(57)【要約】【課題】画像転写後に感光体上の残留トナー量と分布状態を正確に推定し、クリーニング装置の一部に許容値を越えるトナーが回収されたときは回収トナーを放出させ、画像品質のよい画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】感光体１１上の画像領域を主走査方向と副走査方向に沿って複数の領域、例えば１０ドット×１０ドットの画素の領域Ａに分割し、複数ページ分の露光データのその分割領域における黒の画素（有効画素）のドット数の累積値が感光体上の残留トナー量と分布状態に密接に関連するものとし、残留トナー量と分布状態を示す推定値とする。クリーニング装置にはこの複数の分割領域に対応する複数の分割区域に残留トナーが回収されるから、複数領域に１つでも所定の閾値を越える有効画素数があるとき、クリーニング装置の対応する分割区域の残留トナー量が許容値を越えたと判断し、残留トナーを放出させる。【選択図】　　　　図２
2004102099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
画像情報に基づいて前記像担持体上に画像潜像を形成し、前記画像潜像を現像して得られた像を記録媒体に転写する作像手段と、
前記像担持体の主走査方向に延びた回転軸の回りに回転し、像担持体に接触して前記像担持体上の像を記録媒体に転写した後に像担持体上に残留した残留物を回収する接触手段と
を備えた画像形成装置において、
前記画像潜像の形成に使用する画像情報量の像担持体上における分布状態に基づいて、前記接触手段に回収された残留物のうち、少なくとも接触手段の回転軸方向の残留物回収量とその分布状態を推定する残留物推定手段と、
前記接触手段に印加する印加電圧を第１の電圧と第２の電圧とに切替える制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記残留物推定手段により推定された残留物回収量とその分布状態を示す情報に基づいて、前記接触手段に第１の電圧を印加して像担持体上の残留物を接触手段に回収させ、前記接触手段に第２の電圧を印加して接触手段に回収された残留物を像担持体上に再放出させるよう、印加電圧を切替制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記残留物推定手段は、前記接触手段の回転軸方向における残留物回収量とその分布状態と、前記接触手段の回転軸方向に対して交差する方向の残留物とその分布状態とを推定する残留物推定手段であること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記残留物推定手段は、前記像担持体上の画像領域を主走査方向及び副走査方向に沿って複数の領域に分割し、分割された各画像領域の上の画像を構成する画素の数に基づいて残留物回収量及びその分布状態を推定する残留物推定手段であること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記接触手段は、像担持体の表面を清掃する清掃部材、像担持体に電荷を付与する帯電部材、像担持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写部材のいずれかであること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体と、画像情報に基づいて前記像担持体上に画像潜像を形成し、前記画像潜像を現像して得られた像を記録媒体に転写する作像手段と、前記像担持体の主走査方向に延びた回転軸の回りに回転し、像担持体に接触して前記像担持体上の像を記録媒体に転写した後に像担持体上に残留した残留物を回収する接触手段とを備え、前記接触手段に第１の電圧を印加して像担持体上の残留物を接触手段に回収し、前記接触手段に第２の電圧を印加して接触手段に回収された残留物を像担持体上に再放出する画像形成装置における画像形成方法は、以下のステップを備える：
前記画像潜像の形成に使用する画像情報量の像担持体上における分布状態に基づいて前記接触手段に回収された残留物回収量とその分布状態を推定するステップ、
前記推定された残留物及びその分布状態に基づいて、前記接触手段に印加する電圧を第１の電圧から第２の電圧に切替えるステップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子写真方式の画像形成装置、例えば複写機、プリンター、ＦＡＸ、或いはこれ等装置の機能を持つ複合機等の画像形成装置、及びその画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置、例えばレーザプリンタでは、帯電された感光体の上に画像信号により変調されたレーザ光を投射して画像潜像を形成し、この画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。さらに、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着処理して記録媒体上に画像を記録している。
