JP2020013028A - 画像形成装置および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対する物理的ストレスを強めることなく、雨だれの発生を防止または抑制できる画像形成装置および制御プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置１００は、画像形成部１３０、光学式センサー部１６２、転写残トナー量算出部２０１、および現像剤回収量管理部１６１，２０３を有する。光学式センサー部は、画像形成部の転写部による用紙へのトナー画像の転写後に画像形成部の感光体ドラムの表面上の転写残トナーを光学的に検知する。転写残トナー量算出部は、感光体ドラムの表面上に、感光体ドラムの移動方向に直交する幅方向について区分された複数の部分において、光学式センサー部の検知結果および印刷画像データに基づいて、感光体ドラムの表面上の各々の部分の転写残トナー量を算出する。現像剤回収量管理部は、算出した各々の部分における転写残トナー量に基づいて、部分ごとに現像剤回収量を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置および制御プログラムに関する。

トナー量の多い画像に対しても安定して高品質の画像を出力できる画像形成装置が望まれている。トナー量の多い画像が連続して印刷される場合、感光体ドラムや２次転写ベルトなどの像担持体に付着するトナーや外添剤の量が増加し、それにつれて、転写部の後段に位置するクリーニング部に到達するトナーや外添剤の量も増加する。

この場合、トナーの多くはクリーニング部によって回収されるが、外添剤はクリーニング部をすり抜けて像担持体上に固着し、凝集体を形成しやすくなる。さらに、凝集体を核にして現像剤成分が徐々に像担持体上に堆積していくことで像担持体の回転方向に堆積物が成長していく。その結果、露光部から照射された光が像担持体上の堆積物により遮断され、静電潜像の形成が妨げられることにより、黒であるべき画像の部分が白く抜ける現象、いわゆる「雨だれ」が生じうる。

これに関連して、雨だれを低減することを目的とした技術が知られている（たとえば、下記特許文献１を参照）。特許文献１には、画像データの黒字率をカウントする黒字率カウンターを備え、黒字率カウンターの黒字率の高／低に応じて、感光体ドラムに対する研磨ブレードの接触圧力の高／低を、感光体ドラムの回転軸方向に対して一律に制御することが開示されている。

また、下記特許文献２には、特許文献１の技術のように研磨ブレードの接触圧力を制御する代わりに、バイアス電圧を感光体ドラムに印加し、感光体ドラム上のトナーによる静電的な吸引力を弱め、トナーを感光体ドラムから容易に除去する技術が開示されている。特許文献２の技術では、感光体ドラムの回転軸方向（幅方向）について区分された複数の領域を感光体ドラムの表面上に設定し、領域ごとのトナー量に関する情報として表面電位を検出し、表面電位からクリーニング部材に必要なバイアス値を算出している。

特開２００４−１３３０８４号公報 特開平３−５８０７３号公報

しかし、特許文献１では、感光体ドラムに対する研磨ブレードの接触圧力を感光体ドラムの回転軸方向に対して一律に制御しているため、接触圧力が感光体ドラムの回転軸方向に対して一律に高くなりうる。したがって、感光体ドラムに対する物理的ストレスが感光体ドラムの回転軸方向全域で強くなるおそれがある。また、特許文献２では、転写後の残留トナー量が同じでも、ベタやハーフトーンなど露光パターンの違いによって表面電位は異なるため、画像パターンによっては表面電位から残留トナー量を精度良く推定することは困難である。また、プロセスの構成によっても表面電位は異なるため、プロセスの構成によっては表面電位から残留トナー量を精度良く推定することはできない。したがって、特許文献２の技術では、雨だれの発生を防止または抑制することは困難である、
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、像担持体に対する物理的ストレスを強めることなく、雨だれの発生を防止または抑制できる画像形成装置および制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）印刷画像データに基づいて像担持体上にトナー画像を形成し、前記像担持体上の前記トナー画像を転写部で用紙に転写する画像形成部と、前記転写部から前記像担持体に沿って前記像担持体の移動方向下流に位置し、前記転写部による前記用紙への前記トナー画像の転写後の前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知する光学式センサー部と、前記像担持体の表面上に、前記像担持体の前記移動方向に直交する幅方向について区分された複数の部分において、前記光学式センサー部の検知結果および前記印刷画像データに基づいて、前記像担持体の表面上の各々の前記部分の転写残トナー量を算出する転写残トナー量算出部と、算出した各々の前記部分における転写残トナー量に基づいて、前記部分ごとに現像剤回収量を制御する現像剤回収量管理部と、を有する画像形成装置。

（２）前記像担持体の移動方向に対して前記光学式センサー部の下流に位置し、前記転写残トナーをクリーニングするプレクリーニング部と、前記プレクリーニング部の下流に位置し、前記プレクリーニング部がクリーニングした後の前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング部と、をさらに有し、前記現像剤回収量管理部は、前記プレクリーニング部の前記部分ごとの現像剤回収量を制御する、上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）現像剤回収量管理部は、前記像担持体上の前記転写残トナーに電荷を付与可能な電荷付与機構を含み、現像剤回収量管理部は、前記像担持体上の前記転写残トナーに対して前記電荷付与機構が付与する電荷の量を制御することにより、前記転写残トナーと前記プレクリーニング部との電位差を変更して前記現像剤回収量を変更する、上記（２）に記載の画像形成装置。

（４）現像剤回収量管理部は、感光体である前記像担持体の表面に向けて光を照射し、当該光によって露光された部分の電荷を消去する露光部を含み、現像剤回収量管理部は、前記像担持体に前記露光部が照射する光の量を制御することにより、前記像担持体と前記転写残トナーとの間の電気的な吸引力を調整することで、前記現像剤回収量を変更する、上記（２）に記載の画像形成装置。

（５）前記転写残トナー量算出部は、パッチ用の画像データに基づいてパッチのトナー画像を形成し、パッチの前記トナー画像の転写後の前記転写残トナーを検知した、前記光学式センサー部の検知結果に基づいて各々の前記部分における転写残トナー量を算出する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（６）前記部分ごとの転写残トナー量に基づいて、画像不良に関連するパラメーターを算出するパラメーター算出部をさらに有し、前記現像剤回収量管理部は、前記現像剤回収量の初期値として所定の第１の回収量を設定し、前記像担持体の複数の前記部分のうち、前記画像不良に関連するパラメーターが所定の制御閾値を超える部分がある場合、前記部分の現像剤回収量を前記第１の回収量よりも回収量の多い第２の回収量に設定する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（７）前記転写残トナー量算出部は、各々の前記部分に関して、前記幅方向についてさらに区分された複数の領域を設定し、前記印刷画像データと前記転写残トナー量とに基づいて、前記領域ごとの転写残トナー量を算出し、前記現像剤回収量管理部は、前記部分における前記領域ごとに算出された転写残トナー量の最大値を前記部分における転写残トナー量として、前記部分ごとに現像剤回収量を変更する、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（８）前記現像剤回収量管理部は、前記部分の現像剤回収量として前記第２の回収量が設定されている状態で、算出された前記画像不良に関連するパラメーターが前記制御閾値以下となった場合、前記部分の現像剤回収量を前記第１の回収量に戻す、上記（６）に記載の画像形成装置。

