JP2009020326A - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method and an image forming apparatus by which stable image quality is obtained over a long term by suppressing lowering of image density and fogging even if image forming with little toner consumption is consecutively performed, and also developer is prevented from being needlessly discharged. <P>SOLUTION: The developer is carried on a developer carrier facing a photoreceptor to develop an electrostatic latent image formed by an electrophotographic system on the photoreceptor. The amount of the developer used for such development is cumulatively added as the number of dots in the formed image, and also an average printing rate is calculated according to an cumulative added value and the number of image forming sheets. When the calculated average printing rate is smaller than a predetermined reference printing rate, the developer of an amount equivalent to one round of the developer carrier is forcibly consumed, and a cycle time taken until next forcible consumption is regarded as a time corresponding to the average printing rate. Thereby, an image defect caused by deterioration in the developer is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などにおける画像形成方法及び画像形成装置に係り、特に、印字率が小さい画像形成が連続して行われたときに生じる画像濃度低下やかぶりを、効果的に防止できるようにした画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus in a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine using an electrophotographic method, and particularly, when image formation with a low printing rate is continuously performed. The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus capable of effectively preventing a reduction in image density and fogging that occur.

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、一様に帯電した感光体を画像データで露光して静電潜像を形成し、感光体に対面して現像剤を担持した現像剤担持体(以下、現像ローラと称する)から、現像剤を前記静電潜像に供給して現像がおこなわれる。   In image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and composite machines using electrophotography, a uniformly charged photoconductor is exposed with image data to form an electrostatic latent image on the photoconductor. Development is performed by supplying the developer to the electrostatic latent image from a developer carrying body (hereinafter referred to as a developing roller) carrying the developer facing the surface.

しかしながらこのとき、形成する画像の画像部が少なくて使用される現像剤が少ない状態が続くと、画像濃度低下やカブリなどの様々な画像不具合が発生することが知られている。例えば、画像全面を黒ベタ(カラーの場合は用いられる色毎のベタ)としたときに使用される現像剤量(ドット数)に対し、実際の画像形成に使用した現像剤量(ドット数)の割合を印字率と定義すると、通常、用紙全体に文字が印字される場合はこの印字率が4〜6%程度となる。   However, at this time, it is known that various image defects such as a decrease in image density and fogging occur when the state in which the image portion of the image to be formed is small and the amount of developer to be used continues. For example, the amount of developer (number of dots) used for actual image formation compared to the amount of developer (number of dots) used when the entire surface of the image is black (solid for each color used in the case of color) If the ratio is defined as the printing rate, normally, when characters are printed on the entire paper, this printing rate is about 4 to 6%.

ところがこの印字率が3%以下と小さい状態で画像形成が続くと、現像ローラ上に保持された現像剤のうち、感光体上の静電潜像現像に使われる量が少ないために、現像装置中の現像剤粒子の入れ替わりが少なくなり、現像剤の帯電過多によって帯電制御用外添剤がはがれたり逆に埋め込まれ、帯電が安定しなくなって画像濃度低下やカブリなど様々な画像不具合が生じる。   However, when image formation continues with this printing rate being as small as 3% or less, the amount of developer used on the photosensitive member used for developing the electrostatic latent image on the developing roller is small. The change of the developer particles in the developer is reduced, and the charge control external additive is peeled off or embedded on the contrary due to excessive charging of the developer, charging becomes unstable, and various image defects such as image density reduction and fogging occur.

こういった問題は、高印字率の画像出力をしている時には発生しないため、例えば特許文献1には印字率を算出し、その印字率が予め定めた印字率より小さい場合、現像手段を制御して現像剤を強制的に消費させる画像形成装置が示されている。この現像剤強制消費は、印字率にかかわらず常に一定量行うようにしても良く、現像で消費された現像剤量と強制消費による現像剤量の和が、例えば印字率にして5%となるように強制消費するようにしても良いとしている。   Since these problems do not occur when an image with a high printing rate is output, for example, Patent Document 1 calculates the printing rate, and if the printing rate is smaller than a predetermined printing rate, the developing unit is controlled. Thus, an image forming apparatus for forcibly consuming the developer is shown. This forced developer consumption may always be performed at a constant amount regardless of the printing rate, and the sum of the developer amount consumed by development and the developer amount due to forced consumption becomes, for example, 5% in terms of printing rate. It is said that it may be forced to consume.

また特許文献2には、形成画像の面積率を検知する画像面積率検知手段と、現像装置における現像駆動時間を検知する現像駆動時間検知手段とを備え、現像の単位駆動時間あたりの画像面積率に応じて現像剤を強制消費させるようにした画像形成装置が示されている。   Further, Patent Document 2 includes an image area ratio detection unit that detects an area ratio of a formed image and a development drive time detection unit that detects a development drive time in the developing device, and an image area ratio per unit drive time of development. An image forming apparatus in which the developer is forcibly consumed according to the above is shown.

特開平4−068370号公報JP-A-4-068370 特開2003−76079号公報JP 2003-76079 A

しかしながら、特に1成分現像方式においては、現像ローラ上に保持された現像剤は、感光体上の静電潜像の現像に使われるまで現像ローラから脱離することがほとんどない。そのため、低印字率の画像出力時は同じ現像剤が現像ローラ上に長時間滞在することになり、現像ローラ上の現像剤のみ、外添剤の剥がれや埋め込みなどの劣化が進行する場合がある。   However, particularly in the one-component development system, the developer held on the developing roller hardly detaches from the developing roller until it is used for developing the electrostatic latent image on the photoreceptor. For this reason, the same developer stays on the developing roller for a long time when outputting an image with a low printing rate, and only the developer on the developing roller may cause deterioration such as peeling or embedding of an external additive. .

すなわち、特許文献1や2に示されたように現像に消費された現像剤量に応じた量の現像剤を強制消費させる対策では、現像ローラ1周分に満たない量の現像剤強制消費となる場合があり、この場合、現像ローラ上に劣化現像剤が残ったまま次の現像動作が行われるから、画像濃度やかぶり等の不具合解決に対する効果は少ない。また逆に、印字率が非常に小さい場合は現像ローラ1周分以上の現像剤を強制消費する場合があるわけで、この場合は劣化していない現像剤まで排出されることになって不経済である。   That is, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, with the measure for forcibly consuming the amount of developer corresponding to the amount of developer consumed for development, the amount of developer forced consumption less than one rotation of the developing roller is In this case, since the next developing operation is performed while the deteriorated developer remains on the developing roller, there is little effect on solving the problems such as image density and fog. On the other hand, when the printing rate is very small, the developer for one turn or more of the developing roller may be forcibly consumed. In this case, the developer that has not deteriorated is discharged, which is uneconomical. It is.

そのため本発明においては、トナー消費が少ない画像形成が連続しておこなわれても、画像濃度低下やかぶりを抑え、長期にわたって安定した画像品質を得ることができると共に、余計な現像剤を排出するようなことのない画像形成方法及び画像形成装置を提供することが課題である。   Therefore, in the present invention, even when image formation with low toner consumption is continuously performed, it is possible to suppress image density reduction and fogging, to obtain stable image quality over a long period of time, and to discharge excess developer. An object is to provide an image forming method and an image forming apparatus without any problems.

