(57)【要約】【課題】トナー溢れを防止しつつ、回収されるトナーの量を早期に抑制することで装置の長寿命化が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】通常モードと、トナーの消費量が通常モードよりも少ない廃トナー発生回避モードと、を実行可能なエンジン制御部を備える。エンジン制御部は、クリーニング動作によってクリーニング容器に回収された廃トナー回収量が、現像動作によって消費されたトナー消費量に基づいて求められる廃トナー回収量許容カウントよりも少ない場合、通常モードを実行し、クリーニング動作によってクリーニング容器に回収された廃トナー回収量が、上記廃トナー回収量許容カウントよりも多い場合、廃トナー発生回避モードを実行する。【選択図】図６
2019144344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像動作を実行する現像部と、
前記現像動作によって現像されたトナー像をシートに転写する転写動作を実行する転写部と、
前記転写動作が実行された後に前記像担持体に残ったトナーを回収する回収動作を実行する回収部と、
前記回収部によって回収されたトナーを収容するトナー収容部と、
第１モードと、トナーの消費量が前記第１モードよりも少ない第２モードと、を実行可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回収動作によって前記トナー収容部に回収されたトナーの積算回収量が、前記現像動作によって消費されたトナーの積算消費量に基づいて求められる所定の値よりも少ない場合、前記第１モードを実行し、前記回収動作によって前記トナー収容部に回収されたトナーの積算回収量が、前記所定の値よりも多い場合、前記第２モードを実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の値は、前記積算消費量が第１の量の場合に第１の値に設定され、前記積算消費量が前記第１の量よりも大きい第２の量の場合に前記第１の値よりも大きい第２の値に設定される、
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】
前記回収部は、複数の種類の前記回収動作を実行可能であり、
前記回収部による前記積算回収量は、前記回収動作の種類及び回数に応じて求められる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回収部による前記積算回収量は、前記回収動作中の前記像担持体の回転量に応じて求められる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回収部による前記積算回収量は、前記像担持体に形成される静電潜像の画素数に応じて求められる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像部は、トナー像の濃度又は色味を補正するための所定のパターンを形成するキャリブレーション動作を実行可能であり、
前記像担持体に形成された前記所定のパターンを検知するパターン検知部を備え、
制御部は、前記第１モードにおいて、前記キャリブレーション動作によって形成された前記所定のパターンが前記パターン検知部によって検知できない場合に、前記キャリブレーション動作を再度実行し、前記第２モードにおいて、前記キャリブレーション動作によって形成された前記所定のパターンが前記パターン検知部によって検知できなくても、前記キャリブレーション動作を再度実行しない、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
シートを支持するシート支持部と、
前記シート支持部に支持されたシートの有無を検知するシート有無検知部と、を備え、
前記制御部は、前記第２モードにおいて、前記シート有無検知部が前記シート支持部にシートが支持されていることを検知した後に、前記現像部による前記現像動作を実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２モードにおいて、前記第１モードよりも前記像担持体に残留するトナー量が少なくなるように、前記現像部による現像バイアス又は前記転写部による転写バイアスを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第２モードにおいて、前記像担持体へ向けて搬送されるシートの長さに応じて、前記像担持体に形成可能な静電潜像の範囲を設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記積算回収量及び前記積算消費量は、前記像担持体、前記現像部、前記回収部及び前記トナー収容部を含むユニットが交換された際にリセットされる、
ことを特徴とする請求項１乃至９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、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真画像プロセスを用いたプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラムを帯電部により帯電させ、帯電した感光体ドラムを露光することで静電潜像を形成する。次いで、現像部により感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナー容器に収容されたトナーでトナー像として現像する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像をシートに転写し、更にシート上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えてトナー像をシートに定着させている。
【０００３】
