JP2007264510A - Image forming apparatus - Google Patents

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貴史 布施
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of preventing an image defect associated with the deterioration of developer. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is equipped with: an image information signal integrating means to integrate an image information signal; a developer carrier revolving speed integrating means 10 to calculate and integrate the revolving speed of a developer carrier; a developer forcibly consuming means to forcibly consume developer without outputting it as an image; and a control means 9 to control the developer forcibly consuming means based on an integrated value from the developer carrier revolving speed integrating means 10 and an integrated value from the image information signal integrating means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば電子写真式或は静電記録式等により像担持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置にて可視画像とする、例えば複写機やプリンタ等とされる画像形成装置に関するものである。   In the present invention, an electrostatic latent image corresponding to an image information signal is formed on an image carrier by, for example, electrophotography or electrostatic recording, and the electrostatic latent image is converted into a visible image by a developing device. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.

図8に、従来の画像形成装置の一例を示す。本例にて、電子写真画像形成装置100は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」という。)1を回転自在に有している。その感光ドラム1を帯電装置2で一様に帯電し、次に例えばレーザービームスキャナのような露光装置3によって情報信号を露光して静電潜像を形成し、現像手段である現像装置4で可視像化する。次に、その可視像を転写装置5により、転写材搬送手段(図示せず)により搬送されてきた記録媒体である転写材Pに転写し、更に定着装置6にて定着して永久画像を得る。また、感光ドラム1上の転写残トナーはクリーニング装置7により除去する。   FIG. 8 shows an example of a conventional image forming apparatus. In this example, the electrophotographic image forming apparatus 100 has a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 that is an image bearing member in a freely rotatable manner. The photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging device 2 and then an information signal is exposed by an exposure device 3 such as a laser beam scanner to form an electrostatic latent image. The developing device 4 is a developing unit. Visualize. Next, the visible image is transferred by the transfer device 5 to the transfer material P that is a recording medium conveyed by a transfer material conveying means (not shown), and further fixed by the fixing device 6 to form a permanent image. obtain. Further, the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning device 7.

次に、上記現像装置4について説明する。   Next, the developing device 4 will be described.

現像装置4は、現像容器4a、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ4bを備えている。現像スリーブ4bは、その外周面の一部を現像装置4の外部に露呈させて、現像容器4a内に回転可能に配置され、現像スリーブ4b内には、非回転に固定してマグネットローラ4cが挿設されている。現像スリーブ4bに対向して、現像剤コーティングブレード4dが設けられている。現像容器4aは、2成分現像剤4eを収容しており、現像容器4a内の底部側には現像剤攪拌部材4fが配役されている。又、補給用トナーがトナー補給槽4gに収容されている。   The developing device 4 includes a developing container 4a and a nonmagnetic developing sleeve 4b as a developer carrying member. The developing sleeve 4b is rotatably arranged in the developing container 4a with a part of the outer peripheral surface thereof exposed to the outside of the developing device 4, and the developing roller 4b is fixed in a non-rotating manner and has a magnet roller 4c. It is inserted. A developer coating blade 4d is provided opposite to the developing sleeve 4b. The developing container 4a contains a two-component developer 4e, and a developer stirring member 4f is cast on the bottom side in the developing container 4a. Further, replenishing toner is accommodated in the toner replenishing tank 4g.

現像容器4a内の2成分現像剤(現像剤)4eは、主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。現像容器4a内では、2成分からなる現像剤を摺擦してトナーに所定の電荷を付与している。   The two-component developer (developer) 4e in the developing container 4a is mainly a mixture of a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and is stirred by the developer stirring member 4f. In the developing container 4a, a two-component developer is rubbed to give a predetermined charge to the toner.

トナーは、顔料が分散されたポリエステル、スチレンアクリル等の粒子であり、フェライト等の磁性体をアクリル、シリコーン樹脂等でコートしたキャリアとの摺擦で電荷を与えられる。所定の電位に定められた潜像を一定の濃度で安定して現像するためには、トナーの電荷が安定していることが必要であり、そのためには現像容器4a内で現像剤が十分に拘束されて摺擦されなければならない。また、この摺擦でトナーに与えられる電荷は、主としてキャリアの電荷付与能力と、現像剤の抵抗値とによって決まる。   The toner is particles such as polyester or styrene acrylic in which a pigment is dispersed, and is given an electric charge by rubbing against a carrier in which a magnetic material such as ferrite is coated with acrylic or silicone resin. In order to stably develop a latent image set at a predetermined potential at a constant density, it is necessary that the charge of the toner is stable. For this purpose, the developer is sufficiently contained in the developing container 4a. Must be restrained and rubbed. The charge given to the toner by this rubbing is mainly determined by the charge imparting ability of the carrier and the resistance value of the developer.

現像スリーブ4bは、感光ドラム1と近接対向配設される。この感光ドラム1と現像スリーブ4bとの対向部が現像部cである。現像スリーブ4bは、現像部cにおいて感光ドラム1の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ4b内のマグネットローラ4cの磁力により、現像容器4a内の二成分現像剤4eの一部が現像スリーブ4bの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ4bの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像部cにおいて感光ドラム1の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。   The developing sleeve 4b is disposed in close proximity to the photosensitive drum 1. A facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b is a developing portion c. The developing sleeve 4b is rotationally driven in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1 in the developing unit c. Due to the magnetic force of the magnet roller 4c in the developing sleeve 4b, a part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b as a magnetic brush layer. The magnetic brush layer is rotated and conveyed with the rotation of the developing sleeve 4b, and is layered into a predetermined thin layer by the developer coating blade 4d, and comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing portion c to contact the surface of the photosensitive drum. Rub moderately.

現像スリーブ4bには、電源S2から所定の現像バイアスが印加される。現像スリーブ4bに対する現像バイアス電圧は、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。   A predetermined developing bias is applied from the power source S2 to the developing sleeve 4b. The developing bias voltage for the developing sleeve 4b is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac).

上記構成にて、現像剤4eが、回転する現像スリーブ4bの面に薄層としてコーティングされる。この現像スリーブ4b上に薄層状にコーティングされた現像剤4e中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光ドラム1の表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー像として現像される。   With the above configuration, the developer 4e is coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b. The toner in the developer 4e coated in a thin layer on the developing sleeve 4b selectively adheres to the surface of the photosensitive drum 1 corresponding to the electrostatic latent image by the electric field due to the developing bias, and the electrostatic latent image is formed. Developed as a toner image.

現像時には消費されたトナーは、トナー補給槽4gから補給される。この補給量は、光学的或いは電磁気的な手段による現像剤濃度検知手段(図示せず)からの信号を元にCPU(図示せず)が決定する。   Toner consumed during development is supplied from the toner supply tank 4g. This replenishment amount is determined by a CPU (not shown) based on a signal from a developer concentration detecting means (not shown) by optical or electromagnetic means.

現像装置4は、前記構成により、現像剤攪拌部材4fによって現像スリーブ4bの表面に供給された現像剤を、マグネットローラ4cの磁力にて磁気ブラシの状態で保持する。磁気ブラシ状の現像剤は、現像スリーブ4bの回転に基づいて感光ドラム1との対向部(現像部)cに搬送されるが、現像剤コーティングブレード4dで、磁気ブラシを穂切りして現像部cに搬送される現像剤量を適正に維持する。   With the above-described configuration, the developing device 4 holds the developer supplied to the surface of the developing sleeve 4b by the developer stirring member 4f in a magnetic brush state by the magnetic force of the magnet roller 4c. The magnetic brush-like developer is conveyed to a portion (developing unit) c facing the photosensitive drum 1 based on the rotation of the developing sleeve 4b. The developer coating blade 4d cuts off the magnetic brush and develops the developing unit. The amount of developer conveyed to c is properly maintained.

しかしながら、前記従来例では、以下に述べるような現象があった。   However, the conventional example has the following phenomenon.

つまり、現像剤中のトナーは、現像されることで消費され、トナー補給槽から補給され、画像を出力することで、現像剤中のトナーは入れ替わっていくことになる。しかし、消費するトナー量が少ない画像を連続して出力し続けた場合、トナーの入れ替わりはわずかずつしか行われず、結果として1つのトナーが現像装置4中に存在する時間が長くなる。そのために、長期に渡って現像剤コーティングブレード4d及びその周辺で摺擦され、現像剤攪拌部材4fで撹拌されることになる。   That is, the toner in the developer is consumed by being developed, replenished from the toner replenishing tank, and the toner in the developer is replaced by outputting an image. However, when images that consume a small amount of toner are continuously output, the toner is replaced little by little, and as a result, the time during which one toner exists in the developing device 4 becomes longer. For this reason, the developer coating blade 4d and its surroundings are rubbed for a long time and stirred by the developer stirring member 4f.

このようにして長期的に摺擦、撹拌を繰り返された現像剤中のトナーは、形状が不規則になったり、粒径の分布に偏りを生じたり、また、現像剤に流動性を向上させる目的で添加さている酸化チタン粒子等の外添剤がトナー表面に埋め込まれたりしていく。その結果、現像剤の流動性が低下する等の劣化が生じ、所望の画質を保った画像が得られなくなることがある。   Thus, the toner in the developer that has been repeatedly rubbed and stirred for a long period of time becomes irregular in shape, uneven in particle size distribution, and improves the fluidity of the developer. External additives such as titanium oxide particles added for the purpose are embedded in the toner surface. As a result, deterioration such as a decrease in the fluidity of the developer may occur, and an image having a desired image quality may not be obtained.

また、トナーの持つ電荷は通常、現像剤コーティングブレード4d及びその周辺で数回摺擦されることで安定するが、更に摺擦が繰り返されることで徐々に電荷が付与されていき、所定の電荷量を大きく上回ってしまうことがある。   In addition, the charge of the toner is usually stabilized by rubbing several times around the developer coating blade 4d and its surroundings. However, the charge is gradually given by repeating rubbing, and a predetermined charge is obtained. It may greatly exceed the amount.

