JP2010197490A - 現像ユニット交換時期予測装置、画像形成装置、及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】現像ユニットの使用状態に応じてより正確な交換時期を予測する現像ユニット交換時期予測装置、画像形成装置、及び画像形成システムを提供する。
【解決手段】現像ユニット、及び現像手段により像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段を備えた画像形成装置における現像手段に現像剤が供給された供給時間、像担持体が回転駆動された駆動時間、及び複数の異なる回転速度毎の現像剤像の転写体への転写回数を含む使用状態情報を取得する取得手段と、取得された使用状態情報を記録する記録手段と、予め定められた供給時間の基準値、駆動時間の基準値、及び転写回数の基準値と、記録手段に記録された使用状態情報が示す供給時間、駆動時間、及び転写回数とを比較して、現像ユニットの交換時期を予測する予測手段と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、現像ユニット交換時期予測装置、画像形成装置、及び画像形成システムに関する。

特許文献１には、現像剤の回収容器の満杯検出方法が開示されている。

特開２００６−１７９１５号公報

本発明は、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動されることにより現像剤を用いて現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニットの使用状態に応じてより正確な交換時期を予測する現像ユニット交換時期予測装置、画像形成装置、及び画像形成システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段を備えた画像形成装置における前記現像手段に前記現像剤が供給された供給時間、前記像担持体が回転駆動された駆動時間、及び複数の異なる回転速度毎の前記現像剤像の転写体への転写回数を含む使用状態情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記使用状態情報を記録する記録手段と、予め定められた前記供給時間の基準値、前記駆動時間の基準値、及び前記転写回数の基準値と、前記記録手段に記録された前記使用状態情報が示す前記供給時間、前記駆動時間、及び前記転写回数とを比較して、前記現像ユニットの交換時期を予測する予測手段と、を含む。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記予測手段は、複数の前記現像ユニットが設けられている場合には、各々の前記現像ユニット毎に交換時期を予測するものである。

上記目的を達成するために、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の現像ユニット交換時期予測装置と、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段と、を備えたものである。

上記目的を達成するために、請求項４の発明は、画像形成装置、及び予測装置を有する画像形成システムであって、前記画像形成装置は、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段と、前記取得手段により取得された前記使用状態情報を記録する記録手段と、前記記録手段に記録された使用状態情報を前記予測装置に送信する使用状態情報送信手段と、を備え、前記予測装置は、前記使用状態情報送信手段により送信された前記使用状態情報を受信する使用状態情報受信手段と、予め定められた前記供給時間の基準値、前記駆動時間の基準値、及び前記転写回数の基準値と、前記記録手段に記録された前記使用状態情報が示す前記供給時間、前記駆動時間、及び前記転写回数とを比較して、前記現像ユニットの交換時期を予測する予測手段と、を備えたものである。

また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記予測手段は、複数の前記現像ユニットが設けられている場合には、各々の前記現像ユニット毎に交換時期を予測するものである。

また、請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記使用状態情報送信手段は、予め定められたタイミングで前記使用状態情報を前記予測装置に送信するものである。

請求項１の発明によれば、本発明を適用しない場合と比較して、現像ユニットの使用状態に応じてより正確な交換時期を予測する現像ユニット交換時期予測装置を提供することができる。また、使用状態情報は、現像ユニットに限らず、他の部品の交換時期等にも有効な情報である。更に、正確に予想することで、使用可能な現像ユニットを有効に活用することができる。

請求項２の発明によれば、カラーで画像形成可能な画像形成装置の場合は、現像ユニットが複数設けられていることから、各々の現像ユニットの交換時期を予測することが可能となる。

請求項３の発明によれば、本発明を適用しない場合と比較して、現像ユニットの使用状態に応じてより正確な交換時期を予測する画像形成装置を提供することができる。これにより、現像ユニットの交換を迅速に行うことができ、その結果、画像形成装置のダウンタイムを低減させることが可能である。また、使用状態情報は、現像ユニットに限らず、他の部品の交換時期等にも有効な情報である。更に、正確に予想することで、使用可能な現像ユニットを有効に活用することができる。

請求項４の発明によれば、本発明を適用しない場合と比較して、現像ユニットの使用状態に応じてより正確な交換時期を予測する画像形成システムを提供することができる。これにより、現像ユニットの交換を迅速に行うことができ、その結果、画像形成装置のダウンタイムを低減させることが可能である。また、使用状態情報は、現像ユニットに限らず、他の部品の交換時期等にも有効な情報である。更に、正確に予想することで、使用可能な現像ユニットを有効に活用することができる。

請求項５の発明によれば、カラーで画像形成可能な画像形成装置の場合は、現像ユニットが複数設けられていることから、各々の現像ユニットの交換時期を予測することが可能となる。

