JP2010060740A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2010060740A JP2008225175A JP2008225175A JP2010060740A JP 2010060740 A JP2010060740 A JP 2010060740A JP 2008225175 A JP2008225175 A JP 2008225175A JP 2008225175 A JP2008225175 A JP 2008225175A JP 2010060740 A JP2010060740 A JP 2010060740A
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Keisuke Oba
圭介 大羽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which prevents an image defect caused by deterioration of toner by forcibly discharging toner on a toner carrier, and suppresses the deterioration of the toner by suppressing the driving time of a developing device to absolute minimum. <P>SOLUTION: A developing device 16 is connected to a main motor 25 through a developing clutch 30. When performance of a refreshing stage is designated when turning on a power source or when restoring from a sleep mode, a main motor driving time X, a developing bias applying time Y and a developing clutch turn-on time Z are decided on the basis of absolute humidity. Thereafter, the toner is discharged to a photoreceptor drum 14 from a developing roller 16a in a state where the developing clutch 30 is kept off. After the predetermined time, the developing clutch 30 is turned on to drive the developing device 16 for the time Z. <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実行可能な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 capable of executing 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、トナー担持体(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なる。その結果、外添剤の剥がれやトナー内への埋没等によりトナーが劣化して帯電特性が変化し、トナーが過剰に帯電して画像濃度低下やカブリが発生することがある。特に、カラー機のように複数個の現像装置を備えた画像形成装置においては、写真やグラフィック画像のように高い印字率の画像から文字やロゴマークのみのような低い印字率の画像まで対応する必要があり、現像装置毎の印字率のばらつきも大きくなる。   In the conventional image forming apparatus, when the image formation is repeated, particularly when the printing rate on the image (the ratio of the printed area to the area where the image can be formed (paper area); the same applies hereinafter) is low. Since there is little toner used for development by flying from the toner carrier (developing roller) to the electrostatic latent image carrier (photoreceptor drum), the replacement of toner particles in the developing device is reduced. As a result, the toner may be deteriorated due to peeling of the external additive or embedded in the toner, and the charging characteristics may be changed, and the toner may be excessively charged to cause a decrease in image density and fogging. In particular, an image forming apparatus having a plurality of developing devices such as a color machine can handle images with a high printing rate such as photographs and graphic images to images with a low printing rate such as only characters and logo marks. It is necessary to increase the variation in the printing rate for each developing device.

このような場合には、ベタ等の原稿印字率が高いパターンを印刷することにより現像ローラから感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させ、該トナーを記録媒体に転写させてトナーを消費することにより緩和することが可能ではあるが、長期にわたりベタパターンを印刷しないで放置した場合には、トナーの消費が行われないまま現像ローラ表面にトナー粒子が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 original printing ratio such as solid, and the toner is transferred to a recording medium to consume the toner. However, if the solid pattern is left unprinted for a long period of time, the toner particles are fixed on the surface of the developing roller due to the influence of humidity and the like without being consumed. Sometimes it doesn't.

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。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、印字率が所定以下の場合に現像ローラ側から感光体ドラム側へトナーの強制吐出を行うとともに、トナー補給開始までのプリント枚数或いは現像駆動時間に基づいてトナー吐出量を補正する方法が提案されている。   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. 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 the photosensitive drum from the developing roller side when the printing rate is a predetermined value or less. A method has been proposed in which toner is forcibly discharged to the side and the toner discharge amount is corrected based on the number of prints or the development drive time until the start of toner supply.

しかし、特許文献1の方法を用いたとしても、低印字率の画像のみを印刷するユーザではトナー消費量に対する現像装置の駆動時間が長くなり、トナー劣化が進みやすくなる。また、電源ON時や省電力モード(スリープモード)からの復帰時に現像装置が駆動されるため、トナーが消費されずに現像装置内のトナーが攪拌されてトナーが劣化する。特に装置の使用頻度が低いユーザの場合、装置がすぐにスリープモードに入ってしまうため、定着温度が安定するまでの予備駆動が必要となるが、一般的に定着装置と現像装置は共通の駆動源に連結されているため必然的に現像装置の予備駆動時間も長くなる。   However, even if the method disclosed in Patent Document 1 is used, a user who prints only an image with a low printing rate has a longer driving time of the developing device with respect to the amount of toner consumption, and toner deterioration tends to proceed. Further, since the developing device is driven when the power is turned on or when returning from the power saving mode (sleep mode), the toner in the developing device is agitated and the toner deteriorates without being consumed. In particular, for users who use the device less frequently, since the device immediately enters the sleep mode, preliminary driving is required until the fixing temperature becomes stable. Generally, the fixing device and the developing device are driven in common. Since it is connected to the source, the preliminary driving time of the developing device is inevitably increased.

なお、特許文献2には、現像装置にクラッチを搭載し、像担持体の回転に応じてクラッチをON、OFFすることにより、像担持体へのトナー付着(カブリ)を抑制する方法が開示されている。
特開2003−270878号公報 特開平7−5735号公報
Patent Document 2 discloses a method of suppressing toner adhesion (fogging) to an image carrier by mounting a clutch on the developing device and turning the clutch on and off according to the rotation of the image carrier. ing.
JP 2003-270878 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-5735

特許文献2のように現像装置にクラッチを搭載することで、現像装置の不必要な駆動時間を削減してトナーの劣化を抑制できる。しかし、単にクラッチを用いて現像装置内のトナーの攪拌を制限するだけでは、装置を使用せず長時間放置した場合、立ち上げ直後の画像濃度が低下したり、現像ローラ上にスジが発生したりするという不具合が発生してしまう。これは、トナーが空気中の水分を吸収して凝集し易く、且つチャージアップし難くなるためであり、特に高温高湿環境下で顕著に発生する。   By mounting the clutch in the developing device as in Patent Document 2, unnecessary driving time of the developing device can be reduced and toner deterioration can be suppressed. However, if the stirring of the toner in the developing device is limited only by using a clutch, the image density immediately after start-up may decrease or streaks may occur on the developing roller if the device is not used for a long time. The problem that it happens will occur. This is because the toner absorbs moisture in the air and easily aggregates, and is difficult to charge up, and is particularly noticeable in a high temperature and high humidity environment.

本発明は、上記問題点に鑑み、トナー担持体上のトナーを強制排出してトナー劣化による画像不良を防止するとともに、現像装置の駆動時間を必要最低限に抑えてトナー劣化を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention forcibly discharges toner on a toner carrying member to prevent image defects due to toner deterioration, and can suppress toner deterioration by minimizing the drive time of a developing device. An object is to provide a forming apparatus.

上記目的を達成するために本発明は、トナーを収容する筐体と、該筐体内のトナーを攪拌搬送する攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材により搬送されるトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体とを有し、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、該現像装置及び前記像担持体を含む画像形成部を駆動する駆動源と、前記トナー担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段と、該バイアス印加手段及び前記現像装置の駆動を制御する制御手段と、を備え、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、前記制御手段は、前記リフレッシュ工程の実行時に少なくとも前記攪拌搬送部材の駆動を停止した状態で現像バイアスを印加するとともに、現像バイアスの印加開始後に前記攪拌搬送部材を所定時間駆動させることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a housing for storing toner, an agitating / conveying member for agitating and conveying the toner in the casing, and carrying the toner conveyed by the agitating / conveying member to an image carrier. A developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier, a driving source for driving the developing device and an image forming unit including the image carrier, A bias applying means for applying a developing bias to the toner carrier, and a control means for controlling the drive of the bias applying means and the developing device. The toner is supplied from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation. In the image forming apparatus capable of executing a refreshing process for discharging, the control unit applies a developing bias in a state where driving of the stirring and conveying member is stopped at least when the refreshing process is performed. Rutotomoni is characterized in that the stirring carrying member after start of the application of the developing bias is driven for a predetermined time.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記攪拌搬送部材に同期させて前記トナー担持体を停止及び駆動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 stops and drives the toner carrier in synchronization with the stirring and conveying member.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記リフレッシュ工程実行時以外の非画像形成時において前記現像装置の駆動を停止させ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 stops driving the developing device during non-image formation other than during the refresh process.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、装置内部若しくは外部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段を備え、前記制御手段は、前記温湿度検知手段の検知結果から算出される絶対湿度に基づいて前記リフレッシュ工程の実行時における前記攪拌搬送部材の駆動時間を決定することを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus having the above configuration, a temperature / humidity detection unit that detects a temperature and humidity inside or outside the apparatus is provided, and the control unit calculates an absolute humidity calculated from a detection result of the temperature / humidity detection unit. Based on the above, the drive time of the stirring and conveying member at the time of executing the refreshing step is determined.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、該転写手段により記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧する定着部材を有する定着装置と、前記定着部材の温度を検知する定着温度検知手段と、を備え、前記制御手段は、電源投入時またはスリープモードからの復帰時に前記定着温度検知手段及び前記温湿度検知手段の検知温度の差が所定温度以下であるとき前記リフレッシュ工程を実行することを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, a transfer unit that transfers a toner image formed on an image carrier onto a recording medium, and a toner image transferred onto the recording medium by the transfer unit A fixing device having a fixing member for pressurization; and a fixing temperature detecting means for detecting a temperature of the fixing member, wherein the control means is configured to detect the fixing temperature detecting means and the temperature when the power is turned on or when returning from the sleep mode. The refresh process is performed when the difference in detected temperature of the humidity detecting means is equal to or lower than a predetermined temperature.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像装置は、クラッチを介して前記駆動源に接続され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 developing device is connected to the drive source via a clutch.

