JP6202814B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関し、特に、像担持体のクリーニングに関する。

例えば、画像形成装置として、各感光体に異なる色のトナー像を形成して、像担持体である中間転写体に一次転写し、その後、記録材に二次転写するものがある。この様な画像形成装置では、中間転写体から記録材に転写されず、中間転写体に残った残留トナーを除去するためにクリーニング部を設けたものがある。クリーニング部を構成するクリーニングブレードは、ポリウレタン等のゴム製であり、ブレードのエッジにトナーが侵入することによって潤滑効果が発揮され、好ましいクリーニング性能を得ることができる。

しかしながら、クリーニングブレードのエッジに侵入するトナー量が少ない状態が継続すると、クリーニングブレードと中間転写体との摩擦が高くなり、スティック−スリップ現象が発生する。スティック−スリップ現象とは、クリーニングブレードを中間転写体に圧接させた状態で、中間転写体が移動したときに生じる現象である。具体的には、クリーニングブレードと中間転写体との間の摩擦力により、クリーニングブレードのエッジが、中間転写体の移動方向に変形（ずり変形、圧縮変形）する。この変形によりエッジに蓄積されたエネルギーが復元力（反発弾性力）として働き、元の状態に戻る。この変形と、元の状態に戻ることを繰り返す現象がスティック−スリップ現象である。この現象が進行すると、クリーニングブレードのエッジが跳ね上がり、トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生する。さらには、クリーニングブレードのエッジや中間転写体の表面が破損することがある。さらには、クリーニングブレードのエッジが、中間転写体によって巻込まれ、クリーニングブレードのめくれが発生する可能性もある。

そのため、特許文献１は、潤滑剤としても機能するトナーをクリーニングブレードに供給することで、クリーニング不良の発生を防止する構成を開示している。クリーニングブレードにトナーを供給する場合、中間転写体に形成したトナー像は、記録材にトナー像を転写するための二次転写ローラに接触し、よって、二次転写ローラにトナーが付着する。二次転写ローラに付着したトナーは、次に印刷する記録材が中間転写体と二次転写ローラの間を通過する際に、当該記録材の画像形成面の裏側の面に移り、所謂、裏汚れが発生する。

特許文献１は、二次転写ローラにトナーが付着することを防止・抑制するため、二次転写ローラを中間転写体から離間する構成や、トナー像が二次転写ローラと接触する際に、二次転写ローラから転写時とは逆極性のバイアスを印加する構成を開示している。

特開２０１１-０６４７４１号公報

しかしながら、二次転写ローラを中間転写体から離間させる構成はコストがかかる。また、連続して画像形成を行う場合には、二次転写ローラの当接及び離間を実行することによりスループットに影響が生じる。さらに、当接時のショックにより画像不良が発生する可能性がある。また、二次転写ローラから転写時とは逆極性のバイアスを印加しても、トナー量によっては、記録材へトナーが付着することを十分に抑制できず、裏汚れが発生する可能性がある。

本発明は、像担持体に対するクリーニング性能を維持しつつ、裏汚れを低減できる画像形成装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、画像形成装置は、現像剤により像担持体に現像剤像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成した現像剤像を記録材に転写する転写手段と、前記記録材に転写されずに前記像担持体に残留した現像剤を除去する除去手段と、前記除去手段に現像剤を供給するため、前記記録材に転写する現像剤像の間の前記像担持体の領域に、前記記録材に転写しない供給現像剤像を形成する様に前記画像形成手段を制御する制御手段と、を備えており、前記画像形成手段は、前記供給現像剤像として、少なくとも第１の供給現像剤像と、副走査方向の長さが前記第１の供給現像剤像より長く、かつ、単位面積当たりの現像剤量が前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量以下である少なくとも１つの第２の供給現像剤像を形成可能であり、前記制御手段は、予め定めた前記記録材の種別と供給現像剤像との関係に基づき、前記記録材に転写する現像剤像の前又は後に前記画像形成手段に形成させる供給現像剤像を選択し、前記記録材の種別に基づき、前記記録材に転写する現像剤像の前又は後ろに副走査方向の長さを変化させた前記供給現像剤像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする。

