(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する第１の像担持体と前記第１の像担持体にトナー像を現像する第１の現像手段とを備える第１のプロセスカートリッジと、前記第１の像担持体とは異なる位置に設けられる第２の像担持体と前記第１の像担持体に担持されるトナー像とは異なる色のトナー像を前記第２の像担持体に現像する第２の現像手段とを備える第２のプロセスカートリッジと、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの寿命を検知する寿命検知手段と、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の少なくとも一方から一次転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写手段と、記録媒体に二次転写されずに前記中間転写体上に残留したトナー像をクリーニングするクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
前記寿命検知手段によって前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの少なくともいずれか一方が所定寿命に達していないと検知された場合に、第一トナー供給モードを実行し、
前記寿命検知手段によって前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達したと検知された場合に、第二トナー供給モードを実行することで、前記クリーニングブレードにトナーを供給する制御部を有し、
前記制御部は、
前記第一トナー供給モードにおいて、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの両方が前記所定寿命に達していないと検知された場合には、前記第１のプロセスカートリッジを用いて前記中間転写体にトナー像を形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給し、前記第１のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達し、且つ、前記第２のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達していないと検知された場合には、前記第２のプロセスカートリッジを用いて前記中間転写体にトナー像を形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給し、
前記第二トナー供給モードにおいて、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの少なくとも一方を用いて、前記第一トナー供給モードで前記中間転写体に形成したトナー像よりも濃度が高いトナー像を前記中間転写体に形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１のプロセスカートリッジに残留するトナー量及び前記第２のプロセスカートリッジに残留するトナー量を検知するトナー残留量検知手段を有し、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジのうち、前記トナー残留量検知手段によってトナーが残留していると検知された前記プロセスカートリッジがある場合に、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジのうち、前記トナーが残留している方の前記プロセスカートリッジを用いて前記第二トナー供給モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体は、前記中間転写体上の領域であって記録媒体に画像を形成するためのトナー像が形成される領域である画像形成領域と、前記中間転写体における前記画像形成領域ではない領域である非画像形成領域とを有し、
前記クリーニングブレードにトナーを供給するために前記中間転写体に形成されるトナー像は、隣り合う複数の前記画像形成領域の間に位置する前記非画像形成領域に形成され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。
【請求項４】
前記二次転写手段に電圧を印加する二次転写電源を有しており、
前記制御部は、トナー像が形成された前記非画像形成領域に前記二次転写手段が接触している場合は、トナーの極性と同極性の電圧を前記二次転写手段に印加するように前記二次転写電源を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体はベルト状であり、
前記二次転写手段はローラ状であって、
前記制御部は、前記非画像形成領域に形成されたトナー像と、前記中間転写体の移動方向上流側で前記非画像形成領域に隣接する前記画像形成領域との前記移動方向における間隔が、前記二次転写手段の外周長以上となるように、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジを制御することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写体はベルト状であり、
前記二次転写手段はローラ状であって、
前記制御部は、前記非画像形成領域に形成されたトナー像と、前記中間転写体の移動方向上流側で前記非画像形成領域に隣接する前記画像形成領域との前記移動方向における間隔が、前記二次転写手段の外周長の２倍以上となるように、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジを制御することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、画像形成動作の実行回数が所定回数に達した場合に前記第二トナー供給モードを実行するように前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジを制御す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。
【請求項８】
前記中間転写体は、前記中間転写体上の領域であって記録媒体に画像を形成するためのトナー像が形成される領域である画像形成領域と、前記中間転写体における前記画像形成領域ではない領域である非画像形成領域とを有し、
前記制御部は、前記非画像形成領域に形成されるトナー像におけるトナー量が前記画像形成動作の実行回数に応じて増加するように前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジを制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記寿命検知手段は、前記第１の像担持体の累積回転時間に基づいて前記第１のプロセスカートリッジの寿命を検知し、前記第２の像担持体の累積回転時間に基づいて前記第２
のプロセスカートリッジの寿命を検知す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。
【請求項１０】
前記第１の現像手段は、前記第１の像担持体に対向して配置され、前記第１の現像手段に収容されたトナーを担持して回転することで、前記第１の像担持体に形成された静電潜像をトナーによって現像する第１の現像部材を有し、
前記第２の現像手段は、前記第２の像担持体に対向して配置され、前記第２の現像手段に収容されたトナーを担持して回転することで、前記第２の像担持体に形成された静電潜像をトナーによって現像する第２の現像部材を有し、
前記寿命検知手段は、前記第１の現像部材の累積回転時間に基づいて前記第１のプロセスカートリッジの寿命を検知し、前記第２の現像部材の累積回転時間に基づいて前記第２のプロセスカートリッジの寿命を検知す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録方式によって画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の像担持体のそれぞれに形成された異なる色のトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトに転写されたトナー像を二次転写ローラによって記録媒体に二次転写する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、中間転写ベルトから記録媒体に転写されずに中間転写ベルトに残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードが設けられている場合がある。クリーニングブレードは、ポリウレタンなどで形成されており、エッジにトナーの外添剤が侵入することによって潤滑効果が発揮されて好ましいクリーニング性能を得ることができる。
