JP2006227520A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】あとどの程度の期間、消耗品を使用して画像を形成することができるかを知ることができるようにする。
【解決手段】消耗品と、該消耗品の抵抗値を測定部によって測定する抵抗値測定処理手段と、前記抵抗値の変化量に基づいて、消耗品の寿命を推定する寿命推定処理手段とを有する。この場合、消耗品の抵抗値が測定され、抵抗値の変化量に基づいて消耗品の寿命が推定されるので、操作者は、あとどの程度の期間、消耗品を使用して画像を形成することができるかを知ることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置、例えば、カラーのプリンタにおいては、複数の画像形成部が並べて配設され、各画像形成部において、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナー像が形成されるようになっている。そして、各画像形成部において感光体ドラムの表面に形成されたトナー像は、消耗品としての転写ベルトによって搬送される記録媒体上に順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成され、続いて、カラーのトナー像は定着装置に送られ、該定着装置において記録媒体に定着させられ、カラー画像になる。
前記構成のプリンタにおいては、印刷枚数、感光体ドラムの表面電位の変化、感光体ドラムの回転数等を記録し、所定の条件が成立すると、転写ベルトの交換時期を操作者に知らせるようにしている。また、前記転写ベルトにおいては、機械的な摩耗によって抵抗分布が不均一になり、転写ローラにおける転写特性が低下することがある。そこで、摩擦抵抗測定手段によって転写ベルトの表面の摩擦抵抗を測定し、測定された摩擦抵抗の変化に基づいて、転写ベルトの交換時期を操作者に知らせるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−305379号公報
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、転写ベルトの交換時期を操作者に知らせ、交換の準備を促すだけであり、操作者は、あとどの程度の期間、転写ベルトを使用して画像を形成することができるかが分からない。
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、あとどの程度の期間、消耗品を使用して画像を形成することができるかを知ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明の画像形成装置においては、消耗品と、該消耗品の抵抗値を測定部によって測定する抵抗値測定処理手段と、前記抵抗値の変化量に基づいて、消耗品の寿命を推定する寿命推定処理手段とを有する。
本発明によれば、画像形成装置においては、消耗品と、該消耗品の抵抗値を測定部によって測定する抵抗値測定処理手段と、前記抵抗値の変化量に基づいて、消耗品の寿命を推定する寿命推定処理手段とを有する。
この場合、消耗品の抵抗値が測定され、抵抗値の変化量に基づいて消耗品の寿命が推定されるので、操作者は、あとどの程度の期間、消耗品を使用して画像を形成することができるかを知ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置、例えば、カラーのプリンタについて説明する。
図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
図において、22Y、22M、22C、22Bkは装置本体に対して着脱自在に配設されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの現像装置ユニットであり、該現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bkは、記録媒体としての図示されない用紙の搬送方向に、各色の現像剤としてのトナーに対応させて4台隣接させて配設され、それぞれ画像形成部を構成し、像担持体としての感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkを備える。また、14Y、14M、14C、14Bkは、現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bkの上方において、前記感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkと対向させて配設された露光装置としてのLEDヘッドであり、該LEDヘッド14Y、14M、14C、14Bkは、帯電装置としての図示されない帯電ローラによってあらかじめ一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkを露光し、静電潜像を形成する。
そして、現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bk内に配設された現像剤担持体としての図示されない現像ローラは、各静電潜像に各色のトナーを付着させ、現像して、可視像としてのトナー像を形成する。
