JP2021148925A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

To provide an image forming apparatus that can effectively prevent scattering of toner and an image failure regardless of the printing rate of an output image.SOLUTION: An image forming apparatus comprises: image forming units each including an image carrier and a developing device; and a control unit. The control unit can execute a toner forcible discharge operation of forming, during image formation in a first image area located in a center part of the image carrier, toner discharge patterns in second image areas adjacent to both ends of the first image area. When the average printing rate before the execution of the toner forcible discharge operation is equal to or less than a predetermined value, the control unit increases the amount of discharge of the toner discharge pattern T2 on the downstream side in a conveyance direction of developer in a second conveyance chamber compared with that of the toner discharge pattern T1 on the upstream side in the conveyance direction of developer in the second conveyance chamber, and when the average printing rate exceeds the predetermined value, increases the amount of discharge of the toner discharge pattern T1 compared with that of the toner discharge pattern T2.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、像担持体を備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、現像装置から像担持体にトナーを強制吐出する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 copier, a printer, a facsimile, and a multifunction device thereof provided with an image carrier, and more particularly to an image forming apparatus for forcibly ejecting toner from a developing device to an image carrier.

電子写真プロセスを用いた従来の画像形成装置においては、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率（画像形成可能な面積に対する印字面積の割合）が低い場合、現像ローラーから感光体ドラム（像担持体）に飛翔して現像に用いられるトナーが少なくなる。そのため、現像装置内のトナー粒子の入れ替わりも少なく、トナーが過剰に帯電し、画像濃度低下や画像かぶりが発生することがある。 In a conventional image forming apparatus using an electrophotographic process, when the image forming is repeated, especially when the printing rate on the image (the ratio of the printing area to the area where the image can be formed) is low, the developing roller to the photoconductor drum The amount of toner used for development is reduced by flying to the (image carrier). Therefore, the toner particles in the developing apparatus are less likely to be replaced, and the toner is excessively charged, which may cause a decrease in image density or image fog.

このような場合には、ベタ等の印字率が高いパターンを印刷して現像ローラーから感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させてトナーを消費することにより緩和することが可能ではある。しかし、長期にわたりベタパターンを印刷しないで放置した場合には、トナーの消費が行われないまま湿度等の影響により現像ローラーの表面にトナー粒子が固着されてしまい、回復しないこともある。 In such a case, it is possible to alleviate the problem by printing a pattern having a high printing rate such as solid color and flying a large amount of toner from the developing roller to the photoconductor drum side to consume the toner. However, if the solid pattern is left unprinted for a long period of time, the toner particles may adhere to the surface of the developing roller due to the influence of humidity or the like without consuming the toner, and the toner particles may not be recovered.

上記のような課題を解決するために、現像ローラー上のトナーを強制吐出する強制吐出モードを設けた画像形成装置が種々提案されている。しかし、トナーの強制吐出は非画像形成時や連続印字の画像間（紙間）に行う必要があり、画像形成効率が低下するという問題点があった。 In order to solve the above problems, various image forming devices provided with a forced ejection mode for forcibly ejecting toner on a developing roller have been proposed. However, it is necessary to forcibly eject the toner at the time of non-image formation or between images for continuous printing (between papers), which causes a problem that the image formation efficiency is lowered.

特許文献１には、像保持体における記録媒体の搬送方向と交差する方向に沿った両端部の非画像領域に画像を形成して現像剤を排出する画像形成装置が開示されている。特許文献１の画像形成装置では、画像形成時に記録媒体の幅方向外側の非画像領域に現像剤を排出することで、印字中の現像装置内の劣化トナーを強制的に排出する割り込み動作をできる限り短縮・削減し、ダウンタイムの低減、生産性の向上を図っている。 Patent Document 1 discloses an image forming apparatus that forms an image in non-image regions at both ends along a direction intersecting a conveying direction of a recording medium in an image holder and discharges a developer. The image forming apparatus of Patent Document 1 can perform an interrupt operation for forcibly ejecting deteriorated toner in the developing apparatus during printing by ejecting the developer to a non-image region outside the width direction of the recording medium at the time of image forming. We are trying to shorten and reduce as much as possible, reduce downtime, and improve productivity.

また特許文献１には、現像剤保持体にトナーおよびキャリアからなる現像剤を供給する供給部材と、現像剤保持体から剥離された現像剤を搬送して供給部材へ受渡端で受け渡す搬送部材と、を有する現像手段の受渡端側の排出量を他端側より少なくすることで、現像剤の受渡端側における画像濃度の低下を抑制することも記載されている。 Further, Patent Document 1 describes a supply member for supplying a developer composed of toner and a carrier to a developer holder, and a transport member for transporting a developer peeled from the developer holder and delivering it to the supply member at a delivery end. It is also described that the decrease in image density on the delivery end side of the developing agent is suppressed by reducing the amount of discharge on the delivery end side of the developing means having the above.

特開２０１８−１４６６６４号公報JP-A-2018-146664

しかしながら、出力画像の印字率によっては、必ずしも受渡端側の排出量を他端側より少なくする方法が適切ではない場合がある。例えば、出力画像の印字率が高い場合、トナー補給の頻度が高くなるため、補給トナーが現像装置内の現像剤と攪拌されながら他端側に到達してもトナー帯電量が所望の値まで上昇しない。この状態で現像ローラーに現像剤が供給されると画像かぶりやトナー飛散が発生しやすくなる。 However, depending on the print rate of the output image, it may not always be appropriate to reduce the amount of discharge on the delivery end side to that on the other end side. For example, when the printing rate of the output image is high, the frequency of toner replenishment increases, so that the toner charge amount rises to a desired value even if the replenished toner reaches the other end side while being agitated with the developer in the developing apparatus. do not. If the developer is supplied to the developing roller in this state, image fog and toner scattering are likely to occur.

本発明は、上記問題点に鑑み、出力画像の印字率に係わらず、トナー飛散および画像不具合を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of effectively suppressing toner scattering and image defects regardless of the printing rate of an output image.

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、現像装置と、を含む画像形成部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面にトナー像が形成される。現像装置は、第１搬送室と、仕切り部を挟んで第１搬送室と並列に配置される第２搬送室と、仕切り部の長手方向の両端部側で第１搬送室および第２搬送室を連通させる連通部と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、第２搬送室内の現像剤を第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、第２搬送室内に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、を有し、像担持体にトナーを付着させてトナー像を形成する。制御部は、画像形成部を制御する。像担持体は、主走査方向の中央部に位置する第１画像領域と、第１画像領域の主走査方向の両端部に隣接する第２画像領域と、に区画されている。制御部は、第１画像領域への画像形成時に第２画像領域にトナー吐出パターンを形成することにより現像剤担持体上のトナーを像担持体上に強制吐出するトナー強制吐出動作を実行可能である。制御部は、トナー強制吐出動作の実行前の所定枚数の平均印字率が所定値以下であるときは、第２搬送室内の現像剤の搬送方向に対し上流側におけるトナー吐出パターンＴ１の吐出量に比べて第２搬送室内の現像剤の搬送方向に対し下流側におけるトナー吐出パターンＴ２の吐出量を多くするとともに、平均印字率が所定値を超えるときは、トナー吐出パターンＴ２の吐出量に比べてトナー吐出パターンＴ１の吐出量を多くする。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention is an image forming apparatus including an image carrier, an image forming apparatus including a developing apparatus, and a control unit. A toner image is formed on the surface of the image carrier. The developing apparatus includes a first transport chamber, a second transport chamber arranged in parallel with the first transport chamber with the partition portion interposed therebetween, and a first transport chamber and a second transport chamber on both ends in the longitudinal direction of the partition portion. A developing container having a communicating portion for communicating with each other and accommodating a two-component developer containing a carrier and a toner, and a first stirring and transporting member for stirring and transporting the developer in the first transport chamber in the direction of rotation axis. A second stirring and transporting member that stirs and transports the developer in the second transport chamber in the opposite direction to the first stirring member, and a developer carrier that is rotatably supported in the second transport chamber and carries the developer. To form a toner image by adhering toner to the image carrier. The control unit controls the image forming unit. The image carrier is divided into a first image region located at the center of the main scanning direction and a second image region adjacent to both ends of the first image region in the main scanning direction. The control unit can execute a toner forced ejection operation of forcibly ejecting toner on the developer carrier onto the image carrier by forming a toner ejection pattern in the second image region when the image is formed in the first image region. be. When the average printing rate of the predetermined number of sheets before the execution of the forced toner ejection operation is equal to or less than the predetermined value, the control unit sets the ejection amount of the toner ejection pattern T1 on the upstream side with respect to the conveying direction of the developer in the second conveying chamber. In comparison, the discharge amount of the toner discharge pattern T2 on the downstream side with respect to the transport direction of the developer in the second transport chamber is increased, and when the average printing rate exceeds a predetermined value, it is compared with the discharge amount of the toner discharge pattern T2. Increase the discharge amount of the toner discharge pattern T1.

