JP2009251263A - Image forming device - Google Patents

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JP2009251263A JP2008098992A JP2008098992A JP2009251263A JP 2009251263 A JP2009251263 A JP 2009251263A JP 2008098992 A JP2008098992 A JP 2008098992A JP 2008098992 A JP2008098992 A JP 2008098992A JP 2009251263 A JP2009251263 A JP 2009251263A
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Sayo Uemura
紗代 上村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device allowing a refresh process to function more effectively than a conventional image forming device by consuming toner in a developing device depending on diameter of particle efficiently. <P>SOLUTION: In this image forming device, an average print rate B is computed in a control part 90, and an amount of laser exposure of an exposing device 3 is increased when the number (n) of printed paper reaches the predetermined number A. Next, the control part 90 determines whether the average print rate B is less than the predetermined value PO (here, 5%) or not. If the average print rate is less than 5%, a solid pattern is formed as a toner discharge pattern T, and if the average print rate is above 5%, a dot pattern is formed. This image forming device performs refresh for discharging toner from a developing roller 25 on a predetermined toner discharge pattern formed on a photosensitive drum 1 by the exposing device 3. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光体ドラム及び現像装置を用いた画像形成装置に関し、特に非画像形成時において現像ローラ上のトナーをリフレッシュするリフレッシュ工程を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using a photosensitive drum and a developing device, and more particularly to an image forming device provided with a refresh process for refreshing toner on a developing roller during non-image formation.

従来の画像形成装置では、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率(画像形成可能な面積(用紙面積)に対する印字される面積の割合をいう。以下同じ。)が低い場合に、現像剤担持体(現像ローラ)から静電潜像担持体(感光体ドラム)に飛翔して現像に用いられるトナーが少ないために現像装置内のトナー粒子の入れ替わりが少なく、トナーが過剰に帯電し、画像濃度低下や画像カブリが発生することがある。特に、カラー機のように複数個の現像装置を備えた画像形成装置においては、写真やグラフィック画像のように高い印字率の画像から文字やロゴマークのみのような低い印字率の画像まで対応する必要があり、現像装置毎の印字率のばらつきも大きくなる。   In the conventional image forming apparatus, when the image formation is repeated, particularly when the printing rate on the image (the ratio of the printed area to the area where the image can be formed (paper area); the same applies hereinafter) is low. Since there is little toner used for development by flying from the developer carrier (development roller) to the electrostatic latent image carrier (photoreceptor drum), the toner particles in the developing device are hardly replaced, and the toner is excessively charged. In some cases, image density reduction and image fogging may occur. In particular, an image forming apparatus having a plurality of developing devices such as a color machine can handle images with a high printing rate such as photographs and graphic images to images with a low printing rate such as only characters and logo marks. It is necessary to increase the variation in the printing rate for each developing device.

このような場合には、ソリッド(ベタ)パターン等の原稿印字率が高いパターンを印刷することにより現像ローラから感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させ、該トナーを記録媒体に転写させてトナーを消費することにより緩和することが可能ではあるが、長期にわたりソリッドパターンを印刷しないで放置した場合には、トナーの消費が行われないまま現像ローラ表面にトナー粒子が湿度等の影響により固着されてしまい、回復しないこともある。   In such a case, a large amount of toner is ejected from the developing roller to the photosensitive drum side by printing a pattern having a high document coverage such as a solid (solid) pattern, and the toner is transferred to a recording medium to transfer the toner. However, if the solid pattern is left unprinted for a long time without being consumed, the toner particles are fixed on the surface of the developing roller due to the influence of humidity or the like without being consumed. And may not recover.

そのため、従来からトナーの表面形状、材料または外添剤の適正化などにより、トナーの帯電制御能力が安定するように改良されてきてはいるが、トナーの帯電が過剰となり上述のような現象が生じるのを確実に防止するまでには至っていないのが現状である。   Therefore, the toner surface has been improved so that the charge control ability of the toner is stabilized by optimizing the surface shape, material, or external additive of the toner. At present, it has not yet been surely prevented.

上記のような課題を解決するために、現像ローラ上のトナーを強制排出する方法が種々提案されており、例えば特許文献1には、非画像形成時に現像ローラに対して直流バイアスに交流バイアスを重畳して印加することにより、現像ローラ上のトナーを強制消費する一成分現像式の画像形成装置が開示されており、ラインパターンや千鳥パターンのような黒色部と白色部とが交互に組み合わされたトナー吐出パターンを用いることにより逆帯電成分の多いトナーの飛翔を増加させて強制消費を行う方法も記載されている。   In order to solve the above-described problems, various methods for forcibly discharging the toner on the developing roller have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that an AC bias is applied to the developing roller during non-image formation. A one-component development-type image forming apparatus that forcibly consumes toner on the developing roller by applying it in a superimposed manner is disclosed, and black portions and white portions such as line patterns and staggered patterns are alternately combined. In addition, there is also described a method of forcibly consuming by increasing the flying of toner having a large amount of reversely charged components by using a toner discharge pattern.

また、特許文献2には、記録媒体1枚毎に測定された画像面積率(印字率)に基づいて所定の印刷枚数における平均印字率を算出し、この平均印字率が所定値を下回った場合にトナーを強制消費するようにした画像形成装置が提案されている。
特開2000−206770号公報 特開2004−271898号公報
Further, in Patent Document 2, an average printing rate for a predetermined number of printed sheets is calculated based on an image area rate (printing rate) measured for each recording medium, and the average printing rate falls below a predetermined value. In addition, there has been proposed an image forming apparatus in which toner is forcibly consumed.
JP 2000-206770 A JP 2004-271898 A

画像濃度低下や画像カブリの発生する度合いは現像ローラ上のトナーの帯電状態によって変化する。例えば、画像濃度が低下している場合はチャージアップした小径トナーが増加している。一方、画像カブリが発生し易くなったときには低帯電で静電付着力の弱い大径トナーが増加している。そのため、画像濃度低下や画像カブリを効果的に抑制するためには強制排出するトナーの粒径もそれに合わせて最適化し、現像装置内のトナー粒度分布のバラツキを抑制することが望ましい。しかしながら、特許文献1、2の方法では、トナーを強制消費する際に、現像装置内の粒度分布全域に亘って平均してトナーが消費されるため、トナー粒度分布のバラツキを抑制することができなかった。また、現像に最適な粒径のトナーまで強制消費されてしまい効率が悪かった。   The degree of image density reduction and image fogging varies depending on the charged state of the toner on the developing roller. For example, when the image density decreases, the charged-up small-diameter toner increases. On the other hand, when image fogging is likely to occur, large-diameter toners with low charge and weak electrostatic adhesion are increasing. For this reason, in order to effectively suppress image density reduction and image fogging, it is desirable to optimize the particle size of the toner to be forcibly discharged accordingly, and to suppress variations in the toner particle size distribution in the developing device. However, in the methods of Patent Documents 1 and 2, when toner is forcibly consumed, the toner is averaged over the entire particle size distribution in the developing device, so that variation in the toner particle size distribution can be suppressed. There wasn't. Further, the toner having a particle diameter optimum for development is forcibly consumed, and the efficiency is poor.

本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置内のトナーを粒径別に効率良く消費することにより、リフレッシュ工程を従来に比べて有効に機能させる画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that makes the refreshing process function more effectively than the prior art by efficiently consuming the toner in the developing device for each particle size.

上記目的を達成するために本発明は、像担持体にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に対向配置されトナーを担持して前記像担持体に供給するトナー担持体と該トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材とを有し、前記露光装置により前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備え、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、リフレッシュ工程を実行する際、前記露光装置のレーザ露光量を画像形成時よりも増大して前記像担持体上にトナー吐出パターンを形成することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides an exposure apparatus for irradiating an image carrier with laser light to form an electrostatic latent image, and a toner which is disposed opposite to the image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier. A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the exposure device, and a toner supply member that supplies toner to the toner carrier. In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side at the time of image formation, the laser exposure amount of the exposure device is larger than that at the time of image formation when the refresh process is executed. And a toner discharge pattern is formed on the image carrier.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、所定の印刷枚数毎に算出された印刷画像の平均印字率に基づいて前記トナー吐出パターンを決定する制御手段を設けたことを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, a control unit that determines the toner ejection pattern based on an average print rate of a print image calculated for each predetermined number of prints is provided.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、平均印字率が基準値P0未満の場合、前記トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the control unit forms a solid pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is less than a reference value P0.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、平均印字率が基準値P0未満であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P1(>P0)以上の画像出力を行っていない場合、前記トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することを特徴としている。   Further, according to the present invention, in the image forming apparatus having the above configuration, the control unit outputs an image having an average printing rate less than a reference value P0 and a printing rate P1 (> P0) or more during a predetermined number of printed sheets. If not, a solid pattern is formed as the toner discharge pattern.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、平均印字率が基準値P0以上の場合、前記トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the control unit forms a dot pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is equal to or greater than a reference value P0.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、平均印字率が基準値P0以上であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P2(<P0)以上の画像出力を行っていない場合、前記トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することを特徴としている。   Further, according to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the control unit outputs an image having an average printing rate of a reference value P0 or more and a printing rate of P2 (<P0) or more during a predetermined number of printed sheets. If not, a dot pattern is formed as the toner ejection pattern.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記ドットパターンは、1ドット若しくは一辺が2ドット以上6ドット以下のドット群が1ドット以上の間隔を隔ててマトリクス状に配置されて成り、且つ印字率が10%未満であることを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the dot pattern is formed by arranging one dot or a group of dots each having 2 to 6 dots on a side with an interval of 1 or more dots, and The print rate is less than 10%.

