JP5097602B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に現像装置へのトナー補給が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 such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic process, and more particularly to an image forming apparatus capable of supplying toner to a developing device.

一般に、一成分現像剤を用いる現像装置においては、画像形成を繰り返し行うことにより、粒径の小さなトナーが高い帯電量による鏡映力のためにトナー担持体(現像ローラ)表面に付着し、他のトナー粒子がトナー担持体との間で摩擦帯電することを阻害する。そのため、トナー担持体上で均一な帯電が行われない状態でトナーが静電潜像担持体(感光体ドラム)まで搬送され、画像濃度低下や画像かぶり等の不具合を引き起こすことがある。このような現象は、特に画像上の原稿印字率が低い場合、即ち現像ローラから感光体ドラムに飛翔するトナーが少ないためにトナー粒子が現像ローラ上に残りやすい場合に発生し易くなる。   In general, in a developing device using a one-component developer, by repeating image formation, a toner having a small particle size adheres to the surface of a toner carrier (developing roller) due to a reflection force due to a high charge amount. This prevents the toner particles from being frictionally charged with the toner carrier. Therefore, the toner is conveyed to the electrostatic latent image carrier (photosensitive drum) in a state where uniform charging is not performed on the toner carrier, which may cause problems such as image density reduction and image fogging. Such a phenomenon is likely to occur particularly when the document printing rate on the image is low, that is, when toner particles are likely to remain on the developing roller due to a small amount of toner flying from the developing roller to the photosensitive drum.

そこで、非画像形成時において現像ローラに対し直流バイアスに交流バイアスを重畳して印加することにより、ベタ画像等の印字率が高いパターンを現像して感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させ、現像ローラ上のトナーを強制消費する、いわゆるリフレッシュモードを実行可能な画像形成装置が開発されており、例えば特許文献1には、現像装置の単位駆動時間当たりの画像面積率(平均印字率)を算出し、画像面積率に応じてトナーの強制消費量を変更するようにした画像形成装置が提案されている。   Therefore, by applying an AC bias superimposed on a DC bias to the developing roller during non-image formation, a pattern with a high printing rate such as a solid image is developed to cause a large amount of toner to fly to the photosensitive drum side, An image forming apparatus capable of executing a so-called refresh mode in which toner on a developing roller is forcibly consumed has been developed. For example, Patent Document 1 discloses an image area ratio (average printing ratio) per unit driving time of a developing apparatus. There has been proposed an image forming apparatus that calculates and changes the forced consumption of toner according to the image area ratio.

一方、トナーコンテナを用いて現像装置へトナーを供給(インストール)する方式の画像形成装置においては、トナーコンテナの交換直後におけるトナーインストール(以下、初期トナーインストールという)時には現像ローラ上のトナーが消費されないため、現像装置内のトナーの帯電量が不十分となり易く、画像濃度の低下や画像かぶりが発生することがあった。また、現像ローラ表面に形成されたトナー層の一部が乱れて離脱し、固まりとなって現像されて画像上にランダムな黒点として確認されるという問題点もあった。   On the other hand, in an image forming apparatus that supplies (installs) toner to a developing device using a toner container, toner on the developing roller is not consumed during toner installation immediately after replacement of the toner container (hereinafter referred to as initial toner installation). For this reason, the charge amount of the toner in the developing device tends to be insufficient, and image density lowering and image fogging may occur. Another problem is that a part of the toner layer formed on the surface of the developing roller is disturbed and separated, and is developed as a solid and is confirmed as a random black spot on the image.

このような問題を解決するため、特許文献2には、初期トナーインストール時に上述したリフレッシュモードを実行することにより、現像ローラ上から帯電不良トナーを除去して初期画像の濃度低下等の画像不良を防止する技術が開示されている。
特開2003−76079号公報 特開2004−170650号公報
In order to solve such a problem, Patent Document 2 discloses that the above-described refresh mode is executed at the time of initial toner installation, thereby removing defective charging toner from the developing roller and correcting image defects such as a decrease in the density of the initial image. Techniques for preventing are disclosed.
JP 2003-76079 A JP 2004-170650 A

しかしながら、特許文献2の方法を用いた場合、リフレッシュ工程における帯電バイアスの連続印加により感光体表面にオゾンが吸着し易くなる。このため、特に低温低湿環境下ではオゾン吸着が顕著となり、ドラム表面が酸化されて劣化することによるドラム表面の帯電不良や帯電のバラツキが生じる。その結果、初期トナーインストール直後の出力画像に画像かぶりや濃度ムラが発生するという問題点があった。   However, when the method of Patent Document 2 is used, ozone is easily adsorbed on the surface of the photosensitive member by continuous application of the charging bias in the refresh process. For this reason, especially in a low-temperature and low-humidity environment, ozone adsorption becomes prominent, and the drum surface is oxidized and deteriorated, resulting in poor charging of the drum surface and variations in charging. As a result, there is a problem that image fogging and density unevenness occur in the output image immediately after the initial toner installation.

本発明は、上記問題点に鑑み、上記問題点に鑑み、初期トナーインストール時にリフレッシュ工程を実行する場合の初期トナーインストール直後の初期画像不良を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an image forming apparatus capable of effectively preventing initial image defects immediately after initial toner installation when the refresh process is executed at the time of initial toner installation. Objective.

上記目的を達成するために本発明は、像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体を有し、像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、帯電バイアスが印加され前記像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体上に形成されたトナー像を直接若しくは中間転写体を介して用紙上に転写する転写手段と、該転写手段に正または負のバイアスを選択的に印加する転写バイアス印加手段と、を備え、前記トナーコンテナ交換後に前記現像装置へトナーを補給する初期トナーインストールモードの際、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、前記初期トナーインストールモード終了時点からの前記像担持体の累積駆動時間を計測する計測手段と、該計測手段により計測された前記像担持体の累積駆動時間が所定時間に到達するまで連続画像形成時の紙間時間を基準紙間時間よりも延長する制御手段と、を備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention has a toner carrier that is disposed opposite to an image carrier, carries toner and supplies the image carrier, and a toner image corresponding to an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. A developing device for forming the toner, a toner container for supplying toner to the developing device, a charging device for applying a charging bias to charge the surface of the image carrier, and a toner image formed on the image carrier directly or A transfer unit that transfers the toner onto the sheet via an intermediate transfer member; and a transfer bias application unit that selectively applies a positive or negative bias to the transfer unit. In the image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side during the initial toner installation mode for replenishment, Measuring means for measuring the cumulative driving time of the image carrier from the end of the toll mode, and the sheet interval during continuous image formation until the cumulative driving time of the image carrier measured by the measuring means reaches a predetermined time And a control means for extending the time to be longer than the time between the reference sheets.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記転写バイアス印加手段は、紙間において前記転写手段にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加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 transfer bias applying unit applies a transfer reverse bias having the same polarity as the toner to the transfer unit between sheets.