現像部にはトナーを収容したトナー容器が連結されており、現像部がトナー像を形成することでトナーは消費される。また、転写工程後に感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニング部及びクリーニング容器によって感光体ドラムから除去して回収される。このような画像形成装置では、一般に、トナー容器や現像部、感光体ドラム、帯電部、クリーニング部及びクリーニング容器を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジをプリンタ本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。
【０００４】
ここで、トナー消費量に対してクリーニング容器に回収されるトナーが多い場合、カートリッジの寿命に到達する前にクリーニング容器からトナーが溢れるトナー溢れが発生する虞がある。そこで、従来、カートリッジの積算プリント枚数及び印字率に基づいて求められるトナー消費量からクリーニング容器の回収トナー量を予測するプリンタが提案されている（特許文献１参照）。このプリンタは、予測した回収トナー量に基づいて、クリーニング容器が満タンとなったと判断し、報知することでトナー溢れを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０２８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のプリンタは、クリーニング容器が満タンであると判断されて初めてユーザに報知し、カートリッジの交換を促す。このため、実際にクリーニング容器に回収されるトナー量が予測した回収トナー量よりも多くなった場合、トナー溢れが発生する虞がある。
【０００７】
特に、通常のシートへの印字動作に比して、例えばキャリブレーション動作や中間転写ベルトのクリーニング動作を実行した場合には、クリーニング容器に回収されるトナー量は多くなる。このように、プリンタの動作によっては、トナー容器内のトナーが無くなる前にクリーニング容器が満杯になって、カートリッジの短寿命化やトナー溢れが発生するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、トナー溢れを防止しつつ、回収されるトナーの量を早期に抑制することで装置の長寿命化が可能な画像形成装置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】
【０００９】
本発明は、画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像動作を実行する現像部と、前記現像動作によって現像されたトナー像をシートに転写する転写動作を実行する転写部と、前記転写動作が実行された後に前記像担持体に残ったトナーを回収する回収動作を実行する回収部と、前記回収部によって回収されたトナーを収容するトナー収容部と、第１モードと、トナーの消費量が前記第１モードよりも少ない第２モードと、を実行可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記回収動作によって前記トナー収容部に回収されたトナーの積算回収量が、前記現像動作によって消費されたトナーの積算消費量に基づいて求められる所定の値よりも少ない場合、前記第１モードを実行し、前記回収動作によって前記トナー収容部に回収されたトナーの積算回収量が、前記所定の値よりも多い場合、前記第２モードを実行する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、トナーの積算回収量が積算消費量に基づいて求められる所定の値よりも多い場合、トナーの消費量が少ない第２のモードを実行するので、トナー溢れを防止しつつ、回収されるトナーの量を早期に抑制することで装置の長寿命化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係るプリンタを示す全体概略図。
【図２】カートリッジを示す模式図。
【図３】制御部の制御ブロック図。
【図４】各クリーニング動作に対応する廃トナー回収量のカウント増加量を示す表。
【図５】トナー消費量及び廃トナー回収量と廃トナー発生回避モードとの関係を示すグラフ。
【図６】廃トナー発生回避モード判断処理を示すフローチャート。
【図７】トナー消費量と廃トナー回収量許容カウントとの関係を示すテーブル。
【図８】第１の変形例としての制御部の制御ブロック図。
【図９】第２の変形例としての制御部の制御ブロック図。
【図１０】第３の変形例としての制御部の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
〔全体構成〕
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。画像形成装置としてのプリンタ１００は、電子写真方式のレーザビームプリンタであり、図１に示すように、シートＰに画像を形成する画像形成部６１と、シート給送装置６２と、定着装置６３と、を有している。画像形成部６１は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４つのカートリッジ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋと、スキャナ部１１と、を備えている。
【００１３】
なお、４つのカートリッジ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋは、形成する画像の色が異なること以外は同じ構成である。そのため、カートリッジ６４Ｙの構成及び画像形成プロセスのみを説明し、カートリッジ６４Ｍ，６４Ｍ，６４Ｋの説明は省略する。
【００１４】
