JP2016105144A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の劣化を抑制することで、画質の低下を抑えることができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部と、現像剤収容部内のトナーを感光体に供給する現像ローラと、トナー収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、現像ローラの累積回転数Ｎ、および、使用量取得部が取得したトナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄに基づいて、感光体の周速に対する現像ローラの周速である周速比を設定する周速比制御を実行する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、感光体と現像ローラを備える画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラムに関する。

従来、画像形成装置において、現像剤収容部に収容されている現像剤を、現像ローラを用いて感光体に供給するように構成されたものがある。このような画像形成装置においては、現像剤の消費が少ない印字を続けた場合、現像剤収容部内の現像剤の減り方は遅いが、現像ローラの回転等により現像剤収容部内の現像剤は劣化が進んでいくため、画質が悪くなっていくおそれがある。

これに対し、例えば特許文献１で開示されている画像形成装置は、単位時間当たりの現像剤の消費量が閾値以下の場合に、通常モードから、通常モードよりも印字を行っていないときの現像剤の撹拌時間を少なくする低出力量モードに切り替えるように構成されている。これにより、現像剤の劣化を防止することで、画質の低下を抑制できるようになっている。

特開２０１１−７５９１０号公報

しかしながら、上述した技術では、単位時間当たりの現像剤の消費量に応じて印字を行っていないときの動作を切り替えるものであるため、現像剤の劣化に対して得られる効果が少なかった。

そこで、本発明は、より現像剤の劣化を抑制することで、画質の低下を抑えることができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、感光体と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を感光体に供給する現像ローラと、現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、制御部と、を備える。
そして、制御部は、現像ローラの累積回転数、および、使用量取得部が取得した使用量に基づいて、感光体の周速に対する現像ローラの周速である周速比を設定する周速比制御を実行する。

このように構成された画像形成装置によれば、現像剤の使用量に対応して、現像ローラの累積回転数に伴う現像剤の劣化を調整するために感光体と現像ローラの周速比を変えるので、現像剤の劣化を抑制することができる。

前記した画像形成装置において、制御部は、前記累積回転数が第１回転数以上である場合に、周速比制御を実行することが望ましい。

これによれば、現像ローラの累積回転数が第１回転数となるまでは、画質を優先した制御をすることができる。

そして、この場合、制御部は、周速比制御において、前記累積回転数が第２回転数増加する毎に、前記周速比を設定することが望ましい。

これによれば、現像剤の使用状況に応じて感光体と現像ローラの周速比を変更することができる。

前記した画像形成装置において、制御部は、周速比制御において、前記使用量が少ないほど、前記周速比を小さくするように構成されていていることが望ましい。

これによれば、現像剤収容部内の現像剤の使用量が少ないほど、感光体が１回転する間の現像ローラの回転数が少なくなるため、現像剤の劣化を抑え、より多くの印字を行うことができる。

前記した画像形成装置において、制御部は、周速比制御において、前記累積回転数が所定の上限値に達する前に、前記使用量が目標使用量以上となるように、前記周速比を設定することが望ましい。

これによれば、現像剤の交換時期までに現像剤を目標使用量以上になるまで使うことができるため、より多くの印字を行うことができる。

前記した画像形成装置において、制御部は、周速比制御において、前記周速比を所定の下限値以上に設定することが望ましい。

これによれば、感光体と現像ローラの周速比を変更しても、画質を確保して画像形成をすることができる。

前記した画像形成装置において、使用量取得部は、シートに形成される現像剤像の累積ドット数に基づいた値を前記使用量として取得する構成とすることができる。

前記した画像形成装置において、使用量取得部は、現像剤収容部に光を出射する発光素子と、発光素子から出射されて現像剤収容部内を通った光を検出する受光素子と、を有し、受光素子の検出結果に基づいた値を前記使用量として取得する構成としてもよい。

前記した画像形成装置が、現像剤が新品に交換されたことを検知する検知部を備えている場合、制御部は、検知部が、現像剤が新品に交換されたことを検知したとき、前記累積回転数および前記使用量をリセットするように構成されていてもよい。