（９）前記画像形成部および前記光学式センサー部を制御する制御部をさらに有し、
前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が所定の付着量閾値を超えた場合、前記制御部は、トナーの使用量を減らして現像し、前記像担持体にトナー画像を形成するように前記画像形成部を制御し、再度、前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知するように前記光学式センサー部を制御する、上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（１０）前記光学式センサー部を制御する制御部をさらに有し、前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が所定の付着量閾値を超えた場合、前記制御部は、照射光量を増加するように前記光学式センサー部を制御し、再度、前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知するように前記光学式センサー部を制御する、上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（１１）前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が、再度、前記付着量閾値を超えた場合、ユーザーに前記光学式センサー部の検知が適切に行われていない可能性がある旨の通知する、上記（９）または（１０）に記載の画像形成装置。

（１２）印刷画像データに基づいて像担持体上にトナー画像を形成し、前記像担持体上の前記トナー画像を転写部で用紙に転写する画像形成部と、前記転写部から前記像担持体に沿って前記像担持体の移動方向下流に位置する光学式センサー部と、を有する画像形成装置を制御する制御プログラムであって、印刷画像データを取得する手順（ａ）と、前記印刷画像データを現像し、トナー画像を前記像担持体上に形成する手順（ｂ）と、前記像担持体上の前記トナー画像を前記用紙に転写する手順（ｃ）と、前記転写部による前記用紙への前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知する手順（ｄ）と、前記像担持体の表面上に、前記像担持体の前記移動方向に直交する幅方向について区分された複数の部分において、前記光学式センサー部の検知結果および前記印刷画像データに基づいて、前記像担持体の表面上の各々の前記部分の転写残トナー量を算出する手順（ｅ）と、算出した各々の前記部分における転写残トナー量に基づいて、前記部分ごとに現像剤回収量を制御する手順（ｆ）と、を前記画像形成装置に実行させるための制御プログラム。

本発明によれば、像担持体の表面上に、像担持体の幅方向について区分された複数の部分が設定され、部分ごとに現像剤回収量が制御されるので、過剰な転写残トナーがクリーニング部に到達する前にその大部分を回収することができる。したがって、像担持体に対する物理的ストレスを強めることなく、雨だれの発生を防止または抑制できる。

一実施形態の画像形成装置の構成を例示する概略断面図である。 図１に示す画像形成装置の構成を例示する概略ブロック図である。 図１に示す制御部によって実現される機能の一部を例示する機能ブロック図である。 図１に示すクリーニング装置の概略構成を説明するための模式的な断面図である。 図１に示すクリーニング装置の概略構成を説明するための模式的な側面図である。 図４に示す光学式センサー部の動作を説明するための模式図である 感光体ドラム上のトナー付着量をＩＤＣセンサーにより測定した結果のグラフである。 転写残トナー回収の原理を説明するための模式図である。 従来技術を示す比較例である。 図１に示す画像形成装置の制御方法の処理手順を例示するフローチャートである。 図４に示すクリーニング部に到達するトナー量（算出値）を例示するグラフである。 現像剤回収量を変更後におけるクリーニング部に到達するトナー量（算出値）を例示するグラフである。 領域カバレッジについて説明するための概念図である。 感光体ドラム上のトナー付着量とＩＤＣセンサーの出力電圧との関係を説明するための模式図である。 図１０のステップＳ１０５の処理を例示するサブルーチン・フローチャートである。 一変形例のクリーニング装置の概略構成を説明するための模式的な断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（一実施の形態）
＜画像形成装置１００の構成＞
図１は一実施形態の画像形成装置１００の構成を例示する概略断面図であり、図２は図１に示す画像形成装置１００の構成を例示する概略ブロック図である。また、図３は、図１に示す制御部２００によって実現される機能の一部を例示する機能ブロック図である。

画像形成装置１００は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙に形成（印刷）する。また、画像形成装置１００は、ネットワークを通じて外部のクライアント端末からＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式の印刷データおよび印刷設定情報を含む印刷ジョブを受信し、これに基づいて用紙に画像を形成する。クライアント端末は、たとえばパーソナルコンピューター、タブレット端末、スマートフォンなどでありうる。

図２に示すように、画像形成装置１００は、画像読取部１１０、画像処理部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０、用紙搬送部１５０、クリーニング装置１６０、定着部１７０、通信部１８０、操作表示部１９０、および制御部２００を有する。これらの構成要素は、内部バス１０１により相互に通信可能に接続されている。

画像読取部１１０は、原稿を読み取り、画像情報信号を出力する。原稿台上に載置された原稿は画像読み取り装置の走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサーに読み込まれる。光電変換された画像情報信号は、画像処理部１２０において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、印刷画像データとして画像形成部１３０の光書込部１３３に入力される。

画像形成部１３０は、帯電、露光、現像、および転写の各工程を含む電子写真方式などの周知の作像プロセスを用いて、印刷画像データに基づいて画像（トナー画像）を用紙上に形成する。画像形成部１３０は、感光体ドラム１３１、その周囲に配置された帯電部１３２、光書込部１３３、現像装置１３４、および転写部１３５を有して構成される。

感光体ドラム１３１は、有機光導電体を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を有する像担持体であり、回転軸回り（図中の矢印の方向）に所定の速度で回転するように構成されている。感光体ドラム１３１の回転軸方向は、画像形成装置１００の前側（フロント）から後側（リア）へ向かう方向（以下、「ＦＲ方向」という）に一致する。図１に示す例では、搬送方向（移動方向）に直交するＦＲ方向は、紙面の手前から奥側へ向かう方向である。また、本明細書では、画像形成装置１００の前側をＦ側、後側をＲ側という。また、このＦＲ方向は、主走査方向、または幅方向ともいう。

帯電部１３２は、感光体ドラム１３１の周囲に配置されるスコロトロンの方式のコロナ放電極を備え、生成されるイオンによって感光体ドラム１３１の表面を帯電させる。本実施形態では、感光体ドラム１３１の表面電位が、たとえば負電位となるように感光体ドラム１３１の表面に負電荷が付与される。

光書込部１３３は、走査光学装置が組み込まれており、入力される印刷画像データに基づいて、帯電された感光体ドラム１３１を露光することにより、露光された部分の電荷を消去し、印刷画像データに対応する電荷パターン（静電潜像）を形成する。感光体ドラム１３１の露光された部分（露光部）の電位は、露光されない部分（非露光部）の電位よりも高くなる。走査光学装置は、たとえばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザーなどにより構成されうる。

現像装置１３４は、感光体ドラム１３１上に形成された静電潜像を現像剤によって現像することにより、感光体ドラム１３１の表面にモノクロのトナー画像を形成する。現像剤は、たとえばトナーおよび外添剤を含みうる。トナーは、たとえば負に帯電した有色の微粒子であり、非露光部よりも電位の高い、感光体ドラム１３１上の静電潜像に付着し、現像する役割を担う。

また、外添剤は、たとえば、トナーの帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から、トナー粒子の表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑材を付着させたものである。より具体的には、外添剤は、たとえば、数平均一次粒子径５〜３０ｎｍの粒径の、シリカ粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などの無機酸化物微粒子や、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などの無機微粒子が使用されうる。

