(57)【要約】【課題】  転写残トナーの再利用を実現して、印刷品位の向上とともに、ランニングコスト及び廃棄物の双方の低減を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１は、トナー画像を形成する複数の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、これら画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって形成されたトナー画像が転写される転写ベルト２とを備える。画像形成装置１においては、媒体搬送経路を形成する転写ベルト２の媒体搬送方向上流側に配設された画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃから転写されずに残存する転写残トナーを転写ベルト２上に移動させ、転写ベルト２の媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部１０Ｋに、転写ベルト２上に移動させた転写残トナーを回収する。【選択図】  図１
2005338232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部によって形成されたトナー画像が転写される転写部材とを備え、前記複数の画像形成部が前記転写部材に併設された画像形成装置であって、
媒体搬送経路を形成する前記転写部材の媒体搬送方向上流側に配設された画像形成部から転写されずに残存する残トナーを、前記転写部材上に移動させるトナー移動手段と、
前記転写部材の媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部に、前記トナー移動手段によって前記転写部材上に移動させた残トナーを回収するトナー回収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】
前記画像形成部は、
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像のトナーによる現像を行い、当該静電潜像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、
前記現像手段によって前記静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を前記転写部材上に転写する転写手段と、
前記転写手段によって前記静電潜像担持体上からトナー像が前記転写部材上に転写された後、当該静電潜像担持体上に残存する残トナーを収集するトナー収集手段とを有し、
前記トナー移動手段は、前記トナー収集手段から残トナーを前記転写部材上に移動させ、
前記トナー回収手段は、前記トナー移動手段によって前記転写部材上に移動させた残トナーを前記現像手段に回収させること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー移動手段は、
前記トナー収集手段によって残トナーを収集する際に当該トナー収集手段に対して印加する第１の電圧と、前記トナー収集手段から前記静電潜像担持体上に残トナーを移動させる際に当該トナー収集手段に対して印加する第２の電圧とを制御する第１の電圧制御手段と、
前記静電潜像担持体上にトナー画像を形成する際に前記現像手段に対して印加する第３の電圧と、前記トナー収集手段から前記静電潜像担持体上に移動させた残トナーを通過させる際に前記現像手段に対して印加する第４の電圧とを制御する第２の電圧制御手段とを有すること
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー回収手段は、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を前記転写部材上に転写する際に前記転写手段に対して印加する第５の電圧と、前記転写部材上の残トナーを前記画像形成部によって回収する際に前記転写手段に対して印加する第６の電圧とを制御する第３の電圧制御手段を有すること
を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の画像形成部のうち少なくとも２つの画像形成部は、残トナーを放出するものであり、
前記少なくとも２つの画像形成部のそれぞれの残トナー量を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された残トナー量に基づいて、前記少なくとも２つの画像形成部のそれぞれから放出される残トナー量の差をなくすように制御する放出制御手段とを備えること
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部に収容されているトナー量を検出するトナー量検出手段と、
前記転写部材上の残トナーを破棄するトナー破棄手段と、
前記トナー量検出手段によって検出されたトナー量が所定値以上である場合に、前記トナー回収手段による残トナーの回収を停止し、前記トナー破棄手段によって前記転写部材上の残トナーを破棄させるように制御する破棄制御手段とを備えること
を特徴とする請求項１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、所定の記録媒体にトナーを定着して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の記録媒体にトナーを定着して画像を形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られている。かかる画像形成装置は、静電潜像担持体としての感光体ドラムの帯電及び露光、当該感光体ドラム上に形成された静電潜像のトナーによる現像、得られたトナー画像の記録媒体上への転写、当該記録媒体上のトナー画像の定着といったプロセスを経ることにより、画像形成を行うものである。
【０００３】
このような画像形成装置においては、記録媒体上にトナーが転写されずに感光体ドラム上に転写残トナーとして残存したり、媒体搬送経路を形成する転写ベルト上に残存したりすることがある。したがって、画像形成装置においては、かかるトナーをクリーニングして回収する装置が設けられる。このようなトナーのクリーニング及び回収装置としては、感光体ドラム表面に弾性ブレードのエッジ部を接触させたクリーニングブレードを用いて、当該感光体ドラム上に残存するトナーを掻き取り、トナーカートリッジに併設された所定の廃トナーボックスに回収するものがある。このクリーニング及び回収装置においては、トナーカートリッジに廃トナーボックスが併設されていることから、当該トナーカートリッジの交換時に廃トナーボックスが破棄されることになる。また、他のトナーのクリーニング及び回収装置としては、媒体搬送経路を形成する転写ベルトに配設されたクリーニングブレードによって当該転写ベルト上に残存するトナーを掻き取って廃トナーボックスに回収し、当該転写ベルトの交換時に当該廃トナーボックスを破棄するものもある。
【０００４】
また、このようなトナーの回収に関する技術としては、例えば特許文献１等に記載された技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８１２２４号公報
【０００６】
具体的には、この特許文献１には、未使用トナーを収容するトナー収容部と、転写残トナーである廃トナーを収容するトナー回収部とを備えたトナーカートリッジが開示されている。特に、このトナーカートリッジは、トナー回収部がトナー収容部の短手方向に併設されたものである。これにより、このトナーカートリッジにおいては、長手方向の長さを従来よりも短くすることができ、小型化を図ることができるとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、画像形成装置においては、画像形成速度の高速化を図るため、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）といった複数色のそれぞれに対応する画像形成部を設け、各色毎の可視画像を感光体ドラム上に形成して記録媒体上に順次転写した後、一括定着してカラー画像を形成することが行われる。このような画像形成装置においては、画像形成部毎に上述した転写残トナーのクリーニング及び回収装置を設け、これら各画像形成部に設けられたクリーニング及び回収装置によって感光体ドラムから発生する転写残トナーが回収されることになる。
【０００８】
ここで、複数の画像形成部のうち、媒体搬送経路の最上流側からみて下流側の画像形成部においては、上流側の感光ドラムから記録媒体上又は転写ベルト上に転写されたトナーが下流側の感光体ドラムに接触した際に逆転写を引き起こす。これにより、画像形成装置においては、逆転写を引き起こした逆転写トナーと当該感光体ドラムから発生する転写残トナーとが混入した状態で回収されることから混色を引き起こすことになる。したがって、画像形成装置においては、このような逆転写トナーと転写残トナーとが混色した状態では色再現が困難であることから、これらトナーは破棄されることになる。
【０００９】
このように、画像形成装置においては、トナーの再利用を行うことができないことから、ランニングコストが高騰するとともに、廃棄物の増加による環境悪化を招来するという問題があった。また、画像形成装置においては、トナーの混色によって印刷品位が低下するという問題もあった。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、転写残トナーの再利用を実現して、印刷品位の向上とともに、ランニングコスト及び廃棄物の双方の低減を図ることができる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】
【００１１】
