画像形成装置
【課題】現像装置内のトナーの劣化の程度に応じてトナー強制消費動作を実施する。
【解決手段】画像形成手段１００の制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。また、制御部１は、現像装置２４に対するトナー供給量を求める。そして、制御部１は、トナー消費量とトナー供給量との差（トナー実質消費量）を求める。トナー実質消費量求めると、制御部１は、この消費量が示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する。この比較の結果、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には、制御部１は現像装置２４に対して残留トナーの強制消費動作を指示する。
【解決手段】画像形成手段１００の制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。また、制御部１は、現像装置２４に対するトナー供給量を求める。そして、制御部１は、トナー消費量とトナー供給量との差（トナー実質消費量）を求める。トナー実質消費量求めると、制御部１は、この消費量が示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する。この比較の結果、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には、制御部１は現像装置２４に対して残留トナーの強制消費動作を指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像装置において、トナーとキャリアからなる二成分現像剤の攪拌時間が長くなると、キャリア表面へのトナーの付着やトナー表面への外添剤の埋まり込みといった現象が生じ（すなわち、トナーが劣化し）、現像剤の帯電能力や転写性能が低下してしまう。そこで、このような不良トナーを強制的に消費するための技術が近年提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、静電潜像を形成する際に用いられる画素数が所定のトナー消費量以下である場合に、該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーが強制的に消費される。この際、強制的に消費されるトナーの量は、トナーの補給開始までの間に実行されるプリント枚数や現像装置の駆動時間に応じて補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７７２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像装置内のトナーの劣化の程度に応じてトナー強制消費動作を実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する第１の転写手段と、前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量と、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量との差が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記制御手段は、前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御し、前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記制御手段は、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して複数の現像像を形成するように制御する制御手段であって、前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、第１の時間間隔で形成するように制御し、前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、前記第１の時間間隔よりも短い時間間隔である第２の時間間隔で形成するように制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記現像手段により形成された現像像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、前記制御手段は、前記第２の転写手段により現像像が転写された記録媒体の枚数が、予め定められた枚数以上となった場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御し、前記第１の特定手段は、それぞれ異なるタイミングで複数の現像剤消費量を特定し、前記第２の特定手段は、それぞれ前記第１の特定手段によって特定された複数の現像剤消費量に対応する複数の現像剤供給量を特定し、前記制御手段は、前記第１の特定手段により特定された複数の現像剤消費量と、前記第２の特定手段により特定された複数の現像剤供給量との差であって、互いに対応するもの同士の差のうち、前記第２の閾値以上である差の個数と、前記第２の閾値未満である差の個数の比率が、第３の閾値よりも小さい場合に、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御する一方、前記比率が前記第３の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する転写手段と、前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量の、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量に対する比率が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の要否を判定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じてトナーの強制消費動作を実施することができる。
請求項２に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の際のトナー消費量を設定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じた、トナーの強制消費時のトナー消費量を設定することができる。
請求項３に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の際のトナーの消費間隔を設定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じた、トナーの強制消費時の消費間隔を設定することができる。
請求項４に係る発明によれば、トナーの強制消費動作のタイミングを設定するにあたって、それぞれ異なるタイミングで特定された複数のトナー供給量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度により応じた、トナーの強制消費時のトナー消費量を設定することができる。
請求項５に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の要否を判定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じてトナーの強制消費動作を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。
【図２】画像形成部２の構成を示す図である。
【図３】現像装置２４とその周辺の装置を拡大して示す図である。
【図４】本実施形態に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図５】変形例に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図６】変形例に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図７】トナー残量率の分布の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（１）実施形態の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。同図に示されるように、画像形成装置１００は、制御部１と、画像形成部２と、操作部３と、通信部４と、記憶部５とを備える。
【００１３】
制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。制御部１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１００の各部を制御する。特に本実施形態では、ＣＰＵは、後述する残留トナー強制消費処理用のプログラムを実行して、画像形成装置１００の各部を制御する。この制御部１は、本発明に係る「制御手段」の一例である。
【００１４】
画像形成部２は、色材としてトナーを用いて記録媒体に画像を形成する。記録媒体は、例えば記録用紙であるが、ＯＨＰシート等のプラスチック製のシートやその他の素材のシートであってもよい。画像形成部２は、面積階調方式を採用した画像形成手段であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いて、電子写真プロセスにより画像を形成する。
【００１５】
操作部３は、ボタン等の操作手段を備え、ユーザの操作に応じてその操作内容を表す操作情報を制御部１に供給する。通信部４は、外部装置との間でデータを送受信するためのインタフェースを備える。記憶部５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を備え、例えば画像を形成するための画像データを記憶する。
【００１６】
図２は、画像形成部２の構成を示す図である。
同図において、符号の末尾に付されたアルファベットは、当該符号が付された要素が取り扱うトナーの色を示している。符号の末尾のアルファベットのみが異なる要素同士は、取り扱うトナーの色は異なるが、構成は同一である。以下の説明において、これらの要素について特に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省いて説明する。
【００１７】
同図において、画像形成装置１００内を搬送される記録用紙は、破線の矢印Ｃ方向に搬送され、この記録用紙に画像が形成される。
感光体ドラム２１は、表面に光導電膜を積層した円筒状の部材である。感光体ドラム２１は、表面に形成された静電潜像を保持する。感光体ドラム２１は、中間転写ベルト２６と接触状態にあるときに、中間転写ベルト２６の移動に伴って、円筒の中心を軸として図中の矢印Ａの方向に回転する。この感光体ドラム２１は、本発明に係る「像保持体」の一例である。
【００１８】
帯電装置２２は、例えばスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム２１の光導電膜を決められた電位に帯電させる。露光装置２３は、帯電装置２２により帯電させられた感光体ドラム２１を露光して、露光光に応じた静電潜像を形成する。露光装置２３は、制御部１から出力される画像データに基づいて当該露光を行う。制御部１は、自己のＲＡＭにカウンタＣＴ１を有し、露光装置２３に出力する画像データの有効画素数をカウントする。ここで有効画素数とは、露光装置２３の露光により感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を構成する画素の数（すなわち、トナーによる現像の対象となる画素の数）である。この有効画素数には、外部装置からの指示に基づいて形成される画像の画素数だけでなく、画像形成装置１００が画質調整用に形成する画像の画素数も含まれてもよい。制御部１は、この有効画素数をカウントすることにより、現像装置２４において消費されるトナー量を特定する。この制御部１は、本発明に係る「第１の特定手段」の一例である。また、露光装置２３は、本発明に係る「露光手段」の一例である。
【００１９】
また、制御部１は、当該ＲＡＭにカウンタＣＴ２を有し、露光装置２３に出力する画像データに基づいて、画像形成部２により画像が形成される記録媒体の枚数をカウントする。
【００２０】