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、少なくとも前記像担持体1回転に要する時間まで紙間時間を延長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 extends the sheet interval time to at least the time required for one rotation of the image carrier.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記リフレッシュ工程の実行中は、前記帯電装置に帯電バイアスを所定の周期でON/OFFを繰り返しながら印加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, during the execution of the refresh process, a charging bias is applied to the charging device while repeating ON / OFF at a predetermined cycle.

本発明の第1の構成によれば、初期トナーインストール後の像担持体の累積駆動時間が所定時間に到達するまで紙間時間を延長することにより、現像装置の予備駆動時間を確保し、現像装置内のトナーの帯電を促進して初期トナーインストール直後の初期濃度の低下を抑制することができる。   According to the first configuration of the present invention, the pre-driving time of the developing device is ensured by extending the sheet interval time until the cumulative driving time of the image carrier after the initial toner installation reaches a predetermined time, and developing It is possible to promote the charging of the toner in the apparatus and suppress the decrease in the initial density immediately after the initial toner installation.

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、転写バイアス印加手段により紙間において転写手段に転写逆バイアスを印加することにより、転写逆バイアスの印加時間を延長して像担持体表面の帯電を均一化し、画像出力時における像担持体の表面電位のバラツキを抑制することができる。   According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the transfer reverse bias is applied to the transfer unit between the sheets by the transfer bias applying unit, thereby applying the transfer reverse bias. Can be made uniform so that the surface of the image carrier is uniformly charged, and variations in the surface potential of the image carrier during image output can be suppressed.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成の画像形成装置において、少なくとも像担持体1回転に要する時間まで紙間時間を延長することにより、転写逆バイアスが印加された転写手段が像担持体の外周面全体に近接するため、像担持体表面の帯電を全周に亘って均一化することができる。   According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second configuration, the transfer reverse bias is applied by extending the sheet interval time to at least the time required for one rotation of the image carrier. Since the transfer means is close to the entire outer peripheral surface of the image carrier, the charge on the surface of the image carrier can be made uniform over the entire circumference.

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、リフレッシュ工程の実行時に所定の周期でON、OFFを繰り返して帯電バイアスを印加することにより、トナー担持体上のトナーが帯電バイアスのOFF時に像担持体側に少量ずつ吐出されるため、像担持体上のトナーのクリーニング負担を軽減してクリーニング不良を防止することができる。また、トナー担持体上に存在する正帯電及び負帯電の帯電不良トナーを吐出することができる。   According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to third configurations, the charging bias is applied by repeating ON and OFF at a predetermined cycle when the refresh process is executed. As a result, since the toner on the toner carrier is ejected little by little toward the image carrier when the charging bias is OFF, the cleaning burden on the toner on the image carrier can be reduced and poor cleaning can be prevented. Further, it is possible to discharge positively charged and negatively charged toners existing on the toner carrier.

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、本体下部に積載された用紙を収容する給紙カセット2が備えられている。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 (here, a monochrome printer) 100 includes a paper feed cassette 2 that accommodates sheets stacked on the lower part of the main body. Above this paper feed cassette 2 is formed a paper transport path 4 that extends substantially horizontally from the front of the main body to the rear of the main body and further extends upward to reach the paper discharge section 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 from the upstream side along the conveyance path.

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、前記フィードローラ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、これらフィードローラ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, A sheet is rolled by the feed roller 6 and the retard roller 13 so that only the uppermost 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 that is rotatably supported in the clockwise direction in FIG. Above the charging device 15, the developing device 16, the cleaning device 17, the transfer roller 18 disposed so as to face the photosensitive drum 14 across the paper conveyance path 4, and the photosensitive drum 14. A laser scanning unit (LSU) 19 is arranged, and a toner container 20 for supplying toner to the developing device 16 as needed is arranged 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、コロナ放電帯電装置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の方を向く樋状に形成された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、このコロナワイヤに所定の電圧を印加してコロナ放電を発生させて、グリッドに電圧を印加して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 charging device is used, and tungsten or stainless steel is formed inside a metal shield case having an opening formed in a bowl shape facing the photosensitive drum. A corona wire and a grid, which are discharge members composed of, etc., are provided, a predetermined voltage is applied to the corona wire to generate a corona discharge, and a voltage is applied to the grid to 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、入力された画像データに基づく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た静電潜像が形成され、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。例えば感光体ドラムとしてOPC感光体を用い、平均粒子径5.0〜9.0μmの正帯電トナーによりトナー像を形成する場合、帯電装置15によりドラム表面を約+430V(明電位)に均一に帯電させ、露光後の表面電位(暗電位)は90Vとする。   Next, the photosensitive drum 14 is exposed by a laser beam from a laser scanning unit (LSU) 19 based on the input image data to form an electrostatic latent image in which charging is attenuated. A toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 14 by attaching toner to the image. For example, when an OPC photoconductor is used as the photoconductor drum and a toner image is formed with positively charged toner having an average particle size of 5.0 to 9.0 μm, the drum surface is uniformly charged to about +430 V (bright potential) by the charging device 15. The surface potential (dark potential) after exposure is 90V.