【０００３】
また、クリーニングブレードにトナーを供給する方法として、中間転写ベルトにおける複数の画像形成領域の間の領域にトナー像を形成する方法が知られている。ここで、画像形成領域とは、中間転写ベルト上の領域であって記録媒体に転写されるトナー像が形成される領域である。しかし、このような方法では、二次転写ローラにトナーが付着することで、記録媒体の裏面（画像が形成されない面）にトナーが付着してしまう場合があった。特許文献１では、中間転写ベルトにおける複数の画像形成領域の間の領域に濃度の薄いハーフトーンのトナー像を形成することで、記録媒体の裏面に付着するトナーを低減させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１９６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プロセスカートリッジにトナーが残留している場合であってプロセスカートリッジが寿命に到達した場合、中間転写ベルトに形成されるトナー像の濃度が不安定になる場合がある。この場合に、引用文献１に記載の発明では、中間転写ベルトに形成されるトナー像の濃度が濃くなってしまった場合には、記録媒体の裏面に付着するトナー量が低減されないため汚れが目立ってしまう。一方、中間転写体に形成されるトナー像の濃度が薄くなってしまった場合には、クリーニングブレードに十分な量のトナーが供給されなくなってしまう。
そこで、本発明は、クリーニングブレードに安定してトナーを供給するとともに、記録媒体の裏面に付着するトナーの量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する第１の像担持体と前記第１の像担持体にトナー像を現像する第１の現像手段とを備える第１のプロセスカートリッジと、前記第１の像担持体とは異なる位置に設けられる第２の像担持体と前記第１の像担持体に担持されるトナー像とは異なる色のトナー像を前記第２の像担持体に現像する第２の現像手段とを備える第２のプロセスカートリッジと、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの寿命を検知する寿命検知手段と、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の少なくとも一方から一次転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写手段と、記録媒体に二次転写されずに前記中間転写体上に残留したトナー像をクリーニングするクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
前記寿命検知手段によって前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの少なくともいずれか一方が所定寿命に達していないと検知された場合に、第一トナー供給モードを実行し、
前記寿命検知手段によって前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達したと検知された場合に、第二トナー供給モードを実行する制御部を有し、
前記制御部は、
前記第一トナー供給モードにおいて、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの両方が前記所定寿命に達していないと検知された場合には、前記第１のプロセスカートリッジを用いて前記中間転写体にトナー像を形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給し、前記第１のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達し、且つ、前記第２のプロセスカートリッジが前記所定寿命に達していないと検知された場合には、前記第２のプロセスカートリッジを用いて前記中間転写体にトナー像を形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給し、
前記第二トナー供給モードにおいて、前記第１のプロセスカートリッジ及び前記第２のプロセスカートリッジの少なくとも一方を用いて、前記第一トナー供給モードで前記中間転写体に形成したトナー像よりも濃度が高いトナー像を前記中間転写体に形成することで前記クリーニングブレードにトナーを供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クリーニングブレードに安定してトナーを供給するとともに、記録媒体の裏面に付着するトナーの量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１における各トナー供給モードを示す図
【図２】実施例１におけるトナー供給モードが実行される画像形成装置の概略図
【図３】実施例１におけるクリーニングブレードの拡大図
【図４】クリーニングブレードが中間転写体をクリーニングする様子を示す図
【図５】実施例１におけるハードウェア構成を示すブロック図
【図６】中間転写体に供給されるトナー量と記録媒体裏面の汚れとの関係を示す図
【図７】実施例１における中間転写体に形成されるトナー像の画像パターンを示す図
【図８】実施例１における第一トナー供給モードの画像パターンを示す図
【図９】実施例１における第二トナー供給モードの画像パターンを示す図
【図１０】各トナー供給モードを実行する流れを示す制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を例示する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨ではない。
【００１０】
（実施例１）
＜画像形成装置の動作＞
４色のトナーを用いた画像形成装置１００の動作について図２を用いて説明する。なお、本実施例では、第１ステーションをイエロー（Ｙ）とし、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）とし、第３ステーションをシアン（Ｃ）とし、第４ステーションをブラック（Ｋ）としている。ここで、特に限定する必要のない場合は、像担持体１ａ〜１ｄ（感光体ドラム）は像担持体１と、帯電ローラ２ａ〜２ｄは帯電ローラ２と、クリーニングユニット３ａ〜３ｄはクリーニングユニット３と、現像スリーブ４ａ〜４ｄは現像スリーブ４とする。また、特に限定する必要のない場合は、トナー５ａ〜５ｄはトナー５と、現像剤塗布ブレード７ａ〜７ｄは現像剤塗布ブレード７と、現像ユニット８ａ〜８ｄは現像ユニット８と、プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄはプロセスカートリッジ９とする。また、特に限定する必要のない場合は、一次転写手段１０ａ〜１０ｄ（一次転写ローラ）は一次転写手段１０と、走査ビーム１２ａ〜１２ｄは走査ビーム１２と、一次転写電源２２ａ〜２２ｄは一次転写電源２２とする。各ステーションは、像担持体１（感光体ドラム）と、帯電手段としての帯電ローラ２と、像担持体１上（像担持体上）に残留したトナーをクリーニングするクリーニングユニット３と、現像手段としての現像ユニット８とを有する。
【００１１】
現像ユニット８は、現像スリーブ４と現像剤塗布ブレード７とを有しており、非磁性一成分トナー５をその内部に収容している。また、像担持体１と帯電ローラ２とクリーニングユニット３と現像ユニット８とによって一体型のプロセスカートリッジ９が構成されて
いる。不図示の露光手段は、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２を像担持体１上に照射する。
【００１２】
次に、画像形成装置１００が画像を形成する動作について説明する。画像形成動作が開始されると、像担持体１や中間転写体１３などは、所定のプロセススピードで矢印方向に回転し始める。最初に、第１ステーションの動作について説明する。まず、像担持体１は、帯電ローラ２よって一様に負極性に帯電する。続いて、不図示の露光手段から照射された走査ビーム１２によって、画像情報に基づいて像担持体１上に静電潜像が形成される。
【００１３】
現像ユニット８内に収容されたトナー５は、現像剤塗布ブレード７によって負極性に帯電され、現像スリーブ４に塗布される。ここで、現像スリーブ４には、不図示の現像電圧電源から電圧が供給されている。像担持体１上に形成された静電潜像が現像スリーブ４と対向する位置に到達すると、像担持体１上の静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。これにより、第１色目（イエロー）のトナー像が像担持体１上に形成される。第２〜４ステーションは第１ステーションと同様の構成であるためその説明を省略する。
【００１４】