現像装置２４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色のトナーと、フェライト粉などの磁性体キャリアとを含む二成分現像剤を有している。現像装置２４は、感光体ドラム２１に形成された潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。現像装置２４は、トナー補給路を介してトナーカートリッジ２５に接続され、図示せぬディスペンスモータの回転駆動によりトナーカートリッジ２５からトナーの補給を受ける。制御部１は、自己のＲＡＭにタイマＴＭ１を有し、ディスペンスモータの駆動時間を計時する。ここで計時される駆動時間には、外部の装置からの指示に基づいて画像が形成される際の駆動時間だけでなく、画像形成装置１００が画質調整用に画像を形成する際の駆動時間も含まれてもよい。制御部１は、このディスペンスモータの駆動時間を計時することにより、現像装置２４に供給されるトナー量を特定する。この制御部１は、本発明に係る「第２の特定手段」の一例である。また、現像装置２４は、本発明に係る「現像手段」の一例である。
【００２１】
中間転写ベルト２６は、無端のベルト状の部材であり、回転ロール２７、一次転写ロール２８及びバックアップロール２９と接触しながら図中の矢印Ｂの方向に回転する。この中間転写ベルト２６は、本発明に係る「媒体」の一例である。回転ロール２７は、中間転写ベルト２６の移動を支持する円筒状の部材であり、円筒の中心を軸として回転する。一次転写ロール２８は、中間転写ベルト２６を挟んで感光体ドラム２１と対向する円筒状の部材である。一次転写ロール２８は、感光体ドラム２１との間に電位差を生じさせて感光体ドラム２１表面のトナーを中間転写ベルト２６表面に転写する。この一次転写ロール２８は、本発明に係る「第１の転写手段」の一例である。
【００２２】
二次転写ロール３０は、現像装置２４による現像によって得られた画像を記録用紙に転写する。二次転写ロール３０は、中間転写ベルト２６を挟んでバックアップロール２９と対向する円筒状の部材であり、バックアップロール２９との間に電位差を生じさせて、中間転写ベルト２６表面のトナーを記録用紙の表面に転写する。この二次転写ロール３０は、本発明に係る「第２の転写手段」の一例である。
搬送ロール３１は、図示せぬ駆動装置により駆動させられ、図２に示す破線の矢印Ｃ方向に記録用紙を搬送する円筒状の部材である。搬送ロール３１は、記録用紙が予め定められた搬送速度で搬送されるように回転させられる。
【００２３】
定着装置３２は、定着ロール３２１と加圧ロール３２２とを備えている。定着装置３２は、画像が転写されて搬送されてくる記録用紙に対し、定着ロール３２１と加圧ロール３２２とにより挟まれた領域Ｎにおいて熱と圧力とを加える定着処理を施し、画像を記録用紙に定着させる。
【００２４】
図３は、現像装置２４とその周辺の装置を拡大して示す図である。
同図に示されるように、現像装置２４は、ケース２４１内に、現像ロール２４２と、供給ロール２４３と、攪拌部材２４４と、濃度センサ２４５とを有する。
現像ロール２４２は、ケース２４１の感光体ドラム２１側の開口部に設けられる円筒状の部材である。現像ロール２４２は、その内部に固定的に配置されるマグネットロール２４２１と、マグネットロール２４２１の外周に回転可能なように設けられる現像スリーブ２４２２とから構成される。マグネットロール２４２１は、現像ロール２４２の周面に現像剤を保持させるための磁界を発生させる。現像スリーブ２４２２は、非磁性のスリーブであり、予め定められた現像電位の現像バイアス電圧が与えられた状態で、図中の矢印Ｄ方向に回転させられる。現像電位は、例えば−６００Ｖである。
【００２５】
現像スリーブ２４２２は、その回転時、マグネットロール２４２１の磁気吸着力によりその表面に現像剤を保持する。保持される現像剤は、マグネットロール２４２１により与えられる磁力によって、磁力線に沿って束状に配列される、いわゆる磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは、その層厚が層厚規制部材２４１１によって規制される。ケース２４１を構成するカバー部２４１２は、現像ロール２４２や感光体ドラム２１からトナーが飛散することを防ぐ。
【００２６】
供給ロール２４３は、ケース２４１内において現像ロール２４２よりも奥側に設けられる円筒状の部材である。供給ロール２４３は、ケース２４１内の現像剤を攪拌しつつ、現像ロール２４２の表面に現像剤を供給する。攪拌部材２４４は、供給ロール２４３よりもさらに奥側に設けられる螺旋状の回転体である。攪拌部材２４４は、ケース２４１内の現像剤を攪拌、搬送する。濃度センサ２４５は、供給ロール２４３と攪拌部材２４４とを隔てる仕切り板に設けられるセンサであって、ケース２４１内のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）を測定する。より具体的には、トナー濃度を算出するための透磁率を測定する。濃度センサ２４５は、測定した透磁率を表す信号を制御部１に出力する。
【００２７】
制御部１は、濃度センサ２４５から出力された信号に基づいて、現像装置２４内のトナー濃度を制御するための処理を行う。具体的には、以下の処理を行う。
まず、制御部１は、濃度センサ２４５から出力された信号に基づいて、現像装置２４内のトナー濃度の値を特定する。そして、制御部１は、特定したトナー濃度の値と、トナー濃度目標値との差分を算出する。このトナー濃度目標値は、例えば記憶部５に記憶され、現像装置２４内のトナー濃度を一定に制御するための基準として設定されるトナー濃度を示す。制御部１は、算出した差分に、予め定められた係数Ｃ１を乗算して、トナー補給時間を求める。この予め定められた係数Ｃ１は、例えば記憶部５に記憶され、現像装置２４内のトナー濃度とトナー濃度目標値との差分をゼロにするために必要とされるディスペンスモータの駆動時間を算出するために設定される値である。トナー補給時間を求めると、制御部１は、その時間分、ディスペンスモータを駆動させ、トナーカートリッジ２５から現像装置２４に対してトナーを補給する。なお、トナーカートリッジ２５から現像装置２４に対して補給される現像剤は、トナーのみであってもよいし、トナーとキャリアの両方であってもよい。
【００２８】
（２）実施形態の動作
図４は、本実施形態に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。本処理は、制御部１のＲＯＭに記憶される当該処理用のプログラムがＣＰＵにより実行されることにより実施される。本処理は、画像形成部２による画像形成処理と並行して実施される。また、本処理は、各色の現像装置２４ごとに実施されてよい。
【００２９】
まず、ステップＳａ１において、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。具体的には、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ２の値が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。ここで閾値Ｔｈ１とは、例えば記憶部５に記憶される閾値であって、その値は、例えば「１０」である。
【００３０】
ステップＳａ１の判定の結果が否定的であった場合（ステップＳａ１；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１の判定を実行する。一方、ステップＳａ１の判定の結果が肯定的だった場合（ステップＳａ１；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める（ステップＳａ２）。
【００３１】
具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ１から、出力画像を構成する画素の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ２を乗算して、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。ここで予め定められた係数Ｃ２とは、例えば記憶部５に記憶される係数であって、出力画像を構成する画素の積算値からトナー消費量を求めるために予め設定される係数である。
制御部１は、また、カウンタＣＴ２をリセットする。
【００３２】
次に、制御部１は、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める（ステップＳａ３）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ１から、ディスペンスモータの駆動時間の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ３を乗算して、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める。ここで予め定められた係数Ｃ３は、例えば記憶部５に記憶される係数であって、ディスペンスモータの駆動時間の積算値からトナーの供給量を求めるために予め設定される係数である。
【００３３】
次に、制御部１は、ステップＳａ２で求めたトナー消費量と、ステップＳａ３で求めたトナー供給量との差を求める（ステップＳａ４）。この差（「トナー消費量」−「トナー供給量」）を、以下では「トナー実質消費量」と呼ぶ。トナー実質消費量を求めると、制御部１は、当該消費量を示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳａ５）。この閾値Ｔｈ２は、例えば記憶部５に記憶される値であって、現像装置２４内に残留するトナーの強制消費のタイミングを決定する値である。現像装置２４内に収容されるトナーは、トナーの消費量に対して供給量が少ない場合にその劣化速度が速まることから、許容可能な劣化速度を考慮して閾値Ｔｈ２（すなわち、トナー消費量と供給量との差分）は設定される。
上記比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳａ５；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１を実行する。
【００３４】
一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳａ５；ＹＥＳ）、制御部１は、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とを比較する（ステップＳａ６）。この閾値Ｔｈ３は、例えば記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定する値である。当該比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には（ステップＳａ６；ＮＯ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ１により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ７）。具体的には、制御部１は、設定値ＳＶ１に基づいて現像ロール２４２の駆動時間を制御する。一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には（ステップＳａ６；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ２により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ８）。具体的には、制御部１は、設定値ＳＶ２に基づいて現像ロール２４２の駆動時間を制御する。
【００３５】
ここで、設定値ＳＶ１及びＳＶ２とは、それぞれ記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費量を規定する値である。本実施形態では、設定値ＳＶ２により規定されるトナー消費量の方が、設定値ＳＶ１により規定されるトナー消費量よりも多くなるように設定される。すなわち、本実施形態では、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合の方が、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３未満である場合よりも、強制消費されるトナー消費量が多くなる。
【００３６】
制御部１から当該動作の指示を受けた現像装置２４は、画像形成の間に、強制消費用の画像パターンを感光体ドラム２１上に形成する。この画像パターンは、本発明に係る「現像像」の一例である。
ここで、強制消費用の画像パターンが形成されるタイミングは、画像形成装置１００に対して指示された画像形成処理の合間でもよいし、当該画像形成処理を構成する連続する画像形成の合間でもよい。また、連続する画像形成のうちの一の画像形成をスキップして、当該画像形成がなされるタイミングに行われてもよい。要するに、強制消費用の画像パターンは、感光体ドラム２１から中間転写ベルト２６に対して転写されない領域（「非転写領域」）に形成される。非転写領域に形成された強制消費用の画像パターンは、図示せぬクリーニング装置によって、そのトナーが回収される。
