JP6132541B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式又は静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。

例えば、トナー像を像担持体である中間転写ベルトに形成して記録材に転写する画像形成装置においては、記録材に転写されずに中間転写ベルトに残った転写残トナーを除去するためのクリーニング部が設けられている。クリーニング部には、例えば、ゴム状のクリーニングブレードが広く採用されている。このような画像形成装置でクリーニングブレードと像担持体との間に過大な摩擦力が作用すると、クリーニングブレード先端が捲れ、クリーニング不良が発生することがある。ここで、転写残トナーは、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力を低減する潤滑剤としての役割もはたしている。しかしながら、転写残トナーのみでは、摩擦力を十分に抑えることができない場合もあり、印刷後、次の印刷を開始する前に、クリーニング部にトナーを強制的に供給することが行われている。特許文献１は、画像形成で使用したカートリッジを用いて、クリーニングブレードに対する強制的なトナー供給を行うことを開示している。

特開２００２−３２３８０３号公報

クリーニングブレードに対するトナー供給の方法としては、例えば、所定枚数を印刷する度に印刷を一旦中断し、そのときに大量のトナーを供給する方法や、１枚の印刷を行う都度、少量のトナーを供給する方法等を考えることができる。しかし、前者の方法では、定期的に長時間、印刷が中断し、例えば、複数の印刷を連続して行っているときにトナー供給動作が始まると、ユーザは、印刷終了まで長時間またなければならなくなる。一方、後者の方法では、記録材に印刷する度にトナー供給動作が行われるため、結果として、連続印刷におけるスループットが低下することになる。特に、１つの色を使用して印刷を行う単色モードでは、大量印刷が行われるケースが多く、トナー供給動作によるユーザビリティ低下の影響は大きい。

本発明は、クリーニング性能を維持しつつ、スループットの低下を抑え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、像担持体と、前記像担持体に現像剤からなる画像を形成し、形成した画像を記録材に転写することで印刷する画像形成手段と、前記像担持体から記録材に転写されずに残留した現像剤を除去する除去手段と、前記画像形成手段に、記録材に転写しない供給用画像を前記像担持体に形成させ、前記供給用画像を前記除去手段に除去させることで前記除去手段に現像剤を供給する制御手段と、を備えており、複数の色の現像剤を使用して画像を形成する多色モード、又は１つの色の現像剤を使用して画像を形成する単色モードで画像を形成することが可能である画像形成装置であって、前記制御手段は、前記多色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記除去手段に供給した現像剤の積算量である積算供給量が、前記除去手段の使用量に応じて決定される基準供給量以上であると、第１の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記積算供給量が前記基準供給量未満であると、前記第１の量より多い第２の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記第１の量より少ない第３の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記制御手段は、第１記録材と、当該第１記録材に続いて搬送される第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第３の量の現像剤からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔を、前記第１記録材と前記第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第１の量及び第２の量からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔より短くすることを特徴とする。

クリーニング性能を維持しつつ、スループットの低下を抑えることができる。

一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。 一実施形態による印刷処理のフローチャート。 一実施形態による図２のＳ１２の処理の詳細を示すフローチャート。 一実施形態において像担持体に形成される画像を示す図。 一実施形態による積算供給量の例示的な変化を示す図。 一実施形態による図２のＳ１３の処理の詳細を示すフローチャート。 一実施形態において制御部が保存するテーブルを示す図。 一実施形態において像担持体に形成される画像を示す図。 一実施形態による積算供給量の例示的な変化を示す図。 一実施形態による図２のＳ１３の処理の詳細を示すフローチャート。 一実施形態において像担持体に形成される画像を示す図。 一実施形態による積算供給量の例示的な変化を示す図。 一実施形態による図２のＳ１２の処理の詳細を示すフローチャート。 一実施形態による図２のＳ１３の処理の詳細を示すフローチャート。 一実施形態において像担持体に形成される画像を示す図。 一実施形態による積算供給量の例示的な変化を示す図。

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１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。図１において、参照符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付与された部材は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を中間転写ベルト８に形成する部材であることを示している。なお、色を区別する必要が無い場合には、末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた参照符号を使用する。像担持体である感光体１は、図中の矢印の方向に回転駆動され、帯電部２は、対応する感光体１の表面を所定の電位に帯電させる。露光部７は、対応する感光体１の表面を、形成する画像に応じて露光して感光体１の表面に静電潜像を形成する。現像部２３は、現像バイアスを印加することで、対応する感光体１の表面の静電潜像に、対応する色のトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として可視化する。一次転写ローラ６は、一次転写バイアスを印加して、対応する感光体１のトナー像を、矢印８１の方向に回転駆動される中間転写ベルト８に転写する。例えば、感光体１Ｙ〜１Ｋの各色のトナー像を、像担持体である中間転写ベルト８に重ねて転写することでカラー画像が形成される。クリーニングブレード４は、中間転写ベルト８に転写されず感光体１に残留した転写残トナーを除去して、廃トナー容器２４に回収する。本実施形態においては、同じ色に対応する、感光体１と、帯電部２と、現像部２３と、クリーニングブレード４と、廃トナー容器２４は、１つのカートリッジ内に形成され、各色のカートリッジは、画像形成装置から着脱可能となっている。また、各色に対応するカートリッジと、露光部７で、当該カートリッジの感光体１に画像を形成する画像形成部を構成している。