一方、トナー像を担持する中間転写体１３は、ベルト状であり、４つの像担持体１の全てに対して当接するように配置されている。中間転写体１３は、ローラ状の二次転写手段２５（二次転写ローラ）に対向して位置する支持ローラ２４と駆動ローラ１４とテンションローラ１５とよって支持されることで、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が駆動することにより、中間転写体１３は、像担持体１に対して順方向（矢印ａ方向）に略同速度で移動する。一次転写手段１０は、中間転写体１３を介して像担持体１に所定の圧力で付勢されており、中間転写体１３と一次転写ニップを形成している。
【００１５】
隣り合う一次転写ニップ間の距離に応じたタイミングで不図示のコントローラから書き出し信号が発信され、各像担持体１上に静電潜像が形成される。そして、一次転写手段１０に一次転写電源２２からトナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写体１３に各色のトナー像が順番に転写されることで、中間転写体１３上（中間転写体上）に各色のトナー像が重なって転写される。
【００１６】
そして、不図示の給紙カセットに積載される記録媒体Ｐは、露光手段による静電潜像の形成に合わせて、不図示の給紙ローラによりピックアップされ、不図示の搬送ローラによってレジストローラ１８まで搬送される。記録媒体Ｐは、レジストローラ１８によって中間転写体１３に形成されたトナー像に同期され、中間転写体１３と二次転写手段２５とで形成される二次転写ニップ部に搬送される。その後、二次転写電源２６によって二次転写手段２５にトナーの極性と逆極性の電圧が印加され、中間転写体１３上に担持された４色の多重トナー像は記録媒体Ｐに一括して二次転写される。その後、トナー像が転写された記録媒体Ｐが定着手段１９によって加熱されながら加圧されることで、記録媒体Ｐにトナー像が定着する。トナー像が定着した記録媒体Ｐは、その後、排紙手段（不図示）によって排紙トレイ（不図示）に排紙される。
【００１７】
なお、本実施例では、一次転写手段１０は、外径５ｍｍのニッケルメッキ鋼棒の芯金に発泡性弾性体が被覆することで外径が１２ｍｍとなるように構成されており、１０５Ωの抵抗を有している。一次転写手段１０の抵抗が１０３〜１０７Ωの範囲であれば、画像形成装置において良好な画像形成が行われる。また、二次転写手段２５は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒の芯金に発泡性弾性体を被覆することで外径が１６ｍｍとなるよう構成されており、１０８Ωの抵抗を有している。二次転写手段２５抵抗が１０７〜１０９Ωの範囲であれば、画像形成装置１００において良好な画像形成が行われる。
【００１８】
駆動ローラ１４は、抵抗が１０４Ωで肉厚が０．０８ｍｍであるシリコーンゴムをアルミニウム芯金に被覆することで構成され、外径が２６ｍｍとなっている。張架部材であるテンションローラ１５は、外径が２４ｍｍのアルミニウムの金属棒であり、９８Ｎのテンションを中間転写体１３に付与している。また、中間転写体１３には、厚さが７３μｍで体積抵抗率が１０１０Ω・ｃｍであるポリイミドが用いられている。なお、中間転写体１３の体積抵抗率は、Ｈｉｒｅｓｔａ・ＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱化学社製）を用いて測定され、温度が２５℃で相対湿度が５０％である環境下において印加電圧が５０Ｖの場合に１０１０Ω・ｃｍであった。なお、中間転写体１３の体積抵抗率が１０９〜１０１２Ω・ｃｍの範囲であれば、画像形成装置１００において良好な画像形成が行われる。
【００１９】
＜中間転写体のクリーニングの動作＞
二次転写後に中間転写体１３上に残留したトナーは、その後、中間転写体１３に当接するように配置されたクリーニング手段２７によって、中間転写体１３の表面から除去される。クリーニング手段２７には、ポリウレタンゴムで形成された弾性を有するクリーニングブレードを用いている。図３に、クリーニング手段２７が中間転写体１３と接触する部分の拡大図を示す。クリーニング手段２７は、ＪＩＳ Ａ硬度が７７度で厚み２．０ｍｍ
であるクリーニングブレード２７ａを金属板金２７ｂの先端に取り付けたものである。ここで、金属板金２７ｂの先端からクリーニングブレード２７ａの先端までの長さγは８．０ｍｍとなっている。
【００２０】
クリーニングブレード２７ａは、中間転写体１３を張架したテンションローラ１５に対して所定の設定角度αと所定の侵入量βとを満たすように固定されている。なお、設定角度αは、クリーニングブレード２７ａの先端部が変形せずにテンションローラ１５に侵入したと仮定した場合において、クリーニングブレード２７ａの底面と接線Ｌとがなす角度である。ここで、接線Ｌは、クリーニングブレード２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点におけるテンションローラ１５の接線である。一方、侵入量βは、クリーニングブレード２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点と、クリーニングブレード２７ａにおけるテンションローラ１５に侵入した部分の縁との距離である。なお、本実施例においては、設定角度αは２５°であり、侵入量βは１．４５ｍｍとなっている。
【００２１】
図４に、中間転写体１３上に残留したトナーがクリーニング手段２７よって除去される様子を示す。中間転写体１３上に残留したトナーは、クリーニングブレード２７ａによって掻き取られることでクリーニングブレード２７ａの先端部ｂに溜まり、その後、ｃ方向に落下する。そして、先端部ｂに溜まったトナーから分離した外添剤がクリーニングブレード２７ａと中間転写体１３とが当接する部分に介在することで、中間転写体表面の潤滑性を保つことができる。
【００２２】
このように、先端部ｂにトナーが継続的に供給されている場合は、クリーニングブレード２７ａと中間転写体１３とが当接する部分の潤滑性を保つことができる。一方、先端部ｂに供給されるトナー量が少ない場合、クリーニングブレード２７ａと中間転写体１３との間に供給される外添剤の量が減少するため、クリーニングブレード２７ａと中間転写体１３とが当接する部分における潤滑性が維持できない。この場合、クリーニング手段２７は、中間転写体１３を良好にクリーニングすることができなくなる。そこで、後述するトナー供給モードを実行して先端部ｂにトナーを継続的に供給することで、クリーニングブレード２７ａと中間転写体１３とが当接する部分における潤滑性を維持できる。
【００２３】
＜トナー＞
本実施例では、トナーとして、粒径が５〜８μｍである一成分非磁性トナーが用いられている。本実施例の画像形成装置では、一次転写と二次転写とで合計２回の転写が行われるため、転写性が良好な球形のトナーが用いられている。本実施例に用いられるトナーは
、重合法によって製造されるため略球形となっている。また、トナーは、コアにエステル系ワックスが内包され、その上の樹脂層がスチレン−ブチルアクリレートによって形成され、最外殻がスチレン−ポリエステルで形成されることで構成されている。また、被帯電性能の安定化と潤滑性付与のために、トナーには外添剤が添加されている。
【００２４】
なお、本実施例では、トナーは重合法によって製造されているが、トナーの製造方法はこれに限定されることはない。トナーの製造方法は、例えば、機械的な粉砕分級法であってもよい。また、トナーとしては、粉砕分級法で製造したトナーに熱処理または機械的処理を施すことで製造される球状のトナー用いてもよい。さらに、トナーは、二成分現像のトナーまたは磁性トナーであってもよい。
【００２５】
＜ハードウェア構成について＞
図５は、画像形成装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。画像形成装置１００では、プロセスカートリッジ９と一次転写手段１０と駆動ローラ１４とテンションローラ１５とレジストローラ１８と定着手段１９と支持ローラ２４と二次転写手段２５とはバス２００によって互いに接続されている。それに加えて、制御部１０１と寿命検知手段１０２と記憶部１０４とについてもバス２００に接続されている。
【００２６】
制御部１０１は、演算処理装置であり、バス２００を介して接続される機器の動作を制御する。また、制御部１０１は、ＣＰＵ１０１ＡとＲＡＭ１０１ＢとＲＯＭ１０１Ｃとを有しており、記憶部１０４に記憶されているコンピュータプログラムをロードすることで機器の制御を実行する。制御部１０１は、画像形成に関する制御や故障検知に関する制御などの画像形成装置１００全体の制御も一括して行っている。記憶部１０４は、不揮発の記憶部であって、データを読み書きすることができる。また、記憶部１０４は、画像形成プロセスにおける制御情報や後述するトナー供給モードの制御情報などを記憶している。
【００２７】
＜プロセスカートリッジの寿命検知方法＞
