JP4831199B2

JP4831199B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4831199B2
Application number: JP2009070122A
Authority: JP
Inventors: 正生近藤
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: US8406677B2; US20100239284A1; JP2010224131A

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、トナーを印刷媒体に定着させて画像形成するタンデム方式の画像形成装置に関する。

各色用の現像器を備えたタンデム方式のカラープリントが可能な画像形成装置の中には、モノクロ用の現像器内の感光体の駆動と、カラー用の現像器内の感光体の駆動とを別に制御しないような駆動機構を備えるものがある。このような構成の画像形成装置でのモノクロプリント時には、カラー用の感光体もモノクロ用の感光体と共に回転する。

各感光体には、転写後の残トナーを除去するためのクリーナブレードが当接されている。上の画像形成装置でのモノクロプリント時には、カラー用の感光体にはプリント用のトナーが供給されない。そのため、モノクロプリント時には、カラー用の感光体とクリーナブレードとはプリント用のトナーを介在させずに当接された状態で感光体が回転することになる。これは、感光体とクリーナブレードとの間の摩擦のため、カラー用の感光体の劣化につながる。

そこで、たとえば特開２００５−９９２１５号公報（以下、特許文献１）などに、このような構成の画像形成装置でのモノクロプリント時に、プリント用とは別に、カラー用の感光体に対して、感光体とクリーナブレードとの間の潤滑剤としてトナーを所定量供給する技術が開示されている。

特開２００５−９９２１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された画像形成装置では、プリント用のトナー以外のトナーとして潤滑剤としてのトナーが供給されるため、プリント用以外の目的のトナーの消費量が増加するという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、各色用の現像器を備えたタンデム方式のカラープリントが可能な画像形成装置における、プリント用以外のトナーの消費量を抑える画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、画像形成装置は、黒トナーに対応するモノクロ画像形成用の感光体と、カラートナーに対応するカラー画像形成用の感光体を含む複数の感光体と、各感光体に当接するクリーナブレードと、トナー色ごとの現像器と、感光体を回転動作させるための駆動機構と、感光体上に現像されたトナー画像を像担持体上に転写することで画像形成するための画像形成手段と、感光体に潤滑剤としてトナーの供給を制御するための制御手段とを備える。駆動機構は、画像形成手段でモノクロ画像形成時にも、カラー画像形成用の感光体を回転動作させる。制御手段は、画像形成手段のモノクロ画像形成のための動作量から得られる第１のトナー量を積算するための第１のカウンタと、画像形成手段のカラー画像形成のための動作量から得られる、カラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量を積算するための第２のカウンタとを含み、第１のカウンタの値から第２のカウンタの値を減じて得られる値がしきい値に達したタイミングで、カラー画像形成用の感光体に上記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する。

より好ましくは、制御手段は、画像形成手段のモノクロ画像形成のための動作量に単位トナー量を乗じて第１のトナー量を算出し、第１のカウンタで積算する。

好ましくは、制御手段は、画像形成手段のカラー画像形成のための動作量と、カラー画像の印字率と、感光体から像担持体への転写率とに基づいて像担持体への転写後のカラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量を算出し、第２のカウンタで積算する。より好ましくは、制御手段は、当該画像形成装置内の環境条件に応じた転写率を用いて像担持体への転写後のカラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量を算出する。

好ましくは、制御手段は、トナー色ごとに第２のカウンタを含み、像担持体への転写後のカラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量をトナー色ごとに算出して対応する第２のカウンタで積算し、トナー色ごとの第２のカウンタのうち、第１のカウンタの値から減じて得られる値がしきい値に達した第２のカウンタに対応するトナー色の感光体に、しきい値に達したタイミングで上記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する。

または、好ましくは、制御手段は、トナー色ごとに前記第２のカウンタを含み、像担持体への転写後のカラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量をトナー色ごとに算出して対応する第２のカウンタで積算し、トナー色ごとの第２のカウンタのうち、少なくとも１色のトナー色に対応する第２のカウンタを第１のカウンタの値から減じて得られる値がしきい値に達した場合に、しきい値に達したタイミングで、すべてのカラー画像形成用の感光体に上記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する。

