JP6543051B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置として、感光体に静電潜像を形成し、現像部が静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成し、当該トナー像を最終的に記録材に転写・定着させることで画像を形成するものがある。現像部は、供給ローラと現像ローラを有し、供給ローラと現像ローラによる機械的摺擦によりトナーは摩擦帯電される。帯電したトナーは、現像ローラに供給され、感光体の静電潜像に供給される。

感光体に転写されず現像ローラに残留したトナーは、現像ローラによる現像バイアスの影響を受け、その帯電量が大きくなる。帯電量が増大したトナーで感光体の静電潜像を現像すると、静電潜像に付着するトナー量が目標より少なくなり濃度が薄くなる。トナーの帯電量は、現像ローラ上に残留する時間に比例して大きくなるため、例えば、長い余白の後にベタ画像を印刷すると、当該ベタ画像の先端から現像ローラの１周に渡り濃度の薄い状態が生じることがある。なお、以下の説明において、トナーの帯電量の増加により画像濃度が薄くなる現象を"現像ゴースト"と呼ぶものとする。

特許文献１は、静電的な力により供給ローラから現像ローラへのトナーの供給や、現像ローラから供給ローラへのトナーの回収を行い、現像ローラにトナーが長く残留することによるトナーの帯電量の増加を抑える構成を開示している。以下では、現像ローラのトナーを回収する処理を"トナー回収処理"と呼ぶものとする。

特開平９−１５９７６号公報

従来、トナー回収処理は、記録材に画像形成を行う間の期間に行っていた。ここで、現像ゴーストの発生を抑制するためには、現像ローラの１周に渡りトナー回収処理を実行する必要がある。したがって、例えば連続する記録材間の長さ（以下、紙間と呼ぶ。）を、現像ローラの１周分以上とすると、ダウンタイムが生じてしまう可能性があるため、適切な期間でトナー回収処理を実行することが求められている。

本発明は、形成する画像に応じて、適切な期間でトナー回収処理を実行することで、現像ゴーストの発生を抑制する画像形成装置を提供するものである。

本発明の一側面によると、画像形成装置は、回転駆動され、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体との対向領域において、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、供給バイアスを出力して、前記現像手段への現像剤の供給と、前記現像手段からの現像剤の回収を行う供給手段と、前記像担持体の回転方向における現像剤像が形成されない非画像領域の長さに基づき前記供給バイアスを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記非画像領域の前記長さが所定長以上である場合と、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が閾値より小さい場合には、前記現像手段から現像剤の回収を行う様に前記供給バイアスを制御し、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が前記閾値より大きい場合には、前記現像手段に現像剤を供給する様に前記供給バイアスを制御することを特徴とする。

本発明によると、形成する画像に応じて、適切な期間でトナー回収処理を実行することで、現像ゴーストの発生を抑制することができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態による現像部の構成図。 一実施形態による画像形成装置の制御構成図。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態による補正係数の決定方法の説明図。 一実施形態によるバイアス制御のフローチャート。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御のフローチャート。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御のフローチャート。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御の説明図。 一実施形態によるバイアス制御のフローチャート。

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、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、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構成図である。なお、参照符号の末尾の英文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、当該参照符号により示される部材が形成に係るトナー像の色が、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）であることを示している。なお、以下の説明において、トナーの色を区別する必要が無い場合には、末尾の英文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた参照符号を使用する。画像形成装置は、画像形成装置から着脱自在なプロセスカートリッジ５を有する。プロセスカートリッジ５は、それぞれ、トナー容器２３と、像担持体である感光体１と、帯電ローラ２と、現像ローラ３を含む現像部と、クリーニングブレード４と、廃トナー容器２４と、を備えている。

画像形成時、感光体１は、図中の矢印の方向に回転駆動される。帯電ローラ２は、負極性の帯電バイアスを出力して感光体１の表面を一様な電位に帯電させる。露光部７は、形成する画像に応じた光で感光体１の表面を露光し、感光体１に静電潜像を形成する。現像ローラ３は、現像バイアスを出力し、感光体１との対向領域において、トナー容器２３に収容されたトナー（現像剤）で感光体１の静電潜像を現像しトナー像（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出力し、感光体１のトナー像を中間転写体８に転写する。なお、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのトナー像を重ねて中間転写体８に転写することで多色のトナー像が形成される。中間転写体８に転写されず感光体１に残留したトナーは、クリーニングブレード４により廃トナー容器２４に回収される。

像担持体である中間転写体８は、３つのローラにより張架され、図中の矢印Ｚの方向に回転駆動される。したがって、中間転写体８に転写されたトナー像は、中間転写体の回転により、二次転写ローラ１１の対向位置へと搬送される。一方、給紙カセット１３の記録材１５は、搬送路１６に沿って二次転写ローラ１１の対向位置へと搬送される。なお、記録材１５は、搬送路１６に沿って設けられたローラにより搬送される。二次転写ローラ１１は、二次転写バイアスを出力し、中間転写体８のトナー像を記録材１５に転写する。記録材１５は、その後、定着部１７へと搬送される。定着部１７は、記録材１５を加熱・加圧して、トナー像を記録材１５に定着させる。トナー像の定着後、記録材１５は画像形成装置外に排出される。

