(57)【要約】【課題】  プリント生産性の低下や転写部材の汚れを起こすことなく、トナーの強制消費工程を実行する【解決手段】  転写装置の転写領域の外に、強制消費用のトナー像を形成する。【選択図】        図６
2006220699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体、
該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置及び、
前記像形成手段により、前記像担持体上に強制消費用のトナー像を形成して、前記像形成手段からトナーを強制排出させる強制消費工程を実行する制御手段を有する画像形成装置において、
前記像担持体は前記転写装置の転写幅よりも大きな幅を有し、前記制御手段は、前記像担持体の幅方向に関し転写領域外に前記強制消費用のトナー像を形成するように前記像形成手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は感光体からなり、前記像形成手段は、前記感光体を帯電する帯電装置、前記感光体を露光する露光装置及び前記感光体上の潜像を現像する現像装置を有し、前記制御手段は前記露光装置を制御することにより、前記強制消費用のトナー像を形成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】
前記像担持体は中間転写体からなり、前記像形成手段は、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置及び１次転写装置を有し、前記帯電装置による帯電及び前記露光装置による露光により前記感光体上に潜像を形成し、前記現像装置により前記潜像を現像して前記感光体上にトナー像を形成し、前記１次転写装置により、前記トナー像を前記中間転写体に転写するものであり、
前記制御手段は、前記露光装置を制御して前記中間転写体上に前記強制消費用のトナー像を形成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４】
画像率又はトナー消費率を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、検出された前記画像率又は前記トナー消費率に応じて、前記強制消費工程を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記画像率又はトナー消費率に応じて前記強制消費用のトナー像の濃度及びサイズの少なくとも一つ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。
【請求項６】
前記転写装置は、転写電圧を印加する電源を有し、前記制御手段は、ＴＰ２＜ＴＰ１であるように、前記電源を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置、ただし、ＴＰ１は記録用のトナー像が前記転写装置を通過する際の前記電源の出力、ＴＰ２は前記強制消費用のトナー像が前記転写装置を通過する際の前記電源の出力である。
【請求項７】
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光して潜像を形成する露光装置、前記感光体上の潜像を現像して前記感光体上にトナー像を形成する現像装置及び１次転写装置を有する画像形成ユニット、
中間転写体並びに、
該中間転写体上のトナー像を記録材に転写する２次転写装置、
を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を前記１次転写装置により前記中間転写体に転写し、前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写装置により、記録材に転写する画像形成装置において、
前記感光体は前記１次転写装置の転写幅よりも大きな幅を有するとともに、制御手段を有し、該制御手段は、前記感光体の幅方向に関し前記１次転写装置の転写領域外の前記感光体上に強制消費用のトナー像を形成してトナーの強制消費工程を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体は前記２次転写装置の転写幅よりも大きな幅を有するとともに、前記制御手段は、前記中間転写体の幅方向に関し前記２次転写装置の転写領域外の前記中間転写体上に強制消費用のトナー像を形成してトナーの強制消費工程を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナーを強制的に現像装置から排出させるトナーの強制消費を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、解像度や細部の画像再現性等の画像特性において優れた高画質の画像を形成する技術が開発され、印刷並の高画質画像を形成することが可能となっている。しかして、高画質化が進むに従って、トナーの劣化に伴う画質の低下が問題となり、これに対する対策が研究されている。
【０００３】
トナーの劣化は主として、現像装置内にトナーが長期間滞留する場合に起こり、現像装置内において、攪拌・搬送によりトナーが長期間にわたって、ストレスを受けることが原因であることが明らかになっている。
【０００４】
このようなトナーの劣化に対する対策として、現像装置内のトナーを強制的に排出し、新しいトナーを補給するトナーの入れ替えを行う技術が開発されている（特許文献１、２参照）