本発明の第1の構成によれば、レーザ露光量の増大によってトナー吐出パターンの形成時に優先的に消費されるトナーの粒径変化が顕著になるという性質を利用して、リフレッシュ工程の実行により現像装置内のトナー粒度分布のバラツキを効果的に抑制可能となる。また、リフレッシュ工程の継続時間やトナー消費量も低減することができる。   According to the first configuration of the present invention, the refresh process is performed by utilizing the property that the change in the particle size of the toner that is preferentially consumed when the toner discharge pattern is formed is increased by increasing the laser exposure amount. Variations in the toner particle size distribution in the developing device can be effectively suppressed. Further, the duration of the refresh process and the toner consumption can be reduced.

また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、所定の印刷枚数毎に算出された印刷画像の平均印字率に基づいてトナー吐出パターンを決定する制御手段を設けることにより、平均印字率から現像装置内のトナー粒度分布変動を予測して適切なトナー吐出パターンを自動的に決定することができる。   According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the control unit determines the toner discharge pattern based on the average print rate of the print image calculated for each predetermined number of prints. By providing the above, it is possible to predict the toner particle size distribution fluctuation in the developing device from the average printing rate and automatically determine an appropriate toner discharge pattern.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成の画像形成装置において、平均印字率が基準値P0未満の場合、トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することにより、低印字率の画像が連続出力され過帯電の小径トナーの割合が多くなったときはソリッドパターンを形成して小径トナーを優先的に排出することができる。   According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second configuration, when the average printing rate is less than the reference value P0, the solid pattern is formed as the toner ejection pattern, thereby reducing the low printing rate. When the image is continuously output and the proportion of the overcharged small-diameter toner increases, a solid pattern can be formed and the small-diameter toner can be discharged preferentially.

また、本発明の第4の構成によれば、上記第2の構成の画像形成装置において、平均印字率が基準値P0未満であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P1(>P0)以上の画像出力を行っていない場合、トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することにより、平均印字率が低いときは過帯電の小径トナーを優先的に排出するとともに、突発的に高印字率の出力があったときは無駄なリフレッシュの実行を排除してユーザの待ち時間を極力短くし、トナー消費量も節約することができる。   According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second configuration, the average printing rate is less than the reference value P0, and the printing rate is P1 (> P0) or more during a predetermined number of printed sheets. When the image output is not performed, a solid pattern is formed as the toner discharge pattern, so that when the average printing rate is low, the overcharged small-diameter toner is preferentially discharged and the output of the high printing rate is suddenly output. In such a case, it is possible to reduce the waiting time of the user as much as possible by eliminating unnecessary refresh execution and to save the toner consumption.

また、本発明の第5の構成によれば、上記第2乃至第4のいずれかの構成の画像形成装置において、平均印字率が基準値P0以上の場合、トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することにより、高印字率の画像が連続出力され低帯電の大径トナーの割合が多くなったときはドットパターンを形成して大径トナーを優先的に排出することができる。   According to the fifth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the second to fourth configurations, a dot pattern is formed as a toner ejection pattern when the average printing rate is equal to or greater than the reference value P0. Thus, when an image with a high printing rate is continuously output and the ratio of the low-charge large-diameter toner increases, a dot pattern can be formed to preferentially discharge the large-diameter toner.

また、本発明の第6の構成によれば、上記第2乃至第4のいずれかの構成の画像形成装置において、平均印字率が基準値P0以上であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P2(<P0)以上の画像出力を行っていない場合、トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することにより、平均印字率が高いときは低帯電の大径トナーを優先的に排出するとともに、突発的に低印字率の出力があったときは無駄なリフレッシュの実行を排除してユーザの待ち時間を極力短くし、トナー消費量も節約することができる。   According to the sixth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the second to fourth configurations, the average printing rate is equal to or more than the reference value P0, and the printing rate is within a predetermined number of printed sheets. When an image output of P2 (<P0) or more is not performed, a dot pattern is formed as a toner discharge pattern, so that when the average printing rate is high, low-charge large-diameter toner is discharged preferentially and suddenly When a low printing rate is output, wasteful refresh execution is eliminated, the waiting time of the user is minimized, and toner consumption can be saved.

また、本発明の第7の構成によれば、上記第5又は第6の構成の画像形成装置において、1ドット若しくは一辺が2ドット以上6ドット以下のドット群が1ドット以上の間隔を隔ててマトリクス状に配置され、且つ印字率が10%未満のドットパターンを形成することにより、低帯電の大径トナーを像担持体側へ効率良く飛翔させることができる。   According to the seventh configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the fifth or sixth configuration, a dot or a group of dots each having 2 to 6 dots on one side is spaced by 1 dot or more. By forming a dot pattern that is arranged in a matrix and has a printing rate of less than 10%, low-charge large-diameter toner can be efficiently ejected to the image carrier side.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置を備えたロータリー現像式のカラー画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置(ここではカラープリンタ)100では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム1が帯電ユニット2により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部(図示せず)に入力された原稿画像データに基づいて露光装置3から感光体ドラム1上にレーザビームが照射され、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a rotary developing type color image forming apparatus provided with the developing device of the present invention. In the image forming apparatus (here, a color printer) 100, when performing a copying operation, the photosensitive drum 1 that rotates counterclockwise in the drawing is uniformly charged by the charging unit 2 in the apparatus main body. Then, based on the original image data input to the image input unit (not shown) from a personal computer or the like, the exposure device 3 irradiates the photosensitive drum 1 with a laser beam, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. Is formed.

感光体ドラム1は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット2により表面を帯電させるようになっている。そして、露光装置3からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や有機感光体(OPC感光体)が用いられる。感光層として正OPCを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正OPCは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。   The photosensitive drum 1 is formed, for example, by laminating a photosensitive layer on an aluminum drum, and the surface is charged by a charging unit 2. Then, an electrostatic latent image in which charging is attenuated is formed on the surface that has received the laser beam from the exposure apparatus 3. As the photosensitive material for forming the photosensitive layer, an amorphous silicon photoreceptor or an organic photoreceptor (OPC photoreceptor) is used. When positive OPC is used as the photosensitive layer, the generation of ozone or the like is small and charging is stable. In particular, the positive OPC having a single-layer structure has little change in photosensitive characteristics even when the film thickness changes after long-term use. Since the image quality is stable, it is preferably used in a system having a long life.

トナーを感光体ドラム1上に供給するロータリー式の現像ユニット4は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置4a、4b、4c及び4dを備えており、現像装置4a〜4dを感光体ドラム1に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。現像カートリッジ4a〜4dへのトナー補給(トナーインストール)はトナーカートリッジ5から補給パイプ5aを介して行われる。   The rotary type developing unit 4 that supplies toner onto the photosensitive drum 1 includes cartridge type yellow, magenta, cyan, and black developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d in which a developing device and a toner container are integrated. By sequentially rotating the developing devices 4a to 4d to positions facing the photosensitive drum 1, toner is attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to form toner images of the respective colors. The Toner supply (toner installation) to the developing cartridges 4a to 4d is performed from the toner cartridge 5 through the supply pipe 5a.

トナー像が転写される中間転写ベルト6は、中間転写ローラ7a、7b、ベルト駆動ローラ9及び従動ローラ10に掛け渡され、感光体ドラム1に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト6には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。   The intermediate transfer belt 6 onto which the toner image is transferred is wound around the intermediate transfer rollers 7a and 7b, the belt driving roller 9 and the driven roller 10, and while being in contact with the photosensitive drum 1, the driving means (not shown) rotates clockwise in the drawing. Rotate to. A sheet made of dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 6, and a belt in which both ends thereof are overlapped and joined to form an endless shape, or a belt without a seam (seamless) is used.

ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム1上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアス(正帯電トナーを用いる場合)が印加された中間転写ローラ7a、7bにより感光体ドラム1上のイエローのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される(一次転写)。その後、感光体ドラム1の表面に残留したトナーがクリーニングローラ8a及びクリーニングブレード8bにより除去され、現像ユニット4は所定量(ここでは90°)回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム1上に形成され、中間転写ベルト6上に転写される。   When the user inputs image formation start, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1 at a predetermined timing. Then, the yellow toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 6 by the intermediate transfer rollers 7a and 7b to which a negative transfer bias (when positively charged toner is used) is applied (primary transfer). . Thereafter, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning roller 8a and the cleaning blade 8b, and the developing unit 4 rotates by a predetermined amount (here, 90 °). Are formed on the photosensitive drum 1 and transferred onto the intermediate transfer belt 6.

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム1からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。中間転写ベルト6にはベルト駆動ローラ9と対向する位置に転写ローラ14が圧接されており、転写ローラ14の下流側には中間転写ベルト6表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレード15が配置されている。   Thereafter, cyan and black toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 6 from the photosensitive drum 1 by the same method as described above. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. A transfer roller 14 is pressed against the intermediate transfer belt 6 at a position facing the belt driving roller 9, and a belt cleaning blade 15 for removing residual toner on the surface of the intermediate transfer belt 6 is disposed downstream of the transfer roller 14. ing.