ローラ１４は、カセット１３が保持する記録材を搬送路９に送り出し、二次転写ローラ１１は、二次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト８のトナー像を記録材に転写する。定着部１７は、トナー像が転写された記録材を加熱、加圧して、記録材にトナー像を定着させる。その後、記録材は、ローラ対２１によって画像形成装置外へと排出される。なお、クリーニング部であるクリーニングブレード３４は、中間転写ベルト８から記録材に転写されずに中間転写ベルト８に残留した転写残トナーを除去して、廃トナー容器４４に回収する。

制御基板２５は、制御部としてのＣＰＵ２６と、不揮発性メモリ２７及びＲＡＭ２８を備えている。ＣＰＵ２６は、記録材の搬送制御や、カートリッジ内の各部の駆動制御や、画像形成制御や、故障検知に関する制御など、画像形成装置の動作を一括して制御する。不揮発性メモリ２７は、制御上の定数やテーブルを保持し、ＲＡＭ２８には、ＣＰＵ２６が制御を行う上で変化する種々の情報が保存される。なお、本実施形態では、後述する積算トナー量、中間転写ベルト８の使用量等の情報はＲＡＭ２８に記憶されている。

本実施形態の画像形成装置は、複数の色のトナーで画像を形成する多色モードと、１つの色のトナー、例えば、ブラックのトナーのみで画像を形成する単色モードの２つの画像形成モードを備えている。ＣＰＵ２６は、形成する画像がカラー画像であるかモノクロ画像であるかに応じて、或いは、画像形成装置に入力された指示内容に応じて、画像形成モードを選択する。

単色モードにおいては、例えば、使用しない色に対応する現像部２３の現像ローラや感光体１の駆動を行わず、さらに、使用しない色に対応する現像ローラと感光体１とを離間させ、使用しない色に対応する感光体１と中間転写ベルト８を離間させる。なお、使用しない色の画像形成が行えない状態であれば、上記とは異なる形態の制御とすることもできる。

クリーニングブレード３４は、中間転写ベルト８の転写残トナーを除去し、例えば、ウレタン等の弾性ゴムでできており、中間転写ベルト８に対して線圧０．５Ｎ／ｃｍ程度の加圧力で、カウンタ方向に圧接している。一般的に、クリーニングブレード３４と中間転写ベルト８の間には大きな摩擦力が生じる。その摩擦力が大きいと、クリーニングブレード３４に歪が生じ、その結果、クリーニングブレード３４と中間転写ベルト８の間に隙間ができ、そこからトナーがすり抜けることで、必要なクリーニング性能を満たさなくなることがある。また、カウンタで接触させた弾性ゴムの先端が捲れ上がることもある。

クリーニングブレード３４と中間転写ベルト８の摩擦力が高くなることを防止するため、クリーニングブレード３４のエッジ部に粉状の潤滑剤を塗布することもできる。しかしながら、この潤滑剤は、画像形成装置の使用により徐々に少なくなる。トナーは潤滑剤としても機能するので、本実施形態では、クリーニング性能を維持するために、トナーをクリーニングブレード３４に供給するトナー供給動作を実行する。ＣＰＵ２６は、連続印刷中における画像形成の間や、印刷処理終了後にトナー供給動作を実行する。このとき、ＣＰＵ２６は、主走査方向の幅の全域を使用し、副走査方向においては所定の長さのトナー像を中間転写ベルト８に形成する様に制御する。なお、以下の説明において、クリーニングブレード３４にトナーを供給するトナー供給動作で形成する画像を供給トナー像（供給現像剤像）と呼ぶものとする。なお、供給トナー像に使用するトナーの色は、１つでも複数であっても良い。なお、トナー供給動作においては、トナーをクリーニングブレード３４に供給するため、ＣＰＵ２６は、二次転写ローラ１１を中間転写ベルト８から離すか、二次転写バイアスを、トナーの極性と同じ極性となる様に制御する。なお、以下の説明においては、トナー供給動作において、二次転写ローラ１１は、トナーの極性と同じ極性の二次転写バイアスを印加するものとする。

図２は、本実施形態による印刷処理のフローチャートである。なお、不揮発性メモリ２７又はＲＡＭ２８（以後、纏めてメモリと呼ぶ。）には、これまでに印刷した印刷枚数と、これまでのトナー供給動作で供給したトナー量の積算値である積算供給量が格納されているものとする。なお、これまでの印刷枚数及び積算供給量の起点は、例えば、画像形成装置の使用開始時とできる。しかしながら、中間転写ベルト８及び／又はクリーニングブレード３４の交換や保守作業を実行した場合には、交換時や保守作業時にそれまでの印刷枚数及び積算供給量をリセットして交換時や保守作業時を新たな起点とすることもできる。以下、図２の処理の開始時点において、印刷枚数は（Ｘ−１）であり、積算供給量はＷ（Ｘ−１）であるものとして説明を行う。

