画像形成装置および画像形成方法
【課題】印刷品位を向上させるとともに画像形成部の寿命を長期化させる。
【解決手段】画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくする。
【解決手段】画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、帯電手段により均一に帯電された感光体ドラムの表面を露光手段により露光して静電潜像を形成し、画像形成部により静電潜像を現像して感光体ドラム上にトナー像を形成した後、トナー像を用紙に転写し定着する方式を採用している。例えば、一成分接触現像方式の画像形成部では、トナーカートリッジよりトナーが供給され、供給ローラと現像ローラとの間、および規制ブレードと現像ローラとの間で摩擦帯電することによりトナーが帯電され、規制ブレードにより現像ローラ上に均一にトナー薄層が形成される。現像ローラと感光体ドラムは接触させて配置されており、現像ローラと感光体ドラム表面に電界を形成して帯電した現像ローラ上のトナーを感光体ドラム上の静電潜像へ移動させる。続いて、感光体ドラム上のトナーを転写ベルトにより搬送される用紙上に直接転写させる直接転写方式では、感光体ドラムの回転により転写領域に移動したトナーを電界により用紙上へ移動させる。
【０００３】
このような画像形成装置では、温湿度などの周囲環境、使用頻度、使用画像パターンなどの使用条件が異なる場合や、さらには経時において画像濃度が変動する場合があるが、画像濃度が安定した高品位の印刷出力を得るために、例えば搬送ベルト上に形成した濃度検出用パターンの濃度を検出し、濃度が一定になるように補正するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高品位の印刷出力を得るために画像の最大濃度を高くすることが必要であるが、画像濃度を高く（例えば、ベタ画像等の画像面積率の高い印刷パターンを連続して印刷）するためには、供給ローラから現像ローラへのトナー供給能力を高くする必要があり、この対応として供給ローラの回転速度を速くしたり、供給ローラの現像ローラへの押圧力を大きくしたりしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４１１００号公報（段落「００１３」〜段落「００１６」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術においては、画像形成部の供給ローラの磨耗量が大きく、経時でトナー供給能力が低下し、画像のかすれや残像等が発生して印刷品位が低下し、また画像形成部の寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、印刷品位を向上させるとともに画像形成部の寿命を長期化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本発明は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このようにした本発明は、印刷品位を向上させるとともに画像形成部の寿命を長期化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】
【０００９】
【図１】第１の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２】第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図３】第１の実施例における画像形成処理の流れを示すフローチャート
【図４】第１の実施例における印刷枚数と残像レベルの関係を示す説明図
【図５】第２の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図６】第２の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７】第２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
【図８】第２の実施例におけるトナー廃棄処理の変形例の流れを示すフローチャート
【図９】第２の実施例におけるトナーエンド検出処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置および画像形成方法の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
図２において、画像形成装置１００は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色の画像を各々形成する画像形成部としての４つのプロセスカートリッジ１１〜１４を有し、これらのプロセスカートリッジ１１〜１４が記録媒体１５の搬送経路１６の上流側から順に画像形成装置１００に着脱可能に配設されている。また、プロセスカートリッジ１１〜１４の各々に対向する位置には、露光手段としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド１７〜２０が配設されている。
【００１２】
画像形成部としてのプロセスカートリッジ１１〜１４の内部の構成は共通であり、例えばブラックのプロセスカートリッジ１１は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２１の周囲に、感光体ドラム２１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、ＬＥＤヘッド１７の露光により帯電された感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に、トナー（現像剤）を現像する現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像ローラ２３にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ２４と、現像ローラ２３上のトナーを薄層化するための規制ブレード２６とを配設し、それらを一体化した構成となっている。
【００１３】
また、プロセスカートリッジ１１〜１４のそれぞれには、トナーカートリッジ２７〜３０が着脱可能に備えられ、各色のトナーが収容される。トナーカートリッジ２７〜３０の内部の構成も共通であり、例えばブラックのトナーカートリッジ２７の内部には、ブラックのトナーが収容され、プロセスカートリッジ１１に装着されることにより、トナーの供給口が開きプロセスカートリッジ１１にトナーが補給される。なお、プロセスカートリッジ１１〜１４のそれぞれに、トナーカートリッジ２７〜３０を一体化する構成としても良い。
【００１４】
画像形成装置１００の下部には、記録媒体１５を収容する給紙カセット３１と、給紙カセット３１に積層された記録媒体１５を１枚ずつ分離して給紙するためのホッピングローラ３２とが配設されている。
給紙カセット３１に収容された記録媒体１５は、ホッピングローラ３２により給紙された後、斜行を矯正するレジストローラ対３３、３４により搬送経路１６に沿って搬送され、さらに転写ベルトユニット３５によって各プロセスカートリッジ１１〜１４を順次経由して搬送される。
【００１５】
転送ベルトユニット３５のプロセスカートリッジ１１〜１４に対向する位置には、転写ベルト３６を介して感光体ドラム２１に対して電界を形成するための電圧が印加される転写ローラ３７が配設され、プロセスカートリッジ１１〜１４の感光体ドラム２１に形成されたトナー像は記録媒体１５へ転写される。
【００１６】
定着器４１は、加熱ローラとバックアップローラとが接触して配設され、記録媒体１５上に転写されたトナーは加熱ローラおよびバックアップローラの加圧、加熱により記録媒体１５に定着される。定着器４１から排出された記録媒体１５は、搬送経路１６に沿って搬送され、排出ローラ４２によりスタッカ４３へ排出される。
【００１７】
また、画像形成装置１００は、帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、転写ローラ３７等に電圧を印加する電圧制御部としての電圧供給回路と、液晶ディスプレイ等の表示部と、メモリ等の記憶部と、記憶部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ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する制御部とを備えている。
【００１８】
このように構成された画像形成装置１００は、外部の上位装置から送信された画像データを受信すると、その画像データをコントローラ内の画像処理部を介して記録制御部に送信し、記録媒体１５の給紙を開始するとともに、ＬＥＤヘッド１７〜２０に画像データを送信し、記録媒体１５がプロセスカートリッジ１１〜１４に達するタイミングで帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、および転写ローラ３７に高電圧を印加し、ＬＥＤヘッド１７〜２０を画像データに応じて点灯する。そして、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像に現像ローラ２３により現像されたトナー像が転写ローラ３７によって記録媒体１５上に転写されて画像が形成される。
【００１９】
図１は第１の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り、画像形成装置の制御構成を図１および図２に基づいて説明する。
図１において、画像形成装置１００の制御系は、画像形成装置１００全体を制御する制御部６０と、上位装置から画像データを受信するＩ／Ｆ部６１と、帯電ローラ２２に電圧を印加する帯電電圧制御部６６と、現像ローラ２３に電圧を印加する現像電圧制御部６７と、供給ローラ２４に電圧を印加する供給電圧制御部６８と、ＬＥＤヘッド１７を制御するＬＥＤヘッド制御部７０と、各ローラを回転させるモータ群５１を制御するモータ制御部７１と、表示部５２を制御する表示制御部７２と、操作部７３とから構成されている。
【００２０】
制御部６０は、ＣＰＵ６２およびメモリ等の記憶部６３を有し、画像形成装置１００の各部を制御して画像形成処理等を行うものである。
記憶部６３には、制御部６０が実行するプログラム（ソフトウェア）が予め格納され、そのプログラムに用いる各種データおよび制御部６０による処理結果等が記憶される。
【００２１】
Ｉ／Ｆ部６１は、図示しないコンピュータ等の外部の上位装置が通信回線を介して接続され、その上位装置から送信された画像データ等を受信し、その画像データを制御部６０へ通知する。
制御部６０は、Ｉ／Ｆ部６１から画像データが通知されると、ＣＰＵ６２により生成される印刷タイミングにしたがって感光体ドラム２１、転写ベルト３６やホッピングローラ３２を駆動するモータ群５１の動作を制御するモータ制御部７１に各モータの駆動信号を出力する。
【００２２】
モータ制御部７１に各モータの駆動信号を出力すると記録媒体１５が給紙カセット３１から繰出されて給紙が開始され、それとともに制御部６０は、ＬＥＤヘッド１７〜２０の発光動作を制御するＬＥＤヘッド制御部７０に画像データを出力し、記録媒体１５がプロセスカートリッジ１１〜１４に達するタイミングで、帯電電圧制御部６６、現像電圧制御部６７、および供給電圧制御部６８に制御信号を出力して帯電ローラ２２、現像ローラ２３および供給ローラ２４に高電圧を印加する。
【００２３】
ＬＥＤヘッド１７〜２０は画像データに応じて点灯され、モータ制御部７１により回転制御された各感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成された後、静電潜像に付着したトナー像が転写ローラ３７に印加された転写電圧により記憶媒体１５上に転写される。
表示制御部７２は、トナー残量情報等の各種情報を表示部５２に表示する制御を行う。
【００２４】
操作部７３は、画像形成装置１００に表示部５２とともに配置され、表示部５２に表示されるメニューの選択や設定内容を変更するための入力キー等を備えたものである。
また、制御部６０は、画像形成モードに応じて各画像形成条件を切り替える制御切替部６４を備えている。
【００２５】
ここで、画像形成モードとは、印刷品位を向上させるために高濃度印刷を行う第１の画像形成モード（高濃度印刷設定）およびプロセスカートリッジを長寿命化させるための低濃度印刷を行う第２の画像形成モード（長寿命設定）をいい、本実施例では、操作部７３を操作し、表示部５２に選択メニューを表示させ、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとし、設定された画像形成モードは、記憶部６３に記憶される。
【００２６】