像担持体に対するクリーニング性能を維持しつつ、裏汚れを低減することができる。

一実施形態による、画像形成時とトナー供給モード時の二次転写バイアスを示す図。 一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。 一実施形態によるクリーニングブレードの拡大図。 クリーニングブレードよるクリーニングの説明図。 一実施形態による記録材種別に対する設定を示す図。 一実施形態による単位面積当たりのトナー量と裏汚れ量との関係を示す図。 一実施形態による単位面積当たりのトナー量と、クリーニング性能及び裏汚れ量との関係を示す図。 一実施形態による供給トナー像を示す図。 一実施形態による単位面積当たりのトナー量と、クリーニング性能及び裏汚れ量との関係を示す図。 一実施形態による記録材に対して使用する供給トナー像を示す図。 図１０の設定を使用する場合の例示的な記録材と供給トナー像を示す図。 一実施形態によるモード及び記録材種別と、供給トナー像との関係を示す図。 中間転写体の走行距離に対する必要トナー積算量と供給トナー積算量の関係を示す図。 一実施形態によるモード及び記録材種別と、供給トナー像との関係を示す図。 供給モード選択処理のフローチャート。 一実施形態による例示的な記録材と供給トナー像を示す図。 一実施形態によるモード及び記録材種別と、供給トナー像との関係を示す図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図２は、本実施形態による画像形成装置の概略的な構成図である。制御部２６は、画像形成装置全体の制御を行うものであり、ＣＰＵや、メモリ等の保存部を含んでいる。帯電部２ａは、矢印の方向に回転駆動される感光体１ａの表面を帯電し、図示しない露光部は、感光体１ａの表面を光１２ａにより露光して静電潜像を形成する。現像部８ａは、イエローのトナー（現像剤）を保持しており、トナーにより感光体１の静電潜像を現像してトナー像（現像剤像）とする。感光体１ａのトナー像は、一次転写ローラ１０ａが印加する一次転写バイアスにより中間転写体１３に転写される。また、クリーニング部３ａは、中間転写体１３に転写されず、感光体１ａに残ったトナーを除去する。本実施形態において、感光体１ａ、帯電部２ａ、クリーニング部３ａ、現像部８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａを構成している。なお、プロセスカートリッジ９ｂ、９ｃ、９ｄ及び一次転写ローラ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を、中間転写体１３に形成するものである。なお、プロセスカートリッジ９ｂ、９ｃ、９ｄ及び一次転写ローラ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの動作はプロセスカートリッジ９ａ及び一次転写ローラ１０ａと同様であり、その説明は省略する。

像担持体である中間転写体１３は、支持ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより、中間転写体１３は図中の矢印ａの方向に回転移動し、中間転写体１３には感光体１ａ〜１ｄのトナー像が転写される。このとき、例えば、感光体１ａ〜１ｄのトナー像を重ねて中間転写体１３に転写することでカラー画像が形成される。

ローラ１８により搬送される記録材は、中間転写体１３と二次転写ローラ２５とのニップ部に搬送され、二次転写ローラ２５は、トナーと逆極性の二次転写バイアスを印加して、中間転写体１３のトナー像を記録材に転写する。トナー像が転写された記録材は、定着部１９においてそのトナー像の定着が行われる。中間転写体１３から記録材に転写されず、中間転写体１３に残留した転写残トナーは、中間転写体１３に当接配置されたクリーニング部２７により、その表面から除去・回収される。クリーニング部２７としては、例えば、ウレタンゴムで形成した弾性を有するクリーニングブレードを用いることができる。図３に、本実施形態のクリーニング部２７と、中間転写体１３が接触する部分の状態を示す。クリーニング部２７は、金属板金２７ｂと、金属板金２７ｂの先端に取り付けた、自由長が８．０ｍｍで、厚み２．０ｍｍで、ウォーレス硬度が６９度のポリウレタンゴムで形成された先端部２７ａを備えている。

先端部２７ａは、中間転写体１３を張架するテンションローラ１５に対して所定の設定角α、侵入量βを満たすように固定されている。なお、設定角αは、先端部２７ａが変形せず、テンションローラ１５に侵入したと仮定したときの先端部２７ａとテンションローラ１５との交点における接線Ｌと、先端部２７ａの底面とがなす角度である。一方、侵入量βは、先端部２７ａと、テンションローラ１５との交点と、先端部２７ａのテンションローラ１５への侵入側の縁部との距離である。一例として、設定角度αは２２°であり、侵入量βは０．２ｍｍにできる。

図４は、クリーニング部２７が、トナーを掻き取る様子を示している。中間転写体１３の回転方向ａに従って、中間転写体１３上のトナーは先端部２７ａにより掻き取られ、先端部２７ａと中間転写体１３との接触部分に溜まる様になっている。この、接触部分に溜まったトナーは、その後、矢印ｃで示す方向に落下して回収容器に回収されるようになっている。先端部２７ａと中間転写体１３との接触部分に溜まったトナーは、先端部２７ａが中間転写体１３の表面に対して潤滑性を得るための潤滑剤としての役割を果たしている。

