JP2009014961A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラックモードを長時間継続しても、転写回転体の静電クリーニング装置に必要なクリーニング性能が確保されて、記録材を裏汚れさせない画像形成装置を提供する。
【解決手段】ブラック単色モードで使えるブラックの画像形成部を利用して、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに対応する供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成して中間転写ベルト９に担持させる。ブラック単色モードの期間中、ファーブラシ５１は、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣに接触して放電生成物を除去される。ブラック単色モードが終了してフルカラーモードへ復帰した際に、二次転写ローラ１１に転写されたカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを、１回の通過で十分に除去して、記録材Ｐの裏汚れ不良を発生しない。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像のトナー像の間隔に複数色の制御用トナー像が担持される画像形成装置、詳しくは、転写回転体に付着した制御用トナー像に対するクリーニング性能を低下させない制御に関する。

連続して形成される画像のトナー像の間隔に、複数色の制御用トナー像（例えばカラーパッチ）を、転写回転体の軸方向に位置を異ならせて形成して、トナー像の形成条件を調整する画像形成装置が実用化されている。

制御用トナー像を形成する画像形成装置では、記録材に転写されない制御用トナー像が転写回転体に付着して記録材の裏汚れを引き起すため、転写回転体にクリーニング装置を付設する必要がある。

特許文献１、２には、トナー像の間隔に制御用トナー像としてのカラーパッチを形成する画像形成装置が示される。

特許文献３には、電圧を印加した導電性ブラシ部材を当接させてトナー付着面から静電的にトナーを吸着回収する静電クリーニング装置を、転写回転体に付設した画像形成装置が示される。ここでは、短い記録材間隔で画像を連続的に出力する場合でも、導電性ブラシ部材の１回の通過で、制御用トナー像を転写回転体からほぼ１００％除去できるように静電クリーニング装置が設計されている。

特許文献４には、中間転写ベルトに沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像形成部を配列した画像形成装置が示される。ここでは、フルカラーモードとブラック単色モードとを切り替えて実行可能であり、ブラック単色モードが設定されると、不必要な磨耗や電力消費を阻止すべく、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像形成部は中間転写ベルトから離間される。

特開平６−１４９０５７号公報 特開２００１−３１８５３９号公報 特開２００７−７８９３７号公報 特開２００５−１２８１８０号公報

転写回転体の軸方向に位置を異ならせて複数色の制御用トナー像を形成する画像形成装置でブラック単色モードを実行させる場合、ブラック以外の制御用トナー像は形成されない。調整すべきイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成されないからである。

また、ブラック単色モードの期間中、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像形成部が中間転写ベルト等から離間される場合、物理的にも、中間転写ベルト等へ制御用トナー像を担持させることは不可能になる。

このような画像形成装置で長時間（例えば５分以上）ブラック単色モードを継続した後にフルカラーモードの画像形成を行うと、シアン、マゼンタ、イエローのトナーで記録材が裏汚れすることが判明した。

この裏汚れは、静電クリーニング装置の導電性ブラシ部材を交換することで解消された。そして、交換した導電性ブラシ部材を解析した結果、シアン、マゼンタ、イエローの制御用トナー像を回収すべき導電性ブラシ部材の領域で、トナー付着能力が低下していることが確認された。

正確に言えば、ブラックの制御用トナー像を転写回転体の表面から定期的に回収していた導電性ブラシ部材の領域だけが、１回の通過で、制御用トナー像を転写回転体からほぼ１００％除去できる性能を維持していた。

本発明は、ブラックモードを長時間継続しても、転写回転体の静電クリーニング装置に必要なクリーニング性能が確保されて、記録材を裏汚れさせない画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段を用いて形成されたトナー像を担持する像担持体と、記録材を前記像担持体に圧接してトナー像の転写部を形成する転写回転体と、前記転写部に電圧を印加して前記像担持体から記録材へトナー像を転写させる電源と、前記転写回転体に対して電圧が印加された導電性ブラシ部材を当接させて、前記転写回転体に付着したトナーを静電的に除去する静電クリーニング装置と、複数色の中の一色のトナーを用いたトナー像を前記像担持体へ担持させる単色モードとを有し、前記像担持体に担持されたトナー像の間隔に、前記転写回転体の軸方向に位置を異ならせて前記複数色の制御用トナー像が担持されるものである。そして、前記単色モードでは、前記トナー像形成手段を制御して、前記複数色の他色の前記制御用トナー像が担持される位置に、前記一色のトナーを用いた非制御用トナー像を担持させる制御手段を有する。

本発明の画像形成装置では、他色の制御用トナー像によってリフレッシュされるべき導電性ブラシ部材の領域を、使用中の一色のトナーの過剰な消費を抑えながら、リフレッシュできる。

転写部で形成されて転写回転体に連れ回りして導電性ブラシ部材に付着する放電生成物（窒素酸化物等）を、非制御用トナー像のトナー粒子に付着させて、導電性ブラシ部材の表面から除去できる。

従って、単色モードの期間中に、他色の制御用トナー像をクリーニングすべき導電性ブラシ部材の領域のクリーニング性能が低下することを、過剰なトナーの消費を伴うことなく抑えることができる。これにより、ブラックモードを長時間継続しても、転写回転体の静電クリーニング装置に必要なクリーニング性能が確保されて、フルカラーモード復帰時に、記録材を裏汚れさせない画像形成装置も実現可能になる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、単色モードで使用中のトナーを用いて非制御用トナー像を形成して、他色の制御用トナー像を代用させる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、記録材搬送体に担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。制御用トナー像は、カラーパッチには限定されず、各色トナー像の位置を合わせるためのいわゆるレジマーク等でも実施できる。

実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。図１中、（ａ）はフルカラーモード、（ｂ）はブラック単色モードである。

図１の（ａ）に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に沿って感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが複数配置されたタンデム型フルカラー複写機である。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト９に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト９に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送され、レジストローラ２３によって二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２５で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。

像担持体の一例である中間転写ベルト９は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及びバックアップローラ１０に支持されて、所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト９は、テンションローラ１２によって３０Ｎ（３ｋｇｆ）の張架力を付与され、駆動ローラ１３に駆動されて移動速度３００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