好ましくは、制御手段は、第１のカウンタの値よりも第２のカウンタの値が大なる場合、第１のカウンタの値から第２のカウンタの値を減じて得られる値を０とする。

好ましくは、制御手段は、画像形成手段での画像形成動作の間隔を広げて、画像形成動作と次の画像形成動作との間の画像形成動作を行なっていない期間に供給動作を実行する。

または、好ましくは、制御手段は、画像形成手段での画像形成動作を停止し、画像形成動作を行なっていない期間に供給動作を実行する。

この発明によると、各色用の現像器を備えたタンデム方式のカラープリントが可能な画像形成装置において、プリント用以外のトナーの消費量を抑えることができる。

実施の形態にかかるプリンタの中央部分の断面の具体例を示す概略図である。プリンタの駆動構成の一部の概略図である。感光体およびクリーナブレードの構成の概略図である。プリンタのエンジン部およびコントローラ部を説明する図である。エンジン部の機能構成の具体例と、記憶されている環境条件に応じた転写率の具体例とを示す図である。実施の形態にかかるプリンタでの動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図６の動作中の、潤滑剤として必要なトナー量を算出する動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図７の動作中のモノクロモード時に行なわれる、潤滑剤として消費されるトナー量を算出する動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図７の動作中のカラーモード時に行なわれる、転写後のカラー感光体上に残留するトナー量を算出する動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図７の動作中の、積算トナー量を算出する動作の流れの具体例を示すフローチャートである。供給動作の要否を判断する動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図６の動作中の、トナー供給動作の流れの具体例を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。

以下の説明では、画像形成装置がタンデム方式のカラープリンタ（以下、プリンタと略す）である例を示すが、画像形成装置はプリンタに限定されない。画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合した機器であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）などであってもよい。

図１を参照して、本実施の形態にかかるプリンタ１は、作像部と、プリント媒体である用紙の搬送部とを含む。

作像部は、プリンタ１内部の略中央部に配される、内側から複数のローラで懸架された、中間転写体である環状の中間転写ベルト２を含む。中間転写ベルト２に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色に対応したカートリッジ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが配される。これらを代表させてカートリッジ２８と称する。カートリッジ２８は、静電記録方式でトナー像を形成するトナー像形成機構として、各々、感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、帯電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、露光部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、現像部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーナブレード９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄとを含む。これらを代表させて、感光体３、帯電部５、露光部６、現像部４およびクリーナブレード９と称する。

現像部４は、各々、図示しない現像ローラや供給ローラを含む。また、現像部４は、各々、図示しないトナーを充填するスペースを含む。現像部４が稼動して供給ローラが回転することで、上記スペース内のトナーが現像ローラに供給される。現像ローラは感光体３に対応する位置に配置され、供給されたトナーを担持して感光体３と対向する位置まで搬送する。感光体３表面が露光されていることで、現像ローラ上のトナーは感光体３と対向する位置において感光体３の露光された部分に移動する。これにより、感光体３上にトナー像が形成される。

感光体３は、中間転写ベルト２上に形成されたトナー画像を転写する。帯電部５は、感光体３の表面を一様に帯電させる。露光部６は、感光体３上に各色の画像パターンを露光して、順次形成する。現像部４は、感光体３にトナーを供給して感光体３にトナー画像を現像する。クリーナブレード９は感光体３に当接されて、感光体３上の残トナーを掻き取る。この機構については後述する。

作像部は、さらに、中間転写ベルトクリーナ７と、廃トナーボックス１５と、トナーボトル２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、二次転写ローラ１１とを含む。

中間転写ベルトクリーナ７は中間転写ベルト２周囲に配置され、中間転写ベルト２上に残留した残トナーを中間転写ベルト２から分離する。廃トナーボックス１５は分離した残トナーを収容するために用いられる。トナーボトル２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、各々、攪拌羽２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを内蔵し、攪拌羽を動作させることで対応するカートリッジ２８にトナーを補給する。二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト２を内側から懸架するローラと中間転写ベルト２を挟んで対を成し、中間転写ベルト２上に転写されたトナー画像を、搬送された用紙上に転写する。

作像部付近にはセンサ３１が配され、作像部付近の環境が測定される。測定される環境は作像機能に関わる環境であって、湿度、温度、気圧などのうちの１以上の環境が測定される。センサ３１はトナー色ごとに各カートリッジの付近に配されてもよい。

