特許 7363573 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20231011BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 303

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020031026

(22)【出願日】2020-02-26

(65)【公開番号】P2021135373

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100069615

【弁理士】

【氏名又は名称】金倉 喬二

(72)【発明者】

【氏名】曽我 仁

(72)【発明者】

【氏名】後藤 拓哉

【審査官】藤井 達也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２３８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１６０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３５９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０８

Ｇ０３Ｇ １３／０９５

Ｇ０３Ｇ １３／３４

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／０９５

Ｇ０３Ｇ １５／３６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／０２

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ ２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像剤像を形成する画像形成部と、
前記現像剤像が転写される転写体と、
主走査方向の複数箇所の前記転写体上の前記現像剤像の濃度を検出する濃度検出部と、
を有し、
前記濃度検出部は、前記画像形成部から前記転写体に転写された主走査方向で所定の印字率の第１の現像剤像の濃度を検出し、
前記画像形成部は、前記第１の現像剤像の前記複数の箇所の濃度のなかで最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の第２の現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、前記最低濃度に対する濃度差が閾値以上であると判断する場合、前記最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の第２の現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

請求項２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、前記最低濃度に対する濃度差が大きくなるにつれて、前記第２の現像剤像を形成する際に使用する現像剤を増やすことを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、前記転写体の主走査方向を複数の領域に分け、前記濃度検出部で検出した各領域の前記現像剤像の濃度と、前記複数の領域の濃度のなかでの最低濃度との濃度差に応じた印字率の第２の現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項5】

請求項４に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、少なくとも１つの領域の前記現像剤像の濃度と、前記最低濃度との濃度差が閾値以上である場合、前記濃度差が閾値以上である領域に前記第２の現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記第２の現像剤像は、前記第１の現像剤像が形成された後、記録媒体への印刷前に形成されることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の画像形成装置は、現像剤担持体上の現像剤としてのトナーを像担持体の静電潜像部に付着させてトナーを廃棄する場合、画像形成領域を分割して形成された複数のエリア毎に印刷ドット数に基づいてトナー廃棄を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２４２３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術においては、トナー廃棄を行っていても画像に汚れが発生する場合があるという問題がある。具体的には、従来のトナー廃棄は、画像形成装置が設置された環境や現像装置内のトナー残量等によっては、トナーの廃棄量が不足してしまい、汚れが発生して画像品質が低下していたという問題がある。

【0005】

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そのため、本発明は、現像剤像を形成する画像形成部と、前記現像剤像が転写される転写体と、主走査方向の複数箇所の前記転写体上の前記現像剤像の濃度を検出する濃度検出部と、を有し、前記濃度検出部は、前記画像形成部から前記転写体に転写された主走査方向で所定の印字率の第１の現像剤像の濃度を検出し、前記画像形成部は、前記第１の現像剤像の前記複数の箇所の濃度のなかで最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の第２の現像剤像を形成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

このようにした本発明は、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図

【図2】実施例におけるトナー廃棄処理Ａを説明する図

【図3】実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図

【図4】実施例における現像装置の部材の揺れによる濃度差の検出処理の流れを示すフローチャート

【図5】実施例におけるトナー廃棄処理の流れを示すフローチャート

【図6】実施例における廃棄パターンＢのＤｕｔｙの設定方法を説明する図

【図7】実施例における廃棄パターンＢが形成される領域を説明する図

【図8】実施例における廃棄パターンＢの各領域におけるＤｕｔｙを説明する図

【図9】比較例における濃度差ΔＥの変化示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

【実施例1】

【0010】

図１は本実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。

【0011】

画像形成装置１００は、電子写真方式により記録媒体Ｐ上に現像剤であるトナーを用いて画像を形成することが可能な、例えば電子写真方式のカラープリンタである。なお、本実施例では、画像形成装置１００をカラープリンタとして説明するが、モノクロプリンタであってもよい。

【0012】

図１において、画像形成装置１００は、現像装置１と、転写装置１３と、定着装置２０と、給紙トレイ２１と、ホッピングローラ２２と、搬送ローラ２３と、排出ローラ２４と、濃度センサ２７とを有している。

【0013】

画像形成部としての現像装置１は、図１中矢印Ａが示す媒体搬送方向の上流側から下流側に並べて配置され、４色（ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））の現像剤像としてのトナー像を形成するものである。