本発明の第1の構成によれば、リフレッシュ工程の実行時に少なくとも攪拌搬送部材の駆動を停止した状態で現像バイアスを印加するとともに、現像バイアスの印加開始後に攪拌搬送部材を所定時間駆動させることにより、トナー吐出時に攪拌搬送部材からトナー担持体へのトナー供給が行われないため、トナー担持体上の劣化トナーが現像装置内のトナーに混合されることなく像担持体側へ効率的に吐出される。また、攪拌搬送部材の回転によるトナーの劣化も抑制することができる。   According to the first configuration of the present invention, the developing bias is applied at least when the driving of the agitating / conveying member is stopped during the refresh process, and the agitating / conveying member is driven for a predetermined time after the application of the developing bias is started. In addition, since toner is not supplied from the agitating / conveying member to the toner carrier during toner discharge, the deteriorated toner on the toner carrier is efficiently discharged to the image carrier without being mixed with the toner in the developing device. . Further, toner deterioration due to rotation of the stirring and conveying member can be suppressed.

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、攪拌搬送部材に同期させてトナー担持体を停止及び駆動することにより、トナー担持体が停止した状態でトナー吐出が開始されるため、特に吸湿が顕著で劣化し易い、トナー担持体の筐体から露出した部分に付着したトナーを優先的に吐出することができる。   According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the toner carrier is stopped and driven in synchronization with the stirring and conveying member, so that the toner carrier is stopped. Since the toner discharge is started, it is possible to preferentially discharge the toner adhering to the portion exposed from the housing of the toner carrier, which is particularly susceptible to moisture absorption and easily deteriorates.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の画像形成装置において、電源投入時やスリープモードからの復帰時における定着温度安定時間、連続印字時の紙間などの非画像形成時において現像装置の駆動を停止させることにより、現像装置の不必要な駆動を削減して内部のトナーに掛かる機械的ストレスを低減し、トナーの劣化を最小限に抑えることができる。また、リフレッシュ工程の実行により現像装置の駆動が長時間停止した場合の画像濃度低下や現像ローラ上のスジ発生も抑制できる。   Further, according to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the above first or second configuration, the fixing temperature stabilization time when the power is turned on or when returning from the sleep mode, the sheet interval during continuous printing, etc. By stopping the driving of the developing device at the time of non-image formation, unnecessary driving of the developing device can be reduced, mechanical stress applied to the internal toner can be reduced, and toner deterioration can be minimized. . In addition, it is possible to suppress image density reduction and streaking on the developing roller when driving of the developing device is stopped for a long time by executing the refresh process.

また、本発明の第4の構成によれば、上記第1乃至第3のいずれかの構成の画像形成装置において、温湿度検知手段の検知結果から算出される絶対湿度に基づいてリフレッシュ工程の実行時における攪拌搬送部材の駆動時間を決定することにより、攪拌搬送部材の駆動時間、若しくは攪拌搬送部材とトナー担持体の駆動時間を環境条件に応じた必要最低限の時間とすることができ、トナーの劣化をより一層抑制することができる。   According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to third configurations, the refresh process is executed based on the absolute humidity calculated from the detection result of the temperature / humidity detection unit. By determining the driving time of the agitating / conveying member at the time, the driving time of the agitating / conveying member or the driving time of the agitating / conveying member and the toner carrier can be set to the minimum necessary time according to the environmental conditions. Deterioration can be further suppressed.

また、本発明の第5の構成によれば、上記第4の構成の画像形成装置において、電源投入時またはスリープモードからの復帰時に定着温度検知手段及び温湿度検知手段の検知温度の差が所定温度以下であるときリフレッシュ工程を実行することにより、電源OFF或いはスリープモードに入ってから長時間経過している場合のみリフレッシュ工程が実行される。従って、不必要なリフレッシュ工程の実行が抑制され、ユーザの待ち時間を短縮するとともに画像形成効率も向上できる。   According to the fifth configuration of the invention, in the image forming apparatus having the fourth configuration, the difference between the detected temperatures of the fixing temperature detecting means and the temperature / humidity detecting means is predetermined when the power is turned on or when returning from the sleep mode. By performing the refresh process when the temperature is equal to or lower than the temperature, the refresh process is performed only when a long time has elapsed since the power was turned off or the sleep mode was entered. Therefore, unnecessary execution of the refresh process is suppressed, so that the waiting time of the user can be shortened and the image forming efficiency can be improved.

また、本発明の第6の構成によれば、上記第1乃至第5のいずれかの構成の画像形成装置において、現像装置は、クラッチを介して駆動源に接続されることにより、現像装置を含む画像形成部が共通の駆動源に連結されている場合であっても、簡単な構成で現像装置の駆動を画像形成部の他の部分から独立して制御することができる。   According to the sixth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to fifth configurations, the developing device is connected to the drive source via the clutch, so that the developing device is Even in the case where the image forming units that are included are connected to a common drive source, the driving of the developing device can be controlled independently of the other parts of the image forming unit with a simple configuration.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図1に示すように、画像形成装置(ここではモノクロプリンタ)100は、積載された用紙を収容する給紙カセット2が本体下部に備えられている。この給紙カセット2の上方には、本体前方(図1の右側)から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部3に至る用紙搬送路4が形成されており、この用紙搬送路4に沿って上流側から順に、ピックアップローラ5、フィードローラ6、中間搬送ローラ7、レジストローラ対8、画像形成部9、定着部10及び排出ローラ対11が配置されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, an image forming apparatus (in this case, a monochrome printer) 100 includes a sheet feeding cassette 2 that accommodates stacked sheets at the bottom of the main body. Above this paper feed cassette 2 is formed a paper transport path 4 extending substantially horizontally from the front of the main body (right side in FIG. 1) to the rear of the main body and further upward to reach the paper discharge unit 3 formed on the upper surface of the main body. A pickup roller 5, a feed roller 6, an intermediate conveyance roller 7, a registration roller pair 8, an image forming unit 9, a fixing unit 10, and a discharge roller pair 11 are arranged in this order along the paper conveyance path 4 from the upstream side. Has been.

給紙カセット2には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点12aによって、給紙カセット2に対して回動自在に支持された用紙積載板12が備えられており、これによって積載された用紙がピックアップローラ5に押圧されるようになっている。また、給紙カセット2の前方部には、フィードローラ6に圧接するようにリタードローラ13が配設されており、ピックアップローラ5によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、フィードローラ6とリタードローラ13とによって用紙が捌かれ、最上位の1枚のみが搬送されるよう構成されている。   The paper feed cassette 2 is provided with a paper stacking plate 12 that is rotatably supported with respect to the paper feed cassette 2 by a rotation fulcrum 12a provided at the rear end in the paper transport direction. The sheet thus formed is pressed against the pickup roller 5. A retard roller 13 is disposed in front of the paper feed cassette 2 so as to be in pressure contact with the feed roller 6, and when a plurality of sheets are simultaneously fed by the pickup roller 5, the feed roller 6 and the retard roller 13 are used to roll the paper, and only the topmost sheet is conveyed.

そして、フィードローラ6とリタードローラ13とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラ7によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラ対8へと搬送され、レジストローラ対8によってタイミングを調整されて画像形成部9へと搬送される。   Then, the sheet fed by the feed roller 6 and the retard roller 13 is conveyed to the registration roller pair 8 by changing the conveyance direction to the rear of the apparatus by the intermediate conveyance roller 7, and the timing is adjusted by the registration roller pair 8. And conveyed to the image forming unit 9.

画像形成部9は、電子写真プロセスによって用紙上に所定のトナー像を形成するものであり、図1において時計方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム14と、この感光体ドラム14の周囲に配置される帯電装置15、現像装置16、クリーニング装置17、用紙搬送路4を挟んで感光体ドラム14に対向するように配置される転写ローラ18及び感光体ドラム14の上方に配置されるレーザ走査ユニット(LSU)19から構成されており、現像装置16の上方には、必要に応じて現像装置16へトナーを補給するトナーコンテナ20が配置されている。   The image forming unit 9 forms a predetermined toner image on a sheet by an electrophotographic process. The image forming unit 9 is a photosensitive drum 14 that is an image carrier rotatably supported in the clockwise direction in FIG. Above the charging drum 15, the developing device 16, the cleaning device 17, the transfer roller 18 disposed so as to face the photosensitive drum 14 across the sheet conveyance path 4, and the photosensitive drum 14. A toner container 20 for supplying toner to the developing device 16 as necessary is disposed above the developing device 16.

感光体ドラム14は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものである。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。帯電装置15には、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置が用いられており、開口部が感光体ドラム14に対向するように配置された断面コ字状の金属製のシールドケース内部には、タングステンやステンレス等で構成される放電部材であるコロナワイヤ及びグリッドが設けられており、このコロナワイヤ及びグリッドに所定の帯電バイアスを印加してコロナ放電を発生させ、電子の量をコントロールすることにより、感光体ドラム14の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電される。   For example, the photosensitive drum 14 is formed by laminating a photosensitive layer on an aluminum drum. As the photosensitive material for forming the photosensitive layer, an amorphous silicon photoreceptor or an organic photoreceptor (OPC photoreceptor) is used. As the charging device 15, a scorotron charging device using a corona discharge charger is used, and a metal shield case having a U-shaped cross section disposed so that the opening faces the photosensitive drum 14 is disposed inside. Corona wires and grids, which are discharge members made of tungsten, stainless steel, etc., are provided, and a predetermined charging bias is applied to the corona wires and grids to generate corona discharge and control the amount of electrons. As a result, the surface of the photosensitive drum 14 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential.

次いで、レーザ走査ユニット(LSU)19からのレーザビームにより感光体ドラム14上を露光して帯電を減衰させ、感光体ドラム14の表面に入力された画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、現像装置16により静電潜像にトナーを付着させて感光体ドラム14の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム14上に形成されたトナー像は、転写ローラ18により感光体ドラム14と転写ローラ18とのニップ部(転写位置)に供給された用紙へと転写される。   Next, the photosensitive drum 14 is exposed to light by a laser beam from a laser scanning unit (LSU) 19 to attenuate charging, and an electrostatic latent image based on image data input to the surface of the photosensitive drum 14 is formed. . Then, the developing device 16 attaches toner to the electrostatic latent image to form a toner image on the surface of the photosensitive drum 14. The toner image formed on the photosensitive drum 14 is transferred onto a sheet supplied to the nip portion (transfer position) between the photosensitive drum 14 and the transfer roller 18 by the transfer roller 18.