上記課題を解決するため本発明になる画像形成方法は、
感光体上に電子写真方式で形成した静電潜像を、前記感光体に対面した現像剤担持体に担持させた現像剤で現像し、該現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算すると共に、該累積加算値と画像形成枚数とにより算出した平均印字率に基づき、紙間で現像剤を前記感光体上へ強制消費させる画像形成方法において、
前記現像剤の強制消費は、前記算出した平均印字率が予め定めた基準印字率未満か否か判断し、前記基準印字率以上の場合は強制消費を行わず、前記基準印字率未満の場合に前記現像剤担持体の1周分の現像剤を強制消費させ、次の強制消費までのサイクル時間は、前記平均印字率に対応させて増減させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an image forming method according to the present invention includes:
An electrostatic latent image formed on a photoconductor by an electrophotographic method is developed with a developer carried on a developer carrier facing the photoconductor, and the amount of developer used for the development is determined by the number of dots in the formed image. In the image forming method in which the developer is forcibly consumed on the photosensitive member between sheets based on the average print rate calculated by the cumulative addition value and the number of image formed sheets.
The forced consumption of the developer is determined whether the calculated average printing rate is less than a predetermined reference printing rate. If the calculated average printing rate is equal to or higher than the reference printing rate, the forced consumption is not performed. The developer for one cycle of the developer carrying member is forcibly consumed, and the cycle time until the next forcible consumption is increased or decreased in accordance with the average printing rate.

そしてその画像形成方法を実施する画像形成装置は、
電子写真方式で静電潜像を形成する感光体と、該感光体に対面し、担持した現像剤により前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体を有した現像装置と、前記現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算した値を記憶する累積ドット数記憶手段と、画像形成枚数を計数する画像形成枚数計数手段と、前記累積ドット数記憶手段に記憶された累積ドット数と画像形成枚数計数手段が計数した画像形成枚数とにより、形成画像1枚当たりの現像剤消費量を平均印字率として算出する平均印字率算出手段とを有し、該平均印字率算出手段の算出した平均印字率により現像剤を前記感光体上へ強制消費させる制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記平均印字率算出手段の算出した平均印字率が予め定めた基準印字率未満の状態において前記現像剤担持体1周分の現像剤を強制消費させ、次の強制消費までのサイクル時間は、前記平均印字率に対応させて増減させる制御を行うように構成されていることを特徴とする。
An image forming apparatus that implements the image forming method includes:
A photoconductor that forms an electrostatic latent image by electrophotography, and a developing device that has a developer carrier that faces the photoconductor and develops the electrostatic latent image on the photoconductor with a carried developer; Stored in the accumulated dot number storage means for storing the cumulative addition amount of the developer used for the development as the number of dots in the formed image, the image formation number counting means for counting the number of image formations, and the accumulated dot number storage means Average printing rate calculating means for calculating a developer consumption amount per formed image as an average printing rate based on the number of accumulated dots and the number of formed images counted by the image forming number counting means. In the image forming apparatus having a control unit for forcibly consuming the developer onto the photoconductor by the average printing rate calculated by the rate calculating unit,
The control means forcibly consumes the developer for one rotation of the developer carrier in a state where the average printing ratio calculated by the average printing ratio calculation means is less than a predetermined reference printing ratio, and until the next forced consumption. The cycle time is configured to increase or decrease in accordance with the average printing rate.

このように平均印字率が予め定めた基準印字率未満の状態となったとき、現像剤担持体の1周分の現像剤を強制消費することで、現像剤強制消費時、現像剤担持体上に劣化現像剤が残ったまま次の現像動作が行われるということが無くなり、従来技術のように強制消費が現像剤担持体1周分より少なくなる場合がある技術に較べ、画像濃度の低下やかぶり等の不具合が発生する可能性は殆ど無くなる。その結果、現像ローラ周期での画像濃度むらやかぶりむらの発生も少なくできる。また、現像剤の強制消費は、算出した平均印字率に対応させて次の強制消費までのサイクル時間を増減させているから、平均印字率の大きさに応じた現像剤排出ができ、現像剤担持体1周分以上の現像剤を排出することがなく、劣化していない現像剤まで排出するという不経済なことが起こらず、経済的で、長期にわたって安定した画像品質を得ることができる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   As described above, when the average printing rate is less than the predetermined reference printing rate, the developer forcibly consuming the developer for one round of the developer carrying member, and when the developer is forcibly consumed, on the developer carrying member. The development operation is not performed with the deteriorated developer remaining, and the forced consumption is less than the circumference of the developer carrier as in the prior art. There is almost no possibility of occurrence of problems such as fogging. As a result, it is possible to reduce the occurrence of uneven image density and fog in the developing roller cycle. In addition, the forced consumption of the developer increases or decreases the cycle time until the next forced consumption corresponding to the calculated average printing rate, so that the developer can be discharged according to the size of the average printing rate, and the developer It is possible to obtain an economical and stable image quality over a long period of time without discharging the developer for one rotation or more of the carrier and without discharging the developer that has not deteriorated. An image forming method and an image forming apparatus can be provided.

そして、前記現像剤の次の強制消費までのサイクル時間は、前記算出した平均印字率に対応させた画像形成枚数に基づいて定め、そのため、前記現像剤の強制消費が必要な複数の平均印字率のそれぞれに対応させ、次の現像剤強制消費までのサイクル時間を定める画像形成枚数を記憶したテーブルを有していることが本発明の好適な実施形態である   The cycle time until the next forced consumption of the developer is determined based on the number of image forming sheets corresponding to the calculated average printing rate, and therefore, a plurality of average printing rates that require the forced consumption of the developer. It is a preferred embodiment of the present invention to have a table storing the number of image forming sheets for determining the cycle time until the next forced developer consumption corresponding to each of the above.

また、前記現像剤の強制消費は、前記感光体を帯電させずに現像するか、前記感光体を帯電させた場合は現像ローラ1周分に相当する領域を露光した後現像すると共に、前記感光体上の静電潜像の現像により形成された現像剤像を記録紙に転写させる転写バイアスを、逆バイアスとしておこなうことで、容易に劣化現像剤を強制消費することができる。   In addition, the forced consumption of the developer may be performed without developing the photosensitive member, or when the photosensitive member is charged, the region corresponding to one round of the developing roller is exposed and developed, and the photosensitive member is charged. By performing the transfer bias for transferring the developer image formed by developing the electrostatic latent image on the body onto the recording paper as a reverse bias, the deteriorated developer can be easily forcibly consumed.

このように本発明によれば、平均印字率が基準印字率未満の状態が続いたら、現像剤担持体の1周分の現像剤を強制消費し、その強制消費のサイクル時間を平均印字率に対応させた画像形成枚数毎としたから、余計な現像剤を排出することなく、効果的に現像剤担持体上の劣化現像剤を排出することができ、画像濃度の低下やかぶり等の不具合が発生する可能性が無くなって、長期に渡り安定した画像品質を得ることができる画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, when the average printing rate is lower than the reference printing rate, the developer for one rotation of the developer carrier is forcibly consumed, and the cycle time of the forced consumption is set to the average printing rate. Since the number of image formations corresponding to each other is set, it is possible to effectively discharge the deteriorated developer on the developer carrier without discharging extra developer, and there is a problem such as a decrease in image density and fogging. It is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of obtaining a stable image quality over a long period of time without the possibility of occurrence.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

図1は、本発明の画像形成方法を実施する、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略断面図、図2は本発明の画像形成方法を行う制御回路のブロック図、図3は本発明の画像形成方法における劣化トナー強制消費のフロー図、図4は低印字率の原稿を用い、多数枚の画像形成を行った場合の出力枚数と画像濃度の関係を実験した結果を示すグラフである。   FIG. 1 is a schematic sectional view of a laser printer as an example of an image forming apparatus for carrying out the image forming method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control circuit for performing the image forming method of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the results of an experiment on the relationship between the number of output sheets and the image density when a large number of images are formed using a document with a low printing rate. .