本発明の第１の構成によれば、出力画像の平均印字率が高い場合は、第２搬送室内の現像剤の搬送方向に対し上流側におけるトナー吐出パターンＴ１のトナー吐出量を下流側におけるトナー吐出パターンＴ２に比べて多くすることにより、第２搬送室の現像剤搬送方向の上流側において低帯電トナーを重点的に排出して、トナー飛散や画像かぶりの発生を抑制することができる。また、出力画像の平均印字率が低い場合は、トナー吐出パターンＴ２のトナー吐出量をトナー吐出パターンＴ１に比べて多くすることにより、第２搬送室の現像剤搬送方向の下流側において劣化の進んだ高帯電トナーを重点的に排出して、画像濃度の低下や画像欠損を抑制することができる。従って、出力画像の平均印字率に基づいて、現像装置内のトナーの帯電状態に応じた適切な強制吐出動作を行うことができ、画像不具合やトナー飛散による汚染を抑制しつつ、不必要なトナーの吐出も抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, when the average print rate of the output image is high, the toner discharge amount of the toner discharge pattern T1 on the upstream side with respect to the transport direction of the developer in the second transport chamber is set to the toner on the downstream side. By increasing the discharge pattern T2 as compared with the discharge pattern T2, the low-charged toner can be intensively discharged on the upstream side in the developer transport direction of the second transport chamber, and the occurrence of toner scattering and image fog can be suppressed. When the average print rate of the output image is low, the toner discharge amount of the toner discharge pattern T2 is larger than that of the toner discharge pattern T1, so that deterioration progresses on the downstream side in the developer transport direction of the second transport chamber. However, it is possible to intensively discharge highly charged toner to suppress a decrease in image density and image loss. Therefore, based on the average printing rate of the output image, it is possible to perform an appropriate forced ejection operation according to the charged state of the toner in the developing device, and it is possible to suppress contamination due to image defects and toner scattering, and unnecessary toner. Discharge can also be suppressed.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す側面断面図Side sectional view showing an internal structure of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図Side sectional view of the developing apparatus 3a mounted on the image forming apparatus 100 現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図A plan sectional view showing a stirring portion of the developing apparatus 3a. 画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図A block diagram showing an example of a control path of the image forming apparatus 100 中間転写ベルト８上に形成された印字画像Ｇおよびトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の一例を示す図The figure which shows an example of the printed image G and the toner discharge patterns T1 and T2 formed on the intermediate transfer belt 8. 出力画像の平均印字率が低い場合のトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を示す図The figure which shows the toner discharge pattern T1 and T2 when the average printing rate of an output image is low 出力画像の平均印字率が高い場合のトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を示す図The figure which shows the toner discharge pattern T1 and T2 when the average printing rate of an output image is high 本実施形態の画像形成装置１００における現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出制御の第１の制御例を示すフローチャートA flowchart showing a first control example of toner forced ejection control of the developing devices 3a to 3d in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 本実施形態の画像形成装置１００における現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出制御の第２の制御例を示すフローチャートA flowchart showing a second control example of toner forced ejection control of the developing devices 3a to 3d in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 実施例２において、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２のいずれか一方を形成したときの累積印字枚数と画像濃度との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the cumulative number of prints and the image density when either one of the toner ejection patterns T1 and T2 is formed in the second embodiment.

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、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではモノクロプリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal structure of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In the main body of the image forming apparatus 100 (here, a monochrome printer), four image forming portions Pa, Pb, Pc and Pd are arranged in order from the upstream side in the transport direction (left side in FIG. 1). These image forming units Pa to Pd are provided corresponding to images of four different colors (cyan, magenta, yellow, and black), and are cyan, magenta, and yellow, respectively, depending on each step of charging, exposure, development, and transfer. And black images are formed sequentially.

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらにベルト駆動モーター（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト（中間転写体）８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての用紙Ｓ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された用紙Ｓは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。メインモーター４０（図４参照）により感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。 Photoreceptor drums (image carriers) 1a, 1b, 1c and 1d that support visible images (toner images) of each color are arranged on these image forming portions Pa to Pd, and further, a belt drive motor (belt drive motor (toner image)). An intermediate transfer belt (intermediate transfer body) 8 that rotates counterclockwise in FIG. 1 is provided adjacent to each of the image forming portions Pa to Pd (not shown). The toner images formed on the photoconductor drums 1a to 1d are sequentially primary-transferred and superimposed on the intermediate transfer belt 8 that moves while abutting on the photoconductor drums 1a to 1d. After that, the toner image primaryly transferred onto the intermediate transfer belt 8 is secondarily transferred by the secondary transfer roller 9 onto the paper S as an example of the recording medium. Further, the paper S on which the toner image is secondarily transferred is discharged from the image forming apparatus 100 main body after the toner image is fixed in the fixing portion 13. The image forming process for each of the photoconductor drums 1a to 1d is executed while the photoconductor drums 1a to 1d are rotated clockwise in FIG. 1 by the main motor 40 (see FIG. 4).

トナー像が二次転写される用紙Ｓは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。 The paper S on which the toner image is secondarily transferred is housed in a paper cassette 16 arranged in the lower part of the main body of the image forming apparatus 100, and is housed in the second transfer roller 9 via the paper feed roller 12a and the resist roller pair 12b. And the nip portion of the intermediate transfer belt 8 with the drive roller 11. A sheet made of a dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 8, and a seamless (seamless) belt is mainly used. Further, a blade-shaped belt cleaner 19 for removing toner and the like remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is arranged on the downstream side of the secondary transfer roller 9.

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。 Next, the image forming units Pa to Pd will be described. Around and below the rotatably arranged photoconductor drums 1a to 1d, charging devices 2a, 2b, 2c and 2d for charging the photoconductor drums 1a to 1d, and image information on each of the photoconductor drums 1a to 1d. The exposure apparatus 5 for exposing the above, the developing apparatus 3a, 3b, 3c and 3d for forming a toner image on the photoconductor drums 1a to 1d, and the developer (toner) remaining on the photoconductor drums 1a to 1d are removed. Cleaning devices 7a, 7b, 7c and 7d are provided.

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。 When image data is input from a higher-level device such as a personal computer, first, the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d are uniformly charged by the charging devices 2a to 2d. Next, the exposure apparatus 5 irradiates light according to the image data to form an electrostatic latent image corresponding to the image data on the photoconductor drums 1a to 1d. The developing devices 3a to 3d are filled with a predetermined amount of a two-component developer containing cyan, magenta, yellow and black toners, respectively. When the ratio of toner in the two-component developer filled in the developing devices 3a to 3d falls below the specified value due to the formation of the toner image described later, the toner containers 4a to 4d to the developing devices 3a to 3d are used. Toner is replenished. The toner in the developer is supplied onto the photoconductor drums 1a to 1d by the developing devices 3a to 3d, and is electrostatically adhered to the toners according to the electrostatic latent image formed by the exposure from the exposure device 5. A toner image is formed.

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの画像は、予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。 Then, an electric field is applied between the primary transfer rollers 6a to 6d and the photoconductor drums 1a to 1d at a predetermined transfer voltage by the primary transfer rollers 6a to 6d, and cyan, magenta, yellow, and cyan, magenta, yellow, and cyanide, magenta, and yellow on the photoconductor drums 1a to 1d are applied. The black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8. These images are formed with a predetermined positional relationship. After that, in preparation for the subsequent formation of a new electrostatic latent image, the toner and the like remaining on the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d after the primary transfer are removed by the cleaning devices 7a to 7d.

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｓがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１と、これに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のトナー像が用紙Ｓ上に二次転写される。トナー像が二次転写された用紙Ｓは定着部１３へと搬送される。 The intermediate transfer belt 8 is hung between the driven roller 10 on the upstream side and the drive roller 11 on the downstream side, and when the intermediate transfer belt 8 starts rotating in the counterclockwise direction as the drive roller 11 rotates, the intermediate transfer belt 8 starts rotating in the counterclockwise direction. Paper S is conveyed from the resist roller pair 12b to the nip portion (secondary transfer nip portion) between the drive roller 11 and the secondary transfer roller 9 provided adjacent thereto at a predetermined timing, and is carried on the intermediate transfer belt 8. The toner image of is secondarily transferred onto the paper S. The paper S on which the toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing portion 13.

定着部１３に搬送された用紙Ｓは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｓの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｓは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。 The paper S conveyed to the fixing portion 13 is heated and pressurized by the fixing roller pair 13a to fix the toner image on the surface of the paper S, and a predetermined full-color image is formed. The paper S on which the full-color image is formed is divided into transport directions by the branching portions 14 branched in a plurality of directions, and is sent to the double-sided transport path 18 as it is (or after being sent to the double-sided transport path 18 to form an image on both sides), as a pair of discharge rollers. It is discharged to the discharge tray 17 by 15.

図２は、画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。なお、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。 FIG. 2 is a side sectional view of the developing device 3a mounted on the image forming device 100. In the following description, the developing devices 3a arranged in the image forming unit Pa of FIG. 1 will be illustrated, but the configurations of the developing devices 3b to 3d arranged in the image forming units Pb to Pd are basically the same. Therefore, the description is omitted.

図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１および供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６がそれぞれ回転可能に配設されている。 As shown in FIG. 2, the developing apparatus 3a includes a developing container 20 in which a two-component developing agent containing a magnetic carrier and toner (hereinafter, simply referred to as a developing agent) is stored, and the developing container 20 includes a partition wall 20a. It is divided into a stirring transport chamber 21 and a supply transport chamber 22. In the stirring transfer chamber 21 and the supply transport chamber 22, a stirring transfer screw 25 and a supply transfer screw 26 for mixing the toner supplied from the toner container 4a (see FIG. 1) with a magnetic carrier to stir and charge the toner, respectively. It is rotatably arranged.

