JP2007264553A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形成される画像の質を保ちつつ，トナーリフレッシュ処理を実行する回数を必要最小限にする画像形成装置を提供すること。
【解決手段】１回の画像形成処理のために所定の画像処理がなされた画像データの印字率Ａを算出して（Ｓ１０），トナー吐き出し時間ｔ１を決定し（Ｓ２０），画像形成処理が実行される（Ｓ３０）ごとに積算トナー吐き出し時間Ｔを算出し（Ｓ４０），上記トナー吐き出し時間ｔ１を積算した積算トナー吐き出し時間Ｔが所定の閾値に達した場合に（Ｓ５０），トナーリフレッシュ処理を実行させ（Ｓ５０，Ｓ６０），その実行によるトナー移行量は，上記積算トナー吐き出し時間Ｔに基づいて制御される画像形成装置Ｘ。
【選択図】図３

Description

本発明は，画像形成装置に関し，特に，定期的に現像剤担持体上の劣化した現像剤を排出する現像剤リフレッシュ処理を実行する機能を備えた画像形成装置に関するものである。

一般に，画像形成装置では，印字率が低い原稿の画像形成処理が行われる割合が多いと，現像ローラから感光体ドラムに移行するトナーの割合が少なくなる。そのような状態で上記現像ローラが回転すると，上記現像ローラにトナーを供給する供給ローラや上記現像ローラ上のトナーの層厚を均一にする層厚規制部材などの圧力によって，トナーの帯電性能が低下し，上記現像ローラ上に帯電性の悪いトナーの割合が増加する。またはトナーが凝集しやすくなる。そのため，画像形成される領域以外の背景などにトナーが付着する所謂カブリが発生，または形成される画像の濃度が低下するなど，形成される画像の質が低下する。
そのため，電子写真方式の画像形成装置は，上記現像ローラにトナーが長時間残留しないようにするため，被記録材（記録紙など）への画像形成処理を行なわない状態で，トナーを担持する上記現像ローラに所定の電圧を印加しながら上記現像ローラを駆動させることにより，トナーを上記現像ローラから上記感光体ドラムに移行させ，上記現像ローラ上のトナーを除去するとともに，上記感光体ドラム上のトナーを除去するトナーリフレッシュ処理を実行する機能を備えている。
このようなトナーリフレッシュ処理を実行する機能を備えた従来の画像形成装置は，特許文献１に示されるように，予め定められた印字枚数ごとの記録紙１枚当たりの平均印字率が低い場合に，トナーリフレッシュ処理を実行していた。この場合，記録紙１枚当たりの平均印字率に応じて，トナーリフレッシュ処理の実行時間が設定されて，現像ローラから感光体ドラムへ移行されるトナー量をコントロールしていた。
特開２０００−３１０９０９号公報

従来の一般的な画像形成装置は，単位時間当たりの印字枚数が少ないので，所定の印字枚数ごとにトナーリフレッシュ処理を実行しても，次にトナーリフレッシュ処理が実行されるまでの時間間隔が長い。そのため，トナーリフレッシュ処理が実行される回数が多くても，たまにしか実行されない処理であるので，利用者にとっては，ストレスを感じることが少なかった。
しかしながら，昨今，従来よりも単位時間当たりの印字枚数が多い高速の画像形成装置が開発されている。このような高速の画像形成装置は，印字枚数が多い利用者によって利用されることが多い。従来同様所定の印字枚数ごとにトナーリフレッシュ処理を実行すると，従来と比べて，所定の印字枚数に到達するまでの時間が短いため，トナーリフレッシュ処理が頻繁に行われているように感じるので，利用者にとっては，ストレスになってしまうという問題点があった。
そのため，トナーリフレッシュ処理実行回数は，できるだけ少ないほうがよい。
ところで，従来の画像形成装置では，トナーリフレッシュ処理を実行するタイミングを決定する所定の印字枚数は，まず，どのような印字率で印字されることが多いかを想定し，想定した印字率で画像形成処理が実行された場合において，トナーリフレッシュ処理が必要となる印字枚数を算出して，決定していた。
また，このときに現像ローラから感光体ドラムへ移行されるトナー量（以下，トナー吐出量と称する）は，画像が悪化しないために必要なトナー吐出量を予め実験により決定し，所定の印字枚数で平均印字率が低い場合に上記トナー吐出量の不足分を一回のトナーリフレッシュ処理により補っていた。
例えば，印字率３％以下の原稿の画像形成処理を続けると画像が悪化するシステムにおいて，印字率３％の原稿の画像形成処理を続けた場合と白紙（印字率０％）原稿の画像形成処理を続けた場合とでは，トナーリフレッシュ処理を行う間隔と回数は同じで１回当たりのトナーリフレッシュ時間に若干の差がある。
このような方法でトナーリフレッシュ処理を実行するタイミングを決定すると，トナーリフレッシュ処理を実行する印字枚数を決定する際に想定していた印字率よりも，低い印字率で画像形成処理が実行された場合には，所定の印字枚数に達してトナーリフレッシュ処理が実行される前に，トナーの劣化が始まり，形成される画像にカブリが発生してしまうという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，形成される画像の質を保ちつつ，トナーリフレッシュ処理を実行する回数を必要最小限にする画像形成装置を提供することにある。

