(57)【要約】【課題】画像形成装置において、劣化したトナーが現像装置内部に残存することによる画像形成装置内の汚染と、画像の形成不良とをより確実に抑制する。【解決手段】トナーの消費量をカウントすることによって現像部６１に貯蓄したトナーを廃棄する廃棄処理モードに移行させる制御手段を備える複写機であって、中間転写ベルト６５において、転写されたトナーの被覆率を求める被覆率検出装置８１と、被覆率検出装置８１の結果に基づいて上記廃棄処理モードの終了を判定する判定装置８２とによって、劣化したトナーをより確実に廃棄処理する。【選択図】図２
2008299061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容すると共に交換可能なトナー収容部と、前記トナー収納部から供給されるトナーを一時的に内部に貯蓄すると共に貯蓄したトナーを用いてトナー像担持手段にトナー像を現像する現像手段と、前記トナー像が転写される転写ベルトと、トナーの消費量をカウントすることによって前記現像手段内部に貯蓄したトナーを廃棄する廃棄処理モードに移行させる制御手段とを備える画像形成装置であって、
前記転写ベルトにおいて、転写されたトナーの被覆率を求める検出装置と、
前記検出装置の結果に基づいて、前記廃棄処理モードの終了を判定する判定装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定装置は、前記検出装置により求められた前記被覆率と、
該被覆率に対応するトナー搬送特性との関係を示すテーブルに基づいて判定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】
前記検出装置は、検出光を出射する出射装置と、
前記転写ベルトで反射した前記検出光を偏光方向に応じて分離する分離装置と、
前記分離装置で分離された前記検出光をそれぞれ受光する受光装置と、
前記受光装置の受光した結果に基づいて、前記被覆率を算出する算出装置とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出装置は、前記廃棄処理モードにおける前記転写ベルトに転写された画像パターンの進行方向先端部の前記被覆率を検出することを特徴とする請求項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】
前記検出装置は、前記転写ベルトを張架させるローラーに巻回された前記転写ベルトの巻回部における前記被覆率を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一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、複写機、プリンタ、またはファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いて記録用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成装置では、周知のように、交換可能なトナーコンテナ（トナー供給部）から現像装置に供給されるトナーを用いて、感光体ドラム（トナー像担持手段）にトナー像を形成し、当該トナー像を記録媒体に転写することによって画像形成を行っている。
【０００３】
このような画像形成装置において、トナーコンテナから現像装置に供給されたトナーは、現像装置の内部にて一時的に貯蓄されており、必要量が順次感光体ドラムに供給される。
【０００４】
ところで、画像形成装置では、例えば、特許文献１に示すように、記録媒体上における画像の形成不良を抑制するために、現像装置におけるトナーの貯蓄量が常に満杯近傍となるように制御する場合がある。
【特許文献１】特開２００６−２４３０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トナーは、現像装置にて貯蓄されている際に攪拌され、攪拌とともに徐々に劣化する。劣化したトナーは、新しいトナー（トナーコンテナから供給されるトナー）と比較して帯電しにくくなり、新しいトナーが供給された場合に、劣化したトナーの帯電量と新しいトナーの帯電量とに差が生じ、帯電不良が起こりやすくなる。
【０００６】
このような帯電量の差による帯電不良が生じると、劣化したトナーが感光体ドラム上の静電潜像以外の領域に付着する、いわゆるカブリが生じたり、感光体ドラム上の静電潜像への付着しやすさが帯電量の差により異なることで、筋状のムラが生じる等の画像の形成不良の問題が生じる。
また、劣化したトナーが多く残っている状態で、新しいトナーを補給すると、トナー同士で帯電してしまい、新しいトナーと、劣化したトナーとが凝集し、トナーコンテナ交換時に、画像形成装置内にこぼれ落ちる、いわゆるトナーこぼれが生じ、画像形成装置内を汚染してしまう問題がある。
【０００７】