以上のように、先端部２７ａと中間転写体１３との接触部分にトナーが溜まっている場合は、クリーニング部２７と中間転写体１３との間で、潤滑性を保つことができる。一方、転写残トナー量が少ない状況が継続すると、先端部２７ａと中間転写体１３との接触部分のトナー量が少なくなり、中間転写体１３とクリーニング部２７との良好な潤滑性を維持できなくなる。本実施形態では、後述するトナー供給モードを実行することで、クリーニング部２７と中間転写体１３との接触部分にトナーを供給して良好な潤滑性を維持する。

例えば、トナーとしては、重合法により製造され、被帯電性能安定化と潤滑性付与のために外添剤を添加した、粒径が５〜８μｍのほぼ球形である一成分非磁性トナーを使用することができる。しかしながら、二成分のトナーであっても、磁性トナーであっても良い。

続いて、図１を用いて、本実施形態におけるトナー供給モードでの動作について説明する。以下、トナー供給モードで中間転写体１３に形成するトナー像を、供給トナー像（供給現像剤像）と呼ぶ。図１において、形成領域とは、中間転写体１３において印刷対象のトナー像を形成する領域であり、非形成領域とは、中間転写体１３の形成領域の間の領域である。図１は、３枚の画像を連続して印刷する際の、供給トナー像１００と、二次転写ローラ２５が印加する二次転写バイアスの関係を示している。本実施形態では、画像形成装置の生産性を低下させないために、形成領域間の非形成領域において、トナー供給モードを実行して供給トナー像を形成する。

図５は、本実施形態における、記録材種別及び坪量に対する、プロセス速度、生産性、非形成領域長の関係を示している。なお、プロセス速度とは、中間転写体１３の表面の移動速度であり、生産性とは、単位時間（本例では１分）当たりの印刷枚数である。また、非形成領域長は、中間転写体１３の表面の移動方向、つまり、副走査方向の長さである。なお、以後、特に断りのない限り、長さとは副走査方向の長さを示すものとする。図５に示す様に、本実施形態では、坪量が大きい程、非形成領域の長さを長くしている。本実施形態では、非形成領域においてトナー供給モードを実行するが、トナー供給モードのために非形成領域の大きさを変えず、よって、トナー供給モードを実行することによる画像形成装置の生産性の低下はない。なお、供給トナー像１００の主走査方向の長さは、形成可能な最大長とする。なお、主走査方向とは、中間転写体１３の表面の移動方向とは直交する方向である。これは、クリーニング部２７と中間転写体１３との接触部分の全体に均一にトナーを供給するためである。

図１に示す様に、形成領域と供給トナー像１００が形成されない非形成領域において、二次転写ローラ２５は、二次転写バイアスＶｔｒを印加する。一方、供給トナー像１００が形成された非形成領域が、二次転写ローラ２５と接触する際、二次転写ローラ２５は、トナーと同極性の二次転写バイアスＶｔｍを印加することで、供給トナー像１００のトナーが二次転写ローラ２５に付着することを抑制する。しかしながら、二次転写ローラ２５がトナーと同極性のバイアスを印加しても、ある量のトナーが二次転写ローラ２５に付着し、二次転写ローラ２５に付着したトナーが、その後、記録材に付着することで裏汚れが発生する。

図６は、供給トナー像１００の階調を変えた時の、単位面積当たりのトナー量と、裏汚れ量との関係を示している。なお、本実施形態において、裏汚れ量を、記録材の反射光量の低下率と見做し、下記の式（１）で定義している。
裏汚れ量（％）＝（（ＲＣ−ＲＤ）＊１００）／ＲＣ （１）
ここで、ＲＣは、記録材の裏汚れが発生していない部分の反射光量であり、ＲＤは、記録材の裏汚れが発生している部分の反射光量である。なお、反射光量の測定には（有）東京電色製の白色光度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａを使用し、記録材としてキヤノン株式会社のＣＳ−８１４を用いた。図６のＲ２は２％であり、Ｒ１は１％である。図６において、裏汚れ量がＲ２以下ではほとんど汚れを確認できず、Ｒ１以下では目視では汚れを確認できなかった。中間転写体１３に形成したトナー像の単位面積当たりのトナー量（現像剤量）と裏汚れ量には相関があり、単位面積当たりのトナー量がＡ２以上では、裏汚れ量がＲ２以上となる。これは、ハーフトーン画像の階調を上げると、中間転写体１３上の単位面積当たりのトナー被覆率が増え、二次転写ローラ２５と接触するトナー量が多くなるからである。