ユニットとしてのカートリッジ６４Ｙは、像担持体としての感光体ドラム５と、帯電ローラ７と、現像ローラ９を有する現像部としての現像器８と、を有している。感光体ドラム５は、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成され、不図示の駆動モータによって回転する。また、画像形成部６１には、駆動ローラ１２ａ及びテンションローラ１２ｂに巻き掛けられた中間転写体１２が設けられ、中間転写体１２の内側には、一次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。
【００１５】
定着装置６３は、不図示のヒータによって加熱される定着ローラ１４と、定着ローラ１４に圧接する加圧ローラ１５と、を有している。シート給送装置６２は、プリンタ１００の下部に設けられ、シートを支持するシート支持部としてのカセット１と、シートを給送する給送部６６と、カセット１に支持されたシートの有無を検知するシート有無センサ２と、を備えている。
【００１６】
次に、このように構成されたプリンタ１００の画像形成動作について説明する。不図示のパソコン等から画像信号がスキャナ部１１に入力されると、スキャナ部１１から、画像信号に対応したレーザ光がカートリッジ６４Ｙの感光体ドラム５上に照射される。
【００１７】
このとき感光体ドラム５は、帯電ローラ７により表面が予め所定の極性・電位に一様に帯電されており、スキャナ部１１からレーザ光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム５に形成された静電潜像は、現像器８により現像動作が実行され、感光体ドラム５上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００１８】
同様にして、カートリッジ６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋの各感光ドラムにもスキャナ部１１からレーザ光が照射され、各感光ドラムにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像が形成される。各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより中間転写体１２に転写される転写動作が実行され、駆動ローラ１２ａによって回転する中間転写体１２により二次転写ローラ１０まで搬送される。なお、各色の画像形成プロセスは、中間転写体１２上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。
【００１９】
この画像形成プロセスに並行して、シート給送装置６２のカセット１に収容されたシートＰは、給送部６６により送り出された後、レジストレーションローラ対６７に搬送される。レジストレーションローラ対６７のシート搬送方向における下流には、トップセンサ３が設けられており、トップセンサ３は、搬送されるシートの先端及び後端の位置を検出する。レジストレーションローラ対６７により斜行が補正されたシートＰは、トップセンサ３の検出結果に基づいて所定の搬送タイミングで搬送される。そして、シートＰには、二次転写ローラ１０に印加された二次転写バイアスによって、中間転写体１２上のフルカラーのトナー像が転写される。
【００２０】
トナー像が転写されたシートＰは、定着装置６３の定着ローラ１４及び加圧ローラ１５によって所定の熱及び圧力が付与されて、トナーが溶融固着（定着）される。定着装置６３を通過したシートＰは、排出ローラ対６８によって排出トレイ１６に排出される。なお、プリンタ１００は、設置された環境の変化やカートリッジの交換などの要因により、トナー像の濃度変動や色ずれが発生することがある。このため、プリンタ１００は、キャリブレーションセンサ２０を用いてトナー像の濃度や色味の補正を行う。キャリブレーションセンサ２０は、中間転写体１２に対向して配置されており、中間転写体１２上に形成された画像を検知することができる。
【００２１】
［カートリッジの構成］
次に、図２を参照して、プリンタ本体１００Ａに着脱可能なカートリッジ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋの構成について説明するが、カートリッジ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋは同様な構成であるためカートリッジ６４Ｙのみを説明する。
【００２２】
図２に示すように、カートリッジ６４Ｙの現像器８には、トナーＤとそれを収容するトナー容器３０１及びトナー容器３０１内のトナーＤを攪拌するためのトナー攪拌部材３０５が備えられている。また、トナー容器３０１には、光を透過させるための光透過窓３０３，３０４が備えられている。更に、カートリッジ６４Ｙには、感光体ドラム５の表面に残留したトナーを除去して回収する回収動作を実行する回収部としてのクリーニングブレード３０８と、回収したトナーを収容するトナー収容部としてのクリーニング容器３０９と、が備えられている。
【００２３】
また、プリンタ本体１００Ａ（図１参照）には、トナーの消費量を検知するための光を発光する発光部３００と、トナー容器３０１内を通過した光を受光する受光部３０２と、を有する。本実施の形態では、発光部３００にはＬＥＤ、受光部３０２にはフォトトランジスタ（ＰＴＲ）を用いている。トナー容器３０１にトナーＤが無い場合には、発光部３００からの光は、光透過窓３０３から入り、トナー容器３０１を通過して光透過窓３０４から出て受光部３０２へと導かれる。トナー容器３０１にトナーＤが十分ある場合は、光透過窓３０３と光透過窓３０４との間の光路上で光がトナーＤにより遮光され受光部３０２に届かないように構成されている。なお、本実施の形態では、トナー消費量を検知するために光学式の検知構成を採用しているものの、例えばフロート式等の光学式以外の検知構成を適用しても良い。
【００２４】
受光部３０２の近傍には、ＮＶＲＡＭ読み書き部３０６が配置されており、ＮＶＲＡＭ読み書き部３０６は、後述するエンジン制御部４２（図３参照）がカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に対して読み書きを行うためのインタフェースである。
