JP5039498B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体ドラム及び現像装置を用いた画像形成装置に関し、特に非画像形成時において現像ローラ上のトナーをリフレッシュするリフレッシュ工程を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using a photosensitive drum and a developing device, and more particularly to an image forming device provided with a refresh process for refreshing toner on a developing roller during non-image formation.
従来の画像形成装置では、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率(画像形成可能な面積(用紙面積)に対する印字される面積の割合をいう。以下同じ。)が低い場合に、現像剤担持体(現像ローラ)から静電潜像担持体(感光体ドラム)に飛翔して現像に用いられるトナーが少ないために現像装置内のトナー粒子の入れ替わりが少なく、トナーが過剰に帯電し、画像濃度低下やカブリが発生することがある。特に、カラー機のように複数個の現像装置を備えた画像形成装置においては、写真やグラフィック画像のように高い印字率の画像から文字やロゴマークのみのような低い印字率の画像まで対応する必要があり、現像装置毎の印字率のばらつきも大きくなる。 In the conventional image forming apparatus, when the image formation is repeated, particularly when the printing rate on the image (the ratio of the printed area to the area where the image can be formed (paper area); the same applies hereinafter) is low. Since there is little toner used for development by flying from the developer carrier (development roller) to the electrostatic latent image carrier (photoreceptor drum), the toner particles in the developing device are hardly replaced, and the toner is excessively charged. In some cases, image density reduction and fogging may occur. In particular, an image forming apparatus having a plurality of developing devices such as a color machine can handle images with a high printing rate such as photographs and graphic images to images with a low printing rate such as only characters and logo marks. It is necessary to increase the variation in the printing rate for each developing device.
このような場合には、ベタ等の原稿印字率が高いパターンを印刷することにより現像ローラから感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させ、該トナーを記録媒体に転写させてトナーを消費することにより緩和することが可能ではあるが、長期にわたりベタパターンを印刷しないで放置した場合には、トナーの消費が行われないまま現像ローラ表面にトナー粒子がチャージアップ等の影響により固着されてしまい、回復しないこともある。 In such a case, a large amount of toner is ejected from the developing roller to the photosensitive drum side by printing a pattern having a high original printing ratio such as solid, and the toner is transferred to a recording medium to consume the toner. However, if the solid pattern is left unprinted for a long period of time, the toner particles are fixed to the surface of the developing roller due to the effect of charge-up without consumption of the toner, It may not recover.
そのため、従来からトナーの表面形状、材料または外添剤の適正化などにより、トナーの帯電制御能力が安定するように改良されてきてはいるが、トナーの帯電が過剰となり上述のような現象が生じるのを確実に防止するまでには至っていないのが現状である。 Therefore, the toner surface has been improved so that the charge control ability of the toner is stabilized by optimizing the surface shape, material, or external additive of the toner. At present, it has not yet been surely prevented.
上記のような課題を解決するために、現像ローラ上のトナーを強制排出する方法が種々提案されており、例えば特許文献1には、現像ローラに対して非画像形成時に直流バイアスに交流バイアスを重畳して印加することにより、現像ローラ上のトナーを強制消費する一成分現像式の画像形成装置が開示されている。また、特許文献2には、現像装置の単位駆動時間当たりの画像面積率(平均印字率)を算出し、画像面積率に応じてトナーの強制消費量を変更するようにした画像形成装置が提案されている。
上記特許文献1、2には、トナーを強制排出するタイミングに関しては、印刷枚数に応じて定期的に行う、或いは印字率に応じて行う方法等が記載されている。しかしながら、極端な低印字率の場合、定期的な強制排出だけでは十分な効果が得られず、なお画像かぶり等が発生する場合があった。 Patent Documents 1 and 2 describe a method for performing the toner discharge forcibly according to the number of printed sheets, or according to the printing rate. However, in the case of an extremely low printing rate, a sufficient effect cannot be obtained only by periodic forced discharge, and image fogging may occur.
また、印刷領域の一部分に画像データが偏った画像の印刷が続いた場合は、画像中に印字率が低い、若しくは印字されない部分があっても印刷領域全体の印字率が所定値以上であると強制排出が実行されない。そのため、供給ローラ及び現像ローラ上において画像データのない(印刷を行わない)部分にトナーが滞留し、過剰帯電による画像不良やトナーの固着等が発生するおそれがあった。さらに、極端に印字が少ない部分と印字が頻繁に行われる部分とが存在すると、感光体においては表面の研磨状態が異なり、中間転写ベルト等の転写体においてもトナー外添剤の影響を受けて表面状態が異なってしまうため、対策が必要となっていた。 In addition, if printing of an image with biased image data continues in a part of the printing area, the printing rate of the entire printing area is equal to or higher than a predetermined value even if the printing rate is low or there is a part that is not printed. Forced discharge is not executed. For this reason, there is a possibility that the toner stays in a portion where there is no image data (printing is not performed) on the supply roller and the developing roller, and an image defect due to overcharging or toner sticking may occur. In addition, if there are extremely few printed parts and frequently printed parts, the surface of the photoconductor is polished, and the transfer body such as an intermediate transfer belt is also affected by the external toner additive. Since the surface condition would be different, countermeasures were required.
本発明は、上記問題点に鑑み、現像ローラ上のトナー消費量が画像幅方向に偏りのある場合においても、リフレッシュ工程を有効に機能させる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that allows a refresh process to function effectively even when toner consumption on a developing roller is biased in the image width direction.
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体を有し、像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、印刷画像の印字率に基づいて前記トナー担持体からのトナー吐出量を制御する制御手段と、を備え、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、前記リフレッシュ工程は、各印刷動作の直後に画像幅方向に分割された複数の領域毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する第1の工程と、所定の印刷枚数毎に算出される画像幅全域の平均印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を決定する第2の工程とを組み合わせて構成されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has a toner carrier that is disposed opposite to an image carrier, carries toner and supplies the image carrier, and a toner image corresponding to an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. And a control unit that controls the amount of toner discharged from the toner carrier based on the printing rate of a printed image, and is configured to supply toner from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation. In the image forming apparatus capable of executing the refreshing process for discharging, the refreshing process includes the necessity of toner discharge based on the printing rate calculated for each of the plurality of areas divided in the image width direction immediately after each printing operation, and A first step of determining the discharge amount for each region, and a second step of determining the necessity and amount of toner discharge based on the average print rate over the entire image width calculated for each predetermined number of printed sheets. combination It is characterized by being configured.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記第1の工程におけるトナー吐出量を加算した画像幅全域の平均印字率を所定の印刷枚数毎に算出し、該平均印字率に基づいて前記第2の工程の要否及びトナー吐出量を決定することを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the control unit calculates an average printing rate over the entire image width obtained by adding the toner discharge amount in the first step for each predetermined number of printed sheets. The necessity of the second step and the toner discharge amount are determined based on the rate.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像装置を複数備えており、少なくとも2つ以上の前記現像装置における平均印字率の算出タイミングを同時期とすることを特徴としている。 According to the present invention, the image forming apparatus having the above-described configuration includes a plurality of the developing devices, and the calculation timing of the average printing rate in at least two or more of the developing devices is the same period.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像装置により前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体を備え、前記第1の工程の実行時に前記像担持体と前記中間転写体との間に印加される一次転写バイアスをOFFとすることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the image bearing member includes an intermediate transfer member to which a toner image formed on the image bearing member is transferred by the developing device. The primary transfer bias applied between the intermediate transfer member and the intermediate transfer member is turned off.
本発明の第1の構成によれば、第1の工程によって印刷1枚毎のトナー滞留によるトナー担持体上でのトナーの劣化を抑制しつつ、リフレッシュを一定時間以上継続させる第2の工程によってトナー担持体、さらにはトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材上のトナーが像担持体側に吐出されて積極的に消費される。また、第1の工程では画像幅方向の複数の領域毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量が各領域について決定されるため、印刷部分に偏りがある場合でもトナー担持体上のトナー消費量を幅方向において均一化可能となる。 According to the first configuration of the present invention, the second step of continuing the refreshing for a predetermined time or more while suppressing the deterioration of the toner on the toner carrier due to the retention of the toner for each printed sheet by the first step. The toner on the toner carrier and further on the toner supply member that supplies toner to the toner carrier is discharged toward the image carrier and is actively consumed. In the first step, the necessity and amount of toner discharge are determined for each area based on the printing rate calculated for each of the plurality of areas in the image width direction. The toner consumption on the carrier can be made uniform in the width direction.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、第1の工程におけるトナー吐出量を加算した画像幅全域の平均印字率を所定の印刷枚数毎に算出し、該平均印字率に基づいて第2の工程の要否及びトナー吐出量を決定することにより、第2の工程の実行時におけるトナー吐出量が印字率に応じた必要最低限の量となる。 According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the average print rate over the entire image width obtained by adding the toner discharge amount in the first step is calculated for each predetermined number of printed sheets. Then, by determining the necessity of the second step and the toner discharge amount based on the average print rate, the toner discharge amount at the time of executing the second step becomes the minimum necessary amount corresponding to the print rate. .
