JP2004054049A

JP2004054049A - Image forming apparatus

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Publication number: JP2004054049A
Application number: JP2002212914A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Koinuma; 鯉沼　宣之
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP4133066B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a failure such as the deterioration of image quality due to the deterioration of toner while suppressing a waste of toner due to the forcible consumption of the toner. SOLUTION: As a printing operation starts, the pixel amount P<SB>i</SB>of an electrostatic latent image part to be formed on a photoreceptor drum 1 is stored by a pixel quantity counter 22, and the forcible consumption Pc of the toner to be forcibly consumed is calculated based on the stored pixel quantity P<SB>i</SB>and the prescribed reference pixel quantity P<SB>0</SB>. Then, in the case a developing bias Vb is changed, the actual forcible consumption is deviated from the scheduled forcible consumption due to the bias change, then, the forcible consumption Pc is calculated with giving consideration to a correction value γ for correcting the deviation. Then, the toner comes to an end at an appropriate time before the influence of the toner deterioration is exerted. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーの劣化による画質低下を抑制する目的でトナーを強制的に消費させる機能を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
潜像担持体である感光体上の静電潜像を現像する方式としては、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤によって現像を行う二成分現像方式と、キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行う一成分現像方式が知られている。このうち、一成分現像方式は、小型、機構の簡略性、保守性等の点で二成分現像方式に比べて有利である。また、一成分現像方式には、現像剤を感光体上の静電潜像に接触させて現像を行う接触現像方式と、現像剤を感光体上の静電潜像に接触させずに飛翔させて現像を行う非接触現像方式とがある。これらの方式のうち非接触現像方式は、感光体、現像ローラの寿命、重ね合わせ現像が可能であること等の理由から有利である。
【０００３】
上記一成分現像方式においては、現像剤（以下、適宜「トナー」という。）が現像装置内で様々な機械的ストレスを受けることで、そのトナーの帯電特性が経時的に劣化する。この機械的ストレスとしては、薄層化ブレードや現像剤供給ローラとの摩擦、あるいは、現像装置内でのトナーの搬送や撹拌などが挙げられる。このようにトナーの帯電特性が劣化すると、現像装置内に残留する劣化した残留トナーが逆極性に帯電する場合がある。この場合、残留トナーが感光体上の静電潜像が形成されていない地肌部に付着し、地肌汚れという現象が発生するという不具合が生じる。特に、非接触現像方式を採用した場合には、上記のようなトナーの劣化によって感光体への飛翔性が低下し、画像濃度が低下するという不具合も生じることになる。
なお、トナーの劣化による不具合は、一成分現像に限らず、二成分現像においても生じ得るものである。
【０００４】
上述したトナーの劣化は、現像装置内で機械的ストレスを受ける時間すなわち現像装置の駆動時間に比例して進行する。よって、トナーエンドの時期には、トナーの劣化が進行しており、上述した不具合が生じやすい。そのため、従来から、現像装置内のトナーを使い切ってから新規なトナーを補給するタイプの画像形成装置では、トナー補給時からトナーエンドまでの間における現像装置の駆動時間が一定時間を越えないような工夫が提案されている。
【０００５】
例えば、特許第３０２９６４８号公報には、一枚毎に算出する印字率が基準となる印字率よりも小さいとき、次の画像形成を行う前に、プリントしない現像剤パターンを形成してトナーを強制的に消費する画像形成装置が開示されている。なお、ここでいう印字率は、被画像形成媒体上に潜像を形成するために発光されたレーザ発光回数（実際の潜像を構成する画素数）を、その被画像形成媒体上に印字可能なドット数（潜像を構成し得る総画素数）で割ったものである。この装置では、印字率が小さいときには、算出した印字率に応じた量のトナーを強制的に消費することにより、実際に消費するトナー量を基準の印字率について消費するトナー量とおおよそ同じにする。これにより、トナー補給時からトナーエンド時までにプリントされた枚数を一定枚数以下にするものである。プリントされた枚数は現像装置の駆動時間とおおよそ比例関係にあるため、上記公報に開示の装置によれば、現像装置の駆動時間をトナーの劣化による不具合が生じない一定時間内に抑えることが可能となる。その結果、トナーの劣化度合いが許容される劣化度合いを超える前にトナーを使い切ることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記印字率とトナーの消費量の関係は、必ずしも一定ではなく、潜像が同じ画素量であってもトナーの消費量を変化させる要因となるパラメータが変動すれば、上記関係も変動することになる。具体的には、例えば、現像ギャップ、帯電装置の帯電量、露光量等のバラツキ、温度や湿度等の環境の変化、感光特性の経時変化などによって、上記関係は変動する。そのため、上記公報に開示の装置のように、印字率とトナーの強制消費量との関係が固定されたものである場合、実際のトナー消費量を基準の印字率についてのトナー消費量と同じにできなくなる。すなわち、同じ画素量の潜像についてのトナー消費量であっても、上記パラメータの変動前に比べてその変動後の方が少なくなる場合があるし、その変動前に比べて変動後の方が多くなる場合もある。
前者の場合、トナーを強制消費しても、実際のトナー消費量は基準の印字率についてのトナー消費量よりも少ないものとなる。この場合、現像装置の駆動時間を一定時間内に抑えることができず、トナーエンド付近でトナーの劣化による不具合が生じ得るという問題が発生する。
一方、後者の場合には、現像装置の駆動時間が一定時間に達する十分前にトナーエンドを迎えられる。しかし、この場合、トナーの劣化による不具合の発生はすでに十分に抑制されているにも関わらずトナーの強制消費を行うことになるため、多くのトナーを無駄にし、トナーイールドが低下するという問題が発生する。
【０００７】
また、感光体の経時変化により帯電電位や露光後電位が変動することがある。このような変動は、現像特性を変化させ、画像濃度に悪影響を及ぼすことになる。従来、このような悪影響をなくすために、帯電電位や露光後電位の変化に応じて現像バイアス（パラメータ）を変動させる手法が取られている。しかし、現像バイアスを変動させると、印字率とトナーの消費量の固定された関係が前提としている現像特性が変化することになり、その関係が崩れて、上述と同様の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナーの強制消費によるトナーの無駄を抑えつつ、トナーの劣化による不具合を抑制できる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、上記像担持体上に潜像を形成するための潜像形成手段と、上記像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、上記像担持体上に形成されたトナー像を被転写材上に転写する転写手段と、上記像担持体上のトナーを除去するクリーニング手段と、上記潜像形成手段により形成される潜像の画素量と予め決められた基準画素量とから、強制的に消費させるトナーの強制消費量を算出する強制消費量算出手段と、上記強制消費量に従い、上記潜像形成手段及び上記現像装置を動作させて該現像装置内のトナーを強制的に上記像担持体に付着させ、上記転写手段による転写を行わずに上記クリーニング手段によって該像担持体上のトナーを除去するためのトナー強制消費手段とを備えた画像形成装置において、上記潜像が同じ画素量であってもトナーの消費量を変化させる要因となるパラメータに応じて上記トナー強制消費手段によって強制的に消費されるトナーの強制消費量を補正する強制消費量補正手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記パラメータは、上記像担持体上の潜像にトナーを付着させるための現像バイアスであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー強制消費手段は、上記現像装置にトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間の画像形成枚数が予め決められた基準画像形成枚数となるようにトナーの強制消費を行うものであり、上記強制消費量補正手段は、上記現像装置にトナーが補給されてから実際にそのトナーを使い切るまでの期間に画像形成した枚数に基づいて、その使い切り後に補給したトナーにより画像形成される枚数が上記基準画像形成枚数に近づくように、上記基準画素量を修正し、上記強制消費量を補正することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー強制消費手段は、上記現像装置にトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間の該現像装置の駆動時間が予め決められた基準駆動時間となるようにトナーの強制消費を行うものであり、上記強制消費量補正手段は、上記現像装置にトナーが補給されてから実際にそのトナーを使い切るまでの期間に該現像装置が駆動した時間に基づいて、その使い切り後に補給したトナーを使い切るまでに該現像装置が駆動する時間が上記基準駆動時間に近づくように、上記基準画素量を修正し、上記強制消費量を補正することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記現像装置内のトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段を備え、上記期間として、該トナーエンド検知手段がトナーエンドを検知してから次のトナーエンドを検知するまでの期間を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記強制消費量算出手段によって複数回の画像形成動作分の強制消費量を算出し、該複数回の画像形成動作後に上記トナー強制消費手段によってトナーを強制的に消費させることを特徴とするものである。