搬送部は、給紙ローラ８と、搬送ローラ３０と、タイミングローラ１０と、上述の二次転写ローラ１１と、一対の定着ローラ１２ａ，１２ｂ（これらを代表させて定着ローラ１２とする）と、排紙ローラ１３と、両面経路搬送ローラ１４ａ，１４ｂと、用紙検出センサ２７とを含む。

給紙ローラ８は、プリンタ１内部の下部に配される、用紙を収納するカセットである収納部１６から、用紙を給紙する。搬送ローラ３０は、給紙ローラ８によって供給された用紙を搬送する。タイミングローラ１０は、搬送ローラ３０によって搬送されてきた用紙をいったん停止させる。定着ローラ１２は、搬送される用紙を挟んで配され、用紙上に転写されたトナー像を加熱して定着させる。排紙ローラ１３は、定着後の用紙を排出または両面搬送経路２９へ搬送する。両面経路搬送ローラ１４ａ，１４ｂは、排紙ローラ１３によって搬送された定着後の用紙を、両面搬送経路２９を経由してタイミングローラ１０まで搬送する。用紙検出センサ２７は、搬送路の、用紙が二次転写ローラ１１を通過した直後の位置に配され、用紙の先端が当該位置を通過したことおよび／または用紙の後端が通過したことを検出する。

図２（Ａ）に示されるように、各色の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと二次転写ローラ１１とタイミングローラ１０とはメインモータ１８に連結される。メインモータ１８は、これらローラを図中矢印で表わされる右回りに回転駆動する。カートリッジ２８に含まれる各現像部４のうちのカラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃは現像モータ２０に連結され、モノクロ用の現像部４ｄは現像モータ２１に連結される。現像モータ２０はカラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃを駆動し、現像モータ２１はモノクロ用の現像部４ｄを駆動する。または、図２（Ｂ）に示されるように、プリンタ１に現像モータ２０が含まれず、カートリッジ２８に含まれる各現像部４はいずれも現像モータ２１に連結されてもよい。この場合、現像モータ２０は、正転することでモノクロ用の現像部４ｄのみを駆動し、逆転することですべての現像部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを駆動する。

図２（Ａ）または図２（Ｂ）の構成のため、メインモータ１８に直列的に連結されている感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはメインモータ１８によってすべて回転駆動される。そのため、モノクロプリント時であっても、カラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃもモノクロ用の感光体３ｄと共に回転駆動される。現像部４ｄは、カラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃとは別の現像モータ２１に連結されていること（図２（Ａ））、または現像モータ２１が逆転すること（図２（Ｂ））で、現像部４ａ，４ｂ，４ｃとは別に回転駆動可能である。

トナーボトル２５ａ，２５ｂはトナー補給モータ２３に、トナーボトル２５ｃ，２５ｄはトナー補給モータ２４に連結され、モータの回転駆動によって攪拌羽２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが動作する。定着ローラ１２は定着モータ１９に連結され、定着モータ１９の回転駆動によって回転する。両面経路搬送ローラ１４ａ，１４ｂは両面経路搬送モータ２２に連結され、両面経路搬送モータ２２の回転駆動によって回転する。

図３に示されるように、感光体３はクリーナブレード９に当接された状態でメインモータ１８の駆動によって回転する。これによって、感光体３表面の残トナーがクリーナブレード９に掻き取られる。掻き取られた残トナーは、図示しない廃棄トナー回収経路に排出され、一部が、図中に点線で示される、クリーナブレード９と感光体３との当接部分９０、詳しくは、感光体３と接しているクリーナブレード９のエッジ部にトナー溜まりを構成する。クリーナブレード９と感光体３との間にトナー溜まりを構成するトナーが介在することで、該トナーが潤滑剤として機能し、感光体３の回転に伴うクリーナブレード９と感光体３との間の摩擦が抑えられる。

プリンタ１には、さらに、全体を制御するエンジン部１００と、エンジン部１００からの制御信号に従って画像処理を行なうコントローラ部２００とが含まれる。図４を参照して、エンジン部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部１０１と、エンジン部１００に付属している不揮発性のメモリ１０２と、カートリッジ２８などに付属している不揮発性のメモリと通信するためのユニット通信部１０３と、メインモータ１８などの各種負荷と通信するための負荷通信部１０４と、センサ３１と通信するためのセンサ通信部１０５とを含む。コントローラ部２００は、ＣＰＵを含む制御部２０１と、コントローラ部２００に付属している不揮発性のメモリ２０２とを含む。