最初に本発明の概略を簡単に説明すると、本発明においては前記特許文献1と同様、現像に使用した現像剤量をドット数として累積加算し、その値と画像形成枚数とから平均印字率を算出してその平均印字率が基準印字率未満の場合、紙間で現像剤を強制消費して現像剤劣化による画像不良を防止するわけであるが、その現像剤の強制消費の際、常に現像剤担持体(以下、現像ローラと称する)の1周分の現像剤を排出するようにしたものである。   First, the outline of the present invention will be briefly described. In the present invention, similarly to Patent Document 1, the amount of developer used for development is cumulatively added as the number of dots, and the average print rate is calculated from the value and the number of images formed. If the calculated average printing rate is less than the standard printing rate, the developer is forcibly consumed between papers to prevent image defects due to developer deterioration. The developer for one round of the agent carrier (hereinafter referred to as a developing roller) is discharged.

すなわち、前記した従来技術においても低印字率の画像形成が続いたときに現像剤を強制消費しているが、これら従来技術における現像剤強制消費は、例えば画像形成枚数10枚毎に、平均印字率が3%から2%の間は0.1%、平均印字率が2%から1%の場合は0.3%、平均印字率が1%から0%の間は0.5%、という具合に、現像で消費された現像剤量の多さ(少なさ)に対応させた量を強制消費させており、そのため、強制消費量が少ない場合は(平均印字率が大きい場合)現像ローラ1周分に満たない量となり、強制消費量が多い場合(平均印字率が小さい場合)は現像ローラ1周分以上となったりする。ところが、強制消費量が現像ローラ1周分に満たない場合は劣化現像剤が現像ローラ上に残り、現像ローラ1周分以上となった場合は劣化していない現像剤が消費される。   In other words, the developer is forcibly consumed when image formation with a low printing rate continues in the above-described prior art. For example, the forced developer consumption in these prior arts is an average print every 10 sheets of image formation. 0.1% when the rate is between 3% and 2%, 0.3% when the average print rate is between 2% and 1%, and 0.5% when the average print rate is between 1% and 0% In particular, the amount corresponding to the amount (small) of the developer consumed in the development is forcibly consumed. Therefore, when the forced consumption is small (when the average printing rate is large), the developing roller 1 If the amount is less than the circumference and the forced consumption is large (when the average printing rate is small), it may be more than one circumference of the developing roller. However, when the forced consumption amount is less than one rotation of the developing roller, the deteriorated developer remains on the developing roller, and when it exceeds one rotation of the developing roller, the undegraded developer is consumed.

それに対して本発明では、常に現像ローラ1周分の現像剤を排出するようにすることで、劣化現像剤が現像ローラ上に残ることがないから、画像濃度の低下やかぶり等の不具合が発生する可能性は殆ど無くなり、また、劣化していない現像剤が消費されるといったことがないから、劣化していない現像剤を排出するという不経済なことも起こらない。   On the other hand, in the present invention, since the developer for one rotation of the developing roller is always discharged, the deteriorated developer does not remain on the developing roller, so that problems such as a decrease in image density and fogging occur. Since there is no possibility that the undegraded developer is consumed, there is no inconvenience of discharging the undegraded developer.

しかしながら、このように必ず現像ローラ1周分の現像剤を常に一定間隔で消費した場合、現像剤の強制消費が必要な低印字率ではあるがその印字率が比較的大きい場合、当然のことながら、現像剤の強制消費量が増大してしまう。   However, when the developer for one rotation of the developing roller is always consumed at regular intervals as described above, it is a matter of course that the printing rate is relatively large although the forced printing of the developer is required but the printing rate is relatively large. The forced consumption of developer increases.

そのため本発明における現像剤の強制消費は、予め算出した平均印字率に対応させて現像剤強制消費を行う画像形成枚数を定め、現像剤強制消費のサイクル時間を増減させて、現像剤の強制消費が必要な低印字率ではあるがその印字率が比較的大きい場合は強制消費のサイクル時間を長く、印字率が小さくなるに従ってサイクル時間を短くし、平均印字率の大きさに応じた現像剤消費とすることで、無駄なく、効果的に劣化現像剤排出がおこなわれるようにしたものである。   Therefore, the forced consumption of the developer in the present invention is determined by determining the number of image forming sheets for which the forced developer consumption is performed in correspondence with the average printing rate calculated in advance, and increasing or decreasing the cycle time of the forced developer consumption. However, if the printing rate is relatively high, the forced consumption cycle time is lengthened, and the cycle time is shortened as the printing rate decreases, and the developer consumption corresponding to the average printing rate is large. By doing so, the deteriorated developer is effectively discharged without waste.

以上が本発明の概略であるが、次に、図1に示した本発明の画像形成方法を実施する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略断面図を用い、画像形成装置の概略を説明する。図1に示した画像形成装置は、磁性一成分現像剤(トナー)を用いた画像形成装置の例であり、以下の説明ではこの図1に示した画像形成装置を例に説明してゆくが、本発明は、例えば、非磁性現像剤を用いた画像形成装置においても適用できることは自明である。   The above is the outline of the present invention. Next, the outline of the image forming apparatus will be described using the schematic cross-sectional view of a laser printer as an example of the image forming apparatus for carrying out the image forming method of the present invention shown in FIG. To do. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an example of an image forming apparatus using a magnetic one-component developer (toner). In the following description, the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described as an example. It is obvious that the present invention can be applied to, for example, an image forming apparatus using a nonmagnetic developer.

図1に示した画像形成装置はそのほぼ中央に、例えば直径30mmに設定されて正帯電単層型有機感光体が用いられた感光体ドラム10が配置され、その周囲には、感光体ドラム10の周表面を例えば正極性の475Vに帯電させる帯電器11、現像ローラ14や現像剤を攪拌する回転螺旋羽根部材15などを備えた現像ユニット13、現像によって感光体ドラム10上に形成されたトナー像を記録紙に転写させる転写ローラ17、感光体ドラム10上に転写されずに残った現像剤をクリーニングするクリーニング装置18等が配置されている。   In the image forming apparatus shown in FIG. 1, a photosensitive drum 10 having a diameter of, for example, 30 mm and using a positively charged single-layer type organic photosensitive member is disposed at approximately the center thereof, and around the photosensitive drum 10. Toner 11 formed on the photosensitive drum 10 by development, a charging unit 11 that charges the peripheral surface of the toner to, for example, positive 475 V, a developing unit 14 that includes a developing roller 14 and a rotating spiral blade member 15 that stirs the developer, and the like. A transfer roller 17 for transferring the image onto the recording paper, a cleaning device 18 for cleaning the developer remaining without being transferred onto the photosensitive drum 10, and the like are disposed.

プリンタ本体における上下方向ほぼ中央部には用紙搬送路20が設けられ、その上部にはレーザスキャニングユニットなどを備えた露光装置12が配されて、下部には21で示した位置に給紙カセットが着脱自在に配設されている。用紙搬送路20は、感光体ドラム10と転写ローラ17との間を用紙が通れるようにそれらの接線方向にほぼ水平に伸び、用紙搬送路20の上流端領域は下方に反転して21で示した位置の給紙カセット側に接続され、用紙搬送路20の下流端領域は上方に向かって伸び、排紙トレイ28に接続されている。   A paper transport path 20 is provided at a substantially central portion in the vertical direction of the printer main body, an exposure device 12 having a laser scanning unit and the like is disposed at the upper portion thereof, and a paper feed cassette is provided at a position indicated by 21 at the lower portion. It is detachably arranged. The sheet conveying path 20 extends substantially horizontally in the tangential direction so that the sheet can pass between the photosensitive drum 10 and the transfer roller 17, and the upstream end region of the sheet conveying path 20 is inverted downward and is denoted by 21. The downstream end region of the sheet conveyance path 20 extends upward and is connected to the sheet discharge tray 28.

