JP2011141371A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an increase in the manufacturing cost of an image forming apparatus by facilitating the control thereof, and to avoid degradation in quality of toner supplied to an image carrier. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes: a print information obtaining means 30 for obtaining the number of print pixels and a printing rate from a document; and a control means 13 for executing a staying-toner consumption process in which toner is moved to a non-printing area of an image carrier 14 when the printing rate obtained by the printing information obtaining means 30 is lower than a preset threshold. In the image forming apparatus, if the printing rate obtained by the print information obtaining means 30 is lower than a preset reference printing rate, an amount of toner for development, which is moved to the printing area of the image carrier 14 during printing is made larger than a regular amount. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus.

従来、装置に設けられた印字率取得手段によってドキュメントの印字率を取得する画像形成装置が知られている。ここで、印字率とは、現像ローラの単位回転当たりの印字画素数の割合を表し、現像ローラの単位回転中に最大印字幅で全画素印字する場合を100%とする。この印字率の高低によって、現像ローラから感光ドラムに供給される現像剤の量が異なり、現像剤が現像ローラに滞留する時間も異なる。印字率が低いドキュメントの印字が連続し現像剤が現像ローラに長く滞留した場合、現像剤が摺擦されて像担持体に供給される現像剤の品質が劣化するという問題点がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image forming apparatus that acquires a printing rate of a document by a printing rate acquisition unit provided in the apparatus. Here, the printing rate represents the ratio of the number of printing pixels per unit rotation of the developing roller, and the case where all pixels are printed with the maximum printing width during the unit rotation of the developing roller is 100%. Depending on the level of the printing rate, the amount of developer supplied from the developing roller to the photosensitive drum varies, and the time for the developer to stay on the developing roller also varies. When printing of a document having a low printing rate continues and the developer stays on the developing roller for a long time, the developer is rubbed and the quality of the developer supplied to the image carrier is deteriorated.

特許文献1の画像形成装置では、前記問題点を解決するために、取得する印字率が予め設定された閾値より低い場合、像担持体上の転写材に印字される領域から外した領域に現像剤を現像している。そして、現像後、転写材に印字される領域から外したために転写材に転写されずに像担持体に残留した現像剤を清掃部材によって除去し廃棄している。このように、現像剤を強制的に消費することにより、現像剤を現像剤担持体に長く滞留させないようにして現像剤の品質が劣化するのを回避している。しかしながら、現像剤が強制的に消費されればされるほど、画像形成装置に設けられた廃棄現像剤収容部の収容スペースが少なくなり、廃棄現像剤収容部の交換間隔を短縮してしまう。その結果、ユーザーに対して、廃棄現像剤収容部交換の手間の増加、および、交換にかかる消耗品コストの上昇による不利益をもたらすという別の問題が生じる。   In the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to solve the above problem, when the acquired printing rate is lower than a preset threshold value, development is performed in an area that is excluded from the area printed on the transfer material on the image carrier. Developing agent. After the development, the developer remaining on the image carrier without being transferred to the transfer material because it is removed from the area printed on the transfer material is removed by the cleaning member and discarded. In this way, by forcibly consuming the developer, the developer is prevented from staying on the developer carrying member for a long time so that the quality of the developer is prevented from deteriorating. However, as the developer is forcibly consumed, the storage space for the waste developer accommodating portion provided in the image forming apparatus is reduced, and the replacement interval of the waste developer accommodating portion is shortened. As a result, there arises another problem that the user is disadvantaged by an increase in labor for replacing the waste developer container and an increase in the cost of consumables for the replacement.

特許文献2の画像形成装置では、上述の全ての問題点を生じさせないために、像担持体上に印字率が低い画像を形成する低印字モード、および、像担持体上に印字率が高い画像を形成する高印字モードを設定し、各印字モードに対して、現像剤担持体および現像剤供給手段に印加する電圧をそれぞれ設定している。このようにして、各印字モードに対応した量の現像剤を現像剤供給手段から現像剤担持体に供給することにより、現像剤を現像剤担持体に長く滞留させないようにするとともに、各印字モードにおける現像剤の消費に対応できるようにしている。しかしながら、この画像形成装置は、現像剤担持体に加えて、現像剤供給手段も電圧により制御するようになっているため、制御が複雑になり、それに伴って、制御装置の製造コストも上昇するという問題点を有している。   In the image forming apparatus of Patent Document 2, in order not to cause all the above-described problems, a low print mode for forming an image with a low print rate on the image carrier, and an image with a high print rate on the image carrier. Is set, and the voltage applied to the developer carrier and the developer supply means is set for each print mode. In this way, by supplying a developer corresponding to each printing mode from the developer supply means to the developer carrying member, the developer is prevented from staying in the developer carrying member for a long time, and each printing mode is This makes it possible to cope with the consumption of the developer. However, in this image forming apparatus, since the developer supply means is controlled by the voltage in addition to the developer carrier, the control becomes complicated, and the manufacturing cost of the control apparatus increases accordingly. Has the problem.

