(57)【要約】【課題】モノクロプリントをこれに対応した像担持体ユニット（ブラックステーション）のみで行う利点を活かしながら、その副作用となる異常画像を抑制することができ、ユーザーの使用自由度の拡大に寄与できる画像形成装置を提供する。【解決手段】モノクロのジョブを受付後、これまでに出力した平均フルカラー比率ｙと平均画像面積率ｘを計算し、式ｙ−（５−ｘ）＝Ａに代入する。この時Ａ＞０であれば、問題発生領域外であるため、カラーの感光体ドラムと中間転写ベルトを離間させた通常のモノクロ制御で出力し、Ａ≦０であれば問題発生領域内であるためモノクロ画像をフルカラーで出力する。【選択図】図４
2010191382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像色が異なる複数の像担持体ユニットが並設され、モノクロプリント時には、その他のカラーの像担持体ユニットの機能を停止して、ブラックトナーのみでプリントすることが可能なフルカラータンデム方式の画像形成装置において、
モノクロプリント時に、ブラックのみでプリントするか全色を使用してプリントするかを装置の使用状態から判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記判断は、これまでに出力された画像のフルカラー／モノクロ比率に基づいてなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記判断は、これまでに出力された画像の平均画像面積率に基づいてなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記判断は、これまでに出力された画像の両面プリント比率に基づいてなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記判断は、これまでに出力された画像の平均画像面積率、フルカラー／モノクロ比率、両面プリント比率のうち、少なくとも２種類に基づいてなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
モノクロプリントをフルカラーで出力する際にはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色に色分解し各色で出力することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを含む複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは、モノクロプリント時には、その他のカラーの像担持体ユニットの機能を停止して、ブラックトナーのみでプリントすることが可能なフルカラータンデム方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般に感光体ドラム等からなる像担持体を回転させて帯電装置により像担持体を均一に帯電させた後に像担持体に対して露光装置による像露光で画像を書き込んで静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器で現像して形成した像担持体上のトナー像を転写装置で転写材に転写し、その後定着している。
カラー画像形成のためには、上記画像形成プロセスを各色ごとに繰り返して像担持体（中間転写体）上に複数色のカラートナー像を形成し、それを転写材に一括転写する（タンデム中間転写方式）か、あるいは単色のカラートナー像を各像担持体上に形成して順次転写材に転写する（タンデム直接転写方式）方法などが採用されている。
本発明は、上記画像形成プロセスを各色ごとに繰り返して像担持体上に複数色のカラートナー像を形成する画像形成装置を対象としている。
【０００３】
画像形成プロセスを各色ごとに繰り返して中間転写体上に複数色のカラートナー像を形成する構成において、ジョブがモノクロであった場合、ブラック以外のトナー、例えばシアン、マゼンタ、イエロートナーのユニットで画像を形成しなくても、ブラックトナーのみで出力可能である。このためカラーステーション（カラーの像担持体ユニット）の走行距離を減らし寿命を長くするなどの狙いも含めて、モノクロ出力時はブラックステーションのみで印刷し、その他のカラーは停止しておくことが主流となっている。
その時カラーの感光体が回転していると感光体と接触している中間転写体は回っているため故障の原因となりやすいが、カラーステーションのみ感光体と中間転写体を離間させることでモノクロ印刷時にブラックトナーだけで出力することが可能となっている。
【０００４】
カラーのステーションが離間されているため、カラーステーションの地肌汚れは中間転写体上や画像上には出ず、モノクロ印刷時はブラックトナーのみの地肌汚れとなるため、フルカラー印刷時に対して４分の１程度の地肌汚れとなるメリットがある。
モノクロ出力をフルカラーで行うと、すなわちシアン、マゼンタ、イエローも使用すると、カラーの画像面積率が極端に低くなることがあり、現像剤が不必要に攪拌されて現像剤が劣化することも従来問題となっていたが、画像面積率が極端に低い場合に現像剤中のトナーを一定量吐き出すことで剤劣化を抑えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の装置においては、使用するユーザーのフルカラー／モノクロ率（以後ユーザーの「平均フルカラー比率」と呼ぶ）について極端にモノクロが多い場合、画像上に黒い汚れ状の異常画像が現れることが判っている。
これについては、定着装置の定着ローラや加圧ローラ、クリーニングローラにトナーと紙粉や紙の填料が混在した固着物が付着することは広く知られており、前記異常画像は固着物から発せられたものである。
異常画像の発生メカニズムを推測すると、固着物がトナー中心に形成されている場合は、トナーの粘着力等によりクリーニングローラに固着物が保持された状態となっているが、トナー量が少なく紙粉の多い固着物となると、粘着力等が無くクリーニングローラ上に固着物を保持することができず、紙上に汚れが付着してしまうと考えられる。
【０００６】
