JP2014048445A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データの印刷処理と同期させつつ、印字薄を解消することができる技術を提供する。
【解決手段】画像形成装置１において、メイン制御部２００は、印刷処理を要求するとき、用紙の収容元を示す収容元情報をエンジン制御部３００に通知する。また収容元情報の通知とともに、現像器１６６に貯留されたトナーを感光体ドラム１６０に強制的に吐き出すことをエンジン制御部３００に要求する。そして、メイン制御部２００は、トナーを強制的に吐き出すことの要求後に、収容元情報に対応する収容元に収容された用紙に対する給紙の開始をエンジン制御部３００に要求する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を適用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等に代表される画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では、印字率に応じて適量のトナーを静電潜像が形成された感光体ドラムに移行させることにより、トナー像を現像している。トナー像の現像に関して、低印字率による現像処理を繰り返し行うと、現像装置に貯留されたトナーの流動が停滞しやすくなる。この場合、現像装置内のトナーが過剰に帯電してしまい、印字薄（画像濃度低下）やカブリが発生することがある。

また、静電潜像を形成するときや転写時の放電によって、感光体ドラムの表面上に放電生成物が付着する。この放電生成物は、感光体ドラムの帯電性能を低下させ、印字薄やカブリの原因となる。通常、トナー像の転写後に感光体ドラム上に残留したトナーが感光体ドラムからクリーニング部材（クリーニングブレード等）により、感光体ドラムから除去されるときに、感光体ドラムの表面が研磨されるので、放電生成物は除去される。しかしながら、低印字率による現像処理を継続すると、転写後に感光体ドラム上に残留するトナーが減少するので、研磨効果が低くなり、印字薄やカブリを引き起こすことがあった。

また、低印字率による現像処理を継続すると、転写後に感光体ドラム上に残留するトナーが減少するので、クリーニング部材がトナーに塗されなくなる。このとき、クリーニング部材における摩擦係数が上昇するため、感光体ドラムに当接しているクリーニング部材が破損しやすくなってしまう。

このような現像処理を行う過程で生じる弊害を防止するため、感光体ドラムに対して現像装置内に貯留されたトナーの強制的な吐き出しを行う第１及び第２の先行技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。これらの先行技術では、感光体ドラムの静電潜像形成エリアを軸方向に複数のエリアに分けて、エリア毎に画像上の印字密度を計測している。そして、いずれかのエリアにおける平均印字密度が特定の値になると、この値に応じた調整用印字パターンで静電潜像担持体上にトナー像を形成することにより、現像器内に貯留されたトナーを強制的に吐き出している。

特開２０００−１１２２９８号公報 特開２００８−２２５２４０号公報

しかしながら、上述した第１及び第２の先行技術では、画像データに関する印刷処理が開始された後に、トナーを強制的に吐き出すか否かの判断を行っているため、上記の印刷処理を制御するプリントエンジンとの同期が計れないことがある。

すなわち、複数の画像を連続して印刷する場合、第１及び第２の先行技術では、各画像について印刷処理が開始された後にトナーを強制的に吐き出すか否かを判定している。このとき、最後に印刷される画像について印刷処理が開始された後に上記の判定を行い、トナーバンドを形成すると判定した際に、すでに、最後に印刷される画像の作像処理が終了していることがある。したがって、現像装置に貯留されたトナーを感光体ドラムに対して強制的に吐き出すタイミングが遅れてしまうことがある。

そこで本発明は、画像データの印刷処理と同期させつつ、印字薄を解消することができる技術の提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は画像形成装置を提供する。
本発明の画像形成装置は、収容元の用紙を給紙して搬送する給紙搬送部と、用紙が搬送される過程で、現像器に貯留されたトナーを像担持体に供給してトナー像を現像する現像部と、給紙搬送による、用紙の搬送動作、及び、現像部によるトナーの供給動作を制御するエンジン制御部と、エンジン制御部に対して用紙への印刷処理を要求するメイン制御部とを備える。本発明の画像形成装置において、メイン制御部は、印刷処理を要求するとき、用紙の収容元を示す収容元情報をエンジン制御部に通知する通知部と、通知部による収容元情報の通知とともに、現像器に貯留されたトナーを像担持体に強制的に吐き出すことをエンジン制御部に要求する吐出し要求部と、トナーを強制的に吐き出すことの要求後に、収容元情報に対応する収容元に収容された用紙に対する給紙の開始をエンジン制御部に要求する給紙要求部とを有する。

本発明の画像形成装置によれば、用紙の給紙が開始される前にトナーの強制的な吐き出し要求が行われる。これより、トナー像が像担持体に現像される前に、現像器に貯留されたトナーを像担持体に向けて吐き出すことができる。このため、現像器に貯留されたトナーを像担持体に対して強制的に吐き出すタイミングと、印刷処理によりトナー像が現像されるタイミングとを相互に同期させつつも、印字薄を解消することができる。

本発明の画像形成装置において、エンジン制御部は、吐き出し要求に対して、現像部によりトナー像が現像される前に、現像器に貯留されたトナーを強制的に吐き出す強制吐出し部を有する。

またメイン制御部は、印刷の対象となる用紙の印刷枚数、及び、印刷毎の印字率をそれぞれカウントするカウント部と、カウント部によりカウントされた印刷枚数及び印字率を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された印刷枚数、及び、印字率に基づいて強制吐出し部によるトナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定する判定部とをさらに有する。これに対して、吐出し要求部は、判定部によりトナーの強制的な吐き出しを行うと判定された場合、吐き出し要求を行うことを特徴とする。