このように、画像形成部１３０は、光書込部１３３にて印刷画像データを感光体ドラム１３１に書き込み、感光体ドラム１３１に印刷画像データに基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置１３４により現像され、感光体ドラム１３１上に可視画像であるトナー画像が形成される。

転写部１３５は、感光体ドラム１３１との間に転写ニップ部を形成し、トナー画像を用紙１０に転写する。給紙部１４０から供給された用紙１０は、用紙搬送部１５０の搬送路１５１に沿ってレジストローラー対１５２へ搬送される。用紙搬送部１５０は、感光体ドラム１３１上のトナー画像を用紙１０に転写するタイミングに合わせて、用紙１０を転写部１３５へ搬送するように、レジストローラー対１５２の回転を制御する。

クリーニング装置１６０は、感光体ドラム１３１の表面に残留したトナーや外添剤などをクリーニングする。クリーニング装置１６０の詳細については後述する。

定着部１７０は、用紙１０に転写された画像を定着するために使用され、加熱ローラーおよび加圧ローラーを有する。用紙１０は、加熱ローラーと加圧ローラーとの間を通過する際、圧力および熱が加えられ、トナーが溶融することで、画像が定着される。

通信部１８０は、ネットワークを経由して、たとえばパーソナルコンピューターなどのクライアント端末に接続し、印刷ジョブなどのデータを送受信する。

操作表示部１９０は、入力部および出力部を有する。入力部は、たとえば、キーボードおよびタッチパネルを備え、文字入力、各種設定、印刷指示などの各種指示（入力）をユーザーが行うために利用される。また、出力部は、ディスプレイを備え、機器構成、印刷ジョブの実施状況などを、ユーザーに提示するために使用される。

制御部２００は、画像読取部１１０、画像処理部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０、用紙搬送部１５０、クリーニング装置１６０、定着部１７０、通信部１８０、および操作表示部１９０を制御する。制御部２００は、ＣＰＵ２１０、補助記憶部２２０、ＲＡＭ２３０、およびＲＯＭ２４０を有する。

ＣＰＵ２１０は、制御プログラムを実行し、様々な機能を実現する。制御プログラムは、補助記憶部２２０に記憶されており、ＣＰＵ２１０によって実行される際に、ＲＡＭ２３０にロードされる。補助記憶部２２０は、たとえば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリーなどの大容量の記憶装置を備える。ＲＡＭ２３０には、ＣＰＵ２１０の実行に伴う演算結果などが格納される。ＲＯＭ２４０には、各種のパラメーター、各種プログラムなどが記憶されている。ＣＰＵ２１０は、上記制御プログラムを実行し、様々な機能を実現する。

たとえば、制御部２００は、通信部１８０とともに画像取得部として機能し、印刷画像データを取得する。また、図３に示すように、制御部２００は、転写残トナー量算出部２０１、パラメーター算出部２０２、および現像剤回収量制御部２０３として機能する。

転写残トナー量算出部２０１は、感光体ドラム１３１の表面上に感光体ドラム１３１のＦＲ方向について区分された複数の部分を設定し、後述する光学式センサー部１６２（図４を参照）の検知結果および印刷画像データに基づいて、各々の上記部分に付着している転写残トナーの量を算出する。また、転写残トナー量算出部２０１は、感光体ドラム１３１の表面上の各部分に関して、ＦＲ方向についてさらに区分した複数の領域を設定し、光学式センサー部１６２の検知結果および印刷画像データに基づいて、各々の上記領域における転写残トナー量を算出できる。

パラメーター算出部２０２は、画像不良に関連するパラメーターを部分または領域ごとに算出する。本実施形態では、画像不良に関連するパラメーターは、たとえば、部分または領域ごとの転写残トナー量である。

現像剤回収量制御部２０３は、部分または領域ごとの転写残トナー量に基づいて、部分ごとにプレクリーニング部１６３の現像剤回収量を制御する。現像剤回収量制御部２０３は、トナー画像の用紙１０への転写後に感光体ドラム１３１の表面上に転写残トナー量が多い部分がある場合、その部分の現像剤回収量を増加させて、プレクリーニング部１６３（図４を参照）の後段への転写残トナーの到達を防止または抑制する。現像剤回収量は、プレクリーニング部１６３によって転写残トナーを回収する量を相対的に表すパラメーターであり、本実施形態では、所定の第１の回収量（デフォルト値）または第１の回収量よりも回収量が多い所定の第２の回収量が設定されうる。

本実施形態では、制御部２００は、現像剤回収量の制御を実施する場合、印刷画像データとして、たとえばパッチ画像データを使用しうる。パッチ画像は、たとえば、グレーの濃淡の異なる複数のパターンを有し、感光体ドラム１３１の転写率を算出するために使用される画像である。パッチ画像は、所定のプリント数ごとに現像されうる。パッチ画像データは、たとえば補助記憶部２２０に予め保存されている。転写率は、後述するように、部分または領域ごとの転写残トナー量を算出する際に使用される。現像剤回収量の制御の詳細については後述する。

＜クリーニング装置１６０の構成＞
図４および図５は、それぞれ、クリーニング装置１６０の概略構成を説明するための模式的な断面図および側面図であり、図６は図４に示す光学式センサー部１６２の動作を説明するための模式図である。また、図７は、感光体ドラム１３１上のトナー付着量をＩＤＣセンサーにより測定した結果のグラフである。図７において、横軸は感光体ドラム１３１の表面上のトナー付着量［ｇ／ｍ^２］であり、縦軸はＩＤＣセンサーの出力電圧［Ｖ］である。

図４および図５に示すように、クリーニング装置１６０は、転写部１３５から感光体ドラム１３１の表面に沿って感光体ドラム１３１の回転方向の下流に位置する。クリーニング装置１６０は、電荷付与機構１６１、光学式センサー部１６２、プレクリーニング部１６３、およびクリーニング部１６４を有し、これらの構成は、感光体ドラム１３１の表面に沿って感光体ドラム１３１の回転方向にこの順に並んで配置されている。

図５に示すように、電荷付与機構１６１は、複数の電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆを有する。電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、感光体ドラム１３１の表面をＦＲ方向（幅方向）に沿って６つに等分割した部分（１）〜（６）にこの順に配置されている。また、図４に示すように、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｃは、感光体ドラム１３１の回転方向の下流側から上流側へ向けて、この順で、電荷の放出面が感光体ドラム１３１の表面に対向するように配置されている。同様に、電荷付与部１６Ｄ〜１６Ｆも、感光体ドラム１３１の回転方向の下流側から上流へ向けて、この順で、電荷の放出面が感光体ドラム１３１の表面に対向するように配置されている。

電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、現像剤回収量制御部２０３の指示にしたがって、各々独立して感光体ドラム１３１の対応する部分（１）〜（６）のそれぞれに向けて電荷を放出できる。感光体ドラム１３１の表面は、各電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆの電荷の放出に応じて、ＦＲ方向に沿って部分的に電荷が付与される。感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナーに電荷が付与されると、転写残トナーの電位が変化する。たとえば、転写残トナーに負の電荷が付与された場合、転写残トナーの電位は低下する。現像剤回収量制御部２０３および電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、協働することにより現像剤回収量管理部として機能する。