前記した画像形成装置は、感光体を駆動する第１駆動源と、第１駆動源と別個に設けられ、現像ローラを駆動する第２駆動源と、を備えることが望ましい。

これによれば、簡単な構成で、感光体と現像ローラの周速比を変更することができる。

前記した画像形成装置が、内部に前記現像剤収容部を有する現像カートリッジを備えている場合、現像ローラは、現像カートリッジに保持されていることが望ましい。

これによれば、現像ローラも現像剤と一緒に交換されるが、周速比制御を実行することで、現像ローラの劣化を抑えることができるため、より多くの現像剤を使用することができる。

前記した画像形成装置において、制御部が、外部入力に基づいて、第１モードと、第１モードに比較して画質よりも現像剤の寿命を優先する第２モードとを選択するモード設定制御を実行する場合、制御部は、第２モードが選択されている場合に、前記周速比制御を実行することが望ましい。

これによれば、画質を優先する第１モードでは周速比制御が行われないので、第１モードでは高画質の画像形成が可能である。

前記した画像形成装置において、制御部は、第２モードが選択されている場合に、前記累積回転数によって定まる基準使用量よりも前記使用量が多ければ、第１モードよりも現像剤の使用量を減らして画像形成を行うように構成してもよい。

これによれば、現像剤が劣化する前に現像剤を十分に使用できる状況では、現像剤を節約して画像形成することができるので、現像剤の交換時期を延ばすことができる。

前記した画像形成装置が、現像ローラと、現像ローラに対応する現像剤収容部とを複数組備え、第２駆動源は、複数の前記現像ローラを駆動するように設けられている場合、制御部は、複数の現像剤収容部のうち、前記累積回転数に対する前記使用量が最も小さい現像剤収容部の前記使用量に基づいて、前記周速比を設定することが望ましい。

これによれば、複数の現像剤収容部において、現像剤が劣化する前に、より多くの現像剤を使用することができる。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置の制御方法は、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部から供給された現像剤を担持する現像ローラと、現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、を備える画像形成装置の制御方法であって、使用量取得部から前記使用量を取得し、現像ローラの累積回転数および前記使用量に基づいて、感光体の周速に対する現像ローラの周速である周速比を設定する。

前記した目的を達成するため、本発明のプログラムは、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部から供給された現像剤を担持する現像ローラと、現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、を備えた画像形成装置を制御するコンピュータに適用されるプログラムであって、コンピュータに、使用量取得部から前記使用量を取得し、現像ローラの累積回転数および前記使用量に基づいて、感光体の周速に対する現像ローラの周速である周速比を設定する処理を実行させる。

本発明によれば、現像剤の使用量に対応して、現像ローラの累積回転数に伴う現像剤の劣化を調整するために、感光体と現像ローラの周速比を変えるので、現像剤の劣化を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 第１モータと、第２モータと、制御部の構成とを示す図である。 現像ローラの累積回転数およびトナーの使用量と周速比の関係を示すマップである。 制御部の制御動作を示すフローチャートである。 制御部の制御動作を示すフローチャートである。 変形例における使用量取得部の構成を示す図である。

以下、発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、実施形態に係る画像形成装置の概略構成について説明し、その後、ベルト周辺の詳細な構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の左側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の右側を「後」とし、図１の紙面手前側を「右」とし、図１の紙面奥側を「左」とし、図１の上下を「上下」とする。

図１に示すように、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１は、本体筐体２内に、給紙部３と、画像形成部４とを主に備えている。
本体筐体２は、上部に開口を有する箱状の本体フレーム２１と、本体フレーム２１の上側に設けられ、図示しない後側の回動軸を中心として上下に回動することで本体フレーム２１の開口を開閉するアッパーカバー２２とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、シートの一例としての用紙Ｓを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｓを画像形成部４に供給する供給機構３２とを主に備えている。給紙部３は、給紙トレイ３１内の用紙Ｓを供給機構３２により１枚ずつ分離して画像形成部４の後述する搬送ベルト７３上に供給する。