特開2001−75438号公報JP 2001-75438 A 特開2006−84598号公報JP 2006-84598 A

本発明は、装置の制御を容易にし、製造コストの上昇を抑制し、像担持体に供給されるトナーの品質低下を回避できる画像形成装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can easily control the apparatus, suppress an increase in manufacturing cost, and can avoid deterioration in quality of toner supplied to an image carrier.

前記課題を解決するための手段として、本発明の画像形成装置は、ドキュメントから印字画素数および印字率を取得する印字情報取得手段と、前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された閾値より低い場合に、像担持体の非印字領域にトナーを移動させる滞留トナー消費処理を実行する制御手段とを有する画像形成装置において、前記印字情報取得手段に取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、印字時に像担持体の印字領域に移動させるトナー現像量を通常より増加させるようにした。   As means for solving the above-described problems, the image forming apparatus of the present invention is configured such that a print information acquisition unit that acquires the number of print pixels and a print rate from a document, and a print rate acquired by the print information acquisition unit are set in advance. A printing rate acquired by the print information acquisition unit is set in advance in an image forming apparatus having a control unit that executes a staying toner consumption process for moving toner to a non-printing area of the image carrier when the threshold is lower than the threshold value When the printing rate is lower than the standard printing rate, the toner development amount to be moved to the printing area of the image carrier during printing is increased more than usual.

この構成によれば、印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、トナーの消費量が増加する。したがって、滞留トナーの発生量が減少する。このようにすれば、複雑な制御を行う必要がなく、装置の制御を容易にし、製造コストの上昇を抑制し、像担持体に供給されるトナーの品質低下を回避できる。   According to this configuration, when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit is lower than a preset reference printing rate, the amount of toner consumption increases. Therefore, the amount of staying toner is reduced. This eliminates the need for complicated control, facilitates control of the apparatus, suppresses an increase in manufacturing cost, and avoids deterioration in the quality of toner supplied to the image carrier.

前記制御手段は、前記像担持体に対する現像ローラの現像バイアス、または、現像デューティーを変更することにより前記トナー現像量を増加させることが好ましい。この構成によれば、現像ローラの現像バイアス、または、現像デューティーを変更することでトナー現像量を精度良く調整することができる。   Preferably, the control means increases the toner development amount by changing a developing bias of a developing roller with respect to the image carrier or a developing duty. According to this configuration, the toner development amount can be accurately adjusted by changing the development bias of the development roller or the development duty.

前記課題を解決するための手段として、本発明の画像形成装置は、ドキュメントから印字画素数および印字率を取得する印字情報取得手段と、前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された閾値より低い場合に、像担持体の非印字領域にトナーを移動させる滞留トナー消費処理を実行する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記印字情報取得手段により取得される印字率に関わらず予め設定した一定の単位面積当たりのトナー現像量を像担持体の印字領域に移動させて印字する第1のモード、または、前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、前記第1モードより増加した単位面積当たりのトナー現像量を像担持体の印字領域に移動させて印字する第2のモードのいずれかを実行するようにした。   As means for solving the above-described problems, the image forming apparatus of the present invention is configured such that a print information acquisition unit that acquires the number of print pixels and a print rate from a document, and a print rate acquired by the print information acquisition unit are set in advance. And a control unit that executes a staying toner consumption process for moving the toner to the non-printing area of the image carrier when the threshold value is lower than the threshold value. Regardless of the printing rate, a first mode in which a predetermined toner development amount per unit area is moved to the printing area of the image carrier and printing is performed, or the printing rate acquired by the printing information acquisition unit is set in advance. When the printing rate is lower than the set reference printing rate, printing is performed by moving the toner development amount per unit area increased from the first mode to the printing area of the image carrier. And to perform any of the second mode.

この構成によれば、制御手段は、第1のモード、または、第2のモードのいずれかによって、印字を実行する。単位面積当たりのトナー現像量が異なる2つの印字モードを有することにより、一方を印字品質を優先させるモードとし、他方をトナー消費を優先させるモードとすることができる。   According to this configuration, the control unit executes printing in either the first mode or the second mode. By having two print modes with different toner development amounts per unit area, one can be set to a mode that prioritizes print quality and the other is a mode that prioritizes toner consumption.

前記第1モード、および、第2モードはユーザーにより選択可能であることが好ましい。この構成によれば、ユーザーの好みに応じて印字のモードを選択することができる。   The first mode and the second mode are preferably selectable by a user. According to this configuration, the printing mode can be selected according to the user's preference.

本発明によれば、印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、トナーの消費量を増加させるので、滞留トナーの発生量を減少させる。このようにすれば、複雑な制御を行う必要がなく、装置の制御を容易にし、製造コストの上昇を抑制し、像担持体に供給されるトナーの品質低下を回避できる。   According to the present invention, when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit is lower than a preset reference printing rate, the toner consumption is increased, so that the amount of staying toner is reduced. This eliminates the need for complicated control, facilitates control of the apparatus, suppresses an increase in manufacturing cost, and avoids deterioration in the quality of toner supplied to the image carrier.