メモリ１０２，２０２は、各々、制御部１０１，２０１で実行されるプログラムを記憶する。制御部１０１，２０１は、メモリ１０２，２０２から必要なプログラムを読み出してＣＰＵが実行することで、プリンタ１全体を制御する。

カートリッジ２８などに付属しているメモリには消耗品の情報などが記憶されており、ユニット通信部１０３は制御部１０１の制御信号に従って消耗品の情報などをメモリから読み出して制御部１０１に渡す。また、負荷通信部１０４は、制御部１０１で生成された制御信号を、制御対象の負荷に対して送信する。

さらに図４（Ａ）を参照して、コントローラ部２００の制御部２０１は、算出部２１１を含む。算出部２１１は、制御部２０１のＣＰＵが上記プログラムを実行することで主にＣＰＵに形成される機能であるが、ＣＰＵ以外の他の構成によって実現されてもよい。

算出部２１１は、プリント対象の画像データから印字率を算出する。印字率とは、用紙の印字面積に対する画像面積の割合を指す。具体的には、プリント対象の画像を構成するドット数を、プリント用紙の印字面積に対応するドット数で除して得られる。算出部２１１は、プリント対象の画像データから画像面積（画像を形成するドット数）を抽出する。また、算出部２１１は、予め、用紙のサイズごとに、印字面積（印字面積に対応するドット数）を記憶している。算出部２１１は、抽出された画像を形成するドット数を、指定された用紙のサイズについて記憶されている印字面積に対応するドット数で除することで印字率を算出する。好ましくは、算出部２１１は、プリント対象の画像データからトナー色ごとの画像面積を抽出し、トナー色ごとに印字率を算出する。算出部２１１は、算出した印字率を、プリント指示と共にエンジン部１００に出力する。

エンジン部１００の制御部１０１は、図５に示されるように、環境条件入力部１１０、回転計数部１１１、記憶部１１２、残トナー量算出部１１３、潤滑剤用トナー量算出部１１４、および供給制御部１１５を含む。これらは、制御部１０１のＣＰＵが上記プログラムを実行することで主にＣＰＵに形成される機能であるが、ＣＰＵ以外の他の構成によって実現されてもよい。

環境条件入力部１１０はセンサ３１と通信するセンサ通信部１０５より、該センサから受信した湿度や温度などである環境値の入力を受付ける。受付けた環境値は残トナー量算出部１１３に入力される。

回転計数部１１１はカウンタを含み、タイミングローラ１０や二次転写ローラ１１などである現像ローラの回転量を計数し、該カウンタを用いて回転量を積算する。現像ローラの回転量は、現像部４の画像形成のための駆動量とも言える。好ましくは、回転計数部１１１は、各色に対応するカウンタを含み、色ごとに現像ローラの回転量を計数する。少なくとも、回転計数部１１１は、モノクロプリント用のカウンタとカラープリント用のカウンタとを含み、プリントモードごとに現像ローラの回転量を計数する。

記憶部１１２は、図４（Ｂ）に示されるように、環境条件に応じた転写効率を記憶する。すなわち、感光体３と中間転写ベルト２とは固定されているものであるが、材質の特性より、環境によってこれらの位置関係が変動し得る。位置が変動することで感光体３上のトナー画像が完全に中間転写ベルト２に転写されず、感光体３上に残留する場合がある。この、転写後に感光体３上に残留したトナーが「残留トナー」または「残トナー」と称される。環境によって感光体３と中間転写ベルト２との位置関係が変動することにより、転写効率が環境によって変動する。言い換えると、環境によって残トナーの量も変動する。図４（Ｂ）の例では、転写効率に最も影響する環境として湿度を条件として対応付けられる転写効率が示されているが、他にも、センサ３１で測定される温度や気圧なども転写効率に影響する環境条件とすることもできるし、湿度、温度、および気温などを複合的に、つまり２以上を環境条件としてもよい。

