(57)【要約】【課題】カートリッジの寿命を延ばす。【解決手段】トナーを収容したトナー収容部と、トナー像を形成する感光体と、回収された廃トナーを収容する廃トナー回収部と、を備える複数のカートリッジと、トナー像が転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する選択手段と、トナー収容部が供給したトナー量を算出する第１算出手段と、廃トナー回収部が回収した廃トナー量を算出する第２算出手段と、トナー量を記憶する第１記憶手段と、廃トナー量を記憶する第２記憶手段と、トナー量を第１所定値で除算してトナー消費量率を算出する第３算出手段と、廃トナー量を第２所定値で除算して廃トナー回収率を算出する第４算出手段と、を有し、選択手段は、中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体として、トナー消費量率を廃トナー回収率で除算して得られる値が最も大きいカートリッジが備える感光体を選択する。【選択図】図３
2011059427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容したトナー収容部と、
前記トナー収容部から供給されたトナーにより、トナー像を形成する感光体と、
前記感光体から回収された廃トナーを収容する廃トナー回収部と、を備える複数のカートリッジと、
前記感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する選択手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給したトナーの量を算出する第１の算出手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記廃トナー回収部が回収した廃トナーの量を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出されたトナーの量を記憶する第１の記憶手段と、
前記第２の算出手段により算出された廃トナーの量を記憶する第２の記憶手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記第１の記憶手段により記憶されたトナーの量を第１の所定の値により除算することによりトナー消費量率を算出する第３の算出手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記第２の記憶手段により記憶された廃トナーの量を第２の所定の値により除算することにより廃トナー回収率を算出する第４の算出手段と、を有し、
前記選択手段は、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体として、前記第３の算出手段により算出された前記トナー消費量率を前記第４の算出手段により算出された前記廃トナー回収率により除算することにより得られる値が最も大きいカートリッジが備える感光体を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体の表面に潜像を形成する光書込手段を有し、
前記感光体は、前記光書込手段により形成された潜像上に前記トナー像を形成し、
前記第１の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報に基づき、前記トナー収容部が供給したトナーの量を算出し、
前記第２の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報と前記感光体の表面移動距離に基づき、前記廃トナー回収部が回収した廃トナーの量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナーを収容したトナー収容部と、
前記トナー収容部から供給されたトナーにより、トナー像を形成する感光体と、を備える複数のカートリッジと、
前記感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する選択手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給した正規帯電トナーの量を算出する第１の算出手段と、
前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給した逆帯電トナーの量を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された正規帯電トナーの量を記憶する第１の記憶手段と、
前記第２の算出手段により算出された逆帯電トナーの量を記憶する第２の記憶手段と、を有し、
前記選択手段は、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体として、前記第１の記憶手段により記憶された前記正規帯電トナーの量を前記第２の記憶手段により記憶された前記逆帯電トナーの量により除算することにより得られる値が最も大きいカートリッジが備える感光体を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体の表面に潜像を形成する光書込手段を有し、
前記感光体は、前記光書込手段により形成された潜像上に前記トナー像を形成し、
前記第１の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報と前記感光体の表面移動距離に基づき、前記正規帯電トナーの量を算出し、
前記第２の算出手段は、前記感光体の表面移動距離に基づき、逆トナーの量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記選択手段により選択された感光体と前記中間転写ベルトとの間の電圧を、前記感光体から前記転写ベルトに前記トナー像を転写する際に使用する電圧とは逆の電圧に変換する電圧変換手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジを使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタなどの画像形成装置の小型化が進んでいる。例えば、特許文献１では、転写ベルトに対するクリーニング部と廃トナー回収容器をなくし、感光体により転写ベルト上の残留トナーを回収する方法が開示されている。この方法では、転写ベルト専用の廃トナー回収容器を設置するスペースが不要となり、小型化が可能となる。
【０００３】
しかし、この方法では、転写ベルト上の残留トナーも感光体ドラムのクリーニング部で回収することになるため、感光体の廃トナー回収容器に対する負荷は高くなってしまう。そこで、廃トナー回収容器の容量を大きくする必要があり、これは、小型化とは逆の対策を強いることになっていた。
【０００４】
現像ユニットと感光体に対する廃トナー回収容器を一体型のカートリッジとし、トナーエンドでカートリッジを交換するときに、現像ユニットとともに廃トナーも回収できるようにした方法がある。この方法には、廃トナー回収容器の交換などをユーザが意識しなくて良いメリットがある。
【０００５】
このようなカートリッジでは、トナーの消費量が閾値を超えた場合や、廃トナーの回収量が閾値を超えた場合をカートリッジの寿命としている。そして、カートリッジの寿命を迎えたときには、ユーザに交換の必要があることを報知するようになっている。
【０００６】
トナーの消費量と廃トナーの回収量とを求めるための方法としては、光学センサにより管理することにより求める方法と、演算を行うことにより求める方法がある。しかし、光学センサにより未使用トナー消費量や廃トナー回収量の推移を把握するためには、複数の光学センサを取り付ける必要がある。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１では、演算することによりトナー消費量と廃トナー回収量を求める方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
感光体により転写ベルト上の残留トナーを回収する際、従来、転写ベルト上の残留トナーを、最も上流に位置する色の感光体により回収する方法か、４色の感光体により平等に回収する方法が取られていた。しかし、このような方法では、ある特定の色の廃トナー回収容器がすぐに飽和することになってしまい、その特定の色のカートリッジは、トナー残量があるにも関わらず寿命を迎えてしまうという問題があった。