【００３７】
制御部１は、現像装置２４に対して残留トナーの強制消費動作を指示した後、カウンタＣＴ１とタイマＴＭ１とをリセットする。
以上が、本実施形態に係る残留トナー強制消費処理の内容である。
【００３８】
以上説明した残留トナー強制消費処理によれば、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナー供給量も求められ、これらの差と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否が決定される。すなわち、当該処理によれば、トナー消費量とトナー供給量の両方に基づいて、残留トナーの強制消費動作の要否が決定される。
【００３９】
これに対して、現像装置２４におけるトナーの消費量のみを求め、この消費量と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否を決定するという判定方法が考えられる。すなわち、トナー消費量のみに基づいて、残留トナーの強制消費動作の要否を決定するという判定方法が考えられる。
【００４０】
後者の方法の場合、トナーの消費量のみが考慮され、トナーの供給量については考慮されないため、トナー消費量が同程度の場合には等しく残留トナーの強制消費動作が行われることになる。しかし、仮にトナー消費量が同程度の場合であっても、残留トナーの濃度が異なる場合には、現像装置２４に補給されるトナー量が異なる場合がある。これは、濃度センサ２４５の出力信号に応じて、現像装置２４内のトナー濃度が目標値に近づくよう、トナーカートリッジ２５から補給されるトナーの量が制御されるからである。そして、補給されるトナー量が異なる場合には、現像装置２４内のトナーの劣化速度が異なってくる。従って、トナーの劣化の程度に応じて残留トナーの強制消費動作の要否を決定するにあたっては、トナー消費量のみならずトナー供給量についても考慮する必要がある。
【００４１】
また、上記説明した残留トナー強制消費処理によれば、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナー供給量も求められ、これらの差と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作時のトナー消費量が決定される。すなわち、当該処理によれば、トナー消費量とトナー供給量の両方に基づいて、残留トナーの強制消費動作時のトナー消費量が決定される。
【００４２】
（３）変形例
上記の実施形態は、以下に記載するように変形可能である。また、下記の変形例は、互いに組み合わせることが可能である。
【００４３】
（３−１）変形例１
上記の実施形態では、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上である場合に、残量トナーの強制消費動作の要否の判定が行われているが、当該判定は、予め定められた時間が経過したことを契機として行われてもよい。この場合、制御部１は、自己のＲＡＭに計時用のタイマＴＭ２を備え、このタイマＴＭ２の値が閾値Ｔｈ４以上になった場合に、上記の残量トナーの強制消費動作の要否の判定を行ってもよい。より具体的には、例えば、制御部１は、タイマＴＭ２により、現像ロール２４２を駆動する駆動モータ（図示せず）の駆動時間を計時して、この駆動時間を示す値が閾値Ｔｈ４以上になった場合に、上記の残量トナーの強制消費動作の要否の判定を行ってもよい。
【００４４】
（３−２）変形例２
上記の実施形態では、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とが比較され、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には、設定値ＳＶ１で規定される量、トナーが強制消費され、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には、設定値ＳＶ２で規定される量、トナーが強制消費されている。すなわち、上記の実施形態では、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて、２つのトナー消費量のうちから一のトナー消費量が選択されている。しかし、強制消費されるトナーの量は、二者択一的に決定される必要はなく、そのトナー実質消費量に応じて決定されてもよい。
【００４５】
この場合、記憶部５は、トナー実質消費量の値と、強制消費されるトナー消費量の値とを対応づけて記憶するルックアップテーブルＬＵＴ１を記憶し、制御部１は、図４のステップＳａ６〜Ｓａ８の処理に代えて、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量に対応するトナー消費量を当該ルックアップテーブルＬＵＴ１から読み出し、このトナー消費量分、現像装置２４に強制消費させるようにしてもよい。
なお、上記ルックアップテーブルＬＵＴ１に記憶されるトナー実質消費量の値と、強制消費されるトナー消費量の値とは、正の相関関係を有するように設定される。
【００４６】
（３−３）変形例３
上記の実施形態では、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とを比較して、当該比較結果に基づいて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定しているが、この決定対象を、トナーの消費間隔としてもよい。ここで、トナーの消費間隔とは、一回分の残留トナー強制消費動作が行われるに際し、感光体ドラム２１上に強制消費用の画像パターンが形成される時間的間隔のことである。残留トナーの強制消費動作が実施される場合には、感光体ドラム２１上の非転写領域に一以上の回数、強制消費用の画像パターンが形成されることになるが、この画像パターンが形成される時間的間隔（例えば、一の画像形成領域ごとに画像パターンを形成する等）は、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて決定されてもよい。
【００４７】
この場合、制御部1は、図４のステップＳａ７において、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ３により定められる間隔で、残留トナーの強制消費を行うよう指示し、一方、同図のステップＳａ８において、設定値ＳＶ４により定められる間隔で、残留トナーの強制消費を行うよう指示する。ここで、設定値ＳＶ３及びＳＶ４とは、それぞれ記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費間隔を規定する値である。本変形例では、設定値ＳＶ４により規定される間隔の方が、設定値ＳＶ３により規定される間隔よりも短くなるように設定される。その結果、本変形例によれば、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合の方が、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３未満である場合よりも、早く残留トナーが消費される。
【００４８】
なお、上記の実施形態において、残留トナー強制消費時のトナー消費量に代えてトナーの消費間隔を決定するのではなく、両方を決定するようにしてもよい。より具体的には、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３より小さい場合には、設定値ＳＶ１により定められる量を、設定値ＳＶ３により定められる間隔で強制消費させ、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上の場合には、設定値ＳＶ２により定められる量を、設定値ＳＶ４により定められる間隔で強制消費させるようにしてもよい。
【００４９】
また、本変形例においてトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて決定されるトナーの消費間隔は、上記のように二者択一的に決定される必要はなく、トナーの実質消費量に応じて決定されてもよい。例えば、記憶部５は、トナー実質消費量の値と、トナーの消費間隔を規定する値とを対応づけて記憶するルックアップテーブルＬＵＴ２を記憶し、制御部１は、図４のステップＳａ６〜Ｓａ８の処理に代えて、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量に対応するトナーの消費間隔を示す値を当該ルックアップテーブルＬＵＴ２から読み出し、この値に示される消費間隔で、現像装置２４に強制消費を行わせるようにしてもよい。
【００５０】
なお、このルックアップテーブルＬＵＴ２に記憶されるトナー実質消費量の値と、トナーの消費間隔を規定する値とは、負の相関関係を有するように設定される。すなわち、トナー実質消費量が増加するにつれて、トナーの消費間隔が短くなるように設定される。
【００５１】
（３−４）変形例４
上記の実施形態では、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１に到達するごとにトナー実質消費量を求め、このトナー実質消費量を閾値Ｔｈ３と比較することにより、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定している。しかし、このトナー実質消費量を求めるタイミングを、記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時だけではなく、閾値Ｔｈ１に到達する以前のタイミングも含めた複数回とし、その複数回求められたトナー実質消費量をそれぞれ閾値Ｔｈ３と比較し、その比較結果に基づいて、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定してもよい。以下、この場合の処理について図５及び６を参照して説明する。なお、同図において、図４の処理と同じ処理には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５２】
まず、ステップＳａ１において、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。この判定結果が否定的であった場合（ステップＳａ１；ＮＯ）、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ５以上であるか否かを判定する（ステップＳｂ１）。具体的には、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ３の値が閾値Ｔｈ５以上であるか否かを判定する。ここで自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ３とは、カウンタＣＴ２と同じように、画像形成部２により画像が形成される記録媒体の枚数をカウントするためのカウンタである。また、閾値Ｔｈ５とは、例えば記憶部５に記憶される値であって、閾値Ｔｈ１よりも小さい値（例えば、「１」）が設定される。
【００５３】
ステップＳｂ１の判定の結果が否定的であった場合は（ステップＳｂ１；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１の判定を実行する。一方、ステップＳｂ１の判定の結果が肯定的であった場合は（ステップＳｂ１；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める（ステップＳｂ２）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ４から、出力画像を構成する画素の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ２を乗算して、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。ここで、自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ４とは、カウンタＣＴ１と同じように、露光装置２３に出力する画像データの有効画素数をカウントするためのカウンタである。
また、制御部１は、カウンタＣＴ３をリセットする。
【００５４】
