JP5505235B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特にカラートナーの劣化による画像品質低下を防止する技術に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体上に作像された静電潜像を現像器から供給されるトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙上に転写し、定着させることにより画像形成が行われる。

一般的に、現像器には、表面にトナーを担持した状態で回転してトナーを感光体に供給する現像ローラや、現像ローラ表面に配置され、現像ローラに供給するトナーを規制する規制板等が備えられており、消費した分のトナーは、トナー補給容器から現像器に補給されるように構成されている。

このような画像形成装置において、印字率の低い原稿、すなわち、１ページ当たりに印刷する画素数が少ない原稿に対し繰り返し画像形成を行うと、画像形成で消費されるトナー量が少ないため、現像ローラにトナーが付着したまま、新たなトナーの補給も行われずに古いトナーが滞留することになる。このため、トナーに加えられるストレスが増大し、外添剤の離脱又は埋没といったトナーの劣化が生じ、トナーの帯電量や付着力が変化する。その結果、現像性能及び転写性能が変化し、かぶり、ムラなど画像品質に問題が生じる。

特に、各色のトナーを収容した複数の現像器を有するカラーの画像形成装置の場合、カラートナーは黒に比べて消費量が少ないため、劣化が進みやすくなる。例えば、一部カラーの文字やマークを含む原稿データを印刷する場合、原稿の大半は黒で印刷されるにもかかわらず、カラージョブとして各色全ての現像器が駆動される。このため、トナー消費のほとんどないカラー現像器が空回転する時間が長くなり、カラートナーは黒に比べて劣化が進みやすくなる。

そこで、従来、このような劣化したトナーを強制的に排出（消費）させる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、トナーが劣化した場合には、像担持体上に所定パターンのトナー画像を形成し、これをクリーニングブレードによって掻き取って除去することにより、劣化トナーを強制的に排出する技術が開示されている。

特開２００６−２３３２７

ところが、このような劣化トナーの強制排出動作は、一定の量のトナーが劣化したと判定されると実行されるものであり、たとえ複数枚の原稿データを読み取って画像形成を行う一連のジョブを処理している途中であっても、ジョブを中断して実行されていた。この場合、強制排出を行うことにより、劣化トナーの影響による画質の低下が防止できる一方、画像形成処理の生産性が落ちてしまうという問題があった。特に、上述の通りカラートナーの劣化は早く進むため、頻繁にカラージョブを中断して劣化トナーを強制排出することにより画像形成の生産性が落ちるという問題があった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、劣化したカラートナーを強制排出することにより、画像の品質低下を防止しつつ、画像形成の生産性低下を抑えることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に作像された静電潜像を現像器から供給される現像剤で現像して画像を形成する作像ユニットを複数備え、各作像ユニットにおいて、消費される現像剤量が予め設定した基準値と異なる場合に、その差分を算出する算出手段と、算出手段によって算出された差分が第１の所定値に達していれば、現像器に収容された現像剤が劣化したと判断する劣化判断手段と、劣化判断手段により現像剤が劣化したと判断された場合、現像器から像担持体上に強制的に現像剤を排出する強制排出手段と、複数の作像ユニットを用いてカラー画像を形成するカラーモードと、単一の作像ユニットを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとに切り替えて画像を形成する制御手段とを備え、制御手段によりモノクロモードで１頁分の画像形成が行われている間に、（１）劣化判断手段は、差分が第１の所定値に達しているか否か判断すること、（２）強制排出手段は、劣化判断手段により現像剤が劣化したと判断された場合に単一の作像ユニット以外の作像ユニットの現像器から現像剤を強制排出すること、（３）算出手段は、強制排出手段により排出された現像剤の消費量を差分から減算することを行うことを特徴とする。

本発明によると、モノクロモードでの画像形成動作中にカラートナーの強制排出を行うことにより、劣化トナーにより生じるかぶり、ムラなどの画像品質の低下を防ぎ、安定した品質の画像を形成することができると共に、画像形成動作を中断させることなく劣化したトナーを強制排出することができるため、生産性低下を抑えることができる。