上述した目的を達成する本発明にかかる画像形成装置は、トナー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部によって形成されたトナー画像が転写される転写部材とを備え、前記複数の画像形成部が前記転写部材に併設された画像形成装置であって、媒体搬送経路を形成する前記転写部材の媒体搬送方向上流側に配設された画像形成部から転写されずに残存する残トナーを、前記転写部材上に移動させるトナー移動手段と、前記転写部材の媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部に、前記トナー移動手段によって前記転写部材上に移動させた残トナーを回収するトナー回収手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
このような本発明にかかる画像形成装置においては、媒体搬送方向最下流側の画像形成部に設けられたトナー回収手段によって残トナーを回収することから混色が目立たず、当該残トナーを再利用することができる。
【００１３】
ここで、前記画像形成部は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像のトナーによる現像を行い、当該静電潜像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、前記現像手段によって前記静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を前記転写部材上に転写する転写手段と、前記転写手段によって前記静電潜像担持体上からトナー像が前記転写部材上に転写された後、当該静電潜像担持体上に残存する残トナーを収集するトナー収集手段とを有し、前記トナー移動手段は、前記トナー収集手段から残トナーを前記転写部材上に移動させ、前記トナー回収手段は、前記トナー移動手段によって前記転写部材上に移動させた残トナーを前記現像手段に回収させる。
【００１４】
また、前記トナー移動手段は、前記トナー収集手段によって残トナーを収集する際に当該トナー収集手段に対して印加する第１の電圧と、前記トナー収集手段から前記静電潜像担持体上に残トナーを移動させる際に当該トナー収集手段に対して印加する第２の電圧とを制御する第１の電圧制御手段と、前記静電潜像担持体上にトナー画像を形成する際に前記現像手段に対して印加する第３の電圧と、前記トナー収集手段から前記静電潜像担持体上に移動させた残トナーを通過させる際に前記現像手段に対して印加する第４の電圧とを制御する第２の電圧制御手段とを有するものとして構成される。さらに、前記トナー回収手段は、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を前記転写部材上に転写する際に前記転写手段に対して印加する第５の電圧と、前記転写部材上の残トナーを前記画像形成部によって回収する際に前記転写手段に対して印加する第６の電圧とを制御する第３の電圧制御手段を有するものとして構成される。
【００１５】
さらにまた、本発明にかかる画像形成装置においては、前記複数の画像形成部のうち少なくとも２つの画像形成部は、残トナーを放出するものとして構成される。そして、本発明にかかる画像形成装置は、前記少なくとも２つの画像形成部のそれぞれの残トナー量を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された残トナー量に基づいて、前記少なくとも２つの画像形成部のそれぞれから放出される残トナー量の差をなくすように制御する放出制御手段とを備える。
【００１６】
これにより、本発明にかかる画像形成装置においては、残トナー量が少ない画像形成部において残トナー量の差に応じたトナーを現像し、当該残トナーを回収することから、残トナーの混色の割合を同一に制御することができ、混色された転写残トナーを黒色とすることができることから、画像劣化をなくすことができ、高画質化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、本発明にかかる画像形成装置は、前記媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部に収容されているトナー量を検出するトナー量検出手段と、前記転写部材上の残トナーを破棄するトナー破棄手段と、前記トナー量検出手段によって検出されたトナー量が所定値以上である場合に、前記トナー回収手段による残トナーの回収を停止し、前記トナー破棄手段によって前記転写部材上の残トナーを破棄させるように制御する破棄制御手段とを備える。
【００１８】
このように、本発明にかかる画像形成装置においては、記媒体搬送方向最下流側に配設された画像形成部に残トナーが過剰に回収される事態を回避することができ、トナーが漏出することによる汚れを防止して安定した印刷を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、残トナーを再利用することができることから、長寿命化によるランニングコストの低減及び廃トナーがなくなることによる廃棄物の双方の低減を図ることができる。また、本発明においては、媒体搬送方向最下流側の画像形成部において転写残トナーを回収してリサイクルすることから、混色が目立たず画像への影響を少なくすることができ、印刷品位の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
この実施の形態は、所定の記録媒体にトナーを定着して画像を形成する画像形成装置であり、転写式電子写真プロセスを利用した複写機やプリンタに適用可能なものである。特に、この画像形成装置は、感光体ドラム上に残存する転写残トナーの再利用を実現するものである。
【００２２】
まず、第１の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【００２３】
図１に概略構成を示すように、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備える。ここでは、これら画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、トナー画像が転写される転写部材である転写ベルト２に併設され、媒体搬送方向上流側から、画像形成部１０Ｙ→画像形成部１０Ｍ→画像形成部１０Ｃ→画像形成部１０Ｋの順序で配設されている。これら画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれ、用いるトナーが異なるのみで同一の構成であることから、ここでは、イエローのトナーを用いる画像形成部１０Ｙの構成について説明するものとする。
【００２４】
画像形成部１０Ｙは、表面に有機感光体を用いた静電潜像担持体としての感光体ドラム１１ｙを有する。
【００２５】
この感光体ドラム１１ｙの周囲には、当該感光体ドラム１１ｙを帯電させる帯電装置として、当該感光体ドラム１１ｙと接触させて帯電ローラ２１ｙが配設される。この帯電ローラ２１ｙは、所定の帯電装置用電源２２ｙによって正電圧又は負電圧が印加されることにより、接触した感光体ドラム１１ｙを帯電させる。
【００２６】
また、感光体ドラム１１ｙの周囲には、静電潜像を形成する露光装置３０ｙが配設される。露光装置３０ｙは、画像信号に対応した光を感光体ドラム１１ｙの表面に照射し、当該感光体ドラム１１ｙ上に静電潜像を形成する。このような露光装置３０ｙとしては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイといわゆるセルフォックスレンズアレイ（商品名）とを組み合わせたものや、レーザと作像光学系とを組み合わせたもの等、任意のものを適用することができる。
【００２７】
さらに、感光体ドラム１１ｙの周囲には、当該感光体ドラム１１ｙ上に形成された静電潜像のトナーによる現像を行う現像手段である現像装置として、当該感光体ドラム１１ｙと接触させて現像ローラ４１ｙが配設される。この現像ローラ４１ｙは、所定の現像装置用電源４２ｙによって正電圧又は負電圧が印加されることにより、接触した感光体ドラム１１ｙ上に形成された静電潜像をトナーによって現像する。また、この現像ローラ４１ｙには、層形成装置として、当該現像ローラ４１ｙ上のトナー量を一定に保つトナー規制部材である層形成ブレード７２ｙが、その一端を接触させて配設されるとともに、トナー供給装置として、当該現像ローラ４１ｙにトナーを供給するトナー供給ローラ７１ｙが接触されて配設される。これらトナー供給ローラ７１ｙ及び層形成ブレード７２ｙには、所定のトナー供給装置用電源７３ｙによって正電圧又は負電圧が印加される。
【００２８】
さらにまた、感光体ドラム１１ｙの周囲には、トナー画像を記録媒体である記録用紙Ｐ上に転写する転写手段である転写装置として、載置された記録用紙Ｐを駆動ローラ１１ａ，１１ｂの回転に応じた動力によって水平方向に搬送する媒体搬送経路を形成する転写ベルト２の裏面と接触させて転写ローラ５１ｙが配設される。この転写ローラ５１ｙは、転写ベルト２上に載置された記録用紙Ｐを感光体ドラム１１ｙと挟持した状態で、所定の転写装置用電源５２ｙによって正電圧又は負電圧が印加され、この転写電圧を用いて、当該記録用紙Ｐ上又は転写ベルト２上にトナー画像を転写する。
【００２９】
また、感光体ドラム１１ｙの周囲には、トナー収集手段であるクリーニング装置として、当該感光体ドラム１１ｙと接触させてクリーニングローラ６１ｙが配設される。このクリーニングローラ６１ｙは、金属製シャフトと多孔質のスポンジとからなり、所定のクリーニング装置用電源６２ｙによって正電圧又は負電圧が印加されることにより、感光体ドラム１１ｙ上に残存する転写残トナーを収集する。
【００３０】