【０００３】
感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写処理においては、トナー像が完全には記録媒体に転写されず、トナーの一部が感光体上に残留してしまう。感光体上の残留トナーは画像品質を低下させるので、画像形成装置には、感光体に接近乃至は接触するクリーニング装置が配置され、残留トナーを除去すると共に回収し、回収されたトナーを再び現像装置に戻すように構成されているものがある。
【０００４】
このような残留トナーを除去・回収するクリーニング装置には、種々の構成のものがあるが、例えば感光体に接触するクリーニングローラを使用するものは、感光体上の残留トナーを静電気力でクリーニングローラに吸着して除去するように構成されている。
【０００５】
クリーニングローラに吸着されたトナーをそのまま放置すると、次第にクリーニングローラのクリーニング機能が低下し、画像品質を低下させるので、一定時間の経過毎に、或いはクリーニングローラに吸着されたトナー量が許容限界量に達したと推定されたときに、クリーニングローラから吸着トナーを排出し、排出トナーを再び現像装置に戻すように構成されているものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３４１３４号公報。
【０００７】
上記の公報では、クリーニングローラに吸着されたトナー量の推定に、感光体に画像潜像を記録する画像データ量を検出して複数ページ分の画像データ量の累積値を求め、画像データ量の累積値が所定の限界値に達したとき、吸着トナー量が許容限界量に達したと推定して、クリーニング処理を実行し、クリーニングローラに吸着されたトナーを排出する構成が提案されている。
【０００８】
また、感光体上に形成されたトナー像によっては、特定の領域、例えば罫線を含む画像記録では罫線部分の領域に大量にトナーが付着し、それ以外の領域には僅かのトナーしか付着しない。このため、形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、感光体上に残留したトナーをクリーニングローラに吸着させると、クリーニングローラの罫線部分に対応する位置には吸着トナー量が特に多くなり、この部分だけクリーニング機能が低下してしまうという不都合がある。
【０００９】
このため、上記公報では、感光体に画像潜像を記録するためのレーザ光の投射位置を、１ページ分の画像露光毎に主走査方向に僅かにずらし、これにより、前記したような罫線を含む画像記録の場合においても罫線部分の領域に集中的にトナーが付着することを防ぎ、クリーニング処理においてクリーニングローラの軸方向の特定位置に集中的に残留トナーが吸着されないようにする構成が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構成のうち、画像データ量の累積値に基づいて残留トナーの吸着量を推定する構成では、クリーニングローラに吸着された残留トナーの総量は推定できるが、クリーニングローラの軸方向、及び半径方向のどの部分の残留トナーの吸着量が多いか或いは少ないか等までは知ることはできない。
【００１１】
また、レーザ光の投射位置を１ページ分の画像露光毎に主走査方向に僅かにずらす構成では、クリーニングローラの軸方向の特定位置に集中的に残留トナーが吸着される可能性は小さいが、クリーニングローラの軸方向及び半径方向のどの部分に残留トナーの吸着量が多いか／少ないかを知ることはできない。
【００１２】
このように、従来の構成では、クリーニング装置の軸方向及び半径方向の各部分における残留トナーの吸着量を知ることはできないから、クリーニング装置の軸方向或いは半径方向の特定の部分で残留トナーの吸着量が許容限界値を越えてクリーニング装置のクリーニング機能が低下してもそのまま使用し続け、感光体上の残留トナーを十分に除去できず画像品質を低下させる可能性があった。
【００１３】
