(57)【要約】【課題】トナー消費量が画像幅方向に偏りがある場合に余計なリフレッシュを抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成時にトナーを担持して感光ドラム１３に供給しトナー像を形成させる現像ローラー５１を備え、非画像形成時に現像ローラー５１側から感光ドラム１３側へトナーを吐出するリフレッシュを行う画像形成装置１であって、画像形成後に感光ドラム１３上での画像幅方向に分割された複数の領域Ｒ１〜Ｒ８毎に画像形成時の印字率を検出する印字率検出部６５と、検出された印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する吐出領域決定部６７と、トナー吐出の必要な領域に対してトナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する吐出範囲設定部６９とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成時にトナーを担持して像担持体に供給しトナー像を形成させるトナー担持体を備え、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュを行う画像形成装置であって、
前記画像形成後に前記像担持体上での画像幅方向に分割された複数の領域毎に前記画像形成時の印字率を検出する印字率検出部と、
前記検出された印字率に基づいて前記トナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する吐出領域決定部と、
前記トナー吐出の必要な領域に対して前記トナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する吐出範囲設定部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記吐出範囲設定部は、前記トナー吐出の必要な領域のはみ出し量を変更可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像形成時にトナーを担持して像担持体に供給しトナー像を形成させるトナー担持体を備えた画像形成装置に対し、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュを行わせるリフレッシュプログラムであって、
前記画像形成後に前記像担持体上での画像幅方向に分割された複数の領域毎に前記画像形成時の印字率を検出する印字率検出手順と、
前記検出された印字率に基づいて前記トナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する吐出領域決定手順と、
前記トナー吐出の必要な領域に対して前記トナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する吐出範囲設定手順と、
をコンピューターに実行させることを特徴とするリフレッシュプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非画像形成時にトナー担持体側から像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュを行う画像形成装置及びリフレッシュプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター等の画像形成装置においては、現像装置内のトナーを現像ローラー（トナー担持体）に担持して感光ドラム（像担持体）に供給し、現像を行わせるようになっている。
【０００３】
このような画像形成装置では、形成される画像上の印字率が低いと、現像に用いられるトナーが少ないので現像装置内でのトナーの入れ替わりが少なくなる。これが連続すると、現像装置内でトナーが過剰に帯電し、画像濃度低下やカブリが発生して画像品質を低下させることがあった。
【０００４】
これに対し、トナー自体の改良がなされてきてはいるものの、画像品質の低下を確実に抑制するまでには至っていないのが現状である。
【０００５】
一方、現像装置内のトナーを強制排出してリフレッシュする技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、この技術では、トナー消費量が画像幅方向に偏りがある場合でも一律にリフレッシュが行われることから、十分なトナー消費量がある部分等にも余計なリフレッシュが行われてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７５４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、トナー消費量が画像幅方向に偏りがある場合に余計なリフレッシュが行われる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トナー消費量が画像幅方向に偏りがある場合に余計なリフレッシュを抑制するため、画像形