【特許文献１】特開２０００−２０６７４４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像装置内のトナーを強制的に排出するトナーの強制消費工程では、露光装置により感光体上にベタ画像の潜像を形成し、現像装置で該潜像を現像して感光体上にベタのトナー像を形成することによりトナーが現像装置から感光体上に排出される。感光体上に形成されたベタトナー像はクリーニング装置により除去される。
【０００６】
また、中間転写体を用いた画像形成装置においては、感光体上に形成されたベタトナー像は中間転写体に転写され、中間転写体をクリーニングするクリーニング装置により中間転写体から除去される。
【０００７】
特許文献１に記載されているように、強制消費用のトナー像はインター・イメージ部と称される領域、即ち、記録用トナー像と記録用トナー像との間にに形成される。しかして、記録用トナー像間に強制消費用のトナー像を形成する強制消費工程では、記録用トナー像間に強制消費用トナー像のために間隔を設けることから、画像間隔が広くなって、プリント生産性又はコピー生産性（以下両者を含む意味でプリント生産性と称する）が低下するという問題がある。
【０００８】
また、トナー像を記録材に転写する転写部においては、強制消費用のトナー像を担持する像担持体と転写部材とが記録材の介在なしで直接に対向するために、トナーが転写部材に移動して、転写部材を汚すという問題がある。転写部材が像担持体に接触する転写ローラからなるときは、転写ローラの汚れとなって、次の画像形成工程において、転写ローラに付着しているトナーが記録材に逆転写して、記録材の裏面汚れを生ずる等の望ましくない現象が起こる。
【０００９】
本発明は、トナーの強制消費を行う画像形成装置における前記の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は下記の発明により達成される。
（請求項１）
像担持体、
該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置及び、
前記像形成手段により、前記像担持体上に強制消費用のトナー像を形成して、前記像形成手段からトナーを強制排出させる強制消費工程を実行する制御手段を有する画像形成装置において、
前記像担持体は前記転写装置の転写幅よりも大きな幅を有し、前記制御手段は、前記像担持体の幅方向に関し転写領域外に前記強制消費用のトナー像を形成するように前記像形成手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記像担持体は感光体からなり、前記像形成手段は、前記感光体を帯電する帯電装置、前記感光体を露光する露光装置及び前記感光体上の潜像を現像する現像装置を有し、前記制御手段は前記露光装置を制御することにより、前記強制消費用のトナー像を形成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）
前記像担持体は中間転写体からなり、前記像形成手段は、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置及び１次転写装置を有し、前記帯電装置による帯電及び前記露光装置による露光により前記感光体上に潜像を形成し、前記現像装置により前記潜像を現像して前記感光体上にトナー像を形成し、前記１次転写装置により、前記トナー像を前記中間転写体に転写するものであり、
前記制御手段は、前記露光装置を制御して前記中間転写体上に前記強制消費用のトナー像を形成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４）
画像率又はトナー消費率を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、検出された前記画像率又は前記トナー消費率に応じて、前記強制消費工程を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（請求項５）
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記画像率又はトナー消費率に応じて前記強制消費用のトナー像の濃度及びサイズの少なくとも一つ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。
（請求項６）
前記転写装置は、転写電圧を印加する電源を有し、前記制御手段は、ＴＰ２＜ＴＰ１であるように、前記電源を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置、ただし、ＴＰ１は記録用のトナー像が前記転写装置を通過する際の前記電源の出力、ＴＰ２は前記強制消費用のトナー像が前記転写装置を通過する際の前記電源の出力である。
（請求項７）
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光して潜像を形成する露光装置、前記感光体上の潜像を現像して前記感光体上にトナー像を形成する現像装置及び１次転写装置を有する画像形成ユニット、
中間転写体並びに、
該中間転写体上のトナー像を記録材に転写する２次転写装置、