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とのニップ部に形成された転写位置に供給された用紙へと転写される。トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム14から分離されて定着部10に向けて搬送される。この定着部10は、画像形成部9の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部9においてトナー像が転写された用紙は、定着部10に備えられた加熱ローラ21、及びこの加熱ローラ21に圧接される加圧ローラ22によって挟まれるとともに加熱され、用紙に転写されたトナー像が定着される。   The toner image formed on the photoconductive drum 14 is transferred by the transfer roller 18 to a sheet supplied to a transfer position formed at the nip portion between the photoconductive drum 14 and the transfer roller 18. The sheet on which the toner image has been 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 conveying direction. The sheet on which the toner image is transferred in the image forming unit 9 is a heating roller 21 provided in the fixing unit 10 and The toner image that is sandwiched and heated by the pressure roller 22 pressed against the heating roller 21 is fixed.

そして、画像形成部9及び定着部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。   The paper that has passed through the image forming unit 9 and 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. Then, the photosensitive drum 14 is charged again by the charging device 15, and image formation is performed in the same manner.

図2は、本発明の画像形成装置に搭載される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に収容されたトナー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攪拌搬送スクリュー32、第2攪拌搬送スクリュー33、現像ローラ35、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 mounted on the image forming apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the developing device 16 includes a casing 31a that stores a one-component developer made of magnetic toner, and a cover 31b that seals the toner stored in the casing 31a so that the toner does not leak outside. A casing 31 is provided with a first agitating and conveying screw 32, a second agitating and conveying screw 33, a developing roller 35, 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攪拌搬送スクリュー32が、第2貯留室39には第2攪拌搬送スクリュー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)の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 stirring and conveying screw 32 is provided. The second storage chamber 39 is provided with a second stirring and conveying screw 33. Further, the partition plate 37 is not provided at both ends in the longitudinal direction (paper surface direction) of the casing 31a, and this portion is a passage through which the toner moves between the first storage chamber 38 and the second storage chamber 39. It has become.

第1攪拌搬送スクリュー32及び第2攪拌搬送スクリュー33は、それぞれ回転軸32a、33aと、回転軸32a、33aの外周面に一体形成された螺旋羽32b、33bとで構成されており、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いる。そして、第1攪拌搬送スクリュー32及び第2攪拌搬送スクリュー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。また、トナー濃度センサ(図示せず)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。   The first agitating and conveying screw 32 and the second agitating and conveying screw 33 are respectively composed of rotating shafts 32a and 33a and spiral blades 32b and 33b integrally formed on the outer peripheral surfaces of the rotating shafts 32a and 33a. It is rotatably supported in the casing 31a so as to be parallel. The first agitation and conveyance screw 32 and the second agitation and conveyance screw 33 are configured to circulate and convey the toner in the first storage chamber 38 and the second storage chamber 39 by rotating in a predetermined direction. Also, a toner supply port (see FIG. 1) through which toner is supplied from the toner container 20 (see FIG. 1) to the cover 31b so that toner can be supplied into the casing 31a according to the detection result of the toner density sensor (not shown). Not shown).

現像ローラ35は、第1攪拌搬送スクリュー32及び第2攪拌搬送スクリュー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35の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成るマグネットローラ(図示せず)が固定されており、感光体ドラム14の回転に応じて現像ローラ35が回転すると、このマグネットローラの磁力により現像ローラ35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35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35に印加される現像バイアス(例えば直流バイアスVdc=280V、交流バイアスVpp=1.7kV、周波数2.3kHz)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 35 is rotatably supported in the first storage chamber 38 so as to be substantially parallel to the first stirring and conveying screw 32 and the second stirring and conveying screw 33. A magnet roller (not shown) made of a permanent magnet having a plurality of magnetic poles is fixed inside the developing roller 35. When the developing roller 35 rotates according to the rotation of the photosensitive drum 14, the magnet roller Toner is attached (carried) to the surface of the developing roller 35 by the magnetic force to form a toner layer. Then, the toner adhered to the developing roller 35 in a predetermined developing area is caused by the surface potential of the photosensitive drum 14 and the developing bias applied to the developing roller 35 (for example, DC bias Vdc = 280 V, AC bias Vpp = 1.7 kV, frequency). 2.3 kHz) and fly to the photosensitive drum 14 and adhere to the photosensitive layer, and 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35へのトナー付着量を規制するものであり、例えばSUS(ステンレス)等の磁性体が用いられる。そして、規制ブレード36は、その先端と現像ローラ35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35との間隔及び隙間に発生する磁界によって現像ローラ35へのトナー付着量が規制され、現像ローラ35の表面には数十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 adhering to the developing roller 35. For example, a magnetic material such as SUS (stainless steel) 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 35, and a magnetic field generated in the gap between the regulating blade 36 and the developing roller 35 and the gap. The amount of toner adhering to the developing roller 35 is regulated, and a thin toner layer of several tens of microns is formed on the surface of the developing roller 35.

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

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

ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ROM92(或いはRAM93)には、後述するような初期インストールモードの終了後における、紙間時間の設定に用いられる感光体ドラム14の累積駆動時間の基準値や基準紙間時間等も格納されている。タイマー95は、初期トナーインストール終了後の感光体ドラム14の累積駆動時間を計測する。   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 ROM 92 (or RAM 93) also stores a reference value for the cumulative driving time of the photosensitive drum 14 used for setting the sheet interval time, a reference sheet interval time, and the like after completion of the initial installation mode as will be described later. ing. The timer 95 measures the cumulative driving time of the photosensitive drum 14 after the initial toner installation is completed.

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、給紙カセット2、定着部10、現像装置16、レーザ走査ユニット19、トナーコンテナ20、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, for example, the paper feeding cassette 2, the fixing unit 10, the developing device 16, the laser scanning unit 19, the toner container 20, the image input unit 40, the bias control circuit 41, and the operation unit 50. Etc.

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35、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. A predetermined bias is applied to the charging device 15, the developing roller 35, and the transfer roller 18 in accordance with a control signal from the circuit 41.