本発明は，被記録材への画像形成処理を行わない状態で，現像剤（トナーがその典型例）を担持する現像剤担持体に所定の電圧を印加しながら該現像剤担持体を駆動させることにより，現像剤を上記現像剤担持体から像担持体（感光体ドラムがその典型例）へ移行させるとともに，該像担持体上の現像剤を除去する現像剤リフレッシュ処理を実行する機能を備えた画像形成装置に適用されるものである。
そして，本発明にかかる画像形成装置は，１回の画像形成処理によって現像剤担持体から像担持体へ移行する現像剤の量に関する画像形成時現像剤移行量情報に基づいて，次回の現像剤リフレッシュ処理で上記現像剤担持体から上記像担持体へ移行させるべき現像剤の量の基礎となる指標値を算出する指標値算出手段と，上記指標値算出手段により算出された上記指標値を，被記録材への画像形成処理が行われるごとに，積算した積算指標値を算出する積算指標値算出手段と，上記積算指標値算出手段により算出された上記積算指標値が所定の閾値に達した場合に，上記現像剤リフレッシュ処理を実行させ，その実行による上記現像剤担持体から上記像担持体への現像剤の移行量を，上記積算指標値に基づいて制御する現像剤リフレッシュ処理制御手段と，を具備して構成される。
これにより，どのような印字率で画像形成処理が実行されても，現像剤リフレッシュ処理を実行するタイミングが遅れて形成される画像の質が低下したり，必要以上に現像剤リフレッシュ処理を実行して画像形成処理の利用者にストレスを感じさせることがない。よって，形成される画像の質を保ちつつ，現像剤リフレッシュ処理を実行する回数を必要最小限にすることができる。
また，上記画像形成時現像剤移行量情報が，上記被記録材に形成する画像における描画画素の比率若しくは描画画素の数であることが考えられる。
上記被記録材に形成する画像における描画画素の比率（印字率）や描画画素の数（ドット数）は，画像形成時に現像剤担持体から像担持体へ移行する実際の現像剤の量を表す指標となるからである。
ここで，上記指標値としては，現像剤の量，上記現像剤担持体を駆動させる時間，上記現像剤担持体の駆動とともにローラ状の上記像担持体を回転させる回転数，該回転数を周長に換算した値，ローラ状の上記現像剤担持体を回転させる回転数及びその回転数を周長に換算した値のうちのいずれかが考えられる。
一方，本発明に係る画像形成装置が，上記像担持体から上記被記録材への現像剤の転写位置において該像担持体に接触しながら回転する転写ベルトを具備する場合，上記所定の閾値（積算指標値の閾値）が，その値に応じた量の現像剤を上記現像剤担持体から上記像担持体へ移行させるように上記現像剤担持体を駆動させた場合に，該現像剤担持体の駆動に連動して回転する上記転写ベルトの回転数が１回転以下となる値に設定されることが望ましい。
上記転写ベルトを備えた画像形成装置では，現像剤リフレッシュ処理の実行中に，上記像担持体から上記転写ベルトに現像剤が転写されないように，転写位置で通常の転写バイアスとは逆のバイアスが印加されるよう制御される。しかしながら，上記転写ベルトが２回転目に入った後においても，上記像担持体の表面に現像剤の層が形成された状態が継続すると，上記転写ベルトの同一位置に現像剤の層が複数回接触することになり，現像剤が上記転写ベルトやその周辺に飛散するという問題が生じやすい。しかしながら，上記構成を備えた本発明に係る画像形成装置によれば，そのような問題の発生を防止できる。
ここで，従来の画像形成装置は，印字率の実績に応じて，現像剤リフレッシュ処理における現像剤の吐出量（像担持体への移行量）が定まるため，「上記転写ベルトの回転数が１回転以下」という条件を予め定めることができない。
一方，本発明では，現像剤リフレッシュ処理における上記現像剤の吐出量が予め定まるため，「上記転写ベルトの回転数が１回転以下」という条件を予め定めることができる。