各々の電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、たとえばプレクリーニング・チャージャー（ＰＣＣ：Ｐｒｅ−Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｃｈａｒｇｅｒ）でありうる。プレクリーニング・チャージャーは、帯電極として機能する帯電ワイヤーを備える。帯電ワイヤーに印加する電流は、たとえば、現像剤回収量として第１の回収量が選択されている場合、−１００［μＡ］、第２の回収量が選択されている場合、−２５０［μＡ］程度である。

また、印加する電流を変化させる代わりに、印加する電圧を変化させることにより、現像剤回収量を変更するように構成してもよい。たとえば、帯電ワイヤーの代わりに、２本の針電極に正負の高電圧を印加し、針電極の先でコロナ放電させることにより、電荷を付与する構成としてもよい。また、帯電ローラー、グリッド電極、シャッターにより、電荷を付与する構成としてもよい。シャッターによる電荷の付与では、帯電極から放出された電荷を、接地したシャッターを開閉することで電荷が通るスペース（隙間）を制限し、付与量をコントロールできる。

なお、図５に示すように、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆを、隣接する電荷付与部同士がオーバーラップするように、感光体ドラム１３１の回転方向に対して互いにずらして配置することにより、感光体ドラム１３１の表面上の各部分に電荷を均等に付与できる。しかし、本実施形態は、このような場合に限定されることはなく、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、ＦＲ方向に沿って隙間なく一列に並んで配置されるように構成してもよい。

また、図４に示す例では、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆが、感光体ドラム１３１の回転方向に対して、光学式センサー部１６２の上流に配置されている。しかし、このような場合に限定されず、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆは、プレクリーニング部１６３の上流で、かつ光学式センサー部１６２の下流に配置されてもよい。

光学式センサー部１６２は、転写部１３５によって用紙１０へトナー画像が転写された後に、感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナーを光学的に検知する。本実施形態では、光学式センサー部１６２は、その照射部および受光部が感光体ドラム１３１の表面上の部分（１）に向くように配置されている。

図６に示すように、光学式センサー部１６２は、たとえばＩＤＣ（Ｉｍａｇｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサーを備える。ＩＤＣセンサーは、反射型フォトセンサーを備える光学式センサーであり、感光体ドラム１３１の表面に向けて光を照射し、感光体ドラム１３１の表面からの減衰した反射光を検知し、検知結果を電圧として出力する。ＩＤＣセンサーは、感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナー２０、たとえば少量のトナー２１（黒丸）および外添剤２２（小さい白丸）に対応するように、たとえばゲインを下げるなどの設定がされており、±２％［Ｖ］程度の高精度で転写残トナー２０を測定できる。光学式センサー部１６２は、制御部２００と接続されており、検知結果は、制御部２００へ送信される。

図７に示すように、感光体ドラム１３１の表面上のトナー付着量と、ＩＤＣセンサーの出力電圧との関係が、実測により予め求められ、制御部２００の補助記憶部２２０に、たとえばルックアップテーブルの形式で保存されている。制御部２００は、ルックアップテーブルを参照することにより、ＩＤＣセンサーの出力電圧に基づいて、感光体ドラム１３１の表面上のトナー付着量を推定できる。ここで、トナー付着量とは、単位面積あたりのトナーの重量を意味する。

プレクリーニング部１６３は、感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナー２０を回収する。プレクリーニング部１６３は、感光体ドラム１３１の表面に接触して対向配置され、図示しない駆動装置により矢印の方向（時計回り）に回転可能に構成されている。本実施形態では、プレクリーニング部１６３は、後述するクリーニング部１６４よりも弱い力で感光体ドラム１３１を押圧して、感光体ドラム１３１の表面から転写残トナー２０を除去する。

より具体的には、プレクリーニング部１６３は、回転部材の表面に、弾性を有する導電性繊維が複数植毛されて構成されているブラシローラーを備える。ブラシローラーは、図示しない所定の電源に接続されて、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０とは逆の極性の電圧、すなわち本実施形態では正の電圧が印加される。これにより、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０をブラシローラー上の導電性繊維に電気的に捕捉することができる。ブラシローラーが捕捉した転写残トナー２０は、回収ローラー（図示省略）を介して、スクレーパー（図示省略）により掻き落とされ、回収される。

クリーニング部１６４は、プレクリーニング部１６３の後段に位置し、前段のプレクリーニング部１６３によって除去できなかった転写残トナー２０を除去する。クリーニング部１６４は、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０をクリーニングするブレードを備える。ブレードは、その先端部が感光体ドラム１３１に当接して設けられている弾性部材であり、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０を除去する。ブレードによって感光体ドラム１３１から掻き落とされた転写残トナー２０はブラシローラー（図示省略）または搬送スクリュー（図示省略）に落下して回収される。

＜転写残トナー回収の原理＞
図８は本実施形態における転写残トナー回収の原理を説明するための模式図であり、図９は従来技術を示す比較例である。

制御部２００は、転写部１３５による用紙１０へのトナー画像の転写の後、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆを制御し、感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナー２０に電荷を付与する。

これにより、図８に示すように、電荷が付与された転写残トナー２０の電位がさらに低下し、これらの転写残トナー２０とプレクリーニング部１６３のクリーニングブラシとの電位差が大きくなるため、クリーニングブラシによって転写残トナー２０の回収効率を向上させることができる。したがって、プレクリーニング部１６３の後段に位置するクリーニング部１６４に到達する転写残トナー２０を減少させることができる。その結果、雨だれ（露光部から照射された光が像担持体上の堆積物により遮断され、静電潜像の形成が妨げられることにより、黒であるべき画像の部分が白く抜ける現象）が発生する確率は極めて低くなる。

また、電荷付与部１６Ａ〜１６Ｆによって感光体ドラム１３１に付与する負電荷の量を増加することにより、転写残トナー２０の回収量も増加することが実験結果から明らかになっている。

一方、図９に示す比較例としての従来技術では、感光体ドラム１３１に対するクリーニング部１６４の押圧力を強くすることにより、転写残トナー２０の回収効率を向上させることを目的としている。しかし、このような構成では、感光体ドラム１３１の表面に対する物理的なストレスを増加させるだけではなく、クリーニングブラシをすり抜けた外添剤がクリーニング部１６４のブレードによって感光体ドラム１３１の表面に押し付けられて固着する。図９では、感光体ドラム１３１の表面上で固着した外添剤が符号２２で示されている。また、残留トナーの回収効率を向上させるためにブレードに加えて、ブレードの後段にドラムスクレーパー１６５を備える構成の場合、感光体ドラム１３１の表面の外添剤２２の固着化がさらに進み、外添剤２２が広範囲に堆積していく。その結果、雨だれが発生するおそれがある。

なお、本実施形態では、クリーニングブラシの感光体ドラム１３１に対する当接力は、弱く設定されているため、クリーニングブラシによって雨だれが発生する確率は極めて低い。