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の画像形成装置において、現像装置を複数備えている場合、少なくとも2つ以上の現像装置における平均印字率の算出タイミングを同時期とすることにより、各現像装置における第2の工程の実行タイミングをある程度揃えて印刷効率の低下を抑制することができる。 Further, according to the third configuration of the present invention, when the image forming apparatus having the first or second configuration includes a plurality of developing devices, the calculation timing of the average printing rate in at least two or more developing devices. By using the same period, it is possible to align the execution timing of the second step in each developing device to some extent and suppress a decrease in printing efficiency.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第3の構成の画像形成装置において、第1の工程の実行時に像担持体と中間転写体との間に印加される一次転写バイアスをOFFとすることにより、画像形成時及びリフレッシュ工程実行時のトータルで見た場合に像担持体及び中間転写体の幅方向においてトナーを略均等に付着させることができ、像担持体及び中間転写体の幅方向の表面状態を均一化することができる。 According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the third configuration, the primary transfer bias applied between the image carrier and the intermediate transfer member is turned off when the first step is executed. As a result, the toner can be attached substantially evenly in the width direction of the image carrier and the intermediate transfer member when viewed in total at the time of image formation and execution of the refresh process. The surface state in the width direction can be made uniform.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置(ここではカラープリンタ)100では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム1が帯電ユニット2により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部(図示せず)に入力された原稿画像データに基づいて露光ユニット3から感光体ドラム1上にレーザビームが照射され、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus of the present invention. In the image forming apparatus (here, a color printer) 100, when performing a copying operation, the photosensitive drum 1 that rotates counterclockwise in the drawing is uniformly charged by the charging unit 2 in the apparatus main body. The exposure unit 3 irradiates the photosensitive drum 1 with a laser beam based on the original image data input to an image input unit (not shown) from a personal computer or the like, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. Is formed.
感光体ドラム1は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット2により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット3からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や有機感光体(OPC感光体)が用いられる。感光層として正OPCを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正OPCは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。 The photosensitive drum 1 is formed, for example, by laminating a photosensitive layer on an aluminum drum, and the surface is charged by a charging unit 2. Then, an electrostatic latent image in which charging is attenuated is formed on the surface that has received the laser beam from the exposure unit 3. As the photosensitive material for forming the photosensitive layer, an amorphous silicon photoreceptor or an organic photoreceptor (OPC photoreceptor) is used. When positive OPC is used as the photosensitive layer, the generation of ozone or the like is small and charging is stable. In particular, the positive OPC having a single-layer structure has little change in photosensitive characteristics even when the film thickness changes after long-term use. Since the image quality is stable, it is preferably used in a system having a long life.
トナーを感光体ドラム1上に供給するロータリー式の現像ユニット4は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置4a、4b、4c及び4dを備えており、現像装置4a〜4dを感光体ドラム1に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。現像カートリッジ4a〜4dへのトナー補給(トナーインストール)はトナーカートリッジ5から補給パイプ5aを介して行われる。 The rotary type developing unit 4 that supplies toner onto the photosensitive drum 1 includes cartridge type yellow, magenta, cyan, and black developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d in which a developing device and a toner container are integrated. By sequentially rotating the developing devices 4a to 4d to positions facing the photosensitive drum 1, toner is attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to form toner images of the respective colors. The Toner supply (toner installation) to the developing cartridges 4a to 4d is performed from the toner cartridge 5 through the supply pipe 5a.
トナー像が転写される中間転写ベルト6は、中間転写ローラ7a、7b、ベルト駆動ローラ9及び従動ローラ10に掛け渡され、感光体ドラム1に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト6には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。 The intermediate transfer belt 6 onto which the toner image is transferred is wound around the intermediate transfer rollers 7a and 7b, the belt driving roller 9 and the driven roller 10, and while being in contact with the photosensitive drum 1, the driving means (not shown) rotates clockwise in the drawing. Rotate to. A sheet made of dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 6, and a belt in which both ends thereof are overlapped and joined to form an endless shape, or a belt without a seam (seamless) is used.
ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム1上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアス(正帯電トナーを用いる場合)が印加された中間転写ローラ7a、7bにより感光体ドラム1上のイエローのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される(一次転写)。その後、感光体ドラム1の表面に残留したトナーがクリーニングローラ8a及びクリーニングブレード8bにより除去され、現像ユニット4は所定量(ここでは90°)回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム1上に形成され、中間転写ベルト6上に転写される。 When the user inputs image formation start, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1 at a predetermined timing. Then, the yellow toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 6 by the intermediate transfer rollers 7a and 7b to which a negative transfer bias (when positively charged toner is used) is applied (primary transfer). . Thereafter, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning roller 8a and the cleaning blade 8b, and the developing unit 4 rotates by a predetermined amount (here, 90 °). Are formed on the photosensitive drum 1 and transferred onto the intermediate transfer belt 6.
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム1からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。中間転写ベルト6にはベルト駆動ローラ9と対向する位置に転写ローラ14が圧接されており、転写ローラ14の下流側には中間転写ベルト6表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレード15が配置されている。 Thereafter, cyan and black toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 6 from the photosensitive drum 1 by the same method as described above. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. A transfer roller 14 is pressed against the intermediate transfer belt 6 at a position facing the belt driving roller 9, and a belt cleaning blade 15 for removing residual toner on the surface of the intermediate transfer belt 6 is disposed downstream of the transfer roller 14. ing.
上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト6に向けて、用紙Pが給紙機構11から給紙ローラ12及びレジストローラ対13を経由して搬送され、中間転写ベルト6の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ14により用紙Pに一度に転写される(二次転写)。そして、トナー像が転写された用紙は定着装置16に搬送されてトナー像が定着される。定着装置16を通過した用紙Pは、用紙搬送路17及び排出ローラ対18を介して排出トレイ19に排出される。 The sheet P is conveyed from the sheet feeding mechanism 11 via the sheet feeding roller 12 and the registration roller pair 13 toward the intermediate transfer belt 6 on which the toner image is formed as described above, and sequentially onto the surface of the intermediate transfer belt 6. The formed full-color toner image is transferred onto the paper P at a time (secondary transfer) by the transfer roller 14 to which a negative transfer bias is applied. Then, the sheet on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 16 and the toner image is fixed. The paper P that has passed through the fixing device 16 is discharged to a discharge tray 19 via a paper conveyance path 17 and a discharge roller pair 18.
図2は、本発明の画像形成装置に搭載される現像装置の側面断面図である。なお、以下の説明では、図1の感光体ドラム1と相対する現像装置4aの構成及び動作について説明するが、現像装置4b〜4dの構成及び動作については基本的に同様であるので説明は省略する。 FIG. 2 is a side sectional view of the developing device mounted on the image forming apparatus of the present invention. In the following description, the configuration and operation of the developing device 4a opposite to the photosensitive drum 1 in FIG. 1 will be described. However, the configuration and operation of the developing devices 4b to 4d are basically the same, and the description is omitted. To do.
図2に示すように、現像装置4aは、樹脂製の現像容器20内に、トナーが収納されるトナー攪拌部21と、トナー攪拌部21からトナーが供給されるトナー供給部22とが設けられており、トナー攪拌部21及びトナー供給部22は境界壁23によって仕切られている。境界壁23には第1開口部28及び第2開口部29が形成され、第2開口部29は第1開口部28よりも図中上側に位置付けられている。 As shown in FIG. 2, the developing device 4 a is provided with a toner stirring unit 21 in which toner is stored and a toner supply unit 22 to which toner is supplied from the toner stirring unit 21 in a resin-made developing container 20. The toner stirring unit 21 and the toner supply unit 22 are partitioned by a boundary wall 23. A first opening 28 and a second opening 29 are formed in the boundary wall 23, and the second opening 29 is positioned above the first opening 28 in the drawing.
トナー攪拌部21内には、回転軸にPETフィルムなどの攪拌羽根を貼り付けた撹拌パドル24が図2において反時計回りに回転可能に軸支されている。トナー供給部22内には、潜像を担持する感光体ドラム(図1参照)と対面し、その潜像を現像するための現像ローラ25、現像ローラ25にトナーを供給するための供給ローラ26、現像ローラ25上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる金属製の規制部材27等が設けられている。 In the toner agitation unit 21, an agitation paddle 24 in which an agitation blade such as a PET film is attached to a rotation shaft is rotatably supported in a counterclockwise direction in FIG. The toner supply unit 22 faces a photosensitive drum (see FIG. 1) carrying a latent image and develops the latent image, and a supply roller 26 for supplying toner to the development roller 25. A metal regulating member 27 for regulating the toner layer thickness on the developing roller 25 and charging the toner is provided.
現像ローラ25上のトナー層は規制部材(例えば、厚さ0.08mmのSUS箔で、規制圧=25N/mに設定される)27によって層厚規制されるとともに摩擦帯電されて、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に用いられる。規制部材27と反対側の現像ローラ25と現像容器20との隙間にはシール部材30(例えば、導電性の高分子量PEフィルムを用いて、均一に現像ローラ25に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされている)が配設され、このシール部材30によってトナー漏れを防止している。 The toner layer on the developing roller 25 is regulated in layer thickness by a regulating member 27 (for example, a SUS foil having a thickness of 0.08 mm and regulated pressure = 25 N / m) and is triboelectrically charged. 1 is used for development of an electrostatic latent image on 1. A seal member 30 (for example, a conductive high molecular weight PE film is used as a gap between the developing roller 25 and the developing container 20 on the side opposite to the regulating member 27 and is backed up with a urethane sponge so as to uniformly contact the developing roller 25. The seal member 30 prevents toner leakage.