21で示した位置にある給紙カセットの先端部における上方位置にはピックアップローラ25が配設され、給紙カセット内に収容された図示しない用紙先端部の上面は、このピックアップローラ25に圧接されている。そのためこのピックアップローラ25が回転すると、用紙が1枚ずつ取り出されて給紙ローラ24と搬送ローラ23により用紙搬送路20を通し、感光体ドラム10の上流側に設けられたレジストローラ22まで送られる。このレジストローラ22は、送られてきた用紙の姿勢を正し、感光体ドラム10上に形成されたトナー像が転写ローラ17の位置に来るタイミングに合わせ、用紙を送り出す役目を持っている。   A pickup roller 25 is disposed above the front end of the paper feed cassette at the position indicated by 21, and the upper surface of the paper front end (not shown) housed in the paper feed cassette is pressed against the pickup roller 25. ing. For this reason, when the pickup roller 25 rotates, the sheets are taken out one by one and passed through the sheet conveying path 20 by the sheet feeding roller 24 and the conveying roller 23 to the registration roller 22 provided on the upstream side of the photosensitive drum 10. . The registration roller 22 has a function of correcting the posture of the fed paper and feeding the paper in accordance with the timing when the toner image formed on the photosensitive drum 10 comes to the position of the transfer roller 17.

一方、用紙搬送路20における感光体ドラム10の下流側には、転写されたトナー像を用紙に定着する定着装置26が設けられ、更にその下流側には排出ローラ27が配設されて、トナー像が定着された用紙は排紙トレイ28に排出される。そして感光体ドラム10上の用紙に転写されずに残った残トナーはクリーニング装置18によってクリーニングされるが、このクリーニング装置18は、図示しないカウンタブレードを備えていて、感光体ドラム10の周表層の残留トナーなどを除去するよう構成されている。   On the other hand, a fixing device 26 for fixing the transferred toner image onto the paper is provided on the downstream side of the photosensitive drum 10 in the paper conveyance path 20, and a discharge roller 27 is further provided on the downstream side thereof. The sheet on which the image is fixed is discharged to the paper discharge tray 28. The remaining toner that is not transferred onto the sheet on the photosensitive drum 10 is cleaned by a cleaning device 18, and this cleaning device 18 includes a counter blade (not shown) and is provided on the circumferential surface layer of the photosensitive drum 10. It is configured to remove residual toner and the like.

現像ユニット13は、現像室を含む現像ハウジングを備えており、現像室内には磁性トナーからなるいわゆる一成分現像剤が収容されている。また現像室内には、図示しない静止永久磁石が配された現像ローラ14、及び複数の回転螺旋羽根部材15などからなる現像剤撹絆搬送機構が配設され、現像ローラ14には、この回転螺旋羽根部材15によって搬送されてきた現像剤の磁気ブラシが形成される。そして現像ハウジングの一端であって感光体ドラム10に対抗する側は開口され、現像ローラ14の周表面の一部領域は開ロから外方に露呈されている。また、現像ハウジングの上部には、上方が開放可能とされたトナーコンテナ16が配設され、このトナーコンテナ16には磁性一成分トナーが収容されている。   The developing unit 13 includes a developing housing including a developing chamber, and a so-called one-component developer made of magnetic toner is accommodated in the developing chamber. In the developing chamber, a developing roller 14 provided with a stationary permanent magnet (not shown) and a developer stirring / conveying mechanism including a plurality of rotating spiral blade members 15 are disposed. A magnetic brush of the developer conveyed by the blade member 15 is formed. Then, one end of the developing housing and the side facing the photosensitive drum 10 is opened, and a partial region of the peripheral surface of the developing roller 14 is exposed outward from the opening. In addition, a toner container 16 whose upper side can be opened is disposed on the upper portion of the developing housing, and the toner container 16 contains magnetic one-component toner.

現像ローラ14には、感光体ドラム10上に形成された静電潜像にトナーを飛翔させるために現像バイアスが印加され、また感光体ドラム10から用紙にトナー像を転写するため、転写ローラ17には転写バイアスが印加される。現像バイアスは直流と交流からなり、例えば直流バイアスとしては、感光体ドラム10の帯電極性と同極性(プラス)の340Vの直流電圧が用いられ、Vp−p1.6kV、周波数2.6kHz、デューティー比が50とされた矩形波の交流バイアスが重畳される。   A developing bias is applied to the developing roller 14 in order to cause toner to fly to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10, and a transfer roller 17 is used to transfer the toner image from the photosensitive drum 10 to a sheet. A transfer bias is applied to. The development bias is composed of direct current and alternating current. For example, as the direct current bias, a direct current voltage of 340 V having the same polarity (plus) as the charging polarity of the photosensitive drum 10 is used, Vp-p 1.6 kV, frequency 2.6 kHz, duty ratio A rectangular wave AC bias with a value of 50 is superimposed.

この現像バイアスによって現像ローラ14と感光体ドラム10との間には電位差が生じ、現像ローラ14と感光体ドラム10との間のトナーは、現像ローラ14から感光体ドラム10へ強制的に移動させられて付着して現像が行われる。   This developing bias causes a potential difference between the developing roller 14 and the photosensitive drum 10, and the toner between the developing roller 14 and the photosensitive drum 10 is forcibly moved from the developing roller 14 to the photosensitive drum 10. Then, it adheres and is developed.

次に、図2に示した本発明の画像形成方法を行う制御回路のブロック図について説明する。この図2において30は画像形成装置全体を制御する制御回路であり、31は外部から送られてくるこれから形成する画像のデータの記憶装置、32は演算回路、33は画像形成枚数の計数結果を記憶している画像形成枚数記憶装置、34は制御回路30が画像データ記憶装置31に記憶されたデータから、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数し、累積記憶している累積ドット数記憶装置、35は現像剤の強制消費が必要な複数の基準平均印字率と画像形成枚数とを対応させた、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル、36は画像データ記憶装置31に記憶されているデータにより、露光装置12における光源を変調して帯電した感光体ドラム10を露光する制御を行う露光装置制御回路、37は画像形成指示によって現像装置(現像ユニット)13における現像バイアスなどのON/OFFを制御する現像装置制御回路、38は転写バイアスを制御し、通常の画像形成時は正転写バイアスを、現像剤の強制消費時は逆転写バイアスを印加させたりする転写装置制御回路である。   Next, a block diagram of a control circuit for performing the image forming method of the present invention shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, 30 is a control circuit for controlling the entire image forming apparatus, 31 is a storage device for data of an image to be formed from the outside, 32 is an arithmetic circuit, 33 is a result of counting the number of formed images. The stored image formation number storage device 34 counts the amount of developer used for developing an image to be formed from the data stored in the image data storage device 31 by the control circuit 30 as the number of dots of the formed image. A cumulative dot number storage device 35 for cumulative storage, a correspondence table of the average print rate and the number of image formations, which associates a plurality of reference average print rates that require forced consumption of the developer and the number of image formations, 36 An exposure device control circuit for performing control to expose the photosensitive drum 10 charged by modulating the light source in the exposure device 12 according to data stored in the image data storage device 31; 7 is a developing device control circuit for controlling ON / OFF of a developing bias in the developing device (developing unit) 13 in accordance with an image forming instruction, 38 is for controlling a transfer bias, and for normal image forming, a positive transfer bias is used. This is a transfer device control circuit that applies a reverse transfer bias during forced consumption.