本発明によれば，形成される画像の質を保ちつつ，トナーリフレッシュ処理を実行する回数が必要最小限である画像形成装置を提供することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの画像形成部Ｇの概略断面図，図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの制御系統のブロック図，図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの制御部１０によるトナーリフレッシュ処理の手順の一例を表すフローチャート，図４は印字率０．５％の画像データに基づいて画像形成された枚数とトナーリフレッシュ処理回数及び積算時間との関係を示す図，図５は印字率３．５％の画像データに基づいて画像形成された枚数とトナーリフレッシュ処理回数及び積算時間との関係を示す図，図６は印字率Ａの原稿１枚当たりの，トナーリフレッシュ処理で現像ローラ２１から感光体ドラム１１に移行されるべきトナー量，トナー吐き出し長さ，トナー吐き出し時間ｔ１との関係を示す図である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘは，大別すると，記録紙にトナー像を形成（転写）する画像形成部Ｇと，その画像形成部Ｇに記録紙を供給する給紙部（不図示）と，上記画像形成部Ｇでトナー像が形成された記録紙にそのトナー像を加熱定着させる定着部（不図示）などを備えて構成されている。
まず，図１の断面図を用いて，上記画像形成部Ｇの概略構成について説明する。
上記画像形成部Ｇは，図１に示すように，像を担持する感光体ドラム１１（像担持体の一例）と，該感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電ローラ１２と，上記感光体ドラム１１上にレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光部１３と，上記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を上記感光体ドラム１１の表面に形成する現像部２０と，記録紙を，上記感光体ドラム１１からトナー像が転写される転写位置，及び上記定着部（不図示）へ搬送する無端の転写ベルト１６と，上記感光体ドラム１１上に現像されたトナー像を上記転写ベルト１６により搬送された記録紙に転写させる転写ローラ１７と，転写後の上記感光体ドラム１１をクリーニングするクリーニング部１４と，転写後の上記感光体ドラム１１に残留する電位を除去する除電部１５などを備えて構成されている。なお，図１では，後記の転写ベルト１６は，一部省略して記載している。

次に，図２に示すブロック図を参照しつつ，操作入力部１，記憶部２，ドラムモータ３，転写ローラ回転モータ４，現像ローラ電圧印加部５，帯電ローラ電圧印加部６，転写ローラ電圧印加部７，制御部１０を説明する。
図２のブロック図に示すように，画像形成装置Ｘは，各種の処理を開始する指示などの入力操作を行うことができる操作入力部１と，各種データを記憶するメモリである記憶部２と，上記感光体ドラム１１及び上記現像部２０が備える機器の駆動源であるドラムモータ３と，上記転写ローラ１７を回転駆動させる転写ローラ回転モータ４と，後記の現像ローラ２１に電圧を印加する現像ローラ電圧印加部５と，上記帯電ローラ１２に電圧を印加する帯電ローラ電圧印加部６と，上記転写ローラ１７に電圧を印加する転写ローラ電圧印加部７と，これらを統括的に制御する制御部１０とを備えている。
上記記憶部２には，後記の積算トナー吐き出し時間Ｔ，後記の閾値，後記の図６に示すような画像データごとの印字率とトナーリフレッシュ処理で現像ローラから感光体ドラムに移行されるべきトナー量との関係を示す情報（以下，印字率・リフレッシュトナー情報と称する）などが記憶されている。各記憶情報の詳細は後述する。

続いて，図１を用いて，上記現像部２０の概略構成を説明する。
上記現像部２０は，図１に示すように，トナーを表面に担持する現像ローラ２１（現像剤担持体の一例）と，トナーを撹拌し上記現像ローラ２１にトナーを供給する供給ローラ２２と，トナーを撹拌し上記供給ローラ２２にトナーを供給する撹拌ローラ２３と，これら各ローラ２１〜２３を内包するとともに，トナーを収容する現像槽２４と，上記現像槽２４への補給用のトナーを収容するトナー補給槽２７と，該トナー補給槽２７に収容されたトナーを上記現像槽２４へ補給する補給ローラ２５，２６と，上記現像ローラ２１に担持されたトナーの層厚を略均一に規制する層厚規制部材２８などを備えて構成されている。