上記請求項１の画像形成装置においては、潜像形成手段により形成される潜像の画素量（実際の画素量）と予め決められた基準画素量とから強制消費量を算出し、その算出結果に従いトナーを強制的に消費する。これにより、現像装置に一定量のトナーを補給してからそのトナーを使い切るまでの現像装置の駆動時間を、一定時間内に収めようとするものである。ここで、「基準画素量」は、例えば平均的な潜像を構成する画素量を用いることができる。また、「一定時間」は、上記基準画素量をもつ潜像の現像に消費するトナー量、トナーエンド後に一度に補給されるトナーの量、トナーの劣化進行度、１枚のプリントを行う際の現像装置の駆動時間などから、トナーを使い切る時点でトナーの劣化度合いが画像に悪影響を及ぼさない程度になるように決定される。
ここで、実際の使用状況においては、上述したように、潜像が同じ画素量であってもこれを現像する際のトナー消費量を変化させる要因となるパラメータが存在する。そのため、このパラメータが予定しているパラメータがズレると、適正な時期にトナーエンドを迎えることができず、トナーエンド付近でトナーの劣化による不具合が発生したり、トナーを無駄し、トナーイールドが低下したりする。そこで、本請求項の画像形成装置では、上記パラメータに応じてトナーの強制消費量を補正することとしている。この補正とは、実際のパラメータ値と予定しているパラメータ値の間における、同じ画素量をもつ潜像を現像する際に消費されるトナーの量の差が小さくなるように、トナーの強制消費量を補正することを意味する。すなわち、パラメータの変動により、同じ画素量をもつ潜像を現像する際に消費されるトナーの量が少なくなる場合にはトナーの強制消費量を多くするように補正し、逆の場合にはトナーの強制消費量を少なくするように補正する。したがって、この補正により、パラメータが変動しても、トナーの強制消費を適正に行うことが可能となり、、適正な時期にトナーエンドを迎えることができる。
なお、ここでいう「パラメータ」には、部材の劣化等によって経時的に変化してしまう現像ギャップ、感光特性等や、温度や湿度等の環境などの変更を意図しないものと、現像バイアスなどのようにその変動を意図して行うものとが含まれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置である複写機に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機の要部を示す概略構成図である。この複写機は、反転現像により２色ディジタル画像を形成するものである。図示のように、この複写機には、表面に静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム１が備わっている。この感光体ドラム１の周囲には、１色目のトナー像を形成するための、感光体ドラム表面を一様に帯電する第１帯電装置２Ａと、図示しない第１露光装置によって形成された静電潜像を第１トナーにより現像する第１現像装置３Ａとを備えている。また、感光体ドラム１の周囲には、２色目のトナー像を形成するために、第１帯電装置２Ａと同様の第２帯電装置２Ｂと、図示しない第２露光装置によって形成された静電潜像を第２トナーにより現像する第２現像装置３Ｂとを備えている。また、感光体ドラム１の周囲には、転写材としての記録紙の裏側からトナーの帯電極性とは逆極性の電荷を与えて感光体ドラム１上のトナー像を記録紙上に転写する転写装置４、転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーを除去するクリーニング装置５、次の画像形成に備えて感光体ドラム表面の電荷を除去する除電装置６を備えている。
【００１１】
感光体ドラム１は、ドラム状の導電性基体の周面に下地層、電荷発生層、電荷輸送層等が順次積層されたものである。この感光体ドラム１は、回転可能に支持され、図示しない駆動手段により、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃで図中矢印Ｃの方向に回転するように駆動される。
第１現像装置３Ａは、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤によって現像を行うものであり、現像ローラ上に形成された磁気ブラシ状の現像剤を感光体ドラム表面に接触させて現像する。一方、第２現像装置３Ｂは、カラー顔料を用いた非磁性の一成分現像剤によって現像を行うものであり、現像ローラ上に形成されたトナー層を感光体ドラム表面に対して所定の間隔をあけて対向させて現像を行う非接触現像を行う。
【００１２】
図３は、第２現像装置３Ｂの概略構成を示す断面図である。第２現像装置３Ｂは、感光体ドラム１と対向する位置に設けられた開口から一部を露出するように配置された現像ローラ１１を備えている。この現像ローラ１１は、感光体ドラム１と連れ回る方向（図中矢印Ｄ）に回転するように支持されている。この現像ローラ１１の表面は、ビーズブラスト処理された導電体や、誘電体部と導電部とが微小面積で配置されたもの等によって形成されている。現像ローラ１１の軸方向端部の表面上には、現像領域において感光体ドラム１と所定の間隔を保つために図示しないスペーサコロが設けられている。現像領域に対して現像ローラ１１の回転方向Ｄの上流側には、現像ローラ１１上のトナー層を所定の均一な厚さにするための薄層化ブレード１２が現像ローラ１１の表面と接するように設けられている。また、現像ローラ１１を介して現像領域の反対側に位置する第２現像装置３Ｂの内部には、トナー供給ローラ１３が現像ローラ１１の表面と接するように設けられている。また、第２現像装置３Ｂの内部には、トナー収容部内のトナーを撹拌搬送するための２つのアジテータ１４ａ，１４ｂが設けられている。トナー供給ローラ１３及び２つのアジテータ１４ａ，１４ｂは、それぞれ図中矢印Ｅ，Ｆ，Ｇの方向に回転するように支持されている。
図示しないトナー補給部からトナー収容部内に補給されたトナーは、アジテータ１４ａ，１４ｂにより撹拌搬送され、トナー供給ローラ１３によって現像ローラ１１上に供給される。そして、現像ローラ１１上に供給されたトナーは、薄層化ブレード１２により薄層化された後、現像ローラ１１の回転に伴って現像領域に搬送される。この現像領域では、現像ローラ１１に印加された現像バイアスによって、現像ローラ上のトナーが感光体ドラム１の静電潜像部分に飛翔し、感光体ドラム上にトナー像が形成されることになる。
なお、第２現像装置３Ｂ内のトナーが消費されると、そのトナーエンドがトナーエンドセンサ１７によって検知される。このトナーエンドセンサ１７としては、例えば圧電振動方式等のものを使用できる。
【００１３】
次に、本発明の特徴部分であるトナー強制消費動作について説明する。本実施形態においては、この動作を第２現像装置３Ｂに関してのみ行うが、第１現像装置３Ａに関して行ってもよい。
図４は、本実施形態におけるトナー強制消費動作を制御するための制御部を示す機能ブロック図である。この制御部２０は、実際には本複写機全体の制御を統括して行うものであるが、図示ではトナー強制消費動作に関する機能のみ表示してある。
本複写機でカラー画像をプリントする場合、まず、スキャナ部で読みとった原稿の画像情報を制御部２０の演算処理部２１で受け取る。そして、演算処理部２１は通常のプリント動作のための制御を行うとともに、感光体ドラム１上に形成する静電潜像部分の画素量を画素量カウンタ２２に記憶する。また、演算処理部２１は、前回のトナーエンド時からの実際の画像形成枚数である累積プリント枚数を枚数カウンタ２３に順次記憶する。また、演算処理部２１は、画素量カウンタ２２に記憶された画素量と予め決められた基準画素量とを用いて強制消費するトナーの強制消費量を算出する。このとき、補正値メモリ２４に予め記憶しておいた後述する補正値を用いてトナー強制消費量を補正する。そして、そのプリント動作後に、算出した画素量分の潜像を感光体ドラム１上の非画像領域に形成し、これを現像してトナーを強制的に消費する。トナーを強制消費する際に形成する潜像パターンは、ドット、ベタ、ラインなど、どのようなものでもよい。
なお、このトナー強制消費は、演算処理部２１の上記判断において小さいと判断されたプリント動作ごとに必ず行う必要はない。例えば、算出した不足分に相当する量の画素量を数回分累積しておき、この累積した分のトナーを後でまとめて強制消費するようにしてもよい。
【００１４】
図１は、本実施形態における制御部２０のトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャートである。
プリント動作が開始すると（Ｓ１）、制御部２０の演算処理部２１は、まず、枚数カウンタ２３に記憶された累積プリント枚数Ｚに１を加算する（Ｓ２）。また、演算処理部２１は、強制消費量算出手段として機能し、スキャナ部から送られてくる画像情報やユーザーが指定したプリントモード等に基づいて、感光体ドラム１上に形成する静電潜像部分の画素量Ｐ_ｉを算出する。算出した画素量Ｐ_ｉは、画素量カウンタ２２に記憶される（Ｓ３）。そして、この画素量Ｐ_ｉと予め決められた基準画素量Ｐ_０とから強制的に消費させるトナーの強制消費量を算出する（Ｓ４）。
【００１５】
なお、感光体ドラム１上に形成する静電潜像は、その感光体ドラム１の表面移動方向における長さＬがプリント動作ごとに異なる。現像装置の駆動時間は、その静電潜像の長さＬに応じて変化するため、上記基準画素量Ｐ_０を一定の長さＬのときのものとして固定すると、実際の画素量Ｐ_ｉと基準画素量Ｐ_０とを適正に比較できない。そこで、本実施形態の基準画素量Ｐ_０としては、予め決められた単位長さあたりの基準画素量に実際の静電潜像の長さＬを乗じたものを用いている。なお、単位長さあたりの基準画素量は、実験的に求めることができる。
【００１６】
