JP4042218B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

表に示す通り、カラープリントモードと単色プリントモードとは、部材の消耗、トナー消費の両方で相違がある。また、同じカラープリントモードでも、カラー画像形成とモノクロ画像形成とではトナー消費の点で相違がある。
そのため、カラープリントモードと単色プリントモードとの区別しかしていない従来の測定方法では、部材消耗の度合いやトナー消費の正確な把握はできない。その結果、適切なタイミングでトナー補給や消耗部材の交換を行うことができなかったり、消耗度合いおよびトナー消費量に見合った料金の徴収ができないといった問題が起りうる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み、転写処理時にカラープリントモードと単色プリントモードとを切り換える方式を採るタンデム型の画像形成装置において、部材交換時期や使用料金算定の目安である消耗度合いおよびトナー消費量を正確に計測できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、転写ベルトに沿って配設された複数の像担持体に異なる色の画像を書き込み、各像担持体上の画像を転写材上に重ね合わせて転写して画像を形成する画像形成装置において、形成しようとする画像の色情報を外部機器から送信された入力情報から取得する色情報取得手段と、ユーザ指示に基づいて、像担持体のすべてを前記転写ベルトに接触させた状態で画像形成を行うカラープリントモードと、画像形成に必要な１つの像担持体を前記転写ベルトに接触させて画像形成を行う単色プリントモードとの２種類のプリントモードを、残りの像担持体と転写ベルトとを相対的に離間させることで切り換えるモード切り換え手段と、色情報とプリントモードとに基づいて、カラープリントモードで１つの像担持体が関与して画像形成が行われる第１パターン、単色プリントモードで１つの像担持体が関与して画像形成が行われる第２パターン、カラープリントモードで複数の像担持体が関与して画像形成が行われる第３パターンのいずれで画像形成が行われるかを判別する画像形成パターン判別手段と、第１パターン、第２パターン、第３パターンそれぞれにおける画像形成処理実行回数を別個に計測する負荷計測手段と、を備えることを特徴とし、これによって、部材交換時期や使用料金算定の目安である消耗度合いおよびトナー消費量を正確に計測することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型のデジタルカラー複写機（以下、単に「複写機」という）を例にとって説明する。
（１）複写機全体の構成
図１は、本実施の形態に係る複写機１の全体構成を示す断面図である。
同図に示すように、複写機１は大きく分けて、原稿を搬送する自動原稿搬送装置１０、原稿の画像を読み取るイメージリーダ部２０と、読み取られた画像のデータの処理と構成各部の処理の制御を行う制御部３０、画像データに従って原稿の画像を記録紙上に再現するプリンタ部４０とから構成される。また、これら以外に、図１には図示していない操作パネル９０（図９に図示）が複写機１の本体上面に設けられている。操作パネル９０は、コピー枚数や処理方式の設定などを操作者から受け付けるためのものであるが、制御部３０の制御内容に関連して後述する。
【００１１】
自動原稿搬送装置１０は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）として公知の装置であり、セットされた原稿をプラテンガラス１７０上の原稿読み取り位置まで搬送した後、イメージリーダ部２０による読み取り処理終了を待って、原稿排紙トレイ１８０に排紙する。
【００１２】
イメージリーダ部２０は、露光ランプ２１１とミラー２１２とを有するスキャナ２１０、反射ミラー対２２０、集光レンズ２３０、リニアフルカラーセンサ２４０（以下、ＣＣＤセンサ２４０という）で構成される。
自動原稿搬送装置１０によって、プラテンガラス１７０上に原稿が搬送されると、スキャナ２１０は、スキャナモータＭ１によって駆動され矢印Ｙ１方向に移動しながら原稿を露光走査する。スキャナ２１０で照射された原稿の画像は、反射ミラー対２２０で反射された後、集光レンズ２３０で集光されてＣＣＤセンサ２４０に入射する。ＣＣＤセンサ２４０は、入射してきた画像の情報を光電変換して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３成分の電気信号とし、制御部３０に出力する。
【００１３】
制御部３０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色成分の電気信号（画像データ）に補正処理を施して、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の各再現色の階調データに変換した上でメモリにいったん格納した後、メモリから各再現色の画像データを順次読み出し、レーザダイオード駆動信号に変換してプリンタ部４０に出力する。また、制御部３０は画像データの色彩（カラー／モノクロ）と操作者による設定とに応じて、プリント部４０による転写処理パターンの制御を行う。制御部３０については、詳細な説明を後述する。
【００１４】
プリンタ部４０は、公知の電子写真技術を利用して記録紙上に画像を形成するものであって、光学系５０と、作像プロセス系６０と、給・排紙系７０とから構成される。
【００１５】
光学系５０は、レーザーダイオード（図示せず）、ポリゴンミラー５１０、各色ごとに設けられたｆ−θレンズ５２０Ｃ、５２０Ｍ、５２０Ｙ、５２０Ｋなどから成る。
レーザーダイオードは、制御部３０から出力されてくるレーザダイオード駆動信号（画像データ）に応じて変調駆動され、レーザ光を射出する。射出されたレーザ光は、図外のモータによって回転駆動されるポリゴンミラー５１０に反射された後、各色ごとに分かれてｆ−θレンズ５２０Ｃ、５２０Ｍ、５２０Ｙ、５２０Ｋを経て折り返しミラーで反射され、それぞれ作像プロセス系６０の感光体ドラム６１１Ｃ、６１１Ｍ、６１１Ｙ、６１１Ｋ（以下、感光体ドラム６１１Ｃ〜Ｋと記す）の表面を主走査方向に露光走査して静電潜像を形成する。
【００１６】
作像プロセス系６０は、光学系５０によって感光体ドラム６１１Ｃ〜Ｋに生成された色別の静電潜像をトナーで現像した後、記録紙上に順次転写して重ね合わせ、画像を再現する。作像プロセス系６０については、さらに詳細な説明を後述する。
【００１７】
給・排紙系７０は、給紙カセット７１０、ピックアップローラ７２０、タイミングローラ７３０、搬送ベルト７４０などから構成される。複写処理時、選択されたサイズの記録紙が給紙カセット７１０からピックアップローラ７２０によって給紙され、搬送ベルト７４０を通って感光体ドラム６１１Ｃ〜Ｋの転写位置に搬送される。ここで、トナー像を転写された記録紙は、さらに搬送ベルト７４０上を搬送され、定着装置７５０を経て排紙トレイ７６０に排出される。記録紙へのトナー像の転写にあたっては、タイミングローラ７３０が各色の画像の転写位置を一致させるための調整を行う。
【００１８】
（２）作像プロセス系の構成
図２は、複写機１の作像プロセス系６０の構成を示す断面図である。
作像プロセス系６０は、再現色ごとの作像ユニット６１０Ｃ、６１０Ｍ、６１０Ｙ、６１０Ｋ（以下、まとめて記す場合は６１０Ｃ〜Ｋとする）と転写ユニット６２０とで構成されている。
【００１９】
先ず作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋの構成について説明するが、４つとも同じ構造なので、作像ユニット６１０Ｋを例に説明する。作像ユニット６１０Ｋは、感光体ドラム６１１Ｋを中心に、帯電器６１２Ｋ、現像器６１３Ｋ、転写ブレード６１４Ｋ、クリーナ６１５Ｋが配置された構造である。感光体ドラム６１１Ｋの表面は、帯電器６１２Ｋによって一様に帯電させられ、光学系５０から射出されたレーザ光が感光体ドラム６１１Ｋ表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器６１３Ｋによって現像されてトナー像となる。このトナー像は転写ユニット６２０の転写ブレード６１４Ｋによって転写材に転写される。クリーナ６１５Ｋは、転写処理後も感光体ドラム６１１Ｋ表面に残ったトナーを除去する。
【００２０】
転写ユニット６２０は、転写材搬送ベルト６２１が駆動ローラ６２２、従動ローラ６２４、テンションローラ６２５に張架され、転写材搬送ベルト６２１の内方に転写ブレード６１４Ｃ〜Ｋが配設されている。
転写材搬送ベルト６２１は、駆動ローラ６２２の回転により矢印方向に回転し、作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋに向けて記録紙を搬送する。テンションローラ６２５は、スプリング６２７によって外方に付勢され、転写材搬送ベルト６２１に一定の張力を与える。
【００２１】
揺動ユニット６３０は、従動ローラ６２４の回転軸を支点として上下に揺動可能に保持されるフレーム６３１に、転写ブレード６１４Ｃ〜Ｋが取り付けられたものである。フレーム６３１はスプリング６２７によって上方に付勢されており、揺動フレーム６３１上面にはカム６４０の周面が当接している。カム６４０は図外の駆動装置によって回動させられ、それによって揺動ユニット６３０は上下に揺動駆動されるようになっている。その結果、転写材搬送ベルト６２１と作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋのうち作像ユニット６１０Ｋを除く３つとが、接触あるいは離間することになる。なお、板カム６４０の駆動は制御部３０によって制御される。
【００２２】