次に、制御部１は、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める（ステップＳｂ３）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ３から、ディスペンスモータの駆動時間の積算値を読み出す。ここで自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ３とは、タイマＴＭ１と同じように、ディスペンスモータの駆動時間を計時するためのタイマである。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ３を乗算して、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める。
【００５５】
次に、制御部１は、ステップＳｂ２で求めたトナー消費量と、ステップＳｂ３で求めたトナー供給量との差（トナー実質消費量）を求める（ステップＳｂ４）。トナー実質消費量を求めると、制御部１は、当該消費量を示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳｂ５）。この比較の結果、トナー残量率を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳｂ５；ＮＯ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ５をカウントアップする（ステップＳｂ６）。一方、トナー残量率を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳｂ５；ＹＥＳ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ６をカウントアップする（ステップＳｂ７）。ここで、カウンタＣＴ５とは、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数をカウントするためのカウンタであり、カウンタＣＴ６とは、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上であった場合の回数をカウントするためのカウンタである。
その後、制御部１は、カウンタＣＴ４とタイマＴＭ３とをリセットして、再度ステップＳａ１の判定を行う。
【００５６】
ステップＳａ１の判定の結果が肯定的であった場合には（ステップＳａ１；ＹＥＳ）、制御部１は、上述のように、トナー消費量及びトナー供給量を求め（ステップＳａ２及びＳａ３）、これらの量の差と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳａ４及びＳａ５）。そして、その比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳａ５；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１を実行する。この際、カウンタＣＴ５及びＣＴ６をリセットする。
【００５７】
一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳａ５；ＹＥＳ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ６をカウントアップする（ステップＳｂ８）。そして、制御部１は、現像装置２４に対して、残留トナーの強制消費動作を指示する（ステップＳａ６）。制御部１は、当該指示後、カウンタＣＴ１とタイマＴＭ１とをリセットする。
【００５８】
次に、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ５とカウンタＣＴ６のそれぞれから値を読み出し、これらの値を比較する（ステップＳｂ９）。すなわち、制御部１は、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数と、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上であった場合の回数とを比較する。この比較の結果、カウンタＣＴ５の値の方がカウンタＣＴ６の値よりも大きかった場合には（すなわち、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数の方が多かった場合には）（ステップＳｂ９；ＮＯ）、制御部１は、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ１により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ７）。一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には（ステップＳｂ９；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ２により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ８）。
以上が本変形例に係る残留トナー強制消費処理の内容である。
【００５９】
以上説明した本変形例に係る残留トナー強制消費処理によれば、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時だけでなく、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達する以前の、閾値Ｔｈ５に到達した時点でもトナー実質消費量が求められ、これと閾値Ｔｈ２との比較結果が記録される。そして、その比較結果と、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時点の比較結果とが参照されて残留トナー強制消費時のトナー消費量が決定される。すなわち、上記の処理によれば、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達するまでの間の、さらに細分化された期間ごとのトナー実質消費量が求められ、これらの値の分布の仕方に基づいて、残留トナー強制消費時のトナー消費量が決定される。よって、当該処理によれば、このような処理を行わない場合と比べて、よりトナーに加えられるストレスの度合いに応じた、残留トナーの強制消費動作を実行することが可能になる。
【００６０】
例えば、図７に示される２つの例の場合、いずれも出力枚数が１０枚に到達した時点では、トナー実質消費量は等しくなっているが、出力枚数が１０枚に到達するまでの過程においては、トナー実質消費量の推移の仕方が異なっている。図７（ａ）の例の場合は、出力枚数が１０枚に到達した時点以外は、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さくなっているのに対し、図７（ｂ）の例の場合は、出力枚数が１０枚に到達する時点以前においても、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２よりも大きくなっている。このような例の場合、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２以上となる期間が長い図７（ｂ）の例の方が、図７（ａ）の例よりも、トナーに加えられるストレスが大きくなる。
【００６１】
本変形例に係る残留トナー強制消費処理によれば、このような例において、仮に閾値Ｔｈ１の値を「１０」に設定したとしても、閾値Ｔｈ５の値を例えば「１」に設定すれば、出力枚数が１枚に到達するごとにトナー実質消費量を求め、閾値Ｔｈ２と比較し、その比較結果に基づいて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定することになるため、よりトナーに加えられるストレスの度合いに応じた、残留トナーの強制消費動作を実行することが可能になる。
【００６２】
なお、本変形例に係る残留トナー強制消費処理では、カウンタＣＴ５の値とカウンタＣＴ６の値とを比較して、この比較結果に応じて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定しているが、これらの値の比率（カウンタＣＴ５の値／カウンタＣＴ６の値）を算出し、閾値Ｔｈ６と比較して、その比較結果に基づいて、トナー消費量を決定してもよい。具体的には、カウンタＣＴ５の値とカウンタＣＴ６の値との比率が、閾値Ｔｈ６よりも小さい場合に設定値２により定められる量分、強制消費させ、その比率が閾値Ｔｈ６以上の場合に、設定値ＳＶ１により定められる量分、強制消費させるようにしてもよい。
【００６３】
（３−５）変形例５
上記の実施形態では、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に供給されるトナー供給量が求められ、これらの差と閾値Ｔｈ２とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否が決定されている。しかし、このトナー消費量とトナー供給量の差（トナー実質消費量）に代えて、トナー消費量とトナー供給量の比率（トナー消費量／トナー供給量）と閾値Ｔｈ２とを比較して、残留トナーの強制消費動作の要否が決定してもよい。
【００６４】
（３−６）変形例６
上記の実施形態に係る残留トナー強制消費処理用のプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク（ＨＤＤ、ＦＤ（Flexible Disk））など）、光記録媒体（光ディスク（CD（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk））など）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で配布され、画像形成装置１００にインストールされてもよい。また、通信回線を介してダウンロードされて、画像形成装置１００にインストールされてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…制御部、２…画像形成部、３…操作部、４…通信部、５…記憶部、２１…感光体ドラム、２２…帯電装置、２３…露光装置、２４…現像装置、２５…トナーカートリッジ、２６…中間転写ベルト、２７…回転ロール、２８…一次転写ロール、２９…バックアップロール、３０…二次転写ロール、３１…搬送ロール、３２…定着装置、１００…画像形成装置、２４１…ケース、２４２…現像ロール、２４３…供給ロール、２４４…攪拌部材、２４５…濃度センサ、２４１１…層厚規制部材、２４１２…カバー部、２４２１…マグネットロール、２４２２…現像スリーブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像装置において、トナーとキャリアからなる二成分現像剤の攪拌時間が長くなると、キャリア表面へのトナーの付着やトナー表面への外添剤の埋まり込みといった現象が生じ（すなわち、トナーが劣化し）、現像剤の帯電能力や転写性能が低下してしまう。そこで、このような不良トナーを強制的に消費するための技術が近年提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、静電潜像を形成する際に用いられる画素数が所定のトナー消費量以下である場合に、該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーが強制的に消費される。