【００２５】
［プリンタの制御部構成］
次に、プリンタ１００の制御部全体のシステム構成について図３のブロック図を用いて説明する。図３に示すように、制御部としてのエンジン制御部４２は、ビデオインタフェース部４２０、アクチュエータ制御部４２１、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部４２２、トナー消費量検知部４２３、及び感光体ドラム寿命検知部４２４を有している。また、エンジン制御部４２は、廃トナー回収量検知部４２５、廃トナー発生回避モード判断部４２６、廃トナー発生回避モード制御部４２７、及びキャリブレーション制御部４５０を有している。これら各部は、エンジン制御部４２の各機能を達成するための機能ブロックである。
【００２６】
ビデオインタフェース部４２０には、ホストコンピュータ４０と接続されているコントローラ部４１が接続されている。コントローラ部４１は、ホストコンピュータ４０から画像情報と印字命令を受け取り、受け取った画像情報を解析してビットデータに変換する。そして、コントローラ部４１は、ビデオインタフェース部４２０を介して、シート毎に印字予約コマンド、印字開始コマンド及びビデオ信号をエンジン制御部４２に送出する。
【００２７】
エンジン制御部４２は、画像形成時にアクチュエータ制御部４２１から各種アクチュエータに対して指示を行う。各種アクチュエータの内、各カートリッジに対応する現像器駆動モータ５０には、各カートリッジの感光体ドラム５、現像ローラ９及びトナー攪拌部材３０５が接続されている。アクチュエータ制御部４２１が信号を出力し、現像器駆動モータ５０を回転させることで、感光体ドラム５、現像ローラ９及びトナー攪拌部材３０５へ駆動力が供給される。
【００２８】
カートリッジＮＶＲＡＭ制御部４２２は、図２に示したＮＶＲＡＭ読み書き部３０６に接続され、カートリッジＮＶＲＡＭ３０７に対して読み書きを行うことができる。トナー消費量検知部４２３は、図２に示した発光部３００及び受光部３０２を操作することで各カートリッジのトナー容器３０１内のトナー消費量を測定する。本実施の形態では、トナー消費量検知時にアクチュエータ制御部４２１が現像器駆動モータ５０を駆動することにより、トナー攪拌部材３０５を所定の周期で回転させている。
【００２９】
トナー消費量検知動作を実行中は、トナー攪拌部材３０５が回転しているため、トナー容器３０１にトナーＤが無い場合でも透過光は遮光される。そのため、受光部３０２は、受光期間と遮光期間を交互に検知することになる。トナー容器３０１にトナーＤがある程度残っている場合は、トナー攪拌部材３０５で搬送されるトナーＤがあるため、トナーＤが無い場合に比べ遮光期間が長くなる。上記の遮光期間は、トナー容器３０１内部のトナーＤの残量に対応している。
【００３０】
従って、トナー攪拌部材３０５が一回転する周期の遮光期間の比率を計測することにより、トナー容器３０１内部のトナーＤの残量を検知することができる。トナー消費量検知部４２３は、検知したトナーＤの残量からトナー消費量を算出する。なお、検知されたトナーＤの残量は、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部４２２によりカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に記録される。
【００３１】
感光体ドラム寿命検知部４２４は、各感光体ドラム５の総回転数に基づいて各感光体ドラム５の寿命を検知する。検知された各感光体ドラムの寿命は、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部４２２によりカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に記録される。また、プリンタ１００は、トナー消費量検知部４２３で検知したトナーＤの消費量に基づくトナーの寿命検知結果と感光体ドラム寿命検知部４２４で検知した各感光体ドラムの寿命検知結果を比較する。そして、プリンタ１００は、トナーの寿命検知結果と各感光体ドラムの寿命検知結果の内、残り寿命が少ない方をカートリッジ寿命として使用することで、画像形成の品質を保証する。
【００３２】
キャリブレーション制御部４５０は、現像器８を制御することで中間転写体１２にキャリブレーション用の所定のパターンを形成し、形成したパターンを検知することでトナー像の濃度又は色ずれの補正を行う。キャリブレーション制御部４５０は、パターン検知部４５００と、補正量算出部４５０１と、リトライ判断部４５０２を有している。パターン検知部４５００は、形成したキャリブレーション用のパターンをキャリブレーションセンサ２０で検知し、補正量算出部４５０１は、キャリブレーションセンサ２０の検知結果から形成されたパターンの濃度又は色味の補正量を算出する。リトライ判断部４５０２は、補正量算出部４５０１の算出結果に基づきキャリブレーションセンサ２０によるパターン検知に成功したか否かを判定する。
【００３３】
補正量算出部４５０１の算出結果は、ビデオインタフェース部４２０を介してコントローラ部４１に通知され、画像情報の変換処理や画像信号の送出タイミングに反映される。また、リトライ判断部４５０２がキャリブレーションセンサ２０によるパターン検知に失敗したと判定した場合は、再度キャリブレーション用のパターンの形成からやり直すキャリブレーションのリトライを実施する。
【００３４】
次に、本実施の形態の特徴である廃トナー回収量検知部４２５、廃トナー発生回避モード判断部４２６及び廃トナー発生回避モード制御部４２７について説明する。本実施の形態で適用する具体的な動作については、それぞれ後述する。廃トナー回収量検知部４２５は、感光体ドラム５の表面に残留したトナーを回収するクリーニング動作に基づき、クリーニング容器３０９に収容されている廃トナー回収量を検知する。