トナー像が転写された用紙は感光体ドラム14から分離され、定着部10に向けて搬送される。この定着部10は、画像形成部9の用紙搬送方向下流側に配置されており、加熱ローラ21及び加熱ローラ21に圧接される加圧ローラ22を備えている。画像形成部9においてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ21と加圧ローラ22とのニップ部を通過することによって加熱及び加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。また、定着部10内には加熱ローラ21の表面温度を検知する定着サーミスタ23が設けられている。   The sheet on which the toner image is transferred is separated from the photosensitive drum 14 and conveyed toward the fixing unit 10. The fixing unit 10 is disposed on the downstream side of the image forming unit 9 in the sheet conveyance direction, and includes a heating roller 21 and a pressure roller 22 that is pressed against the heating roller 21. The sheet on which the toner image is transferred in the image forming unit 9 is heated and pressed by passing through the nip portion between the heating roller 21 and the pressure roller 22, and the toner image transferred to the sheet is fixed. A fixing thermistor 23 that detects the surface temperature of the heating roller 21 is provided in the fixing unit 10.

定着部10を通過した用紙は排出ローラ対11によって排紙部3に排出される。一方、感光体ドラム14の表面に残留しているトナーはクリーニング装置17により除去される。そして、感光体ドラム14は除電装置(図示せず)により除電された後、帯電装置15によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることとなる。また、装置設置環境(機械周辺環境)を測定する目的で、トナーコンテナ20の上方に機外温湿度センサ24が配置されている。   The paper that has passed through the fixing unit 10 is discharged to the paper discharge unit 3 by the discharge roller pair 11. On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 14 is removed by the cleaning device 17. The photosensitive drum 14 is neutralized by a neutralizing device (not shown) and then charged again by the charging device 15, and image formation is performed in the same manner. Further, an external temperature / humidity sensor 24 is disposed above the toner container 20 for the purpose of measuring the apparatus installation environment (machine peripheral environment).

そして、画像形成装置100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16内の現像ローラ16a上のトナーを感光体ドラム14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 100 is not transferred to a recording medium, for example, when the image forming apparatus is started 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 16a in the developing device 16 to the photosensitive drum 14 side can be executed.

図2は、現像装置の側面断面図である。図2に示すように、現像装置16は、磁性トナーから成る一成分現像剤が収容されるケーシング31aと、ケーシング31aに収容された現像剤が外部に漏れないように封止するカバー31bとから構成される筐体31内に、第1スパイラル部材32、第2スパイラル部材33、現像ローラ16a、規制ブレード36が備えられている。   FIG. 2 is a side sectional view of the developing device. As shown in FIG. 2, the developing device 16 includes a casing 31a in which a one-component developer made of magnetic toner is stored, and a cover 31b that seals the developer stored in the casing 31a so as not to leak to the outside. A casing 31 is provided with a first spiral member 32, a second spiral member 33, a developing roller 16a, and a regulating blade 36.

ケーシング31aの内部は、長手方向に延在する仕切板37によって第1貯留室38と第2貯留室39とに区画されており、第1貯留室38には第1スパイラル部材32が、第2貯留室39には第2スパイラル部材33がそれぞれ配設されている。また、仕切板37は、ケーシング31aの長手方向(紙面方向)両端部には設けられておらず、この部分が第1貯留室38と第2貯留室39の間をトナーが移動する通路(トナー受け渡し部)となっている。   The inside of the casing 31a is partitioned into a first storage chamber 38 and a second storage chamber 39 by a partition plate 37 extending in the longitudinal direction. In the first storage chamber 38, a first spiral member 32 is provided in the second storage chamber 38. A second spiral member 33 is disposed in each storage chamber 39. Further, the partition plate 37 is not provided at both ends in the longitudinal direction (paper surface direction) of the casing 31 a, and this portion is a passage (toner) in which the toner moves between the first storage chamber 38 and the second storage chamber 39. It is a delivery section).

第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33は、それぞれ回転軸32a、33aと、その外周面に一体形成された螺旋羽32b、33bから構成され、互いに略平行となるようにケーシング31a内に回転可能に軸支されており、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33が所定方向に回転することによって第1貯留室38及び第2貯留室39内のトナーを循環搬送するように構成されている。   The first spiral member 32 and the second spiral member 33 are respectively composed of rotating shafts 32a and 33a and spiral blades 32b and 33b integrally formed on the outer peripheral surface thereof, and rotate into the casing 31a so as to be substantially parallel to each other. The first spiral member 32 and the second spiral member 33 rotate in a predetermined direction so that the toner in the first storage chamber 38 and the second storage chamber 39 is circulated and conveyed. Yes.

また、ケーシング31aの内壁面にはトナー量検知センサ(図示せず)が配置されており、トナー量検知センサ41の検出結果に応じてケーシング31a内にトナーを補給できるように、カバー31bにはトナーコンテナ20(図1参照)からトナーが供給されるトナー補給口(図示せず)が設けられている。   Further, a toner amount detection sensor (not shown) is arranged on the inner wall surface of the casing 31a, and the cover 31b has a cover 31b so that toner can be replenished in the casing 31a according to the detection result of the toner amount detection sensor 41. A toner supply port (not shown) through which toner is supplied from the toner container 20 (see FIG. 1) is provided.

現像ローラ16aは、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33と略平行となるように第1貯留室38内に回転可能に軸支されている。この現像ローラ16aには、内面に永久磁石から成る磁界発生部材(図示せず)が固定されたマグネットローラが使用されており、磁界発生部材の磁力により現像ローラ16aの表面にトナーが付着(担持)されてトナー層が形成される。そして、所定の現像域において現像ローラ16aに付着したトナーが、感光体ドラム14の表面電位と現像ローラ16aに印加される現像バイアスとの電位差により感光体ドラム14へと飛翔して感光層に付着し、感光体ドラム14表面にトナー像が形成される。   The developing roller 16 a is rotatably supported in the first storage chamber 38 so as to be substantially parallel to the first spiral member 32 and the second spiral member 33. The developing roller 16a uses a magnet roller having a magnetic field generating member (not shown) made of a permanent magnet fixed on the inner surface thereof, and toner adheres (carries) to the surface of the developing roller 16a by the magnetic force of the magnetic field generating member. ) To form a toner layer. Then, the toner adhering to the developing roller 16a in a predetermined developing area flies to the photosensitive drum 14 due to the potential difference between the surface potential of the photosensitive drum 14 and the developing bias applied to the developing roller 16a, and adheres to the photosensitive layer. As a result, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 14.

規制ブレード36は、感光体ドラム14に供給するトナー量、すなわち現像ローラ16aへのトナー付着量を規制するものであり、例えばSUS303等の非磁性体のSUS(ステンレス)が用いられる。そして、規制ブレード36は、その先端と現像ローラ16aとの間に所定の隙間が形成されるように配設されており、この規制ブレード36と現像ローラ16aとの隙間によって現像ローラ16aへのトナー付着量が規制され、現像ローラ16aの表面には数百ミクロンのトナー薄層が形成される。   The regulating blade 36 regulates the amount of toner supplied to the photosensitive drum 14, that is, the amount of toner attached to the developing roller 16a. For example, a nonmagnetic SUS (stainless steel) such as SUS303 is used. The regulating blade 36 is disposed so that a predetermined gap is formed between the tip of the regulating blade 36 and the developing roller 16a, and the toner to the developing roller 16a is formed by the gap between the regulating blade 36 and the developing roller 16a. The amount of adhesion is regulated, and a thin toner layer of several hundred microns is formed on the surface of the developing roller 16a.

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。   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。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. 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、定着部10、帯電装置15、現像装置16、レーザ走査ユニット19、トナーコンテナ20、機外温湿度センサ24、メインモータ25、現像クラッチ30、画像入力部40、バイアス制御回路41、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. Examples of the parts and devices controlled by the control unit 90 include the fixing unit 10, the charging device 15, the developing device 16, the laser scanning unit 19, the toner container 20, the external temperature / humidity sensor 24, the main motor 25, and the developing clutch 30. , An image input unit 40, a bias control circuit 41, an operation unit 50, and the like.

メインモータ25は、制御部90からの制御信号に応じて定着部10、感光体ドラム14、現像装置16、クリーニング装置17、転写ローラ18等を駆動する。メインモータ25は現像クラッチ30を介して現像装置16と接続されており、制御部90からの制御信号に応じて現像クラッチ30を断続させることにより、現像装置16の駆動を定着部10、感光体ドラム14、クリーニング装置17、転写ローラ18等から独立して制御可能となっている。現像クラッチ30としては、電流のON/OFFにより駆動力を伝達、遮断する電磁クラッチが用いられる。   The main motor 25 drives the fixing unit 10, the photosensitive drum 14, the developing device 16, the cleaning device 17, the transfer roller 18 and the like according to a control signal from the control unit 90. The main motor 25 is connected to the developing device 16 via the developing clutch 30. By driving the developing clutch 30 in accordance with a control signal from the control unit 90, the driving of the developing device 16 is fixed to the fixing unit 10 and the photosensitive member. It can be controlled independently from the drum 14, the cleaning device 17, the transfer roller 18, and the like. As the developing clutch 30, an electromagnetic clutch that transmits and interrupts the driving force by turning ON / OFF the current is used.

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

バイアス制御回路41は、帯電バイアス電源42、現像バイアス電源43、転写バイアス電源44と接続され、制御部90からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路41からの制御信号によって、帯電装置15、現像ローラ16a、転写ローラ18に所定のバイアスを印加する。   The bias control circuit 41 is connected to the charging bias power source 42, the developing bias power source 43, and the transfer bias power source 44, and operates each of these power sources according to an output signal from the control unit 90. These power sources are bias controlled. In accordance with a control signal from the circuit 41, a predetermined bias is applied to the charging device 15, the developing roller 16a, and the transfer roller 18.