すなわち、制御切替部６４は、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるものである。
この第１の画像形成モードは、表現できる色再現範囲が広く、画像のコントラストを強調することができるため、ＤＴＰ（ＤｅｓｋＴｏｐ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）やＰＯＰ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｐｕｒｃｈａｓｅ）等の用途にも適した、いわゆる高画質モードである。
【００２７】
一方、第２の画像形成モードは、ベタ画像を印刷する頻度が少ない、または高コントラストの印刷を特に必要としないなどの理由で高濃度画像を強く要求されないオフィス等の用途に適し、プロセスカートリッジ１１の寿命を長くすることができる、いわゆる長寿命モードである。
画像形成装置１００の利用者は、使用目的に応じて適宜、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとする。
【００２８】
上述した構成の作用について説明する。
画像形成装置の制御部が行う画像形成処理を図３の第１の実施例における画像形成処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１および図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、プロセスカートリッジ１１について説明するが、プロセスカートリッジ１２〜１４も同様の処理を行うものとする。
【００２９】
Ｓ１０１：画像形成装置１００の制御部６０は、Ｉ／Ｆ部６１から画像データが通知されると、ＣＰＵ６２により生成される印刷タイミングにしたがって画像形成処理を開始し、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ１０２へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ１０３へ移行する。
【００３０】
Ｓ１０２：制御部６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部６４により、高濃度画像を形成するための設定条件である現像電圧Ｖｄ１および供給電圧Ｖｓ１とする制御信号をそれぞれ現像電圧制御部６７および供給電圧制御部６８へ出力し、処理をＳ１０４へ移行する。
【００３１】
本実施例では、負帯電性のトナーを使用し、解像度が６００ＤＰＩ（Ｄｏｔｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）として説明すると、画像面積率の高い印刷パターン（以下、「ベタ画像」という。）の画像濃度（ベタ画像濃度）をＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）値１．５とするため、感光体ドラム２１の帯電電位が−５００Ｖとなるように帯電電圧を−１０００Ｖとして帯電ローラ２２に印加し、ＬＥＤヘッド１７の露光後の感光体ドラム２１の残留電位を−５０Ｖとし、現像電圧Ｖｄ１を−２５０Ｖ、供給電圧Ｖｓ１を−３５０Ｖとするものとする。なお、これは一例であり、トナー帯電量などにより適宜決定するものとする。
【００３２】
Ｓ１０３：制御部６０は、第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部６４により、高濃度画像を形成するための設定条件である現像電圧Ｖｄ２および供給電圧Ｖｓ２とする制御信号をそれぞれ現像電圧制御部６７および供給電圧制御部６８へ出力し、処理をＳ１０４へ移行する。
【００３３】
本実施例では、負帯電性のトナーを使用し、解像度が６００ＤＰＩ（Ｄｏｔｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）として説明すると、ベタ画像濃度を第１の画像形成モードのベタ画像濃度より低いＯＤ値１．２とするため、感光体ドラム２１の帯電電位が−５００Ｖとなるように帯電電圧を−１０００Ｖとして帯電ローラ２２に印加し、ＬＥＤヘッド１７の露光後の感光体ドラム２１の残留電位を−５０Ｖとし、現像電圧Ｖｄ２を−１５０Ｖ、供給電圧Ｖｓ２を−３００Ｖとするものとする。なお、これは一例であり、トナー帯電量などにより適宜決定するものとする。
【００３４】
Ｓ１０４：Ｓ１０２において第１の画像形成モードの設定条件である現像電圧Ｖｄ１および供給電圧Ｖｓ１を設定した制御部６０は、第１の画像形成モードの画像形成条件により画像形成を実行する。すなわち、制御部６０は、現像電圧と感光体ドラム残留電位の電位差である現像コントラスト電圧が２００Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−５０Ｖ）｜）の設定であり、また現像電圧と感光体ドラムの非潜像形成部電圧との電位差である背景部コントラスト電圧は２５０Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−５００Ｖ）｜）、現像電圧と供給電圧との電位差は１００Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−３５０Ｖ）｜）の設定で画像形成を行う。
【００３５】
一方、Ｓ１０３において第２の画像形成モードの設定条件である現像電圧Ｖｄ２および供給電圧Ｖｓ２を設定した制御部６０は、第２の画像形成モードの画像形成条件により画像形成を実行する。すなわち、制御部６０は、現像電圧と感光体ドラム残留電位の電位差である現像コントラスト電圧が１００Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−５０Ｖ）｜）の設定であり、また現像電圧と感光体ドラムの非潜像形成部電圧との電位差である背景部コントラスト電圧は３５０Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−５００Ｖ）｜）、現像電圧と供給電圧との電位差は１５０Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−３００Ｖ）｜）の設定で画像形成を行う。
【００３６】
このように制御部６０は、第１の画像形成モードを選択したとき、現像電圧と供給電圧との電位差を、第２の画像形成モードの現像電圧と供給電圧との電位差より小さくする。
第１の画像形成モードは、ベタ画像濃度をＯＤ値１．５とする設定であり、表現できる色再現範囲が広く、画像のコントラストを強調することができるため、ＤＴＰやＰＯＰ等の用途にも適した高画質モードである。
【００３７】
高画質濃度を得るためには、感光体ドラム２１上に形成するトナー像のトナーの付着量を多くする必要があり、トナーの付着量を多くするために、現像ローラ２３に形成するトナー層の厚みが厚くなるように、現像ローラ２３の材料を選択し、また規制ブレード２６の押圧力などを設定している。
【００３８】
このとき、印刷する画像の面積率の低い、いわゆる低デューティ画像を連続して印刷すると、現像ローラ２３上のトナーが殆ど消費されない状態となり、消費されないトナーが現像ローラ２３上に留まり続けると、トナーの摩擦帯電回数が増加することによりトナーの帯電量が上昇する。トナーの付着量が多い状態でトナーの帯電量が高くなり過ぎると、現像ローラ２３上に形成されるトナー層の表面電位が微小領域で背景部コントラスト電圧を上回り、静電潜像が形成されていない背景部までトナーが現像される、いわゆる汚れ印刷が発生してしまう。
【００３９】
この汚れ印刷を防止するために、プロセスカートリッジ１１の設定としてスポンジ材料からなる供給ローラ２４を現像ローラ２３に強く押し付け、現像ローラ２３上の残留トナーを掻き落とす作用により、現像ローラ２３上に残留トナーが留まり続けることを防止している。
【００４０】
また、供給電圧の設定においては、現像電圧と供給電圧との電位差を大きくすると現像ローラ２３へのトナー供給性が上がるため、現像ローラ２３上のトナーの付着量が増加する。高濃度でカスレのない高画質印刷を行うためには、現像ローラ２３上のトナーの付着量を確保するため供給電圧を増加させることが望ましいが、現像ローラ２３上のトナーの付着量が増加し過ぎても上述したように汚れ印刷が発生してしまうので、現像電圧と供給電圧との電位差を汚れ印刷を発生させない現像電圧と供給電圧との電位差の領域内である１００Ｖに設定している。
【００４１】
このようにプロセスカートリッジ１１の設定を行うことにより、高画質モードに適した印刷出力を得ることができるが、上述したようにスポンジ材料の供給ローラ２４を現像ローラ２３に強く押し付けると、供給ローラ２４が磨耗しやすくなり、供給ローラ２４が磨耗すると、トナーの掻き落とし能力が低下するとともに、現像ローラ２３へのトナー供給性能も低下するため、例えばベタ画像を印刷するときに供給ローラ２４の回転数が増加するに従いトナー供給量が低下し、ローラの回転周期の濃度段差に伴う残像が発生しやすくなる。
【００４２】
図４は第１の実施例における印刷枚数と残像レベルの関係を示す説明図である。
図４は、例えば画像濃度の高い背景に白抜きのボールド文字が配列されている画像を印刷したときのボールド文字の印刷品位の指標としての残像レベルを示したものであるが、印刷枚数が多くなるに従い、残像レベルが低下、すなわち印刷品位が低下するという傾向が分かる。
このため、破線で示す第１の画像形成モードでは、印刷枚数に伴って低下する残像レベルが、初期の残像レベルに対して許容レベルを下回らない印刷枚数Ｌｆ１をプロセスカートリッジ１１の寿命としていた。
【００４３】
一方、第２の画像形成モードは、ベタ画像濃度をＯＤ値１．２とする設定であり、ベタ画像を印刷する頻度が少ない、または高コントラストの印刷を特に必要としないなどの理由で高濃度画像を強く要求されないオフィス等の用途に適し、プロセスカートリッジ１１の寿命を長くすることができる長寿命モードである。
【００４４】
この第２の画像形成モードでは、低画像濃度とするため、感光体ドラム２１上のトナー像のトナー付着量が少なく、したがって現像ローラ２３に形成されるトナー層の厚みは高画像濃度を形成するときと比較して薄くてもよく、供給ローラ２４が経時で磨耗し、トナーの供給性が低下した場合でも、画像への影響は少なくなる。
【００４５】
図４の実線で示すように、第２の画像形成モードでは、印刷枚数に対する残像レベルの低下は第１の画像形成モードと比較すると緩やかな傾向であり、印刷枚数に伴って低下する残像レベルが、初期の残像レベルに対して許容レベルを下回らない印刷枚数Ｌｆ２をプロセスカートリッジ１１の寿命とするため、第１の画像形成モードと比較して寿命を長くすることができる。
【００４６】
また、プロセスカートリッジ１１を長期間、使用していると、トナーから遊離してトナー帯電とは逆極性に帯電した外添剤が規制ブレード２６をすり抜けて感光体ドラム２１の表面に固着し、ベタ画像を印刷したときに外添剤が付着している箇所に白点状に見える、いわゆるフィルミング印刷が発生し、その状態が悪化する場合がある。
【００４７】
第２の画像形成モードでは、現像電圧と供給電圧との電位差を大きくし、正帯電している遊離外添剤を供給ローラ２４側に強く引き付けられるように電界を形成することにより、正帯電の遊離外添剤が規制ブレードをすり抜けてフィルミング印刷が発生することを抑制するようにしている。
このようにしたことにより、印刷枚数に対するフィルミング印刷の悪化の傾向も緩やかにすることができ、長期間使用による印刷の品位の悪化を抑制することができる。
【００４８】
さらに、第２の画像形成モードでは、低濃度設定として現像電圧を低下させるため、背景部のコントラスト電圧が第１の画像形成モードと比較して大きくなるように設定している。このため、現像電圧と供給電圧との電位差が大きくなり、現像ローラ２３上のトナー付着量が多くなっても汚れ印刷を発生させないようにすることができる。
なお、本実施例において説明した電圧値等の設定値は、一例に過ぎず、これに限られるものでなく、環境等によりトナーの帯電量が変化した場合等は適宜、最適値に変更するようにしても良い。
【００４９】
また、本実施例では、画像濃度を高くする第１の画像形成モードと、画像濃度を低くする第２の画像形成モードとを選択可能とし、画像濃度を切替えるために現像電圧を切替える例として説明したが、例えばＬＥＤヘッドの露光エネルギーを変更して画像濃度を切替えるようにしても良い。このとき、第１の画像形成モードでは、露光エネルギーを高く、第２の画像形成モードでは、露光エネルギーを低くすれば良い。
【００５０】
さらに、画像形成装置が濃度補正を実施する場合にも本発明を適用することができる。例えば、濃度補正の目標濃度を第１の画像形成モードでは高く、第２の画像形成モードでは低くする構成とする。このとき、最大画像濃度は切替えるが、中間調濃度は同一の目標濃度とすることにより、第２の画像形成モードにおいても中間調パターンを多く用いる写真画像などの印刷品位を低下させることなく、長寿命化することができる。