そして、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６によって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された上流側連通部２０ｃ、下流側連通部２０ｄ（いずれも図３参照）を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、上流側連通部２０ｃ、下流側連通部２０ｄによって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。 Then, the developer is conveyed in the axial direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) while being agitated by the stirring transfer screw 25 and the supply transfer screw 26, and the upstream communication portions 20c formed at both ends of the partition wall 20a, It circulates between the stirring and transporting chamber 21 and the supply and transporting chamber 22 via the downstream communication portion 20d (both see FIG. 3). That is, a circulation path for the developer is formed in the developing container 20 by the stirring transfer chamber 21, the supply transfer chamber 22, the upstream side communication portion 20c, and the downstream side communication portion 20d.

現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２６の右斜め上方には現像ローラー３０が配置されている。そして、現像ローラー３０の外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａに対向している。現像ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する。攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６、および現像ローラー３０は、メインモーター４０（図４参照）からの駆動力によって所定の回転速度で回転する。 The developing container 20 extends diagonally upward to the right in FIG. 2, and a developing roller 30 is arranged diagonally upward to the right of the supply and transport screw 26 in the developing container 20. Then, a part of the outer peripheral surface of the developing roller 30 is exposed from the opening 20b of the developing container 20 and faces the photoconductor drum 1a. The developing roller 30 rotates counterclockwise in FIG. The stirring transfer screw 25, the supply transfer screw 26, and the developing roller 30 rotate at a predetermined rotational speed by the driving force from the main motor 40 (see FIG. 4).

現像ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブ３１と、現像スリーブ３１内に固定されたマグネット３２とで構成されている。マグネット３２は、主極３２ａ、規制極３２ｂ、搬送極３２ｃ、剥離極３２ｄ、汲上極３２ｅから成る５つの磁極３２ａ〜３２ｅが金属製のシャフトに固定されている。現像装置３ａに駆動力が入力されると、現像スリーブ３１は回転するが、マグネット３２は回転しない。なお、ここでは表面がローレット加工された現像スリーブ３１を用いているが、表面に多数の凹形状（ディンプル）を形成したものや、表面がブラスト加工されたもの、更には、ローレット加工や凹形状の形成に加えてブラスト加工を施したものや、メッキ処理を施したものを用いることもできる。 The developing roller 30 is composed of a cylindrical developing sleeve 31 that rotates counterclockwise in FIG. 2 and a magnet 32 fixed in the developing sleeve 31. In the magnet 32, five magnetic poles 32a to 32e including a main pole 32a, a regulation pole 32b, a transport pole 32c, a peeling pole 32d, and a pumping pole 32e are fixed to a metal shaft. When the driving force is input to the developing device 3a, the developing sleeve 31 rotates, but the magnet 32 does not rotate. Although the developing sleeve 31 having a knurled surface is used here, a developing sleeve 31 having a large number of concave shapes (dimples) formed on the surface, a blasted surface, and a knurled or concave shape are used. It is also possible to use a knurled product or a plated product in addition to the formation of the knurled product.

また、現像容器２０には規制ブレード３５が現像ローラー３０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード３５の先端部と現像ローラー３０の外周面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。 Further, a regulation blade 35 is attached to the developing container 20 along the longitudinal direction of the developing roller 30 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2). A slight gap is formed between the tip of the regulating blade 35 and the outer peripheral surface of the developing roller 30.

現像ローラー３０には、現像電圧電源５３（図４参照）が接続されている。現像電圧電源５３は、現像ローラー３０に直流電圧Ｖｄｃおよび交流電圧Ｖａｃを重畳させた現像電圧を印加する。現像電圧および現像ローラー３０内のマグネット３２の磁力により、現像ローラー３０の表面に現像剤を付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。 A developing voltage power supply 53 (see FIG. 4) is connected to the developing roller 30. The developing voltage power supply 53 applies a developing voltage obtained by superimposing a DC voltage Vdc and an AC voltage Vac on the developing roller 30. A developing agent is attached (supported) to the surface of the developing roller 30 by the developing voltage and the magnetic force of the magnet 32 in the developing roller 30 to form a magnetic brush.

攪拌搬送室２１には、攪拌搬送スクリュー２５と対向してトナー濃度センサー２７が配置されている。トナー濃度センサー２７は、現像容器２０内における現像剤の透磁率を検出し、現像剤中のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの混合比率；Ｔ／Ｃ）を検知する。制御部９０は、トナー補給モーター４１（いずれも図４参照）に制御信号を送信し、現像容器２０内の現像剤のトナー濃度が基準トナー濃度となるように、トナー濃度センサー２７で検知されるトナー濃度に応じてトナーコンテナ４ａ（図１参照）からトナー補給口２０ｅ（図３参照）を介して現像容器２０内にトナーを補給する。 In the stirring and transporting chamber 21, the toner concentration sensor 27 is arranged so as to face the stirring and transporting screw 25. The toner concentration sensor 27 detects the magnetic permeability of the developer in the developing container 20 and detects the toner concentration in the developing agent (the mixing ratio of toner to the carrier in the developing agent; T / C). The control unit 90 transmits a control signal to the toner replenishment motor 41 (see FIG. 4 in each case), and is detected by the toner concentration sensor 27 so that the toner concentration of the developer in the developing container 20 becomes the reference toner concentration. Toner is replenished into the developing container 20 from the toner container 4a (see FIG. 1) via the toner replenishment port 20e (see FIG. 3) according to the toner concentration.

次に、現像装置３ａの攪拌部の構成について詳細に説明する。図３は現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図である。現像容器２０には、前述のように、攪拌搬送室２１と、供給搬送室２２と、仕切壁２０ａと、上流側連通部２０ｃ、下流側連通部２０ｄ、およびトナー補給口２０ｅが形成されている。なお、攪拌搬送室２１において、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、供給搬送室２２において、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部は供給搬送室２２を基準として上流側および下流側と呼称している。 Next, the configuration of the stirring unit of the developing device 3a will be described in detail. FIG. 3 is a plan sectional view showing a stirring portion of the developing apparatus 3a. As described above, the developing container 20 is formed with a stirring transfer chamber 21, a supply transfer chamber 22, a partition wall 20a, an upstream communication portion 20c, a downstream communication portion 20d, and a toner supply port 20e. .. In the stirring transfer chamber 21, the left side of FIG. 3 is the upstream side, the right side of FIG. 3 is the downstream side, and in the supply transfer chamber 22, the right side of FIG. 3 is the upstream side and the left side of FIG. 3 is the downstream side. .. Therefore, the communication unit is referred to as an upstream side and a downstream side with reference to the supply / transport chamber 22.

仕切壁２０ａは、現像容器２０の長手方向に延びて攪拌搬送室２１と供給搬送室２２を並列させるように区画している。仕切壁２０ａの長手方向の右側端部は、現像容器２０の内壁部とともに上流側連通部２０ｃを形成している。仕切壁２０ａの長手方向の左側端部は、現像容器２０の内壁部とともに下流側連通部２０ｄを形成している。 The partition wall 20a extends in the longitudinal direction of the developing container 20 and partitions the stirring transfer chamber 21 and the supply transfer chamber 22 so as to be parallel to each other. The right end of the partition wall 20a in the longitudinal direction forms an upstream communication portion 20c together with the inner wall portion of the developing container 20. The left end portion of the partition wall 20a in the longitudinal direction forms a downstream communication portion 20d together with the inner wall portion of the developing container 20.

トナー補給口２０ｅは、現像容器２０の上方に配置されるトナーコンテナ４ａ（図１参照）に収容された新たなトナーを現像容器２０内に補給するための開口であり、攪拌搬送室２１内の現像剤搬送方向の上流側（図３の左側）に配置される。 The toner replenishment port 20e is an opening for replenishing new toner contained in the toner container 4a (see FIG. 1) arranged above the developing container 20 into the developing container 20, and is an opening in the stirring and transporting chamber 21. It is arranged on the upstream side (left side in FIG. 3) in the developer transport direction.

攪拌搬送スクリュー２５は、回転軸２５ｂと、回転軸２５ｂに一体に設けられ、回転軸２５ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根２５ａとを有する。また、第１螺旋羽根２５ａは、攪拌搬送室２１の長手方向の両端部側まで延び、上流側連通部２０ｃおよび下流側連通部２０ｄに対向する位置まで設けられている。回転軸２５ｂは現像容器２０の長手方向両端部に回転可能に軸支されている。攪拌搬送スクリュー２５は、攪拌搬送室２１内の現像剤を攪拌しながら一方向（矢印Ｐ方向）に搬送する。 The stirring transfer screw 25 has a rotating shaft 25b and a first spiral blade 25a that is integrally provided on the rotating shaft 25b and is formed spirally at a constant pitch in the axial direction of the rotating shaft 25b. Further, the first spiral blade 25a extends to both end sides in the longitudinal direction of the stirring and transporting chamber 21, and is provided to a position facing the upstream side communication portion 20c and the downstream side communication portion 20d. The rotating shaft 25b is rotatably supported at both ends of the developing container 20 in the longitudinal direction. The stirring transfer screw 25 conveys the developer in the stirring transfer chamber 21 in one direction (arrow P direction) while stirring.