成時にトナーを担持して像担持体に供給しトナー像を形成させるトナー担持体を備え、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュを行う画像形成装置であって、前記画像形成後に前記像担持体上での画像幅方向に分割された複数の領域毎に前記画像形成時の印字率を検出する印字率検出部と、前記検出された印字率に基づいて前記トナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する吐出領域決定部と、前記トナー吐出の必要な領域に対して前記トナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する吐出範囲設定部とを備えたことを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、必要な領域についてのみトナー吐出を行わせて余計なリフレッシュを抑制できながら、その領域に関して境界も含めた確実なトナー吐出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略構成図である（実施例１）。
【図２】図１の画像形成装置の現像装置の概略断面図である（実施例１）。
【図３】図１の画像形成装置に用いられる制御部を示すブロック図である（実施例１）。
【図４】領域毎の印字率の一例を示す概念図である（実施例１）。
【図５】（ａ）はトナー吐出範囲の一例を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である（実施例１）。
【図６】図１の画像形成装置によるリフレッシュ動作を示すフローチャートである（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
トナー消費量が画像幅方向に偏りがある場合に余計なリフレッシュを抑制するという目的を、像担持体上での画像幅方向に分割された複数の領域毎に印字率からトナー吐出の要否及び吐出量を決定し、且つトナー吐出の必要な領域に対してトナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定することで実現した。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置の概略構成］
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００１４】
本実施例の画像形成装置１は、例えばプリンターやデジタル複合機等からなり、少なくとも印刷（画像形成）を行うと共に非印刷時（非画像形成時）にトナーを吐出するリフレッシュを行うようになっている。なお、リフレッシュについては、図３の制御部５７の構成と共に後述する。
【００１５】
印刷の際は、図１のように、給紙機構３からの用紙Ｐが用紙搬送路５によって排出トレイ７へ搬送され、この搬送中に転写部９及び定着部１１によって用紙Ｐ上にトナー像が転写され定着するようになっている。
【００１６】
転写部９は、像担持体としての感光ドラム１３と、中間転写ベルト１５と、転写ローラー１７とを備えている。
【００１７】
感光ドラム１３は、例えば回転自在なアルミドラムに、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）等の感光層が積層されている。感光ドラム１３は、帯電ユニット１９により表面が帯電し、露光ユニット２１からレーザビームを照射されることで静電潜像が形成される。なお、レーザービームの照射は、パーソナルコンピュータ等から入力された原稿画像データに基づいて行われる。この感光ドラム１３に、現像ユニット２３からトナーが供給されてトナー像が形成（現像）される。
【００１８】
現像ユニット２３は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式であり、本実施例でイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを備えている。現像装置２３ａ〜２３ｄへのトナー補給（トナーインストール）は、トナーカートリッジ２５から補給パイプ２５ａを介して行われる。
【００１９】
現像装置２３ａ〜２３ｄは、感光ドラム１３に対向する位置に順次回転移動し、感光ドラム１３上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光ドラム１３から中間転写ベルト１５に転写される（一次転写）。なお、トナー像の転写後には感光ドラム１３上の表面に残留したトナーがクリーニングローラー２７ａ及びクリーニングブレード２７ｂにより除去される。
【００２０】
中間転写ベルト１５は、誘電体樹脂製のシートからなり、駆動ローラー２９及び従動ローラー３１間に掛け回されている。この中間転写ベルト１５は、中間転写ローラー３３ａ，３３ｂによって感光ドラム１３に当接する。
【００２１】