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、現像装置16及びトナーコンテナ20内のトナーが無くなった場合、トナーコンテナ20を交換し、画像形成時にトナーを補給する場合より長い時間トナーを現像装置16に供給する、初期トナーインストールモードを実施する。この初期トナーインストールモードによって補給された直後のトナーは、前述したように撹拌が充分なされないまま現像ローラ35に供給されるため、トナーの帯電量が十分でなく、画像濃度が低下したり、現像ローラ35表面に形成されたトナー薄層の一部が乱れて離脱し、固まりとなって現像されて画像上にランダムな黒点が発生したりする。   In the image forming apparatus of the present invention, when the toner in the developing device 16 and the toner container 20 runs out, the toner container 20 is replaced, and the toner is supplied to the developing device 16 for a longer time than when toner is replenished during image formation. Perform initial toner installation mode. As described above, the toner immediately after being replenished in the initial toner installation mode is supplied to the developing roller 35 without sufficient stirring as described above. Therefore, the toner charge amount is not sufficient, the image density is lowered, and the development is performed. A part of the toner thin layer formed on the surface of the roller 35 is disturbed and separated, and the toner 35 is solidified and developed to generate random black spots on the image.

そこで、本発明においては、トナーコンテナ20を交換した後の初期トナーインストールモードの際に、現像ローラ35から感光体ドラム14にトナーを飛翔させ、トナーの強制消費を行うリフレッシュ工程を実行するようにしている。図4は、リフレッシュ工程における帯電及び現像バイアスの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。図4に示すタイミングチャートでは、初期トナーインストールの開始(0sec)から760sec後に帯電バイアスの印加を開始しており、ほぼ同時(761sec後)に現像バイアスの印加を開始している。従って、リフレッシュ工程の実行時間は140secであり、帯電バイアスの累積ON時間は約93sec、累積OFF時間は約47secとなる。そして、帯電バイアスのOFF時に現像ローラ上のトナーがドラム表面に吐出される。   Therefore, in the present invention, in the initial toner installation mode after the toner container 20 is replaced, a refresh process is performed in which the toner is ejected from the developing roller 35 to the photosensitive drum 14 and the toner is forcibly consumed. ing. FIG. 4 is an example of a timing chart showing ON / OFF timing of charging and developing bias in the refresh process. In the timing chart shown in FIG. 4, the application of the charging bias is started 760 seconds after the start of initial toner installation (0 sec), and the application of the developing bias is started almost simultaneously (after 761 sec). Therefore, the execution time of the refresh process is 140 seconds, the cumulative ON time of the charging bias is about 93 seconds, and the cumulative OFF time is about 47 seconds. The toner on the developing roller is discharged onto the drum surface when the charging bias is OFF.

なお、図4では帯電バイアスを所定の周期でON、OFFを繰り返して印加しているが、所定時間だけ帯電バイアスのOFFを継続し、トナーをまとめて吐出するようにしても良い。例えばOFF時間を47sec継続させることで、図4に示すタイミングチャートと同量のトナーを吐出することができる。しかし、現像ローラ上のトナーを一度に吐出させた場合、感光体ドラム側に多量のトナーが移動するため、クリーニング装置17(図1参照)に負担がかかり、クリーニング不良等の弊害が生じるおそれがある。また、現像ローラ上の帯電不良トナーには、正帯電トナーと負帯電トナーが存在するが、ON、OFFを繰り返して印加することにより正帯電及び負帯電トナーの両方を吐出することができる。従って、図4のように所定の周期でON/OFFを繰り返しながら帯電バイアスを印加することが好ましい。   In FIG. 4, the charging bias is repeatedly applied ON and OFF in a predetermined cycle. However, the charging bias may be continuously turned OFF for a predetermined time, and the toner may be discharged collectively. For example, if the OFF time is continued for 47 seconds, the same amount of toner as in the timing chart shown in FIG. 4 can be discharged. However, when the toner on the developing roller is ejected all at once, a large amount of toner moves to the photosensitive drum side, which places a burden on the cleaning device 17 (see FIG. 1) and may cause problems such as defective cleaning. is there. Further, there are positively charged toners and negatively charged toners among the poorly charged toners on the developing roller. By repeatedly applying ON and OFF, both positively charged and negatively charged toners can be discharged. Therefore, it is preferable to apply the charging bias while repeating ON / OFF at a predetermined cycle as shown in FIG.

また、ここでは初期トナーインストールモードの終盤にリフレッシュ工程を実行し、初期トナーインストールモードの終了と同時にリフレッシュ工程も終了する制御としているが、初期トナーインストールモードの終了後にリフレッシュ工程を開始するようにしても良い。   Here, the refresh process is executed at the end of the initial toner installation mode, and the refresh process is also completed at the same time as the end of the initial toner installation mode. However, the refresh process is started after the end of the initial toner installation mode. Also good.

本発明では、初期トナーインストールモード終了後、感光体ドラムの累積駆動時間が所定時間に到達するまで連続画像形成時の紙間時間を基準紙間時間よりも延長することで、ドラム表面電位のバラツキに起因する濃度ムラ、及びトナーの帯電不足に起因するインストール直後の初期濃度低下を効果的に抑制できることがわかった。   In the present invention, after completion of the initial toner installation mode, the inter-sheet time during continuous image formation is extended beyond the reference inter-sheet time until the cumulative driving time of the photosensitive drum reaches a predetermined time. It has been found that the density unevenness due to toner and the initial density drop immediately after installation due to insufficient charging of the toner can be effectively suppressed.

図5は、初期トナーインストール後の感光体ドラムの累積駆動時間(画像出力が行われた場合のドラム駆動時間の加算値)と感光体ドラムの表面電位のバラツキとの関係を示すグラフである。ドラム表面電位のバラツキが大きいほどドラムはオゾンによる劣化を受けていると判断されるため、グラフの横軸にドラムの累積駆動時間を、縦軸に印刷1ページ(A4サイズ)内の表面電位のバラツキΔV0をとって測定結果をプロットした。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the cumulative driving time of the photosensitive drum after the initial toner installation (added value of the drum driving time when image output is performed) and the variation in the surface potential of the photosensitive drum. The greater the variation in drum surface potential is, the more the drum is judged to have deteriorated due to ozone. Therefore, the horizontal axis of the graph represents the cumulative driving time of the drum, and the vertical axis represents the surface potential within one page of printing (A4 size). The measurement results were plotted by taking the variation ΔV0.