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では、リフレッシュ工程実行時を除く非画像形成時(電源ON時やスリープモードからの復帰時における定着温度安定時間、連続印字時の紙間など)に現像クラッチ30を切り、現像装置16の駆動を停止させる。これにより、現像装置16の不必要な駆動を極力削減して内部のトナーに掛かる機械的ストレスを低減し、トナーの劣化を最小限に抑えることができる。   In the image forming apparatus of the present invention, the developing clutch 30 is disengaged during non-image formation (when the power is turned on or when returning from the sleep mode, the interval between sheets during continuous printing, etc.) except during the refresh process. The driving of the developing device 16 is stopped. Thereby, unnecessary driving of the developing device 16 can be reduced as much as possible to reduce mechanical stress applied to the internal toner, and toner deterioration can be minimized.

なお、現像装置16を長時間駆動させずに放置した場合、現像ローラ16a上のトナーが吸湿により劣化して立ち上げ直後の画像濃度が低下したり、トナーの凝集により現像ローラ16上のトナー薄層にスジが発生したりする。そこで、本発明では電源投入時(装置立ち上げ時)またはスリープモードからの復帰時にリフレッシュ工程を実行することで、上記の不具合を防止することとしている。   If the developing device 16 is left without being driven for a long time, the toner on the developing roller 16a deteriorates due to moisture absorption, the image density immediately after startup decreases, or the toner on the developing roller 16 becomes thin due to toner aggregation. Streaks may occur in the layer. Therefore, in the present invention, the above-mentioned problem is prevented by executing the refresh process when the power is turned on (when the apparatus is started up) or when returning from the sleep mode.

図4は、リフレッシュ工程におけるメインモータ、現像クラッチ、現像バイアス、帯電バイアス、レーザ露光、及び転写バイアス(クリーニングバイアス)のON/OFFタイミングを示すタイミングチャートの一例である。必要に応じて図1〜図3を参照しながら図4を用いて本発明のリフレッシュ工程の実行手順について説明する。なお、ここでは正帯電トナーを用いる場合について説明する。   FIG. 4 is an example of a timing chart showing ON / OFF timings of the main motor, the developing clutch, the developing bias, the charging bias, the laser exposure, and the transfer bias (cleaning bias) in the refresh process. The execution procedure of the refresh process of the present invention will be described using FIG. 4 with reference to FIGS. 1 to 3 as necessary. Here, a case where positively charged toner is used will be described.

リフレッシュ工程の実行が指示されると、図4に示すように、メインモータ25がONとなり、感光体ドラム14、クリーニング装置17及び転写ローラ18が回転を開始する。これと同時に帯電装置15に印加される帯電バイアスがONとなり、感光体ドラム14の表面が一様に正帯電される。次に、レーザ走査ユニット19によるレーザ露光がONとなり、感光体ドラム14表面の帯電を部分的に減衰する。そして、ほぼ同時に現像ローラ16aに印加されるトナーと同極性(正)の現像バイアスもONとなる。   When the execution of the refresh process is instructed, as shown in FIG. 4, the main motor 25 is turned on, and the photosensitive drum 14, the cleaning device 17, and the transfer roller 18 start to rotate. At the same time, the charging bias applied to the charging device 15 is turned on, and the surface of the photosensitive drum 14 is uniformly positively charged. Next, laser exposure by the laser scanning unit 19 is turned on, and the charge on the surface of the photosensitive drum 14 is partially attenuated. The developing bias having the same polarity (positive) as the toner applied to the developing roller 16a is also turned on almost simultaneously.

このレーザ露光領域(帯電減衰領域)が感光体ドラム14の回転により現像ローラ16aに対向する位置に来ると、現像ローラ16a上のトナーは現像バイアスに反発してレーザ露光領域に付着する。これにより、感光体ドラム14上に図5に示すようなトナー吐出パターンTが形成される。トナー吐出パターンTは、現像ローラ16a(図1参照)の現像領域の幅Hと、ドラム周方向の印字長さ(トナー吐出長)Lとを2辺とする矩形状であり、トナー吐出長Lは図4におけるレーザ露光時間(=現像バイアスON時間Y)によって決まる。なお、現像バイアスON時間Yの決定方法については後述する。   When this laser exposure area (charging attenuation area) comes to a position facing the developing roller 16a by the rotation of the photosensitive drum 14, the toner on the developing roller 16a repels the developing bias and adheres to the laser exposure area. As a result, a toner discharge pattern T as shown in FIG. 5 is formed on the photosensitive drum 14. The toner discharge pattern T has a rectangular shape having a width H of the developing region of the developing roller 16a (see FIG. 1) and a printing length (toner discharge length) L in the circumferential direction of the drum as two sides, and the toner discharge length L Is determined by the laser exposure time (= development bias ON time Y) in FIG. A method for determining the developing bias ON time Y will be described later.

現像バイアスがONとなった時点では現像クラッチ30はOFFであるため、現像装置16内の現像ローラ16aや第1スパイラル部材32、第2スパイラル部材33は停止している。そのため、現像ローラ16a上の、特に吸湿して劣化度合いの高いケーシング31aから露出した部分のトナーが先に感光体ドラム14側へ吐出される。また、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33が停止しているため、ケーシング31a内のトナーが現像ローラ16a付近に送り込まれて劣化トナーと共に排出される不都合も抑制できる。その後、所定時間t1(ここでは500msec)が経過して現像ローラ16a上の劣化トナーが十分に吐出されてから現像クラッチ30がONとなり、現像装置16内のトナーの攪拌が開始される。   Since the developing clutch 30 is OFF when the developing bias is turned ON, the developing roller 16a, the first spiral member 32, and the second spiral member 33 in the developing device 16 are stopped. For this reason, the toner on the developing roller 16a that is exposed from the casing 31a having a particularly high degree of deterioration due to moisture absorption is discharged to the photosensitive drum 14 first. Further, since the first spiral member 32 and the second spiral member 33 are stopped, it is possible to suppress the problem that the toner in the casing 31a is sent to the vicinity of the developing roller 16a and discharged together with the deteriorated toner. Thereafter, after a predetermined time t1 (here, 500 msec) has passed and the deteriorated toner on the developing roller 16a has been sufficiently discharged, the developing clutch 30 is turned on, and stirring of the toner in the developing device 16 is started.

また、現像クラッチ30のOFFにより第1スパイラル部材32、第2スパイラル部材33のみを停止させる構成も可能である。この場合、トナー吐出開始時に現像ローラ16aが回転するため、トナーケーシング31aから露出した部分のトナーの一部がケーシング31a内に戻ることになるが、スパイラル部材32及び33によって現像ローラ16aにトナーが新たに送り込まれないため、現像ローラ16a上の劣化トナーとケーシング31a内のトナーとの混合が抑制される。つまり、トナー吐出開始時に少なくとも第1スパイラル部材32、第2スパイラル部材33の回転を停止することで、トナーの帯電性や流動性を良好に維持することができる。   Further, a configuration in which only the first spiral member 32 and the second spiral member 33 are stopped by turning off the developing clutch 30 is also possible. In this case, since the developing roller 16a rotates at the start of toner discharge, a part of the toner exposed from the toner casing 31a returns into the casing 31a. However, the spiral members 32 and 33 cause the toner to be applied to the developing roller 16a. Since the toner is not sent anew, mixing of the deteriorated toner on the developing roller 16a and the toner in the casing 31a is suppressed. That is, at least the first spiral member 32 and the second spiral member 33 stop rotating at the start of toner discharge, so that the chargeability and fluidity of the toner can be maintained well.

現像クラッチON時間Zは、現像装置16内のトナーの帯電が安定する時間だけ確保すれば良いが、現像ローラ16a上の劣化トナーが現像装置16内に混ざり込まないため、トナーの帯電立ち上がりが早まり、攪拌時間を短縮することができる。また、攪拌による熱の発生やトナーの凝集も抑制され、トナーの劣化も抑制することができる。さらに、環境条件、特に湿度条件に応じて現像クラッチON時間Zを変更することにより、トナー劣化を抑制しつつ装置の立ち上げ直後の濃度を維持できる。即ち、トナーがチャージアップし難い高湿条件下ではZを長くとり、トナーがチャージアップし易い低湿条件下ではZを短縮することで、現像装置16をトナーの帯電が安定する必要最低限の時間だけ駆動させることができる。   The developing clutch ON time Z only needs to be ensured for a time during which the charging of the toner in the developing device 16 is stabilized. However, since the deteriorated toner on the developing roller 16a is not mixed into the developing device 16, the toner charge rises earlier. The stirring time can be shortened. Further, heat generation and toner aggregation due to agitation are suppressed, and toner deterioration can also be suppressed. Furthermore, by changing the developing clutch ON time Z according to environmental conditions, particularly humidity conditions, it is possible to maintain the density immediately after the start-up of the apparatus while suppressing toner deterioration. That is, the minimum required time for charging of the developing device 16 to be stable is achieved by increasing Z under high humidity conditions where the toner is difficult to charge up, and shortening Z under low humidity conditions where the toner is easily charged up. Can only be driven.

一方、感光体ドラム14においては、帯電装置15によってドラム表面が繰り返し帯電されることで酸化されると、ドラム表面の親水性が増し、空気中の水分を吸着し易くなる。そして、帯電装置15の放電により発生したNOxやSOx等の水溶性のイオン生成物が付着することにより、感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、いわゆる「像流れ現象」が発生する。   On the other hand, when the drum surface is oxidized by repeatedly charging the surface of the photosensitive drum 14 by the charging device 15, the hydrophilicity of the drum surface increases and it becomes easy to adsorb moisture in the air. Then, adhesion of water-soluble ion products such as NOx and SOx generated by the discharge of the charging device 15 reduces the resistance of the surface of the photosensitive drum. As a result, a lateral flow of potential occurs at the edge portion of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum, and a so-called “image flow phenomenon” occurs.