【0014】

また、現像装置１は、トナー像を形成することにより、後述する廃棄パターンを形成する。

【0015】

現像装置１Ｋはブラック、現像装置１Ｙはイエロー、現像装置１Ｍはマゼンタ、現像装置１Ｃはシアンのトナー像を形成する。

【0016】

いずれの現像装置も同様の構成をしているので、現像装置１Ｃを代表としてその構成について説明する。

【0017】

現像装置１は、感光体３と、帯電ローラ４と、露光装置５と、現像部６と、クリーニングブレード７と、除電装置８とを有している。

【0018】

像担持体としての感光体３は、静電潜像およびトナー像を担持するものであり、現像装置１に図中矢印が示す回転方向に回転可能に支持されている。

【0019】

本実施例では、感光体３は、アルミニウム等の金属パイプの導電性支持体の表面に光導電層を被覆した構成となっている。

【0020】

帯電部材としての帯電ローラ４は、感光体３に当接し、感光体３の表面を均一に帯電させるものである。

【0021】

本実施例では、帯電ローラ４は、金属シャフトの外周にエピクロロヒドリンゴム等の半導電性ゴム層を被覆した構成となっている。

【0022】

露光手段としての露光装置５は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ？Ｅｍｉｔｔｉｎｇ？Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子とレンズアレイとを備えたＬＥＤヘッドであり、入力された印刷データに基づき、感光体３の表面に印刷ドット単位の光を照射し、光照射部分の電位を光減衰させて静電潜像を形成させるものである。

【0023】

現像部６は、感光体３上に形成された静電潜像をトナーにより現像するものであり、トナー収容部９と、現像ローラ１０と、供給ローラ１１と、現像ブレード１２とを有している。

【0024】

現像剤収容部としてのトナー収容部９は、その内部に非磁性トナーを収容するものである。

【0025】

現像剤担持体としての現像ローラ１０は、感光体３と接触するよう配置され、感光体３の表面に形成された静電潜像にトナーを搬送して静電潜像をトナー像として現像するものである。

【0026】

本実施例では、現像ローラ１０は、金属製のシャフトの外周に厚さ６ｍｍ、ゴム硬度 ５８℃（アスカーＣ）、の半導電性のシリコーンゴムの弾性体を被覆した構成となっている。

【0027】

現像剤供給部材としての供給ローラ１１は、現像ローラ１０と接触するよう配置され、トナーを現像ローラ１０上に供給するものである。

【0028】

本実施例では、供給ローラ１１は、金属製のシャフトの外周に厚さ５ｍｍ、硬度５５°（アスカーＦ）のシリコーンスポンジ発泡体を被覆した構成となっている。シリコーンスポンジ発泡体の表面には、凹部から成る複数のセルが形成されている。

【0029】

トナー規制部材としての現像ブレード１２は、現像ローラ１０上に供給されたトナー層を規制してトナー薄層を形成するものである。

【0030】

本実施例では、現像ブレード１２は、厚さ０．０８ｍｍのばね性を持ったステンレス鋼板を用いた。また、現像ブレード１２が現像ローラ１０と当接している部分は曲率を持った曲面形状を有している。

【0031】

クリーニングブレード７は、ウレタンゴム等から構成されたゴムブレードであり、感光体３上のトナーに付着した外添剤や転写されなかった弱帯電トナーを掻き落すものである。

【0032】

露光手段としての露光装置５は、発光素子としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備え、画像信号に基づく静電潜像を感光体３上に形成するものである。

【0033】

本実施例では、露光装置５は、除電板と、除電板に沿って一直線状に略等間隔に複数配置されたＬＥＤ素子から構成されている。

【0034】

転写装置１３は、転写ベルト１５と、転写ローラ１６と、駆動ローラ１７と、従動ローラ１８と、転写クリーニングブレード１９とを有している。

【0035】

転写体としての転写ベルト１５は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１７および従動ローラ１８に回転可能に張架されることで図中矢印Ｂの示す方向に回転して記録媒体Ｐを搬送するものである。

【0036】

また、転写ベルト１５は、現像装置１によりトナー像が転写され、後述する廃棄パターンを濃度センサに搬送する。

【0037】

転写部材としての転写ローラ１６は、転写ベルト１５を挟んで現像装置１の感光体３と対向配置され、図中矢印が示す方向に回転することにより、記録媒体Ｐに感光体３上のトナーを現像するものである。

【0038】

駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、転写ベルト１５を回転駆動するための動力を伝えるものである。

【0039】

転写クリーニングブレード１９は、転写ベルト１５上に付着したトナーを除去するものである。

【0040】

定着装置２０は、媒体搬送方向における転写ベルト１５の下流側に配置され、記録媒体Ｐ上のトナーを熱と圧力により定着させるものである。

【0041】

また、画像形成装置１００は、記録媒体Ｐを格納する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から記録媒体Ｐを選択的に取り出すホッピングローラ２２と、記録媒体Ｐを転写装置１３に搬送する搬送ローラ２３と、記録媒体Ｐを排出する排出ローラ２４とを有している。

【0042】

濃度検出部としての濃度センサ２７は、転写ベルト１５を挟んで現像装置１の反対側である給紙トレイ２１側に設けられており、転写ベルト１５上のトナー像に対して赤外光および赤色光を照射し、その反射光を受光素子で検知することによりトナーの濃度を検出するものである。

【0043】

図２は実施例におけるトナー廃棄処理Ａを説明する図である。

【0044】

図２において、濃度センサ２７は、転写ベルトの搬送方向（図中矢印Ｂで示す）に直交する方向に３つ（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）配置されている。

