JP2010197995A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐き出し動作に伴う印刷速度の低下を抑えつつ、最適な吐き出し動作を行うことで画質を保つこと。
【解決手段】前記制御手段は、前記モノカラーモードで用いる前記現像剤担持体のみが排出動作を行うためのモノカラー排出値と、すべての現像剤担持体が排出動作を行うためのフルカラー排出値を算出し、前記モノカラー排出値が第１の閾値になったときにモノカラーモードで用いる前記現像剤担持体の現像剤を所定量だけ排出するモノカラー排出動作を行い、前記フルカラー排出値が第２の閾値になったときに全ての前記現像剤担持体の現像剤を所定量だけ排出するフルカラー排出動作を行い、前記フルカラー排出動作を行った時は、前記モノカラー排出値及び前記フルカラー排出値から第２の閾値を減算することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は現像剤担持体が感光ドラムに接触して画像形成を行う画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置における乾式一成分現像装置の現像方式の一つとして、加圧現像法（Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）が挙げられる。加圧現像法では、画像形成枚数増加に伴う画像品質の低下が起こる。画質低下の主要因としてトナー劣化とトナーによる現像ローラ（現像剤担持体）の汚染があげられる。

トナー劣化を防止するため、印刷率が低い時には、非画像形成時において現像ローラ上のトナーと現像ローラ近傍の劣化トナーを感光ドラムに転移させる。これは吐き出しと呼ばれる排出処理であり、これを行うことで現像ローラ近傍のトナーをリフレッシュさせる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、現像ローラの汚染防止のためには、印刷率によらず定期的に現像ローラからトナーを取り除くことが有効であり、例えば１００枚プリント毎に吐き出し動作を行うことで現像ローラ汚染を予防することが可能である。印刷枚数以外にも、現像ローラ回転時間、画像形成装置の稼働時間などをカウントして、定期的な吐き出しを行うことも可能である。毎回少なくとも現像ローラの１周分を吐き出すことで、より確実に現像ローラをリフレッシュすることができる。

ところで、フルカラーの画像形成が可能な画像形成装置においては、複数のトナーの色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色）の数に対応する像担持体としての感光ドラム１を用いて画像形成を行う。

フルカラー印刷を行う場合は、各現像ローラが各感光ドラム上に各色のトナーを供給した後、所定の工程を経て、複数色の画像を転写材に転写する。一方、モノカラー印刷を行う場合は、ブラックに対応する現像ローラが感光ドラム上にブラックのトナーを供給した後、所定の工程を経て、ブラックの画像を転写材に転写する。

このようなフルカラー印刷を行う装置において、ブラックの現像ユニットと、カラーの現像ユニットとでそれぞれ異なるタイミングで現像ローラのリフレッシュ動作を行う技術が知られている（特許文献２）。また、フルカラー印刷を行う装置において、ひとつの現像ユニットにおいてトナーのリフレッシュ動作を行うタイミングが来た時に、すべての現像ユニットでリフレッシュ動作を行う技術がしられている（特許文献３）。

特開２００４−１２５８２９号公報 特開２００３−２５５７７１号公報 特開２００７−２６４３９８号公報

上記背景技術において、画像形成装置がフルカラー印刷とモノカラー印刷を交互に行う際に次のような不具合があった。

例えば、フルカラー印刷を所定量行った時に、すべての現像ユニットから吐き出し動作を行うようにする方法が考えられる。この場合、フルカラー印刷とモノカラー印刷を任意に織り交ぜてプリントを行う時、ブラックの現像ユニットの使用量とブラック以外の現像ユニット（カラーの現像ユニット）の使用量が異なってしまう。そうすると、モノカラー印刷でブラックの現像ユニットを使用した分だけ、ブラックの吐き出しのタイミングが遅れてしまう。極端な例では、モノカラー印刷で、ブラックの現像ユニットのみ使用した場合では、ブラックの現像ユニットからの吐き出し動作が行なわれないことになってしまう。

別の例としてブラックとカラーとで使用量のカウンターを分けて持つ方法も考えられる。ブラックが所定の使用量に達した時にブラックの吐き出し動作を行い、ブラック以外の現像ユニット（カラーの現像ユニット）が所定の使用量に達した時にブラック以外の現像ユニットの吐き出し動作を行う。この場合、ブラックの現像ユニットとカラーの現像ユニットの吐き出しタイミングがそろっている場合を除いて、ブラックとカラーの現像ユニットの吐き出し動作を順次交互に繰り返すことになる。このため、吐き出し動作を行なって印刷を中断する回数は、フルカラーのみの印刷時に対して２倍となり、この結果、印刷速度が低下してしまう。

また、いずれかの現像ユニットでトナーを吐き出すタイミングのときに全色のカートリッジの吐き出しをまとめて実行してしまう方法もある。しかしこの場合は、ある現像ユニットをほとんど使っていないにも関わらず、他の現像ユニットの吐き出しタイミングで、全ての現像ユニットにおいて吐き出しが行われる場合がある。ここで、全ての現像ユニットから所定量のトナーを吐き出すようにすると、必要以上にトナーを消費することになってしまう。引用文献３では、全色の各色の現像ユニットごとの画素数の積算値に応じて、吐出し量を変える技術の開示がある。しかしながら、画素数の積算値が少ない場合には吐き出されるトナー量が少なくなりすぎ、十分に劣化トナーの吐き出しを行うことができない可能性がある。