ＣＰＵ２６は、印刷処理の開始により、当該印刷処理での一枚目、つまり、全体としてはＸ枚目の画像をＳ１０で形成する。続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ１１で多色モードであるか単色モードであるかを判定する。多色モードであると、ＣＰＵ２６は、Ｓ１２で多色モードの処理を実行して、間隔Ｌを決定する。なお、Ｓ１２の処理の詳細は、図３を用いて後述する。Ｓ１１で単色モードであると、ＣＰＵ２６は、Ｓ１３で単色モードの処理を実行して、間隔Ｌを決定する。なお、本実施形態において、ＣＰＵ２６は、Ｓ１３においては、間隔ＬをＬｍに決定する処理のみを行う。ここで、Ｌｍは、記録材Ｓの搬送を安定して行うことができる最小の値に設定する。一例として、Ｌｍは３０ｍｍである。ＣＰＵ２６は、Ｓ１４において、メモリに保存している印刷枚数を１だけ増加させる様に更新し、Ｓ１５において、画像形成が継続するか否かを判定し、画像形成が継続しないのであれば印刷処理を終了する。一方、画像形成が継続するのであれば、当該印刷後の次に印刷する画像を、Ｓ１２又はＳ１３で決定した間隔Ｌで形成する。以後、印刷が終了するまでＳ１１からの処理を繰り返す。

続いて、図２のＳ１２における処理について図３を用いて説明する。ＣＰＵ２６は、メモリから、印刷枚数Ｘ−１と、積算供給量Ｗ(Ｘ−１)を読み出す。また、不揮発性メモリ２７には、クリーニング性能を安定させるためにトナー供給動作１回あたりに必要なトナー供給量ｗ１が保持されている。言い換えると、ｗ１は、クリーニング性能を安定させるために、一枚の記録材への印刷を行う度にクリーニングブレード３４に供給すべきトナー量（現像剤量）である。ＣＰＵ２６は、Ｓ２１で、（Ｘ−１）枚の印刷終了後において、安定したクリーニング性能を維持するために供給することが必要なトナーの積算量である基準供給量Ｔ(Ｘ−１)を以下の式（１）により計算する。
Ｔ(Ｘ−１)＝ｗ１×（Ｘ−１） （１）

続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ２２において、積算供給量Ｗ(Ｘ−１)と基準供給量Ｔ(Ｘ−１)を比較する。例えば、積算供給量Ｗ(Ｘ−１)が基準供給量Ｔ(Ｘ−１)より少なすぎると、潤滑性が低下してクリーニング性能が低下する。逆に、積算供給量Ｗ(Ｘ−１)が、基準供給量Ｔ(Ｘ−１)より多すぎると、クリーニングブレード３４近傍のトナーが過多となり、トナーパッキング等によるクリーニング性能の低下を引き起こす場合がある。つまり、積算供給量Ｗ(Ｘ−１)を、基準供給量Ｔ(Ｘ−１)を大きく超えない範囲で、できるだけ基準供給量Ｔ(Ｘ−１)に近づけるように制御することで、クリーニング性能を最も安定させることができる。

このため、本実施形態では、Ｓ２２で積算供給量が基準供給量以上である場合、ＣＰＵ２６は、Ｓ２３において、画像形成後に行うトナー供給動作でのトナー供給量をｗ１（第１の量）にする。一方、積算供給量が基準供給量未満である場合、ＣＰＵ２６は、Ｓ２４において、画像形成後に行うトナー供給動作でのトナー供給量を、ｗ１より多いｗ２（第２の量）にする。

その後、ＣＰＵ２６は、Ｓ２５において画像形成間隔ＬをＬｆに設定し、Ｓ２６でトナー供給動作を実行し、Ｓ２７において積算供給量Ｗ（Ｘ）を更新する。本実施形態においては、多色モード時には、印刷毎にトナー供給動作を行うため、間隔Ｌｆは、トナー供給動作を行うために必要な時間だけ、単色モード時の間隔Ｌｍよりも長くなる。ここで、トナー供給動作に必要な時間とは、供給トナー像を形成する時間や、二次転写ローラ１１の転写バイアスの極性を切り替るのに必要な時間である。

図４（Ａ）は、総てが単色モードであるときに、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を示している。なお、図中の１から４は、当該印刷処理における印刷枚数を示している。図４（Ａ）に示す様に、印刷対象画像、つまり記録材に転写する画像間の間隔はＬｍであり、供給トナー像は形成されない。なお、図４（Ａ）には、二次転写ローラ１１が印加する二次転写バイアスも示している。図４（Ａ）に示す様に、単色モードの場合には、供給トナー像が形成されないため、二次転写ローラ１１のバイアスは転写を行う際に使用する正極性のままとなる。一方、図４（Ｂ）は、総てが多色モードであるときに、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を示している。なお、図中の１から３は、当該印刷処理における印刷枚数を示している。また、上段は、トナー供給量がｗ１である場合を、下段は、トナー供給量がｗ２である場合を示している。図４（Ｂ）に示す様に、印刷対象画像間の間隔はＬｍより大きいＬｆであり、この間隔内において供給トナー像は形成されている。また、図４（Ｂ）に示す様に、印刷対象画像が二次転写ローラ１１の位置にきたときには、二次転写ローラ１１は正の二次転写バイアスを印加し、供給トナー像が二次転写ローラ１１の位置にきたときには、負の二次転写バイアスを印加する。