分離装置２２は、給紙カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２３へ送り出す。レジストローラ２３は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

画像形成装置１００は、記録材Ｐにフルカラー画像を形成するフルカラーモードと、記録材Ｐにブラックの単色画像を形成するブラック単色モードとを実行する。

図１の（ｂ）に示すように、画像形成装置１００は、ブラック単色モードが設定されると、使用しないイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを中間転写ベルト９から離間させる。支持ローラ９ｄを湾曲点にして中間転写ベルト９側を下降させることにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから中間転写ベルト９を離間させる。これにより、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける不必要な電力消費が節約され、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの磨耗も阻止される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

図２に示すように、トナー像形成手段の一例である画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電装置２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置する。

感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成してある。感光ドラム１ａは、両端部を回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２ａは、感光ドラム１ａに帯電ローラを圧接して従動回転させ、電源Ｄ３から帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。

露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４ａは、トナーを負極性に帯電させた後に、固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１ａとカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持させて、感光ドラム１ａを摺擦させる。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１ａの静電像へトナーを移動させて、静電像を反転現像する。

一次転写ローラ５ａは、両端部を不図示のバネ部材で付勢されて感光ドラム１ａとの間に中間転写ベルト９を挟み込み、感光ドラム１ａと中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。

一次転写ローラ５ａは、ステンレス製のローラ軸の外周に、抵抗性を持たせた弾性層を配置している。弾性層は、抵抗値が１０^６〜１０^８Ω・ｃｍに調整したスポンジ組織のＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＮＢＲ、ＢＲ、ＳＢＲ等の弾性材料で形成されている。

電源Ｄ１は、一次転写ローラ５ａのローラ軸に正極性の直流電圧を印加して、負極性に帯電して感光ドラム１ａに担持されたトナー像を、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト９へ電気的に移動させる。

クリーニング装置６ａは、クリーニングブレードを感光ドラム１ａに摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１ａの表面に残留した転写残トナーを除去して、次回のトナー像形成に備えさせる。

制御手段の一例である制御部１１０は、タッチパネルで構成される操作パネル１０８を通じて操作及び設定がなされて画像形成装置１００を制御する。

＜二次転写部＞
像担持体の一例である中間転写ベルト９は、幅３７０ｍｍ、周長９００ｍｍの無端状に形成され、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を担持して二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト９は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等で形成される。

中間転写ベルト９は、厚みを０．０７〜０．５［ｍｍ］とし、帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させて、体積抵抗率ρ（Ωｃｍ）を１０^９（Ωｃｍ）に調整してある。転写性の観点からは、体積抵抗率ρ（Ωｃｍ）は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用して、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３度Ｃ５０％ＲＨにて、１０^５（Ωｃｍ）≦ρ≦１０^１５（Ωｃｍ）が望ましい。

クリーニング装置１９は、クリーニングブレードを中間転写ベルト９に摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残留した転写残トナーを除去する。

バックアップローラ１０は、ステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。

転写回転体の一例である二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。

二次転写ローラ１１は、ステンレス製のローラ軸１１ａの外周に、ウレタンゴム等のイオン導電性の弾性ゴム層とコーティング層からなる弾性層１１ｂを形成してある。弾性ゴム層は、セル径０．０５〜１．０ｍｍのカーボンブラック分散の発泡合成ゴム材料で形成され、表面層は、イオン導電性ポリマーを分散した厚み０．１〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料で形成される。これにより、外径２０ｍｍの金属ローラに総圧９．８Ｎで当接させて２０ｒｐｍで回転させて、２ｋＶを印加した時の抵抗値は、１０^７（Ω）に調整されている。二次転写性を考慮すると二次転写ローラ１１の抵抗値Ｒ（Ω）は、１０^６≦Ｒ≦１０^９の範囲が望ましい。二次転写ローラ１１の表面硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度値で３５度である。

電源の一例である電源Ｄ２は、正極性の定電圧を転写電圧として二次転写ローラ１１のローラ軸１１ａへ印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト９と記録材Ｐと二次転写ローラ１１との直列回路に転写電流を流す。これにより、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像が静電的に移動する。

ただし、二次転写ローラ１１を接地電位に接続して、バックアップローラ１０に負極性の転写電圧を印加する構成を採用してもよい。いずれにせよ、転写電流の一部が中間転写ベルト９のトナー載り部を流れて、中間転写ベルト９から記録材へのトナーの移動に関与する。

第１実施形態では、二次転写時に電源Ｄ２から出力させる定電圧を２．５ｋＶとし、転写電流を４０μＡに確保した。ただし、定電圧及び転写電流は、記録材Ｐの種類や温度湿度によっても変化し、二次転写ローラ１１の経時的な抵抗変化等によっても変化するので、これに限るものではない。

制御部１１０は、非画像形成時に測定用の定電圧を出力して転写電流を測定し、測定結果に基いて、画像形成時に出力する定電圧を随時補正している。

＜制御用トナー像＞
図３は制御用トナー像の説明図、図４は受光素子の出力と定着後の画像濃度との関係の説明図である。

図２を参照して図３に示すように、制御部１１０は、フルカラーモードが設定されると、感光ドラム１ａのイエロートナー像の間隔に、制御用トナー像の一例であるイエローのカラーパッチＣＹを形成する。

画像のトナー像の担持間隔に形成される制御用トナー像は、制御の精度を上げるために、なるべく高い頻度で形成することが好ましい。特に、フルカラーモードでは、各色ごとの調整が必要となるので、ブラック単色モードよりも多くの制御用トナー像を高頻度で形成する必要がある。

カラーパッチＣＹは、画像のトナー像と同様に、露光装置３ａが書き込んだ静電像を現像装置４ａが現像して感光ドラム１ａに形成される。

受光素子８ａは、カラーパッチＣＹに赤外光を照射した際の乱反射光を検知して、カラーパッチＣＹのトナー載り量に応じたアナログ電圧を制御部１１０に出力する。

感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄには、同様に、制御用トナー像の一例であるマゼンタ、シアン、ブラックのカラーパッチＣＭ、ＣＣ、ＣＫがそれぞれ形成される。

カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫは、Ｎ枚目の画像のトナー像とＮ＋１枚目の画像のトナー像との間隔に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの軸方向へ位置をずらせて２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形に形成される。

カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの軸方向に位置を異ならせ、相互に５０ｍｍの間隙を設けて配置される。後述する二次転写ローラクリーニング装置５０は、重なり合ったカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫを１回の通過で１００％除去できるほどのクリーニング能力を持たないからである。ファーブラシを用いた静電クリーニング装置は、一度にクリーニングできるトナー載り量に電気的な限界があるからである。

図２を参照して図４に示すように、トナー像を定着した後の画像の濃度は、受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄがトナー像を検知したアナログ電圧出力に対応している。カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫは、各色の８ビット濃度階調の中から複数段階に設定されて露光信号を形成されている。

制御部１１０は、制御の詳細は、後述するが、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫの検知結果に基づいて、結果的に、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫのトナー載り量を検知する。

制御部１１０は、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫのトナー載り量から現在のトナー形成条件を評価し、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫの検知結果が、所定の濃度値（例えば１２０／２５６）に近付くようにトナー形成条件を修正する。

制御部１１０は、現像装置４ａに供給されるトナーの過不足を判定してトナー供給ローラ４ｆを作動させ、トナー供給ボトル７ａから現像装置４ａに供給されるトナー量を調整する。

制御部１１０は、トナー供給ローラ４ｆの調整範囲で所定のトナー載り量が得られなくなると、電源Ｄ４が出力する直流電圧を変化させて、等しい静電像に付着するトナー量を調整する。

制御部１１０は、電源Ｄ４の直流電圧の調整範囲で所定のトナー載り量が得られなくなると、露光装置３の出力するレーザービームの出力光量を変化させて静電像を調整する。

＜二次転写ローラクリーニング装置＞
図５は二次転写ローラクリーニング装置のクリーニング特性の説明図である。

カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫは、記録材Ｐの搬送間隔（いわゆる紙間）に形成されているため、二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐには二次転写されず、二次転写ローラ１１に二次転写されてしまう。

そして、二次転写ローラ１１に付着したトナーは、一周して、二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐの裏面に移し取られて定着装置（２５：図１）で定着されることにより、記録材Ｐの裏汚れ不良を発生する。

ここで、記録材Ｐの搬送間隔で二次転写ローラ１１を中間転写ベルト９から離間させれば、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫが二次転写ローラ１１へ転写されないで済む。また、記録材Ｐの搬送間隔で電源Ｄ２から出力する電圧極性を反転させれば、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫを中間転写ベルト９へ押し返すことができる。

しかし、高速のプロセススピードで記録材Ｐの間隔を短くして高い生産性を達成するために、画像形成装置１００では、記録材Ｐの間隔で二次転写ローラ１１を離間させることも、電源Ｄ２の出力を反転することも採用していない。

その代わり、二次転写部Ｔ２を通過する二次転写ローラ１１の表面を常時清浄に保つべく、高性能の二次転写ローラクリーニング装置５０が二次転写ローラ１１に付設されている。二次転写ローラクリーニング装置５０は、ハーフトーンの制御用トナー像であれば、１回の通過で二次転写ローラ１１の表面からほぼ１００％除去できるクリーニング能力を有する。

図２に示すように、二次転写ローラクリーニング装置５０は、導電性ブラシ部材の一例であるファーブラシ５１を、二次転写ローラ１１の表面の二次転写部Ｔ２の下流側に当接して配置している。

ファーブラシ５１は、外径２０ｍｍ長さ３７０ｍｍの円柱形状に形成され、毛体の植毛密度が５０万本／ｉｎｃｈ２、毛体の長さが５ｍｍ、二次転写ローラ１１に対する侵入量が１．０ｍｍに設定されている。ファーブラシ５１の抵抗値は、金属ローラに侵入量１ｍｍで侵入させて１００ｒｐｍで回転させた状態で１００Ｖ印加した測定値で１０^７（Ω）である。

ファーブラシ５１は、二次転写ローラ１１の駆動系から分配された駆動力によって、二次転写ローラ１１の周速の２０％の周速度で回転して、二次転写ローラ１１の表面をカウンタ方向に摺擦する。

金属ローラ５２は、ステンレス製の円筒材料で形成され、ファーブラシ５１に対してウイズ方向にファーブラシ５１の（１２０％）の周速度で回転して、ファーブラシ５１からトナーを受け取る。ファーブラシ５１及び金属ローラ５２は、電気的にはフロート状態で回転する。

クリーニングブレード５３は、ウレタンゴム材料で形成され、金属ローラ５２に先端を摺擦させて、金属ローラ５２の表面に付着したトナーを回収容器５４へ掻き落とす。

電源Ｄ５は、二次転写ローラ１１の回転中を通じて、金属ローラ５２に正極性の電圧を印加し続けて、二次転写ローラ１１とファーブラシ５１と金属ローラ５２との直流回路にクリーニング電流を流す。これにより、二次転写ローラ１１に対してファーブラシ５１は正極性となり、ファーブラシ５１に対して金属ローラ５２は正極性となる。負極性に帯電して二次転写ローラ１１の表面に付着したトナー粒子は、静電的にファーブラシ５１に移動した後に、静電的に金属ローラ５２へ移動し、クリーニングブレード５３によって回収容器５４に回収される。

図２を参照して図５に示すように、電源Ｄ５が金属ローラ５２に出力する電圧を変化させると、二次転写ローラクリーニング装置５０のクリーニング能力が変化する。

０．５ｋＶ付近から完全に制御用トナー像をクリーニングでき、１ｋＶ付近を越えると、クリーニング性能は低下する。１ｋＶが放電開始電圧となっており、１ｋＶを越えると、ファーブラシ５１に付着したトナー粒子の対電極性が反転して二次転写ローラ１１側へ再付着する現象が次第に優勢になるためである。

この実験結果に基づいて、電源Ｄ４の出力電圧として０．６ｋＶを設定した。これにより、通常のＡ４サイズ横送りの記録材Ｐを搬送間隔７０ｍｍで連続的に搬送して画像形成する際に、中間転写ベルト１１の搬送間隔領域に担持される制御用トナー像は、完全にクリーニングでき、次の記録材Ｐに裏汚れを生じないことを確認した。ただし、電圧設定は、トナーの種類や環境条件等によって変化するので、これに限るものではない。