プロセスカートリッジ９は、寿命検知手段１０２を有している。寿命検知手段１０２は、像担持体１の寿命を検知するドラム寿命検知と、現像スリーブ４の寿命を検知する現像寿命検知と、プロセスカートリッジ９内（プロセスカートリッジ内）に残留するトナー量を検知するトナー残留量検知を行うことができる。ここで、トナー残留量検知は、トナー残留量検知手段１０３によって行われる。トナー残留量検知手段１０３は、現像ユニット８内のトナーを攪拌する攪拌部材（不図示）の動作行路にレーザー光を照射して、レーザー光の通過光量を測定することでトナー量を検知する。なお、実施例１では、像担持体１と現像スリーブ４のいずれかが寿命に到達した時点またはプロセスカートリッジ９内に残留するトナー量が０％になった時点でプロセスカートリッジ９が寿命に到達したものと判断する。
【００２８】
ドラム寿命検知手段は、像担持体１の累積回転時間を不図示の不揮発メモリに記憶して、寿命相当の回転時間に対する累積回転時間の割合を求めることで像担持体１の寿命を検知する。また、現像寿命検知手段は、現像スリーブ４の累積回転時間を不図示の不揮発メモリに記憶して、寿命相当の総回転時間に対する累積回転時間の割合を求めることで現像寿命を検知する。なお、トナー残留量検知手段１０３は、上述した光学検知方式以外に、像担持体１の表面に形成された画像のドット数を計測することでトナー残留量を検出する画像ドット数検出方式を採用してもよい。
【００２９】
寿命検知結果とトナー残留量検知結果は、新品時の状態を１００％として算出される。像担持体１と現像スリーブ４のいずれか一方の寿命が、所定の値に達した場合に、プロセスカートリッジ９は所定寿命に達したことになる。なお、本実施例では、所定の値を０％とし、寿命が０％となった場合を「寿命到達」ということにする。また、本実施例では、
プロセスカートリッジ寿命が所定寿命（ここでは０％）より多い場合におけるトナー供給モードを第一トナー供給モードとし、カートリッジ寿命が所定寿命（ここでは０％）に到達した場合のトナー供給モードを第二トナー供給モードとする。以下、第一トナー供給モードと第二トナー供給モードについて説明する。
【００３０】
＜第一トナー供給モード＞
図１（ａ）を用いて、第一トナー供給モードについて説明する。以下、トナー供給モードで形成するトナー像を供給トナー像とする。図１（ａ）は、３枚の画像を連続して印字した場合における画像形成領域と二次転写手段２５に印加された電圧とを示した図である。ここで、画像形成領域とは、中間転写体１３において記録媒体Ｐに転写されるトナー像が形成される領域であり、非画像形成領域とは、中間転写体１３における画像形成領域間の領域である。本実施例では、画像形成装置の生産性を低下させないために、供給トナー像は、画像形成領域２と画像形成領域３の間の非画像形成領域２に形成される。トナー供給モードを実行した場合とトナー供給モードを実行しない場合とで非画像形成領域２の大きさが同じであるため、画像形成装置の生産性は低下しない。
【００３１】
寿命検知手段１０２によって寿命に達していないと検知されたプロセスカートリッジは、トナー像の濃度を安定して制御することができる。トナー供給モードでは、クリーニングブレード２７ａに均一にトナーを供給するために、主走査方向における長さが最大であるハーフトーン画像を中間転写体１３の非画像形成領域２に形成する。なお、本実施例では、主走査方向におけるハーフトーン画像の最大長さは２２０ｍｍとなっている。
【００３２】
二次転写手段２５が画像形成領域１〜３に当接している場合には、二次転写手段２５に二次転写電圧Ｖｔｒが印加される。また、二次転写手段２５が非画像形成領域１に当接している場合にも、二次転写手段２５には二次転写電圧Ｖｔｒが印加される。しかし、二次転写手段２５が非画像形成領域２に当接している場合には、二次転写手段２５には二次転写電圧Ｖｔｍが印加される。ここで、二次転写電圧Ｖｔｍは、トナーの極性と同極性の電圧である。また、本実施例では、非画像形成領域１にはトナー像が形成されず、非画像形成領域２にトナー像が形成されている。
【００３３】
非画像形成領域２に形成されたトナー像は記録媒体Ｐに転写されないため、中間転写体１３上に形成されたトナー像が直接二次転写手段２５に接触してしまう。そのため、非画像形成領域に形成されたトナー像が二次転写手段２５と接触する際に二次転写手段２５に二次転写電圧Ｖｔｍを印加することで、二次転写手段２５に付着するトナー量を軽減させている。非画像形成領域２に形成されたトナー像は、二次転写手段２５を通過した後クリーニング手段２７に到達する。これにより、クリーニングブレード２７ａにトナーが供給され、中間転写体１３とクリーニングブレード２７ａとの間に潤滑効果を生じる外添剤が入り込むため、クリーニング不良の発生を抑制できる。
【００３４】
ここで、非画像形成領域に形成されたトナー像に二次転写手段２５が接触している場合に二次転写電圧Ｖｔｍが二次転写手段２５に印加される制御動作について説明する。まず、非画像形成領域にトナー像が形成されるタイミングが記憶部１０４に記憶される。そして、トナー像が形成されるタイミングと中間転写体１３の移動速度とから、非画像形成領域に形成されるトナー像と二次転写手段２５とが接触するタイミングが導出される。制御部１０１は、そのタイミングに合わせて二次転写手段２５に二次転写電圧Ｖｔｍが印加されるように二次転写電源２６を制御する。これにより、二次転写手段２５にトナーが付着することを抑制することができる。
【００３５】
次に、トナー供給モード時に発生する記録媒体の裏面汚れについて説明する。図６は、中間転写体における単位面積当たりのトナー供給量と記録媒体の裏面汚れとの関係を示す
図である。二次転写手段２５にトナーと同極性の電圧を印加することでトナーの付着量を抑制してはいるが、二次転写手段２５にトナーが付着することを完全に防止することはできない。二次転写手段２５にトナーが付着した場合、記録媒体Ｐにおける二次転写手段２５と接触する面（記録媒体の裏面）にトナー付着するため記録媒体に汚れが発生する。本実施例では、記録媒体の裏面汚れ量を、記録媒体の反射光量の低下率に基づいて下記の式（１）のように定義した。裏面汚れ量が２％以下である場合はほとんど汚れを確認できず、裏面汚れが１％以下では目視による汚れを全く確認できない。本実施例では、反射光量の測定に東京電色製の白色光度計 ＴＣ−６ＤＳ／Ａを、記録媒体にはキヤノン製ＣＳ−
８１４を用いた。
裏面汚れ量（％）＝(裏面汚れ非発生部での記録媒体裏面の反射光量-裏面汚れ発生部での記録媒体裏面の反射光量)/裏面汚れ非発生部での記録媒体裏面の反射光量×１００・・・（１）
【００３６】
中間転写体１３の単位面積当たりのトナー量と記録媒体の裏面汚れ量には相関があり、トナー量が単位面積当たり０．０８ｍｇ／ｃｍ２以上の場合に裏面汚れ量が２％以上となる。これは、ハーフトーン画像の階調を上げた場合、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、二次転写手段２５に接触するトナー量が多くなるためである。
【００３７】
次に、中間転写体に供給されるトナー量とクリーニング性との関係と、中間転写体に供給されるトナー量と記録媒体の裏面汚れとの関係について説明する。
（実験１）
表１は、第一トナー供給モードで形成されたトナー像において単位面積当たりのトナー量を変えて通紙耐久を行い、クリーニング性と裏面汚れ量を評価した結果である。温度が３０℃で相対湿度が８０％である高温高湿環境下において、記録媒体（キヤノン製ＣＳ−８１４）を二枚間欠プリントによって印字率１％で１０万枚通紙して、クリーニング不良の発生有無と裏面汚れ量とを評価した。裏面汚れ量が１％以下の場合は汚れを視認できないレベル（表１中◎）として、裏面汚れが２％以下の場合はほとんど汚れを視認できないレベル（表１中○）として、裏面汚れが２％より大きい場合は汚れを視認できるレベル（表１中×）として評価した。なお、非画像形成領域に形成されるトナー像の幅は中間転写体１３の進行方向において８ｍｍであり、ハーフトーン画像の階調を変えることで中間転写体１３に供給するトナー量を調整した。
【００３８】
また、非画像形成領域に形成されたトナー像が二次転写手段２５を通過する際は、二次転写手段２５にはＶｔｍ＝−４００Ｖの電圧が印加される。図７は、中間転写体１３の非画像形成領域に形成されたトナー像のパターンを示す図である。図７（ａ）に示すように、中間転写体１３上に幅方向に延びるように均一の濃度でトナー像が形成されている。また、図７（ｂ−１〜３）に示すように、４×４のディザマトリクスを用いてハーフトーン処理を行うことで、単位面積当たりのトナー量を調整した。なお、これは一例であり、図７（ｃ−１〜３）に示すような、パルス幅変調（ＰＷＭ）処理によって走査ビームの照射時間を変えることでトナー量を調整してもよい。
【表１】
0006452109.tif 000002
【００３９】