本発明の目的は、吐き出し動作に伴う印刷速度の低下を抑えつつ、吐き出し動作を行うことで画質を保つことである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、第１の像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第１の現像剤担持体と、第２の像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第２の現像剤担持体と、前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体の少なくとも一つから前記第１の像担持体又は第２の像担持体に現像剤を吐き出す吐き出し動作を制御する制御装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、第１の現像剤担持体を用いて単色の画像形成を行う第１のモードと、前記第１の現像剤担持体及び第２の現像剤担持体を用いて複数色の画像形成を行う第２のモードを有し、前記制御装置は、前記第１の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記第１の像担持体に排出する第１の排出動作を実行し、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体から現像剤をそれぞれ所定量だけ前記第１の像担持体又は前記第２の像担持体に排出する第２の排出動作を行うことを制御し、前記制御装置は、 第２の排出動作を行ってから第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数は、第１の排出動作を行ってから次の第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数よりも、多くすることが可能であることを特徴とする。

上述のような構成により、吐き出し動作に伴う印刷速度の低下を抑えつつ、確実に吐き出し動作を行うことで画質を保つことができる。

画像形成装置の概略図。 モノカラー印刷時におけるフローチャート。 フルカラー印刷時におけるフローチャート。 モノカラー印刷時におけるフローチャート。 フルカラー印刷時におけるフローチャート。 制御方法の説明図。 画像形成装置の別の実施対応を示す概略図。

本実施形態の画像形成装置は、画像形成装置が転写搬送ベルトを離隔する機構を有する。モノカラー印刷時にはブラックカートリッジ以外のカートリッジの転写搬送ベルトを離隔する。本画像形成装置においては、フルカラー印刷モードからモノカラー印刷モードを任意に切り替えて使用する際に、吐き出しの回数・量の頻度を適切に保ちながら現像器からトナーを吐き出す方法を示す。なお、モノカラー印刷モード（第１のモード）とは、第１の像担持体（第１の感光体）、第１の現像剤担持体（第１の現像ローラ）のみを用い、単色の画像形成を行うモードである。フルカラー印刷モード（第２のモード）は、第１の像担持体及び第１の現像剤担持体（第１の現像ローラ）と、第２の像担持体（第２の感光体）と、第２の現像剤担持体（第２の現像ローラ）とを用いて複数色の画像形成を行うモードである。

〔画像形成装置の概略構成〕
図１に画像形成装置の概略図を示す。本出願の画像形成装置は複数色のトナーをそれぞれ備えてタンデム式に配列した複数のプロセスカートリッジ４０を有する。図面ではプロセスカートリッジ４０内の各プロセス手段の符号に、ａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を加えて説明する。

それぞれのプロセスカートリッジ４０は、以下のものを備える。露光手段によって静電潜像を形成可能な感光ドラム１（像担持体）。感光ドラム１上を均一に帯電する帯電ローラ２（帯電手段）。感光ドラム１上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラ４１（現像手段）。

また、画像形成装置は、転写材（例えば、記録紙等）を搬送する転写搬送ベルト９０と、転写搬送ベルトの内側に配置され、所定の押圧をもって転写搬送ベルトを各色の感光ドラム１に押し当てるバイアス印加可能な転写ローラ９１（転写手段）を有する。各色独立で転写ローラの当接圧を解除し、転写搬送ベルトと感光体ドラムを離隔する転写ローラ離隔機構９２（転写手段接離機構）を備える。転写手段接離機構により、転写ローラは、ベルトを介して感光ドラム１と接離可能となっている。感光ドラム１と現像ローラ４１とを各色毎独立して当接離隔動作を行わせる現像ローラ当接離隔機構５０とを備えている。なお、転写搬送ベルトではなく、感光ドラム１に形成されたトナー像を１次転写される中間転写ベルトでも良い。

〔画像形成装置の詳細構成及び動作〕
まず、フルカラーの画像形成動作時の動作を示す。

はじめに全ステーションの感光ドラム１が駆動される。そして、第一ステーションの第一プロセスカートリッジ４０ａから順次、帯電ローラ２にバイアス（約−１０００Ｖ）を印加して感光ドラム１上を均一に帯電（約−５００Ｖ）する。現像ローラ４１は回転駆動され、所定の現像バイアス（約−３５０Ｖ）が印加される。そして、現像ローラ当接離隔機構５０が動作して、現像ローラ４１を感光ドラム１に回転しながら当接させる。

これらの前準備動作が画像形成開始のタイミングにあわせて第一ステーションから第四ステーションまで順次行われる。そして、第一ステーションから第四ステーションまで順次、露光装置３からのレーザビーム走査光により静電潜像を感光ドラム１上に形成する。静電潜像は、現像ローラ上の現像剤によりトナー像（現像剤像）に顕像化される。

また、各プロセスカートリッジ４０に沿って、転写材を担持して搬送する転写材担持搬送手段６を構成する転写搬送ベルト９０が配置されている。転写搬送ベルト９０は、ベルト駆動手段である駆動ローラ、従動ローラ及びベルト張架ローラに張設され回転移動する。そして、ベルトの内側に配置された転写ローラ９１によって感光ドラム１に対して圧接されている。

一方、給送部２０内の転写材Ｓがピックアップローラによって１枚ずつ取り出され、転写搬送ベルト９０に給送され、吸着手段である吸着ローラ８０の作用によって転写搬送ベルト９０に吸着担持される。

転写材Ｓは、第一ステーションの感光ドラム１ａ上でトナー像とタイミングをとられて転写部へ搬送され、転写ローラ９１ａに印加したバイアス（約＋１５００Ｖ）によって転写材上に転写され、再度、画像形成動作に供される。

また、第二〜第四プロセスカートリッジ４０ｂ〜４０ｄにおいても、上述した第一プロセスカートリッジ４０ａと同様にして、各色のトナー像がそれぞれの感光ドラム１上に形成される。そして、転写材Ｓが転写搬送ベルト９０によって第二、第三、第四のプロセスステーションの各転写部に搬送されるに伴って、各転写ローラ９１に印加されたバイアスによって、上記各色のトナー像が重ね転写される。