前記現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bkの下方には、前記感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkと対向させて、転写装置としての転写ローラ16Y、16M、16C、16Bkが、消耗品としての無端部材、本実施の形態においては、転写ベルト26を挟んで配設される。該転写ベルト26は、駆動ローラ27と従動ローラ28との間に張設され、矢印E方向に走行させられ、図示されない給紙装置から供給され、矢印F方向に挿入された用紙を、各現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bkに沿って搬送する。
その間に、転写ローラ16Y、16M、16C、16Bkは、各色のトナー像を順次重ねて用紙に転写し、カラーのトナー像を形成する。なお、前記駆動ローラ27及び従動ローラ28によって搬送用の第1、第2のローラが構成され、転写ローラ16Y、16M、16C、16Bk、転写ベルト26、駆動ローラ27、従動ローラ28等によって転写ユニットが構成される。この場合、転写ベルト26によって中間転写体が構成される。そして、前記駆動ローラ27と図示されない搬送用の駆動部としての搬送用モータとが連結され、該搬送用モータを駆動することによって駆動ローラ27を回転させると、転写ベルト26が走行させられ、従動ローラ28が回転させられる。
カラーのトナー像が転写された用紙は定着装置17に送られ、カラーのトナー像は、定着装置17によって定着させられて、カラー画像が形成される。そのために、前記定着装置17は、回転自在に配設された定着部材としての定着ローラ31、回転自在に配設された加圧部材としての加圧ローラ32、及び定着用の駆動部としての図示されない定着用モータを備える。前記定着ローラ31及び加圧ローラ32によって、定着用の第1及び第2のローラが構成される。また、前記定着用モータは前記定着ローラ31と連結される。そして、前記定着用モータを駆動することによって定着ローラ31を回転させると、それに伴って、加圧ローラ32が回転させられる。
図1は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、図2におけるLEDヘッド14Y、14M、14C、14Bk、及び転写ローラ16Y、16M、16C、16Bkを、図1においてLEDヘッド14及び転写ローラ16で表した。
図に示されるように、11はエンジン制御部であり、該エンジン制御部11は、上位装置としてのホスト部12からの情報を受信し、印刷プロセスに必要な各部の動作を制御する。また、13は帯電ローラ、14はLEDヘッド、15は現像ローラ、16は転写ローラ、17は定着装置、18は、感光体ドラム25Y(図2)、25M、25C、25Bk、帯電ローラ13、現像ローラ15等を回転させるための回転駆動部としての図示されないドラムモータのほかに、前記搬送用モータ、定着用モータ等を駆動するためのモータ駆動部、19は装置本体内に配設された各種のセンサ(例えば、用紙の位置を検出するセンサ、定着装置17の温度を検出するセンサ等)の出力状態を監視するセンサ部、11aは、報知部としてのオペレーションパネルを備え、プリンタの情報を操作者に報知するための表示部、11bは転写ベルト26の回転数(周回数)をカウント値として記録する消耗品カウント値保存部、11cは消耗品経時データ保存部である。前記消耗品カウント値保存部11b及び消耗品経時データ保存部11cは不揮発性メモリによって構成される。
本実施の形態においては、消耗品として転写ベルト26が使用され、前記消耗品カウント値保存部11bにはカウント値が記録され、消耗品経時データ保存部11cには、前記カウント値に対応させて測定された転写ベルト26の抵抗値が前記カウント値と共に記録されるようになっているが、消耗品として感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bk、定着装置17等を使用した場合は、前記消耗品カウント値保存部11bに、感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkの回転数、定着装置17のカウント値等が、感光体ドラム25Y、25M、25C、25Bkの抵抗値、定着ローラ31、加圧ローラ32等の抵抗値と共に記録される。また、必要に応じて給紙部のトレイから給紙された用紙の枚数をカウント値とすることができる。
この場合、転写ベルト26のカウント値は、A4判の用紙の搬送方向の長さをL1とし、連続印字を行う際の各用紙間の間隔をL2としたとき、長さL1と間隔L2とを加算した距離L
L=L1+L2
だけ転写ベルト26が走行する回数で表され、転写ベルト26が距離Lだけ走行すると、カウント値が一つカウントアップする。なお、ここで説明する転写ベルト26の寿命は、カウント値で60000である。また、定着装置17のカウント値も、転写ベルト26のカウント値と同様に定義することができ、定着ローラ31、加圧ローラ32等が円周方向において距離Lだけ走行する回数で表される。