本発明に係る画像形成装置１の概略図 画像形成装置１の画像形成部２０の拡大部 画像形成装置１の制御部１００の構成図 現像器内の劣化トナーの割合について示したグラフ 本発明に係る画像形成処理のフローチャート 本発明に係るモノクロジョブ処理のフローチャート 本発明に係るカラージョブ処理のフローチャート 本発明に係るカラージョブ処理のフローチャート 本発明に係るカラージョブ処理のフローチャート

＜実施の形態１＞
１．画像形成装置
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。図１の画像形成装置は、タンデム型デジタルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」と記すことがある）である。もちろん、プリンタのほか、更にスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。

まず、プリンタ１の概略構成を説明する。プリンタ１は、その内部のほぼ中央部に転写部３０を備え、転写部３０は、駆動ローラ３４、張架ローラ３３、ガイドローラ３２及び中間転写ベルト３１を含んでいる。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３４、張架ローラ３３、ガイドローラ３２の外周部に掛け渡されて反時計回りに回転駆動される。

中間転写ベルト３２の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが、中間転写ベルト３１に沿ってこの順に並んで配置されている。各作像部には感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられ、中間転写ベルト３１を挟んで、各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと対向する位置に、一次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋが設けられている。また、各作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに対応する各色トナーを補給するためのトナーを収容したトナー補給部２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋが、中間転写ベルト３１の上部に備えられている。

カラー画像を出力するカラーモードの場合、すべての感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋに対し一次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋが中間転写ベルト３１を挟んで圧接されている。一方、モノクロモードの場合は、張架ローラ３３が上方に退避することにより中間転写ベルト３１が駆動ローラ３４を支点として回動し、ブラック用作像部２０Ｋの感光体ドラム２１Ｋに対し一次転写ローラ２５Ｋのみが中間転写ベルト３１を挟んで圧接され、その他の作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃでは、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃから、一次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ及び中間転写ベルト３１が離間する。

中間転写ベルト３１の駆動ローラ３４で支持された部分には、中間転写ベルト上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する二次転写ローラ３５が圧接されている。二次転写ローラ３５と中間転写ベルト３１とのニップ部が、二次転写領域Ｔとなる。

プリンタ１の下部には、給紙カセット４１が着脱可能に配置されている。給紙カセット４１内に積載収容された用紙Ｓは、給紙ローラ４２の回転によって最上部のものから１枚ずつ引き出されて搬送路に送り出される。搬送路は、給紙カセット４１から、タイミングローラ対４３のニップ部、二次転写領域Ｔ、および定着ユニット３６を通って排紙トレイ３８まで延びている。

定着ユニット３６は、ハロゲンヒータを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧接されて従動回転する加圧ローラとを備え、これら定着ローラと加圧ローラとのニップ部が、定着領域となる。

図２は、４つの作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを含む画像形成部２０の拡大図である。各作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、同じ構成であるので、以下、作像部２０Ｙを例として説明する。

作像部２０Ｙは、感光体ドラム２１Ｙを有し、感光体ドラム２１Ｙの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ２２Ｙと、露光器２３Ｙと、現像器２４Ｙと、クリーナ２６Ｙとが配置されている。

現像器２４Ｙは、現像ローラ２４１Ｙと、規制板２４２Ｙ及び攪拌ローラ対２４３Ｙを備えている。現像器２４Ｙには、Ｙ色の現像剤、ここでは一成分現像方式によるトナーが収容されている。Ｙ色のトナーには、シリカ等の荷電制御剤が添加されており、トナーは規制板２４２Ｙにより擦られることにより帯電して現像に供される。現像ローラ２４１Ｙは、感光体ドラム２１Ｙと対向配置され表面にＹ色のトナーを担持した状態で感光体ドラム２１Ｙに相対する位置において同方向に回転し、当該トナーを感光体ドラム２１Ｙへ供給する。攪拌ローラ対２４３Ｙは、現像器２４Ｙ内に収容されているトナーを回転により攪拌すると共に現像ローラ２４１Ｙに送るものである。規制板２４２Ｙは、一様に現像ローラ２４１Ｙ表面に接触するように配され、攪拌ローラ対２４３の回転により現像ローラ２４１Ｙに送られるトナーを規制して現像ローラ２４１Ｙ表面にトナーによる均一な薄層を形成させるものである。