上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト6に向けて、用紙Pが給紙機構11から給紙ローラ12及びレジストローラ対13を経由して搬送され、中間転写ベルト6の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が、負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ14により用紙Pに一度に転写される(二次転写)。そして、トナー像が転写された用紙は定着装置16に搬送されてトナー像が定着される。定着装置16を通過した用紙Pは、用紙搬送路17及び排出ローラ対18を介して排出トレイ19に排出される。   The sheet P is conveyed from the sheet feeding mechanism 11 via the sheet feeding roller 12 and the registration roller pair 13 toward the intermediate transfer belt 6 on which the toner image is formed as described above, and sequentially onto the surface of the intermediate transfer belt 6. The formed full-color toner image is transferred onto the paper P at once by the transfer roller 14 to which a negative transfer bias is applied (secondary transfer). Then, the sheet on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 16 and the toner image is fixed. The paper P that has passed through the fixing device 16 is discharged to a discharge tray 19 via a paper conveyance path 17 and a discharge roller pair 18.

図2は、本発明の現像装置の側面断面図である。なお、以下の説明では、図1の感光体ドラム1と相対する現像装置4aの構成及び動作について説明するが、現像装置4b〜4dの構成及び動作についても基本的に同様であるので説明は省略する。   FIG. 2 is a side sectional view of the developing device of the present invention. In the following description, the configuration and operation of the developing device 4a opposite to the photosensitive drum 1 in FIG. 1 will be described. However, the configuration and operation of the developing devices 4b to 4d are basically the same and will not be described. To do.

図2に示すように、現像装置4aは、樹脂製の現像容器20内に、トナーが収納されるトナー攪拌部21と、トナー攪拌部21からトナーが供給されるトナー供給部22とが設けられており、トナー攪拌部21及びトナー供給部22は境界壁23によって仕切られている。境界壁23には第1開口部28及び第2開口部29が形成され、第2開口部29は第1開口部28よりも図中上側に位置付けられている。   As shown in FIG. 2, the developing device 4 a is provided with a toner stirring unit 21 in which toner is stored and a toner supply unit 22 to which toner is supplied from the toner stirring unit 21 in a resin-made developing container 20. The toner stirring unit 21 and the toner supply unit 22 are partitioned by a boundary wall 23. A first opening 28 and a second opening 29 are formed in the boundary wall 23, and the second opening 29 is positioned above the first opening 28 in the drawing.

トナー攪拌部21内には、回転軸にPETフィルムなどの攪拌羽根を貼り付けた撹拌パドル24が図2において反時計回りに回転可能に軸支されている。トナー供給部22内には、潜像を担持する感光体ドラム1(図1参照)と対面し、その潜像を現像するための現像ローラ25、現像ローラ25にトナーを供給するための供給ローラ26、現像ローラ25上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる金属製の規制部材27等が設けられている。   In the toner agitation unit 21, an agitation paddle 24 in which an agitation blade such as a PET film is attached to a rotation shaft is rotatably supported in a counterclockwise direction in FIG. In the toner supply unit 22, the photosensitive drum 1 (see FIG. 1) that carries a latent image faces the developing roller 25 for developing the latent image, and a supply roller for supplying toner to the developing roller 25. 26, a metal regulating member 27 for regulating the toner layer thickness on the developing roller 25 and charging the toner is provided.

現像ローラ25上のトナー層は規制部材(例えば、厚さ0.08mmのSUS箔で、規制圧=25N/mに設定される)27によって層厚規制されるとともに摩擦帯電されて、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に用いられる。規制部材27と反対側の現像ローラ25と現像容器20との隙間にはシール部材30(例えば、導電性の高分子量PEフィルムを用いて、均一に現像ローラ25に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされている)が配設され、このシール部材30によってトナー漏れを防止している。   The toner layer on the developing roller 25 is regulated in layer thickness by a regulating member 27 (for example, a SUS foil having a thickness of 0.08 mm and regulated pressure = 25 N / m) and is triboelectrically charged. 1 is used for development of an electrostatic latent image on 1. A seal member 30 (for example, a conductive high molecular weight PE film is used as a gap between the developing roller 25 and the developing container 20 on the side opposite to the regulating member 27 and is backed up with a urethane sponge so as to uniformly contact the developing roller 25. The seal member 30 prevents toner leakage.

さらに、現像ローラ25及び供給ローラ26は、図2において時計回りに回転するため、第2開口部29は第1開口部28よりも供給ローラ26の回転方向下流側に形成され、第2開口部29は供給ローラ26の上端よりも上側に位置している。そして、第1開口部28は攪拌パドル24の回転軸よりも下側に位置付けられている。   Further, since the developing roller 25 and the supply roller 26 rotate clockwise in FIG. 2, the second opening 29 is formed downstream of the first opening 28 in the rotation direction of the supply roller 26, and the second opening 29 is positioned above the upper end of the supply roller 26. The first opening 28 is positioned below the rotation axis of the stirring paddle 24.

現像装置4aによる現像プロセスについて説明すると、トナー攪拌部21内のトナーは、攪拌パドル24の回転により第1開口部28を通過してトナー供給部22へ送られる。トナー供給部22側へ送られたトナーは供給ローラ26により現像ローラ25へ運ばれ、規制部材27で薄層規制されて現像ニップ部へと搬送され、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する。現像に用いられず現像ローラ25上に残ったトナーはシール部材30を通過後、供給ローラ26により引き剥がされてトナー供給部22内に戻される。   The developing process by the developing device 4 a will be described. The toner in the toner stirring unit 21 is sent to the toner supply unit 22 through the first opening 28 by the rotation of the stirring paddle 24. The toner sent to the toner supply unit 22 side is conveyed to the development roller 25 by the supply roller 26, is regulated to a thin layer by the regulating member 27 and is conveyed to the development nip portion, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is converted. develop. The toner that is not used for development and remains on the developing roller 25 passes through the seal member 30, and then is peeled off by the supply roller 26 and returned to the toner supply unit 22.

供給ローラ26にて搬送されたトナーのうち、規制部材27で規制された過剰なトナーは第1開口部28から供給(充填)される新たなトナーと共にトナー供給部22内で滞留するが、トナー供給部22内のトナー量が多くなると余分なトナーが第2開口部29を通過してトナー供給部22側からトナー攪拌部21に戻され、トナー供給部22の内圧が低減される。   Of the toner conveyed by the supply roller 26, excess toner regulated by the regulating member 27 stays in the toner supply unit 22 together with new toner supplied (filled) from the first opening 28. When the amount of toner in the supply unit 22 increases, excess toner passes through the second opening 29 and returns to the toner stirring unit 21 from the toner supply unit 22 side, and the internal pressure of the toner supply unit 22 is reduced.

次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図3は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。   Next, the control path of the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus of the present invention. It should be noted that since various control of each part of the apparatus is performed when the image forming apparatus 100 is used, the control path of the entire image forming apparatus 100 becomes complicated. Therefore, here, a portion of the control path that is necessary for the implementation of the present invention will be mainly described.

制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き自在の記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンタ95、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり操作部50からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。また、制御部90は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。   The control unit 90 includes a central processing unit (CPU) 91 as a central processing unit, a read only memory (ROM) 92 that is a read-only storage unit, a random access memory (RAM) 93 that is a read / write storage unit, A plurality of (two in this case) that transmit a control signal to each device in the temporary storage unit 94, the counter 95, and the image forming apparatus 100 for storing image data and the like, and receive an input signal from the operation unit 50. The I / F (interface) 96 is provided. Further, the control unit 90 can be arranged at an arbitrary location inside the apparatus main body.

ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ROM92(或いはRAM93)には、リフレッシュ工程の実行の要否を判断する印刷枚数及びトナー吐出パターンを決定する際(後述)に用いられる基準印字率の他、トナー吐出パターンの印字長さを計算するための現像ローラ25及び供給ローラ26の外周長や感光体ドラム1に対する線速比データ等も格納されている。カウンタ95は、印刷枚数を積算してカウントする。なお、カウンタ95を別途設けなくても、例えばRAM93でその回数を記憶するようにしてもよい。   The ROM 92 stores a control program for the image forming apparatus 100, data necessary for control, and the like that are not changed during use of the image forming apparatus 100. The RAM 93 stores necessary data generated during the control of the image forming apparatus 100, data temporarily required for controlling the image forming apparatus 100, and the like. In addition, the ROM 92 (or RAM 93) stores the print length of the toner discharge pattern in addition to the reference print rate used when determining the number of prints and the toner discharge pattern for determining whether or not the refresh process needs to be executed (described later). The outer peripheral lengths of the developing roller 25 and the supply roller 26 for calculation, linear speed ratio data for the photosensitive drum 1, and the like are also stored. The counter 95 adds up the number of printed sheets and counts it. Note that the number of times may be stored in the RAM 93, for example, without providing the counter 95 separately.