＜ブラック単色モード＞
図６はフルカラーモードにおける制御用トナー像の説明図、図７はブラック単色モードにおける制御用トナー像の説明図である。

図２を参照して図６に示すように、フルカラーモードでは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫが中間転写ベルト９に担持されて二次転写ローラ１１に二次転写される。このため、記録材Ｐへ二次転写を行うごとに、ファーブラシ５１は、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫに接触して、リフレッシュされる。

二次転写部Ｔ２で形成されて二次転写ローラ１１に付着して連れ回りしてファーブラシ５１の表面に付着する放電生成物（窒素酸化物等）を、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫのトナー粒子により除去できる。放電生成物が限度を越えて付着したファーブラシ５１は、トナー粒子を付着する性能が少し低下して、１回の通過でカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫを１００％除去するほどのクリーニング能力は無くなるからである。

図２を参照して図７に示すように、単色モードの一例であるブラック単色モードでは、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを中間転写ベルト９に担持させることが物理的に不可能になっている。図１の（ｂ）に示すように、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが中間転写ベルト９から離間しているからである。また、画像形成に使用されない画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが休止して、他色の一例であるイエロー、マゼンタ、シアンの制御用トナー像を形成できないからである。

中間転写ベルト９に担持された画像のトナー像の間隔には、一色の一例であるブラックのカラーパッチＣＫだけが担持されるので、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣが二次転写ローラ１１を経由してファーブラシ５１をリフレッシュすることは無い。

このため、カラーパッチＣＫに接触するファーブラシ５１の領域だけがリフレッシュされて、１回の通過でカラーパッチＣＫを１００％除去するほどのクリーニング能力を維持できる。そして、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触するファーブラシ５１の領域は、リフレッシュされることなく放電生成物を蓄積して、１回の通過でカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを１００％除去するほどのクリーニング能力は発揮できなくなる。

従って、ブラック単色モードが終了してフルカラーモードへ復帰した際に、二次転写ローラ１１に転写されたカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを、１回の通過では十分に除去できなくなる。カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣの除去できなかった一部が二次転写ローラ１１に連れ回りして記録材Ｐの裏面に付着してしまう。

そこで、制御部１１０は、ブラック単色モードで使える画像形成部Ｐｄを利用して、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに対応する供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを中間転写ベルト９に担持させる。複数色の中では、現在使用中の一色のトナーを用いることが、複数色の他色のトナーを用いるよりも無理が少ないからである。

制御部１１０は、トナー像形成手段の一例である露光装置３ｄを制御して、画像形成部Ｐｄのトナー像形成条件の調整には使用しない、ファーブラシ５１のリフレッシュを目的とした供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを感光ドラム１ｄに形成する。

これにより、ブラック単色モードの期間中、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触するファーブラシ５１の領域は、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣによってリフレッシュされる。そして、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣの形成される領域に特化してトナーを供給することで、感光ドラム１ｄの回転軸方向の全幅にトナー像を形成してトナーを供給する方法に比べて、トナーの消費量を削減できる。

放電生成物は、ファーブラシ５１に対するよりもトナーへの吸着力が高いため、ファーブラシ５１に供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを接触させると、トナーに放電生成物が移転する。トナーに放電生成物を付着させて金属ローラ５２へ移動させることで、ファーブラシ５１がリフレッシュされる。

従って、ブラック単色モードが終了してフルカラーモードへ復帰した際に、二次転写ローラ１１に転写されたカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを、１回の通過で十分に除去して記録材Ｐの裏汚れ不良を発生しない。

＜実施例１＞
図８はブラック単色モードのフローチャートである。

実施例１では、中間転写ベルト９の画像のトナー像の間隔（紙間）ごとに、毎回、カラーパッチＣＫと供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣとを形成して担持させる。

図１の（ｂ）を参照して図８に示すように、制御部１１０は、操作パネル１０８にブラック単色モードが設定されると、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを、中間転写ベルト９から離間させる（Ｓ１１）。

制御部１１０は、画像形成部Ｐｄを制御して、記録材Ｐに転写する画像のトナー像を形成し（Ｓ１２）、続いて図７に示すカラーパッチＣＫ及び供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成する（Ｓ１３）。

制御部１１０は、カラーパッチＣＫを受光素子８ｄで検知して（Ｓ１４）、画像形成部Ｐｄのトナー像形成条件を調整する（Ｓ１５）。

制御部１１０は、ブラック単色モードの画像形成が終了するまで（Ｓ１６のＮＯ）、Ｓ１２〜Ｓ１６の制御を継続する。

ところで、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの幅、すなわち二次転写ローラ１１の軸方向の長さは、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣの幅２５ｍｍに対して±２mmの範囲で揃えて２３ｍｍ〜２７ｍｍとする。

本発明では、「供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの幅」が等しいとは、±２mmの範囲とする。幅が２mm大きくても、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣのトナー消費は十分に少ない。また、２mm小さい場合でも、ファーブラシ５１に回収されたトナーは、ファーブラシ５１に攪拌されて回転軸方向に移動するため、カラーパッチの領域を十分にリフレッシュ可能である。

しかし、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに比較して幅が狭すぎると、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触するファーブラシ５１の領域の隅々まで十分にリフレッシュできなくなることは言うまでもない。

また、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触しないファーブラシ５１の領域は、フルカラーモードでもリフレッシュされないため、ファーブラシ５１の表面が厚く放電生成物で覆われており、極端にクリーニング性能が低下している。

このため、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの幅が広すぎると、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣの外側に位置する供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣのはみ出し部分を１回の通過では１００％除去できなくなる。そして、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣに起因するクリーニング不良を実行中のブラック単色モードで発生してしまう。この点からも、裏汚れの生じやすいカラーパッチ領域に特化してトナーを供給することは意味がある。