次に、供給トナー量とクリーニング性との関係について説明する。図７は、供給トナー像１００の単位面積当たりのトナー量を変えて、クリーニング性能と、裏汚れ量を評価した結果である。なお、評価は、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下にて行った。使用した記録材は、キヤノン株式会社製のＣＳ−８１４で、印刷率１％の二枚間欠印刷で、１０万枚を通紙し、クリーニング不良の発生有無と、裏汚れ量を測定した。なお、印刷率は、記録材に形成可能なトナー像の最大面積に対する、実際に形成したトナー像の面積の割合である。なお、供給トナー像１００は、総ての非形成領域で形成し、供給トナー像１００の副走査方向の長さは８ｍｍとし、ハーフトーン画像の階調を変えて供給トナー量の調整を行った。図８（Ａ）に、供給トナー像を示す。供給トナー像は、図８（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）に示すように、４×４のディザマトリクスによるハーフトーン処理により単位面積当たりのトナー量を調整した。なお、図８（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）に示すような、パルス幅変調（ＰＷＭ）処理により、走査ビームの照射時間を変えてトナー量を調整することもできる。

図７の条件＃１は、単位面積当たりのトナー量が０、つまり、実質的にトナー供給モードを行わない場合であり、通紙１万枚で、クリーニング部２７の先端部２７ａに捲れが発生した。これは潤滑剤として働くトナーがほとんど供給されず、クリーニング部２７と中間転写体１３との摩擦力が高くなったためである。なお、裏汚れ量は０．２％と、図６のＲ１以下であり、裏汚れを確認することができなかった。

図７の条件＃２では、通紙３万枚でクリーニング不良が発生した。クリーニング部２７の先端部２７ａは、所々で欠けており、その箇所でクリーニング不良が発生していた。先端部２７ａが欠けたのは、供給トナー量が不十分だったため、中間転写体１３表面の微細な凸部との摩擦力が高くなったためである。なお、裏汚れ量は０．６％と、図６のＲ１以下であり、裏汚れを確認することができなかった。

図７の条件３では、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生せず、良好なクリーニング性能が得られた。これは供給トナー量が、潤滑効果が得るのに十分な量であり、摩擦力を低減させる効果が発揮され続けたためである。なお、裏汚れ量は１．２％と、図６のＲ２以下であり、ほとんど確認できないレベルであった。

図７の条件４では、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生せず、良好なクリーニング性能が得られた。なお、裏汚れ量は２．０％と、図６のＲ２以下であり、ほとんど確認できないレベルであった。

図７の条件５では、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生せず、良好なクリーニング性能が得られた。しかし、裏汚れ量は２．５％と、図６のＲ２以上であり、視認できるレベルとなった。

以上の実験結果から、例えば、本実施形態の画像形成装置においてトナー供給モードで良好なクリーニング性能を得るためには、単位面積当たり０．０４ｍｇ／ｃｍ^２以上の供給トナー量が必要であることが分かる。一方、供給トナー像のトナーが二次転写ローラ２５経由で記録材に付着することで生じる裏汚れを抑制するためには、単位面積当たりのトナー量が０．０８ｍｇ／ｃｍ^２以下でなければならないことが分かる。この様に、クリーニング性能を維持しつつ、裏汚れを防ぐためには、供給トナー像のトナー量を所定の範囲とする必要があることが分かる。なお、図７に示す数値は、ある特定の画像形成装置についてのものであり、本発明は、図７に示す数値に限定されるものではない。

次に、良好なクリーニング性を確保し、かつ、裏汚れを低減させる方法について説明する。供給トナー像の副走査方向の長さは、非形成領域の副走査方向の長さ以内との制限を受ける。非形成領域の副走査方向の長さが短いからといって、単位面積当たりのトナー量を増やすと、二次転写ローラ２５へのトナーの付着量が増加し、裏汚れ量が増加する。一方、非形成領域の副走査方向の長さが大きい場合には、供給トナー像１００の副走査方向の長さも大きくすることができ、よって、単位面積当たりのトナー量を減らしても、十分な量のトナーをクリーニング部２７に供給できる。

図９は、供給トナー像１００の副走査方向の長さと、単位面積当たりのトナー量を変えた場合の裏汚れ量を評価した結果である。なお、その他の条件は、図７の測定時と同じとした。

