(57)【要約】【課題】トナーの入れ換えを必要な場合にのみ行って、トナーの消費を低減することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、現像装置内のトナーを入れ換えるトナー入れ換え手段とを備えた画像形成装置におけるものである。選択された記録媒体がトナー入れ換えの対象となるか否かを判断する記録媒体判断部を備える。当該記録媒体判断部によってトナー入れ換えの対象となる記録媒体であると判断された場合、その記録媒体に転写するための画像を形成する前に、前記トナー入れ換え手段によってトナーの入れ換えを行うように構成した。【選択図】図２
2011118332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、現像装置と、現像装置内のトナーを入れ換えるトナー入れ換え手段とを備えた画像形成装置において、
選択された記録媒体がトナー入れ換えの対象となるか否かを判断する記録媒体判断部を備え、当該記録媒体判断部によってトナー入れ換えの対象となる記録媒体であると判断された場合、その記録媒体に転写するための画像を形成する前に、前記トナー入れ換え手段によってトナーの入れ換えを行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を、前記選択された記録媒体の種類に応じて変更可能に構成した請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を記録媒体の種類毎に記憶した入れ換えトナー量記憶部を備え、トナーの入れ換えを行う際に前記入れ換えトナー量記憶部に記憶されている情報に基づいてトナーの入れ換え量を変更可能に構成した請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置内の空気を吸引する吸引装置を備え、トナーの入れ換えを行う際に、前記吸引装置によって現像装置内の空気を吸引するように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーの入れ換えを行う際に作動させる前記吸引装置の吸引力を、通常動作時に作動させる前記吸引装置の吸引力よりも大きくなるようにした請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー入れ換え手段によるトナーの入れ換えは、前記現像装置内のトナーを消費した後、当該現像装置内に新たなトナーを補給することによって行うようにした請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、
１回分のトナーの入れ換え時に形成される前記トナー消費パターンを、複数個に分け、当該分けられた複数個のトナー消費パターンを感光体の表面移動方向に所定間隔をあけて配設するように構成した請求項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】
トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、
前記トナー消費パターンの幅を、前記クリーニング部材の幅よりも小さくなるように形成した請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、
前記感光体から前記転写体へ前記トナー消費パターンを転写する際の転写率を、前記感光体から前記転写体へ通常の画像を転写する際の転写率より、低くなるように制御した請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記感光体と、前記現像装置を、それぞれ複数個備え、
トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び各感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、
前記複数の感光体上に形成された各トナー消費パターンを、前記転写体上の同じ箇所に重ねて転写するように構成した請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写体上の同じ箇所に前記トナー消費パターンを３つ以上重ねて転写しないようにした請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するトナー劣化判断部を備え、前記記録媒体判断部によってトナー入れ換えの対象となる記録媒体であると判断され、かつ、前記トナー劣化判断部によってトナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすと判断された場合、その記録媒体に転写するための画像を形成する前に、前記トナー入れ換え手段によってトナーの入れ換えを行うように構成した請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記現像装置の動作時間を記憶する現像装置動作時間記憶部を備え、前記トナー劣化判断部は、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間に基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナーの入れ換えの基準を満たすか否かを判断するように構成した請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
画素面積を記憶する画素面積記憶部を備え、前記トナー劣化判断部は、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間と、前記画素面積記憶部に記憶された画素面積に基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するように構成した請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間と、前記画素面積記憶部に記憶された画素面積に基づいて、変更可能に構成した請求項１４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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置などの画像形成装置においては、感光体に形成されている静電潜像を可視像化するための現像工程が設定されている。
【０００３】
現像工程では、キャリア及びこれに付着しているトナーで構成される二成分系現像剤あるいはキャリアを持たずにトナーのみで構成される一成分現像剤が用いられ、これら現像剤を静電潜像に供給する現像方式としては、現像剤を感光体表面に接触させて静電潜像との間の静電気力によりトナーを吸着させる接触方式や、トナーを現像バイアスにより形成される電界作用によって飛翔させて静電潜像に吸着させる非接触方式がある。
【０００４】
また、現像工程では、静電潜像との間に生じる静電関係によりトナーが有する帯電量と静電潜像の静電量とが均衡すると、それ以上のトナーが静電潜像に付着することなく未消費、いわゆる、未使用状態で現像装置内に回収される。
【０００５】
現像装置に回収されたトナーにおいては、次のような問題を生じることがある。
トナーは、静電潜像に供給されるまでの間に現像装置内で攪拌混合あるいは現像装置内で潜像担持体に対向して配置されている現像ローラ表面とこの表面に近接して配置されているブレードとの間で摩擦が起こることにより帯電する。
【０００６】
特に、一成分系現像剤を用いた現像方式では、トナー層を金属ローラなどで構成された現像ローラ表面で均一な薄層状とした上で静電潜像にトナーを飛翔させる場合がある。この場合には、薄層化するためのブレードや現像ローラ表面で発生するトナー同士の摩擦、あるいは、搬送・攪拌過程において攪拌混合されることによりトナーの特性（具体的には帯電特性や粉体特性）が劣化してしまうことがある。
【０００７】
上記トナーの特性の劣化、特に付着力や凝集性に起因する粉体特性の劣化は、現像剤に含まれる外添剤、つまり、流動性や摩擦帯電量調整さらにはクリーニング性向上のために用いられる添加剤が経時的な摩擦や攪拌によりトナー内に埋没してしまうことが原因として考えられる。
【０００８】
外添剤としては、疎水性シリカや酸化チタン、アルミナや脂肪酸金属などの微粉末がトナー表面に添加されて用いられる。このような外添剤がトナー内に埋没してしまったトナーは、付着力が強くなり、転写に悪影響を及ぼす。劣化トナーは感光体あるいは中間転写体との付着力が強いため、転写電界をかけても転写しづらく、特に紙の凹凸の凹部には転写しづらいため、表面平滑度の低い用紙への転写に対する影響は大きく、画像品質が大きく低下する。
【０００９】
また、このようなトナーはトナー飛散や地肌汚れも引き起こす。トナーは現像濃度の低下に伴い、濃度の適正化のために補給される場合があるが、新規トナーが現像装置内に導入された際に現像装置内に残留する未消費で劣化したトナー（以下、便宜上、劣化トナーという）と混合されると、両者間での摩擦により劣化トナーが逆極性に帯電し、現像ローラで保持できなくなって飛散したり、感光体の地肌電位によって吸引されて地肌汚れを引き起こしたりする。
【００１０】
従来、トナーの劣化による上記の問題を防止するために、所定の条件下でトナーの入れ換え動作を行う方法や、１回の画像形成毎に消費パターンを形成し、感光体又は中間転写ベルトのクリーニング装置により回収するようにしてトナーの強制的な消費を行う方法が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、画像形成に用いる紙の種類によっては、必ずしもトナーの入れ換え動作を行わなくてよいものもあり、全ての紙種において一律にトナーの入れ換え動作を行うと、トナーを無駄に消費してランニングコストが増加してしまう問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、トナーの入れ換えを必要な場合にのみ行ってトナーの消費を低減することができる画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、感光体と、現像装置と、現像装置内のトナーを入れ換えるトナー入れ換え手段とを備えた画像形成装置において、選択された記録媒体がトナー入れ換えの対象となるか否かを判断する記録媒体判断部を備え、当該記録媒体判断部によってトナー入れ換えの対象となる記録媒体であると判断された場合、その記録媒体に転写するための画像を形成する前に、前記トナー入れ換え手段によってトナーの入れ換えを行うように構成したものである。