（条件１）トナー供給モードを実行しない場合、通紙１万枚でクリーニングブレードのめくれが発生した。潤滑剤として働くトナーがクリーニング手段２７にほとんど供給されないことで、クリーニングブレード２７ａのエッジ部と中間転写体１３との摩擦力が高まったためである。なお、記録媒体の裏面汚れ量は０％であり、裏面汚れを全く確認することができなかった。
【００４０】
（条件２）単位面積当たりのトナー供給量が０．０２ｍｇ／ｃｍ２である場合、通紙３万枚でクリーニング不良が発生した。クリーニングブレード先端に欠けが生じており、欠けを起点としてクリーニング不良が発生していた。クリーニング手段２７に供給されるトナー量が少量であったことにより、十分な潤滑効果が得られず、中間転写体１３上に存在する微細な凸部とクリーニングブレード２７ａとが摺擦することでクリーニングブレードの先端が欠けてしまったと考えられる。なお、記録媒体の裏面汚れ量は０．６％であり、裏面汚れを全く視認することができなかった。
【００４１】
（条件３）単位面積当たりのトナー供給量が０．０４ｍｇ／ｃｍ２である場合、通紙１０万枚ではクリーニング不良は発生しなかった。クリーニング手段２７に供給されるトナー量が十分であったため、クリーニングブレード２７ａと中間転写体１３との摩擦力を低減させることができたと考えられる。なお、記録媒体の裏面汚れ量は１．０％であり、裏面汚れを全く視認することができなかった。
【００４２】
（条件４）単位面積当たりのトナー供給量が０．０８ｍｇ／ｃｍ２である場合、通紙１０万枚ではクリーニング不良は発生しなかった。なお、記録媒体の裏面汚れ量は２．０％であり、裏面汚れをほとんど視認することができなかった。
（条件５）単位面積当たりのトナー供給量が０．１０ｍｇ／ｃｍ２の場合、通紙１０万枚ではクリーニング不良は発生しなかった。しかし、記録媒体の裏面汚れ量は２．５％であり、裏面汚れは視認できるレベルまで悪化していた。
【００４３】
以上の実験結果から、本実施例の画像形成装置では、第一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／ｃｍ２以上のトナー供給量が必要であることが分かった。また、記録媒体の裏面汚れを抑制するためには、単位面積当たりのトナー供給量を０．０８ｍｇ／ｃｍ２以下にする必要があることが分かった。なお、上述した単位面積当たりのトナー供給量とクリーニング性との関係と、単位面積当たりのトナー供給量と裏面汚れ量との関係とは、本体構成によるため、本数値に限定されるものではない。本画像形成装置では、中間転写体１３に供給されるトナー量が単位面積当たり０．０４〜０．０８ｍｇ／ｃｍ２の範囲であれば、クリーニング性を向上させるとともに裏面汚れを抑制することができる。さらに、単位面積当たりのトナー供給量を０．０４ｍｇ／ｃｍ２にすることで、クリーニング性を向上させ、全く視認できないレベルまで裏面汚れを抑制することができる。
【００４４】
＜第二トナー供給モード＞
次に、プロセスカートリッジが寿命に到達した場合に実行される第二トナー供給モードについて説明する。プロセスカートリッジ９が寿命に達していない場合は、像担持体１上で安定したトナー濃度制御が可能であるため、所定濃度のハーフトーン画像を中間転写体１３に形成することができる。しかし、プロセスカートリッジ９が寿命に到達した場合は、中間転写体１３に形成するトナー像の濃度制御が不安定になる場合がある。例えば、像担持体１が寿命に到達した場合は、像担持体１の表面が削れ、像担持体１や帯電ローラ２などへ異物が付着することで帯電性が不安定になることがある。そのため、中間転写体１３に形成されるトナー像の濃度が変動する場合がある。また、現像ユニット８が寿命に到達した場合は、現像スリーブ４上にトナーや外添剤などが埋没することで、「かぶり」と呼ばれる非画像部へのトナー現像が発生し、中間転写体１３に形成されるトナー像の濃度が変動する場合がある。また、プロセスカートリッジ９内のトナー残留量が０％になった場合、現像スリーブ４から像担持体１にトナーを供給することができない。
【００４５】
ここで、像担持体１と現像ユニット８が寿命に到達した場合であっても、トナー残留量が０％より多い場合は、トナー濃度制御が不安定ではあるがトナー像を形成することができる。そこで、プロセスカートリッジ９のすべてが寿命に到達した場合、トナー残留量が０％より多いプロセスカートリッジを用いて第二トナー供給モードを実行する。
【００４６】
図１（ｂ）を用いて、第二トナー供給モードについて説明する。図１（ｂ）は、２枚の画像を連続して印字した場合における画像形成領域と、二次転写手段に印加された電圧とを模式的に示した図である。第二トナー供給モードでは、第一トナー供給モードで中間転写体１３に形成したトナー像よりも濃度が高いトナー像を中間転写体１３に形成する。具体的には、第二トナー供給モードでは、トナー像の幅を最大にして非画像形成領域１にベタ画像を形成する。また、二次転写手段２５が非画像形成領域１に形成されたトナー像に接触する際は、第一トナー供給モードと同様に、トナーと同極性の二次転写電圧Ｖｔｍを二次転写手段２５に印加する。
【００４７】
しかし、中間転写体１３に形成されたトナー像の濃度が高いため、第一トナー供給モードで付着したトナー量よりも多くのトナーが二次転写手段２５に付着することとなり、記録媒体に裏面汚れが発生してしまう。そこで、第二トナー供給モードでは、非画像形成領域１に形成されたトナー像と中間転写体１３の移動方向上流側で非画像形成領域１に隣接する画像形成領域２との間隔が、二次転写手段２５の外周長以上となるようにプロセスカートリッジ９を制御している。ここで、非画像形成領域１に形成されたトナー像と画像形成領域２との間隔とは、中間転写体１３の移動方向においての間隔のことをいう。
【００４８】
また、非画像形成領域１に形成されたトナー像が二次転写手段２５を通過した後に、二次転写電源２６は、トナー像と同極性の電圧Ｖｃｍを二次転写手段２５に印加する。二次転写手段２５に付着したトナーが中間転写体１３に再び接触するタイミングで二次転写手段２５に電圧Ｖｃｍを印加することで、二次転写手段２５をクリーニングすることができる。具体的には、二次転写手段２５に付着したトナーが中間転写体１３に移動することで二次転写手段２５がクリーニングされる。本実施例では、非画像形成領域１に形成されたトナー像が二次転写手段２５を通過してから、二次転写手段２５の周長（５１ｍｍ）以上中間転写体１３が移動するまで、二次転写手段２５に電圧Ｖｃｍを印加し続けている。つまり、二次転写手段２５に付着したトナーが、非画像形成領域１に必ず２度接触するようになっている。二次転写手段２５に付着したトナーが中間転写体１３に戻されるため、二次転写手段２５に付着するトナー量が軽減され、記録媒体の裏面汚れを抑制することができる。
【００４９】
さらに、図１（ｃ）に示すように、非画像形成領域１に形成されたトナー像と、中間転
写体１３の移動方向上流側で非画像形成領域１に隣接する画像形成領域２との間隔が、二次転写手段２５の外周長の２倍以上（１０２ｍｍ以上）になるようにしてもよい。二次転写手段２５の付着トナー量を非画像形成領域１に３度以上接触することになるため、記録媒体の裏面汚れがより軽減される。なお、非画像形成領域に形成されるトナー像の幅（中間転写体１３の移動方向における長さ）は、二次転写手段２５の周長以内であることが好ましい。
【００５０】
ここで、非画像形成領域１に形成されたトナー像と、中間転写体１３の移動方向上流側で非画像形成領域１に隣接する画像形成領域２との間隔を、二次転写手段２５の外周長以上にする場合の制御動作について説明する。まず、非画像形成領域にトナー像を形成するタインニングを記憶部１０４に記憶する。そして、そのタイミングと中間転写体１３の移動速度とに基づいて、制御部１０１は、非画像形成領域１に形成されたトナー像と画像形成領域２との間隔が二次転写手段２５の外周長以上になるようにプロセスカートリッジ９にトナー像を形成させる。非画像形成領域１に形成されたトナー像と画像形成領域２との間隔を二次転写手段２５の外周長の２倍以上にする場合についても同様の制御が行われる。
【００５１】
次に、第一トナー供給モードと同様に、中間転写体１３に供給されるトナー量とクリーニング手段のクリーニング性との関係と、中間転写体１３に供給されるトナー量と記録媒体の裏面汚れとの関係とについて実験を行った。実験１と同様に、温度が３０℃で相対湿度８０％である高温高湿環境下において、記録媒体はキヤノン製ＣＳ−８１４を用いて、二枚間欠プリント（印字率１％）で１０万枚通紙することで、クリーニング不良の発生と紙裏汚れ量とを評価した。紙裏汚れ量が１％以下であれば目視による汚れを全く確認できないレベルとし、紙裏汚れ量が２％以下であればほとんど汚れを確認できないレベルとして紙裏汚れ量を評価した。
【００５２】