画像形成部４は、４つの露光ユニット５と、４つのプロセスカートリッジ６と、転写ユニット７と、定着装置８とを主に備えて構成されている。

露光ユニット５は、感光体ドラム５１の上方に対向して配置され、その下端に左右に配列された図示しない複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。露光ユニット５は、画像データに基づいてＬＥＤを明滅させることで、プロセスカートリッジ６が備える感光体ドラム５１の表面を露光する。また、露光ユニット５は、保持部２４を介してアッパーカバー２２に保持され、アッパーカバー２２を開くことでアッパーカバー２２とともに移動して感光体ドラム５１から離間する。

プロセスカートリッジ６は、アッパーカバー２２と給紙トレイ３１との間で前後に並んで配置され、アッパーカバー２２が開かれた状態において本体フレーム２１に対し着脱可能となっている。各プロセスカートリッジ６は、ドラムユニット６Ａと、現像カートリッジ６Ｂとを備えている。

ドラムユニット６Ａは、感光体の一例としての感光体ドラム５１と、帯電器５２とを主に有している。
現像カートリッジ６Ｂは、ドラムユニット６Ａに対して着脱可能に構成されており、現像ローラ６１と、供給ローラ６２と、層厚規制ブレード６３と、現像剤の一例としてのトナーを収容する現像剤収容部の一例としてのトナー収容部６４とを主に有している。つまり、カラープリンタ１は、現像ローラ６１と、この現像ローラ６１に対応するトナー収容部６４とを複数組備えている。この現像カートリッジ６Ｂでは、トナー収容部６４内のトナーが、供給ローラ６２によって現像ローラ６１に供給され、現像ローラ６１と層厚規制ブレード６３との間で一定の厚さに規制された上で現像ローラ６１上に担持される。

転写ユニット７は、給紙トレイ３１とプロセスカートリッジ６との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、転写ローラ７４とを主に備えている。搬送ベルト７３は、複数の駆動ローラ７１と従動ローラ７２との間に架け渡され、その外側の面に各感光体ドラム５１が対向して配置されている。転写ローラ７４は、感光体ドラム５１に対応して４つ設けられ、対応する感光体ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟んで配置されている。

定着装置８は、プロセスカートリッジ６および転写ユニット７の後方に設けられ、加熱ローラ８１と、加圧ローラ８２とを主に備えている。

画像形成部４は、感光体ドラム５１の表面を、帯電器５２により帯電し、露光ユニット５により露光することで、感光体ドラム５１上に静電潜像を形成する。そして、現像ローラ６１に担持されたトナーが供給されることで、感光体ドラム５１は、その表面に、静電潜像が可視像化された現像剤像の一例としてのトナー像を担持する。その後、給紙部３から搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｓを、感光体ドラム５１と転写バイアスが印加された転写ローラ７４との間で搬送することで、転写ローラ７４が、感光体ドラム５１が担持するトナー像を用紙Ｓに転写する。そして、トナー像が転写された用紙Ｓを加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間で搬送することで、用紙Ｓにトナー像を熱定着する。

トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ９１や排出ローラ９２によってアッパーカバー２２の上面に設けられた排紙トレイ２３上に排出される。

このカラープリンタ１は、図２に示すように、交換検知センサ６５と、第１駆動源の一例としての第１モータＭ１と、第２駆動源の一例としての第２モータＭ２と、制御部１００とをさらに備えている。

第１モータＭ１は、４つの感光体ドラム５１を駆動するように設けられている。また、第２モータＭ２は、第１モータＭ１と別個に設けられ、４つの現像ローラ６１を駆動するように設けられている。

制御部１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを有し、予め用意されたプログラムに基づいて、第１モータＭ１と第２モータＭ２を制御するように構成されている。制御部１００は、前記したプログラムを実行することにより実現される、ドット数カウント部１１０と、回転数カウント部１２０と、リセット部１３０と、モード設定部１４０と、周速比制御部１５０と、画像形成制御部１６０と、記憶部１７０とを主に備えている。