また、制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、感光体ドラム1、露光装置3、現像ユニット4(現像装置4a〜4d)、給紙機構11、定着装置16、画像入力部40、操作部50等が挙げられる。   In addition, the control unit 90 transmits a control signal from the CPU 91 to the respective units and apparatuses in the image forming apparatus 100 through the I / F 96. In addition, a signal indicating the state and an input signal are transmitted from each part or device to the CPU 91 through the I / F 96. As each part and device controlled by the control unit 90, for example, the photosensitive drum 1, the exposure device 3, the development unit 4 (development devices 4a to 4d), the paper feed mechanism 11, the fixing device 16, the image input unit 40, and the operation Part 50 and the like.

画像入力部40は、画像形成装置100が図1に示すようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部であり、画像形成装置100が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するCCD等から構成される画像読取部である。画像入力部40より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送信される。   When the image forming apparatus 100 is a printer as shown in FIG. 1, the image input unit 40 is a receiving unit that receives image data transmitted from a personal computer or the like. When the image forming apparatus 100 is a copying machine, Scanning optical system equipped with a scanner lamp that illuminates the document during copying and a mirror that changes the optical path of the reflected light from the document, a condensing lens that focuses the reflected light from the document and forms an image It is an image reading unit composed of a CCD or the like that converts image light into an electrical signal. The image signal input from the image input unit 40 is converted into a digital signal and then transmitted to the temporary storage unit 94.

操作部50には、液晶表示部51、各種の状態を示すLED52、テンキー53が設けられており、ユーザは操作部50を操作して指示を入力することで、画像形成装置100の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部51は、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。テンキー53は、印刷部数の設定や、画像形成装置100がFAX機能も有する場合に相手方のFAX番号を入力等するためのものである。   The operation unit 50 is provided with a liquid crystal display unit 51, LEDs 52 indicating various states, and a numeric keypad 53, and the user operates the operation unit 50 to input instructions, thereby making various settings of the image forming apparatus 100. And execute various functions such as image formation. The liquid crystal display unit 51 displays the state of the image forming apparatus 100, displays the image forming status and the number of copies, and can be used as a touch panel to perform various settings such as functions such as double-sided printing and black-and-white reversal, magnification setting, and density setting. It has become. The numeric keypad 53 is used for setting the number of copies to be printed and for inputting the other party's FAX number when the image forming apparatus 100 also has a FAX function.

その他、操作部50には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。   In addition, the operation unit 50 includes a start button for instructing the user to start image formation, a stop / clear button used when the image formation is stopped, and various settings of the image forming apparatus 100 in a default state. A reset button or the like is provided for use.

本発明の画像形成装置は、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ(省電力)モードからコピー開始状態まで立ち上げる際、或いは所定枚数の印刷が行われた時に、現像装置4a〜4d内の現像ローラ25上のトナーを感光体ドラム1側に吐出するリフレッシュ工程を実行可能に構成されている。   When the image forming apparatus of the present invention is not transferred to a recording medium, for example, when the image forming apparatus is started up from a power-off state or a sleep (power saving) mode to a copy start state, or a predetermined number of prints are performed. Sometimes, a refreshing process for discharging the toner on the developing roller 25 in the developing devices 4a to 4d to the photosensitive drum 1 side can be executed.

実際のトナー吐出パターンを図4に示す。トナー吐出パターンTは、所定のトナー吐出幅Hと、トナー吐出長(ドラム周方向の印字長さ)Lとを2辺とする矩形状である。なお、ドラム表面への用紙の付着を防止する分離爪(図示せず)が感光体ドラム1の長手方向の複数箇所に設けられている場合、分離爪にトナーが付着しないように、トナー吐出パターンTの分離爪に対峙する部分に白抜き部が設けられる。また、トナー吐出幅Hは現像ローラ25(図2参照)の現像領域の幅と略等しく設定されている。   An actual toner discharge pattern is shown in FIG. The toner discharge pattern T has a rectangular shape having a predetermined toner discharge width H and a toner discharge length (printing length in the drum circumferential direction) L as two sides. In addition, when separation claws (not shown) for preventing the paper from adhering to the drum surface are provided at a plurality of positions in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1, a toner discharge pattern is provided so that the toner does not adhere to the separation claws. A white portion is provided in a portion facing the separation claw of T. Further, the toner discharge width H is set to be approximately equal to the width of the developing area of the developing roller 25 (see FIG. 2).

ところで、低印字率の画像を連続して印刷した場合は現像装置内に小径トナーの割合が多くなり、高印字率の画像を連続して印刷した場合は大径トナーの割合が多くなることが知られている。これは、大径トナーは小径トナーに比べて粒子1個当たりの帯電量が大きいものの、単位重量当たりの帯電量は小径トナーに比べて小さいため、現像ローラへの静電付着力は小径トナーよりも大径トナーの方が弱くなる。従って、低印字率の画像では現像ローラへの付着力の弱い大径トナーが優先的に現像され、高印字率の画像を形成するほど現像される小径トナーの割合が多くなるためである。   By the way, when a low printing rate image is continuously printed, the proportion of small-diameter toner increases in the developing device, and when a high printing rate image is continuously printed, the proportion of large-diameter toner increases. Are known. This is because, although large-diameter toner has a larger charge amount per particle than small-diameter toner, the electrostatic charge per unit weight is smaller than that of small-diameter toner. However, the larger diameter toner becomes weaker. Therefore, in the image with a low printing rate, the large-diameter toner having a weak adhesion to the developing roller is preferentially developed, and the proportion of the small-diameter toner to be developed increases as an image with a high printing rate is formed.

従来のリフレッシュ工程においては、所定時間(所定枚数)毎に印字率を算出し、基準印字率と比較することによりリフレッシュ工程の継続時間、即ちトナー吐出パターンTの印字長さLが決定されていたが、吐出されるトナーの粒径については考慮されていなかった。   In the conventional refresh process, the print rate is calculated every predetermined time (predetermined number of sheets), and the duration of the refresh process, that is, the print length L of the toner ejection pattern T is determined by comparing with the reference print rate. However, the particle size of the discharged toner has not been considered.

本発明では、リフレッシュ工程実行時にレーザの露光量を上げるとともに、感光体ドラム上にソリッドパターンを現像することで、現像器中の小径の残トナーを選択的に強制消費でき、逆に印字率の低いドットパターンを現像することで、大径の残トナーを選択的に強制消費できることがわかった。   In the present invention, when the refresh process is executed, the laser exposure amount is increased, and the solid pattern is developed on the photosensitive drum, whereby the small-diameter residual toner in the developing device can be selectively and forcibly consumed. It has been found that by developing a low dot pattern, the large diameter residual toner can be selectively and forcibly consumed.

図5及び図6は、露光装置3のレーザ露光量を通常の画像形成時の0.22mWに設定し、印字率6%のドットパターン(1ドットで印字)を形成した場合とソリッドパターンを形成した場合におけるトナー像中のトナー粒度分布及び分布中心粒径を現像装置内のトナー粒度分布及び分布中心粒径と比較したグラフである。トナー粒度分布は、粒度分布測定装置(ベックマン・コールター社製マルチサイザーIII、アパチャー径100μm)を用いて測定した。   5 and 6 show a case where a laser exposure amount of the exposure apparatus 3 is set to 0.22 mW at the time of normal image formation and a dot pattern (printed with one dot) with a printing rate of 6% is formed and a solid pattern is formed. 6 is a graph comparing the toner particle size distribution and the distribution center particle size in the toner image with the toner particle size distribution and distribution center particle size in the developing device. The toner particle size distribution was measured using a particle size distribution measuring device (Multisizer III manufactured by Beckman Coulter, Inc., aperture diameter 100 μm).

図5から明らかなように、通常の画像形成時の露光量ではドットパターン(図5に破線で表示)とソリッドパターン(図5に実線で表示)とでトナー像中のトナー粒度分布は若干異なるものの、現像装置内のトナー粒度分布(図5に太線で表示)に比べて大きな変化は見られなかった。また、図6から明らかなように、分布中心粒径も現像装置内のトナーが6.16μmであるのに対し、ドットパターンでは6.39μm、ソリッドパターンでは6.02μmと約±0.2μmの範囲に収まっていた。   As is apparent from FIG. 5, the toner particle size distribution in the toner image is slightly different between the dot pattern (shown by the broken line in FIG. 5) and the solid pattern (shown by the solid line in FIG. 5) at the exposure amount during normal image formation. However, there was no significant change compared to the toner particle size distribution in the developing device (indicated by a bold line in FIG. 5). Further, as apparent from FIG. 6, the distribution center particle size is 6.16 μm for the toner in the developing device, whereas it is 6.39 μm for the dot pattern and 6.02 μm for the solid pattern, which is approximately ± 0.2 μm. It was in range.

図7及び図8は、露光装置3のレーザ露光量を0.7mWに設定したときのトナー粒度分布及び分布中心粒径を現像装置内のトナー粒度分布及び分布中心粒径と比較したグラフである。図7、8より、露光量を増大させた場合、ソリッドパターン(図7に実線で表示)ではトナー像中のトナー粒度分布が小径方向(図7の左方向)にシフトし、分布中心粒径も5.92μmと現像装置内のトナーに比べ約0.3μm小さくなった。一方、ドットパターン(図7に破線で表示)ではトナー像中のトナー粒度分布が大径方向(図7の右方向)にシフトし、分布中心粒径も6.66μmと現像装置内のトナーに比べ約0.5μm大きくなった。   7 and 8 are graphs comparing the toner particle size distribution and distribution center particle size with the toner particle size distribution and distribution center particle size in the developing device when the laser exposure amount of the exposure device 3 is set to 0.7 mW. . 7 and 8, when the exposure amount is increased, the toner particle size distribution in the toner image is shifted in the small diameter direction (left direction in FIG. 7) in the solid pattern (indicated by the solid line in FIG. 7), and the distribution center particle size is increased. Was 5.92 μm, which was about 0.3 μm smaller than the toner in the developing device. On the other hand, in the dot pattern (indicated by a broken line in FIG. 7), the toner particle size distribution in the toner image is shifted in the large diameter direction (right direction in FIG. 7), and the distribution center particle size is 6.66 μm. Compared to about 0.5 μm.