【０００９】
カートリッジの寿命を延ばすためには、転写ベルト上の残留トナーをどの色の感光体により回収するかが重要になってくる。しかしながら、特許文献１では、この点については考慮されていない。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、カートリッジの寿命を延ばす画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明における画像形成装置は、トナーを収容したトナー収容部と、前記トナー収容部から供給されたトナーにより、トナー像を形成する感光体と、前記感光体から回収された廃トナーを収容する廃トナー回収部と、を備える複数のカートリッジと、前記感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する選択手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給したトナーの量を算出する第１の算出手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記廃トナー回収部が回収した廃トナーの量を算出する第２の算出手段と、前記第１の算出手段により算出されたトナーの量を記憶する第１の記憶手段と、前記第２の算出手段により算出された廃トナーの量を記憶する第２の記憶手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記第１の記憶手段により記憶されたトナーの量を第１の所定の値により除算することによりトナー消費量率を算出する第３の算出手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記第２の記憶手段により記憶された廃トナーの量を第２の所定の値により除算することにより廃トナー回収率を算出する第４の算出手段と、を有し、前記選択手段は、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体として、前記第３の算出手段により算出された前記トナー消費量率を前記第４の算出手段により算出された前記廃トナー回収率により除算することにより得られる値が最も大きいカートリッジが備える感光体を選択することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明における画像形成装置は、トナーを収容したトナー収容部と、前記トナー収容部から供給されたトナーにより、トナー像を形成する感光体と、を備える複数のカートリッジと、前記感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する選択手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給した正規帯電トナーの量を算出する第１の算出手段と、前記複数のカートリッジそれぞれに対して、前記複数のカートリッジそれぞれが備える前記トナー収容部が供給した逆帯電トナーの量を算出する第２の算出手段と、前記第１の算出手段により算出された正規帯電トナーの量を記憶する第１の記憶手段と、前記第２の算出手段により算出された逆帯電トナーの量を記憶する第２の記憶手段と、を有し、前記選択手段は、前記中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体として、前記第１の記憶手段により記憶された前記正規帯電トナーの量を前記第２の記憶手段により記憶された前記逆帯電トナーの量により除算することにより得られる値が最も大きいカートリッジが備える感光体を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、カートリッジの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルト周辺の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルト周辺の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカートリッジの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るカートリッジの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
本発明では、演算により未使用トナーの消費量と廃トナーの回収量を求めることにする。この方法では、使用量の推移が計算により求めるため、カートリッジの交換までの時期が、トナー残量が減ってきていることが原因で近づいてきているのか、それとも、廃トナーが増えてきていることが原因で近づいてきているのかを知ることができる。
【００１７】
印字面積の高い画像が比較的多い場合、トナー消費量は、概ね印字面積に比例して増える。一方、このとき、廃トナー回収量は、印字部の転写残トナーに概略比例する。この場合、転写効率は９５％程度と高く、ほとんどのトナーは、ベルト側を通して紙上に排出される。このため、感光体から廃トナー回収部に回収されるトナー量は少ない。したがって、トナー残量が減ることによりカートリッジの寿命に到達したときにでも、廃トナー回収容器にはまだ空きが多く存在する。この場合は、カートリッジの寿命は、トナー消費量により決まる。
【００１８】
逆に、印字面積の低い（白）画像の場合、トナー消費量は、概ね感光体の回転距離に比例して増える。逆帯電トナーや弱帯電トナーが多く感光体に付着する現象であり、一成分現像で特に顕著な「かぶり」と呼ばれる現象がある。印字面積の低い（白）画像の場合では、この「かぶり」が起こる。このため、通常の転写電界ではトナーは転写ベルトに移行せず、転写効率は１０％程度と低く、感光体に付着したトナーのほとんどが、廃トナー回収部に回収される。したがって、このようなユニットでは、廃トナー回収容器が溢れる前にカートリッジの交換をしなくてはならないため、トナー残量があるにも関わらず、廃トナー回収容器が満杯になり、カートリッジをしなくなる。この場合は、カートリッジの寿命は、廃トナー回収量で決まる。
【００１９】
このように、頻繁に印刷される画像がどのようなものであるかによって、カートリッジが寿命に達したときの廃トナー回収容器の空き容量に差が生じる。このことを利用して、転写ベルトの残留トナーの回収先のステーション（色）を選択的に選ぶというのが、本発明の要約である。
【００２０】
本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図４は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。また、光書込ユニット５０、給紙カセット５１、給紙路５３、レジストローラ対５４、転写ユニット６０、定着装置８０、排紙ローラ対５５、スタック部５６等も備えている。なお、各符号の添いるように、メイン制御部１００を構成している。かかる構成では、正規帯電トナーよりも逆帯電トナーの方が転写ニップで感光体に残留し易いという実情に即して、逆帯電トナーの転写残量を正確に求めることができる。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示す。
【００２２】
潜像書込手段としての光書込ユニット５０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応する図示しない４つのレーザーダイオードからなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラーによって偏向せしめられながら、後述する４つの感光体のうちの何れかに到達する。これにより、４つの感光体の表面がそれぞれ暗中にて光走査される。
【００２３】