本発明にかかる画像形成装置の全体構成を示す概略図。1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 画像形成装置の印字制御についてのフローチャートを示す図。FIG. 4 is a flowchart illustrating print control of the image forming apparatus. 各印字率における画像品質の良否についての実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result about the quality of the image quality in each printing rate. 印字率とトナー使用量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a printing rate and a toner usage-amount. 感光ドラムと現像ローラとの間に形成される振動電界を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating an oscillating electric field formed between a photosensitive drum and a developing roller. 第2モードとして設定される印字率に対する単位面積当たりのトナー現像量の一例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a toner development amount per unit area with respect to a printing rate set as a second mode. 第2モードとして設定される印字率に対する単位面積当たりのトナー現像量の一例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a toner development amount per unit area with respect to a printing rate set as a second mode. 本発明にかかる画像形成装置の制御を行った場合の滞留トナー消費量を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a staying toner consumption amount when the image forming apparatus according to the present invention is controlled. 本発明にかかる画像形成装置の制御を行った場合の滞留トナー消費量の削減率を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a reduction rate of staying toner consumption when the image forming apparatus according to the present invention is controlled.

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明にかかる画像形成装置10の全体構成を示す概略図である。本発明にかかる画像形成装置10は、モノクロ、および、カラーのいずれにも適用できる。画像形成装置10は、印字部11、画像処理部12、および、装置制御部(制御手段)13を備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus 10 according to the present invention. The image forming apparatus 10 according to the present invention can be applied to both monochrome and color. The image forming apparatus 10 includes a printing unit 11, an image processing unit 12, and a device control unit (control unit) 13.

印字部11には、感光ドラム(像担持体)14の周囲に帯電チャージャ15、現像ローラ16を有する現像装置17及びクリーニング部材18が設けられている。また、印字部11には、像露光装置19、記録紙20を収容した給紙ユニット21、転写材搬送路22、搬送ローラ23、転写ローラ24、定着ユニット25、排出ローラ26、現像ローラ駆動モータ27、および、現像バイアス用高圧電源28が設けられている。   The printing unit 11 includes a developing device 17 having a charging charger 15, a developing roller 16, and a cleaning member 18 around a photosensitive drum (image carrier) 14. The printing unit 11 includes an image exposure device 19, a paper feeding unit 21 containing recording paper 20, a transfer material conveyance path 22, a conveyance roller 23, a transfer roller 24, a fixing unit 25, a discharge roller 26, and a developing roller drive motor. 27 and a developing bias high-voltage power supply 28 are provided.

画像処理部12は、パソコン(外部機器)29、および、印字部11の像露光装置19と接続されている。画像処理部12は、パソコン29から送信されるプリント言語を印字部11の像露光装置19で露光するための印字データに展開処理する。画像処理部12には、展開した印字データの印字画素数Dおよび展開した印字データを印字するのに必要とされる現像ローラ16の回転数Nを取得し、印字データの印字画素数D、および、現像ローラ16の回転数Nから現像ローラ16の単位回転数当たりの印字率P(=D/(DU100%×N)を算出し、その値を取得する印字情報取得手段30が設けられている。ここで、DU100%は、現像ローラ16の単位回転中に最大印字幅で全画素印字する場合の印字画素数である。本実施形態において、印字情報取得手段30はマイコンである。印字情報取得手段30は、印字画素数Dおよび印字率Pのデータを装置制御部13に送信するようになっている。 The image processing unit 12 is connected to a personal computer (external device) 29 and the image exposure device 19 of the printing unit 11. The image processing unit 12 develops the print language transmitted from the personal computer 29 into print data for exposure by the image exposure device 19 of the printing unit 11. The image processing unit 12 obtains the print pixel number D of the developed print data and the rotation number N of the developing roller 16 necessary for printing the developed print data, and the print pixel number D of the print data, and The printing information acquisition means 30 for calculating the printing rate P (= D / ( DU 100% × N) per unit rotation speed of the developing roller 16 from the rotation speed N of the developing roller 16 and acquiring the value is provided. Here, DU100% is the number of print pixels when all pixels are printed with the maximum print width during the unit rotation of the developing roller 16. In this embodiment, the print information acquisition means 30 is a microcomputer. The information acquisition unit 30 is configured to transmit data on the number D of print pixels and the print rate P to the apparatus control unit 13.

装置制御部13は、画像処理部12の印字情報取得手段30、印字部11の現像ローラ駆動モータ27、および、印字部11の現像バイアス用高圧電源28と接続されている。本実施形態において、装置制御部13はマイコンである。装置制御部13には、現像ローラ駆動モータ27に駆動される現像ローラ16の積算回転数Rの値を取得する現像ローラ積算回転数取得手段31が設けられている。本実施形態において、現像ローラ積算回転数取得手段31はマイコンである。装置制御部13では、印字情報取得手段30から受信した印字画素数Dの値を積算するようになっている。プリント毎に取得される印字画素数Dを積算した値を積算印字画素数DTOTALとする。 The apparatus control unit 13 is connected to the print information acquisition unit 30 of the image processing unit 12, the developing roller drive motor 27 of the printing unit 11, and the development bias high-voltage power supply 28 of the printing unit 11. In the present embodiment, the device control unit 13 is a microcomputer. The apparatus control unit 13 is provided with a developing roller integrated rotation speed acquisition unit 31 that acquires a value of the integrated rotation speed R of the developing roller 16 driven by the developing roller drive motor 27. In the present embodiment, the developing roller integrated rotation speed acquisition unit 31 is a microcomputer. In the apparatus control unit 13, the value of the print pixel number D received from the print information acquisition unit 30 is integrated. A value obtained by integrating the print pixel number D acquired for each print is defined as an integrated print pixel number D TOTAL .