さらに、現像ローラ25及び供給ローラ26は、図2において時計回りに回転するため、第2開口部29は第1開口部28よりも供給ローラ26の回転方向下流側に形成され、第2開口部29は供給ローラ26の上端よりも上側に位置している。そして、第1開口部28は攪拌パドル24の回転軸よりも下側に位置付けられている。 Further, since the developing roller 25 and the supply roller 26 rotate clockwise in FIG. 2, the second opening 29 is formed downstream of the first opening 28 in the rotation direction of the supply roller 26, and the second opening 29 is positioned above the upper end of the supply roller 26. The first opening 28 is positioned below the rotation axis of the stirring paddle 24.
現像装置による現像プロセスについて説明すると、トナー攪拌部21内のトナーは、攪拌パドル24の回転により第1開口部28を通過してトナー供給部22へ送られる。トナー供給部22側へ送られたトナーは供給ローラ26により現像ローラ25へ運ばれ、規制部材27で薄層規制されて現像ニップ部へと搬送され、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する。現像に用いられず現像ローラ25上に残ったトナーはシール部材30を通過後、供給ローラ26により引き剥がされてトナー供給部22内に戻される。 The developing process by the developing device will be described. The toner in the toner stirring section 21 is sent to the toner supply section 22 through the first opening 28 by the rotation of the stirring paddle 24. The toner sent to the toner supply unit 22 side is conveyed to the development roller 25 by the supply roller 26, is regulated to a thin layer by the regulating member 27 and is conveyed to the development nip portion, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is converted. develop. The toner that is not used for development and remains on the developing roller 25 passes through the seal member 30, and then is peeled off by the supply roller 26 and returned to the toner supply unit 22.
供給ローラ26にて搬送されたトナーのうち、規制部材27で規制された過剰なトナーは第1開口部28から供給(充填)される新たなトナーと共にトナー供給部22内で滞留するが、トナー供給部22内のトナー量が多くなると余分なトナーが第2開口部29を通過してトナー供給部22側からトナー攪拌部21に戻され、トナー供給部22の内圧が低減される。 Of the toner conveyed by the supply roller 26, excess toner regulated by the regulating member 27 stays in the toner supply unit 22 together with new toner supplied (filled) from the first opening 28. When the amount of toner in the supply unit 22 increases, excess toner passes through the second opening 29 and returns to the toner stirring unit 21 from the toner supply unit 22 side, and the internal pressure of the toner supply unit 22 is reduced.
次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図3は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。 Next, the control path of the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus of the present invention. It should be noted that since various control of each part of the apparatus is performed when the image forming apparatus 100 is used, the control path of the entire image forming apparatus 100 becomes complicated. Therefore, here, a portion of the control path that is necessary for the implementation of the present invention will be mainly described.
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き自在の記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンタ95、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり操作部50からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。また、制御部90は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。 The control unit 90 includes a central processing unit (CPU) 91 as a central processing unit, a read only memory (ROM) 92 that is a read-only storage unit, a random access memory (RAM) 93 that is a read / write storage unit, A plurality of (two in this case) that transmit a control signal to each device in the temporary storage unit 94, the counter 95, and the image forming apparatus 100 for storing image data and the like, and receive an input signal from the operation unit 50. The I / F (interface) 96 is provided. Further, the control unit 90 can be arranged at an arbitrary location inside the apparatus main body.
ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ROM92(或いはRAM93)には、リフレッシュ工程の実行の要否を判断する印刷枚数及びリフレッシュ工程の要否を判断する際に用いられる基準印字率の他、トナー吐出パターンの印字長さを計算するための現像ローラ25及び供給ローラ26の外周長や感光体ドラム1に対する線速比データ等も格納されている。カウンタ95は、印刷枚数を積算してカウントする。なお、カウンタ95を別途設けなくても、例えばRAM93でその回数を記憶するようにしてもよい。 The ROM 92 stores a control program for the image forming apparatus 100, data necessary for control, and the like that are not changed during use of the image forming apparatus 100. The RAM 93 stores necessary data generated during the control of the image forming apparatus 100, data temporarily required for controlling the image forming apparatus 100, and the like. In addition, the ROM 92 (or RAM 93) calculates the print length of the toner discharge pattern in addition to the number of printed sheets for determining whether or not the refresh process is necessary and the reference print rate used when determining whether or not the refresh process is necessary. The outer peripheral lengths of the developing roller 25 and the supply roller 26 and the linear speed ratio data for the photosensitive drum 1 are also stored. The counter 95 adds up the number of printed sheets and counts it. Note that the number of times may be stored in the RAM 93, for example, without providing the counter 95 separately.
また、制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、感光体ドラム1、露光ユニット3、現像ユニット4(現像装置4a〜4d)、給紙機構11、定着装置16、画像入力部40、操作部50等が挙げられる。 In addition, the control unit 90 transmits a control signal from the CPU 91 to the respective units and apparatuses in the image forming apparatus 100 through the I / F 96. In addition, a signal indicating the state and an input signal are transmitted from each part or device to the CPU 91 through the I / F 96. The parts and devices controlled by the control unit 90 include, for example, the photosensitive drum 1, the exposure unit 3, the developing unit 4 (developing devices 4a to 4d), the paper feeding mechanism 11, the fixing device 16, the image input unit 40, and the operation. Part 50 and the like.
画像入力部40は、画像形成装置100が図1に示すようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部であり、画像形成装置100が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するCCD等から構成される画像読取部である。画像入力部40より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送出される。 When the image forming apparatus 100 is a printer as shown in FIG. 1, the image input unit 40 is a receiving unit that receives image data transmitted from a personal computer or the like. When the image forming apparatus 100 is a copying machine, Scanning optical system equipped with a scanner lamp that illuminates the document during copying and a mirror that changes the optical path of the reflected light from the document, a condensing lens that focuses the reflected light from the document and forms an image It is an image reading unit composed of a CCD or the like that converts image light into an electrical signal. The image signal input from the image input unit 40 is converted into a digital signal and then sent to the temporary storage unit 94.
操作部50には、液晶表示部51、各種の状態を示すLED52、テンキー53が設けられており、ユーザは操作部50を操作して指示を入力することで、画像形成装置100の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部51は、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。テンキー53は、印刷部数の設定や、画像形成装置100がFAX機能も有する場合に相手方のFAX番号を入力等するためのものである。 The operation unit 50 is provided with a liquid crystal display unit 51, LEDs 52 indicating various states, and a numeric keypad 53, and the user operates the operation unit 50 to input instructions, thereby making various settings of the image forming apparatus 100. And execute various functions such as image formation. The liquid crystal display unit 51 displays the state of the image forming apparatus 100, displays the image forming status and the number of copies, and can be used as a touch panel to perform various settings such as functions such as double-sided printing and black-and-white reversal, magnification setting, and density setting. It has become. The numeric keypad 53 is used for setting the number of copies to be printed and for inputting the other party's FAX number when the image forming apparatus 100 also has a FAX function.
その他、操作部50には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。 In addition, the operation unit 50 includes a start button for instructing the user to start image formation, a stop / clear button used when the image formation is stopped, and various settings of the image forming apparatus 100 in a default state. A reset button or the like is provided for use.
本発明の画像形成装置は、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ(省電力)モードからコピー開始状態まで立ち上げる際、或いは所定枚数の印刷が行われた時に、現像装置4a〜4d内の現像ローラ25上のトナーを感光体ドラム1側に吐出するリフレッシュ工程を実行可能に構成されている。 When the image forming apparatus of the present invention is not transferred to a recording medium, for example, when the image forming apparatus is started up from a power-off state or a sleep (power saving) mode to a copy start state, or a predetermined number of prints are performed. Sometimes, a refreshing process for discharging the toner on the developing roller 25 in the developing devices 4a to 4d to the photosensitive drum 1 side can be executed.
リフレッシュ工程においては、所定時間毎に印字率を算出し、基準印字率と比較することによりリフレッシュ工程の継続時間、即ちトナー吐出パターンの印字長さが決定され、所定枚数毎に、或いは印字率に応じて定期的に実行されていた。しかし、極端な低印字率の画像が連続する場合は、定期的にリフレッシュ工程を実行してトナーを強制消費するだけでは現像ローラ25上のトナー消費が不十分となり、トナーの劣化が進行して濃度低下や画像かぶり等の不具合が発生し易くなっていた。また、印刷領域の一部分に画像データが偏った画像の印刷が続いた場合は、現像ローラ25上のトナー消費が部分的に不十分となることがあった。そこで、印刷1枚毎の印字率(トナー消費量)を、画像幅方向の領域毎に嵩上げするような工夫が必要となる。 In the refreshing process, the printing rate is calculated every predetermined time, and the duration of the refreshing process, that is, the printing length of the toner discharge pattern is determined by comparing with the reference printing rate. Was regularly executed according to. However, when images with an extremely low printing rate are continuous, the toner consumption on the developing roller 25 becomes insufficient only by executing the refresh process periodically and forcibly consuming the toner, and the deterioration of the toner proceeds. Problems such as density reduction and image fogging are likely to occur. Further, when the printing of the image with the biased image data continues in a part of the printing area, the toner consumption on the developing roller 25 may be partially insufficient. Therefore, it is necessary to devise a method for increasing the printing rate (toner consumption) for each printed sheet for each region in the image width direction.
