(57)【要約】【課題】画像の形成に使用されない色のトナーの廃棄を可能な限り抑え、トナーの利用効率のよい画像形成装置を提供すること。【解決手段】感光体ドラム１１１、感光体ドラム１１１に形成された静電潜像に現像剤を付着する現像ローラ１１３、及び、現像ローラ１１３と当接する当接部材１１４、１１５を有する複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの各々の現像ローラ１１３及び当接部材１１４、１１５に印加する電圧を制御する制御部１２０と、を備え、制御部１２０は、複数の画像形成ユニットの内、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの現像ローラ１１３及び当接部材１１４、１１５に印加する電圧の絶対値を、その色が画像形成に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体、当該像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付着する現像部、及び、当該現像部と当接する当接部材を有する複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットの各々の前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記複数の画像形成ユニットの内、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧の絶対値を、当該色が画像形成に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくすること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記当接部材に印加する電圧の絶対値と、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記現像部に印加する電圧の絶対値との差が、画像形成に当該色が使用される場合の差以下となるようにすること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、形成する画像を示す画像データに基づいて、画像形成時において、前記像担持体に現像剤像を形成しない画像形成ユニットを、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットと判断すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の画像形成ユニットの各々は、前記像担持体に露光して静電潜像を形成する露光部をさらに備え、
前記制御部は、形成する画像を示す画像データに基づいて、画像形成時において、露光部が露光を行わない画像形成ユニットを、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットと判断すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、画像の形成を指示する画像形成指示データが、カラーで画像を形成することを指示するものであるか、モノクロで画像を形成することを指示するものであるかを解析することで、前記画像形成ユニットが画像形成に使用される色の画像形成ユニットであるか否かを判断すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の画像形成ユニットの各々に電源を供給する電源部をさらに備え、
前記制御部は、前記電源部を制御することで、前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧の絶対値を変更すること
を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記当接部材は、前記現像部に前記現像剤を供給する供給部及び前記現像部に供給された前記現像剤により形成される層の厚さを規制する規制部の少なくとも何れか一方であること
を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体、当該像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付着する現像部、及び、当該現像部と当接する当接部材を有する複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットの各々の前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記複数の画像形成ユニットの内、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記当接部材に印加する電圧の絶対値を、当該色が画像形成に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくすること
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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な画像形成装置は、帯電装置により均一に帯電された像担持体である感光体ドラムの表面を露光装置で露光して静電潜像を形成し、現像カートリッジ内で摩擦帯電したトナーを用いて、感光体ドラム上にトナー像を形成した後、このトナー像を印刷媒体に転写して、定着させる。シングルパス・タンデム型の画像形成装置では、転写ベルト上に順次配置された４つの画像形成ユニット（Ｋ：ブラック、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｃ：シアン）が同時に動作し、そこに印刷媒体を通紙し各トナー色を重ね合わせて転写及び定着を行うことでフルカラー印刷を実現している。
【０００３】
印刷データによっては４色のカラー全てを使用するとは限らず、単色印刷である場合、又は、２色若しくは３色の重ね合わせのみで印刷が実行される場合もある。このときも４つの画像形成ユニットは共に動作する。印刷に使用されない色のトナーが画像形成ユニットから吐き出されない状態で動作し続けると、連続した摩擦帯電の影響でやがては過剰帯電したトナーが感光体ドラム側に移動し現像されてしまうという、いわゆる汚れが生じることがある。
【０００４】
このような印刷媒体の汚れを防止するために、トナー使用量が予め定められた量よりも少ない印刷が続いた画像形成ユニットから、印刷媒体のないタイミングで定形パターンのトナー像の出力を強制的に行なうことで、過剰帯電したトナーを画像形成ユニット外へ吐き出す画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５１２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の画像形成装置のように、定形パターンを用いてトナーを廃棄する際には、汚れの原因となる過剰帯電トナーだけでなく一緒に多くの正常トナーも廃棄されてしまうため、トナーの利用効率が悪い。このため、トナーの廃棄回数は、できるだけ減らすことが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、画像の形成に使用されない色のトナーの廃棄を可能な限り抑え、トナーの利用効率のよい画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る画像形成装置は、像担持体、当該像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付着する現像部、及び、当該現像部と当接する当接部材を有する複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの各々の前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記制御部は、前記複数の画像形成ユニットの内、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧の絶対値を、当該色が画像形成に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくすることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様に係る画像形成装置は、像担持体、当該像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付着する現像部、及び、当該現像部と当接する当接部材を有する複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの各々の前記現像部及び前記当接部材に印加する電圧を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記制御部は、前記複数の画像形成ユニットの内、画像形成に使用されない色の画像形成ユニットの前記当接部材に印加する電圧の絶対値を、当該色が画像形成に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、画像の形成に使用されない色のトナーの廃棄を可能な限り抑え、トナーの利用効率のよい画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１における画像形成カートリッジ及びその周辺部を説明するための概略図である。
【図３】実施の形態１に係る画像形成装置での制御系の主要部分を概略的に示すブロック図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、現像ローラ、供給ローラ及びトナー規制部材への印加電圧又は印刷時間と、現像ローラ上のトナー電位との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る画像形成装置での処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
（構成の説明）