【００５１】
またさらに、本実施例では、供給ローラに印加する供給電圧を制御して現像電圧との電位差を第１の画像形成モードよりも第２の画像形成モードで大きくする例で説明したが、例えば第１の画像形成モードと第２の画像形成モードで規制電圧と現像電圧との電位差を切替えて、第２の画像形成モードのときには正極性に帯電した遊離外添剤を規制ブレード側に引き付けるように電界を大きくし、外添剤が規制ブレードを通過しにくくなるように構成するようにしてもよい。
【００５２】
またさらに、本実施例では、第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとの切替を表示部に表示されるメニュー項目で選択することにより行う例で説明したが、上位装置のプリンタドライバ（ソフトウェア）が表示する画面に第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとを切替るメニューを設け、プリンタドライバにより第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとを切替るようにしても良い。
【００５３】
以上説明したように、第１の実施例では、高濃度で画像を形成する第１の画像形成モードと低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードとを制御切替部で切り替えて画像を形成するようにしたことにより、低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードでは、経時において形成する画像の品質の劣化を緩やかにすることができ、また画像形成部としてのプロセスカートリッジの寿命を長くすることができ、形成する画像の高品質化およびプロセスカートリッジの長寿命化を両立することができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００５４】
図５は第２の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図であり、図６は第２の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。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図５において、画像形成装置２００は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色の画像を各々形成する画像形成部としての４つのプロセスカートリッジ２１１〜２１４を有し、これらのプロセスカートリッジ２１１〜２１４が記録媒体１５の搬送経路１６の上流側から順に画像形成装置２００に着脱可能に配設されている。また、プロセスカートリッジ２１１〜２１４の各々に対向する位置には、露光手段としてのＬＥＤヘッド１７〜２０が配設されている。
【００５６】
画像形成部としてのプロセスカートリッジ２１１〜２１４の内部の構成は共通であり、例えばブラックのプロセスカートリッジ２１１は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２１の周囲に、感光体ドラム２１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、ＬＥＤヘッド１７の露光により帯電された感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に、トナー（現像剤）を現像させる現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像ローラ２３にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ２４と、現像ローラ２３上のトナーを薄層化するための規制ブレード２６とを配設し、それらを一体化した構成となっている。
【００５７】
また、プロセスカートリッジ２１１〜２１４のそれぞれには、トナーカートリッジ２７〜３０が一体化して備えられ、各色のトナーが収容される。トナーカートリッジ２７〜３０の内部の構成も共通であり、例えばブラックのトナーカートリッジ２７の内部には、ブラックのトナーが収容され、プロセスカートリッジ２１１にトナーを補給する。
【００５８】
さらに、プロセスカートリッジ２１１〜２１４には、トナーの残量を検知するためのトナー残量検出機構２２０が備えられている。
トナー残量検出機構２２０は、一定速度で回転するギアと、そのギアの回転軸と略同軸を回転軸とし、ギアに形成された突起部に当接するシャフトを有する攪拌シャフト２２０ａにより構成されている。この攪拌シャフト２２０ａの先端部には、トナーを攪拌するための攪拌部が設けられ、その攪拌部は回転するギアの突起部に当接するシャフトの回転により下死点から上死点まで上昇し、上死点に達すると自重で下死点へ回転し、下降するように構成されている。
【００５９】
攪拌部が上死点まで回転してきたとき、プロセスカートリッジ２１１内のトナーの残量が少ない場合は、直ちに下死点まで自重で回転し、回転するギアの突起に押されるまで下死点に位置し続け、一方トナーの残量が多い場合は、トナーの抵抗力により上死点から下死点への回転に時間がかかり、回転するギアの突起に押されて下死点へと回転する。
【００６０】
下死点に位置する攪拌部をトナー残量検出部の光学式センサ等で検知するとともに、その攪拌部が下死点に位置する時間をタイマ等の計時手段で計測し、計測した時間に基づいてトナーの残量を検出する。
トナー残量検出部は、検出したトナーの残量が所定量以下になったとき、トナーの残量が少なくなったこと（トナーロー状態）が検出されたことを制御部へ通知する。
【００６１】
次に、画像形成装置２００の制御系の構成を図６および図５に基づいて説明する。
図６において、画像形成装置２００の制御系は、画像形成装置２００全体を制御する制御部２６０と、上位装置から画像データを受信するＩ／Ｆ部６１と、トナー残量検出機構２２０によりプロセスカートリッジ内のトナー残量を検出するトナー残量検出部２６１と、帯電ローラ２２に電圧を印加する帯電電圧制御部６６と、現像ローラ２３に電圧を印加する現像電圧制御部６７と、供給ローラ２４に電圧を印加する供給電圧制御部６８と、ＬＥＤヘッド１７を制御するＬＥＤヘッド制御部７０と、各ローラを回転させるモータ群５１を制御するモータ制御部７１と、表示部５２を制御する表示制御部７２と、操作部７３とから構成されている。
【００６２】
現像剤残量検出手段としてのトナー残量検出部２６１は、プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量検出機構２２０の攪拌シャフトの回転周期を検出する光学式センサやタイマ等を備え、トナー残量を検出する。トナー残量検出部２６１は、トナー残量検出機構２２０の攪拌シャフトの回転周期が閾値よりも小さくなったことを検出したとき、すなわち攪拌シャフトが下死点に位置する時間が閾値よりも長くなったとき、トナーの残量が少なくなったトナーロー状態であると判定し、トナーエンドとしてプロセスカートリッジの使用を停止と判断する処理を実行するとともに表示部５２にトナーロー状態であることを表示させる。
【００６３】
制御部２６０は、第１の実施例と同様に、画像形成モードに応じて各画像形成条件を切り替える制御切替部２６４を備え、操作部７３を操作し、表示部５２に選択メニューを表示させ、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとし、設定された画像形成モードは、記憶部６３に記憶される。
【００６４】
また、制御部２６０は、画像を形成する画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、プロセスカートリッジに残留しているトナー（現像剤）を廃棄する現像剤廃棄手段としてのトナー廃棄制御部２６５を備え、そのトナー廃棄制御部２６５は、ＣＰＵ６２により生成されるトナー廃棄タイミングに従い、プロセスカートリッジ内に残留しているトナーを転写ベルト上に廃棄する。廃棄されたトナーは、クリーニング部により回収され、画像形成装置２００に備えられている廃トナーボックスへ搬送される。
【００６５】
なお、トナー廃棄制御部２６５は、感光体ドラム２１上に形成するトナー像の画像パターンにより、廃棄するトナー量を制御することができるようになっている。また、トナー廃棄タイミングは、例えば画像データ（印刷ジョブ）を上位装置から受信したタイミング等である。
【００６６】
このように構成された画像形成装置２００は、高濃度印刷設定とする第１の画像形成モードと低濃度で長寿命設定とする第２の画像形成モードとを選択設定可能にし、また第１の画像形成モードおよび第２の画像形成モードでプロセスカートリッジ内のトナー廃棄条件およびトナーエンド表示条件を切替える。
【００６７】
上述した構成の作用について説明する。なお、以下の説明では、プロセスカートリッジ２１１について説明するが、プロセスカートリッジ２１２〜２１４も同様の処理を行うものとする。また、画像形成装置の制御部が行う画像形成処理は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
【００６８】
画像形成装置の制御部が行うトナー廃棄処理を図７の第２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で表すステップにしたがって図５および図６を参照しながら説明する。
【００６９】
Ｓ２０１：画像形成装置１００の制御部２６０は、ＣＰＵ６２により生成されるトナー廃棄タイミングにしたがってトナー廃棄処理を開始し、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部２６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ２０２へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ２０３へ移行する。
【００７０】
Ｓ２０２：制御部２６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ１を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ２０４へ移行する。
【００７１】
トナー廃棄処理は、画像形成処理で現像されずにプロセスカートリッジ内に留まっているトナーを定期的にプロセスカートリッジ外へ吐き出す処理である。印刷画像密度の低い低デューティの画像を継続して印刷している場合には、現像ローラ２３上のトナーが使用されず、そのトナーは感光体ドラム２１、供給ローラ２４や規制ブレード２６への摩擦が繰り返されることによるダメージを受け、帯電量の増加や現像ローラ２３への付着量増加による汚れ印刷が発生する場合がある。
【００７２】
トナー廃棄制御部２６５は、以前（例えば、直前または現時点まで）に印刷された画像パターンの画像デューティを算出し、その画像デューティが閾値よりも低い場合に、予め決められた量のトナーを廃棄し、トナーが受けたダメージによる汚れ印刷を防止する。トナー廃棄制御部２６５は、トナー廃棄タイミングで記憶部６３に記憶された廃棄用画像パターンを感光体ドラム２１上に静電潜像として形成し、その静電潜像にトナーを現像することによりトナーを廃棄する。なお、画像デューティとは、画像面積率であり、印刷可能な全画素に対して印刷を行う画素の割合である。
【００７３】
第１の画像形成モードでは、第１の実施例で説明したように、現像ローラ２３上のトナー層が厚く、トナーのダメージによる汚れ印刷が発生し易い設定であるため、頻繁にトナーを廃棄する設定とする。例えば、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ１を５％として設定する。
【００７４】
Ｓ２０３：一方、制御部２６０は、Ｓ２０１において第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ２を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ２０４へ移行する。
【００７５】
第２の画像形成モードでは、第１の実施例で説明したように、背景部コントラスト電圧を大きくしているため、トナーが受けるダメージによる汚れ印刷が発生し難く、第１の画像形成モードより少ない頻度でトナーを廃棄する設定、すなわち閾値ＴＷ２＜閾値ＴＷ１とする。例えば、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ２を２％として設定する。
【００７６】
