯留量に加えても回収容器１２７の容量（満載量）を超えない場合等である。すなわち、連続印刷における最後の用紙Ｓの印刷を行っても残留トナーが回収容器１２７からこぼれ出ることがないと判断できる場合には、紙間において駆動モータ２０７を駆動させなくてもよい。
【００３２】
［印刷制御中のモータの駆動］
次に、図２を用いて実施例１の画像形成装置１０１における印刷制御の時間に応じた変化を説明する。図２は、実施例１の印刷制御のタイムチャートである。図２では、連続印刷をした場合の印刷状態、駆動モータ２０７の状態（駆動状態）、回収容器１２７の貯留量の時間に応じた変化を示している。また、横軸（時間軸）に平行な破線で、回収容器１２７の満載量及び警戒量を示している。
【００３３】
図２中、印刷状態として、印刷と印刷の間の期間を紙間と示している。ここで、紙間とは、第１の用紙Ｓへの画像形成が終了してから第１の用紙Ｓに続く第２の用紙Ｓへの画像形成が開始するまでの期間を意味する。具体的には、紙間とは、第１の用紙Ｓの搬送方向の後端が感光ドラム１０９を通過してから、次の第２の用紙Ｓの搬送方向の先端が感光ドラム１０９を通過するまでの時間（期間）である。
【００３４】
本実施例において、印刷制御は、通常制御（１）、残留トナー減少制御（１−１）、残留トナー減少制御（１−２）の３つの制御モードから選択される。これらの制御モードについては、回収容器１２７の貯留量を残留トナー警戒量以下にするために必要な駆動モータ２０７の駆動時間の長さに基づいて、制御判断部２０２が実施されるべき制御を判断する。
【００３５】
駆動モータ２０７の必要な駆動時間は残留トナー量推定部２０４において推定された回収容器１２７の残留トナー量と、残留トナー警戒量算出部２０６において算出された残留トナー警戒量を用いて制御判断部２０２が算出する。駆動モータ２０７の駆動時間の算出は以下のように行うことができる。
【００３６】
（駆動時間の算出）
ここで、現在印刷中のページのトナー量をＰｒＴｎｒ［ｇ］、トナーの未転写率をσｔ、用紙Ｓの搬送方向の長さをＬｅｎｇ［ｍｍ］、用紙Ｓの搬送速度をＰｒＳｐｄ［ｍｍ／ｓ］とする。また、搬送スクリュー１２８の単位時間あたりの搬送量（搬送速度）をＴｓＤｅｌＳｐｄ［ｇ／ｓ］とする。現在印刷中の用紙Ｓの印刷により発生する残留トナーの回収量ＰｒＤｉｓＴｎｒ［ｇ］は、下記式１０１で求められる。
ＰｒＤｉｓＴｎｒ＝（ＰｒＴｎｒ×σｔ）−ＴｓＤｅｌＳｐｄ×（Ｌｅｎｇ／ＰｒＳｐｄ）・・・式１０１
【００３７】
前回の印刷までに貯留された回収容器１２７の中の残留トナー量をＢｅｆＤｉｓＴｎｒ［ｇ］とすると、現在の用紙Ｓへの印刷終了後の残留トナーの総貯留量ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ［ｇ］は、残留トナー量推定部２０４によって下記式１０２で求められる。
ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ＝ＢｅｆＤｉｓＴｎｒ＋ＰｒＤｉｓＴｎｒ・・・式１０２
【００３８】
残留トナー警戒量をＤｉｓＴｎｒＷａｒｎ［ｇ］とすると、残留トナー量取得部２０３によって取得された回収容器１２７の貯留量を残留トナー警戒量以下にするのに必要な駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ［ｓ］は、下記式１０３で求められる。
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ＝（ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ−ＤｉｓＴｎｒＷａｒｎ）／ＴｓＤｅｌＳｐｄ・・・式１０３
【００３９】
通常制御の場合の紙間をＩｎｔＴｉｍｅ［ｓ］とすると、下記式１０４、式１０５、式１０６に示す３つの範囲に分けて紙間の制御モードを変更することができる。
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ≦０・・・式１０４
０＜ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ＜ＩｎｔＴｉｍｅ・・・式１０５
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ≧ＩｎｔＴｉｍｅ・・・式１０６
【００４０】