上記の構成によれば、用紙の給紙が開始される前にトナーの強制的な吐き出しを行うか否かが判断される。これにより、トナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定した上で、給紙された用紙の搬送、画像データに基づくトナー像の現像といった印刷処理を実行することができる。このため、現像器に貯留されたトナーの強制的な吐き出しを確実に実行することができる。

本発明の画像形成装置において、カウント部は、像担持体にてトナー像が現像される現像領域の主走査方向に沿う幅を複数に区分した区分領域ごとに印字率をカウントする。また判定部は、区分領域ごとにトナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定する。
したがって、印字薄が発生していない区分領域に対してトナーが強制的に吐き出されてしまうことが防止される。これにより、トナーの無駄な消費を抑えることができる。

本発明の画像形成装置において、カウント部は、用紙のサイズごとに印刷枚数をカウントしている。これに対して、判定部は、新たに印刷の対象となる用紙について、この用紙のサイズに対応して記憶部に記憶された印刷枚数が基準枚数に達しており、かつ、印刷の対象となる用紙よりも大きいサイズの用紙に対応する印刷枚数が記憶部に記憶されている場合、トナーの強制的な吐き出しを行わないと判定する。

本発明の画像形成装置によれば、印刷枚数が基準枚数に達しても、特定サイズの用紙に対して印刷を継続している間は、トナーの強制的な吐き出しが行われることはないため、トナーの無駄な消費を抑えることができる。例えば、像担持体がＡ３サイズの用紙に対応するトナー像の現像領域を有している場合、Ａ４サイズの用紙に対する印刷が繰り返し行われると、中央付近の領域における印字率の積算値は上昇するものの、その外側の領域における印字率の積算値は上昇しない。この場合、印刷枚数が基準枚数に達したときに、印字率の積算値が基準値を下回っていれば、判定部により、主走査方向でみた現像領域の両端側の領域（Ａ４サイズの外側の領域）において印字薄が発生していると判定されてしまう。

これに対して、本発明の画像形成装置では、Ａ４サイズの用紙を中心に印刷を行っている間は、上記の外側の領域に対してトナーの強制的な吐き出しが行われない。このため、トナーの無駄な吐き出しを抑制することができる。

また上記の構成において、判定部は、トナーの強制的な吐き出しを行わないと判定した場合、印刷枚数が基準枚数に達した用紙のサイズを基準として、トナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定する。そして、新たに印刷の対象となる用紙が基準となる用紙のサイズよりも大きい場合、トナーの強制的な吐き出しを行うと判定する。

したがって、特定サイズの用紙に対して印刷を繰り返し行う過程で、これよりも大きいサイズの用紙が印刷対象となった場合は、上記の外側の領域に対してもトナーの強制的な吐き出しが行われる。このため、例えば、Ａ３サイズの用紙に対して印刷を行う場合に、その両端側の領域が印字薄となってしまうことを防止することができる。

本発明によれば、印刷処理が行われる前にトナーの強制的な吐き出しを行うか否かを決定しているため、印刷処理が開始されたタイミングで、トナーを強制的に吐き出すための準備を整えることができる。したがって、トナーの強制的な吐き出しを行うタイミングを画像データに基づいて印刷を行うタイミングに同期させることができる。

本実施形態における画像形成装置の外観を示す斜視図である。 画像形成装置の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 メイン制御部とエンジン制御部との間で行なわれる印刷処理のシーケンス図である。 現像器内のトナーの吐き出し処理を説明するための図である。 現像領域のエリアを概念的に示す図である。 トナー吐き出し判定部による判定手順を説明するためのフローチャートである。 小サイズモードにおける判定手順を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における画像形成装置１の外観を示す斜視図である。画像形成装置１は、画像データに基づいて印刷媒体である用紙に画像を印刷する装置である。画像形成装置１は、例えばコピー機能を有するプリンタや複合機等の装置である。

〔画像形成装置の構成〕
画像形成装置１は、印刷動作を行う各構成部分を内蔵した本体２と、各種サイズの用紙を複数の給紙カセット４にそれぞれ収容するカセット式給紙部３を備えている。カセット式給紙部３は、例えば上・中・下段（３段）の給紙カセット４を備えている。

給紙カセット４はいわゆるフロントローディング式であり、個々の給紙カセット４は、いずれも本体２に対して前面側（図１でみて手前側）にスライドして引き出すことが可能である。また、各給紙カセット４内には印刷前のカットペーパー等の用紙が積載して収容されている。カセット式給紙部３からは、給紙カセット４内に積載された用紙（図中符号Ｐ）が１枚ずつ分離して送り出される。

上・中・下段の給紙カセット４には、それぞれの位置で異なる用紙サイズや用紙タイプを設定することができる。例えば、最上段の給紙カセット４には使用頻度が比較的高いＡ４普通紙を収容し、これを通常使用する給紙段とすることができる。

画像形成装置１は、例えば給紙カセット４に収容された種類の用紙とは異なる用紙を手差しで給紙するための手差し給紙部５を備えている。手差し給紙部５には、カセット式給紙部３に入っていないサイズの用紙や葉書、封筒のように１枚ずつ送り込むものが載置される。なお手差し給紙部５は、本体２の右側面にたたみ込んで収納できる形態であってもよい。