一例として供給トナー量ｗ１を０．７ｍｇ程度とし、単位面積当たりのトナー量が０．００４ｍｇ／ｍｍ^２程度とする。また、主走査方向の最大幅を２２０ｍｍとする。この場合、供給トナー像として、単色で、主走査方向及び副走査方向の長さがそれぞれ２２０ｍｍ及び４ｍｍの２０％のハーフトーン画像を使用することで、２２０×４×０．２×０．００４＝０．７０４ｍｇのトナーを供給することができる。なお、使用するトナーの色は、任意であるが、例えば、各色のトナーの消費量を均一にするため、消費量の最も少ない色のトナーを使用することができる。また、トナーの劣化が少なく潤滑剤としての効果が大きい、最も後に取り換えられたカートリッジのトナーを使用することもできる。また、複数の色のトナーを使用することもできる。

また、一例として供給トナー量ｗ２を多くとも１．２ｍｇとする。これは、大量のトナーを一度にクリーニングブレード３４に供給すると、トナーがクリーニングブレード３４に到達した時の急激なトルク変動に伴う振動によって、逆にクリーニング不良を誘発する恐れがあるからである。供給トナー量ｗ２はｗ１より大きいため、ｗ２のトナーを供給する場合に形成する供給トナー像の濃度及び／又は副走査方向の長さや使用するトナーの色の数は、ｗ１のトナーを供給する場合に形成する供給トナー像から調整する。例えば、図４（Ｂ）においては、ｗ２のトナーを供給するための供給トナー像のサイズは、ｗ１のトナーを供給する場合と同一とし、濃度を３２．５％としている。これにより、１．１４４ｍｇのトナーを供給している。

また、二次転写バイアスの極性の切り替え時間が、０．１５秒であり、供給トナー像の副走査方向の長さが４ｍｍであり、中間転写ベルト８の移動速度が２００ｍｍ／秒であるものとする。この場合、間隔Ｌｆは、以下の長さ以上とする必要がある。
Ｌｆ＝２００×０．１５×２+４＝６４ｍｍ

上記の通り、多色モードでの間隔Ｌｆを６４ｍｍとすると、多色モードにおけるＡ４サイズの記録材のスループットは、（６０×２００）／（２９７＋Ｌｆ）＝３３．２ｐｐｍとなる。一方、単色モードでの間隔Ｌｍを３０ｍｍとすると、単色モードにおけるＡ４サイズの記録材のスループットは、（６０×２００）／（２９７＋Ｌｍ）＝３６．７ｐｐｍと、単色モードでのスループットは、３．５ｐｐｍだけ速くなる。

図５は、多色モードと単色モードが混在する際の積算供給量の推移を示す例である。なお、図の点線は、基準供給量を示し、実線が積算供給量を示している。最初の多色モードにおいて、供給トナー量ｗ１が選択されるため、積算供給量と基準供給量が等しくなっている。その後の単色モードでは、トナー供給動作が行われないため、積算供給量は増加せず、積算供給量は、基準供給量より少なくなる。よって、その後に多色モードとなったときには供給トナー量ｗ２が選択される。多色モードが継続し、積算供給量が基準供給量に等しくなると、供給トナー量ｗ１が選択され、以後、積算供給量と基準供給量は等しくなる。

本実施形態によると、大量の印刷が行われることが多い単色モードにおいて、トナー供給動作を行なわないため、連続的に画像形成を行う際のインターバル時間を短くすることが可能となる。したがって、スループットを高め、ユーザビリティを向上させることが可能になる。但し、実際の使われ方として、単色モードのみが実行され続けることは稀であり、通常、適度な頻度で多色モードが実行される。本実施形態では、この多色モードにおいて、基準供給量と積算供給量に基づき供給トナー量を選択することでクリーニング性能を維持する。

なお、本実施形態では、基準供給量を式（１）の通り、印刷枚数に基づき求めた。しかしながら、クリーニングブレード３４がクリーニングした中間転写ベルト８の積算長等、クリーニングブレード３４及び／又は中間転写ベルト８の使用量を示す指標となる任意の値を基準供給量の算出に使用することができる。なお、クリーニングブレード３４がクリーニングした中間転写ベルト８の積算長は、中間転写ベルト８の回転数から求めることができる。