中間転写ローラー３３ａ，３３ｂは、負極性の転写バイアス（正帯電トナーを用いる場合）が印加され、感光ドラム１３から中間転写ベルト１５上へトナー像を転写させる。これが各色において行われることで、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１５に転写されることになる。フルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１５と転写ローラー１７との間で用紙Ｐに対して転写される（二次転写）。
【００２２】
転写ローラー１７は、負極性の転写バイアスが印加されており、中間転写ベルト１５との間で用紙Ｐを挟み込む。これにより、中間転写ベルト１５から用紙Ｐ上へトナー像を転写させることになる。転写ローラー１７の下流側には、中間転写ベルト１５表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレード３５が配置されている。
【００２３】
図２は、図１の画像形成装置の現像装置の断面図である。なお、以下の説明では、図１の現像装置２３ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２３ｂ〜２３ｄの構成及び動作については基本的に同様であるので説明は省略する。
【００２４】
現像装置２３ａは、図２のように、樹脂製の現像容器３７内にトナー撹拌部３９とトナー供給部４１とが設けられている。トナー撹拌部３９は、トナーを収納すると共に回転する撹拌パドル４３によってトナー供給部４１へ供給する。
【００２５】
トナー供給部４１は、トナー撹拌部３９に対し区画壁４５によって区画されている。区画壁４５には、開口部４７ａ，４７ｂが形成され、一方の開口部４７ａからトナー供給部４１へのトナーの供給を行わせる。他方の開口部４７ｂは、トナー供給部４１内の余剰となったトナーをトナー撹拌部３９に戻す。
【００２６】
このトナー供給部４１内には、供給ローラー４９及び現像ローラー５１が設けられている。供給ローラー４９は、一方の開口部４７ａに対応して設けられ、回転により現像ローラー５１にトナーを供給する。
【００２７】
現像ローラー５１は、トナーを担持するトナー担持体であり、回転により対向する感光ドラム１３側にトナーを供給する（図１参照）。この現像ローラー５１と現像容器３７との間には、規制部材５３及びシール部材５５が設けられている。
【００２８】
規制部材５３は、現像ローラー５１上のトナーの層厚を規制すると共に摩擦帯電を行い、感光ドラム１３上への現像を可能とする。シール部材５５は、現像ローラー５１と現像容器３７との間を封止してトナー漏れを防止している。
【００２９】
このような現像装置２３ａでは、トナー撹拌部３９内のトナーが、撹拌パドル４３の回転により開口部４７ａを通過してトナー供給部４１へ送られる。トナー供給部４１側へ送られたトナーは、供給ローラー４９により現像ローラー５１へ運ばれ、規制部材５３で薄層規制された後に感光ドラム１３上の静電潜像を現像する。
【００３０】
現像後に現像ローラー５１上に残ったトナーは、シール部材５５を通過後、供給ローラー４９により剥離されてトナー供給部４１内に戻されることになる。トナー供給部４１内は、戻されたトナーと新たに供給されるトナーとが収容されるが、余剰となったトナーは、区画壁４５の開口部４７ｂからトナー撹拌部３９に戻されることになる。
［制御部の構成］
図３は、図１の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【００３１】
本実施例の画像形成装置１は、制御部５７によって動作制御され、上記印刷動作の他、非印刷時のリフレッシュを行う。
【００３２】
制御部５７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５９、ＲＯＭ（Read Only Memory）６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３等を備えて構成されている。
【００３３】
ＣＰＵ５９は、プログラムの実行により、所定の処理を実行する演算処理装置である。ＲＯＭ６１は、プログラム等を記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ６３は、プログラムを実行する際に、そのプログラムや各種データを一時的に記憶する作業領域としてのメモリである。
【００３４】
本実施例においては、ＣＰＵ５９がＲＯＭ６１内のリフレッシュプログラムを実行することで、印字率検出部６５と、吐出領域決定部６７と、吐出範囲設定部６９と、吐出実行部７１とをリフレッシュのための機能構成として備える。なお、印刷動作の制御は、周知のプログラム及びそれによる機能によって実現可能であるから説明を省略する。
【００３５】
印字率検出部６５は、印字検出手順を実現するものであり、印刷後に感光ドラム１３上での現像領域の幅方向（画像幅方向）で分割された複数の領域毎に直前の印刷時の印字率を検出する。印字率は、画像形成可能な面積（用紙面積）に対する印字される面積の割合をいう。なお、印字は、画像形成を意味し、文字に限られるのではなく、写真やグラフィック画像も含む。