Ｓ２０４：トナー廃棄制御部２６５は、記憶部６３に設定された閾値を用いて画像デューティが閾値以下であるか否かを判定し、画像デューティが閾値以下であると判定すると処理をＳ２０５へ移行し、画像デューティが閾値より大きいと判定するとトナーを廃棄することなく処理を終了し、制御部２６０により通常の画像形成処理が開始される。
【００７７】
Ｓ２０５：トナー廃棄制御部２６５は、画像デューティが閾値以下であると判定するとトナーの廃棄を実行する。例えば、第１の画像形成モードでは画像デューティが５％以下であった場合、Ａ４判用紙相当で５％印刷した場合に相当するトナーを廃棄し、第２の画像形成モードでは画像デューティが２％以下であった場合、Ａ４判用紙相当で２％印刷した場合に相当するトナーを廃棄する。
【００７８】
このようにトナー廃棄制御部２６５は、第１の画像形成モードではトナーを廃棄するか否か判定するための閾値およびトナーを廃棄すると判定したときのトナー廃棄量を第２の画像形成モードよりも多くし、一方第２の画像形成モードではトナーを廃棄するか否か判定するための閾値およびトナーを廃棄すると判定したときのトナー廃棄量を第１の画像形成モードよりも少なくする。
【００７９】
なお、図８に示すようにＳ３０１において、トナー廃棄制御部２６５は画像形成モードが第２の画像形成モードであると判定したとき、直ちにトナー廃棄処理を中止（終了）するようにしてトナーの廃棄を行わないようにしても良い。
【００８０】
次に、本実施例において、プロセスカートリッジはトナーカートリッジと一体化した構成であるため、プロセスカートリッジの使用量が所定の使用量を超えたことによる寿命により停止する以前に、収容するトナーの残量が無くなった場合もプロセスカートリッジの寿命として停止し交換が必要となる。
【００８１】
そこで、画像形成装置の制御部が行うトナーエンド検出処理を図９の第２の実施例におけるトナーエンド検出処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図５および図６を参照しながら説明する。
【００８２】
Ｓ４０１：画像形成装置２００が受信した画像データによる印刷動作を終了すると、トナー残量検出部２６１は制御部２６０の指令によりトナーエンド検出処理を開始し、プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量を検出し、トナー残量がトナーロー閾値以上の場合はトナーロー状態でないとしてトナーエンド検出処理を終了し、トナー残量がトナーロー閾値以下の場合はトナーロー状態であるとして処理をＳ４０２へ移行する。
【００８３】
Ｓ４０２：制御部２６０は、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部２６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ４０３へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ４０４へ移行する。
【００８４】
Ｓ４０３：制御部２６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーエンドを判定するための現像剤残量判定量としてのトナーエンド閾値ＴＥ１を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ４０５へ移行する。
【００８５】
プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量が少なくなり過ぎると、かすれ印刷が発生し、またトナー残量が少ない状態で画像形成処理を継続すると、トナーはダメージを受けやすく帯電の増加などによる汚れ印刷が発生する場合がある。したがって、プロセスカートリッジ２１１の寿命まで画像出力の品質を維持するため、第１の画像形成モードでは所定量のトナーがプロセスカートリッジ２１１内に残るようにトナーエンド閾値ＴＥ１を設定する。
【００８６】
Ｓ４０４：制御部２６０は、第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーエンドを判定するための現像剤残量判定量としてのトナーエンド閾値ＴＥ２を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ４０５へ移行する。
【００８７】
第２の画像形成モードでは、上述したように背景部コントラスト電圧を大きくしているため、トナーが受けるダメージによる汚れ印刷が発生し難くい設定となっている。したがって、トナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ２は、第１の画像形成モードのトナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ１よりもプロセスカートリッジ２１１内に残るトナー量が少ない閾値として設定し、トナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ１は、第２の画像形成モードのトナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ２よりもプロセスカートリッジ２１１内に残るトナー量が多い閾値として設定する。
【００８８】
Ｓ４０５：制御部２６０は、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がその閾値を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００８９】
すなわち、制御部２６０は、第１の画像形成モードのとき、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値ＴＥ１を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００９０】
また、制御部２６０は、第２の画像形成モードのとき、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値ＴＥ２を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００９１】
Ｓ４０６：制御部２６０は、トナー使用量がトナーエンド閾値を上回ったと判定すると表示部５２にトナーエンド状態であるとことを表示させ、プロセスカートリッジの交換が必要であることを報知して処理を終了する。
Ｓ４０７：制御部２６０は、トナー使用量がトナーエンド閾値に達していないと判定すると表示部５２にトナーロー状態であるとことを表示させて処理を終了する。
【００９２】
以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、高濃度で画像を形成する第１の画像形成モードと低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードとを制御切替部で切り替えてプロセスカートリッジ内のダメージを受けたトナーを廃棄するようにしたことにより、第１の画像形成モードでも形成する画像の高品質化を図ることができるという効果が得られる。
【００９３】
また、プロセスカートリッジ内のトナーがダメージを受け難い第２の画像形成モードでは、トナーエンドを検出するための閾値を低く設定するようにしたことにより、トナーの使用量を増加させることができるという効果が得られる。
なお、第２の実施例では、トナーカートリッジを一体化した構成のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の例で説明したが、第１の実施例と同様に、トナーカートリッジが着脱可能なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置としても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１１〜１４、２１１〜２１４ プロセスカートリッジ
１６ 搬送経路
１７〜２０ ＬＥＤヘッド
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電ローラ
２３ 現像ローラ
２４ 供給ローラ
２６ 規制ブレード
３１ 給紙カセット
３５ 転写ベルトユニット
３６ 転写ベルト
４１ 定着器
５２ 表示部
６０、２６０ 制御部
６２ ＣＰＵ
６３ 記憶部
６４、２６４ 制御切替部
６６ 帯電電圧制御部
６７ 現像電圧制御部
６８ 供給電圧制御部
７０ ＬＥＤヘッド制御部
７１ モータ制御部
７２ 表示制御部
７３ 操作部
１００、２００ 画像形成装置
２６１ トナー残量検出部
２６５ トナー廃棄制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、帯電手段により均一に帯電された感光体ドラムの表面を露光手段により露光して静電潜像を形成し、画像形成部により静電潜像を現像して感光体ドラム上にトナー像を形成した後、トナー像を用紙に転写し定着する方式を採用している。例えば、一成分接触現像方式の画像形成部では、トナーカートリッジよりトナーが供給され、供給ローラと現像ローラとの間、および規制ブレードと現像ローラとの間で摩擦帯電することによりトナーが帯電され、規制ブレードにより現像ローラ上に均一にトナー薄層が形成される。現像ローラと感光体ドラムは接触させて配置されており、現像ローラと感光体ドラム表面に電界を形成して帯電した現像ローラ上のトナーを感光体ドラム上の静電潜像へ移動させる。続いて、感光体ドラム上のトナーを転写ベルトにより搬送される用紙上に直接転写させる直接転写方式では、感光体ドラムの回転により転写領域に移動したトナーを電界により用紙上へ移動させる。
【０００３】
このような画像形成装置では、温湿度などの周囲環境、使用頻度、使用画像パターンなどの使用条件が異なる場合や、さらには経時において画像濃度が変動する場合があるが、画像濃度が安定した高品位の印刷出力を得るために、例えば搬送ベルト上に形成した濃度検出用パターンの濃度を検出し、濃度が一定になるように補正するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高品位の印刷出力を得るために画像の最大濃度を高くすることが必要であるが、画像濃度を高く（例えば、ベタ画像等の画像面積率の高い印刷パターンを連続して印刷）するためには、供給ローラから現像ローラへのトナー供給能力を高くする必要があり、この対応として供給ローラの回転速度を速くしたり、供給ローラの現像ローラへの押圧力を大きくしたりしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４１１００号公報（段落「００１３」〜段落「００１６」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術においては、画像形成部の供給ローラの磨耗量が大きく、経時でトナー供給能力が低下し、画像のかすれや残像等が発生して印刷品位が低下し、また画像形成部の寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、印刷品位を向上させるとともに画像形成部の寿命を長期化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本発明は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このようにした本発明は、印刷品位を向上させるとともに画像形成部の寿命を長期化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】
【０００９】
【図１】第１の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２】第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図３】第１の実施例における画像形成処理の流れを示すフローチャート
【図４】第１の実施例における印刷枚数と残像レベルの関係を示す説明図
【図５】第２の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図６】第２の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７】第２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
【図８】第２の実施例におけるトナー廃棄処理の変形例の流れを示すフローチャート
【図９】第２の実施例におけるトナーエンド検出処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置および画像形成方法の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