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置１００の構成を概略的に示す断面図である。
画像形成装置１００は、カセット１０１と、ピックアップローラ１０２と、搬送ベルト１０３と、トナー収容器１０４Ｋ、１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ（以下、各々を特に区別する必要がない場合には、トナー収容器１０４という）と、画像形成カートリッジ１１０Ｋ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ（以下、各々を特に区別する必要がない場合には、画像形成カートリッジ１１０という）と、露光部としての露光ヘッド１０５Ｋ、１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ（以下、各々を特に区別する必要がない場合には、露光ヘッド１０５という）と、転写ローラ１０６Ｋ、１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ（以下、各々を特に区別する必要がない場合には、転写ローラ１０６という）と、定着装置１０７と、搬出ローラ１０８と、操作部１０９とを備える。なお、トナー収容器１０４と画像形成カートリッジ１１０との組み合わせにより画像形成ユニットが構成される。
【００１３】
トナー収容器１０４は、現像剤としてのトナーを収容する。
カセット１０１は、媒体としての用紙ＰＡを収納する。
ピックアップローラ１０２は、カセット１０１から搬送路ＰＰ上に用紙ＰＡを一枚ずつ繰り出す。
搬送ベルト１０３は、ピックアップローラ１０２から与えられた用紙ＰＡを搬送する。
【００１４】
画像形成カートリッジ１１０は、搬送されてきた用紙ＰＡ上、又は、搬送ベルト１０３上に、トナーを用いて現像を行なう。画像形成装置１００では、用紙搬送方向の上流から、例えば、ブラック用の画像形成カートリッジ１１０Ｋ、イエロー用の画像形成カートリッジ１１０Ｙ、マゼンタ用の画像形成カートリッジ１１０Ｍ、及び、シアン用の画像形成カートリッジ１１０Ｃが、この順で配置され、色毎に独立して画像を形成する。
露光ヘッド１０５は、画像形成カートリッジ１１０に含まれている感光体ドラムに露光を行い、感光体ドラムに静電潜像を形成する。画像形成装置１００では、用紙搬送方向の上流から、例えば、ブラック用の露光ヘッド１０５Ｋ、イエロー用の露光ヘッド１０５Ｙ、マゼンタ用の露光ヘッド１０５Ｍ、及び、シアン用の露光ヘッド１０５Ｃが、この順で配置されている。
転写ローラ１０６は、画像形成カートリッジ１１０に形成されたトナー像（現像剤像）を用紙ＰＡに転写する。画像形成装置１００では、用紙搬送方向の上流から、例えば、ブラック用の転写ローラ１０６Ｋ、イエロー用の転写ローラ１０６Ｙ、マゼンタ用の転写ローラ１０６Ｍ、及び、シアン用の転写ローラ１０６Ｃが、この順で配置されている。
【００１５】
定着装置１０７は、用紙ＰＡ上のトナー像を熱により定着する。
搬出ローラ１０８は、トナー像の定着を終えた用紙ＰＡを画像形成装置１００の外へ送出する。
操作部１０９は、画像形成装置１００の各種設定の入力を受け付ける。
【００１６】
図２は、画像形成カートリッジ１１０及びその周辺部を説明するための概略図である。
画像形成カートリッジ１１０は、像担持体としての感光体ドラム１１１と、帯電ローラ１１２と、現像部としての現像ローラ１１３と、供給部としての供給ローラ１１４と、規制部としてのトナー規制部材１１５と、クリーニング装置１１６とを含む。なお、露光ヘッド１０５及び転写ローラ１０６は、画像形成カートリッジ１１０の予め定められた位置に配置されている。
【００１７】
感光体ドラム１１１は、導電性支持体と、光導電層とによって構成される。例えば、感光体ドラム１１１は、導電性支持体としての、アルミニウムの金属パイプに、光導電層としての、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順番で積層することにより形成された有機系感光体である。
帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３及び転写ローラ１０６は、金属シャフトと、半導電性ゴム層とによって構成される。供給ローラ１１４は、金属シャフトと、発泡系ウレタンゴム材等とによって構成される。各々のローラの金属シャフトにはそれぞれ独立した電源１３２〜１３５が接続される。
【００１８】
露光ヘッド１０５は、ＬＥＤ光又はレーザ光によって、印刷時（画像形成時）の主走査線方向に複数ドットの露光手段を有する光源装置である。
トナー規制部材１１５は、現像ローラ１１３に形成されるトナー層の厚さを規制する。例えば、トナー規制部材１１５は、厚さ０.０８ｍｍで、長手方向の長さが現像ローラ１１３の弾性体の幅にほぼ一致する薄板により形成されている。また、トナー規制部材１１５は、短手方向の一端が図示せぬフレームに固定され、他端の先端から僅かに折り曲げられ、その折曲面が現像ローラ１１３に当接するように設置される。トナー規制部材１１５にも、電源１３６が接続される。