【0045】

各濃度センサ（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）は、主走査方向としての転写ベルト１５の搬送方向に直交する方向の複数箇所の転写ベルト１５上のトナー像の濃度を検出する。

【0046】

なお、濃度センサ２７は主走査方向に、３つ配置されているものとして説明するが、それに限定されず、３つ以上配置されていてもよい。

【0047】

環境センサ２８は、画像形成装置１００が設置された雰囲気温度および湿度を読み取るものであり、例えば、温度センサおよび湿度センサ等を有している。なお、環境センサ２８は定着装置２０の熱の影響を受けづらい位置に取り付けられている。

【0048】

図３は実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

【0049】

図３において、画像形成装置１００は、プリンタ制御部２５と、受信部２６と、濃度センサ２７と、環境センサ２８と、ドットカウント計測部３０と、印刷枚数計測部３１と、カウント保持部３２、駆動部３３、露光制御部３４、電圧制御部３５とを有している。

【0050】

制御部としてのプリンタ制御部２５は、受信部２６から受信した画像データにしたがって画像情報を作成し、駆動部３３、露光制御部３４および電圧制御部３５に指示して、画像情報に基づいて現像装置１によりトナー像を形成する。なお、プリンタ制御部２５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段およびメモリ等の記憶手段を備え、記憶手段に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置１００全体の動作を制御するものである。

【0051】

プリンタ制御部２５は、現像装置１でトナー像を形成してトナーを廃棄するものである。

【0052】

すなわち、プリンタ制御部２５は、現像装置１にトナー像の形成を指示し、第１の現像剤像としての廃棄パターンＡ５０を転写ベルト１５上に形成することにより、トナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施する。

【0053】

また、プリンタ制御部２５は、濃度センサ２７で検出した第１の現像剤像としての廃棄パターンＡ５０の濃度に基づいて、現像装置１でトナー像を形成してトナーを廃棄するものである。

【0054】

すなわち、プリンタ制御部２５は、濃度センサ２７で検出した第１の現像剤像としての廃棄パターンＡ５０の濃度に基づいて、現像装置１にトナー像の形成を指示し、第２の現像剤像としての廃棄パターンＢ６０を転写ベルト１５上に形成することにより、トナーを廃棄するトナー廃棄処理Ｂを実施する。

【0055】

なお、トナー廃棄処理Ａのおよびトナー廃棄処理Ｂの詳細は後述する。

【0056】

受信部２６は、上位装置との間で通信を行い、上位装置から画像データを受信するものである。

【0057】

ドットカウント計測部３０は、露光装置５より照射された光のドットカウントを計測（カウント）するものである。

【0058】

印刷枚数計測部３１は、現像装置１で印刷された枚数を計測（カウント）するものである。

【0059】

保持部としてのカウント保持部３２は、画像形成装置１００の制御基板との間で電気的に接続され、各種情報の授受を行うことができるとともに、各種情報を記憶することができるものである。

【0060】

本実施例では、カウント保持部３２には、印刷枚数計測部３１により計測された累積印刷枚数３７と、ドットカウント計測部３０により計測された累積ドットカウント３８と、初期濃度の左右差データ３９と、検出濃度データ４０と、トナー廃棄Ａカウント（Ｌ）４１と、トナー廃棄Ｂカウント（Ｆ）４２とが記憶されている。

【0061】

初期濃度の左右差データ３９は、累積印刷枚数３７が０枚のときに、図２に示す各濃度センサ（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）で検出したトナー像（廃棄パターンＡ５０）の濃度値である。なお、本実施例の濃度値は、光学濃度値（ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値）である。

【0062】

トナー廃棄Ａカウント（Ｌ）４１は、累積印刷枚数３７、累積ドットカウント３８および変換係数に基づいたカウントであり、プリンタ制御部２５がトナー廃棄処理Ａを実施するか否かを判断する際に用いられる。

【0063】

トナー廃棄Ｂカウント（Ｆ）４２は、初期濃度の左右差データ３８および検出濃度データ４０に基づいたカウントであり、プリンタ制御部２５がトナー廃棄処理Ｂを実施するか否かを判断する際に用いられる。

【0064】

駆動部３３は、プリンタ制御部２５から印刷指示を受けると、駆動モータ３６を駆動させて、各ローラを回転させるものである。

【0065】

露光制御部３４は、プリンタ制御部２５から印刷指示を受けると、画像情報にしたがって各色のＬＥＤヘッドに発光させる露光量を制御するものである。

【0066】

電圧制御部３５は、プリンタ制御部２５から印刷指示を受けると、帯電ローラ４、現像ローラ１０、供給ローラ１１、現像ブレード１２、転写ローラ１６、除電装置８に印加する電圧を制御するものである。

【0067】

上述した構成の作用について説明する。

【0068】

まず、画像形成装置が行う印刷動作を図１および図３に基づいて説明する。いずれの現像装置１も同様の構成をしているので、現像装置１Ｃを代表としてその動作について説明する。

