JP2002244512A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2002244512A
JP2002244512A JP2001039788A JP2001039788A JP2002244512A JP 2002244512 A JP2002244512 A JP 2002244512A JP 2001039788 A JP2001039788 A JP 2001039788A JP 2001039788 A JP2001039788 A JP 2001039788A JP 2002244512 A JP2002244512 A JP 2002244512A
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image forming
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Naotaka Iwata
尚貴 岩田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像器内の現像剤の劣化状況を把握し、現像
器の寿命を延ばす対策を施すと共に、現像剤の劣化状況
に応じて交換等の対処をし、常に安定した画像を出力す
ることができる画像形成装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、現像器57の
空駆動も含めた駆動時間と、画像形成枚数を積算して記
憶しており、画像形成1枚あたりの駆動時間を算出する
構成とする。現像剤の劣化は画像形成1枚あたりの現像
器駆動時間が長くなるほど進行するため、この駆動時間
が規定値以上になったときに、作像動作の合間に感光体
ドラム55上に黒ベタを形成してトナーのスペントを防
止し、現像剤の劣化を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いたコピー、ファックス、プリンターなどの画像形成装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、静電潜像担持体(感光体)上に形
成された静電潜像を顕像化する現像方式としては、2成
分現像剤を用いる2成分方式と、1成分現像剤を用いる
1成分方式とがある。2成分方式は、トナーと鉄粉のキ
ャリアを混合して摩擦帯電させ、キャリアとともに現像
域へトナーを搬送し、キャリアの磁気ブラシで感光体面
を擦り、キャリアに付着しているトナーを現像するもの
である。また、1成分方式は、現像ローラー上に帯電ト
ナーの層を形成して感光体と対向し、電界により、接触
もしくは非接触で現像を行うものである。どちらの場合
も現像を開始する前に現像器が駆動されるが、画像領域
の前後や転写紙間など、トナーが消費されずに現像器が
駆動される時間が生じる。このような空駆動の時間が長
くなると、2成分方式の現像器の場合、キャリア表面に
古いトナーが固着して表面を覆ってしまうスペント化現
象が起こりやすく、キャリアの帯電能力の低下させるな
ど、劣化を早めてしまう。また、1成分方式の場合は、
現像ローラー表面にトナーが固着してフィルミングし、
トナーを帯電させて保持する力が弱くなったり、ブレー
ド表面にトナー固着が起きてスジが発生するなどの不具
合がおきやすい。
【0003】特開平5−45929号公報においては、
トナーとキャリアの組成、および現像剤搬送体の表面粗
さを規定してトナースペントや搬送体へのフィルミング
を防止することが開示されている。また、特開平6−9
5495号公報においては現像剤を搬送、攪拌する部材
として回転軸と結合する部分に空所が形成された攪拌羽
を用いることでトナースペントや凝集を防止することが
開示されている。更に、特開平11−352780号公
報では、現像剤を担持する現像スリーブ内のマグネット
の磁界を、現像剤の流れがスムーズになるようにしてト
ナーの凝集やスペントを防止することが開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の提案は、トナー
の凝集やスペントを防止する上で有効であるが、現像器
の駆動時間に従って、どれだけ現像剤の劣化が進行して
いるかを図れるものではない。現像剤の劣化は、形成さ
れる画像の画質の低下につながるため、現像剤の劣化状
況を把握しながら、それに対処する必要がある。
【0005】上記の問題点に鑑み、本発明は、現像器内
の現像剤の劣化状況を把握し、現像器の寿命を延ばす対
策を施すと共に、現像剤の劣化状況に応じて交換等の対
処をし、常に安定した画像を出力することができる画像
形成装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、 請求項1に記載の発明は、静電潜像担持体を帯電
させる帯電器と、潜像を形成するための露光装置と、該
静電潜像を現像剤によって現像して顕像化する現像器と
を備えている画像形成装置であり、該装置が現像器の駆
動時間と画像形成枚数を積算して記憶しており、画像形
成1枚あたりの現像器駆動時間を算出する 画像形成装
置とする。請求項2に記載の発明は、静電潜像担持体を
帯電させる帯電器と、潜像を形成するための露光装置