を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を前記１次転写装置により前記中間転写体に転写し、前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写装置により、記録材に転写する画像形成装置において、
前記感光体は前記１次転写装置の転写幅よりも大きな幅を有するとともに、制御手段を有し、該制御手段は、前記感光体の幅方向に関し前記１次転写装置の転写領域外の前記感光体上に強制消費用のトナー像を形成してトナーの強制消費工程を実行することを特徴とする画像形成装置。
（請求項８）
前記中間転写体は前記２次転写装置の転写幅よりも大きな幅を有するとともに、前記制御手段は、前記中間転写体の幅方向に関し前記２次転写装置の転写領域外の前記中間転写体上に強制消費用のトナー像を形成してトナーの強制消費工程を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜８のいずれかの発明により、強制消費用のトナー像が転写装置の転写領域の外に形成されるので、強制消費用のトナー像を形成しているトナーが転写装置に転移することがない。従って、この転移による転写装置、特に、像担持体に接触する転写部材にトナーが付着して起こる転写部材のトナー汚れが防止される。転写部材の汚れが防止される結果として、転写部材の汚れにより生ずる記録材の裏面汚れも防止される。また、画像間隔に強制消費用のトナー像を形成する場合には、強制消費量のトナー像を形成するために、画像間隔を広く空ける必要が生じて、このためにプリント生産性が低下するが、請求項１〜８の発明により、このようなプリント生産性の低下がなく、高いプリント生産性を有する高効率の画像形成装置が実現される。
【００１２】
請求項４又は請求項５の発明により、画像率又はトナー消費率の低い画像を形成する場合に生ずる、トナーの劣化による画質の低下が防止され、高い画質の画像を安定して出力する画像形成装置が実現される。
【００１３】
請求項６の発明により、強制消費用のトナー像の形成により発生しやすい、転写装置等の機内汚れが特に良好に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下実施の形態に基づいて本発明を説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られない。図１は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１５】
図１において、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは感光体、１１Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは帯電装置、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは露光装置、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは現像装置、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは感光体の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは１次転写装置、２０は無端ベルトからなる中間転写体を示す。
【００１６】
画像形成ユニットＹは感光体１０Ｙ、帯電装置１１Ｙ、露光装置１２Ｙ、現像装置１３Ｙ、クリーニング装置１４Ｙ及び１次転写装置１５Ｙで構成され、
画像形成ユニットＭは感光体１０Ｍ、帯電装置１１Ｍ、露光装置１２Ｍ、現像装置１３Ｍ、クリーニング装置１４Ｍ及び１次転写装置１５Ｍで構成され、
画像形成ユニットＣは感光体１０Ｃ、帯電装置１１Ｃ、露光装置１２Ｃ、現像装置１３Ｃ、クリーニング装置１４Ｃ及び１次転写装置１５Ｃで構成され、
画像形成ユニットＫは感光体１０Ｋ、帯電装置１１Ｋ、露光装置１２Ｋ、現像装置１３Ｋ、クリーニング装置１４Ｋ及び１次転写装置１５Ｋで構成され、帯電装置１１Ｙと露光装置１２Ｙ、帯電装置１１Ｍと露光装置１２Ｍ、帯電装置１１Ｃと露光装置１２Ｃ、帯電装置１１Ｋと露光装置１２Ｋはそれぞれ、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する潜像形成手段を構成する。
【００１７】
画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは中間転写体２０上にトナー像を形成する像形成手段を構成し、これらユニットは中間転写体２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置されており、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは中間転写体２０の張設面に接触し、接触点で中間転写体２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００１８】
中間転写体２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写体２０、１次転写装置２５、クリーニング装置２８等でベルトユニットＢＵを構成する。
【００１９】
中間転写体２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。
【００２０】