なお、第二トナー供給モードでは、画像形成領域間（紙間）で１００％のベタ画像を毎回形成し、供給トナー像幅を中間転写体１３の移動方向におけるトナー像（ベタ画像）の長さ変更可能にしてクリーニング手段２７に供給されるトナー量を調整した。非画像形成領域に形成されたトナー像が二次転写手段２５を通過する際に、二次転写手段２５にはＶｔｍ＝−４００Ｖの電圧が印加される。また、非画像形成領域に形成されたトナー像と、中間転写体１３の移動方向上流側で非画像形成領域に隣接する画像形成領域との間に二次転写手段２５をクリーニングする領域を設けている。この領域が二次転写手段２５に接触している際は、Ｖｃｍ＝−１ｋＶの電圧が二次転写手段２５に印加される。実験結果を表２に示す。
【表２】
0006452109.tif 000003
【００５３】
（条件１１）非画像形成領域に供給されるトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ２であって、トナー像の幅（中間転写体１３の移動方向における長さ）が０．４ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングする領域の幅が５１ｍｍである場合について実験した。この場合、通紙枚数が３万枚でクリーニング不良が発生した。なお、紙裏汚れ量は０．９％であり、紙裏汚れ量を全く視認することができなかった。
【００５４】
（条件１２）非画像形成領域に供給されるトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ２であって、トナー像の幅が０．８ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングする領域の幅が５１ｍｍである場合について実験した。この場合、通紙枚数が１０万枚でクリーニング不良は発生しなかった。なお、紙裏汚れ量は１．４％であり、紙裏汚れをほとんど視認できなかった。
【００５５】
（条件１３）非画像形成領域に供給されるトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ２であって、トナー像の幅が５１ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングする領域の幅が５１ｍｍである場合について実験した。この場合、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生しなかった。なお、紙裏汚れ量は１．８％であり、紙裏汚れ量をほとんど視認できなかった。
（条件１４）非画像形成領域に供給されるトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ２であって、トナー像の幅が５１ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングする領域の幅が２５ｍｍである場合について実験した。この場合、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生しなかった。しかし、紙裏汚れ量は２．８％であり、紙裏汚れを視認できるレベルであった。
【００５６】
（条件１５）非画像形成領域に供給されるトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ２であって、トナー像の幅が５１ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングする領域の幅が１０２ｍｍである場合について実験した。この場合、通紙１０万枚でクリーニング不良は発生しなかった。なお、紙裏汚れ量は１．０％であり、紙裏汚れを全く視認することができなかった。
【００５７】
このように、第二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０．４０ｍｇ／ｃｍ２のベタ画像であって、０．８ｍｍ以上の幅（中間転写体１３の移動方向における長さ）がある画像を形成する必要である。また、記録媒体の裏面汚れを抑制するためには、非画像形成領域に形成されるトナー像の幅が５１ｍｍ以下あり、二次転写手段２５をクリーニングするための領域の幅が５１ｍｍ以上である必要がある。さらに、条件１５のように、二次転写手段２５をクリーニングするための領域の幅を１０２ｍｍにして二次転写手段２５を２度クリーニングすれば、記録媒体の裏面汚れはさらに抑制できる。
【００５８】
本実施例における第二トナー供給モードでは、画像形成装置の生産性を考慮すると、非画像形成領域に形成されるトナー像の幅が０．８ｍｍであって、二次転写手段２５をクリーニングするための領域の幅が５１ｍｍであることが好ましい。なお、上述した非画像形成領域に供給されるトナー量とクリーニング性と紙裏汚れ量は、画像形成装置によってそれぞれ異なるため、上述した数値に限定されることはない。
【００５９】
＜本発明の制御方法＞
次に、本発明の実施例における制御方法について説明する。実施例では、寿命検知手段１０２によって寿命に到達していないと検知されたプロセスカートリッジがある場合、第一トナー供給モードが選択される。一方、すべてのプロセスカートリッジが寿命に到達した場合は、濃度制御が不安定となるため、第二トナー供給モードを選択する。その際、第二トナー供給モードで使用するプロセスカートリッジは、トナー残留量が０％より多いプロセスカートリッジが選択される。像担持体１と現像スリーブ４が寿命に到達していても、トナー残留量が０％より多ければプロセスカートリッジ９内にトナーが残っているため、中間転写体１３にベタ画像を形成できるためである。そのため、第二トナー供給モードでは、すべてのプロセスカートリッジ９が寿命に到達した場合に、トナー残留量が０％より多いプロセスカートリッジを用いて、非画像形成領域にトナー像を形成する。第一トナ
ー供給モードと第二トナー供給モードの関係を表３と表４に示す。
【表３】
0006452109.tif 000004
【００６０】
まず、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジ９の少なくとも１つ以上が寿命に達していない場合について説明する。
（条件２１）ＹとＭとＣとＫのプロセスカートリッジのすべてが寿命に達していない場合、すべてのプロセスカートリッジにおいて安定した濃度制御が可能であるため、プロセスカートリッジのすべてを用いて第一トナー供給モードが実行される。なお、非画像形成領域に形成されるトナー像は、図８に示すように、Ｙのプロセスカートリッジによってのみで形成されてもよい（図８（ａ））。また、非画像形成領域に形成されるトナー像は、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋのプロセスカートリッジ９を順に用いて形成されてもよく（図８（ｂ））、ＹとＭとＣとＫのプロセスカートリッジの全てを用いて形成されてもよい（図８（ｃ））。
【００６１】
図８（ａ）に示すように、一色のトナーのみを用いて非画像形成領域に画像を形成する場合、Ｙ〜Ｋのプロセスカートリッジのいずれか１つが寿命に到達していないと寿命検知手段１０２が検知すると、その検知結果が記憶部１０４に記憶される。記憶部１０４に記憶された検知結果に基づいて、制御部１０１は、１つのプロセスカートリッジ９を用いて第一トナー供給モードを実行するようにプロセスカートリッジ９を制御する。
【００６２】
図８（ｂ）に示すように、複数のプロセスカートリッジ９を順番に用いて非画像形成領域にトナー像を形成する場合、寿命に到達していないプロセスカートリッジ９が複数あると寿命検知手段１０２が検知すると、その検知結果が記憶部１０４に記憶される。記憶部１０４に記憶された検知結果に基づいて、制御部１０１は、寿命に到達していない複数のプロセスカートリッジ９を順番に用いて第一トナー供給モードを実行するようにプロセスカートリッジ９を制御する。
【００６３】
図８（ｃ）に示すように、複数のプロセスカートリッジ９を用いて１つの非画像形成領域にトナー像を形成する場合、寿命に到達していないプロセスカートリッジ９が複数あると寿命検知手段１０２が検知すると、その検知結果が記憶部１０４に記憶される。記憶部１０４に記憶された検知結果に基づいて、制御部１０１は、寿命に到達していない複数のプロセスカートリッジ９を用いて１つの画像形成領域にトナー像を形成するようにプロセスカートリッジ９を制御する。
【００６４】
（条件２２）ＭとＣとＫのプロセスカートリッジが寿命に達していない場合、Ｙのプロセスカートリッジの濃度制御が不安定となるため、ＭとＣとＫのプロセスカートリッジを用いて第一トナー供給モードを実行する。この場合、条件２１と同様に、Ｍのプロセスカートリッジのみを用いてトナー像を形成したり、Ｍ→Ｃ→Ｋの順に非画像形成領域にトナー像を形成したり、ＭとＣとＫのプロセスカートリッジのすべて用いてトナー像を形成してもよい。
【００６５】
（条件２３）ＣとＫのプロセスカートリッジが寿命に達していない場合、ＹとＭのプロ
セスカートリッジの濃度制御が不安定となるため、ＣとＫのプロセスカートリッジを用いて第一トナー供給モードを実行する。