そこで、現像ローラ16aから吐出されたトナーを用いて感光体ドラム14を研磨するドラムリフレッシュを実行する。具体的には、感光体ドラム14上に吐出された研磨材を含むトナーをクリーニング装置17によって回収する際、クリーニングローラ(摺擦ローラ)を感光体ドラム14に対し速度差を持って回転させることで感光体ドラム14の表面を研磨し、ドラム表面の水分や汚染物質をトナーと共に除去する。   Therefore, drum refresh is performed to polish the photosensitive drum 14 using the toner discharged from the developing roller 16a. Specifically, when the cleaning device 17 collects toner including abrasives discharged onto the photosensitive drum 14, the cleaning roller (rubbing roller) is rotated with a speed difference with respect to the photosensitive drum 14. Then, the surface of the photosensitive drum 14 is polished, and moisture and contaminants on the drum surface are removed together with the toner.

なお、転写ローラ18にはトナー吐出パターンTの付着を防止するためにトナーと同極性(正)の転写バイアス(転写逆バイアス)が現像バイアスのONとほぼ同時に印加される。転写逆バイアスのON状態は、現像クラッチ30がOFFとなってから所定時間t2(ここでは1sec)だけ遅れてOFFとなる。   In order to prevent the toner discharge pattern T from adhering to the transfer roller 18, a transfer bias (transfer reverse bias) having the same polarity (positive) as that of the toner is applied almost simultaneously with the ON of the developing bias. The ON state of the transfer reverse bias is turned off after a predetermined time t2 (here, 1 sec) after the developing clutch 30 is turned off.

次に、転写ローラ18にトナーと逆極性(負)のクリーニングバイアス(転写正バイアス)を所定時間t3だけ印加する。これにより、転写ローラ18に付着した逆帯電トナーがクリーニングバイアスに反発して感光体ドラム14側に移動する。トナーと逆極性のクリーニングバイアスの印加時間t3は、転写ローラ18が1回転するのに要する時間以上(ここでは1sec)とすることが好ましい。続いて再びトナーと同極性(正)のクリーニングバイアス(転写逆バイアス)を印加すると、今度は転写ローラ18に付着した正帯電トナーがクリーニングバイアスに反発して感光体ドラム14側に移動する。   Next, a cleaning bias (transfer positive bias) having a reverse polarity (negative) to the toner is applied to the transfer roller 18 for a predetermined time t3. As a result, the reversely charged toner adhering to the transfer roller 18 repels the cleaning bias and moves to the photosensitive drum 14 side. The application time t3 of the cleaning bias having the polarity opposite to that of the toner is preferably set to be longer than the time required for one rotation of the transfer roller 18 (here, 1 sec). Subsequently, when a cleaning bias (transfer reverse bias) having the same polarity (positive) as the toner is applied again, the positively charged toner attached to the transfer roller 18 is repelled by the cleaning bias and moves to the photosensitive drum 14 side.

そして、所定時間Xが経過した後、メインモータ25をOFFにし、同時にクリーニングバイアスをOFFしてリフレッシュ工程を終了する。なお、メインモータ駆動時間Xは定着部10の定着温度が安定する時間(以下、定着安定時間という)、及びクリーニング装置17によるドラムリフレッシュに必要な時間を考慮して決定される。例えば、像流れ現象が発生し易い高湿条件下ではXを定着安定時間よりも長くとってドラムリフレッシュを十分に行えば良く、像流れ現象が発生し難い低湿条件下ではXを定着安定時間とすれば良い。   Then, after the predetermined time X has elapsed, the main motor 25 is turned off, and at the same time, the cleaning bias is turned off and the refreshing process is terminated. The main motor driving time X is determined in consideration of a time during which the fixing temperature of the fixing unit 10 is stabilized (hereinafter, referred to as a fixing stabilization time) and a time required for drum refreshing by the cleaning device 17. For example, under high-humidity conditions where image flow phenomenon is likely to occur, X should be sufficiently longer than the fixing stabilization time to sufficiently perform drum refresh, and under low humidity conditions where image flow phenomenon is unlikely to occur, X is set as fixing stability time. Just do it.

次に、リフレッシュ工程におけるメインモータ駆動時間X(sec)、現像バイアス印加時間Y(msec)を決定する方法について説明する。メインモータの駆動時間X及び現像バイアス印加時間Yの設定例を表1に示す。設定条件はROM92(或いはRAM93)内に格納されている。   Next, a method for determining the main motor drive time X (sec) and the development bias application time Y (msec) in the refresh process will be described. Table 1 shows a setting example of the driving time X of the main motor and the developing bias application time Y. Setting conditions are stored in the ROM 92 (or RAM 93).

Figure 2010060740
Figure 2010060740

表1から、メインモータ駆動時間Xは、絶対湿度(HUMID)が150〜249のとき基準値150secに設定されており、像流れ現象が発生し易い絶対湿度250以上では適切なドラムリフレッシュ時間を確保するため180sec(基準値+30sec)に設定されている。また、像流れ現象が発生し難い絶対湿度149以下ではドラムリフレッシュに要する時間よりも定着部10の温度安定に要する時間の方が長くなるため、定着安定時間に設定されている。   From Table 1, the main motor drive time X is set to a reference value of 150 sec when the absolute humidity (HUMID) is 150 to 249, and an appropriate drum refresh time is ensured at an absolute humidity of 250 or more at which image flow phenomenon is likely to occur. Therefore, it is set to 180 sec (reference value + 30 sec). Since the time required for temperature stabilization of the fixing unit 10 is longer than the time required for drum refreshing at an absolute humidity of 149 or less at which the image flow phenomenon is unlikely to occur, the fixing stabilization time is set.

現像バイアス印加時間Yは、現像ローラ16aの線速によって2段階に設定されている。線速230mm/secの場合、絶対湿度(HUMID)が150〜249のとき基準値540msecに設定されており、トナー吐出長L(図5参照)は230(mm/sec)×0.54(sec)≒124mmとなる。そして、トナーが吸湿し易い絶対湿度250以上ではトナー吐出量を多くする必要があるため810msec(基準値の3/2倍)に設定されている。また、トナーが吸湿し難い絶対湿度149以下ではトナー吐出量を少なくできるため270msec(基準値の1/2倍)に設定されている。   The developing bias application time Y is set in two stages depending on the linear velocity of the developing roller 16a. When the linear velocity is 230 mm / sec, the reference value is set to 540 msec when the absolute humidity (HUMID) is 150 to 249, and the toner discharge length L (see FIG. 5) is 230 (mm / sec) × 0.54 (sec). ) ≈124 mm. Since the toner discharge amount needs to be increased when the absolute humidity is 250 or more, where the toner is easy to absorb moisture, it is set to 810 msec (3/2 times the reference value). Further, when the absolute humidity is 149 or less where the toner hardly absorbs moisture, the amount of discharged toner can be reduced, so that it is set to 270 msec (1/2 times the reference value).

また、線速178mm/secの場合、絶対湿度(HUMID)が150〜249のとき基準値698msecに設定されており、トナー吐出長Lは178(mm/sec)×0.698(sec)≒124mmとなる。即ち、線速230mm/secの場合とトナー吐出長Lが等しくなるように設定されている。絶対湿度250以上、及び絶対湿度149以下についても線速230mm/secの場合と同様(基準値の3/2倍、1/2倍)である。   When the linear velocity is 178 mm / sec, the reference value is set to 698 msec when the absolute humidity (HUMID) is 150 to 249, and the toner discharge length L is 178 (mm / sec) × 0.698 (sec) ≈124 mm. It becomes. That is, the toner discharge length L is set to be equal to that at the linear speed of 230 mm / sec. The absolute humidity of 250 or more and the absolute humidity of 149 or less are the same as in the case of the linear velocity of 230 mm / sec (3/2 times and 1/2 times the reference value).

次に、現像クラッチON時間Z(msec)を決定する方法について説明する。図6は、画像形成装置をH/H(高温高湿)条件(32.5℃/80%)に20時間放置した後、装置の立ち上げ(電源ON)直後に印刷された基準画像(ベタパッチ)の画像濃度(ID;イメージデンシティ)と現像駆動時間との関係を示すグラフである。図6に示すように、H/H条件に長時間放置された場合、現像ローラ16a上のトナーが吸湿して劣化しているため、装置の立ち上げ直後に現像装置16を予備駆動させずに画像形成を開始した場合は基準画像のIDが0.98まで低下している。また、現像装置16を予備駆動させると基準画像のIDは徐々に高くなり、約40secの駆動で画像濃度が1.25付近で安定している。そして、装置の立ち上げ直後に基準濃度(ID=1.2)の画像を出力するためには30secの現像駆動時間が必要であることがわかる。   Next, a method for determining the developing clutch ON time Z (msec) will be described. FIG. 6 shows a reference image (solid patch) printed immediately after the image forming apparatus is left for 20 hours under H / H (high temperature and high humidity) conditions (32.5 ° C./80%) and the apparatus is started up (power ON). ) Is a graph showing the relationship between the image density (ID; image density) and the development drive time. As shown in FIG. 6, when the toner is left in the H / H condition for a long time, the toner on the developing roller 16a has deteriorated due to moisture absorption, so that the developing device 16 is not preliminarily driven immediately after the start-up of the device. When image formation is started, the ID of the reference image is reduced to 0.98. Further, when the developing device 16 is preliminarily driven, the ID of the reference image is gradually increased, and the image density is stable at around 1.25 by driving for about 40 sec. It can be seen that a development drive time of 30 sec is required to output an image having a reference density (ID = 1.2) immediately after the apparatus is started up.