クリーニング装置１１６は、感光体ドラム１１１に接しており感光体ドラム１１１表面のトナー及び紙粉等を排除する装置である。
【００１９】
感光体ドラム１１１、帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及び転写ローラ１０６は、図２に示されている矢印の方向に回転する。ここでは、現像ローラ１１３及び供給ローラ１１４は同方向に回転し、これらの表面同士は、カウンタ的に接触する。
感光体ドラム１１１、帯電ローラ１１２及び転写ローラ１０６は、ほぼ同じ周速で動作する。現像ローラ１１３は、感光体ドラム１１１よりも速い速度で回転している。以上、各ローラの回転方向と周速の関係について一例として示したが、このような例に限定されるものではない。
【００２０】
図３は、実施の形態１に係る画像形成装置１００での制御系の主要部分を概略的に示すブロック図である。
画像形成装置１００は、制御部１２０と、高圧電源部１３０と、回転駆動部１４０とを備える。
【００２１】
制御部１２０は、画像形成装置１００での処理を制御する。例えば、制御部１２０は、画像形成カートリッジ１１０等の画像形成装置１００の各部を制御して、用紙ＰＡに画像を形成させる。
特に、制御部１２０は、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧を制御する。具体的には、制御部１２０は、印刷に使用されない色の現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値が、その色が印刷に使用される場合に印加する電圧の絶対値よりも小さくする。この場合、制御部１２０は、印刷に使用されない色の供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値と、印刷に使用されない色の現像ローラ１１３に印加する電圧の絶対値との差が、印刷にその色が使用される場合の差以下となるようにする。
【００２２】
制御部１２０は、記憶部１２１と、インターフェース制御部（以下、ＩＦ制御部という）１２２と、操作制御部１２３と、演算処理部１２４と、電圧制御部１２５と、駆動制御部１２６と、露光制御部１２７とを備える。
記憶部１２１は、画像形成装置１００での処理に必要なデータを記憶する。例えば、記憶部１２１は、印刷動作や印刷時以外に行われる予備動作等のシーケンス制御プログラム、画像形成装置１００を制御するための各種データ、及び、各種比較用規定値を記憶するＲＯＭ又はＲＡＭ等の半導体メモリである
ＩＦ制御部１２２は、ＩＦ部１５０を制御して、情報処理装置等の上位装置からデータを受信する。例えば、ＩＦ制御部１２２は、上位装置から送信された、媒体に形成する画像を示す画像データを含む印刷指示データ（画像形成指示データ）をＩＦ部１５０から受け取り、この印刷指示データを演算処理部１２４に与える。
操作制御部１２３は、操作部１０９を介して、ユーザからの操作の入力を受けて、入力された操作を示す信号を演算処理部１２４に与える。
【００２３】
演算処理部１２４は、画像形成装置１００での処理を制御する。例えば、演算処理部１２４は、記憶部１２１に記憶されているデータを用いて、画像形成装置１００を動作させるための演算処理を行うマイクロプロセッサ等である。特に、演算処理部１２４は、ＩＦ制御部１２２からの印刷指示データに基づいて、画像の形成に使用しない色のトナーがあるか否かを判断する。例えば、印刷時に露光ヘッド１０５が露光を行わない場合には、演算処理部１２４は、そのような露光ヘッド１０５を含む画像形成カートリッジ１１０は印刷に使用されない色のものであると判断する。また、印刷時に露光が行われない場合には、そのような感光体ドラム１１１にはトナー像が形成されない。従って、演算処理部１２４は、印刷時にトナー像が形成されない感光体ドラム１１１を含む画像形成カートリッジ１１０は印刷に使用されない色のものであると判断する。
電圧制御部１２５は、演算処理部１２４からの演算処理結果を受けて、帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４、転写ローラ１０６及びトナー規制部材１１５に印加する電圧出力値の設定及び出力する電圧のＯＮ又はＯＦＦの制御を行う
駆動制御部１２６は、演算処理部１２４からの演算処理結果を受けて、回転駆動部１４０の駆動動力のＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。
露光制御部１２７は、演算処理部１２４からの演算処理結果を受けて、印刷主走査線方向にドット単位で配置された複数のＬＥＤからなる露光ヘッド１０５の露光のＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。
【００２４】
高圧電源部１３０は、画像形成装置１００の各部に電圧を印加する電源部である。