この際、強制的に消費されるトナーの量は、トナーの補給開始までの間に実行されるプリント枚数や現像装置の駆動時間に応じて補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７７２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像装置内のトナーの劣化の程度に応じてトナー強制消費動作を実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する第１の転写手段と、前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量と、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量との差が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記制御手段は、前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御し、前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記制御手段は、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して複数の現像像を形成するように制御する制御手段であって、前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、第１の時間間隔で形成するように制御し、前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、前記第１の時間間隔よりも短い時間間隔である第２の時間間隔で形成するように制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記現像手段により形成された現像像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、前記制御手段は、前記第２の転写手段により現像像が転写された記録媒体の枚数が、予め定められた枚数以上となった場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御し、前記第１の特定手段は、それぞれ異なるタイミングで複数の現像剤消費量を特定し、前記第２の特定手段は、それぞれ前記第１の特定手段によって特定された複数の現像剤消費量に対応する複数の現像剤供給量を特定し、前記制御手段は、前記第１の特定手段により特定された複数の現像剤消費量と、前記第２の特定手段により特定された複数の現像剤供給量との差であって、互いに対応するもの同士の差のうち、前記第２の閾値以上である差の個数と、前記第２の閾値未満である差の個数の比率が、第３の閾値よりも小さい場合に、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御する一方、前記比率が前記第３の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する転写手段と、前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量の、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量に対する比率が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の要否を判定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じてトナーの強制消費動作を実施することができる。
請求項２に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の際のトナー消費量を設定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じた、トナーの強制消費時のトナー消費量を設定することができる。
請求項３に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の際のトナーの消費間隔を設定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じた、トナーの強制消費時の消費間隔を設定することができる。
請求項４に係る発明によれば、トナーの強制消費動作のタイミングを設定するにあたって、それぞれ異なるタイミングで特定された複数のトナー供給量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度により応じた、トナーの強制消費時のトナー消費量を設定することができる。
請求項５に係る発明によれば、トナーの強制消費動作の要否を判定するにあたって、現像手段に供給されるトナーの量を参照しない構成と比較して、トナーの劣化の程度に応じてトナーの強制消費動作を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。
【図２】画像形成部２の構成を示す図である。
【図３】現像装置２４とその周辺の装置を拡大して示す図である。
【図４】本実施形態に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図５】変形例に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図６】変形例に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。
【図７】トナー残量率の分布の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（１）実施形態の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。同図に示されるように、画像形成装置１００は、制御部１と、画像形成部２と、操作部３と、通信部４と、記憶部５とを備える。
【００１３】
制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。制御部１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１００の各部を制御する。特に本実施形態では、ＣＰＵは、後述する残留トナー強制消費処理用のプログラムを実行して、画像形成装置１００の各部を制御する。この制御部１は、本発明に係る「制御手段」の一例である。
【００１４】
画像形成部２は、色材としてトナーを用いて記録媒体に画像を形成する。記録媒体は、例えば記録用紙であるが、ＯＨＰシート等のプラスチック製のシートやその他の素材のシートであってもよい。画像形成部２は、面積階調方式を採用した画像形成手段であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いて、電子写真プロセスにより画像を形成する。
【００１５】
操作部３は、ボタン等の操作手段を備え、ユーザの操作に応じてその操作内容を表す操作情報を制御部１に供給する。通信部４は、外部装置との間でデータを送受信するためのインタフェースを備える。記憶部５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を備え、例えば画像を形成するための画像データを記憶する。
【００１６】
図２は、画像形成部２の構成を示す図である。
同図において、符号の末尾に付されたアルファベットは、当該符号が付された要素が取り扱うトナーの色を示している。符号の末尾のアルファベットのみが異なる要素同士は、取り扱うトナーの色は異なるが、構成は同一である。以下の説明において、これらの要素について特に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省いて説明する。
【００１７】
同図において、画像形成装置１００内を搬送される記録用紙は、破線の矢印Ｃ方向に搬送され、この記録用紙に画像が形成される。
感光体ドラム２１は、表面に光導電膜を積層した円筒状の部材である。感光体ドラム２１は、表面に形成された静電潜像を保持する。感光体ドラム２１は、中間転写ベルト２６と接触状態にあるときに、中間転写ベルト２６の移動に伴って、円筒の中心を軸として図中の矢印Ａの方向に回転する。この感光体ドラム２１は、本発明に係る「像保持体」の一例である。
【００１８】
帯電装置２２は、例えばスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム２１の光導電膜を決められた電位に帯電させる。露光装置２３は、帯電装置２２により帯電させられた感光体ドラム２１を露光して、露光光に応じた静電潜像を形成する。露光装置２３は、制御部１から出力される画像データに基づいて当該露光を行う。制御部１は、自己のＲＡＭにカウンタＣＴ１を有し、露光装置２３に出力する画像データの有効画素数をカウントする。ここで有効画素数とは、露光装置２３の露光により感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を構成する画素の数（すなわち、トナーによる現像の対象となる画素の数）である。この有効画素数には、外部装置からの指示に基づいて形成される画像の画素数だけでなく、画像形成装置１００が画質調整用に形成する画像の画素数も含まれてもよい。制御部１は、この有効画素数をカウントすることにより、現像装置２４において消費されるトナー量を特定する。この制御部１は、本発明に係る「第１の特定手段」の一例である。また、露光装置２３は、本発明に係る「露光手段」の一例である。
【００１９】
また、制御部１は、当該ＲＡＭにカウンタＣＴ２を有し、露光装置２３に出力する画像データに基づいて、画像形成部２により画像が形成される記録媒体の枚数をカウントする。
【００２０】
現像装置２４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色のトナーと、フェライト粉などの磁性体キャリアとを含む二成分現像剤を有している。現像装置２４は、感光体ドラム２１に形成された潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。現像装置２４は、トナー補給路を介してトナーカートリッジ２５に接続され、図示せぬディスペンスモータの回転駆動によりトナーカートリッジ２５からトナーの補給を受ける。制御部１は、自己のＲＡＭにタイマＴＭ１を有し、ディスペンスモータの駆動時間を計時する。ここで計時される駆動時間には、外部の装置からの指示に基づいて画像が形成される際の駆動時間だけでなく、画像形成装置１００が画質調整用に画像を形成する際の駆動時間も含まれてもよい。制御部１は、このディスペンスモータの駆動時間を計時することにより、現像装置２４に供給されるトナー量を特定する。この制御部１は、本発明に係る「第２の特定手段」の一例である。また、現像装置２４は、本発明に係る「現像手段」の一例である。
【００２１】
中間転写ベルト２６は、無端のベルト状の部材であり、回転ロール２７、一次転写ロール２８及びバックアップロール２９と接触しながら図中の矢印Ｂの方向に回転する。この中間転写ベルト２６は、本発明に係る「媒体」の一例である。回転ロール２７は、中間転写ベルト２６の移動を支持する円筒状の部材であり、円筒の中心を軸として回転する。一次転写ロール２８は、中間転写ベルト２６を挟んで感光体ドラム２１と対向する円筒状の部材である。一次転写ロール２８は、感光体ドラム２１との間に電位差を生じさせて感光体ドラム２１表面のトナーを中間転写ベルト２６表面に転写する。この一次転写ロール２８は、本発明に係る「第１の転写手段」の一例である。
【００２２】
二次転写ロール３０は、現像装置２４による現像によって得られた画像を記録用紙に転写する。二次転写ロール３０は、中間転写ベルト２６を挟んでバックアップロール２９と対向する円筒状の部材であり、バックアップロール２９との間に電位差を生じさせて、中間転写ベルト２６表面のトナーを記録用紙の表面に転写する。この二次転写ロール３０は、本発明に係る「第２の転写手段」の一例である。
搬送ロール３１は、図示せぬ駆動装置により駆動させられ、図２に示す破線の矢印Ｃ方向に記録用紙を搬送する円筒状の部材である。搬送ロール３１は、記録用紙が予め定められた搬送速度で搬送されるように回転させられる。
【００２３】
定着装置３２は、定着ロール３２１と加圧ロール３２２とを備えている。定着装置３２は、画像が転写されて搬送されてくる記録用紙に対し、定着ロール３２１と加圧ロール３２２とにより挟まれた領域Ｎにおいて熱と圧力とを加える定着処理を施し、画像を記録用紙に定着させる。
【００２４】
図３は、現像装置２４とその周辺の装置を拡大して示す図である。
同図に示されるように、現像装置２４は、ケース２４１内に、現像ロール２４２と、供給ロール２４３と、攪拌部材２４４と、濃度センサ２４５とを有する。
現像ロール２４２は、ケース２４１の感光体ドラム２１側の開口部に設けられる円筒状の部材である。現像ロール２４２は、その内部に固定的に配置されるマグネットロール２４２１と、マグネットロール２４２１の外周に回転可能なように設けられる現像スリーブ２４２２とから構成される。マグネットロール２４２１は、現像ロール２４２の周面に現像剤を保持させるための磁界を発生させる。現像スリーブ２４２２は、非磁性のスリーブであり、予め定められた現像電位の現像バイアス電圧が与えられた状態で、図中の矢印Ｄ方向に回転させられる。現像電位は、例えば−６００Ｖである。
【００２５】
現像スリーブ２４２２は、その回転時、マグネットロール２４２１の磁気吸着力によりその表面に現像剤を保持する。保持される現像剤は、マグネットロール２４２１により与えられる磁力によって、磁力線に沿って束状に配列される、いわゆる磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは、その層厚が層厚規制部材２４１１によって規制される。ケース２４１を構成するカバー部２４１２は、現像ロール２４２や感光体ドラム２１からトナーが飛散することを防ぐ。
【００２６】
