JP4799149B2 - Development device - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置、特に、トナーの強制消費が可能であって、画像形成部の像担持体にトナーを供給するための現像装置に関する。   The present invention relates to a developing device, and more particularly to a developing device capable of forcibly consuming toner and supplying toner to an image carrier of an image forming unit.

プリンタ等の画像形成装置は、画像形成部や定着部等を有している。この画像形成装置では、画像形成部で画像が形成され、定着部で画像が用紙に定着される。ここで、画像形成部は、表面に画像を形成する像担持体と、像担持体にトナーを供給する現像ローラを有する現像装置とを有している。用紙に画像形成する際には、現像装置内に収容されたトナーを現像ローラなどによって帯電し、この帯電されたトナーが像担持体に供給される。そして、像担持体に形成された画像が用紙に転写される。   An image forming apparatus such as a printer has an image forming unit, a fixing unit, and the like. In this image forming apparatus, an image is formed by an image forming unit, and the image is fixed on a sheet by a fixing unit. Here, the image forming unit includes an image carrier that forms an image on the surface, and a developing device that includes a developing roller that supplies toner to the image carrier. When an image is formed on a sheet, the toner contained in the developing device is charged by a developing roller or the like, and the charged toner is supplied to the image carrier. Then, the image formed on the image carrier is transferred to the paper.

ここで、一成分現像を行う装置では、１度の印刷で用紙に転写されるトナーの量が少ない（印字率が低い）印刷が繰り返されると、現像装置内のトナーの入れ替えが少ないためにトナーが帯電過多になる場合がある。このような場合にはトナーが劣化する可能性があり、画質が低下する可能性がある。そこで、トナーを強制的に使用することで、現像装置内のトナーを循環させて劣化を防ぐようにした画像形成装置が存在する（特許文献１参照）。
特開２０００−２０６７７０号公報 Here, in an apparatus that performs one-component development, if printing is performed with a small amount of toner transferred to the paper in one printing (a low printing rate), the toner in the developing device is not replaced so that the toner is less May become overcharged. In such a case, the toner may deteriorate and the image quality may deteriorate. Therefore, there is an image forming apparatus in which toner is forcibly used to prevent deterioration by circulating the toner in the developing device (see Patent Document 1).
JP 2000-206770 A

特許文献１に記載の画像形成装置では、トナーを強制的に消費する際には、トナー消費効率を上げるために、現像ローラに直流成分を含む交流電圧を印加している。しかし、現像ローラに直流成分を含む交流電圧を印加した場合であっても、現像ローラに対するトナーの付着力が大きいために、トナー強制消費の際に充分に消費できず、トナーの帯電過多が充分に解消されない場合がある。   In the image forming apparatus described in Patent Document 1, when toner is forcibly consumed, an AC voltage including a DC component is applied to the developing roller in order to increase toner consumption efficiency. However, even when an AC voltage containing a DC component is applied to the developing roller, the toner adheres strongly to the developing roller, so that it cannot be consumed sufficiently when the toner is forcibly consumed, and the toner is excessively charged. May not be resolved.

本発明の課題は、トナーを強制的に消費する際に効率よくトナーを消費することができるようにして、画質が低下するのを防止することにある。   An object of the present invention is to prevent the image quality from deteriorating by allowing the toner to be efficiently consumed when the toner is forcibly consumed.

請求項１に係る一成分現像装置は、現像ローラと、ハウジングと、ブレード部材と、電圧制御部とを有する。現像ローラは、像担持体にトナーを供給する。ハウジングは、現像ローラを回転自在に支持するとともに現像ローラの一部が像担持体側に露出するように現像ローラの軸に沿って開口する開口部を備え、内部にトナーを収容する。ブレード部材は、トナー収容容器に設けられ、現像ローラの表面のトナーと擦接する。電圧制御部は、画像形成動作に伴って像担持体上にトナー画像を形成するときには、現像ローラ及びブレード部材にそれぞれ異なった直流成分を含む交流電圧を印加し、画像形成動作とは無関係にトナーを強制的に消費するときには、現像ローラ及びブレード部材に印加する電圧の直流成分の差を小さくする。   A one-component developing device according to a first aspect includes a developing roller, a housing, a blade member, and a voltage control unit. The developing roller supplies toner to the image carrier. The housing rotatably supports the developing roller, and has an opening that opens along the axis of the developing roller so that a part of the developing roller is exposed to the image carrier, and accommodates toner therein. The blade member is provided in the toner container and is in frictional contact with the toner on the surface of the developing roller. When the toner image is formed on the image carrier in accordance with the image forming operation, the voltage control unit applies AC voltages including different DC components to the developing roller and the blade member, and the toner is irrelevant to the image forming operation. Is forcibly consumed, the difference between the DC components of the voltages applied to the developing roller and the blade member is reduced.