続いて，上記画像形成装置Ｘで実行される画像形成処理について上記画像形成部Ｇにおける機能を中心に簡単に説明する。
所定の読取装置（不図示）などから送信された画像情報信号は，上記画像形成装置Ｘの制御部１０に伝送され，上記制御部１０により，所定の画像処理がなされる。所定の画像処理がなされたデータ（画像データ）は，上記制御部１０により，上記露光部１３に入力される。その後，この露光部１３により，上記所定の画像処理がなされたデータに従って光量や点滅状態が調整されたレーザビーム（静電潜像書き込み用のレーザビーム）が，上記感光体ドラム１１表面に出射される。
そして，上記帯電ローラ１２により帯電された上記感光体ドラム１１表面に，静電潜像が書き込まれる。上記感光体ドラム１１は，上記ドラムモータ３により所定の方向に回転され，上記現像部２０に備えられた現像ローラ２１と接する現像位置において，上記現像ローラ電圧印加部５により電圧を印加された上記現像ローラ２１に担持されたトナーが上記感光体ドラム１１表面上の静電潜像に移行して，トナー画像が形成される。
上記感光体ドラム１１は上記ドラムモータ３により引き続き回転され，上記感光体ドラム１１上に形成された上記トナー画像は，上記転写ローラ電圧印加部７により電圧を印加された上記転写ローラ１７によって，上記転写ベルト１６により搬送されてくる記録紙に転写される。上記転写ローラ１７よりも上記感光体ドラム１１の回転方向下流側には，上記クリーニング部１４が配置されており，上記感光体ドラム１１の表面上に残留したトナーや他の付着物が除去される。上記クリーニング部１４よりも上記感光体ドラム１１の回転方向下流側には，上記除電部１５が設けられており，上記感光体ドラム１１に残留する電位が除去される。上記記録紙に転写されたトナー像は，上記定着部の定着ローラ（不図示）により熱を加えられ，記録紙に定着される。

画像形成装置Ｘは，既に述べた一般的な画像形成装置と同様に，現像ローラにトナーが長時間残留しないようにするためのトナーリフレッシュ処理を実行する機能を備えている。
ここで，従来のように，所定の印字枚数ごとにトナーリフレッシュ処理を実行すると，高速の画像形成装置では，従来と比べて，所定の印字枚数に到達するまでの時間が短いため，利用者にとっては，トナーリフレッシュ処理が頻繁に行われているように感じて，ストレスになってしまう。
また，従来のように，所定の印字枚数ごとにトナーリフレッシュ処理を実行する場合，所定の印字枚数は，まず，どのような印字率で印字されることが多いかを想定し，想定した印字率で画像形成処理が実行された場合において，トナーリフレッシュ処理が必要となる印字枚数を算出して，決定していた。
また，このときのトナー吐出量（現像ローラから感光体ドラムへ移行されるトナー量）は，画像が悪化しないために必要なトナー吐出量を予め実験により決定し，所定の印字枚数で平均印字率が低い場合に上記トナー吐出量の不足分を一回のトナーリフレッシュ工程により補っていた。
例えば，３％以下の印字率出力を続けると画像が悪化するシステムにおいて，印字率３％の出力を続けた場合と白紙（印字率０％）出力を続けた場合とでは，トナーリフレッシュ処理を行う間隔と回数は同じで１回当たりのトナーリフレッシュ時間に若干の差がある。
このような方法でトナーリフレッシュ処理を実行するタイミングを決定すると，トナーリフレッシュ処理を実行する印字枚数を決定する際に想定していた印字率よりも，低い印字率で画像形成処理が実行された場合には，所定の印字枚数に達してトナーリフレッシュ処理が実行される前に，トナーの劣化が始まり，形成される画像にカブリが発生してしまうという問題があった。
このような問題を解消するため，画像形成装置Ｘでは，画像データごとの印字率Ａと，実験結果により作成された印字率とトナーリフレッシュ処理で現像ローラから感光体ドラムに移行されるべきトナー量の関係を示す図（図６）とが照合され，印字枚数１枚ごとの，トナーリフレッシュ処理で上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１に移行されるべきトナー量の指標値が決定される。さらに，その指標値が積算され，積算指標値が所定の値に達するとトナーリフレッシュ処理が実行される。
詳細を以下に記す。

図３のフローチャートを用いて，本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの制御部１０によるトナーリフレッシュ処理の手順の一例を説明する。
図中のＳ１０，Ｓ２０…は処理手順（ステップ）番号を示し，処理はステップＳ１０より開始される。
まず，最初のステップＳ１０において，上記制御部１０により，上記所定の画像処理がなされたデータ（画像データ）に基づいて，その画像データにおける描画画素の比率である印字率Ａが算出され，処理はステップＳ２０に移行される。
ここで，上記印字率Ａは，１回の画像形成処理によって上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行するトナーの量にほぼ比例する情報であり，画像形成時現像剤移行量情報の一例に相当する。

