(57)【要約】【課題】転写部材を汚したり、記録媒体である用紙の裏面を汚したりすることなく、カラートナーの強制消費を行うことを可能にすること。【解決手段】色ごとに対応して設けられた複数の感光体ドラム１０２・・・、と現像器１０８・・・とを備えたカラープリンタのカラートナー強制消費方法。画像形成時に、ブラックトナー以外のカラートナーに対応した感光体ドラムに、該カラートナーの印字部に対応する静電潜像の他に、ブラックトナーの印字部に対応する領域内に静電潜像を形成することにより、該カラートナーを、該ブラックトナーの現像部にも現像するカラートナー強制消費処理を遂行する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックを含む色ごとに対応して設けられた複数の静電潜像担持体と、静電潜像担持体の各々に対しそれぞれ、対応する色のトナーを用いて静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体を含む現像器とを備えたカラー画像形成装置において、記録媒体への画像形成時に、ブラックトナー以外のカラートナーに対応した静電潜像担持体に、該カラートナーの印字部に対応する静電潜像の他に、該ブラックトナーの印字部に対応する領域内に静電潜像を形成することにより該カラ−トナ−を該ブラックトナ−の現像部にも現像するカラ−トナ−強制消費処理を遂行することを特徴とする、カラー画像形成装置のカラ−トナ−強制消費方法。
【請求項２】
記録媒体への画像形成が単独の記録媒体の場合または連続印刷の最後の記録媒体の場合、記録媒体へ印字すべきブラックトナ−以外の各カラ−トナ−の印字率が所定の印字率よりも低いと判断されたカラ−トナ−に関して上記カラ−トナ−強制消費処理を実施する、請求項１記載のカラー画像形成装置のカラ−トナ−強制消費方法。
【請求項３】
記録媒体への画像形成が所定枚数以上連続して実施される場合には、所定枚数にわたるブラックトナ−以外の各カラ−トナ−の平均印字率を算出し、該平均印字率が所定の印字率よりも低いと判断されたカラ−トナ−に対して上記カラ−トナ−強制消費処理を実施する、請求項１記載のカラー画像形成装置のカラ−トナ−強制消費方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
カラープリンタ、カラー複写機などの電子写真式カラー画像形成装置に使用されるカラートナーを強制的に消費する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式カラープリンタは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを使用して減法混色によりカラー印字を行うよう構成されているが、一般的な使用においては、カラー印字に較べてブラック印字の割合が比較的多い。その結果、ブラックトナー以外のカラートナーの印字率、換言すれば消費量が極端に少なかったり、一部のカラートナーを収容している現像器のトナー担持体の空転状態が長く続いたりすることがある。このような状態が長く続くと、該現像器中のトナーの入れ替わりが少なくなり、トナーの過帯電によるトナー濃度の低下やかぶりといった不具合が発生する。
【０００３】
ところで、トナーの印字率が所定の印字率よりも小さいとき、記録媒体への画像の転写を行わないタイミングで、トナーを静電潜像担持体に例えば市松模様を形成するように搬送し、静電潜像担持体に搬送された該トナーをクリーニング装置により回収することにより強制的に消費する方法はすでに公知である（特許文献１及び２参照）。しかしながら、この方法においては、強制的に消費するトナー像を非画像形成時において静電潜像担持体の適宜の領域に形成するので、接触転写を行う場合、転写部材を汚したり、記録媒体である用紙の裏面を汚したりする不具合が発生することがあった。
【０００４】
本出願に関する先行技術情報として次のものがある。
【特許文献１】特開平４−６８３７０号公報