（条件２４）Ｋのプロセスカートリッジのみが寿命に達していない場合、ＹとＭとＣのプロセスカートリッジの濃度制御が不安定となるため、Ｋのプロセスカートリッジを用いて第一トナー供給モードを実行する。
【表４】
0006452109.tif 000005
【００６６】
次に、画像形成装置１００に装着されたプロセスカートリッジ９の全てが寿命に到達した場合について説明する。
（条件３１）ＹとＭとＣとＫのすべてのプロセスカートリッジ９のトナー残留量が０％よりも多い場合、すべてのプロセスカートリッジ９を用いて第二トナー供給モードが実行される。なお、非画像形成領域に形成されるトナー像は、図９に示すように、Ｙのプロセスカートリッジのみを用いて形成されても（図９（ａ））、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順に非画像形成領域にトナー像を形成してもよい（図９（ｂ））。また、ＹとＭとＣとＫのすべてのプロセスカートリッジ９を用いて、非画像形成領域に１つのトナー像を形成してもよい（図９（ｃ））。
【００６７】
（条件３２）ＭとＣとＫのプロセスカートリッジのトナー残留量が０％よりも多い場合、Ｙのプロセスカートリッジにはトナーが残留していないため、ＭとＣとＫのプロセスカートリッジを用いて第二トナー供給モードを実行する。なお、上述したように、トナーが残留しているプロセスカートリッジを順番に用いて非画像形成領域にトナー像を形成することなどもできる。
【００６８】
（条件３３）ＣとＫのプロセスカートリッジのトナー残留量が０％よりも多い場合、ＹとＭのプロセスカートリッジにはトナーが残留していないため、ＣとＫのプロセスカートリッジを用いて第二トナー供給モードを実行する。なお、上述したように、トナーが残留しているプロセスカートリッジを順番に用いて非画像形成領域にトナー像を形成することなどもできる。
（条件３４）Ｋのプロセスカートリッジのみトナー残留量が０％よりも多い場合、ＹとＭとＣのプロセスカートリッジにはトナーが残留していないため、Ｋのプロセスカートリッジのみを用いて第二トナー供給モードを実行する。
【００６９】
次に、第一トナー供給モードと第二トナー供給モードの流れの一例を図１０の制御フローチャートを用いて説明する。ステップＳ１において、画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジ９のすべてが寿命に到達した場合ステップＳ２に進む（Ｓ１、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ１において、プロセスカートリッジ９のいずれかが寿命に到達していない場合、ステップＳ３に進む（Ｓ１、Ｎｏ）。
【００７０】
ステップＳ２において、Ｙのプロセスカートリッジ９ａが寿命でないと寿命検知手段１０２によって検知された場合はステップＳ４に進む（Ｓ２、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ２において、Ｙのプロセスカートリッジ９ａが寿命であると寿命検知手段１０２によって
検知された場合はステップＳ５に進む（Ｓ２、Ｎｏ）。ステップＳ４において、制御部１０１がＹのプロセスカートリッジ９ａを制御することで、Ｙのプロセスカートリッジ９ａが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、非画像形成領域にイエローのハーフトーン画像を形成する。
【００７１】
ステップＳ５において、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂが寿命でないと寿命検知手段１０２によって検知された場合はステップＳ６に進む（Ｓ５、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ５において、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂが寿命であると寿命検知手段１０２によって検知された場合はステップＳ７に進む（Ｓ５、Ｎｏ）。ステップＳ６において、制御部１０１がＭのプロセスカートリッジ９ｂを制御することで、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、非画像形成領域にマゼンタのハーフトーン画像を形成する。
【００７２】
ステップＳ７において、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃが寿命でないと寿命検知手段１０２によって検知された場合はステップＳ８に進む（Ｓ７、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ７において、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃが寿命であると寿命検知手段１０２によって検知された場合はステップＳ９に進む（Ｓ７、Ｎｏ）。ステップＳ８において、制御部１０１がＣのプロセスカートリッジ９ｃを制御することで、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、非画像形成領域にシアンのハーフトーン画像を形成する。ステップＳ９において、制御部１０１がＫのプロセスカートリッジ９ｄを制御することで、Ｋのプロセスカートリッジ９ｄが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、非画像形成領域にブラックのハーフトーン画像を形成する。
【００７３】
ステップＳ３において、Ｙのプロセスカートリッジ９ａにトナーが残留しているとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１０に進む（Ｓ３、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ３において、Ｙのプロセスカートリッジ９ａにトナーが残留していないとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１１に進む（Ｓ３、Ｎｏ）。ステップＳ１０において、制御部１０１がＹのプロセスカートリッジ９ａを制御することで、Ｙのプロセスカートリッジ９ａが第二トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、第一トナー供給モードよりも濃度が低いイエローのトナー像を非画像形成領域に形成する。
【００７４】
ステップＳ１１において、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂにトナーが残留しているとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１２に進む（Ｓ１１、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ１１において、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂにトナーが残留していないとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１３に進む（Ｓ１１、Ｎｏ）。ステップＳ１２において、制御部１０１がＭのプロセスカートリッジ９ｂを制御することで、Ｍのプロセスカートリッジ９ｂが第二トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、第一トナー供給モードよりも濃度が低いマゼンタのトナー像を非画像形成領域に形成する。
【００７５】
ステップＳ１３において、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃにトナーが残留しているとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１４に進む（Ｓ１３、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ１３において、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃにトナーが残留していないとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１５に進む（Ｓ１３、Ｎｏ）。ステップＳ１４において、制御部１０１がＣのプロセスカートリッジ９ｃを制御することで、Ｃのプロセスカートリッジ９ｃが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、第一トナー供給モードよりも濃度が低いシアンのトナー像を非画像形成領域に形成する。
【００７６】