式１０４が成立する場合、制御モードとして、通常制御（１）が制御判断部２０２によって選択される。式１０４が成立する場合、残留トナーの量は、残留トナー警戒量以下であるため、追加で搬送スクリュー１２８を駆動させる必要がない。そのため、紙間において、駆動モータ２０７の駆動はオフである。
【００４１】
式１０５が成立する場合、制御モードとして、残留トナー減少制御（１−１）が制御判断部２０２によって選択される。式１０５が成立する場合、回収容器１２７の貯留量を残留トナー警戒量以下にするのに駆動モータ２０７の駆動が必要であり、その駆動時間が通常制御の場合の紙間より短くなっている。そのため、紙間開始後貯留量が残留トナー警戒量以下に減少するまで、駆動モータ２０７の駆動は、紙間開始前の印刷動作に引き続きオンである。貯留量が残留トナー警戒量以下に減少した後、駆動モータ２０７の駆動はオフとされ、紙間が終了するまでオフである。このとき、紙間の一部において駆動がオンであるものの、紙間は通常制御の場合と同じであるため、連続印刷の生産性は低下しない。
【００４２】
式１０６が成立する場合、制御モードとして、残留トナー減少制御（１−２）が制御判断部２０２によって選択される。式１０６が成立する場合、回収容器１２７の残留トナーの貯留量を残留トナー警戒量以下にするのに必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅが通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅより長くなっている。そのため、駆動モータ２０７の駆動は、紙間開始前の印刷動作に引き続きオンであり、かつ、駆動モータ２０７の駆動時間は通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅから更に延長される。延長される駆動時間は、上述の必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅと、通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅとの間の差に相当する。
【００４３】
［印刷制御処理］
次に、本実施例における印刷制御の処理について説明する。図３は、実施例１の印刷制御のフローチャートである。印刷制御の処理が開始されると、ステップ（以下、Ｓとする）Ｓ４０１にて、印刷制御部２０１は、給紙カセット１０２から給紙を行う。
【００４４】
Ｓ４０２にて、印刷制御部２０１は、現像装置１１２が印刷を開始するタイミング、ここでは、駆動モータ２０７の駆動を開始するタイミングであるか否かを判断し、印刷を開始するタイミングでないと判断した場合、処理をＳ４０２に戻す。Ｓ４０２にて、印刷を開始するタイミングであると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４０３へ進め、駆動モータ２０７の駆動をオンにする。
【００４５】
次いで、Ｓ４０４にて、印刷制御部２０１は、印字率取得部２０５により給紙した用紙Ｓの印字率を受信したか否か判断し、受信していないと判断した場合、処理をＳ４０４に戻す。Ｓ４０４にて、印字率を受信したと判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４０５へ進め、制御判断部２０２により制御モードを決定する。制御モードの決定方法は前述した通りである。
【００４６】
駆動が開始された後、Ｓ４０６にて、印刷制御部２０１は、Ｓ４０５で決定した制御モードに従う紙間となるように、次の用紙Ｓを給紙するタイミングであるか否かを判断する。次の用紙Ｓを給紙するタイミングでないと判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４０６に戻す。次の用紙Ｓを給紙するタイミングであると判断した場合は、印刷制御部２０１は、処理を進め、Ｓ４０７にて給紙を行う。Ｓ４０８にて、印刷制御部２０１は、用紙Ｓへの印刷が終了したか否かを判断する。印刷が終了していないと判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４０８に戻し、印刷が終了したと判断した場合、処理をＳ４０９に進める。
【００４７】
Ｓ４０９にて、印刷制御部２０１は、Ｓ４０５で決定された制御モードが通常制御（１）であるか否かを判断する。通常制御（１）であると判断した場合、印刷制御部２０１は、Ｓ４１２にて即時に駆動モータ２０７の駆動をオフにした後、処理をＳ４１３に進める。