図３は、カラープリントモードでの転写材搬送ベルト６２１の状態を示す。４つの作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋは、全て転写材搬送ベルト６２１と接触している。
図４は、単色プリントモードでの転写材搬送ベルト６２１の状態を示す。カム６４０は図３の状態から１８０度回転している。これによって揺動ユニット６３０は押し下げられ、作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋのうち作像ユニット６１０Ｋのみが転写材搬送ベルト６２１と接触しており、他の作像ユニット６１０Ｃ、６１０Ｍ、６１０Ｙと転写材搬送ベルト６２１とは離間している。
【００２３】
図４のような単色プリントモードを設けることの効果は、モノクロ画像形成時に発揮される。カラープリントモード（図３参照）でモノクロ画像を生成する場合、実際の転写処理が行われるのはブラック（Ｋ）用の作像ユニット６１０Ｋだけだが、全ての作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋにおいて、感光体ドラム６１１Ｃ〜Ｋの回転と、それに伴なう感光体ドラム６１１Ｃ〜Ｋとクリーナ６１５Ｃ〜Ｋとの回転接触が行われて、感光体ドラム表面が摩耗する。これに対し単色プリントモードでモノクロ画像を生成する場合、作像ユニット６１０Ｋ以外の作像ユニット６１０Ｃ、６１０Ｍ、６１０Ｙでは感光体ドラムやクリーナ部材が消耗することはない。
【００２４】
しかし、原稿を連続複写中に原稿の種類（カラー原稿／モノクロ原稿）に応じてカラープリントモードと単色プリントモードとを切り換えることは、複写結果の画質に悪影響を及ぼすおそれがある。両モードを切り換えるたびに、揺動ユニット６３０の上下動が行われるため、記録紙上の画像転写位置が不安定になって、転写ずれや色ずれが生じるのである。こうした事態を防ぐには、揺動ユニット６３０の上下動させている最中には記録紙への画像転写が実行されないよう、タイミングローラ７３０による待ち時間を制御する必要がある。
【００２５】
タイミングローラ７３０は、給紙トレイ７１１〜７１４から連続的に搬送されてくる記録紙を、一定の間隔で転写ユニットに給紙するものである。この給紙間隔は、記録紙を所定時間タイミングローラ７３０において待機させることで得られる。この記録紙を待機させる時間のことを給紙待ち時間といい、給紙待ち時間を変化させることで記録紙の間隔を調整できる。よって、揺動ユニット６３０の上下動（転写モードの切り換え）による悪影響を複写結果画像がうけないようにするには、揺動ユニット６３０上下動が終了するまでに要する時間だけ、次に転写ユニット６２０に供給される記録紙の給紙待ち時間を長くすればよい。
【００２６】
以下、図を参照しながら、給紙待ち時間調整の手順を説明する。
図５は、給紙待ち時間調整に関連する情報を示す図である。転写位置５０１Ｋは、感光体ドラム６１１Ｋと記録紙との接触位置である。転写位置５０１Ｃは、感光体ドラム６１１Ｃと記録紙との接触位置である。転写位置５０１Ｋと転写位置５０１Ｃとの間隔はＬ２である。また、露光位置５０２Ｋは、感光体ドラム６１１Ｋ上の露光位置であり、露光位置５０２Ｋから転写位置５０１Ｋまでの感光体ドラム６１１Ｋの周面に沿った距離はＬ１である。これらの情報の意味や参照の目的は、図６、７に関連して後述する。
【００２７】
図６は、カラープリントモードから単色プリントモードへの切り換えの際、タイミングローラの給紙待ち時間の調整を示す図である。
同図（ａ）に示すのは、カラープリントモードでカラー画像の生成を行っている転写ユニット６２０であり、転写材搬送ベルト６２１上を搬送されている記録紙Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間隔はＸ３となっている。各記録紙の間隔が短いほど生産性（単位時間あたりの処理枚数）は高く、Ｘ３という間隔は生産性が最高となるように設定された値である。このＸ３は、タイミングローラ７３０の給紙待ち時間をｔ３とすることで実現されている。
【００２８】
ここで、同図（ｂ）において、記録紙Ｐ５に対しては単色プリントモードでモノクロ画像の形成を行うとする。その場合、安定した画像形成のためには、単色プリントモードへの切り換えが終了して後に、記録紙Ｐ５の先端が感光体ドラム６１１Ｋの転写位置５０１Ｋに達するようにしなければならない。そのために必要な記録紙Ｐ４、Ｐ５の間隔をＸ１とし、感光体ドラム６１１Ｋ表面の露光位置５０２Ｋから転写位置５０１Ｋまでの距離をＬ１（図５参照）、離間までに要する時間をｔ、システムスピードをＶとすると、間隔Ｘ１は、次の（式１）を満たすことが求められる。
Ｘ1>=Ｌ１＋Ｖ・ｔ …（式１）
この式を満たし、しかもＸ１が最小となるような給紙待ち時間をｔ１とする。
この後、同図（ｃ）のように、単色プリントモードのまま連続して記録紙Ｐ６、Ｐ７に白黒画像の形成を行うと、記録紙間隔は再びＸ3（給紙待ち時間はｔ３）に戻される。
【００２９】
次いで、図７は、単色プリントモードからカラープリントモードへの切り換えの際、タイミングローラ７３０による給紙待ち時間をどう調整するかを示す。
同図（ａ）に示すのは、単色プリントモードでモノクロ画像の生成を行っている転写ユニット６２０であり、記録紙の間隔は図６（ａ）と同じくＸ３となっており、この値はやはり給紙待ち時間をｔ３とすることで実現されている。
【００３０】
ここで、図７（ｂ）において、記録紙Ｐ４に対してはカラープリントモードでカラー画像の形成を行うとする。その場合、安定した画像形成のためには、カラープリントモードへの切り換えが終了して後に、記録紙Ｐ４の先端が感光体ドラム６１１Ｃの転写位置５０１Ｃに達するようにしなければならない。そのために必要な記録紙Ｐ３、Ｐ４の間隔をＸ２とし、感光体ドラム６１１Ｋ表面の露光位置５０２Ｋから転写位置５０１Ｋまでの距離をＬ１（図５参照）、転写位置５０１Ｋと転写位置５０１Ｃとの間隔をＬ２、モード切り換えに要する時間をｔ、システムスピードをVとすると、間隔Ｘ２は、下の（式２）を満たすことが求められる。
Ｘ２>=Ｌ１＋Ｌ２＋V・t …（式２）
この式を満たし、しかもＸ２が最小となるような給紙待ち時間をｔ２とする。
この後、同図（ｃ）のように、カラープリントモードのまま連続してカラー画像の形成を行うと、記録紙間隔は再びＸ3（給紙待ち時間はｔ３）に戻される。
３種類の給紙待ち時間ｔ１、ｔ２、ｔ３は、すべて予め算出されて制御部３０に保持されており、制御部３０が切り換える。
【００３１】
ここで、転写モード切り換えと生産性との関係を考える。記録紙に連続して画像転写を行う場合、記録紙の給紙待ち時間がｔ３であれば、生産性は最高になる。しかし、カラーと白黒の画像が混在して転写モードの切り換えが発生すると、タイミングローラ７３０による給紙待ち時間の調整（延長）が発生して、一時的に給紙待ち時間はｔ１またはｔ２にまで長くなる。よって、転写モード切り換えが多発するような原稿（例えば、カラーと白黒が交互に混在した原稿）の複写では、給紙待ち時間の平均はｔ３より長くなり、生産性は低下することになる。ただし、生産性は低下の代わりに画質が保証され、作像ユニットや現像剤の無用な消耗も避けられるので、一概に問題とは言えないが、消耗を避けることよりも生産性を重視する操作者は不満を感じることも考えられる。そこで、複写機１では、生産性を重視するか、消耗をさけて製品寿命を長くすることを重視するか、操作者が指定できるようになっている。操作者からの指定の受け付けは操作パネルによって行われ、指定に応じた制御は制御部３０が行う。この制御部３０の処理を次に説明する。
【００３２】
（３）制御部３０の構成
図８は、制御部３０の構成を示すブロック図である。制御部３０は、メイン制御部３００を中心に画像信号処理部３１０、原稿認識部３２０、画像メモリ３３０、レーザーダイオード駆動部３４０、転写制御部３５０、ＲＯＭ３６０、ＲＡＭ３７０などから構成される。ＲＯＭ３６０、ＲＡＭ３７０を除く構成各部は、それぞれＣＰＵを中心に構成されている。
【００３３】
画像信号制御部３１０は、イメージリーダ部２０のＣＣＤセンサ２４０から出力されてきた画像データをシェーディング補正した後、原稿１枚分ごとに原稿認識部３２０に出力するとともに、４つの再現色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の画像データに変換して、画像メモリ３３０に格納する。ただし、操作者から特に指示があった場合（「モノ複写設定」詳細はメイン制御部３１０の処理の説明で述べる）、画像信号制御部３１０はカラー原稿の画像データを黒（Ｋ）単色の画像データに変換する。
【００３４】
原稿認識部３２０は、画像データをもとに原稿に関する条件を判定する。主な処理としては、原稿の向きの判定、および原稿がカラーか白黒かの判定である。カラー／白黒判定の方法には、自動カラー選択（ＡＣＳ）という公知技術を用いる。これは、画像信号制御部３１０がシェーディング補正を終えた３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像データから色差信号の成分を抽出してヒストグラム化し、ヒストグラムから画像データにおける有彩色ドットの割合を求めて、割合が一定の値を越えれば、カラー画像と判定するものである。原稿認識部３２０は、判定結果をメイン制御部３００に出力する。
【００３５】
画像メモリ３３０は、メイン制御部３００からの指示を受けて処理対象の画像データをレーザーダイオード駆動部３４０に出力する。
レーザーダイオード駆動部３４０は、各再現色のデータをレーザーダイオード駆動信号に監視に変換し、各色に対応するレーザーダイオードを変調駆動する。
【００３６】