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、例えば、外径６０φアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周にフタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させた塗布液を塗布することにより形成した有機半導体が用いられ、感光体１０の帯電電位は、−２５０Ｖ〜−９００Ｖの範囲内で制御可能であり、最高濃度部の電位は−４５Ｖ〜−１５０Ｖの範囲で制御可能である。
【００２１】
帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、放電電極及び制御グリッドを有するスコロトロン帯電器からなる。
【００２２】
読み取り装置ＳＵ又は外部機器からの画像データに対応する電気信号は半導体レーザで光信号に変換され、露光装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる像露光が行われる。露光装置としては、半導体レーザを光源とする走査露光装置が用いられる。
【００２３】
現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは各々、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤を用い、現像バイアスとしては、直流成分の電圧Ｖｄｃ＝−２００Ｖ〜−７００Ｖ、交流成分の電圧Ｖａｃ＝０．５ｋＶ〜２．０ｋＶが印加される。交流成分は周波数ｆ＝２ｋＨｚ〜７ｋＨｚで用いられる。なお、交流成分の電圧Ｖａｃはピークツーピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）電圧である。
【００２４】
トナーとしては、重合トナーが用いられ、キャリアとしては、樹脂コーティングキャリアが用いられる。
【００２５】
中間転写体２０は、体積抵抗率１０6Ω・ｃｍ、表面抵抗１０11Ω／□程度の半導電性無端ベルトからなり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０１５〜０．０５ｍｍの半導電性シームレスベルトである。中間転写体２０のベルトテンション＝５０Ｎ程度である。
【００２６】
１次転写装置、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成されたトナー画像を中間転写体２０上に転写する。１次転写装置１５は、半導電性の発泡ローラからなる転写ローラを有する。
【００２７】
２次転写装置２６は中間転写体２０に当接および当接解除可能な転写部材としての転写ローラ２６Ａ及び転写ローラ２６Ａに転写電圧を印加する転写電源２６Ｂを有し、中間転写体２０上に形成されたトナー画像を記録材Ｐに再転写する。前記転写ローラ２６Ａは、半導電性の発泡ローラからなる。
【００２８】
２７は２次転写装置２６による転写が行われる転写位置に記録材Ｐを供給する給紙部、２８は記録材Ｐ上の未定着トナー像を定着する定着装置、２９は中間転写体２０をクリーニングするクリーニング装置である。
【００２９】
画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて、単色トナー像が形成され、１次転写装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより中間転写体２０に転写され、中間転写体上で重ね合わされてカラートナー像が形成される。中間転写体２０上のカラートナー像は２次転写装置２６により記録材Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されたカラートナー像は定着装置２８により定着される。
【００３０】
このように、像担持体としての中間転写体２０には、像形成手段としての画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋによりトナー像が形成される。そして、２次転写装置２６によりトナー像が記録材Ｐに転写される。
【００３１】
転写後の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはそれぞれ、クリーニング装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによりクリーニングされる。また、転写後の中間転写体２０はクリーニング装置２９によりクリーニングされる。
【００３２】
図２は画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおける感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、露光装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ及びクリーニング装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの部分を示す。これらの部分は同一の構造を有するので、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して共通に図２に示す。
【００３３】