本発明は、各印刷動作の直後にトナーを吐出する工程(以下、第1の工程という)と、所定の印刷枚数毎にトナーを吐出する工程(以下、第2の工程という)とを組み合わせたリフレッシュ工程を実行することにより、従来に比べて高いリフレッシュ効果を引き出すものである。この構成によれば、第1の工程によって印刷1枚毎のトナー滞留によるトナーの劣化を抑制しつつ、リフレッシュを一定時間以上継続させる第2の工程によって現像ローラ25、さらには供給ローラ26上のトナーが感光体ドラム1側に吐出されて積極的に消費される。 The present invention combines a step of discharging toner immediately after each printing operation (hereinafter referred to as a first step) and a step of discharging toner for each predetermined number of printed sheets (hereinafter referred to as a second step). By executing the refreshing process, a higher refreshing effect than that of the prior art is brought out. According to this configuration, the second step of continuing the refreshing for a predetermined time or more on the developing roller 25 and further on the supply roller 26 while suppressing the deterioration of the toner due to the retention of toner for each printing sheet by the first step. The toner is discharged to the photosensitive drum 1 side and actively consumed.
また、第1の工程では、現像領域幅を画像幅方向の複数の領域に分割し、領域毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量が各領域について決定される。即ち、印字率が低い領域ほどトナー吐出量を多くできるため、形成される画像の印字率に幅方向の偏りがある場合でも、現像ローラ25上のトナー消費量を幅方向において均一化可能となる。多様なパターンの画像をランダムに印刷する場合には印字率の偏りも少ないが、特に幅方向両端部に余白のある印刷や、幅方向の一部分にのみ画像がある同一パターンの印刷が連続する場合において効果的である。 In the first step, the development area width is divided into a plurality of areas in the image width direction, and the necessity and amount of toner discharge are determined for each area based on the printing rate calculated for each area. That is, since the toner discharge amount can be increased in the region where the printing rate is low, the toner consumption amount on the developing roller 25 can be made uniform in the width direction even when the printing rate of the formed image has a deviation in the width direction. . When printing images of various patterns at random, there is little bias in the printing rate, but especially when printing with margins at both ends in the width direction or printing of the same pattern with images only at a part in the width direction continues. Is effective.
図4及び図5は、第1の工程及び第2の工程で形成されるトナー吐出パターンの一例を示す図である。図4及び図5を用いて、印字率から第1の工程及び第2の工程におけるトナー吐出量(トナー吐出パターンの印字長さ)を算出する方法、及び各工程の要否を決定する方法を、必要に応じて図1〜図3を参照しながら詳細に説明する。なお、図4及び図5では4色の画像のうち1色についてのみ示しているが、他の3色についても同様に説明される。 4 and 5 are diagrams illustrating an example of the toner discharge pattern formed in the first step and the second step. 4 and 5, a method for calculating the toner discharge amount (print length of the toner discharge pattern) in the first step and the second step from the print rate, and a method for determining the necessity of each step. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 show only one color among the four color images, the other three colors will be described in the same manner.
先ず、第1の工程について説明する。図4の例では、左詰め横書きの原稿の印字パターンを示しており、現像領域幅H(図5参照、A4サイズの装置では216mm)を複数の領域に分割(ここではR1〜R8まで8等分)し、1分割目(左端)のR1と8分割目(右端)のR8は余白のため印字率は0%、2〜5分割目のR2〜R5は印字率5.75%、6、7分割目のR6、R7は印字率0.7%、0.3%である。また、この画像のトータル印字率は3%となっている。第1の工程の要否を判断する際の印字率の閾値(以下、第1の基準印字率という)をC1(%)(ここでは1.5%)とすると、トータル印字率と基準印字率C1との比較では基準印字率C1を上回っているため、印字率の極端に低い部分R1及びR6〜R8が存在するにも係わらず第1の工程は実行されない。 First, the first step will be described. The example of FIG. 4 shows a print pattern of a left-justified horizontal document, and the development area width H (see FIG. 5, 216 mm for an A4 size apparatus) is divided into a plurality of areas (here, R1 to R8 are 8 etc.) R1 in the first division (left end) and R8 in the eighth division (right end) are margins, so the printing rate is 0%, and R2 to R5 in the second to fifth divisions are printing rates of 5.75%, The print ratios R6 and R7 in the seventh division are 0.7% and 0.3%. The total printing rate of this image is 3%. Assuming that the threshold of the printing rate when determining whether the first step is necessary (hereinafter referred to as the first reference printing rate) is C1 (%) (here 1.5%), the total printing rate and the reference printing rate Since the comparison with C1 exceeds the reference printing rate C1, the first step is not executed even though the portions R1 and R6 to R8 having extremely low printing rates exist.
そこで本発明では、制御部90において一時記憶部94内のデジタル信号に基づいて領域R1〜R8毎の印字率b1n〜b8n(%)を算出し、印刷1枚毎に各領域R1〜R8の印字率b1n〜b8nがC1よりも小さいか否かを判断し、b1n〜b8n<C1の領域がある場合は、印刷1枚毎にその領域について基準印字率C1と印字率b1n〜b8nとの差分だけトナーの吐出を行う第1の工程を実行する。領域Rmのトナー吐出パターンの印字長さLmnは、印字率算出の基準(100%)となる画像サイズの周方向長さをL0とすると、Lmn=L0×(C1−bmn)/100により算出される。 Therefore, in the present invention, the control unit 90 calculates the printing ratios b1n to b8n (%) for the regions R1 to R8 based on the digital signal in the temporary storage unit 94, and prints the regions R1 to R8 for each printed sheet. It is determined whether or not the ratios b1n to b8n are smaller than C1. If there is an area where b1n to b8n <C1, only the difference between the reference printing ratio C1 and the printing ratios b1n to b8n for each printing area. A first step of discharging toner is executed. The printing length Lmn of the toner discharge pattern in the region Rm is calculated by Lmn = L0 × (C1−bmn) / 100, where L0 is the circumferential length of the image size that is the reference (100%) for calculating the printing rate. The
例えば図4に示す画像が1枚目に印字されるとき、基準印字率C1を1.5%とすると、R1及びR8ではC1との差1.5%分のトナーを吐出すれば良い。従って、A4サイズ画像(周方向長さ297mm)を印字率算出の基準としたとき、L11=L81=297(=L0)×(1.5−0)/100≒4.46mmとなり、R1及びR8で形成されるトナー吐出パターンの印字長さL11及びL81は4.46mm、各々の印字幅は216×1/8=27mmとなる。 For example, when the image shown in FIG. 4 is printed on the first sheet, assuming that the reference print rate C1 is 1.5%, it is only necessary to discharge the toner corresponding to 1.5% difference from C1 in R1 and R8. Therefore, when an A4 size image (circumferential length 297 mm) is used as a reference for calculating the printing rate, L11 = L81 = 297 (= L0) × (1.5-0) /100≈4.46 mm, and R1 and R8 The print lengths L11 and L81 of the toner discharge pattern formed in step 4 are 4.46 mm, and the respective print widths are 216 × 1/8 = 27 mm.
同様に、R6の印字率は0.7%であるから、L61=297×(1.5−0.7)/100≒2.38mmとなり、R6で形成されるトナー吐出パターンの印字長さL61は2.38mm、印字幅は27mmとなる。また、R7の印字率は0.3%であるから、L71=297×(1.5−0.3)/100≒3.56mmとなり、R7で形成されるトナー吐出パターンの印字長さL71は3.56mm、印字幅は27mmとなる。一方、R2〜R5の印字率は5.75%(≧C1)であるから、L21〜L51=0となってR2〜R5では第1の工程は実行されない。このようにして各領域R1〜R8までのトナー吐出量(印字長さL11〜L81)が決定され、1枚目の画像が形成された後の感光体ドラム1上に図4に示すようなトナー吐出パターンT1が形成される。 Similarly, since the printing rate of R6 is 0.7%, L61 = 297 × (1.5−0.7) /100≈2.38 mm, and the printing length L61 of the toner discharge pattern formed by R6. Is 2.38 mm, and the printing width is 27 mm. Since the printing rate of R7 is 0.3%, L71 = 297 × (1.5−0.3) /100≈3.56 mm, and the printing length L71 of the toner discharge pattern formed by R7 is The print width is 3.5 mm and the print width is 27 mm. On the other hand, since the printing rate of R2 to R5 is 5.75% (≧ C1), L21 to L51 = 0, and the first process is not executed in R2 to R5. In this way, the toner discharge amounts (print lengths L11 to L81) in the respective regions R1 to R8 are determined, and the toner as shown in FIG. 4 is formed on the photosensitive drum 1 after the first image is formed. A discharge pattern T1 is formed.