【００３５】
廃トナー発生回避モード判断部４２６は、トナー消費量検知部４２３で検知したトナーの積算消費量と廃トナー回収量検知部４２５で検知した廃トナーの積算回収量に基づき、クリーニング容器３０９が満杯となる虞を判断する。クリーニング容器３０９が満杯となる虞が所定の基準を超える場合は、廃トナー発生回避モード判断部４２６は、廃トナー発生回避モードで動作する必要があると判断する。廃トナー発生回避モード制御部４２７は、廃トナー発生回避モード判断部４２６により廃トナー発生回避モードで動作する必要があると判断された場合、クリーニング容器３０９に回収される廃トナー量を削減するための制御を行う。
【００３６】
［廃トナー回収量検知］
廃トナー回収量検知部４２５が実行する廃トナー回収量の検知について、図４を用いて説明する。本実施の形態のカートリッジ６４Ｙは、転写部としての一次転写ローラ４Ｙ（図１参照）による転写動作が実行された後に、クリーニングブレード３０８によって感光体ドラム５に残ったトナーを回収する回収動作としてのクリーニング動作を実行する。このクリーニング動作により、廃トナーはクリーニング容器３０９に回収される。しかし、クリーニング容器３０９の容積よりも多くの廃トナーが回収されると、クリーニング容器３０９が満杯になり、画像不良やプリンタ１００の機内が汚れる可能性が高まる。クリーニング容器３０９は、通常の画像形成動作で回収される廃トナーに対しては十分に余裕を持たせて設計されている。
【００３７】
また、クリーニングブレード３０８は、複数の種類のクリーニング動作を実行可能であり、例えば通常の印字動作後のクリーニング動作や、キャリブレーション動作後のクリーニング動作や、中間転写体１２のクリーニング動作等が有る。キャリブレーションや中間転写体１２のクリーニングなどの動作は、シートに転写されないトナー像を形成するため、クリーニング容器３０９に回収される廃トナー量が多くなる。従って、クリーニング容器３０９内の廃トナー量の予測に誤差が発生し、クリーニング容器３０９が満杯になる虞が高まる。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、感光体ドラム５の表面に残留したトナーを除去し、回収するクリーニング動作の種類及び回数に基づき、クリーニング容器３０９に収容されている廃トナー回収量を検知する。具体的には、以下の式（１）を適用し、廃トナーの積算回収量としての廃トナー回収量Ｗを検知する。
Ｗ＝Ｗｎｏｗ＋ΔＷ  ・・・式（１）
【００３９】
ここで、Ｗｎｏｗは現在の廃トナーの回収量であり、ΔＷは１回のクリーニング動作で回収される廃トナー量である。単位はいずれも廃トナー回収量カウントであり、本実施の形態では１カウント＝０．０１ｇとする。クリーニング動作は、その目的に応じて実施時間や前提とする画像形成条件が異なるため、ΔＷはキャリブレーションや中間転写体１２のクリーニングなど、クリーニング動作の種類に応じた値を予め設定しておく。
【００４０】
また、感光体ドラム５が寿命に到達している場合はトナー像の転写性能が保証できないことから、通常よりも多くのトナーが感光体ドラム５に残留する可能性がある。従って、本実施の形態では、クリーニング動作で回収される廃トナー量ΔＷは、図４に示す表に従って決定する。例えば、クリーニング２がキャリブレーション、クリーニング３が中間転写体１２のクリーニングとすると、感光体ドラム５が寿命に到達する前の通常時にキャリブレーションが行われた場合はΔＷ＝５．０、感光体ドラム５が寿命到達後はΔＷ＝７．５となる。同様に、通常時に中間転写体１２のクリーニングが行われた場合はΔＷ＝３．０、感光体ドラム５が寿命到達後はΔＷ＝４．５となる。また、検知した廃トナー回収量Ｗは、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部４２２によりカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に記録される。なお、クリーニング１やクリーニング４には、通常のシートへの印字動作でのクリーニング等、各動作を適宜設定してもよい。
【００４１】
上述したように廃トナー回収量Ｗを検知することで、通常のシートへの印字動作よりも多くの廃トナーが回収されるクリーニング動作が想定以上に実施された場合でも、早期にクリーニング容器３０９が溢れるリスクを判断することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態は、廃トナー回収量Ｗをカートリッジ６４Ｙの寿命到達判断に考慮しない構成である。すなわち、廃トナー回収量Ｗに応じて画像形成動作を禁止することはない。また、本実施の形態では、予め１回のクリーニング動作で回収される廃トナー量ΔＷに基づき廃トナー回収量Ｗを算出し検知しているものの、廃トナー回収量を検出するための専用のセンサを用いることも可能である。この場合、廃トナー回収量を検出するための専用のセンサを基に、廃トナー回収量Ｗを実測する。
【００４３】
［廃トナー回避モード判断］
次に、廃トナー発生回避モード判断部４２６が実行する廃トナー発生回避モード判断について、図５乃至図７を用いて説明する。なお、カートリッジ６４Ｙのステーション毎に廃トナー発生回避モード判断を行うが、簡単のため１つのカートリッジにおける判断処理について説明する。本実施の形態では、いずれかのカートリッジにおいて廃トナー発生回避モードで動作する必要があると判断された場合は、廃トナー発生回避モードで動作する。なお、上述の判断方法は一例であり、すべてのカートリッジにおいて廃トナー発生回避モードで動作する必要があると判断された場合に廃トナー発生回避モードで動作する方法などを用いることが可能である。
【００４４】