このような画像形成部１０Ｙは、イエローのトナーを用いて感光体ドラム１１ｙ上に形成された静電潜像を現像し、得られたトナー画像を、転写ベルト２に載置された記録用紙Ｐ上に転写する。この画像形成部１０Ｙにおける各電源及び各ローラを駆動するここでは図示しない各モータは、図２に示す印刷制御部１００によって制御される。
【００３１】
なお、マゼンタのトナーを用いる画像形成部１０Ｍ、シアンのトナーを用いる画像形成部１０Ｃ、及びブラックのトナーを用いる画像形成部１０Ｋを構成する各部は、それぞれ、画像形成部１０Ｙを構成する各部を示す符号の数字部分にｍ，ｃ，ｋを添えたものとして示される。したがって、以下では、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれの各部を総称する際には、必要に応じて、当該各部を示す符号の数字部分のみを付すものとする。
【００３２】
さらに、画像形成装置１は、転写ベルト２のクリーニング装置として、媒体搬送方向上流側の駆動ローラ１１ｂの周囲において当該転写ベルト２の載置面と弾性ブレードのエッジ部が接触するように配設されたクリーニングブレード１５と、このクリーニングブレード１５によって転写ベルト２上から掻き取った廃トナー１６を回収する廃トナーボックス１７とを備える。
【００３３】
さらにまた、画像形成装置１は、転写ベルト２の下流に、媒体搬送経路を形成する定着装置１２を備える。定着装置１２は、上下に接触させて並設された２つのローラを搭載し、これらローラ間に形成されるニップ部にて加えられる熱及び圧力によって記録用紙Ｐ上のトナー画像を定着させて画像を形成し、当該記録用紙Ｐを搬送する。
【００３４】
このような各部から構成される画像形成装置１は、駆動ローラ１１ａ，１１ｂがそれぞれ回転駆動するのに応じて、転写ベルト２によって記録用紙Ｐを所定の媒体搬送速度で同図矢印Ｘの方向へと搬送し、これにともない、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれによって各色毎の可視画像を感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋ上に形成して記録用紙Ｐ上に順次転写した後、定着装置１２によって一括定着してカラー画像を形成する。
【００３５】
このような画像形成装置１においては、トナー移動手段及びトナー回収手段として機能する図２に示す印刷制御部１００によって動作が制御される。この印刷制御部１００には、Ｉ／Ｆ制御部１０１、メモリ１０２、操作部１０８、各種センサ１０９が接続されている。
【００３６】
Ｉ／Ｆ制御部１０１は、上位装置から転送される印刷データの送受信を行うインターフェースである。Ｉ／Ｆ制御部１０１は、上位装置から転送された印刷データを印刷制御部１００に供給する。
【００３７】
メモリ１０２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成された記憶領域に割り当てられた受信メモリ１０３及び画像データ編集部１０４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０５とが設けられている。受信メモリ１０３は、印刷制御部１００のワークエリアとして、上位装置から受信したデータを一時的に記憶する。また、画像データ編集部１０４は、印刷制御部１００の制御のもとに画像データを編集する際のワークエリアとして機能する。ＲＯＭ１０５は、印刷制御部１００によって実行される印刷動作制御プログラムを格納するとともに、後述するトナーリサイクル動作のタイミングを決定するための当該印刷制御部１００によって実行されるタイミング決定処理プログラムを格納する。また、メモリ１０２におけるＲＡＭには、後述するデータ量計数部１２０における印刷枚数カウンタ１２３の計数値であるパラメータＰを一時的に記憶するパラメータ記憶部１０６と、トナーリサイクル動作の実行タイミングを決定するためのパラメータである閾値Ｎを一時的に記憶する閾値記憶部１０７とが記憶領域として割り当てられる。
【００３８】
操作部１０８は、当該画像形成装置１に対して操作者からの指示を与えるスイッチ等が設けられたものである。この操作部１０８を介して入力された情報は、印刷制御部１００に供給される。
【００３９】
各種センサ１０９は、例えば、当該画像形成装置１を構成する各部の温度を検出する温度センサや、記録用紙Ｐの搬送状態を検出する媒体搬送状態検出センサといった様々なセンサ群から構成される。この各種センサ１０９によって検出された情報は、印刷制御部１００に供給される。
【００４０】
また、印刷制御部１００には、当該印刷制御部１００による制御対象として、上述した露光装置３０の他、帯電電圧制御部１１１、第２の電圧制御手段である現像電圧制御部１１２、供給電圧制御部１１３、第３の電圧制御手段である転写電圧制御部１１４、第１の電圧制御手段であるクリーニング制御部１１５、モータ制御部１１６、及び定着制御部１１７が接続されている。
【００４１】
帯電電圧制御部１１１は、帯電ローラ２１と帯電装置用電源２２とを制御するものである。具体的には、帯電電圧制御部１１１は、印刷制御部１００の制御のもとに、帯電装置用電源２２によって帯電ローラ２１に対して印加する電圧と、当該帯電ローラ２１の駆動とを制御する。
【００４２】
現像電圧制御部１１２は、現像ローラ４１と現像装置用電源４２とを制御するものである。具体的には、現像電圧制御部１１２は、印刷制御部１００の制御のもとに、現像装置用電源４２によって現像ローラ４１に対して印加する電圧と、当該現像ローラ４１の駆動とを制御する。
【００４３】
供給電圧制御部１１３は、トナー供給ローラ７１と層形成ブレード７２とトナー供給装置用電源７３とを制御するものである。具体的には、供給電圧制御部１１３は、印刷制御部１００の制御のもとに、トナー供給装置用電源７３によって供給ローラ７１及び層形成ブレード７２に対して印加する電圧と、これら供給ローラ７１及び層形成ブレード７２の駆動とを制御する。
【００４４】
転写電圧制御部１１４は、転写ローラ５１と転写装置用電源５２とを制御するものである。具体的には、転写電圧制御部１１４は、印刷制御部１００の制御のもとに、転写装置用電源５２によって転写ローラ５１に対して印加する転写電圧と、当該転写ローラ５１の駆動とを制御する。
【００４５】
クリーニング制御部１１５は、クリーニングローラ６１とクリーニング装置用電源６２とを制御するものである。具体的には、クリーニング電圧制御部１１５は、印刷制御部１００の制御のもとに、クリーニング装置用電源６２によってクリーニングローラ６１に対して印加する電圧と、当該クリーニングローラ６１の駆動とを制御する。
【００４６】
モータ制御部１１６は、印刷制御部１００の制御のもとに、当該画像形成装置１を構成する各ローラを駆動する各モータ１１８の駆動を制御する。
【００４７】
定着制御部１１７は、印刷制御部１００の制御のもとに、定着装置１２の温度等を制御する。
【００４８】
さらに、印刷制御部１００には、データ量計数部１２０が接続されている。このデータ量計数部１２０は、記録用紙Ｐに対して画像形成を行った印刷枚数を計数する印刷枚数カウンタ１２３を内蔵し、印刷制御部１００の制御のもとに、当該印刷枚数を計数する。具体的には、データ量計数部１２０は、後述するトナーリサイクル動作を実行するために、印刷制御部１００の制御のもとに、所定のタイミングで印刷枚数カウンタ１２３がゼロ値に初期化され、当該印刷制御部１００から印刷枚数を示すデータを当該印刷枚数カウンタ１２３に対して入力する。このデータ量計数部１２０における印刷枚数カウンタ１２３によって計数された印刷枚数を示す計数値は、印刷制御部１００によって読み取られ、上述したように、パラメータＰとしてメモリ１０２に構成されたパラメータ記憶部１０６に累積加算されて記憶される。
【００４９】
なお、図２に示す各部のうち、データ量計数部１２０、並びにパラメータ記憶部１０６及び閾値記憶部１０７以外の構成は、一般の電子写真記録方式の画像形成装置におけるものと同様の機能を有する。
【００５０】
さて、このような画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを構成する各モータ１１８や各ローラをはじめとする部材が駆動され、転写残トナーのリサイクル動作を行う。このとき、画像形成装置１においては、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃについては同じ制御体系とされ、画像形成部１０Ｋについてのみ異なる制御体系とされる。
【００５１】
具体的には、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃについては、図３に示すように駆動させるとともに、画像形成部１０Ｋについては、図４に示すように駆動させる。なお、これら図３及び図４において、（ａ）は、感光体ドラム１１を駆動するモータのオン／オフのタイミングを示し、（ｂ）は、帯電ローラ２１に対して印加される電圧変化を示し、（ｃ）は、露光装置３０のオン／オフ動作のタイミングを示し、（ｄ）は、クリーニングローラ６１に対して印加される電圧変化を示し、（ｅ）は、現像ローラ４１に対して印加される電圧変化を示し、（ｆ）は、供給ローラ７１及び層形成ブレード７２に対して印加される電圧変化を示し、（ｇ）は、転写ローラ５１に対して印加される電圧変化を示している。
【００５２】
まず、画像形成装置１においては、図３及び図４に示す時刻０にて、上位装置から印刷制御部１００に対して印刷命令が入力されると、印刷動作が開始される。
【００５３】