この一成分現像装置は、画像形成動作を行う際には、現像ローラの表面にトナーが付着し、この現像ローラの表面に付着されたトナーをブレード部材によって摩擦帯電する。そして帯電したトナーが現像ローラから像担持体へと供給されて、像担持体にトナー画像が形成される。このとき、ブレード部材と現像ローラとにはそれぞれ異なる直流成分を含む同じ大きさの交流電圧が印加されており、トナー強制消費時には、ブレード部材と現像ローラとに印加された交流電圧に含まれる直流成分の差を小さくする。   In the one-component developing device, when an image forming operation is performed, toner adheres to the surface of the developing roller, and the toner attached to the surface of the developing roller is frictionally charged by a blade member. The charged toner is supplied from the developing roller to the image carrier, and a toner image is formed on the image carrier. At this time, an AC voltage of the same magnitude including different DC components is applied to the blade member and the developing roller. When the toner is forcibly consumed, the DC voltage included in the AC voltage applied to the blade member and the developing roller is used. Reduce component differences.

ここでは、トナー付着力は主に現像ローラとブレード部材との電位差によって決定され、トナー強制消費時には、現像ローラとブレード部材との電位差が小さくなるために現像ローラに付着したトナーの付着力が弱くなる。このために像担持体へとトナーを供給しやすくなる。   Here, the toner adhesion force is mainly determined by the potential difference between the developing roller and the blade member. When the toner is forcibly consumed, the potential difference between the developing roller and the blade member is small, so the adhesion force of the toner adhered to the developing roller is weak. Become. This makes it easier to supply toner to the image carrier.

請求項２に係る一成分現像装置は、請求項１に記載の一成分現像装置であって、トナー強制消費は現像ローラが１回転するために必要な時間よりも長い時間行われる。   A one-component developing apparatus according to a second aspect is the one-component developing apparatus according to the first aspect, wherein the forced toner consumption is performed for a time longer than a time required for the developing roller to make one rotation.

この一成分現像装置では、現像ローラが１回転するのに必要な時間以上の時間トナー強制消費を行う。ここで、トナー強制消費を行った際に帯電過多のトナーが消費されずに現像ローラに残留した場合には現像ローラに負担が生じる。このために現像ローラの製品寿命を縮める可能性がある。ここでは、トナー強制消費に必要な時間を現像ローラが一回転するために必要な時間以上の時間を確保しているために、現像ローラ上に帯電過多のトナーが残留する可能性が減少する。   In this one-component developing device, the toner is forcibly consumed for a time longer than the time necessary for one rotation of the developing roller. Here, if the excessively charged toner is not consumed and remains on the developing roller when the toner is forcibly consumed, a burden is generated on the developing roller. This may shorten the product life of the developing roller. Here, since the time required for the forced rotation of the toner is ensured more than the time required for the developing roller to make one rotation, the possibility of excessively charged toner remaining on the developing roller is reduced.

請求項３に係る一成分現像装置は、請求項１または２に記載の一成分現像装置であって、トナーの強制的な消費が行われた後に現像ローラが１回転するために必要な時間よりも長い緩衝時間を設けている。   The one-component developing device according to claim 3 is the one-component developing device according to claim 1 or 2, wherein the time required for the developing roller to make one rotation after the forced consumption of the toner is performed. Also has a long buffer time.

ここでは、トナー強制消費による影響を後の画像形成動作に与えにくくすることができる。   Here, the influence of forced toner consumption can be made difficult to affect the subsequent image forming operation.

請求項４に係る一成分現像装置は、請求項１から３のいずれかに記載の一成分現像装置であって、電圧制御手段は、トナーを強制的に消費するときには、現像ローラの交流電圧に含まれる直流成分を前記ブレード部材の交流電圧に含まれる直流成分に近づくように変化させる。   A one-component developing device according to a fourth aspect is the one-component developing device according to any one of the first to third aspects, wherein the voltage control means sets the AC voltage of the developing roller to an AC voltage when the toner is forcibly consumed. The DC component included is changed so as to approach the DC component included in the AC voltage of the blade member.

ここでは、現像ローラから像担持体へ移動させる力が増すために、現像ローラに付着するトナーが像担持体側に移動しやすくなる。   Here, since the force to move from the developing roller to the image carrier increases, the toner adhering to the developing roller easily moves to the image carrier side.

請求項５に係る一成分現像装置は、請求項１から４のいずれかに記載の一成分現像装置であって、トナーの強制的な消費は、ハウジング内のトナー残量に基づいて行う。   A one-component developing apparatus according to a fifth aspect is the one-component developing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the toner is forcibly consumed based on a remaining amount of toner in the housing.

ここでは、トナー残量に基づいて所定間隔ごとにトナー強制消費が行われる。このために、トナー収容容器内のトナーが帯電過多になりにくくなる。   Here, forced toner consumption is performed at predetermined intervals based on the remaining amount of toner. For this reason, the toner in the toner container is less likely to be overcharged.

本発明は、トナーを強制的に消費する際に効率よくトナーを消費することができるようにして、画質が低下するのを防止することができる。   According to the present invention, when the toner is forcibly consumed, the toner can be efficiently consumed, and the deterioration of the image quality can be prevented.

図１に本発明の一実施形態によるカラー画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。   FIG. 1 shows a color printer 1 as a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram for showing the arrangement of each component, and details of each part are omitted.

このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータ等に接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。また、このカラープリンタ１は、図１において右側がオペレータが操作する側であり、以下では、図１における装置の右側を手前側、左側を奥側とする。   The color printer 1 is connected to a computer (not shown) or the like, and is a device that can print a color image on paper based on image information sent from the computer or the like. In the color printer 1, the right side in FIG. 1 is the side operated by the operator, and in the following, the right side of the apparatus in FIG. 1 is the front side and the left side is the back side.

カラープリンタ１は、トナー強制消費が可能であって、トナー画像を形成する画像形成部２と、電圧制御装置２１と、画像形成部２にトナーを供給するトナー補給部２３と、制御部２８と、画像形成部２で形成した画像を用紙に定着する定着部４と、用紙を収容する給紙部６と、用紙を給紙部６から画像形成部２や定着部４に搬送する用紙搬送部５とを有する。   The color printer 1 can forcibly consume toner, and includes an image forming unit 2 that forms a toner image, a voltage control device 21, a toner replenishing unit 23 that supplies toner to the image forming unit 2, and a control unit 28. A fixing unit 4 that fixes an image formed by the image forming unit 2 to a sheet, a paper feeding unit 6 that stores the paper, and a paper transporting unit that transports the paper from the paper feeding unit 6 to the image forming unit 2 or the fixing unit 4 And 5.

画像形成部２は、回転現像装置１０と、回転現像装置１０の近傍に配置された感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１にレーザを照射するレーザユニット１２と、感光体ドラム１１に接触する中間転写ベルト１３と、２次転写ローラ１４とを有する。   The image forming unit 2 includes a rotary developing device 10, a photosensitive drum 11 disposed in the vicinity of the rotary developing device 10, a laser unit 12 that irradiates the photosensitive drum 11 with a laser, and an intermediate that contacts the photosensitive drum 11. A transfer belt 13 and a secondary transfer roller 14 are included.

回転現像装置１０は、回転枠１５と、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１５に支持された４つの現像器１６とを有している。回転枠１５は、感光体ドラム１１の回転軸と平行な軸の回りに回転自在な円筒形状であり、図示しないモータやギヤを含む駆動機構によって回転させられるようになっている。また、回転枠１５は、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠によって円周方向に４等分された４つの区画を有しており、各区画にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１６が配置されている。   The rotary developing device 10 includes a rotary frame 15 and four developing devices 16 provided corresponding to the four color toners and supported by the rotary frame 15. The rotary frame 15 has a cylindrical shape that is rotatable around an axis parallel to the rotation axis of the photosensitive drum 11 and is rotated by a drive mechanism including a motor and a gear (not shown). The rotating frame 15 has four sections divided into four equal in the circumferential direction by a partition frame extending radially from the center of the rotating shaft, and each section has four toners of yellow, cyan, magenta, and black. A developing device 16 corresponding to the color is arranged.

現像器１６は、感光体ドラム１１にトナーを供給するための部分である。各現像器１６は、それぞれほぼ同様の構成であって、現像器の断面を示す図２及び制御ブロック図である図３に示すように、現像ローラ１７と、現像器ハウジングとしてのトナー収容容器１８と、トナー供給ローラ１９と、ブレード部材２０とを有している。   The developing device 16 is a portion for supplying toner to the photosensitive drum 11. Each developing device 16 has substantially the same configuration, and as shown in FIG. 2 showing a cross section of the developing device and FIG. 3 which is a control block diagram, a developing roller 17 and a toner container 18 as a developing device housing. A toner supply roller 19 and a blade member 20.

現像ローラ１７は、感光体ドラム１１にトナーを供給するための部材であって、金属製の円筒部分と円筒部分の周囲に設けられた弾性部分とを有する。現像ローラ１７は感光体ドラム１１と間隔をあけて配置されている。   The developing roller 17 is a member for supplying toner to the photosensitive drum 11 and has a metal cylindrical portion and an elastic portion provided around the cylindrical portion. The developing roller 17 is disposed at a distance from the photosensitive drum 11.

トナー収容容器１８は、内部にトナーを収容するための部分であって、開口部１８ａと、内部に配置されたトナー撹拌部材３０とを有している。このトナー収容容器１８は、現像ローラ１７を回転自在に支持している。また、開口部１８ａは現像ローラ１７の一部が感光体ドラム１１側に露出するように現像ローラ１７の軸に沿って開口している。   The toner storage container 18 is a part for storing toner therein, and has an opening 18a and a toner stirring member 30 disposed inside. The toner container 18 rotatably supports the developing roller 17. The opening 18a opens along the axis of the developing roller 17 so that a part of the developing roller 17 is exposed to the photosensitive drum 11 side.

トナー供給ローラ１９は、トナー収容容器１８の内部に現像ローラ１７と接触するように配置されており、表面がスポンジ素材で形成された円柱状の部材である。   The toner supply roller 19 is disposed inside the toner container 18 so as to be in contact with the developing roller 17 and is a cylindrical member having a surface formed of a sponge material.