この理由としては、以下のようなことが考えられる。つまり、レーザ露光量を増大させると感光体ドラム上に形成される静電潜像が深くなり(即ち、静電潜像とそれ以外の部分との電位差が大きくなり)許容電荷量が増加する。この状態で低印字率パターン(ドットパターン)を形成すると、現像ローラへの付着量の弱い平均粒子径よりも大径のトナーがより優先的に現像される。一方、高印字率パターン(ソリッドパターン)を形成すると、許容電荷量の増加により大径のトナーが現像された後の残存電荷も増加しており、その分だけ小径のトナーの消費量も増加する。   The reason for this is considered as follows. That is, when the laser exposure amount is increased, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is deepened (that is, the potential difference between the electrostatic latent image and the other portions is increased), and the allowable charge amount is increased. When a low printing rate pattern (dot pattern) is formed in this state, toner having a larger diameter than the average particle diameter having a small amount of adhesion to the developing roller is developed with higher priority. On the other hand, when a high printing rate pattern (solid pattern) is formed, the residual charge after developing the large-diameter toner increases due to the increase in the allowable charge amount, and the consumption amount of the small-diameter toner increases accordingly. .

そこで、この性質を利用して現像装置内のトナー粒度分布のバラツキを効果的に抑制可能となる。即ち、低印字率の画像を連続して形成した後は、現像装置内に過帯電の小径トナーの割合が増加しているため、リフレッシュ工程の実行時に露光量を増大するとともに、トナー吐出パターンTをソリッドパターンとすることにより、小径トナーを優先的に排出することができる。逆に、高印字率の画像を連続して形成した後は、現像装置内に低帯電量の大径トナーの割合が増加しているため、リフレッシュ工程の実行時に露光量を増大するとともに、トナー吐出パターンTをドットパターンとすることにより、大径トナーを優先的に排出することができる。また、所望の粒径のトナーが優先的に排出されるため、リフレッシュ工程におけるトナー排出量(リフレッシュ継続時間)も抑制することができる。従って、ユーザの待ち時間も短縮できるとともに画像形成装置のランニングコストも低減される。   Therefore, it is possible to effectively suppress variations in the toner particle size distribution in the developing device using this property. That is, after continuously forming an image with a low printing rate, the ratio of the overcharged small-diameter toner in the developing device is increased, so that the exposure amount is increased when the refresh process is performed, and the toner ejection pattern T By using a solid pattern, small-diameter toner can be discharged preferentially. On the contrary, after continuously forming an image with a high printing rate, the ratio of the large-diameter toner having a low charge amount in the developing device is increased. By using the ejection pattern T as a dot pattern, the large diameter toner can be discharged preferentially. Further, since toner having a desired particle size is discharged preferentially, the toner discharge amount (refresh duration time) in the refresh process can be suppressed. Accordingly, the waiting time of the user can be shortened and the running cost of the image forming apparatus can be reduced.

なお、ドットパターンを構成する各ドットが大きすぎたり、ドット間の間隔が狭すぎたりする場合、或いは印字率が高すぎる場合は、ソリッドパターンに近くなって大径トナーを優先的に排出できなくなる。そのため、ドットパターンとしては、図9(a)〜(c)に示すような、1ドット若しくは一辺が2ドット以上6ドット以下のドット群が、1ドット以上の間隔でマトリクス状に配置されたもので、印字率が10%未満のパターンが好ましい。   If each dot constituting the dot pattern is too large, the interval between dots is too narrow, or if the printing rate is too high, it becomes close to a solid pattern and large-diameter toner cannot be discharged preferentially. . Therefore, as a dot pattern, as shown in FIGS. 9A to 9C, one dot or a group of dots each having 2 to 6 dots on one side is arranged in a matrix at intervals of 1 dot or more. Thus, a pattern having a printing rate of less than 10% is preferable.

図10は、本発明の画像形成装置において実行されるリフレッシュ工程の第1の制御例を示すフローチャートである。図1〜図4を参照しながら、図10のステップに従いリフレッシュ工程の実行手順について説明する。なお、ここでは現像装置4a〜4dの1つについてリフレッシュ工程が実行される手順を説明するが、他の3つの現像装置についても同様の手順で実行される。   FIG. 10 is a flowchart showing a first control example of the refresh process executed in the image forming apparatus of the present invention. The execution procedure of the refresh process will be described with reference to FIGS. Here, the procedure for executing the refresh process for one of the developing devices 4a to 4d will be described, but the same procedure is performed for the other three developing devices.

先ず、ユーザによる操作パネル50或いはパソコン等の操作により画像形成処理が開始されると、カウンタ95により印刷枚数nがカウントされる(ステップS1)。制御部90は、一時記憶部94内のデジタル信号に基づいて画像毎の印字率bnを算出し、さらに印字率bnを積算した積算印字率Σbnを算出する。次に、印刷枚数nが所定枚数Aに到達したか否かが判断される(ステップS2)。n=Aである場合は、制御部90においてΣbn/Aにより平均印字率Bを算出する(ステップS3)。また、露光装置3のレーザ露光量を増大する(ステップS4)。   First, when the image forming process is started by the user operating the operation panel 50 or a personal computer, the counter 95 counts the number of printed sheets n (step S1). The control unit 90 calculates a printing rate bn for each image based on the digital signal in the temporary storage unit 94, and further calculates an integrated printing rate Σbn obtained by integrating the printing rate bn. Next, it is determined whether or not the number n of printed sheets has reached the predetermined number A (step S2). When n = A, the control unit 90 calculates the average printing rate B by Σbn / A (step S3). Further, the laser exposure amount of the exposure apparatus 3 is increased (step S4).

次に、制御部90は平均印字率Bが所定値P0(ここでは5%)未満であるか否かを判断する(ステップS5)。5%未満である場合はトナー吐出パターンTとしてソリッドパターンを形成し(ステップS6)、5%以上である場合はドットパターンを形成する(ステップS7)。そして、露光装置3により感光体ドラム1上に形成された所定のトナー吐出パターン上に現像ローラ25からトナーを排出するリフレッシュ工程を実行する(ステップS8)。その後、カウンタ95のカウント数nを0にリセットして(ステップS9)再びステップS1に戻る。   Next, the control unit 90 determines whether or not the average printing rate B is less than a predetermined value P0 (here, 5%) (step S5). If it is less than 5%, a solid pattern is formed as the toner ejection pattern T (step S6), and if it is 5% or more, a dot pattern is formed (step S7). Then, a refreshing process for discharging the toner from the developing roller 25 onto a predetermined toner discharge pattern formed on the photosensitive drum 1 by the exposure device 3 is executed (step S8). Thereafter, the count number n of the counter 95 is reset to 0 (step S9), and the process returns to step S1 again.

図10に示す第1の制御例によれば、リフレッシュ工程が実行されるまでの平均印字率に基づいてソリッドパターン若しくはドットパターンのトナー吐出パターンTが形成されるため、平均印字率から現像装置内のトナー粒度分布を予測し、それに応じた適切なトナー吐出パターンを自動的に決定してリフレッシュ工程を実行することができる。トナー吐出パターンTの印字長さL(図4参照)は、予め所定の長さに設定しても良いし、平均印字率Bに応じて可変するようにしても良い。また、ここでは所定値P0を5%としたが、画像形成装置や現像装置の仕様や画像形成条件、使用するトナーや温湿度等の環境条件に応じて適宜設定すれば良い。   According to the first control example shown in FIG. 10, the toner discharge pattern T of a solid pattern or a dot pattern is formed based on the average printing rate until the refresh process is executed. The toner particle size distribution can be predicted, and an appropriate toner ejection pattern corresponding to the toner particle size distribution can be automatically determined to execute the refresh process. The printing length L (see FIG. 4) of the toner discharge pattern T may be set to a predetermined length in advance, or may be varied according to the average printing rate B. Although the predetermined value P0 is 5% here, it may be set as appropriate according to the specifications of the image forming apparatus and the developing apparatus, the image forming conditions, and the environmental conditions such as toner to be used and temperature and humidity.

なお、第1の制御例では平均印字率が5%未満の場合にソリッドパターンを形成し、5%以上の場合にドットパターンを形成してリフレッシュ工程が実行されることとしたが、平均印字率が5%未満の場合にのみソリッドパターンを形成してリフレッシュ工程を実行する制御や、平均印字率が5%以上の場合にのみドットパターンを形成してリフレッシュ工程を実行する制御としても良い。   In the first control example, the refresh process is executed by forming a solid pattern when the average printing rate is less than 5% and forming a dot pattern when the average printing rate is 5% or more. Alternatively, the control may be performed such that the solid pattern is formed and the refresh process is executed only when the ratio is less than 5%, or the dot pattern is formed and the refresh process is executed only when the average printing rate is 5% or more.