【００１４】
選択された記録媒体の種類に応じて、トナー入れ換え動作を行うか否かを判断するようにしているので、必要な場合にのみトナーの入れ換え動作を行うことができる。これにより、トナーの消費を低減することができ、ランニングコストを低下させることが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を、前記選択された記録媒体の種類に応じて変更可能に構成したものである。
【００１６】
選択された記録媒体の種類に応じてトナーの入れ換え量を変更可能に構成されているので、記録媒体の種類に適したトナーの入れ換えを行うことができる。これにより、各種記録媒体の転写性を向上させて良好な画像を得ることができると共に、トナーの無駄な消費を抑えることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を記録媒体の種類毎に記憶した入れ換えトナー量記憶部を備え、トナーの入れ換えを行う際に前記入れ換えトナー量記憶部に記憶されている情報に基づいてトナーの入れ換え量を変更可能に構成したものである。
【００１８】
入れ換えトナー量記憶部に記憶されている情報に基づいてトナーの入れ換え量を変更することにより、より確実に記録媒体の種類に適したトナーの入れ換えを行うことができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記現像装置内の空気を吸引する吸引装置を備え、トナーの入れ換えを行う際に、前記吸引装置によって現像装置内の空気を吸引するように構成したものである。
【００２０】
トナーの入れ換えを行う際に、吸引装置によって現像装置内の空気を吸引することによって、現像装置からトナーが飛散するのを防止することができ、飛散したトナーによって機内又は機外を汚さないようにすることができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、トナーの入れ換えを行う際に作動させる前記吸引装置の吸引力を、通常動作時に作動させる前記吸引装置の吸引力よりも大きくなるようにしたものである。
【００２２】
トナー入れ換え時における吸引装置の吸引力を、通常動作時における吸引力よりも大きくすることにより、特に、現像装置からのトナーの飛散が生じやすいトナー入れ換え時においてより確実にトナーの飛散を防止することができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記トナー入れ換え手段によるトナーの入れ換えは、前記現像装置内のトナーを消費した後、当該現像装置内に新たなトナーを補給することによって行うようにしたものである。
【００２４】
トナーの入れ換えを、現像装置内のトナーを消費した後、その現像装置内に新たなトナーを補給する手順で行うことにより、補給された新たなトナーがすぐに消費トナーとして消費されることがない。このため、短時間で多くの量のトナーの入れ換えを行うことができる。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、１回分のトナーの入れ換え時に形成される前記トナー消費パターンを、複数個に分け、当該分けられた複数個のトナー消費パターンを感光体の表面移動方向に所定間隔をあけて配設するように構成したものである。
【００２６】
トナー消費パターンを、複数個に分け、分けられた複数個のトナー消費パターンを感光体の表面移動方向に所定間隔をあけて配設することにより、単位時間当たりにクリーニング部材へ搬入されるトナー量を少なくすることができ、クリーニング機能やクリーニング後の廃トナー搬送機能を良好に保つことができるようになる。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、前記トナー消費パターンの幅を、前記クリーニング部材の幅よりも小さくなるように形成したものである。
【００２８】
トナー消費パターンの幅を、クリーニング部材の幅よりも小さくなるように形成したことにより、クリーニング部材の端部にトナーが溜まるのを防止でき、トナーがクリーニングブレードの脇（端部側）から漏れて画像を乱すのを抑制することができる。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び当該感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、前記感光体から前記転写体へ前記トナー消費パターンを転写する際の転写率を、前記感光体から前記転写体へ通常の画像を転写する際の転写率より、低くなるように制御したものである。
【００３０】
感光体から転写体へトナー消費パターンを転写する際の転写率を、感光体から転写体へ通常の画像を転写する際の転写率より、低くなるように制御することによって、トナー消費パターンは感光体上と転写体上に分けて担持される。この場合は、感光体と転写体のいずれか一方にのみトナー消費パターンを担持させる場合に比べて、感光体又は転写体に付着するトナー量が少なくなるので、それぞれのクリーニング部材へ搬入されるトナー量も少なくなる。これにより、クリーニング機能や廃トナー搬送機能の負担を低減することができ、これらの機能を良好に保つことができる。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記感光体と、前記現像装置を、それぞれ複数個備え、トナーの入れ換えのために行う前記現像装置内のトナーの消費を、前記感光体の表面にトナー消費パターンを形成することによって行い、そのトナー消費パターンを、前記感光体、及び各感光体上の画像が転写される転写体のうち、少なくとも一方の表面上でクリーニング部材によって除去するように構成された画像形成装置であって、前記複数の感光体上に形成された各トナー消費パターンを、前記転写体上の同じ箇所に重ねて転写するように構成したものである。
【００３２】
複数のトナー消費パターンを転写体上に重ねて転写する場合は、重ねないで転写する場合に比べて、転写体上のトナー消費パターンの転写領域が、転写体の表面移動方向に短くなるため、結果的にトナー消費に要する時間を短縮することが可能となる。
【００３３】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記転写体上の同じ箇所に前記トナー消費パターンを３つ以上重ねて転写しないようにしたものである。
【００３４】
転写体上の同じ箇所にトナー消費パターンを３つ以上重ねて転写しないようにすることによって、転写体に担持されるトナー層が厚くなるのを抑制することができる。これにより、転写体からトナーが飛散することを防止できると共に、クリーニング機能や廃トナー搬送機能の負担を軽減することができる。
【００３５】
請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するトナー劣化判断部を備え、前記記録媒体判断部によってトナー入れ換えの対象となる記録媒体であると判断され、かつ、前記トナー劣化判断部によってトナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすと判断された場合、その記録媒体に転写するための画像を形成する前に、前記トナー入れ換え手段によってトナーの入れ換えを行うように構成した。
【００３６】
この場合、選択された記録媒体の種類以外に、トナーの粉体特性の劣化状態もトナーの入れ換え動作を行う判断基準としているので、トナーが劣化している場合にトナーの入れ換えを行うことができる。これにより、所定の記録媒体への転写性を向上させて、良好な画像を得ることができる。また、トナーが劣化していない状態では、不要なトナー入れ換えを行うことがないので、無駄なトナー消費を防ぐことができる。
【００３７】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記現像装置の動作時間を記憶する現像装置動作時間記憶部を備え、前記トナー劣化判断部は、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間に基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナーの入れ換えの基準を満たすか否かを判断するように構成したものである。
【００３８】
トナーは主に現像装置内で現像剤の攪拌等を行うことによって経時的に劣化するため、トナーの粉体特性の劣化状態は、現像装置の動作時間に依存する。そのため、現像装置の動作時間に基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナーの入れ換えの基準を満たすか否かを判断することができる。これにより、トナーの粉体特性の劣化判断をより確実に行うことができるようになり、トナーの入れ換えを効率良く行うことが可能となる。
【００３９】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、画素面積を記憶する画素面積記憶部を備え、前記トナー劣化判断部は、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間と、前記画素面積記憶部に記憶された画素面積に基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するように構成したものである。
【００４０】
現像装置内のトナーは劣化しても画像形成で消費され、その後、新しいトナーが補給されることによって、トナーの入れ換えが行われる。従って、トナーの粉体特性の劣化状態は、トナーの消費量及び補給量にも依存する。また、このトナーの消費量及び補給量は、画素面積に依存している。そのため、上記現像装置の動作時間に加えて、画素面積にも基づいて、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断することにより、トナーの粉体特性の劣化判断をより確実に行うことができ、トナーの入れ換えを効率良く行うことができるようになる。