このようにしてトナーの持つ電荷が上昇していくと、感光ドラム1上に形成された現像スリーブ4bに対する電位差の等しい潜像に対し、トナーが付着する量が初期の状態に比べて減少する。これは、画像出力した際に濃度の低下、低濃度部分の粒状性の悪化といった、画質の劣化として現れる。   As the charge of the toner increases in this way, the amount of toner adhering to the latent image having the same potential difference with respect to the developing sleeve 4b formed on the photosensitive drum 1 decreases compared to the initial state. This appears as image quality deterioration such as a decrease in density and a decrease in graininess in the low density portion when the image is output.

そこで、特許文献1に記載される技術が提案されている。つまり、画像の濃度情報に基づき画像比率の大小を判断する手段と、画像比率情報に従ってトナーを強制的に消費させる手段と、を備え、画像比率が所定値よりも低い画像が作像されたときにトナーを強制的に消費させる。これにより、濃度低下、低濃度部分の粒状性の悪化といった、画質の劣化を防止しようとするものである。
特開平9−034243号公報
Therefore, a technique described in Patent Document 1 has been proposed. That is, when an image having an image ratio lower than a predetermined value is formed, including means for determining the size of the image ratio based on the density information of the image and means for forcibly consuming the toner according to the image ratio information The toner is forcibly consumed. Thereby, it is intended to prevent deterioration of image quality such as density reduction and deterioration of graininess in a low density portion.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-034243

しかしながら、上記従来例のようなトナーを強制的に消費させる技術では、画像比率として転写材の表面積に対するトナー像の総面積の割合を用いており、非作像時(紙間、自動制御時など)の現像スリーブの空回転が考慮されていないという問題があった。   However, in the technology for forcibly consuming the toner as in the above-described conventional example, the ratio of the total area of the toner image to the surface area of the transfer material is used as the image ratio. ) Of the developing sleeve is not taken into consideration.

ここで、図9(a)、(b)を用いて、従来用いられていた画像比率に基づくトナー消費量の算出方法の問題点について説明する。   Here, with reference to FIGS. 9A and 9B, problems of a conventionally used toner consumption calculation method based on an image ratio will be described.

図9(a)、(b)は、連続作像中のある一定時間内に、現像スリーブが作像可能な範囲の中を、異なる紙間で画像が作像されていく様子を示すイメージ図である。   FIGS. 9A and 9B are image diagrams showing how images are formed between different papers within a range where the developing sleeve can form images within a certain period of time during continuous image formation. is there.

実際の画像形成装置においては、両面作像や、厚紙などの紙種に作像する場合には、搬送機構や定着装置の温調の関係上、紙間を長くしていることがあり、図9(a)、(b)のような状況が発生することが考えられる。   In an actual image forming apparatus, when the image is formed on a double-sided image or a paper type such as cardboard, the interval between the sheets may be lengthened due to the temperature control of the transport mechanism and the fixing device. 9 It is conceivable that a situation such as (a) and (b) occurs.

ここで、図9(a)、(b)においては、簡略化のために、画像サイズは同じサイズであり、画像比率はともに5%であるとして、ある一定時間内における図9(a)と図9(b)の作像枚数の比が3:2になるような紙間をとっている。   Here, in FIGS. 9A and 9B, for simplification, it is assumed that the image size is the same and the image ratio is 5%, and FIG. 9A and FIG. The space between the sheets is such that the ratio of the number of image formations in FIG. 9B is 3: 2.

図9(a)、(b)のような条件で画像が作成された場合、同じ作像可能範囲内で消費されるトナーの量は3:2で図9(a)の方が多くなる。しかし、従来のトナー消費量算出方法では、図9(a)と図9(b)の場合において、画像比率はともに5%とされている。   When an image is created under the conditions shown in FIGS. 9A and 9B, the amount of toner consumed within the same imageable range is 3: 2, and the amount shown in FIG. 9A is larger. However, in the conventional toner consumption calculation method, the image ratio is 5% in both the cases of FIGS. 9A and 9B.

このように、従来用いられていた画像比率に基づくトナー消費量の算出方法では、一定時間内で現像スリーブの回転距離が同じで、トナー消費量が異なるにも拘わらず、画像比率としては同じ5%として計算していた。即ち、紙間が長くなるほど、画像比率に比較して実際のトナー消費量が小さくなっていた。   As described above, in the conventional toner consumption amount calculation method based on the image ratio, the same image ratio is obtained even though the rotation distance of the developing sleeve is the same within a certain time and the toner consumption is different. It was calculated as a percentage. That is, the longer the interval between sheets, the smaller the actual toner consumption compared to the image ratio.

また、同様に、紙サイズが異なる場合にも、紙間が変わることが一般的であり、紙間が長くなるほど、画像比率に比較して実際のトナー消費量が小さくなっていた。   Similarly, even when the paper sizes are different, the paper interval is generally changed. The longer the paper interval, the smaller the actual toner consumption compared to the image ratio.

更に、作像時以外の自動制御においても、現像剤の帯電量適性化などのために現像スリーブの空回転を行うモードが存在する。従来の算出方法においては、このような現像スリーブの空回転時間も考慮されていなかった。   Further, even in automatic control other than during image formation, there is a mode in which the developing sleeve is idled in order to optimize the charge amount of the developer. In the conventional calculation method, such idle rotation time of the developing sleeve is not taken into consideration.

上記のように、従来の方法では、紙間(非作像領域)や紙サイズが異なる作像条件、自動制御による現像スリーブの空回転時間が異なる環境条件であっても、画像比率として転写材の表面積に対するトナー像の総面積の割合を用いていた。   As described above, according to the conventional method, the transfer ratio can be used as the image ratio even in the image forming conditions with different paper intervals (non-image forming areas) and paper sizes, and under the environmental conditions in which the idle rotation time of the developing sleeve is automatically controlled. The ratio of the total area of the toner image to the surface area of the toner was used.

実際には、このような現像スリーブの空回転時にも現像剤の劣化が起こるため、紙間が長い作像条件や、自動制御が入り易い(或いは、制御時間が長くなり易い)環境条件で作像する場合には、劣化が促進される虞がある。   Actually, since the developer is deteriorated even when the developing sleeve is idling, the image is produced under an image forming condition where a paper interval is long and an automatic condition in which automatic control is easily performed (or control time is likely to be long). In the case of imaging, deterioration may be accelerated.

従って、本発明の目的は、現像剤の劣化に伴う画像不良を防止することができる画像形成装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing image defects due to deterioration of a developer.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
画像情報信号に対応した静電像が形成される像担持体と、
現像剤を収納する現像容器と、前記現像容器内に回転可能に配置され、前記現像容器内に収納された現像剤を担持し搬送し、前記像担持体上の静電像を現像する現像剤担持体と、を備えた現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記画像情報信号を積算する画像情報信号積算手段と、
前記現像剤担持体の回転数を算出し、積算する現像剤担持体回転数積算手段と、
前記現像剤を、画像として出力せずに強制的に消費させる現像剤強制消費手段と、
前記現像剤強制消費手段を、前記現像剤担持体回転数積算手段からの積算値と、前記画像情報信号積算手段からの積算値とに基づいて制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置である。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention
An image carrier on which an electrostatic image corresponding to the image information signal is formed;
A developer container that stores the developer, and a developer that is rotatably disposed in the developer container, carries and conveys the developer housed in the developer container, and develops an electrostatic image on the image carrier. A developing device comprising a carrier;
In an image forming apparatus having
Image information signal integrating means for integrating the image information signal;
A developer carrying member rotational speed integrating means for calculating and integrating the rotational speed of the developer carrying member;
Developer forcible consumption means for forcibly consuming the developer without outputting it as an image;
Control means for controlling the developer forcible consumption means based on the integrated value from the developer carrier rotation speed integrating means and the integrated value from the image information signal integrating means;
An image forming apparatus comprising:

本発明によれば、現像剤担持体の回転数の積算値と画像情報信号の積算値とに基づいて現像剤を強制的に消費させることができるため、より効果的に現像剤の劣化を防止することができる。   According to the present invention, since the developer can be forcibly consumed based on the integrated value of the rotation speed of the developer carrier and the integrated value of the image information signal, the deterioration of the developer can be prevented more effectively. can do.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリンタとされる。
Example 1
FIG. 1 shows an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. In this embodiment, the image forming apparatus is an electrophotographic laser beam printer.

本実施例の画像形成装置は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム1を回転自在に有している。感光ドラム1は、その周囲に、回転方向に沿って、帯電手段としての帯電装置2を備えている。感光ドラム1は、帯電装置2にて一様に帯電され、次に、例えばレーザービームスキャナのような露光装置3によって情報信号を露光して静電潜像が形成される。感光ドラム1の静電潜像は、現像剤(トナー)を収納した現像手段である現像装置4で現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。次に、感光ドラム1上のトナー像は、転写手段としての転写装置5により、転写材搬送手段(図示せず)により搬送されてきた記録媒体としての転写材Pに転写される。転写材Pは、定着装置6に送給され、転写材P上のトナー像は、定着して永久画像となる。また、感光ドラム1上の転写残トナーはクリーニング装置7により除去する。   The image forming apparatus of this embodiment has a drum-shaped electrophotographic photosensitive member that is an image carrier, that is, a photosensitive drum 1 rotatably. The photosensitive drum 1 includes a charging device 2 as a charging unit around the photosensitive drum 1 in the rotation direction. The photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging device 2 and then an information signal is exposed by an exposure device 3 such as a laser beam scanner to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed by a developing device 4 which is a developing unit containing a developer (toner), and becomes a visible image, that is, a toner image. Next, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material P as a recording medium conveyed by a transfer material conveying means (not shown) by a transfer device 5 as a transfer means. The transfer material P is fed to the fixing device 6, and the toner image on the transfer material P is fixed and becomes a permanent image. Further, the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning device 7.

次に、上記各画像形成プロセス手段について更に詳しく説明する。   Next, the image forming process means will be described in more detail.