図5から明らかなように、印刷1ページ内の表面電位のバラツキΔV0は、ドラムの累積駆動時間が長くなるにつれて初期インストール直後の27Vから徐々に減少し、累積駆動時間が約800secに到達したとき18V付近に収束した。これは、初期インストールモードにおいてリフレッシュ工程を実行する際、ドラム表面への帯電バイアスの印加によりドラム表面がオゾンにより酸化されて劣化し、表面電位のバラツキが大きくなるが、その後の画像出力動作でドラムが駆動することによりドラム表面が研磨され、所定時間経過後は劣化したドラム表面が元の状態に復元するためであると考えられる。   As apparent from FIG. 5, the surface potential variation ΔV0 within one page of printing gradually decreases from 27V immediately after the initial installation as the cumulative driving time of the drum becomes longer, and when the cumulative driving time reaches about 800 sec. It converged around 18V. This is because when the refresh process is executed in the initial installation mode, the drum surface is oxidized and deteriorated by ozone due to the application of the charging bias to the drum surface, and the surface potential varies greatly. This is probably because the drum surface is polished by driving and the deteriorated drum surface is restored to its original state after a predetermined time.

図6は、初期トナーインストール直後の紙間時間と感光体ドラムの表面電位のバラツキとの関係を示すグラフである。グラフの横軸に紙間時間を、縦軸に印刷1ページ(A4サイズ)内の表面電位のバラツキΔV0をとって測定結果をプロットした。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sheet interval immediately after the initial toner installation and the variation in the surface potential of the photosensitive drum. The measurement results are plotted with the inter-paper time on the horizontal axis of the graph and the surface potential variation ΔV0 within one printed page (A4 size) on the vertical axis.

図5に示したように、初期トナーインストール直後の表面電位のバラツキΔV0は、リフレッシュ工程実行時の帯電バイアスの印加によりドラム表面が劣化して27Vと大きくなっている。そして、図6から明らかなように、連続印刷時の紙間時間を通常の340msecから長くしていくとΔV0も徐々に減少し、感光体ドラム1回転分の時間に相当する約600msecまで延長するとΔV0は約18Vまで低下した。   As shown in FIG. 5, the surface potential variation ΔV0 immediately after the initial toner installation is as large as 27V due to the deterioration of the drum surface due to the application of the charging bias during the execution of the refresh process. As can be seen from FIG. 6, when the paper interval time during continuous printing is increased from the normal 340 msec, ΔV0 also gradually decreases and extends to about 600 msec, which corresponds to the time for one rotation of the photosensitive drum. ΔV0 decreased to about 18V.

この理由としては、以下のようなことが考えられる。つまり、例えば図4に示したように、リフレッシュ工程において帯電バイアスを所定の周期でON/OFFを繰り返して印加した場合、画像形成前に除電装置(図示せず)によりドラム表面の電荷をキャンセルしても帯電履歴が残ってしまい、その後にドラム表面を帯電させた時の表面電位のバラツキΔV0が大きくなる。一方、紙間においては転写ローラ18(図1参照)へのトナー付着や用紙上に転写されたトナーの飛散を防止する目的で、転写ローラ18にトナーと同極性の転写逆バイアスが印加される。この転写逆バイアスは、ドラム表面に印加される帯電バイアスよりも小さく、且つ連続して印加されるため、紙間時間、即ち転写逆バイアスの印加時間を長くとることで、ドラム表面の帯電履歴を打ち消して帯電が均一化される。   The reason for this is considered as follows. That is, for example, as shown in FIG. 4, when the charging bias is repeatedly applied ON / OFF at a predetermined cycle in the refresh process, the charge on the drum surface is canceled by a static eliminator (not shown) before image formation. However, a charging history remains, and the surface potential variation ΔV0 when the drum surface is subsequently charged increases. On the other hand, a reverse transfer bias having the same polarity as the toner is applied to the transfer roller 18 in order to prevent toner adhesion to the transfer roller 18 (see FIG. 1) and scattering of the toner transferred onto the paper. . Since this reverse transfer bias is smaller than the charging bias applied to the drum surface and is continuously applied, the charging history of the drum surface can be reduced by increasing the paper interval time, i.e., the transfer reverse bias application time. It cancels out and the charge becomes uniform.

そこで、この性質を利用して、感光体ドラムの表面劣化による初期トナーインストール直後のドラム表面電位のバラツキを効果的に抑制可能となる。即ち、感光体ドラム14の累積駆動時間が所定時間に到達するまでは紙間時間を基準紙間時間から延長することにより、転写逆バイアスの印加時間を延長してドラム表面の帯電を均一化し、画像出力時におけるドラム表面電位のバラツキを抑制することができる。また、初期トナーインストール直後は現像装置内のトナーの帯電が不十分となるが、紙間時間を延長することで現像装置16の予備駆動時間も長くなるため、初期トナーインストール直後のトナーの帯電を促進して初期濃度低下も抑制することができる。   Therefore, by utilizing this property, it is possible to effectively suppress the variation in the drum surface potential immediately after the initial toner installation due to the surface deterioration of the photosensitive drum. That is, by extending the sheet interval time from the reference sheet interval time until the cumulative driving time of the photosensitive drum 14 reaches a predetermined time, the transfer reverse bias application time is extended to uniformize the drum surface charge, Variations in drum surface potential during image output can be suppressed. In addition, the toner in the developing device is insufficiently charged immediately after the initial toner installation. However, since the pre-driving time of the developing device 16 becomes longer by extending the paper interval, the toner is charged immediately after the initial toner installation. It can be promoted to suppress a decrease in initial concentration.

なお、紙間時間の延長を継続するドラムの累積駆動時間の閾値は、感光体ドラム14の特性に応じて適宜設定すれば良い。例えば図5のような挙動をとる感光体ドラムの場合、後述するように初期トナーインストール終了後の累積駆動時間が840secに到達するまで紙間時間を延長するようにしている。また、基準紙間時間からの延長時間についても感光体ドラム14の特性や要求される初期濃度等に応じて適宜設定すれば良いが、ドラム表面の帯電を全周に亘って均一化するためには感光体ドラム14の外周面全体を転写逆バイアスの印加された転写ローラ18に近接させる必要がある。そのため、延長後の紙間時間が少なくとも感光体ドラム1回転に要する時間以上となるように設定することが好ましい。   Note that the threshold of the cumulative driving time of the drum that continues to extend the paper interval time may be set as appropriate according to the characteristics of the photosensitive drum 14. For example, in the case of a photosensitive drum that behaves as shown in FIG. 5, the interval between sheets is extended until the cumulative drive time after the completion of the initial toner installation reaches 840 sec, as will be described later. Further, the extension time from the reference sheet interval time may be set as appropriate according to the characteristics of the photosensitive drum 14, the required initial density, and the like, but in order to make the drum surface charge uniform over the entire circumference. Needs to bring the entire outer peripheral surface of the photosensitive drum 14 close to the transfer roller 18 to which a transfer reverse bias is applied. For this reason, it is preferable to set the inter-paper interval after the extension to be at least the time required for one rotation of the photosensitive drum.