次に、前記転写ベルト26の特性について説明する。
図3は本発明の第1の実施の形態における転写ベルトの特性を示す図、図4は本発明の第1の実施の形態における消耗品経時データ保存部の構造を示す図である。なお、図3において、横軸にカウント値を、縦軸に抵抗値〔Ω〕を採ってある。
図3は、転写ベルト26の抵抗値の経時変化を表し、カウント値が初期状態から20000(20k)になるまでは、抵抗値が徐々に低くなるが、これは転写ベルト26を構成する材料が炭化し、導電パスが発生することによるものである。その後、カウント値が20000を超えると、転写ベルト26が寿命になるまで抵抗値が安定する。
ところで、カウント値が20000を超えても抵抗値が低くなり続けると、転写を良好に行うことができなくなり、画像品位が低下し、転写ベルト26が寿命になるまで印刷を良好に行うことができなくなってしまう。そこで、前記抵抗値に、印刷を良好に行うための下限値rm
rm=2.00E+07〔Ω〕
が設定される。
また、エンジン制御部11(図1)は、転写ベルト26のカウント値が1000(1k)になるごとに、抵抗値を測定するためのタイミングを設定し、各タイミングになると、印刷が開始される前に、転写ベルト26の抵抗値を測定し、図4に示されるように、測定された抵抗値を前記カウント値と共に消耗品経時データ保存部11cに記録する。
図4において、カウント値が0である初期状態の抵抗値は4.00E+07〔Ω〕であり、カウント値が1000大きくなるごとに抵抗値が測定され、消耗品経時データ保存部11cに記録される。そして、エンジン制御部11は、今回及び前回の抵抗値を比較し、演算を行い、転写ベルト26の寿命を推定する。
図5は本発明の第1の実施の形態における寿命推定方法の概念を示す図である。なお、図において、横軸にカウント値を、縦軸に抵抗値〔Ω〕を採ってある。
図において、L1はカウント値が大きくなったときの抵抗値の理想の変化を表す理想経時変化線であり、実際に測定された抵抗値は、×で示されるように変化する。
この場合、前回のカウント値をX1とし、前回の抵抗値をRpreとし、今回のカウント値をX2とし、今回の抵抗値をRnowとしたとき、単位カウント値当たりの抵抗値の変化量α〔Ω/1カウント値〕は、2点傾き演算により、
α=(Rpre−Rnow)/1000〔Ω/1カウント値〕
になる。したがって、エンジン制御部11は、下限値rm及び変化量αに基づいて、抵抗値が下限値rmに到達するカウント値β
β=(Rnow−rm)/α
を推定し、該カウント値βから今回のカウント値X2を減算して差カウント値s1
s1=β−X2
を算出する。そして、前記エンジン制御部11は、前記差カウント値s1をホスト部12に通知するか、又は表示部11aに表示することによって操作者に報知する。なお、前記カウント値βは、転写ベルト26の推定される寿命、すなわち、推定寿命を表し、差カウント値s1は、あとどの程度の期間、転写ベルト26を使用して印刷を行うことができるかを表す耐用期間を表す。
また、前記カウント値βが理想経時変化線上の転写ベルト26の定格の寿命、すなわち、定格寿命を表すカウント値γより大きい場合は、前記エンジン制御部11は、カウント値γを優先し、カウント値γから今回のカウント値X2を減算して差カウント値s2
s2=γ−X2
を算出する。そして、前記エンジン制御部11は、前記差カウント値s2をホスト部12に通知するか、又は表示部11aに表示することによって操作者に報知する。
次に、前記抵抗値を測定する測定部について説明する。なお、この場合、現像装置ユニット22Y、22M、22C、22Bkと転写ローラ16Y、16M、16C、16Bkとの間に形成される各色の転写部のうちのイエローの転写部に測定部が形成されるようになっているが、該測定部をいずれの転写部に配設することもできる。
図6は本発明の第1の実施の形態における測定部の拡大図である。
図に示されるように、感光体ドラム25Yは、アルミ素管側と静電容量塗布側とに分かれていて、アルミ素管側はグラウンドに接地され、静電容量塗布側は転写ベルト26と接続される。また、51は転写用の電源であり、該電源51は、定電圧制御によって正の所定の電圧、本実施の形態においては、2〔kV〕の電圧を転写ローラ16Yに印加する。前記電源51は、前記電圧を印加するときに、転写ベルト26を流れる電流の値を検出することができる機能を有する。すなわち、前記電源51は、前記転写ローラ16Y、転写ベルト26及び感光体ドラム25Yと直列に、転写ベルト26及び感光体ドラム25Yの合成抵抗に対して十分に値が小さい図示されない抵抗が接続され、該抵抗における端子間の電圧を検出することによって、前記電流の値を検出する。
その結果、前記エンジン制御部11は、前記電圧及び電流を読み込み、電圧及び電流に基づいて転写ベルト26の抵抗値を算出することができる。
本実施の形態においては、各色の転写部のうちの一つのイエローの転写部に測定部が形成されるようになっているが、各色の転写部のうちの二つ以上の転写部に測定部を配設し、各測定部で測定された抵抗値を平均化することができる。なお、14YはLEDヘッド、22Yは現像装置ユニットである。
次に、プリンタの動作について説明する。