図２は、プロセスカートリッジ５の詳細を示している。現像部３０は、現像室３３とトナー容器２３を有する。トナー容器２３の内部には、トナー４０が収容されている。また、トナー容器２３には、トナー４０を現像室３３に搬送するための搬送部材３４が設けられている。搬送部材３４は、図中の矢印Ｇの方向へ回転駆動され、これにより、トナー４０を現像室３３へと搬送する。現像室３３には、感光体１と接触し、図中の矢印Ｄの方向に回転駆動される現像ローラ３が設けられている。現像ローラ３は、図示しない現像バイアス印加部から印加される現像バイアスを出力する。さらに、現像室３３には、トナー容器２３から搬送されたトナー４０を現像ローラ３に供給する供給ローラ３５と、現像ローラ３上のトナーの量を規制し、かつ、トナーを帯電させる規制部材３６が設けられる。供給ローラ３５は、現像ローラ３との対向領域において、現像ローラ３と接触しており、図中の矢印Ｅの方向に回転駆動される。また、供給ローラ３５には、図示しない供給バイアス印加部から供給バイアスが印加される。供給バイアスと現像バイアスの電位差に応じて、トナー４０には、現像ローラ３に向かう方向への力、或いは、供給ローラ３５に向かう方向の力が働く。また、供給ローラ３５によって現像ローラ３に供給されたトナー４０は、現像ローラ３の回転により、規制部材３６と現像ローラ３の当接部へ進入する。トナー４０は、現像ローラ３の表面と規制部材３６との摺擦により摩擦帯電されると共にその層厚が規制される。帯電したトナー４０は、現像ローラ３の回転により、感光体１との対向領域に搬送され、この対向領域において感光体１上の静電潜像に付着される。

図３は、本実施形態による画像形成装置の制御構成を示す図である。コントローラ部４０１は、外部のホストコンピュータ４００から画像情報と印刷条件を示す画像信号を受け取る。コントローラ部４０１は、ホストコンピュータ４００から受け取った画像信号の画像情報を画像展開し、印刷情報として、ビデオインターフェイス部４０３経由でメイン制御部４０２へ送信する。本実施形態における印刷情報は、記録材に転写されるトナー像の濃度情報を含む。なお、濃度情報において、トナー濃度が０％の領域、つまり、トナー像が形成されない領域は、非画像形成領域ということができる。言い換えるならば、画像が形成されない余白は、非画像形成領域に含まれるといえる。また、濃度情報は、非画像形成領域の情報（以下、余白情報ともいう）を含む。

メイン制御部４０２の受信部４０４は、コントローラ部４０１が送信する濃度情報を受け取り、供給バイアス制御部４０７と紙間制御部４０８に通知する。供給バイアス制御部４０７は、供給バイアス決定部４０９とタイミング制御部４１０を有し、供給ローラ３５に供給バイアスを出力する供給バイアス印加部４１１を制御する。タイミング制御部４１０は、供給バイアスを変更するタイミングを決定する。また、紙間制御部４０８は、濃度情報を用いて紙間を決定して紙間を制御する。なお、紙間とは、複数の記録材に画像を形成する際の、先行する記録材と、当該先行する記録材に後続する記録材との間隔である。現像バイアス制御部４０５は、現像ローラ３に現像バイアスを出力する現像バイアス印加部４１２を制御する。メモリ４１９は、記憶部である。なお、本実施形態においてメモリ４１９は、１つのメモリ装置を指すのではなく、画像形成装置内にある１つ以上のメモリ装置の総称であり、揮発性メモリや、不揮発性メモリを含む。メモリ４１９には、メイン制御部４０２が実行するプログラムや、メイン制御部４０２が制御において使用する各種データが格納される。

現像ゴーストは、現像ローラ３上においてトナーの帯電量が変動することで生じる。具体的には、余白形成中、現像ローラ３上のトナーの帯電量は、時間に比例して大きくなる。帯電量が大きくなることで、感光体１の静電潜像に付着するトナーの量が少なくなる。例えば、余白の形成期間が現像ローラ３の１周期以上になると、現像ローラ３の周囲に付着しているトナーの帯電量は大きくなる。結果、その後にベタ画像を形成すると、現像ローラ３上において帯電量が大きくなったトナーの総てが感光体１の静電潜像に供給されるまで、トナー像の濃度が薄くなる。

以下、本実施形態における現像ローラ３と供給ローラ３５のバイアス制御について説明する。図４は、連続して２枚の記録材に画像形成を行う場合におけるバイアス制御の説明図である。なお、図４の横軸は距離を、縦軸は現像ローラ３と供給ローラ３５それぞれの現像バイアス及び供給バイアスを示している。なお、図４の横軸の値は、実際には時間であるが、紙間との関係を説明するために、記録材の搬送速度に基づく距離に変換して示している。なお、図４において、記録材＃１に形成する画像Ａの後端から記録材＃２に形成する画像Ｂの先端までの距離は、現像ローラ３の周長Ｌｒより長いものとする。なお、以下の説明において、先端、後端とは、記録材の搬送方向の先端、後端を意味するものとし、"長さ"や"距離"とは、記録材の搬送方向における長さや距離を意味するものとする。さらに、現像ローラ３の周長Ｌｒを、単に周長Ｌｒと呼ぶものとする。