ステップＳ１５において、Ｋのプロセスカートリッジ９ｄにトナーが残留しているとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１６に進む（Ｓ１５、Ｙｅｓ）。一方、ステップＳ１５において、Ｋのプロセスカートリッジ９ｄにトナーが残留していないとトナー残留量検知手段１０３によって検知された場合ステップＳ１７に進む（Ｓ１５、Ｎｏ）。ステップＳ１６において、制御部１０１がＫのプロセスカートリッジ９ｄを制御することで、Ｋのプロセスカートリッジ９ｄが第一トナー供給モードを実行する。具体的には、上述したように、第一トナー供給モードよりも濃度が低いブラックのトナー像を非画像形成領域に形成する。
【００７７】
一方、ステップＳ１７において、画像形成装置１００の表示部（不図示）を制御することで、プロセスカートリッジを交換する必要があることを表示部に表示する。すべてのプロセスカートリッジにトナーが残留しておらず、中間転写体１３にトナー像を形成することができないため、ユーザにプロセスカートリッジの交換をユーザに促す必要があるためである。
【００７８】
なお、図１０に示したフローチャートでは、第一トナー供給モードで使用されるプロセスカートリッジは１つに限定されているが、使用されるプロセスカートリッジの数は１つに限定されない。寿命に到達していないプロセスカートリッジが複数ある場合には、複数のプロセスカートリッジを用いて第一トナー供給モードを実行してもよい。また、フローチャートでは、第二トナー供給モードで使用されるプロセスカートリッジは１つに限定されているが、使用されるプロセスカートリッジの数は１つに限定されない。トナーが残留しているプロセスカートリッジが複数ある場合には、複数のプロセスカートリッジを用いて第二トナー供給モードを実行してもよい。
【００７９】
以上のように、実施例１では、すべてのプロセスカートリッジが寿命に到達した場合に、第一トナー供給モードで中間転写体に形成されるトナー像よりも濃度が高いトナー像を中間転写体に形成する。これにより、プロセスカートリッジが形成するトナー像の濃度が不安定になった場合でも、クリーニング手段に安定してトナーを供給でき、クリーニング手段の潤滑効果を維持できる。
【００８０】
また、実施例１では、クリーニング手段にトナーを供給するために中間転写体に形成するトナー像は、記録媒体に転写するために中間転写体に形成されるトナー像の間に形成されている。画像形成動作と同時にトナー供給モードを実行することができるため、画像形成装置の生産性を低下させずにクリーニング手段にトナーを供給することができる。
【００８１】
また、実施例１では、第一トナー供給モードにおいて、寿命に達しておらずトナーが残留しているプロセスカートリッジが複数ある場合には、それら複数のプロセスカートリッジを順番に用いて中間転写体にトナー像を形成する。第一トナー供給モードを実行できるプロセスカートリッジを均等に使用することで、プロセスカートリッジ間でトナー残留量が偏ることを防止できる。
【００８２】
また、実施例１では、第二トナー供給モードにおいて、トナーが残留しているプロセスカートリッジが複数ある場合には、それら複数のプロセスカートリッジを順番に用いて中間転写体にトナー像を形成する。第二トナー供給モードを実行できるプロセスカートリッジを均等に使用することで、プロセスカートリッジ間でトナー残留量が偏ることを防止できる。
また、実施例１では、中間転写体の非画像形成領域に形成されたトナー像に二次転写手段が接触している場合に、トナーの極性と同極性の電圧を二次転写手段に印加している。これにより、二次転写手段にトナーが付着することを抑制することができる。
【００８３】
また、実施例１では、非画像形成領域に形成されたトナー像と、中間転写体の移動方向上流側で非画像形成領域に隣接する画像形成領域との間隔が、二次転写手段の外周長以上となっている。二次転写手段におけるトナーが付着した領域が１つの非画像形成領域に２度接触するため、二次転写手段に付着したトナーをより確実に除去することができる。
また、実施例１では、非画像形成領域に形成されたトナー像と、中間転写体の移動方向上流側で非画像形成領域に隣接する画像形成領域との間隔が、二次転写手段の外周長の２倍以上となっている。二次転写手段におけるトナーが付着した領域が１つの非画像形成領域に３度接触するため、二次転写手段に付着したトナーをより確実に除去することができる。
【００８４】
（実施例２）
実施例２におけるトナー供給モードの制御方法について説明する。以下の各種判断や指示などの制御は、画像形成装置の記憶手段に格納された情報をもとにＣＰＵが実行する。ここで、実施例２では、実施例１と同様の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
実施例２では、実施例１におけるプロセスカートリッジの制御方法において、画像形成動作が所定回数に達した場合に、非画像形成領域に供給するトナー量を増加させて、第二トナー供給モードを実行している。第二トナー供給モードで供給されるトナー量が十分に多い場合は、すべての非画像形成領域で第二トナー供給モードを実行せずに、記録媒体に画像を形成した回数が所定の回数に達した場合に第二トナー供給モードを実行する。ここで、実施例１における実験１の結果から、第二トナー供給モードにおいて非画像形成領域に７０．４ｍｇのトナー量が供給された場合に良好なクリーニング性能が得られることがわかっている。所定の画像形成回数ごとに第二トナー供給モードが実行される場合の制御方法を表５に示す。
【表５】
0006452109.tif 000006
【００８６】
（条件４１）１回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロセスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量である７０．４ｍｇにする。
（条件４２）２回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロセスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量の２．５倍である１７６ｍｇにする。
【００８７】
（条件４３）５回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロセスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量の５倍である３５２ｍｇにする。
（条件４４）１０回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロ
セスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量の１０倍である７０４ｍｇにする。
【００８８】
（条件４５）２５回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロセスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量の２５倍である１７６０ｍｇにする。
（条件４６）５０回の画像形成動作ごとに第二トナー供給モードを実行する場合、プロセスカートリッジから中間転写体に一度に供給されるトナー量を最低必要量の５０倍である３５２０ｍｇにする。
【００８９】
ここで、画像形成動作の実行回数が所定回数に達した場合に第二トナー供給モードを実行させる制御動作について説明する。まず、画像形成装置１００が実行した画像形成動作の回数を記憶部１０４に記憶させる。そして、画像形成動作の回数が所定回数に達した場合に、制御部１０１は、第二トナー供給モードを実行するようにプロセスカートリッジ９を制御する。また、記憶部１０４に記憶された画像形成動作回数とトナー量との対応関係データと画像形成動作の回数とに基づいて、画像形成回数に応じたトナー量で非画像形成領域にトナー像を形成するようにプロセスカートリッジ９を制御する。
【００９０】
以上のように、実施例２では、実施例１と同様の効果を達成することができる。また、実施例２では、第二トナー供給モードの実行頻度は、第一トナー供給モードの実行頻度よりも少なくなっている。これにより、プロセスカートリッジが寿命に到達して第二トナー供給モードが実行される場合であっても、画像形成装置の生産性を改善することができる。なお、上述した非画像形成領域に供給されるトナー量とクリーニング性と紙裏汚れ量の関係は、装置によってそれぞれ異なるため、本数値に限定されない。
【符号の説明】
【００９１】
１ａ〜１ｄ…像担持体、８ａ〜８ｄ…現像ユニット、
９ａ〜９ｄ…プロセスカートリッジ、１０ａ〜１０ｄ…一次転写手段、
１３…中間転写体、２５…二次転写手段、２７ａ…クリーニングブレード、
１００…画像形成装置、１０１…制御部、１０２…寿命検知手段、
Ｐ…記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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