また、上記実施形態において、積算供給量は、トナー供給動作で供給したトナー量を単に積算したのみであった。しかしながら、記録材に転写されずに中間転写ベルト８に残った転写残トナーも存在し、積算供給量の算出においてこれら転写残トナーを考慮することもできる。例えば、画像形成のために露光部７が形成した静電潜像の面積をＡｉとする。なお、Ａｉは、多色モードでは、各感光体１に形成された静電潜像の合計面積であり、単色モードでは、１つの静電潜像の面積である。転写効率をαとすると、転写残トナーは、Ａｉ×単位面積当たりのトナー量×αで求めることができる。なお、単位面積当たりのトナー量は、例えば、０．００４ｍｇ／ｍｍ^２程度である。

本実施形態の方式では、積算供給量が基準供給量より実際には多くなっている場合もある。このような場合は、トナーパッキング等によるクリーニング性能の低下を考慮して、多色モードであっても、画像形成後の紙間でのトナー供給動作を一部実行しないといった制御を行うこともできる。

＜第二実施形態＞
本実施形態では、単色モードにおいてもトナー供給動作を実行する。以下、第一実施形態との相違点を中心に本実施形態について説明する。本実施形態における画像形成装置の構成は、図１に示す通りであり、印刷処理は図２に示す通りである。ただし、図２のＳ１３における処理は第一実施形態と相違し、以下、図６を用いて説明する。なお、以下の説明において、記録材に印刷可能な全面積Ａｔに対する、形成したトナー像のトナー部分の面積Ａｉの割合を印刷率ｋとする。つまり、
印刷率ｋ＝Ａｉ／Ａｔ
である。なお、面積Ａｉは、各色のトナー像のトナー部分の面積の合計である。

ＣＰＵ２６は、Ｓ３０において、形成したＸ枚目の画像の印刷率を算出し、Ｓ３１において、印刷率ｋ（Ｘ）に応じて供給トナー量ｗ３（第３の量）を決定する。なお、供給トナー量ｗ３は、固定的な値ではなく、供給トナー量ｗ１より少ない又は以下の範囲において、図７に示す様に印刷率に応じて異なる値とできる。図７においては、印刷率ｋ（Ｘ）が小さい場合に供給トナー量ｗ３を大きくし、印刷率ｋ（Ｘ）が所定値以上（図７では３％）である場合には、供給トナー量ｗ３を零としている。本実施形態においては、ｗ３のトナー量をクリーニングブレード３４に供給するため、供給トナー像の副走査方向の長さを、供給トナー量をｗ１とする供給トナー像より短くし、それ以外の値は供給トナー量をｗ１にするための供給トナー像と同じとする。続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ３２において、印刷率ｋ（Ｘ）に応じて間隔ＬをＬｍ２に決定する。本実施形態においては、間隔Ｌｍ２も固定的な値ではなく、印刷率ｋ（Ｘ）に応じて、間隔Ｌｆ未満の範囲で決定している。ＣＰＵ２６は、Ｓ３３においてトナー供給動作を実行し、Ｓ３４において積算供給量Ｗ（Ｘ）を更新する。

図８(Ａ)は、図７の設定において、印刷率が１．０％以上３％未満である場合に、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を概略的に示し、図８（Ｂ）は、印刷率が１．０％未満である場合に、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を概略的に示している。なお、印刷率が３．０％以上である場合に、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔は、図４（Ａ）と同じである。

図９は、本実施形態における多色モードと単色モードが混在する際の積算供給量の推移の一例である。なお、図の点線は、基準供給量を示し、実線が積算供給量を示している。最初の多色モードにおいて、供給トナー量ｗ１が選択されるため、積算供給量と基準供給量が等しくなっている。その後の単色モードでは、印刷率に応じて供給トナー量が決定されるが、その値は供給トナー量ｗ１より小さく、積算供給量は、基準供給量より少なくなる。よって、その後に多色モードとなったときには供給トナー量ｗ２が選択される。多色モードが継続し、積算供給量が基準供給量に等しくなると、供給トナー量ｗ１が選択され、積算供給量と基準供給量は等しくなる。

印刷率ｋ(Ｘ)が低いことは、Ｘ枚目の画像形成で消費されたトナー量が少ないことを意味しており、よって、クリーニングブレード３４に供給される転写残トナーも少なくなる。そのため、トナー供給動作を行うことなく印刷率ｋの低い画像を大量に形成すると、クリーニングブレード３４近傍のトナーが減少する。本実施形態では、単色モードで、低い印刷率ｋ（Ｘ）の画像を大量に印刷しても、クリーニング性能の低下を抑えることができる。また、間隔Ｌｍ２は間隔Ｌｆより小さくスループットの低下を抑えることができる。なお、第一実施形態は、本実施形態の供給トナー量ｗ３が常に０である形態と考えることもできる。

＜第三実施形態＞
続いて、本実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態における画像形成装置の構成は、図１に示す通りであり、印刷処理は図２に示す通りである。ただし、図２のＳ１３における処理は第一実施形態と相違し、以下、図１０を用いて説明する。