ブレード部材２０は、現像ローラ１７の表面のトナーを摩擦するとともに現像ローラの表面のトナーの量を規制して薄い均一のトナー層を作成するための部材であって、トナー収容容器１８の開口部１８ａの上線（図２の上側）に固定され、開口部１８ａを覆うように現像ローラ１７の近傍まで進出している。また、ブレード部材２０は、弾性変形可能な金属によって形成された板部材にゴムをコーティングして形成されている。   The blade member 20 is a member for creating a thin uniform toner layer by rubbing the toner on the surface of the developing roller 17 and regulating the amount of toner on the surface of the developing roller. It is fixed to the upper line 18a (upper side in FIG. 2), and has advanced to the vicinity of the developing roller 17 so as to cover the opening 18a. The blade member 20 is formed by coating rubber on a plate member made of an elastically deformable metal.

感光体ドラム１１は、表面に静電潜像が形成されるものであり、装置のほぼ中央に回転自在に設けられ、その回転軸は装置の手前側から見て横方向に延びるように、すなわち図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。また、感光体ドラム１１は、現像ローラ１７と間隔をあけて配置されている。さらに、感光体ドラム１１の側方には、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置が設けられている。   The photosensitive drum 11 has an electrostatic latent image formed on the surface thereof, and is rotatably provided in the center of the apparatus. The rotation axis of the photosensitive drum 11 extends in the lateral direction when viewed from the front side of the apparatus. It is provided so as to extend perpendicular to the paper surface of FIG. Further, the photosensitive drum 11 is disposed with a gap from the developing roller 17. Further, a drum cleaning device for cleaning toner and adhering matter remaining on the surface of the photosensitive drum 11 is provided on the side of the photosensitive drum 11.

レーザユニット１２は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体ドラムを走査露光するものである。なお、レーザユニット１２の内部の構成は、従来の構成と同様であり、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している。また、レーザユニット１２のレーザ光路の前方には、反射ミラーが設けられている。したがって、図１の一点鎖線で示すように、レーザユニットから発射されたレーザ光は、この反射ミラーによって屈曲し、回転現像装置１０の装置手前側上方を通過し、感光体ドラム１１の表面に照射されるようになっている。   The laser unit 12 scans and exposes the photosensitive drum based on image information sent from an external computer or the like. The internal configuration of the laser unit 12 is the same as the conventional configuration, and includes a laser light source, a polygon mirror, a polygon mirror driving motor, and the like. A reflection mirror is provided in front of the laser beam path of the laser unit 12. Therefore, as indicated by the one-dot chain line in FIG. 1, the laser light emitted from the laser unit is bent by the reflection mirror, passes above the front side of the rotary developing device 10, and is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 11. It has come to be.

中間転写ベルト１３は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー画像が順次転写されるものであって、駆動ローラとバネによって駆動ローラから離れる側に付勢された従動ローラとの間に掛け渡されている。また、転写ベルト１３の感光体ドラム１１と対向する部分は、１対の１次転写ローラ２６ａ，２６ｂによって感光体ドラム１１に当接するように構成されている。   The intermediate transfer belt 13 sequentially transfers the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drum 11, and is hung between the driving roller and a driven roller urged away from the driving roller by a spring. Has been passed. Further, the portion of the transfer belt 13 that faces the photosensitive drum 11 is configured to contact the photosensitive drum 11 by a pair of primary transfer rollers 26a and 26b.

２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１３に転写された画像を、搬送されてきた用紙に転写するためのものであり、駆動ローラの下方に駆動ローラと対向するように配置されている。   The secondary transfer roller 14 is for transferring the image transferred to the intermediate transfer belt 13 onto the conveyed paper, and is disposed below the drive roller so as to face the drive roller.

電圧制御装置２１は、図２に示すように、現像ローラ１７とブレード部材２０とに接続されている。また、電圧制御装置２１は、画像形成動作時には、現像ローラ１７及びブレード部材２０にそれぞれ異なった直流成分を含む交流電圧を印加し、トナー強制消費時には、現像ローラ１７及びブレード部材２０の交流電圧に含まれる直流成分の差を小さくする。なお、現像ローラ１７は感光体ドラム１１よりも高い電圧が印加されており、ブレード部材２０は現像ローラ１７よりも高い電圧が印加されている。ブレード部材に現像ローラよりも高い電圧を印加しているのは、画像形成時の印字していない部分へのトナー付着を防止するためである。ここで、電圧制御装置２１は、トナー強制消費の際にはブレード部材２０の交流電圧に含まれる直流成分を下げる。なお、正帯電のトナーを使用しているためにブレード部材２０は現像ローラ１７よりも高い電圧が印加されているが、負帯電のトナーを使用するとブレード部材２０は現像ローラ１７よりも低い電圧が印加される。また、電圧制御装置２１によって現像ローラ１７及びブレード部材２０に印加される交流電圧は同じ位相である。   As shown in FIG. 2, the voltage control device 21 is connected to the developing roller 17 and the blade member 20. Further, the voltage control device 21 applies an alternating voltage including different direct current components to the developing roller 17 and the blade member 20 during the image forming operation, and changes the alternating voltage of the developing roller 17 and the blade member 20 to the forced toner consumption. Reduce the difference in the DC component included. A voltage higher than that of the photosensitive drum 11 is applied to the developing roller 17, and a voltage higher than that of the developing roller 17 is applied to the blade member 20. The reason why a voltage higher than that of the developing roller is applied to the blade member is to prevent toner from adhering to a non-printed portion during image formation. Here, the voltage control device 21 reduces the DC component included in the AC voltage of the blade member 20 when the toner is forcibly consumed. Since a positively charged toner is used, the blade member 20 is applied with a higher voltage than the developing roller 17. However, when a negatively charged toner is used, the blade member 20 has a lower voltage than the developing roller 17. Applied. Further, the AC voltage applied to the developing roller 17 and the blade member 20 by the voltage control device 21 has the same phase.