＜画像形成装置１００の制御方法＞
図１０は、本実施形態の画像形成装置１００の制御方法の処理手順を例示するフローチャートである。また、図１１は図４に示すクリーニング部１６４に到達するトナー量（算出値）を例示するグラフであり、図１２は現像剤回収量を変更後におけるクリーニング部１６４に到達するトナー量（算出値）を例示するグラフである。

本実施形態では、感光体ドラム１３１の表面上にＦＲ方向（幅方向）に沿って区分された複数の部分が設定され、その部分ごとにプレクリーニング部１６３の現像剤回収量を制御することが可能である。より具体的には、当初、現像剤回収量は、第１の回収量に設定された後、所定のプリント数が印刷されるごとにパッチ画像が現像される。現像剤回収量は、画像不良に関連するパラメーターが所定の制御閾値以下である部分については、第１の回収量のまま維持されるが、上記制御閾値を超える部分については、第１の回収量よりも多い所定の第２の回収量に変更される。画像形成装置１００の制御方法の具体的な処理手順は以下のとおりである。

図１０に示すように、まず、印刷ジョブを取得する（ステップＳ１０１）。たとえば、ユーザーは、クライアント端末において文書を作成し、クライアント端末は、文書に基づく印刷ジョブを生成して画像形成装置１００へ送信する。画像形成装置１００は、クライアント端末からの印刷ジョブを受信し、制御部２００のＲＡＭ２３０に格納するとともに、印刷ジョブの実行を開始する。

次に、パッチ画像データを取得する（ステップＳ１０２）。制御部２００は、印刷画像データとして、パッチ画像データを補助記憶部５２０から読み出すことにより取得する。

次に、現像剤回収量を感光体ドラム１３１の全体で第１の回収量に設定する（ステップＳ１０３）。現像剤回収量制御部２０３は、感光体ドラム１３１の表面の全体で現像剤回収量を初期値として第１の回収量に設定する。

次に、パッチ画像を現像する（ステップＳ１０４）。光書込部１３３は、パッチ画像データを感光体ドラム１３１に書き込み、感光体ドラム１３１にパッチ画像データに基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置１３４により現像剤を使用して現像され、感光体ドラム１３１上に可視画像であるトナー画像が形成される。本実施形態では、パッチ画像のトナー像は、図５における感光体ドラム１３１の表面上の部分（１）に対応する位置に形成されている。パッチ画像のトナー像が部分（１）に形成されることにより、光学式センサー部１６２は、パッチ画像のトナー像の転写前後において、部分（１）上の転写残トナー２０を検知できる。

次に、トナー画像を用紙１０に転写する（ステップＳ１０５）。用紙搬送部１５０は、感光体ドラム１３１上のトナー画像を転写するタイミングに合わせて、用紙１０を転写部１３５へ搬送する。転写部１３５は、トナー画像を用紙１０に転写する。

次に、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０を検知する（ステップＳ１０６）。転写部１３５による用紙１０へのトナー画像の転写後、光学式センサー部１６２は、感光体ドラム１３１の表面上の転写残トナー２０を光学的に検知し、検知結果を制御部２００へ送信する。この際、制御部２００は、光学式センサー部１６２の検知結果が適切か否かを検知結果に基づいて判断し、判断結果に応じて対処を行う。対処の具体的な処理内容については、図１５を参照して後述する。光学式センサー部１６２の検知結果が適切であることが確認できた場合、ステップＳ１０７の処理に進む。一方、対処を行っても光学式センサー部１６２の検知結果が適切にならない場合、処理を終了する。

次に、画像不良に関連するパラメーターを算出する（ステップＳ１０７）。転写残トナー量算出部２０１は、感光体ドラム１３１の表面上に区分された各部分に関して、ＦＲ方向についてさらに区分した複数の領域を設定できる。たとえば、部分（１）〜（６）の各々について、さらに２つの領域に等分した場合、ＦＲ方向に合計１２個の領域が設定される。なお、部分（１）〜（６）を区分せず、部分（１）〜（６）に各々１つの領域を設定することもできる。

続いて、転写残トナー量算出部２０１は、印刷ジョブに含まれる複数枚の印刷画像データと、光学式センサー部１６２によって検知された転写残トナー２０の量とに基づいて、領域ごとの転写残トナー量を算出する。より具体的には、転写残トナー量算出部２０１は、複数ページ（たとえば、１００枚）の印刷画像データに基づいて、各ページの領域ごとのカバレッジ（以下、「領域カバレッジ」という）を算出する。予め補助記憶部５２０に記憶されている係数を用いて領域カバレッジから算出される（現像する）トナー量と、転写部１３５での転写率とを掛け合わせることにより、各領域におけるページごとの転写残トナー量が求められる。この係数は、周囲環境の温湿度、現像剤の使用量（耐久ライフ）に応じて異なる係数を適用してもよい。転写残トナー量算出部２０１は、領域カバレッジと感光体ドラム１３１の転写率との積をページについて足し合わせることにより、領域ごとの転写残トナー量を算出する。したがって、領域ごとの転写残トナー量は、概ね領域ごとの転写残トナー量であると考えられる。

感光体ドラム１３１の転写率は、用紙１０に転写する前の感光体ドラム１３１上のトナー画像のトナー量Ｔ１と、用紙１０にトナー画像を転写した後の感光体ドラム１３１上の転写残トナー量Ｔ２とを光学式センサー部１６２により測定し、下記の数式により算出できる。

転写率＝（Ｔ２／Ｔ１）×１００［％］
この転写率は、パッチ画像用の画像データから算出したトナー量Ｔ１を用いて算出できる。

続いて、パラメーター算出部２０２は、領域ごとの転写残トナー量に基づいて、画像不良に関連するパラメーターを領域ごとに算出する。たとえば、図１１に示すように、パラメーター算出部２０２は、画像不良に関連するパラメーターとして、クリーニング部１６４に到達する転写残トナー量を領域ごとに算出する。画像不良には、たとえば雨だれが含まれ、雨だれが発生する確率は、画像不良に関連するパラメーターに比例して大きくなる。

クリーニング部１６４に到達する転写残トナー量は、転写残トナーのうちプレクリーニング部１６３において第１の回収量で回収された後、クリーニング部１６４に到達すると推定される転写残トナーの量である。図１１に示す例では、ＦＲ方向に設定された１２個の領域の各々の領域についてクリーニング部１６４に到達する転写残トナー量が算出されている。

次に、画像不良に関連するパラメーターが制御閾値を超えている領域があるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。現像剤回収量制御部２０３は、感光体ドラム１３１の表面上の各領域について、画像不良に関連するパラメーターが制御閾値を超えている領域があるか否かを判断する。

画像不良に関連するパラメーターが制御閾値を超えている領域がない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に移行する。

一方、画像不良に関連するパラメーターが制御閾値を超えている領域がある場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、現像剤回収量制御部２０３は、上記領域を含む部分の現像剤回収量を第２の回収量に設定する（ステップＳ１０９）。たとえば、図１１に示す例では、クリーニング部１６４に到達する転写残トナーの量は、１２個の領域いずれにおいても雨だれが発生するレベルには達していない。しかし、クリーニング部１６４に到達する転写残トナーの量は、部分（４）のうちの１つの領域において雨だれ発生レベルに近いレベルにまで達し、制御閾値を超えているので、現像剤回収量制御部２０３は、部分（４）の現像剤回収量を第２の回収量に設定する。