(a)像担持体
画像形成装置100は、上述のように、像担持体として、感光ドラム1を有する。本実施例において、感光ドラム1は、帯電特性が負帯電性の有機光導電体(OPC)であり、外径30mm、中心支軸を中心に130mm/secのプロセススピード(周速度)をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
(A) Image carrier As described above, the image forming apparatus 100 includes the photosensitive drum 1 as an image carrier. In this embodiment, the photosensitive drum 1 is an organic photoconductor (OPC) having a negative charging property, and has an outer diameter of 30 mm and an arrow having a process speed (peripheral speed) of 130 mm / sec centering on the central support shaft. It is rotated counterclockwise.

(b)帯電手段
画像形成装置100は、感光ドラム1表面を一様に帯電処理する帯電手段として、接触帯電装置(接触帯電器)2を有する。本実施例において、接触帯電装置2は、帯電ローラ(ローラ帯電器)であり、感光ドラム1との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して、帯電部(帯電ニップ部、接触部)aにおいて感光ドラム1を帯電する。
(B) Charging Unit The image forming apparatus 100 includes a contact charging device (contact charger) 2 as a charging unit that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1. In this embodiment, the contact charging device 2 is a charging roller (roller charger), and a charging portion (charging nip portion, contact portion) using a discharge phenomenon that occurs in a minute gap between the photosensitive drum 1 and the contact charging device 2. At a, the photosensitive drum 1 is charged.

帯電ローラ2は、芯金(支持部材)2bの両端部をそれぞれ軸受け部材(図示せず)により回転自在に保持されると共に、押圧ばね2aによって感光ドラム1に向かって付勢して、感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ2は、感光ドラム1の回転に従動して回転する。   The charging roller 2 is rotatably held at both ends of a core metal (support member) 2b by a bearing member (not shown), and is urged toward the photosensitive drum 1 by a pressing spring 2a. 1 is brought into pressure contact with a predetermined pressing force. As a result, the charging roller 2 rotates following the rotation of the photosensitive drum 1.

帯電ローラ2の芯金2bには、CPU9によって制御される電源S1より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転する感光ドラム1の表面は、所定の極性、電位に接触帯電処理される。   A charging bias voltage of a predetermined condition is applied to the cored bar 2b of the charging roller 2 from a power source S1 controlled by the CPU 9. As a result, the surface of the rotating photosensitive drum 1 is contact-charged with a predetermined polarity and potential.

本実施例において、帯電ローラ2に対する帯電バイアス電圧は、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−500Vの直流電圧と、周波数1.3kHz、ピーク間電圧Vpp1.5kV、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、感光ドラム1表面は帯電ローラ2に印加した直流電圧と同じ−500V(暗電位Vd)に一様に接触帯電処理される。   In the present embodiment, the charging bias voltage for the charging roller 2 is an oscillating voltage in which a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac) are superimposed. More specifically, it is an oscillating voltage in which a DC voltage of −500 V, a frequency of 1.3 kHz, a peak-to-peak voltage Vpp of 1.5 kV, and a sinusoidal AC voltage are superimposed. By this charging bias voltage, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly contact-charged to −500 V (dark potential Vd) which is the same as the DC voltage applied to the charging roller 2.

(c)露光手段
画像形成装置100は、帯電処理された感光ドラム1の面に静電潜像を形成する露光手段として露光装置3を有する。本実施例において、露光装置3は半導体レーザーを用いたレーザービームスキャナである。
(C) Exposure Unit The image forming apparatus 100 includes an exposure unit 3 as an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 that has been charged. In this embodiment, the exposure apparatus 3 is a laser beam scanner using a semiconductor laser.

レーザービームスキャナ3は、画像読み取り装置(図示せず)などのホスト処理装置から画像形成装置側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光Lを出力する。レーザー光Lは、一様に帯電処理された回転する感光ドラム1の表面を、露光位置(露光部)bにおいて走査露光(イメージ露光)する。このレーザー走査露光により、感光ドラム1の表面のレーザー光Lで照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム1の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。   The laser beam scanner 3 outputs a laser beam L modulated in accordance with an image signal sent from a host processing device such as an image reading device (not shown) to the image forming device side. The laser beam L scans (image exposes) the surface of the rotating photosensitive drum 1 that has been uniformly charged at the exposure position (exposure unit) b. By this laser scanning exposure, the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser light L is lowered, and electrostatic latent images corresponding to image information are sequentially formed on the surface of the rotating photosensitive drum 1. To go.

(d)現像手段
画像形成装置100は、感光ドラム1上の静電潜像に従って現像剤を供給し、静電潜像をトナー像として反転現像する現像手段としての現像装置4を有する。本実施例において、現像装置4は、トナーとキヤリアからなる2成分現像剤による磁気ブラシを、感光ドラム1に接触させながら現像を行う2成分接触現像方式を採用した現像装置である。
(D) Developing Unit The image forming apparatus 100 includes a developing device 4 as a developing unit that supplies a developer according to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and reversely develops the electrostatic latent image as a toner image. In the present embodiment, the developing device 4 is a developing device that employs a two-component contact developing system that performs development while bringing a magnetic brush made of a two-component developer composed of toner and carrier into contact with the photosensitive drum 1.

現像装置4は、現像容器4a、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ4bを備えている。現像スリーブ4bは、その外周面の一部を現像装置4の外部に露呈させて、現像容器4a内に回転可能に配置してある。現像スリーブ4b内には、非回転に固定してマグネットローラ4cが挿設されている。現像スリーブ4bに対向して、現像剤コーティングブレード4dが設けられている。現像容器4aは、2成分現像剤4eを収容しており、現像容器4a内の底部側には現像剤攪拌部材4fが配設されている。又、補給用現像剤(トナー)がトナー補給槽4gに収容されている。   The developing device 4 includes a developing container 4a and a nonmagnetic developing sleeve 4b as a developer carrying member. The developing sleeve 4b is rotatably arranged in the developing container 4a with a part of the outer peripheral surface thereof exposed to the outside of the developing device 4. In the developing sleeve 4b, a magnet roller 4c is inserted in a non-rotating manner. A developer coating blade 4d is provided opposite to the developing sleeve 4b. The developing container 4a contains a two-component developer 4e, and a developer stirring member 4f is disposed on the bottom side in the developing container 4a. A replenishment developer (toner) is accommodated in the toner replenishing tank 4g.

現像容器4a内の2成分現像剤4eは、主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。   The two-component developer 4e in the developing container 4a is mainly a mixture of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier, and is stirred by the developer stirring member 4f.

本実施例において磁性キャリアの抵抗は約1013Ω・cmであり、粒径(体積平均粒径)は約40μmである。体積平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置HEROS(日本電子製)を用いて、0.5〜350μmの範囲を32対数分割して測定し、体積50%メジアン径を意味する。トナーは、磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。 In this embodiment, the resistance of the magnetic carrier is about 10 13 Ω · cm, and the particle size (volume average particle size) is about 40 μm. The volume average particle diameter means a 50% median diameter measured by dividing the range of 0.5 to 350 μm into 32 logarithms using a laser diffraction particle size distribution measuring device HEROS (manufactured by JEOL Ltd.). The toner is triboelectrically charged to a negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.

現像スリーブ4bは、感光ドラム1との最近接距離(S−Dgap)を350μmに保持して感光ドラム1に近接対向配設される。この感光ドラム1と現像スリーブ4bとの対向部が現像部cである。   The developing sleeve 4b is disposed in close proximity to the photosensitive drum 1 while maintaining the closest distance (S-Dgap) to the photosensitive drum 1 at 350 μm. A facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b is a developing portion c.

現像スリーブ4bは、現像部cにおいて感光ドラム1の進行方向とは逆方向に感光ドラム1の約1.5倍のプロセススピード(本実施例では、200mm/sec)で回転駆動される。現像スリーブ4b内のマグネットローラ4cの磁力により、現像容器4a内の2成分現像剤4eの一部が現像スリーブ4bの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ4bの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像部cにおいて感光ドラム1の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。   The developing sleeve 4b is rotationally driven in the developing portion c at a process speed (200 mm / sec in this embodiment) approximately 1.5 times that of the photosensitive drum 1 in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1. Due to the magnetic force of the magnet roller 4c in the developing sleeve 4b, a part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b as a magnetic brush layer. The magnetic brush layer is rotated and conveyed with the rotation of the developing sleeve 4b, and is layered into a predetermined thin layer by the developer coating blade 4d, and comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing portion c to contact the surface of the photosensitive drum. Rub moderately.

現像スリーブ4bには、CPU9によって制御される電源S2から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において、現像スリーブ4bに対する現像バイアス電圧は、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−350Vの直流電圧と、周波数8.0kHz、ピーク間電圧1.8kV、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。   A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 4b from a power source S2 controlled by the CPU 9. In this embodiment, the developing bias voltage for the developing sleeve 4b is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically, it is an oscillating voltage in which a DC voltage of −350 V, a frequency of 8.0 kHz, a peak-to-peak voltage of 1.8 kV, and a rectangular wave AC voltage are superimposed.

上記構成にて、現像剤4eが、回転する現像スリーブ4bの面に薄層としてコーティングされる。現像部cに搬送された現像剤4e中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光ドラム1の表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー像として現像される。本実施例の場合、感光ドラム1の表面の露光部にトナーが付着して静電潜像が反転現像され、トナー像とされる。   With the above configuration, the developer 4e is coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b. The toner in the developer 4e conveyed to the developing unit c is selectively attached to the surface of the photosensitive drum 1 corresponding to the electrostatic latent image by the electric field due to the developing bias, and the electrostatic latent image is developed as a toner image. The In this embodiment, toner adheres to the exposed portion of the surface of the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed to form a toner image.

(e)転写手段、定着手段、クリーニング手段
画像形成装置100は、転写手段として転写装置5を有する。本実施例においては、転写装置5は転写ローラである。転写ローラ5は、感光ドラム1に所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が転写部dである。この転写部dに転写材搬送手段(図示せず)により所定の制御タイミングにて転写材Pが給送される。
(E) Transfer Unit, Fixing Unit, and Cleaning Unit The image forming apparatus 100 includes the transfer device 5 as a transfer unit. In this embodiment, the transfer device 5 is a transfer roller. The transfer roller 5 is pressed against the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and the pressure nip portion is a transfer portion d. The transfer material P is fed to the transfer portion d at a predetermined control timing by a transfer material conveying means (not shown).