図５は、４つのプロセスユニット（カートリッジ）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋを示す拡大構成図である。図５において、プロセスユニット１Ｋは、感光体３Ｋ、これの回りに配設された帯電装置５Ｋ、現像装置１０Ｋ、ドラムクリーニング装置２０Ｋなどを有している。そして、それらを１つのユニットとして共通のケーシング（保持体）に保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱するようになっている。特徴としては、図５に示すように、未使用のトナーを収容するトナー収容部を格納する領域１４Ｋと、回収された廃トナーを収容する廃トナー回収部を格納する領域２２Ｋを仕切られた部分で併せ持っている。このため、ユーザは、ユニットを交換することにより、意識せずに廃トナー回収部の交換することができる。廃トナー格納領域２２Ｋに設置された廃トナー回収部には、図示しないが、トナー搬送の部材がついており、廃トナー回収部を有効に利用できるようになっている。
【００２４】
感光体３Ｋは、アルミ等からなるドラム状の素管の周面に有機感光層が被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００２５】
帯電装置５Ｋは、感光体３Ｋに接触又は近接しながら回転駆動される帯電ローラ６Ｋ、これに接触しながら回転する帯電クリーニングローラ７Ｋ等を有している。そして、図示しない電源によって帯電バイアスが印加される帯電ローラ６Ｋと、感光体３Ｋとの間に放電を生じせしめることで、感光体３Ｋの表面をＫトナーの正規帯電極性と同極であるマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電ローラ６Ｋには、感光体３Ｋとの対向位置でＫトナーが付着することがあるが、図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加される帯電クリーニングローラ７Ｋに転移する。そして、帯電クリーニングブレード８Ｋによって帯電クリーニングローラ７Ｋから掻き取られて、帯電装置５Ｋのケーシングに設けられたトナー収容部に貯留される。感光体３Ｋから帯電ローラ６Ｋに転移するＫトナーの量はごく僅かであるため、プロセスユニット１Ｋの寿命が到来する前に、帯電装置５Ｋのトナー収容部が満杯になることはない。
【００２６】
なお、本プリンタでは、帯電装置５Ｋとして、帯電ローラ６Ｋを用いる方式のものを採用しているが、帯電ブラシを用いる方式のものや、スコロトロン方式のものを採用してもよい。
【００２７】
帯電装置５Ｋによって一様に帯電せしめられた感光体３Ｋの表面には、上述した光書込ユニット５０による光走査でＫ用の静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置１０ＫによってＫトナー像に現像される。
【００２８】
現像装置１０Ｋは、ケーシングの側面に設けられた開口から自らの周面の一部を露出させながら回転駆動される現像ローラ１１Ｋを有している。
【００２９】
トナー供給ローラ１２Ｋは、芯金と、これの表面に被覆された発泡ウレタン等の発泡体からなるトナー担持層とを有しており、図示しない駆動手段によって回転駆動される。そして、Ｋトナーをトナー担持層の発泡セル内に取り込んだ後、後述する現像ローラ１１Ｋとの当接位置で現像ローラ１１Ｋの表面に供給する。
【００３０】
現像ローラ１１Ｋは、回転自在に支持されながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。そして、トナー供給ローラ１２Ｋから供給されたＫトナーを現像ローラ１１Ｋの表面に担持する。これによって現像ローラ１１Ｋの表面に形成されたＫトナー層は、現像ローラ１１Ｋの回転に伴って、薄層化ブレード１３Ｋと現像ローラ１１Ｋとの当接部に進入する。そして、薄層化ブレード１３Ｋによって薄層化せしめられたり、Ｋトナー粒子の摩擦帯電が促されたりした後、現像ローラ１１Ｋと感光体３Ｋとが当接している現像領域に送られる。
【００３１】
現像ローラ１１Ｋには、図示しない電源によって現像バイアスが印加されている。この現像バイアスは、マイナス極性の直流電圧、あるいは、マイナス極性の直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧であるが、何れにしても直流電圧は、感光体３Ｋのマイナス極性の静電潜像よりも大きく、且つ感光体３Ｋの地肌部（一様帯電部）よりも小さい値になっている。現像領域では、マイナス極性に帯電しているＫトナーが感光体３Ｋの静電潜像に転移する。これにより、静電潜像がＫトナー像に現像される。
【００３２】
このようにして現像されたＫトナー像は、感光体３Ｋの回転に伴って、感光体３Ｋと後述する中間転写ベルト６１とが当接する１次転写ニップに送られて、ここで中間転写ベルト６１のおもて面に１次転写される。
【００３３】
なお、本プリンタでは、現像剤として、トナーを主成分とする１成分現像剤を用いる一成分現像方式の現像装置１０Ｋを採用しているが、トナーと磁性キャリアとを主成分とする２成分現像剤を用いる２成分現像方式の現像装置を採用してもよい。
【００３４】
１次転写ニップを通過した感光体３Ｋの表面には、転写体たる中間転写ベルト６１に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置２０Ｋによって感光体３Ｋから除去される。
【００３５】
ドラムクリーニング装置２０Ｋは、１次転写ニップを通過した後、上述した帯電装置５Ｋとの対向位置に進入する前の感光体３Ｋ表面に当接しながら感光体３Ｋから転写残トナーを掻き取る除去手段としてのクリーニングブレード２１Ｋを有している。また、掻き取り後の転写残トナーを収容する廃トナー収容手段としての廃トナー格納領域２２Ｋに廃トナー回収部も有している。
【００３６】
感光体３Ｋの表面上の転写残トナーは、ドラムクリーニング装置２０Ｋのクリーニングブレード２１Ｋによって感光体３Ｋから掻き取られた後、廃トナー回収部内に収容される。なお、プロセスユニット１Ｋは、その内部の各機器の何れかが寿命に到達した時点で新品に交換されるが、製品毎の耐久性のバラツキや、頻出プリント品質などによっては、寿命に到達する前に廃トナー回収部が満杯エラーになることがある。つまり、トナー残量があるに関わらず、廃トナー回収部に回収された廃トナーの量が満杯エラー容量を超え、満杯である判断されることがある。
【００３７】
ドラムクリーニング装置２０Ｋによって転写残トナーがクリーニングされた感光体３Ｋの表面は、図示しない除電ランプによって除電処理が施された後、帯電装置５Ｋによって一様帯電せしめられる。
【００３８】
図６は、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋを示す拡大斜視図である。プロセスユニット１Ｋのケーシングの外面には、データ記憶手段としての不揮発メモリ（フラッシュメモリ）を搭載したメモリータグ２５Ｋが固定されている。プロセスユニット１Ｋがプリンタ本体に装着された状態では、図示しない接点を介して、このメモリータグ２５Ｋとプリンタ本体の図示しないメイン制御部とが導通する。そして、不揮発メモリ内の情報がメイン制御部に読み取られたり、不揮発メモリに対してメイン制御部によって情報が書き込まれたりする。
【００３９】
なお、不揮発メモリには、プロセスユニットの保守管理に必要な情報として、ユニットＩＤ、製造年月日、使用開始年月日、ユニットリサイクル回数、プリント動作回数、感光体の累積表面移動距離、廃トナー累積量、満杯エラー容量などが記憶されている。メモリータグ２５Ｋの代わりに、ＩＣチップや非接触型ＩＣチップを搭載したプリント基板を採用してもよい。
【００４０】
図５及び図６を用いて、図４に示した４つのプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのうち、Ｋ用のユニットについて説明してきたが、他色用のプロセスユニット１Ｍ、１Ｃ、１Ｋも同様の構成であるため説明を省略する。
【００４１】
各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図４における下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、無端状の中間転写６１を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この複数の張架ローラとは、具体的には、駆動ローラ６２、２次転写ローラ６３、クリーニングバックアップローラ６４、４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋである。転写ユニット６０は、これらの他、各ローラを両端部でそれぞれ回転自在に支持する図示しないブラケットや、ベルトループ外側に配設された２次転写ニップローラ６６等も有している。