【００３６】
図４に領域毎の印字率の一例を示す。図４では、画像幅方向で８つの領域Ｒ１〜Ｒ８に分割されており、領域Ｒ１及びＲ８の印字率が０％、領域Ｒ２〜Ｒ５の印字率が５．７５％、領域Ｒ６の印字率が０．７％、領域Ｒ７の印字率が０．３％となっている。
【００３７】
なお、領域の分割数は、任意であり、画像形成装置１の操作パネル等から変更することができる。ただし、分割数は、リフレッシュ効率等を考慮して、６〜１６程度に設定するのが良い。
【００３８】
吐出領域決定部６７は、吐出領域決定手順を実現するものであり、検出された印字率に基づいて、トナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する。具体的には、算出された印字率を基準印字率と比較し、基準印字率に満たない領域をトナー吐出が必要な領域として決定する。例えば基準印字率Ｃ１＝１．５％とすると、図４の領域Ｒ１，Ｒ６〜Ｒ８がトナー吐出が必要な領域となる。
【００３９】
吐出量は、例えばトナー吐出による印字長さとして決定される。この場合は、基準印字率Ｃ１に対して不足する印字率に、感光ドラム１３上での現像領域の長さ（周方向長さ）を乗じることで決定される。
【００４０】
すなわち、ｎ番目の領域Ｒｎに対する印字長さをＬｎとし、同印字率をｂｎとし、周方向長さをＬ０とすると、Ｌｎ＝Ｌ０×（Ｃ１−ｂｎ）／１００によって算出できる。
【００４１】
図４の場合は、基準印字率Ｃ１を１．５％、周方向長さを２９７ｍｍ（Ａ４サイズ）とすると、領域Ｒ１及びＲ８で印字長さＬ１１及びＬ８１が約４．４６ｍｍ、領域Ｒ６で印字長さＬ１６が約２．３８ｍｍ、領域Ｒ７で印字長さＬ７１が約３．５６ｍｍとなる。これら全体で図４のトナー吐出パターンＴ１が設定される。
【００４２】
吐出範囲設定部６９は、吐出範囲設定手順を実現するものであり、トナー吐出の必要な領域に対して、トナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する。図５にトナー吐出範囲の一例を示す。
【００４３】
図５のように、トナー吐出範囲は、領域幅の範囲に加えて、隣接領域上に境界Ｂからはみ出した部分も含めた範囲となる。はみ出し量ｄは、例えば１ｍｍ程度に設定される。
【００４４】
本実施例の吐出範囲設定部６９は、はみ出し量ｄを変更可能となっている。はみ出し量ｄの変更は、例えば画像形成装置１の操作パネル上で受け付けられ、それに基づいて吐出範囲設定部６９によるはみ出し量の設定を行わせる。
【００４５】
吐出実行部７１は、吐出実行手順を実現するものであり、図１の感光ドラム１３、帯電ユニット１９、露光ユニット２１、及び現像ユニット２３等を制御して、感光ドラム１３上にトナー吐出パターンＴ１を吐出させる。
［リフレッシュ動作］
以下、本実施例の画像形成装置１によるリフレッシュ動作について説明する。
【００４６】
図６は、図１の画像形成装置によるリフレッシュ動作を示すフローチャートである。なお、リフレッシュ動作については、現像ユニット２３の現像装置２３ａ〜２３ｄの一つに対して行う場合を説明するが、他の現像装置に対しても同様にして行われる。
【００４７】
本実施例のリフレッシュ動作は、印刷動作が行われた後に図６のフローチャートがスタートする。
【００４８】
まず、ステップＳ１においては、「領域Ｒｎ毎の印字率ｂｎの算出」が行われる。この処理では、印字率検出部６５が直前の印刷時の印字率を領域毎に算出する。本実施例では、図４のように、画像幅方向で８つの領域Ｒ１〜Ｒ８に分割して、各領域の印字率を算出する。この算出は、ＲＡＭ６３内のデータ等に基づいて行わせることができる。
【００４９】
こうしてステップＳ１が完了すると、ステップＳ２へ移行する。
【００５０】
ステップＳ２では、「印字率ｂｎ＜基準印字率Ｃ１？」の処理が行われる。すなわち、吐出領域決定部６７は、領域毎に算出された印字率が基準印字率を下回るか否かを判断する。
【００５１】
印字率が基準印字率を下回る領域については、リフレッシュ（トナー吐出）が必要な領域と判断されて（ＹＥＳ）、処理がステップＳ３へ移行する。一方、印字率が基準印字率以上の領域については、リフレッシュが不要な領域と判断され（ＮＯ）て、リフレッシュ動作が終了する。
【００５２】
本実施例では、基準印字率Ｃ１を１．５％とし、印字率が０％の領域Ｒ１及びＲ８、０．７％の領域Ｒ６、０．３％の領域Ｒ７の処理がステップＳ３へ移行することになる。これに対し、領域Ｒ２〜Ｒ５の処理については、印字率が５．７５％であるので、リフレッシュ動作が終了する。
【００５３】
ステップＳ３では、「印字長さＬｎ算出」の処理が行われる。すなわち、吐出領域決定部６７は、リフレッシュが必要な領域に対してトナー吐出量である印字長さを算出する。
【００５４】
本実施例では、上記のように、領域Ｒ１及びＲ８で約４．４６ｍｍの印字長さＬ１１及びＬ８１、領域Ｒ６で約２．３８ｍｍの印字長さＬ１６、約３．５６ｍｍの領域Ｒ７で印字長さＬ７１となり、図４のトナー吐出パターンＴ１が設定される。
【００５５】