図7は、N/N(常温常湿)条件(23℃/50%)に48時間放置した後、装置の立ち上げ(電源ON)直後に印刷された基準画像(ベタパッチ)の画像濃度(ID;イメージデンシティ)と現像駆動時間との関係を示すグラフである。図7の場合、図6に比べて吸湿による現像ローラ16a上のトナーの劣化度合いは低いため、現像装置16を予備駆動させなかった場合でも基準画像のIDは1.18である。また、約10secの駆動で画像濃度が1.35付近で安定し、装置の立ち上げ直後に基準濃度(ID=1.2)の画像を出力するためには1sec程度の現像駆動時間で足りることがわかる。   FIG. 7 shows the image density (ID) of a reference image (solid patch) printed immediately after starting the apparatus (power ON) after being left for 48 hours under N / N (normal temperature and normal humidity) conditions (23 ° C./50%). The image density) and the development drive time. In the case of FIG. 7, since the degree of deterioration of the toner on the developing roller 16a due to moisture absorption is lower than in FIG. 6, the ID of the reference image is 1.18 even when the developing device 16 is not preliminarily driven. In addition, the image density is stabilized at around 1.35 by driving for about 10 seconds, and a development driving time of about 1 second is sufficient to output an image having a reference density (ID = 1.2) immediately after the start-up of the apparatus. I understand.

ここで、H/H条件は絶対湿度300、N/N条件は絶対湿度100〜150に相当するため、図6及び図7に基づいて絶対湿度と現像クラッチON時間Zとの関係を決定すれば良い。図8は、絶対湿度から現像クラッチON時間Zを決定する制御例を示すグラフである。図8においては、現像クラッチON時間Zは絶対湿度(HUMID)が150を超えないときは現像バイアス印加時間Yよりも1secだけ長く設定される。そして、絶対湿度150〜300までは絶対湿度の増加に比例して現像クラッチON時間Zを徐々に長くし、絶対湿度が300を超えると35sec(固定値)に設定される。現像クラッチON時間Zの設定条件は、メインモータ駆動時間X及び現像バイアス印加時間Yの設定条件と同様にROM92(或いはRAM93)内に格納されている。   Here, since the H / H condition corresponds to the absolute humidity 300 and the N / N condition corresponds to the absolute humidity 100 to 150, if the relationship between the absolute humidity and the developing clutch ON time Z is determined based on FIGS. good. FIG. 8 is a graph showing a control example for determining the developing clutch ON time Z from the absolute humidity. In FIG. 8, when the absolute humidity (HUMID) does not exceed 150, the developing clutch ON time Z is set longer than the developing bias application time Y by 1 sec. The development clutch ON time Z is gradually increased in proportion to the increase in absolute humidity from 150 to 300, and is set to 35 sec (fixed value) when the absolute humidity exceeds 300. The setting conditions for the developing clutch ON time Z are stored in the ROM 92 (or RAM 93), as are the setting conditions for the main motor driving time X and the developing bias application time Y.

図9は、絶対湿度に基づいてリフレッシュ工程の実行条件を決定する制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図8を参照しながら、図9のステップに従い本発明のリフレッシュ工程の実行手順について説明する。なお、図9では、電源投入直後或いはスリープモードからの復帰直後で、且つ定着温度と環境温度との差が所定温度(ここでは50℃)以内の場合にリフレッシュ工程を実行するものとする。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a control example for determining the execution condition of the refresh process based on the absolute humidity. The execution procedure of the refresh process of the present invention will be described according to the steps of FIG. 9 with reference to FIGS. 1 to 8 as necessary. In FIG. 9, it is assumed that the refresh process is executed immediately after the power is turned on or immediately after the return from the sleep mode and when the difference between the fixing temperature and the environmental temperature is within a predetermined temperature (50 ° C. in this case).

先ず、画像形成装置の電源がONされるか、またはコピー、プリント命令やFAX受信等によりスリープモードから復帰すると(ステップS1)、制御部90は定着サーミスタ23により検知された定着温度T1と機外温湿度センサ24により検知された機外温度T2の差T1−T2が50℃以下であるか否かが判断される(ステップS2)。T1−T2≦50である場合はリフレッシュ工程が開始され、制御部90はROM92(或いはRAM93)に格納された設定条件(表1及び図8参照)及び機外温湿度センサ24により検知された温湿度から算出される絶対湿度に基づいて、メインモータ駆動時間X、現像バイアスON時間Y、及び現像クラッチON時間Zを決定する(ステップS3)。   First, when the power of the image forming apparatus is turned on, or when the image forming apparatus returns from the sleep mode by a copy, print command, FAX reception or the like (step S1), the control unit 90 detects the fixing temperature T1 detected by the fixing thermistor 23 and the outside of the apparatus. It is determined whether or not the difference T1-T2 between the outside temperature T2 detected by the temperature / humidity sensor 24 is 50 ° C. or less (step S2). When T1-T2 ≦ 50, the refresh process is started, and the controller 90 sets the setting conditions (see Table 1 and FIG. 8) stored in the ROM 92 (or RAM 93) and the temperature detected by the outside temperature / humidity sensor 24. Based on the absolute humidity calculated from the humidity, the main motor drive time X, the development bias ON time Y, and the development clutch ON time Z are determined (step S3).

次に、メインモータ25がONとなり、同時に帯電装置15に印加される帯電バイアスがONとなってドラム表面が一様に帯電される(ステップS4)。さらに、レーザ走査ユニット19による露光が所定時間(=現像バイアスON時間Y)だけONとなり感光体ドラム14上にレーザ露光領域が形成され、現像ローラ16aに印加される現像バイアスがONとなって現像ローラ16a上のトナーがレーザ露光領域に移動する。   Next, the main motor 25 is turned on, and at the same time, the charging bias applied to the charging device 15 is turned on to uniformly charge the drum surface (step S4). Further, the exposure by the laser scanning unit 19 is turned on for a predetermined time (= development bias ON time Y), a laser exposure area is formed on the photosensitive drum 14, and the development bias applied to the developing roller 16a is turned on to develop. The toner on the roller 16a moves to the laser exposure area.

このとき、現像クラッチはOFF状態であり現像ローラ16a及びスパイラル部材32、33は停止しているため、現像ローラ16a上の劣化トナーのみが感光体ドラム14上に吐出される。そして、転写ローラ18へ印加される転写バイアスがONとなる(ステップS6)。ここでは転写ローラ18へのトナーの付着を防止するためにトナーと同極性の転写逆バイアス(正バイアス)が印加される。従って、感光体ドラム14上へ吐出されたトナーは転写ローラ18に付着することなくクリーニング装置17へ搬送され、クリーニングローラ(摺擦ローラ)による感光体ドラム14の研磨に利用された後、ドラム表面の汚れや水分と共に回収される。   At this time, since the developing clutch is OFF and the developing roller 16a and the spiral members 32 and 33 are stopped, only the deteriorated toner on the developing roller 16a is discharged onto the photosensitive drum 14. Then, the transfer bias applied to the transfer roller 18 is turned on (step S6). Here, in order to prevent the toner from adhering to the transfer roller 18, a reverse transfer bias (positive bias) having the same polarity as the toner is applied. Therefore, the toner discharged onto the photosensitive drum 14 is conveyed to the cleaning device 17 without adhering to the transfer roller 18 and is used for polishing the photosensitive drum 14 by the cleaning roller (sliding roller), and then the drum surface. Collected with dirt and moisture.

次に、所定時間経過後(図4では500msec後)に現像クラッチ30がONされて現像ローラ16a及びスパイラル部材32、33が回転を開始し、現像装置16内のトナーの帯電が安定するまで攪拌される(ステップS7)。また、現像バイアスONから時間Yが経過後、現像バイアスをOFFとする(ステップS8)。続いて現像クラッチ25のONから時間Zが経過後、現像クラッチ25をOFFとする(ステップS9)。   Next, after a predetermined time has elapsed (after 500 msec in FIG. 4), the developing clutch 30 is turned on, the developing roller 16a and the spiral members 32 and 33 start to rotate, and stirring is performed until the charging of the toner in the developing device 16 is stabilized. (Step S7). Further, after a lapse of time Y from the development bias ON, the development bias is turned OFF (step S8). Subsequently, after the time Z has elapsed since the developing clutch 25 was turned on, the developing clutch 25 is turned off (step S9).

さらに、転写ローラ18に印加するバイアスを転写逆バイアスからトナーと逆極性の転写正バイアス(負バイアス)に切り換えて転写ローラ18に付着した逆帯電トナーを感光体ドラム14側に移動させた後、再び転写逆バイアスに切り換えて転写ローラ18に付着した正帯電トナーを感光体ドラム14側に移動させる(ステップS10)。その後、メインモータ25のONから時間Xが経過後、メインモータ25をOFFとし、同時に転写バイアスもOFFとしてリフレッシュ工程を終了する(ステップS10)。なお、ステップS2においてT1−T2>50である場合は、電源OFF或いはスリープモードに入って短時間しか経過していないためリフレッシュ工程を実行せずに処理を終了する。   Further, after the bias applied to the transfer roller 18 is switched from the transfer reverse bias to the transfer positive bias (negative bias) having a polarity opposite to that of the toner, the reversely charged toner attached to the transfer roller 18 is moved to the photosensitive drum 14 side. Switching to the reverse transfer bias again, the positively charged toner adhering to the transfer roller 18 is moved to the photosensitive drum 14 side (step S10). Thereafter, after time X has elapsed since the main motor 25 was turned on, the main motor 25 is turned off and at the same time the transfer bias is turned off, and the refreshing process is terminated (step S10). If T1-T2> 50 in step S2, only a short time has elapsed since the power was turned off or the sleep mode was entered, and the process ends without executing the refresh process.