続いて，ステップＳ２０では，上記制御部１０により，上記ステップＳ１０で算出した上記印字率Ａと，上記記憶部２に記憶されている上記印字率・リフレッシュトナー情報（図６参照）とが照合され，今回実行される印字枚数１枚分の画像形成処理によって現像ローラ２１に残留するトナーをリフレッシュする（感光体ドラム１１へ移行させる）のに要するトナーリフレッシュ処理の実行時間ｔ１（以下，トナー吐き出し時間ｔ１と称する）が決定され，処理はステップＳ３０に移行される。
例えば，今回の画像形成時の印字率Ａが０．５％で印字枚数が１枚であれば，次回のトナーリフレッシュ処理時のトナー吐き出し時間ｔ１は０．０１秒，今回の画像形成時の印字率Ａが３．５％で印字枚数が１枚であれば，次回のトナーリフレッシュ処理時のトナー吐き出し時間ｔ１は０．００２秒である。
ここで，次回のトナーリフレッシュ処理で上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行させるべきトナーの量の基礎となるトナー吐き出し時間ｔ１が，指標値の一例に相当する。
また，１回の画像形成処理の印字率Ａに基づいて，次回のトナーリフレッシュ処理で上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行させるべきトナーの量の基礎となる上記トナー吐き出し時間ｔ１を算出する（決定する）処理を実行する制御部１０が，指標値算出手段の一例に相当する。
上記印字率Ａに基づいて次回のトナーリフレッシュ処理で上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行させるべきトナーの量の基礎となる指標値であるトナー吐き出し時間ｔ１を決定するのは，印字率は，画像形成時に上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行する実際のトナーの量を表す指標となるからである。

ステップＳ３０では，上述のような画像形成処理が実行され（１枚印字され），処理はステップＳ４０に移行される。
ステップＳ４０では，１回の画像形成処理が行われるごとに（１枚印字されるごとに）積算トナー吐き出し時間Ｔが算出され，上記記憶部２に記憶される。具体的には，上記制御部１０により，上記記憶部２に既に記憶されている積算トナー吐き出し時間Ｔ（それまでに積算された時間）に，上記ステップＳ２０で決定されたトナー吐き出し時間ｔ１が加算された値が，新たな積算トナー吐き出し時間Ｔとして，上記記憶部２に記憶され，処理はステップＳ５０に移行される。
なお，上記積算トナー吐き出し時間Ｔの初期値は０である。
ここで，上記積算トナー吐き出し時間Ｔは，積算指標値の一例に相当する。
さらに，上記ステップＳ２０で決定されたトナー吐き出し時間ｔ１を積算した積算トナー吐き出し時間Ｔを算出する処理を実行する制御部１０が，積算指標値算出手段の一例に相当する。

ステップＳ５０では，上記制御部１０により，上記ステップＳ４０で上記記憶部２に記憶された積算トナー吐き出し時間Ｔが，所定の閾値に達したか否かが判定される。一例として，ここでは，上記所定の閾値を，０．５とする。上記制御部１０により，上記積算トナー吐き出し時間Ｔが上記所定の閾値以上であると判定されれば（ステップＳ５０のＹｅｓ側），処理は後記するステップＳ６０に移行される。
一方，上記制御部１０により，上記積算トナー吐き出し時間Ｔが上記所定の閾値に達していないと判定されれば，（ステップＳ５０のＮｏ側），処理は後記するステップＳ９０に移行される。

ステップＳ６０では，上記ステップＳ５０で，上記制御部１０により，積算トナー吐き出し時間Ｔが上記所定の閾値に達したと判定されたことを受けて，トナーリフレッシュ処理が実行され，処理はステップＳ７０に移行される。即ち，未だ印字処理が実行されていない画像データが残っている場合，残りの印字処理が一時中断され，トナーリフレッシュ処理が割り込み処理される。
このトナーリフレッシュ処理は，前述したように，記録紙への画像形成処理を行なわない状態で，トナーを担持する上記現像ローラ２１を，所定の電圧を印加しつつ駆動させることにより，トナーを現像ローラ２１から感光体ドラム１１に移行させるとともに，感光体ドラム１１上のトナーを除去する処理である。以下，より具体的に説明する。

まず，上記現像部２０で上記補給ローラ２５，２６によって上記トナー補給槽２７から上記現像槽２４へ搬送されたトナーは，上記撹拌ローラ２３が上記ドラムモータ３によって所定方向（例えば図１における矢印Ｐ１方向）に回転駆動されることにより，上記供給ローラ２２に供給される。上記供給ローラ２２は，上記ドラムモータ３によって所定方向（例えば図１における矢印Ｐ２方向）に回転駆動されることにより，上記現像ローラ２１にトナーを供給する。
続いて，上記現像ローラ２１が上記ドラムモータ３により所定方向（例えば図１における矢印Ｐ３方向）に回転され，上記供給ローラ２２により供給されたトナーが，上記現像ローラ２１により担持される。引き続き上記現像ローラ２１は上記ドラムモータ３により回転され，上記現像ローラ２１により担持されたトナーは，上記層厚規制部材２８により帯電されるとともに，略均一なトナー層が形成される。
一方，上記感光体ドラム１１は，上記ドラムモータ３により所定方向（例えば図１における矢印Ｐ４方向）に回転されることで，上記帯電ローラ電圧印加部６により電圧が印加された上記帯電ローラ１２によって帯電される。
上記現像部２０では，引き続き，上記現像ローラ２１は上記ドラムモータ３により上記所定方向に回転され，上記現像ローラ２１表面に形成されたトナーの薄層が上記感光体ドラム１１表面に接触する。上記感光体ドラム１１は，上記現像ローラ２１が回転するのと同期して上記ドラムモータ３により上記所定方向に回転される。上記現像ローラ電圧印加部５により上記現像ローラ２１に電圧が印加されることによって，上記感光体ドラム１１と接している上記現像ローラ２１上に担持されたトナーすべてが，上記感光体ドラム１１表面上に移行される。
このトナーリフレッシュ処理で，上記感光体ドラム１１に移行されたトナーは，記録紙に転写されることはない。