と、該静電潜像を現像剤によって現像して顕像化する現
像器とを備えている画像形成装置であり、 該装置が現
像器の駆動時間と画像形成された画素数を積算して記憶
しており、現像器が駆動した静電潜像担持体上の駆動距
離から実質的な画像面積率を算出する 画像形成装置と
する。請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載
の画像形成装置において、画像形成1枚あたりの現像器
駆動時間が規定値より長くなるか、または実質的な画像
面積率が規定値より小さくなると、作像駆動の合間に静
電潜像担持体上に黒ベタを形成する 画像形成装置とす
る。
【0007】請求項4に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の画像形成装置において、現像器がカートリッジ
化されており、 画像形成1枚あたりの現像器駆動時間
が規定値より長くなるか、または実質的な画像面積率が
規定値より小さくなると、規定の枚数より早くカートリ
ッジ交換の信号を表示する 画像形成装置とする。請求
項5に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成
装置において、該装置がサービスセンターと通信システ
ムで接続されており、装置の故障や使用状態をモニター
するとき、 画像形成1枚あたりの現像器駆動時間が規
定値より長くなるか、または実質的な画像面積率が規定
値より小さくなると、規定の枚数より早くトナー、また
は現像剤の交換を通知する 画像形成装置とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係わる画像
形成装置の一例として示す、デジタル複写機の概略構成
図である。画像読み取り手段として機能するスキャナ1
0は、原稿Gを照明するための光源11、原稿G面で反
射した反射光をCCD16に導くミラー12、及びレン
ズ15、並びにスキャナ10を副走査方向に操作するた
めのスキャナ駆動モータ(不図示)から主に構成され、
原稿Gをコンタクトガラス18上に置いた状態で読み取
り操作を実行する。作像部50では、感光体ドラム55
の表面を帯電装置56により均一に帯電させ、画像デー
タに応じて半導体レーザー発光装置51からのレーザー
光により感光体ドラム55表面を露光する。このレーザ
ー光は回転するポリゴンミラー52により反射して、感
光体ドラム55面に照射される。そしてレーザー光のO
FF、ONによりドット状潜像を書き込む。このレーザ
ー光の発光パルス時間をドット毎に制御して階調表現に
用いる。そして、現像器57で、感光体ドラム55電位
と同極性の帯電トナーによって、該潜像をネガ−ポジ現
像する。搬送経路32上を搬送されてきた転写紙は、中
抵抗転写ベルト59と感光体ドラム55の間に挟まれ
て、転写電流が印加されることにより、感光体ドラム5
5上のトナーを転写紙上に転写する。その後、転写紙は
転写ベルト59に静電的に吸着して搬送され、定着装置
63を通って排紙される。感光体ドラム55上の転写残
トナーは、クリーニングブレード62によってクリーニ
ングユニット61内にかき落とされ、再び感光体ドラム
55の表面は画像形成に用いられる。
【0009】本実施の形態においては、1成分現像方
式、2成分現像方式のいずれの現像器を用いてもよい。
図2は、2成分現像方式の現像器の概略構成図である。
ホッパー46内にトナーが補給され、そのトナーはホッ
パー下部の補給ローラー45が補給タイミングで回転す
ると、スリッター48を通って現像器内へ落ちる。現像
器内ではパドル43により、キャリアとトナーが攪拌さ
れる。現像器下部の磁気センサー47により、トナー濃
度を最適に保つようにしている。そして現像スリーブ4
1に付着した現像剤は、ドクターブレード42で穂の高
さを規制されて、磁気ブラシを形成して現像域へ搬送さ
れ現像を行う。
【0010】図3は、本実施形態で用いる1成分現像方
式の現像器の概略構成図である。ホッパー75内のトナ
ー74がアジテーター73で攪拌されて、補給ローラー
76にわたされる。ここで補給ローラー76と現像ロー
ラー71との間で摩擦帯電されたトナーが現像ローラー
71に付着し、薄層化ブレード72によりトナー層とな
って現像域へ搬送され、現像に用いられる。
【0011】本実施形態における第一の構成は、現像器
57の空駆動も含めた駆動時間と、画像形成枚数を積算
して記憶しており、画像形成1枚あたりの駆動時間を算
出する構成とするものである。画像形成1枚あたりの駆
動時間の算出は、以下のようにして行う。例えば、1分
あたり60枚の画像を出力できる画像形成装置の場合、
連続プリント時の画像1枚あたりの現像器駆動時間は1
秒となる。しかし、1回のジョブで2枚出力する駆動の
場合は、画像形成前後の空駆動時間も含めると7秒程度
かかり、画像形成1枚あたりの現像器駆動時間は3.5
秒となる。また、1回のジョブで1枚出力する駆動の場
合は、画像形成前後の空駆動時間も含めると5秒程度か
かり、画像形成1枚あたりの現像器駆動時間は5秒とな
る。この関係をグラフに示したのが、図4である。現像
器駆動時間は、1回のジョブで連続して画像形成する枚
数が増えるに従い、減少する。ここで、現像器の劣化は
画像形成1枚あたりの駆動時間が長くなるほど進行する