条件６と、条件６と比較して供給トナー像１００の副走査方向の長さを２倍にした条件７での裏汚れ量は同じ１．２％であった。一方、条件８は、供給トナー像の副走査方向の長さを条件７と同じとし、単位面積当たりのトナー量を条件６及び７の半分にしたものであり、裏汚れ量は０．６％となった。また、条件９は、供給トナー像の副走査方向の長さを条件＃６の３倍とし、単位面積当たりのトナー量を条件＃６の３分の１に減らしたものであり、裏汚れ量は０．５％となった。なお、条件＃６〜条件＃９において、クリーニング部のクリーニング性能は良好であった。

このように、トナー供給モードにおける供給トナー像１００の単位面積当たりのトナー量を減らすことで、裏汚れを認識できないレベルまで抑制することが可能となる。なお、グロス紙のように光沢度の高い記録材はトナー汚れが目立ちやすいため、付着するトナー量を極力減らすことが求められる。汚れの無い高画質な画像形成を行うためには、トナー供給モードを実行しながら、単位面積当たりのトナー量を極力減らすことが重要である。図１０は、各種記録材に対する非形成領域の長さと、供給トナー像の副走査方向の長さと、単位面積当たりのトナー量を示している。図１０においては、供給トナー量が等しくなる様に単位面積当たりのトナー量を調整している。なお、図１０は例示であり、本発明を限定するものではない。

本実施形態では、供給トナー像の副走査方向の最大長は、二次転写ローラ２５の周長未満とする。これは、二次転写ローラ２５の表面に、供給トナー像からのトナーが付着する機会を１回に抑えるためである。本実施形態の二次転写ローラ２５の外径は２０ｍｍであるため、供給トナー像の副走査方向の長さは、６２．８ｍｍ未満としている。

なお、図１０の、非形成領域の長さ、当該非形成領域に形成する供給トナー像の長さ及び単位面積当たりのトナー量は、対応する記録材の、中間転写体１３の進行方向の上流側のものである。つまり、次に印刷する記録材のためのトナー像に先立ち、次に印刷する記録材に応じた供給トナー像を形成する。したがって、図１０の設定において、図１１に示す記録材に印刷を行う場合、非形成領域の副走査方向の長さや、当該非形成領域に形成する供給トナー像１００の副走査方向の長さは図１１に示す通りとなる。本実施形態は、記録材に転写するトナー像の前に、当該記録材に応じた供給トナー像を形成するものであるが、記録材に転写するトナー像の後に、当該記録材に応じた供給トナー像を形成することもできる。

本実施形態及び以下に説明する各実施形態においては、記録材が普通紙である場合を基準とし、記録材が普通紙である場合に形成される供給トナー像を第１の供給トナー像（第１の供給現像剤像）と呼ぶものとする。また、記録材が普通紙以外の場合に形成される供給トナー像を第２の供給トナー像（第２の供給現像剤像）と呼ぶものとする。図１０に示す様に、本実施形態では、第２の供給トナー像の副走査方向の長さは、いずれも、第１の供給トナー像より長い。また、第２の供給トナー像の単位面積当たりのトナー量は、第１の供給トナー像の単位面積当たりのトナー量以下（現像剤量以下）である。なお、本実施形態において、第２の供給トナー像での供給トナー量は、第１の供給トナー像での供給トナー量と等しい。さらに、総ての供給トナー像の単位面積当たりのトナー量は、裏汚れを防止できる所定量以下、本例では、０．０４ｍｇ／ｍｍ^２以下である。