すなわち、現像剤回収量制御部２０３は、各部分における領域ごとに算出された転写残トナー量の最大値を、その部分における転写残トナー量として判断し、部分ごとに現像剤回収量を変更する。図１１において、各部分の転写残トナー量の最大値は、「〇」で示されている。

図１２に示すように、部分（４）について現像剤回収量を第２の回収量に設定することにより、部分（４）のクリーニング部に到達するトナー量は、大幅に減少する。したがって、雨だれが発生する確率は極めて少なくなる。

一方、現像剤回収量制御部２０３は、ある部分の現像剤回収量として第２の回収量が設定されている状態で、算出された画像不良に関連するパラメーターが制御閾値以下となった場合、上記部分の現像剤回収量を第１の回収量に戻すこともできる。これは、感光体ドラム１３１の特定の部分に電荷を多く付与し続けると、その部分が物理的なストレスを受ける可能性があるためである。画像不良に関連するパラメーターが制御閾値以下となり、雨だれの発生する確率が小さくなった場合は、現像剤回収量を第１の回収量に戻すことが好ましい。

次に、印刷画像を印刷する（ステップＳ１１０）。画像形成部１３０は、印刷ジョブの印刷画像データおよび印刷設定情報に基づいて通常の印刷を実行する。

次に、所定のプリント数の印刷が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１１）。制御部２００は、たとえば１００枚の印刷が完了したか否かを判断する。プリント数は、とくに限定されないが、１０００枚よりも十分に少ない枚数であることが好ましい。これは、印刷条件により一概には言えないが、一般的な画像形装置の構成で雨だれが起こりうる印刷枚数が１０００枚程度と考えられているためである。プリント数の印刷が完了していない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ステップ１１０の処理に戻り、印刷画像の印刷を継続する。一方、プリント数の印刷が完了した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、印刷ジョブが完了したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。印刷ジョブが完了していない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１０４の処理に移行し、パッチ画像を再び現像する。パッチ画像が印刷された用紙１０は、ヤレ紙として排出される。また、パッチ画像を非画像領域に形成し、用紙１０を排出後にパッチ画像の部分を除去するようにしてもよい。

一方、印刷ジョブが完了している場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、制御部２００は、処理を終了する（エンド）。

＜領域カバレッジ＞
図１１に示す例では、部分（１）〜（６）について各々等しい２つの領域を設定する場合について説明したが、３つ以上の領域を設定することもできる。図１３は、領域カバレッジについて説明するための概念図である。

図１３に示すように、印刷ジョブに含まれる所定のページ数（たとえば１００ページ）分の印刷画像が模式的に例示され、感光体ドラム１３１の表面上の部分（１）〜（６）に対応する範囲と、各部分について区分された領域に対応する範囲とが示されている。図１３に示す例では、部分（１）〜（６）の各々に対して互いに等しい大きさの５つの領域に区分されている。これらの領域の各々について領域カバレッジが算出される。

部分（１）、（３）、および（６）に対応する範囲には画像が含まれていないが、部分（２）には１〜１００ページにわたりＦＲ方向に直交する方向に伸びる直線状の画像が含まれている。また、部分（４）には１ページ目にＦＲ方向に沿って３本の帯状の画像が含まれ、部分（５）は１〜１００ページ目にわたり全体的に中間的な印刷濃度（グレー）になっている。

図１３に示す例では、１００ページ分の印刷画像データに基づく、部分（１）〜（６）の平均的なカバレッジが、それぞれ０％、１０％、０％、１０％、１０％、および０％である場合を想定している。

部分（２）における直線状の画像のように、ＦＲ方向に直交する方向、すなわち用紙搬送方向に続く画像については、部分（２）よりも狭い範囲の領域カバレッジが高くなる。このような画像は、雨だれが発生しやすいので、このような画像を含む部分については、現像剤回収量を上げる必要があると判断される。

一方、部分（４）における３本の帯状の画像のように、ＦＲ方向に伸びる画像の場合は、領域カバレッジは低くなる。このような画像は、雨だれが発生しにくいので、このような画像を含む部分については、現像剤回収量を上げる必要はないと判断される。また、部分（５）におけるグレーの画像についても、領域カバレッジは低くなる。このような画像は、雨だれが発生しにくいので、このような画像を含む部分についても、現像剤回収量を上げる必要はないと判断される。

転写残トナー量算出部２０１は、転写率および領域カバレッジに基づいて、領域ごとの転写残トナー量を算出し、パラメーター算出部２０２は、領域ごとの転写残トナー量に基づいて、画像不良に関連するパラメーターを領域ごとに算出する。したがって、現像剤回収量制御部２０３は、画像不良に関連するパラメーターが制御閾値を超えているか否かを領域ごとに判断できる。

このように、領域の数を増加させることにより、現像剤回収量制御部２０３は、ＦＲ方向の幅が狭く、用紙搬送方向に長い高カバレッジの画像を含む場合でも、より正確に現像剤回収量の制御を実施できる。

＜感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０を検知する処理（Ｓ１０６）の詳細＞
図１４は感光体ドラム１３１上のトナー付着量とＩＤＣセンサーの出力電圧との関係を説明するための模式図であり、図１５は図１０のステップＳ１０６の処理を例示するサブルーチン・フローチャートである。

感光体ドラム１３１上の転写残トナー量が多くなると、光学式センサー部１６２のＩＤＣセンサーから感光体ドラム１３１へ向けて照射された光に対する反射光の光量は減少する。

図１４に示すように、トナー付着量が多くなると、ＩＤＣセンサーの受光量が減少し、ＩＤＣセンサーの出力は低下する。トナー付着量が、図中の低感度領域で示される範囲にある場合、ＩＤＣセンサーの出力はトナー付着量の変化に対してほとんど変化しなくなる。この状態は、たとえば、湿度の変化など環境の変化や用紙の状態などにより生じることがあり、感光体ドラム１３１の転写残トナーの検知が困難となるので、検知結果として適切ではない。この場合、図中の高感度領域で検知が実施できるように対処を行う。具体的には以下のとおりである。

まず、転写残トナー量が所定の付着量閾値よりも多いか否か、すなわちＩＤＣセンサーの出力電圧が付着量閾値に対応する出力電圧Ｖｔｈよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０１）。付着量閾値は、たとえば図１４の低感度領域におけるトナー付着量の最小値でありうる。

トナー付着量が付着量閾値よりも多くない、すなわち転写残トナー量が付着量閾値以下である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、トナー付着量は高感度領域で検知されるので、制御部２００は、光学式センサー部１６２の検知結果は適切であると判定し（ステップＳ２０２）、図１０のステップＳ１０７の処理に移行する（リターン）。

一方、転写残トナー量が付着量閾値よりも多い場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、転写残トナー量を低下させるための処理を実施する（ステップＳ２０３）。より具体的には、トナーの使用量を減らす処理またはＩＤＣセンサーのゲインを引き上げる処理を実施する。