【特許文献２】特開平４−２０４９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、接触転写を利用したカラー画像形成装置であっても、転写部材を汚したり、記録媒体である用紙の裏面を汚したりすることなく、カラートナーの強制消費を行うことを可能にする、新規なカラー画像形成装置のカラートナー強制消費方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、ブラックを含む色ごとに対応して設けられた複数の静電潜像担持体と、静電潜像担持体の各々に対しそれぞれ、対応する色のトナーを用いて静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体を含む現像器とを備えたカラー画像形成装置において、記録媒体への画像形成時に、ブラックトナー以外のカラートナーに対応した静電潜像担持体に、該カラートナーの印字部に対応する静電潜像の他に、該ブラックトナーの印字部に対応する領域内に静電潜像を形成することにより該カラ−トナ−を該ブラックトナ−の現像部にも現像するカラ−トナ−強制消費処理を遂行することを特徴とする、カラー画像形成装置のカラ−トナ−強制消費方法、が提供される。
記録媒体への画像形成が単独の記録媒体の場合または連続印刷の最後の記録媒体の場合、記録媒体へ印字すべきブラックトナ−以外の各カラ−トナ−の印字率が所定の印字率よりも低いと判断されたカラ−トナ−に関して上記カラ−トナ−強制消費処理を実施する、ことが好ましい。
記録媒体への画像形成が所定枚数以上連続して実施される場合には、所定枚数にわたるブラックトナ−以外の各カラ−トナ−の平均印字率を算出し、該平均印字率が所定の印字率よりも低いと判断されたカラ−トナ−に対して上記カラ−トナ−強制消費処理を実施する、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１には、本発明によるよるカラートナー強制消費方法を実施することができる電子写真式カラー画像形成装置であるカラープリンタ（以下、単にプリンタと略称する）の実施形態の要部が図示されている。図示のプリンタは、無端ベルト状の中間転写体を構成する中間転写ベルト２を備えている。中間転写ベルト２は、３個の支持ローラ４、６及び８に巻き掛けられて支持され、図示しない駆動手段により図１において時計方向に回転させられる。支持ローラ４及び６は水平方向に間隔をおいて配置されており、支持ローラ８は、支持ローラ４の下方に配置されている。中間転写ベルト２は、支持ローラ４及び６間を水平に延在しており、中間転写ベルト２の水平に延在する領域の上側には、中間転写ベルト２の回転方向に沿って、複数の、実施形態においては４つの感光体ユニット、すなわち、ブラック用感光体ユニット１００Ｋ、イエロー用感光体ユニット２００Ｙ、シアン用感光体ユニット３００Ｃ及びマゼンタ用感光体ユニット４００Ｍがこの順に配列されている。
【０００８】
ブラック用感光体ユニット１００Ｋは、静電潜像担持体である感光体ドラム１０２を備えており、感光体ドラム１０２の最下面に対向して、上記中間転写ベルト２の水平に延在する領域が配置されている。感光体ドラム１０２の周囲には、帯電器１０４、露光ユニット１０６、現像器１０８、クリーニングユニット１１０及び除電ユニット１１２が配置されている。なお、感光体ユニット１００Ｋには感光体ドラム１０２、帯電器１０４、露光ユニット1０６、クリ−ニングユニット１１０及び除電ユニット１０６が一体的に収容されている。現像器１０８は、現像剤担持体である現像スリーブ１０８ａを備え、現像スリーブ１０８ａ内には図示しない静止永久磁石が配置されている。現像器１０８内にはブラックトナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤が収容されている。磁性キャリアとトナ−の混合比率は１００：５である。クリーニングユニット１１０はクリーニングブレード１１０ａを備えている。
【０００９】