帯電装置１１は放電電極１１Ａ及び制御グリッド１１Ｂを有し、制御グリッド１１Ｂを制御することにより、感光体１０の帯電電位が制御される。制御グリッド１１Ｂは感光体１０の表面電位を検知する電位センサ１７が検知した電位に基づいてフィードバック制御され、感光体１０の帯電電位を、所望の一定電位に帯電する。
【００３４】
図２において、１３Ａはトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容するケーシングで、現像スリーブ１３０の内側には、固定のマグネットロール１３２が内設される。１３３は現像スリーブ１３０を搬送される現像剤の量を規制する規制部材である。１３５、１３６は現像剤を攪拌搬送するスクリューである。トナーはトナー補給装置３０から現像装置１３内に供給される。
【００３５】
スクリュー１３５が配置された攪拌室ＤＢとスクリュー１３６が配置された供給回収室ＤＡとは仕切１３Ｂにより隔てられ、仕切１３Ｂには、図示しないが、スクリュー１３５、１３６の回転軸方向端部に現像剤が通過する通過穴が設けられる。
【００３６】
ハウジング１３Ａには、現像スリーブ１３０が感光体１０に対向する部分で開口が形成され現像領域Ｇが形成される。１３７は現像装置１３内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサである。
【００３７】
現像は次のようにして行われる。
【００３８】
図２において、感光体１０がＷ０で示すように、現像スリーブ１３０がＷ１で示すように、スクリュー１３５が矢印Ｗ２で示すように、スクリュー１３６が矢印Ｗ３で示すようにそれぞれ回転して、現像剤がスクリュー１３５→スクリュー１３６→現像スリーブ１３０のように搬送され、現像領域Ｇにおいて、現像が行われる。図示のように、現像領域Ｇにおいて、感光体１０と現像スリーブ１３０とは反対方向に移動し、現像が行われる。
【００３９】
なお、現像スリーブ１３０には、バイアス電源Ｅ１及びＥ２により交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。バイアス電源Ｅ１は直流成分の電源であり、バイアス電源Ｅ２は交流成分の電源である。
【００４０】
以下に図２以下の図を用いてトナーの強制消費及び強制補給によるトナーの入れ替えを説明するが、このトナーの入れ替えは、図１における画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれにおいて独立して実行される。
【００４１】
以下の説明においては、各部品に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略して画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて行われる強制表紙工程について説明する。
【００４２】
図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。４０は全体を制御する制御部、４１は画像読取によって得られた画像信号又は外部から受信した画像信号を処理して露光装置１２を駆動する画像信号を生成する画像処理部、４２は画像が記録される記録材のサイズ情報及び画像を形成する記録材の枚数情報を出力する記録材搬送部である。
【００４３】
制御部４０は図１に示した各部を制御して、記録材Ｐに画像を形成するが、図４に示し、以下に説明するトナーの強制消費工程を実行する。
【００４４】
図４のＳＴＥＰ１において、画像率を検出する検出手段としての制御部４０は画像率を計算する。
【００４５】
画像率ＰＲは記録用画像を形成する画像情報の累積値の画像領域総面積に対する割合であり、ＰＲ＝Ｍ／Ｓ×１００で表される。
【００４６】
Ｍは画像情報の累積値であり、制御部４０は画像処理部４１から画像情報を入力して累積値Ｍを算出する。２値画像の場合には、画像情報の累積値は黒画素ドット数の累積値であり、多値画像の場合は、画素値の累積値である。
【００４７】
Ｓは画像領域総面積であり、記録材搬送部４２からの記録材サイズ情報及び枚数情報に基づいて記録材の搬送方向の長さの累積値に基づいて算出される。
【００４８】
図５に画像率算出の概念を示す。
【００４９】
画像領域Ａ１、Ａ１、Ａ３に濃度が０でない画像Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎが形成される。
画像領域Ａ１、Ａ２、Ａ３は、画像間隔Ｃ１、Ｃ２を除外した像担持体Ｚの領域であり、画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の幅（像担持体の移動方向Ｘに直角な方向の画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の辺長）を一律とした領域である。図５において、画像率ＰＲは（ΣＢｎ／ΣＡｍ）×１００で表される。
【００５０】
なお、画像率に代えて、トナー消費率を用いることもできる。
【００５１】
トナー消費率ＴＲは、画像情報の累積値の、現像装置の作動量に対する割合であり、ＴＲ＝Ｍ／Ｄ×１００で表される。
【００５２】
Ｄは現像装置内の現像スリーブや攪拌・搬送部材（図２における現像スリーブ１３０やスクリュー１３５、１３６）の回転量の累積値であり、制御部４０は現像装置１３を駆動する指令信号から作動量の累積値Ｄを算出する。
【００５３】
画像率ＰＲ又はトナー消費率ＴＲの計算は、所定枚数Ｎの画像形成毎に実施され、検出手段としての制御部４０により計算される。