画像形成装置10は、通常のモードである第1モードと、廃トナー収容部セーブモードである第2モードを有している。   The image forming apparatus 10 has a first mode that is a normal mode and a second mode that is a waste toner storage unit save mode.

第1モードは、印字情報取得手段30により取得される印字率に関わらず、予め設定した一定の単位面積当たりのトナー現像量を感光ドラム14の印字領域に移動させて印字するモードである。   The first mode is a mode in which printing is performed by moving a predetermined toner development amount per unit area to the printing area of the photosensitive drum 14 regardless of the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30.

第2モードは、印字情報取得手段30により取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、第1モードより増加した単位面積当たりのトナー現像量を感光ドラム14の印字領域に移動させて印字するモードである。この第2モードでは、印字情報取得手段30に取得される印字率が予め設定された基準印字率以上である場合、第1モードと同様のトナー現像量での印字となる。印字情報取得手段30に取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合には、感光ドラム14の印字領域に移動させるトナー現像量を第1モードより増加させるようになっている。   In the second mode, when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30 is lower than a preset reference printing rate, the toner development amount per unit area increased from the first mode is set in the printing area of the photosensitive drum 14. It is a mode to move and print. In the second mode, when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30 is equal to or higher than a preset reference printing rate, printing is performed with the same toner development amount as in the first mode. When the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30 is lower than a preset reference printing rate, the toner development amount to be moved to the printing area of the photosensitive drum 14 is increased from the first mode.

装置制御部13は、ユーザーが選択した第1モードと、第2モードのいずれか一方のモードにしたがって画像形成装置10を制御し印字するようになっている。   The apparatus control unit 13 controls the image forming apparatus 10 according to any one of the first mode and the second mode selected by the user to perform printing.

画像形成装置10は、画像処理部12がパソコン29からの印字データに対応するプリント言語(印字元データ)を受信すると印字動作を開始し、印字部11の像露光装置19で露光するための印字データに展開処理する。画像処理部12の印字情報取得手段30は、展開した印字データから印字画素数Dおよび印字率Pを取得し、装置制御部13に送信する。装置制御部13は、受信した印字データに応じて現像バイアス用高圧電源28を制御し現像ローラ16の現像バイアスを設定して印字部11を駆動する。そして、画像形成装置10は、感光ドラム14を帯電チャージャ15により帯電し、画像処理部12が展開した印字データを像露光装置19に送信し、像露光装置19によってレーザ光を照射することにより前記印字データに対応する静電潜像を感光ドラム14に形成する。感光ドラム14には、装置制御部13に制御され現像ローラ駆動モータ27により駆動された現像ローラ16により、潜像電位と現像バイアス電圧の電位ギャップに、帯電したトナーが供給されることによって顕像化される。顕像化されたトナー像は、給紙ユニット21から転写材搬送路22上を搬送ローラ23により搬送された記録紙20に転写ローラ24によって転写された後、定着ユニット25で定着され、排出ローラ26により電子写真画像として画像形成装置10から排紙される。感光ドラム14から記録紙20に転写できずに感光ドラム14に残留したトナーは、感光ドラム14に圧接されるクリーニング部材18で掻き落とされる。   The image forming apparatus 10 starts a printing operation when the image processing unit 12 receives a print language (printing source data) corresponding to print data from the personal computer 29, and prints for exposure by the image exposure device 19 of the printing unit 11. Expand to data. The print information acquisition unit 30 of the image processing unit 12 acquires the number D of print pixels and the print rate P from the developed print data, and transmits them to the device control unit 13. The device control unit 13 controls the development bias high-voltage power supply 28 according to the received print data, sets the development bias of the development roller 16, and drives the printing unit 11. Then, the image forming apparatus 10 charges the photosensitive drum 14 with the charging charger 15, transmits the print data developed by the image processing unit 12 to the image exposure apparatus 19, and irradiates the laser light with the image exposure apparatus 19. An electrostatic latent image corresponding to the print data is formed on the photosensitive drum 14. The photosensitive drum 14 is visualized by supplying charged toner to the potential gap between the latent image potential and the developing bias voltage by the developing roller 16 controlled by the apparatus control unit 13 and driven by the developing roller driving motor 27. It becomes. The visualized toner image is transferred by the transfer roller 24 to the recording paper 20 transported by the transport roller 23 from the paper supply unit 21 on the transfer material transport path 22, and then fixed by the fixing unit 25, and the discharge roller 26 is discharged from the image forming apparatus 10 as an electrophotographic image. The toner remaining on the photosensitive drum 14 without being transferred from the photosensitive drum 14 to the recording paper 20 is scraped off by the cleaning member 18 pressed against the photosensitive drum 14.

図2は、画像形成装置10の印字制御についてのフローチャートを示す。   FIG. 2 shows a flowchart for printing control of the image forming apparatus 10.