他の感光体ユニット２００Ｙ、３００Ｃ、４００Ｍも、上記感光体ユニット１００Ｋと実質的に同様に構成されている。すなわち、感光体ユニット２００Ｙ、３００Ｃ、４００Ｍは、それぞれ、静電潜像担持体である感光体ドラム２０２、３０２、４０２を備えており、感光体ドラム２０２、３０２、４０２の最下面に対向して、上記中間転写ベルト２の水平に延在する領域が配置されている。感光体ドラム２０２、３０２、４０２の周囲には、それぞれ、帯電器２０４、３０４、４０４、露光ユニット２０６、３０６、４０６、現像器２０８、３０８、４０８、クリーニングユニット２１０、３１０、４１０、及び、除電ユニット２１２、３１２、４１２が配置されている。現像器２０８、３０８、４０８は、それぞれ、現像剤担持体である現像スリーブ２０８ａ、３０８ａ、４０８ａを備え、現像スリーブ２０８ａ、３０８ａ、４０８ａ内には、それぞれ、図示しない静止永久磁石が配置されている。現像器２０８内、３０８内、４０８内には、それぞれ、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤が収容されている。なお、磁性キャリアとトナ−の混合比率はブラックトナ−の場合と同じである。クリーニングユニット２１０、３１０、４１０は、それぞれ、クリーニングブレード２１０ａ、３１０ａ、４１０ａを備えている。なお、これらの各構成要素を図示する符号は、図面の複雑化を避けるため、特に必要とする構成要素についてのみ記載した。なお、以下の記載において、ブラックトナーをＫ、イエロートナーをＹ、シアントナーをＣ、マゼンタトナーをＭと、それぞれ略称することがある。
なお、本発明を実施するためには、ブラック用感光体ユニット１００Ｋが転写ベルトの回転方向の最上流側に配置するのが必須となる。このことにより強制的に消費されたブラック以外のカラ−トナ−をブラックトナ−で隠蔽することにより画像の色味を損ねることなくカラ−トナ−の強制消費を遂行することができる。
【００１０】
感光体ドラム１０２、２０２、３０２及び４０２にそれぞれ対向して、１次転写ローラ１１４、２１４、３１４及び４１４が配置され、それらの間に、中間転写ベルト２の水平延在領域が挟まれている。中間転写ベルト２の回転方向下流側、図１において左下には支持ローラ８に対向して２次転写ローラ１０が配置されている。支持ローラ８と２次転写ローラ１０によって中間転写ベルト２が挟まれ、後述するとおりにして、２次転写ローラ１０によって中間転写ベルト２上のトナー像（１次転写像）が記録媒体である用紙Ｐに転写される（２次転写）。用紙Ｐの搬送方向下流である、２次転写ローラ１０の下流には定着ユニット２０が配置されている。定着ユニット２０は、熱ローラ２２及び圧ローラ２４を備えており、用紙Ｐに転写された２次転写像が定着ユニット２０の熱ローラ２２及び圧ローラ２４によって圧接・加熱されて定着される。
【００１１】
なお、支持ローラ４に対向してクリーニングブレード２６が配置され、クリーニングブレード２６によって、中間転写ベルト２上に残留するトナーがクリーニングされる。
【００１２】
次に、図１に示すプリンタの具体的作動（印字作動）について、一つの実施例を挙げて説明する。ブラック用感光体ユニット１００Ｋにおいて、正帯電単層型ＯＰＣ感光体ドラム１０２は、図１において反時計方向に回転して画像形成を行う。スコロトロン帯電器１０４により、感光体ドラム１０２の表面を＋４６０Ｖに均一に帯電させ、図示しないコンピュータから送られた画像データに基づいて、ＬＥＤヘッドからなる露光ユニット１０４により感光体上に静電潜像を形成する。このとき、ＬＥＤの光の波長は７８０ｎｍ、露光量は０．９μＪ／ｃｍ２、露光後の感光体表面電位は約＋３０Ｖである。非磁性トナー（ブラック）と磁性キャリアからなる現像剤が収容された現像器１０８の現像スリーブ１０８ａに、電圧３５０ＶのＤＣと、周波数３．６ｋＨｚ、振幅１．０ｋＶ、ＤＵＴＹ比５０％のＡＣ矩形波を印加して、現像スリーブ１０８ａ上のトナーを感光体ドラム１０２に形成された上記静電潜像に飛翔させ、静電潜像をトナー像に現像する。このブラックトナー像は、１０μＡの定電流制御による転写バイアスが印加される１次転写ローラ１１４によって、中間転写ベルト２上に転写される。感光体ドラム１０２上の残留トナーは、クリーニングユニット１１０の、線圧１５ｇ／ｃｍに設定されたクリーニングブレード（カウンタブレード１１０ａにより掻き取られて回収される。続いて、感光体ドラム１０２の表面は、ＬＥＤからなる除電ユニットにより除電される。このとき、ＬＥＤの光の波長は６３０ｎｍ、露光量は４．０μＪ／ｃｍ２である。