【００４２】
中間転写ベルト６１の材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を例示することができる。これらの樹脂材料をシームレスベルトに成形して用いる。但し、樹脂材料をそのままの状態で使用するのではなく、カーボンブラック等の導電性材料を分散せしめて電気抵抗を調整することが望ましい。また、これらの樹脂材料をシームレスベルト状に成型したものをベルト基体として、それにスプレーやディッピング等の方法によって表面層などを積層してもよい。
【００４３】
駆動ローラ６２、２次転写ローラ６３、クリーニングバックアップローラ６４、４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋは、何れも中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）に接触している。
【００４４】
４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋは、金属製の芯金にスポンジやゴムの弾性体が被覆されたローラであり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに向けて押圧されて、感光体との間に中間転写ベルト６１を挟み込むようになっている。これにより、４つの感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと中間転写ベルト６１のおもて面とがベルト移動方向において所定の長さで接触するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の４つの１次転写ニップが形成されている。
【００４５】
４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加されている。これにより、４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋを介して中間転写ベルト６１の裏面に転写電荷が付与され、各１次転写ニップにおいて中間転写ベルト６１と感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとの間に１次転写電界が形成される。この１次転写電界により、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が、中間転写ベルト６１のおもて面に重ね合わせて転写される。そして、これにより、中間転写ベルト６１のおもて面に４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００４６】
なお、本プリンタにおいては、転写電界を形成するための手段として１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋや後述の２次転写ローラ６３を設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。
【００４７】
中間転写ベルト６１の周方向における全領域のうち、ベルトループ内側に配設された２次転写ローラ６３に対する駆け回し箇所に対しては、ベルトループ外側に配設された２次転写ニップローラ６６がベルトおもて面側から当接している。これにより、中間転写ベルト６１のおもて面と、２次転写ニップローラ６６とが当接する２次転写ニップが形成されている。
【００４８】
ベルトループ内側に配設された２次転写ローラ６３には、図示しない電源によって定電流制御されるマイナス極性の２次転写バイアスが印加されている。これに対し、ベルトループ外側に配設された２次転写ニップローラ６６は接地されている。そして、２次転写ローラ６３と２次転写ニップローラ６６との間には、マイナス極性のトナーからなる４色重ね合わせトナー像を、２次転写ローラ６３側から２次転写ニップローラ６６側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成されている。
【００４９】
中間転写ベルト６１のおもて面に形成された４色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って、２次転写ニップに進入する。
【００５０】
プリンタ本体の下部には、給紙カセット５１が配設されている。この給紙カセット５１は、記録紙を複数枚重ねた紙束の状態で収容しており、一番上の記録紙Ｐに給紙コロ５１ａを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙コロ５１ａを回転させて、記録紙を給紙路５３に送り出す。
【００５１】
給紙路５３の途中には、レジストローラ対５４が配設されており、給紙カセット５１から送られてくる記録紙をローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙を後述する２次転写ニップで中間転写ベルト６１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングを見計らって、記録紙を２次転写ニップに向けて送り出す。
【００５２】
２次転写ニップに挟み込まれた記録紙には、上述した２次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト６１上の４色重ね合わせトナー像が一括２次転写される。そして、記録紙の白色と相まってフルカラートナー像になる。
【００５３】
４つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋのうち、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の３つは、それぞれ、図示しない軸受けを介して図示しない揺動ブラケットに支持されている。この揺動ブラケットは、図示しない回動軸を中心に揺動可能になっている。この揺動により、３つの１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃが移動して、中間転写ベルト６１の張架姿勢が、ベルトをＫ用の感光体３Ｋだけに当接させる姿勢になったり、４つの感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのそれぞれに当接させる姿勢になったりする。
【００５４】
本プリンタは、フルカラー画像をプリントアウトする際には、次のようなプリント動作を行う。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるフルカラー画像データ（画像情報）を受信すると、上述した揺動ブラケットの駆動により、中間転写ベルト６１に対して４つの感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの全てを当接させる姿勢をとらせながら、これら感光体をそれぞれ図中時計回り方向に回転駆動させる。そして、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＫにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像を形成し、中間転写ベルト６１のおもて面にそれらの重ね合わせによる４色重ね合わせトナー像を形成する。次いで、２次転写ニップで４色重ね合わせトナー像を記録紙に一括２次転写した後、記録紙を定着装置８０に送る。
【００５５】
定着装置８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ８１と、加圧ローラ８２との当接によって定着ニップを形成しており、２次転写ニップから送られてきた記録紙を定着ニップ内に挟み込む。そして、ニップ内での加熱や加圧の作用により、フルカラートナー像を記録紙面に定着せしめる。このようにして定着処理が施された記録紙は、排紙ローラ対５５を経由した後、プリンタの筺体内から排出されて筺体上面のスタック部にスタックされる。
【００５６】
複数の記録紙に連続して画像を形成する連続プリントモードでは、これまで説明してきたプロセスが繰り返されることで、複数の記録紙Ｐのそれぞれにフルカラー画像が連続的にプリントされていく。