また、トナー吐出パターンTの印字長さLが同じである場合、ソリッドパターンとドットパターンでは排出されるトナー量が異なる。従って、ソリッドパターンとドットパターンとでトナー排出量を等しくするためには、ドットパターンの印字長さL(リフレッシュ継続時間)をソリッドパターンに比べて長くする必要がある。   Further, when the printing length L of the toner discharge pattern T is the same, the amount of toner discharged differs between the solid pattern and the dot pattern. Therefore, in order to make the toner discharge amount equal between the solid pattern and the dot pattern, it is necessary to make the printing length L (refresh duration) of the dot pattern longer than that of the solid pattern.

図11は、本発明の画像形成装置において実行されるリフレッシュ工程の第2の制御例を示すフローチャートである。第2の制御例では、ステップS3において算出された平均印字率Bが所定値P0(5%)未満であり(ステップS4でYES)、且つ所定枚数Aの印刷中に印字率が所定値P1(>P0、ここでは25%)以上の出力がなかった場合(ステップS5でNO)のみ、レーザ露光量をアップして(ステップS6)ソリッドパターンのトナー吐出パターンを形成し(ステップS7)、リフレッシュ工程を実行する(ステップS8)。   FIG. 11 is a flowchart showing a second control example of the refresh process executed in the image forming apparatus of the present invention. In the second control example, the average printing rate B calculated in step S3 is less than the predetermined value P0 (5%) (YES in step S4), and the printing rate is the predetermined value P1 (during printing of the predetermined number A). > P0 (25% in this case) Only when there is no more output (NO in step S5), the laser exposure amount is increased (step S6) to form a solid toner discharge pattern (step S7), and the refresh process Is executed (step S8).

第2の制御例によれば、所定枚数Aの平均印字率が5%未満であっても、その中に印字率25%以上の高印字率の出力があったときは小径トナーが消費されるためリフレッシュ工程は実行されない。これにより、平均印字率が低いときは過帯電の小径トナーを排出して画像カブリや濃度低下を効果的に抑制するとともに、突発的に高印字率の出力があったときは無駄なリフレッシュの実行を排除してユーザの待ち時間を極力短くし、トナー消費量も節約することができる。所定値P1はP0と同様に適宜設定すれば良い。   According to the second control example, even if the average printing rate of the predetermined number A is less than 5%, the small diameter toner is consumed when the high printing rate output is 25% or more. Therefore, the refresh process is not executed. As a result, when the average printing rate is low, overcharged small-diameter toner is discharged to effectively suppress image fogging and density reduction, and when suddenly high printing rate is output, wasteful refresh is executed. The waiting time of the user can be shortened as much as possible and toner consumption can be saved. The predetermined value P1 may be set as appropriate similarly to P0.

図12は、本発明の画像形成装置において実行されるリフレッシュ工程の第3の制御例を示すフローチャートである。第3の制御例では、ステップS3において算出された平均印字率Bが5%未満であり(ステップS4でYES)、且つ所定枚数Aの印刷中に印字率が所定値P1(25%)以上の出力がなかった場合(ステップS5でNO)のみ、レーザ露光量をアップして(ステップS6)ソリッドパターンのトナー吐出パターンを形成し(ステップS7)、リフレッシュ工程を実行する(ステップS8)。   FIG. 12 is a flowchart showing a third control example of the refresh process executed in the image forming apparatus of the present invention. In the third control example, the average printing rate B calculated in step S3 is less than 5% (YES in step S4), and the printing rate is equal to or higher than the predetermined value P1 (25%) during printing of the predetermined number A. Only when there is no output (NO in step S5), the laser exposure amount is increased (step S6), a solid pattern toner ejection pattern is formed (step S7), and a refresh process is executed (step S8).

また、平均印字率Bが5%以上であり(ステップS4でNO)、且つ所定枚数Aの印刷中に印字率が所定値P2(<P0、ここでは3%)以下の出力がなかった場合(ステップS8でNO)のみ、レーザ露光量をアップして(ステップS9)ドットパターンのトナー吐出パターンを形成し(ステップS10)、リフレッシュ工程を実行する(ステップS11)。   Further, when the average printing rate B is 5% or more (NO in step S4) and there is no output with the printing rate equal to or lower than the predetermined value P2 (<P0, here 3%) during printing of the predetermined number A ( Only in step S8 NO, the laser exposure amount is increased (step S9), a toner discharge pattern of a dot pattern is formed (step S10), and a refresh process is executed (step S11).

第3の制御例によれば、所定枚数Aの平均印字率が5%未満であっても、その中に印字率25%以上の高印字率の出力があったときは小径トナーが消費され、平均印字率が5%以上であっても印字率3%以下の低印字率の出力があったときは大径トナーが消費されるため、リフレッシュ工程は実行されない。これにより、平均印字率に応じて過帯電の小径トナーや低帯電の大径トナーを優先的に排除して現像装置内のトナー粒度分布バラツキを改善するとともに、無駄なリフレッシュの実行を排除してユーザの待ち時間を極力短くし、トナー消費量も節約することができる。所定値P2はP0、P1と同様に適宜設定すれば良い。   According to the third control example, even if the average printing rate of the predetermined number A is less than 5%, the small diameter toner is consumed when the high printing rate output is 25% or more. Even if the average printing rate is 5% or more, if there is an output with a low printing rate of 3% or less, the large diameter toner is consumed, so the refresh process is not executed. This preferentially eliminates overcharged small-diameter toner and low-charged large-diameter toner according to the average printing rate to improve the toner particle size distribution variation in the developing device and eliminate unnecessary refresh execution. The waiting time of the user can be shortened as much as possible, and the toner consumption can be saved. The predetermined value P2 may be set as appropriate similarly to P0 and P1.

なお、図12のステップS5或いはステップS8のいずれかを削除して、平均印字率が5%未満のとき、若しくは5%以上のときは常にリフレッシュ工程が実行されるような制御としても良い。   Note that either step S5 or step S8 in FIG. 12 may be deleted, and the refresh process may be executed whenever the average printing rate is less than 5% or more than 5%.

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、制御部90において平均印字率を算出しているが、平均印字率の算出を行う演算部を制御部90とは別個に設けても良い。また本発明では、一例としてロータリー現像式のカラープリンタについてのみ説明したが、アナログ方式のモノクロ複写機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、現像ローラと供給ローラを備えた現像装置が搭載された種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the average printing rate is calculated by the control unit 90, but an arithmetic unit that calculates the average printing rate may be provided separately from the control unit 90. In the present invention, only a rotary development type color printer has been described as an example. However, an analog monochrome copying machine, a tandem color copying machine, an analog monochrome copying machine, a facsimile machine, a laser printer, etc. Of course, the present invention can be applied to various image forming apparatuses equipped with a developing device including a developing roller and a supply roller.

図1に示した本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行った場合の、リフレッシュ工程実行時のレーザ露光量と現像装置内のトナー粒度分布との関係を調査した。試験条件は、ドラム表面電位(明電位)を350V、画像形成時のレーザ露光量を0.22mW、現像ローラの周速を感光体ドラムの1.5倍(600mm/秒)、供給ローラの周速を900mm/秒、感光体ドラムの回転速度を150mm/秒、ドラム−現像ローラ間のギャップを250mm、現像ローラ−供給ローラ間のギャップを350μmとした。   When continuous printing was performed using the image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1, the relationship between the laser exposure amount during execution of the refresh process and the toner particle size distribution in the developing device was investigated. The test conditions were: drum surface potential (bright potential) of 350 V, laser exposure during image formation of 0.22 mW, developing roller peripheral speed 1.5 times that of the photosensitive drum (600 mm / second), and supply roller circumference. The speed was 900 mm / second, the rotational speed of the photosensitive drum was 150 mm / second, the gap between the drum and the developing roller was 250 mm, and the gap between the developing roller and the supply roller was 350 μm.

現像ローラには、直流成分Vdc1(300V)に交流成分Vpp1(1.6kV、周波数2.7kHz、Duty比70%)を重畳したバイアスを印加し、供給ローラには、直流成分Vdc2(400V)にVpp1と同周期且つ逆位相の交流成分Vpp2(2.8kV、周波数2.7kHz、Duty比70%)を重畳したバイアスを印加した。また、トナー平均粒子径6.5μm、キャリア平均粒子径35μm、飽和磁化65eum/gの二成分現像剤を用いた。なお、飽和磁化は振動試料型磁力計VSM−P7(東英工業社製)を用いて磁場79.6kA/m(1kOe)で測定した。   A bias in which an AC component Vpp1 (1.6 kV, frequency 2.7 kHz, duty ratio 70%) is superimposed on the DC component Vdc1 (300 V) is applied to the developing roller, and a DC component Vdc2 (400 V) is applied to the supply roller. A bias superimposed with an alternating current component Vpp2 (2.8 kV, frequency 2.7 kHz, duty ratio 70%) having the same period and opposite phase as Vpp1 was applied. Further, a two-component developer having a toner average particle diameter of 6.5 μm, a carrier average particle diameter of 35 μm, and a saturation magnetization of 65 eum / g was used. The saturation magnetization was measured using a vibrating sample magnetometer VSM-P7 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) with a magnetic field of 79.6 kA / m (1 kOe).