【００４８】
Ｓ４０９にて通常制御（１）でないと判断した場合、印刷制御部２０１は、Ｓ４１０にて、Ｓ４０５で決定された制御モードが残留トナー減少制御（１−１）であるか否かを判断する。残留トナー減少制御（１−１）であると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４１１に進める。Ｓ４１１にて、印刷制御部２０１は、駆動モータ２０７の駆動をオフにするタイミングであるか否かを判断する。駆動モータ２０７の駆動をオフにするタイミングでないと判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４１１に戻す。駆動モータ２０７の駆動をオフにするタイミングであると判断した場合、印刷制御部２０１は、Ｓ４１２にて、駆動モータ２０７の駆動をオフにした後、処理をＳ４１３に進める。
【００４９】
Ｓ４１０にて、Ｓ４０５で決定された制御モードが残留トナー減少制御（１−１）ではなく、残留トナー減少制御（１−２）であると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４１３に進める。この場合、図２に示すように、ある用紙Ｓの画像形成が終了してから次の用紙Ｓの画像形成が開始するまでの間、駆動モータ２０７の駆動はオフにならない。
【００５０】
Ｓ４１３にて、印刷制御部２０１は、用紙Ｓへの印刷が連続印刷における最後の印刷であったかどうかを判断する。最後の印刷であると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理を終了する。最後の印刷でなく、次の用紙Ｓへの印刷があると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ４０２に戻す。
【００５１】
以上、本実施例によれば、回収容器１２７の残留トナーの貯留量を、用紙Ｓへの印刷ごとに確認し、紙間での駆動モータ２０７の制御を最適化することができる。これにより、現像装置１１２の寿命の低減を最小限に抑えたまま、回収容器１２７から残留トナーがこぼれ落ちるのを防止することができる。
【実施例２】
【００５２】
次に、実施例２の画像形成装置について説明する。本実施例における画像形成装置は、実施例１と同様の概略構成図、制御ブロック図、フローチャートによって説明することができるため、ここでは重複する説明を省略する。本実施例の画像形成装置においては、駆動モータ２０７の駆動遷移時間が長い。ここで、駆動遷移時間とは、駆動モータ２０７が印刷制御部２０１から駆動のオンやオフの指示を受信してから、現像装置１１２及び搬送スクリュー１２８が指示通りの駆動や停止が実際に達成されるまでに経過する時間のことである。なお、印刷制御部２０１から駆動モータ２０７への指示としては、駆動のオン、オフや、駆動の加速、減速も含まれる。
【００５３】
［駆動遷移合計時間が通常制御の紙間よりも短い場合］
以下、印刷制御について、実施例１との違いを中心に説明する。図４は、実施例２の印刷制御のタイムチャートである。図４（ａ）では、本実施例における、駆動モータ２０７の駆動をオンにした場合の駆動遷移時間と、駆動をオフにした場合の駆動遷移時間とを加算した時間（以下、駆動遷移合計時間という）が、通常制御における紙間よりも短い場合の印刷制御を示している。この場合、印刷制御は、通常制御（２−１）、残留トナー減少制御（２−１）、残留トナー減少制御（２−２）の３つの制御モードから選択される。
【００５４】
駆動遷移合計時間が通常制御における紙間よりも短い場合、通常制御における紙間中に駆動モータ２０７の駆動をオフにする時間を設けることができる。ただし、駆動のオンからオフへの駆動遷移時間中にも、搬送スクリュー１２８が回転し、回収容器１２７の残留トナーの貯留量は減少するため、そのことを考慮して制御が行われる。
【００５５】
まず、前述した式１０１、式１０２、式１０３を用いて、残留トナー量推定部２０４が、用紙Ｓへの印刷が終了した後の残留トナーの総貯留量ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ［ｇ］を算出する。また、制御判断部２０２が、必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ［ｓ］を算出する。ここで、駆動モータ２０７の駆動をオフにする場合の駆動遷移時間をＴｒＯｆｆＴｉｍｅ［ｓ］、オンにする場合の駆動遷移時間をＴｒＯｎＴｉｍｅ［ｓ］とする。制御条件として、下記式２０１、式２０２、式２０３に示す３つの範囲に分けて紙間における制御モードを決定することができる。