本実施形態において、現像バイアスは、「現像駆動開始」から「現像駆動停止」まで一定値であり、図４の例では、−４００Ｖである。一方、画像Ａ及び画像Ｂに対応するトナー像を感光体１に形成している間には、供給バイアスを−５００Ｖに設定する。供給バイアスを現像バイアスより低くすることで、トナーには現像ローラ３に向かう力が働き、現像ローラ３にトナーが供給される。一方、「現像駆動開始」から記録材＃１の「画像Ａの先端」までと、「画像Ａの後端」から「画像Ｂの先端」までと、記録材＃２の「画像Ｂの後端」から「現像駆動停止」までにおいては、供給バイアスを−３００Ｖに設定する。供給バイアスを現像バイアスより高くすることで、トナーには供給ローラ３５に向かう力が働き、これによりトナー回収処理が実行される。よって、現像ローラ３のトナーを回収してトナーの帯電量の増加を抑えることができる。なお、図４において、供給バイアスを−３００Ｖ又は−５００Ｖに設定するタイミングは、実際には、画像Ａや画像Ｂを感光体１において現像するタイミングである。具体的には、図４では、画像Ａの後端から画像Ｂの先端までの間、供給バイアスを−３００Ｖに設定している。これは、画像Ａの後端を感光体１に現像してから、画像Ｂの先端を感光体１に現像し始めるまでの間、供給バイアスを−３００Ｖに設定することを意味する。つまり、図４では、記録材に形成する画像に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過している間、供給バイアスを−５００Ｖに設定している。また、図４では、紙間及び記録材の余白に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過している間、供給バイアスを−３００Ｖに設定している。この図面の表現と、供給バイアスの設定タイミングとの関係は、図４と同様の以下の各図においても同じである。

なお、ここでは説明を簡略化するために、画像Ａ又は画像Ｂの端部を基準に供給バイアスを切り替えるとした。しかし、実際の画像形成装置の動作においては、感光体１上にトナーが供給されて静電潜像が画像として現像されるまでには、現像ローラ３と供給ローラ３５のニップ部から現像ローラ３と感光ドラム１とのニップ部までトナーが移動する所定期間Ｔが必要となる。よって、実際の画像形成装置における制御としては、供給バイアスを切り替えるタイミングは、上述した画像の端部に対応したタイミングから所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングとなる。なお、この所定期間Ｔは、以下の式に基づき求めることができる。

所定期間Ｔ＝Ｌ／Ｖ
ここで、Ｌは、現像ローラ３の回転方向における現像ローラ３と供給ローラ３５とのニップ部から現像ローラ３と感光体１とのニップ部までの距離である。また、Ｖは、現像ローラ３の回転速度である。よって、上述の供給バイアスの切り替えタイミングは、画像Ａの後端を感光体１に現像するより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングから、画像Ｂの先端を感光体１に現像し始めるより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングまでの間、供給バイアスを−３００Ｖに設定する、と言い換えることができる。また、記録材に形成する画像の先端に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過し始めるより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングから、記録材に形成する画像の後端に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過し終わるより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングの間、供給バイアスを−５００Ｖに設定する、と言い換えることができる。また、紙間及び記録材の余白の先端に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過し始めるより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングから、紙間及び記録材の余白の後端に対応する感光体１の位置が、現像ローラ３との対向領域を通過し終わるより所定期間Ｔ分だけ前倒ししたタイミングの間、供給バイアスを−３００Ｖに設定する、と言い換えることができる。以下では、説明が煩雑になるため、この所定期間Ｔに関する記載は省略して説明を行う。

図５及び図６は、本実施形態によるバイアス制御の説明図である。図５及び図６において、記録材の搬送方向におけるトナー濃度は均一とする。なお、ここでは一例としてイエローの画像形成を例にして説明するが、マゼンタ、シアン、ブラックの夫々の色でも同様の制御を行うことができる。また、以下の説明において、現像バイアスをＧｖとし、トナー回収処理時の供給バイアスをＲｈとし、現像ローラ３にトナーを供給するための供給バイアスをＲｖとする。例えば、図４の例では、Ｇｖ＝−４００Ｖ、Ｒｈ＝−３００Ｖ、Ｒｖ＝−５００Ｖである。

図５（Ａ）は、記録材の画像の後端にある余白、つまり、非画像領域の長さＬeが現像ローラ３の周長Ｌｒ以上の場合を示している。非画像領域の長さＬeが、所定長以上、つまり周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、余白の開始から現像部の駆動停止まで、つまり、画像の後端から現像部の駆動停止までトナー回収処理を行う。図５（Ｂ）は、画像Ａと画像Ｂの間にある余白の長さＬｅが現像ローラ３の周長Ｌｒ以上の場合を示している。この場合、メイン制御部４０２は、余白の開始（画像Ａ後端）から余白の終了（画像Ｂの先端）までトナー回処理を行う。