画像形成装置１は、さらに、カセット式給紙部３に収容された用紙を１枚ずつ取り出して給紙し（１次給紙）、レジストローラ７に搬送する用紙搬送部６を備えている。用紙搬送部６は、カセット式給紙部３から送り出された用紙を本体２の側面に沿って垂直上方に搬送し、また手差し給紙部５から送り出された用紙を水平に搬送してそれぞれ転写部１１に搬送する機能を有する。

画像形成装置１は、用紙搬送部６により搬送された用紙をプリントエンジン１０に特定のタイミングで送り出す（２次給紙）レジストローラ７を備えている。レジストローラ７は、転写部１１のすぐ上流側に取り付けられている。レジストローラ７は、用紙の斜め送りを矯正するとともに、プリントエンジン１０で形成されるトナー像との同期をとりながら転写部１１に向けて用紙を送り出す機能を有する。転写部１１では、レジストローラ７によって同期をとりつつ送られてきた用紙にトナー像が転写される。

画像形成装置１は、複写を行う原稿が載置される原稿送り部８と、原稿送り部８に載置された原稿から光学的に画像を読み取る光学部９を備えている。原稿送り部８には、ユーザが原稿の複写を行う場合に、原稿送り部８に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿が積載される。原稿が複数枚ある場合には、原稿送り部８により１枚ずつ原稿が分離して搬送され、光学部９によって各原稿の画像が読み取られる。

画像形成装置１は、画像データに基づいてトナー像を形成するプリントエンジン１０と、プリントエンジン１０により形成されたトナー像を用紙に転写する転写部１１を備えている。
プリントエンジン１０は、いわゆる４連タンデム式の画像形成ユニット１５０，１５２，１５４，１５６を備えている。これらユニット１５０〜１５６は、用紙の搬送方向（図１中の左方向）でみて上流側から順にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色に対応したトナー像を形成するものである。

さらに画像形成ユニット１５０〜１５６は、それぞれ一方向（図１中の時計回り方向）に回転する感光体ドラム（像担持体）１６０を有するほか、その周面に沿って配置された帯電部１６２、露光部１６４、現像器１６６及びクリーニング部１６８を備えている。

なお図１には、マゼンタの画像形成ユニット１５０についてのみ、帯電部１６２、露光部１６４、現像器１６６及びクリーニング部１６８の符号が示されているが、画像形成ユニット１５０〜１５６の構成は共通のものである。また各現像器１６６には、対応するトナーボックス（図示されていない）にマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナーが収納されている。プリントエンジンの動作に伴い、トナーボックス内のトナーが現像器１６６に供給され、画像形成処理やトナー吐き出しに必要なトナーが現像器１６６内に貯留される。

〔現像部〕
プリントエンジン１０は、現像部として、光学部９により読み取られた画像を処理した画像データに基づいて、画像形成ユニット１５０〜１５６を動作して画像形成処理を実行する。

具体的には、画像形成ユニット１５０において、まず帯電部１６２が感光体ドラム１６０の表面を帯電させる。次に、露光部１６４が画像データに基づいて感光体ドラム１６０の表面にレーザ光をそれぞれ照射する。これにより感光体ドラム１６０の表面には静電潜像が形成される。
そして、現像器１６６と感光体ドラム１６０との間に現像バイアス電圧が印加されることにより、現像器１６６のトナーが感光体ドラム１６０に形成された静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１６０の表面には、トナー像が現像される。
画像形成ユニット１５２〜１５６においても、画像形成ユニット１５０と同様の画像形成処理が実行される。

転写部１１は、無端状の転写ベルト１７４を一方向（図１中の反時計回り方向）に周回させて用紙を搬送しつつ、その転写面に各色のトナー像を転写させる。転写ベルト１７４は駆動ローラ１７０及び従動ローラ１７２に跨って配置されており、その外周における上面が４つの画像形成ユニット１５０〜１５６の各感光体ドラム１６０の周面に接している。

また、転写ベルト１７４の内周側には、各感光体ドラム１６０に対応して４つの転写ローラ１７６が設置されており、転写ベルト１７４は、各転写ローラ１７６と各感光体ドラム１６０との間で挟み付けられている。用紙搬送部６から搬送されてきた用紙は、転写ベルト１７４上に静電吸着された状態で下流側（図１中の左方向）へ搬送され、この搬送過程で用紙の転写面に対して各色別のトナー像が転写される。
クリーニング部１６８は、転写後の各感光体ドラム１６０の表面に残留したトナーを除去する。

画像形成装置１は、用紙に転写された未定着のトナー像を定着させる定着部１２を備えている。定着部１２は、転写部１１にて未定着トナー像を担持した用紙を加熱・加圧し、トナー像を定着させる。

画像形成装置１は、トナー像が定着した後の用紙を排紙又は両面印刷するために搬送する排紙・分岐部１３と、排紙・分岐部１３により排紙された用紙が載置される排紙トレイ１４を備えている。排紙・分岐部１３は、両面印刷を行わない場合（片面印刷の場合）、定着部１２から搬送された用紙は排紙・分岐部１３からそのまま排紙トレイ１４に排出する。