残トナー量算出部１１３は、カラープリント１ページごとにカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ上の残トナーの量を算出する。１ページ当たりの残トナーの量は、該ページのプリントで消費されるトナー量から実際に感光体３から中間転写ベルト２に転写されたトナー量を減じて得られる。１ページ分のプリントで消費されるトナー量は、プリント用紙にベタ画像を形成する場合に消費されるトナー量に、該ページの印字率を乗じて得られる。残トナー量算出部１１３は、用紙にベタ画像を形成する場合に消費されるトナー量を基準消費量として記憶しておき、コントローラ部２００から入力される印字率を乗じることで、該ページのプリントで消費されるトナー量を算出する。該ページのプリントで消費されるトナー量のうちの実際に転写に用いられたトナー量は、該ページのプリントで消費されるトナー量に転写効率を乗じることで得られる。上述のように転写効率は環境の影響を受けるため、残トナー量算出部１１３は、環境条件入力部１１０から入力されるカラープリント時の環境値を環境条件として、記憶部１１２に記憶されている環境条件ごとの転写効率からカラープリント時の転写効率を読み出して転写に用いられたトナー量の算出に用いる。残トナー量算出部１１３は第２カウンタを含み、算出した残トナー量を該カウンタを用いて積算する。好ましくは、残トナー量算出部１１３は、トナー色ごとの第２カウンタを含む。この場合、残トナー量算出部１１３は、算出部２１１で算出されるトナー色ごとの印字率を用いてトナー色ごとに該ページのプリントに消費されるトナー量を算出することで、トナー色ごとに残トナー量を算出し、対応する第２カウンタを用いてトナー色ごとに残トナー量を積算する。

潤滑剤用トナー量算出部１１４は、後述する、モノクロプリント１枚ごとのカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃに対して潤滑剤として必要なトナー量の単位量を予め記憶しておき、モノクロプリントでの現像ローラの回転量と該単位量とに基づいて、潤滑剤として必要なトナー量、すなわちモノクロプリント時に回転動作しているカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃにおいて潤滑剤として消費されるトナー量を算出する。潤滑剤用トナー量算出部１１４は第１カウンタを含み、算出した潤滑剤として必要なトナー量を該カウンタを用いて積算する。残トナー量算出部１１３と同様に、潤滑剤用トナー量算出部１１４もトナー色ごとの第１カウンタを含んでもよい。

上述のように、プリント時、中間転写ベルト２と感光体３とが当接される。上述のように、感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、カラープリント時もモノクロプリント時も、メインモータ１８によって回転駆動される。カラープリント時、カラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃが現像モータ２０によって、モノクロ用の現像部４ｄが現像モータ２１によって駆動されて、感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上にトナー画像が作像される。モノクロプリント時、モノクロ用の現像部４ｄが現像モータ２１によって駆動されて、モノクロ用の３ｄ上のみにトナー画像が作像される。モノクロプリント時に使用しないカラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃを駆動させると、カラー用カートリッジ２８，２８ｂ，２８ｃ内のトナーが図示しない現像ブレード等と摺擦され劣化する。そのため、カラー用の現像部４ａ，４ｂ，４ｃは駆動されない。一方、モノクロプリント時に使用されないカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃには、カラー用カートリッジ２８，２８ｂ，２８ｃ内のトナーが供給されない。そのため、感光体３ａ，３ｂ，３ｃとクリーナブレード９ａ，９ｂ，９ｃとのそれぞれの当接部９０にはトナー溜まりが構成されない。その結果、感光体３ａ，３ｂ，３ｃは、トナーを介在させずに直接クリーナブレード９ａ，９ｂ，９ｃと接触して回転する。供給制御部１１５は、モノクロプリント時の感光体３ａ，３ｂ，３ｃとクリーナブレード９ａ，９ｂ，９ｃとの摩擦負荷を抑えて、クリーナブレードの削れや回転トルクの増大などを防止するために、所定のタイミングで感光体３ａ，３ｂ，３ｃに対してプリントに用いないトナーを供給する供給動作を実行させる。供給されたトナーは当接部９０にトナー溜まりを構成し、潤滑剤として機能する。

供給制御部１１５は、潤滑剤用トナー量算出部１１４で算出された潤滑剤として必要なトナー量から残トナー量算出部１１３で算出されたカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ上の残トナー量を減じた量を、潤滑剤として供給するトナー量である積算トナー量として算出する。供給制御部１１５は、上記第１カウンタのカウント値から上記第２カウンタのカウント値を減じて積算トナー量を算出する。