特に、現像装置におけるトナーの貯蓄量を常に満杯近傍とする場合には、一部のトナーが現像装置内部に長期間残存しやすくなり、そのトナーが劣化し、より帯電不良が生じやすくなる。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、画像形成装置において、劣化したトナーが現像装置内部に残存することによる画像形成装置内の汚染と、画像の形成不良とをより確実に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、トナーを収容すると共に交換可能なトナー収容部と、上記トナー収納部から供給されるトナーを一時的に内部に貯蓄すると共に貯蓄したトナーを用いてトナー像担持手段にトナー像を現像する現像手段と、上記トナー像が転写される転写ベルトと、トナーの消費量をカウントすることによって上記現像手段内部に貯蓄したトナーを廃棄する廃棄処理モードに移行させる制御手段とを備える画像形成装置であって、上記転写ベルトにおいて、転写されたトナーの被覆率を求める検出装置と、上記検出装置の結果に基づいて、上記廃棄処理モードの終了を判定する判定装置とを備えるという構成を採用する。
本発明では、転写ベルトに転写されたトナーの被覆率の結果に基づいて廃棄処理モードの終了が判定される。すなわち、本発明では、該被覆率の結果により、該廃棄処理中における現像手段内部に貯蓄されている残存トナーの量を間接的に測定することができ、より確実に劣化したトナーを廃棄処理させることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記判定装置は、上記検出装置により求められた上記被覆率と、該被覆率に対応するトナー搬送特性との関係を示すテーブルに基づいて判定するという構成を採用する。
本発明では、廃棄処理中の被覆率に対応するトナー搬送特性（例えば、トナーこぼれ等が生じるか否か）との関係を示すテーブルに基づいて、廃棄処理モードの終了が判定される。したがって、本発明では、該テーブルにより、上記トナー搬送特性に応じた廃棄処理をさせることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記検出装置は、検出光を出射する出射装置と、上記転写ベルトで反射した上記検出光を偏光方向に応じて分離する分離装置と、上記分離装置で分離された上記検出光をそれぞれ受光する受光装置と、上記受光装置の受光した結果に基づいて、上記被覆率を算出する算出装置とを有するという構成を採用する。
本発明では、検出光をトナーが転写された転写ベルトへ出射し、該転写ベルトで反射した検出光を受光することによって得られた測定結果に基づいて、被覆率が算出される。したがって、本発明では、光学的測定による精度の良い正確な被覆率を算出させることができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記検出装置は、上記廃棄処理モードにおける上記転写ベルトに転写された画像パターンの進行方向先端部の上記被覆率を検出するという構成を採用する。
本発明では、廃棄処理モードにおける転写ベルトに転写された画像パターンの進行方向先端部の被覆率が検出される。したがって、本発明では、画像パターンの進行方向先端部を検出することにより、廃棄処理によるトナー残量が減少した場合における、画像パターンの中盤から後端にかけてのトナー欠損による画像抜けが生じた場合であっても避けることができ、より正確に被覆率を検出させることができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記検出装置は、上記転写ベルトを張架させるローラーに巻回された上記転写ベルトの巻回部における上記被覆率を検出するという構成を採用する。
本発明では、転写ベルトを張架させるローラーに巻回された転写ベルトの巻回部における被覆率が検出される。したがって、本発明では、該巻回部における転写ベルトの撓みが他部より少なくなることより、上記検出装置と転写ベルトとの距離変動が少なくすみ、より精度の良い被覆率を検出させることができる。また、本発明では、廃棄処理によるトナーが排出される排出部から一定の距離にある該巻回部の被覆率を検出することにより、該被覆率が減少すれば、当然に排出部における被覆率はより減少していることから、残存トナーをより確実に廃棄処理させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、転写ベルトに転写されたトナーの被覆率の結果に基づいて廃棄処理モードの終了が判定される。すなわち、該被覆率の結果により、該廃棄処理中における現像手段内部に貯蓄されている残存トナーの量を間接的に測定することができ、より確実に劣化したトナーを廃棄処理することができる。このため、所定状態よりも新しいトナーと劣化したトナーとが混ざり合うことが防止され、これによって帯電不良が生じることを抑制することができる。
したがって、本発明の画像形成装置によれば、劣化したトナーが現像装置内部に残存することによる画像形成装置内の汚染と、画像の形成不良とをより確実に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明においては、本発明の画像形成装置を複写機に適応した場合の例について説明する。また、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
図１は、本実施形態の複写機（画像形成装置）１の全体構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本実施形態の複写機１は、操作表示部２と、画像読取部３と、画像記憶部４と、画像処理部５と、印刷部６と、制御部（制御手段）７と、被覆率検出部８０とを備えている。
【００１７】