現像装置17を画像形成装置10に装着すると、現像ローラ積算回転数Rをリセットする(ステップS201)。また、積算印字画素数DTOTALをリセットする(ステップS202)。 When the developing device 17 is mounted on the image forming apparatus 10, the developing roller integrated rotation speed R is reset (step S201). Further, the total print pixel number D TOTAL is reset (step S202).

画像形成装置10の画像処理部12は、パソコン29から印字元データを受信するまで待機する(ステップS203:NO)。印字元データを受信する(ステップS203:YES)と、印字元データを印字データに展開し、展開した印字データの印字画素数Dおよび展開した印字データを印字するのに必要とされる現像ローラ16の回転数Nを取得し、印字データの印字画素数D、および、現像ローラ16の回転数Nから現像ローラ16の単位回転数当たりの印字率P(=D/(DU100%×N)を取得する(ステップS204)。 The image processing unit 12 of the image forming apparatus 10 waits until the printing source data is received from the personal computer 29 (step S203: NO). When the printing source data is received (step S203: YES), the printing source data is developed into printing data, the number of print pixels D of the developed printing data and the developing roller 16 required for printing the developed printing data. , The printing pixel number D of the print data, and the printing rate P per unit rotation number of the developing roller 16 from the rotation number N of the developing roller 16 (= D / ( DU 100% × N)) Obtain (step S204).

画像形成装置10の装置制御部13は、現在選択されている印字モードの情報を取得する。   The apparatus control unit 13 of the image forming apparatus 10 acquires information on the currently selected print mode.

現在選択されている印字モードが通常モードである第1のモードである場合(ステップS205:YES)、現像条件を通常の単位面積当たりのトナー現像量となる現像バイアス設定にセットし(ステップS207)、プリントにかかる印字画素数Dを積算印字画素数DTOTALに積算する(ステップS208)。ここで、通常の単位面積当たりのトナー現像量とは5g/m程度である。 If the currently selected print mode is the first mode, which is the normal mode (step S205: YES), the development condition is set to a development bias setting that provides a normal toner development amount per unit area (step S207). Then, the print pixel number D for printing is added to the integrated print pixel number D TOTAL (step S208). Here, the normal toner development amount per unit area is about 5 g / m 2 .

通常モードでない第2のモード(廃トナー収容部セーブモード)である場合(ステップS205:NO)、印字率Pの値と基準印字率PTHの値とを比較する。基準印字率PTHとは、現像ローラ単位回転当たりの印字率の基準値である。この基準値を下回る印字率が続くと、トナー消費が少なすぎて現像装置17内でトナーが滞留し、それによりトナーが不必要に帯電や攪拌によるストレスを受けて劣化し、画像品質が低下してしまう。 In the case of the second mode (waste toner storage unit save mode) that is not the normal mode (step S205: NO), the value of the printing rate P is compared with the value of the reference printing rate PTH . The reference print rate PTH is a reference value of the print rate per unit rotation of the developing roller. If the printing rate continues below this reference value, the toner consumption is too low and toner stays in the developing device 17, causing the toner to be unnecessarily charged and stressed by agitation, thereby degrading the image quality. End up.

図3は、各印字率における画像品質(背景部カブリ)の良否についての実験結果を示す。印字率1%では、4000枚印字すると、画像品質は不可となった。印字率2%では、10000枚印字すると、画像品質は不可となった。印字率3%以上では、10000枚印字しても、画像品質は不可とはならなかった。通常、10000枚程度の印字に対して、画像品質が維持されることが望まれている。したがって、この実験結果により、基準印字率PTHを3%とした。 FIG. 3 shows the experimental results regarding the quality of image quality (background fogging) at each printing rate. At a printing rate of 1%, the image quality became unusable after printing 4000 sheets. At a printing rate of 2%, the image quality became unacceptable after printing 10,000 sheets. When the printing rate was 3% or more, the image quality did not become impossible even when 10,000 sheets were printed. Usually, it is desired that the image quality be maintained for about 10,000 prints. Therefore, based on this experimental result, the reference printing rate PTH was set to 3%.

図4は、印字率とトナー使用量との関係を示す。ハッチングが施された部分は、印字率3%で使用される量のトナーに対して、印字率3%未満で印字した場合に未使用のトナーが生じることを示している。上述したように、前記未使用のトナーを生じさせる低印字率の印字では、画像品質の低下を引き起こすので、本発明においては、後に示す制御により前記未使用のトナーが少なくなるようにしている。   FIG. 4 shows the relationship between the printing rate and the amount of toner used. The hatched portion indicates that unused toner is generated when printing is performed at a printing rate of less than 3% with respect to the amount of toner used at a printing rate of 3%. As described above, printing at a low printing rate that generates the unused toner causes a decrease in image quality. Therefore, in the present invention, the unused toner is reduced by the control described later.