以下、カウンタ95が第2の工程の要否を判断する所定枚数A(ここでは10枚)をカウントするまでR1〜R8の印字率b1n〜b8nをC1と比較し、b1n〜b8n<C1である場合はC1とb1n〜b8nとの差に基づいてR1〜R8毎に印字長さL1n〜L8nを算出してトナー吐出パターンT1を形成する。これにより、R1〜R8毎の実際の印字率(画像+トナー吐出パターンT1)はそれぞれ1.5%以上に嵩上げされ、印刷幅方向において印字率が極端に低い部分(<1.5%)があっても現像ローラ25上から常に一定量のトナーが消費されるため、後述する第2の工程が実行されるまでトナーの劣化を効果的に抑制できる。 Hereinafter, the printing rates b1n to b8n of R1 to R8 are compared with C1 until the counter 95 counts a predetermined number A (10 in this case) for determining whether the second step is necessary, and b1n to b8n <C1. In this case, the printing lengths L1n to L8n are calculated for each of R1 to R8 based on the difference between C1 and b1n to b8n to form the toner discharge pattern T1. As a result, the actual printing rate (image + toner ejection pattern T1) for each of R1 to R8 is raised to 1.5% or more, and a portion where the printing rate is extremely low (<1.5%) in the printing width direction. Even in such a case, since a constant amount of toner is always consumed from the developing roller 25, the deterioration of the toner can be effectively suppressed until a second step described later is executed.
なお、ここでは現像領域幅Hを領域R1〜R8に8等分したが、例えば2等分、4等分のように、より少ない領域に分割しても良いし、8等分よりもさらに多数の領域に分割しても良い。ただし、分割する領域数が増加するにつれてトナー吐出量を厳密に制御できる反面、制御部90の負荷が大きくなるため、これらを考慮して分割される領域数を決定することが好ましい。 Here, the development area width H is divided into eight equal areas R1 to R8. However, the development area width H may be divided into smaller areas such as two equal parts, four equal parts, or more than eight equal parts. It may be divided into regions. However, although the toner discharge amount can be strictly controlled as the number of divided areas increases, the load on the control unit 90 increases. Therefore, it is preferable to determine the number of divided areas in consideration of these.
現像ローラ25から感光体ドラム1上に吐出されたトナー吐出パターンT1は、クリーニングローラ8a及びクリーニングブレード8b(図1参照)で回収しても良いし、中間転写ローラ7a、7bにより中間転写ベルト6に一次転写した後にベルトクリーニングブレード15(いずれも図1参照)で回収しても良い。ここで、感光体ドラム1及び中間転写ベルト6の表面状態を幅方向において均一にするためには、画像形成時及びリフレッシュ工程実行時のトータルで見た場合に感光体ドラム1及び中間転写ベルト6の幅方向にトナーを略均等に付着させる必要がある。 The toner discharge pattern T1 discharged from the developing roller 25 onto the photosensitive drum 1 may be collected by the cleaning roller 8a and the cleaning blade 8b (see FIG. 1), or the intermediate transfer belt 6 by the intermediate transfer rollers 7a and 7b. After the primary transfer, the belt cleaning blade 15 (see FIG. 1) may be used for collection. Here, in order to make the surface states of the photoconductive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 uniform in the width direction, the photoconductive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 are seen when viewed in total during the image formation and the refresh process. It is necessary to deposit the toner substantially uniformly in the width direction.
そこで、中間転写ローラ7a、7bへのバイアスの印加をOFF、即ち、感光体ドラム1と中間転写ベルト6との間に印加される一次転写バイアスをOFFとして、吐出されたトナーを物理的な力により感光体ドラム1側及び中間転写ベルト6側に略1/2ずつ付着させることが好ましい。これにより、感光体ドラム1の研磨状態及びトナー外添剤の影響による中間転写ベルト6の表面状態が幅方向において均一となり、感光体ドラム1及び中間転写ベルト6の表面状態のばらつきを抑制可能となる。 Therefore, the application of bias to the intermediate transfer rollers 7a and 7b is turned off, that is, the primary transfer bias applied between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 is turned off, and the discharged toner is subjected to physical force. Thus, it is preferable that the toner is attached to the photosensitive drum 1 side and the intermediate transfer belt 6 side by approximately ½ each. As a result, the polishing state of the photosensitive drum 1 and the surface state of the intermediate transfer belt 6 due to the influence of the toner external additive become uniform in the width direction, and variations in the surface state of the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 can be suppressed. Become.
次に、第2の工程について説明する。印刷枚数がAに到達すると、制御部90は、印刷1枚毎のトータル印字率bn(図4では3%)をA枚分積算した積算印字率Σbnを算出する。そして、積算印字率Σbnを印刷枚数Aで除して印刷枚数A当たりの平均印字率B(%)を算出する。第2の工程の要否を判断する際の印字率の閾値(以下、第2の基準印字率という)をC2(%)とすると、B<C2であるか否かを判断し、B<C2の場合は第2の工程を実行する。なお、第2の基準印字率C2は第1の基準印字率C1よりも大きい値に設定される。そして、A枚目(ここでは10枚目)の画像が形成された後の感光体ドラム1上にトナー吐出パターンT2が形成される。 Next, the second step will be described. When the number of printed sheets reaches A, the control unit 90 calculates an integrated printing rate Σbn obtained by integrating the total printing rate bn (3% in FIG. 4) for each printing for A sheets. Then, the average printing rate B (%) per printing sheet A is calculated by dividing the integrated printing rate Σbn by the printing sheet A. Assuming that the threshold of the printing rate when determining whether the second step is necessary (hereinafter referred to as the second reference printing rate) is C2 (%), it is determined whether or not B <C2, and B <C2 In the case of (2), the second step is executed. The second reference print rate C2 is set to a value larger than the first reference print rate C1. Then, a toner discharge pattern T2 is formed on the photosensitive drum 1 after the A-th image (here, the tenth image) is formed.
実際のトナー吐出パターンT2を図5に示す。トナー吐出パターンT2は、現像ローラ25(図2参照)の現像領域幅Hと、画像1枚当りのトナー吐出量に印刷枚数を乗じて求められるトナー吐出長(ドラム周方向の印字長さ)Lとを2辺とする矩形状である。 An actual toner discharge pattern T2 is shown in FIG. The toner discharge pattern T2 is a toner discharge length (printing length in the drum circumferential direction) L obtained by multiplying the developing area width H of the developing roller 25 (see FIG. 2) and the toner discharge amount per image by the number of printed sheets. Is a rectangular shape with two sides.
所定枚数分の消費不足トナーをまとめて吐出する第2の工程では、感光体ドラム1側へのトナー吐出が一定時間以上継続するため、現像ローラ25、さらには供給ローラ26上のトナーが感光体ドラム1側に吐出されて積極的に消費される。そのため、第1の工程と第2の工程とを組み合わせたリフレッシュ工程を実行することにより、リフレッシュ効果を一層高めることができ、画像かぶりや濃度低下等の発生をより効果的に防止できる。 In the second step of collectively discharging a predetermined number of under-consumed toners, toner discharge to the photosensitive drum 1 side continues for a certain period of time, so the toner on the developing roller 25 and further on the supply roller 26 is transferred to the photosensitive member. It is discharged to the drum 1 side and actively consumed. Therefore, by performing the refresh process that combines the first process and the second process, the refresh effect can be further enhanced, and the occurrence of image fog, density reduction, and the like can be more effectively prevented.
第2の工程においても、第1の工程と同様に幅方向の領域毎に分割してトナー吐出を行うことも考えられるが、幅方向全域に亘ってトナーを吐出する場合に比べて効果が低い。これは、現像装置4a〜4d内では現像ローラ25の長手方向(画像幅方向)において現像剤がある程度移動していること、及び第1の工程における印刷1枚毎のトナー吐出により十分な効果が得られることが原因であると考えられる。なお、第1の工程を行わずに第2の工程を幅方向の領域毎に分割して実行した場合はほとんど効果は見られない。 In the second step, it is conceivable that the toner is discharged by dividing the region in the width direction as in the first step, but the effect is lower than that in the case where the toner is discharged over the entire width direction. . This is because the developer moves to some extent in the longitudinal direction (image width direction) of the developing roller 25 in the developing devices 4a to 4d, and a sufficient effect is obtained by toner discharge for each printing sheet in the first step. It is thought that the cause is obtained. In addition, when the second step is executed by dividing the region in the width direction without performing the first step, almost no effect is seen.
第2の工程におけるトナー吐出量の算出方法は、第2の基準印字率C2と平均印字率Bとの差分(C2−B)が画像1枚当たりの必要吐出量(消費不足分)であるから、これに印刷枚数Aを乗じた(C2−B)×A(%)が第2の工程のトナー吐出量となる。例えば、印刷枚数Aを10枚、平均印字率Bを3%、第2の基準印字率C2を5%とすると、(5−3)%×10枚分のトナーを吐出すれば良い。 The toner discharge amount calculation method in the second step is because the difference (C2-B) between the second reference print rate C2 and the average print rate B is the required discharge amount per image (shortage of consumption). Then, (C2-B) × A (%) obtained by multiplying this by the number of printed sheets A is the toner discharge amount in the second step. For example, assuming that the number of printed sheets A is 10, the average printing rate B is 3%, and the second reference printing rate C2 is 5%, the toner of (5-3)% × 10 sheets may be ejected.