操作表示部２は、例えばタッチパネル及び操作キーから構成されており、ユーザと複写機１とを関係付けるマンマシンインタフェースとして機能する。タッチパネルは、周知のように表示パネルの表示面に抵抗膜方式等の透明な面状押圧センサを設けたものであり、制御部７によって表示パネルに表示された操作ボタンにユーザが指等で押圧すると、面状押圧センサが押圧位置（押圧座標）を示す操作信号を制御部７に出力するものである。
このようなタッチパネルには、各種機能がそれぞれ割り付けられた複数の操作ボタンが制御部７によって所定のレイアウトで表示される。
【００１８】
操作キーは、例えば電源ボタン、数字ボタン、送信開始ボタン等、タッチパネルに表示される操作ボタン以外のハードウエアキーである。タッチパネルに表示される操作ボタンは、制御部７が所定のプログラムに基づいてソフトウエア的に表示させるものであるが、操作キーは、ハードウエアキーとして物理的に備えられたものであり、ユーザの操作に基づいた操作信号を制御部７に出力する。
【００１９】
画像読取部３は、原稿台及びスキャナ等を備えており、制御部７による制御の下に、原稿台に載置された原稿の画像（原稿画像）をスキャナで読み取って画像記憶部４に出力する。
【００２０】
画像記憶部４は、ハードディスク等の外部記憶装置あるいは／及び半導体メモリから構成されており、制御部７から入力される制御指令に基づいて上記原稿画像の画像データを書き込む一方、当該画像データを読み出して画像処理部５に出力する。
【００２１】
画像処理部５は、画像読取部３によって読み取られた原稿の画像データ（ＲＧＢ型式画像データ）に各種の画像処理を施すと共に、当該画像処理によって生成された画像データ（ＲＧＢ型式画像データ）を印刷形式の画像データ（ＣＭＹＫ型式画像データ）に変換して印刷部６に出力する。
【００２２】
印刷部６について、図２を参照して詳しく説明する。図２は、印刷部６の全体構成を示す概略構成図である。この図に示すように、印刷部６は、ロータリ現像装置（現像手段）６０と、感光体ドラム（トナー像担持手段）６２と、レーザスキャニングユニット６３と、帯電部６４と、ローラー９４等によって張架される中間転写ベルト（転写ベルト）６５と、トナーコンテナ（トナー収容部）６６と、トナー供給部６７と、定着部６８と、搬送装置６９と、後述する被覆率検出装置（検出装置）８１及び判定装置８２等とを有している。
【００２３】
ロータリ現像装置６０は、ブラック色のトナーが供給されるブラック現像部６１ａと、マゼンタ色のトナーが供給されるマゼンタ現像部６１ｂと、シアン色のトナーが供給されるシアン現像部６１ｃと、イエロー色のトナーが供給されるイエロー現像部６１ｄとを備えている。つまり、ロータリ現像装置６０は、複数の現像部６１によって構成されている。このようなロータリ現像装置６０は、不図示のロータリ現像装置駆動部によって回転可能に支持されており、制御部７の制御の下に、現像部６１ａ〜６１ｄのいずれかが感光体ドラム６２に対向され、対向された現像部６１ａ〜６１ｄからトナーを感光体ドラム６２に供給する構成となっている。
【００２４】
次に、現像部６１について、ブラック現像部６１ａを例に採り、図３を参照してより詳しく説明する。図３は、ブラック現像部６１ａの断面図である。この図に示すように、ブラック現像部６１ａは、トナー貯蓄部７１と、トナー供給ローラー７２と、現像ローラー７３と、トナー検知センサ７４と、攪拌装置７５とを有している。
【００２５】
トナー貯蓄部７１は、トナー供給部６７を介してトナーコンテナ６６から供給されるトナーを一時的に貯蓄するものであり、ブラック現像部６１ａの内部に形成された中空空間によって構成されている。このトナー貯蓄部７１の入口部は、トナー供給部６７の補給パイプ６７ａが連結される連結部７１ａとして構成されており、該連結部７１ａを介してトナーがトナー貯蓄部７１に供給される構成となっている。なお、本実施形態の複写機１においては、トナー貯蓄部７１には、トナーが４０ｇ貯蓄可能とされる構成となっている。
【００２６】
トナー供給ローラー７２は、トナー貯蓄部７１の内部に設置されており、制御部７の制御の下に現像ローラー７３にトナー貯蓄部７１に貯蓄されたトナーを順次供給するためのものである。
【００２７】
現像ローラー７３は、一部が感光体ドラム６２側を向くように露出されると共に他の一部がトナー供給ローラー７２に当接されており、制御部７の制御の下にトナー供給ローラー７２から受け渡されるトナーを感光体ドラム６２に順次供給する構成となっている。
また、現像ローラー７３の周囲には、現像ローラー７３上のトナー層の厚みを規制する層厚規制板７６と、トナーの外部への漏出を抑制するシール板７７とが設置されている。なお、層厚規制板７６は、例えばステンレス鋼材によって形成される。
【００２８】
トナー検知センサ７４は、トナー貯蓄部７１におけるトナーの満杯状態を示す信号を制御部７に入力するためのセンサであり、トナー貯蓄部７１の連結部７１ａの近傍に設置されている。
【００２９】
攪拌装置７５は、トナー貯蓄部７１の内部に設置されており、制御部７の制御の下にトナー貯蓄部７１に貯蓄されたトナーを攪拌する構成となっている。
【００３０】
なお、マゼンタ現像部６１ｂ、シアン現像部６１ｃ、及びイエロー現像部６１ｄも、ブラック現像部６１ａと同様の構成を有しており、トナー貯蓄部７１と、トナー供給ローラー７２と、現像ローラー７３と、トナー検知センサ７４と、攪拌装置７５とを有している。
【００３１】
図２に戻り、帯電部６４は、感光体ドラム６２の表面を均一に帯電させるものであり、感光体ドラム６２の一部に対して対向配置されている。