上記感光体ドラム１１は上記ドラムモータ３により引き続き回転され，上記感光体ドラム１１上に移行された上記トナーは，上記クリーニング部１４により，上記感光体ドラム１１上から除去され，排出される。
上記転写ベルト１６に上記感光体ドラム１１に担持されたトナーを付着させないために，上記転写ベルト１６を介して上記感光体ドラム１１と対向する位置に設けられている上記転写ローラ１７には，上記転写ローラ電圧印加部７により上記感光体ドラム１１と同極性の電圧が印加される。しかしながら，上記感光体ドラム１１と上記転写ベルト１６とは接しているため，上記転写ベルト１６にトナーが全く付着しないということはない。特に，上記転写ベルト１６が２回転目に入った後においても，上記感光体ドラム１１の表面にトナーの層が形成された状態が継続すると，上記転写ベルト１１の同一位置にトナーの層が複数回接触することになり，トナーが上記転写ベルト１６やその周辺に飛散するという問題が生じやすい。この点を考慮して，上記所定の閾値を，該所定の閾値に応じた量のトナーを上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行させるように上記現像ローラ２１を駆動させた場合（ここでは，所定の閾値（０．５秒）の時間上記現像ローラ２１を回転させた場合）に該現像ローラ２１の駆動に連動して回転する上記転写ベルト１６の回転数が１回転以下となる値に設定する。
このように，上記ステップＳ４０で算出された上記積算トナー吐出し時間Ｔが所定の閾値に達した場合に，トナーリフレッシュ処理を実行させ，その実行による上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へのトナーの移行量を，上記積算トナー吐出し時間Ｔの時間だけ上記現像ローラ２１を上記ドラムモータ３により回転させることにより制御する制御部１０が，現像剤リフレッシュ処理制御手段の一例に相当する。

ステップＳ７０では，上記ステップＳ６０においてトナーリフレッシュ処理が実行されたことにより，トナーが付着した上記転写ベルト１６のクリーニングが行なわれ，処理はステップＳ７０に移行される。
具体的には，上記転写ローラ電圧印加部７により，上記転写ローラ１７に，上記感光体ドラム１１とは逆極性の電圧が印加される。上記転写ローラ１７は上記転写ローラ回転モータ４により，上記感光体ドラム１１は上記ドラムモータ３により，それぞれ回転駆動されることによって，上記転写ローラ１７と上記感光体ドラム１１とに挟持されている上記転写ベルト１６に付着したトナーは，上記感光体ドラム１１と上記転写ローラ１７とが対向する転写位置で，上記感光体ドラム１１へ移行する。
なお，トナーリフレッシュ処理にかかる時間は，実際に上記現像ローラ２１を回転させてトナーを移行させる時間である上記トナー吐き出し時間ｔ１以外に，上記現像ローラ２１や上記感光体ドラム１１や上記転写ローラ１７に電圧を印加する時間，上記転写ベルト１６のクリーニングに要する時間などがあり，例えば，上記転写ベルト１６の周速が４００ｍｍ／秒の画像形成装置Ｘでは，約５秒である。
ステップＳ８０では，上記制御部１０により，上記記憶部２に記憶されている積算トナー吐き出し時間Ｔが消去され，新たな積算トナー吐き出し時間Ｔとして，初期値０が記憶され，処理はステップＳ９０に移行される。
これにより，以上に示したステップＳ６０〜Ｓ８０のトナーリフレッシュ処理（割り込み処理）が終了する。

続いて，ステップＳ９０では，上記制御部１０により，上記所定の画像処理がなされたデータ（画像データ）に関する指定部数の印字が終了したか否かが判別される。上記制御部１０により，上記所定の画像処理がなされたデータ（画像データ）に関する指定部数の印字が終了したと判別されると（ステップＳ９０のＹｅｓ側），処理はステップＳ１００に移行される。上記制御部１０により，上記所定の画像処理がなされたデータ（画像データ）に関する指定部数の印字が終了していないと判別されると（ステップＳ９０のＮｏ側），処理はステップＳ３０に戻る。