このような構成のプリンタ１の概略動作について説明する。まず、カラー画像を出力するカラーモードの場合、外部装置（例えばパソコン）からプリンタ１の画像信号処理
部（不図示）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成する。各作像部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの露光器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、このデジタル信号に基づいて発光し、露光を行う。これにより、各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面に各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。

図１に戻って、各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。そして、各色のトナー画像は、各一次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの作用により、図中反時計回りに回転する中間転写ベルト３１上に順次一次転写されて重ね合わせられる。

このようにして中間転写ベルト３１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト３１の移動にしたがって二次転写領域Ｔに達する。この二次転写領域Ｔにおいて、重ね合わされた各色トナー画像は、二次転写ローラ１６の作用により、給紙カセット４１から搬送路に送り出されてタイミングローラ対４３により供給された用紙Ｓに、一括して二次転写される。なお、二次転写後に中間転写ベルト３１上に残留するトナーは、不図示のベルトクリーナにより回収される。

トナー画像が二次転写された用紙Ｓは、搬送路を通って定着ユニット３６に送られ、そこで定着領域を通過することによりトナー画像が用紙Ｓに定着される。そして、用紙Ｓは排紙トレイ３８に排出される。

図３は、制御部１００の構成を示すブロック図である。制御部１００は、主な構成要素として、ＣＰＵ１０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、各制御に必要なプログラムを記憶したＲＯＭ１０２（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、プログラム実行時のワークエリアとなるＲＡＭ１０３（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、トナー劣化積算値や基準値等、電源ＯＦＦ後も保持すべきデータを蓄積するＥＥＰＲＯＭ１０４（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＬＡＮに接続するためのインターフェースである通信Ｉ／Ｆ部１０８を備えている。ＲＡＭ１０３は、印刷ジョブを記憶するジョブ記憶部１０７を備えており、ＣＰＵ１０１は、トナーの劣化の有無を判断する判定部１０５を備えている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から必要なプログラムを読み出し、作像部２０、給紙部４０、転写部３０、定着部３６に対し、制御信号を送信する。

通信Ｉ／Ｆ部１０８は、外部の端末から印刷ジョブのデータを受信し、ＲＡＭ１０３へ送る。ＲＡＭ１０３は、印刷ジョブのデータをジョブ記憶部１０７へ蓄積する。ＣＰＵ１０１は、印刷対象となるジョブをジョブ記憶部１０７から読み出し、判定部１０５において、印刷ジョブのデータに含まれる各色の画像データに基づき、各色のトナー強制排出が必要か否かを判断し、強制排出が必要と判断すると、ＣＰＵ１０１は、トナーの強制排出を実行する。

２．劣化トナーの強制排出
（１）劣化トナー積算値の算出
判定部１０５は、各色の現像器２４内のトナーの劣化を個別に判断する。各色のトナー劣化の判断手法は同じであるので、以下Ｙ色を例として説明する。

判定部１０５は、ＲＡＭ１０３からの画像データのうち、Ｙ色のデータに基づき、ページ毎にＹ色の印字率Ｐｙを算出する。印字率Ｐｙは、ページ毎に、当該ページのＹ色の画素数を全画素数で除することにより算出される。判定部１０５は、ＥＥＰＲＯＭ１０６に記憶されている予め定めた所定値Ｈｙ（ここでは５％）を読み出し、これと、算出された印字率Ｐｙとを比較する。判定部１０５は、印字率Ｐｙが所定値Ｈｙより少なければその差分（Ｒｙ＝Ｈｙ‐Ｐｙ）をＥＥＰＲＯＭ１０６へ蓄積する。例えば、あるページについての印字率Ｐｙが１％であった場合、所定値Ｈｙとの差分Ｒｙが４％となるから、印字率４％相当のトナーの消費量が不足しているとして、差分ＲｙをＥＥＰＲＯＭ１０６へ累積していく。累積された差分Ｒｙは積算値ＵｙとしてＥＥＰＲＯＭ１０６で記憶される。一方、判定部１０５は、印字率Ｐｙが所定値Ｈｙより多ければ、その差分（Ｒｙ＝Ｈｙ‐Ｐｙ）をＥＥＰＲＯＭ１０６に蓄積された積算値Ｕｙから差し引く。