なお、35で示した平均印字率と画像形成枚数の対応テーブルには、例えば平均印字率Aが0≦A<1の場合は画像形成100枚毎に、同じく1≦A<2の場合は200枚毎に、同じくA<3の場合は500枚毎に、それぞれ前記したように現像ローラ1周分の現像剤を強制消費することが記憶されている。なお、この数値はあくまでも1例であり、現像剤強制消費のための値がこの数値に限定されなくても良いことは自明である。   In the correspondence table between the average printing rate and the number of formed images indicated by 35, for example, when the average printing rate A is 0 ≦ A <1, every 100 sheets of image formation, and when 1 ≦ A <2, the number is 200. For each sheet, similarly, when A <3, it is stored for every 500 sheets that the developer for one rotation of the developing roller is forcibly consumed as described above. This numerical value is merely an example, and it is obvious that the value for forced developer consumption is not limited to this numerical value.

このように構成した画像形成装置の制御回路において、通常の画像形成時は、まず、画像形成指示が制御回路30に伝えられ、かつ、形成する画像のデータが画像データ記憶装置31に送られてくると制御回路30は、図1の帯電器11を駆動して感光体ドラム10の表面を一様に帯電させる。そして画像データ記憶装置31に記憶された画像データにより、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数し、累積ドット数記憶装置34に加算、記憶させると共に、画像データを露光装置制御回路36に送り、露光装置12における光源を変調させて帯電した感光体ドラム10を露光し、静電潜像を形成させる。   In the control circuit of the image forming apparatus configured as described above, at the time of normal image formation, first, an image formation instruction is transmitted to the control circuit 30, and image data to be formed is sent to the image data storage device 31. Then, the control circuit 30 drives the charger 11 in FIG. 1 to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 10. Based on the image data stored in the image data storage device 31, the amount of developer to be used for developing the image to be formed is counted as the number of dots of the formed image, added to the cumulative dot number storage device 34, and stored. Data is sent to the exposure device control circuit 36, and the charged photosensitive drum 10 is exposed by modulating the light source in the exposure device 12 to form an electrostatic latent image.

それと同時に制御回路30は、現像装置制御回路37により現像ユニット13内の現像ローラ14、回転螺旋羽根部材15を駆動し、現像ローラ14上には現像剤を担持させると共に現像バイアスを印加させる。そして、感光体ドラム10上に形成された静電潜像が現像ローラ14の対面位置に来たとき、静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する。このとき制御回路30は、画像形成枚数記憶装置33に画像形成枚数を1枚インクリメントするように指示する。   At the same time, the control circuit 30 drives the developing roller 14 and the rotating spiral blade member 15 in the developing unit 13 by the developing device control circuit 37 to carry the developer on the developing roller 14 and apply a developing bias. When the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10 comes to the facing position of the developing roller 14, toner is attached to the electrostatic latent image to develop the electrostatic latent image as a toner image. At this time, the control circuit 30 instructs the image forming number storage device 33 to increment the image forming number by one.

また感光体ドラム10が回転し、形成したトナー像が転写ローラ17のある転写位置に来るのに合わせ、21で示した位置にある給紙カセットから取りだした用紙が送られてくるよう、ピックアップローラ25、給紙ローラ24、搬送ローラ23、レジストローラ22を駆動し、合わせて転写ローラ17に転写バイアスを印加して、感光体ドラム10上のトナー像を用紙に転写させる。   In addition, as the photosensitive drum 10 rotates and the formed toner image reaches the transfer position where the transfer roller 17 is located, the pickup roller is fed so that the paper taken out from the paper feed cassette at the position indicated by 21 is sent. 25, the paper feed roller 24, the transport roller 23, and the registration roller 22 are driven, and a transfer bias is applied to the transfer roller 17 to transfer the toner image on the photosensitive drum 10 onto the paper.

そして用紙に転写されたトナー像は定着装置26で用紙に定着され、排出ローラ27で排紙トレイ28に排紙されて画像形成が終了する。このとき、用紙に転写されずに感光体ドラム10上に残った残トナーは、クリーニング装置18でクリーニングされて次の画像形成に備えられる。   The toner image transferred to the paper is fixed on the paper by the fixing device 26 and discharged to the paper discharge tray 28 by the discharge roller 27, and the image formation is completed. At this time, the residual toner that is not transferred onto the sheet and remains on the photosensitive drum 10 is cleaned by the cleaning device 18 and is prepared for the next image formation.

そしてこの画像形成に際し、算出した平均印字率が小さいため、現像剤の強制消費を行う場合は図3に示したフロー図に従って制御が行われる。すなわち、まずステップS10で前記したように、画像形成指示が制御回路30に伝えられて画像形成動作が開始されると、ステップS11で画像形成枚数記憶装置33の画像形成枚数Pと、累積ドット数記憶装置34の累積ドット数Bとがそれぞれ0にされる。   In this image formation, since the calculated average printing rate is small, when the developer is forcibly consumed, the control is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, as described above in step S10, when the image forming instruction is transmitted to the control circuit 30 and the image forming operation is started, in step S11, the image forming number P in the image forming number storage device 33 and the cumulative number of dots are displayed. The accumulated dot number B of the storage device 34 is set to 0, respectively.

ここで形成する画像のデータが画像データ記憶装置31に送られてくると、制御回路30は感光体ドラム10を帯電させ、ステップS12で演算回路32により、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数B’として計数し、ステップS13でB=B+B’を算出して累積ドット数記憶装置34に記憶させると共に、画像形成枚数PをP=P+1として画像形成枚数記憶装置33に記憶させる。   When the image data to be formed is sent to the image data storage device 31, the control circuit 30 charges the photosensitive drum 10, and in step S12, the arithmetic circuit 32 develops the image to be formed from now on. The amount of agent is counted as the number of dots B ′ of the formed image, B = B + B ′ is calculated and stored in the cumulative dot number storage device 34 in step S13, and the image formation number storage device P is set to P = P + 1. 33.

その後、前記したようにして画像データが露光装置制御回路36に送られ、露光装置12により感光体ドラム10が露光されて静電潜像が形成され、現像、定着が行われて画像形成がなされる。次のステップS14で制御回路30は、こうして画像が形成された後、続けて画像形成が行われるか、即ち連続印字中であるかどうかを判断し、連続印字中なら処理がステップS12に戻って同じことが繰り返される。   Thereafter, the image data is sent to the exposure device control circuit 36 as described above, and the photosensitive drum 10 is exposed by the exposure device 12 to form an electrostatic latent image, and development and fixing are performed to form an image. The In the next step S14, after the image is formed in this way, the control circuit 30 determines whether or not the image is continuously formed, that is, whether or not the continuous printing is being performed. If the continuous printing is being performed, the process returns to step S12. The same is repeated.

また、連続印字中ではないか、連続印字が終了した場合は処理がステップS15に進み、累積ドット数Bが画像形成枚数Pで除され、平均印字率Aが算出される。そして次のステップS16で、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル35に記憶されている画像形成枚数Pが500枚という値が読み出され、Pが500枚以上かどうかが判断され、Yesなら処理がステップS21へ、Noなら処理がステップS17へ進み、同様にしてステップS17では画像形成枚数Pが200枚以上かどうか、ステップS18では画像形成枚数Pが100枚以上かどうかが判断される。そしてステップS17の判断がYesなら処理がステップS20へ、Noなら処理がステップS18へ、ステップS18の判断がYesなら処理がステップS19へ、Noなら処理がステップS12へ戻って以上の処理が繰り返される。   If continuous printing is not in progress or if continuous printing is completed, the process proceeds to step S15, where the cumulative number of dots B is divided by the number of formed images P, and an average printing rate A is calculated. Then, in the next step S16, a value that the image forming number P stored in the correspondence table 35 of the average printing rate and the image forming number is 500 is read, and it is determined whether or not P is 500 or more. If the process proceeds to step S21, if the result is No, the process proceeds to step S17. Similarly, in step S17, it is determined whether the image forming number P is 200 or more, and in step S18, whether the image forming number P is 100 or more. If the determination in step S17 is Yes, the process proceeds to step S20. If the determination is No, the process proceeds to step S18. If the determination in step S18 is Yes, the process proceeds to step S19. If the determination is No, the process returns to step S12. .