また、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触しないファーブラシ５１の領域は、中間転写ベルト９のかぶりトナー程度の軽い負荷を担うだけなので、そもそもリフレッシュする必要すら無い。ファーブラシ５１の長手方向一杯の帯状の供給トナー画像を形成する等して、リフレッシュする必要の無い位置で無駄なブラックトナーを消費する必要も無い。

供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの長さ、すなわち二次転写ローラ１１の回転方向の長さは、ファーブラシ５１のリフレッシュに必要なトナー量を確保できて、記録材Ｐの搬送間隔を越えない範囲で定めることが望ましい。

また、画像形成装置１００では、ドアやカセットの復帰時、画像形成の前回転及び後回転、定期的な定電圧の調整のための調整期間においても、二次転写ローラ１１に定電圧が印加されて、ファーブラシ５１に放電生成物が蓄積される。

また、連続画像形成時は、二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐによってもある程度放電生成物が持ち去られるが、記録材Ｐが供給されないこれらの期間は、二次転写ローラ１１を経由してファーブラシ５１に付着する放電生成物が極端に増える。

このため、これらの制御に続くブラック単色モードの画像形成においては、初回のトナー像形成の直後に、必ず供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成している。これにより、これらの制御を通じてクリーニング能力が低下したファーブラシ５１をリフレッシュした後に、画像形成を開始させている。

＜実施例２＞
図９はブラック単色モードにおける記録材の裏汚れ発生条件の説明図である。

図２を参照して図９に示すように、電源Ｄ２から出力させる定電圧を変化させて、ブラック単色モードの継続時間と記録材の裏汚れ不良発生との関係を調べた。曲線より右上部分で裏汚れ不良が発生しており、二次転写部Ｔ２に印加する電圧が高まると、放電生成物が増加する結果、より短時間で裏汚れ不良が発生することが確認された。電源Ｄ２の出力電圧が高くて転写電流も多くなる連続転写時には、裏汚れ不良が発生し易くなる。

例えば、二次転写部Ｔ２に転写電流４０μＡを設定した場合、ブラック単色モードを３分間継続すると、フルカラーモード復帰時にカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに起因する記録材Ｐの裏汚れ不良が発生する可能性が出てくる。

逆に言えば、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣは、毎回の画像のトナー像ごとに形成しなくても、３分間ごとに形成すれば、１回の通過でカラーパッチＣＫを１００％除去するだけのクリーニング能力を維持できることになる。

そこで、実施例２では、毎回の画像のトナー像の形成後のタイミングでは、カラーパッチＣＫだけを形成し、所定時間の経過ごとにカラーパッチＣＫに並べて供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成する制御とした。

制御部１１０は、記憶装置１０９に保持した図９の関数のルックアップテーブルを転写電流の設定で参照して、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの形成間隔を設定する。

これにより、実施例１よりも、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣに用いる累積のトナー使用量を減らして、ブラックのトナーを長持ちさせることが可能になった。

ところで、図９には、二次転写部Ｔ２における制御用トナー像に対応した位置に次の制御用トナー像が来るまでの時間間隔に対するクリーニング性を、二次転写部Ｔ２に流れる電流値（転写電流）との関係で示している。縦軸が転写電流で、横軸が時間間隔（リフレッシュ間隔）である。

フルカラーモード復帰時に画像のトナー像に続いて形成される制御用トナー像ＣＹ、ＣＭ、ＣＣに起因するクリーニング不良は、転写電流とリフレッシュ間隔とに関係が有る。転写電流が大きくなると、リフレッシュ間隔が短くても、クリーニング不良が発生し、また逆に、転写電流が小さければ、リフレッシュ間隔が長くてもクリーニング不良が発生しない。

ここで、制御用トナー像及び供給トナー画像が二次転写部Ｔ２を通過する際の転写電流をＩ（μＡ）とし、二次転写部Ｔ２に供給トナー画像が供給される時間間隔をｔ（ｍ）とする。図９に示す曲線は、ほぼＩ×ｔ＝１００と近似されるので、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに起因する記録材Ｐの裏汚れ不良が発生しない条件は以下となる。
Ｉ×ｔ≦１００ （Ｉ≧０） ・・・式（１）

＜実施例３＞
図１０は葉書サイズの記録材に二次転写を行う状態の説明図、図１１は記録材の内側と外側とにおける転写電流の比較図である。

図２を参照して図１０に示すように、葉書サイズの記録材Ｐに画像形成する場合、電源Ｄ２は二次転写ローラ１１に２．５ｋＶの電圧を印加して二次転写部Ｔ２に転写電界を形成している。

図１１に示すように、このとき、記録材Ｐの内側では転写電流−４０μＡ相当の電流密度となり、記録材Ｐの外側では、記録材Ｐの抵抗が無いので、転写電流−５０μＡ相当の電流密度となる。

図２を参照して図１０に示すように、マゼンタのカラーパッチＣＭが担持される領域と、シアンのカラーパッチＣＣが担持される領域とは、記録材Ｐの内側に位置するので、転写電流−４０μＡに相当した量の放電生成物が発生する。

これに対して、ブラックのカラーパッチＣＫが担持される領域とイエローのカラーパッチＣＹが担持される領域とは、記録材Ｐの外側に位置するので、転写電流−５０μＡに相当する放電生成物が発生する。

このため、記録材Ｐの毎分処理枚数を６０枚としてブラック単色モードで２００枚の連続画像形成を行うと、Ｉ×ｔ＝５０μＡ×２００枚／６０枚＝１６７＞１００となる。このため、フルカラーモード復帰時に、カラーパッチＣＭ、ＣＣは完全にクリーニングできても、カラーパッチＣＹに起因するクリーニング不良が発生する（図９の×印参照）可能性が出てくる。

そこで、実施例３では、葉書サイズの記録材Ｐにブラック単色モードで連続画像形成を行う場合には、１００枚ごとに１回の割合で、図７に示す供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成してファーブラシ５１をリフレッシュする。

これにより、実施例２に比較してブラックのトナー消費量は増えてしまうが、Ｉ×ｔ＝５０μＡ×１００枚／６０枚＝８３＞１００となって、フルカラーモード復帰時に、カラーパッチＣＹに起因するクリーニング不良を防止できる（図９の○印参照）。