そして、最下流の第四プロセスカートリッジ４０ｄにおいて４色のトナー像が転写された転写材Ｓは、定着部１０に搬送されてトナー像が溶融定着され、排出される。

現像器４４には、現像剤担持体としての現像ローラ４１、現像ローラ４１に現像剤としてトナー（負極性）を供給する供給ローラ４２、現像ローラ４１上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード４３が配設される。

現像ローラ４１は感光ドラム１と当接するため、弾性体で形成される。現像ローラ４１にはトナーを現像ローラ４１から感光ドラム１側へ転移させるために、現像バイアス電源（不図示）により所定電位が供給される。

画像形成終了後、現像ローラ当接離隔機構５０が動作して現像ローラ４１を感光ドラム１から離隔し、帯電バイアスがＯＦＦされ、転写バイアスがＯＦＦされ、ドラムの回転が停止して全ての画像形成動作を終了する。

次に、特定の現像ローラ４１を用いて印刷を行うモノカラー印刷の方法を以下に述べる。本画像形成装置は転写ローラ９１の転写ローラ離隔機構９２を備え、転写ローラ９１の感光ドラム１に対する付勢を解除することで、転写搬送ベルト９０を感光ドラム１より離隔する。

モノカラー印刷時には第四ステーションに配置された、黒の第四プロセスカートリッジ４０ｄ以外の各色の転写ローラ９１を離隔する。そして、転写搬送ベルト９０を感光ドラム１から離隔し、黒の第四プロセスカートリッジ４０ｄ以外の色プロセスカートリッジの駆動を止めたままで、モノカラー印刷を行う。

転写搬送ベルト９０との接触を絶たれた各色の感光ドラム１、現像ローラ４１、帯電ローラ２は、回転を停止している。感光ドラム１、現像ローラ４１、帯電ローラ２の回転を停止させることにより、クリーニングブレード５による感光体削れが、発生しないため、プロセスカートリッジ４０の高寿命化が図れる。

画像形成装置がモノカラー印刷信号を受け取った時に、転写搬送ベルト９０が当接状態だった場合には、まず転写搬送ベルト９０の離隔動作を行う。そして、ブラックのみ画像形成を行い、前述した画像形成工程を実施し、モノクロプリント画像を得る。

〔実施例１〕
図１に示すように、制御手段６０は、画像形成装置全体の制御を司る。制御手段６０は少なくとも、ＣＰＵ６１と、モノカラー排出計算値を算出する計算手段と、フルカラー排出計算値を算出する計算手段とを備える。

〔吐き出し動作〕
次に、吐き出し時の動作について述べる。吐き出し動作とは、非画像形成時において現像ローラ上のトナーと現像ローラ近傍の劣化トナーを感光ドラム１に転移（吐き出し）させ、現像ローラ近傍のトナーをリフレッシュさせることである。本実施形態では、カートリッジの排出計算値が所定の閾値になったときに現像剤を所定量だけ排出させる現像剤排出動作のことをいう。

吐き出し動作の具体的な動作は、非画像形成時に、帯電した感光ドラム面に、リフレッシュ用の静電潜像（例えば、全面走査方向に露光を行って、静電潜像を形成する）を形成し、その静電潜像を現像装置で現像する。

吐き出し動作は、非画像形成時以外にも、プリント信号の無いスタンバイモード中、連続プリントの最後、連続プリント中に行う、などのタイミングで実行する。

（本願発明以外の吐き出し動作例及びその課題）
フルカラー印刷（画像形成）を行う場合（全色モード）、前回の吐き出し動作をおこなってから、各色のカートリッジを使用した量を排出計算値として制御手段上にて算出する。そして、排出計算値が所定の閾値に到達した場合には印刷を一時中断し、現像ローラの１周分の吐き出し動作を実行する。この動作を繰り返すことで所定の印刷毎に一度、確実に現像ローラをリフレッシュして、劣化したトナーを排出して、現像ローラ汚染とトナー劣化による画像不良を防ぐことができる。排出計算値を計算する方法は、たとえば印刷枚数をカウントしても良いし、現像ローラの回転数をカウントしても良い。

しかしながら、この方法ではモノカラー印刷モード（一部色モード）を行った分だけブラックのカートリッジの吐き出しが遅くなり、現像ローラ汚染およびトナー劣化をおこしてしまう可能性がある。

そこで、フルカラー排出計算値とモノカラー排出計算値とを分けて算出する方法が考えられる。

この方法では、モノカラーの印刷を行って、ブラックのカートリッジを用いる時には、前回の吐き出し動作を行ってからブラックカートリッジを使用した量をモノカラー排出計算値として算出する。そして、モノカラー印刷時にモノカラー排出計算値が所定の閾値（第１の閾値）に到達した場合には印刷を一時中断し、ブラックの現像ローラ１周分の吐き出し動作を実行する。これにより、モノカラーが続いてもブラックカートリッジの吐き出し動作を行うことができる。

また、カラーの印刷時にはカラー排出計算値とモノカラー排出計算値を両方算出し、カラー排出計算値が所定の閾値（第２の閾値）に到達した時にはイエロー・マゼンタ・シアンのカラーカートリッジでの吐き出し動作を実行する（色排出動作機能）。一方、モノカラー排出計算値が所定の閾値に到達した時にはブラックの吐き出しを行う（一部色排出動作機能）。