図６（Ａ）は、記録材内の画像Ａと画像Ｂの間の余白の長さＬｅが現像ローラ３の周長Ｌｒ未満で、かつ、画像Ａのトナー濃度Ｄｃが閾値未満である場合を示している。なお、本実施形態では、トナー濃度Ｄｃが一定であるものとしているが、トナー濃度Ｄｃが変化する場合には、例えば、最大値、平均値、最小値等を使用する。この場合、メイン制御部４０２は、周長Ｌｒから余白の長さＬｅを減じた長さＬｄを求め、画像Ａの後端から先端方向に向かって長さＬｄの区間を区間Ｌｄとし、区間Ｌｄの濃度を濃度情報から求める。なお、区間Ｌｄの濃度が変化する場合には、最大値、平均値、最小値等を使用する。メイン制御部４０２は、区間Ｌｄの濃度に基づき、区間Ｌｄにおける供給バイアスＲｓを、以下の式（１）により求める。

Ｒｓ＝Ｒｈ−（｜Ｇｖ−Ｒｈ｜×α） （１）
ここで、αは、区間Ｌｄの濃度に応じ、０より大きく、かつ、１以下の値を取る補正係数である。なお、補正係数αは、例えば、区間Ｌｄの濃度が大きいほど大きくなるよう設定することができる。これは、濃度が高い場合には、供給バイアスをトナー回収処理実行時の値Ｒｈに近づけるほど、画像の濃度ムラが目立ちやすくなるからである。
補正係数αは、式（２）に示す様に、閾値Ｔｈと、区間Ｌｄの濃度Ｄｌｄの関数として求めることができる。

α＝Ｄｌｄ／Ｔｈ ０＜Ｄｌｄ＜Ｔｈ （２）
また、図７に示す様な濃度Ｄｃと補正係数αの関係を示す情報を予めメモリ４１９に保持させておき、この情報により補正係数αを求める構成とすることもできる。なお、図７においては閾値を１００としている。図６（Ａ）に戻り、メイン制御部４０２は、区間Ｌｄにおいて、供給バイアスをＲｓに設定し、その後、画像Ａの後端から画像Ｂの先端までは供給バイアスをＲｈに設定する。なお、式（１）より区間Ｌｄにおいてもトナー回収処理が実行される。しかしながら、供給バイアスＲｓと現像バイアスＧｖとの差は、補正係数αが１である場合を除き、供給バイアスＲｈと現像バイアスＧｖとの差より小さい。したがって、区間Ｌｄにおいてトナーに働く供給ローラ３５方向の力は、紙間の時よりも弱くなる。

図６（Ｂ）は、画像Ａから画像Ｂまでの余白の長さＬｅが現像ローラ３の周長Ｌｒ未満であり、かつ、画像Ａの濃度Ｄｃが閾値以上である場合を示している。この場合、余白領域においてトナー回収処理を行わず、よって、供給バイアスは、余白の間もＲｖに設定する。これは、画像Ａのトナー濃度が閾値以上の場合、画像Ａの後端を現像した後には、現像ローラ３に残留しているトナーが少なく、かつ、画像間の期間も短いことから、帯電量が変化するトナーが少ないからである。つまり、画像Ｂに現像ゴーストが発生し難いからである。

図８は、メイン制御部４０２における処理のフローチャートである。メイン制御部４０２は、Ｓ５０１で、記録材内に余白があるか否かを判定する。余白が無いと、メイン制御部４０２は、トナー回収処理は必要ないとして処理を終了する。一方、余白があると、メイン制御部４０２は、Ｓ５０２で、余白の先端側にある画像の濃度Ｄを判定する。さらに、メイン制御部４０２は、Ｓ５０３で、当該余白の長さＬｅを判定する。メイン制御部４０２は、Ｓ５０４で、余白の長さＬｅと、周長Ｌｒを比較する。余白の長さＬｅが、周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、図５を用いて説明した様に、Ｓ５０５で、余白の間の供給バイアスを、トナー回収処理に対応するＲｈに設定する。なお、余白の間の供給バイアスとは、上述した様に、記録材に余白を形成するために感光体１においてトナー像を形成していない間の供給バイアスとの意味である。余白の長さＬｅが周長Ｌｒ未満であると、メイン制御部４０２は、Ｓ５０６で余白後に画像があるか否かを判定する。余白後に画像が無ければ現像ゴーストを懸念する必要がない。したがって、メイン制御部４０２は、Ｓ５０７で、余白での供給バイアスをＲｖに設定する。一方、余白後に画像があると、メイン制御部４０２は、Ｓ５０８で、余白前の画像の濃度Ｄと閾値を比較する。濃度Ｄが閾値以上であると、図６（Ｂ）で説明した様に、トナー回収動作を行う必要がないため、メイン制御部４０２は、Ｓ５０７で、余白での供給バイアスをＲｖに設定する。濃度Ｄが閾値未満であると、メイン制御部４０２は、図６（Ａ）で説明した様に、Ｓ５０９で、長さＬｄ及び区間Ｌｄと、区間Ｌｄにおける供給バイアスＲｓを式（１）で求める。メイン制御部４０２は、Ｓ５１０で、区間Ｌｄでの供給バイアスをＲｓに設定し、Ｓ５１１で、余白での供給バイアスをＲｈに設定する。図８の処理は、記録材の先端から後端まで繰り返す。

