(57)【要約】【課題】現像装置内部のトナーを効率的に排出可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に各色のトナーを画像形成領域へ供給するとともに、非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、現像部から非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像部から非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、を備える。【選択図】図３
2019158951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、
各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に前記各色のトナーを前記画像形成領域へ供給するとともに、前記非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、
前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、前記画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、前記印字率が高い色のトナーより優先して前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、
を備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、各色のトナーの前記印字率に基づいて前記現像部から前記非画像形成領域へ排出される各色のトナーの非画像形成領域排出量の割合を算出し、当該算出した非画像形成領域排出量の割合に基づいて割り振った前記許容排出量のトナーを、前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、さらに、前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される色毎のトナーの排出量を示す許容個別排出量に基づいて、トナーを前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記非画像形成領域へ排出されることが予定されるトナーの予定排出量に基づいて、前記各色のトナーの非画像形成領域排出量の割合を算出する算出部を備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記予定排出量は、前回の非画像形成領域に対するトナーの排出時に前記非画像形成領域へ排出されずに繰り越された各色のトナーの繰り越し量を含む、
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記予定排出量は、今回の非画像形成領域に対するトナーの排出時に前記非画像形成領域へ排出されることが必要とされる各色のトナーの必要排出量を含む、
請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記画像形成領域へ供給される各色の少なくとも一つの色のトナーの画像形成領域消費量が予め定められた数量を超えた場合、当該数量を超えた色のトナーの予定排出量から前記超えた分の数量を減算する、
請求項４から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記算出部は、前記画像形成領域へ供給されるいずれか色のトナーの画像形成領域消費量が予め定められた上限値を超えた場合、当該上限値を超えた色を除く他の色のトナーにおける前記非画像形成領域排出量の割合を算出する、
請求項４から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、画像形成動作が中断した場合、前記予定排出量から前記非画像形成領域排出量を減算した数量を示す蓄積量のトナーを排出させる制御を行う、
請求項４から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記予定排出量から前記非画像形成領域排出量を減算した数量を示す蓄積量が予め定められた数量を超えた場合、当該蓄積量のトナーを排出させる制御を行う、
請求項４から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記予め定められた数量は、前記排出されたトナーを回収するユニットにおけるトナーの回収能力に基づいて、設定される、
請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記必要排出量は、前記非画像形成領域排出の度に、前記非画像形成領域へ固定的に排出されるトナーの固定排出量から前記画像形成領域へ供給されるトナーの画像形成領域消費量を減算した数量である、
請求項６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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置において、低カバレッジ（低印字率）の画像形成を連続的に行う場合、現像装置内部のトナーは、消費されず、循環されることにより機械的なストレスを受けて、劣化する。これを防ぐために、感光体の非画像形成領域（１枚の用紙に転写するトナー像が形成される画像形成領域の相互の間の領域であり、一般には「紙間」と称される）に定期的にリフレッシュパッチ（ＲＦＰ）を形成することで、現像装置内部のトナーを効率的に排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