ここで、感光体ドラム１の経時劣化、第２帯電装置２Ｂの汚れ、トナーの劣化等の様々な理由から現像特性が変化し、地肌汚れが発生することがある。本実施形態では、このような地肌汚れが発生した場合、現像バイアスＶｂの値が低くなるようにバイアス変更する機能が備わっている。現像バイアスＶｂを低くすると、現像バイアスＶｂと静電潜像部分の電位ＶＬとの差である現像ポテンシャルＶｐが小さくなるため、トナー消費量が少なくなり、地肌汚れの発生を抑制できる。しかし、この場合、同じ画素量の潜像を現像するのに消費される予定のトナー消費量が減少する。そのため、このように現像バイアスを低く変更した以降のトナー強制消費動作では、トナー強制消費分を含む実際のトナー消費量と、基準画素量の潜像を現像するためのトナー消費量とを同じにすることができない。その結果、現像装置にトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間が延びてしまい、トナーエンド付近でトナーの劣化による画像濃度低下、地肌汚れ等の不具合が生じる。
また、本複写機を経時使用していく中で、感光体ドラム１を交換したり、第２帯電装置２Ｂを清掃したりして、地肌汚れに対する余裕度が高まることもある。この場合、画像濃度を高めるべく、上記とは逆に現像バイアスを高く変更することもある。この場合、同じ画素量の潜像を現像するのに消費される予定のトナー消費量が増加するため、トナー強制消費によってトナーを無駄に消費することになり、トナーイールドが低下するという不具合が生じる。
【００１７】
そこで、制御部２０の演算処理部２１は、現像バイアスＶｂが変更されたとき、変更前の現像バイアスに対する変更後の現像バイアスのトナー消費量の変化率γを予め算出しておき、これを補正値メモリ２４に記憶しておく（Ｓ１０）。そして、下記の数１に示す演算式から、トナー強制消費量Ｐｃを算出する（Ｓ４）。
【数１】
Ｐｃ　＝　（Ｐ_０／γ）―（Ｐ_ｉ×γ）
【００１８】
上記補正値γは、実験的に求めることができる。
図５は、現像バイアスＶｂ［Ｖ］と、現像後の感光体ドラム１上の単位面積あたりのトナー付着量Ｍ［ｍｇ／ｃｍ^２］との関係を示すグラフである。このグラフは、本複写機を用いた実験により求めた例である。実用的な範囲では、Ｍ＝α×Ｖｂ＋βの形で表すことができる、本例では、α＝０．００１２、β＝０．０１９となっている。
ここで、現像バイアスをＶｂ_１からＶｂ_２に変更したとすると、画素量に対するトナー消費量の変化率γは、下記の数２に示す式で表すことができる。したがって、実際の画素量Ｐ_ｉをγ倍し、基準画素量Ｐ_０を１／γ倍することで、変更後の現像バイアスに基づくトナー強制消費量と変更前の現像バイアスに基づくトナー強制消費量とが同じになるように、トナー強制消費量を補正することができる。なお、初期状態から未だ現像バイアス変更がないときは、補正値γを１としてトナー強制消費量Ｐｃを算出する。
【数２】
γ　＝　（α×Ｖｂ_２＋β）／（α×Ｖｂ_１＋β）
【００１９】
以上のようにしてトナー強制消費量Ｐｃを算出したら（Ｓ４）、演算処理部２１は、算出したトナー強制消費量Ｐｃが０より大きいか否かを判断する（Ｓ５）。このときに小さいと判断されると、実際の画素量Ｐ_ｉに関するトナー消費量が基準画素量Ｐ_０に関するトナー消費量以上であることを意味するので、トナーを強制的に消費する必要はない。したがって、トナーの強制消費を行わずに次ぎの画像形成動作に移行することになる。一方、上記判断で大きいと判断されると、実際の画素量Ｐ_ｉに関するトナー消費量が基準画素量Ｐ_０に関するトナー消費量を下回ることを意味するので、トナーを強制的に消費する必要がある。この場合、プリント画像となる静電潜像の後端直後の感光体ドラム表面に、Ｓ４で算出したトナー強制消費量Ｐｃの画素量分の静電潜像を第２露光装置により光書き込みし、これを第２現像装置３Ｂにより現像する。これにより、基準画素量Ｐ_０に対する実際の画素量Ｐ_ｉのトナー消費不足分を強制的に消費することができる（Ｓ６）。なお、トナーの強制消費のために形成したトナー像が転写領域を通過する際には転写装置４が感光体ドラム１から離間し、そのトナー像は、転写されないままクリーニング装置５によって感光体ドラム１上から除去、回収される。
【００２０】
上述のように、現像バイアスＶｂの変更に応じてトナー強制消費量を補正するれば、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間における実際のプリント枚数と予定プリント枚数（基準画像形成枚数）とをほぼ同じにすることができる。この予定プリント枚数とは、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間における第２現像装置３Ｂの予定駆動時間（基準駆動時間）と同視できるため、上記補正により適正な時期にトナーエンドを迎えることができる。しかし、温度や湿度等の使用環境、画素量の多い画像ばかりプリントするなどのユーザーの使用方法などによっては、上記補正を行っても、上記期間中における実際のプリント枚数と予定プリント枚数とがズレることもある。
【００２１】
図６は、一定量のトナーが補給されてからトナーエンドになるまでの累積プリント枚数と、使用環境（温度及び湿度）との関係を示すグラフである。このグラフは、温度及び湿度を、１０℃１５％ＲＨ、２３℃６０％ＲＨ、３０℃９０％ＲＨに変更したときのそれぞれの環境下におけるトナーエンドまでの累積プリント枚数を実験したものである。図示のように、使用環境の変化によってトナーエンドまでの累積プリント枚数は大きく変動するため、これを無視すると、適正な時期にトナーエンドを迎えることができないおそれがある。そこで、本実施形態では、このズレも補正するために以下の処理を行う。
【００２２】
上述したトナーの強制消費を終えたら（Ｓ６）、演算処理部２１は、トナーエンドセンサ１７からの信号に基づいて第２現像装置３Ｂがトナーエンドであるか否かを判断する（Ｓ７）。そして、トナーエンドであると判断すると、演算処理部２１は、枚数カウンタ２３から累積プリント枚数Ｚを読み出す（Ｓ８）。そして、予め決められた基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄに対する累積プリント枚数Ｚの比をを上記基準画素量Ｐ_０に乗じて、次回のトナーエンドまでに使用する基準画素量Ｐ_０を決定する（Ｓ９）。
【００２３】
ここで、基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄは、実験的に求めることができる。
図７は、第２現像装置３Ｂに一定量のトナーが補給されてからトナーエンドになるまでの累積プリント枚数と、画像上に現れる粒状の地肌汚れの評価との関係を示すグラフである。このグラフは、本複写機を用い、画素量を変化させることでトナーエンドまでのプリント枚数を変化させたときに、画像上に現れる粒状の地肌汚れを評価した結果を示すものである。ここで、地肌汚れがなく最も良好な画像が得られたときの評価ランクを５とし、評価ランクが下がるにつれて地肌汚れが悪化することを示す。一般に、評価ランクが４以上であれば、実用上問題ない良好な画像を得ることができる。したがって、実用上問題ない良好な画像を得られる範囲内で最もプリント枚数が多い値を、基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄとして用いるのが望ましい。したがって、本例では、基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄを２５００枚に設定している。
【００２４】
そして、トナーエンド後にユーザー等によって第２現像装置３Ｂに新たなトナーが補給されると、その補給動作終了時に枚数カウンタ２３のカウント値を０にリセットする。
【００２５】
以上、本実施形態によれば、現像バイアスＶｂの変動によるズレを補正するため、適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。しかも、本実施形態では、使用環境等によるズレも補正するため、より適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。
【００２６】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態におけるトナー強制消費動作の一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。本変形例では、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間において、累積プリント枚数Ｚをカウントするのではなく、第２現像装置３Ｂの実際の駆動時間である累積駆動時間Ｔを計測し、これに基づいて補正を行う。そのため、本変形例では、第２現像装置３Ｂに駆動時間ｔを計測するための図示しない駆動時間カウンタを搭載し、この駆動時間カウンタからの出力ｔを制御部２０の演算処理部２１に送るように構成されている。なお、第２現像装置３Ｂの累積駆動時間Ｔによる補正以外は、上記実施形態と同様であるため、上記実施形態と同様の部分についての説明は省略する。
【００２７】
図８は、本変形例１における制御部２０のトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャートである。
本変形例１では、演算処理部２１は、トナーエンドであると判断すると（Ｓ７）、第２現像装置３Ｂの駆動時間カウンタから累積駆動時間Ｔを読み出す（Ｓ１１）。そして、予め決められた基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄに対する累積駆動時間Ｔの比をを上記基準画素量Ｐ_０に乗じて、次回のトナーエンドまでに使用する基準画素量Ｐ_０を決定する（Ｓ１２）。なお、基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄは、上述した累積プリント枚数と同様に実験的に求めることができる。
【００２８】
上記実施形態のように累積プリント枚数Ｚを用いて補正をする場合、実際のプリント動作時には記録紙の給紙段や光書込信号の遅れ等にバラツキがあるため、累積プリント枚数Ｚから第２現像装置３Ｂの累積駆動時間を正確に把握することが困難である。しかし、本変形例１によれば、トナーの劣化進行度が直接関係する第２現像装置３Ｂの累積駆動時間Ｔに基づいてトナー強制消費量を補正するので、上記実施形態の場合よりも適正なトナー強制消費動作を行うことができる。
【００２９】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態におけるトナー強制消費動作の他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。本変形例では、上記変形例１と同様に第２現像装置３Ｂの累積駆動時間Ｔに基づいて補正を行うが、１枚のプリント動作ごとにトナー強制消費動作を行うのではなく、複数枚（ｍ枚）のプリント動作ごとにトナー強制消費動作を行う。
【００３０】
図９は、本変形例２における制御部２０のトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャートである。