【００３２】
レーザスキャニングユニット６３は、帯電部６４によって均一に帯電された感光体ドラム６２の表面に、印刷形式の画像データに基づいてレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ドラム６２に静電潜像を形成するものである。
【００３３】
感光体ドラム６２は、円筒形状を有し、その側面部に上述のように静電潜像が形成され、各現像部６１ａ〜６１ｄによって静電潜像に基づくトナー像が現像されるものである。このような感光体ドラム６２は、不図示の感光体ドラム駆動部によって回転可能に支持されており、制御部７の制御の下に回転される構成となっている。
【００３４】
中間転写ベルト６５は、感光体ドラム６２からトナー像を受け渡されると共に受け渡されたトナー像を搬送装置６９によって搬送される記録用紙Ｘに転写可能とするように、ローラー９４等に張架された状態で設置されている。
【００３５】
トナーコンテナ６６は、新しいトナーを収容するものであり、複写機１に対して交換可能に取り付けられている。なお、本実施形態の複写機１においては、トナーコンテナ６６として、ブラック色のトナーを収容するトナーコンテナ６６ａと、マゼンタ色のトナーを収容するトナーコンテナ６６ｂと、シアン色のトナーを収容するトナーコンテナ６６ｃと、イエロー色のトナーを収容するトナーコンテナ６６ｄとを備えている。
【００３６】
トナー供給部６７は、各トナーコンテナ６６ａ〜６６ｄに収容されたトナーを、対応する現像部６１ａ〜６１ｄに供給するものであり、補給パイプ６７ａと、補給パイプ６７ａの内部に設置されるスクリュー６７ｂとを備えている。補給パイプ６７ａは、トナーを供給する場合に先端部が各現像部６１の連結部７１ａに接続されるものである。また、スクリュー６７ｂは、補給パイプ６７ａ内においてトナーを進行させるためのものであり、制御部７の制御の下に駆動される構成となっている。
【００３７】
定着部６８は、上下方向に対向する加圧可能なローラー等によって、中間転写ベルト６５から記録用紙Ｘに転写されたトナー像を記録用紙Ｘに対して定着させる構成となっている。
【００３８】
搬送装置６９は、記録用紙Ｘが積層して収納されるカセット８から画像形成された記録用紙Ｘが排出される排紙トレイ９まで記録用紙Ｘを搬送するものであり、カセット８から記録用紙Ｘをピックアップするピックアップローラー６９ａ、中間転写ベルト６５からトナー像を記録用紙Ｘに転写するための転写ローラー６９ｂ等の複数の搬送ローラーを有している。そして、搬送装置６９は、記録用紙Ｘをカセット８から排紙トレイ９まで搬送する過程において、中間転写ベルト６５（転写ローラー６９ｂ）及び定着部６８を経由させる構成となっている。
【００３９】
また、印刷部６は、中間転写ベルト６５へのトナー像の転写後に感光体ドラム６２上に残存するトナーを回収するクリーニング装置９１と、記録用紙Ｘへのトナー像の転写後に中間転写ベルト６５上に残存するトナーを回収するクリーニング装置９２とを備えている。
【００４０】
図１に戻り、制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の内部メモリ、並びに上記操作表示部２、画像読取部３、画像記憶部４、画像処理部５、印刷部６、及び後述する被覆率検出部８０とのデータ授受を行う各種入出力インターフェース回路等から構成されている。
【００４１】
制御部７は、本実施形態の複写機１における通常の画像形成処理の場合には、トナー検知センサ７４からの入力信号に基づいて、各現像部６１ａ〜６１ｄに貯蓄されるトナーが常に満杯近傍となるように、適宜、トナー供給部６７を用いてトナーを現像部６１ａ〜６１ｄに供給させる。
また、制御部７は、感光体ドラム６２への静電潜像の１ドットあたりのトナー消費量を記憶しており、記録用紙Ｘ一枚あたりの画像形成に用いられる各色のトナーの消費量を算出することができる構成となっている。なお、現像部６１に貯蓄されるトナー量は、現像部６１に満杯状態で貯蓄されたトナー量（４０ｇ）から、上記算出されたトナーの消費量を減算することによって算出することができる。
そして、制御部７は、上記構成によって画像形成枚数に基づき算出した各色のトナーの消費量の累計が、予め記憶する所定の閾値を超えた場合に、対応する現像部６１ａ〜６１ｄに貯蓄されるトナーを廃棄する廃棄処理モードに移行し廃棄処理を行う。
【００４２】
被覆率検出部８０は、中間転写ベルト６５上のトナーの被覆率を検出する被覆率検出装置８１と、被覆率検出装置８１の被覆率の結果に基づき廃棄処理モードの終了を判定する判定装置８２とを有しており、感光体ドラム６２から中間転写ベルト６５に転写されたトナーの被覆率を検出するとともに、検出された被覆率からその被覆率に対応するトナーこぼれ等のトナー搬送特性の低下が発生するか否かを制御部７へ伝達する構成となっている。
【００４３】
次に、図４を参照して被覆率検出装置８１について詳しく説明する。被覆率検出装置８１は、検出光を出射する出射装置２０と、検出光のＰ偏光の光のみを透過させる偏光フィルタ２３と、中間転写ベルト６５上で反射された該検出光のＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射させる偏光分離プリズム２４と、偏光分離プリズム２４で分離されたＰ偏光の光を受光する受光装置２１、及びＳ偏光の光を受光する受光装置２２と、受光装置２１、２２の測定結果から被覆率を算出する算出装置（不図示）とから構成される。上記構成により求められた被覆率の値は、判定装置８２を介して制御部７に与えられる。