なお、記録材Ｐの幅内に形成される供給トナー画像ＤＹの形成頻度だけを高めて、記録材Ｐの幅外に形成される供給トナー像の形成頻度は、実施例２の制御によって定めてもよい。

＜実施例４＞
図１２は記録材の坪量に応じてリフレッシュ間隔を調整する制御の説明図である。

図２を参照して図１２に示すように、坪量（ｇ／ｍ^２）の違う記録材Ｐに二次転写を行った場合、二次転写ローラ１１に印加する電圧と二次転写部Ｔ２に流れる転写電流との関係は坪量（ｇ／ｍ^２）に応じて違ってくる。

同材料の記録材Ｐであれば、記録材Ｐの坪量が大きくなると厚みが増して抵抗値が高くなる。そのため、同じ転写電流を得るために、電源Ｄ２は、より高い定電圧を二次転写ローラ１１へ出力する必要がある。

また、記録材Ｐの坪量が増すと、定着装置（２５：図１）で記録材Ｐが持ち去る熱量が多くなるため、記録材Ｐに転写されたトナー像を定着するため、より多くの熱量を必要とする。このため、画像形成装置１００では、記録材Ｐの坪量（ｇ／ｍ^２）が増すと、記録材Ｐの搬送間隔を拡大している。

従って、坪量（ｇ／ｍ^２）の大きい紙種を選択した場合は、電源Ｄ２に設定される定電圧が高くなるために、二次転写部Ｔ２で発生する放電生成物の総量が増えてしまう。

また、記録材Ｐの搬送間隔（紙間）を拡大する結果、所定枚数ごとに供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成していた場合、図９に示す必要なリフレッシュ間隔を超過する可能性が出てくる。

そこで、実施例４では、葉書サイズで坪量（ｇ／ｍ^２）の大きい記録材Ｐを用いてブラック単色モードの画像形成を実行する場合、実施例３よりもさらに短い枚数間隔で図７に示す供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成する。

表１は、実施例４で記録材Ｐの坪量（ｇ／ｍ^２）に応じて二次転写ローラ１１に印加される定電圧と、記録材Ｐの幅外での転写電流と、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの形成間隔とを示す。

図１２は、記録材Ｐの坪量に応じて二次転写ローラ１１に印加される定電圧と記録材Ｐの幅内及び幅外での転写電流との関係を示している。

図１２から得られる記録材なし（幅外）での転写電流と、図９に示す必要なリフレッシュ間隔とに基づいて、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを形成するまでの画像形成枚数を表１に示すように設定してある。

これにより、いずれの坪量（ｇ／ｍ^２）の記録材Ｐを通紙する場合においても実施例４の供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ形成間隔を守ることで、式（１）を満足できる。坪量の大きい葉書サイズの記録材Ｐをブラック単色モードで画像形成した後に、Ａ４サイズ記録材Ｐにフルカラーモードの画像形成を行っても、イエローのカラーパッチＣＹに起因する記録材Ｐの裏汚れが発生しない。

＜実施例５＞
実施例２〜４では、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの形成頻度を減らしてブラックトナーを節約したが、実施例５では、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣのトナー使用量を減らしてブラックトナーを節約する。

図８に示すステップＳ１３の制御において、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの露光条件を調整して、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＫよりも低い（例えば４０／２５６）の濃度にする。供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣの濃度を下げて頻度を増すことで、トナー消費量を増やすことなく、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣに起因するブラック単色モードでのクリーニング不良を確実に防止できる。

＜第２実施形態＞
図１３は第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図１４は供給トナー画像の形成状態の説明図である。

第２実施形態の画像形成装置２００は、ロータリ型の現像装置４を備えて１つの感光ドラム１に複数色のトナー像を形成する以外は、第１実施形態の画像形成装置１００と同様に構成され、制御される。従って、図１３、図１４中、図１、図２と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図１３に示すように、画像形成装置２００は、フルカラーモードが設定されると、感光ドラム１に形成した静電像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーで現像して各色のトナー像を順番に形成する。感光ドラム１に形成された各色のトナー像は、一次転写部Ｔ１にて、中間転写ベルト９へ、形成された順番で重ねて一次転写される。

中間転写ベルト９に４色のトナー像が一次転写し終わると、中間転写ベルト９に担持された４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、記録材Ｐへ一括二次転写される。４色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２５で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着される。

回転する感光ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニング装置６が配置される。

感光ドラム１は、接地電位に接続されたアルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成してある。感光ドラム１は、軸方向の一方の端部に駆動力を伝達されて矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２は、電源Ｄ３から電圧を印加して発生させた帯電粒子を感光ドラム１に照射して、感光ドラム１の表面を一様な負電位に帯電させる。

露光装置３は、画像データを展開した走査線データに基づいてＯＮ−ＯＦＦ変調されたレーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４は、全体を回転させて、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｋをそれぞれ感光ドラム１との対向位置へ移動可能である。イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｋは、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、ブラックトナーを用いて、同様に各色トナー像を形成する。ここでは、イエロー現像器４Ｙを説明して、他の現像器については重複する説明を省略する。

イエロー現像器４Ｙは、負極性に帯電したイエロートナーを薄層状態で現像スリーブ４ｓに担持させて、感光ドラム１と僅かな隙間を隔ててカウンタ方向に回転させる。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓ側のトナーを感光ドラム１の露光部分に移動させて、静電潜像を反転現像したトナー像を形成する。

受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、現像装置４と一次転写部Ｔ１との中間で、感光ドラム１に担持されたカラーパッチに赤外光を照射して乱反射光量に応じたアナログ電圧を制御部１１０に出力する。

受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、第１実施形態と同様に、感光ドラム１の軸方向に間隔を置いて配置される（図４参照）。

一次転写ローラ５は、中間転写ベルト９を介して感光ドラム１に圧接して、感光ドラム１と中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。

電源Ｄ１は、一次転写ローラ５に正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１に担持された負極性のトナー像を中間転写ベルト６へ移動させる。

クリーニング装置６は、一次転写部Ｔ１を通過して、感光ドラム１に残った転写残トナーを掻き落とす。

像担持体の一例である中間転写ベルト９は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、バックアップローラ１０、張架ローラ１４、１５、１６に支持されて３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。