【００４１】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記トナー入れ換え手段により入れ換えられるトナー量を、前記現像装置動作時間記憶部に記憶された現像装置の動作時間と、前記画素面積記憶部に記憶された画素面積に基づいて、変更可能に構成したものである。
【００４２】
現像装置の作動時間と画素面積に基づいて、入れ換えるトナー量を変更することにより、その時のトナーの劣化状態に適した量のトナーを入れ換えることができ、トナー消費を抑えつつ良好な画像を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、選択された記録媒体の種類に応じて、トナー入れ換え動作を行うか否かを判断することができるので、必要な場合にのみトナーの入れ換え動作を行うことが可能となる。これにより、トナーの消費を低減することができ、ランニングコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の一形態を適用した電子写真装置の概略構成図である。
【図２】前記電子写真装置の画像形成部の構成を示す概略構成図である。
【図３】前記画像形成部に設けられている画像形成ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図４】現像装置内のトナーの入れ換えを行うための制御系を示すブロック図である。
【図５】トナー消費パターンの形成方法を示す概略図である。
【図６】紙種と入れ換えトナー量との関係を示す表図である。
【図７】入れ換えトナー量と転写性ランクとの関係を示すグラフである。
【図８】トナー入れ換え動作を表すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態に係る制御系を示すブロック図である。
【図１０】トナーの劣化状態とトナー入れ換え量の補正係数との関係を示す表図である。
【図１１】入れ換えトナー量と転写性ランクとの関係を示すグラフである。
【図１２】前記他の実施形態におけるトナー入れ換え動作の全体的な流れを表すフローチャートである。
【図１３】前記他の実施形態におけるトナーの入れ換え判断の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】前記他の実施形態における消費トナー量と補給トナー量の決定の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】トナー消費パターンの他の形成方法を示す概略図である。
【図１６】トナー消費パターンの他の形成方法を示す概略図である。
【図１７】現像装置に吸引装置を設けた実施形態の概略構成図である。
【図１８】前記吸引装置の一部の分解図である。
【図１９】前記吸引装置の一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真装置に適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００４６】
図１に、本実施形態に係る電子写真装置１０の全体的な概略構成を示す。電子写真装置１０は、電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４などから構成されている。図２は、この電子写真装置１０の画像形成部１３の構成を示す概略構成図である。
【００４７】
まず、上記電子写真装置１０の概略構成及び動作について説明する。
図１に示すように、画像書込部１２には、電子写真装置１０の上部に設けた画像処理部１で画像処理された画像信号が、画像形成用のイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色信号に変換されて送信される。画像書込部１２は、例えば、レーザ光源、回転多面鏡等の偏向器、走査結像光学系、及びミラー群などからなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のLEDが配列されたLEDアレイと、結像光学系からなる、LED書込み系などで構成されており、上記の各色信号に対応した４つの書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを有している（図２参照）。この画像書込部１２は、図２に示すように、画像形成部１３に設けられた各色毎の４個の画像形成ユニットの各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを通して、各色信号に応じた画像の書き込みを行う。
【００４８】
画像形成部１３に設けられている各画像形成ユニットの、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、黒（Ｋ）用の各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋとしては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの周囲には、図２に示すように、帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ、画像書込部１２からのレーザ光の露光部、イエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、１次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、感光体クリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ等が配設されている。
【００４９】
ここで、上記現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとしては、２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置を用いている。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋとの間に介在するように、転写体としての中間転写ベルト２２が張架されており、この中間転写ベルト２２には、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
【００５０】
一方、記録媒体としての用紙は、上記電子写真装置１０の給紙部１４から給紙された後、図２に示すレジストローラ１７を介して、転写搬送ベルト５０に坦持される。そして、中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、２次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。これにより、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された用紙は、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送される。そして、用紙は、定着装置１５により、それに転写された画像が定着された後、電子写真装置本体外に排出される。
【００５１】
上記２次転写時に用紙に転写されずに中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、転写体クリーニング装置２５が備えるクリーニング部材としてのクリーニングブレード２５１等によって除去される。この転写体クリーニング装置２５よりも中間転写ベルト２２の回転方向上流側には、潤滑剤塗布装置２６が配設されている。この潤滑剤塗布装置２６は、固形潤滑剤２６ａと、中間転写ベルト２２に摺擦して固形潤滑剤２６ａを塗布する導電性ブラシ２６ｂとで構成されている。該導電性ブラシ２６ｂは、中間転写ベルト２２に常時接触して、中間転写ベルト２２に固形潤滑剤２６ａを塗布している。固形潤滑剤２６ａは、中間転写ベルト２２のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。
【００５２】
上記各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのそれぞれの表面は、画像の書き込みが行われる前に、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋにより、約−７００Ｖに帯電されている。この帯電装置には、感光体と非接触型の帯電ローラ、接触型の帯電ローラ、コロトロン、スコロトロンなどを用いることができ、印加するバイアスは、ＤＣ＋ＡＣの重畳方式やＤＣバイアスのみの印加方式から選択できる。
【００５３】
上述のようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面が帯電された後、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に上記画像書込部１２から画像の書き込みが行われる。これにより、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に、イエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色画像に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋによって現像される。
【００５４】
図３に示すように、上記各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、現像ローラ２０１、ドクタブレード２０２、２本のスクリュー２０３，２０４、トナー濃度センサ２０５、現像ケース２０６などで構成されている。ここで、現像ローラ２０１とスクリュー２０３，２０４との位置関係は、現像ローラ２０１よりもスクリュー２０３，２０４が斜め下方向に位置するようになっている。また、２本のスクリュー２０３，２０４は、それぞれ水平方向に並列に配設されている。さらに、現像ケース２０６には、２本のスクリュー２０３，２０４の間を仕切る仕切り板２０６ａが設けられており、この仕切り板２０６ａによって、現像ケース２０６が２室に仕切られている。また、該仕切り板２０６ａの奥側と手前側は、現像ケース２０６の各室内の現像剤が、２本のスクリュー２０３，２０４により循環搬送されるように切り欠かれている。