メイン制御部３００は、操作者の指定を操作パネル９０（図９）から受け付け、これをもとに上述した制御部３０の構成各部の動作を制御して円滑な複写処理を実現する。以下に、操作者による指定の内容を受け付ける操作パネル９０について、設定可能な内容と、設定内容に対するメイン制御部３１０の処理とを記す。
【００３７】
図９は、操作パネル９０を示す。
複写種別設定エリア９１には、カラー複写キー９１１とモノ複写キー９１２とが設けられている。カラー複写キー９１１は、原稿の色をそのまま再現するカラー複写を設定するためのキーであり、モノ複写キー９１２は、元の原稿の色は無視して、モノクロのコピーを出力するモノ複写を設定するためのキーである。メイン制御部３００は、これらキーによる指定を、複写種別情報（カラー複写：“１”、モノ複写“０”）としてＲＡＭ３７０に格納する。なお、複写種別情報の省略値はカラー複写（“１”）とする。また、モノ複写指定時、メイン制御部３００は画像信号処理部３１０に対して、カラー原稿でもコピーをモノ画像で生成するよう指示する。
【００３８】
また、複写種別設定エリア９１からの設定によって、転写ユニット６２０の転写モードの初期設定が行われる。設定内容がカラー複写であれば、メイン制御部３００が転写制御部３５０を制御して、転写ユニット６２０をカラープリントモードにセットし、モノ複写であれば単色プリントモードにセットさせる。そして、ＲＡＭ３７０内に転写モード情報（カラープリントモード：“１”、単色プリントモード：“０”）を格納する。
【００３９】
運用方針設定エリア９２には、生産性優先キー９２１と製品寿命優先キー９２２とが設けられている。生産性優先キー９２１は、製品寿命を延ばすより生産性を優先する方式で複写機１を運用することを指示するためのキーであり、製品寿命優先キー９２２は、生産性を下げても製品寿命を延ばすことを優先する方式をとることを指示するためのキーである。
【００４０】
生産性を優先するとは、モノクロ原稿の複写でもカラープリントモードでの転写処理を行うことであり、給紙待ち時間はｔ３で一定となって生産性は高い。製品寿命を優先するとは、原稿の種別（カラー／モノクロ）に応じて上述の通り転写モードをカラープリントモードと単色プリントモードとで切り換えることである。
【００４１】
メイン制御部３００はこれらキーによる設定の内容に応じた運用情報（生産性優先：“１”、製品寿命優先：“０”）をＲＡＭ３７０に格納する。なお、運用情報の省略値は製品寿命優先（“０”）とする。運用情報は、複写処理実行中の転写モード切り換え処理の際に参照される。転写モード切り換えについては、転写制御部３５０の説明において詳述する。
置数入力部９３は、複写枚数などの数値の入力を受け付けるものであり、メイン制御部３００は、置数入力部９３で受け付けた複写枚数の値をＲＡＭ３７０に格納する。
表示部９４は、置数の値、あるいは不正な指定や紙切れをなどを示すメッセージを表示するディスプレイである。メッセージや数字イメージの情報はＲＯＭ３６０に格納されており、メイン制御部３００が必要に応じて読み出し、表示部９４に出力する。
【００４２】
スタートキー９５は、複写処理の開始を指定するためのキーであり、ストップキー９６は、複写処理の途中停止を指定するためのキーである。メイン制御部３００は、これらのキーの指定を受け、制御部３０の構成各部に開始／停止の指示を出す。
表示ランプ９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄは、複写種別設定エリア９１および運用方針設定エリア９２における設定内容を示すもので、有効な設定となっているキーの横にあるものが赤色表示される。
【００４３】
ＲＯＭ３６０は、制御部３０の構成各部が参照する、内容の固定した情報を格納するものである。
ＲＡＭ３７０は、メイン制御部３００が操作パネル９０から受け付けた操作者指定の情報（複写種別情報、運用情報、複写枚数）や、ＡＣＳの結果である原稿種別情報、転写モード情報、給紙待ち時間情報など一時的に保存の必要な情報を格納する。
【００４４】
（４）転写制御部３５０の構成
図１０は、転写制御部３５０の構成を示す。転写制御部３５０は、ＣＰＵ３５１、カウント部３５４、そして、ＣＰＵ３５１からの指示に応じてカム６４０に回転駆動信号を出力するカム駆動回路３５２、ＣＰＵ３５１からの指示に応じてタイミングローラ７３０の駆動／停止信号を出力するタイミングローラ駆動回路３５３などから構成され、転写モードの切り換え処理、部材消耗の度合いとトナー消費量とを判断するための転写処理枚数カウント処理を行う。
【００４５】
転写制御部３５０は、タイミングローラ７３０の給紙待ち時間を制御し、転写モード（カラープリントモードと単色プリントモード）の切り換えを行い、転写部材（感光体ドラムとクリーナ）の消耗度合いおよびトナー消費量を計測するために処理枚数をカウントする。転写モードの切り換えについては、上述した操作パネル９０からの操作者の指定と画像認識部３２０によるＡＣＳの結果とに基づいて行う。
【００４６】
転写制御部３５０によるタイミングローラ７３０の給紙待ち時間の制御は、以下の通りである。まず、転写材搬送ベルト６２１上を搬送中の記録紙の終端が所定の位置を通過すると、図外のセンサからＣＰＵ３５１に信号が送られる。ＣＰＵ３５１は、この信号を受けるとタイミングローラ駆動回路３５３に指示してタイミングローラ７３０を停止させ、操作者による設定と原稿種別とに応じた給紙待ち時間をｔ１、ｔ２、ｔ３から選択し、選択した給紙待ち時間の経過を待ってタイミングローラ７３０を再起動させて、記録紙を転写ユニット６２０に提供させる。給紙待ち時間選択の手順は、転写モード切り換え処理の説明と併せて記す。
【００４７】
次に、転写制御部３５０による転写モード切り換えの処理を説明する。先ず、ＣＰＵ３５１は、タイミングローラ７３０を停止させたタイミングで、ＲＡＭ３７０内の複写種別情報を参照する。
複写種別情報の内容がモノ複写（“０”）であれば、原稿がカラーでもモノクロでもモノクロのコピーを生成するので、転写処理は単色プリントモードによる転写のみ行うことになり、転写モード切り換え処理は不要である。ＣＰＵ３５１は、給紙待ち時間をｔ３とする。
【００４８】
複写種別情報の内容がカラー複写（“１”）であれば、原稿種別（カラー／モノクロ）と運用情報とに応じて転写モードの切り換えが必要となるので、ＣＰＵ３５１は、さらにＲＡＭ３７０の運用情報を参照する。
運用情報の内容が「生産性優先（“１”）」であった場合には、原稿種別（カラー／モノクロ）に関係なく常にカラープリントモードで転写処理が行われるので、転写モード切り換えは不要である。ＣＰＵ３５１は、給紙待ち時間をｔ３とする。
運用情報の内容が「寿命優先（“０”）」であった場合、原稿種別に応じて転写モードを切り換える必要があるので、ＣＰＵ３５１はさらにＲＡＭ３７０内の原稿種別（カラー／モノクロ）情報を参照する。
【００４９】
ここで、原稿種別情報がカラー（“１”）であれば、ＣＰＵ３５１は、さらにＲＡＭ３７０の転写モード情報を参照して、現在の転写モードを確認する。カラープリントモード（“１”）となっていれば、転写モードの切り換えは不要なので、ＣＰＵ３５１は給紙待ち時間をｔ３として処理を続行する。転写モード情報が単色プリントモード（“０”）となっていれば、転写モードの切り換え（単色->カラー）が必要なので、ＣＰＵ３５１はカム駆動回路３５２に指示して、カム６４０を図３の状態になるよう回転駆動させ、ＲＡＭ３７０の転写モード情報の内容を、カラープリントモードを示す値（“１”）へ切り換える。それと同時に、ＣＰＵ３５１は給紙待ち時間をｔ２に設定する。
【００５０】
原稿種別がモノクロ（“０”）であった場合も、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３７０の転写モード情報を参照して、現在の転写モードを確認する。単色プリントモード（“０”）となっていれば、転写モードの切り換えは不要なので、ＣＰＵ３５１は給紙待ち時間をｔ３として処理を続行する。カラープリントモードであれば転写モードの切り換え（単色->カラー）が必要なので、ＣＰＵ３５１はカム駆動回路３５２に指示して、カム６４０を図４の状態になるよう回転駆動させて転写モードを切り換え、ＲＡＭ３７０の転写モード情報の内容を、単色プリントモードを示す値（“０”）へ切り換える。それと同時に、ＣＰＵ３５１は給紙待ち時間をｔ１に設定する。
【００５１】
さらに、転写制御部３５０は、消耗度合い算定のために処理枚数をカウントするが、その際、転写のパターンごとに処理枚数カウンタを使い分けて、消耗度合いを正確に表す情報を得る。
転写処理には、転写モードと原稿種別とに応じて消耗度のそれぞれ異なる３つのパターンがある。
・フルカラー転写…カラープリントモードでカラーの画像を転写するものである。
・Ｂｋ転写１…単色プリントモードでモノクロの画像を転写するものである。
・Ｂｋ転写２…カラープリントモードでモノクロの画像を転写するものである。
上記の各転写パターンにおける転写用部材の消耗、トナーの消費の有無は表１に示した通りである。
【００５２】
こうした消耗度合いおよびトナー消費量の相違を正確に把握する手段として、転写制御部３５０は３種類のカウンタ、第1カウンタ３５５ａ、第２カウンタ３５５ｂ、第３カウンタ３５５ｃを有するカウント部３５４を備え、各転写パターンごとの処理枚数の情報を格納する。
第１カウンタ３５５ａは、フルカラー転写パターンでの複写枚数を格納するものである。
第２カウンタ３５５ｂは、Ｂｋ転写１パターンでの複写枚数を格納するものである。
第３カウンタ３５５ｃは、Ｂｋ転写２パターンでの複写枚数を格納するものである。
【００５３】
転写制御部３５０は、上記の転写モード切り換え判定処理終了後に、転写モード情報と原稿種別情報とを参照して転写パターンを判定し、判定した転写パターンに対応するカウンタを１ずつカウントアップする。
転写モード情報、原稿種別情報とカウントアップ対象のカウンタとの関係を以下の表２に示す。
