JP2015118237A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015118237A JP2015118237A JP2013261308A JP2013261308A JP2015118237A JP 2015118237 A JP2015118237 A JP 2015118237A JP 2013261308 A JP2013261308 A JP 2013261308A JP 2013261308 A JP2013261308 A JP 2013261308A JP 2015118237 A JP2015118237 A JP 2015118237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- paper
- paper dust
- image forming
- unit
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Paper Feeding For Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Controlling Sheets Or Webs (AREA)
Abstract
【課題】比較的簡単な構成で紙粉の発生量を的確に測定でき,像担持体等の記録用紙に接する消耗品の寿命管理に役立てることができるようにした画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は,用紙貯蔵部と,用紙貯蔵部から送出された記録用紙Sに画像を形成する画像形成部とを有する。その画像形成部は,トナー像担持体と,トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と,トナー像担持体上のトナー像を記録用紙S上に転写する転写部とを備える。画像形成装置はさらに,転写前の記録用紙Sに接触しつつ回転する接触部材54と,記録用紙Sから接触部材54に紙粉を転写させる電界印加部60と,接触部材54上の検出位置における紙粉の付着量の信号を出力する紙粉量測定部58と,紙粉の付着量の積算値に基づいて,消耗部品の交換をユーザーに対して推奨する交換推奨部とを有している。
【選択図】図2
【解決手段】画像形成装置は,用紙貯蔵部と,用紙貯蔵部から送出された記録用紙Sに画像を形成する画像形成部とを有する。その画像形成部は,トナー像担持体と,トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と,トナー像担持体上のトナー像を記録用紙S上に転写する転写部とを備える。画像形成装置はさらに,転写前の記録用紙Sに接触しつつ回転する接触部材54と,記録用紙Sから接触部材54に紙粉を転写させる電界印加部60と,接触部材54上の検出位置における紙粉の付着量の信号を出力する紙粉量測定部58と,紙粉の付着量の積算値に基づいて,消耗部品の交換をユーザーに対して推奨する交換推奨部とを有している。
【選択図】図2
Description
本発明は,画像を形成するための記録用紙の搬送系における紙粉の発生状況を検出し,その検出結果に応じて消耗品の寿命を管理するようにした画像形成装置に関する。
従来から,画像形成装置では,像担持体上にトナー像を形成し,そのトナー像を像担持体から記録用紙に転写することが行われている。この転写においては,像担持体と転写部材とで記録用紙を挟み付けるとともに,その挟み付け箇所に電界を印加する。この電界によりトナー像を像担持体から記録用紙に吸引して転写する。ところが,この転写箇所に電界が印加されることで,逆に記録紙から像担持体への紙粉の転写が起こる。このため像担持体の表面に紙粉が付着した状態となる。このように像担持体に紙粉が付着した状態で画像形成が行われることにより,像担持体の表面が荒れていくこととなる。このため,耐久使用とともに像担持体の表面のクリーニング性が低下し,画像汚れを発生させていた。これが,像担持体の寿命を定める要因となっていた。