【００１３】
続いてイエロー用感光体ユニット２００Ｙ、シアン用感光体ユニット３００Ｃ及びマゼンタ用感光体ユニット４００Ｍにおいても、上記したブラック用感光体ユニット１００Ｋにおけるのと実質的に同じようにして、それぞれ感光体ドラム２０２、３０２、４０２上に形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像が、中間転写ベルト２上に上記順序で１次転写され、最終的に、中間転写ベルト２上に４色のカラートナー画像が多重転写される。中間転写ベルト２上に多重転写されたカラートナー画像は、所定のタイミングで搬送される用紙Ｐが、支持ローラ８と２次転写ローラ１０との圧接部を通過する間に、２次転写ローラ１０により用紙Ｐをカラートナー画像と逆極性に帯電させることにより用紙Ｐに２次転写される。カラートナー画像が２次転写された用紙Ｐは、図１において左方に搬送され、定着ユニット２０によりフルカラー画像として定着される。
【００１４】
上記プリンタは、図示しないコントローラを備えている。コントローラはマイクロコンピュータから構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央処理手段（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭと各種データを格納するＲＡＭとを有する記憶手段（メモリ）、入出力インターフェース、カウンタ、タイマなどを備え、画像形成（印字）、後述するカラートナー強制消費モ−ドなど、上記プリンタの制御を遂行する。コントローラはまた、画像形成される用紙のページ数を計数する計数手段、ブラック及びカラートナーを含む全ての色のトナー毎に画像に対応する印字率をページ毎に計数処理する印字率処理手段、ブラック及びカラートナーを含む全ての色のトナー毎に画像に対応する印字率をページ毎に計数処理して平均印字率を求める平均印字率処理手段、などを備えている。例えば、イエロー用感光体ユニット２００Ｙにおいて、印字率処理手段は、図示しないコンピュータからプリンタに送信された画像データから、感光体ドラム２０２に画像に対応する静電潜像を形成するイエロードット数（用紙１ページにおいて実際に使用するイエロードット数）をページ毎に計数し、用紙１ページの全画像形成領域をイエローベタとしたときのドット数との比によって、印字率を算出する。
【００１５】
コントローラはまた、用紙Ｐへ転写するための画像形成時に、ブラックトナー以外のカラートナー（例えばシアントナー）の、画像上の印字率が所定印字率を下回った場合等に、該カラートナーを含む２成分現像剤が搬送される現像スリーブ３０８ａに対向した感光体ドラム３０２に、該カラートナーの印字部に対応する静電潜像の他に、該ブラックトナーの印字部に対応する領域内に静電潜像を形成することにより、該カラートナーを、該カラートナーの印字部の他に該ブラックトナーの印字部にも強制的に印字することにより強制消費するカラートナー強制消費処理を遂行する。
【００１６】
以下、図２に示すフローチャートを参照して、カラートナー強制消費方法の実施形態を説明する。プリンタがプリンタすべき画像データを受信すると、コントローラは、画像データをメモリに蓄積する。蓄積された画像データを１ページ分の印字用のデータに変換処理し、１ページ目の変換処理が終了したら、印字動作（画像形成動作）を開始する。印字動作を開始する時点で次ページがあるか否かを、蓄積された画像データから判断する（ステップＳ１）。次ページ無しと判断した場合には、該ページのＹ、Ｍ、Ｃの各印字率Ａが所定印字率、例えば４％未満であるかを判断する（ステップＳ２）。Ｙ、Ｍ、Ｃの印字率Ａが全て４％未満でない場合は通常の印字動作を行い、Ｙ、Ｍ、Ｃのうちの一つ又は二つ又は全ての印字率Ａが４％未満と判断された場合には、該カラートナーについてのみカラートナー強制消費処理を行う（ステップＳ３）。Ｙ、Ｍ、Ｃの強制消費量は、実際の印字率α％とすると、それぞれ４％−α％が好ましい。
【００１７】