そして、印字率1%のテスト画像を連続印刷し、50枚印刷毎に平均印字率を算出して非画像形成時にソリッドパターンでトナーを強制排出するリフレッシュ工程を実行した。露光量を0.7mWにアップして3秒間トナーを強制排出した場合を本発明1とし、露光量を0.22mWのままで3秒間トナーを強制排出した場合を比較例1、10秒間トナーを強制排出した場合を比較例2として、所定枚数印刷後の現像装置内のトナー粒度分布を初期の粒度分布と比較した。トナー粒度分布は、粒度分布測定装置(ベックマン・コールター社製マルチサイザーIII)を用いてアパチャー径100μm(測定範囲2.6〜60μm)で測定した。結果を表1に示す。   Then, a test image having a printing rate of 1% was continuously printed, an average printing rate was calculated every 50 sheets printed, and a refreshing process for forcibly discharging toner in a solid pattern during non-image formation was executed. The present invention 1 is a case where the exposure amount is increased to 0.7 mW and the toner is forcibly discharged for 3 seconds, and the case where the exposure amount is 0.22 mW and the toner is forcibly discharged for 3 seconds is Comparative Example 1, and the toner is discharged for 10 seconds. As a comparative example 2, the case of forced discharge was compared with the initial particle size distribution in the developing device after printing a predetermined number of sheets. The toner particle size distribution was measured with an aperture diameter of 100 μm (measurement range of 2.6 to 60 μm) using a particle size distribution measuring device (Multisizer III manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The results are shown in Table 1.

表1に示すように、露光量0.7mWで3秒間トナー排出を行った本発明1では、10,000枚印刷後においても現像装置内のトナー粒度分布は初期の粒度分布に維持されていた。一方、露光量0.22mWで3秒間トナー排出を行った比較例1では、1,000枚印刷時点で粒度分布に変動が認められた。また、露光量0.22mWで10秒間トナー排出を行った比較例2では、5,000枚印刷時点まで初期の粒度分布に維持されていたが、6,000枚印刷時点では変動が認められた。また、強制排出時間を10秒間としたためトナー消費量も多くなった。   As shown in Table 1, in the present invention 1 in which the toner was discharged for 3 seconds at an exposure amount of 0.7 mW, the toner particle size distribution in the developing device was maintained at the initial particle size distribution even after printing 10,000 sheets. . On the other hand, in Comparative Example 1 in which the toner was discharged for 3 seconds at an exposure amount of 0.22 mW, a change was observed in the particle size distribution when 1,000 sheets were printed. In Comparative Example 2 in which the toner was discharged for 10 seconds at an exposure amount of 0.22 mW, the initial particle size distribution was maintained until the printing time of 5,000 sheets, but fluctuation was observed at the printing time of 6,000 sheets. . Further, since the forced discharge time is set to 10 seconds, the amount of toner consumption increases.

実施例1の画像形成装置を用い、同様の試験条件で印字率1%のテスト画像を500枚連続印刷し、50枚印刷毎に露光量を0.7mWにアップして3秒間ソリッドパターンを形成するリフレッシュ工程を実行した場合を本発明2、リフレッシュ工程を実行しなかった場合を比較例3として、現像装置内のトナーの粒度分布及び分布中心粒径を初期の粒度分布及び分布中心粒径と比較した。結果を図13及び図14に示す。   Using the image forming apparatus of Example 1, 500 test images with a printing rate of 1% were printed continuously under the same test conditions, and the exposure amount was increased to 0.7 mW for every 50 sheets to form a solid pattern for 3 seconds. The present invention 2 is the case where the refreshing process is executed, and the comparative example 3 is the case where the refreshing process is not executed. The initial particle size distribution and the distribution center particle size are defined as the toner particle size distribution and the distribution center particle size in the developing device. Compared. The results are shown in FIGS.

図13及び図14から明らかなように、50枚印刷毎に露光量0.7mWでソリッドパターンを形成した本発明2では、現像装置内のトナー粒度分布(図13に実線で表示)は初期のトナー粒度分布(図13に太線で表示)に比べて大きな変化は見られなかった。また、分布中心粒径も6.26μmであり、初期粒径の6.16μmに対し0.1μm上回っただけであった。一方、リフレッシュ工程を実行しなかった比較例3では、現像装置内のトナー粒度分布(図13に破線で表示)は初期のトナー粒度分布に比べて小径方向にシフトした。また、分布中心粒径も5.9μmとなり、初期粒径の6.16μmに対し0.26μm小さくなった。   As apparent from FIGS. 13 and 14, in the second aspect of the present invention in which the solid pattern is formed at an exposure amount of 0.7 mW every 50 sheets printed, the toner particle size distribution in the developing device (shown by a solid line in FIG. 13) is the initial value. There was no significant change compared to the toner particle size distribution (shown in bold in FIG. 13). The distribution center particle size was also 6.26 μm, which was only 0.1 μm higher than the initial particle size of 6.16 μm. On the other hand, in Comparative Example 3 in which the refresh process was not executed, the toner particle size distribution in the developing device (indicated by a broken line in FIG. 13) was shifted in the smaller diameter direction compared to the initial toner particle size distribution. The distribution center particle size was 5.9 μm, which was 0.26 μm smaller than the initial particle size of 6.16 μm.

実施例1の画像形成装置を用い、同様の試験条件で印字率100%(ベタ画像)のテスト画像を500枚連続印刷し、50枚印刷毎に露光量を0.7mWにアップして3秒間1ドット(レーザドット径60μm)のドットパターンを形成するリフレッシュ工程を実行した場合を本発明3、リフレッシュ工程を実行しなかった場合を比較例4として、現像装置内のトナーの粒度分布及び分布中心粒径を初期の粒度分布及び分布中心粒径と比較した。結果を図15及び図16に示す。   Using the image forming apparatus of Example 1, 500 test images having a printing rate of 100% (solid image) were continuously printed under the same test conditions, and the exposure amount was increased to 0.7 mW for 3 seconds every 50 sheets printed. When the refresh process for forming a dot pattern of one dot (laser dot diameter 60 μm) is executed, the present invention 3 is used, and the case where the refresh process is not executed is Comparative Example 4, and the toner particle size distribution and distribution center in the developing device The particle size was compared to the initial particle size distribution and the distribution center particle size. The results are shown in FIGS.

図15及び図16から明らかなように、50枚印刷毎に露光量0.7mWでドットパターンを形成した本発明2では、現像装置内のトナー粒度分布(図15に実線で表示)は初期のトナー粒度分布(図15に太線で表示)に比べて大きな変化は見られなかった。また、分布中心粒径も6.32μmであり、初期粒径の6.16μmに対して0.16μm上回っただけであった。一方、リフレッシュ工程を実行しなかった比較例4では、現像装置内のトナー粒度分布(図15に破線で表示)は初期のトナー粒度分布に比べて大径方向にシフトした。また、分布中心粒径も6.56μmとなり初期粒径の6.16μmに対して0.4μm大きくなった。   As apparent from FIGS. 15 and 16, in the second aspect of the present invention in which the dot pattern is formed at an exposure amount of 0.7 mW every 50 sheets printed, the toner particle size distribution in the developing device (shown by a solid line in FIG. 15) is the initial value. There was no significant change compared to the toner particle size distribution (shown in bold in FIG. 15). The distribution center particle size was 6.32 μm, which was only 0.16 μm higher than the initial particle size of 6.16 μm. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the refresh process was not executed, the toner particle size distribution in the developing device (indicated by a broken line in FIG. 15) was shifted in the larger diameter direction compared to the initial toner particle size distribution. The distribution center particle size was also 6.56 μm, which was 0.4 μm larger than the initial particle size of 6.16 μm.

上記の結果より、露光量を画像形成時よりもアップさせてリフレッシュ工程を実行した場合、画像形成時の露光量でリフレッシュ工程を実行した場合に比べて現像装置内のトナー粒度分布が長期間に亘って安定し、トナー消費量も抑制できることが確認された。また、低印字率の画像を連続して出力した場合はソリッドパターンを形成し、高印字率の画像を連続して出力した場合はドットパターンを形成することにより、現像装置内のトナーの粒度分布のバラツキを効果的に抑制できることが確認された。なお、ここでは示さないが、印字率が所定以上、或いは所定以下の出力が入った場合はリフレッシュ工程を実行しない第2、第3の制御例を用いた場合も同様の結果が得られることが確認されている。   Based on the above results, the toner particle size distribution in the developing device is longer when the refresh process is executed with the exposure amount higher than that during image formation, compared to when the refresh process is executed with the exposure amount during image formation. It was confirmed that the toner consumption was stable over time. In addition, when a low printing rate image is output continuously, a solid pattern is formed, and when a high printing rate image is output continuously, a dot pattern is formed so that the toner particle size distribution in the developing device It was confirmed that the variation in the thickness can be effectively suppressed. Although not shown here, the same result can be obtained even when the second and third control examples in which the refresh process is not executed when the printing rate is greater than or equal to a predetermined value or less than the predetermined value are output. It has been confirmed.