トナー補給部２３は、トナー収容容器１８に補給するトナーを内部に備えたトナーコンテナ２４と、トナー収容容器１８にトナーを補給するトナー補給装置２５とを有する。   The toner replenishing unit 23 includes a toner container 24 provided therein with toner to be replenished to the toner container 18 and a toner replenishing device 25 for replenishing the toner container 18 with toner.

トナーコンテナ２４は、内部にトナーを備えた箱状の部材であって、回転現像装置１０の手前側の上方に配置されている。   The toner container 24 is a box-like member having toner therein, and is disposed above the front side of the rotary developing device 10.

トナー補給装置２５は、トナーコンテナ２４のトナーをトナー収容容器１８に供給するためのものであって、トナーを供給するトナー補給パイプとトナーを搬送するトナー搬送部とを有する。   The toner replenishing device 25 is for supplying the toner in the toner container 24 to the toner container 18, and includes a toner replenishing pipe that supplies toner and a toner transport unit that transports the toner.

制御部２８は、図３に示すように、電圧制御装置２１と画像形成部２とに接続されている。また、制御部２８は、所定の枚数（例えば、４０枚）の平均印字率から、トナー強制消費を行うタイミングを制御して（タイミング制御手段２９）、トナー強制消費を行う。画像形成動作を行っていないときに現像ローラ１７から感光体ドラム１１にトナーが供給され、感光体ドラム１１に供給されたトナーがクリーニングされることによってトナーの強制消費が行われる（トナー強制消費手段３０）。   As shown in FIG. 3, the control unit 28 is connected to the voltage control device 21 and the image forming unit 2. Further, the control unit 28 controls the timing of forced toner consumption from the average printing rate of a predetermined number (for example, 40) (timing control means 29), and performs forced toner consumption. When the image forming operation is not performed, the toner is supplied from the developing roller 17 to the photosensitive drum 11, and the toner supplied to the photosensitive drum 11 is cleaned to forcibly consume the toner (toner forcible consumption unit). 30).

定着部４は、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するためのものであり、回転現像装置１０の下方で、かつ装置奥側に配置されている。この定着部４は、ヒータを内蔵する加熱ローラと加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有しており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送する。   The fixing unit 4 is for fusing and fixing the toner transferred onto the paper, and is disposed below the rotary developing device 10 and on the back side of the device. The fixing unit 4 includes a heating roller having a built-in heater and a pressure roller that is in pressure contact with the heating roller.

給紙部６は、カラープリンタ１の下側に配置されており、用紙が収容された給紙カセットと、用紙を用紙搬送部に供給するためのローラなどとを有している。   The paper feed unit 6 is disposed on the lower side of the color printer 1 and includes a paper feed cassette that stores paper and rollers for supplying the paper to the paper transport unit.

用紙搬送部５は、給紙カセットの用紙を画像形成部２や定着部４に搬送するための部分である。   The paper transport unit 5 is a part for transporting the paper in the paper feed cassette to the image forming unit 2 and the fixing unit 4.