図５は、カートリッジ６４Ｙのトナーを消費する過程における廃トナー発生回避モード判断の概念を示したグラフである。図５において、縦軸が廃トナー回収量Ｗ、横軸が積算消費量としてのトナー消費量であり、ドットで示す領域は、廃トナー発生回避モード判断部４２６によって廃トナー発生回避モードでの動作が必要と判断される領域である。一般的に、トナーを消費するにつれて廃トナーの積算回収量は増加するため、その過程を図５の座標平面上の点で表すと、右上がりに推移していく。廃トナー発生回避モード実行時は、通常モード実行時よりも廃トナーの回収量を抑えた動作を行うため、トナー消費量の増加に伴う廃トナーの積算回収量の増加幅が小さくなる。
【００４５】
図６は、廃トナー回避モードを判断する制御について示したフローチャートである。画像形成動作を行い廃トナー回収量Ｗが更新される度に、廃トナー発生回避モード判断部４２６による廃トナー発生回避モード判断を行う。また、カートリッジ６４Ｙが交換された際には、トナー消費量及び廃トナー回収量Ｗはリセットされる。エンジン制御部４２は、まず、トナー消費量が１００％か否かを判断する（ステップＳ６０１）。トナー消費量が１００％の場合（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）、トナー容器３０１内のトナーＤが使い切られているため、クリーニング容器３０９には多くの廃トナーが回収されており、クリーニング容器が満杯となるリスクが高いと考えられる。よって、この場合には、エンジン制御部４２は、廃トナー発生回避モードでの動作が必要であると判断する（ステップＳ６０４）。
【００４６】
トナー消費量が１００％でない場合（ステップＳ６０１：Ｎｏ）、トナー消費量検知部４２３が検知したトナー消費量に基づき、図７に示すテーブルを参照して、所定の値としての廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒを決定する（ステップＳ６０２）。廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒは、例えば、トナー消費量が第１の量としての５５％の場合に第１の値としての２８００カウントに設定される。そして、廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒは、例えば、トナー消費量が第１の量よりも大きい第２の量としての６５％の場合に第１の値よりも大きい第２の値としての３２００カウントに設定される。その後、エンジン制御部４２は、廃トナー回収量Ｗが廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒより大きいか否かを判断する（ステップＳ６０３）。
【００４７】
ここで、廃トナー回収量Ｗが廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒより大きい場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、エンジン制御部４２は、トナー容器３０１内のトナーが消費される前に、クリーニング容器３０９が満杯になると判断する。従って、エンジン制御部４２は、カートリッジの長寿命化並びにトナー溢れを防止するために、廃トナー発生回避モードの動作が必要であると判断する（ステップＳ６０４）。廃トナー回収量Ｗが廃トナー回収量許容カウントＷｔｈｒ以下の場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、エンジン制御部２４は、通常モードを実行する（ステップＳ６０５）。本実施の形態において、第１モードとしての通常モードは、デフォルトの設定でシートへ印字動作をするモードであり、第２モードとしての廃トナー発生回避モードは、通常モードよりもトナーの消費量が少ないモードである。
【００４８】
なお、上述の判断結果は、次の判断が行われるまで継続する。すなわち、廃トナー発生回避モードの動作が必要であると判断された場合は、次に通常モードの実行を選択するまで、廃トナー発生回避モードの動作を継続する。その逆も同様である。
【００４９】
上述したように、廃トナー発生回避モード判断部４２６は、トナー消費量と廃トナー回収量Ｗに基づき、クリーニング容器が満杯となるリスクを早期に判断し、必要に応じて廃トナー発生回避モードで動作するか否かを判断する。これにより、未然に廃トナーの発生量を削減し、クリーニング容器３０９が満杯になることを防止できる。
【００５０】
また、図５において、廃トナー発生回避モードが必要であると判断される領域の境界に沿った直線Ｌ１に沿うように、廃トナー回収量Ｗとトナー消費量の関係を保つことができる。これにより、カートリッジの短命化を抑えつつ、クリーニング容器３０９からのトナー溢れを防止することができる。また、既に廃トナー発生回避モードで動作している場合でも、その後、クリーニング容器３０９が満杯となるリスクが低減した場合は、再び通常モードで動作することが可能である。
【００５１】
なお、本実施例では、図６に示すステップＳ６０１における判断基準にトナー消費量を用いたものの、感光体ドラム５の寿命を用いることも可能である。具体的には、感光体ドラム５の寿命が０％の場合は、転写性能が保証できないことから、廃トナー回避モードの動作が必要であると判断することが可能である。
【００５２】
このように、本実施の形態では、廃トナー発生回避モードと通常モードを使い分けることで、カートリッジ６４Ｙが寿命に到達する前にクリーニング容器３０９が満杯となるリスクを低減できる。これにより、トナーを使い切る前にクリーニング性能の低下による画像不良が発生し、カートリッジが使用できなくなる問題を回避することができる。
【００５３】
［廃トナー発生回避制御］
次に、廃トナー発生回避モードにおけるプリンタ１００の制御について説明する。本実施の形態では、廃トナー発生回避モードで動作する場合は、キャリブレーション制御部４５０のリトライ判断部４５０２によるリトライ判断を無効にする。すなわち、エンジン制御部４２は、通常モードにおいて、キャリブレーション動作によって中間転写体１２に形成されたパターンがパターン検知部４５００によって検知できない場合に、キャリブレーション動作を再度実行する。また、エンジン制御部４２は、廃トナー発生回避モードにおいて、キャリブレーション動作によって中間転写体１２に形成されたパターンがパターン検知部４５００によって検知できなくても、キャリブレーション動作を再度実行しない。