【００５４】
前記に説明した画像率としては、印字率、即ち、画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の面積に対する画像情報の量の割合を用いる、あるいは、画像領域（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３・・・）＋画像間隔（Ｃ１＋Ｃ２・・・）に対する画像情報の量の割合を用いるというような近似計算により計算することも可能である。
【００５５】
ＳＴＥＰ２において、トナーの強制排出を行う。
【００５６】
トナーの強制排出は、画像処理部４１を制御することにより、露光装置１２を駆動して感光体１０上に強制消費用の潜像を形成し、現像装置１３により感光体１０上に強制消費用のトナー像を形成し、１次転写装置２５により中間転写体２０上に強制消費用のトナー像を形成することにより行われる。
【００５７】
中間転写体２０上に形成された強制消費用のトナー像は、転写されることなくクリーニング装置２９により中間転写体２０から除去される。
【００５８】
図６に強制消費用のトナー像を示す。
【００５９】
強制消費用のトナー像ＰＧは、中間転写体２０における画像Ｆの両側の画像Ｆ外に形成される。図においてＸは中間転写体２０の移動方向であり、強制消費用トナー像ＰＧは中間転写体２０の幅方向、即ち、移動方向Ｘに直角な方向の両側の画像Ｆ外に形成される。
【００６０】
しかも、強制消費用トナー像ＰＧは２次転写装置２６の転写領域の外に形成される。図において、Ｗ１は中間転写体２０の幅、Ｗ２は２次転写装置２６の転写領域の幅、即ち、転写幅を示す。図示のようにＷ１＞Ｗ２であり、転写幅Ｗ２の外側の中間転写体２０上に強制消費用のトナー像ＰＧが形成される。転写幅Ｗ２は転写装置２６を構成する転写ローラ２６Ａの長さである。
【００６１】
図６（ａ）は中間転写体２０の移動方向Ｘに関して、画像Ａと重なる位置に強制消費用のトナー像を形成した例であり、図６（ｂ）は中間転写体２０の移動方向Ｘに関して、画像Ｆ、Ｆ間であり、画像Ｆと重ならない位置に強制消費用のトナー像を形成した例であり、図６（ｃ）は中間転写体２０の移動方向に関して、画像Ｆの位置から画像Ｆ間の領域に亘って、強制消費用のトナー像を形成した例である。
【００６２】
図１における２次転写装置２６により形成される転写部においては、記録材Ｐが通過するに際して、画像Ｆの領域以外では、中間転写体２０と転写装置２６とが直接に対向する。図６に示すように強制消費用のトナー像ＰＧが形成されている部分においては、転写装置２６の転写ローラ２６Ａが対向しない。従って、強制消費用のトナー像が転写装置２６に転移して転写装置２６の転写ローラ２６Ａを汚すことが防止される。
【００６３】
転写装置２６の転写領域、即ち、転写幅Ｗ２の範囲内の画像間に強制消費用のトナー像を形成する強制消費工程では、強制消費用のトナー像が転写部材に転移して転写部材を汚すために、これを防止することを目的として、転写部材をクリーニングする転写部材クリーニング手段を設けるとか、強制消費工程においては、転写部材を像担持体から離すことが必要になるが、前記に説明したように、強制消費用のトナー像ＰＧを転写領域外に形成することにより、転写部材クリーニング手段を設ける必要がないとともに、像担持体（中間転写体２０）から転写部材（転写ローラ２６Ａ）を離す必要がなくなる。
【００６４】
また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、強制消費用のトナー像ＰＧを形成するために、画像Ｆ間の間隔を広くする必要がなく、画像Ｆ間の画像間隔を強制消費用のトナー像ＰＧに関係なく設定することが可能となる。従って、トナーの強制消費工程を実行することにより、画像間隔が広がって、プリント生産性を低下させるといった弊害が防止される。
【００６５】
強制消費されるトナーの量は、画像率により変えることができる。画像率に対応した強制消費の態様としては、画像率に応じて連続的に強制消費量を変えてもよいし、画像率に応じて段階的に強制消費量を変えてもよい。代表的な強制消費の態様としては、画像率の閾値を設定し、閾値以下の時に強制消費を実行するものがある。
【００６６】
図６（ｂ）に示す強制消費用トナー像ＰＧを形成する強制消費工程においては、転写装置における転写電源２６Ｂを制御して、転写部におけるトナーの飛散を防止することができる。制御部４０は図１における転写電源２６Ｂを制御して、図７に示すように、画像間隔Ｃにおける転写電源２６Ｂの出力ＴＰ２を画像領域Ａにおける出力ＴＰ１よりも低く設定する。これにより、トナーが静電気力により飛散することが防止される。転写電源２６Ｂの出力の制御は、電圧及び電流の少なくとも一つの制御により行うことができる。
【００６７】
ＳＴＥＰ３において、トナーの強制補給を行う。強制補給はトナー補給装置３０により行われる。強制補給は、ＳＴＥＰ３における強制排出により排出された量のほぼ等しい量のトナー補給を行い、これにより現像装置内の現像剤のトナー濃度は一定に維持される。このようなトナー補給の制御は図２に示すトナー濃度センサ１３７により検出されたトナー濃度の情報に基づいて行われる。
【００６８】
図８は本発明の実施の形態の他の例における、感光体、中間転写体及び転写装置の関係を示す。
【００６９】
図８の関係を持つ画像形成装置は図１に示したものと同一の構造を有するので、図１を用いて説明する。