請求項６の発明によれば、予め定められたタイミングで送信することで、画像形成装置と予測システム間の無駄な通信を低減することができる。

画像形成装置の一例を示す模式断面図である。 画像形成装置の電気的構成を示す図である。 使用状態情報を示す図である。 基準値を示す図である。 予測処理の流れを示すフローチャートである（画像形成装置）。 稼働時間とストレス値の関係を示すグラフである。 画像形成システムの全体構成を示す図である 予測処理の流れを示すフローチャートである（画像形成システム）。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態における現像剤は、外添剤を含むトナーを用いており、以下の説明では現像剤のことを単にトナーと表現することがある。

本実施の形態に係る画像形成装置について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、画像形成装置の一例を示す模式断面図である。図１に示す画像形成装置は、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体（以下、感光体１０と記す）上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体１４−２を用いてトナーを現像する現像器１４、及び現像器１４にトナーを供給する供給器２２を備えた現像ユニット２３、及び現像器１４により感光体１０上に現像されたトナーを転写体２０に転写する転写器１５を備えている。

更に画像形成装置は、感光体１０を予め定められた電位に帯電させる帯電器１１と、帯電器１１によって帯電された感光体１０を露光して感光体１０上に静電潜像を形成する露光器１３と、感光体１０表面の残存電位を除去する除電器１７と、転写体２０表面に転写されたトナー画像を熱および／または圧力等により定着する定着器１８と、クリーニング器１６を更に有する。

クリーニング器１６は、箱体２１の開口部に本発明のクリーニングブレードであるブレード１９を含んで構成され、感光体１０表面からブレード１９により除去された残留トナー等は、箱体２１内に収容される構造になっている。

図１における感光体１０の上には、コロトロン帯電器等の非接触帯電方式の帯電器１１が配置され、帯電器１１は、電源１２から供給される電圧により作動する。帯電器１１としては、本例では、非接触帯電方式のものを用いているが、本発明において、接触帯電方式、非接触帯電方式の別は問われない。また、現像器１４も電源１２から供給される電圧により作動し、供給された電圧を用いてトナーに電位を印加する。

その他、露光器１３、現像器１４、転写器１５、除電器１７、定着器１８の構成は、本発明において特に制限されるものではなく、電子写真分野において従来公知のあらゆる構成をそのまま適用することができる。

図１の画像形成装置を用いて、本発明の画像形成方法を説明する。感光体１０の表面は、帯電器１１により一様に帯電された上で、露光器１３により潜像が形成される（潜像形成工程）。感光体１０の表面に形成された潜像は、現像器１４に内蔵されたトナーにより現像され、トナー像が形成される（現像工程）。感光体１０の表面に形成されたトナー像は、感光体１０と、それに対向する転写器１５との間の転写体２０表面に転写され（転写工程）、さらに定着器１８の熱や圧力等により定着される。

次に、図２を用いて画像形成装置の電気的構成について説明する。画像形成装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、フラッシュメモリ４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４と、ＮＶＭ（Non-Volatile Memory）４６と、ＵＩ（User Interface）４８と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０と、プリンタエンジン５２と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）５４と、バス５６とを含む。

ＣＰＵ４０は、画像形成装置の全体の動作を司るものであり、後述するフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ４０により実行される。フラッシュメモリ４２は、ＲＡＭ４４に展開されるプログラム及び起動時に動作するブートプログラム等が記憶されている。

ＲＡＭ４４は、ＯＳ（Operating System）やプログラムや画像情報等が展開される記憶装置である。ＮＶＭ４６には、画像形成装置に係る設定値等が記憶される。

通信Ｉ／Ｆ５４は、ネットワークに接続するためのＮＩＣ（Network Interface Card）やそのドライバ、或いはＵＳＢデバイス等を含んで構成される。

プリンタエンジン５２は、紙などの記録媒体に画像を形成するエンジンであり、図１に示した構成が含まれる。ＨＤＤ５０は、画像情報等が記録される記憶装置である。特に、本実施の形態におけるＨＤＤ５０は、現像器１４にトナーが供給された供給時間、感光体１０が回転駆動された駆動時間、及び複数の異なる回転速度毎の現像剤像の転写体２０への転写回数を含む使用状態情報が記録される。なお、本実施の形態における転写体２０への転写回数は、記録媒体に印刷した枚数と一致するため、本実施の形態では、転写回数を印刷枚数と表現する。

また、現像ユニット交換時期予測装置は、図２に示される構成において、ＣＰＵ４０、ＲＡＭ４４、使用状態情報の取得、及び予測処理を行なうためのプログラムが記録されたＨＤＤ５０又はフラッシュメモリ４２で構成可能である。