転写回転体の一例である二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。

二次転写ローラ１１は、接地電位に接続され、バックアップローラ１０は、電源Ｄ２に接続されている。

電源Ｄ２は、負極性の直流電圧をバックアップローラ１０に印加して、中間転写ベルト９に担持された負極性のトナー像を、二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐへ押し出して二次転写させる。

レジストローラ２３は、不図示の給紙カセットから給送された記録材Ｐを待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて、二次転写部Ｔ２へ送り込む。

クリーニング装置１９は、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残った転写残トナーを掻き落とす。

二次転写ローラ１１及びクリーニング装置１９は、中間転写ベルト９に対して当接／離間が可能に配置されており、中間転写ベルト９へ各色のトナー像を重ねて担持させる過程では、中間転写ベルト９から離間してトナー像に接触しない。二次転写ローラ１１及びクリーニング装置１９は、３色目のトナー像がそれぞれの当接位置を通過した後に中間転写ベルト９に当接して二次転写に備える。

制御部１１０は、フルカラーモードが設定されると、感光ドラム１に形成される画像のトナー像の間隔に、制御用トナー像の一例であるカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫを順番に形成する。

カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫは、感光ドラム１の軸方向へ位置をずらせて２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形に形成される（図３参照）。

二次転写ローラクリーニング装置５０は、記録材Ｐの搬送間隔で二次転写ローラ１１に転写されるカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫを、１回の通過でほぼ１００％除去できるクリーニング能力を有する。

二次転写ローラクリーニング装置５０は、導電性ブラシ部材の一例であるファーブラシ５１を、二次転写ローラ１１の表面の二次転写部Ｔ２の下流側に当接している。

電源Ｄ５は、二次転写ローラ１１の回転中を通じて、金属ローラ５２に正極性の電圧を印加し続けて、二次転写ローラ１１とファーブラシ５１と金属ローラ５２との直流回路にクリーニング電流を流す。これにより、負極性に帯電して二次転写ローラ１１の表面に付着したトナー粒子は、静電的にファーブラシ５１に移動した後に、静電的に金属ローラ５２へ移動し、クリーニングブレード５３によって回収容器５４に回収される。

＜ブラック単色モード＞
画像形成装置２００は、上述したフルカラーモードの他にブラック単色モードを実行する。ブラック単色モードでは、ロータリ型の現像装置４がロックされて、フルカラーモード時の１／４以下の記録材Ｐの搬送間隔（紙間）で高速の連続画像形成が実行される。このため、ブラック単色モードでは、物理的に、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを用いてファーブラシ５１をリフレッシュできなくなる。

そこで、制御部１１０は、ブラック単色モードで使えるブラック現像器４Ｋを利用して、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに対応する供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを中間転写ベルト９に担持させる（図７参照）。

制御部１１０は、トナー像形成手段の一例である露光装置３を制御して、トナー像形成条件の調整には使用しない、ファーブラシ５１のリフレッシュを目的とした供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを感光ドラム１ｄに形成する。

図１４に示すように、Ｎ枚目の画像とＮ＋１枚目の画像の間隔に、上述した実施例１の制御によって、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣとカラーパッチＣＫとを軸方向に並べて形成する。

これにより、ブラック単色モードの期間中、カラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣに接触するファーブラシ５１の領域は、供給トナー画像ＤＹ、ＤＭ、ＤＣによってリフレッシュされる。

従って、ブラック単色モードが終了してフルカラーモードへ復帰した際に、二次転写ローラ１１に転写されたカラーパッチＣＹ、ＣＭ、ＣＣを、１回の通過で十分に除去して記録材Ｐの裏汚れ不良を発生しない。

第２実施形態の画像形成装置２００でも、上述した実施例２〜４の制御を実行してブラックトナーの使用量を節約できる。

＜第３実施形態＞
本発明は、中間転写ベルトを搭載したフルカラー画像形成装置に限らず、特許文献１〜４に説明される記録材搬送ベルト等を搭載した画像形成装置でも実施可能である。記録材搬送体に担持させた記録材に、各色の画像のトナー像を転写して、画像のトナー像の間隔に形成された制御用トナー像が記録材搬送ベルトに転写されて、記録材搬送ベルトに付設された静電クリーニング装置によって除去される場合でも実施可能である。

ブラック単色モードで、他色の制御用トナー像と揃えた位置にブラックトナーを用いた非制御用トナー像を形成することにより、記録材搬送ベルトをクリーニングするファーブラシをリフレッシュできる。

＜トナー像形成条件の調整＞
図１５はトナー像形成制御のブロック図、図１６はトナー像形成条件の調整制御のブロック図、図１７は定着後の画像濃度とトナー像形成条件との関係の説明図、図１８はトナー像形成条件の調整制御の説明図である。

第１実施形態の画像形成装置１００は、連続画像形成中に、Ｎ枚目の画像のトナー像とＮ＋１枚目の画像のトナー像との間隔で、トナー像の濃度階調を調整するための制御用トナー像を形成している。

形成すべき画像の輝度信号が画像読取部のＣＣＤ入力６９で得られる。得られた画像の輝度信号は、Ａ／Ｄ変換回路７０によってデジタルの輝度信号に変換される。

デジタルの輝度信号は、シェーディング回路７１を通って、画像読取部の個々のＣＣＤ素子の感度バラツキを修正される。

ＬＯＧ変換回路７２は、シェーディング修正された輝度信号を濃度信号に変換する。ＬＯＧ変換器７２によって得られた濃度信号は、ＬＵＴ７３で変換されて、読み取り画像濃度と出力画像濃度との関係が初期設定時のプリンタのγ特性に一致するように補正される。

ＬＵＴ７３は、後述する演算結果で形成されるＬＵＴ補正テーブル７４によって補正される。

ＬＵＴ７３で変換された濃度信号は、パルス幅変換回路７５によって、濃度階調をドット幅に変換したＰＷＭ信号に変換されて、レーザードライバー７６に送られる。

このようにデジタル信号処理された露光信号を用いてレーザー光を走査することにより、感光ドラムには、ドットの面積変化による階調特性を付与した静電像が形成される。

画像形成装置１００は、感光ドラム１上に濃度信号を４段階に変えて出力するテストパターンジェネレータを内蔵している。濃度信号は、８ビット２５６階調を持っており、テストパターンジェネレータにより、４０／２５６、８０／２５６、１２０／２５６、２５６／２５６の４つの濃度レベルを付与した制御用トナー像が形成される。