本発明は、モノクロプリントをこれに対応した像担持体ユニット（ブラックステーション）のみで行う利点を活かしながら、その副作用となる異常画像を抑制することができ、ユーザーの使用自由度の拡大に寄与できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、現像色が異なる複数の像担持体ユニットが並設され、モノクロプリント時には、その他のカラーの像担持体ユニットの機能を停止して、ブラックトナーのみでプリントすることが可能なフルカラータンデム方式の画像形成装置において、モノクロプリント時に、ブラックのみでプリントするか全色を使用してプリントするかを装置の使用状態から判断することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記判断は、これまでに出力された画像のフルカラー／モノクロ比率に基づいてなされることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記判断は、これまでに出力された画像の平均画像面積率に基づいてなされることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記判断は、これまでに出力された画像の両面プリント比率に基づいてなされることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記判断は、これまでに出力された画像の平均画像面積率、フルカラー／モノクロ比率、両面プリント比率のうち、少なくとも２種類に基づいてなされることを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項５記載の画像形成装置において、モノクロプリントをフルカラーで出力する際にはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色に色分解し各色で出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置の使用状況に応じて、モノクロプリントをこれに対応した像担持体ユニットのみを駆動して出力するか、カラーの像担持体ユニットも駆動するフルカラー制御で出力するかを判断するので、モノクロプリントをこれに対応した像担持体ユニット（ブラックステーション）のみで行う利点（地肌汚れが少ない）を活かしながら、且つ、その副作用となる異常画像を抑制することができ、よってユーザーの使用自由度の拡大に寄与できる。
制御としても頻繁にモノクロをフルカラーで出力するわけではないので、副作用が少なく異常画像に係る問題点を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】定着装置の概要断面図である。
【図３】平均画像面積率と平均フルカラー比率との関係を示す特性図である。
【図４】制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態に係る画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成の概要を説明する。
図１において、符号１００はカラー複写機の装置本体、２１は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書き込み部、４００は原稿Ｄを原稿読込部３３に搬送する原稿搬送部、３３は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、１４４は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、４９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ対、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、１８は各感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上を帯電する帯電部をそれぞれ示す。
また、符号１７は中間転写ベルト５０を清掃する転写ベルトクリーニング部、５０は複数色のトナー像が記録媒体Ｐ上に重ねて担持されるように記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、２５は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置をそれぞれ示す。
【００１３】
以下、上記画像形成装置における通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部４００の搬送ローラによって、原稿台１３０から搬送されて、原稿読込部３３のコンタクトガラス３２上に載置される。原稿読込部３３で、コンタクトガラス上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。 
詳しくは、原稿読込部３３は、コンタクトガラス上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。
ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００１４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書き込み部２１に送信される。書き込み部２１からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に向けて発せられる。
４つの感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれ、図１の反時計回り方向に回転している。まず、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の表面は、帯電部１８との対向部で一様に帯電され（帯電工程）、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上には帯電電位が形成される。帯電された感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。  書き込み部２１において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程）。