ところで紙粉の発生量は,紙種,画像形成時の環境要因,記録用紙の搬送系のローラー類の表面性状といった種々の要因により大きく異なる。したがって,単純に画像形成の枚数により像担持体の寿命を管理すると,実際の像担持体の表面荒れの進行を必ずしも適切に反映できなかった。例えば,紙粉の発生量が多い状況での画像形成を連続して行うと,画像形成の累積枚数から見積もられる以上に表面荒れが進行してしまう。このため,想定寿命に達する前にクリーニング不良が発生することがある。一方,紙粉の発生量が少ない状況での画像形成が主として行われる場合には,累積枚数の進行ほどには像担持体の表面は荒れていない,ということにもなる。この場合に想定寿命の累積枚数に到達した時に強制的に像担持体を交換してしまうと,資源の有効活用という観点からは問題である。このため,紙粉の発生量そのものをより精密に把握することが求められている。
このための従来技術の一例として,特許文献1が挙げられる。同文献の画像形成装置では,給紙カセットから2次転写箇所への記録用紙の搬送途上のレジストローラーに,紙粉収集トレイを設けている。この紙粉収集トレイはローラー軸方向に4つに仕切られている。そして,紙粉収集トレイにおける仕切られた各領域に対して紙粉検知センサーを設けている。これにより,紙粉収集トレイの各領域ごとに紙粉増加量を検知できるようにしている。そして,各紙粉増加量を統計処理することで紙粉による以上画像の発生を予測するのである。
しかしながら前記した特許文献1の技術には,次のような問題点があった。すなわち,紙粉収集トレイの各領域ごとに紙粉検知センサーを必要とすることである。同文献における紙粉検知センサーは,発光素子と受光素子とを有する反射光検知型のものである。これらがそれぞれ複数存在することになる。このため部品点数が多く構造も複雑なものとなっていた。
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,比較的簡単な構成で紙粉の発生量を的確に測定でき,像担持体等の記録用紙に接する消耗品の寿命管理に適切に役立てることができるようにした画像形成装置を提供することにある。
本発明の一態様における画像形成装置は,画像形成前の記録用紙を貯蔵する用紙貯蔵部と,用紙貯蔵部から送出された記録用紙に画像を形成する画像形成部とを有し,画像形成部が,トナー像を担持するトナー像担持体と,トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と,トナー像担持体上のトナー像を,用紙貯蔵部から送出された記録用紙上に電界印加により転写する転写部とを備える画像形成装置であって,用紙貯蔵部から前記画像形成部へ向けて搬送されている記録用紙に接触しつつ回転する接触部材と,接触部材と記録用紙との間に電界を印加して記録用紙から接触部材に紙粉を転写させる電界印加部と,接触部材上の記録用紙との接触位置以外の位置である検出位置における記録用紙から転写された紙粉の付着量を指標する紙粉量信号を出力する紙粉量測定部と,紙粉量測定部の出力値に基づく紙粉の付着量を,画像形成枚数に応じて積算するとともに,その積算値に基づいて,前記画像形成部における消耗部品の交換をユーザーに対して推奨する交換推奨動作を行う交換推奨部とを有している。
上記態様における画像形成装置では,この画像形成装置では,画像形成に供される記録用紙による紙粉の発生の多寡を,紙粉量測定装部により測定する。すなわち,電界印加部により接触部材に電圧を印加した状態で,接触部材による記録用紙の搬送を行う。これにより,記録用紙の搬送時に,接触部材と記録用紙との間に電界が印加される。こうして,記録用紙から接触部材に紙粉を転写させる。これにより,接触部材の表面に紙粉が付着した状態となる。そこで,接触部材の表面における紙粉の付着量を,紙粉量測定部により測定する。これにより,記録用紙からの紙粉の発生しやすさを評価することができる。その評価結果により,紙粉による画像形成部の消耗部品の劣化状況を管理できる。こうすることで,画像形成部の消耗部品の荒れによる画像汚染が生じるに至らないうちに,その消耗部品を新品に交換させることができる。これにより,消耗部品の荒れによる画像汚染の発生を防止できる。
紙粉量測定部として,検出位置に光を照射してその光の反射光を検出することによる光反射式検出部のものが使用できる。接触部材の表面による光の反射強度には,検出位置における紙粉の付着量が影響するからである。
ここで,接触部材としては,画像形成部への記録用紙の供給タイミングを司るタイミングローラーを用いることができる。タイミングローラーは,必ず記録用紙と接触するからである。