図7は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの動作を示すメインフローチャートである。
まず、プリンタの電源がオンにされると、エンジン制御部11(図1)の図示されない消耗品判定処理手段は、消耗品判定処理を行い、転写ベルト26(図6)が新品であるかどうかを判断し、転写ベルト26が新品である場合、エンジン制御部11の図示されない計数処理手段は、計数処理を行い、消耗品カウント値保存部11b内のカウント値をクリアする。
転写ベルト26が新品でない場合、又は前記カウント値がクリアされると、前記計数処理手段は、現在のカウント値が1000(1k)の倍数(1000、2000、3000、…)であるかどうかを判断し、現在のカウント値が1000の倍数である場合、エンジン制御部11の図示されない消耗品特性判定処理手段は、消耗品特性判定処理を行い、転写ベルト26の特性を判定し、操作者に転写ベルト26の耐用期間を報知する。
一方、前記現在のカウント値が1kの倍数でない場合、又は消耗品特性判定処理が終了した場合、エンジン制御部11の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、印刷起動又は印刷待機を行い、電源がオフにされたかどうかを判断する。電源がオフにされない場合、前記印刷処理手段は、印刷起動を続けて行い、前記計数処理手段は、カウント値が前回より1000大きくなったかどうかを判断する。カウント値が前回より1000大きくなった場合、前記消耗品特性判定処理手段は、消耗品特性判定処理を再度行い、前記耐用期間を更新し、操作者に報知する。
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 電源がオンにされる。
ステップS2 転写ベルト26が新品であるかどうかを判断する。転写ベルト26が新品である場合はステップS3に、新品でない場合はステップS4に進む。
ステップS3 カウント値をクリアする。
ステップS4 カウント値が1kの倍数であるかどうかを判断する。カウント値が1kの倍数である場合はステップS5に、1kの倍数でない場合はステップS6に進む。
ステップS5 消耗品特性判定処理を行う。
ステップS6 印刷起動又は印刷待機を行う。
ステップS7 電源がオフにされたかどうかを判断する。電源がオフにされた場合は処理を終了し、オフにされていない場合はステップS8に進む。
ステップS8 カウント値が前回より1k大きくなったかどうかを判断する。カウント値が前回より1k大きくなった場合はステップS5に、1k大きくなっていない場合はステップS6に戻る。
次に、図7のステップS5における消耗品特性判定処理のサブルーチンについて説明する。
図8は本発明の第1の実施の形態における消耗品特性判定処理のサブルーチンを示す図である。
消耗品特性判定処理手段の抵抗値測定処理手段は、抵抗値測定処理を行い、前記測定部から転写ベルト26(図6)の抵抗値を読み込み、カウント値と対応させて抵抗値を消耗品経時データ保存部11c(図1)に記録する。続いて、前記消耗品判定処理手段は、転写ベルト26が新品であるかどうかを判断し、新品でない場合、消耗品特性判定処理手段の抵抗値変化量算出処理手段は、抵抗値変化量算出処理を行い、今回及び前回の抵抗値Rnow、Rpreの変化量αを算出する。
次に、前記消耗品特性判定処理手段の寿命推定処理手段は、寿命推定処理を行い、下限値rm及び変化量αに基づいてカウント値βを算出し、推定寿命とする。続いて、前記消耗品特性判定処理手段の耐用期間算出処理手段は、耐用期間算出処理を行い、カウント値βから今回のカウント値X2を減算して差カウント値s1を算出し、耐用期間とする。
そして、前記消耗品特性判定処理手段の寿命比較処理手段は、寿命比較処理を行い、前記カウント値βがカウント値γより大きいかどうかを判断し、前記カウント値βがカウント値γより大きい場合、耐用期間算出処理手段は、カウント値γから今回のカウント値X2を減算して差カウント値s2を算出し、耐用期間とする。そして、前記消耗品特性判定処理手段の報知処理手段は、報知処理を行い、前記差カウント値s2をホスト部12に通知するか、又は表示部11aに表示することによって操作者に報知する。一方、前記カウント値βがカウント値γ以下である場合、前記報知処理手段は、差カウント値s1をホスト部12に通知するか、又は表示部11aに表示することによって操作者に報知する。
このように、本実施の形態においては、転写ベルト26の抵抗値の変化に基づいて、転写ベルト26の推定寿命が算出されるので、操作者は、あとどの程度の期間、転写ベルト26を使用して印刷を行い、画像を形成することができるかを知ることができる。
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS5−1 カウント値と対応させて抵抗値を記録する。
ステップS5−2 転写ベルト26が新品であるかどうかを判断する。転写ベルト26が新品である場合は処理を終了し、新品でない場合はステップS5−3に進む。
ステップS5−3 今回及び前回の抵抗値の変化量αを算出する。
ステップS5−4 カウント値βを算出する。