また、レーザ光の投射位置を１ページ分の画像露光毎に主走査方向に僅かにずらす構成では、露光制御を複雑にするばかりでなく印字記録幅が拡大して装置自体が大型になる等の不都合もあった。この発明は、上記課題を解決することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、像担持体と、画像情報に基づいて前記像担持体上に画像潜像を形成し、前記画像潜像を現像して得られた像を記録媒体に転写する作像手段と、前記像担持体の主走査方向に延びた回転軸の回りに回転し、像担持体に接触して前記像担持体上の像を記録媒体に転写した後に像担持体上に残留した残留物を回収する接触手段とを備えた画像形成装置において、前記画像潜像の形成に使用する画像情報量の像担持体上における分布状態に基づいて、前記接触手段に回収された残留物のうち、少なくとも接触手段の回転軸方向の残留物回収量とその分布状態を推定する残留物推定手段と、前記接触手段に印加する印加電圧を第１の電圧と第２の電圧とに切替える制御手段とを備え、前記制御手段は、前記残留物推定手段により推定された残留物回収量とその分布状態を示す情報に基づいて、前記接触手段に第１の電圧を印加して像担持体上の残留物を接触手段に回収させ、前記接触手段に第２の電圧を印加して接触手段に回収された残留物を像担持体上に再放出させるよう、印加電圧を切替制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
そして、前記残留物推定手段は、前記接触手段の回転軸方向における残留物回収量とその分布状態と、前記接触手段の回転軸方向に対して交差する方向の残留物とその分布状態とを推定する残留物推定手段としてもよい。
【００１６】
また、前記残留物推定手段は、前記像担持体上の画像領域を主走査方向及び副走査方向に沿って複数の領域に分割し、分割された各画像領域の上の画像を構成する画素の数に基づいて残留物回収量及びその分布状態を推定する残留物推定手段とする。
【００１７】
さらに、前記接触手段は、像担持体の表面を清掃する清掃部材、像担持体に電荷を付与する帯電部材、像担持体の表面に形成された像を記録媒体に転写する転写部材のいずれかとすることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、像担持体と、画像情報に基づいて前記像担持体上に画像潜像を形成し、前記画像潜像を現像して得られた像を記録媒体に転写する作像手段と、前記像担持体の主走査方向に延びた回転軸の回りに回転し、像担持体に接触して前記像担持体上の像を記録媒体に転写した後に像担持体上に残留した残留物を回収する接触手段とを備え、前記接触手段に第１の電圧を印加して像担持体上の残留物を接触手段に回収し、前記接触手段に第２の電圧を印加して接触手段に回収された残留物を像担持体上に再放出する画像形成装置における画像形成方法であって、以下のステップを備える：
前記画像潜像の形成に使用する画像情報量の像担持体上における分布状態に基づいて前記接触手段に回収された残留物回収量とその分布状態を推定するステップ、
前記推定された残留物及びその分布状態に基づいて、前記接触手段に印加する電圧を第１の電圧から第２の電圧に切替えるステップ。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明を実施するに適した電子写真方式の画像形成装置１０の構成の概略を説明する図である。図１において、１１は表面に感光層が形成された像担持体を構成する感光体で、その周囲には、作像手段を構成する帯電装置１２、レーザ装置を備えた露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５と、接触手段を構成するクリーニング装置１６、及びイレーサ１７が配置されている。この他、画像形成装置１０には、記録媒体Ｐを給紙する給紙装置２０、タイミングローラ１９、及び定着装置１８などが配置されている。なお、感光体１１、クリーニング装置１６などの表面の黒丸はトナーを示している。
【００２０】
上記した電子写真方式の画像形成装置１０の構成は公知のものであるが、簡単にその構成と動作を説明する。まず、電源の投入により、感光体１１は図示しない駆動装置により矢印ａ方向に連続的に回転する。帯電装置１２を作動させ、感光体１１の表面の感光層に一様に電荷を付与して帯電させる。露光装置１３のレーザ装置から画像信号で変調されたレーザ光を感光体１１の表面に投射し、静電潜像を形成する。
【００２１】
感光体１１の表面に形成された静電潜像は、感光体１１の矢印ａ方向の回転により現像装置１４の位置に来ると、現像装置１４に装填されているトナーにより現像され、感光体１１の表面にトナーにより像が形成される。
【００２２】
感光体１１の表面に形成された像（トナー像）が感光体１１の矢印ａ方向の回転により転写位置に来るタイミングに合わせて、給紙装置２０から給紙され、タイミングローラ１９において一旦停止していた記録媒体Ｐがタイミングローラ１９の回転により転写位置に搬送され、転写装置１５の作用により感光体１１の表面の像（トナー像）が記録媒体Ｐに転写される。
【００２３】