転写部dに給送された転写材Pは、回転する感光ドラム1と転写ローラ5との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ5にはCPU9によって制御される電源S3からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では+2kVが印加される。これにより、転写部dを挟持搬送されていく転写材Pの表面に感光ドラム1の表面側のトナー像が順次に静電転写されていく。   The transfer material P fed to the transfer part d is nipped and conveyed between the rotating photosensitive drum 1 and the transfer roller 5. In the meantime, a positive transfer bias having a polarity opposite to the negative polarity that is the normal charging polarity of the toner, +2 kV in this embodiment, is applied to the transfer roller 5 from the power source S3 controlled by the CPU 9. As a result, the toner image on the surface side of the photosensitive drum 1 is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the transfer material P that is nipped and conveyed by the transfer portion d.

転写部dを通ってトナー像の転写を受けた転写材Pは、感光ドラム1の表面から順次に分離されて定着装置6へ搬送される。本実施例では、定着装置6は熱ローラ定着装置であり、この定着装置6により転写材Pはトナー像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、コピー)として出力される。   The transfer material P that has received the transfer of the toner image through the transfer portion d is sequentially separated from the surface of the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 6. In this embodiment, the fixing device 6 is a heat roller fixing device, and the transfer material P is subjected to a toner image fixing process by the fixing device 6 and is output as an image formed product (print, copy).

転写部dにおける転写材Pへのトナー像転写後に、感光ドラム1の表面に若干量残留する転写残トナーは、クリーニング装置7によって感光ドラム表面から除去される。   After the toner image is transferred to the transfer material P in the transfer portion d, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum by the cleaning device 7.

なお、画像形成装置の構成は、必ずしも感光ドラム1からトナー像を直接転写材Pに転写する構成ではなく、感光ドラムからトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から転写材に転写する構成であってもよい。   The configuration of the image forming apparatus is not necessarily a configuration in which the toner image is directly transferred from the photosensitive drum 1 to the transfer material P, but is transferred from the photosensitive drum to an intermediate transfer body that temporarily holds and conveys the toner image. The structure which transfers to a transfer material from a body may be sufficient.

ここで、中間転写体を備えた画像形成装置の構成及び動作は当業者には周知であるので、図2を参照して、簡単に説明する。   Here, the configuration and operation of the image forming apparatus provided with the intermediate transfer member are well known to those skilled in the art, and will be briefly described with reference to FIG.

図2に示す中間転写体を備えた画像形成装置は、図1に示す画像形成装置とは、主として、中間転写体21と、二次転写手段としての二次転写ローラ22を備えた点で相違するのみである。従って、図1に示す画像形成装置と同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、説明は省略する。   The image forming apparatus provided with the intermediate transfer body shown in FIG. 2 differs from the image forming apparatus shown in FIG. 1 mainly in that an intermediate transfer body 21 and a secondary transfer roller 22 as secondary transfer means are provided. Just do it. Accordingly, members having the same configuration and function as those of the image forming apparatus shown in FIG.

図2の画像形成装置では、感光ドラム1と対向して、中間転写体21を備えており、感光ドラム1に形成されたトナー像は、一次転写手段を構成する転写ローラ5にて、中間転写体21に転写される。中間転写体21上のトナー像は、転写材搬送手段(図示せず)から所定の制御タイミングにて給送される転写材Pに二次転写ローラ22により転写される。転写ローラ22にはCPU9によって制御される電源S4からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では+2kVが印加される。   In the image forming apparatus shown in FIG. 2, an intermediate transfer member 21 is provided so as to face the photosensitive drum 1, and a toner image formed on the photosensitive drum 1 is intermediate transferred by a transfer roller 5 constituting a primary transfer unit. It is transferred to the body 21. The toner image on the intermediate transfer member 21 is transferred by a secondary transfer roller 22 to a transfer material P fed at a predetermined control timing from a transfer material conveying means (not shown). A positive transfer bias having a polarity opposite to the negative polarity that is the normal charging polarity of the toner, +2 kV in this embodiment, is applied to the transfer roller 22 from the power source S4 controlled by the CPU 9.

(f)現像剤(トナー)入れ替え手段
前記現像手段の項で述べた通り、現像剤4e中のトナーは、補給され、撹拌・摺擦によって電荷を付与され、現像されるという過程の中で順次入れ替わるが、この入れ替わりが少ないと、トナーは過剰に帯電してしまう。
(F) Developer (toner) replacement means As described in the section of the developing means, the toner in the developer 4e is replenished, charged by stirring and rubbing, and sequentially developed. Although the toner is replaced, if the replacement is small, the toner is excessively charged.

そこで、本実施例では、トナーを強制的に消費させることにより、トナーを強制的に入れ替え、トナーの過剰な帯電を防止し、画質の劣化を防いでいる。   Therefore, in this embodiment, by forcibly consuming the toner, the toner is forcibly replaced to prevent excessive charging of the toner and to prevent deterioration of the image quality.

トナーの強制消費は次のようにして行われる。   The forced consumption of toner is performed as follows.

図1に示す画像形成装置100にて、先ず、転写ローラ5を感光ドラム1から十分離した状態で、画像形成中と同じように帯電ローラ2で回動している感光ドラム1を帯電する。   In the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1, first, with the transfer roller 5 sufficiently separated from the photosensitive drum 1, the photosensitive drum 1 rotating by the charging roller 2 is charged in the same manner as during image formation.

次に、レーザービームスキャナ3が照射量FFHに相当するレーザー光Lを感光ドラム1の所定の範囲内に照射する。そして、感光ドラム1上のレーザー光Lを照射された部分が現像スリーブ4bに対向する位置(現像部c)を通過している間、CPU9によって制御される電源S2から現像バイアスを印加し、現像スリーブ4bを回転することで感光ドラム1上にトナー像を形成する。   Next, the laser beam scanner 3 irradiates the photosensitive drum 1 with a laser beam L corresponding to the irradiation amount FFH within a predetermined range. The developing bias is applied from the power source S2 controlled by the CPU 9 while the portion irradiated with the laser light L on the photosensitive drum 1 passes through the position (developing portion c) facing the developing sleeve 4b. A toner image is formed on the photosensitive drum 1 by rotating the sleeve 4b.

なお、このように現像したトナー像は、転写材Pへと転写せずにクリーニング装置7で全て除去する。   The toner image developed in this way is not transferred to the transfer material P, but is completely removed by the cleaning device 7.

また、トナーを消費している間、又は、その後には、消費された量のトナーがトナー補給槽4gから現像容器4a内に補給される。従って、現像容器4a内のトナーの入れ替えが行われ、トナーの流動性及び帯電量が適切なものとなる。それによって、画像劣化を有効に防止することができる。   Further, during or after the toner is consumed, the consumed amount of toner is supplied from the toner supply tank 4g into the developing container 4a. Accordingly, the toner in the developing container 4a is replaced, and the fluidity and charge amount of the toner become appropriate. Thereby, image deterioration can be effectively prevented.

また、レーザーの照射量は必ずしもFFHである必要はなく、ある程度効率良くトナーを現像させるような量であれば良い。   Further, the laser irradiation amount is not necessarily FFH, but may be an amount that can develop the toner to some extent efficiently.

なお、図2に示す中間転写体21を用いる画像形成装置100の場合、消費されたトナーは必ずしも感光ドラム1に配設されたクリーニング装置7にて除去される構成ではなくてもよい。例えば、中間転写体21に転写された後、中間転写体21に配設された中間転写体クリーニング装置23によって除去する構成であってもよい。   In the case of the image forming apparatus 100 using the intermediate transfer member 21 shown in FIG. 2, the consumed toner does not necessarily have to be removed by the cleaning device 7 provided on the photosensitive drum 1. For example, it may be configured such that after being transferred to the intermediate transfer member 21, it is removed by an intermediate transfer member cleaning device 23 disposed on the intermediate transfer member 21.

このように、トナー像を転写材に転写せずに除去することによって、トナーを強制的に消費させるので、不要な転写材を出力することなく、画像劣化を防止することができる。   As described above, since the toner is forcibly consumed by removing the toner image without transferring it to the transfer material, image deterioration can be prevented without outputting an unnecessary transfer material.

また、トナー像の除去を、既設のクリーニング装置7、23等にて行う構成とすることによって、従来の構成の装置を有効に利用して画像劣化を防止することができる。   Further, by adopting a configuration in which the toner image is removed by the existing cleaning devices 7, 23, etc., it is possible to effectively use the conventional configuration device and prevent image deterioration.

(g)画像情報処理手段
画像スキャナ(図示せず)、或は、コンピュータ(図示せず)等の出力装置から画像情報処理装置8を介して送られてくる画像情報信号は、画像形成装置100の制御手段(CPU)9で受信される。CPU9は、画像形成装置100の動作を制御すると共に、レーザービームスキャナ3を制御して静電潜像形成のためのレーザーを発光させる。なお、潜像形成には発光ダイオード素子等他の発光体を用いることもできる。また、画像形成装置自身の制御を他のCPUで行ってもよい。
(G) Image information processing means An image information signal sent from an output device such as an image scanner (not shown) or a computer (not shown) via the image information processing device 8 is Is received by the control means (CPU) 9. The CPU 9 controls the operation of the image forming apparatus 100 and controls the laser beam scanner 3 to emit a laser for forming an electrostatic latent image. It should be noted that other light emitters such as light emitting diode elements can also be used for latent image formation. Further, the image forming apparatus itself may be controlled by another CPU.

静電潜像は、感光ドラム1の軸方向及び回動方向にそれぞれ1インチ当たり600個のドット状(600dpi)に形成される。それぞれのドットは、レーザー光の照射量によって深さが決まり、静電潜像を深く掘ったドットにはより多くのトナーが付着する。即ち、レーザー光の照射量が多いほど出力される画像濃度は高くなる。   The electrostatic latent image is formed in 600 dots per inch (600 dpi) in the axial direction and the rotational direction of the photosensitive drum 1. The depth of each dot is determined by the amount of laser light irradiation, and more toner adheres to the dot where the electrostatic latent image is deeply dug. That is, as the amount of laser light irradiation increases, the output image density increases.