しかしながら、例えばカラー排出計算値とモノカラー排出計算値がずれている状態でフルカラーの印刷を続ける場合、どちらかの排出計算値が所定の閾値に到達する毎に印刷動作を一時中断して吐き出し動作を行うことになる。すると、ユーザーの待ち時間が増加してしまう。

そこで、フルカラー印刷時には、前回フルカラーで吐き出し動作を行ってからのフルカラーでの使用量をフルカラー排出計算値として算出し、フルカラー排出計算値が閾値に到達した際には、ブラックの吐き出しをカラーと併せて行う方法が考えられる。

しかしながら、この方法ではブラックの吐き出しの回数が増えてしまい、余分なトナー消費をしてしまうことになる。

（本実施形態の吐き出し動作）
本実施形態では、トナーの吐き出し動作を行う際に、上述の吐き出しの不均一性を低減しかつユーザーが待ち時間となりにくい方法を以下に述べる。

図２及び図３を用いて本実施形態の吐き出し動作について、実施例を提示して説明する。図２はモノカラー印刷時におけるフローチャートであり、図３はフルカラー印刷時におけるフローチャートである。

本実施例においては、フルカラー印刷時には、前回フルカラーで吐き出し動作を行なってからカラーカートリッジを使用した量をフルカラー排出計算値（第２の値）として算出する。また、前回モノカラーで吐き出し動作を行ってからブラックカートリッジを使用した量をモノカラー排出計算値（第１の値）として算出する。モノカラー印刷時には、モノカラー排出計算値のみを算出する。これら、フルカラー排出計算値、モノカラー排出計算値は、現像ローラの使用量に関する情報として使用している。現像ローラの使用量に関する情報を求める理由としては、トナーの劣化等が現像ローラの使用量に相関を持つからである。

排出計算値を算出するための基準としては、印刷枚数を基準としても良いし、現像ローラの回転時間を基準としても良い。本実施例においては、印刷枚数を基準とし、１００枚に一度吐き出し動作を行う。このため、１００が吐き出し閾値となる。

また、排出計算値を算出する方法としては、印刷枚数等の基準数値をカウントアップして記録する方法や、モノカラー印刷枚数とフルカラー印刷枚数と吐き出し動作回数を用いて計算で求める方法などを用いることが可能である。

本実施例では、モノカラー総印刷枚数とフルカラー総印刷枚数と総吐き出し回数をカウントして、その値からフルカラー排出計算値、モノカラー排出計算値を計算する方法を示す。

フルカラー排出計算値は、フルカラー総印刷枚数を吐き出し閾値で除算した余りの数（整数）となる。本実施例では１００枚に一度吐き出しを行うため、吐き出し閾値は１００となるので、フルカラー総印刷枚数の下二桁がフルカラー排出計算値となる。

モノカラー排出計算値は、フルカラー総印刷枚数とモノカラー総印刷枚数を足した値から、総吐き出し回数と吐き出し閾値を積算した値を、減算した値となる。

モノカラー排出計算値＝（フルカラー総印刷枚数＋モノカラー総印刷枚数）−（総吐き出し回数×吐き出し閾値）
このとき、モノカラー排出計算値はマイナスの値になる場合がある。

図２に示すように、モノカラー印刷時にモノカラー排出計算値が所定の閾値に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、総吐き出し回数を１加算する。

図３に示すように、フルカラー印刷時にモノカラー排出計算値が所定の閾値に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、総吐き出し回数を１加算する。

フルカラー印刷時にフルカラー排出計算値が所定の閾値に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックを含む全色で吐き出し動作を行い、総吐き出し回数を１加算する。吐き出し回数を１加算することで、計算結果としては吐き出し前のモノカラー排出計算値から、吐き出し閾値の分が減算される。

このような動作を行うことにより、カラーカートリッジの吐き出しタイミングでブラックの吐き出しをも行うことが可能となり、頻繁に印刷が中断されるのを防ぐことができる。

また、カラーカートリッジの吐き出しタイミングに合わせることで、ブラックの吐き出しが早まってしまった分は総吐き出し回数としてカウントされ、モノカラー排出計算値がマイナスの値になる。これにより、次回のブラック吐き出しのタイミングを遅らせることとなり、カートリッジの寿命に渡って平均的な吐き出しを実施することができる。このように、モノカラー排出計算値がマイナスになることで、モノカラー排出動作の後とフルカラー排出動作の後とで、次のモノカラー排出動作を行うまでにモノカラーモードで画像形成を行える数が変わってくる。即ち、フルカラー排出動作を行った後の場合は、モノカラー排出動作を行った後の場合に比べて、モノカラー排出計算値がマイナスの値になった分だけモノカラーモードで画像形成を行える数が多くなる。

この結果、余分なトナー消費を抑えつつ、現像ローラ汚染とトナー劣化による画質低下を予防することができる。

尚、この方法を用いた場合、ブラックカートリッジの吐き出しの間隔は最大で所定の閾値の２倍となる場合がある。

また、本実施例ではモノカラー排出計算値から所定の閾値分の値を減算することで吐き出しの不均一性と頻度を低減していたが、これに限るものでもない。例えば、フルカラー印刷時にモノカラー排出計算値が閾値に到達した場合にも同様に、印刷を一時中断して全色の吐き出し動作を行い、フルカラー排出計算値から所定の閾値分の値を減算する方法としても良い。

この方法でモノカラー排出計算値が閾値に達した時に全色で吐き出し動作を行った時は、カラーカートリッジについてもカートリッジの寿命に渡って平均的な吐き出しを実施することができ、現像ローラ汚染とトナー劣化による画質低下を予防することができる。