トナーの使用量を減らす処理では、感光体ドラム１３１に形成されたパッチ画像の潜像を現像装置１３４によりトナーを使用して現像する際に、前回よりも少ない適量のトナー量を見積もり、トナー量を減らして現像を行う。そして、光学式センサー部１６２は、再び感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０の検知を行う。トナー量を減らしてパッチ画像を現像するので、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０の量が減少し、再度光学式センサー部１６２は、高感度領域において転写残トナー２０を検知できる。

また、ＩＤＣセンサーのゲインを引き上げる処理では、ＩＤＣセンサーから感光体ドラム１３１上への照射光量を増加することにより、感光体ドラム１３１からの反射光量を増加させる。そして、光学式センサー部１６２は、感光体ドラム１３１上の転写残トナーの検知を行う。感光体ドラム１３１からの反射光量が増加し、ゲインが高くなるので、光学式センサー部１６２は、高感度領域において転写残トナーを検知できる。

次に、再び、転写残トナー量が付着量閾値よりも多いか否かを判断する（ステップＳ２０４）。転写残トナー量が付着量閾値よりも多くない、すなわち転写残トナー量が付着量閾値以下である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、制御部２００は、光学式センサー部１６２の検知結果は適切であると判定し（ステップＳ２０２）、図１０のステップＳ１０７の処理に移行する。転写残トナー量が付着量閾値以下であるので、光学式センサー部１６２は、高感度領域において転写残トナー２０（転写残トナー２１）を検知できる。

一方、転写残トナー量が付着量閾値よりも多い場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、制御部２００は、光学式センサー部１６２の検知結果は適切ではないと判定する（ステップＳ２０５）。制御部２００は、転写残トナー量が付着量閾値よりも多い状態が２回続いているので、サービスコール表示を実施し（ステップＳ２０６）、処理を終了する（エンド）。すなわち、転写残トナー量が付着量閾値よりも多いと判定された後、転写残トナー量を低下させるための処理を実施したのにもかかわらず、転写残トナー量が付着量閾値以下にならないので、制御部２００は、これ以上転写残トナー量を低下させることは困難と判断する。サービスコール表示では、制御部２００は、ユーザーに対して、光学式センサー部１６２の検知が適切に行われていない可能性がある旨を通知し、サービスマンを呼んで適切な処置を依頼するように促すメッセージを操作表示部１９０に表示する。

なお、図１５に示す例では、パッチの現像量を低下させる処理およびＩＤＣセンサーのゲインを引き上げる処理の一方を行った後、転写残トナー量が付着量閾値よりも多いか否かの２回目の判断を行った。しかし、このような場合に限定されず、両方の処理をそれぞれ実施した後、転写残トナー量が付着量閾値よりも多いか否かの２回目の判断を行ってもよい。

＜変形例＞
上述の例では、感光体ドラム１３１上の転写残トナー２０に電荷を付与し、転写残トナー２０とプレクリーニング部１６３のクリーニングブラシとの電位差を変化させることにより、クリーニングブラシによる現像剤回収量を変更する場合について説明した。本変形例では、感光体ドラム１３１の表面に光を照射することにより現像剤回収量を変更する場合について説明する。

本変形例の画像形成部１３０は、正規現像方式により現像を行う。正規現像方式では、感光体ドラム１３１の表面のうち印刷画像の背景部に相当する部分を露光し、この露光部分以外の部分に、感光体ドラム１３１の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを付着させて現像を行う方式である。

より具体的には、帯電部１３２は、感光体ドラム１３１に負の電荷を付与し、感光体ドラム１３１の表面全体を負に帯電させる。光書込部１３３は、負に帯電された感光体ドラム１３１の表面のうち、トナーを形成しない、印刷画像の背景部に相当する部分を露光することにより、この部分の電荷を消去する。現像装置１３４は、感光体ドラム１３１上の露光されていない負電位部に正電荷トナーを付着させる。これにより、感光体ドラム１３１にトナー像が形成される。

図１６は、一変形例のクリーニング装置１６０の概略構成を説明するための模式的な断面図である。本変形例のクリーニング装置１６０は、電荷付与機構１６１の代わりに露光部１６６を有する。露光部１６６は、光書込部１３３の走査光学装置と同様に、たとえばＬＥＤやレーザーなどにより構成される。現像剤回収量制御部２０３は、負に帯電された感光体ドラム１３１に露光部１６６が照射する光の量を制御することにより、感光体ドラム１３１を露光する。露光された部分の電荷は消去され、感光体ドラム１３１と正に帯電しているトナーとの電気的な吸引力は低下する。これにより、プレクリーニング部１６３のクリーニングブラシによるトナーの回収効率を向上させることができ、その結果、プレクリーニング部１６３の下流に位置するクリーニング部１６４に到達する転写残トナー２０の量を低減できる。

本実施形態では、たとえば現像剤回収量を第１の回収量に設定する場合は、露光部１６６による露光を行わず、現像剤回収量を第２の回収量に設定する場合は、露光部１６６による露光を行うように構成することにより、現像剤回収量を制御する。現像剤回収量制御部２０３および露光部１６６は、協働することにより現像剤回収量管理部として機能する。

以上で説明した本実施形態の画像形成装置１００は、下記の効果を奏する。

感光体ドラム１３１の表面上に、感光体ドラム１３１の回転軸方向について区分された複数の部分が設定され、部分ごとに現像剤回収量が制御されるので、過剰な転写残トナーがクリーニング部１６４に到達する前にその大部分を回収することができる。したがって、感光体ドラム１３１に対する物理的ストレスを強めることなく、雨だれの発生を防止または抑制できる。

また、転写残トナーを光学的に検知することにより、印刷条件や環境等を含んだ結果として、感光体ドラム１３１上の転写残トナー量を正確に見積ることができる。また、部分ごとに現像剤回収量が制御されるので、部分ごとで最適な回収量に変更できる。

また、パッチ画像を現像し、光学式センサー部１６２によってそのパッチ画像の転写残トナーを検知することにより、次にパッチ画像を現像するまでの転写残トナー量を印刷画像データに基づいて算出できる。

以上のように、実施形態において、画像形成装置１００および制御プログラムについて説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、上述の実施形態では、像担持体が感光体ドラム１３１である場合について説明したが、像担持体は、ベルト状の感光体でもよい。

また、上述の実施形態では、モノクロの画像形成装置１００の場合について例示したが、本発明はカラーの画像形成装置に対しても適用できる。カラーの画像形成装置では、画像形成部は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれの色について、感光体ドラム、帯電部、光書込部、および現像装置を有する。また、転写部は、中間転写ベルトおよび二次転写部を有し、画像形成部により感光体ドラムに形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルトの画像形成位置に重ね合わせて転写される。二次転写部では、用紙搬送部により搬送される用紙上に、中間転写ベルトの各色のトナー像が一括転写される。カラーの画像形成装置では、クリーニング装置は、中間転写ベルトに沿って複数の光学式センサー部を有し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色に応じて最適なゲインに調整されている。