画像形成装置における用紙貯蔵部には,貯蔵している記録用紙を画像形成部へ向けて送出するピックアップローラーが備えられていることがある。その場合には,画像形成部は,記録用紙における,ピックアップローラーが接触した側の面に画像を形成するものであり,接触部材は,記録用紙における,前記ピックアップローラーが接触した側の面に接触するものであり,紙粉量測定部は,記録用紙の幅方向に対してピックアップローラーが存在する範囲内の位置に相当する位置にて,紙粉の付着量の検出を行うことが望ましい。
このような構成になっていると,記録用紙における,ピックアップローラーが接触する面と,紙粉量測定部にて紙粉の発生量を測定する側の面と,画像形成部で画像を形成する面とがいずれも同じ面ということになる。このため,画像形成部における記録用紙からの紙粉の転写と近い状況で,紙粉量測定部にて紙粉の発生量を測定できる。さらに,幅方向に関しても,記録用紙の全幅中の,ピックアップローラーで一旦擦られた範囲内の紙粉付着量が紙粉量測定部で測定されることになる。記録用紙はピックアップローラーで一旦擦られることで紙粉が発生しやすくなるので,紙粉量測定部での測定精度の点で有利である。
上記の画像形成装置においてはさらに,トナー像形成部が,マイナス帯電トナーによりトナー像の形成を行うものであり,接触部材は,記録用紙に対して,トナー像担持体と同じ側に配置されており,電界印加部は,接触部材と記録用紙との間に,転写部で印加される電界と同じ向きの電界を印加するものであることが好ましい。このようになっていれば,画像形成部のトナー像担持体の表面の荒れ状況を,紙粉発生量の測定結果により良好に把握できる。
上記の画像形成装置においてはさらに,転写部における印加電圧を自動調整する転写電圧自動調整部と,電界印加部による接触部材への印加電圧を変動させつつ紙粉の付着量の測定を行うことにより,印加電圧と紙粉の付着量との関係を取得する関係取得部と,関係取得部で取得した関係と,転写部での転写実行時の転写電圧とから,実際の画像形成実行時の前記トナー像担持体への紙粉の付着量を算出する紙粉付着量算出部とを有し,交換推奨部は,紙粉付着量算出部で算出された算出値を積算するものであることが望ましい。このようにすれば,転写部での実際の転写状況に合わせた紙粉付着量の積算値が得られ,高精度な寿命管理をすることができる。
また,上記における画像形成装置では,紙粉量測定部は,電界印加部による電界の印加に基づく紙粉量信号の出力を,あらかじめ定められた特定のイベント時にのみ行えば十分である。これにより,紙粉量測定部における紙粉の蓄積を抑制できる。
本構成によれば,比較的簡単な構成で紙粉の発生量を的確に測定でき,像担持体等の記録用紙に接する消耗品の寿命管理に適切に役立てることができるようにした画像形成装置が提供されている。
以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,図1に示す画像形成装置1に本発明を適用したものである。図1の画像形
成装置1は,給紙部10と,画像形成部20と,排紙部30と,操作表示パネル40とを有している。給紙部10には,記録用紙を貯蔵する2つの給紙カセット11,12が設けられている。給紙部10にはさらに,給紙カセット11,12の開閉動作がなされたことを検知するカセットセンサー17が設けられている。排紙部30には,排出ローラー31と,排紙トレイ32とが設けられている。操作表示パネル40は,ユーザーによる操作指示の受付,およびユーザーへの情報表示を行うものである。
成装置1は,給紙部10と,画像形成部20と,排紙部30と,操作表示パネル40とを有している。給紙部10には,記録用紙を貯蔵する2つの給紙カセット11,12が設けられている。給紙部10にはさらに,給紙カセット11,12の開閉動作がなされたことを検知するカセットセンサー17が設けられている。排紙部30には,排出ローラー31と,排紙トレイ32とが設けられている。操作表示パネル40は,ユーザーによる操作指示の受付,およびユーザーへの情報表示を行うものである。
画像形成部20には,中間転写ベルト21が設けられている。中間転写ベルト21は,ベルトローラー29,50に掛け渡されている。中間転写ベルト21に沿って,4色の画像形成ユニット22Y,22M,22C,22Kが配置されている。画像形成ユニット22Yは,感光体23,帯電器24,露光器25,現像器26,1次転写ローラ27,感光体クリーナー28を有している。これにより画像形成ユニット22Yは,感光体23上にトナー像を形成するとともに,そのトナー像を中間転写ベルト21上に転写するようになっている。