【表２】

【００５４】
これらカウンタ３５５ａ、３５５ｂ、３５５ｃは、その情報が保守作業時に参照されるものなので、複写機１の電源が落とされても内容が保存されるよう、不揮発性のメモリによって構成されている。また、これらの内容はサービス員が操作パネル９０から暗証番号を入力するなどして、表示部９４で参照できる。また、部材を交換した場合にはカウンタの値を初期化する（０に戻す）必要があるが、これも操作パネルからの暗証番号入力で実行できるものとする。
【００５５】
（転写制御部３５０の動作）
図１１は、記録紙１枚分の転写処理における転写制御部３５０の処理の流れを示すフローチャート図である。以下に、転写制御部３５０の動作を、ＣＰＵ３５１を中心に、フローチャートに従って説明する。
【００５６】
ＣＰＵ３５１は、メイン制御部３１０からの指示で起動する（Ｓ１１０１:Yes）。そして、先ず複写種別情報を参照する。
複写種別がモノ複写であれば（Ｓ１１０２）、ＣＰＵ３５１は、給紙待ち時間をｔ３にセットし（Ｓ１１１４）、第２カウンタ３５５ｂをカウントアップする（Ｓ１１２１）。
【００５７】
複写種別がカラー複写であれば（Ｓ１１０２）、ＣＰＵ３５１は更に運用情報を参照する。運用情報の内容が生産性優先であれば（Ｓ１１０３）、ＣＰＵ３５１は、原稿種別に関係なく給紙待ち時間をｔ３にセットする（Ｓ１１１２、Ｓ１１１３）。また、原稿種別がカラーならば（Ｓ１１０５）、第１カウンタ３５５ａを（Ｓ１１２０）、原稿種別がモノクロならば（Ｓ１１０５）、第３カウンタ３５５ｃをそれぞれカウントアップする（Ｓ１１１９）。
【００５８】
運用情報の内容が製品寿命優先であれば（Ｓ１１０３）、ＣＰＵ３５１はさらに原稿種別情報と転写モード情報とを参照する。原稿がカラーであり（Ｓ１１０４）、転写モードがカラープリントモードの場合は（Ｓ１１０７:Yes）、給紙待ち時間をｔ３にセットする処理のみ行う（Ｓ１１１０）。転写モードが単色プリントモードであれば、ＣＰＵ３５１は、給紙待ち時間をｔ２にセットする（Ｓ１１１１）。また、カム６４０を図３に示す状態まで回転駆動させてカラープリントモードを設定し、ＲＡＭ３７０内の転写モード情報の内容を、カラープリントモードを示す値（“１”）に変更する（Ｓ１１１６）。そして、以上の処理（ステップＳ１１０７からＳ１１１６）を終えると、第１カウンタ３５５ａをカウントアップする（Ｓ１１１８）。
【００５９】
一方、原稿種別がモノクロの場合（Ｓ１１０４）、ＣＰＵ３５１は転写モード情報を参照し、単色プリントモードであれば（Ｓ１１０６:Yes）、給紙待ち時間をｔ３にセットする（Ｓ１１０８）。転写モード情報がカラー転写モードであれば（Ｓ１１０６:No）、給紙待ち時間をｔ１にセットする（Ｓ１１０９）。さらに、カム６４０を図４に示す位置まで回転駆動させて、単色転写モードをセットし、ＲＡＭ３７０内の転写モード情報を、単色転写モードを示す値（“０”）に変更する（Ｓ１１１５）。そして、以上の処理（ステップＳ１１０６からＳ１１１５）を終えると、第３カウンタ３５５ｃをカウントアップする（Ｓ１１１７）。
そして、給紙待ち時間経過後（Ｓ１１２２:Yes）、タイミングローラ７３０を駆動して転写ユニット６２０に記録紙を給紙させる（Ｓ１１２３）。
ＣＰＵ３５１は、以上の処理をＲＡＭ３７０に格納された複写枚数分の回数繰り返し、処理を終える（Ｓ１１２４）。
【００６０】
以上のように本実施の形態においては、操作者指定と原稿種別とに基づいて転写パターンを３種類に分け、それぞれのパターンでの転写処理枚数を別個にカウントするので、部材の消耗度合いとトナー消費の状況とを正確に把握できる。それによって、消耗度合いとトナー消費とに応じた使用料金を徴収することができる。こうした料金設定の一例を下の表３に示す。
【表３】

従来の方法では、単純にカラープリントモードでのカラー画像形成と単色プリントモードでのモノクロ画像形成との区別しかなかったので、カラープリントモードでモノクロ画像を形成するＢＫ２モード固有の料金を設定することはできなかった。ＢＫ２モードの料金設定は、３種類のカウンタを設けたことで可能となるものである。
【００６１】
なお、本実施の形態において、作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋと転写ユニット６２０との離間は、転写ユニット６２０を下方に移動させることで実現しているが、逆に作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋを上方に移動させて両者を離間させることにしてもよい。
【００６２】
また、作像ユニット６１０Ｃ〜Ｋのそれぞれについて、記録紙上への画像形成を行った場合（フルカラー転写パターン、Ｂｋ転写パターン１、Ｂｋ転写パターン２で画像形成を行った場合）、記録紙と接触して回転はしたが画像形成は行わなかった場合（Ｂｋ転写パターン２で画像形成を行わなかった場合）、記録紙と離間して回転もしなかった場合（Ｂｋ転写パターン１で画像形成を行わなかった場合）、のそれぞれの回数をカウントするカウンタを設けて処理枚数をカウントすれば、作像ユニットごとの消耗度合いをより正確に把握できる。
【００６３】
また、本実施の形態では、転写材搬送ベルト６２１によって搬送される記録紙上に画像を重ねて転写する方式について説明しているが、中間転写ベルト上に画像を重ねて転写した後に記録紙に再転写するという、中間転写方式であってもよい。
【００６４】
そして、本実施の形態はデジタルカラー複写機に関するものであるが、複写機以外にカラープリンタ装置などの画像形成装置でもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、転写ベルトに沿って配設された複数の像担持体上の異なる色の画像を重ね合わせて転写して画像を形成する画像形成装置であって、像担持体のすべてを転写ベルトに接触させた状態で画像形成を行うカラープリントモードと、画像形成に必要な一部の像担持体を転写ベルトに接触させて画像形成を行う単色プリントモードとの２種類のプリントモードを、一部の像担持体と転写ベルトとを相対的に離間させることで切り換え、色情報とプリントモードとに基づいて、カラープリントモードで一部の像担持体が関与して画像形成が行われる第１パターン、単色プリントモードで一部の像担持体が関与して画像形成が行われる第２パターンのいずれで画像形成が行われるかを判別し、各パターンそれぞれにおける画像形成処理実行回数を別個に計測するので、感光体ドラムやクリーナブレードなどの部材の消耗度合いとトナー消費状況とを正確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカラー複写機の全体の構成を示す図である。
【図２】 上記複写機における転写ユニットの構成を示す拡大図である。
【図３】上記転写ユニットのカラープリントモードにおける状態を示す図である。
【図４】上記転写ユニットの単色プリントモードにおける状態を示す図である。
【図５】転写ユニットにおいて給紙待ち時間調整処理に関連する情報を示す図である。
【図６】転写モード切り換え（カラープリントモードから単色プリントモード）に伴なう転写ユニットの状態と記録紙間隔の変化とを示す図である。
【図７】転写モード切り換え（カラープリントモードから単色プリントモード）に伴なう転写ユニットの状態と記録紙間隔の変化とを示す図である。
【図８】前記複写機のうち制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】操作パネルを示す図である。
【図１０】前記制御部のうち転写制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】前記転写制御部の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 複写機
３０ 制御部
３１０ メイン制御部
３５０ 転写制御部
３５１ ＣＰＵ
３５２ カム駆動回路
３５３ タイミングローラ駆動回路
３５４ カウンタ部
３７０ ＲＡＭ
６０ 作像プロセス系
６１０Ｃ、６１０Ｍ、６１０Ｙ、６１０Ｋ 作像ユニット
６１１Ｃ、６１１Ｍ、６１１Ｙ、６１１Ｋ 感光体ドラム
６２０ 転写ユニット
６３０ 揺動ユニット
６４０ カム[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer, and more particularly to an image forming apparatus capable of switching between color image formation and single color image formation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a full-color image forming apparatus having a high processing speed, there is a four-tandem tandem type in which four photosensitive drums are arranged along a transfer belt. In this method, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) toner images are formed on each photosensitive drum, and the toner images are sequentially transferred to one transfer material. In this method, a color image is obtained by transfer.