続いて，ステップＳ１００では，上記制御部１０により，すべての印字が終了したか否かが判別される。上記制御部１０により，すべての印字が終了したと判別されると（ステップＳ１００のＹｅｓ側），処理は終了する。上記制御部１０により，すべての印字が終了していないと判別されると（ステップＳ１００のＮｏ側），処理はステップＳ１０に戻る。
以上に示した処理を実行する画像形成装置Ｘでは，どのような印字率で画像形成処理が実行されても，上記現像ローラ２１におけるトナーの残留状態が予め定められた状態になれば，印字枚数が予め定められた枚数に至らなくても，必ずトナーリフレッシュ処理が実行される。また，上記現像ローラ２１におけるトナーの残留状態が予め定められた状態にならなければ，印字枚数が予め定められた枚数を超過しても，トナーリフレッシュ処理は実行されない。従って，上記画像形成装置Ｘでは，トナーリフレッシュ処理を実行するタイミングが遅れて形成される画像の質が低下することはない。また，上記画像形成装置Ｘが，印字枚数の多くなりがちな高速の画像形成装置であっても，必要以上にトナーリフレッシュ処理を実行することによって利用者にストレスを感じさせることがない。即ち，形成される画像の質を保ちつつ，トナーリフレッシュを行う回数が必要最小限である画像形成装置を提供することが可能となる。

ところで，図６に示すように，画像データの印字率が４％以上であれば，トナーリフレッシュ処理を実行する必要がない。一般的に，印字率４％未満の低印字率の画像データのうち，印字率約３％の画像データの画像形成が行われることが多く，約１％以下の極端に低印字率の画像データの画像形成が行なわれることは少ない。
このように，一般的にほとんど利用されない印字率０．５％の画像データとよく利用される印字率３．５％の画像データの各々について，従来の一般的な画像形成装置及び本実施の形態に係る画像形成装置Ｘでそれぞれ１０００枚画像形成を行なったときのトナーリフレッシュ処理回数及び時間を，図４及び図５を用いて比較する。
図４は，印字率が０．５％の画像データに基づいて画像形成を行なったときの比較図，図５は，印字率が３．５％の画像データに基づいて画像形成を行なったときの比較図である。
なお，この実験で用いられた従来の一般的な画像形成装置及び本実施の形態に係る画像形成装置Ｘの，現像ローラ，感光体ドラム，中間転写ベルトの周速と周長は，全て同じである。

以下，図４及び図５に示す各データについて説明する。
出力枚数Ｚ０は，それぞれの画像形成装置で画像形成が行なわれた印字枚数である。
吐出時間Ｚ１は，従来の画像形成装置において出力枚数Ｚ０の画像形成が終了した次のトナーリフレッシュ処理において，現像ローラから感光体ドラムへトナーを移行させるために必要な時間である。
ベルトクリーニング時間Ｚ２は，従来の画像形成装置において，出力枚数Ｚ０の画像形成が終了した際に行われるトナーリフレッシュ処理の全工程の所要時間のうち，上記吐出時間Ｚ１以外の時間（現像ローラや感光体ドラムや転写ローラに電圧を印加する時間と転写ベルトのクリーニングに要する時間との合計時間）である。
積算時間Ｚ３は，従来の画像形成装置において実行されたトナーリフレッシュ処理にかかった時間の積算値である。
積算回数Ｚ４は従来の画像形成装置において実行されたトナーリフレッシュ処理の回数の積算値である。

また，Ｚ１１の吐出時間Ｔは，上記画像形成装置Ｘにおいて出力枚数Ｚ０の画像形成が終了した次のトナーリフレッシュ処理において，記憶された上記積算トナー吐き出し時間Ｔである。
ベルトクリーニング時間Ｚ１２は，上記画像形成装置Ｘにおいて，出力枚数Ｚ０の画像形成が終了した際に行われるトナーリフレッシュ処理の全工程の所要時間のうち，上記Ｚ１１の吐出時間Ｔ以外の時間（上記現像ローラ２１や上記感光体ドラム１１や上記転写ローラ１７に電圧を印加する時間と上記転写ベルト１６のクリーニングに要する時間との合計時間）である。
積算時間Ｚ１３は，上記画像形成装置Ｘにおいて実行されたトナーリフレッシュ処理にかかった時間の積算値である。
積算回数Ｚ１４は上記画像形成装置Ｘにおいて実行されたトナーリフレッシュ処理の回数の積算値である。