図１Ａは、従来の画像形成装置における紙間に形成される各色のＲＦＰを示す図である。図１Ａに、異なるハッチングを施したＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のＲＦＰを示す。図１Ａに示す画像形成装置において、白ベタを通紙した場合における紙間にＲＦＰとして排出される各色のトナーの紙間排出量は、カバレッジで表した場合に５％である。また、４色合計のトナーの紙間排出量は、２０％（＝５％×４）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、画像形成装置のプリント速度は、年々上がっている。プリント速度を上げるためには、現像装置や感光体ユニット等を高速化させる必要があるとともに、紙間も短くする必要がある。
【０００７】
図１Ｂは、高速化された画像形成装置における紙間に形成される各色のＲＦＰを示す図である。図１Ｂに示す画像形成装置において、白ベタを通紙した場合における紙間にＲＦＰとして排出される各色のトナーの紙間排出量は、カバレッジで表した場合に２．２５％である。また、４色合計のトナーの紙間排出量は、９％（＝２．２５％×４）である。
【０００８】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、画像形成装置の高速化によって、紙間を短くすると、ＲＦＰを形成する領域が狭くなる。このため、例えば、図１Ａに示す各色のトナーの紙間排出量５％から図１Ｂに示す各色のトナーの紙間排出量２．２５％に下がる。これにより、トナーを効率的に排出することが従来の画像形成装置では可能であったが、高速化された画像形成装置ではできない場合があるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、現像装置内部のトナーを効率的に排出可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、
各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に前記各色のトナーを前記画像形成領域へ供給するとともに、前記非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、
前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、前記画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、前記印字率が高い色のトナーより優先して前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像装置内部のトナーを効率的に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】従来の画像形成装置における紙間に形成される各色のＲＦＰを示す図
【図１Ｂ】高速化された画像形成装置における紙間に形成される各色のＲＦＰを示す図
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図
【図４】紙間へＲＦＰとして排出される各色のトナー、および、トナーの紙間排出量等の一例を示す図
【図５】紙間へＲＦＰとして排出される各色のトナー、および、トナーの紙間排出量等の他の例を示す図
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーの排出処理を示すフローチャート
【図７】所定のカバレッジで所定枚を通紙した時の各色のトナーの帯電量に対する評価を示す図
【図８】プリント数に応じて推移するイエローのトナーの平均帯電量を抜粋して示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。図２、３に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓ（記録媒体）に二次転写することにより、画像を形成する。
【００１４】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１５】
図３に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。
【００１６】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１７】
制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１８】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto  Document  Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００１９】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【００２０】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００２１】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２２】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２３】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２４】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示す。図２では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２５】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２（本発明の「現像部」に対応）、感光体ドラム４１３（本発明の「像担持体」に対応）、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２６】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００２７】