【００５７】
また、本プリンタは、モノクロ画像をプリントアウトする際には、次のようなプリント動作を行う。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるモノクロ画像データ（画像情報）を受信すると、上述した揺動ブラケットの駆動により、中間転写ベルト６１に対して、４つの感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのうち、Ｋ用の感光体３Ｋだけを当接させる姿勢をとらせながら、Ｋ用の感光体３Ｋだけを図中時計回り方向に回転駆動させる。モノクロ画像の場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の転写ニップでの１次転写が行われないので、それらの転写ニップを形成しないようにするのである。これにより、中間転写ベルト６１、Ｋ用以外のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ（とりわけ感光体）、その駆動系などに余計な負荷をかけることなく、モノクロ画像をプリントアウトすることができる。
【００５８】
Ｋ用の感光体３Ｋや中間転写ベルト６１の駆動を開始したら、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋにて感光体３Ｋ上にＫトナー像を形成する。そして、それを中間転写ベルト６１上に単独で１次転写しながら、所定のタイミングで記録紙Ｐをレジストローラ対５４から送り出す。次いで、中間転写ベルト６１上のＫトナー像を２次転写ニップで記録紙Ｐに２次転写した後、フルカラー画像の形成のときと同じようにして、定着処理等を施す。
【００５９】
以上の基本的な構成を備える本プリンタでは、転写ユニット６０が、現像によって感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの表面上に得られたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像を転写体たる中間転写ベルト６１に転写する転写手段として機能している。なお、感光体から、中間転写ベルト６１を介して記録紙Ｐにトナー像を転写する方式について説明したが、各感光体から転写体たる記録紙に直接的にトナー像を重ね合わせ転写する方式を採用してもよい。
【００６０】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
【００６１】
図３は、本プリンタの制御部のブロック図である。図３において、メイン制御部１００は、プリンタ内の各機器の駆動制御を司る制御手段として機能している。図３においては、メイン制御部１００に電気接続される機器として、便宜上、光書込制御部１５０、及び各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋだけを示しているが、実際には、これらの他にも様々な機器がメイン制御部１００に接続されている。また、各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの構成要素として、便宜上、メモリータグ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋだけを示しているが、実際には、これらの他にも、ユニット内の様々な機器（例えばセンサー等）がメイン制御部１００に接続されている。
【００６２】
光書込制御部１５０は、図４に示した光書込ユニット５０の駆動を制御するものであり、インターフェース１５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる画像情報記憶部１５２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５３等を有している。そして、プリンタ外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報をインターフェース１５１によって取得した後、画像情報記憶部１５２内に一時記憶する。次いで、取得した画像情報に基づいて、各色の書込用データを生成し、このデータや、メイン制御部１００から送られてくる同期信号などに基づいて各色のレーザーダイオードやポリゴンモータの駆動を制御する。
【００６３】
メイン制御部１００は、ＣＰＵ１０１、第１ＲＡＭ１０２、第２ＲＡＭ１０３、第３ＲＡＭ１０４、第４ＲＡＭ１０５、第５ＲＡＭ１０６、第６ＲＡＭ１０７、第７ＲＡＭ１０８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０９等を有している。そして、ＲＯＭ１０５内に記憶されている制御プログラムに基づいて、各機器を制御したり、各種の演算処理を実行したりする。また、上述したように、プロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのメモリータグ２５Ｋに記憶されている各種の情報を読み込んだり、メモリータグ２５Ｋに各種の情報を書き込んだりする。
【００６４】
ＲＯＭ１０９は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについてそれぞれ、トナー消費量寿命閾値、廃トナー回収量寿命閾値、潜像の１ドットに対する現像トナー量予測値Ｋ１、正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ２、感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３、逆帯電トナーの残留率予測値Ｋ４、逆帯電トナーの１ドット付着量予測値Ｋ５などを記憶している。
【００６５】
トナー消費量寿命閾値は、トナー消費量によりカートリッジの寿命を決めるときの閾値ある。第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量がこのトナー消費量寿命閾値を超えたときをカートリッジの寿命とする。
【００６６】
廃トナー回収量寿命閾値は、廃トナー回収量によりカートリッジの寿命を決めるときの閾値ある。第２ＲＡＭ１０３に記憶された廃トナー回収量がこの廃トナー回収量寿命閾値を超えたときをカートリッジの寿命とする。
【００６７】
現像トナー量予測値Ｋ１は、１ドットあたりにおける現像ローラから感光体へのトナー付着量の予測値である。
【００６８】
正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ２は、感光体の静電潜像に付着した正規帯電トナー（本例ではマイナス帯電トナー）の１次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値であり、この値が１００［％］である場合には転写残トナーは全く発生しない。
【００６９】
感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３は、感光体がその回転によって１［ｍｍ］表面移動する際に発生する現像ローラから感光体への逆帯電トナーの付着量予測値である。逆帯電トナー（本例ではプラス帯電）の付着は、感光体の潜像部だけでなく地肌部でも発生するので、その量は、潜像と地肌部とを区別せずに、感光体の表面移動距離に基づいて算出することが可能である。
【００７０】
逆帯電トナーの残留率予測値Ｋ４は、感光体に付着した逆帯電トナーの１次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値である。
【００７１】
逆帯電トナーの１ドットトナー付着量予測値Ｋ５は、感光体の潜像の１ドットあたりに対する逆帯電トナーの付着量の予測値である。これらの予測値は、プリンタ試験機を用いた予めの実験によって求められたものである。
【００７２】
第１ＲＡＭ１０２は、現像ローラから感光体へのトナーに付着することによりこれまでに消費されたトナーの消費量を記憶する。第１ＲＡＭ１０２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれのトナー消費量を記憶する。
【００７３】