図7は、連続印刷時における転写バイアスの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。なお、ここでは感光体ドラムの直径を30mm、ドラム線速を170mm/secとし、正帯電のトナーを用いて両面印刷を行う場合について説明する。図7において、T1、T2は両面1面目の転写正バイアス(−)のONタイミング及びOFFタイミングを示し、T1DU、T2DUは両面2面目の転写正バイアス(−)のONタイミング及びOFFタイミングを示す。また、T3、T4は両面印刷後の転写ローラ18上から逆帯電(負帯電)トナーを除去するための転写正バイアスのONタイミング及びOFFタイミングである。   FIG. 7 is a timing chart showing an example of the ON / OFF timing of the transfer bias during continuous printing. Here, a case will be described in which the photosensitive drum diameter is 30 mm, the drum linear velocity is 170 mm / sec, and double-sided printing is performed using positively charged toner. In FIG. 7, T1 and T2 indicate the ON timing and OFF timing of the transfer positive bias (−) on the first surface on both sides, and T1DU and T2DU indicate the ON timing and OFF timing of the transfer positive bias (−) on the second surface on both sides. T3 and T4 are the ON timing and OFF timing of the transfer positive bias for removing the reversely charged (negatively charged) toner from the transfer roller 18 after double-sided printing.

図7(a)は通常のON/OFFタイミングを示しており、直前の出力終了時から両面1面目の転写開始(T1)まで、及び両面1面目の転写終了(T2)から両面2面目の転写開始(T1DU)までの紙間時間は340msecに設定されている。図7(b)は初期トナーインストール終了後、ドラム累積駆動時間が所定時間(ここでは840sec)に到達するまでのON/OFFタイミングを示しており、両面1面目の転写時間(T1〜T2)、2面目の転写時間(T1DU〜T2DU)、及び転写ローラのクリーニング時間(T3〜T4)は変化させずに、紙間時間のみを120msec延長して560msecとしている。   FIG. 7A shows normal ON / OFF timings, from the end of the previous output to the start of transfer on the first side of both sides (T1), and from the end of transfer on the first side of both sides (T2) to the transfer of the second side of both sides. The time between sheets until the start (T1DU) is set to 340 msec. FIG. 7B shows the ON / OFF timing until the drum cumulative driving time reaches a predetermined time (in this case, 840 sec) after the initial toner installation is completed, and the transfer time (T1 to T2) for both sides of the first surface, The transfer time (T1DU to T2DU) on the second surface and the cleaning time (T3 to T4) of the transfer roller are not changed, and only the time between sheets is extended by 120 msec to 560 msec.

ここで、感光体ドラム1回転に要する時間は30(mm)×3.14/170(mm)×1000≒554(msec)であるから、延長後の紙間時間は感光体ドラム1回転に要する時間以上となっている。なお、図7では両面印刷時の転写バイアスのON/OFFタイミングについて説明したが、片面連続印刷時の転写バイアスのON/OFFタイミングについても全く同様に説明される。また、転写ローラ18上から逆帯電(負帯電)トナーを除去するための転写正バイアスのON及びOFF(T3、T4)は、印刷1枚毎に実行しても良いし、所定枚数おきに実行しても良い。   Here, since the time required for one rotation of the photosensitive drum is 30 (mm) × 3.14 / 170 (mm) × 1000≈554 (msec), the inter-paper time after the extension is required for one rotation of the photosensitive drum. It's over time. Although the transfer bias ON / OFF timing at the time of duplex printing has been described with reference to FIG. 7, the transfer bias ON / OFF timing at the time of single-sided continuous printing is also described in exactly the same manner. Further, ON and OFF (T3, T4) of the transfer positive bias for removing the reversely charged (negatively charged) toner from the transfer roller 18 may be executed for each printing sheet or every predetermined number of sheets. You may do it.

図8は、本発明の画像形成装置における初期トナーインストールモード後の紙間時間の制御例を示すフローチャートである。図1〜図7を参照しながら、図8のステップに従い初期トナーインストールモード後の紙間時間の決定手順について説明する。先ず、ユーザによりトナーコンテナ20が交換されると(ステップS1)、制御部90は画像形成時にトナーを補給する場合より長い時間トナーを現像装置16に補給する初期トナーインストールモードであるか否かを判断する(ステップS2)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating a control example of the sheet interval time after the initial toner installation mode in the image forming apparatus of the present invention. With reference to FIGS. 1 to 7, the procedure for determining the paper interval after the initial toner installation mode will be described in accordance with the steps of FIG. First, when the user replaces the toner container 20 (step S1), the control unit 90 determines whether or not it is an initial toner installation mode in which toner is supplied to the developing device 16 for a longer time than when toner is supplied during image formation. Judgment is made (step S2).

初期トナーインストールモードと判断されたときは、初期トナーインストールモードが開始され(ステップS3)、図4に示したようなタイミングでリフレッシュ工程が実行される(ステップS4)。具体的には、バイアス制御回路41からの制御信号によって帯電バイアス電源42及び現像バイアス電源43から帯電装置15及び現像ローラ35に帯電バイアス及び現像バイアスを印加し、転写ローラ18にはトナーが付着しないように転写バイアス電源44からトナーと同極性の転写逆バイアスを印加する。   When it is determined that the initial toner installation mode is set, the initial toner installation mode is started (step S3), and the refresh process is executed at the timing shown in FIG. 4 (step S4). Specifically, the charging bias and the developing bias are applied to the charging device 15 and the developing roller 35 from the charging bias power source 42 and the developing bias power source 43 by the control signal from the bias control circuit 41, and the toner does not adhere to the transfer roller 18. In this manner, a transfer reverse bias having the same polarity as that of the toner is applied from the transfer bias power supply 44.