高圧電源部１３０は、帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４、転写ローラ１０６及びトナー規制部材１１５に各々独立の電圧を印加することができる電圧出力部１３１を備える。例えば、電圧出力部１３１は、帯電ローラ１１２に電圧を印加する帯電ローラ電源１３２と、現像ローラ１１３に電圧を印加する現像ローラ電源１３３と、供給ローラ１１４に電圧を印加する供給ローラ電源１３４と、転写ローラ１０６に電圧を印加する転写ローラ電源１３５と、トナー規制部材１１５に電圧を印加するトナー規制部材電源１３６とを備える。
回転駆動部１４０は、回転系部材及び搬送系部材に動力を与える。回転駆動部１４０は、例えば、ＤＣモータ又はパルスモータ等の電子部品と、その周辺ギヤとから構成される。特に、回転駆動部１４０は、帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４、転写ローラ１０６、感光体ドラム１１１及び搬送ベルト１０３等に動力を与える。
【００２５】
（動作の説明）
まず、画像形成装置１００での全体的な動作の説明をする。
感光体ドラム１１１の表面は、帯電装置としての帯電ローラ１１２により、任意の極性と電位に均一に帯電される。本実施の形態においては、帯電ローラ１１２に印加される電圧は、−１０００Ｖ前後である。
上位装置からの印刷指示に従い、画像データに基づいて、演算処理部１２４は、各色における各ドットに対応する露光のＯＮ又はＯＦＦを露光制御部１２７に指示し、このような指示に応じて、露光制御部１２７は、露光ヘッド１０５に対して、露光のＯＮ又はＯＦＦを制御する。これにより、画像パターンに応じた静電潜像が感光体ドラム１１１の表面上に形成される。
【００２６】
供給ローラ１１４は、現像ローラ１１３に接触しており、回転駆動することにより、トナー収容器１０４のトナーを現像ローラ１１３へ供給する。現像ローラ１１３上のトナーは、現像ローラ１１３に当接している当接部材としてのトナー規制部材１１５及び供給ローラ１１４との摩擦等により帯電される。現像ローラ１１３上のトナー厚は現像ローラ１１３に対するトナー規制部材１１５の押圧力等により決定される。
現像ローラ１１３は、感光体ドラム１１１に当接している。現像ローラ１１３上のトナーは、現像ローラ１１３に電圧が印加されることにより、感光体ドラム１１１上の静電潜像に付着される。この後、感光体ドラム１１１上のトナーは、転写ローラ１０６に印加された電圧にて発生した電界により用紙ＰＡ上に転写される。本実施の形態においては、転写ローラ１０６に印加される電圧は、＋１０００Ｖ〜＋３０００Ｖである。そして、用紙ＰＡ上のトナーは、定着装置１０７により定着される。転写後に感光体ドラム１１１に残留した転写残留トナーはクリーニング装置１１６により除去される。
【００２７】
次に、トナー廃棄動作について説明する。
印刷に使用されるトナーが過度に少ない状態が続く場合、現像ローラ１１３の表面に付着しているトナーは、外部へ排出されない。同じところを周回する現像ローラ１１３上のトナーは、供給ローラ１１４、トナー規制部材１１５及び感光体ドラム１１１との接点にこすり続けられる。このため、現像ローラ１１３上のトナーの電位は、摩擦帯電により、異常に上昇することがある。このように帯電過多となったトナーは、必要以上に感光体ドラム１１１に付着してしまい、用紙ＰＡを汚すため、用紙ＰＡへの印刷動作を行なう前に予め取り除くことが望ましい。用紙ＰＡに印刷を行う場合には、前述のようにトナーを感光体ドラム１１１上の静電潜像に付着させ、転写ローラ１０６との電界により用紙ＰＡ上に転写する。一方、トナーの廃棄動作を行なう場合には、トナーを感光体ドラム１１１上の静電潜像に付着させ顕像した後、転写ローラ１０６に電圧をかけない。これにより電界の発生は起こらず、トナーは感光体ドラム１１１上に残留しクリーニング装置１１６によりすべて掻き取られ除去される。
【００２８】
次に、現像ローラ１１３上のトナー電位と印刷汚れとの関係について説明する。
図４（Ａ）は、印刷時の現像ローラ１１３への印加電圧と、現像ローラ１１３上のトナー電位との関係を示すグラフである。また、図４（Ｂ）は、印刷時間と、現像ローラ１１３上のトナー電位との関係を示すグラフである。
ここでは、マイナスの帯電特性をもつトナーで説明する。また、ここでは、印刷に使用されない色のトナーの電位を計測したものとする。例えば、モノクロ印刷時の、イエロー、マゼンタ又はシアンのトナーの電位を計測したものとする。さらに、供給ローラ１１４への印加電圧と、トナー規制部材１１５への印加電圧とは、同じであるものとする。
【００２９】
図４（Ａ）に示すように、現像ローラ１１３への印加電圧（以下ＤＢという）は絶対値で大きいほどトナーへの電荷注入が生じやすいため、摩擦帯電が進みやすく、現像ローラ１１３上でのトナー電位は大きくなる。ここで、現像ローラ１１３への印加電圧の絶対値は、あまり小さいと、いわゆるかぶりが発生するため、５０Ｖ以上であることが望ましい。