このような動作を行うことにより、カラーカートリッジの吐き出しタイミングでブラックの吐き出しを行うことが可能となる一方、ブラックカートリッジの吐き出しタイミングでカラーの吐き出しを行うことも可能となる。

以上のように制御手段６０による処理を行うと、カラーの吐き出しとブラックの吐き出し動作が近いタイミングで次々とおこることで頻繁に印刷が頻繁に中断されることを防ぐことができる。またこれに加えて、カートリッジの寿命に渡って平均的な吐き出しを実施することができる。従って、現像ローラ汚染とトナー劣化による画質低下を予防することができる。

上述の実施例においては、一部の色のみをプリントする一部色モードを、ブラックのみのプリントとしたが、これに限らず、シアンのみ等、他の色に適用することもできる。

本実施例では、モノカラー総印刷枚数（モノカラー総画像形成数）とフルカラー総印刷枚数（フルカラー総画像形成数）と総吐き出し回数とから、モノカラー排出計算値、フルカラー排出計算値を計算している。

〔実施例２〕
本実施例では、図１に示すように、制御手段６０は、画像形成装置全体の制御を司る。制御手段６０は少なくとも、ＣＰＵ６１と、ブラック側の吐き出しをカウントするブラックカウンター６２と、イエローとマゼンタとシアン側のカラー用の吐き出しをカウントするカラーカウンター６３とを備える。ブラックカウンター６２は、モノカラー排出値（第１の値）を算出する。カラーカウンター６３は、フルカラー排出値（第２の値）を算出する。

〔吐き出し動作〕
次に、吐き出し時の動作について述べる。吐き出し動作とは、非画像形成時において現像ローラ上のトナーと現像ローラ近傍の劣化トナーを感光ドラム１に転移（吐き出し）させ、現像ローラ近傍のトナーをリフレッシュさせることである。本実施形態では、ブラックカウンター又はカラーカウンターが所定の閾値になったときに現像剤を所定量だけ排出させる現像剤排出動作のことをいう。

本実施形態においては、後述の実施例において、Ａ４サイズの転写材を１００枚プリントする毎に一度吐き出し動作を行う場合について述べる。この吐き出しの間隔は耐久を通じて画質低下につながる現像ローラ４１の汚染が発生しない間隔であり、制御方法は印刷枚数だけでなく、現像ローラ４１の回転時間等をカウントしてもよい。

（本願発明以外の吐き出し動作例及びその課題）
フルカラー印刷（画像形成）を行う場合（全色モード）、１枚印刷するごとに、フルカラー用の吐き出しカウンター（不図示の制御手段上にて算出する）を１カウントアップする。そして、カウントが１００に到達した場合には印刷を一時中断し、現像ローラの１周分の吐き出し動作を実行し、フルカラー用の吐き出しカウンターをリセットして０に戻す。この動作を繰り返すことで１００枚に一度、確実に現像ローラをリフレッシュして、劣化したトナーを排出して、現像ローラ汚染とトナー劣化による画像不良を防ぐことができる。

しかしながら、この方法ではモノカラー印刷モード（一部色モード）を行った分だけブラックのカートリッジの吐き出しが遅くなり、現像ローラ汚染およびトナー劣化をおこしてしまう可能性がある。

そこで、カラーカウンター６３とブラックカウンター６２とを分けてカウントする方法が考えられる。

この方法では、モノカラーの印刷を行う場合は、ブラック用の吐き出しカウンター（不図示の制御手段上で算出する）を１カウントアップする。そして、モノカラー印刷時にブラックのカウントが１００に到達した場合には印刷を一時中断し、ブラックの現像ローラの１周分の吐き出し動作を実行し、ブラック用の吐き出しカウンターをリセットして０に戻す。これにより、モノカラーが続いてもブラックカートリッジの吐き出し動作を行うことができる。

また、カラーの印刷時にはカラーカウンター６３とブラックカウンター６２を両方カウントアップし、カラーのカウントが１００に到達した時にはカラーカートリッジの吐き出しを行う（全色排出動作機能）。一方、ブラックのカウントが１００に到達した時にはブラックの吐き出しを行う（一部色排出動作機能）。

しかしながら、例えばカラーカウンター６３とブラックカウンター６２がずれている状態でフルカラーの印刷を続ける場合、どちらかのカウンターが所定の閾値に到達する毎に印刷動作を一時中断して吐き出し動作を行うことになる。すると、ユーザーの待ち時間が増加してしまう。

そこで、フルカラー印刷時の吐き出し時にカラーカウンター６３が閾値に到達した際には、ブラックの吐き出しをカラーと併せて行う方法が考えられる。

しかしながら、この方法ではブラックの吐き出しの回数が増えてしまい、余分なトナー消費をしてしまうことになる。

（本実施形態の吐き出し動作）
本実施形態では、トナーの吐き出し動作を行う際に、上述の吐き出しの不均一性を低減しかつユーザーが待ち時間となりにくい方法を以下に述べる。

図４及び図５を用いて本実施形態の吐き出し動作について、具体的な数値を用いて一つの実施例を提示して説明する。図４はモノカラー印刷時におけるフローチャートであり、図５はフルカラー印刷時におけるフローチャートである。

本実施例においては、フルカラー印刷時には、両方のカウンター６２、６３をカウントアップする。また、モノカラー印刷時には、ブラックカウンター６２のみをカウントアップする。

図４に示すように、モノカラー印刷時にブラックカウンター６２が１００に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、ブラックカウンター６２を０にリセットする。

図５に示すように、フルカラー印刷時にブラックカウンター６２が１００に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、ブラックカウンター６２を０にリセットする。