供給制御部１１５は、予め、１回の供給動作で潤滑剤として供給するトナーの量をしきい値として記憶している。供給制御部１１５は、しきい値として記憶しているトナーの量と算出された積算トナー量とを比較し、積算トナー量が供給するトナー量に達している場合に潤滑剤としてトナーを供給するタイミングと判断する。潤滑剤としてトナーを供給される際には、供給制御部１１５は、図示しない必要な動作機構に対して制御信号を出力して、プリント動作を中断して、非画像形成期間にしきい値として記憶している上記量のトナーを供給させる。ここでの「非画像形成期間」は、プリント動作がいったん停止された期間であってもよいし、画像形成動作の間隔を通常の間隔よりも広げることでできる画像形成動作間の期間であってもよい。

潤滑剤としてのトナーは、モノクロプリント１００枚実行ごとに４０mg程度のトナーをカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに供給することが適切であると、本願出願人の実験によって確認されている。そのため、潤滑剤用トナー量算出部１１４が記憶している、モノクロプリント１枚ごとの潤滑剤として必要なトナー量の単位量としては、たとえば、０．４mg程度が挙げられる。なお、クリーナブレード９と感光体３との当接部分９０の形状によっては、トナー溜まりとして保持されるトナー量を増加させることもできる。

潤滑剤としてのトナーの供給は、上のように、モノクロプリント１００枚実行ごとに４０mg程度供給する方法が挙げられる。１枚プリントごとに０．４mgずつ供給するよりも、１００枚プリントごとにまとめて４０mg供給する方が安定した供給が可能となる。また、トナー供給のためにカートリッジ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを駆動させる回数を抑えることができる。そのため、供給制御部１１５は、所定プリント枚数あたりの潤滑剤として必要なトナー量（ここでは、１００枚プリントごとの、４０mg）を上記しきい値として記憶する。

好ましくは、供給制御部１１５は、上記第１カウンタのカウント値からトナー色ごとの第２カウンタのカウント値を減じてトナー色ごとの積算トナー量を算出し、トナー色ごとに潤滑剤としてトナーを供給するタイミングであるか否かを判断して供給を制御する。供給制御部１１５は、供給動作を実行すると上記第１カウンタおよび第２カウンタをリセットする。

図６を用いて、プリンタ１での動作の流れを説明する。図６のフローチャートに示される動作は、プリンタ１の図示しない操作部や、図示しない接続された他の装置からプリント指示がなされることによって開始される動作であって、エンジン部１００の制御部１０１およびコントローラ部２００の制御部２０１が、各々、メモリ１０２，２０２から必要なプログラムを読み出してＣＰＵで実行し、図４，図５に示された各部を制御することで実現される。

図６を参照して、コントローラ部２００は、ステップＳ１０で算出部２１１でプリント対象の画像データから印字率を算出した後、ステップＳ２０でプリント指示と共に印字率をエンジン部１００に対して出力する。

エンジン部１００の制御部１０１で制御されることで、ステップＳ３０でプリント動作が行なわれる。プリント動作が開始すると、所定の間隔ごと、たとえば１枚プリントごとに、ステップＳ４０で回転計数部１１１は現像ローラの回転量を計数する。

次に、ステップＳ６０で残トナー量算出部１１３および潤滑剤用トナー量算出部１１４は図７に示される動作を実行し、潤滑剤として必要なトナー量を算出する。すなわち、図７を参照して、プリントモードがモノクロモードである場合（ステップＳ６１でＹＥＳ）、ステップＳ６３で潤滑剤用トナー量算出部１１４は、図８に示されるように、モノクロプリント１ページごとに、カラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃに対して潤滑剤として必要なトナー量の単位量を第１カウンタに加算する（ステップＳ６３１）。図８の例では、上述の０．４mgずつ加算される。