また、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５への印加電圧（以下ＳＢ）と、現像ローラ１１３への印加電圧（ＤＢ）との差が大きいほどクーロン力による供給ローラ１１４から現像ローラ１１３へのトナー移動が起こりやすく、摩擦帯電が進みやすくなり現像ローラ１１３上でのトナー電位は大きくなる。なお、この差は、本実施の形態では、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５への印加電圧（以下ＳＢ）の絶対値から現像ローラ１１３への印加電圧（ＤＢ）の絶対値を減算（｜ＳＢ｜−｜ＤＢ｜）することにより求められる。現像ローラ１１３への印加電圧の絶対値が、供給ローラ１１４の印加電圧の絶対値よりも大きくなってもかまわないが、ここでは、供給ローラ１１４の印加電圧の絶対値が、現像ローラ１１３への印加電圧の絶対値以上であるものとする。さらに、この差が小さすぎると、供給ローラ１１４から現像ローラ１１３へのトナーの移動が行われなくなる等の不具合が発生する場合もあるため、この差は、６０Ｖ以上であることが望ましい。
【００３０】
図４（Ｂ）に示すように、現像ローラ１１３への印加電圧が同じ場合でも、現像ローラ１１３及び供給ローラ１１４が回転し続け、現像ローラ１１３上のトナーが摩擦され続けるに従い、トナー電位は序々に増える傾向にある。現像ローラ１１３上のトナー電位と汚れとの間には相関がある。例えば、実施の形態１におけるトナーでは、現像ローラ１１３上のトナー電位が−９０Ｖ以下（トナー電位の絶対値が９０Ｖ以上）となると印刷汚れが発生し始めた。このように、現像ローラ１１３上のトナー電位は、汚れの観点から−９０Ｖよりも大きいことが望ましい一方で、あまり高くなるといわゆるかぶりが発生するため、−２０Ｖ以下であることが望ましい。さらに、良好な印刷結果を得るためには、現像ローラ１１３上のトナー電位は、−６０Ｖ〜−４０Ｖの範囲内であることが望ましい。
【００３１】
以上のように、トナーを印刷に使用しないにも関わらず、トナーに大きな絶対値の印加電圧（ＤＢ、ＳＢ）を加え続けると、現像ローラ１１３上のトナー電位が高くなり、汚れを誘発しやすくなるため、より多くトナーを廃棄しなければならない。一方、小さな絶対値の印加電圧（ＤＢ、ＳＢ）しかかけていないトナーは、フレッシュトナーに近い低電位の帯電状態を維持できるため、劣化も少なく、さほどトナーを廃棄する必要がない。
【００３２】
現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧は、印刷媒体上での濃度及び残像、並びに、他のプリントクオリティを総合的に判断して決定される。また、４色の画像形成カートリッジ１１０は、同時に動作させるため、該当色トナーを印刷で使用しないときであっても、該当色トナーを印刷で使用するときの電圧がそのまま印加されるのが一般的である。しかし、該当色が印刷に使用されないのであれば、図４に示されているように、より小さな絶対値の電圧を印加することで、前述したとおりトナー劣化が少なくトナー寿命を延ばすことが可能となり、劣化トナー（汚れトナー）として廃棄する回数も少なくすることができる。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、印刷動作の中で印刷に使用しない色のトナーがある場合には、該当色の画像形成カートリッジ１１０において、現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値を、トナーを印刷に使用するときの印加電圧の絶対値よりも小さくする。ここで、現像ローラ１１３に印加する電圧と、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧との差が大きくなってしまうと、トナー電位が大きくなってしまうため、これらの差が、印刷に使用される場合の差以下となるようにする。なお、これらの差を小さくするためには、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値だけを下げてもよく、また、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値の下げ幅を、現像ローラ１１３に印加する電圧の絶対値の下げ幅よりも大きくしてもよい。
【００３４】
図５は、実施の形態１に係る画像形成装置１００での処理を示すフローチャートである。
まず、上位装置から印刷指示データを受けると、演算処理部１２４は、受信した印刷指示データが複数枚に渡って、同じパターンの画像を印刷するデータであるか否かを判定する（Ｓ１０）。そのようなデータでないと判定した場合（Ｓ１０でＮｏ）には、処理はステップＳ１１に進む。そのようなデータであると判定した場合（Ｓ１０でＹｅｓ）には、処理はステップＳ１３に進む。
【００３５】
ステップＳ１１では、演算処理部１２４は、受信した印刷指示データを単発の印刷を指示するデータととらえ、電圧制御部１２５に指示して、通常印刷時のＤＢ及びＳＢを電圧出力部１３１から出力させて、画像形成カートリッジ１１０に従来どおりの印刷を行わせる。
また、演算処理部１２４は、トナーの色毎に廃棄を行う累積廃棄トナー量Ｘを算出する（Ｓ１２）。例えば、演算処理部１２４は、記憶部１２１に記憶されている累積廃棄トナー量Ｘに、ある印刷パターン１枚あたりに生じる廃棄トナー量Ｘｉと廃棄係数Ａとの積を加算する。ここでの廃棄係数Ａは、「１」であるものとする。そして、処理はステップＳ２４に進む。
【００３６】