このあと、像（トナー像）が転写された記録媒体Ｐは定着装置１８に搬送されて加熱定着処理され、記録媒体Ｐに固定される。感光体１１の上に残留したトナーは、あとで詳述するようにクリーニング装置１６で除去され、感光体１１の上の残留電荷はイレーサ１７により除かれる。
【００２４】
上記した画像形成プロセスにおいて、感光体１１の表面のトナー像は記録媒体Ｐに転写されるが、トナー像の一部は転写されずに感光体１１の上に残留する。感光体上の残留トナーは画像品質を低下させるので、残留トナーを除去するクリーニング装置１６が感光体１１に接触配置されている。
【００２５】
以下の説明では、接触手段を構成するクリーニング装置はクリーニングローラで構成された例で説明するので、クリーニング装置をクリーニングローラ１６として説明する。
【００２６】
クリーニングローラ１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、感光体１１の表面に残留した残留物である残留トナーを吸着する。例えば、トナーの帯電極性がマイナス極性の場合は、クリーニングローラ１６にはプラス極性の電圧を印加するものとする。
【００２７】
クリーニングローラ１６による残留トナーの吸着を繰り返すと、吸着トナーがクリーニングローラ１６に次第に堆積してクリーニング機能が低下し、画像品質を低下させるので、クリーニングローラ１６から堆積したトナーを放出させる処理を行う必要がある。そこで、この実施の形態では、画像形成動作が繰り返され、クリーニングローラ１６に堆積したトナー量の推定値が所定の許容限界値に達した時点で、クリーニングモードを設定してクリーニング動作を開始させる。以下の説明では、クリーニング動作とはクリーニングローラ１６に堆積したトナーを感光体１１の上に放出させる処理を指す。
【００２８】
クリーニング動作においては、クリーニングローラ１６にトナーの帯電極性と同極性の高電位の電圧、即ち、感光体１１の表面電位はマイナス電位であるから、クリーニングローラ１６には感光体１１の表面電位よりも絶対値の高いマイナス電位を付与し、クリーニングローラ１６に堆積したマイナス極性のトナーを感光体１１の表面に放出させる。このとき、転写装置１５にはトナーと同極性の電圧を印加し、放出されたトナーが転写装置１５へ付着することを防止する。
【００２９】
また、クリーニング動作においては、現像装置１４の現像ローラにプラス電位を付与して、感光体１１の表面に放出されたトナーを現像ローラに吸着させ、現像装置１４に回収するものとする。
【００３０】
次に、クリーニングローラ１６に堆積したトナー量の累積値の推定について説明する。クリーニングローラ１６に吸着するトナー量は、画像形成に消費されたトナー量に密接に関連しており、画像形成に消費されたトナー量は感光体１１にトナー像を形成する露光データの量に密接に関連するから、露光データの累積値から残留トナー量の累積量が推定可能であるとの知見に基づいている。
【００３１】
図２は感光体１１の表面に形成される１ページ分の露光データを説明する図で、感光体１１上の画像領域を主走査方向と副走査方向に沿って複数の領域Ａに分割したもので、各分割領域Ａの大きさは、１０ドット×１０ドットの画素から構成される画素数１００ドットの領域とする。なお、上記した各分割領域Ａが１０ドット×１０ドットの画素から構成される画素数１００ドットであるとの説明は、一例を示したものであって、これに限られるものではなく、必要に応じて各分割領域Ａの大きさを任意に決定できることは言うまでもない。
【００３２】
それぞれの分割領域Ａに記入された数字は、１ページ分の露光データの、その分割領域における黒の画素のドット数（白黒２値の場合、以下、黒の画素を「有効画素」と呼ぶ）を複数ページ分について累積した累積値を示した一例であって、ドット数１００個を１単位とした累積値を示す。即ち、図２の左上端の分割領域ａ１　の数値２は、この分割領域の有効画素のドット数の累積値が２００個、即ち２００ドットであることを示している。
【００３３】
露光データと感光体１１に付着するトナー量とは略比例関係にあり、また、感光体１１に付着するトナー量とトナー像転写後に感光体１１の上に残留する残留トナー量とも密接に関係し、感光体１１に付着するトナー量が多いときは転写後に感光体１１上に残留する残留トナー量も多くなる。
【００３４】
従って、図２に示す感光体１１上の各分割領域の露光データの有効画素のドット数の累積値と主走査方向と副走査方向における分布状態は、トナー像の形成に使用されたトナー量の累積量と分布状態とを示すパラメータであるばかりでなく、トナー像転写後に感光体１１上に残留するトナー量の累積量と分布状態とを示すパラメータでもある。
【００３５】