ここで所定値Ｈｙは、ページ毎に消費されるべきトナーの量を印字率で示した値である。
現像によりトナー消費が行われれば、その分劣化トナーも排出されて新品のトナーが補給される。すなわち、一定のトナー消費があれば現像器内の劣化トナーの割合は一定に保たれる。ここでは印字率５％の原稿を現像した場合のトナー消費量を基準消費量とし、これを所定値Ｈｙと定めている。印字率５％は、これだけのトナー消費量があれば、現像器内の劣化トナーの割合が画像品質に影響を与えない程度のレベルに保たれることを実験により確認した値である。

図４（ａ）は、印字率５％の原稿を画像形成し続けた場合に、現像器内のトナーがどのように変化していくのかを実験した結果を示すものである。縦軸にトナーの劣化度を、横軸に現像器２４Ｙの現像ローラ２４１Ｙの駆動時間をとってある。トナー劣化度は、現像ローラ２４１Ｙ周面に付着したトナー粒子を一定量サンプル収集し、それを観察して埋没等の劣化が生じたトナー粒子が現像器２４Ｙ内にどの程度存在するかの割合に換算したものである。図４（ａ）では、縦軸の上の方に行くほど現像器内の劣化トナーの比率が多いことを示しており、２５％のラインを超えると、劣化トナーが多くなり、画像品質に問題が表れてくることが分かっている。図４（ａ）に示されるように、印字率５％の原稿を画像形成し続けると、現像槽内の劣化トナーの割合が２５％を超えないことが分かる。

そこで、制御部１００では、印字率５％の原稿を印刷した場合のトナー消費量を基準消費量とし、これを所定値Ｈｙとして設定している。制御部１００は、実際の消費量がこれより少ない場合には、強制排出を行うことにより基準消費量を満たすような処理を実行する。

図４（ｂ）は、印字率３％での画像形成を所定期間行い、２％相当分のトナー強制排出を定期的に行った際の現像槽内における劣化トナーの割合の推移を示したものである。このように定期的に基準消費量に満たない量のトナーを強制排出することで、現像槽内の劣化トナーの比率が２５％を超えることがなく、印字率５％の原稿を画像形成し続けた場合と同じ効果を得ることができる。すなわち、劣化トナーの比率が画像品質に影響を与えないレベルに保たれることになる。
（２）劣化トナー強制排出の動作
トナーの強制排出は、感光体ドラム２１Ｙにベタ画像を作り、これを用紙に転写させることなくクリーナ２６Ｙで回収することにより行う。ベタ画像は、現像領域に対応する感光体ドラム２１Ｙの軸方向（主走査方向）の幅と、感光体ドラム２１Ｙの周方向（副走査方向）の印字長さを２辺とする矩形状の画像である。印字長さは、排出するトナーの量に応じて決まり、長いほど多くの量のトナーを排出する。印字長さ（排出量Ｌｙ）は、劣化積算値Ｕｙに印字率１％当たりの排出量に相当する長さ（ここでは２ｍｍ）を乗じることにより定められる。

露光器２３Ｙは、感光体ドラム２１Ｙに対し、主走査方向にレーザービームを走査させ、副走査方向に長さを有する静電潜像を形成する。現像器２４Ｙは、この静電潜像にトナーを供給することによりベタ画像を作成し、トナーの強制排出を行う。
（３）劣化トナー強制排出の制御
劣化トナーの強制排出制御の説明に先立ち、まず、図５を参照して、制御部１００による画像形成処理の内容を説明する。

ジョブ記憶部１０７から印刷対象となるジョブを読みすと（ステップＳ１）、変数「ｉ」の値を「１」に設定する（ステップＳ２）。この変数「ｉ」は、ページ単位で画像形成する際のそのページ数を表すものである。