CPU9によるレーザー光照射量は256段階あり、これを1ドットにつき00HからFFHまでの16進数2けたで表示する。00Hが画像上での最も濃度が低い部分(白地)、FFHが最も濃度が高い部分(ベタ)となる。   There are 256 levels of laser light irradiation by the CPU 9, and this is displayed in two hexadecimal digits from 00H to FFH per dot. 00H is the lowest density portion (white background) on the image, and FFH is the highest density portion (solid).

ここで、転写材への出力、非出力(自動制御など)にかかわらず、トナー消費に用いられた00HからFFHまでの数値を全て足し合わせたものをビデオカウントデータBC(10進数)と呼ぶ。   Here, the sum of all the values from 00H to FFH used for toner consumption regardless of output to the transfer material (automatic control or the like) is referred to as video count data BC (decimal number).

本実施例では、メモリをCPU9に内蔵し、ビデオカウントデータの積算値ΣBC(10進数)を記憶できるようになっている。   In this embodiment, a memory is built in the CPU 9 so that an integrated value ΣBC (decimal number) of video count data can be stored.

また、本実施例では、現像像剤担持体(現像スリーブ4b)の回転数を算出し、積算する現像剤担持体回転数積算手段10を備えている。   Further, in this embodiment, a developer carrying member rotation number accumulating unit 10 is provided for calculating and accumulating the rotation speed of the developer carrier (developing sleeve 4b).

現像スリーブ4bの回転数Nslの具体的な算出方法は以下である。現像スリーブ4bの回転開始時刻と回転終了時刻とから回転時間Tsl(sec)を算出する。そしてCPU9により制御されている現像スリーブ4bのプロセススピード(本実施例では200mm/sec)と、現像スリーブ4bの周長(本実施例では50mm)とを用いて以下のように求める。   A specific method for calculating the rotation speed Nsl of the developing sleeve 4b is as follows. The rotation time Tsl (sec) is calculated from the rotation start time and rotation end time of the developing sleeve 4b. Then, using the process speed of the developing sleeve 4b (200 mm / sec in this embodiment) controlled by the CPU 9 and the circumference of the developing sleeve 4b (50 mm in this embodiment), the following is obtained.

なお、回転数Nslの算出方法は、必ずしも上記のような計算方法で行われる必要はなく、現像スリーブ4bの回転数を検知する手段などを設けて直接算出してもよい。   The calculation method of the rotation speed Nsl is not necessarily performed by the calculation method as described above, and may be directly calculated by providing means for detecting the rotation speed of the developing sleeve 4b.

さらに、上述にて算出した現像スリーブ4bの回転数Nslを積算して現像スリーブ4bの積算値ΣNslを求める。本実施例では、現像スリーブ4bの回転数の積算値ΣNslをCPU9に内蔵されたメモリに記憶できるようになっている。従って、CPU9において、現像スリーブ4bの回転数の積算値ΣNslを基にして、ビデオカウントの積算値ΣBCの比率(以下、「画像情報信号比率」という。)αを算出する。   Further, the integrated value ΣNsl of the developing sleeve 4b is obtained by integrating the rotation speed Nsl of the developing sleeve 4b calculated above. In this embodiment, the integrated value ΣNsl of the rotation speed of the developing sleeve 4b can be stored in a memory built in the CPU 9. Accordingly, the CPU 9 calculates the ratio (hereinafter referred to as “image information signal ratio”) α of the integrated value ΣBC of the video count based on the integrated value ΣNsl of the rotation speed of the developing sleeve 4b.

ここで、図3によって、画像情報信号比率αの算出方法について詳しく説明する。   Here, the calculation method of the image information signal ratio α will be described in detail with reference to FIG.

先ず、現像スリーブ4bの回転数の積算値ΣNslに現像スリーブ4bの周長(実施例では50mm)及び現像スリーブ4bの母線方向の長さ(実施例では300mm)を乗じることによって、現像スリーブ4bによる現像剤消費可能範囲を求める。   First, the integrated value ΣNsl of the rotation speed of the developing sleeve 4b is multiplied by the circumferential length of the developing sleeve 4b (50 mm in the embodiment) and the length of the developing sleeve 4b in the generatrix direction (300 mm in the embodiment). Obtain the developer consumable range.

ここで、現像スリーブ4bの母線方向の長さとは、現像スリーブ4bの回転軸線方向における現像スリーブ4bの現像領域幅、すなわち、画像形成装置が形成しうる最大サイズの画像におけるスリーブ回転軸方向の幅を意味している。   Here, the length in the generatrix direction of the developing sleeve 4b is the width of the developing area of the developing sleeve 4b in the rotation axis direction of the developing sleeve 4b, that is, the width in the sleeve rotating axis direction of the maximum size image that can be formed by the image forming apparatus. Means.

従って、現像剤消費可能範囲は、
現像剤消費可能範囲=現像剤担持体(現像スリーブ)の回転数積算値(ΣNsl)×現像
剤担持体(現像スリーブ)の周長×最大画像サイズにおける現像剤
担持体(現像スリーブ)の母線方向の長さ(現像領域幅)
にて求められる。
Therefore, the developer consuming range is
Developer consumable range = Developer carrier (developing sleeve) rotation speed integrated value (ΣNsl) × development
Developer at developer circumference (developing sleeve) x maximum image size
Length of carrier (development sleeve) in the direction of the generatrix (development area width)
Is required.

そして、この現像剤消費可能範囲内での画像情報信号(ビデオカウントデータ)の積算値ΣBCを、全面FFHドット(全面ベタ)でトナー消費した場合の画像情報信号(ビデオカウントデータ)で割ったもの(10進数のパーセント表示)を、その画像の画像情報信号比率αとする。なお、全面ベタとは、最大濃度信号のドット潜像を全面に形成した状態のことを意味する。   Then, the integrated value ΣBC of the image information signal (video count data) within the developer consuming range is divided by the image information signal (video count data) when the toner is consumed by the entire FFH dots (full solid). Let (decimal percentage display) be the image information signal ratio α of the image. Note that “full-surface solid” means a state where a dot latent image having the maximum density signal is formed on the entire surface.

つまり、
画像情報信号比率(α)={実際に現像剤を消費した画像情報信号(ビデオカウントデー
タ)の積算値)}÷{現像剤消費可能範囲を全面ベタで作像し
た時の画像情報信号(ビデオカウントデータ)}
である。
That means
Image information signal ratio (α) = {Image information signal (video count data actually consumed developer)
Integrated value)} ÷ {image the entire area where the developer is consumable
Image information signal (video count data)}
It is.

従って、本実施例での画像情報信号比率αは、1inch=25.4mm、解像度が600dpiであることを考慮すると、以下の式で求められる。   Accordingly, the image information signal ratio α in the present embodiment can be obtained by the following equation considering that 1 inch = 25.4 mm and the resolution is 600 dpi.

これらの数値計算は全て制御手段(CPU)9内で処理されるが、別に、制御手段(CPU)を設けてそこで処理することも可能である。   All of these numerical calculations are processed in the control means (CPU) 9, but it is also possible to separately provide a control means (CPU) and process it.

(h)現像剤(トナー)入れ替えモードの制御手段
次に、図4によって、本実施例における実際のトナー消費シーケンスを説明する。
(H) Control Unit in Developer (Toner) Replacement Mode Next, an actual toner consumption sequence in this embodiment will be described with reference to FIG.

画像出力枚数を設定する(ステップS201)。その後、画像形成がスタートする(ステップS202)と、CPU9に入力されたビデオカウントデータの積算値ΣBCを読み込む(ステップS203)。そして、画像が1枚出力されると(ステップS204、205)、現像スリーブ回転数積算手段10が回転数Nslを算出し、積算値ΣNslを積算する(ステップS206)。次いで、CPU9により画像情報信号比率αを計算する(ステップS207)。   The number of image outputs is set (step S201). Thereafter, when image formation starts (step S202), the integrated value ΣBC of the video count data input to the CPU 9 is read (step S203). When one image is output (steps S204 and 205), the developing sleeve rotation speed integration means 10 calculates the rotation speed Nsl and integrates the integrated value ΣNsl (step S206). Next, the CPU 9 calculates the image information signal ratio α (step S207).

画像情報信号比率αが所定の基準値(本実施例の場合5%)以下かどうかを判断する(ステップS208)。5%以下の場合には、即ち、YESの場合には、所定量のトナー消費及び補給を行う(ステップS209)。本実施例では、レーザー照射量をFFHとして感光ドラム1の軸方向全域に現像剤強制消費用の潜像を形成し、トナーを消費する。なお、この現像剤強制消費動作は、通常の画像形成動作以外の、非画像形成時に行なう。   It is determined whether the image information signal ratio α is equal to or less than a predetermined reference value (5% in this embodiment) (step S208). If it is 5% or less, that is, if YES, a predetermined amount of toner is consumed and replenished (step S209). In this embodiment, a laser irradiation amount is set to FFH, a latent image for forced developer consumption is formed in the entire axial direction of the photosensitive drum 1, and toner is consumed. Note that this forced developer consumption operation is performed during non-image formation other than the normal image formation operation.

本実施例の場合、トナー消費量は、画像情報信号比率αが所定の基準値以下であると判断された時点でのビデオカウントデータの積算値ΣBCと現像スリーブ回転数の積算値ΣNslとを用いて計算する。つまり、前記ビデオカウントデータの積算値ΣBCと現像スリーブ回転数の積算値ΣNslとを用いて、FFHのレーザー照射量でトナー消費したときに、画像情報信号比率αが5%になるまでのレーザー照射量をCPU9によって計算し、トナーを消費する。   In this embodiment, the toner consumption is calculated by using the integrated value ΣBC of the video count data and the integrated value ΣNsl of the developing sleeve rotation speed when it is determined that the image information signal ratio α is equal to or less than a predetermined reference value. To calculate. That is, when the toner is consumed with the laser irradiation amount of FFH using the integrated value ΣBC of the video count data and the integrated value ΣNsl of the developing sleeve rotation speed, the laser irradiation until the image information signal ratio α becomes 5%. The amount is calculated by the CPU 9 and the toner is consumed.