供給搬送スクリュー２６は、回転軸２６ｂと、回転軸２６ｂに一体に設けられ、回転軸２６ｂの軸方向に第１螺旋羽根２５ａと同じピッチで第１螺旋羽根２５ａとは逆方向を向く羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根２６ａとを有する。また、第２螺旋羽根２６ａは、現像ローラー３０の軸方向長さ以上の長さを有し、上流側連通部２０ｃおよび下流側連通部２０ｄに対向する位置まで設けられている。回転軸２６ｂは、回転軸２５ｂと平行に配置され、現像容器２０の長手方向両端部に回転可能に軸支されている。供給搬送スクリュー２６は、供給搬送室２２内の現像剤を攪拌しながら攪拌搬送スクリュー２５と反対方向（矢印Ｑ方向）に搬送する。 The supply transport screw 26 is provided integrally with the rotating shaft 26b and the rotating shaft 26b, and is spiraled by a blade facing the direction opposite to the first spiral blade 25a at the same pitch as the first spiral blade 25a in the axial direction of the rotating shaft 26b. It has a second spiral blade 26a formed in a shape. Further, the second spiral blade 26a has a length equal to or longer than the axial length of the developing roller 30, and is provided up to a position facing the upstream side communication portion 20c and the downstream side communication portion 20d. The rotating shaft 26b is arranged parallel to the rotating shaft 25b, and is rotatably supported at both ends of the developing container 20 in the longitudinal direction. The supply transfer screw 26 conveys the developer in the supply transfer chamber 22 in the direction opposite to the stirring transfer screw 25 (in the direction of arrow Q) while stirring.

トナー補給口２０ｅから補給された補給トナーは、攪拌搬送スクリュー２５によって攪拌搬送室２１内の現像剤と攪拌、混合されながらキャリアとの摩擦によって電荷を帯びる。現像剤が攪拌搬送室２１の下流端まで搬送されると、上流側連通部２０ｃを介して供給搬送スクリュー２６に受け渡される。現像剤は供給搬送スクリュー２６によって現像ローラー３０へ供給される。 The replenishing toner replenished from the toner replenishment port 20e is charged by friction with the carrier while being agitated and mixed with the developer in the agitation transfer chamber 21 by the agitation transfer screw 25. When the developer is conveyed to the downstream end of the stirring and conveying chamber 21, it is delivered to the supply and conveying screw 26 via the upstream side communication portion 20c. The developer is supplied to the developing roller 30 by the feed transport screw 26.

現像ローラー３０へ供給された現像剤は、汲上極３２ｅの磁界により現像スリーブ３１の表面に担持され、現像スリーブ３１の回転によって規制極３２ｂに対向する位置に移動する。マグネット３２の規制極３２ｂと規制ブレード３５との間で引き合う方向の磁界が発生することにより、規制ブレード３５と現像スリーブ３１との間には現像剤が連なった磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、規制ブレード３５を通過することにより所望の高さに層規制される。その後、現像スリーブ３１が回転して磁気ブラシが感光体ドラム１ａに対向する領域（現像領域）に移動すると、主極３２ａにより磁界が付与されるため、磁気ブラシは感光体ドラム１ａの表面に接触して静電潜像を現像する。 The developer supplied to the developing roller 30 is supported on the surface of the developing sleeve 31 by the magnetic field of the pumping electrode 32e, and moves to a position facing the regulating electrode 32b by the rotation of the developing sleeve 31. By generating a magnetic field in the direction of attraction between the regulating electrode 32b of the magnet 32 and the regulating blade 35, a magnetic brush in which a developer is connected is formed between the regulating blade 35 and the developing sleeve 31. The magnetic brush is layer regulated to a desired height by passing through the regulating blade 35. After that, when the developing sleeve 31 rotates and the magnetic brush moves to the region (development region) facing the photoconductor drum 1a, a magnetic field is applied by the main pole 32a, so that the magnetic brush comes into contact with the surface of the photoconductor drum 1a. And develop the electrostatic latent image.

さらに現像スリーブ３１が反時計回り方向に回転すると、今度は搬送極３２ｃにより現像スリーブ３１の外周面に沿う方向の磁界が付与されて、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかった現像剤が現像スリーブ３１上に回収される。さらに、搬送極３２ｃと同極性の剥離極３２ｄにおいて磁気ブラシが現像ローラー３０から離脱して供給搬送室２２内に落下する。 Further, when the developing sleeve 31 rotates in the counterclockwise direction, a magnetic field in the direction along the outer peripheral surface of the developing sleeve 31 is applied by the transport electrode 32c, and the developer not used for forming the toner image together with the magnetic brush is released. It is collected on the developing sleeve 31. Further, at the peeling electrode 32d having the same polarity as the transport electrode 32c, the magnetic brush separates from the developing roller 30 and falls into the supply transport chamber 22.

現像ローラー３０から剥離された現像剤は、供給搬送スクリュー２６により攪拌、搬送された後、汲上極３２ｅの磁界により再び現像ローラー３０へ供給され、現像スリーブ３１上に磁気ブラシが形成される。その後、現像剤は供給搬送室２２の下流端に搬送され、下流側連通部２０ｄを介して再び攪拌搬送スクリュー２５に受け渡される。 The developer peeled from the developing roller 30 is agitated and conveyed by the supply transport screw 26, and then supplied again to the developing roller 30 by the magnetic field of the pumping electrode 32e to form a magnetic brush on the developing sleeve 31. After that, the developer is transported to the downstream end of the supply transport chamber 22, and is again delivered to the stirring and transport screw 25 via the downstream communication portion 20d.

このように、現像剤は攪拌搬送室２１から上流側連通部２０ｃ、供給搬送室２２、および下流側連通部２０ｄと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が現像ローラー３０に供給される。現像によってトナーが消費されると、トナー補給モーター４１によりトナー補給口２０ｅから攪拌搬送室２１内にトナーが補給される。 In this way, the developer is stirred while circulating from the stirring and transporting chamber 21 to the upstream side communication portion 20c, the supply and transporting chamber 22, and the downstream side communication portion 20d, and the stirred developer is supplied to the developing roller 30. .. When the toner is consumed by the development, the toner is replenished from the toner replenishment port 20e into the stirring transfer chamber 21 by the toner replenishment motor 41.

次に、画像形成装置１００の制御経路について説明する。図４は、本実施形態の画像形成装置１００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 100 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. Since various controls are performed for each part of the image forming apparatus 100 in using the image forming apparatus 100, the control path of the entire image forming apparatus 100 becomes complicated. Therefore, here, the part of the control path required 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、読み書き可能な記憶部である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、カウンター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８０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、画像形成装置１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。 The control unit 90 includes a CPU (Central Processing Unit) 91 as a central processing unit, a ROM (Read Only Memory) 92 as a read-only storage unit, a RAM (Random Access Memory) 93 as a readable and writable storage unit, and a temporary storage unit. A plurality of (here, two) that transmit a control signal or receive an input signal from the operation unit 80 to each device in the temporary storage unit 94, the counter 95, and the image forming device 100 that specifically stores image data and the like. It has at least the I / F (interface) 96 of. Further, the control unit 90 can be arranged at an arbitrary place inside the main body of the image forming apparatus 100.

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。 The ROM 92 contains data such as a control program for the image forming apparatus 100, numerical values necessary for control, and the like that are not changed during use of the image forming apparatus 100. The RAM 93 stores necessary data generated during the control of the image forming apparatus 100, data temporarily required for controlling the image forming apparatus 100, and the like. The counter 95 integrates and counts the number of printed sheets.

また、ＲＡＭ９３（またはＲＯＭ９２）には、後述するトナー強制吐出動作において、画像の印字率に応じた最適なトナー吐出量（トナー吐出長）を設定するために、トナー吐出長を印字率レベル毎に規定する吐出長設定テーブル等も記憶される。 Further, in the RAM 93 (or ROM 92), in order to set the optimum toner discharge amount (toner discharge length) according to the image print rate in the toner forced discharge operation described later, the toner discharge length is set for each print rate level. The specified discharge length setting table and the like are also stored.

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、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ、二次転写ローラー９、メインモーター４０、トナー補給モーター４１、電圧制御回路５１、操作部８０等が挙げられる。 Further, the control unit 90 transmits a control signal from the CPU 91 to each part and the device in the image forming apparatus 100 through the I / F 96. Further, a signal indicating the state and an input signal from each part and the device are transmitted to the CPU 91 through the I / F 96. The parts and devices controlled by the control unit 90 include, for example, image forming units Pa to Pd, an exposure device 5, primary transfer rollers 6a to 6d, secondary transfer rollers 9, main motor 40, toner replenishment motor 41, and voltage control. Examples include the circuit 51 and the operation unit 80.

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４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。これらの各電源は、電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ〜２ｄに、現像電圧電源５３は現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラー３０に、転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。 The voltage control circuit 51 is connected to the charging voltage power supply 52, the developing voltage power supply 53, and the transfer voltage power supply 54, and operates each of these power supplies by the output signal from the control unit 90. In each of these power supplies, the charging voltage power supply 52 is connected to the charging devices 2a to 2d, the developing voltage power supply 53 is connected to the developing rollers 30 in the developing devices 3a to 3d, and the transfer voltage power supply 54 is connected to the charging devices 2a to 2d by the control signal from the voltage control circuit 51. A predetermined voltage is applied to each of the primary transfer rollers 6a to 6d and the secondary transfer roller 9.

画像入力部６０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０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。 The image input unit 60 is a receiving unit that receives image data transmitted from a personal computer or the like to the image forming apparatus 100. The image signal input from the image input unit 60 is converted into a digital signal and then sent to the temporary storage unit 94.

操作部８０には、液晶表示部８１、送受信部８２が設けられている。液晶表示部８１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。送受信部８２は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。 The operation unit 80 is provided with a liquid crystal display unit 81 and a transmission / reception unit 82. The liquid crystal display unit 81 is designed to show the state of the image forming apparatus 100, and to display the image forming status and the number of printed copies. Various settings of the image forming apparatus 100 are performed from the printer driver of the personal computer. The transmission / reception unit 82 communicates with the outside using a telephone line or an Internet line.