プリントモードがカラーモードである場合（ステップＳ６１でＮＯ）、ステップＳ６５で残トナー量算出部１１３は、図９の動作を行なって残トナー量を算出する。すなわち、図９を参照して、ステップＳ６５１でカラープリント１ページに消費されるトナー量を、プリント用紙にベタ画像を形成する場合に消費されるトナー量に、該ページの印字率を乗じて算出する。ステップＳ６５３で残トナー量算出部１１３は、記憶部１１２から、入力された環境条件に対応する転写効率を読込み、ステップＳ６５５で、ステップＳ６５１で算出されたカラープリント１ページに消費されるトナー量から実際に転写に用いられたトナー量を減じて、残トナー量を算出する。ステップＳ６５５では、たとえば、以下の式で残トナー量が算出される：
残トナー量＝カラープリント１ページに消費されるトナー量×（１−転写効率）。

ステップＳ６５３で残トナー量算出部１１３は、ステップＳ６５５で算出された残トナー量を第２カウンタに加算する。

なお、ステップＳ６５では残トナー量がトナー色ごとに算出されてもよい。この場合、トナー色に応じた第２カウンタに、対応するトナー色について算出された残トナー量が加算される。

ステップＳ６３での潤滑剤として必要なトナー量の算出、またはステップＳ６５での残トナー量の算出のいずれかが実行されると、ステップＳ６７で供給制御部１１５は、図１０に示されるように、潤滑剤として必要なトナー量の積算量である第１カウンタのカウント値、および残トナー量の積算量である第２カウンタのカウント値から潤滑剤として供給するトナー量である積算トナー量を算出する。すなわち、図１０を参照して、ステップＳ６７１で供給制御部１１５は、第１カウンタのカウント値から第２カウンタのカウント値を減じることで、積算トナー量を算出する。潤滑剤として供給するトナー量である積算トナー量は負にはならないため、ステップＳ６７１での算出結果が負である場合には（ステップＳ６７３でＹＥＳ）、積算トナー量を０とする（ステップＳ６７５）。好ましくは、図１０に示される積算トナー量の算出は、トナー色ごとに実行される。

以上の処理で潤滑剤として供給するトナー量が算出されると（ステップＳ６０）、図１１に示されるように、ステップＳ６０で算出された積算トナー量としきい値とを比較する処理を実行し、潤滑剤としてトナーを供給する動作の要否を判断する。すなわち、図１１を参照して、ステップＳ６０で算出された積算トナー量と、しきい値として記憶されている１回の供給動作で潤滑剤として供給するトナー量である４０mgとを比較し、算出された積算トナー量がしきい値である４０mgに達していると判断されると（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、潤滑剤としてトナーをカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに供給するタイミングと判断し、ステップＳ７０３で実施要求をセットする。トナー色ごとに積算トナー量が算出される場合には、ステップＳ１１の動作はトナー色ごとに実行され、トナー色ごとに、潤滑剤としてトナーを供給するタイミングが判断される。または、好ましくは、トナー色ごとに積算トナー量が算出される場合であって、ステップＳ１１の動作がトナー色ごとに実行されてある１色について潤滑剤としてトナーを供給するタイミングと判断された場合に、すべてのカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに潤滑剤としてトナーを供給する、と判断してすべての色用の実施要求をセットしてもよい。

以上の判断の結果、トナー供給の実施要求がセットされている場合（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ステップＳ８０で供給制御部１１５は、図１２に示される動作を実行して、必要な供給動作を実行させる。すなわち、図１２を参照して、上述の判断によってトナー供給の実施要求がセットされている場合（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、ステップＳ８０３で供給制御部１１５は、実行中のプリント動作を中断し、非画像形成期間にしきい値として記憶されている量（上の例では４０mg）のトナーを潤滑剤としてカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに供給する動作を実行するための制御信号を必要な負荷に対して出力させる。この結果、潤滑剤として上記量のトナーがカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに供給される。その後、ステップＳ８０５，Ｓ８０７で供給制御部１１５は、上記第１カウンタおよび第２カウンタをリセットする。好ましくは、供給制御部１１５は、トナー供給の実施要求がセットされているトナー色に対応した感光体３に対して潤滑剤としてトナーを供給させる。