即ち、現像スリーブ4bの回転方向の長さでトナー消費量を調整している。この所定量は、本実施例のように出力画像の画像比率によってその都度変えても良いし、一定量にしても良い。変える場合には出力画像の画像情報信号比率と合わせて画像情報信号比率5%またはそれ以上相当のトナーが消費されるようにするのが好ましい。   That is, the toner consumption is adjusted by the length of the developing sleeve 4b in the rotation direction. This predetermined amount may be changed each time depending on the image ratio of the output image as in this embodiment, or may be a constant amount. When changing, it is preferable that toner corresponding to the image information signal ratio of 5% or more is consumed together with the image information signal ratio of the output image.

所定量のトナー消費及び補給が行われた場合には、ビデオカウントの積算値ΣBCと現像スリーブ回転数の積算値ΣNslとをリセットし、0に戻す(ステップS210)。   When a predetermined amount of toner is consumed and replenished, the video count integrated value ΣBC and the developing sleeve rotational speed integrated value ΣNsl are reset and returned to 0 (step S210).

本実施例では、制御手段9には、画像1枚出力毎に出力枚数をカウントする出力枚数計数手段が設けられている。勿論、出力枚数計数手段を制御手段9とは別個に設け、この出力枚数計数手段からの信号を制御手段9に送信するようにしても良い。   In this embodiment, the control means 9 is provided with output number counting means for counting the number of output sheets for each output of one image. Of course, the output number counting means may be provided separately from the control means 9 and a signal from the output number counting means may be transmitted to the control means 9.

そして、制御手段9は、このトナーの消費及び補給の終了後、出力画像枚数が指定枚数に達したかどうかをチェックする(ステップS211)。指定枚数に達していなければ、ビデオカウントデータ読み込みからの上記処理を繰り返し(ステップS203〜S211)、指定枚数に達していれば、画像形成を終了する(ステップS212)。   Then, the control means 9 checks whether or not the number of output images has reached the designated number after the toner consumption and replenishment are completed (step S211). If the designated number has not been reached, the above processing from reading the video count data is repeated (steps S203 to S211), and if the designated number has been reached, the image formation is terminated (step S212).

以上のようなシーケンスを行うことにより、常に一定量のトナーが入れ替えられることになり、同じトナーを過度に摺擦することを防止することができる。特に、消費するトナー量が少ない画像を作像する場合には、トナーの過剰帯電や劣化が抑制され、本発明の目的が達成される。   By performing the sequence as described above, a constant amount of toner is always replaced, and it is possible to prevent excessive rubbing of the same toner. In particular, when an image that consumes a small amount of toner is formed, overcharging and deterioration of the toner are suppressed, and the object of the present invention is achieved.

実施例2
次に、本発明の第2の実施例を、特に現像剤(トナー)入れ替えモードの制御手段について説明する。それ以外の主な装置構成は第1の実施形態と同様である。
Example 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described, particularly regarding the control means in the developer (toner) replacement mode. Other main device configurations are the same as those in the first embodiment.

実施例1においては、1枚ずつ出力を行う画像形成モードだけでなく、同一の画像を複数枚連続して出力する画像形成モードにおいても、1枚の出力毎に画像比率を計算し、その画像比率が5%以下ならば所定量のトナー消費及び補給を行っていた。   In the first embodiment, not only in the image forming mode for outputting one image at a time, but also in the image forming mode for outputting a plurality of the same images continuously, the image ratio is calculated for each output, and the image If the ratio was 5% or less, a predetermined amount of toner was consumed and replenished.

しかし、本実施例においては、同一の画像を複数枚連続して出力する画像形成モードの場合であって、その画像の画像比率が5%以下である場合には、複数枚に1度、まとめて所定量のトナー消費及び補給を行うようにしたものである。   However, in this embodiment, in the case of the image forming mode in which a plurality of the same images are output continuously, and the image ratio of the images is 5% or less, once for each of the plurality of sheets. Thus, a predetermined amount of toner is consumed and replenished.

本実施例では、同一の画像を999枚まで連続して出力することが可能であり、この999枚までの範囲で連続して出力する枚数を指定するようになっている。そして、この画像の画像情報信号比率が5%以下である場合には、100枚毎及び指定した枚数が終了した時に所定量のトナー消費及び補給のシーケンスを行う。   In this embodiment, the same image can be output continuously up to 999 sheets, and the number of sheets to be output continuously within the range up to 999 sheets is designated. When the image information signal ratio of this image is 5% or less, a predetermined amount of toner consumption and replenishment sequence is performed every 100 sheets and when the designated number of sheets is completed.

つまり、指定枚数が100枚未満の場合、例えば50枚と指定した時は、50枚目の終了後に所定量のトナー消費及び補給のシーケンスを行う。また、指定枚数が100枚を超える場合、例えば350枚と指定した時は、100枚目、200枚目、300枚目、及び350枚目が終了した時に、所定量のトナー消費及び補給のシーケンスを行う。   That is, when the designated number is less than 100, for example, when 50 is designated, a predetermined amount of toner consumption and replenishment sequence is performed after the 50th sheet is finished. In addition, when the designated number exceeds 100, for example, when 350 is designated, a predetermined amount of toner is consumed and replenished when the 100th, 200th, 300th, and 350th sheets are completed. I do.

本実施例では、レーザー照射量をFFHとして感光ドラム1の軸方向全域に潜像を形成し、所定量のトナーを消費する。画像情報信号比率αが所定の値以下であると判断された時点でのビデオカウントデータの積算値ΣBCと現像スリーブ回転数の積算値ΣNslとを用いて、FFHのレーザー照射量でトナー消費したときに、画像情報信号比率αが5%になるまでのレーザー照射量をCPU9によって計算し、トナーを消費する。   In this embodiment, a laser irradiation amount is set to FFH, a latent image is formed in the entire axial direction of the photosensitive drum 1, and a predetermined amount of toner is consumed. When toner is consumed at the FFH laser irradiation amount using the integrated value ΣBC of the video count data and the integrated value ΣNsl of the developing sleeve rotation speed when it is determined that the image information signal ratio α is equal to or less than a predetermined value. In addition, the CPU 9 calculates the laser irradiation amount until the image information signal ratio α reaches 5%, and the toner is consumed.

トナー消費シーケンスの終了時には、ビデオカウントの積算値ΣBCと現像剤担持体回転数の積算値ΣNslとをリセットし、0に戻す。   At the end of the toner consumption sequence, the integrated value ΣBC of the video count and the integrated value ΣNsl of the developer carrier rotation speed are reset and returned to zero.

また、画像出力後の消費トナー量を100枚毎に消費する量と同じにしてもよく、出力画像の画像比率に拘らず一定量のトナーを消費しても良い。   Further, the amount of toner consumed after image output may be the same as the amount consumed for every 100 sheets, and a constant amount of toner may be consumed regardless of the image ratio of the output image.

本実施例によれば、所定量のトナー消費及び補給の実行時期を適正化し、スループットの低下等を防ぐことができる。   According to the present embodiment, it is possible to optimize the consumption time of a predetermined amount of toner and the execution time of replenishment and prevent a decrease in throughput and the like.

以上のようなシーケンスを行うことにより、常に一定量のトナーが入れ替えられることになり、同じトナーを過度に摺擦することを防止することができる。さらに、現像スリーブの回転数を基に画像情報信号比率を計算しているため、従来の方法で考慮されなかった紙間(非作像領域)が異なる作像条件、自動制御による現像スリーブの空回転時間が異なる環境条件であっても、正確に現像剤の劣化をとらえることができる。   By performing the sequence as described above, a constant amount of toner is always replaced, and it is possible to prevent excessive rubbing of the same toner. In addition, since the image information signal ratio is calculated based on the rotation speed of the developing sleeve, the developing sleeve is not empty due to different image forming conditions and non-image forming areas that are not considered in the conventional method. Even under environmental conditions with different rotation times, the deterioration of the developer can be accurately captured.

ここで、紙間が異なる場合の画像情報信号比率の算出結果について、図5及び図6を用いて説明する。   Here, the calculation result of the image information signal ratio when the sheet interval is different will be described with reference to FIGS.

本実施例では、作像モードとして、図5に示す片面モード(A4サイズ(搬送方向長さ210mm)紙の連続出力時の紙間距離が90mm)と、図6に示す両面モード(A4サイズ紙連続出力時の紙間距離が180mm)とをもっている。そして、片面作像での出力枚数が1分間あたり26枚、両面作像での出力枚数が1分間あたり20枚となっている。   In this embodiment, as the image forming mode, the single-side mode shown in FIG. 5 (the distance between sheets when continuous output of A4 size (210 mm in the conveyance direction) paper is 90 mm) and the double-side mode shown in FIG. 6 (A4 size paper). The distance between papers during continuous output is 180 mm). The number of output sheets for single-sided image formation is 26 sheets per minute, and the number of output sheets for double-sided image formation is 20 sheets per minute.

感光ドラム1と現像スリーブ4bのプロセススピードが異なる(具体的には、現像スリーブ4bのプロセススピードが、感光ドラムの200/130倍である)。よって、現像スリーブの回転距離は、A4サイズの搬送方向長さが323mm、片面モード連続出力時の紙間距離が138mm、片面モード連続出力時の紙間距離が277mmとなる。   The process speed of the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b are different (specifically, the process speed of the developing sleeve 4b is 200/130 times that of the photosensitive drum). Accordingly, the rotation distance of the developing sleeve is 323 mm in the A4 size in the conveyance direction, the distance between sheets in the single-side mode continuous output is 138 mm, and the distance between the sheets in the single-side mode continuous output is 277 mm.

図5及び図6は、それぞれ、1分間の現像剤消費可能範囲内に、片面モード(図5)、両面モード(図6)で連続作像したときの作像の様子を示したイメージ図である。   5 and 6 are image diagrams showing the state of image formation when continuous image formation is performed in the single-sided mode (FIG. 5) and double-sided mode (FIG. 6), respectively, within the developer consumable range for 1 minute. .