【００５５】
上記現像ケース２０６の感光体と対面する部分には開口部２０６ｂが形成されており、この開口部２０６ｂから現像ローラ２０１の一部が露出するようになっている。さらに、現像ローラ２０１、スクリュー２０３，２０４、ドクタブレード２０２は、図３に示すように、現像ケース２０６のスクリュー２０４の上部の空間が少し多めになるように配設されている。各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像ケース２０６には、上記各色画像に対応した静電潜像を現像するためのイエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色の現像剤が収容されている。ここでは、該現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとが分散混合された２成分現像剤を用いている。
【００５６】
各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像剤は、互いに反対方向に回転する２本のスクリュー２０３，２０４により、上記仕切り板２０６ａの奥側と手前側の切り欠きを通して、現像ケース２０６の各室内を常時循環するように攪拌されながら搬送される。そして、この現像剤は、循環しながら攪拌搬送するスクリュー２０４によって、上記現像ローラ２０１に向けて供給される。現像ローラ２０１は、磁界発生手段であるマグネットローラ２０１ａと、このマグネットローラ２０１ａの外周を覆うように回転自在に装着された非磁性の現像スリーブ２０１ｂとで構成されている。
【００５７】
上述のようにして現像ローラ２０１に供給された現像剤は、マグネットローラ２０１ａの磁力と現像スリーブ２０１ｂの回転とにより、現像スリーブ２０１ｂの表面に汲み上げられて磁気ブラシ状に保持される。現像スリーブ２０１ｂの表面に磁気ブラシ状に保持された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの回転に連れ回りしながら現像ケース２０６の開口部２０６ｂに向けて搬送される。そして、この現像剤は、開口部２０６ｂの手前で、ドクタブレード２０２によって穂切りされて適正な量となるように計量された後、該開口部２０６ｂから露呈する現像ローラ２０１の表面と感光体の表面との間の現像領域へと送られる。
【００５８】
ドクタブレード２０２により穂切りされることによって上記現像領域への進行を阻止された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの表面に保持されている磁気ブラシ状の現像剤の外周に沿うようして、スクリュー２０４上に自重により落下して現像ケース２０６の循環搬送経路に戻される。この循環搬送経路に戻された現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００５９】
一方、上記現像領域に送られた現像剤は、感光体上に形成された静電潜像にトナーが移行することにより該静電潜像を顕像化して、該感光体上にトナー像を形成する。つまり、上記現像スリーブ２０１ｂ上には、２．２５ｋＨｚ、ピーク間電圧約１ｋＶの交流電圧からなる現像バイアスが、中心値を−５００Ｖとして印加されている。この現像バイアスにより、感光体上の露光領域（帯電電位約−１５０Ｖ）との電位差によって、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されている現像剤中のトナーが感光体上に形成された静電潜像に移行する。
【００６０】
なお、上記静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーとキャリアとからなる余剰の現像剤は、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されたままの状態で現像ケース２０６内に戻される。そして、現像スリーブ２０１ｂの表面のマグネットローラ２０１ａの磁力が作用していない部分で現像スリーブ２０１ｂから離れて、スクリュー２０４上に自重により落下する。これにより、この余剰の現像剤は、現像ケース２０６の循環搬送経路に回収され、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００６１】
このように、上記現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により攪拌搬送されることにより、現像ケース２０６内を循環しながら、現像スリーブ２０１ｂに対する供給と回収とが繰り返される。ここで、上記感光体上の静電潜像を顕像化するための現像工程が繰り返し実行されて現像剤中のトナー消費が進行すると、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度が次第に低下することになる。そこで、各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにおいては、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ２０５により検知している。そして、該トナー濃度センサ２０５の検知結果に基づいて、該現像ケース２０６内の現像剤のトナー濃度が常時一定濃度になるように、図示しないトナー補給装置により該現像ケース２０６内に新規の補給用トナーを適時補給するように構成されている。
【００６２】
上記のようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、各感光体に対応して配置された各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体の表面に対して接触しながら回転する中間転写ベルト２２の表面上に、順次重ね合わされて１次転写される。つまり、中間転写ベルト２２を挟み込むように各感光体と対向して設けられた各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体と中間転写ベルト２２との間の１次転写領域に発生させた転写電界によって、感光体上のトナー像が中間転写ベルト２２上に静電的に転写される。
【００６３】
上記１次転写バイアスローラ２３としては、導電性のスポンジローラが一般的に用いられる。導電性を持たせる手段としては、ゴム材料にイオン導電剤を混合する方法と、カーボンなどの電子導電剤を混合する方法がある。しかし、電子導電剤を使用したローラは一般的に抵抗ムラが大きく、良好な転写を行うためには適していない。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、イオン導電性発泡ＮＢＲゴム（ゴム硬度アスカーＣ・４０度，抵抗値・１０7Ω）からなる１次転写バイアスローラに転写バイアスを印加して転写電界を発生させている。
【００６５】
上記中間転写ベルト２２としては、様々な材質のものを使用することが可能であるが、ここでは、耐久性に優れ、且つヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰｖｄｆベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を形成し、さらに該ポリウレタンゴム層上にフッ素成分を含有したコート層を形成して表面に弾性層を設けた多層構造ベルトなどを使用することが好ましい。
【００６６】
本発明では、中間転写体の製造方法と材料は限定するものではないが、本実施形態では材料として強度的に最も適しているポリイミド樹脂を用いた。表面抵抗率は１×１０11Ω／□、体積抵抗率は１×１０9Ωｃｍであった。
【００６７】
ポリイミド製中間転写ベルトの生成方法としては、ポリアミック酸の溶液中にカーボンブラックを分散させ、その分散液を金属ドラムに流入して乾燥させた後、金属ドラムから剥離したフィルムを高温度下で伸長させてポリイミドフィルムを形成し、適当な大きさに切り出してポリイミド樹脂からなる無端状のベルトを作製するようにした。フィルム成形は一般的な方法に従って、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形によりフィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でポリイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。このとき、カーボン量，焼成温度，硬化速度等を変更してベルトの特性を調整することができる。この方法で体積抵抗率と表面抵抗率も調整することができる。尚、体積抵抗率と表面抵抗率の測定には、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ(ＭＣＰ−ＨＴＰ１４)を用いた。
【００６８】
上述のようにして、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２の表面に順次重ね合わされて１次転写されることにより、該中間転写ベルト２２上に４色のトナーからなるフルカラートナー像が形成される。そして、この中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラートナー像は、上記レジストローラ１７により給紙されて上記転写搬送ベルト５０に坦持された用紙上に、２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。このようにしてフルカラー画像が２次転写された用紙は、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、定着装置１５により２次転写画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。この２次転写時に中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、転写体クリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。その後、上記画像形成部１３の各色の画像形成ユニットによって次の画像形成が行われる。