一方、この実施の形態では、クリーニングローラ１６に吸着され、堆積した残留トナーの量をクリーニングローラ１６の軸方向（回転軸方向）及び円周方向　（軸方向に対して交差する方向）についてきめ細かく推定し、残留トナー量が限界値を越えたとき、クリーニングローラ１６のクリーニング処理を実行する。このため、クリーニングローラ１６についても、その表面を軸方向及び円周方向に分割する。クリーニングローラ１６については分割した区域を分割区域と呼ぶことにする。
【００３６】
そこで、図２に示す各分割領域の有効画素のドット数の累積値と分布状態を示すデータのうち、主走査方向の各分割領域の有効画像のドット数の累積値と分布状態をクリーニングローラ１６の軸方向（回転軸方向）の各分割区域のトナー吸着量と分布状態を示すデータとし、副走査方向の各分割領域の有効画素のドット数の累積値と分布状態をクリーニングローラ１６の円周方向（軸方向に対して交差する方向）の各分割区域のトナー吸着量と分布状態を示すデータとして扱うことにする。
【００３７】
クリーニングローラ１６の直径が感光体１１の直径と同一で、回転速度が同一であれば、クリーニングローラの軸方向及び円周方向の各分割区域は図２に示すものと同じになり、感光体１１が１回転する間にクリーニングローラ１６も１回転し、図２に示す感光体１１の主走査方向及び副走査方向領域に対応する残留トナーが、クリーニングローラ１６の軸方向及び円周方向の各分割区域に吸着される。
【００３８】
しかし、クリーニングローラ１６の直径が感光体１１の直径よりも小さく、例えば感光体１１の直径の１／４であるときは、感光体１１が１回転する間にクリーニングローラ１６は４回転する。この場合は、クリーニングローラの軸方向の各分割区域は図２に示すものと同じであるが、クリーニングローラの円周方向の各分割区域は図２に示すものの１／４（例えば上から５番目までの区域ａ１　、ａ２　、ａ３　、ａ４　、ａ５　）となり、感光体１１が１回転する間にクリーニングローラ１６に吸着される円周方向の各分割区域のトナー吸着量は、図２に示す副走査方向領域を４分割した各分割領域に対応する残留トナーがクリーニングローラ１６の同一の分割区域に重畳して吸着される。
【００３９】
即ち、図２に示す画像領域の副走査方向の左端の各領域について説明すれば、左端の各領域を上から４つに区分し、第１区分の領域をａ１　、ａ２　、ａ３　、ａ４　、ａ５　、第２区分の領域をｂ１　、ｂ２　、ｂ３　、ｂ４　、ｂ５　、第３区分の領域をｃ１　、ｃ２　、ｃ３　、ｃ４　、ｃ５　、第４区分の領域をｄ１　、ｄ２　、ｄ３　、ｄ４　、ｄ５　とすると、第１区分の領域ａ１　に第２区分の領域ｂ１　、第３区分の領域ｃ１　、第４区分の領域ｄ１　に対応する残留トナーがクリーニングローラ１６の円周方向の同一分割区域（第１区域ａ１　）に重畳して吸着され、第１区分の領域ａ２　に第２区分の領域ｂ２　、第３区分の領域ｃ２　、第４区分の領域ｄ２　に対応する残留トナーがクリーニングローラ１６の円周方向の同一分割区域（第２区域ａ２　）に重畳して吸着される。他の区分の領域についても全く同様である。
【００４０】
複数ページ分の画像形成を行うときは、複数ページ分の感光体１１の主走査方向及び副走査方向の各分割領域に対応する残留トナーが、クリーニングローラ１６の軸方向及び円周方向の同一分割区域に重畳して吸着されることになる。
【００４１】
以上の説明は、理解を容易にするために、クリーニングローラの直径が感光体１１の直径の１／４の場合を例として、感光体１１の副走査方向の各分割領域に対応する残留トナーが、クリーニングローラ１６の円周方向の同一分割区域に重畳して吸着されることを説明した。しかし、感光体の直径とクリーニングローラの直径との比率によっては、画像領域の副走査方向の各分割領域とクリーニングローラ上の円周方向の同一分割区域とが対応せず、また、複数ページ分の画像形成においても、感光体１１の副走査方向の各分割領域とクリーニングローラ１６の円周方向の同一分割区域が対応しない場合もある。
【００４２】
しかしながら、このような画像領域の副走査方向の各分割領域とクリーニングローラ上の円周方向の同一分割区域とが対応しない場合においても、少くとも感光体１１の主走査方向の各分割領域に対応する画素のドット数を複数ページ分累積した累積値が、クリーニングローラ１６の軸方向の同一分割区域のいずれかに吸着される残留トナー量の累積量を表わしていることは明らかである。
【００４３】
そして、感光体１１の副走査方向については、感光体の直径とクリーニングローラの直径との比率によって、感光体１１の各分割領域に対応する画素のドット数を複数ページ分累積した累積値がクリーニングローラ１６の円周方向の同一分割区域に吸着される残留トナー量の累積量に正確に対応しない場合でも、円周方向の各分割領域の累積値の合計はクリーニングローラ１６の円周方向分割区域のいずれかに吸着される残留トナー量の累積量を表すものとなる。