プリント動作が開始すると（Ｓ１）、制御部２０の演算処理部２１は、まず、枚数カウンタ２３に記憶された累積プリント枚数ｎに１を加算する（Ｓ２１）。なお、この累積プリント枚数ｎはトナー強制消費量の補正に用いるのではなく、トナー強制消費動作の開始タイミングを決定するために用いる。また、演算処理部２１は、累積プリント枚数ｎがトナー強制消費動作の開始タイミングとなる規定枚数ｍに達するまでの累積画素量Ｐ_ｉｍを算出し、これを画素量カウンタ２２に記憶する（Ｓ２２）。そして、累積プリント枚数ｎが規定枚数ｍに達したか否かを判断する（Ｓ２３）。
【００３１】
上記判断において規定枚数ｍに達した判断したら、演算処理部２１は、枚数カウンタ２３に記憶された累積プリント枚数ｎを０にリセットする（Ｓ２４）。その後、累積画素量Ｐ_ｉｍを用いて、上記実施形態及び上記変形例１と同様に強制的に消費させるトナーの強制消費量Ｐｃｍを算出する（Ｓ２５）。このトナー強制消費量Ｐｃｍの算出に当たり、予め決められた基準画素量Ｐ’_０は、上記累積画素量Ｐ_ｉｍに合わせる必要がある。そのため、本変形例２で用いる基準画素量Ｐ’_０は、予め決められた単位長さあたりの基準画素量に、累積プリント枚数ｎが規定枚数ｍに達するまでの実際の静電潜像の累積長さＬ_ｍ＝ΣＬ_ｎ（ｎ＝１〜ｍ）を乗じたものを用いている。このときのトナー強制消費量Ｐｃｍを算出する演算式は、下記の数３に示すようになる。なお、トナーの強制消費を終えたら（Ｓ６）、演算処理部２１は、上記画素量カウンタ２２に記憶された累積画素量Ｐ_ｉｍを０にリセットする（Ｓ２６）。
【数３】
Ｐｃｍ　＝　（Ｐ’_０／γ）―（Ｐ_ｉｍ×γ）
【００３２】
画素量の少ない画像を連続プリントする場合、上記実施形態や上記変形例１のようにプリント動作ごとにトナーの強制動作が行われ、連続プリント速度が低下してしまう。しかし、本変形例２によれば、複数枚分のトナー強制動作を後でまとめて行うので、トナーの強制動作による連続プリント速度の低下を抑制できる。
また、本変形例２のように複数枚分の画素量Ｐ_ｉｍに基づいてトナー強制消費量を算出することで、トナー強制消費動作によるトナー消費を少なくすることができる。すなわち、１枚単位の基準画素量Ｐ_０（上記実施形態及び上記変形例１で用いた基準画素量Ｐ_０）以上の潜像を現像する場合、基準画素量Ｐ_０を現像するときのトナー消費量を超えた量のトナーを消費する。したがって、規定枚数ｍに達するまでの期間にこのような現像を行っている場合、その基準画素量Ｐ_０のトナー消費量を超えた分のトナー消費によって、同期間内における基準画素量Ｐ_０よりも小さい実際の基準画素量Ｐ_ｉについてのトナー強制消費量の一部又は全部を相殺することができる。
【００３３】
以上、上記実施形態、上記変形例１及び上記変形例２によれば、制御部２０が、第２露光装置により形成される静電潜像の画素量Ｐ_ｉ，Ｐ_ｉｍと予め決められた基準画素量Ｐ_０，Ｐ’_０とから、強制的に消費させるトナーの強制消費量Ｐｃ，Ｐｃｍを算出する強制消費量算出手段として機能する。そして、制御部２０の演算処理部２１が、第２帯電装置２Ｂ、第２帯電露光、第２現像装置３Ｂ、転写装置４等を制御することでトナー強制消費手段が構築される。これにより、強制消費量Ｐｃ，Ｐｃｍに従い、第２帯電装置２Ｂ、第２帯電露光、第２現像装置３Ｂ等を動作させて第２現像装置３Ｂ内のトナーを強制的に感光体ドラム１に付着させ、転写装置４による転写を行わずにクリーニング装置５によってトナーを除去するトナーの強制消費動作を行う。そして、静電潜像が同じ画素量であってもトナーの消費量を変化させる要因となるパラメータ（現像バイアスＶｂ、温度や湿度等の使用環境など）が予定しているパラメータ（基準画素量の決定時のパラメータ）からズレているとき、演算処理部２１が強制消費量補正手段として機能し、その実際のパラメータに応じて強制消費量Ｐｃ，Ｐｃｍを補正する。したがって、上記パラメータのズレを補正して適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。
また、上記実施形態、上記変形例１及び上記変形例２によれば、上記パラメータに、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させるための現像バイアスが含まれているため、現像バイアスＶｂによるズレを補正して適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。
また、上記実施形態においては、演算処理部２１は、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてから実際にそのトナーを使い切るまでの期間に画像形成した枚数である累積プリント枚数Ｚに基づいて、強制消費量Ｐｃを補正する。具体的には、その使い切り後に補給したトナーにより画像形成される枚数が基準画像形成枚数である基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄに近づくように、基準画素量Ｐ_０を修正する。上述したように、累積プリント枚数Ｚは温度や湿度等の環境変動によって変化するが、本実施形態では、環境変動によって、例えば実際の累積プリント枚数Ｚが基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄよりも増えた場合、基準画素量Ｐ_０が多くなるように修正される。この場合、強制消費量Ｐｃが多くなるように補正され、累積プリント枚数Ｚを基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄに近づけることができる。また、逆の場合には、基準画素量Ｐ_０が少なくなるように修正されるため、強制消費量Ｐｃが少なくなるように補正され、累積プリント枚数Ｚを基準プリント枚数Ｚ_ｓｔｄに近づけることができる。このように、複写機の使用環境等も考慮して強制消費量Ｐｃを補正するため、より適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。
また、上記変形例１及び上記変形例２によれば、演算処理部２１は、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてから実際にそのトナーを使い切るまでの期間に第２現像装置３Ｂが駆動した時間である駆動時間Ｔに基づいて、強制消費量Ｐｃ，Ｐｃｍを補正する。具体的には、その使い切り後に補給したトナーを使い切るまでに第２現像装置３Ｂが駆動する時間が基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄに近づくように、基準画素量Ｐ_０，Ｐ’_０を修正する。上述したように、駆動時間Ｔは、上記累積プリント枚数Ｚと同様に温度や湿度等の環境変動によって変化する。変形例１及び上記変形例２では、環境変動によって、例えば実際の駆動時間Ｔが基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄを越えた場合、基準画素量Ｐ_０が多くなるように修正される。この場合、強制消費量Ｐｃが多くなるように補正され、駆動時間Ｔを基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄに近づけることができる。また、逆の場合には、基準画素量Ｐ_０が少なくなるように修正されるため、強制消費量Ｐｃが少なくなるように補正され、駆動時間Ｔを基準累積駆動時間Ｔ_ｓｔｄに近づけることができる。変形例１及び上記変形例２の場合、トナー劣化の進行度に直接関係する第２現像装置３Ｂの駆動時間に基づいて補正するため、上記実施形態のようにプリント枚数に基づいて補正する場合に比べて、強制消費量Ｐｃをより適切に補正でき、より適切な時期にトナーエンドを迎えることができる。
また、上記実施形態、上記変形例１及び上記変形例２の複写機は、第２現像装置３Ｂ内のトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ１７を備えている。そして、第２現像装置３Ｂにトナーが補給されてからそのトナーを使い切るまでの期間として、トナーエンドセンサ１７がトナーエンドを検知してから次のトナーエンドを検知するまでの期間を用いている。これにより、演算処理部２１での処理が容易となる。
また、上記変形例２では、演算処理部２１によって複数回（ｍ回）の画像形成動作分の強制消費量Ｐ_ｉｍを算出し、ｍ回の画像形成動作後にトナーを強制的に消費させる。これにより、上述した変形例２の効果を得ることができる。
【００３４】
尚、上記実施形態、上記変形例１及び上記変形例２では、現像バイアスによる補正を常に行っているが、これを省略することも可能である。また、複写機が現像バイアス以外のパラメータについても変更する機能を備えている場合、そのパラメータの変動に応じて強制消費量を補正してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、同じ画素量であってもトナーの消費量を変化させる要因となるパラメータが予定のパラメータからズレても、適正な時期にトナーエンドを迎えることができるので、トナーの強制消費によるトナーの無駄を抑えつつ、トナーの劣化による不具合を抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機の制御部２０が行うトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャート。
【図２】同複写機の要部を示す概略構成図。
【図３】同複写機の第２現像装置の概略構成を示す断面図。
【図４】同複写機のトナー強制消費動作を制御するための制御部を示す機能ブロック図。
【図５】現像バイアスと、現像後の感光体ドラム上の単位面積あたりのトナー付着量との関係を示すグラフ。
【図６】一定量のトナーが補給されてからトナーエンドになるまでの累積プリント枚数と、使用環境（温度及び湿度）との関係を示すグラフ。
【図７】第２現像装置に一定量のトナーが補給されてからトナーエンドになるまでの累積プリント枚数と、画像上に現れる粒状の地肌汚れの評価との関係を示すグラフ。
【図８】変形例１における制御部のトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャート。
【図９】変形例２における制御部のトナー強制消費動作に関する処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１　　感光体ドラム
２Ｂ　第２帯電装置
３Ｂ　第２現像装置
４　　転写装置
５　　クリーニング装置
１７　トナーエンドセンサ
２０　制御部
２１　演算処理部
２２　画素量カウンタ
２３　枚数カウンタ
２４　補正値メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a facsimile, and a printer, and more particularly, to an image forming apparatus having a function of forcibly consuming toner for the purpose of suppressing deterioration in image quality due to deterioration of toner. .