次に、ジョブがカラーかモノクロかを判定する（ステップＳ３）。カラーかモノクロかは、ユーザーによりその印刷ジョブに対して設定された印刷設定である。

ステップ３においてカラージョブと判定されるとステップＳ４へ進み、中間転写ベルト３１をすべての感光体２１に圧接し、ステップＳ５に進んで後述するカラージョブの画像形成を行う。次にステップＳ６へ進み、変数「ｉ」の値が最終ページ数であるか否かを判断する。最終ページ数であるか否かは、印刷ジョブに対して設定された総ページ枚数と変数「ｉ」の値が同じか否かにより判断する。ステップＳ６にて最終ページと判断すれば処理を終了し、そうでなければ、ステップＳ７に進んで変数「ｉ」の値に「１」をインクリメントし、ステップＳ４へ戻る。

一方、ステップＳ３においてモノクロモードであると判定すると、ステップＳ８へ進み、中間転写ベルト３１をカラー用の感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃから離接する。この時、ブラック用の感光体ドラム２１Ｋに対し一次転写ローラ２５Ｋのみが中間転写ベルト３１を挟んで圧接される。ステップＳ９において後述するモノクロジョブの画像形成を行う。続くステップＳ１０〜１１の処理は、前述のステップＳ６〜７の処理と同じであるので説明を省略する。

次に図６を参照して、図５のメインルーチンのステップＳ９におけるモノクロジョブの画像形成について説明する。

本実施の形態１においては、制御部１００は、モノクロジョブ処理中に、各カラー現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃについての劣化積算値を確認し、劣化積算値がゼロより大きいカラー現像器からトナーの強制排出を行う。そして、排出したトナー量に相当する値を当該現像器についての劣化積算値から減算する。各カラー現像器における制御は同じであるので、ここではＹ色を例として説明する。

まず、ステップＳ１００において、モノクロジョブのｉページ目について画像形成を開始する。次に、ステップＳ１０１において、各カラー現像器について、カラートナーの劣化の程度を確認する。すなわち、劣化積算値ＵｙをＥＥＰＲＯＭ１０４から読み出し、これが「０」より大きいか否か判断する。「０」より大きい場合はステップＳ１０２へ進み、カラートナーの強制排出動作を行う。そして、強制排出したトナー量に該当する値を劣化積算値Ｕｙから減算する（ステップＳ１０３）。次に、ｉページ目の画像形成が終了したか否かを判断し（ステップＳ１０４）、終了していればメインルーチンへ戻り、終了していなければステップＳ１００へ戻る。

次に図７を参照して、図５のメインルーチンのステップＳ５におけるカラージョブの画像形成について説明する。

ステップＳ２００において、カラージョブのｉページ目について、画像形成を開始する。次に、ステップＳ２０１において、前述の劣化トナー積算値の算出を行い、ｉページ目の印字率Ｐｙと所定値Ｈｙとを比較してその差分を劣化積算値Ｕｙに加減し、ＥＥＰＲＯＭ１０４へ蓄積する。次のステップＳ２０２においてｉページ目の画像形成が終了したか否かを判断し、終了していればメインルーチンへ戻り、終了していなければステップＳ２００へ戻る。

本実施の形態においては、モノクロジョブの画像形成中にカラー現像器から劣化トナーの排出を行うことにより、生産性を落とすことなく効率的に劣化トナーの排出を行うことができる。また、上述の通り、モノクロジョブ処理中は、中間転写ベルト３１は、カラーの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃから離間しているため、強制排出されたトナーが中間転写ベルト３１に付着しモノクロ画像を汚すこともない。

＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、モノクロジョブの処理中にカラー現像器についての劣化積算値を確認し強制排出を行う例を説明した。本実施の形態２においては、カラージョブの処理中にもカラー現像器についての劣化積算値を確認し、劣化トナーの蓄積が限界に達していると判断すれば、そのジョブを中断して強制排出を行うものである。