ステップS5−5 カウント値βがカウント値γより大きいかどうかを判断する。カウント値βがカウント値γより大きい場合はステップS5−6に、カウント値βがカウント値γより以下である場合はステップS5−7に進む。
ステップS5−6 差カウント値s2を報知し、処理を終了する。
ステップS5−7 差カウント値s1を報知し、処理を終了する。
次に、転写ベルト26に用紙を吸着させるための吸着用の電源によって転写ベルト26の抵抗値を測定することができるようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
図9は本発明の第2の実施の形態における吸着ユニットの拡大図である。
図において、26は消耗品としての転写ベルト、28は金属製の従動ローラ、71は図示されない給紙部から供給された記録媒体としての用紙を転写ベルト26に吸着させるための吸着用の電源であり、該電源71は、定電圧制御によって一定の電圧を転写ベルト26及び従動ローラ28に印加する。該従動ローラ28は、前記転写ベルト26の張り具合を調整するアイドルローラとしても機能する。
また、74は、前記転写ベルト26を挟んで従動ローラ28と対向させて回転自在に配設され、用紙を転写ベルト26に押し付けて吸着させる吸着ローラ、75は、前記従動ローラ28と吸着ローラ74との間に、転写ベルト26の表側と裏側とを挟むように接続され、前記電圧を一定にする定電圧装置としての定電圧素子であり、該定電圧素子75は、例えば、ツェナダイオードから成り、環境の変化及び転写ベルト26の経時的な変化で転写ベルト26の抵抗値が変動しても、転写ベルト26に印加される電圧を一定の値に保つ。
なお、前記電源71は、第1の実施の形態と同様に、前記電圧を印加するときに、転写ベルト26を流れる電流を検出することができる。
この場合、電源71がオンにされると、転写ベルト26を流れる電流の値が算出され、転写ベルト26に印加される電圧及び電流によって抵抗値を算出することができる。したがって、該抵抗値の変化に基づいて、転写ベルト26の推定寿命を算出することができる。
このように、本実施の形態においては、環境の変化及び転写ベルト26の経時変化で転写ベルト26の抵抗値が変動しても、転写ベルト26に印加される電圧を一定の値に保つことができるので、抵抗値を正確に測定することができる。
また、定電圧素子75のクリップ電圧値を、転写ベルト26の製造確認時及び転写ベルト26単体での確認評価時における測定治具の印加電圧と同じ値(200〔V〕)にしておくと、後の解析時に都合がよい。
前記各実施の形態においては、転写ベルト26のカウント値が1000の倍数になるごとに抵抗値を測定するようになっているが、1000より小さい値の倍数になるごとに抵抗値を測定し、測定頻度を高くすることができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 本発明の第1の実施の形態における転写ベルトの特性を示す図できる。 本発明の第1の実施の形態における消耗品経時データ保存部の構造を示す図である。 本発明の第1の実施の形態における寿命推定方法の概念を示す図である。 本発明の第1の実施の形態における測定部の拡大図である。 本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの動作を示すメインフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態における消耗品特性判定処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第2の実施の形態における吸着ユニットの拡大図である。
符号の説明
11 エンジン制御部
26 転写ベルト
75 定電圧素子

Claims (6)

  1. (a)消耗品と、
    (b)該消耗品の抵抗値を測定部によって測定する抵抗値測定処理手段と、
    (c)前記抵抗値の変化量に基づいて、消耗品の寿命を推定する寿命推定処理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記寿命に基づいて算出された消耗品の耐用期間を操作者に報知する報知処理手段を有する請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記抵抗値測定処理手段は、測定部において、消耗品に印加される電圧、及び消耗品を流れる電流に基づいて抵抗値を算出する請求項1に記載の画像形成装置。
  4. (a)前記消耗品は転写ベルトであり、
    (b)該転写ベルトの走行に伴ってカウントアップするカウント値に基づいて、抵抗値を測定するタイミングが設定される請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記寿命推定処理手段は、前記抵抗値の変化量、及び消耗品の抵抗値の限界値に基づいて消耗品の寿命を推定する請求項1に記載の画像形成装置。
  6. 前記消耗品に印加される電圧を一定の値にするために、定電圧装置が配設される請求項3に記載の画像形成装置。
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