[動作]
このカラープリンタ１で行われる動作について図７のフローチャートに記載する。このカラープリンタ１で印字する場合には、外部から接続されたコンピュータなどから画像データが送信されて、その画像データに基づいて画像形成部２が画像を形成する。このとき、用紙搬送部５によって給紙部６から用紙が搬送され、用紙に画像が形成される。画像が形成された用紙は、定着部４に搬送されて画像が用紙に定着される。画像形成動作の際には、電圧制御装置２１はブレード部材２０と現像ローラ１７とにそれぞれ異なった直流成分を含む交流電圧を印加し、現像ローラ１７に付着したトナーはブレード部材２０と現像ローラ１７とによって帯電させられる。帯電させられたトナーは感光体ドラム１１側に移動して、感光体ドラム１１上にトナー画像が形成される。このとき、画像形成動作によって形成された画像のドットがカウントされ（Ｓ１）、画像形成動作を行った画像のドットが累積ドットカウントに加算される（Ｓ２）。そして、累積ドットカウントから現像器のトナー残量が算出され、印刷回数とトナー残量とに基づいてトナー強制消費を行うかどうかが判断される（Ｓ３）。トナー強制消費を行う場合（Ｓ３のＹＥＳ）には、ブレード部材２０と現像ローラ１７との交流電圧に含まれる直流成分の差を少なくする（Ｓ４）。すなわち、ブレード部材の交流電圧に含まれる直流成分を下げるように電圧制御装置２１が制御される。その後、トナー強制消費が実行（Ｓ５）されて、累積ドットカウントがリセットされる（Ｓ６）。なお、トナー強制消費は現像ローラ１７が１回転する為に必要な時間よりも長い時間行われ、現像ローラ上に残留している帯電過多のトナーが排出される。さらに、トナー強制消費の後には緩衝時間が設けられている。この緩衝時間は、トナー強制消費後に画像形成時の電位条件で現像ローラを１回転以上させることにより、トナー強制消費による影響を後の画像形成動作に与えにくくすることができる。また、トナー強制消費を行わない場合（Ｓ３のＮＯ）には、次の画像形成命令がなされるまで待機する（Ｓ７）。 [Operation]
The operation performed in the color printer 1 is described in the flowchart of FIG. When printing with the color printer 1, image data is transmitted from a computer or the like connected from the outside, and the image forming unit 2 forms an image based on the image data. At this time, the sheet is conveyed from the sheet feeding unit 6 by the sheet conveying unit 5 and an image is formed on the sheet. The paper on which the image is formed is conveyed to the fixing unit 4 and the image is fixed on the paper. During the image forming operation, the voltage control device 21 applies AC voltages including different DC components to the blade member 20 and the developing roller 17, and the toner adhering to the developing roller 17 is the blade member 20 and the developing roller 17. And is charged by. The charged toner moves to the photosensitive drum 11 side, and a toner image is formed on the photosensitive drum 11. At this time, the dots of the image formed by the image forming operation are counted (S1), and the dots of the image subjected to the image forming operation are added to the cumulative dot count (S2). Then, the remaining amount of toner in the developing device is calculated from the accumulated dot count, and it is determined whether to perform forced toner consumption based on the number of times of printing and the remaining amount of toner (S3). When the toner is forcibly consumed (YES in S3), the difference in the DC component included in the AC voltage between the blade member 20 and the developing roller 17 is reduced (S4). That is, the voltage control device 21 is controlled so as to reduce the DC component included in the AC voltage of the blade member. Thereafter, forced toner consumption is executed (S5), and the accumulated dot count is reset (S6). The forced toner consumption is performed for a time longer than that required for one rotation of the developing roller 17, and the excessively charged toner remaining on the developing roller is discharged. Further, a buffer time is provided after the forced toner consumption. This buffering time can make the influence of the forced toner consumption less likely to be exerted on the subsequent image forming operation by rotating the developing roller one or more times under the potential condition at the time of image formation after the forced toner consumption. If the toner is not forcibly consumed (NO in S3), the process waits until the next image formation command is issued (S7).

ここで、図５及び図６は現像ローラ１７に２００Ｖの電圧を印加し、感光体ドラム１１に３２０Ｖの電圧を印加して行った実験の結果を示している。   Here, FIGS. 5 and 6 show the results of experiments conducted by applying a voltage of 200 V to the developing roller 17 and applying a voltage of 320 V to the photosensitive drum 11.

図５は印字率が低い場合にトナー強制消費を行った場合と行わない場合の印刷を繰り返したときの結果を示している。トナー強制消費なしで印字率が０．５％のＡ１や印字率が１％のＡ２は印字率が４％の場合に比べて画像濃度の減少率が大きい。ブレード部材２０に３００Ｖの電圧を印加してトナー強制消費を行った場合には印字率１％のＡ３や印字率３％のＡ４のようにＡ１やＡ２に比べて画像濃度の減少率が低下している。このように、トナー強制消費を行った方が印字枚数の対する画像濃度の減少率が低下し、画質の低下を防止できる。   FIG. 5 shows the results when printing is repeated with and without forced toner consumption when the printing rate is low. A1 with a printing rate of 0.5% and A2 with a printing rate of 1% without forced toner consumption has a larger image density reduction rate than when the printing rate is 4%. When the toner is forcibly consumed by applying a voltage of 300 V to the blade member 20, the reduction rate of the image density is lower than A1 and A2, such as A3 with a printing rate of 1% and A4 with a printing rate of 3%. ing. In this way, when toner is forcibly consumed, the rate of decrease in image density with respect to the number of printed sheets is reduced, and deterioration in image quality can be prevented.