すると、帯電バイアスのOFF時に感光体ドラム14上にトナーがベタ黒として飛翔し、現像ローラ35上のトナーが消費される。その後、感光体ドラム14上のトナーがクリーニング装置17によって全て除去されるまでクリーニングが続行され、クリーニングが終了した場合は転写ローラ18に転写正バイアスを印加し、転写ローラ18上の逆極性トナーをクリーニングしてリフレッシュ工程を終了する。   Then, when the charging bias is turned off, the toner flies on the photosensitive drum 14 as solid black, and the toner on the developing roller 35 is consumed. Thereafter, the cleaning is continued until the toner on the photosensitive drum 14 is completely removed by the cleaning device 17. When the cleaning is completed, a transfer positive bias is applied to the transfer roller 18, and the reverse polarity toner on the transfer roller 18 is removed. Clean and finish the refresh process.

そして、初期トナーインストール及びリフレッシュ工程が終了した後、タイマー95を用いて感光体ドラム14の累積駆動時間を計測する(ステップS5)。制御部90は、計測された累積駆動時間が840secよりも大きいか否かを判断し(ステップS6)、累積駆動時間が840sec以下である場合は連続印刷時の紙間時間を基準紙間時間340msecから120msec延長して560msecとする(ステップS7)。そして、ステップS5に戻り感光体ドラム14の累積駆動時間の計測を続行する。ステップS6で累積駆動時間が840secを超えた場合は基準紙間時間である340msecに設定し(ステップS8)、処理を終了する。   After the initial toner installation and refresh process is completed, the cumulative driving time of the photosensitive drum 14 is measured using the timer 95 (step S5). The control unit 90 determines whether or not the measured cumulative driving time is longer than 840 sec (step S6). If the cumulative driving time is 840 sec or less, the inter-paper time during continuous printing is set to the reference inter-paper time 340 msec. 120 msec to 560 msec (step S7). Then, the process returns to step S5 and the measurement of the cumulative driving time of the photosensitive drum 14 is continued. If the cumulative drive time exceeds 840 sec in step S6, the reference paper interval time is set to 340 msec (step S8), and the process is terminated.

このような制御によれば、初期トナーインストール後の感光体ドラムの累積駆動時間に対応した適切な紙間時間を設定することが可能となる。即ち、ドラム表面がオゾン酸化された初期トナーインストール終了直後から所定時間内は紙間時間(転写逆バイアス印加時間)を感光体ドラム1回転に要する時間まで延長することで、リフレッシュ時に印加された帯電バイアスを打ち消して均一化し、ドラム表面電位のバラツキを抑制することができる。また、現像装置内のトナーが帯電し難い初期トナーインストール直後の現像装置の予備駆動時間を延長することで、トナーインストール後の初期画像濃度の低下を抑制することができる。   According to such control, it is possible to set an appropriate sheet interval time corresponding to the cumulative driving time of the photosensitive drum after the initial toner installation. That is, the charge applied at the time of refresh is extended by extending the time between sheets (transfer reverse bias application time) to the time required for one rotation of the photosensitive drum within a predetermined time immediately after the initial toner installation in which the drum surface is oxidized with ozone. The bias can be canceled and uniformed, and variations in drum surface potential can be suppressed. Further, by extending the preliminary drive time of the developing device immediately after the initial toner installation, in which the toner in the developing device is difficult to be charged, it is possible to suppress a decrease in the initial image density after the toner installation.

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、図7に示した転写バイアスの印加タイミングやON/OFFの周期も一例に過ぎず、感光体ドラムや現像装置の仕様、使用するトナーの組成等に応じて適宜変更可能である。例えば、感光体ドラムの表面電位のバラツキを考慮せずに初期濃度の低下のみを抑制したい場合は、紙間時間を延長して現像装置の予備駆動時間を確保することで初期トナーインストール後のトナーの帯電を促進すれば良い。この場合、必ずしも紙間時間に転写逆バイアスを印加する必要はなく、転写バイアスをOFFとしても良い。   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, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the above embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Not too much. The transfer bias application timing and ON / OFF cycle shown in FIG. 7 are merely examples, and can be appropriately changed according to the specifications of the photosensitive drum and the developing device, the composition of the toner to be used, and the like. For example, if you want to suppress only the decrease in the initial density without considering the variation in the surface potential of the photosensitive drum, the toner after the initial toner installation is secured by extending the paper interval and securing the preliminary drive time of the developing device. What is necessary is just to promote the charging. In this case, it is not always necessary to apply the transfer reverse bias during the sheet interval, and the transfer bias may be turned off.

また、本発明は図1に示すモノクロレーザプリンタに限らず、アナログ方式のモノクロ複写機や、ロータリー式或いはタンデム式のカラー複写機、カラープリンタ、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、ファクシミリ等、現像装置にトナーを補給するトナーコンテナを備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。   Further, the present invention is not limited to the monochrome laser printer shown in FIG. 1, but an analog monochrome copying machine, a rotary or tandem color copying machine, a color printer, a copying machine such as an analog monochrome copying machine, a facsimile, etc. Of course, the present invention can be applied to various image forming apparatuses having a toner container for supplying toner to the developing device.

本発明は、像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体を有し、像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、帯電バイアスが印加され像担持体表面を帯電させる帯電装置と、像担持体上に形成されたトナー像を直接若しくは中間転写体を介して用紙上に転写する転写手段と、該転写手段に正または負のバイアスを選択的に印加する転写バイアス印加手段と、を備トナーコンテナ交換後に前記現像装置へトナーを補給する初期トナーインストールモードの際、トナー担持体側から像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置において、初期トナーインストールモード終了時点からの像担持体の累積駆動時間を計測する計測手段と、該計測手段により計測された像担持体の累積駆動時間が所定時間に到達するまで連続画像形成時の紙間時間を基準紙間時間よりも延長する制御手段と、を備えたものである。   The present invention comprises a developing device that has a toner carrier that is disposed opposite to an image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier, and forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the surface of the image carrier. A toner container for supplying toner to the developing device, a charging device for applying a charging bias to charge the surface of the image carrier, and a toner image formed on the image carrier on a sheet directly or via an intermediate transfer member A transfer means for transferring, and a transfer bias applying means for selectively applying a positive or negative bias to the transfer means; and toner carrying in the initial toner installation mode for supplying toner to the developing device after replacing the toner container In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the body side to the image carrier side, the cumulative drive time of the image carrier from the end of the initial toner installation mode is calculated. Measuring means for measuring, and control means for extending the inter-paper time during continuous image formation beyond the reference inter-paper time until the cumulative driving time of the image carrier measured by the measuring means reaches a predetermined time. It is a thing.