今、例えばステップS16、17の判断がそれぞれNoであり、ステップS18の判断がYesの場合は処理がステップS19に進み、ここで制御回路30は、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル35に記憶されている画像形成枚数Pが100枚の場合の平均印字率A、即ち0≦A<1を読み出し、平均印字率Aがこの範囲にあるかどうかを判断する。すなわち、画像形成枚数が100枚を越えた段階で、前記したように平均印字率が1%より小さいかどうかがチェックされるわけである。   For example, if the determinations in steps S16 and S17 are No and the determination in step S18 is Yes, the process proceeds to step S19, where the control circuit 30 stores the correspondence table 35 in the average printing rate and the number of formed images. The average printing rate A when the stored image forming number P is 100 is read out, that is, 0 ≦ A <1, and it is determined whether or not the average printing rate A is within this range. That is, when the number of formed images exceeds 100, it is checked whether the average printing rate is smaller than 1% as described above.

そして平均印字率が1%より小さい場合は処理がステップS22に進み、制御回路30は、帯電器11をOFFし、現像装置制御回路37により、現像ローラ14が1周するのに要する時間Tだけ現像バイアスをONし、現像ローラ14の1周分の現像剤が感光体ドラム10上に現像されるようにすると共に、転写装置制御回路38によって転写ローラ17に印加する転写バイアスを逆バイアスとして、現像剤が感光体ドラム10上から移動しないようにする。そのため、感光体ドラム10上に現像された現像剤は、転写ローラ17には付着せずにそのままクリーニング装置18まで移動し、クリーニングされる。   If the average printing rate is smaller than 1%, the process proceeds to step S22, and the control circuit 30 turns off the charger 11, and only the time T required for the developing device control circuit 37 to make the developing roller 14 make one round. The developing bias is turned on so that the developer for one rotation of the developing roller 14 is developed on the photosensitive drum 10, and the transfer bias applied to the transfer roller 17 by the transfer device control circuit 38 is set as a reverse bias. The developer is prevented from moving from the photosensitive drum 10. Therefore, the developer developed on the photosensitive drum 10 moves to the cleaning device 18 as it is without adhering to the transfer roller 17 and is cleaned.

なお、現像ローラ14の直径をR、回転速度をVとした場合、現像ローラ14の1周相当分の現像バイアス印加時間Tは、T=πR/V(sec)で表すことができ、例えば現像ローラ14の直径を20mm、回転速度を185mm/secとすると、Tは約33msecということになる。また、この現像剤の強制消費は、以上の説明では帯電器11をOFFさせて行ったが、帯電器11を通常通りONし、感光体ドラム10上の現像ローラ14の1周分に相当する領域を露光装置12で露光して行うようにしても良い。   When the diameter of the developing roller 14 is R and the rotation speed is V, the developing bias application time T corresponding to one rotation of the developing roller 14 can be expressed by T = πR / V (sec). If the diameter of the roller 14 is 20 mm and the rotation speed is 185 mm / sec, T is about 33 msec. In addition, the forced consumption of the developer is performed with the charger 11 turned off in the above description. However, the charger 11 is turned on as usual and corresponds to one rotation of the developing roller 14 on the photosensitive drum 10. The region may be exposed by the exposure device 12.

こうしてステップS22で現像剤の強制消費が行われると、処理がステップS11に戻り、画像形成枚数記憶装置33の画像形成枚数Pと、累積ドット数記憶装置34の累積ドット数Bとがそれぞれ0にされて、以上説明してきた処理が繰り返される。   When the developer is forcibly consumed in step S22 in this manner, the process returns to step S11, and the image forming number P in the image forming number storage device 33 and the cumulative dot number B in the cumulative dot number storage device 34 are each set to zero. Then, the processing described above is repeated.

また、ステップS18で画像形成枚数が100枚を越えたと判断され、ステップS19で平均印字率Aが0≦A<1の範囲に入っていないと判断されて、処理がステップS12に戻ることを繰り返し、ステップS17で画像形成枚数が200枚を越えたと判断された場合、処理がステップS20に進み、ここで平均印字率AがA<2であるかどうかが判断される。そして、平均印字率Aが2以上であれば処理がステップS12に戻って同じことが繰り返されるが、A<2の場合は処理がステップS22に進み、前記した現像剤の強制消費動作が行われる。   In step S18, it is determined that the number of formed images has exceeded 100. In step S19, it is determined that the average printing rate A is not in the range of 0 ≦ A <1, and the process is repeatedly returned to step S12. If it is determined in step S17 that the number of formed images has exceeded 200, the process proceeds to step S20, where it is determined whether the average printing rate A is A <2. If the average printing rate A is 2 or more, the process returns to step S12 and the same is repeated. However, if A <2, the process proceeds to step S22, and the forced developer consumption operation described above is performed. .

これは、ステップS17で画像形成枚数が200枚を越えたと判断され、ステップS20で平均印字率AがA<2ではないと判断されて、処理がステップS12に戻ることを繰り返し、ステップS16で画像形成枚数が500枚を越えたと判断された場合も同様であり、処理がステップS21に進んで平均印字率AがA<3であるかどうかが判断される。そしてYesならステップS22で前記した現像剤の強制消費動作が行われ、Noなら今度はステップS11に戻り、画像形成枚数記憶装置33の画像形成枚数Pと、累積ドット数記憶装置34の累積ドット数Bがそれぞれ0にされて以上説明してきた動作が繰り返される。   In step S17, it is determined that the number of formed images has exceeded 200. In step S20, it is determined that the average printing rate A is not A <2, and the process returns to step S12. The same applies to the case where it is determined that the number of formed sheets exceeds 500, and the process proceeds to step S21 to determine whether or not the average printing rate A is A <3. If Yes, the forcible developer consumption operation described above is performed in step S22. If No, the process returns to step S11, and the image forming number P in the image forming number storage device 33 and the cumulative dot number in the cumulative dot number storage device 34 are returned. The operations described above are repeated with B set to 0.

このようにして低印字率の場合の現像剤の強制消費動作を行わせることで、平均印字率の大きさに対応させて次の強制消費までのサイクル時間を増減させながら現像ローラ1周分の現像剤が消費され、それによって無駄なく、効果的に劣化現像剤排出がおこなわれるから、前記した従来技術のように強制消費が現像剤担持体1周分より少なくなる場合がある技術に較べ、画像濃度の低下やかぶり等の不具合が発生する可能性は殆ど無くなる。また、現像剤担持体1周分以上の現像剤を排出することもないから、劣化していない現像剤まで排出するという不経済なことも起こらず、長期にわたって安定した画像品質を得ることができる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。   Thus, the forced consumption operation of the developer in the case of the low printing rate is performed, so that the cycle time until the next forced consumption is increased or decreased in correspondence with the size of the average printing rate, and one cycle of the developing roller. Since the developer is consumed, and thus the deteriorated developer is effectively discharged without waste, as compared with a technique in which forced consumption may be less than one round of the developer carrier as described above, There is almost no possibility of problems such as a decrease in image density and fogging. Further, since the developer is not discharged more than one developer carrier, there is no inconvenience of discharging even a developer that has not deteriorated, and stable image quality can be obtained over a long period of time. An image forming method and an image forming apparatus can be provided.