【００４４】
ここで、被覆率検出装置８１は、中間転写ベルト６５を張架させるローラー９４に巻回された中間転写ベルト６５の巻回部９３について用いることが好ましい。巻回部９３は、中間転写ベルト６５を張架させる部分であることから、中間転写ベルト６５の撓みが他部より少なくなる。したがって、被覆率検出装置８１と中間転写ベルト６５との距離変動が少なくすみ、検出精度を良好にさせることができる。
また、被覆率の測定部位は、中間転写ベルト６５に転写された画像パターンの進行方向先端部であることが好ましい。画像パターンの進行方向先端部を検出することにより、廃棄処理によるトナー残量が減少した場合における、画像パターンの中盤から後端にかけてのトナー欠損による画像抜けした画像パターンの検出を避けることができ、より正確に被覆率を検出させることができる（図８参照）。
【００４５】
判定装置８２は、廃棄処理モード時の、上記構成により算出された被覆率と、トナーこぼれとを対応させたテーブル（図７参照）を予め記憶しており、被覆率検出装置８１により算出された被覆率と、該テーブルとに基づいて、その被覆率に対応するトナーこぼれが発生するか否かを判定し、該廃棄処理モードの終了を制御装置７へ伝達する構成となっている。
【００４６】
次に、図４を参照して被覆率検出について説明する。
出射装置２０によって出射されるＰ偏光及びＳ偏光を含む検出光は、偏光フィルタ２３によってＰ偏光の入射光Ｐ１のみが、中間転写ベルト６５上に投光される。入射光Ｐ１は、トナーＴの表面でその一部が反射され（反射光Ｐ３、Ｓ３）、残りは中間転写ベルト６５の表面で反射することになる（反射光Ｐ２、Ｓ２）。
上記反射光は、Ｐ偏光の反射光Ｐ２、Ｐ３及びＳ偏光の反射光Ｓ２、Ｓ３を含むこととなり、偏光分離プリズム２４によって、Ｐ偏光反射光Ｐ２、Ｐ３と、Ｓ偏光反射光Ｓ２、Ｓ３とに分離される。偏光分離プリズム２４によって透過されたＰ偏光反射光Ｐ２、Ｐ３は、受光装置２１によって受光され、偏光分離プリズム２４によって反射されたＳ偏光反射光Ｓ２、Ｓ３は、受光装置２２によって受光される。
【００４７】
受光装置２１、２２は、受光した光を光電変換して第１及び第２の出力信号を出力する。そして、第１及び第２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換された後、算出装置に与えられる。
【００４８】
算出装置は、上記Ａ／Ｄ変換された第１及び第２の出力信号からトナーの被覆率Ｃを算出する。トナーの被覆率Ｃは、以下の式Ｍにより求められる。
Ｃ＝｛１−［（Ｐ−Ｐ０）−（Ｓ−Ｓ０）］／［（Ｐｇ−Ｐ０）−（Ｓｇ−Ｓ０）］｝＊１００  …Ｍ
ここで、
Ｐ  ：Ｐ偏光の反射光量の受光出力電圧
Ｓ  ：Ｓ偏光の反射光量の受光出力電圧
Ｐｇ：中間転写ベルト６５表面のＰ偏光の反射光量の受光出力電圧
Ｓｇ：中間転写ベルト６５表面のＳ偏光の反射光量の受光出力電圧
Ｐ０：出射装置２０が非発光時のＰ偏光の反射光量の受光出力電圧
Ｓ０：出射装置２０が非発光時のＳ偏光の反射光量の受光出力電圧
である。
【００４９】
ここで、算出装置には、予め、出射装置２０が非発光時の反射光量Ｐ０、Ｓ０と、トナー像非転写時（被覆率０％）における反射光量Ｐｇ、Ｓｇと、十分な量のトナーが転写された時（被覆率１００％）における反射光量とが記憶されている。算出装置は、被覆率１００％及び被覆率０％の値を基準値として受光出力電圧Ｐ、Ｓを補正する構成となっている。例えば、十分なトナーが転写された（被覆率１００％）の状態では、Ｐ−Ｐ０＝Ｓ−Ｓ０となるように受光出力電圧Ｐ、Ｓが調整されるため、被覆率Ｃは１００となり、トナー非転写時（被覆率０％）の状態では、Ｐ＝Ｐｇ、Ｓ＝Ｓｇであるため、被覆率Ｃは０となる。
【００５０】
続いて、上記被覆率に基づく、廃棄処理モードの終了判定について説明する。
判定装置８２は、被覆率検出装置８１により算出された被覆率と、テーブル（図７参照）とに基づいて、その被覆率に対応するトナーこぼれが発生するか否かを判定する。
図７の×の記号は、トナーこぼれが発生するため廃棄処理モードの終了を判定しないことを示し、△の記号は、トナーこぼれが発生するか否かの境界近傍を示す、○の記号は、トナーこぼれが発生しないため廃棄処理モードの終了を判定することを示している。
より詳しくは、被覆率が２０％の値を閾値として設定し、その値以下に被覆率が減少した場合に、廃棄処理モードが終了と判定される。なお、被覆率と、トナーこぼれとを対応させたテーブルは、予備実験の測定結果に基づき求められるものである。
【００５１】
次に、上記構成の複写機１における画像形成に関連する動作について説明する。