【００４４】
なお、クリーニングローラ１６の軸方向及び円周方向の各分割区域に吸着される残留トナー量の累積量を正確に知るならば、先に説明したように、クリーニングローラの直径と感光体の直径との比率を適切に設定、例えば１対４に設定するなどすればよい。
【００４５】
そこで、この実施の形態では、感光体１１の表面に形成される１ページ分の露光データの主走査方向及び副走査方向の各分割領域の有効画素のドット数を複数ページ分について累積した累積値に基づいて、クリーニングローラ１６の軸方向及び円周方向の各分割区域に吸着される残留トナー量の累積量を推定する。そして、クリーニングローラ１６の軸方向及び円周方向のそれぞれの分割区域の中の１つでも残留トナーの推定累積量が所定の許容限界に達した時点でクリーニングモードを設定し、クリーニングローラ１６のクリーニング動作を開始させるようにした。
【００４６】
次に、画像形成装置１０を制御する制御装置２１について説明する。図３は制御装置２１の構成を説明するブロック図で、制御装置２１はＣＰＵ２２を中心に構成される。ＣＰＵの入出力ポートには、Ｉ／Ｆ制御部２３、画像メモリ２４、ＲＡＭ２５、ＲＯＭ２６、スイッチ・センサ制御部２７、露光制御部３１、露光データ積算演算部３２、帯電制御部３３、現像制御部３４、転写制御部３５、クリーニング制御部３６、メインモータ、定着装置、イレーサ、給紙機構、タイミングローラ等その他の各種装置４５（ここでは符号４５で各種装置を代表する）制御を行うその他制御部３７が接続される。
【００４７】
Ｉ／Ｆ制御部２３は外部装置４１、例えばパソコン等から転送される画像信号の送受信を制御する。画像メモリ２４は受信した画像信号の記憶と編集処理のためのメモリで、ＲＡＭ２５は後述する露光データの画素のドット数の積算や、積算値及び複数ページ分の累積値の格納に使用される第１及び第２メモリ、その他の演算処理のためのデータの一時記憶用メモリで、ＲＯＭ２６は制御プログラム等の記憶用メモリである。
【００４８】
スイッチ・センサ制御部２７は、画像形成装置１０に対して操作者からの指示を入力する各種のキー、各種センサ類、表示部等４６（ここでは符号４６で代表する）の制御を行う。
【００４９】
露光制御部３１はレーザ発光装置を備えた露光装置１３を制御するもので、編集処理された露光データによるレーザ光の変調、感光体１１上へのレーザ光の投射を制御する。
【００５０】
露光データ積算演算部３２は、露光制御部３１においてレーザ光の変調に使用された露光データに基づいて、先に図２を参照して説明した主走査方向及び副走査方向に配列された各分割領域（１０ドット×１０ドット）毎の有効画素のドット数を積算し、更に複数ページ分の露光データについて有効画素のドット数を累積演算する。
【００５１】
この実施の形態では、前記した露光データ積算演算部３２で累積演算された各分割領域の有効画素のドット数の累積値が、分割領域のいずれか１つにおいて予め設定された閾値を越えたとき、その分割領域に対応するクリーニングローラ１６の分割区域に回収された残留トナーが許容値を越えたものと推定し、画像形成装置の動作モードをプリントモードからクリーニングモードに切り換える。
【００５２】
帯電制御部３３は帯電装置１２を制御し、感光体１１の表面電位を画像形成に適した電位に均一に帯電させる。
【００５３】
現像制御部３４は現像装置１４を制御するもので、動作モードがプリントモードのときは、現像ローラに印加する電圧を現像に適した値に制御し、感光体１１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する。動作モードがクリーニングモードに切り換えられた場合は、現像ローラに印加する電圧をトナーの回収に適した値に制御し、感光体１１上に排出されたトナーを現像装置１４の内部に回収する。
【００５４】
転写制御部３５は転写装置１５を制御するもので、動作モードがプリントモードでは転写装置１５に印加する電圧を転写に適した値に制御し、感光体１１の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる。動作モードがクリーニングモードに切り換えられた場合は、転写装置１５に印加する電圧をクリーニングモードの値に制御し、感光体１１上に排出されたトナーが転写装置１５に吸着しないように制御する。
【００５５】
クリーニング制御部３６はクリーニングローラ１６を制御するもので、動作モードがプリントモードでは、クリーニングローラ１６に感光体１１の表面に残留したトナーの吸着に適した電圧である第１の電圧を印加する。また、動作モードがクリーニングモードに切り換えられた場合は、クリーニングローラ１６の電位を感光体１１の電位の絶対値よりも高い電位である第２の電圧に切り換えて印加し、吸着されているトナーを感光体１１に排出させる。