なお以上のフロー図では、画像形成枚数が100枚から200枚の間は平均印字率AがA<2であるとき(即ち、平均印字率Aが0≦A<1の場合を含む)、及び200枚から500枚の間は、平均印字率AがA<3であるとき(即ち、平均印字率AがA<2の場合を含む)にそれぞれ現像剤強制消費を行うようにしていたが、画像形成枚数が例えば100枚を越えた時点で平均印字率Aが、0≦A<1の範囲になければ次の200枚まで現像剤強制消費を行わず、同様に画像形成枚数が例えば200枚を越えた時点で平均印字率Aが、A<2の範囲になければ次の500枚までは現像剤強制消費を行わないようにしても良い。   In the above flow chart, when the number of image formations is between 100 and 200, when the average print rate A is A <2 (that is, when the average print rate A is 0 ≦ A <1), and Between 200 and 500 sheets, when the average printing rate A is A <3 (that is, including the case where the average printing rate A is A <2), the forced developer consumption is performed. If the average print ratio A is not in the range of 0 ≦ A <1 when the number of image formations exceeds 100, for example, the developer is not forcibly consumed until the next 200, and similarly the number of image formations is 200, for example. If the average printing rate A is not in the range of A <2 when the value exceeds the upper limit, the forced developer consumption may not be performed until the next 500 sheets.

以上が本発明になる低印字率時に現像剤の強制消費動作であるが、以上説明してきたような本発明の方法によって現像剤の強制消費を行いながら多数枚の画像形成を行った場合と、前記した従来技術のように、現像で消費された現像剤量に対応した量を強制消費させながら、多数枚の画像形成を行った場合とのそれぞれで、出力枚数によって画像濃度がどのように変化するかについて実験を行った結果を示したグラフが図4である。   The above is the forced consumption operation of the developer at a low printing rate according to the present invention, and when a large number of images are formed while forcibly consuming the developer by the method of the present invention as described above, How the image density changes depending on the number of output sheets in each case where a large number of images are formed while forcibly consuming the amount corresponding to the amount of developer consumed in the development as in the prior art described above. FIG. 4 is a graph showing a result of an experiment on whether to do this.

この実験に使用した画像形成装置の現像ユニット13は、直流現像バイアスを340Vとし、交流現像バイアスはVp−p1.6kV、周波数2.6kHz、矩形波でデューティー比が50%のものを用い、帯電電位は475Vとした。感光体ドラム10の回転速度は185mm/secとし、現像ローラ14は直径20mmのものを用いて感光体ドラム10との速度比は、1:1として画像形成速度は30枚/毎分とした。   The developing unit 13 of the image forming apparatus used in this experiment uses a DC developing bias of 340 V, an AC developing bias of Vp-p 1.6 kV, a frequency of 2.6 kHz, a rectangular wave with a duty ratio of 50%, and charging. The potential was 475V. The rotational speed of the photosensitive drum 10 was 185 mm / sec, the developing roller 14 had a diameter of 20 mm, the speed ratio with the photosensitive drum 10 was 1: 1, and the image forming speed was 30 sheets / minute.

この図4のグラフにおいて、横軸は画像形成枚数(出力枚数)、縦軸は画像濃度であり、×をプロットした「従来技術」として示した線は、現像で消費された現像剤量に対応した量を強制消費させて画像形成を行った場合である。また、○をプロットした「実施例1」、△をプロットした「実施例2」として示した線は、以上説明してきた本発明になる現像剤の強制消費動作を行いながら画像形成を行った場合であり、このうち、「従来技術」と「実施例1」においては、印字率0.36%の原稿のみで多数枚の画像形成を行い、「実施例2」は、印字率0.36%の原稿を90%、印字率2.00%の原稿を8%、印字率4.00%の原稿を2%混在させて、多数枚の画像形成を行った。   In the graph of FIG. 4, the horizontal axis is the number of formed images (number of output sheets), the vertical axis is the image density, and the line shown as “prior art” in which x is plotted corresponds to the amount of developer consumed in development. This is a case where the formed amount is forcibly consumed to form an image. Also, the lines shown as “Example 1” in which “◯” is plotted and “Example 2” in which “Δ” is plotted are the cases where image formation is performed while performing the forced consumption operation of the developer according to the present invention described above. Among them, in “Prior Art” and “Example 1”, a large number of images are formed using only a document with a printing rate of 0.36%, and “Example 2” has a printing rate of 0.36%. A large number of images were formed by mixing 90% of the original, 8% of the original with a printing rate of 2.00%, and 2% of the original with a printing rate of 4.00%.

なお、「従来技術」における現像剤の強制消費動作条件は、毎画像出力後、次画像出力までの間の紙間に毎回強制消費するようにした。また、「実施例1」における現像剤の強制消費量を、「従来技術」と同様、毎画像出力後、次画像出力までの間の紙間に毎回出力した場合に換算すると、一回当たりの強制消費量は約0.20%になるので、現像剤の総消費量を同じにするため、「従来技術」における一回あたりの強制消費量を印字率にして0.20%相当分となるようにした。   It should be noted that the forcible consumption operation condition of the developer in the “prior art” is forcibly consumed every time between sheets after output of each image and before output of the next image. Further, when the forced consumption of developer in “Example 1” is converted every time output between sheets after output of each image and until output of the next image, as in “Prior art”, Since the forced consumption amount is about 0.20%, the total consumption amount of the developer is made the same. Therefore, the forced consumption amount per time in the “prior art” is equivalent to 0.20% as the printing rate. I did it.

この場合、現像ローラ14は直径20mmのものであるので、その1周はA4原稿の約20%程度になるから、「従来技術」における印字率にして0.20%相当というのは、上記約20%の1/100であり、これは、毎画像形成毎に現像ローラ1周の約3.6度分の現像剤を強制消費するということに相当し、残りの現像ローラ1周の356.4度分の現像剤は現像ローラ上に残って劣化が進んでゆくことになる。   In this case, since the developing roller 14 has a diameter of 20 mm, the circumference of the developing roller 14 is about 20% of that of the A4 document. Therefore, the printing ratio in the “prior art” is equivalent to 0.20%. 1/100 of 20%, which corresponds to forcibly consuming about 3.6 degrees of developer per rotation of the developing roller every image formation, and 356. The developer for 4 degrees remains on the developing roller and the deterioration proceeds.

そしてこの図4に示したグラフから分かるように、前記した本発明のように、現像剤の強制消費を常に現像ローラ1周分とした実施例1、実施例2は、どちらも画像濃度1.2以上を保ち、特に印字率0.36%の原稿を90%、印字率2.00%の原稿を8%、印字率4.00%の原稿を2%混在させて、通常の画像形成に近づけた実施例2では、50000枚の画像形成後も大きな画像濃度減少は起こっていない。   As can be seen from the graph shown in FIG. 4, both the first and second embodiments in which the forced consumption of the developer is always equivalent to one rotation of the developing roller as in the present invention described above, both have an image density of 1. 2 or more, especially 90% for a document with a printing rate of 0.36%, 8% for a document with a printing rate of 2.00%, and 2% for a document with a printing rate of 4.00% for normal image formation In the second embodiment, which is close, a large reduction in image density has not occurred even after the formation of 50,000 images.