画像形成装置１は、両面印刷するために排紙・分岐部１３から搬送された用紙を再度、転写部１１へ搬送する両面印刷用ユニット２０を備えている。両面印刷用ユニット２０は、両面印刷を行う場合、定着部１２から搬送された用紙が、排紙・分岐部１３を通って送られてくると、内部に備えられた用紙反転装置３０により搬送方向を切り替えて、ここから再度、用紙搬送部６及びレジストローラ７を介して転写部１１へと送る機能を有する。

用紙反転装置３０は、スイッチバック機構６０及びシフト機構７０を備えている。スイッチバック機構６０は、用紙の搬送方向を反転させるためのものである。またシフト機構７０は、用紙の幅方向への位置ずれを補正するためのものである。シフト機構７０よりも用紙搬送方向でみて上流位置には、用紙の幅方向への位置ずれを検知するためのセンサ３１が設けられている。

用紙反転装置３０への進入方向でみて、スイッチバック機構６０のさらに下流側には中間トレイ２１が設置されている。この中間トレイ２１には、一方の面に印刷がされた用紙が一時的に収容される。スイッチバック機構６０は、用紙を中間トレイ２１に一旦収容した後、これをスイッチバックさせてその搬送方向を切り替えるものである。

スイッチバックされた用紙は、シフト機構７０により位置補正がなされた後、これよりも搬送方向下流位置で下方へ潜り込むようにして反転される。そして用紙は、転写部１１及びプリントエンジン１０の下方で複数の搬送ローラ５３により右方へ送られた後、僅かに斜めに上昇しつつ用紙搬送部６に合流する。

これにより用紙は、先に印刷がされた方の面を下向きにした状態でプリントエンジン１０に送られ、用紙の両面に印刷が行われる。両面印刷がされた用紙は、デカール装置８０及び排紙・分岐部１３を通って排紙トレイ１４に排出される。あるいは、用紙は再度、用紙反転装置３０により反転された後、本体２の左側部分に沿って上方へ搬送され、排紙トレイ１４に排出される。

図２は、画像形成装置１の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。画像形成装置１はプログラムの命令にしたがって各種動作を実行する。

画像形成装置１は、その全体動作を制御するためのメイン制御部２００とともに、プリントエンジン１０の動作を制御するエンジン制御部３００を備えている。これら制御部２００，３００は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えた電子回路から構成されており、この電子回路が回路基板上に形成された状態で画像形成装置１に内蔵されている。メイン制御部２００とエンジン制御部３００とは、相互に通信を行いながら処理を実行する。

制御部２００，３００は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いて構成することができる。

原稿送り部８による原稿送り動作や、これに伴う光学部９での画像読取動作等は、メイン制御部２００により制御されている。また、プリントエンジン１０による画像の形成動作は、メイン制御部２００とは別に構成されたエンジン制御部３００によって制御されている。合わせて、上記のカセット式給紙部３からの給紙動作や用紙搬送部６による用紙搬送動作の他、レジストローラ７、転写部１１、定着部１２、排紙・分岐部１３及び両面印刷用ユニット２０における各動作もまたエンジン制御部３００により制御されている。

〔通知部・給紙要求部〕
メイン制御部２００は、用紙の印刷を行う際、エンジン制御部３００に対して用紙の収容元を示す収容元情報を通知する（通知部）。また、収容元情報を通知した後に、収容元情報に対応する収容元に収容された用紙に対する給紙の開始を要求する（給紙要求部）。
エンジン制御部３００は、カセット式給紙部３（給紙カセット４）に収容された用紙を用紙搬送部６に送り出し、送り出された用紙に対する印刷処理を行う。

メイン制御部２００には操作・表示部２０２や記憶部２０４が接続されている。図１には示されていないが、操作・表示部２０２は本体２の上面で、ユーザからみて原稿送り部８の手前側の位置に設けられている。操作・表示部２０２は操作キーの他にタッチ式パネルを有しており、その操作キーに対する操作の他、表示画面を通じてユーザのタッチ操作を受け付けたり、ジャムの発生を通知する文字情報等を表示したりすることができる。

記憶部２０４は、例えば記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）や大容量記憶装置（ハードディスク）等を有しており、光学部９にて読み取られた画像は、エンジン制御部３００に送信する前に、特定のデータ形式で記憶部２０４のバッファに一時的に記憶される。また、記憶部２０４には、印刷の対象となる用紙が収容された給紙カセット４に関する情報（収容元情報）や、印刷枚数等が記憶される。

〔記憶部〕
また本実施形態において、記憶部２０４にはカウンタ領域２０４ａが設けられている。カウンタ領域２０４ａには、印刷が行われた用紙の印刷枚数をカウントした値（カウント値）が用紙のサイズごとに格納されている。またカウンタ領域２０４ａには、印刷される画像のドット数を積算した値（ドットカウント値）が格納される。カウンタ領域２０４ａには、ドットカウント値に基づいて算出された印字率が格納されている。

本実施形態において、メイン制御部２００は、画像出力部２０８、基準値演算部２１０、トナー吐き出し判定部２１２及びトナー吐き出し要求部２１３を備えている。画像出力部２１０は、エンジン制御部３００からの要求に基づいて、記憶部２０４のバッファに一時的に記憶されている画像データの送信処理を行う部分である。