ドット数カウント部１１０は、使用量取得部の一例であり、用紙Ｓに形成されるトナー像の累積ドット数をカウントし、そのカウント値を各トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄとして取得するように構成されている。また、ドット数カウント部１１０は、取得した各トナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄを、記憶部１７０に記憶させるようになっている。

回転数カウント部１２０は、各現像ローラ６１の累積回転数Ｎをカウントし、カウントした累積回転数Ｎを記憶部１７０に記憶させるように構成されている。

交換検知センサ６５は、各現像カートリッジ６Ｂに対応して設けられている。交換検知センサ６５は、トナーが新品に交換されたことを検知する検知部の一例である。

例えば、交換検知センサ６５は、現像カートリッジ６Ｂに設けられたＩＣチップ等の情報を読み取るように構成されていて、制御部１００は、交換検知センサ６５からの信号に基づいて、現像カートリッジ６Ｂが新品に交換されたか否かを判断してもよい。また、現像カートリッジ６Ｂが、本体筐体２に装着された際、新品のときの位置から不可逆的に移動する被検知部材を有している場合、交換検知センサ６５は、この被検知部材の位置を検知するように構成されていてもよい。

リセット部１３０は、交換検知センサ６５が、対応する現像カートリッジ６Ｂが新品に交換された、すなわち、トナーが交換されたことを検知したとき、その現像カートリッジ６Ｂに対応する現像ローラ６１の累積回転数Ｎおよびトナーの使用量Ｄをリセット、例えばゼロにするように構成されている。

モード設定部１４０は、外部入力に基づいて、第１モードと、第１モードに比較して画質よりもトナーの寿命を優先する第２モードとを選択するように構成されている。例えば、ユーザによって入力される印字ジョブに、第１モードで画像形成を行う、または第２モードで画像形成を行う等のデータが含まれていた場合に、モード設定部１４０は指定されたモードを選択する。また、カラープリンタ１に備えられた操作パネルやボタンを操作することにより、モード設定部１４０に第１モードで画像形成を行う、または第２モードで画像形成を行う等のデータを入力されるように構成される場合、モード設定部１４０は指定されたモードを選択する。

周速比制御部１５０は、感光体ドラム５１の周速ｒ１に対する現像ローラ６１の周速ｒ２の比ｒ２／ｒ１である周速比Ｒを設定するように構成されている。そして、周速比制御部１５０は、第１モータＭ１と第２モータＭ２を制御して、感光体ドラム５１と現像ローラ６１を設定した周速比Ｒとなるように回転させるように構成されている。

本実施形態において、周速比制御部１５０は、モード設定部１４０により第１モードが選択されている場合に、周速比Ｒを初期値である１．６に設定する。また、周速比制御部１５０は、モード設定部１４０により第２モードが選択されている場合に、記憶部１７０に記憶されている図３に示すマップから周速比Ｒを設定する。

図３のマップに示すように、周速比制御部１５０は、モード設定部１４０により第２モードが選択されている場合であって、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１未満である場合には、周速比Ｒを初期値である１．６に設定するようになっている。そして、周速比制御部１５０は、モード設定部１４０により第２モードが選択されている場合であって、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１以上である場合に、回転数カウント部１２０がカウントした現像ローラ６１の累積回転数Ｎと、ドット数カウント部１１０が取得したトナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄとに基づいて、周速比Ｒを１．１〜１．６の範囲で設定する周速比制御を実行するようになっている。

本実施形態においては、周速比Ｒを１．１〜１．６の範囲で設定した場合に、感光体ドラム５１の周速を一定とした状態で、現像ローラ６１の周速を変更するように構成されている。このように感光体ドラム５１の周速が一定であるため、印刷速度を一定に保った状態で現像ローラ６１の周速を下げ、トナーの劣化を抑えることができる。