他の画像形成ユニット22M,22C,22Kも,画像形成ユニット22Yと基本的に同様の構成のものである。これにより,中間転写ベルト21上に4色のトナー像が重ね合わせられるようになっている。画像形成部20にはさらに,2次転写ローラー51,ベルトクリーナー52,定着器53が設けられている。2次転写ローラー51は,ベルトローラー29に対向する位置に配置されており,中間転写ベルト21上に担持されているトナー像を記録用紙に転写するものである。ベルトクリーナー52は,ベルトローラー50に対向する位置に配置されており,中間転写ベルト21上の残留トナーを除去するものである。中間転写ベルト21上に付着した紙粉もまた,ベルトクリーナー52により除去される。定着器53は,記録用紙上のトナー像を熱により定着させるものである。
給紙部10についてさらに説明する。給紙部10の2つの給紙カセット11,12にはそれぞれ,ピックアップローラー13,14が設けられている。ピックアップローラー13,14は,給紙カセット11,12に貯蔵されている記録用紙を1枚ずつ取り出すためのローラーである。ピックアップローラー13,14は,記録用紙における,中間転写ベルト21からトナー像の転写を受ける側の面に接触するものである。また,ピックアップローラー13,14から2次転写ローラー51に至る給紙経路15の途中には,タイミングローラー16が設けられている。タイミングローラー16は,給紙カセット11または給紙カセット12から取り出されてきた記録用紙を,画像形成部20でのトナー像の形成に合わせたタイミングで2次転写ローラー51へ送出するためのローラーである。
タイミングローラー16についてさらに説明する。本形態におけるタイミングローラー16は,記録用紙からの紙粉の発生状況を検知する紙粉量測定装置を構成している。タイミングローラー16は,図2に示すように,第1ローラー54と第2ローラー55とからなるローラー対である。タイミングローラー16は,記録用紙Sを,第1ローラー54と第2ローラー55とで挟み付けつつ,2次転写ローラー51の方へ向けて送り出すようになっている。第1ローラー54が,記録用紙Sに対して中間転写ベルト21と同じ側に位置し,第2ローラー55は2次転写ローラー51と同じ側に位置する。第1ローラー54は記録用紙Sに対して,ピックアップローラー13,14とも同じ側に位置する。
図2に示されるように,第1ローラー54には,紙粉除去部材56,紙粉トレイ57,光反射型センサー58が設けられている。これらは,第1ローラー54の回転とともに回転するものではなく,第1ローラー54の回転に関わらず図2中に示される位置にとどまり続けるものである。である。紙粉トレイ57および光反射型センサー58は,第1ローラー54に接触しないように設けられている。紙粉トレイ57は,紙粉除去部材56により第1ローラー54からはぎ取られた紙粉を収容する容器である。図2では,紙粉トレイ57に紙粉59が少し溜まっている状態を描いている。
光反射型センサー58は,第1ローラー54に光を照射するとともに,その反射光を検知するセンサーである。本形態における光反射型センサー58は,第1ローラー54による反射光のうち乱反射成分を検知するものである。このため,光反射型センサー58が検知する反射光強度は,第1ローラー54の表面が清浄である時には弱く,紙粉の付着量が増加するほど強くなる。このため,光反射型センサー58の出力値は,第1ローラー54の表面上の紙粉の付着量を指標する値である。そして,光反射型センサー58による検知位置は,第1ローラー54の表面であって,記録用紙Sとの接触後,紙粉除去部材56との接触より前の位置である。このため,この検知位置での第1ローラー54の表面上の紙粉の付着量は,タイミングローラー16を通過している記録用紙Sの紙粉発生量を指標している。したがって,光反射型センサー58の出力値は,現在搬送している記録用紙Sの紙粉発生量を指標している。
さらに,第1ローラー54には,バイアス印加部60が接続されている。一方,第2ローラー55は接地されている。これにより,第1ローラー54と,搬送中の記録用紙Sとの間に電界を印加できるようになっている。印加する電界の向きは,記録用紙Sから第1ローラー54へ紙粉を吸引する向きである。このためバイアス印加部60は,第1ローラー54にマイナス電位を印加する。紙粉のほとんどは,記録用紙に含有される填料に起因する炭酸カルシウムの粉末だからである。この粉末はプラスに帯電しやすいのである。よって,画像形成部20で使用されるトナーがマイナス帯電トナーであれば,第1ローラー54と第2ローラー55との間に印加される電界と,中間転写ベルト21と2次転写ローラー51との間に印加される電界との向きは同じである。以下特記しない限り,使用されるトナーはマイナス帯電トナーであることとする。