印字率Pの値が基準印字率PTHの値より大きい場合(ステップS206:NO)、現像条件を通常の単位面積当たりのトナー現像量となる現像バイアス設定にセットし(ステップS207)、プリントにかかる印字画素数Dを積算印字画素数DTOTALに積算する(ステップS208)。ここで、通常の単位面積当たりのトナー現像量とは5g/m程度である。積算印字画素数DTOTALは次式(1)のように表わされる。 When the value of the printing rate P is larger than the value of the reference printing rate PTH (step S206: NO), the development condition is set to the development bias setting that is a normal toner development amount per unit area (step S207), and printing is performed. The number D of print pixels is added to the total number DTOTAL of print pixels (step S208). Here, the normal toner development amount per unit area is about 5 g / m 2 . The total number of print pixels D TOTAL is expressed by the following equation (1).

Figure 2011141371
Figure 2011141371

現像バイアス設定とは、感光ドラム14と現像ローラ16との間に形成される振動電界の飛ばし側電位、すなわち、感光ドラム14にトナーを移動させる力の大きさを変更するものである。   The developing bias setting is to change the potential of the oscillating electric field formed between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16, that is, the magnitude of the force that moves the toner to the photosensitive drum 14.

図5は、感光ドラム14と現像ローラ16との間に形成される振動電界を示す。振動電界の飛ばし側電位は、現像ローラ16に印加する現像バイアスの交流振幅(ピーク間電圧)V、交流バイアスに重畳させる直流バイアス値V(現像ローラ16の電位)、交流矩形波バイアスにおけるトナー飛ばし側電圧時間の割合(以下「現像デューティー」という。)、の少なくとも1つを変えることで変更することができる。感光ドラム14の電位Vと、現像ローラ16の電位Vとの電位差はGである。現像デューティーDは、次式(2)のように表わされる。 FIG. 5 shows an oscillating electric field formed between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16. The oscillating electric field skip-side potential is determined by an AC amplitude (voltage between peaks) V P of the developing bias applied to the developing roller 16, a DC bias value V D (potential of the developing roller 16) superimposed on the AC bias, and an AC rectangular wave bias. This can be changed by changing at least one of the toner blow-off voltage time ratio (hereinafter referred to as “development duty”). The potential difference between the potential V B of the photosensitive drum 14 and the potential V D of the developing roller 16 is G. The development duty D is expressed as the following equation (2).

Figure 2011141371
Figure 2011141371

現像バイアスの交流振幅Vを大きくすることにより、又、直流バイアス値Vをトナーの正規の帯電極性と同極性側に大きくすることにより、又、現像デューティーDを大きくすることにより、感光ドラム14にトナーを移動させる力が増大する。現像デューティーDを大きくするには、(2)式において、Hの値を小さくし、Lの値を大きくするように変更する(例えば、H=60,L=40をH=52,L=48のように変更する)。 By increasing the AC amplitude V P of the developing bias, also by increasing the DC bias value V D to the same polarity as the charge polarity side of the regular toner, and, by increasing the development duty D, the photosensitive drum 14 increases the force to move the toner. In order to increase the development duty D, in Formula (2), the value of H is decreased and the value of L is increased (for example, H = 60, L = 40 is changed to H = 52, L = 48). To change).

印字率Pの値が基準印字率PTHの値より小さい場合(ステップS206:YES)、現像条件を通常の単位面積当たりのトナー現像量に対してM倍のトナー現像量となる現像バイアス設定にセットし(ステップS209)、プリントにかかる印字画素数DのM倍の印字画素数を積算印字画素数DTOTALに積算する(ステップS210)。積算印字画素数DTOTALは次式(3)のように表される。 When the value of the printing rate P is smaller than the value of the reference printing rate PTH (step S206: YES), the development condition is set to a development bias setting in which the toner development amount is M times the normal toner development amount per unit area. Setting is performed (step S209), and the number of printing pixels M times the number of printing pixels D to be printed is added to the total number of printing pixels D TOTAL (step S210). The total number of print pixels D TOTAL is expressed by the following equation (3).

Figure 2011141371
Figure 2011141371

図6は、印字率(%)と単位面積当たりのトナー現像量(g/m)の設定を基準印字率PTH=3%、倍率M=1.2とした場合を示す。倍率Mは1以上2までの値の定数、または、印字率を入力したテーブルから求められる1以上2までの数値である。図7に示すように、印字率が約2.5%と3%との間で、単位面積当たりのトナー現像量を徐々に変化させるようにしてもよい。 FIG. 6 shows a case where the setting of the printing rate (%) and the toner development amount (g / m 2 ) per unit area is set to the reference printing rate P TH = 3% and the magnification M = 1.2. The magnification M is a constant from 1 to 2 or a numerical value from 1 to 2 obtained from a table in which the printing rate is input. As shown in FIG. 7, the toner development amount per unit area may be gradually changed when the printing rate is between about 2.5% and 3%.

積算印字画素数DTOTALへの印字画素数Dの積算(ステップS208、または、ステップS210)が終了した後、プリント動作を行う(ステップS211)。 Accumulated print pixel number D After the integration of the print pixel number D to TOTAL (step S208 or step S210) is completed, a printing operation is performed (step S211).