なお、周速比Ｒの下限値は、一例として１．１である。周速比Ｒが小さいほど、現像ローラ６１から感光体ドラム５１に供給可能なトナーの量が減少するため、周速比Ｒが大きい場合と比較すると画質が低下する可能性がある。周速比Ｒの下限値は、画質を保証する最も小さい周速比であり、感光体ドラム５１の周速より大きい範囲である。具体的には、周速比制御部１５０は、周速比制御において、周速比Ｒを下限値である１．１以上に設定するようになっている。また、周速比Ｒの初期値である１．６は、所定の最大周速比である。

周速比制御部１５０は、周速比制御において、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄが少ないほど、周速比Ｒを小さくするようになっている。

なお、本実施形態においては、周速比制御部１５０は、４つのトナー収容部６４のうち、現像ローラ６１の累積回転数Ｎに対するトナーの使用量Ｄが最も小さいトナー収容部６４の使用量Ｄに基づいて、周速比Ｒを設定するように構成されている。具体的に、周速比制御部１５０は、４つの現像カートリッジ６Ｂそれぞれについてマップから周速比Ｒ（ｉ）を一旦取得し、そのうち最も小さい周速比Ｒ（ｉ）を周速比Ｒとして設定するように構成されている。ここで、ｉは、４つの現像カートリッジ６Ｂを用紙Ｓの搬送方向上流側から数えたときの順番に相当する。例えば、４つの現像カートリッジ６Ｂのうち用紙Ｓの搬送方向において最も上流側に配置されている現像カートリッジ６Ｂにについてマップから取得した周速比は、Ｒ（１）であり、最も下流側に配置されている現像カートリッジ６Ｂについてマップから取得した周速比は、Ｒ（４）である。

周速比制御において周速比制御部１５０が周速比Ｒを設定するタイミングは、印字動作を実行していないとき、より詳細には、印字ジョブを実行していないとき、つまり、印字ジョブを受信した後であって印字制御を開始する前、または、印字ジョブの終了後であり、印字動作中は、設定された周速比Ｒを維持する。また、周速比制御部１５０は、周速比制御において、前回周速比Ｒを設定してから現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第２回転数Ｎ２増加する毎に、印字ジョブを実行していないタイミングで周速比Ｒを設定するようになっている。

画像形成制御部１６０は、モード設定部１４０により第２モードが選択されている場合に、現像ローラ６１の累積回転数Ｎによって定まる基準使用量よりも４つのトナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄが多ければ、第１モードよりもトナーの使用量を減らして画像形成を行うように画像形成部４を制御する構成となっている。本実施形態では、画像形成制御部１６０は、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを変更することで、現像ローラ６１から感光体ドラム５１へ供給されるトナー量を変更し、画像形成を行うときに使用するトナーの量を調整するようになっている。

具体的に、画像形成制御部１６０は、第１モードが選択されている場合には、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１に設定する。また、画像形成制御部１６０は、第２モードが選択されている場合であって、４つのトナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄの現像ローラ６１の累積回転数Ｎに対する割合Ｄ／Ｎが基準使用量以下である場合、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１に設定する。そして、画像形成制御部１６０は、第２モードが選択されている場合であって、４つのトナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄの現像ローラ６１の累積回転数Ｎに対する割合Ｄ／Ｎが基準使用量より多い場合、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１より小さい第２バイアスＶＤ２に設定する。なお、基準使用量は、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１より少ないときは、ゼロであり、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１以上のときは、周速比制御において周速比Ｒが１．６に設定されるトナーの使用量Ｄの最低値であり、図３における周速比１．６と周速比１．５の境界線Ｌ１の傾きに相当する。

次に、制御部１００の制御動作について説明する。
制御部１００は、図４に示すように、印字ジョブを受信すると（Ｓ１）、第２モードが選択されているか否かを判定する（Ｓ２）。

ステップＳ２において、第２モードが選択されていない、すなわち、第１モードが選択されていると判定すると（Ｓ２，Ｎｏ）、制御部１００は、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒを、初期値に設定する（Ｓ３）。

一方、ステップＳ２において、第２モードが選択されていると判定すると（Ｓ２，Ｙｅｓ）、制御部１００は、記憶部１７０から各現像ローラ６１の累積回転数Ｎと各トナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄを取得する（Ｓ４）。そして、ステップＳ４の後、制御部１００は、ｉ＝１とし（Ｓ５）、該当する現像ローラ６１の累積回転数Ｎ（ｉ）が第１回転数Ｎ１以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