これにより、初期トナーインストールモードと共にリフレッシュ工程を実行する場合、初期トナーインストール終了後の像担持体の累積駆動時間に応じた最適な紙間時間を設定できるため、現像装置の予備駆動時間を確保して初期トナーインストール直後の画像濃度の低下を防止可能な画像形成装置を提供することができる。   As a result, when executing the refresh process together with the initial toner installation mode, it is possible to set the optimal sheet interval time according to the cumulative driving time of the image carrier after the initial toner installation is completed, so that the preliminary driving time of the developing device is ensured. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of preventing a decrease in image density immediately after initial toner installation.

また、紙間において転写手段にトナーと逆極性の転写逆バイアスを印加するようにすれば、紙間時間の延長により転写逆バイアスの印加時間も延長されるため、リフレッシュ工程での像担持体表面の帯電履歴を転写逆バイアスにより打ち消して帯電を均一化し、画像出力時における像担持体の表面電位のバラツキを抑制することができる。このとき、紙間時間を像担持体1回転に要する時間以上まで延長すれば、像担持体の全周に亘って帯電を均一化できるため、表面電位のバラツキをより効果的に抑制することができる。   Further, if a transfer reverse bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer means between the sheets, the application time of the transfer reverse bias is also extended due to the extension of the sheet interval, so that the surface of the image carrier in the refresh process The charging history can be canceled by the reverse transfer bias to make the charging uniform, and variations in the surface potential of the image carrier during image output can be suppressed. At this time, if the time between the sheets is extended to the time required for one rotation of the image carrier, the charge can be made uniform over the entire circumference of the image carrier, so that the variation in surface potential can be more effectively suppressed. it can.

は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of an image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の断面図である。These are sectional views of a developing device used in the image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control path of the image forming apparatus of the present invention. は、リフレッシュ工程における帯電及び現像バイアスの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 an example of ON / OFF timing of charging and developing bias in the refresh process. は、初期トナーインストール後の感光体ドラムの累積駆動時間と感光体ドラムの表面電位のバラツキとの関係を示すグラフである。These are graphs showing the relationship between the cumulative driving time of the photosensitive drum after the initial toner installation and the variation in the surface potential of the photosensitive drum. は、初期トナーインストール直後の紙間時間と感光体ドラムの表面電位のバラツキとの関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sheet interval immediately after the initial toner installation and the variation in the surface potential of the photosensitive drum. は、連続印刷時における転写バイアスの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 an example of the ON / OFF timing of the transfer bias during continuous printing. は、本発明の画像形成装置における初期トナーインストールモード後の紙間時間の制御例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of control of a sheet interval time after the initial toner installation mode in the image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

14 感光体ドラム(像担持体)
15 帯電装置
16 現像装置
17 クリーニング装置
19 転写ローラ(転写手段)
20 トナーコンテナ
35 現像ローラ(トナー担持体)
41 バイアス制御回路(転写バイアス印加手段)
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(転写バイアス印加手段)
90 制御部(制御手段)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
95 タイマー(計測手段)
100 画像形成装置
14 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Charging device 16 Developing device 17 Cleaning device 19 Transfer roller (transfer means)
20 Toner container 35 Developing roller (toner carrier)
41 Bias control circuit (transfer bias applying means)
42 Charging bias power supply 43 Development bias power supply 44 Transfer bias power supply (transfer bias applying means)
90 Control unit (control means)
91 CPU
92 ROM
93 RAM
95 Timer (measuring means)
100 Image forming apparatus

Claims (4)

像担持体に対向配置されトナーを担持して像担持体に供給するトナー担持体を有し、像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、
該現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、
帯電バイアスが印加され前記像担持体表面を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を直接若しくは中間転写体を介して用紙上に転写する転写手段と、
該転写手段に正または負のバイアスを選択的に印加する転写バイアス印加手段と、を備え、
前記トナーコンテナ交換後に前記現像装置へトナーを補給する初期トナーインストールモードの際、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、
前記初期トナーインストールモード終了時点からの前記像担持体の累積駆動時間を計測する計測手段と、該計測手段により計測された前記像担持体の累積駆動時間が所定時間に到達するまで連続画像形成時の紙間時間を基準紙間時間よりも延長する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
A developing device that has a toner carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries toner and supplies the toner to the image carrier, and forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the surface of the image carrier;
A toner container for supplying toner to the developing device;
A charging device for applying a charging bias to charge the surface of the image carrier;
Transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier onto a sheet directly or via an intermediate transfer member;
Transfer bias application means for selectively applying a positive or negative bias to the transfer means,
In an image forming apparatus capable of executing a refresh process for discharging toner from the toner carrier side to the image carrier side in an initial toner installation mode in which toner is supplied to the developing device after replacing the toner container.
Measuring means for measuring the cumulative driving time of the image carrier from the end of the initial toner installation mode, and continuous image formation until the cumulative driving time of the image carrier measured by the measuring means reaches a predetermined time An image forming apparatus comprising: control means for extending the sheet interval time to a reference sheet interval time.
前記転写バイアス印加手段は、紙間において前記転写手段にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加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 transfer bias applying unit applies a transfer reverse bias having the same polarity as the toner to the transfer unit between sheets. 前記制御手段は、少なくとも前記像担持体1回転に要する時間まで紙間時間を延長することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit extends a paper interval time to at least a time required for one rotation of the image carrier. 前記リフレッシュ工程の実行中は、前記帯電装置に帯電バイアスを所定の周期でON/OFFを繰り返しながら印加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。   4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a charging bias is applied to the charging device while being repeatedly turned on and off at a predetermined period during the refresh process. 5.
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