制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。
【００２８】
帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００２９】
帯電装置４１４として、コロナ放電によって感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させるコロナ放電器が利用されている。帯電装置４１４は、帯電ワイヤーおよびシールド電極を有している。帯電ワイヤーは感光体ドラム４１３の幅方向（長手方向）に沿って配置されている。帯電ワイヤーに高電圧を供給することによって、帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを囲むシールド電極との間でコロナ放電を生じさせて、シールド電極に対向して配置されている感光体ドラム４１３の表面を均一に帯電させる。
【００３０】
現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面における画像形成領域に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。また、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面における非画像形成領域にＲＦＰを形成する。なお、ＲＦＰを、リフレッシュパッチまたは紙間パッチと称する場合がある。ここで「画像形成領域」とは、感光体ドラム４１３から転写材（例えば、中間転写ベルト４２１）に転写される画像の形成に用いられる領域である。また、「非画像形成領域」とは、画像形成領域の相互の間の領域であり、「紙間」とも称される。
【００３１】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００３２】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３３】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００３４】
中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。
【００３５】
中間転写ベルト４２１は、具体的には、基材層および表面層からなる積層構造を有している。基材層は、導電材等を分散させた合成樹脂からなる。基材層は、単層構成であっても２層以上の複数層構造であってもよい。
【００３６】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００３７】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。二次転写ローラー４２４を含む複数の支持ローラーには、二次転写ベルトがループ状に張架されている。
【００３８】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００３９】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００４０】
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。
【００４１】
定着部６０は、定着ベルト６１、加熱ローラー６２、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される上加圧ローラー６３、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される下加圧ローラー６５、及び加熱源６０Ｃ等を備える。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する加熱源６０Ｃを内蔵している。上加圧ローラー６３に下加圧ローラー６５が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【００４２】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。
【００４３】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。
【００４４】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００４５】
ところで、画像形成装置１においては、現像装置４１２から感光体ドラム４１３の紙間（非画像形成領域）にＲＦＰとしてトナーを排出する。これにより、低カバレッジ（低印字率）の画像形成を連続的に行う場合においても、現像装置４１２内部のトナーを排出することができるため、現像装置４１２内部のトナーが循環による機械的なストレスを受けることが防止される。
【００４６】
近年、画像形成装置１の高速化を図るための対策の一つとして、紙間を短くすることが行われている。しかしながら、紙間を短くすることにより、紙間にＲＦＰとして排出されるトナーの排出量が減少するため、現像装置４１２内部のトナーを効率的に排出することが困難になっている。
【００４７】
本実施の形態においては、制御部１００は、現像装置４１２から感光体ドラム４１３の紙間へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Ｖｔ（図４参照）の範囲内で、画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像装置４１２から紙間へ排出させる制御を行う。ここで、「画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像装置４１２から紙間へ排出させる」とは、必ずしも、紙間に排出される印字率の低い色のトナーの紙間排出量Ｖｆ（本発明の「非画像形成領域排出量」に対応、図４参照）が印字率の高い色のトナーの紙間排出量Ｖｆよりも多いことを意味しない。