ステップＳ６において、該当する現像ローラ６１の累積回転数Ｎ（ｉ）が第１回転数Ｎ１以上でないと判定すると（Ｓ６，Ｎｏ）、制御部１００は、この現像ローラ６１に対応する周速比Ｒ（ｉ）を初期値に設定し（Ｓ７）、ｉをインクリメントする（Ｓ１０）。

一方、ステップＳ６において、１つの現像ローラ６１の累積回転数Ｎ（ｉ）が第１回転数以上であると判定すると（Ｓ６，Ｙｅｓ）、制御部１００は、いずれかの色で前回の周速比設定から第２回転数Ｎ２以上回転したか否かを判定する（Ｓ８）。

ステップＳ８において、いずれかの色で前回の周速比設定から第２回転数Ｎ２以上回転していると判定すると（Ｓ８，Ｙｅｓ）、制御部１００は、マップから周速比Ｒ（ｉ）を設定し（Ｓ９）、ｉをインクリメントする（Ｓ１０）。

一方、ステップＳ８において、いずれかの色で前回の周速比設定から第２回転数Ｎ２以上回転していないと判定すると（Ｓ８，Ｎｏ）、制御部１００は、設定されている周速比Ｒ（ｉ）を維持して、ステップＳ１０に進み、ｉをインクリメントする。

そして、制御部１００は、ステップＳ１０の後、ｉが５以上であるか否かを判定する（Ｓ１１）。

ステップＳ１１において、ｉが５以上でないと判定すると（Ｓ１１，Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ６に戻って、他の現像カートリッジ６Ｂについて周速比Ｒ（ｉ）を設定する。そして、ステップＳ１１において、ｉが５以上であると判定すると（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、制御部１００は、図５に示すように、周速比Ｒ（１），Ｒ（２），Ｒ（３），Ｒ（４）のうち最も小さいものを周速比Ｒとして設定する（Ｓ１２）。

そして、制御部１００は、４つのトナー収容部６４におけるトナーの使用量Ｄの現像ローラ６１の累積回転数Ｎに対する割合Ｄ／Ｎが、基準使用量より多いか否かを判定する（Ｓ１３）。

ステップＳ１３で、割合Ｄ／Ｎが基準使用量より多くないと判定すると（Ｓ１３，Ｎｏ）、制御部１００は、各現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１に設定する（Ｓ１４）。また、ステップＳ３で周速比Ｒを初期値に設定した後も、制御部１００は、ステップＳ１４に進み、各現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１に設定する。

一方、ステップＳ１３で、割合Ｄ／Ｎが基準使用量より多いと判定すると（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、制御部１００は、各現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第２バイアスＶＤ２に設定する（Ｓ１５）。

ステップＳ１４またはステップＳ１５において現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを設定した後、制御部１００は、設定した周速比Ｒと現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを用いて印字制御を実行する（Ｓ１６）。

ステップＳ１６で、１枚分の印字をすると、制御部１００は、印字ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ１７）。このとき、印字ジョブが終了したと判定すると（Ｓ１７，Ｙｅｓ）、制御部１００は制御を終了し、印字ジョブが終了していないと判定すると（Ｓ１７，Ｎｏ、ステップＳ１６に戻って印字制御を続行する。

以上のように構成されたカラープリンタ１の作用および効果について説明する。
第１モードを選択した場合、制御部１００は、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒを初期値の１．６に設定し、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第１バイアスＶＤ１に設定する。これにより、第１モードで印字がされると、高画質の印字をすることができる。

第２モードを選択した場合、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１となるまでは、制御部１００は、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒを１．６に設定し、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを第２バイアスＶＤ２に設定する。これにより、トナーの消費を抑えて印字をすることができる。