こうしてステップＳ３が完了すると、ステップＳ４へ移行する。
【００５６】
ステップＳ４では、「トナー吐出範囲の設定」の処理が行われる。すなわち、吐出範囲設定部６９は、リフレッシュが必要な領域に対して、画像幅方向のトナー吐出範囲を設定する。この設定により、トナー吐出範囲は、その領域幅の範囲に加えて、隣接領域上に境界Ｂからはみ出した部分も含めた範囲に設定される（図５参照）。
【００５７】
本実施例では、領域Ｒ１，Ｒ８においてそれぞれ領域Ｒ２，Ｒ７側にはみ出し、領域Ｒ６において領域Ｒ５及びＲ７側にはみ出し、領域Ｒ７において領域Ｒ６及びＲ８側にはみ出すことになる。
【００５８】
なお、領域Ｒ６、Ｒ７，Ｒ８の各間では、はみ出し部分が重複することになる。このため、重複部分では、過剰なリフレッシュがなされるおそれがあるので、はみ出し量は、これらを考慮して調整すればよい。
【００５９】
こうしてステップＳ４が完了すると、ステップＳ５へ移行する。
【００６０】
ステップＳ５では、「リフレッシュ実行」が行われる。この処理では、吐出実行部７１が現像ローラー５１から感光ドラム１３上にトナー吐出パターンＴ１を吐出させる。
【００６１】
このとき、吐出が行われる領域Ｒ１，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８が、上記のようにトナー吐出範囲が境界Ｂから隣接する領域にはみ出すように設定されているので、境界Ｂ上においても確実にトナー吐出を行わせることができる。
【００６２】
これに対し、トナー吐出範囲を境界に一致させると、境界上での感光ドラム１３へのトナーの載りが悪くなり、つまりトナー吐出が十分にできないことがある。この場合、境界上でのリフレッシュが不完全なものとなる。
【００６３】
本実施例では、かかる不具合をなくすことができ、リフレッシュを必要な領域についてのみ行わせることができながら、その領域に関して境界Ｂも含めた確実なリフレッシュが可能となる。
【００６４】
なお、感光ドラム１３上のトナー吐出パターンＴ１は、クリーニングローラー２７ａ及びクリーニングブレード２７ｂで除去し、或いは中間転写ベルト１５に一次転写した後にベルトクリーニングブレード３５で除去すればよい（図１参照）。
［実施例１の効果］
本実施例では、画像形成（印刷）時にトナーを担持して感光ドラム１３に供給しトナー像を形成させる現像ローラー５１を備え、非画像形成時に現像ローラー５１側から感光ドラム１３側へトナーを吐出するリフレッシュを行う画像形成装置１であって、画像形成後に感光ドラム１３上での画像幅方向に分割された複数の領域Ｒ１〜Ｒ８毎に画像形成時の印字率を検出する印字率検出部６５と、検出された印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する吐出領域決定部６７と、トナー吐出の必要な領域に対してトナー吐出の画像幅方向での範囲を隣接する領域との境界からはみ出すように設定する吐出範囲設定部６９とを備えている。
【００６５】
従って、本実施例では、画像幅方向の複数の領域Ｒ１〜Ｒ８毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量が各領域について決定されるため、必要な領域についてのみリフレッシュを行うことができる。
【００６６】
結果として、本実施例では、印刷部分に印字率の偏りがある場合でも、現像ローラー５１上のトナー消費量を画像幅方向において均一化することができる。
【００６７】
しかも、本実施例では、リフレッシュが必要な領域に対して、画像幅方向のトナー吐出範囲を隣接する領域との境界Ｂからはみ出すように設定されるので、境界Ｂ上においても確実にトナー吐出を行わせることができる。
【００６８】
すなわち、本実施例では、リフレッシュを必要な領域についてのみ行わせて余計なリフレッシュを抑制できながら、その領域に関して境界Ｂも含めた確実なリフレッシュが可能となる。
【００６９】
また、本実施例では、吐出範囲設定部６９がトナー吐出の必要な領域のはみ出し量を変更可能であるので、境界も含めた確実なリフレッシュを行わせながら、余計なトナー消費（リフレッシュ）を抑制することができる。
【００７０】
また、隣接する領域のはみ出し部分が重複する場合であっても、はみ出し量を調整することで、過剰（余計）なリフレッシュを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１  画像形成装置
１３  感光ドラム（像担持体）
５１  現像ローラー（トナー担持体）
６５  印字率検出部
６７  吐出領域決定部
６９  吐出範囲設定部
Ｂ  境界
Ｒ１〜Ｒ８  領域
【図１】
2013246196.tif 000003
【図２】
2013246196.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013246196.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013246196.tif 000008