【００６９】
次に、上記1次転写後の感光体上に残留したトナーを除去するための感光体クリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋについて説明する。本実施形態の感光体クリーニング装置が備えるクリーニング部材としては、図３に示すように、弾性体であるポリウレタンゴムのクリーニングブレード３０１と、導電性を有するファーブラシ３０２とを併用したものが用いられている。ファーブラシ３０２には、金属製の電界ローラ３０３が接触して配設されている。また、電界ローラ３０３にはスクレーパ３０４が接触して配設されている。
【００７０】
図３において、感光体上に残留したトナーは、まず、感光体の回転方向とは逆方向（カウンタ方向）に回転しているファーブラシ３０２によって、感光体上から掻き落とされる。このとき、ファーブラシ３０２に付着したトナーは、このファーブラシ３０２に対してカウンタ方向に回転している電界ローラ３０３に付着して取り除かれる。また、電界ローラ３０３に付着したトナーは、スクレーパ３０４により掻き落されて、クリーニングケース３０５内に集められる。ここで、電界ローラ３０３にはクリーニングバイアスが印加されており、このクリーニングバイアスによる静電気力によって、感光体上の残留トナーがファーブラシ３０２から電界ローラ３０３へと移動し、スクレーパ３０４により電界ローラ３０３から掻き落とされる。このようにしてクリーニングケース３０５内に集められたトナーは、回収スクリュー３０６により、図示しない廃トナーボトルに送られる。
【００７１】
また、この電子写真装置においては、上記４色の全てのトナーを用いてフルカラー画像を形成するフルカラーモードの他に、例えば、イエローやシアンのみのトナーを用いて単色画像を形成する単色モード、イエローとシアンを組み合わせたグリーン画像やイエローとマゼンタを組み合わせたレッド画像、シアンまたはイエローに黒文字が載った、２色のトナーを使用して２色画像を形成する２色モードなどの画像形成モード、及び３色モードなどの画像形成モードにより画像形成を行うことが可能である。
【００７２】
ところで、本発明の電子写真装置において、上述のように、現像工程で静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーは現像ケース内に戻される。このため、現像ケース内に戻されたトナーが、その後、現像ケース内で搬送、攪拌されることにより劣化することがあり、この状態で画像を形成すると転写不良などの不具合が生じる虞がある。そこで、本発明の電子写真装置は、現像装置内のトナーの入れ換えを行えるように構成されている。
【００７３】
図４は、現像装置内のトナーの入れ換えを行うための制御系を示すブロック図である。
図４に示すように、本発明の電子写真装置は、画像形成に用いる用紙の種類を選択する記録媒体選択手段２と、現像装置内のトナーを入れ換えるトナー入れ換え手段３と、記録媒体選択手段２による選択結果に基づいてトナー入れ換え手段３を制御する制御手段４とを備えている。
【００７４】
記録媒体選択手段２は、例えば、電子写真装置に設けられた操作パネル、あるいは、電子写真装置に接続されたパソコン等であり、コピー出力時は操作パネルで用紙種類を選択し、プリンタ出力時にはパソコンの操作画面上で用紙種類を選択することが可能である。
【００７５】
トナー入れ換え手段３は、上記画像形成部１３と、現像ケース２０６（図３参照）内に補給用トナーを補給するトナー補給装置１８によって構成される。ここで、画像形成部１３は、現像ケース２０６内のトナーを強制的に消費するトナー消費手段として機能する。具体的には、画像形成部１３に設けた各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に、図５に示すベタのトナー消費パターン１００を形成することによって、現像ケース２０６内のトナーを消費する。また、トナー消費パターン１００は、上記通常の画像形成動作と同様に、帯電装置による感光体表面の帯電工程、画像書込部によって感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、現像装置によって感光体上の静電潜像を顕像化する現像工程を経て形成される。
【００７６】
制御手段４は、例えば、電子写真装置本体に設けられたＣＰＵなどによって構成されている。また、制御手段４には、記録媒体判断部５と、入れ換えトナー量記憶部６と、消費トナー量決定部７と、補給トナー量決定部８と、パターン形成回数演算部９とが設けられている。
【００７７】
記録媒体判断部５には、選択された用紙がトナーの入れ換えの対象となるか否かの情報が用紙の種類毎に予め設定されている。すなわち、記録媒体判断部５によって用紙がトナー入れ換えの対象となるか否かが判断されるようになっている。
【００７８】
入れ換えトナー量記憶部６には、トナーの入れ換えを行う際の入れ換えられるトナー量を用紙の種類毎に記憶されている。具体的には、紙種毎の消費トナー量と補給トナー量とを設定した図６に示す入れ換えトナー量決定テーブルが、入れ換えトナー量記憶部６に記憶されている。
【００７９】
消費トナー量決定部７は、入れ換えトナー量記憶部６に記憶されている情報（図６に示すトナー量決定テーブル）に基づいて、選択された用紙に応じた消費トナー量を決定する。また、補給トナー量決定部８は、入れ換えトナー量記憶部６に記憶されている情報（図６に示すトナー量決定テーブル）に基づいて、選択された用紙に応じた補給トナー量を決定するように構成されている。
【００８０】
上記トナー量決定テーブルの設定は以下のようにして行った。
まず、トナーの入れ換え量と、トナー入れ換え後の用紙上の転写性ランクとの関係を、紙種Ａ、Ｂ、Ｃについて調べる試験を行った。本試験には、株式会社リコー社製の画像形成装置（imagioMPC7500）を使用した。この画像形成装置を用いて低画像面積率の画像形成を行って現像装置内のトナーを劣化させ、この状態で官能評価用の画像を紙種Ａ、Ｂ、Ｃに出力し、出力した後に現像装置に一定量のトナー消費とトナー補給とを行い、再度画像を出力する作業を繰り返した。その後、出力した画像に対してモニター（人）が転写性ランクを評価した。転写性ランクは、凹凸のある紙の凹部にどれだけトナー画像が良好に転写されているかを官能的に評価したものであり、凹部でも全くトナー画像が抜けていない場合にランクを最も高くつけ、トナー画像の抜ける量とその面積が多いほどランクを低くつけた。その評価結果を図７に示す。
【００８１】
図７において、一点鎖線Ｅは、転写性ランクの許容下限値を表す線であり、転写性ランクが一点鎖線Ｅ以上であれば転写性が許容できる範囲内にあることを示している。本実施形態では、図６のトナー量決定テーブルにおける各紙種Ａ、Ｂ、Ｃの消費トナー量と補給トナー量を、転写性許容範囲の下限値のトナー入れ換え量α［ｍｇ］、β［ｍｇ］、γ［ｍｇ］とした。これは、トナーの消費量を極力少なくして低コスト化を図る観点から設定したものであるが、画質を優先する場合は、それ以上の量を設定しても構わない。
【００８２】
また、本実施形態では、図６に示すように、紙種毎の消費トナー量と補給トナー量は同じ量に設定している。このように設定したのは、現像剤のトナー濃度を変化させないためである。ただし、あえてトナー濃度を高くした状態で印刷したいなどの理由により、補給トナー量を消費トナー量より多くすることも可能である。反対に、あえてトナー濃度を低くしたいなどの理由により、補給トナー量を消費トナー量より少なくすることもできる。
【００８３】
パターン形成回数演算部９は、消費トナー量決定部７で決定した消費トナー量の情報を得て、トナー消費パターンを形成する回数を算出する機能を有する。図５に示すように、本実施形態では、１回分のトナーの入れ換え時に形成されるトナー消費パターンを、複数個に分け、当該分けられた複数個のトナー消費パターン１００を副走査方向（感光体の表面移動方向）に所定間隔Ｄをあけて配設している。この１回分のトナー入れ換え時に形成されるトナー消費パターン１００の個数、すなわちトナー消費パターンの形成回数（Ｎ）は、以下のようにして算出している。
【００８４】
まず、下記式（１）に示すように、１回分のトナー入れ換え動作における消費トナー量（Ｔｃ）は、１つのトナー消費パターンに付着するトナー量（Ｔ100）とトナー消費パターンの形成回数（Ｎ）を乗算した値に等しくなる。
Ｔｃ［ｍｇ］＝Ｔ100［ｍｇ］×Ｎ［回］・・・（１）
【００８５】
また、図５に示す１つのトナー消費パターンの副走査方向の長さをＬ１［ｍｍ］、同トナー消費パターンの主走査方向（感光体の表面移動方向と直交する方向）の幅をＷ１［ｍｍ］とし、感光体表面の単位面積当たりのトナー付着量をＴａ［ｍｇ／ｃｍ2］とすると、上記１つのトナー消費パターンに付着するトナー量（Ｔ100）は、下記式（２）に示すように、トナー消費パターンの長さ（Ｌ１）と幅（Ｗ１）とを乗算して得たトナー消費パターンの面積値に、単位面積当たりのトナー付着量（Ｔａ）を乗算して得られる。なお、トナー消費パターンの副走査方向の長さ（Ｌ１）及び主走査方向の幅（Ｗ１）は予め設定されており、感光体表面の単位面積当たりのトナー付着量（Ｔａ）は予め測定してある。
Ｔ100［ｍｇ］＝Ｌ１［ｍｍ］×Ｗ１［ｍｍ］×Ｔａ［ｍｇ／ｃｍ2］・・・（２）
【００８６】
そして、上記式（２）を上記式（１）に代入し変形することによって、トナー消費パターンの形成回数（Ｎ）を算出するための下記式（３）が得られる。
Ｎ［回］＝Ｔｃ［ｍｇ］／（Ｌ１［ｍｍ］×Ｗ１［ｍｍ］×Ｔａ［ｍｇ／ｃｍ2］）・・（３）
【００８７】
以下、図８のフローチャートを参照して、印刷を行う際のトナー入れ換え動作について説明する。
【００８８】
まず、印刷を行うにあたって、電子写真装置に設けてある操作パネル、又はパソコンの操作画面上で用紙種類を選択する（ＳＴＥＰ１）。次に、コピーボタン又はプリントボタンを押して印刷要求を行う（ＳＴＥＰ２）。その後、ＳＴＥＰ１において選択された用紙がトナーの入れ換えの対象となるか否かについて判断される（ＳＴＥＰ３）。この判断は、図４に示す記録媒体判断部５が、上記操作パネル等の記録媒体選択手段２から得た紙種の情報に基づいて行う。
【００８９】
ＳＴＥＰ３の判断によって、選択された用紙がトナーの入れ換えの対象とならないと判断された場合は、そのまま印刷を実行する（ＳＴＥＰ１１）。