本実施形態の画像形成装置１００では、画像入力部６０に入力された画像データに基づく印字画像の形成と並行して、主走査方向における画像領域の外側（非画像領域）に所定のトナー吐出パターンを形成することにより現像ローラー３０上のトナーを吐出するトナー強制吐出動作を実行可能である。 In the image forming apparatus 100 of the present embodiment, a predetermined toner ejection pattern is formed outside the image area (non-image area) in the main scanning direction in parallel with the formation of the printed image based on the image data input to the image input unit 60. By forming the above, it is possible to execute a toner forced ejection operation for ejecting the toner on the developing roller 30.

図５は、中間転写ベルト８上に形成された印字画像Ｇおよびトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の一例を示す図である。図５において、中間転写ベルト８のベルト幅方向（主走査方向）の中央部の領域を第１画像領域Ｒ１、第１画像領域Ｒ１の幅方向両端部に隣接する領域を第２画像領域Ｒ２とする。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the printed image G and the toner ejection patterns T1 and T2 formed on the intermediate transfer belt 8. In FIG. 5, the central region of the intermediate transfer belt 8 in the belt width direction (main scanning direction) is referred to as the first image region R1, and the region adjacent to both ends in the width direction of the first image region R1 is referred to as the second image region R2. do.

本実施形態では、第１画像領域Ｒ１の幅ｗ１は３００ｍｍであり、所定サイズ（Ａ４横サイズ、用紙幅２９７ｍｍ）の用紙幅と略同一である。また、第１画像領域Ｒ１の両端部に各１５ｍｍの第２画像領域Ｒ２が形成され、第１画像領域Ｒ１と第２画像領域Ｒ２とを合わせた幅ｗ２は３００＋１５×２＝３３０ｍｍであり、挿通可能な用紙Ｓの最大サイズ（１３インチ、用紙幅３３０ｍｍ）と同一である。中間転写ベルト８の幅方向の寸法は３６０ｍｍである。 In the present embodiment, the width w1 of the first image area R1 is 300 mm, which is substantially the same as the paper width of a predetermined size (A4 horizontal size, paper width 297 mm). Further, a second image region R2 of 15 mm each is formed at both ends of the first image region R1, and the width w2 of the first image region R1 and the second image region R2 combined is 300 + 15 × 2 = 330 mm, and is inserted. It is the same as the maximum size of possible paper S (13 inches, paper width 330 mm). The dimension of the intermediate transfer belt 8 in the width direction is 360 mm.

幅方向サイズが第１画像領域Ｒ１以下の用紙Ｓを用いて画像形成を行う場合、図５に示すように、第１画像領域Ｒ１に印字画像Ｇを形成するとともに、第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を形成する。画像形成動作と並行してトナー強制吐出動作を実行することで、画像形成効率を低下させずに現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー帯電性を回復することができる。トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２は、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナーを排出してトナーの循環を促すものであり、比較的高濃度（例えば１００％ベタ画像）で形成される。トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２はベルトクリーナー１９によって中間転写ベルト８から除去される。 When image formation is performed using paper S having a width direction size equal to or smaller than the first image area R1, a printed image G is formed in the first image area R1 and toner is formed in the second image area R2 as shown in FIG. Discharge patterns T1 and T2 are formed. By executing the toner forced ejection operation in parallel with the image forming operation, the toner chargeability in the developing devices 3a to 3d can be restored without lowering the image forming efficiency. The toner discharge patterns T1 and T2 discharge the toner in the developing devices 3a to 3d to promote the circulation of the toner, and are formed at a relatively high density (for example, a 100% solid image). The toner discharge patterns T1 and T2 are removed from the intermediate transfer belt 8 by the belt cleaner 19.

本実施形態では、出力画像の平均印字率に応じてトナー強制吐出動作におけるトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の吐出量を変更することを特徴としている。図６は、出力画像の平均印字率が低い場合のトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を示す図である。 The present embodiment is characterized in that the ejection amounts of the toner ejection patterns T1 and T2 in the toner forced ejection operation are changed according to the average printing rate of the output image. FIG. 6 is a diagram showing toner ejection patterns T1 and T2 when the average printing rate of the output image is low.

前述したように、現像装置３ａ〜３ｄの供給搬送室２２内の現像剤は、現像によってトナーが消費されるため、供給搬送室２２内の現像剤中のトナー濃度は供給搬送スクリュー２６による現像剤搬送方向（矢印Ｑ方向）の下流側に向かうにつれて低下する。また、現像ローラー３０から現像に用いられなかった帯電量の高い（現像されにくい）トナーが供給搬送室２２内に回収される。そのため、印字率が低い画像を連続して出力した場合に供給搬送室２２内の現像剤搬送方向（矢印Ｑ方向）の下流側において帯電量の高いトナーの割合が増加する。 As described above, the developer in the supply transport chamber 22 of the developing devices 3a to 3d consumes toner by development, so that the toner concentration in the developer in the supply transport chamber 22 is the developer by the supply transport screw 26. It decreases toward the downstream side in the transport direction (arrow Q direction). Further, toner having a high charge (difficult to develop) that was not used for development is collected from the developing roller 30 in the supply and transport chamber 22. Therefore, when images with a low printing rate are continuously output, the proportion of toner having a high charge amount increases on the downstream side in the developer transport direction (arrow Q direction) in the supply transport chamber 22.

そこで、出力画像の平均印字率が低い場合は、図６に示すように、供給搬送スクリュー２６の搬送方向下流側（図６の左側）のトナー吐出パターンＴ２のトナー吐出量を上流側（図６の右側）のトナー吐出パターンＴ１に比べて多くする。これにより、帯電量の高いトナーを優先的に排出することができ、供給搬送スクリュー２６の搬送方向下流側における画像濃度の低下を抑制することができる。 Therefore, when the average print rate of the output image is low, as shown in FIG. 6, the toner discharge amount of the toner discharge pattern T2 on the downstream side (left side in FIG. 6) of the supply transport screw 26 in the transport direction is set to the upstream side (FIG. 6). The toner discharge pattern (on the right side of) is larger than that of the toner discharge pattern T1. As a result, toner having a high charge amount can be preferentially discharged, and a decrease in image density on the downstream side of the supply transport screw 26 in the transport direction can be suppressed.

図７は、出力画像の平均印字率が高い場合のトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を示す図である。印字率が高い画像を連続して出力した場合、トナー補給口２０ｅからのトナー補給の頻度が高くなるため、補給トナーが攪拌搬送室２１で現像剤と攪拌されながら攪拌搬送室２１内の現像剤の搬送方向（矢印Ｐ方向）の下流側（上流側連通部２０ｃ側）に到達してもトナー帯電量が所望の値まで上昇せずに現像ローラー３０に供給される。その結果、供給搬送室２２内の現像剤の搬送方向上流側（上流側連通部２０ｃ側）において帯電量の低いトナーの割合が増加する。 FIG. 7 is a diagram showing toner ejection patterns T1 and T2 when the average printing rate of the output image is high. When images with a high printing rate are continuously output, the frequency of toner replenishment from the toner replenishment port 20e becomes high. Even if the toner reaches the downstream side (upstream side communication portion 20c side) in the transport direction (arrow P direction), the toner charge amount does not increase to a desired value and is supplied to the developing roller 30. As a result, the proportion of toner having a low charge amount increases on the upstream side (upstream side communication portion 20c side) of the developer in the supply transport chamber 22 in the transport direction.

そこで、出力画像の平均印字率が高い場合は、図７に示すように、供給搬送スクリュー２６の搬送方向上流側（図７の右側）のトナー吐出パターンＴ１のトナー吐出量を下流側（図７の左側）のトナー吐出パターンＴ２に比べて多くする。これにより、帯電量の低いトナーを優先的に排出することができ、供給搬送スクリュー２６の搬送方向上流側における画像かぶりやトナー飛散を抑制することができる。 Therefore, when the average print rate of the output image is high, as shown in FIG. 7, the toner discharge amount of the toner discharge pattern T1 on the upstream side (right side in FIG. 7) of the supply transport screw 26 in the transport direction is set to the downstream side (FIG. 7). The toner discharge pattern (on the left side of) is larger than that of the toner discharge pattern T2. As a result, toner having a low charge amount can be preferentially discharged, and image fog and toner scattering on the upstream side of the supply transport screw 26 in the transport direction can be suppressed.

なお、図６および図７では、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２のベルト周方向（副走査方向）の吐出長を変更することによりトナー吐出量を調整しているが、例えばトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２のベルト幅方向（主走査方向）の吐出幅や画像濃度を変更することによりトナー吐出量を調整してもよい。或いは、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の吐出長、吐出幅、および画像濃度の２つ以上を組み合わせて変更してもよい。 In FIGS. 6 and 7, the toner discharge amount is adjusted by changing the discharge length of the toner discharge patterns T1 and T2 in the belt circumferential direction (sub-scanning direction). For example, the toner discharge patterns T1 and T2 The toner ejection amount may be adjusted by changing the ejection width in the belt width direction (main scanning direction) and the image density. Alternatively, two or more of the toner ejection patterns T1 and T2 ejection length, ejection width, and image density may be changed in combination.