【００５４】
これにより、感光体ドラム５の表面に残留する虞のあるキャリブレーション用のパターンの形成を抑制し、未然にクリーニング容器３０９に回収される廃トナー量を削減することができる。なお、リトライを実施しないことによりトナー像の濃度又は色ずれの適切な補正が行えない可能性があるが、本実施の形態では、トナー溢れによる画像不良やプリンタ１００の機内汚れを回避することを優先する。
【００５５】
また、廃トナー発生回避モードの動作としては、キャリブレーションの実行頻度を低減する方法も適用することが可能であり、廃トナーの発生を削減することができる。例えば、本実施の形態ではシートＰに１０００ページ画像形成する毎にキャリブレーションを実行している。これを、廃トナー発生回避モード動作中は、２０００ページ毎に変更することで、キャリブレーション用のパターンが形成される頻度を低減させることができる。
【００５６】
更に、プリンタ１００は生産性を向上させるためにカセット１におけるシートＰの有無が確定する前に画像形成動作を開始する場合がある。しかし、シートＰが無い場合は、感光体ドラム５に形成されたトナー像がシートＰに転写されずに、感光体ドラム５の表面に残留するトナーが増加する。従って、図８に示すように、カセット１内のシートＰの有無状態を検知するシート有無検知部４５１を備えた構成において、シート有無センサ２を用いてシートＰが有ることを検知した後で、画像形成動作を開始する方法を適用することが可能である。すなわち、シート有無検知部４５１がカセット１にシートが支持されていることを検知した後に、現像器８による現像動作が実行される。この方法では、廃トナー発生回避モードにおいて、生産性よりもトナー溢れによる画像不良やプリンタ１００の機内汚れを回避することを優先する。
【００５７】
次に、図９に示すように、画像形成条件を変更する画像形成条件制御部４５２を備えた構成において、廃トナー回収量が少なくなるような画像形成条件に変更する方法も適用することが可能である。具体的には、現像バイアスを制御して現像されるトナー量を減らしたり、一次転写ローラ４Ｙ〜４Ｋでの転写バイアスを制御して感光体ドラム５の表面に残留するトナー量を減らしたりすることなどが可能であり、廃トナーの発生を削減することができる。すなわち、エンジン制御部４２は、通常モードよりも感光体ドラム５に残留するトナー量が少なくなるように、廃トナー発生回避モードにおける現像バイアス又は転写バイアスを制御する。
【００５８】
最後に、図１０に示すように、感光体ドラム５の表面に静電潜像を形成しないように画像信号をマスクする画像信号制御部４５３と、シートＰのシート搬送方向における長さを検知するシート長検知部４５４と、を備えた構成でもよい。この場合、シート給送装置６２から給送されたシートＰのシート搬送方向における長さに応じて、感光体ドラム５に静電潜像を形成するためのスキャナ部１１への画像信号をマスクする。なお、シート長検知部４５４は、トップセンサ３の検知結果によって、搬送されるシートＰの長さを判断する。
【００５９】
具体的には、カセット１にシートＰをセットした後、１枚目に検知したシート搬送方向におけるシートの長さに応じて、後続するシートＰに形成する画像信号をマスクする。すなわち、シートの長さに応じて感光体ドラム５に形成可能な静電潜像の範囲を設定する。これにより、仮にシート搬送方向における長さが短いシートが搬送されても、シート外への画像形成を防ぎ、感光体ドラム５を介して回収される転写残留トナーの発生を抑えることができる。なお、上述の廃トナー発生回避モードにおけるプリンタ１００の制御は、それぞれ単独でも適用可能だが、複数を自由に組み合わせても良い。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トナー消費量と廃トナー回収量に基づいてクリーニング容器３０９が満杯となるリスクを早期に判断し、リスクが高い場合は廃トナー発生回避モードを実行する。これにより、クリーニング容器３０９の大型化及び満杯検知手段を新規に設けることなく、カートリッジの短命化を抑えつつ、トナー溢れの発生を低減することができる。
【００６１】
＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して廃トナー回収量の検知方法を変更して構成したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。
【００６２】
［廃トナー回収量検知］
本実施の形態において廃トナー回収量検知部４２５が実行する廃トナー回収量検知方法について説明する。本実施の形態では、クリーニング動作中における感光体ドラム５の走行距離、すなわち回収動作中の感光体ドラム５の回転量に基づき、クリーニング容器３０９に収容されている廃トナー回収量を検知する。具体的には、以下の式（２）により１回のクリーニング動作で回収される廃トナー量ΔＷを算出し、廃トナー回収量Ｗを検知する。
ΔＷ＝Ｌ×Ａ  ・・・式（２）
【００６３】
ここで、Ｌはクリーニング動作中の感光体ドラム５の走行距離であり、単位はメートルである。また、Ａは、感光体ドラム５の走行距離に対する廃トナー回収量係数であり、単位は廃トナー回収量カウント／メートルである。廃トナー回収量係数Ａは、感光体ドラム５の走行距離に応じて発生する廃トナー回収量を実測した結果に基づき、予め設定される。すなわち、廃トナー回収量Ｗは、感光体ドラム５の回転量に応じて求められる。
【００６４】