トナー吐出パターンT2の印字長さLは、印字率算出の基準(100%)となる画像サイズの周方向長さをL0とすると、L=L0×(C2−B)×A/100により算出される。従って、A4サイズ画像(周方向長さ297mm)を印字率算出の基準としたとき、L=297(=L0)×(5−3)×10/100=59.4mmとなり、トナー吐出パターンT2の印字長さLは59.4mmとなる。感光体ドラム1の回転速度を150mm/秒とすると、59.4/150≒0.4秒間トナーを吐出すれば良い。 The printing length L of the toner discharge pattern T2 is calculated by L = L0 × (C2−B) × A / 100, where L0 is the circumferential length of the image size that is the reference (100%) for calculating the printing rate. The Therefore, when an A4 size image (circumferential length 297 mm) is used as a reference for calculating the printing rate, L = 297 (= L0) × (5-3) × 10/100 = 59.4 mm, and the toner discharge pattern T2 The printing length L is 59.4 mm. Assuming that the rotational speed of the photosensitive drum 1 is 150 mm / second, it is sufficient to discharge the toner for 59.4 / 150≈0.4 seconds.
また、例えばR1〜R8のうちR1〜R7までの印字率が10%(≧C1)、R8の印字率が0.5%(<C1)ということも考えられるが、この場合はR8のみ第1の工程を実行する。この画像が10枚連続して印刷された場合は平均印字率Bが基準印字率C2を超えるため第2の工程は実行されない。 In addition, for example, it is conceivable that the printing ratio of R1 to R7 out of R1 to R8 is 10% (≧ C1) and the printing ratio of R8 is 0.5% (<C1). In this case, only R8 is the first. The process is executed. When 10 images are continuously printed, the average printing rate B exceeds the reference printing rate C2, and thus the second step is not executed.
また、平均印字率Bを算出する場合は、印刷1枚毎の印字率bnに第1の工程におけるトナー吐出分を加算して算出することが好ましい。例えば、図4に示した画像では、第1の工程で(R1及びR8でのトナー吐出量)+(R6でのトナー吐出量)+(R7でのトナー吐出量)={(1.5−0)×2/8}+{(1.5−0.7)×1/8}+{(1.5−0.3)×1/8}=0.625(%)分のトナーが消費される。 Further, when calculating the average printing rate B, it is preferable to calculate by adding the toner discharge amount in the first step to the printing rate bn for each printing. For example, in the image shown in FIG. 4, in the first step (toner discharge amount at R1 and R8) + (toner discharge amount at R6) + (toner discharge amount at R7) = {(1.5− 0) × 2/8} + {(1.5−0.7) × 1/8} + {(1.5−0.3) × 1/8} = 0.625 (%) of toner. Is consumed.
即ち、画像の印字率3%と合わせて印刷1枚毎に3.625%のトナーが消費されることとなり、図4に示した画像を10枚連続して印刷した場合は平均印字率Bを3.625%として基準印字率C2との差を吐出させる。従って、トナー吐出パターンT2の印字長さはL=297×(5−3.625)×10/100≒40.8mmとなる。 That is, the toner of 3.625% is consumed for each printing together with the image printing rate of 3%, and when the image shown in FIG. The difference from the reference print rate C2 is discharged as 3.625%. Therefore, the printing length of the toner discharge pattern T2 is L = 297 × (5−3.625) × 10 / 100≈40.8 mm.
このように第1の工程におけるトナー吐出量を含めて平均印字率Bを算出することで、トナーの消費不足分に応じた適切なトナー吐出量が算出されるため、高いリフレッシュ効果を維持しつつ無駄なトナー消費を抑えることができる。なお、第1及び第2の基準印字率C1、C2は各色のトナーの特性等に応じて適宜設定される。また、ここでは平均印字率Bを算出する印刷枚数Aを10枚としたが、ユーザの使用状況等に応じて任意に設定することができる。 As described above, by calculating the average printing rate B including the toner discharge amount in the first step, an appropriate toner discharge amount corresponding to the shortage of toner consumption is calculated, so that a high refresh effect is maintained. Useless toner consumption can be suppressed. The first and second reference print rates C1 and C2 are appropriately set according to the characteristics of the toner of each color. Although the number of printed sheets A for calculating the average printing rate B is 10 here, it can be arbitrarily set according to the usage status of the user.
図6は、本発明の画像形成装置において実行されるリフレッシュ工程の一例を示すフローチャートである。図1〜図5を参照しながら、図6のステップに従いリフレッシュ工程の実行手順について説明する。なお、ここでは現像装置4a〜4dの1つについてリフレッシュ工程が実行される手順を説明するが、他の3つの現像装置についても同様の手順で実行される。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the refresh process executed in the image forming apparatus of the present invention. The execution procedure of the refresh process will be described according to the steps in FIG. 6 with reference to FIGS. Here, the procedure for executing the refresh process for one of the developing devices 4a to 4d will be described, but the same procedure is performed for the other three developing devices.
先ず、ユーザによる操作パネル50或いはパソコン等の操作により画像形成処理が開始されると、制御部90はカウンタ95により印刷枚数nをカウントするとともに(ステップS1)、一時記憶部94内のデジタル信号に基づいて印刷1枚毎に領域Rm(図4ではR1〜R8)毎の印字率bmnを算出する(ステップS2)。次に、印字率bmnと第1の基準印字率C1とを比較し(ステップS3)、bmn<C1である領域についてC1とbmnとの差を用いて領域毎のトナー吐出量を求め、さらに領域毎の印字長さLmnを算出する(ステップS4)。そして、第1の工程を実行し、感光体ドラム1上にトナー吐出パターンT1を吐出する(ステップS5)。 First, when the image forming process is started by the user operating the operation panel 50 or a personal computer, the control unit 90 counts the number of printed sheets n by the counter 95 (step S1), and outputs the digital signal in the temporary storage unit 94. Based on this, the printing rate bmn for each region Rm (R1 to R8 in FIG. 4) is calculated for each printed sheet (step S2). Next, the printing rate bmn and the first reference printing rate C1 are compared (step S3), and the toner discharge amount for each region is obtained using the difference between C1 and bmn for the region where bmn <C1. The printing length Lmn for each is calculated (step S4). Then, the first process is executed to discharge the toner discharge pattern T1 onto the photosensitive drum 1 (step S5).
このとき、中間転写ローラ7a、7bへのバイアス印加をOFFにして感光体ドラム1及び中間転写ベルト6上に略1/2ずつトナーを付着させ、感光体ドラム1上のトナーはクリーニングローラ8a、クリーニングブレード8bで、中間転写ベルト6上のトナーはベルトクリーニングブレード15でそれぞれ回収する。一方、ステップS3でbmn≧C1である領域については第1の工程を実行せずに次のステップへ進む。 At this time, the bias application to the intermediate transfer rollers 7a and 7b is turned off, and the toner is adhered to the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 by about ½, and the toner on the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning rollers 8a, The toner on the intermediate transfer belt 6 is collected by the belt cleaning blade 15 by the cleaning blade 8b. On the other hand, for the region where bmn ≧ C1 in step S3, the process proceeds to the next step without executing the first step.
その後、印刷枚数nが所定枚数Aに到達したか否かが判断され(ステップS6)、n<Aである場合はn=AとなるまでステップS1〜S5を繰り返す。そして、n=Aとなった場合は、制御部90は印刷1枚毎のトータル印字率bnに第1の工程におけるトナー吐出量を加算してA枚分積算した積算印字率を算出し、算出された積算印字率を所定枚数Aで除して平均印字率Bを算出する(ステップS7)。 Thereafter, it is determined whether or not the number n of printed sheets has reached the predetermined number A (step S6). If n <A, steps S1 to S5 are repeated until n = A. When n = A, the control unit 90 calculates an integrated print rate obtained by adding the toner discharge amount in the first step to the total print rate bn for each printed sheet and integrating the A sheets, thereby calculating The average print rate B is calculated by dividing the integrated print rate by the predetermined number A (step S7).
次に、平均印字率Bと第2の基準印字率C2とを比較し(ステップS8)、B<C2である場合は第2の基準印字率C2と平均印字率Bとの印字率差C2−Bに印刷枚数Aを乗じてトナー吐出量(C2−B)×A(%)を算出し、算出されたトナー吐出量、及び印字率算出の基準(100%)となる画像サイズの周方向長さL0に基づいて、トナー吐出パターンT2の印字長さLを算出する(ステップS9)。そして、第2の工程を実行し、感光体ドラム1上に印字長さLのトナー吐出パターンT2を吐出する(ステップS10)。一方、ステップS8においてB≧C2である場合は第2の工程を実行せずに次のステップへ進む。その後、カウンタ95のカウント数nを0にリセットして(ステップS11)再びステップS1に戻る。 Next, the average print rate B and the second reference print rate C2 are compared (step S8). If B <C2, the print rate difference C2- between the second reference print rate C2 and the average print rate B is calculated. Multiply B by the number of printed sheets A to calculate the toner discharge amount (C2−B) × A (%). The calculated toner discharge amount and the circumferential length of the image size serving as a reference (100%) for calculating the printing rate Based on the length L0, the printing length L of the toner discharge pattern T2 is calculated (step S9). Then, the second step is executed, and a toner discharge pattern T2 having a printing length L is discharged onto the photosensitive drum 1 (step S10). On the other hand, if B ≧ C2 in step S8, the process proceeds to the next step without executing the second step. Thereafter, the count number n of the counter 95 is reset to 0 (step S11), and the process returns to step S1 again.