第２ＲＡＭ１０３は、後述する方法により算出された、これまでに回収された廃トナーの回収量を記憶する。第３ＲＡＭ１０３は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの廃トナー回収量を記憶する。
【００７４】
第３ＲＡＭ１０４は、上記の現像ローラから感光体へのトナーに付着することによりこれまでに消費されたトナーのうち、正規帯電したトナーの消費量、正規帯電トナー消費量を記憶している。現像ローラから感光体へのトナーに付着することによりこれまでに消費されたトナーのなかには、正規帯電したトナーしたものと逆帯電したトナーの２種類があるが、このうち、第３ＲＡＭ１０４には、正規帯電トナーの消費量を記憶する。第３ＲＡＭ１０４は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの正規帯電トナー消費量を記憶する。
【００７５】
第４ＲＡＭ１０５は、上記の現像ローラから感光体へのトナーに付着することによりこれまでに消費されたトナーのうち、逆帯電したトナーの消費量、逆帯電トナー消費量を記憶している。この逆帯電トナー消費量と第３ＲＡＭ１０４に記憶された正規帯電トナー消費量とを足し合わせると、第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量となる。第４ＲＡＭ１０５は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの逆帯電トナー消費量を記憶する。
【００７６】
第５ＲＡＭ１０６は、トナー消費量率を記憶する。トナー消費量率は、第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量を、ＲＯＭ１０９に記憶されたトナー消費量寿命閾値により除算したものである。つまり、第５ＲＡＭ１０６は、（トナー消費量率）＝（トナー消費量）／（トナー消費量寿命閾値）の値を記憶する。この値は、トナー消費量で決まる寿命にどれだけ近いかを表す。第５ＲＡＭ１０５は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれのトナー消費量率を記憶する。
【００７７】
第６ＲＡＭ１０７は、廃トナー回収量率を記憶する。トナー消費量率は、第２ＲＡＭ１０３に記憶された廃トナー回収量を、ＲＯＭ１０９に記憶された廃トナー回収量寿命閾値により除算したものである。つまり、第６ＲＡＭ１０７は、（廃トナー回収量率）＝（廃トナー回収量）／（廃トナー回収量寿命閾値）の値を記憶する。この値は、廃トナー回収量で決まる寿命にどれだけ近いかを表す。第６ＲＡＭ１０７は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの廃トナー回収量率を記憶する。
【００７８】
第７ＲＡＭ１０８は、第５ＲＡＭ１０６に記憶されたトナー消費量率を第６ＲＡＭ１０７により除算した値を記憶する。つまり、（トナー消費量率）／（廃トナー回収率）を記憶する。第７ＲＡＭ１０８は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対して用意されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれに対する（トナー消費量率）／（廃トナー回収率）の値を記憶する。
【００７９】
感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３や、逆帯電トナーの１ドット付着量予測値Ｋ５については、次のようにして求めておく。即ち、図４に示した構成のプリンタ試験機を用意する。但し、プリンタ試験機の各色のプロセスユニットは、それぞれドラムクリーニング装置の廃トナー収容部が粘着テープからなる小袋になっている。かかる構成のプリンタ試験機から転写ユニット６０を取り外す。そして、各色のプロセスユニットにおいて、一様帯電せしめた感光体に対して光書込を行うことなく、現像装置の空回しをする。すると、感光体の全周は地肌部となり、その地肌部に現像装置内のトナーに含まれる逆帯電トナーが付着していく。この逆帯電トナーを上述の小袋内に回収していく。かかる運転を所定時間行った後、ドラムクリーニング装置から小袋を取り外す。そして、クリーニングブレードや感光体に付着している微妙のトナーを粘着テープによって回収した後、小袋及び粘着テープの重量を測定する。次いで、測定値から初期状態の小袋及び粘着テープの重量を減じて回収トナー量を求めた後、それを全運転時間における感光体表面移動距離で除算することで、単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３を得る。また、このトナー付着量予測値Ｋ３を、単位表面移動距離あたりの全ドット数で除算することで、逆帯電トナーの１ドット付着量予測値Ｋ５を得る。
【００８０】
また、逆帯電トナーの残留率予測値Ｋ４については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機に転写ユニット６０をセットし、逆帯電トナーのトナー付着量予測値を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。但し、この際、各色の１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋにそれぞれ１次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定した後、測定結果を、予め求めておいた逆帯電トナーのトナー付着量予測値で除算して残留率予測値Ｋ４を得る。このようにして得られる逆帯電トナーの残留率予測値Ｋ４は、装置構成にもよるが、本実施例で用いたプリンタ試験機では７０［％］程度になった。
【００８１】
また、１ドットあたりの現像トナー量予測値Ｋ１については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機から転写ユニット６０を取り外す。そして、感光体の現像可能領域（現像ローラとの対向領域）に全面ベタのテスト画像を連続的に現像していきながら、そのトナーを上述の小袋内に回収していく運転を所定時間だけ行う。そして、小袋及び粘着テープに回収されたトナー量を測定した後、その結果を運転中に出力した全ドット数で除算して、１ドットあたりの現像トナー量予測値を得る。但し、この現像トナー量予測値Ｋ１には、正規帯電トナーによる付着量と、逆帯電トナーによる付着量とが含まれている。本発明においては、両者を区別する必要があるが、測定精度を高める目的から、１ドット単位では正規帯電トナーと逆帯電トナーとを区別しないことにした。よって、１ドットあたりの現像トナー量予測値Ｋ１については、正規帯電トナーと逆帯電トナーとの両方を含むものを用いる。そして、かかる現像トナー量予測値Ｋ１に基づいて求めたプリンタ１枚あたりの現像トナー量を後に補正して、正規帯電トナーだけに対応する値にする。補正方法については、後述する。
【００８２】
また、正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ２については、次のようにして求めておく。即ち、前述の測定において、運転中に出力した全ドット数に対応するトナー回収量には、正規帯電トナーによるものと、逆帯電トナーによるものとが含まれている。そこで、全ドット数に対応するトナー回収量から、全ドット数に対応する逆帯電トナーによる付着量（トナー付着量予測値Ｋ３に基づく値）を減じて、正規帯電トナー回収量を得る。次いで、上述のプリンタ試験機に転写ユニット６０をセットし、現像トナー量予測値Ｋ１を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。この際、各色の１次転写ローラ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋにそれぞれ１次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定する。この測定結果にも、正規帯電トナー及び逆帯電トナーの両方が含まれるため、逆帯電トナーによる転写残量（逆帯電トナーの転写残量や残留率予測値Ｋ４に基づく値）を測定結果から減じる。そして、その減算結果を、上述の正規帯電トナー回収量で除算して、正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ４を得る。このようにして得られる正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ４は、装置構成にもよるが、本実施例で用いたプリンタ試験機では１０［％］程度になった。