供給ロール２４３は、ケース２４１内において現像ロール２４２よりも奥側に設けられる円筒状の部材である。供給ロール２４３は、ケース２４１内の現像剤を攪拌しつつ、現像ロール２４２の表面に現像剤を供給する。攪拌部材２４４は、供給ロール２４３よりもさらに奥側に設けられる螺旋状の回転体である。攪拌部材２４４は、ケース２４１内の現像剤を攪拌、搬送する。濃度センサ２４５は、供給ロール２４３と攪拌部材２４４とを隔てる仕切り板に設けられるセンサであって、ケース２４１内のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）を測定する。より具体的には、トナー濃度を算出するための透磁率を測定する。濃度センサ２４５は、測定した透磁率を表す信号を制御部１に出力する。
【００２７】
制御部１は、濃度センサ２４５から出力された信号に基づいて、現像装置２４内のトナー濃度を制御するための処理を行う。具体的には、以下の処理を行う。
まず、制御部１は、濃度センサ２４５から出力された信号に基づいて、現像装置２４内のトナー濃度の値を特定する。そして、制御部１は、特定したトナー濃度の値と、トナー濃度目標値との差分を算出する。このトナー濃度目標値は、例えば記憶部５に記憶され、現像装置２４内のトナー濃度を一定に制御するための基準として設定されるトナー濃度を示す。制御部１は、算出した差分に、予め定められた係数Ｃ１を乗算して、トナー補給時間を求める。この予め定められた係数Ｃ１は、例えば記憶部５に記憶され、現像装置２４内のトナー濃度とトナー濃度目標値との差分をゼロにするために必要とされるディスペンスモータの駆動時間を算出するために設定される値である。トナー補給時間を求めると、制御部１は、その時間分、ディスペンスモータを駆動させ、トナーカートリッジ２５から現像装置２４に対してトナーを補給する。なお、トナーカートリッジ２５から現像装置２４に対して補給される現像剤は、トナーのみであってもよいし、トナーとキャリアの両方であってもよい。
【００２８】
（２）実施形態の動作
図４は、本実施形態に係る残留トナー強制消費処理を示すフローチャートである。本処理は、制御部１のＲＯＭに記憶される当該処理用のプログラムがＣＰＵにより実行されることにより実施される。本処理は、画像形成部２による画像形成処理と並行して実施される。また、本処理は、各色の現像装置２４ごとに実施されてよい。
【００２９】
まず、ステップＳａ１において、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。具体的には、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ２の値が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。ここで閾値Ｔｈ１とは、例えば記憶部５に記憶される閾値であって、その値は、例えば「１０」である。
【００３０】
ステップＳａ１の判定の結果が否定的であった場合（ステップＳａ１；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１の判定を実行する。一方、ステップＳａ１の判定の結果が肯定的だった場合（ステップＳａ１；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める（ステップＳａ２）。
【００３１】
具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ１から、出力画像を構成する画素の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ２を乗算して、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。ここで予め定められた係数Ｃ２とは、例えば記憶部５に記憶される係数であって、出力画像を構成する画素の積算値からトナー消費量を求めるために予め設定される係数である。
制御部１は、また、カウンタＣＴ２をリセットする。
【００３２】
次に、制御部１は、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める（ステップＳａ３）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ１から、ディスペンスモータの駆動時間の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ３を乗算して、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める。ここで予め定められた係数Ｃ３は、例えば記憶部５に記憶される係数であって、ディスペンスモータの駆動時間の積算値からトナーの供給量を求めるために予め設定される係数である。
【００３３】
次に、制御部１は、ステップＳａ２で求めたトナー消費量と、ステップＳａ３で求めたトナー供給量との差を求める（ステップＳａ４）。この差（「トナー消費量」−「トナー供給量」）を、以下では「トナー実質消費量」と呼ぶ。トナー実質消費量を求めると、制御部１は、当該消費量を示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳａ５）。この閾値Ｔｈ２は、例えば記憶部５に記憶される値であって、現像装置２４内に残留するトナーの強制消費のタイミングを決定する値である。現像装置２４内に収容されるトナーは、トナーの消費量に対して供給量が少ない場合にその劣化速度が速まることから、許容可能な劣化速度を考慮して閾値Ｔｈ２（すなわち、トナー消費量と供給量との差分）は設定される。
上記比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳａ５；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１を実行する。
【００３４】
一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳａ５；ＹＥＳ）、制御部１は、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とを比較する（ステップＳａ６）。この閾値Ｔｈ３は、例えば記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定する値である。当該比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には（ステップＳａ６；ＮＯ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ１により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ７）。具体的には、制御部１は、設定値ＳＶ１に基づいて現像ロール２４２の駆動時間を制御する。一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には（ステップＳａ６；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ２により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ８）。具体的には、制御部１は、設定値ＳＶ２に基づいて現像ロール２４２の駆動時間を制御する。
【００３５】
ここで、設定値ＳＶ１及びＳＶ２とは、それぞれ記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費量を規定する値である。本実施形態では、設定値ＳＶ２により規定されるトナー消費量の方が、設定値ＳＶ１により規定されるトナー消費量よりも多くなるように設定される。すなわち、本実施形態では、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合の方が、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３未満である場合よりも、強制消費されるトナー消費量が多くなる。
【００３６】
制御部１から当該動作の指示を受けた現像装置２４は、画像形成の間に、強制消費用の画像パターンを感光体ドラム２１上に形成する。この画像パターンは、本発明に係る「現像像」の一例である。
ここで、強制消費用の画像パターンが形成されるタイミングは、画像形成装置１００に対して指示された画像形成処理の合間でもよいし、当該画像形成処理を構成する連続する画像形成の合間でもよい。また、連続する画像形成のうちの一の画像形成をスキップして、当該画像形成がなされるタイミングに行われてもよい。要するに、強制消費用の画像パターンは、感光体ドラム２１から中間転写ベルト２６に対して転写されない領域（「非転写領域」）に形成される。非転写領域に形成された強制消費用の画像パターンは、図示せぬクリーニング装置によって、そのトナーが回収される。
【００３７】
制御部１は、現像装置２４に対して残留トナーの強制消費動作を指示した後、カウンタＣＴ１とタイマＴＭ１とをリセットする。
以上が、本実施形態に係る残留トナー強制消費処理の内容である。
【００３８】
以上説明した残留トナー強制消費処理によれば、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナー供給量も求められ、これらの差と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否が決定される。すなわち、当該処理によれば、トナー消費量とトナー供給量の両方に基づいて、残留トナーの強制消費動作の要否が決定される。
【００３９】
これに対して、現像装置２４におけるトナーの消費量のみを求め、この消費量と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否を決定するという判定方法が考えられる。すなわち、トナー消費量のみに基づいて、残留トナーの強制消費動作の要否を決定するという判定方法が考えられる。
【００４０】
後者の方法の場合、トナーの消費量のみが考慮され、トナーの供給量については考慮されないため、トナー消費量が同程度の場合には等しく残留トナーの強制消費動作が行われることになる。しかし、仮にトナー消費量が同程度の場合であっても、残留トナーの濃度が異なる場合には、現像装置２４に補給されるトナー量が異なる場合がある。これは、濃度センサ２４５の出力信号に応じて、現像装置２４内のトナー濃度が目標値に近づくよう、トナーカートリッジ２５から補給されるトナーの量が制御されるからである。そして、補給されるトナー量が異なる場合には、現像装置２４内のトナーの劣化速度が異なってくる。従って、トナーの劣化の程度に応じて残留トナーの強制消費動作の要否を決定するにあたっては、トナー消費量のみならずトナー供給量についても考慮する必要がある。
【００４１】
また、上記説明した残留トナー強制消費処理によれば、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナー供給量も求められ、これらの差と閾値とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作時のトナー消費量が決定される。すなわち、当該処理によれば、トナー消費量とトナー供給量の両方に基づいて、残留トナーの強制消費動作時のトナー消費量が決定される。
【００４２】
（３）変形例
上記の実施形態は、以下に記載するように変形可能である。また、下記の変形例は、互いに組み合わせることが可能である。
【００４３】
（３−１）変形例１
上記の実施形態では、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上である場合に、残量トナーの強制消費動作の要否の判定が行われているが、当該判定は、予め定められた時間が経過したことを契機として行われてもよい。この場合、制御部１は、自己のＲＡＭに計時用のタイマＴＭ２を備え、このタイマＴＭ２の値が閾値Ｔｈ４以上になった場合に、上記の残量トナーの強制消費動作の要否の判定を行ってもよい。より具体的には、例えば、制御部１は、タイマＴＭ２により、現像ロール２４２を駆動する駆動モータ（図示せず）の駆動時間を計時して、この駆動時間を示す値が閾値Ｔｈ４以上になった場合に、上記の残量トナーの強制消費動作の要否の判定を行ってもよい。
【００４４】
（３−２）変形例２
上記の実施形態では、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とが比較され、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には、設定値ＳＶ１で規定される量、トナーが強制消費され、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には、設定値ＳＶ２で規定される量、トナーが強制消費されている。すなわち、上記の実施形態では、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて、２つのトナー消費量のうちから一のトナー消費量が選択されている。しかし、強制消費されるトナーの量は、二者択一的に決定される必要はなく、そのトナー実質消費量に応じて決定されてもよい。