そして、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第１回転数Ｎ１以上となると、印字をしていないタイミングで、制御部１００が、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒを、現像ローラ６１の累積回転数Ｎとトナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄに基づいて設定する周速比制御を実行する。このように、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄに対応して、現像ローラ６１の累積回転数Ｎに伴うトナーの劣化を調整するために、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒを設定することで、トナーの劣化を抑制することができる。

また、周速比制御において、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄが少ないほど、周速比Ｒを小さくするので、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄが少ないほど、感光体ドラム５１が１回転する間の現像ローラ６１の回転数が少なくなる。そのため、トナーの劣化を抑えて、より多くの印字を行うことができる。

また、周速比制御は印字をしていないタイミングで実行されるので、印字中に周速比Ｒが変更されることで画質が劣化するのを抑えることができる。

そして、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第２回転数Ｎ２増えていく毎に、制御部１００が周速比制御を実行する。これにより、トナーの使用状況に応じて、周速比Ｒを適宜変更することができる。

また、本実施形態では、現像ローラ６１がトナー収容部６４を有する現像カートリッジ６Ｂに保持されているため、現像ローラ６１もトナーと一緒に交換されるが、周速比制御を実行することで、現像ローラ６１も劣化を抑えながらできる限り使用し続けることができる。

そして、本実施形態では、４つの感光体ドラム５１を駆動する第１モータＭ１と４つの現像ローラ６１を駆動する第２モータＭ２とが別個に設けられているので、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比の変更を簡単な構成で行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。なお、以下の説明において、前記実施形態と略同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、ドット数カウント部１１０が、用紙Ｓに形成されるトナー像の累積ドット数を、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄとして取得していたが、ドット数カウント部１１０は、カウントした累積ドット数とトナー像の濃度とを考慮した値等、累積ドット数とともにトナーの消費に影響するパラメータを考慮した値を、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄとして取得してもよい。

前記実施形態では、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄを取得する使用量取得部として、ドット数カウント部１１０を例示したが、使用量取得部はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、使用量取得部２００は、トナー収容部６４内のトナーＴの残量を検知するセンサであってもよい。

具体的には、現像カートリッジ６Ｂは、左右の側壁に、それぞれ透明な窓６６が設けられている。使用量取得部２００は、窓６６を通してトナー収容部６４に光を出射する発光素子２１０と、発光素子２１０から出射されてトナー収容部６４内を通った光を検出する受光素子２２０とを有し、受光素子２２０の検出結果に基づいた値をトナーの使用量Ｄとして取得するように構成されていてもよい。

前記実施形態では、制御部１００が、周速比制御において、前回周速比Ｒを設定したときから現像ローラ６１の累積回転数Ｎが第２回転数Ｎ２増加すると、周速比Ｒを設定していたが、周速比Ｒを設定しなおすタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、制御部１００は、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが、第１回転数Ｎ１に第２回転数Ｎ２の倍数を足した回転数を超える度に、周速比Ｒを設定してもよい。

前記実施形態では、感光体ドラム５１と現像ローラ６１の周速比Ｒの所定の上限値を１．６、所定の下限値を１．１とし、周速比制御において、周速比Ｒを１．１〜１．６の間で変更していたが、周速比Ｒの値はこれに限定されず、使用する感光体ドラム、現像ローラおよびトナー等の性質に合わせて適宜変更するとよい。

前記実施形態では、画像形成制御部１６０が、現像ローラ６１に印加するバイアスＶＤを小さくすることで、第１モードよりもトナーの使用量を減らして画像形成を行うようにしていたが、画像形成制御部１６０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成制御部１６０は、第１モードよりもトナーの使用量を減らして画像形成を行うために、露光ユニット５の露光パワーを小さくしたり、ディザの生成パターンを変更したりしてもよい。

前記実施形態では、周速比制御部１５０は、マップから周速比Ｒを設定していたが、周速比制御部１５０は計算により周速比Ｒを設定してもよい。一例として、周速比Ｒは、以下の式から求められる。