図８は、本発明の画像形成装置１００における現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出制御の第１の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図７を参照しながら、図８のステップに沿って現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出手順について詳細に説明する。 FIG. 8 is a flowchart showing a first control example of toner forced ejection control of the developing devices 3a to 3d in the image forming apparatus 100 of the present invention. The toner forced ejection procedure of the developing devices 3a to 3d will be described in detail along the steps of FIG. 8 with reference to FIGS. 1 to 7 as necessary.

先ず、制御部９０は印字命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。印字命令が受信されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）印字待機状態を継続する。印字命令を受信した場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、パソコン等の上位機器や操作部８０から入力された用紙サイズ情報に基づいて用紙サイズを検出する（ステップＳ２）。次に、制御部９０は用紙サイズが所定サイズ（ここではＡ４横サイズ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。 First, the control unit 90 determines whether or not a print command has been received (step S1). If the print command is not received (No in step S1), the print standby state is continued. When the print command is received (Yes in step S1), the paper size is detected based on the paper size information input from the host device such as a personal computer or the operation unit 80 (step S2). Next, the control unit 90 determines whether or not the paper size is equal to or smaller than a predetermined size (here, A4 horizontal size) (step S3).

用紙サイズがＡ４横サイズ以下である場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部９０はトナー強制吐出動作の実行タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ４）。トナー強制吐出動作の実行タイミングとしては、例えば、画像形成装置１００を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードから画像形成開始状態まで立ち上げる際、或いは前回のトナー強制吐出動作からの累積印字枚数が所定枚数に到達したとき等が挙げられる。 When the paper size is A4 horizontal size or less (Yes in step S3), the control unit 90 determines whether or not it is the execution timing of the toner forced ejection operation (step S4). The execution timing of the toner forced ejection operation is, for example, when the image forming apparatus 100 is started up from the power off state or the sleep (power saving) mode to the image forming start state, or the cumulative number of prints from the previous toner forced ejection operation. For example, when a predetermined number of sheets is reached.

トナー強制吐出動作を実行する場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部９０は前回のトナー強制吐出動作から現在まで、若しくは現在から所定の印字枚数だけ遡った時点までの平均印字率Ｐａｖｅを算出する（ステップＳ５）。平均印字率Ｐａｖｅの算出は、先ず一時記憶部９４内の画像データに基づいて画像毎の印字率Ｐを算出する。算出された印字率ＰはＲＡＭ９３に記憶される。そして、画像毎の印字率Ｐを加算した累積印字率ΣＰを印字枚数で除算して平均印字率Ｐａｖｅを算出する。 When executing the toner forced ejection operation (Yes in step S4), the control unit 90 calculates the average print rate Pave from the previous toner forced ejection operation to the present, or from the present to the time when a predetermined number of prints are traced back. (Step S5). To calculate the average print rate Pave, first, the print rate P for each image is calculated based on the image data in the temporary storage unit 94. The calculated print rate P is stored in the RAM 93. Then, the cumulative print rate ΣP obtained by adding the print rate P for each image is divided by the number of prints to calculate the average print rate Pave.

次に、制御部９０は算出された平均印字率Ｐａｖｅが閾値Ｐ１（例えば５％）以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。Ｐａｖｅ≦Ｐ１である場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、直前に印字率の低い画像が連続して出力されていたため、図６に示したように、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２のトナー吐出量をＴ１＜Ｔ２とする（ステップＳ７）。例えば、ＰａｖｅとＰ１との差が大きくなるにつれてトナー吐出パターンＴ１に対するトナー吐出パターンＴ２の吐出量の比率を大きくする。 Next, the control unit 90 determines whether or not the calculated average print rate Pave is equal to or less than the threshold value P1 (for example, 5%) (step S6). When Pave ≦ P1 (Yes in step S6), images having a low print rate were continuously output immediately before, so that the toner discharge amounts of the toner discharge patterns T1 and T2 are T1 as shown in FIG. <T2 (step S7). For example, as the difference between Pave and P1 increases, the ratio of the discharge amount of the toner discharge pattern T2 to the toner discharge pattern T1 increases.

Ｐａｖｅ＞Ｐ１である場合は（ステップＳ６でＮｏ）、直前に印字率の高い画像が連続して出力されていたため、図７に示したように、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２のトナー吐出量をＴ１＞Ｔ２とする（ステップＳ８）。例えば、ＰａｖｅとＰ１との差が大きくなるにつれてトナー吐出パターンＴ２に対するトナー吐出パターンＴ１の吐出量の比率を大きくする。 When Pave> P1 (No in step S6), images having a high print rate were continuously output immediately before, so as shown in FIG. 7, the toner discharge amounts of the toner discharge patterns T1 and T2 are T1. > T2 (step S8). For example, as the difference between Pave and P1 increases, the ratio of the discharge amount of the toner discharge pattern T1 to the toner discharge pattern T2 increases.

そして、通常の画像形成動作によって印字を実行する（ステップＳ９）。具体的には、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの駆動が開始され、二次転写ローラー９に転写電圧が印加される。中間転写ベルト８の第１画像領域Ｒ１に形成されたトナー像が二次転写ニップ部Ｎを通過する用紙Ｓに転写される。また、画像形成動作と並行して第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２が形成される。 Then, printing is executed by a normal image forming operation (step S9). Specifically, the driving of the image forming units Pa to Pd is started, and the transfer voltage is applied to the secondary transfer roller 9. The toner image formed in the first image region R1 of the intermediate transfer belt 8 is transferred to the paper S passing through the secondary transfer nip portion N. Further, the toner ejection patterns T1 and T2 are formed in the second image region R2 in parallel with the image forming operation.

ステップＳ３において用紙サイズがＡ４横サイズを超える場合（ステップＳ３でＮｏ）、およびステップＳ４においてトナー強制吐出動作を実行しない場合は（ステップＳ４でＮｏ）、制御部９０はトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を形成せずに印字のみを実行する（ステップＳ９）。 When the paper size exceeds the A4 horizontal size in step S3 (No in step S3), and when the toner forced ejection operation is not executed in step S4 (No in step S4), the control unit 90 sets the toner ejection patterns T1 and T2. Only printing is executed without forming (step S9).

その後、制御部９０は印字が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。印字が継続している場合は（ステップＳ１０でＮｏ）ステップＳ２に戻り、用紙サイズの検出、画像形成動作、必要に応じてトナー強制吐出動作を継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ１０でＹｅｓ）処理を終了する。 After that, the control unit 90 determines whether or not printing is completed (step S10). If printing is continued (No in step S10), the process returns to step S2, and the paper size detection, the image forming operation, and the toner forced ejection operation are continued if necessary. If printing is completed (Yes in step S10), the process ends.

上述した第１の制御例によれば、出力画像の平均印字率が高い場合は、トナー吐出パターンＴ１のトナー吐出量をトナー吐出パターンＴ２に比べて多くする。これにより、供給搬送室の現像剤搬送方向の上流側において低帯電トナーを重点的に排出して、トナー飛散や画像かぶりの発生を抑制することができる。また、出力画像の平均印字率が低い場合は、トナー吐出パターンＴ２のトナー吐出量をトナー吐出パターンＴ１に比べて多くする。これにより、供給搬送室の現像剤搬送方向の下流側において劣化の進んだ高帯電トナーを重点的に排出して、画像濃度の低下や画像欠損を抑制することができる。 According to the first control example described above, when the average printing rate of the output image is high, the toner ejection amount of the toner ejection pattern T1 is increased as compared with the toner ejection pattern T2. As a result, the low-charged toner can be intensively discharged on the upstream side in the developer transport direction of the supply transport chamber, and the occurrence of toner scattering and image fog can be suppressed. When the average printing rate of the output image is low, the toner ejection amount of the toner ejection pattern T2 is increased as compared with the toner ejection pattern T1. As a result, it is possible to intensively discharge the highly charged toner that has deteriorated on the downstream side in the developer transport direction of the supply transport chamber, and to suppress a decrease in image density and image loss.

従って、出力画像の平均印字率に基づいて、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナーの帯電状態に応じた適切な強制吐出動作を行うことができ、画像不具合やトナー飛散による汚染を抑制しつつ、不必要なトナーの吐出も抑制することができる。 Therefore, based on the average printing rate of the output image, it is possible to perform an appropriate forced ejection operation according to the charged state of the toner in the developing devices 3a to 3d, and it is not possible to suppress contamination due to image defects and toner scattering. It is also possible to suppress the ejection of necessary toner.

図９は、本発明の画像形成装置１００における現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出制御の第２の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図７を参照しながら、図９のステップに沿って現像装置３ａ〜３ｄのトナー強制吐出手順について詳細に説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing a second control example of toner forced ejection control of the developing devices 3a to 3d in the image forming apparatus 100 of the present invention. The toner forced ejection procedure of the developing devices 3a to 3d will be described in detail along the steps of FIG. 9 with reference to FIGS. 1 to 7 as necessary.

印字命令を受信したか否かの判定（ステップＳ１）、用紙サイズの検出（ステップＳ２）、用紙サイズが所定サイズ（Ａ４横サイズ）以下であるか否かの判定（ステップＳ３）、トナー強制吐出動作の実行タイミングであるか否かの判定（ステップＳ４）は、図８に示した第１の制御例と同様である。 Judgment of whether or not a print command has been received (step S1), detection of paper size (step S2), judgment of whether or not the paper size is equal to or less than a predetermined size (A4 horizontal size) (step S3), forced toner ejection The determination of whether or not it is the execution timing of the operation (step S4) is the same as the first control example shown in FIG.