また、図６は印字率を１％と３％にしてブレード部材２０に印加する電圧の高低を変化させた場合の結果を示す。この図６から、印字率が１％の場合を考えると、ブレード部材２０に印加する電圧が３００Ｖの場合を示すＡ６よりも、２５０Ｖの場合を示すＡ７の方が画像濃度の減少率が低く、２００Ｖの場合を示すＡ８の方がＡ７よりも減少率が低い。さらに、印字率を３％とした場合でもブレード部材２０に２００Ｖを印加したＡ１０の方が２５０Ｖの電圧を印加したＡ９よりも減少率が低い。ここでは、ブレード部材２０に印加する電圧を低い値に下げる方が現像器１６内のトナーを効率よく入れ替えができる（現像器１６内のトナーが感光体ドラム１１に移動しやすくなる）ために、画像濃度の減少率を低下させることができる。   FIG. 6 shows the results when the level of the voltage applied to the blade member 20 is changed by setting the printing rate to 1% and 3%. From FIG. 6, when considering the case where the printing rate is 1%, the image density reduction rate is lower in A7 indicating 250 V than in A6 indicating that the voltage applied to the blade member 20 is 300 V. A8 indicating the case of 200V has a lower decrease rate than A7. Further, even when the printing rate is 3%, A10 in which 200 V is applied to the blade member 20 has a lower reduction rate than A9 in which a voltage of 250 V is applied. Here, lowering the voltage applied to the blade member 20 allows the toner in the developing device 16 to be replaced efficiently (the toner in the developing device 16 easily moves to the photosensitive drum 11). The reduction rate of the image density can be reduced.

ここでは、トナー強制消費の際にブレード部材２０と現像ローラ１７との交流電圧に印加させられた直流電圧の差を小さくすることで、トナーの現像ローラ１７への付着力が弱くなるために感光体ドラム１１にトナーが移動しやすくなる。このために、トナー強制消費の効率が上がる。   Here, since the difference in the DC voltage applied to the AC voltage between the blade member 20 and the developing roller 17 during the forced toner consumption is reduced, the adhesion force of the toner to the developing roller 17 is weakened. The toner easily moves to the body drum 11. For this reason, the efficiency of forced toner consumption increases.

[他の実施形態]
上記実施形態では、トナー強制消費の際にはブレード部材２０の交流電圧に含まれる直流成分を下げることで、ブレード部材２０及び現像ローラ１７の交流電圧に含まれる直流成分の差を小さくしたが、現像ローラ１７の交流電圧に含まれる直流成分を上げても良い。この場合には、現像ローラ１７とブレード部材２０との交流電圧に含まれる直流成分の差を小さくすることで現像ローラ１７へのトナーの付着力を弱くすることができる。また、感光体ドラム１１と現像ローラ１７との交流電圧に含まれる直流成分の差が大きくなりトナーが現像ローラ１７から感光体ドラム１１へ移動しやすくなる。 [Other embodiments]
In the above embodiment, when the toner is forcibly consumed, the direct current component included in the alternating current voltage of the blade member 20 and the developing roller 17 is reduced by reducing the direct current component included in the alternating current voltage of the blade member 20. The DC component included in the AC voltage of the developing roller 17 may be increased. In this case, the adhesion force of the toner to the developing roller 17 can be weakened by reducing the difference between the DC components included in the AC voltage between the developing roller 17 and the blade member 20. Further, the difference in the DC component included in the AC voltage between the photosensitive drum 11 and the developing roller 17 becomes large, and the toner easily moves from the developing roller 17 to the photosensitive drum 11.

また、上記実施形態のトナー強制消費及び画像形成動作とは異なって、図４に示されたカラープリンタ１のタイミングチャートの動作であっても良い。このタイミングチャートによってカラープリンタ１の動作を説明する。なお、このタイミングチャートの横軸は時間を表しており「１０００」で１秒を示しており、「０」はプリント要求があった時を示している。さらに、トナー強制消費をそれぞれの現像器１６が行う場合を示している。   Further, unlike the forced toner consumption and image forming operation of the above embodiment, the operation of the timing chart of the color printer 1 shown in FIG. 4 may be used. The operation of the color printer 1 will be described with reference to this timing chart. The horizontal axis of the timing chart represents time, “1000” indicates 1 second, and “0” indicates the time when a print request is made. Furthermore, the case where each developing device 16 performs forced toner consumption is shown.

プリント要求があった場合には、先ずポリゴンモータを作動させる。その約０．５秒後帯電ローラ２７に電圧が印加され、感光体ドラム１１が帯電ローラ２７によって帯電させられる。約１．７秒後に回転現像装置１０の回転枠１５を駆動させるラックが回転し一色目を印刷可能な位置に回転現像装置を配置する。約１．９秒でモータを逆回転させて、同時に現像ローラ１７及びブレード部材２０と１次転写ローラ２６ａ，２６ｂに電圧を印加する。画像形成動作が行われて、１色目の画像を中間転写ベルト１３に形成する。その後、約３．３秒でブレード部材２０に印加する交流電圧に含まれる直流成分を下げる。ここで、直流成分を下げて画像形成動作を行うことでトナーを強制消費する。約３．６秒で現像ローラ１７及びブレード部材２０への電圧の印加を停止し、回転現像装置１０の回転枠１５を駆動させるラックを駆動させて２色目の画像を形成可能な位置に回転現像装置１０を配置する。約３．８秒でラックを逆回転させて２色目の画像形成を開始する。このようにして４色の画像形成動作を行った（中間転写ベルト１３にフルカラー画像が形成された）後、約９．２秒に２次転写ローラ１４に電圧を印加して、用紙に画像を転写する。その後に、緩衝時間を経て１回の動作が終了する。   When there is a print request, the polygon motor is first activated. About 0.5 seconds later, a voltage is applied to the charging roller 27, and the photosensitive drum 11 is charged by the charging roller 27. After about 1.7 seconds, the rack for driving the rotary frame 15 of the rotary developing device 10 rotates and the rotary developing device is arranged at a position where the first color can be printed. The motor is reversely rotated in about 1.9 seconds, and a voltage is simultaneously applied to the developing roller 17, the blade member 20, and the primary transfer rollers 26a and 26b. An image forming operation is performed to form an image of the first color on the intermediate transfer belt 13. Thereafter, the DC component contained in the AC voltage applied to the blade member 20 is lowered in about 3.3 seconds. Here, the toner is forcibly consumed by performing the image forming operation with the DC component lowered. In about 3.6 seconds, the voltage application to the developing roller 17 and the blade member 20 is stopped, and the rack that drives the rotary frame 15 of the rotary developing device 10 is driven to rotate and develop to a position where an image of the second color can be formed. The device 10 is arranged. The rack is reversely rotated in about 3.8 seconds to start image formation for the second color. After the four-color image forming operation was performed in this way (a full-color image was formed on the intermediate transfer belt 13), a voltage was applied to the secondary transfer roller 14 in about 9.2 seconds, and the image was printed on the paper. Transcript. Thereafter, one operation is completed after a buffer time.