画像形成装置１においては、印刷動作を開始すると、モータ制御部１１６の制御のもとに、感光体ドラム１１ｙ、帯電ローラ２１ｙ、転写ベルト２、クリーニングローラ６１ｙ、定着装置１２、現像ローラ４１ｙ、及びトナー供給ローラ７１ｙについての各モータ１１８の電源が投入され、これら部材を、それぞれ、図１に示した矢印の方向へと回転駆動する。また、これと同時に、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、帯電装置用電源２２ｙから帯電ローラ２１ｙに対して例えば−１２００［Ｖ］の直流の帯電電圧を印加し、感光体ドラム１１ｙの表面を例えば−６００［Ｖ］の表面電位で一様に帯電させる。また、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、転写装置用電源５２ｙから転写ローラ５１ｙに対して、帯電電圧と逆極性の例えば４０００［Ｖ］の直流電圧を印加する。さらに、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、現像装置用電源４２ｙから現像ローラ４１ｙに対して、帯電電圧と同極性の例えば−２００［Ｖ］の直流電圧を印加する。さらにまた、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、トナー供給装置用電源７３ｙからトナー供給ローラ７１ｙ及び層形成ブレード７２ｙに対して、帯電電圧と同極性の例えば−３００［Ｖ］の直流電圧を印加する。また、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、クリーニング装置用電源６２ｙからクリーニングローラ６１ｙに対して、帯電電圧と逆極性の例えば４００［Ｖ］の直流電圧を印加する。
【００５４】
その後、画像形成装置１においては、印刷制御部１００の制御のもとに、露光装置３０ｙを駆動し、画像信号に対応した光を感光体ドラム１１ｙの表面に照射し、当該感光体ドラム１１ｙにおける一様に電荷が帯電された部分に静電潜像を形成する。このとき、静電潜像が形成された部分は、光が照射されたことにより、約０［Ｖ］近傍まで電圧降下する。かかる静電潜像の書き込みが行われた感光体ドラム１１ｙの表面は、引き続き図１に示した矢印Ｒの方向へと回転することにより、現像ローラ４１ｙと接触する。ここで、現像ローラ４１ｙ上のトナーは、帯電電圧と同極性に帯電していることから、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｙと現像ローラ４１ｙとの接触の際に、静電効果によって帯電トナーを静電潜像に付着させて現像化する。
【００５５】
このようにして現像を終えた感光体ドラム１１ｙの表面は、転写ベルト２と接触する。転写ベルト２は、所定の圧力で感光体ドラム１１ｙと接触し、図１に示した矢印Ｘの方向へと駆動する。ここで、転写ベルト２は、転写ローラ５１ｙによる帯電電圧と逆極性の電圧印加によって帯電していることから、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｙ上のトナー像が記録用紙Ｐ上に転写される。
【００５６】
このようにして転写がなされた記録用紙Ｐは、転写ベルト２の駆動に応じて次段に設けられた画像形成部１０Ｍへと搬送される。画像形成装置１においては、このようなプロセスを媒体搬送方向下流側の他の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによっても行い、定着装置１２による定着終了後、印刷物として記録用紙Ｐを外部に排出する。
【００５７】
ここで、画像形成装置１においては、このような記録用紙Ｐの印刷時に転写ベルト２上に残存したトナーが、引き続き図１に示した矢印Ｘの方向へと搬送され、媒体搬送方向上流側の駆動ローラ１１ｂの周囲に配設されたクリーニングブレード１５と接触する。画像形成装置１においては、クリーニングブレード１５における弾性ブレードのエッジ部を転写ベルト２の載置面と接触させることにより、当該転写ベルト２上からトナーを掻き落とし、掻き落とした廃トナー１６を廃トナーボックス１７によって回収する。
【００５８】
また、画像形成装置１においては、転写終了後、画像形成部１０Ｙにおける感光体ドラム１１ｙの表面に現像トナーの一部が転写残トナーとして残存する。ここで、感光体ドラム１１ｙは、引き続き図１に示した矢印Ｒの方向へと回転することにより、クリーニングローラ６１ｙと接触する。このクリーニングローラ６１ｙは、上述したように、金属製シャフトと多孔質のスポンジとからなり、クリーニング装置用電源６２ｙによって帯電電圧と逆極性の４００［Ｖ］の直流電圧が印加され、所定の圧力で感光体ドラム１１ｙと接触しながら回転して摺擦している。したがって、画像形成装置１においては、帯電電圧と同極性に帯電した感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーを、クーロン力とクリーニングローラ６１ｙによる摺擦とにより、当該クリーニングローラ６１ｙによって除去することができる。画像形成装置１においては、このようにして転写残トナーのクリーニングを終了すると、感光体ドラム１１ｙが回転することによって再度当該感光体ドラム１１ｙの帯電工程へと移行する。画像形成装置１においては、このような転写残トナーのクリーニングを媒体搬送方向下流側の他の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによっても行う。
【００５９】
画像形成装置１においては、このようにして印刷動作を終了する。画像形成装置１においては、図３及び図４に示す時刻ｔ０にて、印刷動作を終了すると、転写残トナーのリサイクル動作へと移行する。具体的には、画像形成装置１においては、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃについては転写残トナーの放出動作を行い、画像形成部１０Ｋについては転写残トナーの回収動作を行う。
【００６０】
まず、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃによる転写残トナーの放出動作について、図３を用いて説明する。なお、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃによる転写残トナーの放出動作は同一であることから、ここでは、画像形成部１０Ｙによる動作について説明するものとする。
【００６１】
画像形成装置１においては、図３中時刻ｔ１にて、感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーを全て除去したものとすると、印刷制御部１００の制御のもとに、クリーニング装置用電源６２ｙからクリーニングローラ６１ｙに対して、帯電電圧と同極性の例えば−１２００［Ｖ］の直流電圧を印加する。ここで、転写工程を経た感光体ドラム１１ｙは、放電によって約０［Ｖ］の表面電位となっている。画像形成装置１においては、クリーニングローラ６１ｙに蓄積されて帯電電圧と同極性に帯電している転写残トナーが、クーロン力によって感光体ドラム１１ｙの表面に移動する。そして、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｙの表面が、クリーニングローラ６１ｙによって帯電電圧と同極性の例えば−６００［Ｖ］に帯電される。このとき、画像形成装置１においては、帯電電圧と同極性であって感光体ドラム１１ｙ上の帯電電位よりも大きい電圧をクリーニングローラ６１ｙに対して印加する。
【００６２】
画像形成装置１においては、転写残トナーを担持した感光体ドラム１１ｙがさらに回転し、帯電ローラ２１ｙと接触する。ここで、画像形成装置１においては、帯電装置用電源２２ｙによって転写残トナーと同極性の電圧が帯電ローラ２１ｙに対して印加されており、感光体ドラム１１ｙの表面電位が帯電電圧と同極性であって当該帯電ローラ２１ｙの帯電電圧よりも小さいことから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｙの表面に保持されたまま当該帯電ローラ２１ｙを通過することになる。このとき、画像形成装置１においては、帯電電圧と同極性であって感光体ドラム１１ｙ上の帯電電位よりも大きい電圧を帯電ローラ２１ｙに対して印加する。
【００６３】
また、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｙが回転することにより、時刻ｔ２にて、帯電ローラ２１ｙを通過した当該感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーが現像ローラ４１ｙと接触する。画像形成装置１においては、この時刻ｔ２にて、帯電電圧と同極性であって感光体ドラム１１ｙの表面と同じ電圧となるように、現像装置用電源４２ｙから現像ローラ４１ｙに対して印加する。例えば、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーが、クリーニングローラ６１ｙによってその表面電位が−６００［Ｖ］に帯電していることから、現像ローラ４１ｙに対しても同じ−６００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、画像形成装置１においては、現像ローラ４１ｙが、帯電電圧と同極性であって感光体ドラム１１ｙの表面電位と同じ電圧となることから、当該感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーが当該感光体ドラム１１ｙ表面に保持されたまま通過するとともに、現像ローラ４１ｙ上のトナーについては、当該感光体ドラム１１ｙ上に現像されずに転写残トナーのみが当該感光体ドラム１１ｙ上に保持されたまま現像ローラ４１ｙを通過する。
【００６４】