【００４５】
この場合、記憶部５は、トナー実質消費量の値と、強制消費されるトナー消費量の値とを対応づけて記憶するルックアップテーブルＬＵＴ１を記憶し、制御部１は、図４のステップＳａ６〜Ｓａ８の処理に代えて、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量に対応するトナー消費量を当該ルックアップテーブルＬＵＴ１から読み出し、このトナー消費量分、現像装置２４に強制消費させるようにしてもよい。
なお、上記ルックアップテーブルＬＵＴ１に記憶されるトナー実質消費量の値と、強制消費されるトナー消費量の値とは、正の相関関係を有するように設定される。
【００４６】
（３−３）変形例３
上記の実施形態では、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３とを比較して、当該比較結果に基づいて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定しているが、この決定対象を、トナーの消費間隔としてもよい。ここで、トナーの消費間隔とは、一回分の残留トナー強制消費動作が行われるに際し、感光体ドラム２１上に強制消費用の画像パターンが形成される時間的間隔のことである。残留トナーの強制消費動作が実施される場合には、感光体ドラム２１上の非転写領域に一以上の回数、強制消費用の画像パターンが形成されることになるが、この画像パターンが形成される時間的間隔（例えば、一の画像形成領域ごとに画像パターンを形成する等）は、トナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて決定されてもよい。
【００４７】
この場合、制御部1は、図４のステップＳａ７において、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ３により定められる間隔で、残留トナーの強制消費を行うよう指示し、一方、同図のステップＳａ８において、設定値ＳＶ４により定められる間隔で、残留トナーの強制消費を行うよう指示する。ここで、設定値ＳＶ３及びＳＶ４とは、それぞれ記憶部５に記憶される値であって、残留トナー強制消費時のトナー消費間隔を規定する値である。本変形例では、設定値ＳＶ４により規定される間隔の方が、設定値ＳＶ３により規定される間隔よりも短くなるように設定される。その結果、本変形例によれば、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合の方が、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３未満である場合よりも、早く残留トナーが消費される。
【００４８】
なお、上記の実施形態において、残留トナー強制消費時のトナー消費量に代えてトナーの消費間隔を決定するのではなく、両方を決定するようにしてもよい。より具体的には、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３より小さい場合には、設定値ＳＶ１により定められる量を、設定値ＳＶ３により定められる間隔で強制消費させ、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上の場合には、設定値ＳＶ２により定められる量を、設定値ＳＶ４により定められる間隔で強制消費させるようにしてもよい。
【００４９】
また、本変形例においてトナー実質消費量を示す値と閾値Ｔｈ３との比較結果に基づいて決定されるトナーの消費間隔は、上記のように二者択一的に決定される必要はなく、トナーの実質消費量に応じて決定されてもよい。例えば、記憶部５は、トナー実質消費量の値と、トナーの消費間隔を規定する値とを対応づけて記憶するルックアップテーブルＬＵＴ２を記憶し、制御部１は、図４のステップＳａ６〜Ｓａ８の処理に代えて、ステップＳａ４で求めたトナー実質消費量に対応するトナーの消費間隔を示す値を当該ルックアップテーブルＬＵＴ２から読み出し、この値に示される消費間隔で、現像装置２４に強制消費を行わせるようにしてもよい。
【００５０】
なお、このルックアップテーブルＬＵＴ２に記憶されるトナー実質消費量の値と、トナーの消費間隔を規定する値とは、負の相関関係を有するように設定される。すなわち、トナー実質消費量が増加するにつれて、トナーの消費間隔が短くなるように設定される。
【００５１】
（３−４）変形例４
上記の実施形態では、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１に到達するごとにトナー実質消費量を求め、このトナー実質消費量を閾値Ｔｈ３と比較することにより、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定している。しかし、このトナー実質消費量を求めるタイミングを、記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時だけではなく、閾値Ｔｈ１に到達する以前のタイミングも含めた複数回とし、その複数回求められたトナー実質消費量をそれぞれ閾値Ｔｈ３と比較し、その比較結果に基づいて、残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定してもよい。以下、この場合の処理について図５及び６を参照して説明する。なお、同図において、図４の処理と同じ処理には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５２】
まず、ステップＳａ１において、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。この判定結果が否定的であった場合（ステップＳａ１；ＮＯ）、制御部１は、画像形成部２により画像形成された記録媒体の枚数が閾値Ｔｈ５以上であるか否かを判定する（ステップＳｂ１）。具体的には、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ３の値が閾値Ｔｈ５以上であるか否かを判定する。ここで自己のＲＡＭに記憶されたカウンタＣＴ３とは、カウンタＣＴ２と同じように、画像形成部２により画像が形成される記録媒体の枚数をカウントするためのカウンタである。また、閾値Ｔｈ５とは、例えば記憶部５に記憶される値であって、閾値Ｔｈ１よりも小さい値（例えば、「１」）が設定される。
【００５３】
ステップＳｂ１の判定の結果が否定的であった場合は（ステップＳｂ１；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１の判定を実行する。一方、ステップＳｂ１の判定の結果が肯定的であった場合は（ステップＳｂ１；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４におけるトナー消費量を求める（ステップＳｂ２）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ４から、出力画像を構成する画素の積算値を読み出す。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ２を乗算して、現像装置２４におけるトナー消費量を求める。ここで、自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ４とは、カウンタＣＴ１と同じように、露光装置２３に出力する画像データの有効画素数をカウントするためのカウンタである。
また、制御部１は、カウンタＣＴ３をリセットする。
【００５４】
次に、制御部１は、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める（ステップＳｂ３）。具体的には、制御部１は、まず自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ３から、ディスペンスモータの駆動時間の積算値を読み出す。ここで自己のＲＡＭに記憶されているタイマＴＭ３とは、タイマＴＭ１と同じように、ディスペンスモータの駆動時間を計時するためのタイマである。そして、制御部１は、読み出した積算値に、予め定められた係数Ｃ３を乗算して、現像装置２４に対するトナーカートリッジ２５からのトナーの供給量を求める。
【００５５】
次に、制御部１は、ステップＳｂ２で求めたトナー消費量と、ステップＳｂ３で求めたトナー供給量との差（トナー実質消費量）を求める（ステップＳｂ４）。トナー実質消費量を求めると、制御部１は、当該消費量を示す値と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳｂ５）。この比較の結果、トナー残量率を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳｂ５；ＮＯ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ５をカウントアップする（ステップＳｂ６）。一方、トナー残量率を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳｂ５；ＹＥＳ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ６をカウントアップする（ステップＳｂ７）。ここで、カウンタＣＴ５とは、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数をカウントするためのカウンタであり、カウンタＣＴ６とは、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上であった場合の回数をカウントするためのカウンタである。
その後、制御部１は、カウンタＣＴ４とタイマＴＭ３とをリセットして、再度ステップＳａ１の判定を行う。
【００５６】
ステップＳａ１の判定の結果が肯定的であった場合には（ステップＳａ１；ＹＥＳ）、制御部１は、上述のように、トナー消費量及びトナー供給量を求め（ステップＳａ２及びＳａ３）、これらの量の差と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳａ４及びＳａ５）。そして、その比較の結果、トナー実質消費量を示す値の方が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳａ５；ＮＯ）、制御部１は、再度ステップＳａ１を実行する。この際、カウンタＣＴ５及びＣＴ６をリセットする。
【００５７】
一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳａ５；ＹＥＳ）、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されるカウンタＣＴ６をカウントアップする（ステップＳｂ８）。そして、制御部１は、現像装置２４に対して、残留トナーの強制消費動作を指示する（ステップＳａ６）。制御部１は、当該指示後、カウンタＣＴ１とタイマＴＭ１とをリセットする。
【００５８】
次に、制御部１は、自己のＲＡＭに記憶されているカウンタＣＴ５とカウンタＣＴ６のそれぞれから値を読み出し、これらの値を比較する（ステップＳｂ９）。すなわち、制御部１は、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数と、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２以上であった場合の回数とを比較する。この比較の結果、カウンタＣＴ５の値の方がカウンタＣＴ６の値よりも大きかった場合には（すなわち、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さかった場合の回数の方が多かった場合には）（ステップＳｂ９；ＮＯ）、制御部１は、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ１により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ７）。一方、トナー実質消費量を示す値が閾値Ｔｈ３以上である場合には（ステップＳｂ９；ＹＥＳ）、制御部１は、現像装置２４に対し、設定値ＳＶ２により定められる量だけ、残留トナーの強制消費を行うよう指示する（ステップＳａ８）。
以上が本変形例に係る残留トナー強制消費処理の内容である。
【００５９】