ユーザは、操作表示部２を操作することによって操作信号を制御部７に出力する。制御部７による制御の下に、画像読取部３は、原稿台に載置された原稿の画像をスキャナで読み取って画像記憶部４に出力する。画像記憶部４は、制御部７から入力される制御指令に基づいて上記原稿画像の画像データの書き込む一方、当該画像データを読み出して画像処理部５に出力する。画像処理部５は、画像読取部３によって読み取られた原稿の画像データに各種の画像処理を施し、印刷部６に出力する。印刷部６は、制御部７の制御の下に、画像処理部５から入力された印刷形式の画像データに基づいて原稿の画像を用紙に印刷する。より詳しくは、レーザ光Ｌによって印刷形式の画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム６２上に形成し、静電潜像が形成された感光体ドラム６２上に上記現像部６１ａ〜６１ｄを用いてトナー像を現像し、該トナー像を中間転写ベルト６５を介して記録用紙Ｘに転写し、さらに記録用紙Ｘに転写されたトナー像を記録用紙Ｘに対して定着させることによって、記録用紙Ｘに対して画像の形成を行う。このとき、被覆率検出部８０は、中間転写ベルト６５に転写されたトナーの被覆率を検出し、該被覆率と画像データに基づく被覆率とを比較した結果をキャリブレーション信号として、制御部７へ伝達する。制御部７は、該キャリブレーション信号に基づき印刷部６を調整させる。
【００５２】
以下、上記構成の複写機１における劣化したトナーの廃棄処理に関連する動作について図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、４つのトナーコンテナ６６ａ〜６６ｄを単一のトナーコンテナ６６として説明し、４つの現像部６１ａ〜６１ｄが単一の現像部６１として説明を行うが、実際には、トナーコンテナ６６ａと現像部６１ａとのペア、トナーコンテナ６６ｂと現像部６１ｂとのペア、トナーコンテナ６６ｃと現像部６１ｃとのペア、及びトナーコンテナ６６ｄと現像部６１ｄとのペアの各々に対して、すなわちトナーの色ごとに以下に説明する廃棄処理が行われる。
【００５３】
制御部７は、トナーコンテナ６６内のトナー残量を測定しており、画像形成処理によりトナー残量が少なくなった場合、操作表示部２にトナー量が少ない（ＬＯＷ）か、空（ＥＭＰＴＹ）かを表示させる（ステップＳ１）。
【００５４】
制御部７は、上記表示により、ユーザがトナーコンテナ６６を交換したか否かを判定する（ステップＳ２）。
トナーコンテナ６６が交換されなかった場合は、制御部７は、ステップＳ１に戻り、上記表示により、ユーザにトナーコンテナ６６の交換を引き続き要請することとなる。
【００５５】
一方、制御部７は、トナーコンテナ６６が新しいトナーコンテナ６６に交換された場合、制御部７は、操作表示部２に上記表示を停止させる（ステップＳ３）。
【００５６】
制御部７は、通常の画像形成処理において記憶用紙Ｘへの画像形成枚数をカウントしており、トナーコンテナ６６が新しいトナーコンテナ６６に交換された時点で、画像形成枚数が所定の枚数以上となったか否かを判定する（ステップＳ４）。
ここで、画像形成枚数が所定の枚数以上となったか否かというのは、上述した工程により該画像形成枚数に基づき算出されたトナー消費量が、所定の消費量以上となったか否かという意味を示す。この所定の値は、上記トナー消費量に基づく本実施形態における現像部６１内に残存したトナーが劣化し始める時期を表し、予備実験に基づいて求められるものである。
制御部７は、画像形成枚数が所定の枚数以上となっていない場合、通常の画像形成処理に戻り、次のトナーコンテナ６６の交換時まで、画像形成枚数を累計してカウントしつつ、画像形成処理を行うこととなる。
【００５７】
制御部７は、トナーコンテナ６６の交換時における画像形成枚数が、所定の枚数以上となった場合には、トナーコンテナ６６から現像部６１へのトナーの供給を停止する無補給モードに移行させる（ステップＳ５）。
ここで、制御部７は、上述したドットを用いたトナー消費量算出工程により、現像部６１のトナー残量を算出するため、上記無補給モード時の感光体ドラム６２への静電潜像を形成するドット数のカウントを開始させる。
【００５８】
そして、制御部７は、ステップＳ２において現像部６１のトナーの供給を停止した後において、上記ドット数をカウントしつつ、画像形成処理を行う（ステップＳ６）。
このように、トナーコンテナ６６から現像部６１へのトナーの供給を停止した状態にて画像形成処理を行うことによって、現像部６１にて貯蓄されたトナーを所定の量まで使い切ることが可能となる。
【００５９】
続いて、制御部７は、上記ドット数のカウントが、所定の値以上となったか否かを判定する（ステップＳ７）。
上記所定のドットカウント数の値は、現像部６１へのトナーの供給を行わなかった場合において、画像形成処理にてカブリが生じる可能性がある現像部６１のトナーの消費量に基づく値であり、実験等によって得られるものである。
この結果、ドットカウント数が所定の値以上となっていない場合には、制御部７は、ステップＳ６に戻り、画像形成処理を続ける。一方、ドットカウント数が所定の値以上となった場合には、制御部７は、廃棄処理モードに移行し（ステップＳ８）、現像部６１にて貯蓄されたトナーの廃棄処理をさせる（ステップＳ９）。
【００６０】
廃棄処理において、制御部７は、感光体ドラム６２の表面にトナーが付着するように帯電状態を制御し、この状態において現像部６１に残存するトナーを感光体ドラム６２に供給することによって現像部６１から排出する。これと同時に制御部７は、感光体ドラム６２及び中間転写ベルト６５を駆動し、クリーニング装置９１，９２にて、感光体ドラム６２に付着するトナー及び中間転写ベルト６５に付着するトナーを回収することによって廃棄する。