なお、ここでは供給ローラ３５Ｙに設定する供給バイアスの求め方について説明した。供給ローラ３５Ｙに設定する供給バイアスを基準に、他の色の供給ローラ３５Ｍ、３５Ｃ及び３５Ｋに設定する供給バイアスも同じバイアスと設定してもよい。もちろん、イエロー以外の色を基準にしてもよい。

また、色毎に画像領域と非画像領域を判定する構成とすることもできる。つまり、記録材に形成する画像を色毎に判定して画像領域と非画像領域を判定する構成とすることもできる。この場合、色毎に非画像領域の長さは異なることがあり、よって、供給ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ及び３５Ｋに設定する供給バイアスは独立して制御される。つまり、例えば、供給ローラ３５Ｙ及び３５Ｍの供給バイアスをＲｈに設定している際に、供給ローラ３５Ｃ及び３５Ｋの供給バイアスをＲｖに設定することが生じ得る。なお、色毎に判定する構成においては、感光体１の回転方向において、感光体１に静電潜像を形成する領域が画像領域であり、２つの画像領域の間の静電潜像を形成しない領域が非画像領域となる。そして、メイン制御部４０２は、感光体１の回転方向における非画像領域の長さに応じて、当該非画像領域が現像ローラ３との対向領域を通過している間の供給バイアスを制御する。

なお、余白後の画像のトナー濃度が薄い程、現像ゴーストは目立ちにくい。したがって、余白後の画像のトナー濃度に応じて供給バイアスを変化させる構成とすることもできる。

以上、記録材に形成する画像のトナー濃度と余白の長さに応じて、記録材に画像を形成している間における供給バイアスを制御する。この構成により、記録材内において余白と画像が混在する場合においても現像ゴーストの発生を抑制することが可能となる。

＜第二実施形態＞
以下、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。第一実施形態では、１つの記録材内における画像領域と非画像領域の搬送方向の長さに応じた供給バイアスの制御方法を開示していた。本実施形態では、記録材間における供給バイアスの制御方法を開示する。以下では、記録材＃１と、記録材＃１に続いて画像形成が行われる記録材＃２に対する供給バイアスの設定について説明する。なお、記録材＃１と記録材＃２の紙間は、所定の基準値Ｌｉであるものとする。また、記録材＃１の最も後ろ側にある画像を画像Ａとし、記録材＃２の最も前側にある画像を画像Ｂとする。

図９（Ａ）は、記録材＃１の後端側に長さＬｅ１の余白が存在し、記録材＃２の先端に長さＬｅ２の余白が存在し、長さＬｅ１と、紙間Ｌｉと、長さＬｅ２の和が、現像ローラ３の周長Ｌｒ以上の場合を示しいている。この場合、図９（Ａ）に示す様に、記録材＃１の後端側の余白開始から、記録材＃２の先端側の余白終了まで供給バイアスをＲｈに設定してトナー回収処理を実行する。

図９（Ｂ）は、長さＬｅ１と、紙間Ｌｉと、長さＬｅ２の和が現像ローラ３の周長Ｌｒ未満であり、かつ、記録材＃１の余白開始直前の画像Ａの濃度Ｄが閾値未満である場合を示している。この場合、メイン制御部４０２は、周長Ｌｒから長さＬｅ１と、紙間Ｌｉと、長さＬｅ２の和を減じた長さＬｄを求め、画像Ａの後端から先端方向の長さＬｄの区間を区間Ｌｄとする。メイン制御部４０２は、区間Ｌｄの濃度に基づき、式（１）により区間Ｌｄでの供給バイアスＲｓを求める。そして、図９（Ｂ）に示す様に、区間Ｌｄにおいては、供給バイアスをＲｓに設定し、記録材＃１の画像Ａの後端から記録材＃２の画像Ｂの先端までは、供給バイアスをＲｈに設定する。

図１０は、長さＬｅ１と、紙間Ｌｉと、長さＬｅ２の和が現像ローラ３の周長Ｌｒ未満であり、かつ、記録材＃１の余白領域開始直前の画像Ａの濃度Ｄが閾値以上である場合を示している。この場合、図１０に示す様に、トナー回収動作を行わず、よって、余白及び紙間において供給バイアスをＲｖに設定する。