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ≦ＴｒＯｆｆＴｉｍｅ・・・式２０１
ＴｒＯｆｆＴｉｍｅ＜ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ＜ＩｎｔＴｉｍｅ−ＴｒＯｎＴｉｍｅ・・・式２０２
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ≧ＩｎｔＴｉｍｅ−ＴｒＯｎＴｉｍｅ・・・式２０３
【００５６】
式２０１が成立する場合、制御モードとして、通常制御（２−１）が制御判断部２０２によって選択される。通常制御（２−１）では、駆動遷移時間ＴｒＯｆｆＴｉｍｅの間に搬送スクリュー１２８が回転することにより、回収容器１２７の中の残留トナーの貯留量が、残留トナー警戒量を越えていた状態から、残留トナー警戒量以下にまで減少する。そのため、追加で搬送スクリュー１２８を駆動させる必要がない。通常制御（２−１）において、紙間の終了から駆動遷移時間ＴｒＯｎＴｉｍｅだけ手前で、印刷制御部２０１から駆動オンの指示が発信される。
【００５７】
式２０２が成立する場合、制御モードとして、残留トナー減少制御（２−１）が制御判断部２０２によって選択される。式２０２が成立する場合、残留トナーの貯留量を残留トナー警戒量以下とするのに必要な駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅが、駆動遷移時間ＴｒＯｆｆＴｉｍｅよりも長い。そのため、残留トナー減少制御（２−１）では、追加で搬送スクリュー１２８を駆動させる必要がある。また、必要な駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅは、通常制御における紙間から駆動遷移時間ＴｒＯｎＴｉｍｅを減算した時間よりも短い。すなわち、必要な駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅは、オン駆動遷移時間ＴｒＯｎＴｉｍｅを考慮しても通常制御における紙間で収まる。
【００５８】
残留トナー減少制御（２−１）では、用紙Ｓへの印刷が終了した後、搬送スクリュー１２８の駆動時間の合計が必要な駆動時間になるように駆動が継続される。一度、駆動モータ２０７の駆動をオフにした後は、次の用紙Ｓへの印刷を開始する際に駆動モータ２０７の駆動のオンへの遷移が完了するように、印刷制御部２０１から駆動オンの指示が発信される。残留トナー減少制御（２−１）では、紙間は通常制御の場合と同じであるため、生産性が低下しない。
【００５９】
式２０３が成立する場合、制御モードとして、残留トナー減少制御（２−２）が制御判断部２０２によって選択される。残留トナー減少制御（２−２）は、前述の残留トナー減少制御（１−２）と同様、駆動モータ２０７の駆動は、紙間開始前の印刷動作に引き続きオンであり、かつ、駆動モータ２０７の駆動時間は通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅから更に延長される。延長される駆動時間は、上述の必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅと、通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅとの間の差に相当する。
【００６０】
［駆動遷移合計時間が通常制御の紙間と同じかそれよりも長い場合］
図４（ｂ）は、本実施例における、駆動モータ２０７の駆動遷移合計時間が、通常制御における紙間と同じかそれよりも長い場合の印刷制御を示している。この場合、印刷制御は、通常制御（２−２）、残留トナー減少制御（２−２）の２つの制御モードから選択される。
【００６１】
駆動遷移合計時間が通常制御における紙間と同じかそれよりも長い場合、通常制御における紙間中に駆動モータ２０７の駆動をオフにすることができず、駆動はオンのままである。通常制御（２−２）における紙間でも残留トナーの貯留量が減少すること、残留トナー減少制御（２−１）が適用できないこと、の２点を考慮して制御が行われる。制御条件として、下記式２０４、式２０５に示す２つの範囲に分けて紙間における制御モードを決定することができる。