状態情報の例を、図３に示す。図３（Ａ）は、複数の異なる回転速度（１００、２００、５００）毎の印刷枚数を示している。図３（Ｂ）は、感光体１０が回転駆動された駆動時間を示している。図３（Ｂ）は、現像器１４にトナーが供給された供給時間を示している。

なお、複数の現像ユニット２３が設けられた場合は、各々の現像ユニット２３毎に同図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の値が記録されることとなる。

次に、図４を用いて、供給時間の基準値、駆動時間の基準値、及び印刷枚数の基準値の例について説明する。

同図（Ａ）は、回転速度が１００の場合の基準値Ｓ枚と、比較するための不等式、及び予測に用いるためのストレス値を示している。同図（Ｂ）は、回転速度が２００の場合の基準値Ｓ枚と、比較するための不等式、及び予測に用いるためのストレス値を示している。また、同図（Ｃ）は、回転速度が５００の場合の基準値Ｓ枚と、比較するための不等式、及び予測に用いるためのストレス値を示している。

同図（Ａ）の場合、印刷枚数Ｔ枚が、基準値Ｓ枚の８０％未満であれば、ストレス値は０．３となる。いずれの場合も、印刷枚数が多ければ多いほど、ストレス値は上昇する。

同図（Ｄ）は、感光体１０が回転駆動された駆動時間の基準時間Ｓ時間と、比較するための不等式、及び予測に用いるためのストレス値を示している。この場合も、駆動時間が長ければ長いほど、ストレス値は上昇する。

同図（Ｅ）は、現像器１４にトナーが供給された供給時間の基準時間Ｓ時間と、比較するための不等式、及び予測に用いるためのストレス値を示している。この場合も、供給時間が長ければ長いほど、ストレス値は上昇する。なお、上述したストレス値は、０〜２までの値を取り得るようになっている。

以上説明した構成で行なわれる予測処理の詳細について説明する。まず、図５を用いて予測処理の流れについて説明する。この処理は、上述したＣＰＵ４０により実行される。最初のステップ１０１で、供給時間、駆動時間、及び印刷枚数を含む使用状態情報を取得する。本実施の形態では、供給時間は供給器２２から取得し、駆動時間は現像器１４より取得し、印刷枚数は印刷する毎にカウントされ、その値がＨＤＤ５０に記録されていることから、ＣＰＵ４０は使用状態情報を取得することができる。

次のステップ１０２で、使用状態情報をＨＤＤ５０に記録し、ステップ１０３で、各基準値と使用状態情報を比較して予測する。そして、ステップ１０４で予測結果をＵＩ４８に表示して処理を終了する。

上記ステップ１０３の予測処理について説明する。まず、図６のグラフについて説明する。このグラフは、横軸を時間、縦軸をストレス値としたもので、時間は現像ユニット２３の使用開始からの時間を示している。同じ時間稼働しても、高ストレスとなるほど、交換ストレス値に近い値となる。

これを踏まえ、以下詳細な説明をする。まず図４に示した表を示す情報は、ＨＤＤ５０に記録されているため、まず回転速度、駆動時間、及び供給時間のストレス値を各々求める。回転速度のストレス値をＸ、駆動時間のストレス値をＹ、及び供給時間のストレス値をＺとし、以下の計算を行なうことで、判定値Ｄを求める。
Ｄ＝印刷枚数×（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）×（１／３）
求まったＤは、ストレス値を印刷枚数に換算するもので、Ｄは印刷枚数の０倍から２倍までの値となる。従って、ストレス値が高い場合には、換算された印刷枚数は実際の印刷枚数より多くなり、逆にストレス値が低い場合には、換算された印刷枚数は実際の印刷枚数より少なくなる。従って、Ｄは現時点でのストレス値でもある。

このＤと、交換の目安となる交換ストレス値Ｌとを比較する。Ｌは例えば４８００００枚などが挙げられる。

稼働時間をＴとしたとき、Ｄ／Ｔが図６における直線の傾きであるので、交換ストレス値に達する稼働時間は（Ｌ−Ｄ）／（Ｄ／Ｔ）、すなわちＴ（Ｌ−Ｄ）／Ｄ時間後となる。従って、使用状態情報を取得した日付のＴ（Ｌ−Ｄ）／Ｄ時間後を現像ユニット２３の交換時期と予測する。なお、（Ｌ−Ｄ）≦０の場合は、交換ストレス値に達する稼働時間を０とするようにしても良い。

また、複数の現像ユニット２３が設けられている場合には、各々の現像ユニット２３毎に交換時期を予測する。これは上述したように、使用状態情報は、各々の現像ユニット２３毎に取得して記録することから可能である。