光反射型センサー58が第2ローラー55ではなく第1ローラー54の方に設けられていることにより,次のような利点がある。すなわち,光反射型センサー58の出力信号が,記録用紙Sのうち中間転写ベルト21に接する側の面からの紙粉発生量を反映した値となることである。このため,光反射型センサー58の検出値により,中間転写ベルト21への紙粉の付着料を適切に評価できるのである。第1ローラー54が,記録用紙Sに対して中間転写ベルト21と同じ側に位置するからである。
ここで,光反射型センサー58の設けられている幅方向位置について説明する。幅方向位置とは,搬送中の記録用紙Sの幅方向,すなわち紙面内で搬送方向に直交する方向における光反射型センサー58の検知位置のことである。まず当然のことながら,図3に示すように,光反射型センサー58の位置は,第1ローラー54が存在する範囲W1の中でなければならない。さらに光反射型センサー58の位置については,ピックアップローラー13,14との関係でも,好ましい条件がある。つまり,これも図3に示されるように,光反射型センサー58の位置は,ピックアップローラー13,14が存在する範囲W2に対してもその中にある。結局,光反射型センサー58の位置は,光反射型センサー58とピックアップローラー13,14との両方が存在する範囲内なのである。
このため光反射型センサー58は,記録用紙Sにおける,ピックアップローラー13,14と接触した範囲内の領域からの紙粉発生量を検出することとなる。記録用紙Sは,ピックアップローラー13,14で擦られることにより,電界が掛かった時に紙粉が発生しやすい状態となる傾向があるからである。このため,光反射型センサー58の上記配置により,より適切な紙粉発生量評価ができる。なお図3では範囲W1の方が範囲W2より広く描いているが,このことは必須ではない。範囲W1と範囲W2とで重なっている領域があればよい。
画像形成装置1の制御系を説明する。画像形成装置1の制御系は,図4のブロック図に示すように構成されている。図4の制御系は,CPU61を中心にして,情報制御回路62,画像処理回路63,駆動制御回路64,電源回路65等を有している。また,情報制御回路62には,I/F67が設けられ,外部情報機器と接続できるようになっている。
さらに,情報制御回路62には,操作表示パネル40,センサー類48,記憶部49が接続されている。センサー類48は,画像形成に使用する種々のパラメーターを取得するセンサー類である。例えば,中間転写ベルト21上のトナー像を検知するイメージセンサーや,環境因子を取得する環境因子センサーが該当する。図1中のカセットセンサー17や図2に示した光反射型センサー58もセンサー類48に含まれる。記憶部49には,印刷対象となる画像データの他,画像形成に必要な各種情報が記憶されている。また,駆動制御回路64には,バイアス印加部60,画像形成部20,給排紙部が接続されている。ここでいう給排紙部とは,給紙部10および排紙部30のことであり,タイミングローラー16もこれに含まれる。CPU61は,これら各部の制御を行う。
上記の構成の画像形成装置1では,次のようにして画像形成がなされる。給紙部10では,給紙カセット11または給紙カセット12から,ピックアップローラー13またはピックアップローラー14により記録用紙Sが1枚取り出される。取り出された記録用紙Sはタイミングローラー16へ向かう。一方画像形成部20では,画像形成ユニット22Y,22M,22C,22Kにより,中間転写ベルト21上にトナー像が形成される。そして,このトナー像の形成とタイミングを合わせて,タイミングローラー16から記録用紙Sが送出される。これにより2次転写ローラー51にて,電界の印加により,中間転写ベルト21から記録用紙Sにトナー像が転写される。
このとき同時に,記録用紙Sから中間転写ベルト21への紙粉の転写もある程度起こる。前述のように紙粉は主にプラス,すなわちトナーとは逆の極性に帯電しているからである。特に,記録用紙Sのうちピックアップローラー13,14で擦られた範囲内では,