[0002]
[Prior art]
As a method for developing an electrostatic latent image on a photoconductor as a latent image carrier, a two-component developing method in which development is performed using a two-component developer containing a toner and a carrier, and a one-component developer without a carrier are used. A one-component development system for performing development is known. Among these, the one-component developing system is more advantageous than the two-component developing system in terms of compactness, simplicity of the mechanism, maintainability, and the like. The one-component developing method includes a contact developing method in which a developer is brought into contact with an electrostatic latent image on a photoreceptor to perform development, and a developing method in which the developer flies without contacting the electrostatic latent image on the photoreceptor. There is a non-contact development system in which development is performed by using Among these methods, the non-contact developing method is advantageous because the life of the photosensitive member and the developing roller, the superposition development is possible, and the like.
[0003]
In the above-described one-component developing method, when the developer (hereinafter, appropriately referred to as “toner”) receives various mechanical stresses in the developing device, the charging characteristics of the toner deteriorate with time. Examples of the mechanical stress include friction with a thinning blade and a developer supply roller, or conveyance and agitation of toner in a developing device. When the charging characteristics of the toner deteriorate in this way, the deteriorated residual toner remaining in the developing device may be charged to the opposite polarity. In this case, a problem occurs in that the residual toner adheres to the background portion of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is not formed, and a phenomenon called background contamination occurs. In particular, when the non-contact developing method is adopted, the above-mentioned deterioration of the toner causes a problem that the flying property to the photoreceptor is reduced and the image density is reduced.
The problem caused by the deterioration of the toner can occur not only in one-component development but also in two-component development.
[0004]
The above-described deterioration of the toner proceeds in proportion to the time during which mechanical stress is applied in the developing device, that is, the driving time of the developing device. Therefore, at the time of the toner end, the deterioration of the toner is progressing, and the above-described problem is likely to occur. Therefore, conventionally, in an image forming apparatus of a type in which the toner in the developing device is used up and new toner is replenished, the driving time of the developing device from the time of toner replenishment to the end of toner does not exceed a certain time. A device has been proposed.
[0005]
For example, Japanese Patent No. 3029648 discloses that when a printing rate calculated for each sheet is smaller than a reference printing rate, a developer pattern not to be printed is formed and toner is forcibly formed before the next image formation. There is disclosed an image forming apparatus that consumes energy. In addition, the printing rate as used herein means that the number of times of laser emission (the actual number of pixels constituting a latent image) emitted to form a latent image on the image forming medium can be printed on the image forming medium. Divided by the total number of dots (the total number of pixels that can form a latent image). In this apparatus, when the printing rate is small, the amount of toner consumed is forcibly consumed according to the calculated printing rate, so that the actually consumed toner amount is approximately the same as the toner amount consumed for the reference printing rate. . Thus, the number of printed sheets from the time of toner supply to the time of toner end is reduced to a certain number or less. Since the number of printed sheets is approximately proportional to the driving time of the developing device, according to the apparatus disclosed in the above publication, the driving time of the developing device can be suppressed within a certain time period in which a problem due to deterioration of toner does not occur. It becomes. As a result, the toner can be used up before the degree of deterioration of the toner exceeds the allowable degree of deterioration.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the relationship between the printing rate and the amount of toner consumption is not always constant. Even if the latent image has the same pixel amount, if the parameter that causes the amount of toner consumption changes, the relationship also changes. Will be. Specifically, for example, the above relationship fluctuates due to variations in the development gap, the amount of charge of the charging device, the amount of exposure, etc., changes in the environment such as temperature and humidity, and changes in photosensitive characteristics over time. Therefore, when the relationship between the printing rate and the forced toner consumption is fixed as in the apparatus disclosed in the above publication, the actual toner consumption is set equal to the toner consumption for the reference printing rate. become unable. That is, even if the toner consumption amount is the same for the latent image having the same pixel amount, the toner after the change may be smaller than before the change of the parameter, and may be smaller after the change than before the change. May be more.
In the former case, even if the toner is forcibly consumed, the actual toner consumption is smaller than the toner consumption for the reference printing rate. In this case, the driving time of the developing device cannot be suppressed within a predetermined time, and there is a problem that a problem due to deterioration of the toner may occur near the toner end.
On the other hand, in the latter case, the toner end is reached shortly before the driving time of the developing device reaches a certain time. However, in this case, since the occurrence of the trouble due to the deterioration of the toner is already sufficiently suppressed, the toner is forcibly consumed, so that a large amount of toner is wasted and the toner yield is reduced. appear.
[0007]
In addition, the charging potential and the potential after exposure may fluctuate due to the temporal change of the photoconductor. Such fluctuations change the development characteristics and adversely affect the image density. Conventionally, in order to eliminate such adverse effects, a method of varying a developing bias (parameter) according to a change in a charged potential or a potential after exposure has been adopted. However, when the developing bias is changed, the developing characteristics based on the fixed relationship between the printing rate and the toner consumption change, and the relationship is broken, and the same problem as described above occurs.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing a problem caused by toner deterioration while suppressing waste of toner due to forced consumption of toner. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an image carrier, a latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, and a latent image formed on the image carrier. A developing device that develops a toner image by developing the toner image, a transfer unit that transfers the toner image formed on the image carrier onto a material to be transferred, a cleaning unit that removes toner on the image carrier, A forced consumption amount calculating unit that calculates a forced consumption amount of toner to be forcibly consumed from the pixel amount of the latent image formed by the latent image forming unit and a predetermined reference pixel amount; Operating the latent image forming means and the developing device to forcibly adhere the toner in the developing device to the image carrier, and transferring the toner on the image carrier by the cleaning means without performing the transfer by the transfer means. Toner for removing the toner In the image forming apparatus including the toner control unit, the toner forcibly consumed by the toner forcible consumption unit according to a parameter that causes a change in the toner consumption amount even when the latent image has the same pixel amount. And a forced consumption amount correcting means for correcting the forced consumption amount.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the parameter is a developing bias for causing toner to adhere to the latent image on the image carrier.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the toner compulsory consuming unit determines in advance the number of image formed sheets during a period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is used up. The toner is forcibly consumed such that the reference image formation number is obtained, and the forcible consumption correction means forms an image during a period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is actually used up. Based on the number of sheets, the reference pixel amount is corrected and the compulsory consumption amount is corrected so that the number of images formed with toner replenished after the used-up amount approaches the reference image formation number. is there.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the toner forcible consuming means includes a drive time of the developing device during a period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is used up. The toner is forcibly consumed so as to have a predetermined reference drive time, and the forcible consumption correction means is provided during the period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is actually used up. Based on the driving time of the developing device, the reference pixel amount is corrected so that the driving time of the developing device approaches the reference driving time until the replenished toner is used up after exhaustion, and the forcible consumption amount is reduced. It is characterized by correction.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third or fourth aspect, the image forming apparatus further includes a toner end detecting unit for detecting a toner end in the developing device, and the toner end detecting unit detects the toner end as the period. A period from the detection to the detection of the next toner end is used.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the forced consumption amount calculating means calculates a forced consumption amount for a plurality of image forming operations. It is characterized in that the toner is forcibly consumed by the toner forcibly consuming means after each image forming operation.
In the image forming apparatus according to the first aspect, the forced consumption is calculated from the pixel amount (actual pixel amount) of the latent image formed by the latent image forming means and a predetermined reference pixel amount, and the calculation result is obtained. And the toner is forcibly consumed. In this way, the driving time of the developing device from when a certain amount of toner is supplied to the developing device to when the toner is used up is intended to be kept within the certain time. Here, as the “reference pixel amount”, for example, a pixel amount forming an average latent image can be used. The “constant time” refers to the amount of toner consumed for developing the latent image having the above reference pixel amount, the amount of toner supplied at a time after the toner end, the degree of deterioration of the toner, and the time when one sheet is printed. Based on the driving time of the developing device, the degree of deterioration of the toner at the time when the toner is used up is determined so as not to adversely affect the image.
Here, in an actual use situation, as described above, even if the latent image has the same pixel amount, there is a parameter that causes a change in toner consumption when developing the latent image. For this reason, if this parameter deviates from the expected parameter, the toner end cannot be reached at an appropriate time, causing a problem due to toner deterioration near the toner end, wasting toner, and lowering toner yield. Or Therefore, in the image forming apparatus according to the present invention, the forcible toner consumption is corrected according to the parameter. This correction means that the toner is forcibly consumed so that the difference in the amount of toner consumed when developing a latent image having the same pixel amount between the actual parameter value and the expected parameter value becomes small. It means to correct the amount. That is, when the amount of toner consumed when developing a latent image having the same pixel amount decreases due to a change in the parameter, correction is made to increase the forced consumption amount of toner, and in the opposite case, the toner consumption amount is increased. Is corrected to reduce the compulsory consumption. Therefore, this correction makes it possible to properly perform the forced consumption of the toner even if the parameters fluctuate, and the toner end can be reached at a proper time.