フルカラー印刷時にカラーカウンター６３が１００に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックを含む全色で吐き出し動作を行う。そしてカラーカウンター６３を０にリセットして、さらにブラックカウンター６２から１００を減算する。このとき、ブラックカウンター６２がちょうど１００になっている場合を除き、ブラックカウンター６２の値はマイナスの値となる。

このような動作を行うことにより、カラーカートリッジの吐き出しタイミングでブラックの吐き出しをもなうことが可能となり、頻繁に印刷が中断されるのを防ぐことができる。

また、カラーカートリッジの吐き出しタイミングに合わせることで、ブラックの吐き出しが早まってしまった分、ブラックカウンター６２をマイナスとすることになる。これにより、次回のブラック吐き出しのタイミングを遅らせることとなり、カートリッジの寿命に渡って平均１００枚に一度の吐き出しを実施することができる。

この結果、余分なトナー消費を抑えつつ、現像ローラ汚染とトナー劣化による画質低下を予防することができる。

尚、この方法を用いた場合、ブラックカートリッジの吐き出しの間隔は最大で１９９枚となってしまう場合がある。ブラックカートリッジの吐き出しの間隔がもっとも不安定になるケースは、カラーカウンター６３とブラックカウンター６２の両方が０である状態から、モノカラー印刷１枚、フルカラー印刷１００枚・モノカラー印刷１９９枚と繰り返した場合である。この場合、ブラックは３００枚の印刷の間に１００枚・１枚・１９９枚という間隔で吐き出し動作を行う。平均では１００枚に１回の吐き出しであるが、実質はほぼ２００枚に１回と１００枚に２回の吐き出しとなる。

ここで、実施例においては閾値を１００にしたが、吐き出しカウンターの閾値は、上述の条件の場合であっても現像ローラ汚染が起こらないような頻度で適宜設定を行う。すると、吐き出しの頻度を最小限に留めることが可能となる。

以上のように制御手段６０による処理を行うと、カラーの吐き出しとブラックの吐き出し動作が近しいタイミングで次々とおこることで頻繁に印刷が頻繁に中断されることを防ぐことができる。またこれに加えて、カートリッジの寿命に渡って平均１００枚に一度の吐き出しを実施することができる。従って、現像ローラ汚染とトナー劣化による画質低下を予防することができる。

上述の実施例においては、一部の色のみをプリントする一部色モードを、ブラックのみのプリントとしたが、これに限らず、シアンのみ等、他の色に適用することもできる。

本実施例の制御方法を図６のブロック図を基に、説明する。

図６において、１１は、画像形成装置内の記憶部であり、モノカラーモードで印刷した印刷枚数をカウントすることと、フルカラーモードで印刷した印刷枚数をカウントする。

また、記憶部１１には、予め、吐き出し閾値の情報が記憶されている。

図６において、６０は、画像形成装置の制御手段であり、ＣＰＵ６１と、モノカラー排出計算値を算出する計算手段と、フルカラー排出計算値を算出する計算手段とから構成される。

図６において、３０は、吐き出し動作実行部を示しており、吐き出し動作を行うために、帯電手段、露光手段、現像手段とを備えている。

３０の吐き出し動作実行部は、モノカラー排出計算値と、フルカラー排出計算値が、所定の値に到達した場合に、印刷動作を一時中断して、現像ローラの１周分の吐き出し動作を実行する。

また、本実施例において、連続印字中では、可能な限り、ダウンタイムが生じないように、吐き出し動作を実行しないように設定し、カウント値が１００〜１２０の間になったときに、吐き出しを実行する。

カウント値が、１００〜１２０内あるとき、後回転、またはトナー残量検知、または、色ずれ補正検知、濃度検知が実行された場合、吐き出しを実行する。

印字中に、カウント値が、１２０になった場合、強制的に吐き出しを実行する。

カウント値が、１００〜１２０内に設定しているのは、連続印字中に、可能な限り、ダウンタイムを低減させるために、カウント値に幅を持たせるためである。現像ローラ汚染とトナー劣化による画像低下の恐れが少ない範囲の印字枚数であれば、後回転中に吐き出し動作を実行する。吐き出しを行った場合は、上記レンジの下限値の１００を減算するようにしている。

なお、フルカラーで吐き出し動作を行うための閾値と、モノカラーで吐き出し動作を行うための閾値とが同じ例で説明しているが、これらの閾値をそれぞれ異なる値で設けておいても良い。この場合、フルカラーで吐き出し動作を行った際に、モノカラー排出値からフルカラーで吐き出し動作を行うための閾値を減算する。

本実施例の吐き出し動作を行うための閾値が異なる場合、フルカラーの吐き出し動作を行うための閾値が、カウント値が１００であり、モノカラーの吐き出し動作を行うための閾値が６０である場合について、具体的に説明する。

本実施例においては、フルカラー印刷時には、両方のカウンター６２、６３をカウントアップする。モノカラー印刷時には、ブラックカウンター６２のみをカウントアップする。

モノカラー印刷時には、ブラックカウンター６２が、６０に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、ブラックカウンター６２を０にリセットする。

フルカラー印刷時に、ブラックカウンター６２が６０に到達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックの吐き出し動作を行い、ブラックカウンター６２を０にリセットする。

フルカラー印刷時に、カラーカウンター６３が、１００に達した場合には、印刷を一時中断し、ブラックを含む全色で吐き出しを行う。そして、カラーカウンターを０にリセットして、さらにブラックカウンター６２から１００を減算する。このとき、ブラックカウンター６２が丁度１００になっている場合を除いて、ブラックカウンター６２の値は、マイナスの値になる。

このような動作を行うことにより、モノ吐き出しのタイミングを平均化できないまでも、カラー吐き出し時に吐き出された後、次のモノクロ吐き出しのタイミングが遅くなるので、必要以上の吐き出しが起こらない。