本実施の形態では、Ａ＝０．３で算出する。例えば、クリーニング動作により感光体ドラム５が３メートルの距離を駆動した場合、ΔＷ＝３×０．３＝０．９となる。これにより、感光体ドラム５が回転駆動する時にクリーニングブレード３０８で回収される廃トナー回収量を算出することができる。そして、クリーニング容器３０９が満杯となるリスクを早期に判断し、廃トナー発生回避モードで動作する必要があるか否かを判断することが可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム５と現像ローラ９が常に当接した状態で説明した。しかしながら、感光体ドラム５と現像ローラ９が当接及び離間できる機構を有したプリンタでは、感光体ドラム５の走行距離に対する廃トナー回収量係数Ａを当接状態と離間状態でそれぞれ設定することも可能である。例えば、感光体ドラム５と現像ローラ９が離間している状態では、トナー容器３０１に収容されたトナーＤが感光体ドラム５上に現像されないため、廃トナー回収量係数Ａ＝０と設定する。
【００６６】
また、感光体ドラム５と各一次転写ローラが当接及び離間できる機構を有したプリンタでは、感光体ドラム５と各一次転写ローラの離間状態は当接状態に比べて感光体ドラム５上に残留する廃トナー回収量が増える。このため、廃トナー回収量係数Ａの値を大きく設定することも可能である。
【００６７】
また同様に、感光体ドラム５が回転駆動している間に各一次転写ローラに印加する一次転写バイアスを切り換える機能を有したプリンタでは、以下のようになる。すなわち、各一次転写ローラに印加する一次転写バイアスが低い場合は高い場合に比べて感光体ドラム５上に残留するトナー量が増え、廃トナー回収量が増えるため、廃トナー回収量係数Ａの値を大きく設定することも可能である。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光体ドラム５の走行距離に応じて廃トナー回収量を検知することにより、廃トナー発生回避モードで動作するか否かを判断することが可能となる。これにより、クリーニング容器３０９が満杯となるリスクを判断し、早期に廃トナーの発生を抑制することにより、クリーニング容器３０９からのトナー溢れを回避することができる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
次いで、本発明の第３の実施の形態について説明するが、第３の実施の形態は、第１の実施の形態に対して廃トナー回収量の検知方法を変更して構成したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。
【００７０】
［廃トナー回収量検知］
本実施の形態において廃トナー回収量検知部４２５が実行する廃トナー回収量検知方法について説明する。本実施の形態では、クリーニング動作中に感光体ドラム５上に静電潜像を形成する際の画像信号に基づき、クリーニング容器３０９に収容されている廃トナー回収量を検知する。
【００７１】
具体的には、以下の式（３）により１回のクリーニング動作で回収される廃トナー量ΔＷを算出し、廃トナー回収量Ｗを検知する。
ΔＷ＝Ｐ×Ｂ  ・・・式（３）
【００７２】
ここで、Ｐは感光体ドラム５の表面を露光するために画素信号がＯＮである回数を基に算出されるレターサイズ換算の平均印字率であり、単位は％である。またＢは、平均印字率に対する廃トナー回収量係数であり、単位は廃トナー回収量カウント／％である。廃トナー回収量係数Ｂは、感光体ドラム５上に静電潜像を形成する際の画像信号の印字率に応じて発生する廃トナー回収量を実測した結果に基づき、予め設定される。すなわち、廃トナー回収量Ｗは、感光体ドラム５に形成される静電潜像の画素数に応じて求められる。
【００７３】
本実施の形態では、Ｂ＝０．２５で算出する。例えば、クリーニング動作で感光体ドラム５上にレターサイズ換算で２０％の静電潜像を形成した場合、ΔＷ＝２０×０．２５＝５．０となる。これにより、クリーニング動作中に感光体ドラム５上に形成した静電潜像に応じて発生する廃トナー回収量を算出することができる。そして、クリーニング容器３０９が満杯となるリスクを早期に判断し、廃トナー発生回避モードで動作する必要があるか否かを判断することが可能となる。
【００７４】
なお、クリーニング動作中に感光体ドラム５上に静電潜像を形成する際の画像信号パターンを切り換える機能を有したプリンタ１００では、画像信号パターン毎に廃トナー回収量係数Ｂをそれぞれ設定することも可能である。例えば、印字率が高い画像信号パターンの場合は印字率が低い場合に比べて感光体ドラム５上に残留するトナー量が増えることにより廃トナー回収量が増えるため、廃トナー回収量係数Ｂの値を大きく設定することが可能となる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、クリーニング動作中に感光体ドラム５上に静電潜像を形成する際の画像信号に応じて廃トナー回収量を検知することにより、廃トナー発生回避モードで動作するか否かを判断することが可能となる。これにより、クリーニング容器３０９が満杯となるリスクを判断し、早期に廃トナーの発生を抑制することにより、クリーニング容器３０９からのトナー溢れを回避することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１：シート支持部（カセット）／４Ｙ：転写部（一次転写ローラ）／５：像担持体（感光体ドラム）／８：現像部（現像器）／４２：制御部（エンジン制御部）／６４Ｙ：ユニット（カートリッジ）／３０８：回収部（クリーニングブレード）／３０９：トナー収容部（クリーニング容器）／４５１：シート有無検知部／４５００：パターン検知部
【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】
2019144344.tif 000009
【図８】
2019144344.tif 000010
【図９】
2019144344.tif 000011
【図１０】
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