一方、選択された用紙がトナーの入れ換えの対象となると判断された場合は、トナー入れ換え動作を開始する（ＳＴＥＰ４）。
【００９０】
トナー入れ換え動作を行う場合、まず、ＳＴＥＰ１で選択された用紙の紙種に応じて消費トナー量と補給トナー量を決定する（ＳＴＥＰ５）。消費トナー量は、図４に示す消費トナー量決定部７が、選択された紙種の情報と、同図に示す入れ換えトナー量記憶部６に記憶されているトナー量決定テーブルとに基づいて決定する。また、補給トナー量は、図４に示す補給トナー量決定部８が、選択された紙種の情報と、上記入れ換えトナー量記憶部６に記憶されているトナー量決定テーブルとに基づいて決定する。
【００９１】
次に、ＳＴＥＰ５で決定した消費トナー量からトナー消費パターンの形成回数を算出する（ＳＴＥＰ６）。トナー消費パターンの形成回数の算出は、図４に示すパターン形成回数演算部９が、上記消費トナー量決定部７で決定した消費トナー量の情報を得て、上記式（３）を用いて算出する。
【００９２】
そして、ＳＴＥＰ６で算出された回数のトナー消費パターンを感光体上に形成する（ＳＴＥＰ７）。トナー消費パターンの形成は、図４に示す画像形成部１３が、上記パターン形成回数演算部９で算出した回数の情報を受けて行う。
【００９３】
その後、ＳＴＥＰ５で決定された補給トナー量分のトナーを現像装置内に補給する（ＳＴＥＰ８）。このトナーの補給は、図４に示すトナー補給装置１８が、上記補給トナー量決定部８で決定した補給トナー量の情報を受けて行う。
【００９４】
そして、図３に示す現像装置内の２本のスクリュー２０３，２０４を回転させて、現像剤の攪拌を行う（ＳＴＥＰ９）。これにより、補給された新たなトナーを含めて現像装置内のトナーが均一に帯電される。
【００９５】
以上のようにして、トナーの入れ換え動作が完了する（ＳＴＥＰ１０）。その後、印刷を実行する（ＳＴＥＰ１１）。このように、トナーの入れ換え動作を行うことによって、現像装置内の劣化トナーが減少し、反対に現像装置内に新規のトナーが増加するため、形成された画像の用紙への転写性を向上させることができる。その結果、良好な画像を得ることが可能となる。また、本実施形態では、トナーの入れ換えを、現像装置内のトナーを消費させた後、新たなトナーを補給するといった手順で行っているため、補給された新たなトナーがすぐにトナー消費パターンとして消費されることがない。このため、短時間で多くの量のトナーの入れ換えを行うことができる。
【００９６】
また、図９に示すのは、本発明の他の実施形態に係る制御系を示すブロック図である。なお、本実施形態において、図９に示す構成以外は、上記図１〜図３及び図５に示す実施形態の構成と同様となっている。
【００９７】
図９に示す実施形態に係る画像形成装置は、トナーの入れ換えを行うか否かの判断を、選択された用紙の種類に関する情報に加え、トナーの粉体特性の劣化状態に関する情報に基づいて行うように構成されている。
【００９８】
具体的には、図９に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記実施形態と同様に、記録媒体選択手段２と、記録媒体判断部５と、入れ換えトナー量記憶部６と、消費トナー量決定部７と、補給トナー量決定部８と、パターン形成回数演算部９と、トナー入れ換え手段３を構成する画像形成部１３及びトナー補給装置１８を備える。これらは、基本的に上記実施形態と同様に構成されている。
【００９９】
さらに、本実施形態の画像形成装置は、現像装置動作時間記憶部３１と、画素面積記憶部３２と、トナー劣化指数演算部３３と、補正情報記憶部３４と、トナー劣化判断部３５と、補正係数決定部３６とを備えている。これらは、上記トナー入れ換え手段３をトナーの劣化状態に基づいて制御するために制御手段４に設けられた各構成要素である。
【０１００】
現像装置動作時間記憶部３１は、現像装置の動作時間をカウントして記憶するように構成されている。トナーは主に現像装置内で現像剤の攪拌等を行うことによって経時的に劣化するため、トナーの粉体特性の劣化状態は、現像装置の動作時間に依存する。このため、現像装置の動作時間をカウントして記憶することにより、現像装置の動作時間の累積値（これまでに現像装置がどれだけ動作したか）を取得するようにしている。
【０１０１】
画素面積記憶部３２は、出力画像の画素面積をカウントして記憶するように構成されている。現像装置内のトナーは劣化しても画像形成で消費され、その後、新しいトナーが補給されることによって、トナーの入れ換えが行われる。従って、トナーの粉体特性の劣化状態は、トナーの消費量及び補給量にも依存する。また、このトナーの消費量及び補給量は、画素面積に依存している。このため、画素面積をカウントして記憶することにより、画素面積の累積値（これまでにどれだけの画素面積を出力したか）を取得するようにしている。
【０１０２】
トナー劣化指数演算部３３は、現像装置動作時間記憶部３１と画素面積記憶部３２とに記憶されている情報（現像装置の動作時間の累積値と画素数の累積値）に基づいて、トナー劣化指数（現像装置の動作時間と画素面積に依存する数値）を算出する機能を有する。ここで、トナー劣化指数（Ｔ）は、下記式（４）に示すように、現像装置動作時間の累積値（Ｆ）と画素面積の累積値（Ｇ）との比によって得るようにしている。
Ｔ＝Ｆ［時間］／Ｇ［ｍ2］・・・（４）
【０１０３】
トナー劣化判断部３５は、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するものである。具体的には、トナー劣化判断部３５は、上記トナー劣化指数演算部３３で算出されたトナー劣化指数（Ｔ）と、予め設定された閾値（Ｚａ）とを比較し、下記式（５）の基準を満たすか否かを判断する。
Ｚａ≦Ｔ・・・（５）
【０１０４】
補正情報記憶部３４には、トナーの劣化状態に応じて入れ換えトナー量を補正するために必要な情報（補正情報）が記憶されている。具体的には、図１０に示す補正係数決定テーブルが補正情報記憶部３４に記憶されている。ここでは、図１０に示すように、トナーの劣化状態を「１」「２」「３」の三段階に分けており、段階毎に異なる補正係数ｔ１，ｔ２，ｔ３が予め設定されている。また、トナーの劣化状態がどの段階に該当するかについては、３つの閾値を設定して判断するようにしている。詳しくは、上記トナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断するための閾値（Ｚａ）を第１閾値として、それよりも高い第２閾値（Ｚｂ）と、さらに第２閾値（Ｚｂ）よりも高い第３閾値（Ｚｃ）を予め設定し、トナー劣化指数（Ｔ）が第１閾値（Ｚａ）と第２閾値（Ｚｂ）との間にある場合（Ｚａ≦Ｔ＜Ｚｂ）はトナー劣化状態を「１」とし、トナー劣化指数（Ｔ）が第２閾値（Ｚｂ）と第３閾値（Ｚｃ）との間にある場合（Ｚｂ≦Ｔ＜Ｚｃ）はトナー劣化状態を「２」とし、トナー劣化指数（Ｔ）が第３閾値（Ｚｃ）以上である場合（Ｚｃ≦Ｔ）はトナー劣化状態を「３」と設定している。
【０１０５】
補正係数決定部３６は、上記トナー劣化指数演算部３３によって算出されたトナー劣化指数と、上記補正情報記憶部３４に記憶されている情報（図１０に示す補正係数決定テーブル）とに基づいて、補正係数ｔ１，ｔ２，ｔ３を決定する。
【０１０６】
また、補正係数決定部３６によって補正係数が決定された場合、消費トナー量決定部７及び補給トナー量決定部８は、その補正係数を用いて必要消費トナー量及び必要補給トナー量の決定を行う。この必要消費トナー量及び必要補給トナー量は、下記式（６）及び（７）に示すように、上記図６に示すトナー量決定テーブルに基づいて決定した紙種毎の消費トナー量及び補給トナー量に補正係数を乗算することによって得られる。
必要消費トナー量＝紙種毎の消費トナー量×補正係数（ｔ１〜ｔ３）・・・（６）
必要補給トナー量＝紙種毎の補給トナー量×補正係数（ｔ１〜ｔ３）・・・（７）
【０１０７】
また、上記補正係数決定テーブルの設定は以下のようにして行った。
図１１は、トナーの入れ換え量と、トナー入れ換え後の用紙上の転写性ランクとの関係を示すものである。図１１の（ａ）は、図６に示す紙種Ａを用いた場合に、トナーの劣化状態を変えて、トナーの入れ換え量と用紙上の転写性ランクを調べた結果である。同様に、図１１の（ｂ）は、図６に示す紙種Ｂを用いた場合、（ｃ）は、同図の紙種Ｃを用いた場合のトナーの入れ換え量と用紙上の転写性ランクを調べた結果である。また、トナーの劣化状態は、低面積画像を繰り返し出力することで形成し、劣化の程度はその出力枚数によって調整した。図１１の（ａ）〜（ｃ）において、実線で示すのが図１０の劣化状態「１」の場合、破線で示すのが「２」の場合、二点鎖線で示すのが「３」の場合を示している。転写性ランクの評価は、上記図７に示す評価試験と同様に行った。また、図１１において、一点鎖線Ｊは、転写性ランクの許容下限値を表す線であり、転写性ランクが一点鎖線Ｊ以上であれば転写性が許容できる範囲内にあることを示している。
【０１０８】
図１１（ａ）に示す結果から、紙種Ａでは、劣化状態が「１」の場合はＡ１［ｍｇ］、劣化状態が「２」の場合はＡ２［ｍｇ］、劣化状態が「３」の場合はＡ３［ｍｇ］のトナー量を最低限入れ換えれば転写性ランクが許容範囲になることがわかる。よって、劣化状態「１」〜「３」の場合の補正係数ｔ１〜ｔ３［％］は、図６の紙種毎に定められた入れ換えトナー量（消費トナー量及び補給トナー量）α［ｍｇ］を基に、下記（８）〜（１０）式を満たすように設定した。
Ａ１［ｍｇ］＝α［ｍｇ］×ｔ１［％］・・・（８）
Ａ２［ｍｇ］＝α［ｍｇ］×ｔ２［％］・・・（９）
Ａ３［ｍｇ］＝α［ｍｇ］×ｔ３［％］・・・（１０）
【０１０９】
また、図１１（ｂ）に示す結果からは、紙種Ｂでは、劣化状態が「１」の場合はＢ１［ｍｇ］、劣化状態が「２」の場合はＢ２［ｍｇ］、劣化状態が「３」の場合はＢ３［ｍｇ］のトナー量を最低限入れ換えれば転写性ランクが許容範囲になることがわかる。そして、この場合、前記入れ換えトナー量Ｂ１〜Ｂ３［ｍｇ］と、図６の紙種毎に定められた入れ換えトナー量β［ｍｇ］と、上記設定された補正係数ｔ１〜ｔ３［％］は、下記式（１１）〜（１３）の関係を満たすことがわかった。
Ｂ１［ｍｇ］＝β［ｍｇ］×ｔ１［％］・・・（１１）
Ｂ２［ｍｇ］＝β［ｍｇ］×ｔ２［％］・・・（１２）
Ｂ３［ｍｇ］＝β［ｍｇ］×ｔ３［％］・・・（１３）
【０１１０】