【００８３】
以下、トナー消費量と廃トナー回収量と算出する際の処理の例を説明する。光書込制御部１５０によって生成された各色の書込用データは、光書込制御部１５０からメイン制御部１００に送られる。メイン制御部１００は、それら書込データに基づいて、プリント１枚毎に、１枚あたりにおける各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の出力ドット数（出力画素数）を算出する。
【００８４】
メイン制御部１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、書込用データから算出したプリント１枚あたりの出力ドット数に、ＲＯＭ１０９内に記憶されている１ドットあたりの現像トナー量予測値Ｋ１を乗ずることにより、プリント１枚あたりのトナー消費量が算出される。
【００８５】
この算出された値を第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量に加えることにより、第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量の値は更新される。このように、プリントを１枚行うごとに、１枚あたりのトナー消費量を計算し、第１ＲＡＭ１０２に記憶されたトナー消費量に加えていくことにより、これまでに消費されたトナーの消費量を算出することが可能になる。
【００８６】
この現像トナー量には正規帯電トナーと逆帯電トナーとの両方が含まれているので、正規帯電トナーだけに対応する値にするためには、逆帯電トナーに対応する値を引く必要がある。具体的には、ＲＯＭ１０９内に記憶されている逆帯電トナーの１ドット付着量予測値Ｋ５と、プリント１枚あたりの出力ドット数との乗算により、プリント１枚中の画像部における逆帯電トナーの付着量を算出する。そして、算出結果を上記のプリント１枚あたりの現像トナー量から減算することより、プリント１枚あたりの正規帯電トナー消費量を求める。
【００８７】
この算出されたプリント１枚あたりの正規帯電トナー消費量を第３ＲＡＭ１０４に記憶された正規帯電トナー消費量に加えることにより、第３ＲＡＭ１０２に記憶された正規帯電トナー消費量の値は更新される。このように、プリントを１枚行うごとに、１枚あたりの正規帯電トナー消費量を計算し、第３ＲＡＭ１０４に記憶された正規帯電トナー消費量に加えていくことにより、これまでに消費された正規帯電トナーの消費量を算出することが可能になる。
【００８８】
メイン制御部１００は、プリント１枚あたりに要した感光体の表面移動距離と、ＲＯＭ１０５に記憶している感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３との乗算により、プリント１枚あたりの逆帯電トナーの付着量を算出する。つまり、プリント１枚あたりの逆帯電トナー消費量を算出する。
【００８９】
この算出されたプリント１枚あたりの逆帯電トナー消費量を第４ＲＡＭ１０５に記憶された逆帯電トナー消費量に加えることにより、第４ＲＡＭ１０５に記憶された逆帯電トナー消費量の値は更新される。このように、プリントを１枚行うごとに、１枚あたりの逆帯電トナー消費量を計算し、第４ＲＡＭ１０５に記憶された逆帯電トナー消費量に加えていくことにより、これまでに消費された逆帯電トナーの消費量を算出することが可能になる。
【００９０】
次いで、メイン制御部１００は、第３ＲＡＭ１０４に記憶した正規帯電トナー消費量に、ＲＯＭ１０９内に記憶している正規帯電トナーの残留率予測値Ｋ２を乗じて、これまでに廃トナーとして回収された正規帯電トナーの量Ｍｒｂを算出する。
【００９１】
そして、メイン制御部１００は、第４ＲＡＭ１０５に記憶した逆帯電トナー消費量に、ＲＯＭ１０９内に記憶している逆帯電トナーの残留率予測値Ｋ４との乗算することにより、これまでに廃トナーとした回収された逆帯電トナーの量Ｍｒｃを算出する。
【００９２】
そして、このＭｒｂとＭｒｃを足し合わせることにより、廃トナー回収量を算出する。そして、第２ＲＡＭ１０３に記憶された廃トナー回収量を、この算出された廃トナー回収量に書き換えることにより、第２ＲＡＭ１０３に記憶された廃トナー回収量の値を更新する。
【００９３】
なお、各値の算出の手順は、上記に示した手順に限るものではない。第１〜７ＲＡＭに記憶された値と、ＲＯＭ１０９に記憶された値に基づいて算出されるのであれば、どのような手順であっても良い。
【００９４】
また、算出手段として機能しているメイン制御部１００は、各色のトナー消費量を求めたら、それらと、メモリータグ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）に記憶されているトナー消費量寿命閾値とを比較する。本実施形態では、このトナー消費量寿命閾値は、ＲＯＭ１０９にも記憶されているので、ＲＯＭ１０９に記憶された値と比較するようにしても良い。
【００９５】
そして、比較結果に基づいて、各色のプロセスユニットにおけるトナー収容部について、空エラーになったか否かを判定する。具体的には、算出したトナー消費量がトナー消費量寿命閾値以上である場合に、空エラーであると判定する。そして、空エラーが発生した場合には、その旨のメッセージを報知手段としての図示しないディスプレイ等からなる表示部に表示する。音や文字画像の出力など、表示とは異なる方法でメッセージを報知してもよい。
【００９６】
また、算出手段として機能しているメイン制御部１００は、各色の廃トナー回収量を求めたら、それらと、メモリータグ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）に記憶されている廃トナー回収量寿命閾値とを比較する。本実施形態では、この廃トナー回収量寿命閾値は、ＲＯＭ１０９にも記憶されているので、ＲＯＭ１０９に記憶された値と比較するようにしても良い。
【００９７】
そして、比較結果に基づいて、各色のプロセスユニットにおける廃トナー収容部について、満杯エラーになったか否かを判定する。具体的には、算出した廃トナー回収量が廃トナー回収量寿命閾値以上である場合に、満杯エラーであると判定する。そして、満杯エラーが発生した場合には、その旨のメッセージを報知手段としての図示しないディスプレイ等からなる表示部に表示する。音や文字画像の出力など、表示とは異なる方法でメッセージを報知してもよい。
【００９８】
以上のような一連の制御ルーチンを、プリント１枚毎に各色についてそれぞれ行うことで、廃トナー収容部内のトナーを検知するためのトナー検知センサを各色のプロセスユニットにそれぞれ設けることなく、トナー収容部の空エラーと、廃トナー収容部の満杯エラーの有無を適切に判断することができる。
【００９９】
なお、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値（Ｋ２、Ｋ４）をＲＯＭ１０９内に記憶させておく代わりに、転写率予測値を記憶させておいてもよい。転写率予測値は、感光体から中間転写ベルト６１へのトナーの転写率予測値である。１００［％］から転写率予測値を減じれば、残留率予測値になるので、このような計算によって残留率予測値を求めるようにしてもよいのである。
【０１００】
また、感光体の表面移動距離と駆動時間とは厳密な相関関係にあるので、感光体の駆動時間は実質的に表面移動距離に相当する。よって、現像トナー量予測値Ｋ１や逆帯電トナーのトナー付着量予測値Ｋ３を調整すれば、実質的な表面移動距離である駆動時間に基づいて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量を求めることも可能である。
【０１０１】
また、メイン制御部１００は、プリント１枚毎に、メモリータグ内のプリント動作回数を１の加算によって更新したり、メモリータグ内の感光体の累積表面移動距離を所定値の加算によって更新したりする。更に、算出した各色の廃トナー回収量を第２ＲＡＭ１０３に記憶するだけでなく、メモリータグ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）にも記憶させる。これにより、交換されたプロセスユニットが途中まで使用された中古品であったとしても、その後の廃トナー累積量をメモリータグ内のデータに基づいて正確に求めることができる。