印字が終了した後、予め設定した滞留トナー消費制御の実行周期RCHECKと現像ローラ16の積算回転数Rとを比較する(ステップS212)。予め設定した滞留トナー消費制御の実行周期RCHECKは、通常A4サイズを100枚印字する現像ローラ積算回転数とする。実行周期RCHECKは、任意の現像ローラ積算回転数に変更してもよい。 After the printing is finished, the preset staying toner consumption control execution period R CHECK is compared with the integrated rotation speed R of the developing roller 16 (step S212). The execution period R CHECK of the staying toner consumption control set in advance is a developing roller integrated rotation speed for printing 100 sheets of normal A4 size. The execution cycle R CHECK may be changed to any developing roller integrated rotation speed.

現像ローラ積算回転数RがRCHECKより小さい場合(ステップS212:NO)、画像形成装置10の画像処理部12は、パソコン29から印字元データを受信するまで待機する(ステップS203)。 When the developing roller integrated rotation speed R is smaller than R CHECK (step S212: NO), the image processing unit 12 of the image forming apparatus 10 waits until the printing source data is received from the personal computer 29 (step S203).

現像ローラ積算回転数RがRCHECKより大きい場合(ステップS212:YES)、積算印字画素数DTOTALと現像ローラ積算回転数Rと印字率100%となる印字画素数DU100%とから現像ローラ単位回転数当たりの平均印字率DTOTAL/(DU100%×R)を算出し、その値と基準印字率PTHとを比較する。 When the developing roller integrated rotation speed R is larger than R CHECK (step S212: YES), the developing roller unit is calculated from the integrated printing pixel number D TOTAL , the developing roller integrated rotation speed R, and the printing pixel number DU100% at which the printing rate is 100%. An average printing rate D TOTAL / ( DU 100% × R) per number of revolutions is calculated, and the value is compared with the reference printing rate PTH .

基準印字率PTHの方が平均印字率DTOTAL/(DU100%×R)より大きい場合(ステップS213:YES)、PTH−DTOTAL/(DU100%×R)の値と現像ローラ積算回転数Rとから、消費すべき滞留トナー量を算出し、算出された量のトナーを排出する(ステップS214)。具体的には、装置制御部13から画像処理部12へ、滞留トナー量に対応する印字画素数Dの印字データを形成するように送信する。次に、感光ドラム14の前記印字データが形成された非印字領域にトナーを移動させ、転写ローラ24に通常の転写バイアスとは逆極性のバイアスを印加し記録紙20にトナーを転写させないようにする。そして、感光ドラム14に残留させたトナーをクリーニング部材18により掻き落とし排出する。その後、現像ローラ積算回転数Rをリセットする(ステップS215)。また、積算印字画素数DTOTALをリセットする(ステップS216)。そして、画像形成装置10の画像処理部12は、パソコン29から印字元データを受信するまで待機する(ステップS203)。 If towards the reference printing ratio P TH is greater than the average printing ratio D TOTAL / (D U100% × R) ( step S213: YES), P TH -D TOTAL / value and the developing roller integration of (D U100% × R) The amount of staying toner to be consumed is calculated from the rotational speed R, and the calculated amount of toner is discharged (step S214). Specifically, the image data is transmitted from the apparatus control unit 13 to the image processing unit 12 so as to form print data having the number D of print pixels corresponding to the amount of staying toner. Next, the toner is moved to the non-printing area on the photosensitive drum 14 where the print data is formed, and a bias having a polarity opposite to the normal transfer bias is applied to the transfer roller 24 so that the toner is not transferred to the recording paper 20. To do. Then, the toner remaining on the photosensitive drum 14 is scraped off and discharged by the cleaning member 18. Thereafter, the developing roller integrated rotation speed R is reset (step S215). Further, the total print pixel number D TOTAL is reset (step S216). Then, the image processing unit 12 of the image forming apparatus 10 stands by until the printing source data is received from the personal computer 29 (step S203).

基準印字率PTHの方が平均印字率DTOTAL/(DU100%×R)より小さい場合(ステップS213:NO)、現像ローラ積算回転数Rをリセットする(ステップS215)。また、積算印字画素数DTOTALをリセットする(ステップS216)。そして、画像形成装置10の画像処理部12は、パソコン29から印字元データを受信するまで待機する(ステップS203)。 If towards the reference printing ratio P TH average printing ratio D TOTAL / (D U100% × R) is smaller than (Step S213: NO), reset the developing roller cumulative revolution speed R (step S215). Further, the total print pixel number D TOTAL is reset (step S216). Then, the image processing unit 12 of the image forming apparatus 10 stands by until the printing source data is received from the personal computer 29 (step S203).

図8は、基準印字率PTH=3%、倍率M=1.2とした場合の滞留トナー消費量を示す。本発明における制御がない従来の場合と比較すると、滞留トナー消費量が減少していることが分かる。 FIG. 8 shows the amount of staying toner consumed when the reference printing rate P TH = 3% and the magnification M = 1.2. It can be seen that the amount of staying toner is reduced as compared with the conventional case where there is no control in the present invention.