【００１５】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１０Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１０Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。帯電部１８にて帯電された後の感光体ドラム１０Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１０Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１０Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１０Ｋ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面は、それぞれ現像部１２０との対向位置に達する。各現像部１２０から感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の潜像が現像される（現像工程）。
【００１６】
その後、現像工程後の感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面は、それぞれ、中間転写ベルト５０との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト５０の内周面に当接するように転写バイアスローラ６２が設置されている。転写バイアスローラ６２の位置で、中間転写ベルト５０上に感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（転写工程）。
転写工程後の感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面は、それぞれ、クリーニング部との対向位置に達する。クリーニング部で、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００１７】
感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルトは、図中の矢印方向に回転して、２次転写部位２２でトナー像が給紙部から搬送されてきた記録媒体に転写される。
中間転写ベルト５０の表面は、転写ベルトクリーニング部１７の位置に達し、ここで中間転写ベルト５０上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部１７に回収される。
２次転写部位２２に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部１４４からレジストローラ対４９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部から、給紙ローラ１４７により給送された記録媒体Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ対４９に導かれる。レジストローラ対４９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写部位に向けて搬送される。
【００１８】
フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、中間転写ベルト５０から分離された後に定着装置２５に導かれる。定着装置２５では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ対５６によって、装置本体１００外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１９】
次にカラーの感光体ドラムと中間転写ベルトの離間構成について説明する。
フルカラー出力時は上記のように４色で出力するが、モノクロの場合は感光体１０Ｋのみの印刷でよく、常に４ステーション（像担持体ユニット）を駆動させておく必要はない。そこで感光体や現像剤の高寿命化のためにもモノクロプリント時は感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃやそのそれぞれの現像ユニットの駆動を停止している。またこの時中間転写ベルト５０は駆動しているため、接触した感光体ドラムが停止していると中間転写ベルト５０の破壊や破損を招くために、モノクロ印刷時は中間転写ベルト５０とカラーの感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃを離間しておく制御が行われる。
従ってフルカラー時は４ステーションで作像を行い、モノクロ時はブラックステーションのみで作像する技術が従来においても幅広く用いられている。
【００２０】
次に定着について説明する。
図２は定着装置２５を示した図であり、定着ベルト２５０を挟んで定着ベルト２５０内の定着ローラ２５１と加圧ローラ２５２とでニップを構成している。
トナー像が転写された記録媒体Ｐが前記ニップに挟まれ搬送されることで定着された画像を得ることができる。
加圧ローラ２５２にはクリーニングユニット２５３が設けられている。クリーニングユニット２５３は、加圧ローラ２５２の表面にオイルを微量に塗布するオイル塗布ローラ２５４と、クリーニングローラ２５５とを有している。
本発明では、このクリーニングユニット２５３に起因する不具合を改善するものである。
【００２１】
本発明が改善目標とする画像の不具合について説明する。
図２において加圧ローラ２５２側には記録媒体のトナー像が転写されていない裏面が通紙される。この時加圧ローラ側には紙粉が入力され得るがクリーニングローラ２５５により回収される。
このクリーニングで回収されるのは紙粉ばかりではなくトナーも回収されるため、トナーと紙粉の混合物がクリーニングユニット２５３に回収されることになる。トナーが回収される理由については後述する。
本発明で対象とする異常画像についてはクリーニングユニット２５３には紙粉やトナーの混合物（以下「固着物」という）が保持されるが、特定の条件下では回収したクリーニングローラ２５５から固着物を逆に加圧ローラ２５２に吐き出し、記録媒体に汚れを付けてしまうことがある。本発明はこれらの汚れを効果的に抑制することを目的とする。
【００２２】
クリーニングユニット２５３に回収された固着物が逆に吐き出す条件としては次の３点が挙げられる。