上記制御によれば、リフレッシュ工程実行時に現像装置16を駆動させずにトナー吐出を行うため、現像ローラ16a上の劣化トナーを優先的に除去することができる。また、現像装置16内のトナーの帯電を安定させるために必要最低限の時間だけ現像装置16を駆動させた後、再び現像装置16の駆動を停止するため、現像装置16の不必要な駆動によるトナーの劣化を抑制することができる利便性の高い画像形成装置となる。   According to the above control, toner is discharged without driving the developing device 16 when the refresh process is executed, so that the deteriorated toner on the developing roller 16a can be preferentially removed. Further, after the developing device 16 is driven for a minimum time necessary to stabilize the charging of the toner in the developing device 16, the driving of the developing device 16 is stopped again. The image forming apparatus is highly convenient and can suppress the deterioration of the toner.

また、絶対湿度に基づいてメインモータ駆動時間X、現像バイアス印加時間Y、及び現像クラッチON時間Zを可変させることで、リフレッシュ工程実行時間、及びリフレッシュ工程中のトナー吐出量、現像剤攪拌時間が絶対湿度に応じた必要最小限の時間となる。従って、環境条件に応じてトナーの劣化をより一層抑制できるとともに、リフレッシュ工程によるユーザの待ち時間も短縮できる。   Further, by changing the main motor drive time X, development bias application time Y, and development clutch ON time Z based on the absolute humidity, the refresh process execution time, the toner discharge amount during the refresh process, and the developer agitation time The minimum required time according to the absolute humidity. Therefore, the deterioration of the toner can be further suppressed according to the environmental conditions, and the waiting time of the user by the refresh process can be shortened.

なお、機外温湿度センサ24により検知される機外温湿度の所定時間当たり(例えば過去30分間)の平均温度及び平均湿度を算出し、算出された平均温度と平均湿度に基づいて絶対湿度を設定しても良い。この制御によれば、リフレッシュ条件の決定に温湿度の平均値を用いるので、使用環境条件がより正確に反映された適切なリフレッシュ条件を決定可能となる。   In addition, the average temperature and the average humidity per predetermined time (for example, the past 30 minutes) of the outside temperature and humidity detected by the outside temperature and humidity sensor 24 are calculated, and the absolute humidity is calculated based on the calculated average temperature and average humidity. May be set. According to this control, since the average value of the temperature and humidity is used to determine the refresh condition, it is possible to determine an appropriate refresh condition that reflects the use environment condition more accurately.

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、図4及び図9に示したリフレッシュ工程では、メインモータ25のONタイミングと帯電バイアスのONタイミング、及び現像バイアスのONタイミングとレーザ露光のONタイミングをほぼ同時としているが、これに限らず、例えばメインモータをONした後、所定時間経過後に帯電バイアスをONしても良い。また、現像バイアスのONタイミングについても、レーザ露光により形成されたレーザ露光領域が感光体ドラム14の回転によって現像ローラ16aに対向する位置に移動する前であれば特に制限はない。さらに、転写バイアスのONタイミングについても感光体ドラム14上に吐出されたトナーが転写ローラ18に対向する位置まで移動する前であれば良く、転写逆バイアス及び転写正バイアスの切り換え回数についても任意に設定可能である。   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 refresh process shown in FIG. 4 and FIG. 9, the ON timing of the main motor 25 and the ON timing of the charging bias, and the ON timing of the developing bias and the ON timing of the laser exposure are almost the same. For example, after turning on the main motor, the charging bias may be turned on after a lapse of a predetermined time. Further, the ON timing of the developing bias is not particularly limited as long as the laser exposure region formed by laser exposure is not moved to a position facing the developing roller 16 a by the rotation of the photosensitive drum 14. Further, the ON timing of the transfer bias may be before the toner discharged onto the photosensitive drum 14 moves to a position facing the transfer roller 18, and the number of times of switching between the transfer reverse bias and the transfer forward bias is arbitrarily set. It can be set.

また、上記実施形態では現像クラッチ30を用いることで現像装置16の駆動を独立して制御可能としたが、現像装置16を駆動するサブモータをメインモータ25とは別個に設ける構成としても良い。また本発明は、図1に示したようなモノクロプリンタに限らず、デジタル複合機やアナログ方式のモノクロ複写機、タンデム式やロータリー現像式のカラー複写機及びプリンタ、ファクシミリ等の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 the above embodiment, the driving of the developing device 16 can be controlled independently by using the developing clutch 30. However, a sub motor for driving the developing device 16 may be provided separately from the main motor 25. The present invention is not limited to the monochrome printer as shown in FIG. 1, but various image forming apparatuses such as a digital multifunction peripheral, an analog monochrome copying machine, a tandem or rotary developing color copying machine, a printer, and a facsimile. Of course, it can be applied to.

リフレッシュモード実行時における印字率(単位時間当たりのトナー消費量)と現像スジ発生との関係について調査した。評価方法としては、試験機(京セラミタ社製KM−5035)を用い、環境温度(機外温度)が18℃、23℃、及び28℃の条件下で、印字率1%、2%、3%及び6%のテスト画像を非通紙状態で24時間連続印字した後の現像ローラ表面におけるスジの発生を目視により観察した。結果を表2に示す。なお、表2中のブレード温度とは、連続印字中における現像装置16の規制ブレード36(図2参照)付近の温度(穂切り部温度)を示している。   The relationship between the printing rate (toner consumption per unit time) and development streaks when the refresh mode was executed was investigated. As an evaluation method, a printing machine (KM-5035 manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd.) was used, and the printing temperature was 1%, 2%, 3% under conditions where the environmental temperature (outside machine temperature) was 18 ° C, 23 ° C, and 28 ° C. The occurrence of streaks on the surface of the developing roller after the% and 6% test images were continuously printed for 24 hours in a non-sheet passing state was visually observed. The results are shown in Table 2. Note that the blade temperature in Table 2 indicates the temperature near the regulating blade 36 (see FIG. 2) of the developing device 16 during continuous printing (the temperature at which the head is cut off).

Figure 2010060740
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表2から明らかなように、印字率1%の場合、環境温度23℃(ブレード温度36℃)において現像ローラ上にスジが1本、環境温度28℃(ブレード温度41℃)においてスジが4本発生した。また、印字率2%の場合、環境温度28℃(ブレード温度41℃)においてスジが1本発生した。一方、印字率3%及び6%では環境温度28℃(ブレード温度41℃)においてもスジは発生しなかった。この結果より、印字率が低くなるほど、また環境温度(ブレード温度)が高くなるほどスジが発生し易くなることが確認された。   As is apparent from Table 2, when the printing rate is 1%, one streak is formed on the developing roller at an environmental temperature of 23 ° C. (blade temperature of 36 ° C.), and four streaks are generated at an environmental temperature of 28 ° C. (blade temperature of 41 ° C.). Occurred. When the printing rate was 2%, one streak occurred at an environmental temperature of 28 ° C. (blade temperature of 41 ° C.). On the other hand, streaks did not occur even at an environmental temperature of 28 ° C. (blade temperature of 41 ° C.) at printing rates of 3% and 6%. From this result, it was confirmed that streaks are more likely to occur as the printing rate decreases and the environmental temperature (blade temperature) increases.

現像クラッチを搭載した本発明の画像形成装置、及び実施例1で用いた現像クラッチを搭載しない画像形成装置(比較例)を用いて単位時間当たりのトナー消費量と現像ローラ上のスジの抑制効果について評価した。評価方法は、本発明及び比較例の画像形成装置でスリープモードからの復帰後にテスト画像(印字率5%)の5枚連続印字の繰り返しをシミュレーションし、単位時間当たりのトナー消費量(5枚印字時のトナー消費量/スリープモード復帰から印字終了までの現像駆動時間)を算出した。結果を図10に示す。同様に、実施例1の各条件における単位時間当たりのトナー消費量も計算し、図10中に併せてプロットした。   Using the image forming apparatus of the present invention equipped with a developing clutch and the image forming apparatus not equipped with the developing clutch used in Example 1 (comparative example), the toner consumption per unit time and the effect of suppressing streaks on the developing roller Was evaluated. In the evaluation method, the image forming apparatuses of the present invention and the comparative example simulate the repetition of five continuous printings of test images (printing rate 5%) after returning from the sleep mode, and the toner consumption per unit time (5 printings) Toner consumption at the time / development drive time from the return to sleep mode until the end of printing). The results are shown in FIG. Similarly, the toner consumption per unit time under each condition of Example 1 was also calculated and plotted together in FIG.

実施例1の結果より、印字率1%(図に◇で表示)ではブレード温度36℃、及び41℃でスジが発生し、印字率2%(図に△で表示)ではブレード温度41℃でスジが発生し、印字率3%(図に□で表示)及び印字率6%(図に○で表示)ではスジは発生していないことから、現像ローラ上にスジが発生するか否かの境界線は図の実線Aのようになる。つまり、実線Aより下の領域ではスジ発生のリスクが高くなると考えられる。   From the results of Example 1, streaks occurred at a blade temperature of 36 ° C. and 41 ° C. at a printing rate of 1% (indicated by ◇ in the figure), and at a blade temperature of 41 ° C. at a printing rate of 2% (indicated by Δ in the figure). As streaks occur, no streaks occur at a printing rate of 3% (indicated by a square in the figure) and a printing rate of 6% (indicated by a circle in the figure). The boundary line is as shown by the solid line A in the figure. That is, it is considered that the risk of streaking increases in the area below the solid line A.

そして、現像クラッチを搭載した本発明における単位時間当たりのトナー消費量は図の一点鎖線Bのようになり、ブレード温度に関係なくスジは発生しない。一方、現像クラッチのない比較例における単位時間当たりのトナー消費量は破線Cとなり、ブレード温度が35℃を超えるとスジ発生のリスクが高くなることがわかる。この結果より、現像クラッチを搭載して現像装置の駆動時間を削減することで、高温高湿条件下においてもトナー劣化を抑制し、現像ローラ上のスジ発生を低減できることが確認された。   Then, the toner consumption amount per unit time in the present invention equipped with the developing clutch is as shown by a one-dot chain line B in the figure, and streaks do not occur regardless of the blade temperature. On the other hand, the toner consumption per unit time in the comparative example without the developing clutch is a broken line C, and it can be seen that the risk of streaking increases when the blade temperature exceeds 35 ° C. From this result, it was confirmed that by installing the developing clutch and reducing the driving time of the developing device, it is possible to suppress toner deterioration even under high temperature and high humidity conditions and to reduce the generation of streaks on the developing roller.