【００４８】
前回の紙間排出時に紙間に排出されずに繰り越されたトナーの繰り越し量Ｖｃ（図４参照）においては、印字率の高い色のトナーの繰り越し量Ｖｃが印字率の低い色のトナーの繰り越し量Ｖｃより多い場合、印字率の高い色のトナーの紙間排出量Ｖｆが印字率の低い色のトナーの紙間排出量Ｖｆより多い場合がある。
【００４９】
なお、今回の紙間排出における紙間に排出されることが必要とされるトナーの必要排出量Ｖｂ（図４参照）においては、印字率の低い色のトナーの必要排出量Ｖｂは、印字率の高い色のトナーの必要排出量Ｖｂよりも多い。必要排出量Ｖｂは、予め定められた固定排出量から紙上消費量Ｖａ（本発明の「画像形成領域消費量」に対応、図４参照）を減算した数量である。紙上消費量Ｖａは、紙上に供給されるトナーの数量であって、印字率に対応する数量である。したがって、印字率の低い色のトナーの紙上消費量Ｖａは、印字率の高いトナーの紙上消費量Ｖａより少ない。少ない分だけ、印字率の低い色のトナーの必要排出量Ｖｂは、印字率の高いトナーの必要排出量Ｖｂより多くなる。つまり、必要排出量Ｖｂにおいて、印字率の低い色のトナーが印字率の高いトナーより優先して多くなる。「優先して」とは、以上のような意味である。
【００５０】
具体的には、制御部１００は、各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Ｖｔ、および、現像装置４１２から感光体ドラム４１３の紙間へ排出される各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合に基づいて、現像装置４１２から感光体ドラム４１３の紙間へトナーをＲＦＰとして排出させる制御を行う。
【００５１】
制御部１００は、紙間に排出されることが予定されるトナーの予定排出量Ｖｄ（図４参照）に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する算出部としての機能を有している。以下、算出部を制御部１００に読み替えて説明する。
【００５２】
次に、トナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する場合の具体例について図４を参照して説明する。図４は、紙間へＲＦＰとして排出されるトナー、および、トナーの紙間排出量Ｖｆ等の一例を示す図である。図４に、紙間へＲＰＦとして排出されるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（ブラック）のトナーを示す。また、図４に、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆ、繰り越し量Ｖｃ、固定排出量、必要排出量Ｖｂ、紙上消費量Ｖａ、予定排出量Ｖｄ、および、許容排出量Ｖｔ、許容個別排出量Ｖｉを、それぞれカバレッジ（％）で表す。
【００５３】
本実施の形態において、繰り越し量Ｖｃとは、前回の紙間排出時に紙間へ排出されずに繰り越された各色のトナーの量をいう。また、固定排出量とは、紙間排出時の度に紙間へ固定的に排出されることが計画されるトナーの量をいう。ここでは、固定排出量は、例えば５％である。また、紙上消費量Ｖａとは、今回の紙間排出時の前に画像形成領域へ供給された各色のトナーの量をいう。
【００５４】
また、必要排出量Ｖｂとは、今回の紙間排出時に紙間へ排出されることが必要とされる各色のトナーの量をいう。具体的には、制御部１００は、固定排出量（５％）から紙上消費量Ｖａを減算して必要排出量Ｖｂを算出する。紙上消費量Ｖａを考慮して必要排出量Ｖｂを算出する理由は、紙上消費量Ｖａがない場合に比較して、紙上消費量Ｖａがある分だけ、トナーをより多く排出することができるため、必要排出量Ｖｂから紙上消費量Ｖａを減算しても、トナーの排出効率を低下させることにならないためである。また、制御部１００は、繰り越し量Ｖｃおよび必要排出量Ｖｂに基づいて予定排出量Ｖｄを算出する。本実施の形態では、予定排出量Ｖｄは、繰り越し量Ｖｃと必要排出量Ｖｂとを合算した数量である。また、許容排出量Ｖｔは、例えば９％である。また、許容個別排出量Ｖｉは、現像装置４１２から紙間へ排出されることが許容される色毎のトナーの排出量であり、ここでは、５％である。したがって、制御部１００は、紙間排出量Ｖｆを許容個別排出量Ｖｉ（＝５％）以下に制限する。
【００５５】
次に、図４に示す今回（１回目）のトナーの紙間排出について説明する。各色のトナーの繰り越し量Ｖｃは、それぞれ０％である。各色のトナーの紙上消費量Ｖａは、０％である。固定排出量（５％）から紙上消費量Ｖａ（＝０％）を減算した各色のトナーの必要排出量Ｖｂは、５％（＝５％−０％）である。
【００５６】
制御部１００は、各色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）以下の場合、繰り越し量Ｖｃ（＝０％）と必要排出量Ｖｂ（＝５％）とを加算して、各色のトナーの予定排出量Ｖｄ（＝５％）を求める。制御部１００は、ＹＭＣＫのトナーの予定排出量Ｖｄ（５％、５％、５％、５％）に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合は、（５：５：５：５）である。制御部１００は、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合および許容排出量Ｖｔ（＝９％）に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。各色のトナーの紙間排出量Ｖｆは、それぞれ２．２５％（＝９％＊（５／２０））である。
【００５７】