本発明によれば、印字情報取得手段30により取得される印字率が予め設定された基準印字率の値より低い場合に、印字情報取得手段30により取得される印字率に対して予め設定された単位面積当たりのトナー現像量での印字によりドキュメントを現像する。印字率に応じた量のトナー消費、すなわち、予め設定された基準印字率より低印字率の場合に単位面積当たりのトナー現像量を増加させてトナーを消費し、トナー消費を多くすることによりトナーの滞留を低減する。このようにして、装置の制御を容易にし、製造コストの上昇を抑制し、像担持体14に供給されるトナーの品質低下を回避できる。   According to the present invention, when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30 is lower than the preset reference printing rate value, the printing rate acquired by the printing information acquisition unit 30 is set in advance. A document is developed by printing with a toner development amount per unit area. Toner consumption by increasing the toner development amount per unit area by increasing the toner development amount per unit area and increasing the toner consumption when the printing rate is lower than a preset reference printing rate. To reduce stagnation. In this way, control of the apparatus can be facilitated, an increase in manufacturing cost can be suppressed, and deterioration in the quality of toner supplied to the image carrier 14 can be avoided.

図9は、滞留トナー消費量の削減率を示す。本発明により、滞留トナー消費量を減少させることができる。印字率によって単位面積当たりのトナー現像量を変える結果、画像濃度の変化が多少現れる。したがって、ユーザーは、画像濃度を安定させ印字品質を優先させる第1モード、トナー消費を優先させる第2モードのうちの一方を希望に応じて選択する。   FIG. 9 shows the reduction rate of staying toner consumption. According to the present invention, the amount of staying toner can be reduced. As a result of changing the toner development amount per unit area depending on the printing rate, a slight change in image density appears. Therefore, the user selects one of the first mode in which the image density is stabilized and the print quality is prioritized and the second mode in which the toner consumption is prioritized as desired.

10 画像形成装置
11 印字部
12 画像処理部
13 装置制御部(制御手段)
14 感光ドラム(像担持体)
15 帯電チャージャ
16 現像ローラ
17 現像装置
18 クリーニング部材
19 像露光装置
20 記録紙
21 給紙ユニット
22 転写材搬送路
23 搬送ローラ
24 転写ローラ
25 定着ユニット
26 排出ローラ
27 現像ローラ駆動モータ
28 現像バイアス用高圧電源
29 パソコン(外部機器)
30 印字情報取得手段
31 現像ローラ回転数取得手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 11 Printing part 12 Image processing part 13 Apparatus control part (control means)
14 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Charger charger 16 Developing roller 17 Developing device 18 Cleaning member 19 Image exposure device 20 Recording paper 21 Paper feed unit 22 Transfer material conveyance path 23 Conveyance roller 24 Transfer roller 25 Fixing unit 26 Discharge roller 27 Developing roller drive motor 28 High pressure for developing bias Power 29 PC (external device)
30 Print information acquisition means 31 Development roller rotation speed acquisition means

Claims (4)

ドキュメントから印字画素数および印字率を取得する印字情報取得手段と、
前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された閾値より低い場合に、像担持体の非印字領域にトナーを移動させる滞留トナー消費処理を実行する制御手段と
を有する画像形成装置において、
前記印字情報取得手段に取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、印字時に像担持体の印字領域に移動させるトナー現像量を通常より増加させることを特徴とする画像形成装置。
Print information acquisition means for acquiring the number of print pixels and the print rate from the document;
And a control unit that executes a staying toner consumption process for moving the toner to the non-printing area of the image carrier when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit is lower than a preset threshold value. ,
Image formation characterized in that when the printing rate acquired by the printing information acquisition means is lower than a preset reference printing rate, the toner development amount to be moved to the printing area of the image carrier during printing is increased more than usual. apparatus.
前記制御手段は、前記像担持体に対する現像ローラの現像バイアス、または、現像デューティーを変更することにより前記トナー現像量を増加させ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 increases the toner development amount by changing a developing bias of a developing roller with respect to the image carrier or a developing duty. ドキュメントから印字画素数および印字率を取得する印字情報取得手段と、
前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された閾値より低い場合に、像担持体の非印字領域にトナーを移動させる滞留トナー消費処理を実行する制御手段と
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、
前記印字情報取得手段により取得される印字率に関わらず予め設定した一定の単位面積当たりのトナー現像量を像担持体の印字領域に移動させて印字する第1のモード、または、前記印字情報取得手段により取得される印字率が予め設定された基準印字率より低い場合に、前記第1モードより増加した単位面積当たりのトナー現像量を像担持体の印字領域に移動させて印字する第2のモードのいずれかを実行することを特徴とする画像形成装置。
Print information acquisition means for acquiring the number of print pixels and the print rate from the document;
And a control unit that executes a staying toner consumption process for moving the toner to the non-printing area of the image carrier when the printing rate acquired by the printing information acquisition unit is lower than a preset threshold value. ,
The control means includes
A first mode in which printing is performed by moving a predetermined toner development amount per unit area to a print area of the image carrier regardless of the print rate acquired by the print information acquisition means, or the print information acquisition When the printing rate acquired by the means is lower than a preset reference printing rate, the toner development amount per unit area increased from the first mode is moved to the printing area of the image carrier to perform printing. One of the modes is executed.
前記第1モード、および、第2モードはユーザーにより選択可能であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein the first mode and the second mode are selectable by a user.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011257669A (en) * 2010-06-11 2011-12-22 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus, image forming control method, image forming control program and recording medium

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