[0003]
In the quadruple tandem system, even if it is a full-color image, it can be obtained by a single paper feed as in the case of a monochrome image, so high-speed color printing is possible. On the other hand, in forming a monochrome image, a photosensitive drum for black is used. In addition, cyan, magenta, and yellow photosensitive drums that are not required for image forming operations must be rotated because the transfer material is passed through while being in contact with the photosensitive drums. A member such as a cleaning blade provided by being pressed is consumed, and toner is also consumed although it is minute. Such unnecessary consumption and consumption increase the frequency of maintenance work such as replacement of members and toner supply, which is not preferable.
[0004]
Therefore, as a prior art, for the purpose of extending the product life by avoiding wasteful consumption of members, the cyan, magenta, and yellow photosensitive drums that are not used are separated from the transfer material conveying unit during monochrome image formation. There are methods (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-288173, 6-258914, and 6-102769). Here, the mode in which the transfer process is performed in a state where the unused photosensitive drum and the transfer material conveying unit are separated from each other is referred to as a “single color print mode”. A mode in which processing is performed is referred to as a “color print mode”.
[0005]
In addition, regarding the degree of consumption of the member such as the photosensitive drum and the toner consumption, there are aspects as a guide for setting the service life of the member (replacement time) and setting the device usage fee (lease fee, copy unit price). There has been a technique for monitoring this conventionally. In general, the number of copies is used as a guide for monitoring. Japanese Laid-Open Patent Application No. 8-63048 is a technique related to consumption level monitoring in an image forming apparatus that performs tandem transfer processing. As described above, the number of copies in the color print mode and the number of copies in the single color print mode are different from the color print mode and the single color print mode. Are separately counted, thereby trying to accurately grasp the degree of consumption and the toner consumption status.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the transfer process in the image forming apparatus that selectively uses the color print mode and the single color print mode, there are three types of image forming patterns having different member consumption levels and toner consumption amounts. That is, a pattern for forming a color image in the color print mode, a pattern for forming a monochrome image in the color print mode, and a pattern for forming a monochrome image in the single color print mode.
[0007]
Table 1 below shows the presence / absence of member consumption and toner consumption in each pattern.
[Table 1]

As shown in the table, there is a difference between the color print mode and the single color print mode in terms of both member consumption and toner consumption. Even in the same color print mode, there is a difference in toner consumption between color image formation and monochrome image formation.
Therefore, the conventional measurement method that only distinguishes between the color print mode and the single color print mode cannot accurately grasp the degree of member consumption and toner consumption. As a result, there may be a problem that the toner cannot be replenished or the consumable member cannot be replaced at an appropriate timing, or a charge corresponding to the degree of consumption and the amount of toner consumption cannot be collected.
[0008]
In view of the above-described problems, the present invention provides a tandem type image forming apparatus that switches between a color print mode and a single color print mode during a transfer process. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately measuring.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention writes images of different colors on a plurality of image carriers arranged along a transfer belt, and transfers images on the image carriers to a transfer material. In an image forming apparatus that forms an image by overlaying and transferring the image, color information acquisition means for acquiring color information of an image to be formed from input information transmitted from an external device; Based on user instructions A color print mode in which image formation is performed in a state where all of the image carriers are in contact with the transfer belt, and a monochromatic print mode in which image formation is performed by bringing one image carrier necessary for image formation into contact with the transfer belt; One image carrier in the color print mode based on the mode switching means for switching the two types of print modes by relatively separating the remaining image carrier and the transfer belt, and the color information and the print mode. The first pattern in which image formation is performed with involvement of the image, the second pattern in which image formation is performed with involvement of one image carrier in the monochromatic print mode, and the image formation in which multiple image carriers are involved in the color print mode An image formation pattern discriminating means for discriminating in which of the third patterns the image formation is performed, the first pattern, the second pattern, and the third pattern Load measuring means for separately measuring the number of times of image forming processing in each, and thereby accurately measuring the degree of consumption and toner consumption as a guide for calculating the member replacement time and usage fee Can do.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described by taking a tandem type digital color copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) as an example.
(1) Configuration of the entire copying machine
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a copying machine 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the copying machine 1 is roughly divided into an automatic document feeder 10 for conveying a document, an image reader unit 20 for reading an image of a document, processing of data of a read image, and processing of each component. A control unit 30 that performs control and a printer unit 40 that reproduces an image of a document on recording paper in accordance with image data. In addition to these, an operation panel 90 (shown in FIG. 9) not shown in FIG. 1 is provided on the upper surface of the main body of the copying machine 1. The operation panel 90 is for accepting setting of the number of copies, processing method, and the like from the operator, and will be described later in connection with the control contents of the control unit 30.
[0011]
The automatic document feeder 10 is known as an automatic document feeder (ADF), and after a set document is conveyed to a document reading position on the platen glass 170, the reading process by the image reader unit 20 is awaited. Then, it is discharged to the document discharge tray 180.
[0012]
The image reader unit 20 includes a scanner 210 having an exposure lamp 211 and a mirror 212, a reflection mirror pair 220, a condenser lens 230, and a linear full color sensor 240 (hereinafter referred to as a CCD sensor 240).
When a document is transported onto the platen glass 170 by the automatic document transport device 10, the scanner 210 is driven by the scanner motor M1 to scan the document while moving in the arrow Y1 direction. The document image irradiated by the scanner 210 is reflected by the reflecting mirror pair 220, then condensed by the condenser lens 230, and enters the CCD sensor 240. The CCD sensor 240 photoelectrically converts the information of the incident image and outputs it to the control unit 30 as a three-component electric signal of red (R), green (G), and blue (B).
[0013]
The control unit 30 performs correction processing on the electrical signals (image data) of the respective color components of red (R), green (G), and blue (B), so that cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and After converting into gradation data of each reproduction color of black (K) and temporarily storing it in the memory, the image data of each reproduction color is sequentially read from the memory, converted into a laser diode drive signal, and output to the printer unit 40. . The control unit 30 controls the transfer processing pattern by the printing unit 40 in accordance with the color (color / monochrome) of the image data and the setting by the operator. The control unit 30 will be described in detail later.
[0014]
The printer unit 40 forms an image on recording paper using a known electrophotographic technique, and includes an optical system 50, an image forming process system 60, and a paper supply / discharge system 70.
[0015]
The optical system 50 includes a laser diode (not shown), a polygon mirror 510, f-θ lenses 520C, 520M, 520Y, and 520K provided for each color.
The laser diode is modulated and driven in accordance with a laser diode drive signal (image data) output from the control unit 30, and emits laser light. The emitted laser light is reflected by a polygon mirror 510 that is rotationally driven by a motor (not shown), and then is divided for each color and reflected by a folding mirror through f-θ lenses 520C, 520M, 520Y, and 520K. The surface of the photosensitive drums 611C, 611M, 611Y, and 611K (hereinafter referred to as photosensitive drums 611C to 611K) of the image forming process system 60 is exposed and scanned in the main scanning direction to form an electrostatic latent image.
[0016]
The image forming process system 60 develops the electrostatic latent images for each color generated on the photosensitive drums 611C to 611K with the toner by the optical system 50, and then sequentially transfers and overlays them on the recording paper to reproduce the image. The image forming process system 60 will be described in more detail later.