１つ目は朝定着が冷え切った状態から立ち上げた直後のプリント時、２つ目は固着物にトナーが極端に少ないとき、３つ目は加圧ローラの温度が高いとき、に固着物による汚れが出やすいといえる。
１つ目の朝定着が冷え切った状態から立ち上げた直後のプリント時では固着物が冷え固まっており、駆動したときに固着物の冷え固まった塊が破壊され加圧ローラ側に運ばれ固着物が異常画像となる。
２つ目として、固着物にトナーが極端に少なく紙粉がメインで構成されているとき、固着物は粘着力がなくクリーニングユニットに保持されずボロボロと加圧ローラ２５２上に戻ってしまう。このため記録媒体上に汚れが現れる。
３つ目として加圧ローラの温度が特定の温度よりも高い場合には固着物中のトナーが溶融し、加圧ローラ側に吐き出され異常画像となる。
本発明の目的は主に２つ目の問題への対策である。
【００２３】
トナーがクリーニングローラ２５５に入る理由について、モノクロモードとフルカラーモードとの差を踏まえて説明する。
本発明による実施例では、加圧ローラに入力されるトナーとしては地肌汚れのトナーが支配的である。地肌汚れは例えばブラックトナーにおいては現像ユニットから感光体ドラム上１０Ｋに弱帯電や逆帯電トナーが移動する。この感光体ドラム１０Ｋ上の地肌汚れトナーが転写され中間転写ベルト５０へ移動する。
その後ベルト上の地肌汚れトナーは紙上と紙間で二次転写ベルト２４へと移動する。二次転写ベルト２４に移ったトナーが次に通紙された紙の裏面に付着する。この紙が定着装置を通るとき紙の裏面にトナーがあるため、加圧ローラ側にトナーが入力される。
また、この他に紙表に印刷された画像が微量でもオフセットしていればオフセットトナーが定着ベルト２５０から紙間やジョブ前後の回転により、加圧ローラ２５２側に移りトナーが入力される。
【００２４】
前述した紙の裏側の汚れについてはモノクロモードではブラックのみのトナーしか入力されないが、フルカラーモードでは４ステーションからの地肌汚れが入力されるため、加圧ローラ２６２に入力されるトナー量も４倍となる。
従って、２つ目の「固着物にトナーが極端に少なく紙粉がメインで構成されている」とき、固着物は粘着力がなくクリーニングユニット２５３に保持されずボロボロと加圧ローラ２５２上に戻ってしまう。
このため記録媒体上に汚れが現れる現象に対しては、モノクロの多いユーザーに対しては問題の発生が懸念される。
【００２５】
本発明での検討として、モノクロ出力の多いユーザーにはモノクロ印刷をフルカラーで行うことで改善することを目的としており、考慮する因子としてはフルカラー／モノクロ率以外には画像の表面からの入力トナー量として画像面積率があり、また両面印刷時は紙の裏面にも画像が載っているため入力トナー量が増える。
【００２６】
これら要因のうち、本実施形態ではフルカラー／モノクロ率と画像面積率を考慮して対策を行う。
図３は推定される汚れ画像の発生領域を示している。これまでにユーザーが使用した画像面積率（Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ全色の合計画像面積率）の平均を横軸にしており、縦軸にフルカラー／モノクロ比をプロットしている。前述のように画像面積率が低くフルカラー（ＦＣ）比率が低い場合には汚れ画像が発生しやすい。
また両面率についても両面通紙時には紙の裏面に第一面が印刷されているため加圧ローラ２５２に入力されるトナー量が増え加圧ローラの汚れをセルフクリーニングするという点では重要な要素であるが、本実施形態では両面比率は考慮せず、画像面積率とＦＣ比率についての制御を例に説明する。
【００２７】
本実施形態では画像面積率とＦＣ比率がそれぞれ（５％，０％）と（０％，５％）のプロットをつないだ直線よりも低ＦＣ比率、低画像面積率側を問題発生領域としている。ここで制御について説明する。
図４に示すように、モノクロのジョブを受付後、これまでに出力した平均フルカラー比率ｙと平均画像面積率ｘを計算する。このプロットが問題発生領域内の場合はモノクロ画像をフルカラー制御で出力し、問題発生領域外の時はモノクロ画像を本来の制御通り、カラーの感光体ドラムと中間転写ベルトを離間させたモノクロ制御で出力する。
本実施形態では、図１に示すように、ブラックの像担持体ユニットは中間転写ベルト５０の移動方向の最下流、すなわち２次転写部位に最も近い位置にあるので、モノクロ制御での出力時はファーストプリント時間を速くすることができる。
プロットが領域内にあるか判別するための算出式としては、問題発生領域の直線境界領域は、平均フルカラー比率をｙ、平均画像面積率をｘとしたとき、
ｙ＝−ｘ＋５
で表すことができるため、現在の使われ方の平均フルカラー比率ｙ、画像面積率ｘを式ｙ−（５−ｘ）＝Ａに代入する。この時Ａ＞０であれば、問題発生領域外であるため、通常の制御を行い、Ａ≦０であれば問題発生領域内であるためモノクロ画像をフルカラーで出力する。フルカラーで出力する際にはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色に色分解し各色で出力する。
上記制御は図示しない制御手段によって自動的になされる。すなわち、制御手段は、更新・蓄積された過去の画像データを現在から所定の期間に亘って特定し、これに基づいて上記平均フルカラー比率ｙ、画像面積率ｘを算出し、上記式からＡを求めてモノクロプリントをモノクロ制御で出力するかフルカラー制御で出力するかを判断する。
上記実施形態では、モノクロプリントをモノクロ制御で出力するかフルカラー制御で出力するかの判断を、平均フルカラー比率と平均画像面積率との関係を用いて行ったが、平均フルカラー比率のみに基づいて行ってもよく、平均画像面積率のみに基づいて行ってもよい。
また、これまでに出力された画像の両面プリント比率に基づいて行ってもよい。
また、出力された画像の平均画像面積率、平均フルカラー比率、両面プリント比率のうち、少なくとも２種類に基づいて行ってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  像担持体としての感光体ドラム
５０  中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００６−２０１６４０号公報
【図１】
2010191382.tif 000003
【図２】
2010191382.tif 000004
【図３】
2010191382.tif 000005
【図４】
2010191382.tif 000006