本実施形態の画像形成装置100は、4つの現像装置4a〜4dを有するカラープリンタであるため、上記のリフレッシュ工程を各現像装置4a〜4dに対して実行する必要がある。通常、モノクロとカラーの印刷頻度は異なるため、各現像装置4a〜4dに対して所定枚数毎にトナーを吐出する第2の工程を別個に実行すると、カラー印刷に用いるシアン、マゼンタ及びイエローの現像装置4a〜4cと、モノクロ印刷に用いるブラックの現像装置4dとで第2の工程の要否を判断するタイミングがずれ、第2の工程が頻繁に実行されて印刷効率が低下するおそれがある。 Since the image forming apparatus 100 of the present embodiment is a color printer having four developing devices 4a to 4d, it is necessary to execute the refreshing process for each of the developing devices 4a to 4d. Normally, monochrome and color printing frequencies are different. Therefore, when the second step of ejecting toner to each developing device 4a to 4d for each predetermined number of sheets is performed separately, development of cyan, magenta and yellow used for color printing is performed. There is a possibility that the timing for determining whether the second step is necessary is different between the devices 4a to 4c and the black developing device 4d used for monochrome printing, and the second step is frequently executed, resulting in a decrease in printing efficiency.
そこで、各現像装置4a〜4dについて第2の工程の要否を判断するタイミング(平均印字率Bの算出タイミング)をできるだけ揃えることが好ましい。例えばモノクロの印刷頻度が高い使用状況においては、モノクロの印刷枚数がAとなったときにモノクロA枚分の平均印字率Bを算出して現像装置4dについて第2の工程の要否を判断するとともに、次にカラーの印刷枚数がAとなりカラーA枚分の平均印字率Bを算出して現像装置4a〜4cについて第2の工程の要否を判断する際(モノクロの印刷枚数A+a)にもモノクロa枚分の平均印字率Bを算出し、現像装置4dについて第2の工程の要否を判断する。このように制御すれば、現像装置4dにおける第2の工程の判断及び実行タイミングを現像装置4a〜4cのいずれか1つ以上と同期させることが可能となり、印刷効率の低下を抑制することができる。 Therefore, it is preferable that the timings for determining the necessity of the second step (calculation timing for the average printing rate B) be made as uniform as possible for each of the developing devices 4a to 4d. For example, in a usage situation in which monochrome printing frequency is high, when the number of monochrome prints becomes A, the average print rate B for monochrome A sheets is calculated to determine whether or not the second step is necessary for the developing device 4d. At the same time, when the number of color prints becomes A and the average print rate B for color A is calculated to determine whether or not the second step is necessary for the developing devices 4a to 4c (monochrome print number A + a). The average printing rate B for monochrome a sheet is calculated, and the necessity of the second step is determined for the developing device 4d. By controlling in this way, it is possible to synchronize the determination and execution timing of the second step in the developing device 4d with any one or more of the developing devices 4a to 4c, and suppress a decrease in printing efficiency. .
或いは、カラー又はモノクロのいずれか一方の印刷枚数がAに到達した時点で、他方の印刷枚数nがA−a以上A以下の範囲(A−a≦n≦A)にある場合は、その時点までの平均印字率Bを算出して現像装置4a〜4cと現像装置4dのリフレッシュ工程の要否を同時に判断するようにしても良い。 Alternatively, when the number of printed sheets of either color or monochrome reaches A and the other number of printed sheets n is in the range from Aa to A (Aa ≦ n ≦ A), at that point It is also possible to calculate the average printing rate B up to and determine simultaneously whether or not the refreshing steps of the developing devices 4a to 4c and the developing device 4d are necessary.
なお、上記実施形態では、印刷枚数A、印刷1枚毎の印字率bmn、bn、平均印字率B、第1の基準印字率C1、及び第2の基準印字率C2を用いて計算によりトナー吐出量(トナー吐出パターンT1、T2の印字長さLmn及びL)を求めているが、他の方法により印字長さLmn、Lを求めても良い。例えば、第1及び第2の工程の実行時に現像ローラ25から吐出されるトナー吐出量を印字率レベル毎に規定するトナー吐出モードが複数格納されたトナー吐出量設定テーブルを用いて印字長さLmn、Lを決定することもできる。 In the above embodiment, toner discharge is calculated by calculation using the number of printed sheets A, the printing ratios bmn and bn for each printed sheet, the average printing ratio B, the first reference printing ratio C1, and the second reference printing ratio C2. Although the amounts (printing lengths Lmn and L of the toner discharge patterns T1 and T2) are obtained, the printing lengths Lmn and L may be obtained by other methods. For example, the print length Lmn using a toner discharge amount setting table that stores a plurality of toner discharge modes for defining the toner discharge amount discharged from the developing roller 25 for each print rate level when the first and second steps are executed. , L can also be determined.
トナー吐出量設定テーブルの一例を図7に示す。図7において、トナー吐出量設定テーブルの各行には領域Rmnの印字率bmnが0%から5%以上まで1%間隔で割り当てられ、各列には0〜5まで6段階のトナー吐出モードが割り当てられている。各トナー吐出モードには、印字率レベルに応じた各領域のトナー吐出量が印字長さ(mm)で規定されている。モード0では平均印字率に関係なくトナー吐出を行わず、モード5まで各印字率レベルでのトナー吐出量が段階的に増加するように設定されている。また、各モード内では平均印字率が高くなるほどトナー吐出量が少なくなるように設定されており、平均印字率が5%以上のときはいずれのモードにおいてもトナー吐出は行われない。なお、トナー吐出モードは手動で設定しても良いし、装置内部の温湿度等に応じて自動的に設定されるようにしても良い。 An example of the toner discharge amount setting table is shown in FIG. In FIG. 7, the printing rate bmn of the region Rmn is assigned to each row of the toner discharge amount setting table from 0% to 5% or more at 1% intervals, and 6 stages of toner discharge modes from 0 to 5 are assigned to each column. It has been. In each toner discharge mode, the toner discharge amount in each region corresponding to the print rate level is defined by the print length (mm). In mode 0, toner discharge is not performed regardless of the average print rate, and the toner discharge amount at each print rate level is set to increase stepwise up to mode 5. In each mode, the toner discharge amount is set to decrease as the average printing rate increases. When the average printing rate is 5% or more, toner discharge is not performed in any mode. The toner discharge mode may be set manually or may be automatically set according to the temperature and humidity inside the apparatus.
制御部90で領域Rmnの印字率bmnが算出されると、算出された印字率bmn及び設定モードに対応する行及び列の交差する位置のトナー吐出量(領域Rmnの印字長さLmn)が決定される。例えば、算出された印字率bmnが1.5%、設定モードがMODE4であった場合、1≦bmn<2の行とモード4の列とが交差する位置の印刷1枚当りの印字長さ4.0mmが選定される。なお、ここではトナー吐出量設定テーブルを用いて第1の工程における領域Rmnのトナー吐出量を決定する方法について説明したが、第2の工程におけるトナー吐出量についても平均印字率Bとトナー吐出モードを関連づけて格納したトナー吐出量設定テーブルを用いて全く同様に決定することができる。 When the printing rate bmn of the region Rmn is calculated by the control unit 90, the calculated printing rate bmn and the toner discharge amount at the position where the row and the column corresponding to the setting mode intersect (printing length Lmn of the region Rmn) are determined. Is done. For example, when the calculated printing rate bmn is 1.5% and the setting mode is MODE4, the printing length 4 per printed sheet at the position where the row of 1 ≦ bmn <2 and the mode 4 column intersect. 0.0 mm is selected. Here, the method for determining the toner discharge amount in the region Rmn in the first step using the toner discharge amount setting table has been described, but the average print rate B and the toner discharge mode are also determined for the toner discharge amount in the second step. Can be determined in the same manner using a toner discharge amount setting table stored in association with each other.
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、制御部90において印字率及び平均印字率を算出しているが、印字率及び平均印字率の算出を行う演算部を制御部90とは別個に設けても良い。また本発明では、一例としてロータリー現像式のカラープリンタについてのみ説明したが、アナログ方式のモノクロ複写機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、現像ローラと供給ローラを備えた現像装置が搭載された種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the printing rate and the average printing rate are calculated by the control unit 90, but an arithmetic unit that calculates the printing rate and the average printing rate may be provided separately from the control unit 90. In the present invention, only a rotary development type color printer has been described as an example. Of course, the present invention can be applied to various image forming apparatuses equipped with a developing device including a developing roller and a supply roller.