さらに、画像形成装置１においては、時刻ｔ３にて、クリーニングローラ６１ｙ上の転写残トナーが放出されると、クリーニング装置用電源６２ｙから当該クリーニングローラ６１ｙに対して、帯電電圧と逆極性の例えば４００［Ｖ］の電圧を印加する。このように、画像形成装置１においては、再度クリーニングローラ６１ｙに対して帯電電圧と逆極性の電圧を印加することにより、転写工程によって転写されずに抜けてきた転写残トナーを収集することができる。
【００６５】
さらにまた、画像形成装置１においては、時刻ｔ４にて、転写残トナーが現像ローラ４１ｙを通過すると、現像装置用電源４２ｙから当該現像ローラ４１ｙに対して、帯電電圧と同極性の例えば−２００［Ｖ］の電圧を印加する。
【００６６】
また、画像形成装置１においては、転写残トナーを担持した感光体ドラム１１ｙがさらに回転することにより、転写ローラ５１ｙと接触する。ここで、画像形成装置１においては、転写装置用電源５２ｙによって転写残トナーと逆極性の例えば４０００［Ｖ］の電圧が転写ローラ５１ｙに対して印加されていることから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｙの表面から転写ベルト２上に移動することになる。画像形成装置１においては、転写ベルト２上に移動した転写残トナーが、図１に示した矢印Ｘの方向へと搬送され、媒体搬送方向下流側の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃと接触する。ここで、画像形成装置１においては、転写装置用電源５２ｍ，５２ｃによって帯電電圧と逆極性の４０００［Ｖ］の電圧が転写ローラ５１ｍ，５１ｃに対して印加され、また、帯電装置用電源２２ｍ，２２ｃによって例えば−１２００［Ｖ］の電圧が帯電ローラ２１ｍ，２１ｃに対して印加されており、感光体ドラム１１ｙの表面電位が約−６００［Ｖ］に帯電していることから、帯電電圧と同極性に帯電している転写残トナーは、クーロン力によって画像形成部１０Ｍ，１０Ｃを通過し、媒体搬送方向最下流側の画像形成部１０Ｋまで移動することになる。画像形成装置１においては、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃにおける転写残トナーについても、同様のプロセスを経ることによってクリーニングローラ６１ｍ，６１ｃから放出されて転写ベルト２上に移動し、画像形成部１０Ｋまで搬送される。
【００６７】
このように、画像形成装置１においては、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃにおける転写残トナーを放出することができる。そして、画像形成装置１においては、図４に示すような画像形成部１０Ｋによる転写残トナーの回収動作を行う。
【００６８】
画像形成装置１においては、図４中時刻ｔ１にて、感光体ドラム１１ｙ上の転写残トナーを全て除去したものとすると、印刷制御部１００の制御のもとに、クリーニング装置用電源６２ｋからクリーニングローラ６１ｋに対して、帯電電圧と同極性の例えば−１２００［Ｖ］の直流電圧を印加する。ここで、転写工程を経た感光体ドラム１１ｋは、放電によって約０［Ｖ］の表面電位となっている。画像形成装置１においては、クリーニングローラ６１ｋに蓄積されて帯電電圧と同極性に帯電している転写残トナーが、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面に移動する。このとき、画像形成装置１においては、帯電電圧と同極性であって感光体ドラム１１ｋ上の帯電電位よりも大きい電圧をクリーニングローラ６１ｋに対して印加する。
【００６９】
画像形成装置１においては、転写残トナーを担持した感光体ドラム１１ｋがさらに回転し、帯電ローラ２１ｋと接触する。ここで、画像形成装置１においては、帯電装置用電源２２ｋによって転写残トナーと同極性の電圧が帯電ローラ２１ｋに対して印加されており、感光体ドラム１１ｋの表面電位が帯電電圧と同極性であって当該帯電ローラ２１ｋの帯電電圧よりも小さいことから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面に保持されたまま当該帯電ローラ２１ｋを通過することになる。
【００７０】
また、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｋが回転することにより、時刻ｔ２にて、帯電ローラ２１ｋを通過した当該感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーが現像ローラ４１ｋと接触する。ここで、画像形成装置１においては、現像装置用電源４２ｋによって現像ローラ４１ｋが同極性に帯電しているものの、転写残トナーの表面電位が大きいことから、当該転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面から現像ローラ４１ｋ上に移動することになる。このとき、画像形成装置１においては、現像ローラ４１ｋの表面電位は、感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーの表面電位よりも小さくする。
【００７１】
さらに、画像形成装置１においては、時刻ｔ６にて、転写工程によって転写されずに抜けてクリーニングローラ６１ｋから発生した転写残トナーが全て回収され、媒体搬送方向上流側の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃから放出された転写残トナーが画像形成部１０Ｋの感光体ドラム１１ｋと接触すると、転写装置用電源５２ｋから転写ローラ５１ｋに対して、帯電電圧と同極性の例えば−４０００［Ｖ］の電圧を印加する。画像形成装置１においては、この時刻ｔ６にて、転写残トナーと同極性であって感光体ドラム１１ｋよりも大きい電圧が転写ローラ５１ｋに対して印加されていることから、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃから放出された転写残トナーは、クーロン力によって転写ベルト２上から感光体ドラム１１ｋ上に移動する。
【００７２】
さらにまた、画像形成装置１においては、転写残トナーを担持した感光体ドラム１１ｙがさらに回転することにより、クリーニングローラ６１ｋと接触する。ここで、画像形成装置１においては、クリーニング装置用電源６２ｋによって帯電電圧と同逆極性の例えば−１２００［Ｖ］の電圧がクリーニングローラ６１ｋに対して印加されており、感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーの表面電位が帯電電圧と同極性であってクリーニングローラ６１ｋの帯電電圧よりも小さいことから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面に保持されたまま当該クリーニングローラ６１ｋを通過する。
【００７３】
また、画像形成装置１においては、転写残トナーを担持した感光体ドラム１１ｋがさらに回転することにより、帯電ローラ２１ｋと接触する。ここで、画像形成装置１においては、帯電装置用電源２２ｋによって転写残トナーと同極性の電圧が帯電ローラ２１ｋに対して印加されており、感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーの表面電位が帯電電圧と同極性であって当該帯電ローラ２１ｋの帯電電圧よりも小さいことから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面に保持されたまま当該帯電ローラ２１ｋを通過する。
【００７４】
さらに、画像形成装置１においては、感光体ドラム１１ｋが回転することにより、帯電ローラ２１ｋを通過した当該感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーが現像ローラ４１ｋと接触する。画像形成装置１においては、現像装置用電源４２ｋによって帯電電圧と同極性の例えば−２００［Ｖ］の電圧が現像ローラ４１ｋに対して印加されており、感光体ドラム１１ｋ上の転写残トナーの表面電位が大きいことから、転写残トナーは、クーロン力によって感光体ドラム１１ｋの表面から当該現像ローラ４１ｋ上に移動する。
【００７５】
画像形成装置１においては、このようなプロセスを経て媒体搬送方向上流側の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃから放出された全ての転写残トナーを、時刻ｔ７にて、現像ローラ４１ｋによって回収することができる。これにより、画像形成装置１においては、転写残トナーのリサイクルを行うことが可能となる。
【００７６】
さて、画像形成装置１においては、このような転写残トナーのリサイクル動作を、図５に示すようなタイミングで実行する。
【００７７】
まず、画像形成装置１においては、同図に示すように、ステップＳ１において、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部１０６に記憶されるパラメータＰをゼロ値に初期化する。このパラメータＰは、クリーニング動作を実行する際のパラメータであり、記録用紙Ｐに対して１ページの印刷を行う毎に"１"ずつ増加するものであり、データ量計数部１２０における印刷枚数カウンタ１２３によって計数された計数値が印刷制御部１００を介してパラメータ記憶部１０６に記憶されるものである。すなわち、画像形成装置１においては、ステップＳ２において、１頁の印刷を行うと、ステップＳ３において、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部１０６に記憶されるパラメータＰをインクリメントする。
【００７８】