実施の形態２は、図５のメインルーチンのステップＳ５におけるカラージョブの画像形成のみが実施の形態１と異なるため、異なる部分のみ説明する。

まず、実施の形態２においては、劣化積算値Ｕｙと比較される限界値Ｍｙ（ここでは２５％）が予めＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されている。限界値Ｍｙは、これ以上劣化積算値Ｕｙが多くなると、現像器内の劣化トナーが多すぎて画像品質に問題を与えると考えられる値である。

図８は、実施の形態２におけるカラージョブの画像形成時の制御（図５のメインルーチンのステップＳ５）について説明したものである。実施の形態１と同じ処理を行うステップについては同じステップ番号を付している。

まず、カラートナーの劣化積算値Ｕｙの値が限界値Ｍｙに達しているか否かが判断される（ステップＳ２１０ ）。限界値に達していると判断されると、ステップＳ２１１へ進み、カラートナーの強制排出を行う。次に強制排出したトナー量に相当する値を劣化積算値Ｕｙから減算する（ステップＳ２１２）。そして、ステップＳ２１３へ進み、劣化積算値Ｕｙが「０」以下かどうかを判断する。「０」以下でなければステップＳ２１１に戻る。「０」以下の場合は、排出すべきトナーの量をすべて排出したことになるので、ステップＳ２００へ進み、ｉページ目について、画像形成を開始する。ステップＳ２００〜Ｓ２０２の画像形成及び劣化積算値加算の処理は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

なお、カラートナーの強制排出の際には、感光体ドラム２１Ｙに対し一次転写ローラ２５Ｙが中間転写ベルト３１を挟んで圧接したままであるので、一次転写ローラ２５Ｙに通常の転写時とは逆極性のバイアスを印加する。これにより、強制排出したトナーを中間転写ベルト３１に転写することなく、クリーナ２６Ｙにて感光体ドラム２１Ｙから回収することができる。

本実施の形態２においては、モノクロジョブの処理中にカラー現像器についての劣化積算値を確認し強制排出を行うだけではなく、カラージョブの処理中にもカラー現像器についての劣化積算値を確認し、劣化トナーの蓄積が限界に達していると判断すれば、ジョブを中断して強制排出を行う。これにより、より確実に、劣化トナーの強制排出を行うことができ、劣化トナーによる画像品質の低下を防止することができる。

＜実施の形態３＞
上記実施の形態２では、カラージョブ実行中であっても、劣化トナーの蓄積が限界に達した場合には、ジョブを中断してトナーの強制排出を行う例を説明した。本実施の形態３においては、カラージョブの最初のページを印刷する前にカラー現像器についての劣化積算値を確認し、劣化トナーの蓄積がカラージョブの処理途中で限界に達する可能性があると判断すれば、ジョブ記憶部に記憶されているモノクロジョブをカラージョブよりも優先して処理しつつカラートナーの強制排出を行うものである。

実施の形態３は図５のメインルーチンのステップＳ５におけるカラージョブの画像形成のみが実施の形態１及び２と異なるため、異なる部分のみ説明する。

まず、実施の形態３においては、劣化積算値Ｕｙと比較される所定値Ｎｙ（ここでは１５％）が予めＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されている。所定値Ｎｙは、ジョブの処理途中で劣化積算値Ｕｙが限界値Ｍｙに達することのないよう、限界値Ｍｙよりも小さい値となっている。この所定値Ｎｙに対応する排出量（所定値Ｎｙに１％あたりのトナー排出量を乗じて求めた値）は、Ａ４縦１ページ分の用紙が搬送される間に副走査方向に形成することのできるベタ画像の長さ（３００ｍｍ）に相当する。すなわち、所定値Ｎｙは、モノクロジョブ１ページ分の画像形成が行われる間にカラートナーの排出を行うことのできる量となるように設定されている。

図９は、実施の形態３におけるカラージョブ画像形成時の制御（図５のメインルーチンのステップＳ５）について説明したものである。実施の形態１及び２と同じ処理を行うステップについては同じステップ番号を付している。

まず、ステップＳ２２０において、ｉページが最初のページか、すなわち「ｉ」＝「１」かどうかが判断される。「ｉ」＝「１」でなければステップＳ２００に進み、ｉページ目の画像形成を行う。ステップＳ２００〜Ｓ２０２の画像形成及び劣化積算値加算の処理は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