また、上述の実施形態では、感光体ドラム１３１の表面上にＦＲ方向に沿って６つの部分を設定する場合について説明したが、設定する部分は６つに限定されず、２つ以上の部分を設定しうる。また、印刷ジョブに含まれる印刷画像のＦＲ方向の幅および用紙搬送方向の長さに応じて、各部分について適宜最適な領域数が設定されうる。

また、上述の実施形態では、現像剤回収量を第１および第２の回収量の２段階から選択する場合について説明したが、このような場合に限定されず、現像剤回収量を多段階から選択するように構成してもよい。

また、画像形成装置１００の制御プログラムは、ＵＳＢメモリー、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、メモリーやストレージなどに転送され記憶される。また、この制御プログラムは、たとえば、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置１００の一機能としてその各装置のソフトウェアに組み込んでもよい。

１００ 画像形成装置、
１１０ 画像読取部、
１２０ 画像処理部、
１３０ 画像形成部、
１３１ 感光体ドラム、
１３２ 帯電部、
１３４ 現像装置、
１３５ 転写部、
１４０ 給紙部、
１５０ 用紙搬送部、
１５１ 搬送路、
１５２ レジストローラー対、
１６０ クリーニング装置、
１６１ 電荷付与機構、
１６Ａ〜１６Ｆ 電荷付与部、
１６２ 光学式センサー部、
１６３ プレクリーニング部、
１６４ クリーニング部、
１６５ ドラムスクレーパー、
１６６ 露光部、
１７０ 定着部、
１８０ 通信部、
１９０ 操作表示部、
２００ 制御部、
２０１ 転写残トナー量算出部、
２０２ パラメーター算出部、
２０３ 現像剤回収量制御部、
２１０ ＣＰＵ、
２２０ 補助記憶部、
２３０ ＲＡＭ、
２４０ ＲＯＭ。

Claims (12)

1. 印刷画像データに基づいて像担持体上にトナー画像を形成し、前記像担持体上の前記トナー画像を転写部で用紙に転写する画像形成部と、
   前記転写部から前記像担持体に沿って前記像担持体の移動方向下流に位置し、前記転写部による前記用紙への前記トナー画像の転写後の前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知する光学式センサー部と、
   前記像担持体の表面上に、前記像担持体の前記移動方向に直交する幅方向について区分された複数の部分において、前記光学式センサー部の検知結果および前記印刷画像データに基づいて、前記像担持体の表面上の各々の前記部分の転写残トナー量を算出する転写残トナー量算出部と、
   算出した各々の前記部分における転写残トナー量に基づいて、前記部分ごとに現像剤回収量を制御する現像剤回収量管理部と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記像担持体の移動方向に対して前記光学式センサー部の下流に位置し、前記転写残トナーをクリーニングするプレクリーニング部と、
   前記プレクリーニング部の下流に位置し、前記プレクリーニング部がクリーニングした後の前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング部と、
   をさらに有し、
   前記現像剤回収量管理部は、前記プレクリーニング部の前記部分ごとの現像剤回収量を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 現像剤回収量管理部は、前記像担持体上の前記転写残トナーに電荷を付与可能な電荷付与機構を含み、
   現像剤回収量管理部は、前記像担持体上の前記転写残トナーに対して前記電荷付与機構が付与する電荷の量を制御することにより、前記転写残トナーと前記プレクリーニング部との電位差を変更して前記現像剤回収量を変更する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 現像剤回収量管理部は、感光体である前記像担持体の表面に向けて光を照射し、当該光によって露光された部分の電荷を消去する露光部を含み、
   現像剤回収量管理部は、前記像担持体に前記露光部が照射する光の量を制御することにより、前記像担持体と前記転写残トナーとの間の電気的な吸引力を調整することで、前記現像剤回収量を変更する、請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記転写残トナー量算出部は、
   パッチ用の画像データに基づいてパッチのトナー画像を形成し、パッチの前記トナー画像の転写後の前記転写残トナーを検知した、前記光学式センサー部の検知結果に基づいて各々の前記部分における転写残トナー量を算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記部分ごとの転写残トナー量に基づいて、画像不良に関連するパラメーターを算出するパラメーター算出部をさらに有し、
   前記現像剤回収量管理部は、
   前記現像剤回収量の初期値として所定の第１の回収量を設定し、
   前記像担持体の複数の前記部分のうち、前記画像不良に関連するパラメーターが所定の制御閾値を超える部分がある場合、前記部分の現像剤回収量を前記第１の回収量よりも回収量の多い第２の回収量に設定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記転写残トナー量算出部は、
   各々の前記部分に関して、前記幅方向についてさらに区分された複数の領域を設定し、前記印刷画像データと前記転写残トナー量とに基づいて、前記領域ごとの転写残トナー量を算出し、
   前記現像剤回収量管理部は、
   前記部分における前記領域ごとに算出された転写残トナー量の最大値を前記部分における転写残トナー量として、前記部分ごとに現像剤回収量を変更する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤回収量管理部は、
   前記部分の現像剤回収量として前記第２の回収量が設定されている状態で、算出された前記画像不良に関連するパラメーターが前記制御閾値以下となった場合、前記部分の現像剤回収量を前記第１の回収量に戻す、請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成部および前記光学式センサー部を制御する制御部をさらに有し、
   前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が所定の付着量閾値を超えた場合、
   前記制御部は、
   トナーの使用量を減らして現像し、前記像担持体にトナー画像を形成するように前記画像形成部を制御し、
   再度、前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知するように前記光学式センサー部を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記光学式センサー部を制御する制御部をさらに有し、
    前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が所定の付着量閾値を超えた場合、
    前記制御部は、
    照射光量を増加するように前記光学式センサー部を制御し、
    再度、前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知するように前記光学式センサー部を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記光学式センサー部の検知結果に基づいて算出された転写残トナー量が、再度、前記付着量閾値を超えた場合、ユーザーに前記光学式センサー部の検知が適切に行われていない可能性がある旨の通知する、請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 印刷画像データに基づいて像担持体上にトナー画像を形成し、前記像担持体上の前記トナー画像を転写部で用紙に転写する画像形成部と、
    前記転写部から前記像担持体に沿って前記像担持体の移動方向下流に位置する光学式センサー部と、を有する画像形成装置を制御する制御プログラムであって、
    印刷画像データを取得する手順（ａ）と、
    前記印刷画像データを現像し、トナー画像を前記像担持体上に形成する手順（ｂ）と、
    前記像担持体上の前記トナー画像を前記用紙に転写する手順（ｃ）と、
    前記転写部による前記用紙への前記トナー画像の転写後に前記像担持体の表面上の転写残トナーを光学的に検知する手順（ｄ）と、
    前記像担持体の表面上に、前記像担持体の前記移動方向に直交する幅方向について区分された複数の部分において、前記光学式センサー部の検知結果および前記印刷画像データに基づいて、前記像担持体の表面上の各々の前記部分の転写残トナー量を算出する手順（ｅ）と、
    算出した各々の前記部分における転写残トナー量に基づいて、前記部分ごとに現像剤回収量を制御する手順（ｆ）と、
    を前記画像形成装置に実行させるための制御プログラム。