また、同様に、図１１（ｃ）に示す結果から得られた許容最低限の入れ換えトナー量Ｃ１〜Ｃ３［ｍｇ］と、図６の紙種毎に定められた入れ換えトナー量γ［ｍｇ］と、上記設定された補正係数ｔ１〜ｔ３［％］は、下記式（１４）〜（１６）の関係を満たすことがわかった。
Ｃ１［ｍｇ］＝γ［ｍｇ］×ｔ１［％］・・・（１４）
Ｃ２［ｍｇ］＝γ［ｍｇ］×ｔ２［％］・・・（１５）
Ｃ３［ｍｇ］＝γ［ｍｇ］×ｔ３［％］・・・（１６）
【０１１１】
以上のように、劣化状態「１」〜「３」の場合の補正係数ｔ１〜ｔ３［％］は、紙種毎に定められた入れ換えトナー量α，β，γを基に、上記各式（８）〜（１６）を満たすように設定した。なお、ここでは、補正後の入れ換えトナー量は、トナーの消費量を極力少なくして低コスト化を図る観点から許容最低限の量に設定しているが、画質を優先する場合は、それ以上の量に設定しても構わない。
【０１１２】
以下、図１２〜図１４のフローチャートを参照して、図９に示す他の実施形態に係るトナー入れ換え動作について説明する。
【０１１３】
図１２に示すフローチャートは、トナー入れ換え動作の全体的な流れを示すものであり、上記図８に示す実施形態のフローチャートとは、ＳＴＥＰ３．５が追加されている点で異なる。図１２においてその他のＳＴＥＰは、図８に示すフローチャートと基本的に同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。
【０１１４】
図１２に示すように、ＳＴＥＰ３の判断によって、選択された用紙がトナーの入れ換えの対象となると判断された場合は、さらに、トナーの粉体特性の劣化状態がトナー入れ換えの基準を満たすか否かを判断する（ＳＴＥＰ３．５）。この判断フローの詳細については、図１３を参照して説明する。
【０１１５】
図１３に示すように、まず、上記図９に示す画素面積記憶部３２によって画素面積の累積値が取得される（ＳＴＥＰ２１）。次に、図９に示す現像装置動作時間記憶部３１によって現像装置の動作時間の累積値が取得される（ＳＴＥＰ２２）。これらによって取得された画素面積及び現像装置動作時間の各累積値の情報は、図９に示すトナー劣化指数演算部３３に送られ、トナー劣化指数演算部３３は上記式（４）に基づいてトナー劣化指数（Ｔ）を算出する（ＳＴＥＰ２３）。そして、図９に示すトナー劣化判断部３５が、トナー劣化指数演算部３３で算出されたトナー劣化指数（Ｔ）と、予め設定された閾値（Ｚａ）とを比較し、上記式（５）の基準を満たすか否か（トナー劣化指数が閾値以上か）を判断する（ＳＴＥＰ２４）。
【０１１６】
その結果、上記式（５）の基準を満たさないと判断した場合（トナー劣化指数が閾値未満の場合）は、そのまま印刷を実行する（ＳＴＥＰ１１）。
一方、上記式（５）の基準を満たすと判断した場合（トナー劣化指数が閾値以上の場合）は、トナー入れ換え動作を開始する（ＳＴＥＰ４）。
【０１１７】
図１２に示すように、トナー入れ換え動作を行う場合（ＳＴＥＰ４）、消費トナー量と補給トナー量を決定する（ＳＴＥＰ５）。この決定フローの詳細については、図１４を参照して説明する。
【０１１８】
図１４に示すように、まず、上記図９に示す消費トナー量決定部７と補給トナー量決定部８が、選択された紙種情報とトナー量決定テーブル（図６参照）とに基づいて、紙種に応じた消費トナー量と補給トナー量を決定する（ＳＴＥＰ３１）。なお、紙種情報の選択は、図１２に示すＳＴＥＰ１で行われる。次に、上記図１３のＳＴＥＰ２３で算出したトナー劣化指数（Ｔ）と、図９に示す補正情報記憶部３４に記憶されている補正係数決定テーブル（図１０参照）とに基づいて、図９に示す補正係数決定部３６が補正係数ｔ１〜ｔ３を決定する（ＳＴＥＰ３２）。そして、上記ＳＴＥＰ３１で決定した紙種に応じた消費トナー量及び補給トナー量と、ＳＴＥＰ３２に決定した補正係数ｔ１〜ｔ３から、上記式（６）（７）にて必要消費トナー量及び必要補給トナー量を決定する（ＳＴＥＰ３３）。
【０１１９】
その後、決定した必要消費トナー量からトナー消費パターンの形成回数を算出し（ＳＴＥＰ６）、図１２に示すように、トナー消費パターンを感光体上に形成して（ＳＴＥＰ７）、トナーを消費すると共に、上記ＳＴＥＰ３３で決定された必要補給トナー量分のトナーを現像装置内に補給して（ＳＴＥＰ８）、トナーの入れ換えを行う。
【０１２０】
以上のように、本実施形態においても、トナーの入れ換え動作を行うことによって、現像装置内の劣化トナーが減少し、反対に現像装置内に新規のトナーが増加するため、形成された画像の用紙への転写性を向上させることができる。その結果、良好な画像を得ることが可能となる。
【０１２１】
さらに、本実施形態では、選択された記録媒体（用紙）の種類以外に、トナーの粉体特性の劣化状態もトナーの入れ換え動作を行う判断基準としているので、トナーが劣化していない状態で不要なトナー入れ換えを行うことがなく、無駄なトナー消費を防ぐことができる。また、現像装置の作動時間と画素面積に基づいてトナーの劣化状態を判断することで、トナーの劣化の判断をより確実に行うことができ、トナーの入れ換えを効率良く行うことができるようになる。
【０１２２】
また、本実施形態では、現像装置の動作時間と画素面積の情報に基づいてトナー劣化指数（Ｔ）を求め、これにより決定した補正係数ｔ１〜ｔ３によってトナーの入れ換え量を補正するようにしている。すなわち、現像装置の作動時間と画素面積に基づいて得られたトナーの劣化状態に応じて、入れ換えるトナー量を変更するようにしているので、その時のトナーの劣化状態に適した量のトナーを入れ換えることができ、トナー消費を抑えつつ良好な画像を得ることが可能となる。
【０１２３】
ところで、上記感光体上に形成されたトナー消費パターンは、用紙に転写されることはないため、図３に示す感光体クリーニング装置３０のファーブラシ３０２やクリーニングブレード３０１によって除去される。あるいは、感光体上のトナー消費パターンを中間転写ベルトに転写し、その転写されたトナー消費パターンを、図２に示す転写体クリーニング装置２５のクリーニングブレード２５１等によって除去するように構成することも可能である。
【０１２４】
しかし、トナー消費パターンは、通常の画像形成において感光体や中間転写ベルトに残留するトナーよりも単位面積当たりのトナー付着量が多いため、トナー消費パターンが感光体又は中間転写ベルトの副走査方向（表面に同方向）に連続していると、単位時間当たりにクリーニング装置に搬入されるトナー量が多くなって、クリーニング不良やクリーニング後の廃トナー搬送不良が生じる虞がある。
【０１２５】
そこで、上記本発明の各実施形態では、図５に示すように、１回分のトナーの入れ換え時に形成されるトナー消費パターンを、複数個に分け、当該分けられた複数個のトナー消費パターン１００を副走査方向に所定間隔Ｄをあけて配設するようにしている。これにより、単位時間当たりに感光体クリーニング装置又は転写体クリーニング装置へ搬入されるトナー量を少なくすることができ、クリーニング機能やクリーニング後の廃トナー搬送機能を良好に保つことができるようになる。
【０１２６】
さらに、上記各実施形態では、図５に示すように、トナー消費パターン１００の主走査方向の幅Ｗ１を、感光体クリーニング装置のクリーニングブレードの主走査方向の幅Ｗ２よりも小さい幅（例えば２５０ｍｍ）に形成している。これにより、クリーニングブレードの端部にトナーが溜まるのを防止することができ、クリーニングブレードの端部に溜まったトナーがその脇から漏れて画像を乱すことを抑制することが可能となる。また、トナー消費パターンを中間転写ベルト上で除去するように構成している場合は、トナー消費パターンの主走査方向の幅Ｗ１を、転写体クリーニング装置のクリーニングブレードの主走査方向の幅Ｗ３（図１５参照）よりも小さく形成することによって、上記と同様の作用・効果が得られる。
【０１２７】
また、図５に示す１つのトナー消費パターン１００の副走査方向の長さＬ１は、トナーの入れ換えに要する消費トナー量によって変化させることが可能であるが、トナー消費パターンのクリーニングや廃トナーの搬送の負担をさらに軽減するために、副走査方向の長さＬ１の最大値（例えば５０ｍｍ）を設定することが好ましい。さらに、トナー消費パターン１００同士の間隔Ｄも、クリーニング不良や廃トナー搬送不良が生じない間隔（例えば２０ｍｍ）とすることが好ましい。
【０１２８】
また、トナー消費パターンを中間転写ベルトに転写した場合、そのトナー消費パターンは用紙に転写されないため、図２に示す転写搬送ベルト５０にトナーが付着する虞がある。仮に、転写搬送ベルト５０にトナーが付着すると、転写搬送ベルト５０によって搬送される用紙にトナーが付着して汚れる原因となる。また、一般に、転写搬送ベルト５０にはクリーニング装置を設けていないことも多く、クリーニング装置を設けていたとしてもコスト面を考えて簡易的なものであるためクリーニング性は低い。そこで、転写搬送ベルト５０を中間転写ベルト２２に対して接離させる手段を設け、トナー消費パターンを形成する際、転写搬送ベルト５０を中間転写ベルト２２に対して離間させることにより、転写搬送ベルト５０へのトナーの付着を防止することが可能となる。
【０１２９】
上記本発明の各実施形態では、トナー消費パターンを中間転写ベルト上に転写する場合、各色のトナー消費パターンは互いに重ならないように転写するようにしているが、トナー消費パターン同士を重ねて転写することも可能である。トナー消費パターンを中間転写ベルト上に重ねて転写した実施形態を図１５及び図１６に示す。
【０１３０】
図１５と図１６に示す実施形態では、各色のトナー消費パターン１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋのうち、２色ずつ重ねて転写されている。この場合、イエローのトナー消費パターン１００Ｙにマゼンタのトナー消費パターン１００Ｍが重ねて転写され、シアンのトナー消費パターン１００Ｃに黒のトナー消費パターン１００Ｋが重ねて転写されている。トナー消費パターンの色の重ね方はこれに限定されるものではなく、他の組み合わせでもよい。
【０１３１】
このように、複数のトナー消費パターンを中間転写ベルト上に重ねて転写する場合は、重ねないで転写する場合に比べて、中間転写ベルト上のトナー消費パターンの転写領域が、中間転写ベルトの副走査方向（表面移動方向）に短くなるため、結果的にトナー消費に要する時間を短縮することが可能である。
【０１３２】