【００５６】
その他制御部３７は、定着装置１８、イレーサ１７、給紙装置２０、タイミングローラ１９、図示されていないメインモータなどのその他の各種装置４５の制御を行う。
【００５７】
なお、図示を省略したが、画像形成装置には電源装置が備えられており、帯電装置１２、現像装置１４の現像ローラ、転写装置１５、及びクリーニングローラ１６に対して、それぞれ帯電制御部３３、現像制御部３４、転写制御部３５、及びクリーニング制御部３６の各制御部を経て前記した所定の電圧が供給されるものとする。
【００５８】
図４及び図５は制御装置２１で実行される画像形成装置の制御動作のうち、クリーニングローラ１６に吸着される残留トナー量の累積量の推定と、クリーニングローラ１６のクリーニング処理を説明するフローチャートである。
【００５９】
まず、図４のフローチャートを参照して残留トナー量の累積量の推定と、クリーニングローラ１６のクリーニング処理の概略を説明する。通常の動作開始においては、動作モードとしてプリントモードを設定（クリーニングモードは解除）し、第１及び第２メモリをクリヤする（ステップＰ１、Ｐ２）。露光データを読み込んでプリントすべき１ページ分の露光データを編集し、編集した露光データを露光装置１３に出力し、プリント動作を実行する（ステップＰ３、Ｐ４）。プリント動作では、当然のことであるが、クリーニングローラ１６による感光体１１の表面の残留トナーのクリーニング（残留トナーのクリーニングローラへの吸着）も実行される。
【００６０】
編集した１ページ分の露光データを取り込み、露光データの有効画素のドット数を各分割領域（図２参照）毎に積算し、各分割領域毎の積算値を第１メモリの各領域に対応した記憶領域に格納する（ステップＰ５）。
【００６１】
各分割領域毎の有効画素のドット数の積算値を複数ページ分累積した累積値を格納する第２メモリから、分割領域毎の有効画素のドット数の累積値（最初は零）を読み出し、第１メモリに格納されている分割領域毎の有効画素のドット数の積算値を加算して累積値を演算し、演算された各分割領域毎の累積値を第２メモリに格納する（ステップＰ６）。
【００６２】
第２メモリに格納されている各画像領域の有効画素のドット数の累積値が、予め設定された閾値を越えたか否かを判定し（ステップＰ７）、閾値を越えた画像領域が有るときは、クリーニングローラ１６の各画像領域に対応する区域に回収された残留トナーが許容値を越えたものと推定し、画像形成装置の動作モードをプリントモードからクリーニングモードに切換えて設定し、プリントモードを解除する（ステップＰ８）。
【００６３】
クリーニングローラ１６のクリーニング処理を実行し（ステップＰ９）、クリーニング処理が終了したときは、動作モードを再びプリントモードに設定し、クリーニングモードを解除する（ステップＰ１０）。
【００６４】
プリントすべき次ページの有無を判定し（ステップＰ１１）、次ページがあるときはステップＰ３に移り、新たな１ページの画像編集を開始する。ステップＰ１１の判定でプリントすべき次ページが無いときは、プリント終了の処理を行い（ステップＰ１２）、全ての処理を終了する。
【００６５】
次に、図５のフローチャートを参照して、図４のフローチャートでステップＰ９として示したクリーニングローラ１６のクリーニング処理の詳細を説明する。まず、クリーニング処理の時間をカウントするタイマーに所定の時間データを設定し、時間カウントを開始する（ステップＰ２１）。タイマーに設定する所定の時間データは予め実験等により決定されている値とする。
【００６６】
クリーニングローラ１６の印加電圧、転写装置１５の印加電圧、現像装置１４の現像ローラ印加電圧をクリーニング処理に適した電圧値に設定し（ステップＰ２２）、クリーニングローラ１６に吸着していたトナーを感光体１１に排出させる（ステップＰ２３）。クリーニング処理のために設定された時間の経過を待ち（ステップＰ２４）、設定された時間が経過したときはクリーニング処理が終了したので、第１、第２メモリの内容をクリヤし（ステップＰ２５）、クリーニングローラ１６の印加電圧、転写装置１５の印加電圧、現像装置１４の現像ローラ印加電圧をプリント処理に適した電圧値に設定し（ステップＰ２６）、主ルーチンに戻る。
【００６７】
以上説明したこの発明の実施の形態では、クリーニング装置としてクリーニングローラを使用しているが、クリーニング装置としては、クリーニングローラの他、クリーニングブラシ、クリーニングベルト、クリーニング用磁気ブラシ等を使用することもできる。
【００６８】
また、帯電装置が帯電ブラシで構成されているときは、クリーニングモードが設定されたときは、帯電ブラシをクリーニングローラとして使用することも可能である。この場合、帯電ブラシに印加する電圧をクリーニング処理の適した電圧に設定することは言うまでもない。