続いて、画像形成装置１においては、ステップＳ４において、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部１０６に記憶されているパラメータＰと閾値記憶部１０７に記憶されている所定の閾値Ｎとを比較し、パラメータＰが閾値Ｎに達したか否かを判定する。すなわち、画像形成装置１においては、Ｎページの印刷を行ったか否かを判定する。例えば、画像形成装置１においては、閾値Ｎとして"１０"を設定した場合には、１０ページの印刷を行ったか否かを判定することになる。
【００７９】
ここで、画像形成装置１においては、パラメータＰが閾値Ｎ未満であるものと判定した場合には、ステップＳ５へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、次ページの印刷データが存在するか否かを判定する。画像形成装置１においては、次ページの印刷データが存在するものと判定した場合には、ステップＳ２からの処理を繰り返す一方で、次ページの印刷データが存在しないものと判定した場合、すなわち、全ての印刷が終了した場合には、ステップＳ６において、印刷制御部１００の制御のもとに、図３及び図４に示した転写残トナーのリサイクル動作を行い、一連の処理を終了する。
【００８０】
一方、画像形成装置１においては、パラメータＰが閾値Ｎ以上であるものと判定した場合には、ステップＳ７へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、転写残トナーのリサイクル動作を行った後、ステップＳ８において、印刷制御部１００の制御のもとに、次ページの印刷データが存在するか否かを判定する。画像形成装置１においては、次ページの印刷データが存在するものと判定した場合には、ステップＳ１へと処理を移行してパラメータＰを初期化した上で、ステップＳ２以降の次ページの印刷動作を行い、次ページの印刷データが存在しないものと判定した場合には、そのまま一連の処理を終了する。
【００８１】
画像形成装置１においては、このような一連の工程を経ることにより、印刷枚数にかかわらずＮページ毎に、又はＮページ未満である場合には印刷終了後に、転写残トナーのリサイクル動作を実行することができる。これにより、画像形成装置１においては、クリーニングローラ６１ｙ，６１ｍ，６１ｃ，６１ｋに過剰にトナーが蓄積する事態を回避することができ、クリーニング性能の低下を防止することができる。
【００８２】
実際に、画像形成装置１における各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれにおいて４００［ｇ］のトナー使用量に対して５％デューティーの連続印刷を行った場合と、従来の画像形成装置における各色の画像形成部において同条件の連続印刷を行った場合とについて、印刷枚数と廃トナー量との関係を求めると、次表１に示す結果が得られた。すなわち、従来の画像形成装置においては、１５０００ページの印刷に対して、各色毎に５０［ｇ］の廃トナーが発生するのに対して、画像形成装置１においては、１５０００ページの印刷に対して、イエロー、マゼンタ、シアンの各色について廃トナー量が０［ｇ］であり、ブラックについては２３０００ページの印刷を行っても廃トナー量が０［ｇ］であった。
【００８３】
【表１】
2005338232.tif 000003
【００８４】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置１においては、転写残トナーをリサイクルすることができることから、長寿命化によるランニングコストの低減及び廃トナーがなくなることによる廃棄物の双方の低減を図ることができる。また、画像形成装置１においては、クリーナレス機構であることから、構造を極めて簡略化することができる。そして、画像形成装置１においては、媒体搬送方向最下流側の画像形成部１０Ｋにおいて転写残トナーを回収してリサイクルすることから、混色が目立たず画像への影響を少なくすることができ、印刷品位の低下を防止することができる。特に、画像形成装置１においては、リサイクルを行う画像形成部１０Ｋが他の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃよりも使用頻度が高いことから、効率よく転写残トナーをリサイクルすることができ、極めてランニングコスト及び廃棄物の双方を低減させることができる。
【００８５】
つぎに、第２の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【００８６】
この第２の実施の形態として示す画像形成装置は、第１の実施の形態として示した画像形成装置１に対して、転写残トナーのリサイクル動作を行うための新たなパラメータを用いて改良したものである。したがって、この第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。また、この第２の実施の形態として示す画像形成装置については、第１の実施の形態として示した画像形成装置１と区別するために、画像形成装置２００と称するものとする。
【００８７】
まず、第２の実施の形態の説明に先立ち、第１の実施の形態として示した画像形成装置１に対する改良点について説明するものとする。
【００８８】
画像形成装置１においては、例えば、画像形成部１０Ｙについてのみ１００％印字で印刷を行い、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃについては０％印字で印刷を行った場合には、画像形成部１０Ｋにおいて画像形成部１０Ｙから発生した転写残トナーのみを転写ベルト２上から回収することになる。したがって、画像形成装置１においては、画像形成部１０Ｋにおける現像装置４０内で混色が発生し、画像劣化を招来する場合がある。
【００８９】
第２の実施の形態として示す画像形成装置２００は、このような現象を防止するために改良されたものであり、印刷動作中に、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃのそれぞれによって印刷される印刷ドット数を記憶し、各色間で転写残トナー量の差が生じた場合には、リサイクル動作中に、印刷ドット数に基づいて転写残トナー量の差を予測して各画像形成部においてトナーを現像することによって当該差をなくし、混色の割合を同一とするものである。
【００９０】
なお、ここでは、説明の便宜上、画像形成部１０Ｙによる印刷ドット数が、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃによる印刷ドット数よりも大きい場合について説明する。
【００９１】
具体的には、画像形成装置２００においては、図６に示すように、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃによって印刷される印刷ドット数を計数するドットカウンタ１２４が、データ量計数部１２０に内蔵されるとともに、このドットカウンタ１２４の計数値である各色の印刷ドット数Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃを一時的に記憶するドット数記憶部２０１が、メモリ１０２におけるＲＡＭに記憶領域として割り当てられる。画像形成装置２００においては、計測手段及び放出制御手段として機能する印刷制御部１００の制御のもとに、画像形成装置１と同様の印刷動作を行うが、画像形成装置２００においては、露光装置３０によって感光体ドラム１１に静電潜像が書き込まれる際に、ドットカウンタ１２４によって印刷ドット数を計数し、印刷制御部１００を介してドット数記憶部２０１に記憶させる。
【００９２】
このような画像形成装置２００においては、印刷制御部１００の制御のもとに、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃについて、図７に示すように駆動させる。なお、画像形成装置２００においては、画像形成部１０Ｙについては、先に図３に示したように駆動させるとともに、画像形成部１０Ｋについては、先に図４に示したように駆動させることから、ここではその説明を省略する。
【００９３】
画像形成装置２００においては、露光装置３０ｍ，３０ｃの動作が画像形成装置１とは異なる。具体的には、画像形成装置１においては、先に図３に示したように、時刻ｔ０にて印刷動作を終了して、転写残トナーのリサイクル動作へと移行すると、時刻ｔ１にて、印刷制御部１００の制御のもとに、露光装置３０ｍ，３０ｃがオフ状態とされ、この状態が継続する。これに対して、画像形成装置２００においては、図７に示すように、印刷制御部１００の制御のもとに、時刻ｔ１にて露光装置３０ｍ，３０ｃがオフ状態とされた後、時刻ｔ４にて、転写残トナーが現像ローラ４１ｙを通過すると、再度当該露光装置３０ｍ，３０ｃの電源が投入されてオン状態とされ、画像形成部１０Ｋにおけるクリーニングローラ６１ｋから発生した転写残トナーが全て回収される時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ５にて、当該露光装置３０ｍ，３０ｃがオフ状態とされる。
【００９４】
画像形成装置２００においては、印刷制御部１００の制御のもとに、露光装置３０ｍ，３０ｃをこのように動作させ、以下に示す印刷ドット数での現像を行う。
【００９５】
画像形成装置２００においては、上述したように、各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃによって印刷された印刷ドット数がドット数記憶部２０１に記憶される。ここで、１ドットあたりＸ［ｇ］の転写残トナーが発生するものと仮定する。この場合、画像形成装置２００においては、各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃにより、それぞれ、印刷ドット数がＤｙドット、Ｄｍドット、Ｄｃドットの印刷を行った場合には、ＤｙＸ［ｇ］、ＤｍＸ［ｇ］、ＤｃＸ［ｇ］の転写残トナーがクリーニングローラ６１ｙ，６１ｍ，６１ｃに付着することになる。ここで、Ｄｙ＞Ｄｍ＞Ｄｃであるものとすると、画像形成装置２００においては、画像形成部１０Ｙの転写残トナー量と比べ、画像形成部１０Ｍでは（ＤｙＸ−ＤｍＸ）［ｇ］の転写残トナー量の差が生じ、画像形成部１０Ｃでは（ＤｙＸ−ＤｃＸ）［ｇ］の転写残トナー量の差が生じる。