以上説明した本変形例に係る残留トナー強制消費処理によれば、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時だけでなく、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達する以前の、閾値Ｔｈ５に到達した時点でもトナー実質消費量が求められ、これと閾値Ｔｈ２との比較結果が記録される。そして、その比較結果と、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達した時点の比較結果とが参照されて残留トナー強制消費時のトナー消費量が決定される。すなわち、上記の処理によれば、出力枚数が閾値Ｔｈ１に到達するまでの間の、さらに細分化された期間ごとのトナー実質消費量が求められ、これらの値の分布の仕方に基づいて、残留トナー強制消費時のトナー消費量が決定される。よって、当該処理によれば、このような処理を行わない場合と比べて、よりトナーに加えられるストレスの度合いに応じた、残留トナーの強制消費動作を実行することが可能になる。
【００６０】
例えば、図７に示される２つの例の場合、いずれも出力枚数が１０枚に到達した時点では、トナー実質消費量は等しくなっているが、出力枚数が１０枚に到達するまでの過程においては、トナー実質消費量の推移の仕方が異なっている。図７（ａ）の例の場合は、出力枚数が１０枚に到達した時点以外は、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２よりも小さくなっているのに対し、図７（ｂ）の例の場合は、出力枚数が１０枚に到達する時点以前においても、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２よりも大きくなっている。このような例の場合、トナー実質消費量が示す値が閾値Ｔｈ２以上となる期間が長い図７（ｂ）の例の方が、図７（ａ）の例よりも、トナーに加えられるストレスが大きくなる。
【００６１】
本変形例に係る残留トナー強制消費処理によれば、このような例において、仮に閾値Ｔｈ１の値を「１０」に設定したとしても、閾値Ｔｈ５の値を例えば「１」に設定すれば、出力枚数が１枚に到達するごとにトナー実質消費量を求め、閾値Ｔｈ２と比較し、その比較結果に基づいて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定することになるため、よりトナーに加えられるストレスの度合いに応じた、残留トナーの強制消費動作を実行することが可能になる。
【００６２】
なお、本変形例に係る残留トナー強制消費処理では、カウンタＣＴ５の値とカウンタＣＴ６の値とを比較して、この比較結果に応じて残留トナー強制消費時のトナー消費量を決定しているが、これらの値の比率（カウンタＣＴ５の値／カウンタＣＴ６の値）を算出し、閾値Ｔｈ６と比較して、その比較結果に基づいて、トナー消費量を決定してもよい。具体的には、カウンタＣＴ５の値とカウンタＣＴ６の値との比率が、閾値Ｔｈ６よりも小さい場合に設定値２により定められる量分、強制消費させ、その比率が閾値Ｔｈ６以上の場合に、設定値ＳＶ１により定められる量分、強制消費させるようにしてもよい。
【００６３】
（３−５）変形例５
上記の実施形態では、現像装置２４におけるトナー消費量が求められ、かつ、現像装置２４に供給されるトナー供給量が求められ、これらの差と閾値Ｔｈ２とを比較することによって、残留トナーの強制消費動作の要否が決定されている。しかし、このトナー消費量とトナー供給量の差（トナー実質消費量）に代えて、トナー消費量とトナー供給量の比率（トナー消費量／トナー供給量）と閾値Ｔｈ２とを比較して、残留トナーの強制消費動作の要否が決定してもよい。
【００６４】
（３−６）変形例６
上記の実施形態に係る残留トナー強制消費処理用のプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク（ＨＤＤ、ＦＤ（Flexible Disk））など）、光記録媒体（光ディスク（CD（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk））など）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で配布され、画像形成装置１００にインストールされてもよい。また、通信回線を介してダウンロードされて、画像形成装置１００にインストールされてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…制御部、２…画像形成部、３…操作部、４…通信部、５…記憶部、２１…感光体ドラム、２２…帯電装置、２３…露光装置、２４…現像装置、２５…トナーカートリッジ、２６…中間転写ベルト、２７…回転ロール、２８…一次転写ロール、２９…バックアップロール、３０…二次転写ロール、３１…搬送ロール、３２…定着装置、１００…画像形成装置、２４１…ケース、２４２…現像ロール、２４３…供給ロール、２４４…攪拌部材、２４５…濃度センサ、２４１１…層厚規制部材、２４１２…カバー部、２４２１…マグネットロール、２４２２…現像スリーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体と、
前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する第１の転写手段と、
前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、
前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、
前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量と、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量との差が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御し、
前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して複数の現像像を形成するように制御する制御手段であって、
前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、第１の時間間隔で形成するように制御し、
前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、前記第１の時間間隔よりも短い時間間隔である第２の時間間隔で形成するように制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段により形成された現像像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、
前記制御手段は、前記第２の転写手段により現像像が転写された記録媒体の枚数が、予め定められた枚数以上となった場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御し、
前記第１の特定手段は、それぞれ異なるタイミングで複数の現像剤消費量を特定し、
前記第２の特定手段は、それぞれ前記第１の特定手段によって特定された複数の現像剤消費量に対応する複数の現像剤供給量を特定し、
前記制御手段は、前記第１の特定手段により特定された複数の現像剤消費量と、前記第２の特定手段により特定された複数の現像剤供給量との差であって、互いに対応するもの同士の差のうち、前記第２の閾値以上である差の個数と、前記第２の閾値未満である差の個数の比率が、第３の閾値よりも小さい場合に、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御する一方、前記比率が前記第３の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する転写手段と、
前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、
前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、
前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量の、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量に対する比率が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像保持体と、
前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する第１の転写手段と、
前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、
前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、
前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量と、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量との差が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御し、
前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して複数の現像像を形成するように制御する制御手段であって、
前記差が第２の閾値よりも小さい場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、第１の時間間隔で形成するように制御し、
前記差が第２の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記複数の現像像を構成する各現像像を、前記第１の時間間隔よりも短い時間間隔である第２の時間間隔で形成するように制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段により形成された現像像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、
前記制御手段は、前記第２の転写手段により現像像が転写された記録媒体の枚数が、予め定められた枚数以上となった場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御し、
前記第１の特定手段は、それぞれ異なるタイミングで複数の現像剤消費量を特定し、
前記第２の特定手段は、それぞれ前記第１の特定手段によって特定された複数の現像剤消費量に対応する複数の現像剤供給量を特定し、
前記制御手段は、前記第１の特定手段により特定された複数の現像剤消費量と、前記第２の特定手段により特定された複数の現像剤供給量との差であって、互いに対応するもの同士の差のうち、前記第２の閾値以上である差の個数と、前記第２の閾値未満である差の個数の比率が、第３の閾値よりも小さい場合に、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、第１の量だけ、現像剤を供給するように制御する一方、前記比率が前記第３の閾値以上である場合には、前記現像手段が前記像保持体の非転写領域に対して、前記第１の量よりも多い量である第２の量だけ、現像剤を供給するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を収容、攪拌し、前記露光手段により形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された現像像を媒体に転写する転写手段と、
前記現像手段により収容される現像剤の消費量を特定する第１の特定手段と、
前記現像手段に供給される現像剤の供給量を特定する第２の特定手段と、
前記第１の特定手段により特定された現像剤の消費量の、前記第２の特定手段により特定された現像剤の供給量に対する比率が、第１の閾値以上である場合に、前記現像手段が前記像保持体の表面の非転写領域に対して現像剤を供給するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０３３３７（Ｐ２０１２−２０３３３７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０２５６（Ｐ２０１１−７０２５６）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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