図２において、画像形成装置１００は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色の画像を各々形成する画像形成部としての４つのプロセスカートリッジ１１〜１４を有し、これらのプロセスカートリッジ１１〜１４が記録媒体１５の搬送経路１６の上流側から順に画像形成装置１００に着脱可能に配設されている。また、プロセスカートリッジ１１〜１４の各々に対向する位置には、露光手段としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド１７〜２０が配設されている。
【００１２】
画像形成部としてのプロセスカートリッジ１１〜１４の内部の構成は共通であり、例えばブラックのプロセスカートリッジ１１は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２１の周囲に、感光体ドラム２１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、ＬＥＤヘッド１７の露光により帯電された感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に、トナー（現像剤）を現像する現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像ローラ２３にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ２４と、現像ローラ２３上のトナーを薄層化するための規制ブレード２６とを配設し、それらを一体化した構成となっている。
【００１３】
また、プロセスカートリッジ１１〜１４のそれぞれには、トナーカートリッジ２７〜３０が着脱可能に備えられ、各色のトナーが収容される。トナーカートリッジ２７〜３０の内部の構成も共通であり、例えばブラックのトナーカートリッジ２７の内部には、ブラックのトナーが収容され、プロセスカートリッジ１１に装着されることにより、トナーの供給口が開きプロセスカートリッジ１１にトナーが補給される。なお、プロセスカートリッジ１１〜１４のそれぞれに、トナーカートリッジ２７〜３０を一体化する構成としても良い。
【００１４】
画像形成装置１００の下部には、記録媒体１５を収容する給紙カセット３１と、給紙カセット３１に積層された記録媒体１５を１枚ずつ分離して給紙するためのホッピングローラ３２とが配設されている。
給紙カセット３１に収容された記録媒体１５は、ホッピングローラ３２により給紙された後、斜行を矯正するレジストローラ対３３、３４により搬送経路１６に沿って搬送され、さらに転写ベルトユニット３５によって各プロセスカートリッジ１１〜１４を順次経由して搬送される。
【００１５】
転送ベルトユニット３５のプロセスカートリッジ１１〜１４に対向する位置には、転写ベルト３６を介して感光体ドラム２１に対して電界を形成するための電圧が印加される転写ローラ３７が配設され、プロセスカートリッジ１１〜１４の感光体ドラム２１に形成されたトナー像は記録媒体１５へ転写される。
【００１６】
定着器４１は、加熱ローラとバックアップローラとが接触して配設され、記録媒体１５上に転写されたトナーは加熱ローラおよびバックアップローラの加圧、加熱により記録媒体１５に定着される。定着器４１から排出された記録媒体１５は、搬送経路１６に沿って搬送され、排出ローラ４２によりスタッカ４３へ排出される。
【００１７】
また、画像形成装置１００は、帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、転写ローラ３７等に電圧を印加する電圧制御部としての電圧供給回路と、液晶ディスプレイ等の表示部と、メモリ等の記憶部と、記憶部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ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する制御部とを備えている。
【００１８】
このように構成された画像形成装置１００は、外部の上位装置から送信された画像データを受信すると、その画像データをコントローラ内の画像処理部を介して記録制御部に送信し、記録媒体１５の給紙を開始するとともに、ＬＥＤヘッド１７〜２０に画像データを送信し、記録媒体１５がプロセスカートリッジ１１〜１４に達するタイミングで帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、および転写ローラ３７に高電圧を印加し、ＬＥＤヘッド１７〜２０を画像データに応じて点灯する。そして、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像に現像ローラ２３により現像されたトナー像が転写ローラ３７によって記録媒体１５上に転写されて画像が形成される。
【００１９】
図１は第１の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り、画像形成装置の制御構成を図１および図２に基づいて説明する。
図１において、画像形成装置１００の制御系は、画像形成装置１００全体を制御する制御部６０と、上位装置から画像データを受信するＩ／Ｆ部６１と、帯電ローラ２２に電圧を印加する帯電電圧制御部６６と、現像ローラ２３に電圧を印加する現像電圧制御部６７と、供給ローラ２４に電圧を印加する供給電圧制御部６８と、ＬＥＤヘッド１７を制御するＬＥＤヘッド制御部７０と、各ローラを回転させるモータ群５１を制御するモータ制御部７１と、表示部５２を制御する表示制御部７２と、操作部７３とから構成されている。
【００２０】
制御部６０は、ＣＰＵ６２およびメモリ等の記憶部６３を有し、画像形成装置１００の各部を制御して画像形成処理等を行うものである。
記憶部６３には、制御部６０が実行するプログラム（ソフトウェア）が予め格納され、そのプログラムに用いる各種データおよび制御部６０による処理結果等が記憶される。
【００２１】
Ｉ／Ｆ部６１は、図示しないコンピュータ等の外部の上位装置が通信回線を介して接続され、その上位装置から送信された画像データ等を受信し、その画像データを制御部６０へ通知する。
制御部６０は、Ｉ／Ｆ部６１から画像データが通知されると、ＣＰＵ６２により生成される印刷タイミングにしたがって感光体ドラム２１、転写ベルト３６やホッピングローラ３２を駆動するモータ群５１の動作を制御するモータ制御部７１に各モータの駆動信号を出力する。
【００２２】
モータ制御部７１に各モータの駆動信号を出力すると記録媒体１５が給紙カセット３１から繰出されて給紙が開始され、それとともに制御部６０は、ＬＥＤヘッド１７〜２０の発光動作を制御するＬＥＤヘッド制御部７０に画像データを出力し、記録媒体１５がプロセスカートリッジ１１〜１４に達するタイミングで、帯電電圧制御部６６、現像電圧制御部６７、および供給電圧制御部６８に制御信号を出力して帯電ローラ２２、現像ローラ２３および供給ローラ２４に高電圧を印加する。
【００２３】
ＬＥＤヘッド１７〜２０は画像データに応じて点灯され、モータ制御部７１により回転制御された各感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成された後、静電潜像に付着したトナー像が転写ローラ３７に印加された転写電圧により記憶媒体１５上に転写される。
表示制御部７２は、トナー残量情報等の各種情報を表示部５２に表示する制御を行う。
【００２４】
操作部７３は、画像形成装置１００に表示部５２とともに配置され、表示部５２に表示されるメニューの選択や設定内容を変更するための入力キー等を備えたものである。
また、制御部６０は、画像形成モードに応じて各画像形成条件を切り替える制御切替部６４を備えている。
【００２５】
ここで、画像形成モードとは、印刷品位を向上させるために高濃度印刷を行う第１の画像形成モード（高濃度印刷設定）およびプロセスカートリッジを長寿命化させるための低濃度印刷を行う第２の画像形成モード（長寿命設定）をいい、本実施例では、操作部７３を操作し、表示部５２に選択メニューを表示させ、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとし、設定された画像形成モードは、記憶部６３に記憶される。
【００２６】
すなわち、制御切替部６４は、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるものである。
この第１の画像形成モードは、表現できる色再現範囲が広く、画像のコントラストを強調することができるため、ＤＴＰ（ＤｅｓｋＴｏｐ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）やＰＯＰ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｐｕｒｃｈａｓｅ）等の用途にも適した、いわゆる高画質モードである。
【００２７】
一方、第２の画像形成モードは、ベタ画像を印刷する頻度が少ない、または高コントラストの印刷を特に必要としないなどの理由で高濃度画像を強く要求されないオフィス等の用途に適し、プロセスカートリッジ１１の寿命を長くすることができる、いわゆる長寿命モードである。
画像形成装置１００の利用者は、使用目的に応じて適宜、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとする。
【００２８】
上述した構成の作用について説明する。
画像形成装置の制御部が行う画像形成処理を図３の第１の実施例における画像形成処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１および図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、プロセスカートリッジ１１について説明するが、プロセスカートリッジ１２〜１４も同様の処理を行うものとする。
【００２９】
Ｓ１０１：画像形成装置１００の制御部６０は、Ｉ／Ｆ部６１から画像データが通知されると、ＣＰＵ６２により生成される印刷タイミングにしたがって画像形成処理を開始し、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ１０２へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ１０３へ移行する。
【００３０】
Ｓ１０２：制御部６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部６４により、高濃度画像を形成するための設定条件である現像電圧Ｖｄ１および供給電圧Ｖｓ１とする制御信号をそれぞれ現像電圧制御部６７および供給電圧制御部６８へ出力し、処理をＳ１０４へ移行する。
【００３１】
本実施例では、負帯電性のトナーを使用し、解像度が６００ＤＰＩ（Ｄｏｔｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）として説明すると、画像面積率の高い印刷パターン（以下、「ベタ画像」という。）の画像濃度（ベタ画像濃度）をＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）値１．５とするため、感光体ドラム２１の帯電電位が−５００Ｖとなるように帯電電圧を−１０００Ｖとして帯電ローラ２２に印加し、ＬＥＤヘッド１７の露光後の感光体ドラム２１の残留電位を−５０Ｖとし、現像電圧Ｖｄ１を−２５０Ｖ、供給電圧Ｖｓ１を−３５０Ｖとするものとする。なお、これは一例であり、トナー帯電量などにより適宜決定するものとする。
【００３２】
Ｓ１０３：制御部６０は、第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部６４により、高濃度画像を形成するための設定条件である現像電圧Ｖｄ２および供給電圧Ｖｓ２とする制御信号をそれぞれ現像電圧制御部６７および供給電圧制御部６８へ出力し、処理をＳ１０４へ移行する。
【００３３】
本実施例では、負帯電性のトナーを使用し、解像度が６００ＤＰＩ（Ｄｏｔｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）として説明すると、ベタ画像濃度を第１の画像形成モードのベタ画像濃度より低いＯＤ値１．２とするため、感光体ドラム２１の帯電電位が−５００Ｖとなるように帯電電圧を−１０００Ｖとして帯電ローラ２２に印加し、ＬＥＤヘッド１７の露光後の感光体ドラム２１の残留電位を−５０Ｖとし、現像電圧Ｖｄ２を−１５０Ｖ、供給電圧Ｖｓ２を−３００Ｖとするものとする。なお、これは一例であり、トナー帯電量などにより適宜決定するものとする。
【００３４】