が、本実施形態においてはその情報を常に把握すること
ができ、現像剤劣化に対して対処することが可能にな
る。
【0012】本実施形態における第二の構成は、現像器
57の空駆動も含めた駆動時間と、出力された画像の画
素数を積算して記憶し、現像器57が駆動した感光体ド
ラム55上の駆動距離から、実質的な画像面積率を算出
する構成とするものである。実質的な画像面積率の算出
は以下のようにして行う。先ず、現像器57が感光体ド
ラム55面に対して駆動した距離を駆動時間から算出す
る。また、現像器57が実質的に駆動した面積を算出す
る。そして、画素数の積算値により実質的な画像面積率
を算出する。例えば、A4サイズの紙の全ベタを100
としたとき、画像面積率6%の画像を60秒で連続60
枚出力したとする。感光体ドラム55の線速が300m
m/secであるとすると、現像器57の駆動した距離
は、300×60=18000mm であり、画素数
は、6×60=360である。A4横通紙を基準にする
と、210mmが画像1枚分の幅である。従って、現像
器57が、18000mm駆動して360画素を出力し
た場合、実質画像面積率は、360÷(18000÷2
10)=4.2%となる。次に、A4横で1回のジョブ
で画像面積率6%の画像を上記と同じ条件で2枚出力し
た場合には、現像器57の駆動した時間は第一実施形態
に示したように7秒であることから、現像器57の駆動
距離は、300×7=2100mm である。画素数
は、6×2=12である。よって、実質画像面積率は1
2÷(2100÷210)=1.2%となる。この関係
をグラフに示したのが、図3である。図3に示すよう
に、1回のジョブで連続して画像形成する枚数が少なく
なるほど、同じ画像面積の画像を出力しても実質的な画
像面積率は小さくなる。ここで、現像器57の劣化は実
質画像面積率が小さい使用状態であるほど進行するが、
本実施形態においてはその情報を把握することができ、
現像剤劣化に対して対処することが可能になる。
【0013】次に、現像剤の劣化に対処する手段につい
て説明する。第一の構成により、画像形成装置の電源投
入時に、積算値から画像形成1枚あたりの現像器駆動時
間を算出する。例えば、算出された値が3秒以上である
ならば、図4に示すように、画像形成1枚あたりの現像
器駆動時間は長いと判断できるため、画像形成500枚
毎に転写紙間にA4サイズの黒ベタを感光体ドラム55
上に現像し、それをクリーニング装置61に搬送する構
成とする。このようにして、トナーを消費することによ
り、トナーのキャリア表面へのスペントや現像ローラへ
のフィルミングを防止することができる。その結果、帯
電性の高いトナーが現像器内に多くなり、良好な画質を
維持しながら現像剤寿命を保つことができる。尚、画像
形成1枚あたりの現像器駆動時間は、使用する画像形成
装置によって異なるため、その装置の能力に適した時間
を設定することとする。
【0014】また、第二の構成により、画像形成装置の
電源投入時に、ユニットが新しくセットされてからの積
算値より実質画像面積率を算出する。例えば、その値が
1%以下であるならば、図5に示すように実質画像面積
率は小さいと判断できるため、画像形成100枚毎に転
写紙間にA4サイズの黒ベタを感光体ドラム55上に現
像し、それをクリーニング装置61に搬送する構成とす
る。このようにして、トナーを消費することにより、帯
電性の高いトナーが現像器内に多くなり、画質を維持し
ながら現像剤寿命を保つことができる。尚、実質画像面
積率は、使用する画像形成装置によって異なるため、そ
の装置の能力に適した面積率を設定することとする。
【0015】更に、第一の構成もしくは第二の構成のよ
うにして得られる情報を基に、現像器が含まれるカート
リッジの交換のタイミングを指示することも可能であ
る。従来、カートリッジ化された現像器には、規定枚数
の画像出力後にカートリッジ交換の要請を表示するもの
がある。一方、第一実施形態もしくは第二実施形態にお
いては、積算値から画像形成1枚あたりの現像器駆動時
間、もしくは、実質的な画像面積率を算出することがで
きる。このため、現像器駆動時間が規定時間より長くな
るか、または実質的な画像面積率が規定値より小さい使
用状態であると、現像剤の劣化が進行していると判断で
きる。そこで、カートリッジ交換のタイミングを、規定
されていた画像出力枚数よりも早くするものとする。こ
のような構成にすることにより、画像が明らかに劣化す
ることなく、常に良好な画像出力が可能となる。
【0016】画像形成装置が、サービスセンターと通信
システムでつながっており、装置の故障や使用状態をモ
ニターするシステムにおいても、第一の構成もしくは第
二の構成により得られる情報を利用することができる。
すなわち、サービスセンターにおいて、画像形成1枚あ
たりの現像器駆動時間、もしくは実質的な画像面積率を
モニターし、画像形成1枚あたりの現像器駆動時間が規
定値より長くなるか、または実質画像面積率が規定値よ
り小さくなる使用状態であると、現像剤の劣化が進行し
ていると判断できるため、サービスマンによる現像剤の
交換のタイミングを規定の画像出力枚数よりも早くする
ことが可能となる。このような構成にすることにより、
画像が明らかに劣化することなく、常に良好な画像出力