[0017]
The feed / discharge system 70 includes a paper feed cassette 710, a pickup roller 720, a timing roller 730, a transport belt 740, and the like. During the copying process, the recording paper of the selected size is fed from the paper feed cassette 710 by the pickup roller 720 and is conveyed through the conveying belt 740 to the transfer position of the photosensitive drums 611C-K. Here, the recording paper to which the toner image has been transferred is further conveyed on a conveying belt 740 and discharged to a discharge tray 760 through a fixing device 750. In transferring the toner image onto the recording paper, the timing roller 730 performs adjustment for matching the transfer positions of the respective color images.
[0018]
(2) Configuration of imaging process system
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the image forming process system 60 of the copying machine 1.
The image forming process system 60 includes image forming units 610C, 610M, 610Y, and 610K (hereinafter, collectively referred to as 610C to K) for each reproduction color and a transfer unit 620.
[0019]
First, the configuration of the image forming units 610C to 610K will be described. Since all four units have the same structure, the image forming unit 610K will be described as an example. The image forming unit 610K has a structure in which a charging unit 612K, a developing unit 613K, a transfer blade 614K, and a cleaner 615K are arranged around a photosensitive drum 611K. The surface of the photosensitive drum 611K is uniformly charged by the charger 612K, and the laser light emitted from the optical system 50 forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 611K. This electrostatic latent image is developed by the developing device 613K to become a toner image. This toner image is transferred to the transfer material by the transfer blade 614K of the transfer unit 620. The cleaner 615K removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 611K even after the transfer process.
[0020]
In the transfer unit 620, a transfer material conveyance belt 621 is stretched around a driving roller 622, a driven roller 624, and a tension roller 625, and transfer blades 614 </ b> C to 614 </ b> K are disposed inside the transfer material conveyance belt 621.
The transfer material conveyance belt 621 rotates in the direction of the arrow by the rotation of the driving roller 622, and conveys the recording paper toward the image forming units 610C to 610K. The tension roller 625 is urged outward by a spring 627 and applies a certain tension to the transfer material conveyance belt 621.
[0021]
The swing unit 630 is configured by attaching transfer blades 614C to 614 to a frame 631 that is held so as to be swingable up and down with the rotation shaft of the driven roller 624 as a fulcrum. The frame 631 is biased upward by a spring 627, and the peripheral surface of the cam 640 is in contact with the upper surface of the swing frame 631. The cam 640 is rotated by a driving device (not shown), whereby the swing unit 630 is driven to swing up and down. As a result, the transfer material conveyance belt 621 and the three image forming units 610C to 610 except for the image forming unit 610K come into contact with or are separated from each other. The driving of the plate cam 640 is controlled by the control unit 30.
[0022]
FIG. 3 shows a state of the transfer material transport belt 621 in the color print mode. All of the four image forming units 610 </ b> C to 610 </ b> K are in contact with the transfer material conveyance belt 621.
FIG. 4 shows a state of the transfer material transport belt 621 in the single color print mode. The cam 640 is rotated 180 degrees from the state shown in FIG. As a result, the swing unit 630 is pushed down, and only the image forming unit 610K of the image forming units 610C to 610 is in contact with the transfer material transport belt 621, and the other image forming units 610C, 610M, and 610Y and the transfer material transport belt. It is separated from 621.
[0023]
The effect of providing the single color print mode as shown in FIG. 4 is exhibited when a monochrome image is formed. When a monochrome image is generated in the color print mode (see FIG. 3), the actual transfer process is performed only in the black (K) image forming unit 610K, but in all the image forming units 610C to K, the photoconductors. The rotation of the drums 611C to K and accompanying rotation contact between the photosensitive drums 611C to K and the cleaners 615C to K are performed, and the surface of the photosensitive drum is worn. On the other hand, when a monochrome image is generated in the single color print mode, the photosensitive drum and the cleaner member are not consumed in the image forming units 610C, 610M, and 610Y other than the image forming unit 610K.
[0024]
However, switching between the color print mode and the single color print mode according to the type of document (color document / monochrome document) during continuous copying of the document may adversely affect the image quality of the copy result. Each time the two modes are switched, the swing unit 630 is moved up and down, so that the image transfer position on the recording paper becomes unstable, and transfer and color shifts occur. In order to prevent such a situation, it is necessary to control the waiting time by the timing roller 730 so that the image transfer onto the recording paper is not executed while the swinging unit 630 is moved up and down.
[0025]
The timing roller 730 feeds recording paper continuously conveyed from the paper feed trays 711 to 714 to the transfer unit at regular intervals. This paper feed interval is obtained by waiting the recording paper at the timing roller 730 for a predetermined time. The time for waiting the recording paper is called a paper feed waiting time, and the interval between the recording papers can be adjusted by changing the paper feed waiting time. Therefore, in order to prevent the copy result image from being adversely affected by the vertical movement of the swing unit 630 (switching of the transfer mode), the transfer unit 620 is next only the time required until the vertical movement of the swing unit 630 is completed. What is necessary is just to lengthen the paper supply waiting time of the recording paper supplied to the printer.
[0026]
The procedure for adjusting the paper feed waiting time will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 is a diagram illustrating information related to paper feed waiting time adjustment. The transfer position 501K is a contact position between the photosensitive drum 611K and the recording paper. The transfer position 501C is a contact position between the photosensitive drum 611C and the recording paper. The interval between the transfer position 501K and the transfer position 501C is L2. The exposure position 502K is an exposure position on the photosensitive drum 611K, and the distance along the circumferential surface of the photosensitive drum 611K from the exposure position 502K to the transfer position 501K is L1. The meaning of these pieces of information and the purpose of reference will be described later with reference to FIGS.
[0027]
FIG. 6 is a diagram showing adjustment of the paper feed waiting time of the timing roller when switching from the color print mode to the single color print mode.
FIG. 6A shows a transfer unit 620 that generates a color image in the color print mode, and the interval between the recording sheets P1, P2, and P3 conveyed on the transfer material conveying belt 621 is X3. It has become. The shorter the interval between recording sheets, the higher the productivity (number of processed sheets per unit time), and the interval X3 is a value set so that the productivity is maximized. This X3 is realized by setting the paper feed waiting time of the timing roller 730 to t3.
[0028]
Here, in FIG. 5B, it is assumed that a monochrome image is formed on the recording paper P5 in the single color print mode. In this case, for stable image formation, the end of the recording paper P5 must reach the transfer position 501K of the photosensitive drum 611K after the switching to the single color print mode is completed. For this purpose, the interval between the recording papers P4 and P5 required is X1, the distance from the exposure position 502K to the transfer position 501K on the surface of the photosensitive drum 611K is L1 (see FIG. 5), the time required for separation is t, and the system speed is Assuming V, the interval X1 is required to satisfy the following (Formula 1).
X1> = L1 + V · t (Formula 1)
Let t1 be a paper feed waiting time that satisfies this equation and minimizes X1.
After that, as shown in FIG. 5C, when the monochrome image is continuously formed on the recording papers P6 and P7 in the single color printing mode, the recording paper interval is again returned to X3 (the paper feed waiting time is t3). It is.
[0029]
Next, FIG. 7 shows how the paper feed waiting time by the timing roller 730 is adjusted when switching from the single color print mode to the color print mode.
FIG. 6A shows a transfer unit 620 that generates a monochrome image in the single-color print mode, and the interval between recording sheets is X3 as in FIG. This is realized by setting the paper feed waiting time to t3.
[0030]
Here, in FIG. 7B, it is assumed that a color image is formed in the color print mode on the recording paper P4. In this case, for stable image formation, the end of the recording paper P4 must reach the transfer position 501C of the photosensitive drum 611C after the switching to the color print mode is completed. For this purpose, the interval between the recording papers P3 and P4 required is X2, the distance from the exposure position 502K to the transfer position 501K on the surface of the photosensitive drum 611K is L1 (see FIG. 5), and the interval between the transfer position 501K and the transfer position 501C is set. When L2 is t and the time required for mode switching is t and the system speed is V, the interval X2 is required to satisfy the following (Equation 2).
X2> = L1 + L2 + V · t (Expression 2)
Let t2 be a paper feed waiting time that satisfies this equation and minimizes X2.
Thereafter, as shown in FIG. 6C, when the color image is continuously formed in the color print mode, the recording paper interval is returned to X3 (the paper feed waiting time is t3) again.
All of the three types of paper feed waiting times t1, t2, and t3 are calculated in advance and held in the control unit 30, and are switched by the control unit 30.
[0031]
Here, consider the relationship between transfer mode switching and productivity. When image transfer is continuously performed on recording paper, productivity is maximized when the recording paper feed waiting time is t3. However, when color and black and white images are mixed and the transfer mode is switched, adjustment (extension) of the paper feed waiting time by the timing roller 730 occurs, and the paper feed waiting time temporarily reaches t1 or t2. become longer. Therefore, in the copy of an original (for example, an original in which color and black and white are mixed alternately) in which the transfer mode is frequently switched, the average of the paper feed waiting time becomes longer than t3, and the productivity is lowered. However, this is not a general problem because the image quality is guaranteed instead of a decrease in productivity, and unnecessary consumption of the image forming unit and developer can be avoided. However, this is an operation that emphasizes productivity over avoiding consumption. The person may feel dissatisfied. Thus, in the copying machine 1, the operator can specify whether to place importance on productivity or to place importance on extending the product life by avoiding wear. The designation from the operator is accepted by the operation panel, and the control unit 30 performs control according to the designation. The processing of the control unit 30 will be described next.