Ｓ１０４：Ｓ１０２において第１の画像形成モードの設定条件である現像電圧Ｖｄ１および供給電圧Ｖｓ１を設定した制御部６０は、第１の画像形成モードの画像形成条件により画像形成を実行する。すなわち、制御部６０は、現像電圧と感光体ドラム残留電位の電位差である現像コントラスト電圧が２００Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−５０Ｖ）｜）の設定であり、また現像電圧と感光体ドラムの非潜像形成部電圧との電位差である背景部コントラスト電圧は２５０Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−５００Ｖ）｜）、現像電圧と供給電圧との電位差は１００Ｖ（＝｜（−２５０Ｖ）−（−３５０Ｖ）｜）の設定で画像形成を行う。
【００３５】
一方、Ｓ１０３において第２の画像形成モードの設定条件である現像電圧Ｖｄ２および供給電圧Ｖｓ２を設定した制御部６０は、第２の画像形成モードの画像形成条件により画像形成を実行する。すなわち、制御部６０は、現像電圧と感光体ドラム残留電位の電位差である現像コントラスト電圧が１００Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−５０Ｖ）｜）の設定であり、また現像電圧と感光体ドラムの非潜像形成部電圧との電位差である背景部コントラスト電圧は３５０Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−５００Ｖ）｜）、現像電圧と供給電圧との電位差は１５０Ｖ（＝｜（−１５０Ｖ）−（−３００Ｖ）｜）の設定で画像形成を行う。
【００３６】
このように制御部６０は、第１の画像形成モードを選択したとき、現像電圧と供給電圧との電位差を、第２の画像形成モードの現像電圧と供給電圧との電位差より小さくする。
第１の画像形成モードは、ベタ画像濃度をＯＤ値１．５とする設定であり、表現できる色再現範囲が広く、画像のコントラストを強調することができるため、ＤＴＰやＰＯＰ等の用途にも適した高画質モードである。
【００３７】
高画質濃度を得るためには、感光体ドラム２１上に形成するトナー像のトナーの付着量を多くする必要があり、トナーの付着量を多くするために、現像ローラ２３に形成するトナー層の厚みが厚くなるように、現像ローラ２３の材料を選択し、また規制ブレード２６の押圧力などを設定している。
【００３８】
このとき、印刷する画像の面積率の低い、いわゆる低デューティ画像を連続して印刷すると、現像ローラ２３上のトナーが殆ど消費されない状態となり、消費されないトナーが現像ローラ２３上に留まり続けると、トナーの摩擦帯電回数が増加することによりトナーの帯電量が上昇する。トナーの付着量が多い状態でトナーの帯電量が高くなり過ぎると、現像ローラ２３上に形成されるトナー層の表面電位が微小領域で背景部コントラスト電圧を上回り、静電潜像が形成されていない背景部までトナーが現像される、いわゆる汚れ印刷が発生してしまう。
【００３９】
この汚れ印刷を防止するために、プロセスカートリッジ１１の設定としてスポンジ材料からなる供給ローラ２４を現像ローラ２３に強く押し付け、現像ローラ２３上の残留トナーを掻き落とす作用により、現像ローラ２３上に残留トナーが留まり続けることを防止している。
【００４０】
また、供給電圧の設定においては、現像電圧と供給電圧との電位差を大きくすると現像ローラ２３へのトナー供給性が上がるため、現像ローラ２３上のトナーの付着量が増加する。高濃度でカスレのない高画質印刷を行うためには、現像ローラ２３上のトナーの付着量を確保するため供給電圧を増加させることが望ましいが、現像ローラ２３上のトナーの付着量が増加し過ぎても上述したように汚れ印刷が発生してしまうので、現像電圧と供給電圧との電位差を汚れ印刷を発生させない現像電圧と供給電圧との電位差の領域内である１００Ｖに設定している。
【００４１】
このようにプロセスカートリッジ１１の設定を行うことにより、高画質モードに適した印刷出力を得ることができるが、上述したようにスポンジ材料の供給ローラ２４を現像ローラ２３に強く押し付けると、供給ローラ２４が磨耗しやすくなり、供給ローラ２４が磨耗すると、トナーの掻き落とし能力が低下するとともに、現像ローラ２３へのトナー供給性能も低下するため、例えばベタ画像を印刷するときに供給ローラ２４の回転数が増加するに従いトナー供給量が低下し、ローラの回転周期の濃度段差に伴う残像が発生しやすくなる。
【００４２】
図４は第１の実施例における印刷枚数と残像レベルの関係を示す説明図である。
図４は、例えば画像濃度の高い背景に白抜きのボールド文字が配列されている画像を印刷したときのボールド文字の印刷品位の指標としての残像レベルを示したものであるが、印刷枚数が多くなるに従い、残像レベルが低下、すなわち印刷品位が低下するという傾向が分かる。
このため、破線で示す第１の画像形成モードでは、印刷枚数に伴って低下する残像レベルが、初期の残像レベルに対して許容レベルを下回らない印刷枚数Ｌｆ１をプロセスカートリッジ１１の寿命としていた。
【００４３】
一方、第２の画像形成モードは、ベタ画像濃度をＯＤ値１．２とする設定であり、ベタ画像を印刷する頻度が少ない、または高コントラストの印刷を特に必要としないなどの理由で高濃度画像を強く要求されないオフィス等の用途に適し、プロセスカートリッジ１１の寿命を長くすることができる長寿命モードである。
【００４４】
この第２の画像形成モードでは、低画像濃度とするため、感光体ドラム２１上のトナー像のトナー付着量が少なく、したがって現像ローラ２３に形成されるトナー層の厚みは高画像濃度を形成するときと比較して薄くてもよく、供給ローラ２４が経時で磨耗し、トナーの供給性が低下した場合でも、画像への影響は少なくなる。
【００４５】
図４の実線で示すように、第２の画像形成モードでは、印刷枚数に対する残像レベルの低下は第１の画像形成モードと比較すると緩やかな傾向であり、印刷枚数に伴って低下する残像レベルが、初期の残像レベルに対して許容レベルを下回らない印刷枚数Ｌｆ２をプロセスカートリッジ１１の寿命とするため、第１の画像形成モードと比較して寿命を長くすることができる。
【００４６】
また、プロセスカートリッジ１１を長期間、使用していると、トナーから遊離してトナー帯電とは逆極性に帯電した外添剤が規制ブレード２６をすり抜けて感光体ドラム２１の表面に固着し、ベタ画像を印刷したときに外添剤が付着している箇所に白点状に見える、いわゆるフィルミング印刷が発生し、その状態が悪化する場合がある。
【００４７】
第２の画像形成モードでは、現像電圧と供給電圧との電位差を大きくし、正帯電している遊離外添剤を供給ローラ２４側に強く引き付けられるように電界を形成することにより、正帯電の遊離外添剤が規制ブレードをすり抜けてフィルミング印刷が発生することを抑制するようにしている。
このようにしたことにより、印刷枚数に対するフィルミング印刷の悪化の傾向も緩やかにすることができ、長期間使用による印刷の品位の悪化を抑制することができる。
【００４８】
さらに、第２の画像形成モードでは、低濃度設定として現像電圧を低下させるため、背景部のコントラスト電圧が第１の画像形成モードと比較して大きくなるように設定している。このため、現像電圧と供給電圧との電位差が大きくなり、現像ローラ２３上のトナー付着量が多くなっても汚れ印刷を発生させないようにすることができる。
なお、本実施例において説明した電圧値等の設定値は、一例に過ぎず、これに限られるものでなく、環境等によりトナーの帯電量が変化した場合等は適宜、最適値に変更するようにしても良い。
【００４９】
また、本実施例では、画像濃度を高くする第１の画像形成モードと、画像濃度を低くする第２の画像形成モードとを選択可能とし、画像濃度を切替えるために現像電圧を切替える例として説明したが、例えばＬＥＤヘッドの露光エネルギーを変更して画像濃度を切替えるようにしても良い。このとき、第１の画像形成モードでは、露光エネルギーを高く、第２の画像形成モードでは、露光エネルギーを低くすれば良い。
【００５０】
さらに、画像形成装置が濃度補正を実施する場合にも本発明を適用することができる。例えば、濃度補正の目標濃度を第１の画像形成モードでは高く、第２の画像形成モードでは低くする構成とする。このとき、最大画像濃度は切替えるが、中間調濃度は同一の目標濃度とすることにより、第２の画像形成モードにおいても中間調パターンを多く用いる写真画像などの印刷品位を低下させることなく、長寿命化することができる。
【００５１】
またさらに、本実施例では、供給ローラに印加する供給電圧を制御して現像電圧との電位差を第１の画像形成モードよりも第２の画像形成モードで大きくする例で説明したが、例えば第１の画像形成モードと第２の画像形成モードで規制電圧と現像電圧との電位差を切替えて、第２の画像形成モードのときには正極性に帯電した遊離外添剤を規制ブレード側に引き付けるように電界を大きくし、外添剤が規制ブレードを通過しにくくなるように構成するようにしてもよい。
【００５２】
またさらに、本実施例では、第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとの切替を表示部に表示されるメニュー項目で選択することにより行う例で説明したが、上位装置のプリンタドライバ（ソフトウェア）が表示する画面に第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとを切替るメニューを設け、プリンタドライバにより第１の画像形成モードと第２の画像形成モードとを切替るようにしても良い。
【００５３】
以上説明したように、第１の実施例では、高濃度で画像を形成する第１の画像形成モードと低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードとを制御切替部で切り替えて画像を形成するようにしたことにより、低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードでは、経時において形成する画像の品質の劣化を緩やかにすることができ、また画像形成部としてのプロセスカートリッジの寿命を長くすることができ、形成する画像の高品質化およびプロセスカートリッジの長寿命化を両立することができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００５４】
図５は第２の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図であり、図６は第２の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。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図５において、画像形成装置２００は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色の画像を各々形成する画像形成部としての４つのプロセスカートリッジ２１１〜２１４を有し、これらのプロセスカートリッジ２１１〜２１４が記録媒体１５の搬送経路１６の上流側から順に画像形成装置２００に着脱可能に配設されている。また、プロセスカートリッジ２１１〜２１４の各々に対向する位置には、露光手段としてのＬＥＤヘッド１７〜２０が配設されている。
【００５６】
画像形成部としてのプロセスカートリッジ２１１〜２１４の内部の構成は共通であり、例えばブラックのプロセスカートリッジ２１１は、画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２１の周囲に、感光体ドラム２１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、ＬＥＤヘッド１７の露光により帯電された感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に、トナー（現像剤）を現像させる現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像ローラ２３にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ２４と、現像ローラ２３上のトナーを薄層化するための規制ブレード２６とを配設し、それらを一体化した構成となっている。
【００５７】
また、プロセスカートリッジ２１１〜２１４のそれぞれには、トナーカートリッジ２７〜３０が一体化して備えられ、各色のトナーが収容される。トナーカートリッジ２７〜３０の内部の構成も共通であり、例えばブラックのトナーカートリッジ２７の内部には、ブラックのトナーが収容され、プロセスカートリッジ２１１にトナーを補給する。
【００５８】
さらに、プロセスカートリッジ２１１〜２１４には、トナーの残量を検知するためのトナー残量検出機構２２０が備えられている。