【００７０】
図８において、図６と同様に、中間転写体２０の幅がＷ１、転写ローラ２６Ａの長さがＷ２である。更に、１次転写装置２５の転写ローラの長さがＷ３、感光体１０の幅がＷ４である。Ｗ１〜Ｗ４は、図示のように、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４であるように設定される。そして、図６におけると同様に、Ｗ２で示す転写領域の外の中間転写体２０上に強制消費用トナー像ＰＧ１が形成される。
【００７１】
図８の例においては、１次転写装置の転写領域、即ち、Ｗ３で示す領域の外の感光体１０上に強制消費用トナー像ＰＧ２が形成される。
【００７２】
強制消費用トナー像ＰＧ２は、図２における帯電装置１１の帯電、露光装置１２の露光及び現像装置１３の現像により感光体１０上に形成される。
【００７３】
強制消費用トナー像ＰＧ２は図示のように、１次転写装置１５の転写領域の外に形成されるので、中間転写体２０には形成されず、クリーニング装置１４により感光体１０から除去される。
【００７４】
強制消費用トナー像ＰＧ１は前記に説明したと同様に、転写装置２６によっては転写さず、クリーニング装置２９により中間転写体２０から除去される。
【００７５】
なお、図８において、強制消費用トナー像ＰＧ１は形成せず、強制消費用トナー像ＰＧ２のみを形成してトナーの強制消費を行ってもよい。
【００７６】
図９は中間転写体を用いない実施の形態の例である。
【００７７】
像担持体としての感光体１０の周囲に帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、転写装置１５、分離装置１６及びクリーニング装置１４が配置される。２８は定着装置、３０はトナー補給装置である。
【００７８】
画像形成工程においては、帯電装置１１による帯電、露光装置１２による露光及び現像装置１３による現像によって、感光体１０上にトナー像が形成され、転写装置１５による転写で記録材Ｐにトナー像が転写され、記録材Ｐ上のトナー像が定着装置２８により定着される。
【００７９】
トナーの強制消費工程においては、帯電装置１１による帯電及び露光装置１２による強制消費用の露光により、感光体１０上に強制消費用の潜像が形成される。感光体１０上に形成された強制消費用の潜像は現像装置１３により現像され、感光体１０上に強制消費用のトナー像が形成される。この現像により、現像装置１３からトナーが強制的に排出される。
【００８０】
感光体１０上に形成された強制消費用のトナー像は、転写装置１５により転写されることなく、クリーニング装置１４に達し、クリーニング装置１４により感光体１０から除去される。
【００８１】
本例では、転写装置１５は、コロトロン帯電器からなるが、コロトロン帯電器においては、図６における転写幅Ｗ２は感光体１０の移動方向に直角な方向の放電領域の長さであり、図６に関して説明したと同様に、感光体１０の幅（感光体１０の回転軸方向の長さ）Ｗ１と転写装置１５の転写領域の転写幅Ｗ２とがＷ１＞Ｗ２の関係となるように設定され、強制消費用のトナー像ＰＧは転写領域の外の感光体１０上に形成される。
【００８２】
このような構成により、トナーの強制消費工程における転写装置１５の汚れが防止される。なお、分離装置１６はコロトロン帯電器からなるが、分離装置１６の放電領域も転写装置１５の転写領域の幅にほぼ等しく設定することにより、分離装置１６のトナー汚れも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の例を示す図である。
【図２】画像形成ユニットにおける感光体、帯電装置、露光装置、現像装置及びクリーニング装置の部分を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図４】強制消費工程のフローチャートである。
【図５】画像率算出の概念図である。
【図６】強制消費用のトナー像を示す図である。
【図７】転写電源の出力を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の他の例における、感光体、中間転写体及び転写装置の関係を示す図である。
【図９】中間転写体を用いない実施の形態の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  感光体
１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  帯電装置
１２、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ  露光装置
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ  現像装置
１５、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ  １次転写装置
２０  中間転写体
２６  ２次転写装置
３０  トナー補給装置
４０  制御部
４１  画像処理部
４２  記録材搬送部
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  画像形成ユニット
【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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