[0032]
(3) Configuration of control unit 30
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 30. The control unit 30 includes an image signal processing unit 310, a document recognition unit 320, an image memory 330, a laser diode driving unit 340, a transfer control unit 350, a ROM 360, a RAM 370, and the like with the main control unit 300 as a center. Each component other than the ROM 360 and the RAM 370 is configured around a CPU.
[0033]
The image signal control unit 310 performs shading correction on the image data output from the CCD sensor 240 of the image reader unit 20, and then outputs the image data to the document recognition unit 320 for each document, and four reproduction colors (C, C, M, Y, K) image data and stored in the image memory 330. However, if there is a specific instruction from the operator (details of “mono copy setting” will be described in the description of the processing of the main control unit 310), the image signal control unit 310 converts the image data of the color original into a black (K) monochrome image. Convert to data.
[0034]
The document recognition unit 320 determines conditions regarding the document based on the image data. The main processes are determination of the orientation of the document and determination of whether the document is color or monochrome. The color / monochrome determination method uses a known technique called automatic color selection (ACS). This is because the image signal control unit 310 extracts the components of the color difference signals from the image data of the three primary colors (R, G, B) for which the shading correction has been completed, forms a histogram, and obtains the ratio of chromatic color dots in the image data from the histogram. If the ratio exceeds a certain value, it is determined as a color image. The document recognition unit 320 outputs the determination result to the main control unit 300.
[0035]
In response to an instruction from the main controller 300, the image memory 330 outputs image data to be processed to the laser diode driver 340.
The laser diode driving unit 340 converts each reproduction color data into a laser diode driving signal for monitoring, and modulates and drives the laser diode corresponding to each color.
[0036]
The main control unit 300 receives an operator's designation from the operation panel 90 (FIG. 9), and controls the operation of each component of the control unit 30 based on this to realize a smooth copying process. The following describes the contents that can be set for the operation panel 90 that accepts the contents specified by the operator and the processing of the main control unit 310 for the setting contents.
[0037]
FIG. 9 shows the operation panel 90.
In the copy type setting area 91, a color copy key 911 and a mono copy key 912 are provided. The color copy key 911 is a key for setting a color copy for reproducing the original color as it is, and the mono copy key 912 is for setting a mono copy to output a monochrome copy while ignoring the original color. It is a key to do. The main control unit 300 stores the designation by these keys in the RAM 370 as copy type information (color copy: “1”, mono copy “0”). The default value of the copy type information is color copy (“1”). When monocopy is designated, the main control unit 300 instructs the image signal processing unit 310 to generate a copy of a color original as a mono image.
[0038]
Further, the transfer mode of the transfer unit 620 is initialized by setting from the copy type setting area 91. If the setting content is color copy, the main control unit 300 controls the transfer control unit 350 to set the transfer unit 620 in the color print mode, and if it is mono copy, the main control unit 300 sets the single color print mode. Then, transfer mode information (color print mode: “1”, single color print mode: “0”) is stored in the RAM 370.
[0039]
In the operation policy setting area 92, a productivity priority key 921 and a product life priority key 922 are provided. The productivity priority key 921 is a key for instructing to operate the copying machine 1 in a system in which productivity is given priority over extending the product life. The product life priority key 922 is the product life even if the productivity is lowered. This is a key for instructing to adopt a method in which priority is given to extending the length.
[0040]
To give priority to productivity is to perform transfer processing in the color print mode even when copying a monochrome document, and the paper feed waiting time is constant at t3, and the productivity is high. Prioritizing the product life is to switch the transfer mode between the color print mode and the single color print mode as described above according to the type of document (color / monochrome).
[0041]
The main control unit 300 stores operation information (productivity priority: “1”, product life priority: “0”) according to the contents set by these keys in the RAM 370. Note that the default value of the operation information is the product life priority (“0”). The operation information is referred to in the transfer mode switching process during the copying process. The transfer mode switching will be described in detail in the description of the transfer control unit 350.
The numeric input unit 93 accepts input of numerical values such as the number of copies, and the main control unit 300 stores the value of the number of copies accepted by the numeric input unit 93 in the RAM 370.
The display unit 94 is a display that displays a message indicating the value of a numerical value or an illegal designation or out of paper. Information on messages and numerical images is stored in the ROM 360, and the main control unit 300 reads out the information and outputs it to the display unit 94 as necessary.
[0042]
The start key 95 is a key for designating the start of the copying process, and the stop key 96 is a key for designating a halfway stop of the copying process. The main control unit 300 receives the designation of these keys and issues a start / stop instruction to each component of the control unit 30.
The display lamps 97a, 97b, 97c, and 97d indicate the setting contents in the copy type setting area 91 and the operation policy setting area 92, and the ones beside the keys that are set valid are displayed in red.
[0043]
The ROM 360 stores information with fixed contents referred to by each component of the control unit 30.
The RAM 370 stores information specified by the operator (copy type information, operation information, number of copies) received from the operation panel 90 by the main control unit 300, and document type information, transfer mode information, and paper feed waiting time information as a result of ACS. Store information that needs to be temporarily saved.
[0044]
(4) Configuration of the transfer control unit 350
FIG. 10 shows the configuration of the transfer control unit 350. The transfer control unit 350 includes a CPU 351, a count unit 354, a cam drive circuit 352 that outputs a rotation drive signal to the cam 640 according to an instruction from the CPU 351, and a drive / stop signal for the timing roller 730 according to an instruction from the CPU 351. For example, a timing roller driving circuit 353 that outputs a transfer mode, and performs a transfer mode switching process and a transfer process sheet count process for determining the degree of member consumption and toner consumption.
[0045]
The transfer control unit 350 controls the sheet feeding waiting time of the timing roller 730, switches the transfer mode (color print mode and single color print mode), the degree of consumption of the transfer member (photosensitive drum and cleaner), and the amount of toner consumption. The number of processed sheets is counted to measure The transfer mode is switched based on the designation of the operator from the operation panel 90 and the ACS result by the image recognition unit 320 described above.
[0046]
The control of the paper feed waiting time of the timing roller 730 by the transfer control unit 350 is as follows. First, when the end of the recording paper being conveyed on the transfer material conveying belt 621 passes a predetermined position, a signal is sent from the sensor (not shown) to the CPU 351. Upon receiving this signal, the CPU 351 instructs the timing roller drive circuit 353 to stop the timing roller 730, and selects a paper feed waiting time according to the setting by the operator and the document type from t1, t2, and t3. The timing roller 730 is restarted after the elapse of the paper feed waiting time, and the recording paper is provided to the transfer unit 620. The procedure for selecting the paper feed waiting time will be described together with the description of the transfer mode switching process.
[0047]
Next, transfer mode switching processing by the transfer control unit 350 will be described. First, the CPU 351 refers to the copy type information in the RAM 370 at the timing when the timing roller 730 is stopped.
If the content of the copy type information is mono-copy (“0”), a monochrome copy is generated regardless of whether the document is color or monochrome. Therefore, the transfer process is performed only in the monochrome print mode. It is unnecessary. The CPU 351 sets the paper feed waiting time to t3.
[0048]
If the content of the copy type information is color copy (“1”), the transfer mode needs to be switched according to the document type (color / monochrome) and the operation information. Therefore, the CPU 351 further stores the operation information in the RAM 370. refer.
When the content of the operation information is “productivity priority (“ 1 ”)”, the transfer process is always performed in the color print mode regardless of the document type (color / monochrome), so the transfer mode switching is unnecessary. is there. The CPU 351 sets the paper feed waiting time to t3.
If the content of the operation information is “life priority (“ 0 ”)”, it is necessary to switch the transfer mode according to the document type, so the CPU 351 further refers to the document type (color / monochrome) information in the RAM 370. .
[0049]
If the document type information is color (“1”), the CPU 351 further refers to the transfer mode information in the RAM 370 and confirms the current transfer mode. If it is in the color print mode (“1”), it is not necessary to switch the transfer mode, so the CPU 351 continues the processing with the paper feed waiting time t3. If the transfer mode information is the single color print mode (“0”), since the transfer mode needs to be switched (monochrome-> color), the CPU 351 instructs the cam drive circuit 352 to place the cam 640 in the state shown in FIG. And the content of the transfer mode information in the RAM 370 is switched to a value (“1”) indicating the color print mode. At the same time, the CPU 351 sets the paper feed waiting time to t2.
[0050]
Even when the document type is monochrome (“0”), the CPU 351 refers to the transfer mode information in the RAM 370 and confirms the current transfer mode. If the single color print mode (“0”) is set, it is not necessary to switch the transfer mode, so the CPU 351 continues the processing with the paper feed waiting time t3. Since it is necessary to switch the transfer mode (single color-> color) in the color print mode, the CPU 351 instructs the cam drive circuit 352 to rotate the cam 640 to the state shown in FIG. The content of the transfer mode information in the RAM 370 is switched to a value (“0”) indicating the single color print mode. At the same time, the CPU 351 sets the paper feed waiting time to t1.