カラープリンタ１の全体外観図。1 is an overall external view of a color printer 1. FIG. 現像器１６の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the developing device 16. 制御ブロック図。Control block diagram. カラープリンタ１のトナー強制消費のタイミングチャートTiming chart of forced toner consumption of color printer 1 トナー強制消費を行った場合とトナー強制消費を行わない場合の印字密度と画像濃度との関係を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a print density and an image density when toner forced consumption is performed and when toner forced consumption is not performed. ブレード部材に印加する電圧の高低による印字密度と画像濃度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the printing density and image density by the level of the voltage applied to a blade member. 電圧制御装置２１の動作フローチャート。The operation | movement flowchart of the voltage control apparatus 21. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ カラープリンタ
２ 画像形成部
４ 定着部
５ 用紙搬送部
６ 給紙部
１０ 回転現像装置
１１ 感光体ドラム
１２ レーザユニット
１３ 中間転写ベルト
１４ ２次転写ローラ
１６ 現像器
１７ 現像ローラ
２０ ブレード部材
２１ 電圧制御装置
２４ トナーコンテナ
２５ トナー補給装置
２８ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color printer 2 Image forming part 4 Fixing part 5 Paper conveyance part 6 Paper feeding part 10 Rotating developing device 11 Photosensitive drum 12 Laser unit 13 Intermediate transfer belt 14 Secondary transfer roller 16 Developer 17 Developing roller 20 Blade member 21 Voltage control Device 24 Toner container 25 Toner supply device 28 Control unit

Claims (5)

像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
前記現像ローラを回転自在に支持するとともに前記現像ローラの一部が前記像担持体側に露出するように前記現像ローラの軸に沿って開口する開口部を備え、内部にトナーを収容するハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、前記現像ローラの表面のトナーと擦接するブレード部材と、
画像形成動作に伴って像担持体上にトナー画像を形成するときには、前記現像ローラ及び前記ブレード部材にそれぞれ異なった直流成分を含む交流電圧を印加し、画像形成動作とは無関係にトナーを強制的に消費するときには、前記現像ローラ及び前記ブレード部材に印加する電圧の直流成分の差を小さくする電圧制御部と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 A developing roller for supplying toner to the image carrier;
A housing that rotatably supports the developing roller and includes an opening that opens along the axis of the developing roller so that a part of the developing roller is exposed to the image carrier, and contains toner therein;
A blade member provided in the housing and in contact with the toner on the surface of the developing roller;
When a toner image is formed on the image bearing member in accordance with the image forming operation, an alternating voltage containing different direct current components is applied to the developing roller and the blade member, so that the toner is forced regardless of the image forming operation. A voltage control unit that reduces a difference in DC component of the voltage applied to the developing roller and the blade member,
A developing device comprising: 前記トナーの強制的な消費は前記現像ローラが１回転するために必要な時間よりも長い時間行われる、請求項１に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the forcible consumption of the toner is performed for a time longer than a time required for one rotation of the developing roller. 前記トナーの強制的な消費が行われた後に前記現像ローラが１回転するために必要な時間よりも長い緩衝時間を設けた、請求項１または２に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a buffering time longer than a time required for the developing roller to make one rotation after the forced consumption of the toner is provided. 前記電圧制御部は、トナーを強制的に消費するときには、前記現像ローラの交流電圧に含まれる直流成分を前記ブレード部材の交流電圧に含まれる直流成分に近づくように変化させる、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。   The voltage control unit, when forcibly consuming toner, changes a DC component included in the AC voltage of the developing roller so as to approach a DC component included in the AC voltage of the blade member. The developing device according to any one of the above. 前記トナーの強制的な消費は、前記ハウジング内のトナー残量に基づいて行う、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the toner is forcibly consumed based on a remaining amount of toner in the housing.
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