【００９６】
画像形成装置２００においては、印刷制御部１００の制御のもとに、この転写残トナー量の差をなくすように、図７中時刻ｔ４にて、露光装置３０ｍ，３０ｃをオン状態として感光体ドラム１１ｍ，１１ｃに静電潜像を形成させ、トナーを現像させる。具体的には、画像形成装置２００においては、１ドットあたりＺ［ｇ］のトナーが現像されるものとすると、画像形成部１０Ｍでは（ＤｙＸ−ＤｍＸ）／Ｚドットの静電潜像を露光装置３０ｍによって形成するとともに、画像形成部１０Ｃでは（ＤｙＸ−ＤｃＸ）／Ｚドットの静電潜像を露光装置３０ｃによって形成する。
【００９７】
このような画像形成装置２００においては、このような露光装置３０ｍ，３０ｃによる静電潜像の形成を行い、転写残トナーのリサイクル動作へと移行すると、時刻ｔ５にて、印刷制御部１００の制御のもとに、当該露光装置３０ｍ，３０ｃがオフ状態とされる。その後、画像形成装置２００においては、静電潜像の書き込みが行われた感光体ドラム１１ｍ，１１ｃが引き続き回転することにより、それぞれ、現像ローラ４１ｍ，４１ｃと接触し、静電効果によって帯電トナーが静電潜像に付着して現像され、さらに、当該感光体ドラム１１ｍ，１１ｃが回転することにより、それぞれ、現像されたトナーが転写ローラ５１ｍ，５１ｃを介して転写ベルト２上に移動する。そして、画像形成装置２００においては、画像形成部１０Ｋまで搬送されたトナーが感光体ドラム１１ｋ上に移動し、現像ローラ４１ｋによって回収されてリサイクルされる。なお、画像形成装置２００においては、リサイクル動作終了後、印刷制御部１００の制御のもとに、ドット数記憶部２０１に記憶された印刷ドット数Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃがゼロ値に初期化される。
【００９８】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置２００においては、データ量計数部１２０におけるドットカウンタ１２４によって計数された印刷ドット数に基づいて、各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃのそれぞれから発生する転写残トナー量の差を予測し、この差に応じたトナーを現像して画像形成部１０Ｋにおいて回収する。このように、画像形成装置２００においては、転写残トナーの混色の割合を同一に制御することにより、混色された転写残トナーを黒色とすることができることから、画像劣化をなくすことができ、高画質化を図ることが可能となる。
【００９９】
最後に、第３の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【０１００】
この第３の実施の形態として示す画像形成装置は、第２の実施の形態として示した画像形成装置２００に対して、トナーを収容するトナーカートリッジのトナー収容状態を検出する手段を用いて改良したものである。したがって、この第３の実施の形態の説明においては、第２の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。また、この第３の実施の形態として示す画像形成装置については、第１の実施の形態として示した画像形成装置１及び第２の実施の形態として示した画像形成装置２００と区別するために、画像形成装置３００と称するものとする。
【０１０１】
まず、第３の実施の形態の説明に先立ち、第２の実施の形態として示した画像形成装置２００に対する改良点について説明するものとする。
【０１０２】
画像形成装置２００においては、例えば、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃについては１００％印字で印刷を行い、画像形成部１０Ｋについては０％印字で印刷を行った場合には、印刷動作が終了する度にリサイクル動作を行い、感光体ドラム１１ｋ，１１ｍ，１１ｃから転写残トナーが放出され、画像形成部１０Ｋにおける現像ローラ４１ｋによって回収され続ける制御を行うことになる。したがって、画像形成装置２００においては、画像形成部１０Ｋにおいてトナー１３ｋを収容するトナーカートリッジ１４ｋは、回収した転写残トナーによって過剰に充満され、現像ローラ４１ｋから感光体ドラム１１ｋにトナーが漏出する事態を招来し、汚れとなる場合がある。
【０１０３】
第３の実施の形態として示す画像形成装置３００は、このような現象を防止するために改良されたものであり、第１の実施の形態と同様にして印刷動作を行った後、第２の実施の形態と同様にしてリサイクル動作を行うか、又はリサイクル動作を停止して転写残トナーの破棄動作を行うものである。
【０１０４】
具体的には、画像形成装置３００は、図８に概略構成を示すように、画像形成部１０Ｋに、トナーカートリッジ１４ｋに収容されているトナー量を検出するトナー量検出手段であるトナーセンサ３２０を備える。このトナーセンサ３２０としては、例えば、トナーカートリッジ１４ｋの両側に光透過を可能とする光学的に透明な図示しない窓を設け、この窓を介してセンサ光を授受する発光部３２０ａと受光部３２０ｂとからなる透過型のセンサを用いることができる。このようなトナーセンサ３２０は、図９に示すように、破棄制御手段として機能する印刷制御部１００によって制御される。また、画像形成装置３００においては、メモリ１０２におけるＲＡＭに、トナーの破棄の是非を決定するためのパラメータＱ，Ｔを一時的に記憶するパラメータ記憶部３３１，３３２が記憶領域として割り当てられる。
【０１０５】
このような画像形成装置３００においては、印刷制御部１００の制御のもとに、印刷動作中にトナーセンサ３２０を起動し、受光部３２０ｂによって受光して検出したセンサ光の光量を、パラメータＱとしてパラメータ記憶部３３１に記憶させる。また、画像形成装置３００においては、トナーカートリッジ１４ｋに収容されているトナー量が例えば充満状態等の所定値以上であるときに受光部３２０ｂによって検出されるセンサ光の光量が、パラメータＴとしてパラメータ記憶部３３２に記憶されている。そして、画像形成装置３００においては、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部３３１に記憶されているパラメータＱとパラメータ記憶部３３２に記憶されているパラメータＴとを比較することにより、トナーカートリッジ１４ｋにトナーが過剰に充満しているか否かを判定することができる。
【０１０６】
画像形成装置３００においては、このようなトナーカートリッジ１４ｋのトナー収容状態に基づいて、上述した転写残トナーのリサイクル動作を行うか、又は転写残トナーの破棄動作を行う。画像形成装置３００においては、転写残トナーの破棄動作を行う場合には、印刷制御部１００の制御のもとに、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋについて、図１０に示すように駆動させ、印刷動作終了後、クリーニングローラ６１ｙ，６１ｍ，６１ｃ，６１ｋの転写残トナーの破棄動作を行う。
【０１０７】
まず、画像形成装置３００においては、時刻ｔ０にて印刷動作を終了すると、印刷制御部１００の制御のもとに、第１の実施の形態と同様にして各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋから転写残トナーを放出する。このとき、画像形成装置３００においては、第２の実施の形態とは異なり、画像形成部１０Ｋにおいても感光体ドラム１１ｋから転写残トナーを放出し、媒体搬送方向上流側の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃから発生した転写残トナーを回収しないで通過させる。そして、画像形成装置３００においては、転写ベルト２によって転写残トナーを搬送し、トナー破棄手段であるクリーニングブレード１５によって当該転写ベルト２上から当該転写残トナーを掻き落とし、廃トナーとして廃トナーボックス１７によって回収して破棄する。
【０１０８】
さて、画像形成装置３００においては、図１１に示すような工程を経ることにより、このような転写残トナーの破棄動作の実行とリサイクル動作の実行とのタイミングを制御する。
【０１０９】
まず、画像形成装置３００においては、図５中ステップＳ１乃至ステップＳ４と同様の処理を行う。すなわち、画像形成装置３００においては、図１１に示すように、ステップＳ１１において、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部１０６に記憶されるパラメータＰをゼロ値に初期化し、ステップＳ１２において、１頁の印刷を行うと、ステップＳ１３において、パラメータ記憶部１０６に記憶されるパラメータＰをインクリメントし、ステップＳ１４において、パラメータ記憶部１０６に記憶されているパラメータＰと閾値記憶部１０７に記憶されている所定の閾値Ｎとを比較し、パラメータＰが閾値Ｎに達したか否かを判定する。
【０１１０】
ここで、画像形成装置３００においては、パラメータＰが閾値Ｎ未満であるものと判定した場合には、ステップＳ１５へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、次ページの印刷データが存在するか否かを判定する。画像形成装置３００においては、次ページの印刷データが存在するものと判定した場合には、ステップＳ１２からの処理を繰り返す一方で、次ページの印刷データが存在しないものと判定した場合、すなわち、全ての印刷が終了した場合には、ステップＳ１６へと処理を移行する。
【０１１１】