【０１０２】
また、本プリンタでは、各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにそれぞれ廃トナー収容部を設けているが、各色ユニットのドラムクリーニング装置から廃トナーをユニット外の共通の廃トナー容器に搬送する構成を採用してもよい。この場合、各色の個別の廃トナー累積量を求め、それらの合計を廃トナー容器の満杯エラーの判定に用いればよい。
【０１０３】
次に、上記で求めたトナー消費量等の値を使用し、中間転写ベルト上の残留トナーを回収する感光体を選択する方法を説明する。
【０１０４】
本実施形態では、各色の第７ＲＡＭ１０８に記憶された（トナー消費量率）／（廃トナー回収量率）の値を比較し、この値が一番大きい色の感光体により中間転写ベルトの残留トナーを回収することにする。
【０１０５】
具体的な例として、Ｋのトナー消費量率：９０％、Ｋの廃トナー回収量率：７５％、Ｙのトナー消費量率：５０％、Ｙの廃トナー回収量率：４９％、Ｍのトナー消費量率：３０％、Ｍの廃トナー回収量率：８０％、Ｃのトナー消費量率：５０％、Ｙの廃トナー回収量率：２０％である場合を考える。
【０１０６】
この場合、Ｋの（トナー消費量率）／（廃トナー回収量率）：１．２、Ｙの（トナー消費量率）／（廃トナー回収量率）：１．０２、Ｍの（トナー消費量率）／（廃トナー回収量率）：０．３８、Ｃの（トナー消費量率）／（廃トナー回収量率）：２．５である。
【０１０７】
Ｃの（トナー消費量）／（廃トナー回収量）の値が最も大きいため、Ｃの感光体３Ｃにより中間転写ベルトの残留トナーを回収することにする。このようにすることにより、トナー消費量に対して、廃トナー回収量が少ない、つまり、廃トナー回収部が比較的空き気味である色の感光体により転写ベルトの残留トナーを回収することになり、廃トナーカートリッジの空き容量を有効に利用でき、カートリッジの交換までの寿命を長くすることができる。
【０１０８】
また、別の実施形態として、各色の第３ＲＡＭ１０４に記憶された正規帯電トナー消費量と、第４ＲＡＭ１０５に記憶された逆帯電トナー消費量を使用した。これらの値から、各色において、（正規帯電トナー消費量）／（逆帯電トナー消費量）を算出し、この値を比較し、この値が最も大きな色の感光体により中間転写ベルトの残留トナーを回収することにする。
【０１０９】
具体的な例として、Ｋの正規帯電トナー消費量：８０ｇ、Ｋの逆帯電トナー消費量：１０ｇ、Ｙの正規帯電トナー消費量：７０ｇ、Ｙの逆帯電トナー消費量：２５ｇ、Ｍの正規帯電トナー消費量：５０ｇ、Ｙの逆帯電トナー消費量：１０ｇ、Ｃの正規帯電トナー消費量：２５ｇ、Ｃの逆帯電トナー消費量：５ｇである場合を考える。
【０１１０】
この場合、（正規帯電トナー消費量）／（逆帯電トナー消費量）の値が一番大きいのは、Ｋであるので、Ｋの感光体３Ｋにより中間転写ベルトの残留トナーを回収することにする。
【０１１１】
ユーザが使用したという意識をもつトナーは、正規に帯電され、ちゃんと印字に使用されたトナーである。一方、逆帯電したトナーは、印字に反映することなく、廃トナーとして回収されるだけである。よって、正規帯電したトナーの割合の多い色に転写ベルトの廃トナーを回収する事で、交換報知が発生したとしても、ユーザはこの色のトナーを頻繁に使用した意識があるため、不満を持たない。
【０１１２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルト周辺の断面図である。本発明の実施形態では、各色個別に１次転写バイアスの極性をプラスとマイナスに切り替えられるようにしている。図１に示した極性は通常の印刷動作、つまり、画像を中間転写ベルト上に転写させたい時の状態である。このように１次転写ローラにはプラス極性を印加する。
【０１１３】
同様に、図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルト周辺の断面図である。図２は、Ｃの感光体に中間転写ベルト上の残留トナーを回収したい場合の構成を示す。このようにＣの感光体で中間転写ベルト上の残留トナーを回収したい場合は、その残留トナー部位が、感光体と接するタイミングで、回収したい色（Ｃ）の１次転写バイアスのみを負極性に切り替える構成とする。他の色の感光体により中間転写ベルトの残留トナーを回収したい場合も同様にすると良い。
【０１１４】
通常印刷時は、1次転写バイアスは、全色一律で＋６００Ｖのバイアスを感光体に中間転写ベルトを介して対峙する転写ローラに印加する。ここで１次転写バイアスは、定電圧を例にしたが、定電流制御でも構わない。４色同一電圧としたが、ベルト抵抗や、速度によっては、段階的に印加バイアスを変えても構わない。
【０１１５】
中間転写ベルトの残留トナーは、中間転写ベルトに当接して回転している電荷付与ブラシに負バイアス−５００Ｖを印加する事で、残留トナー極性をマイナスとする。残留トナーがベルト１周して、感光体に戻ってきた際の１次転写の印加バイアスは、感光体にベルトを介して対峙する転写ローラに、Ｋ：＋６００Ｖ、Ｙ：＋６００Ｖ、Ｍ：＋６００Ｖ、Ｃ：―６００Ｖとし、トナーを回収するＣのみ負極性とする。
【０１１６】
このようにすることにより、転写ベルト上の残留トナーを選択的に感光体のクリーニング部で回収する事ができる。今回、実施例として、ベルト１周に１枚分の画像を印加した後のベルト上の残留トナーが乗っている部分には２枚目の印字をすぐに転写できない制御により本実施形態の実施を行った。このようにしたところ、通紙に通紙前、もしくは通紙中に転写ベルト上の残留トナーを回収する色を決めて、その色の転写バイアスを負極性に切り替える事で、選択的にその選択した色のクリーニング部に残留トナーを回収することが可能であった。
【０１１７】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【０１１８】
また、本発明における画像形成装置は、前記感光体の表面に潜像を形成する光書込手段を有し、前記感光体は、前記光書込手段により形成された潜像上に前記トナー像を形成し、前記第１の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報に基づき、前記トナー収容部が供給したトナーの量を算出し、前記第２の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報と前記感光体の表面移動距離に基づき、前記廃トナー回収部が回収した廃トナーの量を算出するようにしても良い。
【０１１９】
また、本発明における画像形成装置は、前記感光体の表面に潜像を形成する光書込手段を有し、前記感光体は、前記光書込手段により形成された潜像上に前記トナー像を形成し、前記第１の算出手段は、前記光書込手段が前記潜像を形成する際に使用した情報と前記感光体の表面移動距離に基づき、前記正規帯電トナーの量を算出し、前記第２の算出手段は、前記感光体の表面移動距離に基づき、逆トナーの量を算出するようにしても良い。
【０１２０】
また、本発明における画像形成装置は、前記選択手段により選択された感光体と前記中間転写ベルトとの間の電圧を、前記感光体から前記転写ベルトに前記トナー像を転写する際に使用する電圧とは逆の電圧に変換する電圧変換手段を有するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１２１】
１    プロセスユニット（カートリッジ）
３    感光体
１４    トナー格納領域
２２    廃トナー格納領域
２５    メモリータグ
５０    光書込ユニット
６１    中間転写ベルト
１００    メイン制御部
１０２    第１ＲＡＭ
１０３    第２ＲＡＭ
１０４    第３ＲＡＭ
１０５    第４ＲＡＭ
１０６    第５ＲＡＭ
１０７    第６ＲＡＭ
１０８    第７ＲＡＭ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特許３１８４０１２号公報
【特許文献２】特開２００８−２０８２６号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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