上述した構成は、画像形成装置単体で予測する例であった。次に示す実施形態は、予測装置を画像形成装置の外に設けた場合を示している。具体的には、図７に示されるように、予測装置５０と画像形成装置５２、５４は、ネットワークで接続される構成となる画像形成システムである。この画像形成システムは、例えば画像形成装置製造メーカが管理する予測装置５０と顧客の画像形成装置５２、５４を含むものである。この図では、２台の画像形成装置が描かれているが、台数は何台であっても良い。以下の説明では、画像形成装置５２を例にして説明する。

この画像形成システムにおいて、画像形成装置５２は使用状態情報を取得して、取得された使用状態情報をＨＤＤ５０に記録し、その使用状態情報を予測装置５０に送信する。予測装置５０は、図４に示した表を示す情報が記録されており、画像形成装置５２から使用状態情報を受信し、上述したステップ１０３の予測処理を行なうことで、画像形成装置５２の現像ユニット２３の交換時期を予測する。

この画像形成システム全体で実行される予測処理の流れは、図８に示すフローチャートとなる。まず、画像形成装置５２は、最初のステップ２０１で、供給時間、駆動時間、及び印刷枚数を含む使用状態情報を取得する。

次のステップ２０２で、使用状態情報をＨＤＤ５０に記録し、ステップ２０３で使用状態情報を予測装置５０に送信する。

次のステップ２０４で、予測装置５０は、使用状態情報を受信し、ステップ２０５で、各基準値と使用状態情報を比較して予測して処理を終了する。

なお、画像形成装置５２が使用状態情報を送信するタイミングは予め定められたタイミングとする。このタイミングとして例えば、１日おき等、予め定められた一定期間後とのタイミングが挙げられる。また、図４に示した表を示す情報を画像形成装置５２も記録しておき、Ｌ／Ｄが０．５以上から０．１増えた値となったタイミングも挙げられる。すなわち、交換ストレス値と現在のストレス値の比を用いたタイミングとしても良い。

なお、以上説明した各フローチャートの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で処理順序を入れ替えたり、新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したりすることができることは言うまでもない。

１０ 感光体
１１ 帯電器
１２ 電源
１３ 露光器
１４ 現像器
１４−２ 現像剤担持体
１５ 転写器
１６ クリーニング器
１７ 除電器
１８ 定着器
１９ ブレード
２０ 転写体
４０ ＣＰＵ
５０ ＨＤＤ
５２ プリンタエンジン
５４ 通信Ｉ／Ｆ

Claims (6)

1. 複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段を備えた画像形成装置における前記現像手段に前記現像剤が供給された供給時間、前記像担持体が回転駆動された駆動時間、及び複数の異なる回転速度毎の前記現像剤像の転写体への転写回数を含む使用状態情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記使用状態情報を記録する記録手段と、
   予め定められた前記供給時間の基準値、前記駆動時間の基準値、及び前記転写回数の基準値と、前記記録手段に記録された前記使用状態情報が示す前記供給時間、前記駆動時間、及び前記転写回数とを比較して、前記現像ユニットの交換時期を予測する予測手段と、
   を含む現像ユニット交換時期予測装置。
2. 前記予測手段は、複数の前記現像ユニットが設けられている場合には、各々の前記現像ユニット毎に交換時期を予測する請求項１に記載の現像ユニット交換時期予測装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像ユニット交換時期予測装置と、
   複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段と、
   を備えた画像形成装置。
4. 画像形成装置、及び予測装置を有する画像形成システムであって、
   前記画像形成装置は、複数の異なる回転速度で回転可能な像担持体上に形成された静電潜像を、回転駆動される現像剤担持体を用いて現像剤を現像する現像手段、及び前記現像手段に前記現像剤を供給する供給手段を備えた現像ユニット、及び前記現像手段により前記像担持体上に現像された現像剤像を転写体に転写する転写手段と、
   前記取得手段により取得された前記使用状態情報を記録する記録手段と、
   前記記録手段に記録された使用状態情報を前記予測装置に送信する使用状態情報送信手段と、
   を備え、
   前記予測装置は、
   前記使用状態情報送信手段により送信された前記使用状態情報を受信する使用状態情報受信手段と、
   予め定められた前記供給時間の基準値、前記駆動時間の基準値、及び前記転写回数の基準値と、前記記録手段に記録された前記使用状態情報が示す前記供給時間、前記駆動時間、及び前記転写回数とを比較して、前記現像ユニットの交換時期を予測する予測手段と、
   を備えた画像形成システム。
5. 前記予測手段は、複数の前記現像ユニットが設けられている場合には、各々の前記現像ユニット毎に交換時期を予測する請求項４に記載の画像形成システム。
6. 前記使用状態情報送信手段は、予め定められたタイミングで前記使用状態情報を前記予測装置に送信する請求項４又は請求項５に記載の画像形成システム。

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