The “parameters” here include those that are not intended to change the development gap, the photosensitive characteristics, and the environment such as temperature and humidity, which change over time due to deterioration of the members, and the development bias. And those intended for such a change.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a copying machine which is an image forming apparatus will be described.
First, the configuration and operation of the copying machine according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the copying machine according to the present embodiment. This copying machine forms a two-color digital image by reversal development. As shown, the copying machine includes a photosensitive drum 1 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. Around the photosensitive drum 1, a first charging device 2A for uniformly charging the surface of the photosensitive drum for forming a toner image of the first color, and an electrostatic device formed by a first exposure device (not shown). A first developing device 3A for developing the latent image with the first toner. In addition, a second charging device 2B similar to the first charging device 2A and an electrostatic latent image formed by a second exposure device (not shown) are formed around the photosensitive drum 1 to form a second color toner image. And a second developing device 3B for developing the image with the second toner. A transfer device 4 is provided around the photoreceptor drum 1 to transfer a toner image on the photoreceptor drum 1 onto the recording paper by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner from the back side of the recording paper as a transfer material. A cleaning device 5 for removing toner remaining on the photosensitive drum 1 after transfer, and a charge removing device 6 for removing charges on the surface of the photosensitive drum in preparation for the next image formation.
[0011]
The photoreceptor drum 1 is formed by sequentially laminating an underlayer, a charge generation layer, a charge transport layer, and the like on the peripheral surface of a drum-shaped conductive substrate. The photoreceptor drum 1 is rotatably supported, and is driven by a driving unit (not shown) to rotate at a speed of, for example, 200 mm / sec in the direction of arrow C in the figure.
The first developing device 3A performs development using a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner, and performs development by bringing a magnetic brush-like developer formed on a developing roller into contact with the surface of the photoconductor drum. On the other hand, the second developing device 3B performs development with a non-magnetic one-component developer using a color pigment, and separates a toner layer formed on a developing roller from a surface of the photosensitive drum by a predetermined distance. Non-contact development is performed in which the development is performed with the openings facing each other.
[0012]
FIG. 3 is a sectional view illustrating a schematic configuration of the second developing device 3B. The second developing device 3 B includes a developing roller 11 arranged so as to partially expose the opening provided at a position facing the photosensitive drum 1. The developing roller 11 is supported so as to rotate in a direction (arrow D in the drawing) that rotates with the photosensitive drum 1. The surface of the developing roller 11 is formed of a bead-blasted conductor, a member in which a dielectric portion and a conductive portion are arranged with a small area, and the like. A spacer roller (not shown) is provided on the surface of the end of the developing roller 11 in the axial direction to keep a predetermined distance from the photosensitive drum 1 in the developing area. On the upstream side in the rotation direction D of the developing roller 11 with respect to the developing region, a thinning blade 12 for making the toner layer on the developing roller 11 have a predetermined uniform thickness is in contact with the surface of the developing roller 11. It is provided in. Further, inside the second developing device 3B located on the opposite side of the developing area via the developing roller 11, a toner supply roller 13 is provided so as to be in contact with the surface of the developing roller 11. Further, inside the second developing device 3B, two agitators 14a and 14b for stirring and transporting the toner in the toner storage unit are provided. The toner supply roller 13 and the two agitators 14a, 14b are supported so as to rotate in the directions of arrows E, F, G in the figure, respectively.
The toner supplied from a toner supply unit (not shown) into the toner storage unit is agitated and conveyed by agitators 14a and 14b, and supplied onto the developing roller 11 by the toner supply roller 13. Then, the toner supplied onto the developing roller 11 is thinned by the thinning blade 12, and is conveyed to the developing area with the rotation of the developing roller 11. In this developing area, the toner on the developing roller flies to the electrostatic latent image portion of the photosensitive drum 1 due to the developing bias applied to the developing roller 11, and a toner image is formed on the photosensitive drum. .
When the toner in the second developing device 3 B is consumed, the end of the toner is detected by the toner end sensor 17. As the toner end sensor 17, for example, a sensor of a piezoelectric vibration type or the like can be used.
[0013]
Next, the toner forced consumption operation, which is a feature of the present invention, will be described. In the present embodiment, this operation is performed only for the second developing device 3B, but may be performed for the first developing device 3A.
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a control unit for controlling the toner compulsory consumption operation according to the present embodiment. The control unit 20 actually controls the entire copying machine, but only the functions relating to the toner forced consumption operation are shown in the figure.
When a color image is printed by the copying machine, first, the image processing unit 21 of the control unit 20 receives image information of a document read by the scanner unit. Then, the arithmetic processing unit 21 controls the normal printing operation and stores the pixel amount of the electrostatic latent image portion formed on the photosensitive drum 1 in the pixel amount counter 22. In addition, the arithmetic processing unit 21 sequentially stores the cumulative number of prints, which is the actual number of image formations since the previous toner end, in the number counter 23. The arithmetic processing unit 21 calculates the forcible consumption amount of the toner to be forcibly consumed using the pixel amount stored in the pixel amount counter 22 and a predetermined reference pixel amount. At this time, the forcible toner consumption is corrected using a correction value described later, which is stored in the correction value memory 24 in advance. Then, after the printing operation, a latent image corresponding to the calculated pixel amount is formed in a non-image area on the photosensitive drum 1, and is developed to forcibly consume toner. The latent image pattern formed when the toner is forcibly consumed may be any pattern such as dots, solids, and lines.
Note that the forced toner consumption need not always be performed for each print operation that is determined to be small in the above-described determination by the arithmetic processing unit 21. For example, a pixel amount corresponding to the calculated shortage may be accumulated several times, and the accumulated toner may be forcibly consumed later.
[0014]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a flow of a process relating to a toner compulsory consumption operation of the control unit 20 in the present embodiment.
When the printing operation is started (S1), first, the arithmetic processing unit 21 of the control unit 20 adds 1 to the accumulated print number Z stored in the number counter 23 (S2). The arithmetic processing unit 21 functions as a forced consumption calculating unit, and forms an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 based on image information sent from the scanner unit, a print mode specified by a user, and the like. Pixel amount P of part _i Is calculated. Calculated pixel amount P _i Is stored in the pixel amount counter 22 (S3). Then, this pixel amount P _i And the predetermined reference pixel amount P ₀ Then, the forcible consumption of the toner to be forcibly consumed is calculated (S4).
[0015]
The length L of the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 in the surface movement direction of the photosensitive drum 1 differs for each printing operation. Since the driving time of the developing device changes according to the length L of the electrostatic latent image, the reference pixel amount P ₀ Is fixed as that for a fixed length L, the actual pixel amount P _i And reference pixel amount P ₀ Cannot be compared properly. Therefore, the reference pixel amount P of the present embodiment is ₀ Is obtained by multiplying a predetermined reference pixel amount per unit length by the actual length L of the electrostatic latent image. Note that the reference pixel amount per unit length can be experimentally obtained.
[0016]
Here, development characteristics may change for various reasons such as deterioration of the photosensitive drum 1 over time, contamination of the second charging device 2B, deterioration of toner, and the like, and background contamination may occur. The present embodiment has a function of changing the developing bias Vb so that the value of the developing bias Vb decreases when such background stain occurs. When the developing bias Vb is reduced, the developing potential Vp, which is the difference between the developing bias Vb and the potential VL of the electrostatic latent image portion, is reduced, so that the amount of toner consumption is reduced, and the occurrence of background contamination can be suppressed. However, in this case, the amount of toner to be consumed to develop a latent image having the same pixel amount is reduced. Therefore, in the toner forced consumption operation after the development bias is changed to a low value, the actual toner consumption amount including the toner forced consumption amount and the toner consumption amount for developing the latent image of the reference pixel amount are equalized. Can not do it. As a result, the period from when the toner is supplied to the developing device to when the toner is used up is extended, and problems such as a decrease in image density and background contamination due to deterioration of the toner near the toner end occur.
In addition, as the copying machine is used over time, the photoreceptor drum 1 may be replaced, or the second charging device 2B may be cleaned, thereby increasing the margin for background contamination. In this case, in order to increase the image density, the developing bias may be changed to be higher than the above. In this case, the toner consumption scheduled to be consumed for developing a latent image having the same pixel amount increases, so that toner is wasted due to forced toner consumption, and the toner yield decreases. .
[0017]
Therefore, when the developing bias Vb is changed, the arithmetic processing unit 21 of the control unit 20 previously calculates the change rate γ of the toner consumption amount of the changed developing bias with respect to the developing bias before the change, and corrects this. It is stored in the value memory 24 (S10). Then, the forcible toner consumption amount Pc is calculated from the arithmetic expression shown in the following Expression 1 (S4).
(Equation 1)
Pc = (P ₀ / Γ)-(P _i × γ)
[0018]
The correction value γ can be obtained experimentally.