以上、本実施形態では、印刷に使用する記録材で決定される非形成領域の副走査方向の長さに応じて、供給トナー像の副走査方向の長さと、単位面積当たりのトナー量を変化させることで、クリーニング性能を維持しつつ、裏汚れの発生を抑制することができる。なお、本実施形態においては、トナー供給モードでトナーを供給する現像部は、任意の基準で選択することができる。つまり、制御部２６は、現像部８ａ〜８ｄの１つ又は複数を、任意の基準で選択し、選択した現像部を使用して供給トナー像１００を中間転写体１３に形成する。例えば、制御部２６は、現像部８ａ〜８ｄのトナーの残量に基づき１つ又は複数の現像部を選択できる。また、制御部２６は、直前の記録材への印刷に使用した現像部や、使用しなかった現像部を選択することもできる。さらに、常に、総ての現像部８ａ〜８ｄを選択する構成とすることもできる。また、中間転写体１３のクリーニング部２７ではなく、各カートリッジのクリーニング部３への潤滑剤としてのトナーの供給にも本発明を適用できる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態においては、トナー供給モードは、図１２に示す様に第１モードから第３モードの３つのモードを有している。ここで、第１モードは、第一実施形態における普通紙の場合と同じであり、第１モードにおける供給トナー像は、第１の供給トナー像である。また、第２モードは、記録材が普通紙以外の時に選択され、第１モードより供給トナー像の副走査方向の長さは長いが、単位面積当たりのトナー量が少ないモードである。なお、第２モードでの供給トナー量は、第１モードでの供給トナー量より多い。第２モードは、第一実施形態における普通紙以外の場合を１つにまとめたものであり、第２モードにおける供給トナー像は、第２の供給トナー像である。しかしながら、本実施形態では、第一実施形態と異なり、第２の供給トナー像での供給トナー量は、第１の供給トナー像での供給トナー量以上（現像剤量以上）である。第３モードは、第１モードと供給トナー像１００のサイズは同じであるが、第１モードより単位面積当たりのトナー量が少ないモードである。よって、第３モードでの供給トナー量は、第１モードでの供給トナー量より少なくなる。

続いて、トナー供給モードの制御方法について、図１３を用いて説明する。なお、画像形成時に選択されるトナー供給モードや、中間転写体の走行距離と、必要なトナー供給積算量との関係や、現時点までにおいて供給したトナーの積算量は、画像形成装置の制御部２６に記憶されている。なお、図１３において、点線は中間転写体１３の走行距離と、クリーニング部２７に供給が必要なトナーの積算量との関係を示し、実線は、中間転写体１３の走行距離と実際に供給したトナーの積算量との関係を示している。

まず、印刷において普通紙が選択された場合、トナー供給モードとして第１モードが選択されるものとする。この時、第一実施形態にて説明した様に、裏汚れ量は１．２％となる。第１モードが選択されたことから、領域Ａでは実際に供給したトナーの積算量は、供給が必要なトナーの積算量に一致している。続いて、印刷においてグロス紙、厚紙、小サイズ紙等の非形成領域の長さが長い記録材が選択された場合、トナー供給モードとして第２モードが選択される。第２モードでは供給トナー像の副走査方向の長さ及び単位面積当たりのトナー量は、それぞれ、第１モードの２．５倍及び０．５倍となるため、第２モードでの供給トナー量は第１モードでの通常モード時に比べて増加する。しかしながら、第２モードでは、単位面積当たりのトナー量が第１モードより少なくなるため、裏汚れ量は、０．２％と、第１モードより低くなる。また、第２モードを選択することで、領域Ｂでは実際に供給したトナーの積算量が、供給が必要なトナーの積算量より多くなる。

続いて、印刷において、再び普通紙が選択された場合、制御部２６は、現時点で供給したトナーの積算量と、供給が必要なトナーの積算量を比較する。図１３に示す様に、第２モード終了時点、つまり、再び普通紙が選択された時点では、供給したトナーの積算量が、必要なトナーの積算量を上回っているため、制御部２６は、第１モードではなく第３モードを選択する。上述した様に第３モードでは、第１モードより単位面積当たりのトナー量が少ないため、裏汚れ量を０．２％に低減することができる。このときのトナー供給量は基準より少なくなるが、領域Ｂにおいて十分に供給されたトナーがクリーニング部２７の近傍にあるため、クリーニング性能が劣化することもない。制御部２６は、第３モードを選択している間、供給したトナーの積算量と、供給が必要なトナーの積算量を比較し、両者が一致すると、第１モードに切り替えを行う（領域Ｄ）。第１モードを選択している領域Ｄにおいては、供給したトナーの積算量と、供給が必要なトナーの積算量が等しくなる。

以上、使用する記録材の種別に応じて非形成領域の長さを長くしたときに、トナー供給量を基準より多くする。これにより、非形成領域を狭くしなければならないときの供給トナー像の単位面積当たりのトナー量を抑えることができ、よって、トナーの過剰消費を抑制して裏汚れを抑えることができる。