本発明は、像担持体にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体と該トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材とを有し、露光装置により像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備え、非画像形成時にトナー担持体側から像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、リフレッシュ工程を実行する際、露光装置のレーザ露光量を画像形成時よりも増大して像担持体上にトナー吐出パターンを形成する。   The present invention relates to an exposure apparatus that forms an electrostatic latent image by irradiating an image carrier with laser light, a toner carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier, and the toner carrier. And a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the exposure device, and from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner to the image forming apparatus, when executing the refresh process, the laser exposure amount of the exposure apparatus is increased as compared with the image formation to form a toner discharge pattern on the image carrier.

これにより、リフレッシュ工程の実行により現像装置内のトナー粒度分布のバラツキを抑制して画像カブリや濃度低下等の不具合を防止するとともに、リフレッシュ工程におけるトナー消費量も低減可能な画像形成装置を提供することができる。   As a result, an image forming apparatus that suppresses variations in the toner particle size distribution in the developing device by executing the refresh process to prevent problems such as image fog and density reduction, and can also reduce toner consumption in the refresh process. be able to.

また、所定の印刷枚数毎に算出された印刷画像の平均印字率に基づいてトナー吐出パターンを決定する制御手段を設け、平均印字率が低いときはソリッドパターンを形成し、平均印字率が高いときはドットパターンを形成するようにしたので、過帯電の小径トナー或いは低帯電の大径トナーを優先的に排出して現像装置内のトナー粒度分布バランスを適切に維持することができる。   In addition, a control unit is provided for determining a toner discharge pattern based on an average print rate of a print image calculated for each predetermined number of printed sheets. When the average print rate is low, a solid pattern is formed, and when the average print rate is high Since a dot pattern is formed, overcharged small-diameter toner or low-charged large-diameter toner can be discharged preferentially to maintain the toner particle size distribution balance in the developing device appropriately.

また、平均印字率が低い場合でも途中で高印字率の画像が出力されたとき、或いは平均印字率が高い場合でも途中で低印字率の画像が出力されたときはリフレッシュ工程を実行しないようにすれば、無駄なリフレッシュの実行を排除してユーザの待ち時間を極力短くし、トナー消費量も節約することができる。   Also, the refresh process should not be executed when an image with a high printing rate is output midway even when the average printing rate is low, or when an image with a low printing rate is output midway even when the average printing rate is high. By doing so, it is possible to eliminate unnecessary refresh execution, shorten the waiting time of the user as much as possible, and save toner consumption.

は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of an image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の断面図である。These are sectional views of a developing device used in the image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control path of the image forming apparatus of the present invention. は、本発明に用いられるトナー吐出パターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a toner discharge pattern used in the present invention. は、レーザ露光量を0.22mWに設定し、印字率6%のドットパターン(1ドットで印字)を形成した場合とソリッドパターンを形成した場合におけるトナー像中のトナー粒度分布を現像装置内のトナー粒度分布と比較したグラフである。In the developing device, the toner particle size distribution in the toner image in the case where the laser exposure amount is set to 0.22 mW and the dot pattern (printing with 1 dot) with a printing rate of 6% is formed and the solid pattern is formed. 6 is a graph compared with a toner particle size distribution. は、レーザ露光量を0.22mWに設定し、印字率6%のドットパターン(1ドットで印字)を形成した場合とソリッドパターンを形成した場合におけるトナー像中の分布中心粒径を現像装置内の分布中心粒径と比較したグラフである。The laser exposure amount is set to 0.22 mW, and the distribution center particle size in the toner image in the case where a dot pattern (printing with 1 dot) with a printing rate of 6% and a solid pattern is formed is determined in the developing device. It is the graph compared with the distribution center particle size. は、レーザ露光量を0.7mWに設定し、印字率6%のドットパターン(1ドットで印字)を形成した場合とソリッドパターンを形成した場合におけるトナー像中のトナー粒度分布を現像装置内のトナー粒度分布と比較したグラフである。In the developing device, the toner particle size distribution in the toner image when the laser exposure amount is set to 0.7 mW and a dot pattern (printing with 1 dot) with a printing rate of 6% is formed and when a solid pattern is formed. 6 is a graph compared with a toner particle size distribution. は、レーザ露光量を0.7mWに設定し、印字率6%のドットパターン(1ドットで印字)を形成した場合とソリッドパターンを形成した場合におけるトナー像中の分布中心粒径を現像装置内の分布中心粒径と比較したグラフである。The laser exposure amount is set to 0.7 mW, and the distribution center particle size in the toner image in the case of forming a dot pattern (printing with one dot) with a printing rate of 6% and in the case of forming a solid pattern in the developing device It is the graph compared with the distribution center particle size. は、ドットパターンの例を示す図である。These are figures which show the example of a dot pattern. は、本発明の画像形成装置におけるリフレッシュ工程の第1の制御例を示すフローチャートである。These are the flowcharts which show the 1st control example of the refresh process in the image forming apparatus of this invention. は、本発明の画像形成装置におけるリフレッシュ工程の第2の制御例を示すフローチャートである。These are flowcharts showing a second control example of the refresh process in the image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置におけるリフレッシュ工程の第3の制御例を示すフローチャートである。These are flowcharts showing a third control example of the refresh process in the image forming apparatus of the present invention. は、実施例2において、本発明2と比較例3における現像装置内のトナーの粒度分布を初期の粒度分布と比較したグラフである。These are graphs in Example 2 in which the particle size distribution of the toner in the developing device in the present invention 2 and Comparative Example 3 is compared with the initial particle size distribution. は、実施例2において、本発明2と比較例3における現像装置内のトナーの分布中心粒径を初期の分布中心粒径と比較したグラフである。These are graphs in Example 2 in which the distribution center particle size of the toner in the developing devices of the present invention 2 and Comparative Example 3 is compared with the initial distribution center particle size. は、実施例3において、本発明3と比較例4における現像装置内のトナーの粒度分布を初期の粒度分布と比較したグラフである。These are graphs in Example 3 in which the particle size distribution of the toner in the developing device of the present invention 3 and Comparative Example 4 is compared with the initial particle size distribution. は、実施例3において、本発明3と比較例4における現像装置内のトナーの分布中心粒径を初期の分布中心粒径と比較したグラフである。These are graphs in Example 3 in which the distribution center particle size of the toner in the developing devices of the present invention 3 and Comparative Example 4 is compared with the initial distribution center particle size.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム(像担持体)
3 露光装置
4 現像ユニット
4a〜4d 現像装置
25 現像ローラ
26 供給ローラ
90 制御部(制御手段)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
94 一時記憶部
95 カウンタ
100 画像形成装置
T トナー吐出パターン
L (トナー吐出パターンの)周方向の印字長さ
1 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Exposure apparatus 4 Developing unit 4a-4d Developing apparatus 25 Developing roller 26 Supply roller 90 Control part (control means)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
94 Temporary storage unit 95 Counter 100 Image forming apparatus T Toner discharge pattern L (Toner discharge pattern) circumferential print length

Claims (7)

像担持体にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
像担持体に対向配置されトナーを担持して前記像担持体に供給するトナー担持体と、該トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、を有し、前記露光装置により前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備え、
非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、
リフレッシュ工程を実行する際、前記露光装置のレーザ露光量を画像形成時よりも増大して前記像担持体上にトナー吐出パターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
An exposure device that irradiates the image carrier with laser light to form an electrostatic latent image; and
A toner carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries the toner and supplies the toner to the image carrier; and a toner supply member that supplies the toner to the toner carrier, and the image carrier is configured by the exposure device. A developing device for developing the electrostatic latent image formed on the surface,
In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation,
An image forming apparatus, wherein when performing a refreshing step, a toner discharge pattern is formed on the image carrier by increasing a laser exposure amount of the exposure apparatus as compared with that during image formation.
所定の印刷枚数毎に算出された印刷画像の平均印字率に基づいて前記トナー吐出パターンを決定する制御手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that determines the toner discharge pattern based on an average print rate of a print image calculated for each predetermined number of printed sheets. 前記制御手段は、平均印字率が基準値P0未満の場合、前記トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit forms a solid pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is less than a reference value P0. 前記制御手段は、平均印字率が基準値P0未満であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P1(>P0)以上の画像出力を行っていない場合、前記トナー吐出パターンとしてソリッドパターンを形成することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The control unit forms a solid pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is less than the reference value P0 and the image output of the printing rate P1 (> P0) or more is not performed during a predetermined number of prints. The image forming apparatus according to claim 2. 前記制御手段は、平均印字率が基準値P0以上の場合、前記トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit forms a dot pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is equal to or greater than a reference value P <b> 0. 前記制御手段は、平均印字率が基準値P0以上であり、且つ所定の印刷枚数中に印字率P2(<P0)以上の画像出力を行っていない場合、前記トナー吐出パターンとしてドットパターンを形成することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。   The control unit forms a dot pattern as the toner ejection pattern when the average printing rate is equal to or higher than the reference value P0 and image output equal to or higher than the printing rate P2 (<P0) is not performed during a predetermined number of printed sheets. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記ドットパターンは、1ドット若しくは一辺が2ドット以上6ドット以下のドット群が1ドット以上の間隔を隔ててマトリクス状に配置されて成り、且つ印字率が10%未満であることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の画像形成装置。   The dot pattern is formed by arranging one dot or a group of dots each having 2 dots or more and 6 dots or less in a matrix with an interval of 1 dot or more, and the printing rate is less than 10%. The image forming apparatus according to claim 5.
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