【００６９】
さらに、この発明の実施の形態では、感光体上に排出された残留トナーを現像装置に回収するように構成されているが、感光体上に排出された残留トナーを感光体に接近配置された専用の回収装置等で回収するように構成してもよい。
【００７０】
また、タンデム方式のカラー画像形成装置のように、複数の感光体を備えた画像形成装置においては、複数の感光体にそれぞれクリーニング装置が配置されるほか、転写ベルトにもクリーニング装置が配置されるが、この場合はいずれか１つのクリーニング装置において先に説明した各分割領域の有効画素のドット数の累積値が所定の閾値を越えたと判定されたとき、クリーニングモードを設定してクリーニング処理を実行するようにするとよい。
【００７１】
さらに、この発明の実施の形態では、感光体の表面に形成される１ページ分の露光データの累積値から残留トナー量の累積量を推定している。ここでいう露光データには、外部装置、例えばパソコン等から入力された印字（画像を含む）データのほか、ビデオ信号等を含むものとする。
【００７２】
また、残留トナー量の累積量の推定には、感光体１１上の画像領域を主走査方向と副走査方向に沿って複数の領域Ａに分割し、それぞれの領域における黒の画素のドット数を複数ページ分について累積した累積値を使用しているが、このドット数の累積値に換えてそれぞれの領域に向けたレーザ発光量の累積値を使用することもできる。
【００７３】
なお、上記実施の形態には、以下の構成の発明が含まれる。
【００７４】
（１）請求項１の発明において、像担持体上に形成される像にはトナー像が含まれ、像担持体上に残留する残留物には残留トナーが含まれる。
【００７５】
（２）請求項１の発明において、更に第１及び第２の電圧を出力する電源装置を備え、前記制御手段は推定された残留物回収量とその分布状態を示す情報に基づいて前記電源装置から出力される第１及び第２の電圧を切替えて接触手段に供給する。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明の画像形成装置及び画像形成方法では、像担持体上に形成された像を記録媒体上に転写した後に像担持体上に残留した残留物が接触手段（クリーニング装置等）に回収されるが、像担持体上に画像を形成する画像情報に基づいて接触手段に回収される残留物回収量と分布状態を推定し、その推定結果に基づいて接触手段の一部に部分的にでも許容値を越える残留物が回収されていると推定されたときは、接触手段に回収された残留物を像担持体上に放出させるものである。
【００７７】
これにより、従来の画像形成装置では、罫線等が多い画像など特殊なパターンの画像形成においては、接触手段の一部に許容値を越える残留物が回収されてもその事実を知ることができずに画像品質の低下した画像形成が行われることがあったが、この発明によれば、接触手段に回収される残留物の回収量と分布状態を推定して適切な時期にクリーニング動作を行うことができ、画像品質の低下を防止することができる。
【００７８】
また、像担持体上に残留した残留物の回収を適切な時期に行うことができるので、不必要に頻繁にクリーニング動作を行うことがなくなり、画像形成動作を効率よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図。
【図２】感光体の表面に形成される１ページ分の露光データを説明する図。
【図３】制御装置の構成を説明するブロック図。
【図４】制御装置で実行される画像形成装置の制御動作のうち、残留トナー量の累積量の推定とクリーニング処理の概略を説明するフローチャート。
【図５】クリーニング処理の詳細を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１０　画像形成装置
１１　感光体
１２　帯電装置
１３　露光装置
１４　現像装置
１５　転写装置
１６　クリーニング装置（クリーニングローラ）
１７　イレーサ
１８　定着装置
１９　タイミングローラ
２０　給紙装置
２１　制御装置
２２　ＣＰＵ
２３　Ｉ／Ｆ制御部
２４　画像メモリ
２５　ＲＡＭ
２６　ＲＯＭ
２７　スイッチ・センサ制御部
３１　露光制御部
３２　露光データ積算演算部
３３　帯電制御部
３４　現像制御部
３５　転写制御部
３６　クリーニング制御部
３７　その他制御部
４１　外部装置（パソコン）
４５　その他の装置
４６　各種キー、センサ類
【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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