ステップＳ１３では、演算処理部１２４は、その印刷パターン（画像形成パターン）には４色（ＫＭＹＣ）のトナーのうち、どの色が含まれるのかを判定するための前準備としてＫＭＹＣ各色のドットカウンタをリセットして、ドットカウンタの計数を開始する。例えば、演算処理部１２４は、各色のドットカウンタを記憶部１２１に記憶させておく。演算処理部１２４は、感光体ドラム１１１への静電潜像形成の際、画像データに応じて、露光制御部１２７に指示して、露光ヘッド１０５にドット単位で露光させる度に、対応するドットカウンタをインクリメントする。
印刷開始にあたっては、演算処理部１２４は、電圧制御部１２５に指示して、４色の画像形成カートリッジ１１０において、通常印刷時のＤＢ及びＳＢを電圧出力部１３１から出力させる（Ｓ１４）。そして、演算処理部１２４は、画像形成装置１００の各部に１枚目の印刷を行わせる（Ｓ１５）。
【００３７】
１枚目の印刷を終えると、演算処理部１２４は、印刷に使用されていない色のトナーがあるか否かを判断する（Ｓ１６）。例えば、演算処理部１２４は、各色のドットカウンタを確認し、ドットカウンタが進んでいればその色は印刷に用いられたと判断、ドットカウンタが進んでいなければその色は印刷に用いられていないと判断する。そして、全ての色のトナーが印刷に使用されたと判断した場合（Ｓ１６でＮｏ）には、処理はステップＳ１７に進む。印刷に使用されていない色のトナーがあると判断された場合（Ｓ１６でＹｅｓ）には、処理はステップＳ１８に進む。
【００３８】
ステップＳ１７では、演算処理部１２４は、全ての色において通常の印刷で生じる廃棄トナー量Ｘｉのトナーを廃棄させるため、全ての色の廃棄係数Ａを「１」とする。また、この場合には、演算処理部１２４は、印加する電圧として通常印刷時のＤＢ及びＳＢを維持する。そして、処理はステップＳ２０に進む。
【００３９】
ステップＳ１８では、演算処理部１２４は、印刷に使用されていないと判断された色のトナーの劣化を防ぐため、その色に対応する画像形成カートリッジ１１０のＤＢ及びＳＢの絶対値を低下させる。
また、ＤＢ及びＳＢの絶対値を小さくすることにより、その色のトナーの廃棄量を減らせるため、演算処理部１２４は、その色の廃棄係数Ａを、通常の値である「１」よりも小さい値に設定する（Ｓ１９）。ここでは、その色の廃棄係数Ａを「０．３」に設定することで、廃棄しようとするトナー量は、印刷にその色のトナーが使用された場合の３０％で済む。そして処理はステップＳ２０に進む。なお、印刷に使用された色の廃棄係数Ａは、「１」に設定される。
【００４０】
ステップＳ２０では、演算処理部１２４は、トナーの色毎に廃棄を行う累積廃棄トナー量Ｘを算出する。
そして、演算処理部１２４は、画像形成装置１００の各部を制御して、２枚目以降の印刷を行い（Ｓ２１）、色毎に設定された廃棄係数Ａを用いて、累積廃棄トナー量Ｘを算出する（Ｓ２２）。
演算処理部１２４は、印刷指示された全てのページの印刷が終了したか否かを判断する。印刷が行われていないページが残っている場合（Ｓ２３でＮｏ）には、処理はステップＳ２１に戻り、全てのページが印刷された場合（Ｓ２３でＹｅｓ）には、処理はステップＳ２４に進む。
【００４１】
ステップＳ２４では、演算処理部１２４は、色毎に累積廃棄トナー量Ｘが、予め定められた閾値Ｙ以上であるか否かを判断する（Ｓ２４）。
そして、累積廃棄トナー量Ｘが閾値Ｙ以上となっている色がある場合（Ｓ２４でＹｅｓ）には、演算処理部１２４は、その色の画像形成カートリッジ１１０を制御して、その色のトナーを予め定められた量Ｘｏ廃棄させる（Ｓ２５）。トナー廃棄動作によるトナー廃棄パターンとしては、印刷主走査方向の印刷可能領域全域に渡って露光ヘッド１０５を一定時間発光する矩形パターンが一般的である。
次に、演算処理部１２４は、トナーの廃棄を行った色の累積廃棄トナー量Ｘから廃棄したトナー量Ｘｏを差し引く（Ｓ２６）。なお、累積廃棄トナー量Ｘについては、記憶部１２１に保持され、次の印刷動作時に、廃棄トナー量が加算される。
【００４２】
以上のように、印刷時（画像形成時）に使用されない画像形成カートリッジ１１０の現像ローラ１１３、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値を、印刷時に使用される場合の電圧の絶対値よりも小さくすることにより、印刷時に使用されない色のトナーの劣化を防止することができる。このため、その色のトナーを廃棄する回数を減らすことができ、その色のトナーの廃棄量を減らすことができる。
即ち、実施の形態１に係る画像形成装置１００によれば、印刷に未使用のトナー色について、トナー帯電特性の劣化を防止でき、トナーの寿命を可能な限り長くできるので、トナー廃棄量も抑えることが可能となる。このため、トナーの利用効率がアップし、エコロジーな画像形成装置１００を提供することができる。
【００４３】