トナー残量検出機構２２０は、一定速度で回転するギアと、そのギアの回転軸と略同軸を回転軸とし、ギアに形成された突起部に当接するシャフトを有する攪拌シャフト２２０ａにより構成されている。この攪拌シャフト２２０ａの先端部には、トナーを攪拌するための攪拌部が設けられ、その攪拌部は回転するギアの突起部に当接するシャフトの回転により下死点から上死点まで上昇し、上死点に達すると自重で下死点へ回転し、下降するように構成されている。
【００５９】
攪拌部が上死点まで回転してきたとき、プロセスカートリッジ２１１内のトナーの残量が少ない場合は、直ちに下死点まで自重で回転し、回転するギアの突起に押されるまで下死点に位置し続け、一方トナーの残量が多い場合は、トナーの抵抗力により上死点から下死点への回転に時間がかかり、回転するギアの突起に押されて下死点へと回転する。
【００６０】
下死点に位置する攪拌部をトナー残量検出部の光学式センサ等で検知するとともに、その攪拌部が下死点に位置する時間をタイマ等の計時手段で計測し、計測した時間に基づいてトナーの残量を検出する。
トナー残量検出部は、検出したトナーの残量が所定量以下になったとき、トナーの残量が少なくなったこと（トナーロー状態）が検出されたことを制御部へ通知する。
【００６１】
次に、画像形成装置２００の制御系の構成を図６および図５に基づいて説明する。
図６において、画像形成装置２００の制御系は、画像形成装置２００全体を制御する制御部２６０と、上位装置から画像データを受信するＩ／Ｆ部６１と、トナー残量検出機構２２０によりプロセスカートリッジ内のトナー残量を検出するトナー残量検出部２６１と、帯電ローラ２２に電圧を印加する帯電電圧制御部６６と、現像ローラ２３に電圧を印加する現像電圧制御部６７と、供給ローラ２４に電圧を印加する供給電圧制御部６８と、ＬＥＤヘッド１７を制御するＬＥＤヘッド制御部７０と、各ローラを回転させるモータ群５１を制御するモータ制御部７１と、表示部５２を制御する表示制御部７２と、操作部７３とから構成されている。
【００６２】
現像剤残量検出手段としてのトナー残量検出部２６１は、プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量検出機構２２０の攪拌シャフトの回転周期を検出する光学式センサやタイマ等を備え、トナー残量を検出する。トナー残量検出部２６１は、トナー残量検出機構２２０の攪拌シャフトの回転周期が閾値よりも小さくなったことを検出したとき、すなわち攪拌シャフトが下死点に位置する時間が閾値よりも長くなったとき、トナーの残量が少なくなったトナーロー状態であると判定し、トナーエンドとしてプロセスカートリッジの使用を停止と判断する処理を実行するとともに表示部５２にトナーロー状態であることを表示させる。
【００６３】
制御部２６０は、第１の実施例と同様に、画像形成モードに応じて各画像形成条件を切り替える制御切替部２６４を備え、操作部７３を操作し、表示部５２に選択メニューを表示させ、第１の画像形成モードまたは第２の画像形成モードを選択して設定するものとし、設定された画像形成モードは、記憶部６３に記憶される。
【００６４】
また、制御部２６０は、画像を形成する画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、プロセスカートリッジに残留しているトナー（現像剤）を廃棄する現像剤廃棄手段としてのトナー廃棄制御部２６５を備え、そのトナー廃棄制御部２６５は、ＣＰＵ６２により生成されるトナー廃棄タイミングに従い、プロセスカートリッジ内に残留しているトナーを転写ベルト上に廃棄する。廃棄されたトナーは、クリーニング部により回収され、画像形成装置２００に備えられている廃トナーボックスへ搬送される。
【００６５】
なお、トナー廃棄制御部２６５は、感光体ドラム２１上に形成するトナー像の画像パターンにより、廃棄するトナー量を制御することができるようになっている。また、トナー廃棄タイミングは、例えば画像データ（印刷ジョブ）を上位装置から受信したタイミング等である。
【００６６】
このように構成された画像形成装置２００は、高濃度印刷設定とする第１の画像形成モードと低濃度で長寿命設定とする第２の画像形成モードとを選択設定可能にし、また第１の画像形成モードおよび第２の画像形成モードでプロセスカートリッジ内のトナー廃棄条件およびトナーエンド表示条件を切替える。
【００６７】
上述した構成の作用について説明する。なお、以下の説明では、プロセスカートリッジ２１１について説明するが、プロセスカートリッジ２１２〜２１４も同様の処理を行うものとする。また、画像形成装置の制御部が行う画像形成処理は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
【００６８】
画像形成装置の制御部が行うトナー廃棄処理を図７の第２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で表すステップにしたがって図５および図６を参照しながら説明する。
【００６９】
Ｓ２０１：画像形成装置１００の制御部２６０は、ＣＰＵ６２により生成されるトナー廃棄タイミングにしたがってトナー廃棄処理を開始し、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部２６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ２０２へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ２０３へ移行する。
【００７０】
Ｓ２０２：制御部２６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ１を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ２０４へ移行する。
【００７１】
トナー廃棄処理は、画像形成処理で現像されずにプロセスカートリッジ内に留まっているトナーを定期的にプロセスカートリッジ外へ吐き出す処理である。印刷画像密度の低い低デューティの画像を継続して印刷している場合には、現像ローラ２３上のトナーが使用されず、そのトナーは感光体ドラム２１、供給ローラ２４や規制ブレード２６への摩擦が繰り返されることによるダメージを受け、帯電量の増加や現像ローラ２３への付着量増加による汚れ印刷が発生する場合がある。
【００７２】
トナー廃棄制御部２６５は、以前（例えば、直前または現時点まで）に印刷された画像パターンの画像デューティを算出し、その画像デューティが閾値よりも低い場合に、予め決められた量のトナーを廃棄し、トナーが受けたダメージによる汚れ印刷を防止する。トナー廃棄制御部２６５は、トナー廃棄タイミングで記憶部６３に記憶された廃棄用画像パターンを感光体ドラム２１上に静電潜像として形成し、その静電潜像にトナーを現像することによりトナーを廃棄する。なお、画像デューティとは、画像面積率であり、印刷可能な全画素に対して印刷を行う画素の割合である。
【００７３】
第１の画像形成モードでは、第１の実施例で説明したように、現像ローラ２３上のトナー層が厚く、トナーのダメージによる汚れ印刷が発生し易い設定であるため、頻繁にトナーを廃棄する設定とする。例えば、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ１を５％として設定する。
【００７４】
Ｓ２０３：一方、制御部２６０は、Ｓ２０１において第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ２を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ２０４へ移行する。
【００７５】
第２の画像形成モードでは、第１の実施例で説明したように、背景部コントラスト電圧を大きくしているため、トナーが受けるダメージによる汚れ印刷が発生し難く、第１の画像形成モードより少ない頻度でトナーを廃棄する設定、すなわち閾値ＴＷ２＜閾値ＴＷ１とする。例えば、トナーを廃棄するか否か判定するための閾値ＴＷ２を２％として設定する。
【００７６】
Ｓ２０４：トナー廃棄制御部２６５は、記憶部６３に設定された閾値を用いて画像デューティが閾値以下であるか否かを判定し、画像デューティが閾値以下であると判定すると処理をＳ２０５へ移行し、画像デューティが閾値より大きいと判定するとトナーを廃棄することなく処理を終了し、制御部２６０により通常の画像形成処理が開始される。
【００７７】
Ｓ２０５：トナー廃棄制御部２６５は、画像デューティが閾値以下であると判定するとトナーの廃棄を実行する。例えば、第１の画像形成モードでは画像デューティが５％以下であった場合、Ａ４判用紙相当で５％印刷した場合に相当するトナーを廃棄し、第２の画像形成モードでは画像デューティが２％以下であった場合、Ａ４判用紙相当で２％印刷した場合に相当するトナーを廃棄する。
【００７８】
このようにトナー廃棄制御部２６５は、第１の画像形成モードではトナーを廃棄するか否か判定するための閾値およびトナーを廃棄すると判定したときのトナー廃棄量を第２の画像形成モードよりも多くし、一方第２の画像形成モードではトナーを廃棄するか否か判定するための閾値およびトナーを廃棄すると判定したときのトナー廃棄量を第１の画像形成モードよりも少なくする。
【００７９】
なお、図８に示すようにＳ３０１において、トナー廃棄制御部２６５は画像形成モードが第２の画像形成モードであると判定したとき、直ちにトナー廃棄処理を中止（終了）するようにしてトナーの廃棄を行わないようにしても良い。
【００８０】
次に、本実施例において、プロセスカートリッジはトナーカートリッジと一体化した構成であるため、プロセスカートリッジの使用量が所定の使用量を超えたことによる寿命により停止する以前に、収容するトナーの残量が無くなった場合もプロセスカートリッジの寿命として停止し交換が必要となる。
【００８１】
そこで、画像形成装置の制御部が行うトナーエンド検出処理を図９の第２の実施例におけるトナーエンド検出処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図５および図６を参照しながら説明する。
【００８２】
Ｓ４０１：画像形成装置２００が受信した画像データによる印刷動作を終了すると、トナー残量検出部２６１は制御部２６０の指令によりトナーエンド検出処理を開始し、プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量を検出し、トナー残量がトナーロー閾値以上の場合はトナーロー状態でないとしてトナーエンド検出処理を終了し、トナー残量がトナーロー閾値以下の場合はトナーロー状態であるとして処理をＳ４０２へ移行する。
【００８３】
Ｓ４０２：制御部２６０は、記憶部６３に記憶された画像形成モードが第１の画像形成モードであるか、第２の画像形成モードであるかを判定する。制御部２６０が第１の画像形成モードであると判定すると処理をＳ４０３へ移行し、一方第２の画像形成モードであると判定すると処理をＳ４０４へ移行する。
【００８４】
Ｓ４０３：制御部２６０は、第１の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーエンドを判定するための現像剤残量判定量としてのトナーエンド閾値ＴＥ１を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ４０５へ移行する。
【００８５】
プロセスカートリッジ２１１内のトナー残量が少なくなり過ぎると、かすれ印刷が発生し、またトナー残量が少ない状態で画像形成処理を継続すると、トナーはダメージを受けやすく帯電の増加などによる汚れ印刷が発生する場合がある。したがって、プロセスカートリッジ２１１の寿命まで画像出力の品質を維持するため、第１の画像形成モードでは所定量のトナーがプロセスカートリッジ２１１内に残るようにトナーエンド閾値ＴＥ１を設定する。
【００８６】
Ｓ４０４：制御部２６０は、第２の画像形成モードであると判定すると、制御切替部２６４により、トナーエンドを判定するための現像剤残量判定量としてのトナーエンド閾値ＴＥ２を記憶部６３に記憶（設定）し、処理をＳ４０５へ移行する。
【００８７】
第２の画像形成モードでは、上述したように背景部コントラスト電圧を大きくしているため、トナーが受けるダメージによる汚れ印刷が発生し難くい設定となっている。したがって、トナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ２は、第１の画像形成モードのトナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ１よりもプロセスカートリッジ２１１内に残るトナー量が少ない閾値として設定し、トナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ１は、第２の画像形成モードのトナーエンド判定のトナーエンド閾値ＴＥ２よりもプロセスカートリッジ２１１内に残るトナー量が多い閾値として設定する。
【００８８】