上述の実施例においては、複数の現像ローラ４１に対応する感光ドラム１を有する構成としたが、これに限るものではない。例えば、１つの感光ドラム１に対して複数の現像ローラを有する画像形成装置の場合であっても、本発明は適用することができる。

本発明が、図７に示すような、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのフルカラーレーザプリンタに適用された場合について説明する。

本実施例のフルカラーレーザプリンタにおいて、感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって矢印Ｒ方向に駆動され、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。次に、イエローの画像模様にしたがった信号が入力された露光装置３により、レーザ光が感光ドラム１に照射され、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。

さらに、感光ドラム１が矢印方向に進むと支持体４Ａに支持された現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）のうち、例えば、イエロートナーが収容された現像装置４ａが感光ドラム１に対向するように支持体４Ａが回転される。上記の潜像は現像装置４ａによってトナー像に可視化される。各現像装置は、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、実施例１で説明した現像装置４と同様の構造及び機能を有するものであり、従って、再度の説明は省略する。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト６６上に転写される。

中間転写ベルト６６は、三本の支持ローラ６７、６８、６９の回りに張設される。不図示の駆動源に連結された支持ローラ６８が回転することで、中間転写ベルト６６は、図中矢印の方向に移動する。

又、中間転写ベルト６６の内側の感光ドラム１対向部には、一次転写ローラ６４が設置されており、高圧電源（図示せず）から所定のバイアスが印加され、感光ドラム１上のトナー像は中間転写ベルト６６上に転写される。感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーニング手段8によりクリーニングされる。

以上の工程をマゼンタ、シアン、ブラックの順に現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄより行うことで、中間転写ベルト６６上に４色のトナー像が重ね合わせて形成される。

この４色のトナー像は、中間転写ベルト６６上の移動と同期をとって給紙装置（図示せず）から搬送手段７０５を介して搬送された転写材Ｐ上に、二次転写ローラ６５により一括して転写される。さらに、転写材Ｐは、定着装置７により加熱、加圧処理が行われることで溶融固着されカラー画像が得られる。中間転写ベルト６６上の転写残トナーは転写クリーニング手段８１により清掃される。

また、本実施例においては、感光ドラム１、帯電ローラ２及びクリーニング手段８は、フレーム枠体Ｆにより一体になったプロセスカートリッジＰＣとされ、装置本体に対して着脱自在に構成することができる。

現像装置４には、図７に示すように、不揮発性メモリーとされる記憶手段３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）が設けられている。記憶手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、上記の実施例と同様に機能する。

尚、本実施例においても、４色の各現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、図４に示す現像装置４ａが位置する着脱位置にてＣ方向に取り出すことができ、プロセスカートリッジＰＣと同様に画像形成装置本体に対して着脱可能な構成とされている。

上記の構成のフルカラー現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）において、各色の現像装置に対して、上記実施例で説明した本発明の方法を適用することができる。

本発明を適用することで、カラーの吐き出しと、ブラックの吐き出し動作が、近しいタイミングで、次々と起こることで、頻繁に印刷が中断されることを防ぐことができる。

上記実施例では、吐き出し動作のモードとして２種類がある。一つは、ブラックカートリッジのみの吐き出し（第１の吐き出し動作）を行うモード（第１の吐き出しモード）である。もう一つは、カラーカートリッジの吐き出し動作と同時にブラックカートリッジの吐き出し動作（第２の吐き出し動作）を行うモード（第２の吐き出しモード）である。

第２の吐き出しモードが行われると、ブラックカウンターはマイナスの値まで減算される。そのため、その後、第１の吐き出し動作が行われるまでにモノカラー印刷モードのみで画像形成可能な枚数は１００枚以上となる可能性がある。

これに対し、第１の吐き出し動作を行った場合は、ブラックカウンターは０になる。そのため、その後、第１の吐き出し動作が行なわれるまでモノカラー印刷モードのみで画像形成可能な枚数は１００枚となる。

即ち、本願発明を実施すると、第１の排出動作を行った場合と、第２の排出動作を行った場合とで、次の第１の排出動作を行うまでにモノカラー印刷モードのみで画像形成可能な枚数が異なることになる。さらに言えば、第２の排出動作を行った場合の方が、第1の排出動作を行った場合よりも、モノカラー印刷モードで画像形成可能な枚数が多くなる。

また、上記実施例の制御を行うことで、第２の排出動作を行ったときのブラックカウンターの値が大きいほど、次の第１の排出動作を行なうまでの間にモノカラー印刷モードで画像形成可能な枚数が少なくなる。ブラックカウンターの値が大きいほど、第1の排出動作が近かったことを表す。そのため、第２の吐き出しモードでブラックカートリッジの吐き出しを行ったとしても、次の第1の吐き出し動作までにモノカラー印刷モードで画像形成可能な枚数は少なくなることになる。

上述の実施例においては、モノカラー（フルカラー）排出値を、モノカラーモードによる印刷枚数（画像形成枚数）、フルカラーモードによる印刷枚数（画像形成枚数）に基づいて計算したがこれに限られるものではない。現像ローラの使用量に関連して求められる情報であればよい。例えば、現像ローラ４１の回転時間に応じて計算をしてもよい。現像ローラ４１の回転時間をモノカラー（フルカラー）排出値として計測していき、当該回転時間が閾値に達したら、吐き出し動作を行っても良い。

現像ローラの回転時間を計測する方が、現像ローラ近傍のトナーの劣化状況をより厳密に推測することができる。画像形成を行う場合は、画像形成に入る前と、画像形成を終えた後に、準備動作として現像ローラが回転する場合がある。そのため、同じ印刷枚数だとしても、連続で画像形成を行った場合と、一枚ごとの間欠印刷を行った場合とで、現像ローラの総回転時間は異なってくるためである。