次に、図４に示す今回（２回目）のトナーの紙間排出について説明する。各色のトナーの繰り越し量Ｖｃは、２．７５％（＝５％−２．２５％）である。Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナーの紙上消費量Ｖａは、０％、０％、３％、５％であって、いずれも５％以下である。ＹＭＣＫのトナーの必要排出量Ｖｂは、５％（＝５％−０％）、５％（＝５％−０％）、２％（＝５％−３％）、０％（＝５％−５％）である。
【００５８】
制御部１００は、各色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）以下の場合、繰り越し量Ｖｃと必要排出量Ｖｂとを加算して、各色のトナーの予定排出量Ｖｄを求める。上記の計算結果によれば、ＹＭＣＫのトナーの予定排出量Ｖｄは、７．７５％(＝２．７５％＋５％)、７．７５％(＝２．７５％＋５％)、４．７５％（＝２．７５％＋２％）、２．７５％（＝２．７５％＋０％）である。制御部１００は、ＹＭＣＫのトナーの予定排出量Ｖｄ（７．７５％、７．７５％、４．７５％、２．７５％）に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合は、（７．７５：７．７５：４．７５：２．７５）である。制御部１００は、紙間排出量Ｖｆの割合および許容排出量Ｖｔ（＝９％）に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。ＹＭＣＫの紙間排出量Ｖｆは、３．０３％（≒９％＊（７．７５／２３））、３．０３％（≒９％＊（７．７５％／２３））、１．８６％（≒９％＊（４．７５％／２３））、１．０８％（≒９％＊（２．７５％／２３））である。
【００５９】
次に、図４に示す今回（３回目）のトナーの紙間排出について説明する。ＹＭＣＫのトナーの繰り越し量Ｖｃは、４．７２％（＝７．７５％−３．０３％）、４．７２％（＝７．７５％−３．０３％）、２．８９％（＝４．７５％−１．８６％）、１．６７％（＝２．７５％−１．０８％）である。ＹＭＣＫのトナーの紙上消費量Ｖａは、８％、２％、２％、２％である。なお、紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）を超える場合、５％を超える分の数量を余剰紙上消費量Ｖｅという。ここでは、余剰紙上消費量Ｖｅは３％（＝８％−５％）である。ＹＭＣＫのトナーの必要排出量Ｖｂは、０％（＝５％−５％）、３％（＝５％−２％）、３％（＝５％−２％）、３％（＝５％−２％）である。
【００６０】
制御部１００は、各色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）以下の場合、繰り越し量Ｖｃと必要排出量Ｖｂとを加算して、各色のトナーの予定排出量Ｖｄを求める。制御部１００は、各色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）を超える場合（余剰紙上消費量Ｖｅがある場合）、各色のトナーの予定排出量Ｖｄから余剰紙上消費量Ｖｅを減算する。予定排出量Ｖｄから余剰紙上消費量Ｖｅを減算する理由は、余剰紙上消費量Ｖｅの分だけ、より多くのトナーが排出されるため、予定排出量Ｖｄから余剰紙上消費量Ｖｅを減算しても、トナーの排出に支障を来さないためである。
【００６１】
上記の計算結果によれば、ＹＭＣＫのトナーの予定排出量Ｖｄは、１．７２％(＝４．７２＋０％−３％)、７．７２％（＝４．７２％＋３％）、５．８９％（＝２．８９％＋３％）、４．６７％（＝１．６７％＋３％）である。制御部１００は、各色のトナーの予定排出量Ｖｄ（１．７２％、７．７２％、５．８９％、４．６７％）に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合は、（１．７２：７．７２：５．８９：４．６７）である。制御部１００は、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合および許容排出量Ｖｔ（＝９％）に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。ＹＭＣＫの紙間排出量Ｖｆは、０．７７％（≒９％＊（１．７２／２０））、３．４７％（≒９％＊（７．７２／２０））、２．６５％（≒９％＊（５．８９／２０））、２．１０％（≒９％＊（４．６７／２０））である。
【００６２】
次に、トナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する場合の他の具体例について図５を参照して説明する。図５は、紙間へＲＦＰとして排出されるトナー、および、トナーの紙間排出量Ｖｆ等の他の例を示す図である。図４に示す具体例において、制御部１００は、紙間に排出されことが予定されるトナーの予定排出量Ｖｄに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。
【００６３】
これに対して、図５に示す具体例では、制御部１００は、予定排出量Ｖｄに基づいて、さらに、いずれか色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた上限値（例えば５％）以上の場合、上限値以上の色を除く他の色のトナーにおける紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。上限値以上の色のトナーの紙間排出を行わない理由は、ある色のトナーが紙上消費量Ｖａとして大量に消費される上に、同じ色のトナーが紙間排出量Ｖｆとして排出される場合、ユーザーが設定しているプリントの印字率と実際のトナーの消費量とが乖離してしまう。これにより、ユーザーに対して、トナーを過度に消費するプリンターであるとの印象を与えてしまうおそれがある。このような事態を回避するためである。
【００６４】