[0051]
Further, the transfer control unit 350 counts the number of processed sheets for calculating the degree of consumption. At this time, the transfer control unit 350 obtains information that accurately represents the degree of consumption by using a processed number counter for each transfer pattern.
In the transfer process, there are three patterns with different degrees of wear depending on the transfer mode and the document type.
Full color transfer: Transfers a color image in the color print mode.
Bk transfer 1: Transfers a monochrome image in a single color print mode.
Bk transfer 2: Transfers a monochrome image in the color print mode.
Table 1 shows whether or not the transfer member is consumed and the toner is consumed in each of the transfer patterns.
[0052]
As means for accurately grasping the difference between the consumption level and the toner consumption amount, the transfer control unit 350 includes a counting unit 354 having three types of counters, a first counter 355a, a second counter 355b, and a third counter 355c. Information on the number of processed sheets for each transfer pattern is stored.
The first counter 355a stores the number of copies in the full color transfer pattern.
The second counter 355b stores the number of copies in one Bk transfer pattern.
The third counter 355c stores the number of copies in the Bk transfer 2 pattern.
[0053]
After the transfer mode switching determination process is completed, the transfer control unit 350 determines a transfer pattern with reference to the transfer mode information and the document type information, and increments a counter corresponding to the determined transfer pattern by one.
Table 2 below shows the relationship between the transfer mode information, the document type information, and the counter to be counted up.
[Table 2]

[0054]
Since these counters 355a, 355b, and 355c are referred to during maintenance work, the counters 355a, 355b, and 355c are configured by a nonvolatile memory so that the contents are saved even when the power of the copying machine 1 is turned off. These contents can be referred to on the display unit 94 by, for example, inputting a password from the operation panel 90 by a service person. Further, when the member is replaced, it is necessary to initialize (return to 0) the value of the counter, but this can also be executed by inputting the personal identification number from the operation panel.
[0055]
(Operation of transfer controller 350)
FIG. 11 is a flowchart showing a process flow of the transfer control unit 350 in the transfer process for one recording sheet. Hereinafter, the operation of the transfer control unit 350 will be described with reference to the flowchart with the CPU 351 as the center.
[0056]
The CPU 351 is activated by an instruction from the main control unit 310 (S1101: Yes). First, copy type information is referred to.
If the copy type is mono copy (S1102), the CPU 351 sets the paper feed waiting time to t3 (S1114) and counts up the second counter 355b (S1121).
[0057]
If the copy type is color copy (S1102), the CPU 351 further refers to the operation information. If the content of the operation information is productivity priority (S1103), the CPU 351 sets the paper feed waiting time to t3 regardless of the document type (S1112, S1113). If the document type is color (S1105), the first counter 355a is incremented (S1120). If the document type is monochrome (S1105), the third counter 355c is incremented (S1119).
[0058]
If the content of the operation information has a product life priority (S1103), the CPU 351 further refers to the document type information and the transfer mode information. If the document is in color (S1104) and the transfer mode is the color print mode (S1107: Yes), only the process of setting the paper feed waiting time to t3 is performed (S1110). If the transfer mode is the monochrome print mode, the CPU 351 sets the paper feed waiting time to t2 (S1111). Further, the cam 640 is rotated to the state shown in FIG. 3 to set the color print mode, and the content of the transfer mode information in the RAM 370 is changed to a value (“1”) indicating the color print mode (S1116). When the above processing (steps S1107 to S1116) is completed, the first counter 355a is counted up (S1118).
[0059]
On the other hand, if the document type is monochrome (S1104), the CPU 351 refers to the transfer mode information, and if it is the monochrome print mode (S1106: Yes), sets the paper feed waiting time to t3 (S1108). If the transfer mode information is the color transfer mode (S1106: No), the paper feed waiting time is set to t1 (S1109). Further, the cam 640 is rotated to the position shown in FIG. 4 to set the single color transfer mode, and the transfer mode information in the RAM 370 is changed to a value (“0”) indicating the single color transfer mode (S1115). When the above processing (steps S1106 to S1115) is completed, the third counter 355c is incremented (S1117).
Then, after the paper feed waiting time has elapsed (S1122: Yes), the timing roller 730 is driven to feed the recording paper to the transfer unit 620 (S1123).
The CPU 351 repeats the above processing as many times as the number of copies stored in the RAM 370, and ends the processing (S1124).
[0060]
As described above, according to the present embodiment, the transfer patterns are divided into three types based on the operator designation and the document type, and the number of transfer processes for each pattern is counted separately. Accurately understand consumption status. Thereby, it is possible to collect a usage fee according to the degree of consumption and the toner consumption. An example of such a charge setting is shown in Table 3 below.
[Table 3]

In the conventional method, since there was only a distinction between color image formation in the color print mode and monochrome image formation in the single color print mode, a charge specific to the BK2 mode for forming a monochrome image in the color print mode must be set. I couldn't. Charge setting in the BK2 mode is possible by providing three types of counters.
[0061]
In this embodiment, the separation between the image forming units 610C to 610K and the transfer unit 620 is realized by moving the transfer unit 620 downward. Conversely, the image forming units 610C to K are moved upward. They may be moved away from each other.
[0062]
In addition, when each of the image forming units 610C to 610K forms an image on a recording sheet (when an image is formed with a full-color transfer pattern, Bk transfer pattern 1, and Bk transfer pattern 2), it contacts the recording sheet. The image was not formed (the image was not formed with the Bk transfer pattern 2), and the image was not rotated away from the recording paper (the image was not formed with the Bk transfer pattern 1). If a counter for counting the number of times is provided and the number of processed sheets is counted, the degree of wear for each image forming unit can be grasped more accurately.
[0063]
In this embodiment, a method is described in which an image is superimposed and transferred onto the recording paper conveyed by the transfer material conveying belt 621. However, after the image is superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt, the image is reproduced on the recording paper. An intermediate transfer method of transferring may be used.
[0064]
The present embodiment relates to a digital color copying machine, but an image forming apparatus such as a color printer may be used in addition to the copying machine.
[0065]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention is an image forming apparatus that forms images by superimposing and transferring images of different colors on a plurality of image carriers arranged along a transfer belt. A color print mode in which image formation is performed in a state where all of the image carrier is in contact with the transfer belt, and a monochrome print mode in which image formation is performed by bringing a part of the image carrier necessary for image formation into contact with the transfer belt, and The two print modes are switched by relatively separating a part of the image carrier and the transfer belt, and a part of the image carrier is involved in the color print mode based on the color information and the print mode. The first pattern in which image formation is performed and the second pattern in which image formation is performed with the involvement of a part of the image carrier in the single color print mode are discriminated, and each pattern is determined. Since separately measure the number of image formation processing executed in, it can accurately grasp the exhaustion degree of the toner consumption status of member such as a photosensitive drum or cleaner blade.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a digital color copying machine according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a configuration of a transfer unit in the copying machine.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the transfer unit in a color print mode.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of the transfer unit in a single color print mode.
FIG. 5 is a diagram illustrating information related to a paper feed waiting time adjustment process in a transfer unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a transfer unit and a change in a recording sheet interval according to transfer mode switching (from a color print mode to a single color print mode).
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a transfer unit and a change in a recording sheet interval according to transfer mode switching (from a color print mode to a single color print mode).
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control unit in the copying machine.
FIG. 9 is a diagram showing an operation panel.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a transfer control unit in the control unit.
FIG. 11 is a flowchart showing a process flow of the transfer control unit.
[Explanation of symbols]
1 Copying machine
30 Control unit
310 Main control unit
350 Transfer controller
351 CPU
352 Cam drive circuit
353 Timing roller drive circuit
354 Counter section
370 RAM
60 Imaging process system
610C, 610M, 610Y, 610K imaging unit
611C, 611M, 611Y, 611K Photosensitive drum
620 Transfer unit
630 Swing unit
640 cam

Claims (1)

In an image forming apparatus that writes images of different colors on a plurality of image carriers arranged along a transfer belt, and superimposes and transfers the images on the image carriers on a transfer material to form an image.
Color information acquisition means for acquiring color information of an image to be formed from input information transmitted from an external device;
Based on a user instruction, a color print mode for forming an image in a state where all of the image carrier is in contact with the transfer belt, and image formation by bringing one image carrier necessary for image formation into contact with the transfer belt. Mode switching means for switching between two types of print modes, the monochrome print mode for performing the above, by relatively separating the remaining image carrier and the transfer belt;
Based on the color information and the print mode, the first pattern in which image formation is performed with one image carrier involved in the color print mode, and the image formation is performed with one image carrier in the single color print mode. An image forming pattern determining means for determining which of the second pattern and the third pattern in which image formation is performed with the involvement of a plurality of image carriers in the color print mode;
Load measuring means for separately measuring the number of execution times of image formation processing in each of the first pattern, the second pattern, and the third pattern;
An image forming apparatus comprising:

Images