Ｓ４０及びＳ４１の処理は、図３のＳ２０及びＳ２１の処理と同様であり説明は省略する。ＣＰＵ２６は、基準供給量Ｔ(Ｘ−１)から積算供給量Ｗ(Ｘ−１)を減じた量が許容量Ａ以上であるか否かをＳ４２で判定する。なお、許容量Ａも不揮発性メモリ２７に保存されている。許容量未満であると、ＣＰＵ２６は、Ｓ４５において、第一実施形態と同様に供給トナー量を０とし、Ｓ４６で間隔ＬをＬｍとする。一方、Ｓ４２において、許容量以上であると、ＣＰＵ２６は、Ｓ４３において、供給トナー量をｗ１とし、Ｓ４４で間隔ＬをＬｆとする。続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ４７においてトナー供給動作を実行し、Ｓ４８において積算供給量を更新する。

図１１は、本実施形態において、単色モードで供給トナー量がｗ１となったときに、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を示している。なお、単色モードで供給トナー量が０のときは、図４（Ａ）の通りであり、多色モードのときは図４（Ｂ）の通りとなる。

図１２は、本実施形態における多色モードと単色モードが混在する際の積算供給量の推移の一例である。なお、図の点線は、基準供給量を示し、実線が積算供給量を示している。最初の多色モードにおいて、供給トナー量ｗ１が選択されるため、積算供給量と基準供給量が等しくなっている。その後、単色モードとなった際には、積算供給量と基準供給量の差は０であるため、供給トナー量は０となり、積算供給量と基準供給量の差が増加する。その後、積算供給量と基準供給量の差が許容量Ａに達すると供給トナー量がｗ１となり、単色モードである間には、積算供給量と基準供給量との差が許容量Ａに保たれる。その後に多色モードになると、供給トナー量ｗ２が選択される。多色モードが継続し、積算供給量が基準供給量に等しくなると、供給トナー量ｗ１が選択され、その後は、積算供給量と基準供給量は等しくなる。

本実施形態では、上記各実施形態での効果に加えて、単色モードが継続しても、積算供給量と基準供給量との差が許容量Ａを越えることを防ぐことができるという利点がある。なお、本実施形態においても第二実施形態と同様に、単色モードにおいて印刷率に応じ、供給トナー量ｗ３でトナー供給動作を実行する構成とすることができる。

＜第四実施形態＞
続いて、本実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態における画像形成装置の構成は、図１に示す通りであり、印刷処理は図２に示す通りである。ただし、図２のＳ１２及びＳ１３における処理は第一実施形態と相違し、以下、図１３及び図１４を用いて説明する。

図１３は、図２のＳ１２の処理の詳細を示している。ＣＰＵ２６は、Ｓ５０において、供給トナー量をｗ１とし、Ｓ５１において、間隔ＬをＬｆとする。続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ５２においてトナー供給動作を実行し、Ｓ５３において積算供給量を更新する。この様に、本実施形態では多色モードにおいて常に供給トナー量をｗ１とし、間隔ＬをＬｆとする。

図１４は、図２のＳ１３の処理の詳細を示している。Ｓ６０及びＳ６１の処理は、図３のＳ２０及びＳ２１の処理と同様であり説明は省略する。ＣＰＵ２６は、基準供給量Ｔ(Ｘ−１)から積算供給量Ｗ(Ｘ−１)を減じた値が許容量Ａ以上であるか否かをＳ６２で判定する。許容量Ａ以上ではない場合、ＣＰＵ２６は、Ｓ６５において、第一実施形態と同様に供給トナー量を０とし、Ｓ６６で間隔ＬをＬｍとする。一方、Ｓ６２において、許容量Ａ以上である場合、ＣＰＵ２６は、Ｓ６３において、供給トナー量をｗ４とし、Ｓ６４において、間隔ＬをＬｍ３とする。ここで、供給トナー量ｗ４は、許容量Ａと略同じ量とする。つまり、供給トナー量ｗ４は、基準供給量と積算供給量との差を所定量未満とする量である。第一実施形態においても述べたが、供給トナー量が多すぎると、トナーがクリーニングブレード３４に到達した時の急激なトルク変動に伴う振動によって、クリーニング不良を誘発する場合がある。したがって、本実施形態では、Ｓ６７において、少なくとも中間転写ベルト８を１周させて、クリーニング不良が発生したとしても、そのトナーを再度、クリーニングブレード３４が回収する様にする。したがって、間隔Ｌｍ３の値は、供給トナー像の形成と、二次転写バイアスの切り替えを可能とする長さと、中間転写ベルト８の周長の和の長さに設定される。続いて、ＣＰＵ２６は、Ｓ６８においてトナー供給動作を実行し、Ｓ６９において積算供給量を更新する。