【0069】

図３において、プリンタ制御部２５は、図示せぬ上位装置（コンピュータ等）から受信部２６を介して画像データを受信すると、駆動部３３、露光制御部３４および電圧制御部３５に印刷を指示する。

【0070】

プリンタ制御部２５から指示を受けた駆動部３３は、駆動モータ３６を駆動させて感光体３および現像装置１の各ローラを図示矢印方向に回転させる。

【0071】

プリンタ制御部２５から指示を受けた電圧制御部３５は、駆動部３３により各ローラが回転すると、帯電ローラ４、現像ローラ１０、供給ローラ１１、現像ブレード１２、転写ローラ１６および除電装置８に各直流電圧を印加する。

【0072】

そして、回転を開始した感光体３の表面は、電圧が印加された帯電ローラ４によって感光体３の表面を所定の電位に帯電させる。

【0073】

プリンタ制御部２５から指示を受けた露光制御部３４は、画像情報に基づいて露光装置５から感光体３の表面に発光させ、感光体３上に静電潜像を形成させる。

【0074】

感光体３上に形成された静電潜像と現像ローラ１０の電位差によって、現像ローラ１０上のトナーが感光体３上の静電潜像に付着して、トナー像が現像される。

【0075】

また、供給ローラ１１と現像ローラ１０の電位差からトナーを帯電させ、供給ローラ１１内のトナーを現像ローラ１０上に供給する。現像ブレード１２と現像ローラ１０の電位差から、トナーを帯電させ、現像ブレード１２により現像ローラ１０上の余分なトナーを掻き落とし、均一なトナー層厚を形成する。

【0076】

ここで、現像に使用されなかった現像ローラ１０上のトナーは、供給ローラ１１との摩擦により掻き取られ、供給ローラ１１内に回収される。一部、供給ローラ１１内で回収できないトナーはトナー収容部９に残る。また、現像ローラ１０上のトナーの層を現像ブレード１２で規制する際に、現像ブレード１２で掻き落とされたトナーはトナー収容部９に残る。

【0077】

次に、駆動部３３によってホッピングローラ２２が回転することで、給紙トレイ２１内の記録媒体Ｐが選択的に取り出され、搬送ローラ２３によって記録媒体Ｐは転写ベルト１５上に搬送される。駆動ローラ１７と従動ローラ１８により、転写ベルト１５は図１中矢印Ｂに示す方向に回転し、転写ベルト１５上の記録媒体Ｐも転写ベルト１５と同じ方向に移動する。

【0078】

ここで、転写ローラ１６と感光体３上のトナー像の電位差から、感光体３上のトナー像が記録媒体Ｐに転写される。転写されずに感光体３上に残ったトナーはクリーニングブレード７により除去される。また、除電装置８に電圧が印加されることで、除電装置８は感光体３表面を発光し、感光体３の表面電位が除電される。

【0079】

トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着装置２０に搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融し、記録媒体Ｐに定着される。そして、記録媒体Ｐは排出ローラ２４により画像形成装置１００外へ排出される。転写ベルト１５上に残ったトナーはクリーニングブレード７により除去される。

【0080】

上述したような印刷動作において、Ｄｕｔｙが低い印刷（以下、「低Ｄｕｔｙ印刷」という。）が続くと、現像ローラ１０上のトナーは現像に使用されず、供給ローラ１１に掻き取られ、掻き取られたトナーが再度現像ローラ１０上に供給されることが繰り返される。

【0081】

なお、Ｄｕｔｙ（印字率）とは、所定の領域（例えば、感光ドラム１周分や印刷媒体１ページ分等）の印刷可能範囲に全面ベタ画像印刷時の面積率１００％印刷のことをＤｕｔｙ１００％といい、この印字率１００％に対して０％の面積に相当する印刷をＤｕｔｙ０％という。

【0082】

この場合、トナーは、現像ローラ１０と供給ローラ１１との間、現像ローラ１０と現像ブレード１２との間および現像ローラ１０と感光体３との間で擦り続けられることにより、トナーに含有される外添剤の剥離および埋没等が発生し、トナーにダメージが蓄積される。

【0083】

また、トナーに含有される外添剤が剥離及び埋没すると、トナー同士に働くファンデルワールス力が大きくなり、トナーが凝集しやすくなる。

【0084】

したがって、低Ｄｕｔｙ印刷が続くことでダメージを受けたトナーは、現像ブレード１２により現像ローラ１０上にトナー薄層を形成しようとしても、粒子同士の凝集力が強いため、層規制後の層厚が大きくなってしまう。

【0085】

このような場合、現像ローラ１０上に形成されたトナーの層は電位が高くなり、現像されたトナー像の濃度が上昇して画像に汚れを発生させてしまい、画像品質を低下させるリスクが高まってしまう。