本発明は、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利用可能であり、リフレッシュ工程の実行時に少なくとも攪拌搬送部材の駆動を停止した状態で現像バイアスを印加するとともに、現像バイアスの印加開始後に攪拌搬送部材を所定時間駆動させるものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier to the image carrier during non-image formation, and at least the stirring and conveying member is stopped during the refresh process. The developing bias is applied, and the stirring and conveying member is driven for a predetermined time after the application of the developing bias is started.

これにより、現像ローラ上の劣化トナーを像担持体側へ効率的に吐出し、且つ攪拌搬送部材の回転によるトナーの劣化も抑制可能な画像形成装置を提供することができる。さらに、攪拌搬送部材に同期させてトナー担持体を停止及び駆動させることで、トナー担持体上の劣化トナーをより効率的に吐出可能となる。   As a result, it is possible to provide an image forming apparatus that can efficiently discharge the deteriorated toner on the developing roller to the image carrier side and also suppress the deterioration of the toner due to the rotation of the stirring and conveying member. Furthermore, the deteriorated toner on the toner carrier can be discharged more efficiently by stopping and driving the toner carrier in synchronization with the stirring and conveying member.

また、リフレッシュ工程実行時以外の非画像形成時において現像装置の駆動を停止させることでトナーの攪拌時間がより短縮されるため、トナーの劣化を一層効果的に抑制できる。このとき、現像装置が長時間停止すると装置の立ち上がり直後に画像濃度の低下やトナー担持体上にスジが発生することがあるが、リフレッシュ工程において攪拌搬送部材を所定時間回転させることでトナーの帯電が安定化するため濃度低下やスジの発生も抑制することができる。現像装置を独立して制御する簡便且つ低コストな方法として、クラッチを介して現像装置と駆動源とを連結する方法が挙げられる。   In addition, since the toner agitation time is further shortened by stopping the driving of the developing device during non-image formation other than during the refresh process, toner deterioration can be more effectively suppressed. At this time, if the developing device is stopped for a long time, the image density may decrease immediately after the start-up of the device or streaks may be generated on the toner carrying member. Therefore, it is possible to suppress the decrease in density and the generation of streaks. As a simple and low-cost method for independently controlling the developing device, there is a method of connecting the developing device and the drive source via a clutch.

また、絶対湿度に基づいてリフレッシュ工程の実行時における攪拌搬送部材の駆動時間を決定することにより、攪拌搬送部材の駆動時間、若しくは攪拌搬送部材とトナー担持体の駆動時間を環境条件に応じた必要最低限の時間とすることができ、トナーの劣化をより一層抑制することができる。   Further, by determining the drive time of the agitating / conveying member at the time of executing the refresh process based on the absolute humidity, the driving time of the agitating / conveying member or the driving time of the agitating / conveying member and the toner carrier is required according to the environmental conditions. The minimum time can be set, and toner deterioration can be further suppressed.

また、定着温度と環境温度との温度差によって装置停止からの経過時間を判断し、電源投入後またはスリープモードからの復帰時に温度差が所定温度以下であるときリフレッシュ工程を実行するようにすれば、電源OFF或いはスリープモードに入って短時間しか経過していない場合に過度のリフレッシュ実行を制限することができ、装置の使用状況に応じた必要十分なリフレッシュを実行できる画像形成装置となる。   In addition, if the temperature difference between the fixing temperature and the environmental temperature determines the elapsed time from the stop of the apparatus and the temperature difference is below a predetermined temperature after turning on the power or returning from the sleep mode, the refresh process is executed. Further, when only a short time has passed since the power is turned off or the sleep mode is entered, excessive refresh execution can be restricted, and an image forming apparatus capable of executing necessary and sufficient refresh according to the use state of the apparatus is obtained.

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、現像装置の内部構造を示す側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing an internal structure of the developing device. 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、リフレッシュ工程におけるメインモータ、現像クラッチ、現像バイアス、転写バイアス、帯電バイアス及びレーザ露光のON/OFFタイミングの一例を示すタイミングチャートである。These are timing charts showing examples of ON / OFF timings of the main motor, developing clutch, developing bias, transfer bias, charging bias, and laser exposure in the refresh process. 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、画像形成装置をH/H条件に20時間放置した後、装置の立ち上げ直後に印刷された基準画像の画像濃度と現像駆動時間との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the image density of a reference image printed immediately after the start-up of the apparatus and the development drive time after the image forming apparatus is left under H / H conditions for 20 hours. は、画像形成装置をN/N条件に48時間放置した後、装置の立ち上げ直後に印刷された基準画像の画像濃度と現像駆動時間との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the image density of a reference image printed immediately after the apparatus is started up and the development drive time after the image forming apparatus is left for 48 hours under N / N conditions. は、絶対湿度から現像クラッチON時間Zを決定する制御例を示すグラフである。These are the graphs which show the example of control which determines the developing clutch ON time Z from absolute humidity. は、本発明の画像形成装置におけるリフレッシュ工程の実行例を示すフローチャートである。These are the flowcharts which show the execution example of the refresh process in the image forming apparatus of this invention. は、本発明及び比較例における単位時間当たりのトナー消費量、及び現像ローラ上のスジ発生リスクを比較したグラフである。These are graphs comparing the toner consumption per unit time and the risk of streaks on the developing roller in the present invention and comparative examples.

符号の説明Explanation of symbols

10 定着部
14 感光体ドラム(像担持体)
15 帯電装置
16 現像装置
16a 現像ローラ(トナー担持体)
17 クリーニング装置
18 転写ローラ(転写手段)
20 トナーコンテナ
23 定着サーミスタ(定着温度検知手段)
24 機外温湿度センサ(温湿度検知手段)
25 メインモータ(駆動源)
30 現像クラッチ
32 第1スパイラル部材(攪拌搬送部材)
33 第2スパイラル部材(攪拌搬送部材)
41 バイアス制御回路(バイアス印加手段)
42 帯電バイアス電源
43 現像バイアス電源
44 転写バイアス電源
90 制御部(制御手段)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
100 画像形成装置
10 Fixing Unit 14 Photosensitive Drum (Image Carrier)
15 Charging device 16 Developing device 16a Developing roller (toner carrier)
17 Cleaning device 18 Transfer roller (transfer means)
20 Toner container 23 Fixing thermistor (fixing temperature detection means)
24 External temperature / humidity sensor (temperature / humidity detection means)
25 Main motor (drive source)
30 Developing clutch 32 First spiral member (stirring conveyance member)
33 Second spiral member (stirring conveying member)
41 Bias control circuit (bias applying means)
42 Charging Bias Power Supply 43 Development Bias Power Supply 44 Transfer Bias Power Supply 90 Control Unit (Control Unit)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
100 Image forming apparatus

Claims (6)

トナーを収容する筐体と、該筐体内のトナーを攪拌搬送する攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材により搬送されるトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体とを有し、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、
該現像装置及び前記像担持体を含む画像形成部を駆動する駆動源と、
前記トナー担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段と、
該バイアス印加手段及び前記現像装置の駆動を制御する制御手段と、を備え、
非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、
前記制御手段は、前記リフレッシュ工程の実行時に少なくとも前記攪拌搬送部材の駆動を停止した状態で現像バイアスを印加するとともに、現像バイアスの印加開始後に前記攪拌搬送部材を所定時間駆動させることを特徴とする画像形成装置。
A housing that contains toner, an agitation conveyance member that agitates and conveys the toner in the enclosure, and a toner carrier that carries the toner conveyed by the agitation conveyance member and supplies the toner to the image carrier. A developing device for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the carrier;
A driving source for driving an image forming unit including the developing device and the image carrier;
Bias applying means for applying a developing bias to the toner carrier;
Control means for controlling the bias applying means and driving of the developing device,
In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side during non-image formation,
The control means applies a developing bias in a state where driving of the agitating / conveying member is stopped at least during execution of the refreshing process, and drives the agitating / conveying member for a predetermined time after starting the application of the developing bias. Image forming apparatus.
前記制御手段は、前記攪拌搬送部材に同期させて前記トナー担持体を停止及び駆動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit stops and drives the toner carrier in synchronization with the stirring and conveying member. 前記制御手段は、前記リフレッシュ工程実行時以外の非画像形成時において前記現像装置の駆動を停止させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit stops driving of the developing device during non-image formation other than during the refresh process. 装置内部若しくは外部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記温湿度検知手段の検知結果から算出される絶対湿度に基づいて前記リフレッシュ工程の実行時における前記攪拌搬送部材の駆動時間を決定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
Equipped with temperature and humidity detection means for detecting the temperature and humidity inside or outside the device,
The control unit determines a drive time of the stirring and conveying member during execution of the refreshing step based on an absolute humidity calculated from a detection result of the temperature and humidity detection unit. The image forming apparatus according to claim 3.
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
該転写手段により記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧する定着部材を有する定着装置と、
前記定着部材の温度を検知する定着温度検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、電源投入時またはスリープモードからの復帰時に前記定着温度検知手段及び前記温湿度検知手段の検知温度の差が所定温度以下であるとき前記リフレッシュ工程を実行することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
Transfer means for transferring a toner image formed on the image carrier onto a recording medium;
A fixing device having a fixing member that heats and pressurizes the toner image transferred onto the recording medium by the transfer means;
Fixing temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member;
With
The control unit executes the refreshing step when a difference between detected temperatures of the fixing temperature detecting unit and the temperature / humidity detecting unit is equal to or lower than a predetermined temperature when the power is turned on or when returning from the sleep mode. Item 5. The image forming apparatus according to Item 4.
前記現像装置は、クラッチを介して前記駆動源に接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is connected to the drive source via a clutch.
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