例えば、許容量Ａを１４０ｍｇとし、供給トナー量ｗ４を１３９．９ｍｇとする。トナー量ｗ４を供給するための供給トナー像としては、主走査方向及び副走査方向の長さがそれぞれ２２０ｍｍ及び１５９ｍｍであるベタ画像を使用する。この場合、単位面積当たりのトナー量を０．００４ｍｇ／ｍｍ^２とすると、２２０×１５９×１．０×０．００４＝１３９．９ｍｇのトナーを供給できる。ここで、中間転写ベルト８の周長を７５０ｍｍ、中間転写ベルト８の移動速度を２００ｍｍ/秒、二次転写バイアスの極性切り替え時間を１５０ｍｓとすると、間隔Ｌｍ３は、（２００×０．１５）＋１５９＋７５０＝９３９ｍｍとなる。本実施形態では、単色モードで連続して（許容量Ａ／ｗ１）に相当する枚数を印刷すると、供給トナー量ｗ4でのトナー供給動作が実施されることになる。

図１５は、本実施形態において、単色モードで供給トナー量がｗ４となったときに、中間転写ベルト８に形成される各画像と、その間隔を示している。図１５に示す様に、トナー量ｗ４を供給するための供給トナー像と、次に形成する印刷対象のトナー像との間隔を中間転写ベルト８の周長以上とする。なお、単色モードで供給トナー量が０のときは、図４（Ａ）の通りであり、多色モードのときは図４（Ｂ）の供給トナー量がｗ１の場合の通りとなる。

図１６は、本実施形態における多色モードと単色モードが混在する際の積算供給量の推移の一例である。最初の多色モードにおいて、供給トナー量ｗ１が選択されるため、積算供給量と基準供給量が等しくなっている。その後に単色モードになった際には、積算供給量と基準供給量の差は０であるため、供給トナー量は０となり、積算供給量と基準供給量の差が増加する。続いて、多色モードになると供給トナー量がｗ１となり積算供給量と基準供給量の差が一定で推移する。その後、再度、単色モードになると、積算供給量と基準供給量の差は許容量Ａより小さいため、供給トナー量は０となり、積算供給量と基準供給量の差が増加する。その後、積算供給量と基準供給量の差が許容量Ａに達すると供給トナー量がｗ４となり、積算供給量と基準供給量の差が略０となり、よって、供給トナー量が再度０なる。

本実施形態では、大量に印刷されることが多い単色モードにおいて、通常はトナー供給動作を行わず、よって、連続的に画像形成を行う際のインターバル時間を短くし、スループットの向上とユーザビリティを向上させることが可能になる。一方、積算供給量と基準供給量の差と許容量Ａを比較して、その差が許容量Ａに達すると、許容量Ａに略等しい量のトナーを供給することでクリーニング性能の低下を防ぐことができる。

なお、本実施形態においては図１４のＳ６５において供給トナー量を０としたが、第二実施形態と同様に、印刷率に応じ、供給トナー量ｗ３でトナー供給動作を実行する構成とすることができる。零を含む供給トナー量ｗ３に対する間隔Ｌｍを、供給トナー量ｗ１以上であるときの間隔より小さくすることで、スループットの低下を抑えることができる。また、本実施形態においては、多色モードでの供給トナー量を常にｗ１としていたが、第一実施形態と同様に供給トナー量ｗ１とｗ２を切り替える構成とすることもできる。さらに、本実施形態では、Ｓ６３における供給トナー量ｗ４を基準供給量から積算供給量を減じた値に基づく量としていたが、供給トナー量ｗ４は、供給トナー量ｗ１より多い任意の値とする形態であっても良い。