〔カウント部〕
基準値演算部（カウント部）２１０は、上記の印刷枚数、印字率（ドット数）、及びトナー消費量をそれぞれ演算（カウント）している。

印刷枚数は、印刷が行われた用紙の枚数を示しており、プリントエンジン１０による用紙に対する画像形成（印刷処理）が終了するとカウンタ領域２０４ａに記憶されたカウント値に対して例えば、「１」が加算される。印刷枚数は、用紙のサイズごとにカウント（加算）される。例えば、Ａ４サイズの用紙に対する印刷処理が終了すると、基準値演算部２１０は、カウンタ領域２０４ａに記憶されたＡ４サイズの用紙の印刷枚数（カウント値）に「１」を加算する。記憶部２０４のカウンタ領域２０４ａには、印刷毎に更新された印刷枚数が用紙のサイズごとに記憶されている。

印字率は、用紙の面積に対して印字が施される色（ドット）の割合である。この印字率は、例えば、感光体ドラム１６０にてトナー像が現像される領域（現像領域）を基準に算出される。この現像領域は、例えば、感光体ドラム１６０が対応可能な複数の用紙のサイズのうち、最も大きいサイズの用紙（Ａ３）に対応した領域を基準としている。また、利用頻度の高い用紙のサイズに対応した現像領域を基準にしてもよい。
また本実施形態において、印字率は、現像領域を複数の領域に区分した区分領域（エリア）を基準に算出される。以下では、「区分領域」を「エリア」と呼称する。

基準値演算部２１０は、印刷の対象となる画像データに基づいてドット数をカウントする。このドット数は、基準枚数に達するまで積算される。カウンタ領域２０４ａには、積算された値（ドットカウント値）が記憶される。また、基準値演算部２１０は、ドットカウント値と、上記の現像領域（面積）に基づいて印字率を算出する。算出された印字率は、カウンタ領域２０４ａに記憶される。

また本実施形態において、基準値演算部２１０は、ドット数を現像領域のエリアに分けてカウントしてもよい。カウントされたドット数は、エリア別にドットカウント値としてカウンタ領域２０４ａに記憶される。この場合、基準値演算部２１０は、エリア別の印字率を算出する。また、エリアごとに現像領域に供給されるトナーの消費量をマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの色別に算出する。

〔判定部〕
トナー吐き出し判定部（判定部）２１２は、カウンタ領域２０４ａに記憶された印刷枚数（カウント値）、及び、ドットカウント値（印字率）に基づいてトナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定する。

本実施形態において、トナーの吐き出しを実行するか否かの判断は、プリントエンジン１０によるトナー像の現像が行われる前に行う。より具体的には、メイン制御部２００からエンジン制御部３００に対して印刷開始コマンドを送信する前に行う。したがって、本実施形態では、例えば、ユーザにより印刷を開始するための操作が行われると、まず、トナー吐き出し判定部２１２による判定が行われる。

〔吐出し要求部〕
またトナー吐き出し要求部（吐出し要求部）２１３は、現像器１６６に貯留されたトナーを強制的に吐き出すことをエンジン制御部３００に要求する。具体的には、プリントエンジン１０によるトナー像の現像が行われる前に、現像器１６６内のトナーの強制的な吐き出し開始をエンジン制御部３００に対して要求する。この開始要求は、強制的な吐き出しを行うと判定された場合に行われる。
また、上記の開始要求は、例えば、メイン制御部２００からエンジン制御部３００に対して印刷開始コマンドを送信する際に行われる。

〔強制吐出し部〕
一方、エンジン制御部３００は、強制吐出し部として、トナーの吐き出し要求に応じて、プリントエンジン１０を作動させて、現像器１６６から感光体ドラム１６０に対して現像器１６６内のトナーの吐き出しを実行させる。この吐き出しは、用紙に転写されるトナー像の現像動作とは別の動作として、トナー像の非現像時に行われる。より具体的には、上記のトナー像が現像される前に行われる。

〔印刷処理〕
図３は、メイン制御部２００とエンジン制御部３００との間で行なわれる印刷処理のシーケンス図である。メイン制御部２００とエンジン制御部３００とは、相互に通信しながら一定のシーケンスに沿って画像形成動作（印刷動作）を制御する。例えば、原稿の複写を伴う画像処理では、原稿送り部８に原稿を載置した状態で、操作・表示部２０２のスタートキー（図示されていない）をユーザが押下すると、この操作に応じて以下の処理が行われる。

まず本実施形態では、上記の操作に応じて、トナー吐き出し判定部２１２では、カウンタ領域２０４ａに格納された用紙枚数及び印字率に基づいて現像器１６６から感光体ドラム１６０に対してトナーの吐き出しを実行させるか否かを判定する。判定が終了すると、メイン制御部２００は、以下の処理を行う。

ステップＳ２：メイン制御部２００はエンジン制御部３００に対して印刷開始前コマンドを送信する。この印刷開始前コマンドは、メイン制御部２００が通知部として、用紙の収容元を示す収容元情報を通知するものである。また印刷開始前コマンドでは、収容元情報の他にも、用紙のサイズや、解像度、印刷枚数等、用紙の給紙前に決定している情報を通知する。

またトナー吐き出し判定部２１２によりトナーの吐き出しを行うと判定された場合、トナー吐き出し要求部２１３は、印刷開始前コマンドとともに、用紙に転写されるトナー像の現像動作とは別の動作として、現像器に貯留されたトナーを強制的に吐き出すことを要求する。トナーの吐き出し要求に応じて、エンジン制御部３００は、プリントエンジン１０に対してトナーの吐き出しを実行させる。