また、制御部７は、廃棄処理においては、搬送装置６９及び定着装置６８を停止状態とする。これによって、記録用紙Ｘを無駄に使用することなく廃棄処理を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、廃棄処理において、感光体ドラム６３にトナーを供給する際の静電潜像パターンは、ドットにより形成されていることが好ましい。感光体ドラム６３上の静電潜像のドット占有率を２５％〜１００％まで変化させた場合、１００％（ベタ潜像）よりもドット潜像（例えば７５％、５０％）のほうがトナー飛散量を抑制することができる。すなわち、廃棄処理時の静電潜像パターンは、面積に占めるドット割合（ドット面積）が小さい方が好ましい。
【００６２】
制御部７は、上記廃棄処理を行った時間をカウントしており、廃棄処理時間が所定の一定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
この結果、廃棄処理時間が所定の一定時間経過していない場合には、制御部７は、ステップＳ９に戻り、廃棄処理を続けさせる。一方、廃棄処理時間が所定の一定時間を経過した場合には、制御部７は、印刷部６に、被覆率測定用の画像パターンを形成させる（ステップＳ１１）。
次に、制御部７は、被覆率検出部８０に、中間転写ベルト６５上に転写された上記画像パターンのトナーの被覆率を測定させる（ステップＳ１２）。トナーの被覆率は、上述した工程により求められる。
つまり、制御部７は、廃棄処理中、所定の一定時間毎に被覆率測定用の画像パターンを形成させ、被覆率検出部８０に、トナーの被覆率を測定させる。
【００６３】
そして、制御部７は、廃棄処理によって、被覆率測定用画像パターンのトナー被覆率が閾値（被覆率２０％）以下まで減少したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
廃棄処理モードの終了は、上述した工程により、トナー被覆率と、判定装置８２に記憶されたテーブルとに基づき判定される。現像部６１内のトナー残量は、廃棄処理による現像部６１内のトナー残量の減少に伴う被覆率測定用画像パターンの被覆率の減少を測定することによって、間接的に計測される。また、本実施形態では、廃棄処理によるトナーが排出される排出部から一定の距離にある巻回部９３の被覆率を検出することにより、該被覆率が減少すれば、当然に排出部における被覆率はより減少していることから、残存トナーをより確実に廃棄処理させることができる。
【００６４】
この結果、トナーの被覆率が閾値以下まで減少していない場合には、制御部７は、ステップＳ９に戻り、廃棄処理を続けさせる。一方、トナー被覆率が閾値以下まで減少した場合には、制御部７は、廃棄処理モードを解除し、廃棄処理を終了させる（ステップＳ１４）。
【００６５】
そして、制御部７は、トナーコンテナ６６から現像部６１へのトナーの供給の停止させる無補給モードを解除する（ステップＳ１５）。
そして、以上のような一連の処理が終了すると、制御部７は、廃棄処理により減少した現像部６１のトナー貯蓄部７１に、トナー供給部６７を用いてトナーコンテナ６６から新しいトナーを満杯まで供給させ、画像形成枚数のカウント値をゼロに戻した後、通常の画像形成処理に戻る。
【００６６】
これらのことから、本実施形態の複写機１によれば、画像形成枚数に基づき算出されたトナーの消費量が所定の閾値を超えた場合に、現像部６１に貯蓄されたトナーの少なくとも一部が現像部６１から排出されることによって廃棄される。すなわち、トナーの消費量が所定の閾値を超えた場合に、現像部６１に貯蓄された劣化したトナーの少なくとも一部が排出されて廃棄される。
さらに、廃棄処理の終了は、トナーの被覆率と、トナーこぼれとの関係に基づいて判定するため、トナー搬送特性に応じた廃棄処理が可能となり、より確実に劣化したトナーを排出させることができる。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、トナーの消費量をカウントすることによって現像部６１に貯蓄したトナーを廃棄する廃棄処理モードに移行させる制御手段を備える複写機１であって、中間転写ベルト６５において、転写されたトナーの被覆率を求める被覆率検出装置８１と、被覆率検出装置８１の結果に基づいて上記廃棄処理モードの終了を判定する判定装置８２とによって、劣化したトナーをより確実に廃棄処理することができる。
このため、所定状態よりも劣化したトナーと新たなトナーとが現像部６１内にて混ざり合うことが防止され、これによって帯電不良が生じることを抑制することができる。
したがって、劣化したトナーが現像部６１に残存することによる複写機１内の汚染と、画像の形成不良とを抑制することができる効果がある。
【００６８】
さらに、本実施形態における廃棄処理は、廃棄処理モードにおける中間転写ベルト６５に転写された画像パターンのトナー被覆率を求めることによって、現像部６１に貯蓄されている残存トナーの量を間接的に測定することができ、より確実に劣化したトナーを廃棄処理させることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、廃棄処理中の被覆率に対応するトナー搬送特性との関係を示すテーブルに基づいて、廃棄処理モードの終了が判定される。したがって、本実施形態では、該テーブルにより、トナー搬送特性に応じた廃棄処理をさせることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、廃棄処理モードにおける中間転写ベルト６５に転写された画像パターンの進行方向先端部の被覆率が検出される。