以上の動作がプリンタ１で行なわれることで、モノクロプリント時のカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃへの潤滑剤とし供給されるトナーと、カラープリント時にカラー用の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ上に残留したトナーとが重複せず、プリント用以外のトナーの消費を抑えることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１プリンタ、２中間転写ベルト、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ感光体、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ現像部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ帯電部、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ露光部、７中間転写ベルトクリーナ、８給紙ローラ、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄクリーナブレード、１０タイミングローラ、１１二次転写ローラ、１２，１２ａ，１２ｂ定着ローラ、１３排紙ローラ、１４ａ，１４ｂ両面経路搬送ローラ、１５廃トナーボックス、１６収納部、１８メインモータ、１９定着モータ、２０，２１現像モータ、２２両面経路搬送モータ、２３，２４トナー補給モータ、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄトナーボトル、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ攪拌羽、３０搬送ローラ、２７用紙検出センサ、２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄカートリッジ、２９両面搬送経路、３０搬送ローラ、３１センサ、１００エンジン部、１０１，２０１制御部、１０２，２０２メモリ、１０３ユニット通信部、１０４負荷通信部、１０５センサ通信部、１１０環境条件入力部、１１１回転計数部、１１２記憶部、１１３残トナー量算出部、１１４潤滑剤用トナー量算出部、１１５供給制御部、２００コントローラ部、２１１算出部。

Claims

黒トナーに対応するモノクロ画像形成用の感光体と、
カラートナーに対応するカラー画像形成用の感光体を含む複数の感光体と、
各前記感光体に当接するクリーナブレードと、
トナー色ごとの現像器と、
前記感光体を回転動作させるための駆動機構と、
前記感光体上に現像されたトナー画像を像担持体上に転写することで画像形成するための画像形成手段と、
前記感光体に潤滑剤としてトナーの供給を制御するための制御手段とを備え、
前記駆動機構は、前記画像形成手段でモノクロ画像形成時にも、前記カラー画像形成用の感光体を回転動作させ、
前記制御手段は、
前記画像形成手段のモノクロ画像形成のための動作量から得られる第１のトナー量を積算するための第１のカウンタと、
前記画像形成手段のカラー画像形成のための動作量から得られる、前記カラー画像形成用の感光体上に残留する第２のトナー量を積算するための第２のカウンタとを含み、
前記第１のカウンタの値から前記第２のカウンタの値を減じて得られる値がしきい値に達したタイミングで、前記カラー画像形成用の感光体に前記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する、画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像形成手段のモノクロ画像形成のための動作量に単位トナー量を乗じて前記第１のトナー量を算出し、前記第１のカウンタで積算する、請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像形成手段のカラー画像形成のための動作量と、前記カラー画像の印字率と、前記感光体から前記像担持体への転写率とに基づいて前記像担持体への転写後の前記カラー画像形成用の感光体上に残留する前記第２のトナー量を算出し、前記第２のカウンタで積算する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、当該画像形成装置内の環境条件に応じた転写率を用いて前記像担持体への転写後の前記カラー画像形成用の感光体上に残留する前記第２のトナー量を算出する、請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、
前記トナー色ごとの前記第２のカウンタを含み、
前記像担持体への転写後の前記カラー画像形成用の感光体上に残留する前記第２のトナー量を前記トナー色ごとに算出して対応する第２のカウンタで積算し、
前記トナー色ごとに第２のカウンタのうち、前記第１のカウンタの値から減じて得られる値がしきい値に達した第２のカウンタに対応するトナー色の感光体に、前記しきい値に達したタイミングで前記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、
前記トナー色ごとの前記第２のカウンタを含み、
前記像担持体への転写後の前記カラー画像形成用の感光体上に残留する前記第２のトナー量を前記トナー色ごとに算出して対応する第２のカウンタで積算し、
前記トナー色ごとに第２のカウンタのうち、少なくとも１色のトナー色に対応する第２のカウンタを前記第１のカウンタの値から減じて得られる値がしきい値に達した場合に、前記しきい値に達したタイミングで、すべての前記カラー画像形成用の感光体に前記しきい値に応じた量のトナーを供給する供給動作を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１のカウンタの値よりも前記第２のカウンタの値が大なる場合、前記第１のカウンタの値から前記第２のカウンタの値を減じて得られる値を０とする、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像形成手段での画像形成動作の間隔を広げて、画像形成動作と次の画像形成動作との間の画像形成動作を行なっていない期間に前記供給動作を実行する、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像形成手段での画像形成動作を停止し、前記画像形成動作を行なっていない期間に前記供給動作を実行する、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。