ステップＳ２２０において「ｉ」＝「１」である、すなわちジョブの最初のページであると判断されると、ステップＳ２２１に進み、ＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶された劣化積算値Ｕｙが所定値Ｎｙより大きいかどうかが判断される。劣化積算値Ｕｙが所定値Ｎｙ以下の場合は、まだ劣化が進んでいないということであるので、ステップＳ２００に進み、ｉページ目の画像形成を行う。

ステップＳ２２１において、劣化積算値Ｕｙが所定値Ｎｙより大きいと判断されると、ステップＳ２２２に進み、ジョブ記憶部１０７に記憶されているジョブの中にモノクロのジョブがあるか否かが判断される。モノクロのジョブがない場合は、ステップＳ２１１に進み、カラートナーの強制排出を行う。ステップＳ２１１〜Ｓ２１３のトナー強制排出時の劣化積算値減算の処理は実施の形態２と同じであるため説明を省略する。

ステップＳ２２２において、ジョブ記憶部の中にモノクロジョブが記憶されていると判断されるとステップＳ２２３へ進む。ステップＳ２２３では、現在のカラージョブを一旦保留し、未処理ジョブとして次以降のジョブに繰り下げる。そして、ジョブ記憶部１０７に記憶された最初のモノクロジョブの印刷を指示して、メインルーチンへ戻る。その後、メインルーチンでは、実施の形態１のモノクロジョブ処理（図６）で説明した通り、モノクロジョブの画像形成中にカラートナーの強制排出を行う。

以上の通り、本実施の形態３においては、カラージョブの最初のページの画像形成を行う前に、劣化積算値Ｕｙが所定値Ｎｙに達しているか否か、すなわち、劣化トナーの蓄積がカラージョブの実行途中で限界に達する可能性があるか否かを判断し、所定値Ｎｙに達していればその可能性があるとして強制排出を行うため、カラージョブ実行中にこれを中断して強制排出を行うことがない。また、ジョブ記憶部にモノクロジョブが記憶されている場合には、モノクロジョブを優先して処理し、モノクロジョブ実行中に前述のカラートナー強制排出を行うため、生産性を落とすことなくカラートナーの強制排出を行うことができる。これにより、劣化トナーによる画質の低下を防止しつつ、高い生産性を保つことができる。

＜変形例＞
以上、本発明についての実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られないことは言うまでもない。

（１）劣化積算値はページ毎の印字率から求めるのではなく現像ローラの積算駆動時間とその積算駆動時間におけるトナー消費量とから求めることとしても良い。

（２）各カラー現像器について個別に劣化係数を確認し、強制排出が必要な現像器についてトナーの強制排出を行うこととしたが、各カラー現像器の駆動を共通の動力源にて行う場合などは、カラー現像器のうち一つについて強制排出の条件を満たせば、すべてのカラー現像器から強制排出を行うこととしてもよい。強制排出の必要のない現像器についても強制排出を行うこととはなるが、確実に劣化トナーの蓄積を防止することができる。

（３）画像形成装置は中間転写ベルト３１を有さず、直接用紙に各色の画像を重ね合わせるものであってもよい。

（４）モノクロモード時には中間転写ベルト３１が各カラー感光体ドラムから離接することとしたが、離接しなくともよい。モノクロモード時にはカラー感光体ドラムに対向する一次転写ローラに通常の転写時とは逆極性のバイアスを印加し、強制排出したトナーを中間転写ベルト３１に転写することなく、クリーナ２６にて感光体ドラム２１から回収することで同様の効果を得ることができる。

（５）実施の形態１乃至３のトナーの劣化を判断する劣化積算値は例示であり、この他の値であっても構わない。例えば実施の形態３では、実施例１と同様に少しでも劣化トナーが蓄積されていればモノクロジョブを優先して処理することとしても良い。

（６）実施の形態３に実施の形態２を組み合わせ、実施の形態３において、ジョブの途中で劣化積算値が限界値に達している場合には、ジョブを止めて強制排出をすることとしても良い。