【0086】

このため、画像形成装置１００においては、低Ｄｕｔｙ印刷が続く場合にはダメージを受けたトナーを吐き出すトナー廃棄処理を行う必要が生じる。

【0087】

そこで、トナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施する。

【0088】

プリンタ制御部２５は、現像装置１に指示して、第１の現像剤像としての廃棄パターンＡ５０を主走査方向に所定の印字率で転写ベルト１５に形成してトナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施する。

【0089】

本実施例では、プリンタ制御部２５は、累積印刷枚数３７や累積ドットカウント３８等のカウント値に基づいて、トナー廃棄処理Ａを実施する。

【0090】

しかしながら、画像の汚れは、低Ｄｕｔｙ印刷が続く場合だけではなく、画像形成装置１００が設置された雰囲気温度が高い場合や現像装置１内のトナー収容部９に収容されたトナーが少ない場合にも発生しやすい。

【0091】

なぜならば、画像形成装置１００が設置された周辺の気温が高く、かつ印刷動作を長時間行う場合、トナー収容部９の温度が高い状態となり、トナーが軟化してトナー同士で凝集することで、現像装置１はトナーを正常に帯電させることができず、画像に汚れを発生させてしまい、画像品質を低下させるリスクが高まってしまう。

【0092】

また、現像装置１に収容されるトナーは各ローラ間で擦り続けられることで、トナーに含有される外添剤の剥離および埋没等が発生してトナーにダメージが与えられる。このダメージが与えられたトナーが現像装置１内で正常に帯電されにくいために画像に汚れを発生させる。とくに、現像装置１に収容されるトナーが少ないときはダメージが与えられたトナーの割合が多くなるために、画像の汚れが目立ち画像品質が低下しやすくなる。一方、現像装置１に収容されるトナーが多いときは、ダメージが与えられたトナーの割合が少ないため、画像の汚れが目立ちにくく画像品質が低下しにくい。

【0093】

つまり、画像形成装置１００が設置された雰囲気温度や現像装置１のトナー残量等によりトナーにダメージが蓄積されるため、トナー廃棄処理Ａだけではトナーの廃棄量が不十分となり、主走査方向において濃度差が生じて画像の汚れが発生して、画像品質が低下する。

【0094】

そこで、本実施例では、トナー廃棄処理Ｂを実施する。

【0095】

プリンタ制御部２５は、濃度センサ２７に指示して、現像装置１から転写ベルト１５に転写された主走査方向で所定の印字率の第１の現像剤層としての廃棄パターンＡ５０の濃度を検出し、現像装置１に指示して、第１の現像剤層としての廃棄パターンＡ５０の複数の箇所の濃度のなかで最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の第２の現像剤像としての廃棄パターンＢ６０を形成することにより、トナーを廃棄するトナー廃棄処理Ｂを実施する。

【0096】

本実施例では、汚れの発生しているところ、すなわちトナーの濃度が高いところに対してトナーを廃棄するため、濃度センサ２７が検出した廃棄パターンＡ５０の複数の箇所の濃度のなかでの最低濃度を基準として、主走査方向における廃棄パターンＡ５０の濃度差を算出し、算出した濃度差に応じた印字率の廃棄パターンＢ６０を形成することにより、トナー廃棄処理Ｂを実施する。

【0097】

ここで、トナー廃棄処理を実施する前に、予め現像装置１１Ｃの部材の揺れによる濃度差を考慮する必要がある。

【0098】

なぜならば、現像装置１が新品であっても部材の揺れにより、主走査方向において濃度差が生じてしまうからである。

【0099】

図４は実施例における現像装置の部材の揺れによる濃度差の検出処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って説明する。

【0100】

Ｓ１：プリンタ制御部２５は、画像形成装置１００に取り付けられた現像装置１が新品であるか否かを検知する。新品であると検知した場合はＳ２に移行し、新品ではないと検知した場合は本処理を終了する。

【0101】

Ｓ２：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄処理Ａを実施する。

【0102】

プリンタ制御部２５は、現像装置１に指示して転写ベルト１５上に、図２中矢印Ｂで示す転写ベルト１５の搬送方向と直交する方向に一様な廃棄パターンＡ５０（例えば、全面印刷Ｄｕｔｙ５０％、長さ２８．６４ｍｍ、ドットカウント８３１）を形成してトナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施する。

【0103】

なお、本実施例では、現像装置１により第１の現像剤像としての廃棄パターンＡ５０を形成する際の所定の印字率を印刷Ｄｕｔｙ５０％とする。

【0104】

Ｓ３：プリンタ制御部２５は、初期濃度測定として、濃度センサ２７により、各濃度センサ（図２中に示す２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）における廃棄パターンＡ５０の濃度値を検出する。