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１４は、本実施形態における記録材の種別に対する各種条件を示している。第一実施形態との相違点は、供給増モードを追加したことである。プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄの寿命末期時には、トナーの潤滑性が失われている場合がある。このような場合、カートリッジの使用開始時と同じ量のトナーをクリーニング部２７に供給しても潤滑効果は得られにくくなる。そこで、プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄのトナー残量が閾値より少ないと、カートリッジの寿命に近いと判定し、供給増モードを選択する。図１４に示す様に、供給増モードでは、印刷対象の記録材の種別に拘らず非形成領域を広げ、供給トナー量を強制的に増やすように制御する。これにより、例えば、普通紙での生産性は落ちるものの、クリーニング部２７に十分な量のトナーを供給して潤滑効果を維持することができる。なお、供給増モードで形成する供給トナー像は、第２の供給トナー像である。

本実施形態によるトナー供給モードの制御処理のフローチャートを図１５に示す。制御部２６は、供給トナー像１００の形成に使用するプロセスカートリッジ９ａ〜９ｄの現像部のトナー残量が第１閾値未満であるかをＳ１０で判定し、第１閾値未満ではないと、Ｓ１２において、使用する記録材の種別に応じたトナー供給モードを実行する。一方、Ｓ１０で、トナー残量が第１閾値未満であると、制御部２６は、Ｓ１１において、使用する記録材の種別に拘らず、トナー供給モードとして供給増モードを選択する。そして、制御部２６は、Ｓ１４において、供給トナー像の形成と、印刷する画像の形成を行う。なお、供給トナー像１００の形成に使用する現像部は第一実施形態と同様に任意の基準を使用できる。なお、供給トナー像１００の形成に複数の色を使用する場合、例えば、使用する色１つでも第１閾値未満であると、供給増モードを選択する構成とすることができる。また、使用する総ての色が第１閾値未満であると、供給増モードを選択する構成とすることができる。さらに、使用する色の所定数以上が第１閾未満や、使用する色の過半数が第１閾未満であると、供給増モードを選択する構成とすることができる。

図１０に示す例において、プロセスカートリッジの最初のトナー残量が１０％未満の時に、普通紙モードを実行し続けると、クリーニング不良が発生する可能性が高くなるものとする。例えば、図１５のＳ１０での閾値を１０％とし、供給増モードにおけるトナー供給量を図１４に示す様に０．７０ｍｇに増やすことで、良好なクリーニング性能を維持することができる。なお、図１０や図１４の数値は一例であり、本発明は図１０や図１４の数値に限定されない。また、カートリッジの寿命が近いことをトナー残量で判定したが、現像スリーブの回転数や回転時間等、現像部８ａ〜８ｄの使用に応じて変化する他の値により判定することもできる。さらに、供給増モードにおいて、非形成領域の長さ及び供給トナー像の長さを一定にしていた。つまり、図１４の例に従い供給増モードにおいて普通紙に印刷する場合、非形成領域の長さ及び供給トナー像の長さは図１６（Ａ）の様になる。しかしながら、記録材の種別に応じた非形成領域の長さ及び供給トナー像の長さを使用しつつ、供給増モードの非形成領域の長さ及び供給トナー像１００の長さへと周期的に変更する形態とすることもできる。この場合、例えば、供給増モードにおいて普通紙に印刷すると、図１６（Ｂ）の様になる。

以上、本実施形態では、プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄの使用期間に拘らずクリーニング性の向上と裏汚れの低減を達成することができる。

＜第四実施形態＞
続いて、第四実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１７は、本実施形態における記録材の種別に対する各種条件を示している。第一実施形態との相違点は、普通紙について、少量モードを追加したことである。なお、本実施形態の普通紙の通常モードは、第一実施形態の普通紙モードと同じであり、少量モードは単位面積当たりのトナー量を通常モード（通常値）より減少させたものである。なお、本実施形態では、少量モードにおける単位面積当たりのトナー量を通常値の半分としている。本実施形態では、制御部２６は、クリーニング部２７に供給が必要なトナーの積算量と、現時点で供給したトナーの積算量を保存している。なお、積算の開始は、例えば、プロセスカートリッジの使用開始時等とできる。本実施形態においては、印刷する記録材の種別が普通紙である場合、現時点で供給したトナーの積算量から供給が必要なトナーの積算量を減じた値が第２閾値以上であるかを判定する。第２閾値以上である場合、クリーニング部２７の近傍には十分なトナーが供給されていると判定して、少量モードを選択する。

このように、制御することで、クリーニング性を維持しつつ、非形成領域が狭い普通紙においても裏汚れを低減させることができる。なお、図１７に示す数値も例示である。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (16)