図１１は、本実施形態によるメイン制御部４０２における処理のフローチャートである。メイン制御部４０２は、Ｓ７０１で、画像Ａの濃度Ｄを判定し、Ｓ７０２で、記録材＃１の後端側の余白の長さＬｅ１と、記録材＃２の先端側の余白の長さＬｅ２を判定する。メイン制御部４０２は、Ｓ７０３で、紙間Ｌｉを判定し、Ｓ７０４で、長さＬｅ１、紙間Ｌｉ、長さＬｅ２の和であるＬａを求める。また、画像Ａの後端から画像Ｂの先端までの区間を区間Ｌａとする。メイン制御部４０２は、Ｓ７０５で、紙間Ｌｉと周長Ｌｒを比較する。紙間Ｌｉが周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、図９（Ａ）に示す様に、Ｓ７０７で、区間Ｌａにおいてトナー回収処理を実行すべく、供給バイアスをＲｈに設定する。一方、紙間Ｌｉが周長Ｌｒ未満であると、メイン制御部４０２は、Ｓ７０６で、長さＬａと周長Ｌｒを比較する。長さＬａが周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、Ｓ７０７で区間Ｌａでの供給バイアスをＲｈに設定する。一方、長さＬａが周長Ｌｒ未満であると、メイン制御部４０２は、Ｓ７０８で濃度Ｄを閾値と比較する。濃度Ｄが閾値以上であると、メイン制御部４０２は、図１０を用いて説明した様に。区間Ｌａにおいてトナー回収処理を行わない。したがって、メイン制御部４０２は、Ｓ７０９で、区間Ｌａでの供給バイアスをＲｖに設定する。一方、濃度Ｄが閾値未満であると、メイン制御部４０２は、図９（Ｂ）を用いて説明した様に、Ｓ７１０で長さＬｄ及び区間Ｌｄを求め、式（１）により区間Ｌｄの供給バイアスＲｓを算出する。メイン制御部４０２は、Ｓ７１１で区間Ｌｄの供給バイアスをＲｓに設定し、Ｓ７１２で区間Ｌａの供給バイアスをＲｈに設定する。

以上、連続する記録材間の紙間と、先行する記録材の後端側の余白の長さと、後続する記録材の先端側の余白の長さにより、供給バイアスを制御する。この構成により、現像ゴーストの発生を抑制することが可能となる。なお、紙間においては画像が形成されない。つまり、本実施形態は、先行する記録材の後端側の余白と、後続する記録材の先端側の余白と、紙間とを纏めて１つの非画像領域とする以外は、第一実施形態と同様である。

＜第三実施形態＞
続いて、本実施形態について、第二実施形態との相違点を中心に説明する。図１２（Ａ）の記録材＃１の様に、搬送方向に向かって左半分のみに画像が形成され、右半分が余白である場合において、画像内や余白でトナー回収処理を行うと、画像Ａの濃度が変化して画像品質が低下し得る。本実施形態においては、画像品質を優先し、トナー濃度に応じて、図１２（Ｂ）に示す様に、記録材間の紙間を基準値であるＬｉからΔＬだけ広げる。

図１３は、本実施形態によるメイン制御部４０２における処理のフローチャートである。図１３のＳ９０１〜Ｓ９０９までの処理は、図１１のＳ７０１〜Ｓ７０９までの処理と同様である。本実施形態では、第二実施形態と異なり、Ｓ９０８で濃度Ｄが閾値未満であると、メイン制御部４０２の紙間制御部４０８は、周長Ｌｒから、長さＬｅ１、Ｌｉ及びＬｅ２を減じた値をΔＬとして求め、Ｓ９１１で紙間をＬｉからΔＬだけ広げる。そして、メイン制御部４０２の供給バイアス制御部４０７は、紙間を広げた後の区間Ｌａでの供給バイアスをＲｈとしてトナー回収処理を実行する。

＜第四実施形態＞
続いて、本実施形態について第二実施形態との相違点を中心に説明する。図１４（Ａ）に示す様に、先行する記録材＃１では、搬送方向に向かって左半分に閾値以上の濃度の画像Ａを形成し、後続する記録材＃２では、搬送方向に向かって右半分に閾値以上の濃度の画像Ｂを形成する場合を考える。この場合に、画像内や余白でトナー回収処理を行うと、画像Ａ及び画像Ｂのいずれか、或いは、両方の濃度が変化して画像品質が低下し得る。本実施形態においては、画像品質を優先し、画像の濃度に応じて、図１４（Ｂ）に示す様に、記録材間の紙間をΔＬだけ広げる。

本実施形態では、図１５に示す様に、周長Ｌｒから紙間Ｌｉを減じた長さをＬｓと定義する。そして、記録材＃１については、後端から先端方向へ長さＬｓまでの部分を後端部分とし、記録材＃２については、先端から後端方向へ長さＬｓまでの部分を前端部分と定義する。そして、後端部分をｎ×ｍ個の領域Ｂ［１］［１］〜Ｂ［ｍ］［ｎ］に分割する。また、前端部分をｎ×ｍ個の領域Ａ［１］［１］〜Ａ［ｍ］［ｎ］に分割する。本実施形態では、後端部分及び前端部分それぞれについて、搬送方向においては長さｂでｍ個に分割し、搬送方向と直交する方向においては長さａでｎ個に分割している。また、本実施形態では、領域Ｂ［ｉ］［ｊ］及び領域Ａ［ｉ］［ｊ］（ｉは１〜ｍの整数、ｊは１〜ｎの整数）のサイズは同じであるが、領域毎にサイズを異ならせても良い。