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ≦ＩｎｔＴｉｍｅ・・・式２０４
ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ＞ＩｎｔＴｉｍｅ・・・式２０５
【００６２】
式２０４が成立する場合、制御モードとして、通常制御（２−２）が制御判断部２０２によって選択される。残留トナーの貯留量が残留トナー警戒量を超えていても、通常制御における紙間で残留トナーの貯留量を十分に減少させることができる。
【００６３】
式２０５が成立する場合、制御モードとして、残留トナー減少制御（２−２）が制御判断部２０２によって選択される。残留トナー減少制御（２−２）は、前述の残留トナー減少制御（１−２）と同様、駆動モータ２０７の駆動は、紙間開始前の印刷動作に引き続きオンであり、かつ、駆動モータ２０７の駆動時間は通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅから更に延長される。延長される駆動時間は、上述の必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅと、通常制御の場合の紙間ＩｎｔＴｉｍｅとの間の差に相当する。
【００６４】
［印刷制御処理］
図５は、実施例２の印刷制御のフローチャートである。図５では、駆動モータ２０７の駆動遷移合計時間が、通常制御における紙間と同じかそれよりも長い場合（図４（ｂ）の場合）の印刷制御について示している。なお、駆動モータ２０７の駆動遷移合計時間が、通常制御における紙間よりも短い場合（図４（ａ）の場合）の印刷制御については、図３と同様の制御となる。Ｓ７０１〜Ｓ７０７は、図３におけるＳ４０１〜Ｓ４０７と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６５】
Ｓ７０７にて、次の用紙Ｓの給紙を行った後、Ｓ７０８にて、印刷制御部２０１は、用紙Ｓへの印刷が連続印刷における最後の印刷であったかどうかを判断する。最後の印刷であると判断した場合、印刷制御部２０１は、Ｓ７０９にて、駆動モータ２０７の駆動をオフにした後、処理を終了する。最後の印刷でなく、次の用紙Ｓへの印刷があると判断した場合、印刷制御部２０１は、処理をＳ７０４に戻す。図５の印刷処理では、図４（ｂ）に示すように、駆動モータ２０７の駆動はオンが維持される。
【００６６】
以上、本実施例によれば、駆動遷移時間が長い場合であっても、紙間での駆動モータ２０７の制御を最適化することで、現像装置１１２の寿命の低減を最小限に抑えたまま、回収容器１２７から残留トナーがこぼれ落ちるのを防止することができる。
【実施例３】
【００６７】
次に、実施例３の画像形成装置について説明する。本実施例における画像形成装置は、実施例１と同様の概略構成図、フローチャートによって説明することができるため、ここでは重複する説明を省略する。本実施例の画像形成装置においては、回収容器１２７の残留トナーの貯留量を、残留トナー量検出センサによって検出すること、紙間での駆動モータ２０７の速度を変更させること、印字率取得部２０５を有さないことである。これらの特徴を伴う制御について、他の実施例との違いを中心に説明する。
【００６８】
［画像形成装置のブロック図］
図６（ａ）は、実施例３の画像形成装置の制御ブロック図である。印刷制御部２０１は図６（ａ）に示す通り、制御判断部２０２、残留トナー量取得部２０３、残留トナー警戒量算出部２０６を有する。印刷制御部２０１は残留トナー量検出センサ８０１に接続されている。残留トナー量取得部２０３は、残留トナー量検出センサ８０１から残留トナー量を取得する機能を有する。これら以外の構成は、実施例１と同様である。
【００６９】
［印刷制御中のモータの駆動］
図６（ｂ）は、実施例３の印刷制御のタイムチャートである。図６（ｂ）では、連続印刷の場合の印刷状態、駆動モータ２０７の駆動状態、搬送スクリュー１２８の搬送速度、回収容器１２７の残留トナーの貯留量の、経過時間に応じた変化を示している。また、横軸（経過時間軸）に平行な破線で、回収容器１２７の満載量及び警戒量を示している。
【００７０】