トナー強制吐出動作を実行する場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部９０は前回のトナー強制吐出動作から現在まで、若しくは現在から所定の印字枚数だけ遡った時点までの平均印字率Ｐａｖｅを算出する（ステップＳ５）。そして、算出された平均印字率Ｐａｖｅが閾値Ａ（例えば２％）以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。 When executing the toner forced ejection operation (Yes in step S4), the control unit 90 calculates the average print rate Pave from the previous toner forced ejection operation to the present, or from the present to the time when a predetermined number of prints are traced back. (Step S5). Then, it is determined whether or not the calculated average print rate Pave is equal to or less than the threshold value A (for example, 2%) (step S6).

Ｐａｖｅ≦Ａである場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、直前に印字率の低い画像が連続して出力されていたため、トナー吐出パターンＴ２のみを形成する（ステップＳ７）。Ｐａｖｅ＞Ａである場合は（ステップＳ６でＮｏ）、次にＰａｖｅが閾値Ｂ（例えば２０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。Ｐａｖｅ≧Ｂである場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、直前に印字率の高い画像が連続して出力されていたため、トナー吐出パターンＴ１のみを形成する（ステップＳ９）。Ａ＜Ｐａｖｅ＜Ｂである場合は（ステップＳ８でＮｏ）、トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の両方を形成する（ステップＳ１０）。 When Pave ≦ A (Yes in step S6), since images having a low print rate were continuously output immediately before, only the toner ejection pattern T2 is formed (step S7). If Pave> A (No in step S6), then it is determined whether or not Pave is equal to or greater than the threshold value B (for example, 20%) (step S8). When Pave ≧ B (Yes in step S8), since the images having a high print rate were continuously output immediately before, only the toner ejection pattern T1 is formed (step S9). When A <Pave <B (No in step S8), both the toner ejection patterns T1 and T2 are formed (step S10).

そして、通常の画像形成動作によって印字を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの駆動が開始され、二次転写ローラー９に転写電圧が印加される。中間転写ベルト８の第１画像領域Ｒ１に形成されたトナー像が二次転写ニップ部Ｎを通過する用紙Ｓに転写される。また、画像形成動作と並行して第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２が形成される。 Then, printing is executed by a normal image forming operation (step S11). Specifically, the driving of the image forming units Pa to Pd is started, and the transfer voltage is applied to the secondary transfer roller 9. The toner image formed in the first image region R1 of the intermediate transfer belt 8 is transferred to the paper S passing through the secondary transfer nip portion N. Further, the toner ejection patterns T1 and T2 are formed in the second image region R2 in parallel with the image forming operation.

ステップＳ３において用紙サイズがＡ４横サイズを超える場合（ステップＳ３でＮｏ）、およびステップＳ４においてトナー強制吐出動作を実行しない場合は（ステップＳ４でＮｏ）制御部９０はトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を形成せずに印字のみを実行する（ステップＳ１１）。 When the paper size exceeds the A4 horizontal size in step S3 (No in step S3), and when the toner forced ejection operation is not executed in step S4 (No in step S4), the control unit 90 forms the toner ejection patterns T1 and T2. Only printing is executed without doing so (step S11).

その後、制御部９０は印字が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。印字が継続している場合は（ステップＳ１２でＮｏ）ステップＳ２に戻り、用紙サイズの検出、画像形成動作、必要に応じてトナー強制吐出動作を継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）処理を終了する。 After that, the control unit 90 determines whether or not printing is completed (step S12). If printing is continued (No in step S12), the process returns to step S2, and the paper size detection, the image forming operation, and the toner forced ejection operation are continued if necessary. If printing is completed (Yes in step S12), the process ends.

上述した第２の制御例によれば、出力画像の平均印字率が高い場合はトナー吐出パターンＴ１のみを形成し、出力画像の平均印字率が低い場合はトナー吐出パターンＴ２のみを形成する。これにより、平均印字率が高い場合は供給搬送室の現像剤搬送方向の上流側において低帯電トナーをより効率的に排出し、平均印字率が低い場合は供給搬送室の現像剤搬送方向の下流側において劣化の進んだ高帯電トナーをより効率的に排出することができる。 According to the second control example described above, when the average print rate of the output image is high, only the toner discharge pattern T1 is formed, and when the average print rate of the output image is low, only the toner discharge pattern T2 is formed. As a result, when the average printing rate is high, the low-charged toner is discharged more efficiently on the upstream side in the developer transport direction of the supply transport chamber, and when the average print rate is low, the low-charged toner is discharged downstream in the developer transport direction of the supply transport chamber. Highly charged toner that has deteriorated on the side can be discharged more efficiently.

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、上記実施形態では中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像を用紙Ｓに二次転写する中間転写式の画像形成装置１００について説明したが、それに限定されるものではなく、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に直接転写する直接転写式の画像形成装置にも同様に本発明を適用できる。その場合、感光体ドラムを軸方向中央部の第１画像領域Ｒ１と、第１画像領域Ｒ１の幅方向両端部に隣接する第２画像領域Ｒ２とに区画し、第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１、Ｔ２を形成すればよい。 Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the intermediate transfer type image forming apparatus 100 that secondarily transfers the toner image primaryly transferred on the intermediate transfer belt 8 to the paper S has been described, but the present invention is not limited thereto, and the photoconductor drum. Similarly, the present invention can be applied to a direct transfer type image forming apparatus that directly transfers the toner image formed above to paper. In that case, the photoconductor drum is divided into a first image region R1 in the central portion in the axial direction and a second image region R2 adjacent to both ends in the width direction of the first image region R1, and toner is discharged into the second image region R2. The patterns T1 and T2 may be formed.

また、上記実施形態では画像形成装置１００として図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて説明したが、モノクロプリンターやモノクロおよびカラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。以下、実施例により本発明の効果について更に詳細に説明する。 Further, in the above embodiment, the image forming apparatus 100 has been described by taking a color printer as shown in FIG. 1 as an example, but other image forming apparatus such as a monochrome printer, a monochrome and color copier, a digital multifunction device, and a facsimile. It may be. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

画像形成装置１００におけるトナー飛散の発生状況についての検証試験を行った。試験方法としては、図１に示したようなカラープリンターにおいて、中間転写ベルト８の第１画像領域Ｒ１に印字率１％のテスト画像を３枚間欠で３，０００枚出力後に、印字率２０％のテスト画像を１，０００枚連続出力し、画像出力と並行して第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１のみを形成した場合（条件１）と、トナー吐出パターンＴ２のみを形成した場合（条件２）とで、所定枚数毎にトナー飛散状態を目視により観察した。 A verification test was conducted on the state of occurrence of toner scattering in the image forming apparatus 100. As a test method, in a color printer as shown in FIG. 1, after 3,000 test images having a print rate of 1% are output intermittently in the first image area R1 of the intermediate transfer belt 8, the print rate is 20%. When 1,000 test images are continuously output and only the toner discharge pattern T1 is formed in the second image area R2 in parallel with the image output (condition 1) and when only the toner discharge pattern T2 is formed (condition). In 2), the toner scattering state was visually observed for each predetermined number of sheets.

トナー飛散の評価基準は、トナー飛散レベルを０〜５の６段階にランク分けし、トナー飛散がほとんどない状態をレベル０、現像装置３ａ〜３ｄの上面全体がトナーで汚染されている状態を５として、数字が大きくなるにつれて飛散レベルが悪化していることを示した。結果を表１に示す。 The evaluation criteria for toner scattering are to rank the toner scattering level into 6 levels from 0 to 5, level 0 when there is almost no toner scattering, and 5 when the entire upper surface of the developing devices 3a to 3d is contaminated with toner. As the number increased, the scattering level deteriorated. The results are shown in Table 1.

表１から明らかなように、トナー吐出パターンＴ１のみを形成した条件１では５０，０００枚印字後においてもトナー飛散レベルは１であった。これに対し、トナー吐出パターンＴ２のみを形成した条件１では４０，０００枚印字後にトナー飛散レベルが３となり、５０，０００枚印字後にはトナー飛散レベルが５まで悪化した。 As is clear from Table 1, under condition 1 in which only the toner discharge pattern T1 was formed, the toner scattering level was 1 even after printing 50,000 sheets. On the other hand, under condition 1 in which only the toner ejection pattern T2 was formed, the toner scattering level became 3 after printing 40,000 sheets, and the toner scattering level deteriorated to 5 after printing 50,000 sheets.

画像形成装置１００における累積印字枚数と画像濃度との関係についての検証試験を行った。試験方法としては、低温低湿環境下（１０℃、１０％）で中間転写ベルト８の第１画像領域Ｒ１に白ベタ画像（印字率０％）を連続５，０００枚出力毎に、第１画像領域Ｒ１の幅方向の左右および中央の３箇所にベタパッチ画像（印字率１００％）を出力した。反射濃度計（ＦＤ−９、コニカミノルタ社製）を用いてベタパッチ画像の画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を測定し、３箇所のベタパッチ画像の濃度の平均値を算出した。白ベタ画像の出力と並行して第２画像領域Ｒ２にトナー吐出パターンＴ１のみを形成した場合（条件１）と、トナー吐出パターンＴ２のみを形成した場合（条件２）とで画像濃度を比較した。結果を図１０に示す。 A verification test was conducted on the relationship between the cumulative number of prints and the image density in the image forming apparatus 100. As a test method, a solid white image (printing rate 0%) is continuously output to the first image region R1 of the intermediate transfer belt 8 in a low temperature and low humidity environment (10 ° C., 10%) for every 5,000 continuous outputs of the first image. Solid patch images (printing rate 100%) were output at three locations on the left, right, and center of the region R1 in the width direction. The image density (ID; image density) of the solid patch image was measured using a reflection densitometer (FD-9, manufactured by Konica Minolta), and the average value of the densities of the solid patch images at three locations was calculated. The image densities were compared between the case where only the toner ejection pattern T1 was formed in the second image region R2 in parallel with the output of the white solid image (condition 1) and the case where only the toner ejection pattern T2 was formed (condition 2). .. The results are shown in FIG.