それ以外の領域よりも紙粉の転写量が多い傾向がある。その範囲内では記録用紙S自体が紙粉を発生させやすい状態になるからである。さらに,その擦られた面が中間転写ベルト21に対面するからである。トナー像の転写を受けた記録用紙Sは,定着器53,排出ローラー31を経て排紙トレイ32へ排出される。
それ以外の領域よりも紙粉の転写量が多い傾向がある。その範囲内では記録用紙S自体が紙粉を発生させやすい状態になるからである。さらに,その擦られた面が中間転写ベルト21に対面するからである。トナー像の転写を受けた記録用紙Sは,定着器53,排出ローラー31を経て排紙トレイ32へ排出される。
ここにおいて,タイミングローラー16では,光反射型センサー58を利用して記録用紙Sからの紙粉発生量の測定を行うことができる。この測定は,常時行ってもかまわないが,常時行う必要があるものではない。あらかじめ定められた特定のイベント時にのみ行えば十分である。この特定のイベント時にのみ紙粉発生量の測定を行うことで,紙粉トレイ57への紙粉の堆積量を抑制できる。また,バイアス印加部60の負担を軽減できる。本形態では後述のように,給紙カセット11,12の開閉動作が行われた時を,この「特定のイベント時」としている。紙粉発生量の測定を行うときには,タイミングローラー16にて,バイアス印加部60によるバイアス印加を行う。これにより,第1ローラー54と記録用紙Sとの間に電界が印加される。印加される電界の向きは,記録用紙Sが2次転写ローラー51を通過する時に受ける,中間転写ベルト21と記録用紙Sとの間の電界の向きと同じである。このため,記録用紙Sから第1ローラー54に紙粉が転写される。
ここでは,バイアスの向きだけでなく電圧値も,2次転写ローラー51の箇所と第1ローラー54の箇所とで同じであることとする。これにより,2次転写ローラー51の箇所での電界の状況とほぼ同じ状況を,タイミングローラー16の箇所で再現していることになる。このため,第1ローラー54における紙粉転写量は,中間転写ベルト21への紙粉転写量とほぼ同じであると考えてよい。
そして,光反射型センサー58により,第1ローラー54に光を照射するとともにその反射光を検知する。光反射型センサー58で検知される反射光の強度は,第1ローラー54の表面がクリーンである時にはほとんどゼロに近いほど弱い。前述のように光反射型センサー58は乱反射光を検知するからである。しかし,第1ローラー54の表面に紙粉が付着していると,反射光に乱反射成分が加わることになる。このため図5に示すように,第1ローラー54の紙粉の付着量が多いほど,光反射型センサー58の出力値は高いことになる。したがって光反射型センサー58の出力信号は,第1ローラー54の紙粉の付着量を指標する信号である。なお,光反射型センサー58を,正反射光を受光するように配置してもよい。その場合には逆に,第1ローラー54の紙粉の付着量が多いほど,光反射型センサー58の出力値は低いことになる。
第1ローラー54の表面に付着した紙粉は,光反射型センサー58の検知位置を通過した後,紙粉除去部材56により第1ローラー54から掻き取られる。紙粉除去部材56により掻き取られた紙粉59は,紙粉トレイ57に収容される。
第1ローラー54の表面はその後再び記録用紙Sに接触して,紙粉の転写を受けることとなる。つまり第1ローラー54の表面には,紙粉が蓄積していくのではなく,毎回新たに転写された紙粉のみが付着しているのである。このため光反射型センサー58の出力値は,紙粉の累積発生量ではなく,その時点でタイミングローラー16から発生している紙粉量を反映した値である。つまり,記録用紙Sが紙粉発生量の多い紙種であるか少ない紙種であるか,環境因子,またピックアップローラー13,14の表面の劣化具合などの要因により左右される値である。
ただし記憶部49には,光反射型センサー58の出力値の累積値が記憶されるようになっている。これにより,その累積値に基づいて,中間転写ベルト21の寿命管理ができるようになっている。この累積値が,中間転写ベルト21の表面粗さの上昇の程度とほぼリンクしているからである。