FIG. 5 shows the development bias Vb [V] and the toner adhesion amount M [mg / cm] per unit area on the photosensitive drum 1 after development. ² [Fig. This graph is an example obtained by an experiment using this copying machine. In a practical range, it can be expressed in the form of M = α × Vb + β. In this example, α = 0.0012 and β = 0.19.
Here, the developing bias is set to Vb ₁ From Vb ₂ , The change rate γ of the toner consumption amount with respect to the pixel amount can be expressed by the following equation (2). Therefore, the actual pixel amount P _i Γ times the reference pixel amount P ₀ Is multiplied by 1 / γ, the forced toner consumption based on the developing bias after the change and the forced toner consumption based on the developing bias before the change can be corrected. . If the developing bias has not yet been changed from the initial state, the correction value γ is set to 1 and the toner forced consumption amount Pc is calculated.
(Equation 2)
γ = (α × Vb ₂ + Β) / (α × Vb) ₁ + Β)
[0019]
After calculating the toner forced consumption amount Pc as described above (S4), the arithmetic processing unit 21 determines whether the calculated toner forced consumption amount Pc is greater than 0 (S5). If it is determined that the pixel size is small, the actual pixel amount P _i Is the reference pixel amount P ₀ Therefore, it is not necessary to forcibly consume the toner. Therefore, the operation shifts to the next image forming operation without forcibly consuming the toner. On the other hand, if it is determined that the pixel amount is large, the actual pixel amount P _i Is the reference pixel amount P ₀ Therefore, it is necessary to forcibly consume the toner. In this case, an electrostatic latent image corresponding to the pixel amount of the toner forced consumption amount Pc calculated in S4 is optically written on the surface of the photosensitive drum immediately after the trailing end of the electrostatic latent image to be a print image by the second exposure device. This is developed by the second developing device 3B. Thereby, the reference pixel amount P ₀ Pixel amount P for _i Can be forcibly consumed (S6). When the toner image formed for forced consumption of the toner passes through the transfer area, the transfer device 4 is separated from the photosensitive drum 1, and the toner image is not transferred to the photosensitive drum 1 by the cleaning device 5. Removed and collected from above.
[0020]
As described above, if the toner forced consumption amount is corrected in accordance with the change in the developing bias Vb, the actual number of prints and the scheduled print amount during the period from when toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is used up are used. The number of sheets (reference image forming sheet number) can be made substantially the same. This expected number of prints can be regarded as the expected drive time (reference drive time) of the second developing device 3B during the period from when toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is used up. The toner end can be reached at an appropriate time. However, depending on the usage environment such as temperature and humidity, the user's usage method such as printing only images with a large amount of pixels, etc., even if the above correction is performed, the actual number of prints and the expected number of prints during the above period may be different. Sometimes.
[0021]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the accumulated number of prints from when a fixed amount of toner is supplied to the end of toner and the use environment (temperature and humidity). This graph is an experiment in which the cumulative number of printed sheets up to the toner end under each environment when the temperature and humidity are changed to 10 ° C. 15% RH, 23 ° C. 60% RH, and 30 ° C. 90% RH. As shown in the drawing, the accumulated number of printed sheets until the toner end is greatly changed due to a change in the use environment. If this is ignored, the toner end may not be reached at an appropriate time. Thus, in the present embodiment, the following processing is performed to correct this deviation.
[0022]
After the completion of the forcible consumption of the toner (S6), the arithmetic processing unit 21 determines whether the second developing device 3B is in the toner end state based on the signal from the toner end sensor 17 (S7). Then, when it is determined that the toner is out, the arithmetic processing unit 21 reads out the accumulated number of prints Z from the number-of-sheets counter 23 (S8). Then, a predetermined reference print number Z _std To the reference pixel amount P ₀ And the reference pixel amount P to be used by the next toner end. ₀ Is determined (S9).
[0023]
Here, the reference print number Z _std Can be determined experimentally.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the cumulative number of prints from the time when a fixed amount of toner is supplied to the second developing device 3B to the end of toner and the evaluation of the granular background stain appearing on the image. This graph shows the result of evaluating the granular background stain appearing on the image when the number of prints up to the toner end is changed by changing the pixel amount using the copying machine. Here, the evaluation rank when the best image is obtained without any background stains is set to 5, indicating that as the evaluation rank decreases, the background stains worsen. Generally, if the evaluation rank is 4 or more, a good image having no practical problem can be obtained. Therefore, the value with the largest number of prints within a range in which a good image having no practical problem can be obtained is set as the reference print number Z. _std It is desirable to use as. Therefore, in this example, the reference print number Z _std Is set to 2500 sheets.
[0024]
Then, when new toner is replenished to the second developing device 3B by the user or the like after the toner end, the count value of the sheet number counter 23 is reset to 0 when the replenishment operation is completed.
[0025]
As described above, according to the present embodiment, the deviation due to the fluctuation of the developing bias Vb is corrected, so that the toner end can be reached at an appropriate time. Moreover, in the present embodiment, the deviation due to the use environment and the like is also corrected, so that the toner end can be reached at a more appropriate time.
[0026]
[Modification 1]
Next, a modified example of the forcible toner consumption operation in the above embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “Modified Example 1”) will be described. In the present modified example, the cumulative number of prints Z is not counted during the period from when toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is used up, but the accumulated driving number is the actual driving time of the second developing device 3B. The drive time T is measured, and correction is performed based on the measured drive time. Therefore, in this modification, a drive time counter (not shown) for measuring the drive time t is mounted on the second developing device 3B, and the output t from this drive time counter is sent to the arithmetic processing unit 21 of the control unit 20. Is configured. Except for the correction based on the cumulative drive time T of the second developing device 3B, the second embodiment is the same as the above-described embodiment, and the description of the same parts as the above-described embodiment will be omitted.
[0027]
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of processing relating to the toner compulsory consumption operation of the control unit 20 according to the first modification.
In the first modification, when the arithmetic processing unit 21 determines that the toner is out (S7), the arithmetic processing unit 21 reads out the accumulated driving time T from the driving time counter of the second developing device 3B (S11). Then, a predetermined reference cumulative driving time T _std To the reference pixel amount P ₀ And the reference pixel amount P to be used by the next toner end. ₀ Is determined (S12). Note that the reference cumulative drive time T _std Can be experimentally obtained in the same manner as the above-described cumulative print number.
[0028]
When correction is performed using the cumulative print number Z as in the above-described embodiment, since the recording paper feed stage and the delay of the optical writing signal vary during the actual print operation, the cumulative print number Z is calculated based on the second print number. It is difficult to accurately grasp the accumulated driving time of the developing device 3B. However, according to the first modification, the forcible toner consumption is corrected based on the cumulative driving time T of the second developing device 3B, which is directly related to the degree of progress of toner deterioration, and therefore, is more appropriate than in the above embodiment. A toner forced consumption operation can be performed.
[0029]
[Modification 2]
Next, another modified example of the forcible toner consumption operation in the above embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “Modified Example 2”) will be described. In this modification, the correction is performed based on the accumulated driving time T of the second developing device 3B as in the first modification. However, instead of performing the toner forcible consumption operation for each print operation, a plurality of ( Forcible toner consumption operation is performed for each of m print operations.
[0030]
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of processing relating to the toner compulsory consumption operation of the control unit 20 according to the second modification.
When the printing operation is started (S1), the arithmetic processing unit 21 of the control unit 20 first adds 1 to the accumulated print number n stored in the number counter 23 (S21). Note that the accumulated print number n is not used for correcting the toner forced consumption amount but for determining the start timing of the toner forced consumption operation. Further, the arithmetic processing unit 21 calculates the accumulated pixel amount P until the accumulated print number n reaches the specified number m which is the start timing of the toner compulsory consumption operation. _im Is calculated and stored in the pixel amount counter 22 (S22). Then, it is determined whether or not the accumulated print number n has reached the specified number m (S23).
[0031]
When it is determined that the specified number m has been reached in the above determination, the arithmetic processing unit 21 resets the accumulated number n of prints stored in the number counter 23 to 0 (S24). Then, the accumulated pixel amount P _im Is used to calculate the forced consumption amount Pcm of the toner to be forcibly consumed in the same manner as in the embodiment and the first modification (S25). In calculating the toner forced consumption amount Pcm, a predetermined reference pixel amount P ′ ₀ Is the cumulative pixel amount P _im It is necessary to match. Therefore, the reference pixel amount P ′ used in Modification 2 ₀ Is the cumulative length L of the actual electrostatic latent image until the cumulative number of prints n reaches the specified number m of the reference pixel amount per unit length. _m = ΣL _n (N = 1 to m). An arithmetic expression for calculating the toner forced consumption amount Pcm at this time is as shown in the following Expression 3. When the forced consumption of the toner is completed (S6), the arithmetic processing unit 21 sets the cumulative pixel amount P stored in the pixel amount counter 22 to the value. _im Is reset to 0 (S26).
[Equation 3]
Pcm = (P ' ₀ / Γ)-(P _im × γ)
[0032]
In the case of continuously printing an image having a small number of pixels, forcible operation of toner is performed for each printing operation as in the above-described embodiment and the first modification, and the continuous printing speed is reduced. However, according to the second modification, since the toner forced operation for a plurality of sheets is collectively performed later, it is possible to suppress a decrease in the continuous printing speed due to the toner forced operation.