【0105】

Ｓ４：プリンタ制御部２５は、Ｓ３で検出した濃度から最低値を検出する。

【0106】

Ｓ５：プリンタ制御部２５は、Ｓ３で検出した各濃度とＳ４で検出した最低値との濃度差を算出する。

【0107】

Ｓ６：プリンタ制御部２５は、Ｓ５で算出した濃度差を初期濃度の左右差データ３９としてカウント保持部３２に書き込む（記憶させる）。

【0108】

このように、プリンタ制御部２５は、あらかじめ、カウント保持部３２に初期濃度の左右差データ３９を記憶させることで、後述するトナー廃棄処理の際に、部材の揺れによる濃度差を考慮することができる
次に、画像形成装置が行うトナー廃棄処理を図５の実施例におけるトナー廃棄処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１から図３を参照しながら説明する。

【0109】

本実施例の画像形成装置１００は、印刷後に実施するトナー廃棄処理Ａと、印刷前に実施するトナー廃棄処理Ｂとの２種類のトナー廃棄処理を有し、以下に説明する流れでトナー廃棄処理を実施する。

【0110】

Ｓ１０：プリンタ制御部２５は、受信部２６から受信した画像データにしたがって画像情報を作成し、画像情報に基づいて駆動部３３、露光制御部３４および電圧制御部３５を指示して印刷動作を開始する。

【0111】

Ｓ１１：プリンタ制御部２５は、Ｓ１０の印刷動作において、ドットカウント計測部３０および印刷枚数計測部３１に指示して、１ジョブの印刷枚数Ｃと１ジョブのドットカウントＤを取得し、累積印刷枚数３７と累積ドットカウント３８をカウント保持部３２に記憶させる。

【0112】

Ｓ１２：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄カウント（Ｌ）を下式により算出する。

【0113】

Ｌ = Ｌ＋（ＳＬ×Ｃ―Ｄ）／Ｙ
なお、ＳＬは廃棄閾値ドットカウント、Ｙは廃棄カウントの変換係数を示す。本実施例では、ＳＬを７９２、Ｙを８３１とする。また、トナー廃棄カウント（Ｌ）の初期値は０である。

【0114】

Ｓ１３：トナー廃棄カウントＬが－１２７以下の場合はＳ１４に移行し、－１２７より大きい場合はＳ６に移行する。

【0115】

Ｓ１４：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄カウントＬを－１２７にする。

【0116】

Ｓ１５：トナー廃棄カウントＬが１２７以上の場合はＳ１６に移行し、１２７未満の場合はＳ１７に移行する。

【0117】

Ｓ１６：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄カウントＬを１２７にする。

【0118】

このように、Ｓ１３～Ｓ１６でトナー廃棄カウントＬの下限値および上限値を定める。

【0119】

Ｓ１７：トナー廃棄カウントＬが１以上の場合はＳ１８に移行し、１未満の場合はＳ２５に移行する。

【0120】

Ｓ１８：プリンタ制御部２５は、現像装置１に指示して転写ベルト１５上に廃棄パターンＡ５０を形成してトナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施し、トナー廃棄カウントＬを１引いた値にする。

【0121】

このように、プリンタ制御部２５は、累積印刷枚数３７および累積ドットカウント３８に基づいてトナー廃棄Ａ（Ｌ）カウントを算出し、算出したトナー廃棄Ａ（Ｌ）カウントが閾値以上である場合、現像装置１に指示して転写ベルト１５上に廃棄パターンＡ５０を形成してトナーを廃棄するトナー廃棄処理Ａを実施する。

【0122】

なお、本実施例では、累積印刷枚数３７、累積ドットカウント３８、廃棄閾値ドットカウントおよび廃棄カウントの変換係数に基づいてトナー廃棄カウントＬをカウントしてトナー廃棄を実施するものとして説明したが、それに限定されず、例えば、累積印刷枚数３７が所定の枚数を超える場合にトナー廃棄処理を実施するようにしてもよい。

【0123】

Ｓ１９：プリンタ制御部２５は、濃度センサ２７に指示して、各濃度センサ（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）における廃棄パターンＡ５０の濃度値を検出する。

【0124】

Ｓ２０：プリンタ制御部２５は、Ｓ１９で検出した各濃度値とカウント保持部３２に記憶された初期濃度の左右差データ３９との濃度差Ｅ１を濃度が検出された場所毎に算出する。

【0125】

これは、濃度差Ｅ１を算出することで、現像装置１の部材の揺れによる濃度差を考慮するためである。

【0126】

Ｓ２１：プリンタ制御部２５は、各濃度差Ｅ１から最低値Δを検出する。

【0127】

Ｓ２２：プリンタ制御部２５は、各濃度差Ｅ１とＳ２１で検出した最低値との濃度差ΔＥを算出し、濃度差ΔＥが閾値としての０．０５以上の場合は、汚れが発生していると判断してＳ２３に移行し、濃度差ΔＥが０．０５未満の場合は、画像濃度の上昇や汚れが未発生と判断してＳ２５に移行する。

【0128】

Ｓ２３：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄処理Ｂを実施するため、トナー廃棄Ｂの実行フラグＦを１とする。なお、トナー廃棄Ｂの実行フラグＦの初期値は０である。