次に、図５に示す今回（２回目）のトナーの紙間排出について説明する。Ｙ（イエロー、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナーの予定排出量Ｖｄは、７．７５％、７．７５％、７．７５％、２．７５％である。制御部１００は、前回のＫのトナーの紙上消費量Ｖａが５％の場合、Ｋを除く他の色であるＹＭＣのトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。算出結果によれば、ＹＭＣＫのトナーの紙間排出量Ｖｆの割合は、（７．７５：７．７５：７．７５：０）となる。制御部１００は、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合および許容排出量Ｖｔ（＝９％）に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。ＹＭＣＫのトナーの紙間排出量Ｖｆは、それぞれ３％（＝９％＊（７．７５／２３．２５））、３％、３％、０％となる。
【００６５】
次に、図５に示す今回（３回目）のトナーの紙間排出について説明する。ＹＭＣＫのトナーの予定排出量Ｖｄは、９．７５％、９．７５％、４．７５％、４．７５％である。制御部１００は、前回のＣのトナーの紙上消費量Ｖａが５％の場合、Ｃを除く他の色であるＹ、Ｍ、Ｋのトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。算出結果によれば、ＹＭＣＫのトナーの紙間排出量Ｖｆの割合は、９．７５：９．７５：０：４．７５）となる。制御部１００は、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合および許容排出量Ｖｔ（＝９％）に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。ＹＭＣＫのトナーの紙間排出量Ｖｆは、３．６２％（≒９％＊（９．７５／２４．２５））、３．６２％、０％（≒９％＊（０／２４．２５））、１．７６％（≒９％＊（４．７５／２４．２５））となる。
【００６６】
制御部１００は、プリント動作が中断した場合、予定排出量Ｖｄから紙間排出量Ｖｆを減算した蓄積量Ｖｇを排出させる制御を行う。ここで、プリント動作の中断とは、例えば、ジョブ終了の場合、画像形成装置１が画像濃度を調整するために紙上に出力したパッチ画像の濃度を検知する画像安定化制御を行う場合、画像形成装置１の下流側に接続される後処理機が中断した場合をいう。プリント動作の中断時における蓄積量Ｖｇの排出は、蓄積量Ｖｇを排出するためにプリント動作を強制的に中断させる場合に比べて、印字速度の低下の印象をユーザーに与えることがないためである。
【００６７】
また、制御部１００は、蓄積量Ｖｇが予め定められた数量を超えた場合、蓄積量Ｖｇのトナーを強制的に排出させる制御を行う。これにより、現像装置４１２内のトナーの劣化を防止することができる。なお、予め定められた数量は、紙間に排出されたトナーを回収するユニット（ここでは、ベルトクリーニング装置４２６）における転写残トナーの回収能力（クリーニング能力）に基づいて定められる。なお、回収能力は、ユニットの寿命、耐用時間、累積トナー回収時間、累積トナー回収量、累積駆動時間等に基づいて定められる。
【００６８】
次に、図６を参照してトナーの紙間排出処理について説明する。図６は、トナーの紙間排出処理を示すフローチャートである。本フローは、印刷ジョブ毎に実行される。
【００６９】
ステップＳ１００において、制御部１００は、プリント開始時に出力チャートを解析して、各色のトナーの紙上消費量Ｖａを算出する。
【００７０】
ステップＳ１１０において、制御部１００は、紙上消費量Ｖａが予め定められた数量以下の場合、予め定められた固定排出量から紙上消費量Ｖａを減算することにより、各色のトナーの必要排出量Ｖｂを算出する。なお、制御部１００は、紙上消費量Ｖａが予め定められた数量を超えている場合、予め定められた固定排出量から予め定められた数量を減算することにより、各色のトナーの必要排出量Ｖｂを算出する。
【００７１】
ステップＳ１２０において、制御部１００は、前回のプリントで排出できなかった各色のトナーの繰り越し量Ｖｃを算出する。
【００７２】
ステップＳ１３０において、制御部１００は、各色のトナーの必要排出量Ｖｂおよび繰り越し量Ｖｃを加算することにより、各色のトナーの予定排出量Ｖｄを算出する。
【００７３】
ステップＳ１４０において、制御部１００は、紙上消費量Ｖａが予め定められた数量（５％）を超えているかどうかについて判断する。紙上消費量Ｖａが予め定められた数量を超えている場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１５０に移行する。紙上消費量Ｖａが予め定められた数量を超えていない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理はステップＳ１６０に移行する。
【００７４】
ステップＳ１５０において、制御部１００は、予定排出量Ｖｄから余剰紙上消費量Ｖｅ（＝Ｖａ−５％）を減算する。
【００７５】
ステップＳ１６０において、制御部１００は、各色のトナーの予定排出量Ｖｄに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。さらに、制御部１００は、紙間排出量Ｖｆの割合に基づいて、紙間排出量Ｖｆを算出する。
【００７６】
ステップＳ１７０において、制御部１００は、予定排出量Ｖｄから紙間排出量Ｖｆを減算した蓄積量Ｖｇを算出する。
【００７７】
ステップＳ１８０において、制御部１００は、プリント動作が中断であるかどうかについて判断する。プリント動作が中断である場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１９０に移行する。プリント動作が中断でない場合（ステップＳ１８０：ＮＯ）、処理はステップＳ２００に移行する。
【００７８】
ステップＳ１９０において、制御部１００は、蓄積量Ｖｇを排出させる制御を行う。
【００７９】