本実施形態においてメイン制御部４０２は、非画像領域より上流側の領域Ｂ［ｉ］［ｊ］それぞれの濃度Ｄｂ［ｉ］［ｊ］と、下流側の領域Ａ［ｉ］［ｊ］の濃度Ｄａ［ｉ］［ｊ］を判定する。そして、濃度Ｄｂ［ｉ］［１］〜濃度Ｄｂ［ｉ］［ｎ］の内の、最小濃度と最大濃度を判定する。つまり、搬送方向と直交する方向（以下、直交方向）における濃度の変化を判定する。最大濃度が閾値以上で、かつ、最小濃度が閾値未満の場合、直交方向における濃度が一定ではなく、かつ、閾値を跨ぐ濃度変化が存在することになる。つまり、記録材＃１に形成される画像が、図１４（Ａ）に示す様なものである可能性がある。この場合、メイン制御部４０２は、濃度Ｄａ［ｉ］［１］〜濃度Ｄａ［ｉ］［ｎ］の内の、最小濃度と最大濃度を判定する。最大濃度が閾値以上で、かつ、最小濃度が閾値未満の場合、直交方向における濃度が一定ではなく、かつ、閾値を跨ぐ濃度変化が存在することになる。つまり、記録材＃２に形成される画像が、図１４（Ａ）に示す様なものである可能性がある。この場合、紙間制御部４０８は、図１４（Ｂ）に示す様に紙間を広げる。

図１６は、本実施形態によるメイン制御部４０２における処理のフローチャートである。メイン制御部４０２は、Ｓ１２０１で濃度Ｄｂ［ｉ］［ｊ］と濃度Ｄａ［ｉ］［ｊ］を取得し、Ｓ１２０２で、記録材＃１後端の余白の長さＬｅ１及び記録材＃２先端の余白の長さＬｅ２を取得し、Ｓ１２０３で紙間Ｌｉを取得する。メイン制御部４０２は、Ｓ１２０４で、余白の長さＬｅ１と、紙間Ｌｉと、余白の長さＬｅ２の和Ｌａを求める。また、記録材＃１後端の余白開始から、記録材＃２先端の余白終了までの区間を区間Ｌａと定義する。メイン制御部４０２は、Ｓ１２０５で、紙間Ｌｉと周長Ｌｒを比較する。紙間Ｌｉが周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、Ｓ１２０７で区間Ｌａの供給バイアスをＲｈに設定する。一方、紙間Ｌｉが周長Ｌｒ未満であると、メイン制御部４０２は、Ｓ１２０６で、長さＬａと周長Ｌｒを比較する。長さＬａが周長Ｌｒ以上であると、メイン制御部４０２は、Ｓ１２０７で区間Ｌａの供給バイアスをＲｈに設定する。

一方、長さＬａが周長Ｌｒ未満であると、メイン制御部４０２は、Ｓ１２０８で、ｉ＝１〜ｍのいずれかで、濃度Ｄｂ［ｉ］［１］〜濃度Ｄｂ［ｉ］［ｎ］の内の最小濃度と最大濃度が閾値を跨いでいるかを判定する。最小濃度と最大濃度が閾値を跨いでいないと、Ｓ１２１３で、区間Ｌａの供給バイアスをＲｖに設定する。一方、閾値を跨いでいると、メイン制御部４０２は、Ｓ１２０９で、ｉ＝１〜ｍのいずれかで、濃度Ｄａ［ｉ］［１］〜濃度Ｄａ［ｉ］［ｎ］の内の最小濃度と最大濃度が閾値を跨いでいるかを判定する。最小濃度と最大濃度が跨いでいないと、Ｓ１２１３で、区間Ｌａの供給バイアスをＲｖに設定する。一方、最大濃度と最小濃度が閾値を跨いでいると、図１４（Ａ）の様な状態である可能性がある。したがって、メイン制御部４０２は、Ｓ１２１０で、周長Ｌｒから長さＬｅ１、Ｌｉ及びＬｅ２を減じた値ΔＬを求め、Ｓ１２１１で、記録材＃１と記録材＃２の紙間をΔＬだけ広げる。そして、メイン制御部４０２は、Ｓ１２１２で、区間Ｌａの供給バイアスをＲｈに設定する。

以上、画像濃度が、記録材の搬送方向と直交する方向において変化している場合でも、現像ゴーストの発生を抑制することが可能となる。

［その他の実施形態］
なお、上記実施形態では、色毎に記録材に形成される画像について、画像領域と、紙間を含む非画像領域を判定し、供給バイアスを制御していた。しかしながら、例えば画像形成に使用するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを重ねた画像に基づき画像領域と非画像領域を判定することもできる。この場合、対象となる画像が異なるだけで、供給バイアスの判断の仕方は、上記実施形態と同様である。また、供給ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ及び３５Ｋに設定する供給バイアスは同じとなる。

また、上述した実施形態では、非画像領域の長さにより説明したが、記録材の搬送速度と距離（長さ）から、時間が求められるため、メイン制御部４０２による供給バイアスの設定制御は、そのタイミングとして規定することもできる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１：感光体、３：現像ローラ、３３：供給ローラ、４０２：メイン制御部

Claims (21)