1. 現像剤により像担持体に現像剤像を形成する画像形成手段と、
   前記像担持体に形成した現像剤像を記録材に転写する転写手段と、
   前記記録材に転写されずに前記像担持体に残留した現像剤を除去する除去手段と、
   前記除去手段に現像剤を供給するため、前記記録材に転写する現像剤像の間の前記像担持体の領域に、前記記録材に転写しない供給現像剤像を形成する様に前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   を備えており、
   前記画像形成手段は、前記供給現像剤像として、少なくとも第１の供給現像剤像と、副走査方向の長さが前記第１の供給現像剤像より長く、かつ、単位面積当たりの現像剤量が前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量以下である少なくとも１つの第２の供給現像剤像を形成可能であり、
   前記制御手段は、予め定めた前記記録材の種別と供給現像剤像との関係に基づき、前記記録材に転写する現像剤像の前又は後に前記画像形成手段に形成させる供給現像剤像を選択し、前記記録材の種別に基づき、前記記録材に転写する現像剤像の前又は後ろに副走査方向の長さを変化させた前記供給現像剤像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量は、前記転写手段を経由して記録材に付着する前記供給現像剤像の現像剤が所定量以下となる様に決定したものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の供給現像剤像により前記除去手段に供給する現像剤量は、前記第１の供給現像剤像により前記除去手段に供給する現像剤量以上であ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。
4. 前記制御手段は、前記供給現像剤像を形成するために使用する前記画像形成手段の現像剤の残量が第１閾値未満となるものが所定数以上あると、前記記録材の種別に拘らず前記第２の供給現像剤像を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記第１の供給現像剤像を形成する場合、前記除去手段に供給することが必要な現像剤の積算量と、前記除去手段に供給した現像剤の積算量とを比較し、前記必要な現像剤の積算量より前記供給した現像剤の積算量が多い場合、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記必要な現像剤の積算量と、前記供給した現像剤の積算量との差が第２閾値より大きい場合に、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させた場合、前記供給した現像剤の積算量が前記必要な現像剤の積算量になると、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を前記通常値に戻すことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記副走査方向の長さが長くなるほど単位面積当たりの現像剤量が少なくなるように前記供給現像剤像を形成させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 現像剤により像担持体に現像剤像を形成する画像形成手段と、
   前記像担持体に形成した現像剤像を記録材に転写する転写手段と、
   前記記録材に転写されずに前記像担持体に残留した現像剤を除去する除去手段と、
   前記除去手段に現像剤を供給するため、前記記録材に転写する現像剤像の間の前記像担持体の領域に、前記記録材に転写しない供給現像剤像を形成する様に前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、前記記録材に転写する現像剤像の間の前記像担持体の非形成領域の前記像担持体の回転方向における長さに応じて、単位面積当たりの現像剤量が所定量以下となるように前記供給現像剤像の前記像担持体の回転方向における長さを制御し、
   前記像担持体の前記非形成領域の前記長さが第１の長さである場合、前記供給現像剤像としての第１の供給現像剤像の長さは前記第１の長さより短い第２の長さであり、且つ、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量は第１の量であり、前記像担持体の前記非形成領域の前記長さが前記第１の長さより長い第３の長さである場合、前記供給現像剤像としての第２の供給現像剤像の長さは前記第３の長さより短く前記第２の長さより長い第４の長さであり、且つ、前記第２の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量は前記第１の量より少ない第２の量であることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記供給現像剤像の長さが長くなるほど単位面積当たりの現像剤量が少なくなるように前記供給現像剤像を形成させることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量は、前記転写手段を経由して記録材に付着する前記供給現像剤像の現像剤が所定量以下となる様に決定したものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記第２の供給現像剤像により前記除去手段に供給する現像剤量は、前記第１の供給現像剤像により前記除去手段に供給する現像剤量以上であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、前記供給現像剤像を形成するために使用する前記画像形成手段の現像剤の残量が第１閾値未満となるものが所定数以上あると、前記記録材の種別に拘らず前記第２の供給現像剤像を形成することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記制御手段は、前記第１の供給現像剤像を形成する場合、前記除去手段に供給することが必要な現像剤の積算量と、前記除去手段に供給した現像剤の積算量とを比較し、前記必要な現像剤の積算量より前記供給した現像剤の積算量が多い場合、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記制御手段は、前記必要な現像剤の積算量と、前記供給した現像剤の積算量との差が第２閾値より大きい場合に、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記制御手段は、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を通常値より減少させた場合、前記供給した現像剤の積算量が前記必要な現像剤の積算量になると、前記第１の供給現像剤像の単位面積当たりの現像剤量を前記通常値に戻すことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。

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