なお、上記実施例では、フルカラー吐き出しを行った場合において、モノカラー排出計算値が吐き出し閾値の１００だけ減算するようにしているがこれに限られるものではない。

モノカラー排出計算値がマイナスになるような値であれば、減算する値は吐き出し閾値に限られるものでなくてもよい。

また、上記実施例では、印刷枚数等をカウントアップする例で説明したが、逆にカウントダウンする方法にしてもよい。例えば、閾値を−１００としておいて、印刷枚数を０からカウントダウンしていく。印刷枚数が−１００に達したら、吐き出し動作を行い、カウント値に閾値の−１００を加算することでカウント値を０にするという方法も可能である。

Ｓ…転写材
１…感光ドラム１
４０…プロセスカートリッジ
４１…現像ローラ
４４…現像器
６０…制御手段
６１…ＣＰＵ
６２…ブラックカウンター
６３…カラーカウンター

Claims (13)

1. 第１の像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第１の現像剤担持体と、
   第２の像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第２の現像剤担持体と、
   前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体の少なくとも一つから前記第１の像担持体又は第２の像担持体に現像剤を吐き出す吐き出し動作を制御する制御装置とを備える画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、第１の現像剤担持体を用いて単色の画像形成を行う第１のモードと、前記第１の現像剤担持体及び第２の現像剤担持体を用いて複数色の画像形成を行う第２のモードを有し、
   前記制御装置は、
   前記第１の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記第１の像担持体に排出する第１の排出動作を実行し、
   前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体から現像剤をそれぞれ所定量だけ前記第１の像担持体又は前記第２の像担持体に排出する第２の排出動作を行うことを制御し、
   前記制御装置は、
   第２の排出動作を行ってから第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数は、
   第１の排出動作を行ってから次の第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数よりも、多くすることが可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御装置は、
   前記第１の現像剤担持体の使用量に関連して求められる第１の値と、
   前記第２の現像剤担持体の使用量に関連して求められる第２の値と、を算出し、
   第１の値が予め決められた第１の閾値になったときに、前記第１の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記像担持体に排出する第１の排出動作を実行し、
   第２の値が予め決められた第２の閾値になったときに、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記像担持体に排出する第２の排出動作を行うことを制御し、
   前記制御装置は、前記第２の排出動作を行ったときの前記第１の値が大きいほど、前記第２の排出動作を行ってから前記第１の排出動作を行うまでの間に、第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数を少なくするようにすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、
   前記第２の排出動作を行った時に、前記第１の値及び前記第２の値から第２の閾値を減算又は加算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. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１のモードによる総画像形成数と前記第２のモードによる総画像形成数と前記第１の排出動作の回数及び前記第２の排出動作の回数から求められることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１の現像剤担持体の回転時間及び前記第２の現像剤担持体の回転時間に基づいて求められることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１のモードと、前記第２のモードの画像形成枚数に基づいて求められることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の現像剤担持体および前記第２の現像剤担持体に形成された現像剤像を転写するためのベルトを備え、前記ベルトを介して前記第１の現像剤担持体又は前記第２の現像剤担持体に対して接離可能な転写装置を備え、
   前記第２のモードでは、前記第１の現像剤担持体および前記第２の現像剤担持体に対して前記転写装置を押圧させ、
   前記第１のモードでは、前記第２の現像剤担持体と前記転写装置を離隔させる、接離機構を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第１の現像剤担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を顕像化する現像剤を担持する第２の現像剤担持体と、
   前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体の少なくとも一つから前記像担持体に現像剤を吐き出す吐き出し動作を制御する制御装置とを備える画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、第１の現像剤担持体を用いて単色の画像形成を行う第１のモードと、前記第１の現像剤担持体及び第２の現像剤担持体を用いて複数色の画像形成を行う第２のモードを有し、
   前記制御装置は、
   前記第１の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記像担持体に排出する第１の排出動作を実行し、
   前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体から現像剤をそれぞれ所定量だけ前記像担持体に排出する第２の排出動作を行うことを制御し、
   前記制御装置は、
   第２の排出動作を行ってから第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数は、
   第１の排出動作を行ってから次の第１の排出動作を行うまでに第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数よりも、多くすることが可能であることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記制御装置は、
   前記第１の現像剤担持体の使用量に関連して求められる第１の値と、
   前記第２の現像剤担持体の使用量に関連して求められる第２の値と、を算出し、
   第１の値が予め決められた第１の閾値になったときに、前記第１の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記像担持体に排出する第１の排出動作を実行し、
   第２の値が予め決められた第２の閾値になったときに、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体から現像剤を所定量だけ前記像担持体に排出する第２の排出動作を行うことを制御し、
   前記制御装置は、前記第２の排出動作を行ったときの前記第１の値が大きいほど、前記第２の排出動作を行ってから前記第１の排出動作を行うまでの間に、第２のモードを行わず第１のモードのみで画像形成を行う場合の画像形成可能な数を少なくするようにすることが可能であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御装置は、前記第２の排出動作を行った時は、前記第１の値及び前記第２の値から第２の閾値を減算又は加算することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１のモードによる総画像形成数と前記第２のモードによる総画像形成数と前記第１の排出動作の回数及び前記第２の排出動作の回数から求められることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１の現像剤担持体の回転時間及び前記第２の現像剤担持体の回転時間に基づいて求められることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
13. 前記第１の値と、前記第２の値は、前記第１のモードと、前記第２のモードの画像形成枚数に基づいて求められることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。

Images