４種類の制御用トナー像は、感光ドラム１上にそれぞれ２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形に形成して、毎回の画像のトナー像の担持間隔で４色を軸方向に並べるように、順次形成される。

感光ドラムに形成された制御用トナー像は、一次転写部Ｔ１よりも前で、受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによって、制御用トナー像の光学濃度に対応した反射光出力を検出される（図４参照）。

図１６に示すように、受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが出力したアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換回路８０によってデジタル信号に変換され、濃度換算回路８１により濃度信号に変換される。

図１７に示すように、制御用トナー像の各濃度レベルに対する濃度は、初期設定時では、図１５に示すＬＵＴ７３によって、曲線Ｃとなるように設定されている。

しかし、トナーの補給態様の変化や環境温度湿度の変化、経時変化等により感光ドラムの感度や現像特性等が変化するので、濃度レベルに対する検知濃度は、初期に設定された曲線Ｃから曲線Ａや曲線Ｂのように変動する。

そこで、受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによる検知濃度が、曲線Ａのように設定値よりも高かった場合、図１８に示す曲線Ａ′のように、高くなった分だけ設定から下げるようにＰＷＭ信号や他のトナー像形成条件を補正する。

また、逆に、受光素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによる検知濃度が、曲線Ｂのように設定値よりも低かった場合、図１８に示す曲線Ｂ′のように、低くなった分だけ設定から上げるようにＰＷＭ信号や他のトナー像形成条件を補正する。

そのため図１１に示す濃度換算回路８１によって算出された濃度から上記のように補正値演算を行う補正値演算回路８２を介してＬＵＴ７３を補正するＬＵＴ補正テーブル７４を作成する。

このようにして得たＬＵＴ補正テーブル７４により、ＬＵＴ７３を補正することにより、変動したプリンタ階調特性を補正し、常時一定のプリンタ階調特性を得ることが出来る。

このような補正を各色について行うことで、フルカラーのカラーバランスが良好な画像を得ることが出来る。これらの補正値は、制御部１１０の記憶装置１０９に格納しておき、階調特性が異常と判断したときに、再度上記補正が行われるまで使用される。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。 制御用トナー像の説明図である。 受光素子の出力と定着後の画像濃度との関係の説明図である。 二次転写ローラクリーニング装置のクリーニング特性の説明図である。 フルカラーモードにおける制御用トナー像の説明図である。 ブラック単色モードにおける制御用トナー像の説明図である。 ブラック単色モードのフローチャートである。 ブラック単色モードにおける記録材の裏汚れ発生条件の説明図である。 葉書サイズの記録材に二次転写を行う状態の説明図である。 記録材の内側と外側とにおける転写電流の比較図である。 記録材の坪量に応じてリフレッシュ間隔を調整する制御の説明図である。 第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 供給トナー画像の形成状態の説明図である。 トナー像形成制御のブロック図である。 トナー像形成条件の調整制御のブロック図である。 定着後の画像濃度とトナー像形成条件との関係の説明図である。 トナー像形成条件の調整制御の説明図である。

符号の説明

１、１ｄ 感光ドラム
２、２ｄ トナー像形成手段（帯電装置）
３、３ｄ トナー像形成手段（露光装置）
４、４ｄ トナー像形成手段（現像装置）
９ 像担持体（中間転写ベルト）
１１ 転写回転体（二次転写ローラ）
５０ 静電クリーニング装置（二次転写ローラクリーニング装置）
５１ 導電性ブラシ部材（ファーブラシ）
５２ 金属ローラ
５３ クリーニングブレード
１００、２００ 画像形成装置
１１０ 制御手段（制御部）
ＣＹ、ＣＭ、ＣＣ、ＣＫ 制御用トナー像（カラーパッチ）
Ｄ２ 電源
ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ 非制御用トナー像（供給トナー画像）
Ｐ 記録材
Ｔ２ 二次転写部

Claims (7)

1. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像形成手段を用いて形成されたトナー像を担持する像担持体と、
   記録材を前記像担持体に圧接してトナー像の転写部を形成する転写回転体と、
   前記転写部に電圧を印加して前記像担持体から記録材へトナー像を転写させる電源と、
   前記転写回転体に対して電圧が印加された導電性ブラシ部材を当接させて、前記転写回転体に付着したトナーを静電的に除去する静電クリーニング装置と、
   複数色の中の一色のトナーを用いたトナー像を前記像担持体へ担持させる単色モードと、を有し、
   前記像担持体に担持されたトナー像の間隔に、前記転写回転体の軸方向に位置を異ならせて前記複数色の制御用トナー像が担持される画像形成装置において、
   前記単色モードでは、前記トナー像形成手段を制御して、前記複数色の他色の前記制御用トナー像が担持される位置に、前記一色のトナーを用いた非制御用トナー像を担持させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記非制御用トナー像は、前記軸方向の長さを各色の前記制御用トナー像に揃えて形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記非制御用トナー像は、前記制御用トナー像よりもトナー使用量を少なくして形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記非制御用トナー像を担持させる頻度は、前記一色の前記制御用トナー像を担持させる頻度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像形成装置。
5. 記録材へトナー像を転写する際の前記電源の出力電圧が高い連続転写時には、低い場合よりも、前記非制御用トナー像を担持させる頻度と前記非制御用トナー像のトナー使用量との少なくとも一方を高めることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記転写回転体の軸方向における記録材の外側に前記非制御用トナー像がある場合には、前記外側に前記非制御用トナー像がない場合よりも、前記非制御用トナー像を担持させる頻度と前記非制御用トナー像のトナー使用量との少なくとも一方を高めることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記トナー像形成手段は、形成するトナー像の色をそれぞれ異ならせて複数配置され、
   前記単色モードでは、前記他色のトナー像を形成する前記トナー像形成手段が前記像担持体から離間されることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の画像形成装置。

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