図１０から明らかなように、トナー吐出パターンＴ２のみを形成した条件２（図の●のデータ系列）では２０，０００枚印字後においても画像濃度が１．４以上であり、安定した画像濃度で推移した。これに対し、トナー吐出パターンＴ１のみを形成した条件１（図の◆のデータ系列）では印字枚数の増加と共に画像濃度が低下し、２０，０００枚印字後には約１．２まで低下した。 As is clear from FIG. 10, under condition 2 (data series of ● in the figure) in which only the toner ejection pattern T2 is formed, the image density is 1.4 or more even after printing 20,000 sheets, and the image density is stable. It has changed. On the other hand, under condition 1 (data series of ◆ in the figure) in which only the toner ejection pattern T1 was formed, the image density decreased as the number of printed sheets increased, and decreased to about 1.2 after printing 20,000 sheets.

実施例１の結果より、印字率の高い画像を連続出力したときはトナー吐出パターンＴ１のトナー吐出量を多くすることで、トナー飛散を効果的に抑制できることが確認された。また、実施例２の結果より、印字率の低い画像を連続出力したときはトナー吐出パターンＴ２のトナー吐出量を多くすることで、画像濃度の低下を効果的に抑制できることが確認された。 From the results of Example 1, it was confirmed that when an image having a high printing rate is continuously output, toner scattering can be effectively suppressed by increasing the toner ejection amount of the toner ejection pattern T1. Further, from the results of Example 2, it was confirmed that when an image having a low printing rate is continuously output, the decrease in image density can be effectively suppressed by increasing the toner ejection amount of the toner ejection pattern T2.

本発明は、現像装置から像担持体にトナーを強制吐出する画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、出力画像の印字率に係わらず、画像かぶり、画像濃度低下等の画像不具合やトナー飛散を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention can be used in an image forming apparatus that forcibly ejects toner from a developing apparatus to an image carrier. By using the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of effectively suppressing image defects such as image fog and image density reduction and toner scattering regardless of the print rate of the output image.

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
８ 中間転写ベルト（像担持体）
２０ 現像容器
２１ 攪拌搬送室（第１搬送室）
２２ 供給搬送室（第２搬送室）
２５ 攪拌搬送スクリュー（第１攪拌搬送部材）
２６ 供給搬送スクリュー（第２攪拌搬送部材）
３０ 現像ローラー（現像剤担持体）
７０ 記憶部
９０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｔ１、Ｔ２ トナー吐出パターン Pa to Pd Image forming parts 1a to 1d Photoreceptor drum (image carrier)
2a to 2d charging device 3a to 3d developing device 8 Intermediate transfer belt (image carrier)
20 Developing container 21 Stirring transport chamber (first transport chamber)
22 Supply transport room (second transport room)
25 Stirring and transporting screw (first stirring and transporting member)
26 Supply transfer screw (second stirring transfer member)
30 Develop roller (developer carrier)
70 Storage unit 90 Control unit 100 Image forming device T1, T2 Toner ejection pattern

Claims (8)

表面にトナー像が形成される像担持体と、
第１搬送室と、仕切り部を挟んで前記第１搬送室と並列に配置される第２搬送室と、前記仕切り部の長手方向の両端部側で前記第１搬送室および前記第２搬送室を連通させる連通部と、を有し、キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記第１搬送室内の前記現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内の前記現像剤を前記第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内に回転可能に支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
を有し、前記像担持体に前記トナーを付着させて前記トナー像を形成する現像装置と、
を含む画像形成部と、
前記画像形成部を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記像担持体は、主走査方向の中央部に位置する第１画像領域と、前記第１画像領域の主走査方向の両端部に隣接する第２画像領域と、に区画されており、
前記制御部は、
前記第１画像領域への画像形成時に前記第２画像領域にトナー吐出パターンを形成することにより前記現像剤担持体上の前記トナーを前記像担持体上に強制吐出するトナー強制吐出動作を実行可能であり、
前記トナー強制吐出動作の実行前の所定枚数の平均印字率が所定値以下であるときは、前記第２搬送室内の前記現像剤の搬送方向に対し上流側における前記トナー吐出パターンＴ１の吐出量に比べて前記第２搬送室内の前記現像剤の搬送方向に対し下流側における前記トナー吐出パターンＴ２の吐出量を多くするとともに、
前記平均印字率が所定値を超えるときは、前記トナー吐出パターンＴ２の吐出量に比べて前記トナー吐出パターンＴ１の吐出量を多くすることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed on the surface,
The first transport chamber, the second transport chamber arranged in parallel with the first transport chamber with the partition portion interposed therebetween, and the first transport chamber and the second transport chamber on both ends in the longitudinal direction of the partition portion. A developing container having a communicating portion for communicating with the developer and accommodating a developing agent containing a carrier and toner.
A first stirring and transporting member that stirs and transports the developer in the first transporting chamber in the direction of the rotation axis.
A second stirring and transporting member that stirs and transports the developer in the second transporting chamber in the direction opposite to that of the first stirring member.
A developer carrier rotatably supported in the second transport chamber and carrying the developer, and a developer carrier.
To form the toner image by adhering the toner to the image carrier,
Image forming part including
A control unit that controls the image forming unit and
In an image forming apparatus equipped with
The image carrier is divided into a first image region located at the center of the main scanning direction and a second image region adjacent to both ends of the first image region in the main scanning direction.
The control unit
By forming a toner ejection pattern in the second image region at the time of forming an image in the first image region, it is possible to execute a toner forced ejection operation of forcibly ejecting the toner on the developer carrier onto the image carrier. And
When the average printing rate of the predetermined number of sheets before the execution of the toner forced ejection operation is equal to or less than the predetermined value, the ejection amount of the toner ejection pattern T1 on the upstream side with respect to the conveying direction of the developer in the second conveying chamber is applied. In comparison, the discharge amount of the toner discharge pattern T2 on the downstream side with respect to the transport direction of the developer in the second transport chamber is increased, and the discharge amount is increased.
An image forming apparatus characterized in that when the average printing rate exceeds a predetermined value, the ejection amount of the toner ejection pattern T1 is increased as compared with the ejection amount of the toner ejection pattern T2. 前記制御部は、前記平均印字率が所定値以下であるときは、前記平均印字率と前記所定値との差が大きくなるにつれて前記トナー吐出パターンＴ１に対する前記トナー吐出パターンＴ２の吐出量の比率を大きくし、前記平均印字率が所定値を超えるときは、前記平均印字率と前記所定値との差が大きくなるにつれて前記トナー吐出パターンＴ２に対する前記トナー吐出パターンＴ１の吐出量の比率を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 When the average print rate is equal to or less than a predetermined value, the control unit determines the ratio of the discharge amount of the toner discharge pattern T2 to the toner discharge pattern T1 as the difference between the average print rate and the predetermined value increases. When the average print rate exceeds a predetermined value, the ratio of the discharge amount of the toner discharge pattern T1 to the toner discharge pattern T2 is increased as the difference between the average print rate and the predetermined value becomes larger. The image forming apparatus according to claim 1. 前記制御部は、前記トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の前記主走査方向と直交する副走査方向の吐出長を変更することにより前記吐出量を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 The control unit adjusts the ejection amount by changing the ejection length of the toner ejection patterns T1 and T2 in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, according to claim 1 or 2. The image forming apparatus described. 前記制御部は、前記トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の前記主走査方向の吐出幅を変更することにより前記吐出量を調整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。 The image according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit adjusts the ejection amount by changing the ejection width of the toner ejection patterns T1 and T2 in the main scanning direction. Forming device. 前記制御部は、前記トナー吐出パターンＴ１、Ｔ２の画像濃度を変更することにより前記吐出量を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit adjusts the ejection amount by changing the image densities of the toner ejection patterns T1 and T2. 前記制御部は、前記平均印字率が所定値Ａ以下であるときは、前記トナー吐出パターンＴ２のみを形成するとともに、前記平均印字率が所定値Ｂ（Ａ＜Ｂ）を超えるときは、前記トナー吐出パターンＴ１のみを形成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 control unit forms only the toner discharge pattern T2 when the average print rate is equal to or less than the predetermined value A, and the toner when the average print rate exceeds the predetermined value B (A <B). The image forming apparatus according to claim 1, wherein only the discharge pattern T1 is formed. 前記像担持体上に形成された前記トナー像が転写される記録媒体のサイズが入力される入力部を備え、
前記制御部は、前記記録媒体の前記主走査方向のサイズが前記第１画像領域以下である場合に前記トナー強制吐出動作を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。 An input unit for inputting the size of the recording medium on which the toner image formed on the image carrier is transferred is provided.
The control unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the toner forced ejection operation is executed when the size of the recording medium in the main scanning direction is equal to or smaller than the first image region. The image forming apparatus described. 前記第１画像領域と前記第２画像領域とを合わせた領域は、最大サイズの前記記録媒体の幅方向のサイズと同一であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7, wherein the area in which the first image area and the second image area are combined is the same as the size in the width direction of the recording medium having the maximum size.

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