【0129】

Ｓ２４：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄処理Ｂで形成される廃棄Ｂパターンを設定する。なお、廃棄パターンの設定方法についての詳細は後述する。

【0130】

Ｓ２５：印刷を終了する。

【0131】

Ｓ２６：プリンタ制御部２５は、Ｓ２５の印刷終了後に、受信部２６を介して次の印刷データを受信する。

【0132】

Ｓ２７：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄Ｂの実行フラグＦが１の場合は、Ｓ２８に移行し、１以外の場合は、Ｓ３０に移行する。

【0133】

Ｓ２８：プリンタ制御部２５は、Ｓ２６で受信した画像データを印刷する前に、現像装置１に指示して転写ベルト１５上に、Ｓ２４で設定された廃棄パターンＢ６０を形成してトナーを廃棄するトナー廃棄処理Ｂを実施する。

【0134】

Ｓ２９：プリンタ制御部２５は、トナー廃棄処理Ｂの実行フラグＦを０にする。

【0135】

Ｓ３０：プリンタ制御部２５は、Ｓ２６で受信した画像データにしたがって画像情報を作成し、画像情報に基づいて駆動部３３、露光制御部３４および電圧制御部３５を指示して印刷動作を開始する。

【0136】

このように、本実施例では、濃度センサ２７は現像装置１から転写ベルト１５に転写された主走査方向で所定の印字率の廃棄パターンＡ５０の濃度を検出し、現像装置１は廃棄パターンＡ５０の複数の箇所の濃度のなかで最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の廃棄パターンＢ６０を形成してトナーを廃棄することにより、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させることができる。

【0137】

さらに、現像装置１は、最低濃度に対する濃度差が閾値以上であると判断する場合、最低濃度に対する濃度差に応じた印字率の廃棄パターンＢ６０を形成してトナーを廃棄する。

【0138】

ここで、トナー廃棄処理Ｂの廃棄パターンＢの設定方法を図６および図７に基づいて説明する。なお、図６は実施例における廃棄パターンＢのＤｕｔｙの設定方法を説明する図、図７は実施例における廃棄パターンＢが形成される領域を説明する図である。

【0139】

図６において、廃棄パターンＢ６０のＤｕｔｙは、Ｓ２２で算出した濃度差ΔＥが０．１以上の場合はＤｕｔｙ１００％とし、濃度差ΔＥが０．０５以上０．１０未満の場合はＤｕｔｙ５０％とし、濃度差ΔＥが０．０５未満の場合はＤｕｔｙ０％として設定される。

【0140】

これは、濃度差ΔＥが大きいほど、トナーに蓄積されるダメージが大きくなるため、廃棄パターンＢ６０のＤｕｔｙを高くしてトナー廃棄量を多くすることで、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させるためである。

【0141】

このように、プリンタ制御部は、現像装置１に指示して、最低濃度に対する濃度差が大きくなるにつれて、廃棄パターンＢ６０を形成する際に使用するトナーを増やすことで廃棄するトナー量を増やす。

【0142】

図７において、廃棄パターンＢ６０は、主走査方向において５つの領域（左側領域ａ、左中側領域ｂ、中央領域ｃ、右中側領域ｄ、右側領域ｅ）に分けられる。

【0143】

分けられた領域毎にＤｕｔｙが設定され、トナーを廃棄するトナー廃棄処理Ｂが実施される。なお、各領域の幅は４２．００ｍｍ、長さは２８．６４ｍｍとする。

【0144】

すなわち、プリンタ制御部は、現像装置１に指示して、転写ベルト１５の主走査方向を複数の領域に分け、濃度センサ２７で検出した各領域の廃棄パターンＡ５０のトナーの濃度と、各領域の濃度のなかでの最低濃度との濃度差に応じた印字率の廃棄パターンＢ６０を形成してトナーを廃棄する。

【0145】

この場合、少なくとも１つの領域の廃棄パターンＡの濃度と、最低濃度との濃度差が閾値以上である場合、濃度差が閾値以上である領域に廃棄パターンＢ６０を形成してトナーが廃棄する。

【0146】

なお、本実施例では、廃棄パターンＢ６０を５つの領域に分けるとして説明したが、それに限定されず、３つ以上に分けてもよい。

【0147】

図８は実施例における廃棄パターンＢの各領域におけるＤｕｔｙを説明する図である。

【0148】

図８において、左側領域ａ、中央領域ｃおよび右側領域ｅでは、上述したように、濃度センサ２７で検出した濃度に基づいて、濃度差ΔＥが算出され、濃度差ΔＥが閾値以上である場合、濃度差ΔＥに応じてＤｕｔｙが設定される。

【0149】

一方、左中側領域ｂは濃度センサ２７ａと濃度センサ２７ｂとの間にあり、右中側領域ｄは濃度センサ２７ｂと濃度センサ２７ｃとの間にあるため、各領域における濃度値が濃度センサ２７により検出されない。