本実施例において、印刷制御は、通常制御（３）、残留トナー減少制御（３−１）、残留トナー減少制御（３−２）の３つの制御モードから選択される。これらの制御モードについては、回収容器１２７の残留トナーの貯留量を残留トナー警戒量以下にするのに必要な駆動モータ２０７の駆動時間の長さに基づいて、制御判断部２０２が実施されるべき制御を判断する。
【００７１】
まず、現在の用紙Ｓの印刷が終了した後の残留トナーの総貯留量ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ［ｇ］は、実施例１におけるような推定量ではなく、残留トナー量検出センサ８０１による検出値として、残留トナー量取得部２０３が取得する。取得した残留トナー量に基づいて、制御判断部２０２は実施例１と同様に、式１０４、式１０５、式１０６の３つの範囲に分けて、制御モードを決定する。
【００７２】
式１０４又は式１０５が成立する場合についての処理は、実施例１と同様である。式１０６が成立する場合、紙間の延長を行うのではなく、駆動モータ２０７の駆動速度を上昇させることで、搬送スクリュー１２８の搬送量を増大させる。この際に必要な搬送スクリュー１２８の単位時間当たりの搬送量（搬送速度）ＩｎｔＴｓＤｅｌＳｐｄ［ｇ／ｓ］は式３０１によって求めることができる。
ＩｎｔＴｓＤｅｌＳｐｄ＝（ＴｏｔａｌＤｉｓＴｎｒ−ＤｉｓＴｎｒＷａｒｎ）／ＩｎｔＴｉｍｅ・・・式３０１
【００７３】
すなわち、必要な駆動モータ２０７の駆動時間ＮｅｅｄＴｓＯｎＴｉｍｅ［ｓ］が式１０６の範囲にある場合、印刷制御部２０１は、駆動モータ２０７を搬送スクリュー１２８の搬送速度がＩｎｔＴｓＤｅｌＳｐｄ［ｇ／ｓ］となるように加速させる。なお、図６（ｂ）中、印刷処理する際の搬送速度をＴｓＤｅｌＳｐｄ［ｇ／ｓ］で示している。
【００７４】
本実施例の画像形成装置は印字率取得部２０５を有さないため、印字率に基づいて次の用紙Ｓへ印刷した場合に回収される残留トナーの増加量（回収量）を推定することができない。ここで、本実施例における、残留トナー警戒量ＤｉｓＴｎｒＷａｒｎ［ｇ］の算出について、以下に説明する。
【００７５】
本実施例においては、残留トナー警戒量として、次の用紙Ｓへ印刷した場合に想定され得る残留トナーの増加量の最大値を想定する。すなわち、残留トナー警戒量算出部２０６は、残留トナー警戒量として、回収容器１２７の満載量から残留トナーの増加量の最大値を減算した値を設定する。残留トナーの増加量の最大値については、例えば、用紙Ｓへの印刷が印字率１００％である場合を想定して設定することができる。
【００７６】
また、印字率に基づいた次の用紙Ｓの残留トナーの増加量を推定するためだけに、印刷制御部２０１に残留トナー量推定部２０４と印字率取得部２０５を追加し、残留トナー警戒量をより正確に算出することも可能である。
【００７７】
本実施例によれば、回収容器１２７の残留トナーの貯留量を、残留トナー量検出センサ８０１によって検出し、紙間での駆動モータ２０７の制御を最適化することができる。これにより、生産性の低下を最小限に抑えたまま、回収容器１２７から残留トナーがこぼれ落ちるのを防止することができる。また、紙間における駆動モータ２０７の駆動速度を上昇させることで、更に生産性の低下を抑えることができる。
【００７８】
以上、本発明の画像形成装置１０１について、感光ドラム１０９から直接用紙Ｓへトナー画像を転写する構成について説明した。しかし、感光ドラム１０９から中間転写ベルトを介して用紙Ｓへトナー画像を転写する構成についても、本発明を適用することも可能である。
【００７９】
また、駆動モータ２０７が現像装置１１２及び搬送スクリュー１２８を駆動する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動モータ２０７が現像装置１１２の代わりに、感光ドラム１０９、転写ローラ１１０、帯電ローラ１１１の少なくともいずれか一つと、搬送スクリュー１２８とを駆動する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１１２…現像装置
１２８…残留トナー搬送スクリュー
２０１…印刷制御部
２０２…制御判断部
２０３…残留トナー量取得部
２０６…残留トナー量算出部
２０７…駆動モータ
【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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