Also, as in the second modification, the pixel amount P _im By calculating the forcible toner consumption based on the above, the toner consumption due to the forcible toner consumption operation can be reduced. That is, the reference pixel amount P for each sheet ₀ (Reference pixel amount P used in the above embodiment and Modification 1) ₀ ) When developing the latent image above, the reference pixel amount P ₀ Consumes an amount of toner that exceeds the amount of toner consumed when developing. Therefore, when such development is performed during the period until the specified number m is reached, the reference pixel amount P ₀ Of the reference pixel amount P during the same period due to toner consumption exceeding the toner consumption amount of ₀ Actual reference pixel amount P smaller than _i A part or all of the forced toner consumption of the toner can be offset.
[0033]
As described above, according to the embodiment, the first modification, and the second modification, the control unit 20 controls the pixel amount P of the electrostatic latent image formed by the second exposure device. _i , P _im And the predetermined reference pixel amount P ₀ , P ' ₀ Thus, it functions as a compulsory consumption calculation unit for calculating the compulsory consumption Pc and Pcm of the toner to be forcibly consumed. Then, the arithmetic processing unit 21 of the control unit 20 controls the second charging device 2B, the second charging exposure, the second developing device 3B, the transfer device 4, and the like, thereby constructing a toner forced consumption unit. Accordingly, the second charging device 2B, the second charging exposure, the second developing device 3B, and the like are operated in accordance with the forcible consumption amounts Pc and Pcm, and the toner in the second developing device 3B is forcibly attached to the photosensitive drum 1. Then, the toner is forcibly consumed to remove the toner by the cleaning device 5 without performing the transfer by the transfer device 4. Then, even if the electrostatic latent image has the same pixel amount, parameters (development bias Vb, use environment such as temperature and humidity, etc.) which cause a change in the toner consumption amount are planned parameters (reference pixel amount). When it deviates from (the parameter at the time of determination), the arithmetic processing unit 21 functions as a forced consumption correction means, and corrects the forced consumption Pc, Pcm according to the actual parameter. Therefore, the toner end can be reached at an appropriate time by correcting the deviation of the parameter.
Further, according to the above-described embodiment, the above-described modified examples 1 and 2, the above-described parameters include the developing bias for causing the toner to adhere to the electrostatic latent image on the photoconductor drum 1. The deviation due to the bias Vb can be corrected, and the toner end can be reached at an appropriate time.
Further, in the above-described embodiment, the arithmetic processing unit 21 determines the number of images formed during the period from when toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is actually used up, based on the accumulated print number Z, which is the number of images formed. The forced consumption Pc is corrected. More specifically, the number of images to be formed with the toner replenished after the use-up is the reference print number Z, which is the reference image formation number. _std , The reference pixel amount P ₀ To correct. As described above, the cumulative number of prints Z changes due to environmental fluctuations such as temperature and humidity, but in the present embodiment, due to environmental fluctuations, for example, the actual cumulative number of prints Z becomes the reference print number Z. _std If the reference pixel amount P ₀ Will be corrected to increase. In this case, the correction is made so that the forced consumption amount Pc increases, and the cumulative print number Z is changed to the reference print number Z. _std Can be approached. In the opposite case, the reference pixel amount P ₀ Is corrected so as to be reduced, so that the forced consumption amount Pc is corrected to be reduced, and the cumulative print number Z is changed to the reference print number Z. _std Can be approached. As described above, since the forced consumption amount Pc is corrected in consideration of the use environment of the copying machine, the toner end can be reached at a more appropriate time.
According to the first and second modifications, the arithmetic processing unit 21 drives the second developing device 3B during the period from when toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is actually used up. The forced consumption amounts Pc and Pcm are corrected on the basis of the drive time T that is the calculated time. Specifically, the time during which the second developing device 3B is driven until the replenished toner is used up after the used up time is equal to the reference cumulative driving time T _std , The reference pixel amount P ₀ , P ' ₀ To correct. As described above, the drive time T changes due to environmental fluctuations such as temperature and humidity, similarly to the cumulative print number Z. In the first modified example and the second modified example, for example, the actual driving time T is changed to the reference cumulative driving time T _std Exceeds the reference pixel amount P ₀ Will be corrected to increase. In this case, the correction is performed so that the forced consumption amount Pc increases, and the driving time T is changed to the reference cumulative driving time Tc. _std Can be approached. In the opposite case, the reference pixel amount P ₀ Is reduced so that the forced consumption amount Pc is reduced, and the driving time T is changed to the reference cumulative driving time T. _std Can be approached. In the first modification and the second modification, the correction is performed based on the driving time of the second developing device 3B which is directly related to the degree of progress of the toner deterioration. In comparison, the forced consumption amount Pc can be more appropriately corrected, and the toner end can be reached at a more appropriate time.
Further, the copying machines of the above-described embodiment, the first modified example, and the second modified example include a toner end sensor 17 as a toner end detecting unit for detecting a toner end in the second developing device 3B. The period from when the toner is supplied to the second developing device 3B to when the toner is completely used is a period from when the toner end sensor 17 detects the toner end to when the next toner end is detected. Thereby, the processing in the arithmetic processing unit 21 becomes easy.
In the second modification, the compulsory consumption amount P for a plurality of (m) image forming operations is calculated by the arithmetic processing unit 21. _im Is calculated, and the toner is forcibly consumed after m image forming operations. Thereby, the effect of Modification 2 described above can be obtained.
[0034]
In the above-described embodiment, the first modification, and the second modification, the correction using the developing bias is always performed. However, the correction may be omitted. If the copying machine has a function of changing parameters other than the developing bias, the forced consumption may be corrected according to the change in the parameter.
[0035]
【The invention's effect】
According to the first to sixth aspects of the present invention, the toner end can be reached at an appropriate time even if a parameter that causes a change in the amount of consumed toner deviates from a predetermined parameter even with the same pixel amount. In addition, there is an excellent effect that it is possible to suppress a problem caused by toner deterioration while suppressing waste of toner due to forced consumption of toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing the flow of processing relating to a toner forced consumption operation performed by a control unit 20 of a copying machine according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a main part of the copying machine.
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a second developing device of the copying machine.
FIG. 4 is a functional block diagram showing a control unit for controlling a forced toner consumption operation of the copying machine.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a developing bias and a toner adhesion amount per unit area on a photosensitive drum after development.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the cumulative number of prints from when a fixed amount of toner is supplied to the end of toner and the use environment (temperature and humidity).
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the cumulative number of prints from the time when a certain amount of toner is supplied to the second developing device to the end of toner and the evaluation of granular background stains appearing on an image.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a process relating to a toner compulsory consumption operation of a control unit according to a first modification.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of processing relating to a toner compulsory consumption operation of a control unit according to a second modification.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum
2B Second charging device
3B Second developing device
4 Transfer device
5 Cleaning device
17 Toner end sensor
20 control unit
21 Arithmetic processing unit
22 Pixel amount counter
23 Number counter
24 Correction value memory

Claims

An image carrier;
A latent image forming means for forming a latent image on the image carrier,
A developing device that develops the latent image formed on the image carrier to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier onto a transfer material,
Cleaning means for removing toner on the image carrier;
A forced consumption calculating unit configured to calculate a forced consumption amount of toner to be forcibly consumed from a pixel amount of the latent image formed by the latent image forming unit and a predetermined reference pixel amount;
According to the forcible consumption, the latent image forming means and the developing device are operated to forcibly adhere the toner in the developing device to the image carrier, and the transfer by the transfer means is not performed by the cleaning means. An image forming apparatus comprising: a toner forcibly consuming means for removing toner on the image carrier;
Forced consumption correction means for correcting the forced consumption of toner forcibly consumed by the toner forced consumption means in accordance with a parameter which causes a change in toner consumption even when the latent image has the same pixel amount. An image forming apparatus comprising:

The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the parameter is a developing bias for causing toner to adhere to the latent image on the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 1,
The forcible toner consumption means forcibly consumes toner such that the number of image formations during a period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is used up becomes a predetermined reference image formation number. ,
The forcible consumption correction means is configured to determine, based on the number of images formed during the period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is actually used up, the number of images to be formed with toner replenished after the toner is completely used up, An image forming apparatus, wherein the reference pixel amount is corrected so as to approach the reference image formation number, and the forced consumption amount is corrected.

The image forming apparatus according to claim 1,
The toner forcibly consuming means forcibly consumes the toner such that a driving time of the developing device during a period from when the toner is supplied to the developing device to when the toner is used up becomes a predetermined reference driving time. And
The forcible consumption correction means is configured to determine whether the replenished toner is consumed after the developing device is used, based on a time period during which the developing device is driven during a period from when toner is supplied to the developing device to when the toner is actually used up. An image forming apparatus, wherein the reference pixel amount is corrected so that the drive time of the developing device approaches the reference drive time, and the forcible consumption amount is corrected.

The image forming apparatus according to claim 3, wherein
A toner end detecting unit for detecting a toner end in the developing device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the period from when the toner end detecting unit detects the toner end to when the next toner end is detected is used as the period.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5,
The forced consumption calculating means calculates the forced consumption for a plurality of image forming operations,
An image forming apparatus, wherein the toner is forcibly consumed by the toner forcibly consuming means after the plurality of image forming operations.