印字率Ａが４％未満のカラートナー、例えばシアントナーが搬送される現像スリーブ３０８ａに、該シアントナーの印字部に対応する静電潜像の他に、該ブラックトナーの印字部に対応する領域内に静電潜像を形成することにより、該シアントナーを、該シアントナーの印字部の他に該ブラックトナーの印字部にも強制的に印字することにより強制消費する。１ぺージのカラートナー強制消費処理を行ない、該１ページについて全ての現像器による現像が終了したら、排出カウンタをリセットして（ステップＳ４）、所定の印字動作を終了する。排出カウンタのリセットは、カラートナー強制消費処理を行った現像器（Ｋの現像器１０８を除く）について行う。なお、上記ステップＳ２において、印字するページの印字率が所定の印字率よりも低いか否かを判断し、低いと判断されたカラートナーに関してカラートナー強制消費処理を実施するようにしている（ステップＳ３）が、印字するページの印字率に基づき、当該ページについてカラートナー強制消費処理を実施する理由は次のとおりである。すなわち、単一の印字動作を実行する場合には、特に連続印刷と比較して現像剤担持体の回転時間に占める感光体の露光部を現像するのに要する時間の割合が非常に短いので、トナ−が帯電過多になる恐れが大きいためである。また連続印刷の最後の記録媒体を印刷した後も記録媒体を装置外に排出後所定の時間、現像器に補給されたトナ−と現像器に存在する現像剤を攪拌する等の目的で現像剤担持体を回転させるのが通常であるため、カラ−トナ−が帯電過多になる恐れが大きい。印字動作終了時に現像剤担持体上に帯電過多のトナ−が存在する状態で次の印字動作を行うと上述のように画像濃度の低下などの不具合が発生する場合があるからである。
【００１８】
ステップＳ１で次ページ有り、と判断した場合には、排出カウンタが１０枚（１０ページ）の用紙をカウントしたか否かを判断する（ステップＳ５）。このカウントは、１枚の用紙の現像終了に基づいて行う。排出カウンタが１０枚の用紙をカウントしない場合は、排出カウンタによりカウントを継続し（ステップＳ６）、排出カウンタが１０枚の用紙をカウントした場合には、１０枚のＹ、Ｍ、Ｃの各平均印字率Ｘが所定印字率、例えば３％未満か否かを判断する。Ｙ、Ｍ、Ｃの平均印字率Ｘが全て３％未満でない場合は通常の印字動作を行い、排出カウンタをリセットする（ステップＳ９）。Ｙ、Ｍ、Ｃのうちの一つ又は二つ又は全ての平均印字率Ｘが３％未満と判断された場合には、該カラートナーについて先に述べたとおりのカラートナー強制消費処理を行う（ステップＳ８）。カラートナー強制消費処理を行ない、該１ページについて全ての現像器による現像が終了したら、排出カウンタをリセットして（ステップＳ９）、印字動作を継続する。
【００１９】
本発明による上記カラートナー強制消費方法によれば、画像形成動作と同時に所定の印字率に達しないカラートナーをブラックトナーの印字部を利用して強制消費するようにしたので、接触転写を利用したカラー画像形成装置であっても、転写部材を汚したり、記録媒体である用紙の裏面を汚したりすることなく、カラートナーの強制消費を行うことを可能にする。なお、本発明は、印字率が低い場合以外にも適用可能である。例えば、2成分現像剤においてトナーの、キャリアに対する混合割合が過剰に大きくなった場合、トナーを強制的に消費させる場合に、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による画像形成装置の実施形態の要部を示す断面概略図。
【図２】本発明によるトナー強制消費処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２１】
２：中間転写ベルト
１０：２次転写ローラ
１００Ｋ：ブラック用感光体ユニット
２００Ｙ：イエロー用感光体ユニット
３００Ｃ：シアン用感光体ユニット
４００Ｍ：マゼンタ用感光体ユニット
１０２、２０２、３０２、４０２：感光体ドラム
１０８、２０８、３０８、４０８：現像器
１０８ａ、２０８ａ、３０８ａ、４０８ａ：現像スリーブ
１１４、２１４、３１４、４１４：１次転写ローラ
Ｐ：用紙（記録媒体）
【図１】
2005049672.tif 000003
【図２】
2005049672.tif 000004