一方、複数のトナー消費パターンを重ねると、トナーが飛散しやすくなる。詳しくは、中間転写ベルト上のトナーは静電気力でベルト表面に保持されているので、トナー層の厚みが厚くなるほど、上層のトナーは中間転写ベルトからの引力が小さくなり、トナー間の斥力によって飛散しやすくなる。そのため、本実施形態では、図１５及び図１６に示すように、中間転写ベルト上に重ねるトナー消費パターンを２色とし、３色（又は３つ）以上重ねないようにして、中間転写ベルトからトナーが飛散することを防止している。これにより、飛散したトナーによって機内又は機外を汚さないようにすることができる。
【０１３３】
また、中間転写ベルト上にトナー消費パターンを３色（又は３つ）以上重ねないようにすることによって、単位時間当たりにクリーニング装置や廃トナー搬送装置に搬入されるトナー量を低減することができる。これにより、クリーニング装置や廃トナー搬送装置の負担を軽減することができ、クリーニング機能や廃トナー搬送機能を良好に保つことができる。
【０１３４】
なお、単位時間当たりにクリーニング装置等に搬入されるトナー量を低減する手段としては、トナー消費パターンをベタではなく網点などで形成する方法がある。しかし、この場合、単位時間当たりに搬入されるトナー量は減少するが、網点パターン同士が重なった部分ではトナー層が厚くなるため、３色以上重ねるとやはりトナーの飛散が発生する虞がある。
【０１３５】
上記本発明の実施形態では、トナー消費パターンを感光体上又は中間転写ベルト上のいずれか一方のクリーニング装置で除去するようにしているが、トナー消費パターンの除去を感光体クリーニング装置と転写体クリーニング装置の両方で行うこともできる。具体的には、図２に示す各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋに印加する１次転写バイアスを、通常の画像を転写する際のバイアスの半分となるようにする。これにより、感光体から中間転写ベルトへのトナー消費パターンの転写率を、通常の画像を転写する際の転写率より低くすることができ、トナー消費パターンを感光体上と中間転写ベルト上に分けて担持させることができる。この場合は、感光体と転写体のいずれか一方にのみトナー消費パターンを担持させる場合に比べて、感光体又は転写体に付着するトナー量が少なくなるので、それぞれのクリーニング装置へ搬入されるトナー量も少なくなる。このため、クリーニング装置や廃トナー搬送装置の負担を一層軽減することが可能となる。
【０１３６】
図１７は、本発明に係る現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに、吸引装置７０を設けた実施形態の概略構成図である。また、この吸引装置７０の構成を図１８及び図１９に示す。ただし、吸引装置７０の構成は図１７〜１９に示されるものに限定されるものではない。
【０１３７】
上記吸引装置７０は、図１７に示す吸引ダクト７５と、図１８に示す排気手段７２と、図１９に示すトナー貯留手段７４と、吸引ダクト７５と排気手段７２とを接続する吸気チューブ７１と、排気手段７２とトナー貯留手段７４とを接続する排気チューブ７３によって構成されている。
【０１３８】
図１７に示すように、現像ケース２０６の上部には開口部８０が設けてあり、その開口部８０に吸引ダクト７５が取り付けられている。吸引ダクト７５は、細長矩形状に形成され、現像装置の長手方向に沿って配設されている。また、吸引ダクト７５の上面中央には吸気チューブ７１の一端が取り付けられている。
【０１３９】
図１８に示すように、排気手段７２は、ポンプ８６と、そのポンプ８６を駆動させるモータ８９を有する。ポンプ８６の吸気口８７には吸気チューブ７１の他端が取り付けられ、ポンプ８６の排気口８８には排気チューブ７３の一端が取り付けられている。また、ポンプ８６が有するゴム部材９２の一部９３には、モータ８９の駆動軸９０に取り付けた偏心ピン９１が嵌め付けられている。
【０１４０】
図１９に示すように、トナー貯留手段７４は、幅と高さがあり、奥行きの小さなタンク９７を有する。このタンク９７は電子写真装置内に配設されている。タンク９７の上面には、排気チューブ７３の他端を接続する入口９８が設けてある。また、タンク９７にはトナー捕集手段１０１が取り付けられており、このトナー捕集手段１０１によってタンク９７の図示しない開口部が閉塞されている。トナー捕集手段１０１としては、延伸多孔質ＰＴＦＥで製作されたフィルタを用いている。
【０１４１】
吸引装置７０を作動させる場合は、図示しない現像モータと連動してモータ８９を駆動させ、ゴム部材９２の中央を図１８中の矢印方向に往復運動させる。さらに、図示しない吸気弁を開き、図示しない排気弁を閉じることによって、現像ケース２０６内の空気を吸引ダクト７５から吸い込み、その吸い込んだ空気を吸気チューブ７１を通してポンプ８６内に入れる。そして、上記吸気弁を閉じ、上記排気弁を開くことにより、ポンプ８６内の空気が排気チューブ７３を通してトナー貯留手段７４へと送り込まれる。
【０１４２】
上記吸引装置７０の駆動を、トナーの入れ換え動作時に行うことによって、吸引ダクト７５から現像装置内の空気を吸い込んで、現像装置内の浮遊トナーを吸引することができる。また、現像装置内の空気を吸い込むことにより、図３に示す現像ケース２０６の開口部２０６ｂに吸い込み気流を発生させ、そこから周辺の空気を吸い込むことで、現像装置からのトナーの飛散を防止することができる。このように、現像装置に吸引装置７０を設けることによって、現像装置からトナーが飛散するのを防止することができ、飛散したトナーによって機内又は機外を汚さないようにすることができる。
【０１４３】
また、トナー入れ換え時以外の通常動作時にも、吸引装置７０を作動させて、現像装置からのトナーの飛散を防止することも有効である。この場合、特に、トナー入れ換え時における吸引装置７０の吸引力を、通常動作時における吸引力よりも大きくすることにより、現像装置からのトナーの飛散が生じやすいトナー入れ換え時においてより確実にトナーの飛散を防止することができる。
【０１４４】
なお、吸引装置７０は、上記ポンプ８６の代わりにファンによって吸気と排気とを行うものであってもよい。また、ポンプ８６からの排気先にタンク９７を設けずに、トナー捕集手段１０１のみで飛散するトナーを回収することも可能である。
【０１４５】
以上のように、本発明によれば、選択された記録媒体（用紙）の種類に応じて、トナー入れ換え動作を行うか否かを判断するようにしているので、必要な場合にのみトナーの入れ換え動作を行うことができる。これにより、トナーの入れ換えに伴うトナーの消費を低減することができ、ランニングコストを低下させることが可能となる。
【０１４６】
また、本発明では、選択された記録媒体の種類に応じてトナーの入れ換え量を変更可能であるので、記録媒体の種類に適したトナーの入れ換えを行うことができる。これにより、各種記録媒体の転写性を向上させて良好な画像を得ることができると共に、トナーの無駄な消費を抑えることができる。
【０１４７】
最近では、エンボス加工等を施した（凹凸模様を形成した）紙も多く用いられるようになってきており、このような紙に対する転写性に関しては、上記従来技術では改善効果が不十分であったが、本発明を用いれば、凹凸の大きい特殊紙に対しても適した量のトナーの入れ換えを行うことができ、転写性を向上させることが可能である。
【０１４８】
以上、本発明について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明の構成は、図１に示すカラー電子写真装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、それ以外の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１４９】
３      トナー入れ換え手段
５      記録媒体判断部
６      入れ換えトナー量記憶部
１０    電子写真装置
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ    現像装置
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ    感光体
２２    中間転写ベルト（転写体）
３１    現像装置動作時間記憶部
３２    画素面積記憶部
３５    トナー劣化判断部
７０    吸引装置
１００  トナー消費パターン
２５１  クリーニングブレード（クリーニング部材）
３０１  クリーニングブレード（クリーニング部材）
Ｄ      間隔
Ｗ１    トナー消費パターンの幅
Ｗ２    クリーニングブレードの幅
Ｗ３    クリーニングブレードの幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５０】
【特許文献１】特許第３１７１３４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８６２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２６１９３５号公報
【図１】
2011118332.tif 000003
【図２】
2011118332.tif 000004
【図３】
2011118332.tif 000005
【図４】
2011118332.tif 000006
【図５】
2011118332.tif 000007
【図６】
2011118332.tif 000008
【図７】
2011118332.tif 000009
【図８】
2011118332.tif 000010
【図９】
2011118332.tif 000011
【図１０】
2011118332.tif 000012
【図１１】
2011118332.tif 000013
【図１２】
2011118332.tif 000014
【図１３】
2011118332.tif 000015
【図１４】
2011118332.tif 000016
【図１５】
2011118332.tif 000017
【図１６】
2011118332.tif 000018
【図１７】
2011118332.tif 000019
【図１８】
2011118332.tif 000020
【図１９】
2011118332.tif 000021