画像形成装置３００においては、ステップＳ１６において、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部３３１に記憶されているパラメータＱとパラメータ記憶部３３２に記憶されているパラメータＴとを比較し、パラメータＱがパラメータＴに達したか否かを判定する。ここで、画像形成装置３００においては、パラメータＱがパラメータＴ未満であるものと判定した場合、すなわち、トナーカートリッジ１４ｋが充満状態でない場合には、ステップＳ１８へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、図７に示した転写残トナーのリサイクル動作を行い、一連の処理を終了する。一方、画像形成装置３００においては、パラメータＱがパラメータＴ以上であるものと判定した場合、すなわち、トナーカートリッジ１４ｋが充満状態である場合には、ステップＳ１７へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、図１０に示した転写残トナーの破棄動作を行い、一連の処理を終了する。
【０１１２】
また、画像形成装置３００においては、ステップＳ１４にてパラメータＰが閾値Ｎ以上であるものと判定した場合には、ステップＳ１９へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、パラメータ記憶部３３１に記憶されているパラメータＱとパラメータ記憶部３３２に記憶されているパラメータＴとを比較し、トナーカートリッジ１４ｋが充満状態であるか否かを判定する。ここで、画像形成装置３００においては、パラメータＱがパラメータＴ未満であるものと判定した場合には、ステップＳ２１へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、図７に示した転写残トナーのリサイクル動作を行い、ステップＳ２２へと処理を移行する。一方、画像形成装置３００においては、パラメータＱがパラメータＴ以上であるものと判定した場合には、ステップＳ２０へと処理を移行し、印刷制御部１００の制御のもとに、図１０に示した転写残トナーの破棄動作を行い、ステップＳ２２へと処理を移行する。
【０１１３】
そして、画像形成装置３００においては、ステップＳ２２において、印刷制御部１００の制御のもとに、次ページの印刷データが存在するか否かを判定する。画像形成装置３００においては、次ページの印刷データが存在するものと判定した場合には、ステップＳ１１へと処理を移行してパラメータＰを初期化した上で、ステップＳ１２以降の次ページの印刷動作を行い、次ページの印刷データが存在しないものと判定した場合には、そのまま一連の処理を終了する。
【０１１４】
画像形成装置３００においては、このような一連の工程を経ることにより、印刷枚数にかかわらずＮページ毎に、又はＮページ未満である場合には印刷終了後に、転写残トナーのリサイクル動作を行うか破棄動作を行うかを判断し、各動作を実行することができる。これにより、画像形成装置３００においては、クリーニングローラ６１ｙ，６１ｍ，６１ｃ，６１ｋに過剰にトナーが蓄積する事態を回避することができるのみならず、トナーカートリッジ１４ｋに転写残トナーが過剰に回収される事態を回避することができる。
【０１１５】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置３００においては、画像形成部１０Ｋにトナーセンサ３２０を設けることにより、トナーカートリッジ１４ｋに転写残トナーが過剰に回収される事態を回避することができ、現像ローラ４１ｋから感光体ドラム１１ｋにトナーが漏出することによる汚れを防止して安定した印刷を行うことが可能となる。
【０１１６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した全ての実施の形態では、媒体搬送方向上流側から、画像形成部１０Ｙ→画像形成部１０Ｍ→画像形成部１０Ｃ→画像形成部１０Ｋの順序で配設されているものとして説明したが、本発明は、この配設順序に拘泥するものではない。ただし、画像形成装置においては、効率よく転写残トナーをリサイクルする観点から、使用頻度が高い画像形成部１０Ｋを媒体搬送方向最下流側に配設するのが望ましい。
【０１１７】
また、上述した第２の実施の形態では、画像形成部１０Ｙによる印刷ドット数Ｄｙが、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃによる印刷ドット数Ｄｍ，Ｄｃよりも大きい場合について説明したため、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃについてのみ図７に示した駆動を行わせるものとして説明したが、本発明は、ブラックの画像形成部及び印刷ドット数が最大であるカラーの画像形成部以外の画像形成部について、図７に示した駆動を行わせればよい。
【０１１８】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図２】同画像形成装置の電気的な構成を説明するブロック図である。
【図３】同画像形成装置におけるイエロー、マゼンタ、及びシアンの画像形成部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】同画像形成装置におけるブラックの画像形成部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】同画像形成装置における転写残トナーのリサイクル動作の実行タイミングを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置の電気的な構成を説明するブロック図である。
【図７】同画像形成装置におけるマゼンタ及びシアンの画像形成部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図９】同画像形成装置の電気的な構成を説明するブロック図である。
【図１０】同画像形成装置における画像形成部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１１】同画像形成装置における転写残トナーのリサイクル動作及び破棄動作の実行タイミングを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
１，２００，３００  画像形成装置
２  転写ベルト
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ  画像形成部
１１ａ，１１ｂ  駆動ローラ
１１，１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋ  感光体ドラム
１２  定着装置
１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋ  トナー
１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｋ  トナーカートリッジ
１５  クリーニングブレード
１６  廃トナー
１７  廃トナーボックス
２１，２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ  帯電ローラ
２２，２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ  帯電装置用電源
３０，３０ｙ，３０ｍ，３０ｃ，３０ｋ  露光装置
４０  現像装置
４１，４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ  現像ローラ
４２，４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ  現像装置用電源
５１，５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋ  転写ローラ
５２，５２ｙ，５２ｍ，５２ｃ，５２ｋ  転写装置用電源
６１，６１ｙ，６１ｍ，６１ｃ，６１ｋ  クリーニングローラ
６２，６２ｙ，６２ｍ，６２ｃ，６２ｋ  クリーニング装置用電源
７１，７１ｙ，７１ｍ，７１ｃ，７１ｋ  トナー供給ローラ
７２，７２ｙ，７２ｍ，７２ｃ，７２ｋ  層形成ブレード
７３，７３ｙ，７３ｍ，７３ｃ，７３ｋ  トナー供給装置用電源
１００  印刷制御部
１０１  Ｉ／Ｆ制御部
１０２  メモリ
１０３  受信メモリ
１０４  画像データ編集部
１０５  ＲＯＭ
１０６，３３１，３３２  パラメータ記憶部
１０７  閾値記憶部
１０８  操作部
１０９  各種センサ
１１１  帯電電圧制御部
１１２  現像電圧制御部
１１３  供給電圧制御部
１１４  転写電圧制御部
１１５  クリーニング制御部
１１６  モータ制御部
１１７  定着制御部
１１８  各モータ
１２０  データ量計数部
１２３  印刷枚数カウンタ
１２４  ドットカウンタ
２０１  ドット数記憶部
３２０  トナーセンサ
３２０ａ  発光部
３２０ｂ  受光部
Ｐ  記録用紙
【図１】
2005338232.tif 000004
【図２】
2005338232.tif 000005
【図３】
2005338232.tif 000006
【図４】
2005338232.tif 000007
【図５】
2005338232.tif 000008
【図６】
2005338232.tif 000009
【図７】
2005338232.tif 000010
【図８】
2005338232.tif 000011
【図９】
2005338232.tif 000012
【図１０】
2005338232.tif 000013
【図１１】
2005338232.tif 000014