ここでは、従来の画像比率、すなわち、転写材の表面積に対するトナー像の総面積の割合が3%の画像を連続作像する。   Here, the conventional image ratio, that is, an image in which the ratio of the total area of the toner image to the surface area of the transfer material is 3% is continuously formed.

図5及び図6より、図5及び図6の場合の画像情報信号比率は、それぞれ、2.07%(図5)、1.60%(図6)となり、従来の方法では同じとして計算されていた画像比率を、実際の現像スリーブの回転数を考慮した画像情報信号比率として算出できるようになった。   5 and 6, the image information signal ratios in the cases of FIGS. 5 and 6 are 2.07% (FIG. 5) and 1.60% (FIG. 6), respectively, and are calculated as the same in the conventional method. The image ratio that has been used can be calculated as an image information signal ratio in consideration of the actual rotation speed of the developing sleeve.

特に、消費するトナー量が少ない画像を、紙間が長い作像条件や、自動制御が入り易い(或いは、制御時間が長くなり易い)環境条件で作像する場合には、トナーの過剰帯電や劣化が抑制され、本発明の目的が達成される。   In particular, when an image that consumes a small amount of toner is imaged under an image forming condition with a long paper interval or an environmental condition in which automatic control is likely to be performed (or the control time is likely to be long), Deterioration is suppressed and the object of the present invention is achieved.

実施例3
次に、本発明の第3の実施例を、図7によって現像剤(トナー)入れ替えモードの制御手段について説明する。それ以外の主な装置構成は、実施例2と同様である。
Example 3
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 for controlling means for the developer (toner) replacement mode. The other main device configuration is the same as that of the second embodiment.

本実施例では、CPU9内にメモリを設け、最後に所定量のトナー消費及び補給を行ってからの出力枚数を記憶できるようになっている。   In this embodiment, a memory is provided in the CPU 9 so that the number of output sheets after a predetermined amount of toner consumption and replenishment can be stored.

つまり、画像出力がスタートすると(ステップS301)、入力されたビデオカウントの積算値ΣBCをCPU9に読み込む(ステップS302)。画像出力が終了すると(ステップS303)、現像スリーブ回転数算出手段10が現像スリーブ4bの回転数の積算値ΣNslをCPU9に読み込む(ステップ304)。   That is, when image output starts (step S301), the input integrated value ΣBC of the video count is read into the CPU 9 (step S302). When the image output is completed (step S303), the developing sleeve rotational speed calculating means 10 reads the integrated value ΣNsl of the rotational speed of the developing sleeve 4b into the CPU 9 (step 304).

次に、CPU9内のメモリから、最後に所定量のトナー消費及び補給を行ってからの出力枚数を示す変数Kを読み出し、この変数Kの値が100に達しているかどうかをチェックする。この変数Kは、100以上の値が入力されたときに100として表現するようになっているため、Kが100であるときは、最後に所定量のトナー消費及び補給を行ってから少なくとも100枚の出力が行われ、その間は所定のトナー消費及び補給が行われなかったことを示している。   Next, a variable K indicating the number of output sheets after the predetermined amount of toner consumption and replenishment is read from the memory in the CPU 9, and it is checked whether or not the value of the variable K has reached 100. Since this variable K is expressed as 100 when a value of 100 or more is input, when K is 100, at least 100 sheets have been consumed since a predetermined amount of toner was consumed and replenished last. During this period, predetermined toner consumption and replenishment were not performed.

そこで、K=100ならば(ステップS305)、画像情報信号比率データをCPU9から読み出す(ステップS306)。そして、その値が5%以下と判断された場合には(ステップS307)、実施例2と同様にして所定量のトナーを消費し、補給する(ステップS308)。その後、ビデオカウントの積算値ΣBCと現像スリーブ4bの回転数の積算値ΣNslとを0に戻す(ステップ309)。さらに、Kの値を0に戻し(ステップS310)、シーケンスを終了する。   Therefore, if K = 100 (step S305), the image information signal ratio data is read from the CPU 9 (step S306). If it is determined that the value is 5% or less (step S307), a predetermined amount of toner is consumed and replenished in the same manner as in the second embodiment (step S308). Thereafter, the integrated value ΣBC of the video count and the integrated value ΣNsl of the rotational speed of the developing sleeve 4b are returned to 0 (step 309). Further, the value of K is returned to 0 (step S310), and the sequence is terminated.

一方、Kが99以下であれば(ステップS305)、前回の所定量のトナー消費が行われてからの出力枚数が100枚に達してしないため、Kの値を1増やした後(ステップS311)、そのまま画像出力を終了する。   On the other hand, if K is 99 or less (step S305), the number of output sheets after the previous predetermined amount of toner consumption has not reached 100 sheets, so the value of K is increased by 1 (step S311). The image output is finished as it is.

本実施例によれば、所定量のトナー消費及び補給の実行時期を適正化し、スループットの低下等を防ぐことができる。   According to the present embodiment, it is possible to optimize the consumption time of a predetermined amount of toner and the execution time of replenishment and prevent a decrease in throughput and the like.

以上のようなシーケンスを行うことにより、常に一定量のトナーが入れ替えられることになり、同じトナーを過度に摺擦することを防止することができる。さらに、現像スリーブの回転数を基に画像情報信号比率を計算しているため、従来の方法で考慮されなかった紙間(非作像領域)が異なる作像条件、自動制御による現像スリーブの空回転時間が異なる環境条件であっても、正確に現像剤の劣化をとらえることができる。特に、消費するトナー量が少ない画像を、紙間が長い作像条件や、自動制御が入り易い(或いは、制御時間が長くなり易い)環境条件で作像する場合には、トナーの過剰帯電や劣化が抑制され、本発明の目的が達成される。   By performing the sequence as described above, a constant amount of toner is always replaced, and it is possible to prevent excessive rubbing of the same toner. In addition, since the image information signal ratio is calculated based on the rotation speed of the developing sleeve, the developing sleeve is not empty due to different image forming conditions and non-image forming areas that are not considered in the conventional method. Even under environmental conditions with different rotation times, the deterioration of the developer can be accurately captured. In particular, when an image that consumes a small amount of toner is imaged under an image forming condition with a long paper interval or an environmental condition in which automatic control is likely to be performed (or the control time is likely to be long), Deterioration is suppressed and the object of the present invention is achieved.

以上、本発明による三つの実施例を説明したが、現像剤は必ずしも2成分現像剤である必要はなく、1成分現像剤であってもよい。また、トナー消費が必要とされる画像情報信号比率や、消費させるトナーの所定量、消費及び補給動作を作動させる枚数等は必ずしもこの通りではなくても良い。   Although three embodiments according to the present invention have been described above, the developer is not necessarily a two-component developer, and may be a one-component developer. Further, the image information signal ratio that requires toner consumption, the predetermined amount of toner to be consumed, the number of consumed and replenished operations, etc. are not necessarily limited to this.

以上説明したように、
(1)本発明によれば、現像剤担持体の回転数を基にして算出された画像情報信号比率に応じて現像剤を強制的に消費させる。従って、従来の方法で考慮されなかった紙間(非作像領域)が異なる作像条件、自動制御による現像剤担持体の空回転時間が異なる環境条件であっても、正確に現像剤の劣化をとらえ、現像剤の劣化を防止することができる。特に、消費する現像剤量が少ない画像を、紙間が長い作像条件や、自動制御が入り易い(或いは、制御時間が長くなり易い)環境条件で作像する場合であっても、現像剤の入れ替わりを保証できる。そして、同じ現像剤を何度も摺擦して過剰に帯電させることなく、長期的にかつ安定的に高品質の画像を出力し続けることができる。
As explained above,
(1) According to the present invention, the developer is forcibly consumed in accordance with the image information signal ratio calculated based on the rotation speed of the developer carrier. Therefore, even if the image forming conditions which are not considered in the conventional method are different image formation conditions (non-image forming areas) and the environmental conditions are different in the idle rotation time of the developer carrier by automatic control, the developer is accurately deteriorated. Therefore, the developer can be prevented from deteriorating. In particular, even when an image that consumes a small amount of developer is formed under an image forming condition with a long interval between papers or under an environmental condition in which automatic control is easily performed (or control time is likely to be long), the developer. Can be guaranteed. Further, it is possible to continuously output a high-quality image over a long period of time without excessive charging by rubbing the same developer many times.