ステップＳ４：メイン制御部２００は、エンジン制御部３００に対してエンジンスタートコマンドを送る。このコマンドに対して、エンジン制御部３００は、プリントエンジン１０や定着部１２等に対して印刷処理を行うためのスタートアップ動作を開始させる。

ステップＳ６：メイン制御部２００は、給紙要求部として、収容元情報を通知した後に、エンジン制御部３００に対して収容元に収容された用紙に対する給紙の開始を要求する（１次給紙要求）。これに対してエンジン制御部３００は、収容元情報に基づいて図１に示す３段の給紙カセット４の中から給紙の対象となる給紙カセット４を特定し、特定した給紙カセット４に収容されている用紙を用紙搬送部６に一枚ずつ送り出す。

送出された用紙は、用紙搬送部６を経由してレジストローラ７に向けて搬送される。そして、用紙の先端が一対のレジストローラ７のニップに挟まれた状態で用紙を待機させる。このとき、図示しないセンサが用紙を検知する。用紙を検知すると、エンジン制御部３００は、１次給紙が完了した旨のコマンドをメイン制御部２００へ送信する（ステップＳ８）。

ステップＳ１０：メイン制御部２００は、１次給紙が完了した旨のコマンドを受信すると、次に、２次給紙を開始する旨のコマンド（２次給紙要求）をエンジン制御部３００に送信する。エンジン制御部３００は、このコマンドを受信すると、レジストローラ７を正転させてプリントエンジン１０によるトナー像の現像動作と同期を計りながら、転写部１１に向けて用紙を送り出す。

プリントエンジン１０では、感光体ドラム１６０の表面に静電潜像を形成するとともに、形成された静電潜像に対してトナーを供給し、トナー像を現像する。現像されたトナー像は、転写部１１に搬送された用紙に転写される。また、トナーの吐き出し要求が行われている場合、プリントエンジン１０は、現像器１６６に対して、感光体ドラム１６０へのトナーの吐き出しを実行させる。トナー像が転写された用紙は、定着部１２に搬送される。
定着部１２では、用紙を加熱・加圧することによりトナー像を用紙に定着させる。トナー像が定着した用紙は、排紙トレイ１４に排紙される。転写後、転写ベルト１７４の表面に残留したトナーは、例えば、転写ベルト１７４の表面をクリーニングする図示しないクリーニング部材により除去される。

ステップＳ１２：エンジン制御部３００は、排紙トレイ１４に設けられた図示しないセンサが用紙を検知すると、排出が完了した旨の信号をメイン制御部２００に送信する。

上述した印刷処理の手順では、印刷給紙前コマンドを送信する際に、トナー吐き出し要求を行っている。これにより、メイン制御部２００は、エンジン制御部３００と同期しつつ、感光体ドラム１６０に対するトナーの吐き出しを実行させることができる。特にメイン制御部２００は、プリントエンジン１０によるトナー像の現像が実行される前にトナー吐き出し要求を行っているため、この要求を、２次給紙を開始する旨のコマンドに合わせて行う必要がない。このため、レジストローラ７で用紙を待機させるための機構（処理）が省略された構成であっても、現像器１６６内のトナーを強制的に吐き出すタイミングをプリントエンジン１０による印刷処理に同期させることができる。

図４は、現像器１６６内のトナーの吐き出し処理を説明するための図である。なお、図４では、感光体ドラム１６０に形成されたトナー像と、現像器１６６から感光体ドラム１６０に吐き出されたトナーとが感光体ドラム１６０の表面を展開された状態で示されている。また、図４中に示す白抜きの矢印は、感光体ドラム１６０の回転方向（副走査方向）を表している。

図４中（Ａ）：吐き出されたトナーは、副走査方向に沿って隣接する２つの現像領域Ａの間に転写されている。図４中（Ａ）では、現像領域Ａの主走査方向でみた幅全体に亘って吐き出されている。また、主走査方向に沿うトナーの吐き出し量は均一であり、細長の帯状をなしている。トナーの吐き出し量は、基準値演算部２１０により算出された印字率や印刷枚数に基づいて決定される。

具体的には、以下の式によりトナーの吐き出し量が決定される。
トナーの吐き出し量＝（基準印字率―積算印字率）×用紙の長さ×印刷枚数
なお「積算印字率」は、印刷毎にカウントされたドット数の積算値（ドットカウント値）及び現像領域Ａの面積に基づいて算出したものである。また「基準印字率」は、本実施形態において、トナー吐き出し判定部２１２による判定の基準となるものである。

図４中（Ｂ）：また、プリントエンジン１０では、トナーの強制的な吐き出しを部分的に行うことも可能である。図４中（Ｂ）では、現像領域Ａのエリア別にカウントされたドットカウント値（印字率）に基づいて、トナーの吐き出しが行われたエリアと行われないエリアとが存在する。また、トナーの吐き出しが行われたエリアについては、基準値演算部２１２により算出されたトナーの吐き出し量によって、副走査方向の長さがエリアごとに異なっている。

エリア別のトナーの吐き出し量は、具体的に、以下の式により求められる。
トナーの吐き出し量＝（基準印字率―エリア別の積算印字率）×用紙の長さ×吐き出し係数×印刷枚数

図５は、現像領域Ａの各エリアを概念的に示す図である。図４中（Ｂ）に示すように、プリントエンジン１０は、感光体ドラム１６０に対してトナーの強制的な吐き出しを部分的（エリア別）に実行させることができる。