ステップＳ２００において、制御部１００は、蓄積量Ｖｇが予め定められた数量（Ｘ％）を超えているかどうかについて判断する。蓄積量Ｖｇが予め定められた数量を超えている場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２１０に移行する。蓄積量Ｖｇが予め定められた数量を超えていない場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、処理はステッＳ２２０に移行する。
【００８０】
ステップＳ２１０において、制御部１００は、プリントを中断させ、蓄積量Ｖｇを排出させる制御を行う。
【００８１】
ステップＳ２２０において、制御部１００は、蓄積量Ｖｇを次回のプリントに持ち越す。
【００８２】
上記実施の形態における画像形成装置１によれば、制御部１００は、現像装置４１２から紙間へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Ｖｔ、および、現像装置４１２から紙間へ排出される各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合に基づいて、現像装置４１２から紙間へ各色のトナーを排出させる制御を行う。これより、画像形成装置１の高速化に伴い、紙間が短くなった場合であっても、許容排出量Ｖｔの制限下で、紙間排出量Ｖｆの割合に基づいてトナーを消費することができるため、各色のトナーを効率的に排出することが可能となる。その結果、フレッシュな現像剤の状態を維持することができて、品質の安定した画像を供給することが可能となる。
【００８３】
また、制御部１００は、紙間へ排出されことが予定されるトナーの予定排出量Ｖｄに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。これにより、各色のトナーを偏りなく消費することができる。
【００８４】
また、制御部１００は、予定排出量Ｖｄに基づいて、さらに、いずれかの色のトナーの紙上消費量Ｖａが予め定められた上限値（例えば５％）以上の場合、上限値以上の色を除く他の色のトナーにおける紙間排出量Ｖｆの割合を算出する。これにより、ある色のトナーの紙上消費量Ｖａが比較的に大量となる場合に、その色のトナーの紙間排出量Ｖｆを加算しないことで、当該色のトナーが大量に消費されることが防止される。このため、ユーザーに対して、トナーを過度に消費するプリンターであるとの印象を与えることを回避することできる。
【００８５】
次に、実施例について図７および図８を参照して説明する。
図７は、所定のカバレッジで所定枚を通紙した時の各色のトナーの帯電量に対する評価を示す図である。実機として、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製Ｂｉｚｈｕｂ（登録商標）を用いた。なお、実機には、従来機よりも紙間が短いものを用いた。
【００８６】
実施例では、各色のトナーの予定排出量に基づいて、各色のトナーの紙間排出量の割合を算出し、算出した紙間排出量に基づいてトナーを紙間へ排出させる制御を行った。Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のカバレッジを０．５％、１％、１％、１％とした。５００００枚通紙した時の各色のトナーの帯電量を測定した。各色のトナーの帯電量を評価した。
【００８７】
評価の結果、カバレッジが低いＹの帯電量は、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーの帯電量と同様に、実使用可能範囲内であった。これにより、カバレッジが低いＹのトナーの劣化を抑えることができた。
【００８８】
比較例では、各色のトナーの紙間排出量の割合を同一にし、当該紙間排出量に基づいて、トナーを紙間へ排出させる制御を行った。ＹＭＣＫのカバレッジを０．５％、１％、１％、１％とした。５００００枚通紙した時の各色のトナーの帯電量を測定した。各色のトナーの帯電量を評価した。
【００８９】
評価の結果、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーの帯電量は、実使用可能範囲内であったが、カバレッジの低いＹのトナーの帯電量［μＣ／ｇ］は、３０となり、許容範囲から外れたため、使用不可となった。
【００９０】
図８は、上記の実施例および比較例において、プリント数（通紙枚数）に応じて推移するＹ（イエロー）のトナーの平均帯電量を抜粋して示す図である。
【００９１】
実施例において、０枚、１００００枚、２００００枚、３００００枚、４００００枚、５００００枚をプリントした時のＹのトナーの平均帯電量［μＣ／ｇ］は、それぞれ、４３、４１、３９、３８、３７．５、３７であった。カバレッジの低いＹのトナーの平均帯電量の落ち込みは、緩やかであった。これにより、Ｙのトナーの劣化速度を下げることができた。
【００９２】
比較例において、０枚、１００００枚、２００００枚、３００００枚、４００００枚、５００００枚をプリントした時のＹ（イエロー）のトナーの平均帯電量［μＣ／ｇ］は、それぞれ、４２、４０、３６、３５、３３、３０であった。カバレッジの低いＹのトナーの平均帯電量の落ち込みは、顕著であった。これにより、Ｙのトナーの劣化速度を下げることができなかった。
【００９３】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００９４】
Ｖａ  紙上消費量
Ｖｂ  必要排出量
Ｖｃ  繰り越し量
Ｖｄ  予定排出量
Ｖｆ  紙間排出量
Ｖｉ  許容個別排出量
Ｖｔ  許容排出量
１  画像形成装置
１００  制御部
【図１Ａ】
2019158951.tif 000003
【図１Ｂ】
2019158951.tif 000004
【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】
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