Ｓ４０５：制御部２６０は、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がその閾値を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００８９】
すなわち、制御部２６０は、第１の画像形成モードのとき、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値ＴＥ１を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ１に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００９０】
また、制御部２６０は、第２の画像形成モードのとき、記憶部６３に設定されたトナーエンド閾値ＴＥ２を用いてトナーローを検出した以降のトナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２を上回ったか否かを判定し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２を上回ったと判定すると処理をＳ４０６へ移行し、トナー使用量がトナーエンド閾値ＴＥ２に達していないと判定すると処理をＳ４０７へ移行する。
【００９１】
Ｓ４０６：制御部２６０は、トナー使用量がトナーエンド閾値を上回ったと判定すると表示部５２にトナーエンド状態であるとことを表示させ、プロセスカートリッジの交換が必要であることを報知して処理を終了する。
Ｓ４０７：制御部２６０は、トナー使用量がトナーエンド閾値に達していないと判定すると表示部５２にトナーロー状態であるとことを表示させて処理を終了する。
【００９２】
以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、高濃度で画像を形成する第１の画像形成モードと低濃度で画像を形成する第２の画像形成モードとを制御切替部で切り替えてプロセスカートリッジ内のダメージを受けたトナーを廃棄するようにしたことにより、第１の画像形成モードでも形成する画像の高品質化を図ることができるという効果が得られる。
【００９３】
また、プロセスカートリッジ内のトナーがダメージを受け難い第２の画像形成モードでは、トナーエンドを検出するための閾値を低く設定するようにしたことにより、トナーの使用量を増加させることができるという効果が得られる。
なお、第２の実施例では、トナーカートリッジを一体化した構成のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の例で説明したが、第１の実施例と同様に、トナーカートリッジが着脱可能なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置としても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１１〜１４、２１１〜２１４ プロセスカートリッジ
１６ 搬送経路
１７〜２０ ＬＥＤヘッド
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電ローラ
２３ 現像ローラ
２４ 供給ローラ
２６ 規制ブレード
３１ 給紙カセット
３５ 転写ベルトユニット
３６ 転写ベルト
４１ 定着器
５２ 表示部
６０、２６０ 制御部
６２ ＣＰＵ
６３ 記憶部
６４、２６４ 制御切替部
６６ 帯電電圧制御部
６７ 現像電圧制御部
６８ 供給電圧制御部
７０ ＬＥＤヘッド制御部
７１ モータ制御部
７２ 表示制御部
７３ 操作部
１００、２００ 画像形成装置
２６１ トナー残量検出部
２６５ トナー廃棄制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
前記画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足したことを報知する現像剤残量検出手段と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段を備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記制御部は、前記第２の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、請求項４または請求項５のいずれか１項の画像形成装置において、
前記画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足したことを報知する現像剤残量検出手段を備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項の画像形成装置において、
前記画像形成部は、画像形成装置に、着脱可能なプロセスカートリッジとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、現像剤を収容するトナーカートリッジが着脱可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、現像剤を収容するトナーカートリッジが一体に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、現像剤担持体に現像電圧を印加し、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、現像剤供給部材に供給電圧を印加し、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、現像剤廃棄手段が前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄するステップと、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
現像剤残量検出手段が、画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足していることを報知するステップと、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
請求項１０の画像形成方法において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、現像剤廃棄手段が前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄するステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成方法において、
前記制御部が、前記第２の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄を中止するステップを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１５】
請求項１０、請求項１３または請求項１４のいずれか１項の画像形成方法において、
現像剤残量検出手段が、画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足していることを報知するステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、現像電圧が印加され、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、供給電圧が印加され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像データに応じて静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材とから成る画像形成部と、
前記画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足したことを報知する現像剤残量検出手段と、
高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段を備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記制御部は、前記第２の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、請求項４または請求項５のいずれか１項の画像形成装置において、
前記画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足したことを報知する現像剤残量検出手段を備え、
前記制御部は、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項の画像形成装置において、
前記画像形成部は、画像形成装置に、着脱可能なプロセスカートリッジとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、現像剤を収容するトナーカートリッジが着脱可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、現像剤を収容するトナーカートリッジが一体に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、現像剤担持体に現像電圧を印加し、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、現像剤供給部材に供給電圧を印加し、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差を、前記第２の画像形成モードの前記現像電圧と前記供給電圧との電位差より小さくするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、現像剤廃棄手段が前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄するステップと、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
画像データに応じて静電潜像を像担持体に形成するステップと、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を現像するステップと、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するステップとを有する画像形成方法において、
現像剤残量検出手段が、画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足していることを報知するステップと、
制御部が、高濃度画像を得る画像形成条件を有する第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより低い濃度の画像を得る画像形成条件を有する第２の画像形成モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
請求項１０の画像形成方法において、
画像データの画像面積率が閾値より小さいとき、現像剤廃棄手段が前記画像形成部に残留している現像剤を廃棄するステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄量を、前記第２の画像形成モードの現像剤廃棄量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成方法において、
前記制御部が、前記第２の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤廃棄手段による現像剤廃棄を中止するステップを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１５】
請求項１０、請求項１３または請求項１４のいずれか１項の画像形成方法において、
現像剤残量検出手段が、画像形成部の現像剤の残量が現像剤残量判定量より少なくなったことを検出したとき、現像剤が不足していることを報知するステップと、
前記制御部が、前記第１の画像形成モードを選択したとき、前記現像剤残量判定量を前記第２の画像形成モードの現像剤残量判定量より多くするステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３４１５（Ｐ２０１３−３４１５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５７８２（Ｐ２０１１−１３５７８２）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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