図５には、特定サイズの用紙Ｐと、これに対応する現像領域Ａが示されている。現像領域Ａは、その幅Ｗ１が複数のエリアに区分されている。各エリアに対するトナーの吐き出し処理に関しては、記憶部２０４のカウンタ領域２０４ａに格納された印刷枚数及び印字率に基づいて行われる。

各エリアの幅Ｗ３〜Ｗ８は、均一である必要はない。図５に示されるように、現像領域Ａの幅方向でみた両端側のエリアは、その幅Ｗ３，Ｗ８が中央付近におけるエリアの幅Ｗ４〜Ｗ７よりも狭い。このように、現像領域Ａの全体的な幅Ｗ１を可変にすることで、印刷に用いられる用紙Ｐのサイズに応じて細やかな吐き出し処理を行うことができる。

すなわち、現像領域Ａの両端側のエリアにおける幅Ｗ３，Ｗ８を狭くすることで、トナーの吐き出し量を抑制することができる。例えば、両端側のエリアに対するトナーの供給がほとんど行われていない場合、これらのエリアに対する印字率が基準印字率を超えることはない。この場合、両端側のエリアに対するトナーの吐き出しが頻繁に行われてしまう。これに対して、幅Ｗ３，Ｗ８をある程度狭くしておけば、それだけトナーの吐き出し量を抑制することができる。

また、本実施形態では上記のように、複数の用紙について印刷を行った結果、一部のエリアについて印字が行われていない場合、そのエリアに対するトナーの吐き出しを制限することができる。

〔判定手順〕
図６は、トナー吐き出し判定部２１２による判定手順を説明するためのフローチャートである。また、図７は、小サイズモードにおける判定手順を説明するためのフローチャートである。この判定手順は、メイン制御部２００からエンジン制御部３００に対して印刷開始コマンドが送信される前に行われる。より具体的には、ユーザにより印刷を開始するための操作が行われることにより開始される。

ステップＳ１００：メイン制御部２００のトナー吐き出し判定部２１２は、カウンタ領域２０４ａを参照する。このとき、トナー吐き出し判定部２１２は、印刷の対象となる用紙のサイズに対応する印刷枚数が基準枚数に達しているか否かを判断する。印刷枚数が基準枚数に達していない場合（Ｎｏ）、トナー吐き出し判定部２１２は、トナーの吐き出しを行わないものと判定する（ステップＳ１０２）。この場合、メイン制御部２００は、印刷処理が完了した後に、カウンタ値を「１」加算し（ステップＳ１０４）、この処理を終了（Ｅｎｄ）する。

ステップＳ１０６：トナー吐き出し判定部２１２は、印刷の対象となる用紙のサイズに対応する印刷枚数が基準枚数に達している場合（ステップＳ１００「Ｙｅｓ」）、次に各エリアの印字率が基準（基準印字率）以上か否かを判断する。この判断は、エリアごとに行われる。なお、基準印字率と比較される印字率は、基準値演算部２１０により印刷毎に算出されたドット数の積算値（ドットカウント値）により求められたものである。

ステップＳ１０８：印字率が基準を超えている場合（ステップＳ１０６「Ｙｅｓ」）、トナー吐き出し判定部２１２は、トナーの吐き出しを行わないものと判定する。この場合、各用紙のサイズに対応してカウンタ領域２０４ａに記憶されたカウント値及びエリア別のドットカウント値を全てクリア（ステップＳ１１０）して、この処理を終了（Ｅｎｄ）する。

ステップＳ１１２：一方、印字率が基準を下回っていた場合（ステップＳ１０６「Ｎｏ」）、次に、印刷の対象となる用紙よりも大きいサイズの用紙に対応する印刷枚数が積算（記憶）されているか否かを判断する。

大きいサイズの用紙に対応する印刷枚数が積算されていない場合（Ｎｏ）、すなわち、カウント値が「０」の場合、トナー吐き出し判定部２１２は、トナーの吐き出しを行うと判定する（ステップＳ１１４）。このとき、トナー吐き出し要求部２１３は、エンジン制御部３００に対してトナーの吐き出し要求を行う。

また基準値演算部２１０は、各用紙のサイズに対応してカウンタ領域２０４ａに記憶されたカウント値及びエリア別のドットカウント値を全てクリア（ステップＳ１１０）して、この処理を終了（Ｅｎｄ）する。

ステップＳ１１６：トナー吐き出し判定部２１２は、大きいサイズの用紙に関するカウント値が積算されている場合（ステップＳ１１２「Ｙｅｓ」）、トナーの吐き出しを行わないと判定する。このとき、トナー吐き出し判定部２１２は、小サイズモードによる判定処理を実行する（ステップＳ１１８）。
小サイズモードとは、印刷枚数が基準枚数に達した用紙のサイズを基準にトナーの吐き出しを行うか否かを判定するモードをいう。以下、図７を参照して小サイズモードによる判定手順を説明する。

ステップＳ２００：トナー吐き出し判定部２１２は、新たに印刷の対象となる用紙が基準となる用紙のサイズ（小サイズ）か否かを判断する。小サイズ用紙の場合（Ｙｅｓ）、トナー吐き出し判定部２１２は、トナーの吐き出しを行わないと判定する（ステップＳ２０２）。トナー吐き出し判定部２１２は、その後に印刷される用紙のサイズについても、この小サイズ用紙を基準に判断する。