印刷処理時間を伸ばさないために、トナーの廃棄動作を行なうタイミングは、用紙ＰＡに印刷パターンを転写している期間を除く、カセット１０１からの印刷用紙繰り出しから印刷用紙排出までの間の印刷動作の中で行なうのが望ましい。図５に記載のフローでは、印刷終了後にトナーの廃棄を行っている。このため、トナーの廃棄は、トナー像が用紙ＰＡに転写された後、その用紙ＰＡが排出されるまでの間に行われることが望ましい。また、印刷開始前にトナーの廃棄を行う場合には、用紙ＰＡが画像形成カートリッジ１１０の配置されている位置に搬送されてくるまでの間に行われることが望ましい。このような場合には、演算処理部１２４は、別の印刷指示を受けた場合に、前回の印刷時に算出された累積廃棄トナー量Ｘと閾値Ｙとを比較することで、トナーの廃棄を行うか否かを判断すればよい。
【００４４】
実施の形態１では、説明を簡略化するため、同じ印刷パターンを複数枚印刷する場合に、ＤＢ及びＳＢの絶対値を変更することとしているがこのような例に限定されるものではない。例えば、数ページに渡る資料等の原稿を複数部印刷する場合においても、本発明を適用することができる。このような場合には、例えば、演算処理部１２４は、使用するトナー色のあり又はなしの判断をページ毎に行い、使用されない色があるページを印刷する際には、その色のＤＢ及びＳＢの絶対値を、印刷を行う場合よりも低下させることで、同様にトナーの廃棄量を少なくすることができる。
【００４５】
また、実施の形態１では、演算処理部１２４は、露光ヘッド１０５を発光させるドットをカウントすることで、使用しない色があるか否かを判断しているが、このような例に限定されるものではない。例えば、演算処理部１２４は、印刷指示データに含まれている画像データを解析することで、印刷に使用しない色があるか否かを判断することができる。このような場合には、１枚目の印刷からでもＤＢ及びＳＢの制御を行うことができる。例えば、演算処理部１２４は、印刷指示データが、カラー印刷を指示するものであるか、モノクロ印刷を指示するものであるかを解析することにより、印刷に使用する色を判断してもよい。
さらに、印刷に使用しない色又は印刷に使用する色については、操作部１０９又は上位装置のプリンタドライバ等を介して、手動で設定することもできる。
【００４６】
以上に記載された実施の形態１では、演算処理部１２４は、当接部材としての供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値を変更しているが、このような例に限定されるものではなく、これらの何れか一方に印加する電圧の絶対値を変更しても、以上と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、以上に記載された実施の形態１では、ＤＢ及びＳＢの絶対値を低下させているが、ＳＢの絶対値だけを低下させてもよい。このような場合には、現像ローラ１１３に印加される電圧と、供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加される電圧との差が小さくなるため、現像ローラ１１３上のトナー電位を小さくすることができる。
【００４８】
また、以上に記載された実施の形態１では、演算処理部１２４は、当接部材としての供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧の絶対値から、現像ローラ１１３に印加する電圧の絶対値を減算することで、これらの差を算出しているが、このような例に限定されるものではない。例えば、演算処理部１２４は、当接部材としての供給ローラ１１４及びトナー規制部材１１５に印加する電圧から現像ローラ１１３に印加する電圧を減算した値の絶対値により、これらの差を算出してもよい。
【００４９】
以上に記載された実施の形態１は、画像形成装置１００がプリンタである例を説明したが、このような例に限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００は、ＭＦＰ、ファクシミリ装置又は複写装置であってもよい。本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることができる。実施の形態の記載は、そのような変形を本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１００  画像形成装置、  １０１  カセット、  １０２  ピックアップローラ、  １０３  搬送ベルト、  １０４  トナー収容器、  １０５  露光ヘッド、  １０６  転写ローラ、  １０７  定着装置、  １０８  搬出ローラ、  １０９  操作部、  １１０  画像形成カートリッジ、  １１１  感光体ドラム、  １１２  帯電ローラ、  １１３  現像ローラ、  １１４  供給ローラ、  １１５  トナー規制部材、  １１６  クリーニング装置、  １２０  制御部、  １２１  記憶部、  １２２  ＩＦ制御部、  １２３  操作制御部、  １２４  演算処理部、  １２５  電圧制御部、  １２６  駆動制御部、  １２７  露光制御部、  １３０  高圧電源部、  １４０  回転駆動部、  １５０  ＩＦ部。
【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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