それに対し、総消費量は同じである「従来技術」では、約35000枚の画像形成で画像濃度が1.2となり、その後は画像形成が進むにつれて画像濃度が大きく落ちている。従って、一回当たりの強制消費量が少なく、現像ローラ上の現像剤全てが消費されない場合は現像剤の劣化が進むことがわかり、本発明を用いることで、長期にわたって安定した画像品質を得ることが可能になる。   On the other hand, in the “conventional technology” in which the total consumption is the same, the image density becomes 1.2 after image formation of about 35,000 sheets, and thereafter, the image density greatly decreases as the image formation proceeds. Therefore, it can be seen that the amount of forced consumption per time is small and the developer on the developing roller is not consumed, and the deterioration of the developer proceeds. By using the present invention, stable image quality can be obtained over a long period of time. Is possible.

本発明によれば、トナー消費が少ない画像形成を連続して行っても、画像濃度低下やかぶりを起こさず、長期にわたって安定した画像品質を得ることができるから画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, an image forming apparatus can be provided because stable image quality can be obtained over a long period of time without causing image density reduction or fogging even when image formation with low toner consumption is continuously performed. .

本発明の画像形成方法を実施する、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a laser printer as an example of an image forming apparatus that performs an image forming method of the present invention. 本発明の画像形成方法を行う制御回路のブロック図である。It is a block diagram of a control circuit for performing the image forming method of the present invention. 本発明の画像形成方法における劣化トナー強制消費のフロー図である。FIG. 6 is a flowchart of forced consumption of deteriorated toner in the image forming method of the present invention. 低印字率の原稿を用いて多数枚の画像形成を行った場合の、出力枚数と画像濃度の関係を実験した結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of experiments on the relationship between the number of output sheets and image density when a large number of images are formed using a document with a low printing rate.

符号の説明Explanation of symbols

10 感光体ドラム
11 帯電器
12 露光装置(レーザスキャニングユニット)
13 現像ユニット
14 現像ローラ
15 回転螺旋羽根部材
16 トナーコンテナ
17 転写ローラ
18 クリーニング装置
20 用紙搬送路
21 給紙カセット
22 レジストローラ
23 搬送ローラ
24 給紙ローラ
25 ピックアップローラ
26 定着装置
27 排出ローラ
28 排出部
30 制御回路
31 画像データ記憶装置
32 演算回路
33 画像形成枚数記憶装置
34 累積ドット数記憶装置
35 平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル
36 露光装置制御回路
37 現像装置制御回路
38 転写装置制御回路
10 Photosensitive drum 11 Charger 12 Exposure device (laser scanning unit)
13 Developing unit 14 Developing roller 15 Rotating spiral blade member 16 Toner container 17 Transfer roller 18 Cleaning device 20 Paper transport path 21 Paper feed cassette 22 Registration roller 23 Transport roller 24 Paper feed roller 25 Pickup roller 26 Fixing device 27 Discharge roller 28 Discharge unit 30 control circuit 31 image data storage device 32 arithmetic circuit 33 image formation number storage device 34 cumulative dot number storage device 35 correspondence table 36 of average print rate and image formation number exposure device control circuit 37 developing device control circuit 38 transfer device control circuit

Claims (5)

感光体上に電子写真方式で形成した静電潜像を、前記感光体に対面した現像剤担持体に担持させた現像剤で現像し、該現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算すると共に、該累積加算値と画像形成枚数とにより算出した平均印字率に基づき、紙間で現像剤を前記感光体上へ強制消費させる画像形成方法において、
前記現像剤の強制消費は、前記算出した平均印字率が予め定めた基準印字率未満か否か判断し、前記基準印字率以上の場合は強制消費を行わず、前記基準印字率未満の場合に前記現像剤担持体の1周分の現像剤を強制消費させ、次の強制消費までのサイクル時間は、前記平均印字率に対応させて増減させることを特徴とする画像形成方法。
An electrostatic latent image formed on a photoconductor by an electrophotographic method is developed with a developer carried on a developer carrier facing the photoconductor, and the amount of developer used for the development is determined by the number of dots in the formed image. In the image forming method in which the developer is forcibly consumed between the sheets of paper on the basis of the average print rate calculated by the cumulative addition value and the number of image formed sheets,
The forced consumption of the developer is determined whether the calculated average printing rate is less than a predetermined reference printing rate. If the calculated average printing rate is equal to or higher than the reference printing rate, the forced consumption is not performed. An image forming method comprising: forcibly consuming developer for one rotation of the developer carrying member; and increasing or decreasing a cycle time until the next forced consumption in accordance with the average printing rate.
前記現像剤の次の強制消費までのサイクル時間は、前記算出した平均印字率に対応させた画像形成枚数に基づいて定めることを特徴とする請求項1に記載した画像形成方法。   The image forming method according to claim 1, wherein a cycle time until the next forced consumption of the developer is determined based on the number of formed images corresponding to the calculated average printing rate. 前記現像剤の強制消費は、前記感光体を帯電させずに現像するか、前記感光体を帯電させた場合は現像ローラ1周分に相当する領域を露光した後現像すると共に、前記感光体上の静電潜像の現像により形成された現像剤像を記録紙に転写させる転写バイアスを、逆バイアスとしておこなうことを特徴とする請求項1または2に記載した画像形成方法。   The forced consumption of the developer can be performed without developing the photosensitive member, or when the photosensitive member is charged, the region corresponding to one rotation of the developing roller is exposed and then developed. 3. The image forming method according to claim 1, wherein the transfer bias for transferring the developer image formed by developing the electrostatic latent image is a reverse bias. 電子写真方式で静電潜像を形成する感光体と、該感光体に対面し、担持した現像剤により前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体を有した現像装置と、前記現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算した値を記憶する累積ドット数記憶手段と、画像形成枚数を計数する画像形成枚数計数手段と、前記累積ドット数記憶手段に記憶された累積ドット数と画像形成枚数計数手段が計数した画像形成枚数とにより、形成画像1枚当たりの現像剤消費量を平均印字率として算出する平均印字率算出手段とを有し、該平均印字率算出手段の算出した平均印字率により現像剤を前記感光体上へ強制消費させる制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記平均印字率算出手段の算出した平均印字率が予め定めた基準印字率未満の状態において前記現像剤担持体1周分の現像剤を強制消費させ、次の強制消費までのサイクル時間は、前記平均印字率に対応させて増減させる制御を行うように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
A photoconductor that forms an electrostatic latent image by electrophotography, and a developing device that has a developer carrier that faces the photoconductor and develops the electrostatic latent image on the photoconductor with a carried developer; Stored in the accumulated dot number storage means for storing the cumulative addition of the developer amount used for the development as the number of dots in the formed image, the image formation number counting means for counting the number of image formations, and the accumulated dot number storage means Average printing rate calculating means for calculating a developer consumption amount per formed image as an average printing rate based on the number of accumulated dots and the number of formed images counted by the image forming number counting means. In the image forming apparatus having a control unit for forcibly consuming the developer onto the photoconductor by the average printing rate calculated by the rate calculating unit,
The control means forcibly consumes the developer for one rotation of the developer carrier in a state where the average printing ratio calculated by the average printing ratio calculation means is less than a predetermined reference printing ratio, and until the next forced consumption. An image forming apparatus, wherein the cycle time is controlled to increase or decrease in accordance with the average printing rate.
前記現像剤の強制消費が必要な複数の平均印字率のそれぞれに対応させ、次の現像剤強制消費までのサイクル時間を定める画像形成枚数を記憶したテーブルを有していることを特徴とする請求項4に記載した画像形成装置。   5. A table storing a number of image forming sheets for determining a cycle time until the next forced developer consumption, corresponding to each of a plurality of average printing rates that require the forced consumption of the developer. Item 5. The image forming apparatus according to Item 4.
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