1. 回転駆動され、静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体との対向領域において、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   供給バイアスを出力して、前記現像手段への現像剤の供給と、前記現像手段からの現像剤の回収を行う供給手段と、
   前記像担持体の回転方向における現像剤像が形成されない非画像領域の長さに基づき前記供給バイアスを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記非画像領域の前記長さが所定長以上である場合と、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が閾値より小さい場合には、前記現像手段から現像剤の回収を行う様に前記供給バイアスを制御し、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が前記閾値より大きい場合には、前記現像手段に現像剤を供給する様に前記供給バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像データを受信する受信手段と、
   前記画像データにより、前記現像剤像が形成されない前記非画像領域を分析する分析手段と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記非画像領域は、記録材に現像剤像を形成しない領域及び連続する記録材の間隔の領域を含む領域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、前記非画像領域の前記長さが前記所定長以上であると、前記非画像領域に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間、前記現像手段から現像剤の回収を行う様に前記供給バイアスを制御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、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が前記閾値より大きいと、前記非画像領域に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間、前記現像手段に現像剤を供給する様に前記供給バイアスを制御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. 前記制御手段は、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の画像領域の現像剤像の濃度が前記閾値より小さいと、前記回転方向において、前記非画像領域より上流側の現像剤像が形成される画像領域の後端部分に対応する位置及び前記非画像領域に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間、前記現像手段から現像剤の回収を行う様に前記供給バイアスを制御し、
   前記制御手段は、前記回転方向において、前記後端部分の長さを前記所定長及び前記非画像領域の前記長さに応じて決定することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記後端部分の前記長さを、前記所定長から前記非画像領域の長さを減じることで決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記非画像領域に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間の供給バイアスより、前記後端部分に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間の供給バイアスの方が弱くなる様に制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記非画像領域は、１つの記録材内の領域であ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. 前記非画像領域は、先行する記録材から後続する記録材に跨る領域であ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。
11. 前記非画像領域は、先行する記録材から後続する記録材に跨る領域であり、
    前記制御手段は、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短く、かつ、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の現像剤像が形成される画像領域の現像剤像の濃度が閾値より小さいと、前記先行する記録材と前記後続する記録材の間隔を基準値より広げることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
12. 前記非画像領域は、先行する記録材から後続する記録材に跨る領域であり、
    前記制御手段は、前記非画像領域の前記長さが前記所定長より短いと、前記回転方向において前記非画像領域より上流側の現像剤像が形成される画像領域の後端部分の第１現像剤像の濃度の前記回転方向と直交する直交方向における変化と、前記回転方向において前記非画像領域より下流側の現像剤像が形成される画像領域の前端部分の第２現像剤像の濃度の前記直交方向における変化を判定し、前記第１現像剤像の濃度の変化と、前記第２現像剤像の濃度の変化が共に閾値を跨いでいると、前記先行する記録材と前記後続する記録材の間隔を基準値より広げることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、前記後端部分及び前記前端部分の前記回転方向における長さを、前記所定長と前記基準値に基づき決定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. 前記制御手段は、前記非画像領域の前記回転方向における長さが前記所定長以上となる様に前記先行する記録材と前記後続する記録材の間隔を広げることを特徴とする請求項１１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、前記先行する記録材と前記後続する記録材の間隔を広げた後の前記非画像領域に対応する前記像担持体の位置が前記現像手段との前記対向領域を通過し始めるより所定期間だけ前倒ししたタイミングから、通過し終わるより前記所定期間だけ前倒ししたタイミングの間、前記現像手段から現像剤を回収する様に前記供給バイアスを制御することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記現像手段は、現像ローラであり、
    前記所定長は、前記現像ローラの周長であることを特徴とする請求項４から８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、現像剤像が形成される画像領域と前記非画像領域を記録材に形成する画像に基づき判定することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記像担持体と、前記現像手段と、前記供給手段は、画像形成に使用する各色それぞれに対応して設けられ、
    前記制御手段は、現像剤像が形成される画像領域と前記非画像領域を、それぞれ、記録材に形成する画像の色毎に判定し、各供給手段の供給バイアスを独立して設定することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記所定期間は、前記現像手段の回転方向における前記現像手段と前記供給手段とのニップ部から前記現像手段と前記像担持体とのニップまでの距離を、前記現像手段の回転速度で除することによって求められることを特徴とする請求項４、５、６、８、又は１５に記載の画像形成装置。
20. 回転駆動され、静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体との対向領域において、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
    供給バイアスを出力して、前記現像手段への現像剤の供給と、前記現像手段からの現像剤の回収を行う供給手段と、
    前記像担持体の回転方向における現像剤像が形成されない非画像領域の長さに基づき前記供給バイアスを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、連続する記録材の間隔が前記現像手段の周長未満の場合は、前記連続する記録材の間隔を広げて前記供給バイアスの制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
21. 回転駆動され、静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体との対向領域において、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
    供給バイアスを出力して、前記現像手段への現像剤の供給と、前記現像手段からの現像剤の回収を行う供給手段と、
    画像データを受信する受信手段と、
    前記画像データにより、前記現像剤像が形成されない非画像領域を分析する分析手段であって、前記非画像領域は、第１記録材と前記第１記録材に続く第２記録材との間の領域である紙間を含む、前記分析手段と、
    前記像担持体の回転方向における現像剤像が形成されない前記非画像領域の長さに基づき前記供給バイアスを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記非画像領域の長さが前記現像手段の周長以上である場合は、前記現像手段からの前記現像剤の回収が行われ、前記非画像領域の長さが前記現像手段の前記周長未満である場合は、前記現像手段からの前記現像剤の回収が行われないことを特徴とする画像形成装置。

Images