１ プリンタ
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ 作像部
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ 感光体ドラム
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ 現像器
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ 一次転写ローラ
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ クリーナ
３０ 転写部
３１ 中間転写ベルト
３３ 張架ローラ
３４ 駆動ローラ
３６ 定着部
４０ 給紙部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＥＥＰＲＯＭ
１０５ 判定部
１０７ ジョブ記憶部
１０８ 通信Ｉ／Ｆ部

Claims (7)

1. 現像器から供給される現像剤で静電潜像を現像することにより像担持体上に画像を形成する作像ユニットを複数備えた画像形成装置であって、
   各作像ユニットにおいて、消費される現像剤量が予め設定した基準値と異なる場合に、その差分を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された差分が第１の所定値に達していれば、現像器に収容された現像剤が劣化したと判断する劣化判断手段と、
   前記劣化判断手段により現像剤が劣化したと判断された場合、前記現像器から前記像担持体上に強制的に現像剤を排出する強制排出手段と、
   複数の前記作像ユニットを用いてカラー画像を形成するカラーモードと、単一の前記作像ユニットを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとに切り替えて画像を形成する制御手段とを備え、
   前記制御手段により前記モノクロモードで１頁分の画像形成が行われている間に、
   （１）前記劣化判断手段は、前記差分が前記第１の所定値に達しているか否か判断すること、
   （２）前記強制排出手段は、前記劣化判断手段により現像剤が劣化したと判断された場合に単一の前記作像ユニット以外の作像ユニットの現像器から現像剤を強制排出すること、
   （３）前記算出手段は、前記強制排出手段により排出された現像剤の消費量を前記差分から減算すること
   を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 現像器から供給される現像剤で静電潜像を現像することにより像担持体上に画像を形成する作像ユニットを複数備えた画像形成装置であって、
   現像器に収容された現像剤の劣化を判断する劣化判断手段と、
   前記劣化判断手段により現像剤が劣化したと判断された場合、前記現像器から前記像担持体上に強制的に現像剤を排出する強制排出手段と、
   複数の前記作像ユニットを用いてカラー画像を形成するカラーモードと、単一の前記作像ユニットを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとに切り替えて画像を形成する制御手段とを備え、
   前記強制排出手段は、前記制御手段により前記モノクロモードで画像形成が行われている間に、単一の前記作像ユニット以外の作像ユニットの現像器から現像剤を強制排出するものであり、
   前記劣化判断手段は、
   消費される現像剤量が、予め設定した基準消費現像剤量と異なる場合に、その差分を算出する算出手段を有し、
   前記算出手段によって算出された差分が第１の所定値に達すれば現像剤が劣化したと判断するものであり、
   画像形成に関する一連の処理要求であるジョブを複数記憶するジョブ記憶手段を更に備え、
   前記劣化判断手段は、前記カラーモードのジョブが実行される前に、前記算出手段によって算出された差分が第２の所定値に達したか否かを判断し、
   前記制御手段は、
   前記劣化判断手段により前記第２の所定値に達していないと判断された場合には、前記カラーモードのジョブを実行し、
   前記劣化判断手段により前記第２の所定値に達していると判断された場合には、前記ジョブ記憶手段に記憶された前記モノクロモードのジョブをカラーモードのジョブに優先して実行することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記差分が前記第１の所定値より大きい第３の所定値に達すると、現像剤の劣化が限界に達したと判断する限界判断手段を更に備え、
   前記限界判断手段により現像剤の劣化が限界に達したと判断された場合、前記制御手段は画像形成動作を中断し、前記強制排出手段は現像剤を強制排出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記劣化判断手段は、用紙一枚分の画像形成の度に前記算出手段により算出された差分を積算する積算手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記劣化判断手段は、前記積算値が０より大きければ現像剤が劣化したと判断することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記消費される現像剤量は、用紙一枚分の画像形成領域に対する印字率により定めることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記カラーモードに切り替えられた場合に前記複数の作像ユニットの前記像担持体に接触すると共に、前記モノクロモードに切り替えられた場合に前記単一の作像ユニットの前記像担持体にのみ接触する転写ベルトを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

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