＜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 (19)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に現像剤からなる画像を形成し、形成した画像を記録材に転写することで印刷する画像形成手段と、
   前記像担持体から記録材に転写されずに残留した現像剤を除去する除去手段と、
   前記画像形成手段に、記録材に転写しない供給用画像を前記像担持体に形成させ、前記供給用画像を前記除去手段に除去させることで前記除去手段に現像剤を供給する制御手段と、
   を備えており、
   複数の色の現像剤を使用して画像を形成する多色モード、又は１つの色の現像剤を使用して画像を形成する単色モードで画像を形成することが可能である画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記多色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記除去手段に供給した現像剤の積算量である積算供給量が、前記除去手段の使用量に応じて決定される基準供給量以上であると、第１の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記積算供給量が前記基準供給量未満であると、前記第１の量より多い第２の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記第１の量より少ない第３の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、
   前記制御手段は、第１記録材と、当該第１記録材に続いて搬送される第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第３の量の現像剤からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔を、前記第１記録材と前記第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第１の量及び第２の量からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔より短くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の量は、前記除去手段の使用量の増加に対して前記除去手段に供給すべき現像剤の量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. 前記制御手段は、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記基準供給量から前記積算供給量を減じた量が所定の許容量以上であると、前記第１の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記減じた量が前記許容量未満であると、前記第３の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記基準供給量から前記積算供給量を減じた量が所定の許容量以上であると、前記第１の量より多い量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記減じた量が前記許容量未満であると、前記第３の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記減じた量が前記許容量以上であると、前記基準供給量と前記積算供給量との差が所定量未満となる様に前記除去手段に供給用画像を供給することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記基準供給量は、前記第１の量と印刷枚数の積により求められる、又は前記基準供給量は、前記除去手段が現像剤を除去した前記像担持体の表面の積算長から求められることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第３の量は、画像が形成される対象の記録材に形成できる画像の面積に対する、当該記録材に形成した画像の面積の割合である印刷率に応じて決定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第３の量は、零であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記供給用画像の副走査方向の長さにより前記除去手段に供給する現像剤の量を調整する、又は前記供給用画像の濃度により前記除去手段に供給する現像剤の量を調整する、又は前記供給用画像に使用する現像剤の色の数により前記除去手段に供給する現像剤の量を調整することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 像担持体と、
    前記像担持体に現像剤像からなる画像を形成し、形成した画像を記録材に転写する画像形成手段と、
    前記像担持体から記録材に転写されずに残留した現像剤を除去する除去手段と、
    前記画像形成手段に、記録材に転写しない供給用画像を前記像担持体に形成させ、前記供給用画像を前記除去手段に除去させることで前記除去手段に現像剤を供給する制御手段と、
    を備えており、
    複数の色の現像剤を使用して画像を形成する多色モード、又は１つの色の現像剤を使用して画像を形成する単色モードで画像を形成することが可能である画像形成装置であって、
    前記制御手段は、前記多色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、第１の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、前記除去手段の使用量に応じて決定される基準供給量から前記除去手段に供給した現像剤の積算量である積算供給量を減じた量が所定の許容量以上であると、前記第１の量より多い量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、前記減じた量が前記許容量未満であると、前記第１の量より少ない第３の量の現像剤からなる供給用画像を前記除去手段に供給し、
    前記制御手段は、第１記録材と、当該第１記録材に続いて搬送される第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第３の量の現像剤からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔を、前記第１記録材と前記第２記録材との間に対応する前記像担持体の領域に前記第１の量及び前記第１の量より多い量からなる供給用画像を形成させる場合の前記第１記録材と前記第２記録材との間隔より短くすることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記第１の量は、前記除去手段の使用量の増加に対して前記除去手段に供給すべき現像剤の量であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記減じた量が前記許容量以上であると、前記基準供給量と前記積算供給量との差が所定量未満となる様に前記除去手段に供給用画像を供給することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、前記基準供給量と前記積算供給量との差が所定量未満となる様に前記除去手段に現像剤を供給するための供給用画像と、次に記録材に転写するための画像との間隔を前記像担持体の周長以上にすることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記基準供給量は、前記第１の量と印刷枚数の積により求められる、又は前記基準供給量は、前記除去手段が現像剤を除去した前記像担持体の表面の積算長から求められることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記第３の量は、印刷対象の記録材に形成できる現像剤像の面積に対する、当該記録材に形成した現像剤像の面積の割合である印刷率に応じて決定されることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記第３の量は零であることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記制御手段は、前記供給用画像の副走査方向の長さにより前記除去手段に供給する現像剤の量を調整する、又は前記供給用画像の濃度により前記除去手段に供給する現像剤の量を調整する、又は前記供給用画像に使用する現像剤の色の数により前記除去手段に供給する現像剤の量を調整することを特徴とする請求項１０から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 像担持体と、
    前記像担持体に現像剤からなる画像を形成し、形成した画像を記録材に転写する画像形成手段と、
    前記像担持体から記録材に転写されずに残留した現像剤を除去する除去手段と、
    前記画像形成手段に、記録材に転写しない供給用画像を前記像担持体に形成させ、前記供給用画像を前記除去手段で除去させることで前記除去手段に現像剤を供給する制御手段と、
    を備えており、
    複数の色の現像剤を使用して画像を形成する多色モード、又は１つの色の現像剤を使用して画像を形成する単色モードで画像を形成することが可能である画像形成装置であって、
    前記制御手段は、前記多色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、続いて前記除去手段に現像剤を供給するための第１の供給用画像を前記画像形成手段に形成させる、又は前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた後、続いて前記除去手段に現像剤を供給するための第２の供給用画像を前記画像形成手段に形成させ、
    前記第１の供給用画像の現像剤量より前記第２の供給用画像の現像剤量は少ないことを特徴とする画像形成装置。
19. 像担持体と、
    前記像担持体に現像剤からなる画像を形成し、形成した画像を記録材に転写する画像形成手段と、
    前記像担持体から記録材に転写されずに残留した現像剤を除去する除去手段と、
    前記画像形成手段に、記録材に転写しない供給用画像を前記像担持体に形成させ、前記供給用画像を前記除去手段で除去させることで前記除去手段に現像剤を供給する制御手段と、
    を備えており、
    複数の色の現像剤を使用して画像を形成する多色モード、又は１つの色の現像剤を使用して画像を形成する単色モードで画像を形成することが可能である画像形成装置であって、
    前記制御手段は、前記多色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた場合、続いて前記除去手段に現像剤を供給するための供給用画像を前記画像形成手段に形成させ、前記単色モードで画像を前記画像形成手段に形成させた場合、前記除去手段に現像剤を供給するための供給用画像を前記画像形成手段に形成させないことを特徴とする画像形成装置。

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