したがって、本実施形態では、画像パターンの進行方向先端部を検出することにより、廃棄処理によるトナー残量が減少した場合における、画像パターンの中盤から後端にかけてのトナー欠損による画像抜けを避けることができ、より正確に被覆率を検出させることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、中間転写ベルト６５を張架させるローラー９４に巻回された中間転写ベルト６５の巻回部９３における被覆率が検出される。したがって、本実施形態では、該巻回部９３における中間転写ベルト６５の撓みが他部より少なくなることより、被覆率検出装置８１と中間転写ベルト６５との距離変動が少なくすみ、より精度の良い被覆率を検出させることができる。また、本実施形態では、廃棄処理によるトナーが排出される排出部から一定の距離にある該巻回部９３の被覆率を検出することにより、該被覆率が減少すれば、当然に排出部における被覆率はより減少していることから、残存トナーをより確実に廃棄処理させることができる。
【００７２】
また、本実施形態の複写機１においては、トナーの被覆率が閾値以下まで減少した時点において廃棄処理を終了する構成を採用した。このような構成を採用することによって、残存するトナーが、現像ローラー７３と層厚規制板７６との間における摩擦抵抗を低減し、摩擦熱の発生を抑制するという効果が得られる。このため、層厚規制板７６にトナーが融着することを抑制することができる効果がある。
【００７３】
また、本実施形態では、上記廃棄処理において、トナーコンテナ６６が交換された後に上記無補給モードによる制御を実行し廃棄処理することで、トナーコンテナ６６の寿命のバラツキを抑制することができる。つまり、トナーコンテナ６６が交換された後に上記無補給モードによる制御を実行しないと、トナーコンテナ６６内のトナーは、現像部６１に供給されることによって減少した後に、上記廃棄処理が行われる。したがって、上記廃棄処理後、トナーコンテナ６６内のトナーが減少した状態で画像形成枚数がカウントされ始めるので、該トナーコンテナ６６と、トナーコンテナ６６が交換された後に無補給モードによる制御を実行した場合のトナーコンテナ６６との寿命の差が生じることになる理由からである。
【００７４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態において、画像形成装置は、複写機と説明した。しかしながら、本実施形態の画像形成装置は、プリンタ、またはファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものに適応可能である。
【００７６】
また、上記実施形態において、４サイクル方式の複写機について説明した。しかしながら、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではなく、タンデム方式の複写機に適応することもできる。
【００７７】
また、上記実施形態において、トナー被覆率が閾値以下まで減少した時点において廃棄処理を終了すると説明した。しかしながら、廃棄処理において略全てのトナーを現像部６１から排出しても良い。このような構成を採用することによって、新たに供給されるトナーと混ざり合う劣化したトナーがより減少するため、より確実にトナーこぼれの発生を防止し、画像の形成不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態における複写機全体構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における複写機が備える印刷部の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における複写機が備えるブラック現像部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における複写機が備える被覆率検出装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における複写機に残存する劣化したトナーの廃棄処理について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における複写機に残存する劣化したトナーの廃棄処理について説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における廃棄処理中のトナーの被覆率と、廃棄処理モードの終了判定との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における廃棄処理に用いる画像パターンの被覆率検出位置と、被覆率検出精度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…複写機（画像形成装置）、７…制御部（制御手段）、２０…出射装置、２１，２２…受光装置、２４…偏光分離プリズム（分離装置）、６０…ロータリ現像装置（現像手段）、６２…感光体ドラム（トナー像担持手段）、６５…中間転写ベルト（転写ベルト）、６６…トナーコンテナ（トナー収容部）、８１…被覆率検出装置（検出装置）、８２…判定装置、９３…巻回部、９４…ローラー
【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】
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