が可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によ
り、画像形成1枚あたりの現像器駆動時間、もしくは実
質的な画像面積率を算出することで、現像器内の現像剤
の劣化状況を把握し、現像器の寿命を延ばす対策を施す
ことができる画像形成装置を提供することができる。ま
た、現像剤の劣化状況に応じて現像剤、あるいはカート
リッジの交換等の対処を早めにし、常に安定した画像を
出力することができる画像形成装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係わる画像形成装置の一例とし
て示す、デジタル複写機の概略構成図である。
【図2】 本実施形態に係わる2成分方式現像器の概略
構成図である。
【図3】 本実施形態に係わる1成分方式現像器の概略
構成図である。
【図4】 本実施形態における画像形成1枚あたりの現
像器駆動時間と連続画像形成枚数の関係を示す図であ
る。
【図5】 本実施形態における実質画像面積率と連続画
像形成枚数の関係を示す図である。
【符号の説明】
10 スキャナ 11 光源 12 ミラー 15 レンズ 16 CCD 18 コンタクトガラス 20 給紙カセット 21 手差し給紙トレイ 25、26 転写紙 31 搬送ローラー 32 搬送経路 41 現像スリーブ 42 ドクターブレード 43 パドル 45 補給ローラー 46 ホッパー 47 磁気センサー 48 スリッター 50 作像部 51 レーザー発光装置 52 ポリゴンミラー 53 ミラー 55 感光体ドラム 56 帯電装置 57 現像器 59 転写ベルト 61 クリーニングユニット 62 クリーニングブレード 63 定着装置 71 現像ローラー 72 薄層化ブレード 73 アジテーター 74 トナー 75 ホッパー 76 補給ローラー G 原稿
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA39 DA45 DB01 DD07 DE04 DE07 DE09 EB01 EC06 ED08 EE08 EF01 EF12 EK00 HB01 HB02 HB13 2H077 AB03 AC03 AD06 AD13 AE04 BA09 DA08 DA20 DA22 DA24 DA42 DA47 DB10 DB25 EA03 EA11 GA03 5C062 AA05 AB22 AB23 AC04 AC10 AF15 5C074 AA07 AA15 BB02 BB26 CC26 EE06 EE11 GG14 GG16 HH02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像担持体を帯電させる帯電器と、
    潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像を現像剤
    によって現像して顕像化する現像器とを備えている画像
    形成装置であり、 該装置が現像器の駆動時間と画像形成枚数を積算して記
    憶しており、画像形成1枚あたりの現像器駆動時間を算
    出することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 静電潜像担持体を帯電させる帯電器と、
    潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像を現像剤
    によって現像して顕像化する現像器とを備えている画像
    形成装置であり、 該装置が現像器の駆動時間と画像形成された画素数を積
    算して記憶しており、現像器が駆動した静電潜像担持体
    上の駆動距離から実質的な画像面積率を算出することを
    特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の画像形成装置に
    おいて、 画像形成1枚あたりの現像器駆動時間が規定値より長く
    なるか、または実質的な画像面積率が規定値より小さく
    なると、作像動作の合間に静電潜像担持体上に黒ベタを
    形成することを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の画像形成装置に
    おいて、 現像器がカートリッジ化されており、 画像形成1枚あたりの現像器駆動時間が規定値より長く
    なるか、または実質的な画像面積率が規定値より小さく
    なると、規定の画像出力枚数より早くカートリッジ交換
    の信号を表示することを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の画像形成装置に
    おいて、 該装置がサービスセンターと通信システムで接続されて
    おり、装置の故障や使用状態をモニターするとき、 画像形成1枚あたりの現像器駆動時間が規定値より長く
    なるか、または実質的な画像面積率が規定値より小さく
    なると、規定の画像出力枚数より早くトナー、または現
    像剤の交換を通知することを特徴とする画像形成装置。
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