【0150】

そこで、本実施例では、濃度センサ２７間にある領域のＤｕｔｙは、隣り合う領域で設定されたＤｕｔｙの中間値とする。

【0151】

例えば、図７から濃度差ΔＥが左側領域ａでは０．０６、中央領域ｂでは０、右側領域ｅでは０．１２の場合、左側領域ａはＤｕｔｙ５０％、中央領域ｃはＤｕｔｙ０％、右側領域ｅはＤｕｔｙ１００％になり、左中側領域ｂは隣り合う左側領域ａと中央領域ｃとの中間値のＤｕｔｙ２５％、右中側領域ｄは隣り合う右側領域ｅと中央領域ｃとの中間値のＤｕｔｙ５０％となる
次に、比較例の画像形成装置において、Ｄｕｔｙ１％の印刷パターンでＡ４を縦送りにして２０００枚印刷した後に、Ｄｕｔｙが全面３０％のパターンを１枚印刷した場合に、左側領域ａ、中央領域ｃおよび右側領域ｅの濃度値を検出し、各領域における最小値との濃度差に基づいて濃度差ΔＥを算出し、算出した濃度差ΔＥの最大値から汚れが発生しているか否か判断した。

【0152】

図９は比較例における濃度差ΔＥの変化示すグラフである。

【0153】

図９において、濃度差ΔＥが０．０５以上の場合は汚れが発生していると判断し、濃度差ΔＥが０．０５未満の場合は汚れが未発生と判断した。

【0154】

また、画像形成装置１００が設置された雰囲気温度が２０℃または３０℃の場合と、現像装置１内のトナー残量が１００％または残量１０％の場合とを組み合わせて汚れが発生するか否かを確認した。なお、本実施例では、現像装置１内のトナー残量が１０％以下になるとトナー残量が少ないと判断する。

【0155】

また、濃度は、分光色彩濃度計Ｘ－Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ－Ｒｉｔｅ社製）を用いて検出した。

【0156】

外気温度が２０℃でトナー残量が１００％の場合は、比較例および本実施例のどちらも濃度差ΔＥが０．０５未満で汚れは未発生である。

【0157】

また、外気温度が３０℃でトナー残量が１００％の場合と、外気温度が２０℃でトナー残量が１０％の場合とでは、比較例および本実施例のどちらも濃度差ΔＥが０．０５未満で汚れは未発生ではあるが、比較例は本実施例よりも濃度差ΔＥが大きい。

【0158】

これは、画像形成装置１００の雰囲気温度が高い場合や現像装置１内のトナー残量が少ない場合に、トナーのダメージが蓄積され大きくなり、主走査方向の濃度差が大きくなっためである。

【0159】

さらに、外気温度が３０℃でトナー残量が１０％の場合は、本実施例は濃度差ΔＥが０．０４５で汚れは未発生だが、比較例は濃度差ΔＥが０．０６５で汚れが発生した。

【0160】

比較例においては、印刷ドット数が所定の閾値より小さい場合にトナー廃棄動作を実施するようにしているが、画像形成装置１００の設置された雰囲気温度が高温かつ現像装置１内のトナー残量が少ない等、トナーにダメージが蓄積されやすい場合には、トナーの廃棄量が不足し、汚れが発生する。

【0161】

そこで、本実施例では、濃度センサ２７で主走査方向の濃度差を算出し、濃度差ΔＥが大きいところ、すなわち汚れの発生しているところに対してトナー廃棄処理を実施することにより、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させることができる。

【0162】

以上説明したように、本実施例では、汚れの発生を抑制して、画像品質を向上させることができるという効果が得られる。

【0163】

なお、画像形成装置は、プリンタに限られることなく、複写機、ファクシミリ装置、または複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

【符号の説明】

【0164】

１（１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ） 現像装置
３ 感光体
４ 帯電ローラ
５ 露光装置
６ 現像部
７ クリーニングブレード
８ 除電装置
９ トナー収容部
１０ 現像ローラ
１１ 供給ローラ
１２ 現像ブレ―ド
１３ 転写装置
１５ 転写ベルト
１６ 転写ローラ
１７ 駆動ローラ
１８ 従動ローラ
１９ 転写クリーニングブレード
２０ 定着装置
２１ 給紙トレイ
２２ ホッピングローラ
２３ 搬送ローラ
２４ 排出ローラ
２５ プリンタ制御部
２６ 受信部
２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ） 濃度センサ
２８ 環境センサ
３０ ドットカウント計測部
３１ 印刷枚数計測部
３２ カウント保持部
３３ 駆動部
３４ 露光制御部
３５ 電圧制御部
３６ 駆動モータ
３７ 累積印刷枚数
３８ 累積ドットカウント
３９ 初期濃度の左右差データ
４０ 検出濃度データ
４１ トナー廃棄Ａカウント（Ｌ）
４２ トナー廃棄Ｂカウント（Ｆ）
５０ 廃棄パターンＡ
６０ 廃棄パターンＢ
１００ 画像形成装置
Ｐ 記録媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】