ただし、ＲＡは、周速比Ｒの初期値である。

この場合、周速比制御部１５０は、現像カートリッジ６Ｂの累積回転数Ｎが所定の上限値Ｎ_ＭＡＸに達する前に、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄが目標使用量ＤＴ以上となるように、周速比Ｒを設定するのが望ましい。これにより、現像ローラ６１の累積回転数Ｎが所定の上限値Ｎ_ＭＡＸに達するとき、すなわち、トナーの交換時期までに、トナー収容部６４内のトナーの使用量Ｄが目標使用量ＤＴ以上になるまでトナーを使うことができる。

前記実施形態では、本発明を、現像ローラ６１とトナー収容部６４を複数組備えたカラープリンタ１に適用したが、本発明は、例えば、現像ローラ６１とトナー収容部６４を１つずつ備えたモノクロのレーザプリンタに適用してもよい。

１ カラープリンタ
６Ｂ 現像カートリッジ
５１ 感光体ドラム
６１ 現像ローラ
６４ トナー収容部
６５ 交換検知センサ
１００ 制御部
１１０ ドット数カウント部
Ｍ１ 第１モータ
Ｍ２ 第２モータ
Ｓ 用紙

Claims (16)

1. 感光体と、
   現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部内の現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと、
   前記現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、
   前記現像ローラの累積回転数、および、前記使用量取得部が取得した前記使用量に基づいて、前記感光体の周速に対する前記現像ローラの周速である周速比を設定する周速比制御を実行する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記累積回転数が第１回転数以上である場合に、前記周速比制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記周速比制御において、前記累積回転数が第２回転数増加する毎に、前記周速比を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記周速比制御において、前記使用量が少ないほど、前記周速比を小さくすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記周速比制御において、前記累積回転数が所定の上限値に達する前に、前記使用量が目標使用量以上となるように、前記周速比を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記周速比制御において、前記周速比を所定の下限値以上に設定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記使用量取得部は、シートに形成される現像剤像の累積ドット数に基づいた値を前記使用量として取得することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記使用量取得部は、前記現像剤収容部に光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射されて前記現像剤収容部内を通った光を検出する受光素子と、を有し、前記受光素子の検出結果に基づいた値を前記使用量として取得することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 現像剤が新品に交換されたことを検知する検知部を備え、
   前記制御部は、前記検知部が、現像剤が新品に交換されたことを検知したとき、前記累積回転数および前記使用量をリセットすることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記感光体を駆動する第１駆動源と、
    前記第１駆動源と別個に設けられ、前記現像ローラを駆動する第２駆動源と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 内部に前記現像剤収容部を有する現像カートリッジを備え、
    前記現像ローラは、前記現像カートリッジに保持されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、外部入力に基づいて、第１モードと、前記第１モードに比較して画質よりも現像剤の寿命を優先する第２モードとを選択するモード設定制御を実行し、
    前記制御部は、前記第２モードが選択されている場合に、前記周速比制御を実行することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記第２モードが選択されている場合に、前記累積回転数によって定まる基準使用量よりも前記使用量が多ければ、前記第１モードよりも現像剤の使用量を減らして画像形成を行うことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記現像ローラと、前記現像ローラに対応する前記現像剤収容部とを複数組備え、
    前記第２駆動源は、複数の前記現像ローラを駆動するように設けられ、
    前記制御部は、複数の前記現像剤収容部のうち、前記累積回転数に対する前記使用量が最も小さい現像剤収容部の前記使用量に基づいて、前記周速比を設定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
15. 現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から供給された現像剤を担持する現像ローラと、前記現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
    前記使用量取得部から前記使用量を取得し、前記現像ローラの累積回転数および前記使用量に基づいて、前記感光体の周速に対する前記現像ローラの周速である周速比を設定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
16. 現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から供給された現像剤を担持する現像ローラと、前記現像剤収容部内の現像剤の使用量を取得する使用量取得部と、を備えた画像形成装置を制御するコンピュータに適用されるプログラムであって、前記コンピュータに、
    前記使用量取得部から前記使用量を取得し、前記現像ローラの累積回転数および前記使用量に基づいて、前記感光体の周速に対する前記現像ローラの周速である周速比を設定する処理を実行させることを特徴とするプログラム。

Images