図1に示した本発明の画像形成装置を用いて印刷を行った場合の、リフレッシュ工程実行時のトナー吐出パターンと画像不良との関係を調査した。試験条件は、現像ローラ25及び供給ローラ26の直径をそれぞれ14mm、13mm、現像ローラ25の感光体ドラム1に対する線速比S1を1.1倍、供給ローラ26の現像ローラ25に対する線速比S2を1.2倍、感光体ドラム1の回転速度を150mm/秒とし、各印刷動作後に領域毎のトナー吐出を行う第1の工程と、所定枚数(10枚)毎に画像幅全域のトナー吐出を行う第2の工程とを組み合わせたリフレッシュ工程を実行した場合(本発明)と、第2の工程のみを実行した場合(比較例)とで、図4に示した印字率分布の画像を連続印刷したときのベタ画像の濃度低下及び画像かぶりの発生を調査した。 When printing was performed using the image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1, the relationship between the toner ejection pattern and the image defect during the refresh process was investigated. The test conditions were 14 mm and 13 mm in diameter of the developing roller 25 and the supply roller 26, 1.1 times the linear speed ratio S1 of the developing roller 25 to the photosensitive drum 1, and the linear speed ratio S2 of the supply roller 26 to the developing roller 25. Is 1.2 times, the rotational speed of the photosensitive drum 1 is 150 mm / second, and the first step of discharging toner for each area after each printing operation, and the toner discharge of the entire image width every predetermined number (10 sheets) 4 is continuously displayed when the refresh process combined with the second process is performed (the present invention) and when only the second process is performed (comparative example). The density reduction of the solid image when printed and the occurrence of image fogging were investigated.
評価方法は、印刷された画像の濃度をマクベス(株)製の反射濃度計(RD918)を用いてID(イメージデンシティ)を測定し、ベタ画像におけるIDの低下で濃度低下を評価し、白抜き部分におけるIDの上昇で画像かぶりを評価した。結果を図8及び図9に示す。 In the evaluation method, the density of the printed image is measured by using a reflection densitometer (RD918) manufactured by Macbeth Co., Ltd., and the density reduction is evaluated by the reduction of the ID in the solid image. Image fogging was evaluated by the increase in ID at the part. The results are shown in FIGS.
図8から明らかなように、本発明(図に□印で表示)では、10,000枚印刷後においてもID値は1.33であり、初期値(1.4)から殆ど低下しなかった。一方、比較例(図に黒丸印で表示)では、10,000枚印刷後にID値が1.1まで低下した。 As is clear from FIG. 8, in the present invention (indicated by □ in the figure), the ID value was 1.33 even after printing 10,000 sheets, and was hardly lowered from the initial value (1.4). . On the other hand, in the comparative example (indicated by black circles in the figure), the ID value decreased to 1.1 after printing 10,000 sheets.
また、図9から明らかなように、本発明(図に□印で表示)では、10,000枚印刷後においても白抜き部分のID値は0.07であり、画像かぶりは肉眼で気にならない程度であった。一方、比較例(図に黒丸印で表示)では、10,000枚印刷後にID値が0.12まで上昇し、顕著な画像かぶりが認められた。 Further, as is clear from FIG. 9, in the present invention (indicated by □ in the figure), the ID value of the white portion is 0.07 even after printing 10,000 sheets, and the image fog is not noticeable with the naked eye. It was a grade that did not become. On the other hand, in the comparative example (indicated by black circles in the figure), the ID value increased to 0.12 after 10,000 sheets were printed, and noticeable image fogging was observed.
この結果より、第1の工程と第2の工程とを組み合わせた本発明では、第2の工程のみを実行する比較例に比べて高いリフレッシュ効果が得られ、濃度低下や画像かぶりを効果的に抑制できることが確認された。 From this result, in the present invention in which the first step and the second step are combined, a higher refreshing effect is obtained compared to the comparative example in which only the second step is executed, and the density reduction and image fog are effectively reduced. It was confirmed that it can be suppressed.
本発明は、像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体を有し、像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、印刷画像の印字率に基づいてトナー担持体からのトナー吐出量を制御する制御手段と、を備え、非画像形成時にトナー担持体側から像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、リフレッシュ工程は、各印刷動作の直後に画像幅方向に分割された複数の領域毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する第1の工程と、所定の印刷枚数毎に算出される画像幅全域の平均印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を決定する第2の工程とを組み合わせて構成される。 The present invention comprises a developing device that has a toner carrier that is disposed opposite to an image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier, and forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the surface of the image carrier. And a control means for controlling the amount of toner discharged from the toner carrier based on the printing rate of the printed image, and capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier to the image carrier during non-image formation. In the apparatus, the refresh step determines the necessity and amount of toner discharge for each region based on the printing rate calculated for each of the plurality of regions divided in the image width direction immediately after each printing operation. The process is combined with a second process for determining the necessity and amount of toner discharge based on the average print ratio of the entire image width calculated for each predetermined number of printed sheets.
これにより、極端に印字率が低い画像や印刷領域内の印字率に偏りのある画像が連続して印刷される場合でもリフレッシュ効果を一層高めることができ、画像かぶりや濃度低下等の発生を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することができる。また、第1の工程で吐出されたトナー量を加算して算出された平均印字率に基づいて第2の工程の要否及びトナー吐出量が決定されるので、無駄なトナー消費やリフレッシュ工程の実行による画像形成効率の低下を極力抑えた画像形成装置となる。 As a result, even when an image with an extremely low printing rate or an image with a biased printing rate in the printing area is continuously printed, the refreshing effect can be further enhanced, and the occurrence of image fogging, density reduction, etc. is effective. It is possible to provide an image forming apparatus that can prevent the problem. Further, since the necessity of the second step and the toner discharge amount are determined based on the average printing rate calculated by adding the toner amount discharged in the first step, wasteful toner consumption and the refresh step are performed. An image forming apparatus that suppresses a decrease in image forming efficiency due to execution as much as possible.
また、カラー画像形成装置のように複数の現像装置を備えている場合、少なくとも2つ以上の現像装置における平均印字率を同時期に算出すれば、各現像装置における第2の工程の実行タイミングをある程度揃えて印刷効率の低下を抑制することができ、連続印刷中の印刷中断による画像形成効率の低下を極力防止するとともに、待ち時間によるユーザの心理的負担も軽減される。さらに、第1の工程の実行時に一次転写バイアスをOFFとして像担持体及び中間転写体の幅方向にトナーを略均等に付着させるようにすれば、像担持体の研磨状態のばらつきやトナー外添剤の影響による中間転写体の表面状態のばらつきを抑制可能となる。 Further, when a plurality of developing devices are provided like a color image forming apparatus, if the average printing rate in at least two developing devices is calculated at the same time, the execution timing of the second step in each developing device can be determined. A reduction in printing efficiency can be suppressed by aligning to some extent, and a reduction in image formation efficiency due to printing interruption during continuous printing is prevented as much as possible, and a psychological burden on the user due to waiting time is reduced. Furthermore, if the primary transfer bias is turned off during the first step so that the toner adheres substantially evenly in the width direction of the image carrier and the intermediate transfer member, variations in the polishing state of the image carrier and toner external addition can be achieved. Variations in the surface state of the intermediate transfer member due to the influence of the agent can be suppressed.
1 感光体ドラム(像担持体)
4 現像ユニット
4a〜4d 現像装置
6 中間転写ベルト(中間転写体)
7a、7b 中間転写ローラ
25 現像ローラ(トナー担持体)
26 供給ローラ
90 制御部(制御手段)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
94 一時記憶部
95 カウンタ
100 画像形成装置
T1 トナー吐出パターン(第1の工程)
T2 トナー吐出パターン(第2の工程)
Lmn、L (トナー吐出パターンの)周方向の印字長さ
1 Photosensitive drum (image carrier)
4 Developing unit 4a to 4d Developing device 6 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
7a, 7b Intermediate transfer roller 25 Developing roller (toner carrier)
26 Supply roller 90 Control section (control means)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
94 Temporary Storage Unit 95 Counter 100 Image Forming Apparatus T1 Toner Discharge Pattern (First Step)
T2 Toner ejection pattern (second process)
Lmn, L Print length in the circumferential direction (of the toner ejection pattern)
Claims (3)
印刷画像の印字率に基づいて前記トナー担持体からのトナー吐出量を制御する制御手段と、を備え、
非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、
前記リフレッシュ工程は、各印刷動作の直後に画像幅方向に分割された複数の領域毎に算出される印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を各領域について決定する第1の工程と、所定の印刷枚数毎に算出される画像幅全域の平均印字率に基づいてトナー吐出の要否及び吐出量を決定する第2の工程とを組み合わせて構成され、
前記制御手段は、前記第1の工程におけるトナー吐出量を加算した画像幅全域の平均印字率を所定の印刷枚数毎に算出し、該平均印字率に基づいて前記第2の工程の要否及びトナー吐出量を決定することを特徴とする画像形成装置。 A developing device that has a toner carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier, and forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the surface of the image carrier;
Control means for controlling the amount of toner discharged from the toner carrier based on the printing rate of the printed image,
In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation,
The refreshing step includes a first step of determining the necessity and amount of toner discharge for each region based on a printing rate calculated for each of a plurality of regions divided in the image width direction immediately after each printing operation. The second step of determining the necessity and amount of toner discharge based on the average printing rate of the entire image width calculated for each predetermined number of printed sheets ,
The control means calculates an average print rate over the entire image width obtained by adding the toner discharge amount in the first step for each predetermined number of printed sheets, and determines whether the second step is necessary based on the average print rate. An image forming apparatus that determines a toner discharge amount .
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