一方、小サイズ用紙の印刷でない場合（ステップ２００「Ｎｏ」）、トナー吐き出し判定部２１２は、トナーの吐き出しを行うと判定する。このときトナー吐き出し要求部２１３は、エンジン制御部３００に対してトナーの吐き出しを要求する。エンジン制御部３００は、プリントエンジン１０に対して、印刷対象となる用紙に対応するトナー像の現像を行う前に現像器１６６内のトナーの強制的な吐き出しを実行させて、図６中に示すステップＳ１１８に復帰（リターン）する。

このように、本実施形態の画像形成装置１によれば、印刷対象となる用紙が給紙カセット４から送り出される前にトナーの強制的な吐き出し要求が行われる。これより、トナー像が現像される前に、現像器１６６内のトナーを感光体ドラム１６０に向けて吐き出すことができる。このため、現像器１６６内のトナーを感光体ドラム１６０に対して強制的に吐き出すタイミングと、印刷処理によりタイミングとを相互に同期させつつも、印字薄を解消することができる。

また本実施形態の画像形成装置１によれば、例えば感光体ドラム１６０がＡ３サイズの用紙に対応するトナー像の現像領域を有している場合、Ａ４サイズの用紙を中心に印刷を行っている間は、上記現像領域の外側の領域に対してトナーの強制的な吐き出しが行われないため、トナーの無駄な吐き出しを抑制することができる。

また特定サイズ（Ａ４）の用紙に対して印刷を継続的に行う過程で、これよりも大きいサイズ（Ａ３）の用紙が印刷対象となった場合は、上記の外側の領域に対してもトナーの強制的な吐き出しが行われるため、印字薄を確実に防止することができる。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、判定手順について、記憶部２０４のカウンタ領域２０４ａに格納された用紙サイズごとの印刷枚数に基づいて小サイズモードに切り替えていたが、ユーザの操作によって切り替えてもよい。
また、図６の判定手順において、特定サイズの用紙を中心に印刷を繰り返し行う過程で、特定サイズの幅のエリアの印字率が基準値よりも下回っている場合は、そのエリアに対してトナーの強制的な吐き出しを行うと判定してもよい。

１ 画像形成装置
１０ プリントエンジン（現像部）
１６０ 感光体ドラム（像担持体）
１６６ 現像器
２００ メイン制御部
２０４ 記憶部
２１０ 基準値演算部（カウント部）
２１２ トナー吐き出し判定部（判定部）
２１３ トナー吐き出し要求部（吐き出し要求部）
３００ エンジン制御部（強制吐出し部）

Claims (7)

1. 収容元の用紙を給紙して搬送する給紙搬送部と、
   前記用紙が搬送される過程で、現像器に貯留されたトナーを像担持体に供給してトナー像を現像する現像部と、
   前記給紙搬送による、前記用紙の搬送動作、及び、前記現像部による前記トナーの供給動作を制御するエンジン制御部と、
   前記エンジン制御部に対して前記用紙への印刷処理を要求するメイン制御部とを備え、
   前記メイン制御部は、
   前記印刷処理を要求するとき、前記用紙の収容元を示す収容元情報を前記エンジン制御部に通知する通知部と、
   前記通知部による前記収容元情報の通知とともに、前記現像器に貯留された前記トナーを前記像担持体に強制的に吐き出すことを前記エンジン制御部に要求する吐出し要求部と、
   前記トナーを強制的に吐き出すことの要求後に、前記収容元情報に対応する前記収容元に収容された前記用紙に対する給紙の開始を前記エンジン制御部に要求する給紙要求部と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記エンジン制御部は、
   前記吐き出し要求に対して、前記現像部により前記トナー像が現像される前に、前記現像器に貯留された前記トナーを強制的に吐き出す強制吐出し部
   を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記メイン制御部は、
   印刷の対象となる用紙の印刷枚数、及び、印刷毎の印字率をそれぞれカウントするカウント部と、
   前記カウント部によりカウントされた前記印刷枚数及び前記印字率を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記印刷枚数、及び、前記印字率に基づいて前記トナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定する判定部とをさらに有し、
   前記吐出し要求部は、
   前記判定部により前記トナーの強制的な吐き出しを行うと判定された場合、前記吐き出し要求を行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記カウント部は、
   前記像担持体にて前記トナー像が現像される現像領域の主走査方向に沿う幅を複数に区分した区分領域ごとに前記印字率をカウントしており、
   前記判定部は、
   前記区分領域ごとに前記トナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
   前記カウント部は、
   前記用紙のサイズごとに前記印刷枚数をカウントしており、
   前記判定部は、
   新たに印刷の対象となる用紙について、この用紙のサイズに対応して前記記憶部に記憶された前記印刷枚数が基準枚数に達しており、かつ、前記印刷の対象となる前記用紙よりも大きいサイズの用紙に対応する前記印刷枚数が前記記憶部に記憶されている場合、前記トナーの強制的な吐き出しを行わないと判定することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記判定部は、
   前記トナーの強制的な吐き出しを行わないと判定した場合、前記印刷枚数が基準枚数に達した用紙のサイズを基準にして、前記トナーの強制的な吐き出しを行うか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記判定部は、
   新たに印刷の対象となる用紙が前記基準となる前記用紙のサイズよりも大きい場合、前記トナーの強制的な吐き出しを行うと判定することを特徴とする画像形成装置。

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