更に、上記説明した本実施例にて説明した構成によってもたらされる効果を纏めると次の通りである。
(2)現像剤(トナー)を強制的に消費させる際には、消費されたトナーと同量のトナーを補給するので、トナーの入れ替えが行われ、画像劣化を防止することができる。
(3)像担持体上の静電潜像をトナー像として現像し、該トナー像を転写材に転写せずに除去することによりトナーを強制的に消費させるので、不要な転写材を出力することなく、画像劣化を防止することができる。
(4)トナー像の除去は、画像形成時に像担持体上に転写されずに残ったトナーを該像担持体上から取り除く手段により行うので、従来の構成の装置を有効に利用して画像劣化を防ぐことができる。
(5)あらかじめ決められたタイミングで画像の濃度情報に基づき画像情報信号比率の大小を判断する。そして該画像情報信号比率が所定値よりも低いと判断した際には、トナーを強制的に消費させるので、トナーの強制的な消費動作によって費やされる時間が適正化され、円滑な画像形成を行うことができる。
(6)上記タイミングは、画像が出力された際に画像情報信号比率が所定値よりも低いと判断された場合、次の画像が出力される前であるので、画像形成の高速化を妨げることなく、良好な画像形成を行うことができる。
(7)上記タイミングは、設定された複数枚の連続的な画像形成が行われる場合、設定された枚数の出力が終了した後であり、且つ、画像情報信号比率が所定値よりも低いと判断されたときである。よって、画像形成の高速化を妨げることなく、適切にトナーの入れ替えを実施することができる。
(8)上記タイミングは、設定された複数枚の連続的な画像形成が行われる場合、所定の枚数が出力された後であり、且つ、画像情報信号比率が所定値よりも低いと判断されたときである。よって、画像形成の高速化を妨げることなく、適切にトナーの入れ替えを実施することができる。
(9)最後にトナーの強制的な消費が行われてからの出力枚数を計数する手段を備えている。そして、トナーを強制的に消費させる手段の制御手段は、該出力枚数を計数する手段による総出力枚数が所定値に達した際に、画像情報信号比率に基づいてトナーの強制的な消費を実行するか否かを決定するように設定されている。よって、画像形成の高速化を妨げることなく、適切にトナーの入れ替えを実施することができる。
Furthermore, it is as follows when the effect brought about by the structure demonstrated in the said Example demonstrated above is put together.
(2) When the developer (toner) is forcibly consumed, the same amount of toner as the consumed toner is replenished, so that the toner is replaced and image deterioration can be prevented.
(3) Since the electrostatic latent image on the image carrier is developed as a toner image and the toner image is removed without being transferred to the transfer material, the toner is forcibly consumed, so an unnecessary transfer material is output. Therefore, image degradation can be prevented.
(4) The toner image is removed by means of removing toner remaining on the image carrier that has not been transferred to the image carrier during image formation. Can be prevented.
(5) The magnitude of the image information signal ratio is determined based on the image density information at a predetermined timing. When it is determined that the image information signal ratio is lower than the predetermined value, the toner is forcibly consumed, so that the time spent by the forcible toner consumption operation is optimized and smooth image formation is performed. be able to.
(6) Since the timing is before the next image is output when it is determined that the image information signal ratio is lower than the predetermined value when the image is output, it prevents the speeding up of image formation. And good image formation can be performed.
(7) The above timing is determined to be after the output of the set number of sheets is completed and the image information signal ratio is lower than a predetermined value when the set continuous image formation is performed. When it was done. Therefore, it is possible to appropriately replace the toner without hindering speeding up of image formation.
(8) The timing is determined to be after a predetermined number of images have been output and the image information signal ratio is lower than a predetermined value when a plurality of set continuous images are formed. Is the time. Therefore, it is possible to appropriately replace the toner without hindering speeding up of image formation.
(9) A means for counting the number of output sheets since the last forced toner consumption is provided. The control means for forcibly consuming the toner executes the forcible consumption of the toner based on the image information signal ratio when the total number of output sheets by the means for counting the number of output reaches a predetermined value. It is set to determine whether or not to do. Therefore, it is possible to appropriately replace the toner without hindering speeding up of image formation.

本発明に係る画像形成装置の一実施例を説明する概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の他の実施例を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the other Example of the image forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に従った一実施例の画像情報信号比率の計算方法について説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the image information signal ratio of one Example according to this invention. 本発明の一実施例に従った画像形成装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image forming apparatus according to one Example of this invention. 本発明に従った他の実施例の画像情報信号比率の計算方法について説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the image information signal ratio of the other Example according to this invention. 本発明に従った他の実施例の画像情報信号比率の計算方法について説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the image information signal ratio of the other Example according to this invention. 本発明の他の実施例に従った画像形成装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image forming apparatus according to the other Example of this invention. 従来例の画像形成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the image forming apparatus of a prior art example. 従来の画像形成装置が有する画像比率に基づくトナー消費量の算出方法の問題点を説明するためのイメージ図である。FIG. 10 is an image diagram for explaining a problem of a toner consumption calculation method based on an image ratio of a conventional image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電ローラ(帯電手段)
3 レーザービームスキャナ(露光装置)
4 現像装置(現像手段)
4b 現像スリーブ(現像剤担持体)
5 転写ローラ(転写手段)
6 定着装置
7 クリーニング装置(クリーニング手段)
8 画像情報処理装置
9 CPU(制御手段)
10 現像剤担持体回転数積算手段
21 中間転写体
22 二次転写ローラ(二次転写手段)
100 画像形成装置
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller (charging means)
3 Laser beam scanner (exposure equipment)
4 Developing device (Developing means)
4b Development sleeve (developer carrier)
5 Transfer roller (transfer means)
6 Fixing device 7 Cleaning device (cleaning means)
8 Image information processing device 9 CPU (control means)
10 Developer carrying member rotation speed integrating means 21 Intermediate transfer body 22 Secondary transfer roller (secondary transfer means)
100 Image forming apparatus

Claims (10)

画像情報信号に対応した静電像が形成される像担持体と、
現像剤を収納する現像容器と、前記現像容器内に回転可能に配置され、前記現像容器内に収納された現像剤を担持し搬送し、前記像担持体上の静電像を現像する現像剤担持体と、を備えた現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記画像情報信号を積算する画像情報信号積算手段と、
前記現像剤担持体の回転数を算出し、積算する現像剤担持体回転数積算手段と、
前記現像剤を、画像として出力せずに強制的に消費させる現像剤強制消費手段と、
前記現像剤強制消費手段を、前記現像剤担持体回転数積算手段からの積算値と、前記画像情報信号積算手段からの積算値とに基づいて制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic image corresponding to the image information signal is formed;
A developer container that stores the developer, and a developer that is rotatably disposed in the developer container, carries and conveys the developer housed in the developer container, and develops an electrostatic image on the image carrier. A developing device comprising a carrier;
In an image forming apparatus having
Image information signal integrating means for integrating the image information signal;
A developer carrying member rotational speed integrating means for calculating and integrating the rotational speed of the developer carrying member;
Developer forcible consumption means for forcibly consuming the developer without outputting it as an image;
Control means for controlling the developer forcible consumption means based on the integrated value from the developer carrier rotation speed integrating means and the integrated value from the image information signal integrating means;
An image forming apparatus comprising:
前記制御手段は、前記現像剤担持体回転数積算手段からの積算値に基づき算出された現像剤消費可能範囲に対する、前記画像情報信号積算手段からの積算値の比率(α)に基づいて、前記現像剤強制消費手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The control means is based on the ratio (α) of the integrated value from the image information signal integrating means to the developer consumable range calculated based on the integrated value from the developer carrier rotational speed integrating means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the forced developer consumption unit is controlled. 前記現像剤消費可能範囲は、
現像剤消費可能範囲=現像剤担持体の回転数積算値×現像剤担持体周長×最大画像サイズ
における現像剤担持体母線方向の長さ
にて求められ、
前記比率(α)は、
比率(α)=(実際に現像剤を消費した画像情報信号の積算値)÷(現像剤消費可能範囲
を全面ベタで作像した時の画像情報信号)
であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
The developer consuming range is
Developer consumable range = developer carrier rotation speed integrated value x developer carrier circumference x maximum image size
Determined by the length in the direction of the developer carrier in
The ratio (α) is
Ratio (α) = (Integrated value of image information signal that actually consumed developer) ÷ (Developer consumable range)
(Image information signal when a full image is created)
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記現像剤強制消費手段の動作と同時に、又は、その後に前記現像剤強制消費手段の動作によって消費された現像剤と同量の現像剤を前記現像容器に補給する手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The apparatus further comprises means for replenishing the developer container with the same amount of developer as the developer consumed by the operation of the developer forced consumption means at the same time as or after the operation of the developer forced consumption means. The image forming apparatus according to claim 1. 前記像担持体上の現像剤像を、直接に、或いは、中間転写体を介して転写材に転写する転写手段を有し、
前記現像剤強制消費手段は、前記像担持体上に強制消費用の静電像を形成し、該静電像を前記現像装置により現像して現像剤像とし、前記像担持体上の現像剤像を前記転写材には転写しないで、又は、前記像担持体上の現像剤像を前記中間転写体に転写した後前記中間転写体から前記転写材には転写しないで、前記像担持体又は前記中間転写体上から除去することを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の画像形成装置。
A transfer means for transferring the developer image on the image carrier to a transfer material directly or via an intermediate transfer member;
The developer forcible consumption means forms an electrostatic image for forced consumption on the image carrier, develops the electrostatic image with the developing device to form a developer image, and the developer on the image carrier Without transferring the image to the transfer material, or after transferring the developer image on the image carrier to the intermediate transfer member, the image is not transferred from the intermediate transfer member to the transfer material. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is removed from the intermediate transfer member.
前記転写材に転写されなかった前記像担持体又は前記中間転写体上の現像剤像は、画像形成時に前記像担持体上に転写されずに残った転写残現像剤を除去するためのクリーニング手段、又は、前記中間転写体上に転写されずに残った転写残現像剤を除去するクリーニング手段により、前記像担持体又は前記中間転写体上から除去することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。   Cleaning means for removing the developer remaining on the image carrier or the intermediate transfer member that has not been transferred to the transfer material and remaining on the image carrier without being transferred onto the image carrier at the time of image formation Alternatively, the image transfer member or the intermediate transfer member is removed by a cleaning unit that removes a transfer residual developer remaining without being transferred onto the intermediate transfer member. Image forming apparatus. 前記現像剤強制消費手段を制御する前記制御手段は、あらかじめ決められたタイミングで、前記比率に基づいて前記現像剤強制消費手段を実行させるように設定されていることを特徴とした請求項2〜6のいずれかの項に記載の画像形成装置。   3. The control means for controlling the developer forced consumption means is set to execute the developer forced consumption means based on the ratio at a predetermined timing. 7. The image forming apparatus according to any one of items 6. 前記タイミングは、画像が出力された際に前記比率が基準値よりも低いと判断された場合、次の画像が出力される前であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the timing is before a next image is output when it is determined that the ratio is lower than a reference value when the image is output. 前記タイミングは、設定された複数枚の連続的な画像形成が行われる場合、設定された枚数の出力が終了した後であり、且つ、前記比率が前記基準値よりも低いと判断されたときであることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The timing is after a set number of sheets have been output and when the ratio is determined to be lower than the reference value when continuous image formation of a set number of sheets is performed. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is provided. 前記タイミングは、設定された複数枚の連続的な画像形成が行われる場合、あらかじめ決められた枚数が出力された後であり、且つ、前記比率が前記基準値よりも低いと判断されたときであることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。   The timing is when a predetermined number of images are formed and when a predetermined number of images are output and when the ratio is determined to be lower than the reference value. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the image forming apparatus is provided.
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