図４に示すように，印字率０．５％の画像データに基づく１０００枚の画像形成処理が終了した時点において，従来の画像形成装置におけるトナーリフレッシュ処理回数の積算値は２０回，上記画像形成装置Ｘにおけるトナーリフレッシュ処理回数の積算値は２０回であり，従来と本実施の形態の画像形成装置でのトナーリフレッシュ回数に差はない。
一方，図５に示すように，印字率３．５％の画像データに基づく１０００枚の画像形成処理が終了した時点において，従来の画像形成装置におけるトナーリフレッシュ処理回数の積算値は２０回，積算時間は１０２．０秒に対して，上記画像形成装置Ｘにおけるトナーリフレッシュ処理回数の積算値は４回，積算時間は２２．０秒である。
このように，印字率が３．５％の画像データに基づいて画像形成が行なわれた場合のトナーリフレッシュ処理回数及び時間は，従来の画像形成装置と比べて，本発明の画像形成装置Ｘでは，大幅に減少することができる。

なお，本実施の形態では，画像形成時現像剤移行量情報として，上記印字率Ａを使用しているが，画像データごとの描画画素の数であるドット数を使用してもかまわない。
さらに，本実施の形態では，上記指標値として，上記トナー吐き出し時間ｔ１すなわち上記現像ローラ２１を駆動させる時間を使用しているが，トナーリフレッシュ処理における上記現像ローラ２１から上記感光体ドラム１１へ移行させるべきトナーの量，上記感光体ドラム１１を回転させる回転数，該回転数を周長に換算した値，上記現像ローラ２１を回転させる回転数及びその回転数を周長に換算した値のうちのいずれかでもかまわない。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの画像形成部Ｇの概略断面図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの制御系統のブロック図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの制御部１０によるトナーリフレッシュ処理の手順の一例を表すフローチャート。 印字率０．５％の画像データに基づいて画像形成された枚数とトナーリフレッシュ処理回数及び積算時間との関係を示す図。 印字率３．５％の画像データに基づいて画像形成された枚数とトナーリフレッシュ処理回数及び積算時間との関係を示す図。 印字率Ａの原稿１枚当たりの，トナーリフレッシュ処理で現像ローラ２１から感光体ドラム１１に移行されるべきトナー量，トナー吐き出し長さ，トナー吐き出し時間ｔ１との関係を示す図。

符号の説明

１…操作入力部
２…記憶部
３…ドラムモータ
４…転写ローラ回転モータ
５…現像ローラ電圧印加部
６…帯電ローラ電圧印加部
７…転写ローラ電圧印加部
１０…制御部
１１…感光体ドラム
１２…帯電ローラ
１３…露光部
１４…クリーニング部
１５…除電部
１６…転写ベルト
１７…転写ローラ
２０…現像部
２１…現像ローラ
２２…供給ローラ
２３…撹拌ローラ
２４…現像槽
２５，２６…補給ローラ
２７…トナー補給槽
２８…層厚規制部材

Claims (4)

1. 被記録材への画像形成処理を行わない状態で，現像剤を担持する現像剤担持体に所定の電圧を印加しながら該現像剤担持体を駆動させることにより，現像剤を上記現像剤担持体から像担持体へ移行させるとともに，該像担持体上の現像剤を除去する現像剤リフレッシュ処理を実行する機能を備えた画像形成装置であって，
   １回の画像形成処理によって上記現像剤担持体から上記像担持体へ移行する現像剤の量に関する画像形成時現像剤移行量情報に基づいて，次回の上記現像剤リフレッシュ処理で上記現像剤担持体から上記像担持体へ移行させるべき現像剤の量の基礎となる指標値を算出する指標値算出手段と，
   上記指標値算出手段により算出された上記指標値を，上記被記録材への画像形成処理が行われるごとに，積算した積算指標値を算出する積算指標値算出手段と，
   上記積算指標値算出手段により算出された上記積算指標値が所定の閾値に達した場合に，上記現像剤リフレッシュ処理を実行させ，その実行による上記現像剤担持体から上記像担持体への現像剤の移行量を，上記積算指標値に基づいて制御する現像剤リフレッシュ処理制御手段と，
   を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記画像形成時現像剤移行量情報が，上記被記録材に形成する画像における描画画素の比率若しくは描画画素の数である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記指標値が，現像剤の量，上記現像剤担持体を駆動させる時間，上記現像剤担持体の駆動とともにローラ状の上記像担持体を回転させる回転数，該回転数を周長に換算した値，ローラ状の上記現像剤担持体を回転させる回転数及びその回転数を周長に換算した値のうちのいずれかである請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 上記像担持体から上記被記録材への現像剤の転写位置において該像担持体に接触しながら回転する転写ベルトを具備する場合，
   上記所定の閾値が，該所定の閾値に応じた量の現像剤を上記現像剤担持体から上記像担持体へ移行させるように上記現像剤担持体を駆動させた場合に，該現像剤担持体の駆動に連動して回転する上記転写ベルトの回転数が１回転以下となる値に設定されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

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