つまり,図6に示すように,中間転写ベルト21の表面粗さの上昇速度は,画像形成条件により異なる。より具体的には,紙粉が発生しやすい条件であるかそうでないかにより異なる。図6中の「A」は,紙粉が発生しやすい条件で耐久使用した場合を示している。この場合には表面粗さの上昇が速く,比較的早期にクリーニング不良が発生することとなる。「B」は,紙粉が発生しにくい条件で耐久使用した場合を示している。この場合には表面粗さの上昇が遅く,クリーニング不良が発生し始めるまでに比較的多くの枚数を印刷することができる。中間転写ベルト21におけるこのような表面粗さ上昇の実際の程度を,光反射型センサー58の出力値の累積値により評価できるのである。
次に,光反射型センサー58による紙粉発生量検出に基づく中間転写ベルト21の寿命管理の具体的手順を説明する。図7のフローチャートにその手順を示す。このフローは,画像形成装置1が印刷ジョブを開始する時に開始される。そして,このフロー中の各ステップの処理は,画像形成装置1における印刷ジョブの画像形成の実行と並行して行われる。
(S1)
印刷ジョブの印字が開始されると図7のフローではまず,給紙カセット11,12の開閉状況の確認を行う。ここで確認するのは,前回の印刷ジョブの終了から今までの間に,給紙カセット11,12の開閉があったか否かである。給紙カセット11,12の開閉履歴については,カセットセンサー17の検知結果が記憶部49に保存されているので,これを閲覧することで確認できる。この確認を行うのは,前回の印刷ジョブ時と比較して記
録用紙Sの紙種が変わっている可能性が高いか低いかを判定するためである。すなわち,開閉履歴があった場合には,紙種が変わっている可能性がある程度高いと考えられる。一
方開閉履歴がなかった場合には,紙種が変わっている可能性は低い。
印刷ジョブの印字が開始されると図7のフローではまず,給紙カセット11,12の開閉状況の確認を行う。ここで確認するのは,前回の印刷ジョブの終了から今までの間に,給紙カセット11,12の開閉があったか否かである。給紙カセット11,12の開閉履歴については,カセットセンサー17の検知結果が記憶部49に保存されているので,これを閲覧することで確認できる。この確認を行うのは,前回の印刷ジョブ時と比較して記
録用紙Sの紙種が変わっている可能性が高いか低いかを判定するためである。すなわち,開閉履歴があった場合には,紙種が変わっている可能性がある程度高いと考えられる。一
方開閉履歴がなかった場合には,紙種が変わっている可能性は低い。
ここでの開閉履歴の有無の判定方法には,2つの給紙カセット11,12を区別しない方法と,区別する方法との2通りがあり,どちらを採用してもよい。区別しない方法の場合には,前回の印刷ジョブの終了から今までの間に,給紙カセット11,12のいずれか一方でも開閉履歴があればYesと判定し,いずれにも開閉履歴がない場合にNoと判定する。区別する方法では,給紙カセット11,12のうち,今回の印刷ジョブで使用するものと同一のものを使用した直近過去の印刷ジョブの終了時から現在までの間の期間を判定対象期間とする。その判定対象期間中に,今回使用する方の給紙カセットに開閉履歴があればYesと判定し,ない場合にNoと判定する。もう1つの給紙カセットの開閉履歴は考慮しない。いずれの判定手法の場合でも,YesであればS2へ進み,NoであればS4へ進む。
(S2)
開閉履歴があった場合には(S1:Yes),紙粉発生量測定を実施することになる。紙種が変わっている可能性が高く,前回のジョブの時の紙粉発生量をそのまま用いることができないからである。このため,バイアス印加部60により,第1ローラー54と第2ローラー55との間に電圧を印加する。すなわち,中間転写ベルト21と2次転写ローラー51との間に掛かる電圧と同じ向きで同じ値の電圧を印加する。この状態でタイミングローラー16に記録用紙Sを通す。これにより前述のように,今回使用する記録用紙Sが発生する紙粉量Pが測定される。この紙粉発生量測定は,当該印刷ジョブの先頭の記録用紙Sの1枚だけについて行っても良いし,複数枚の記録用紙Sについて測定しそれらの測定値の平均をとってもよい。
開閉履歴があった場合には(S1:Yes),紙粉発生量測定を実施することになる。紙種が変わっている可能性が高く,前回のジョブの時の紙粉発生量をそのまま用いることができないからである。このため,バイアス印加部60により,第1ローラー54と第2ローラー55との間に電圧を印加する。すなわち,中間転写ベルト21と2次転写ローラー51との間に掛かる電圧と同じ向きで同じ値の電圧を印加する。この状態でタイミングローラー16に記録用紙Sを通す。これにより前述のように,今回使用する記録用紙Sが発生する紙粉量Pが測定される。この紙粉発生量測定は,当該印刷ジョブの先頭の記録用紙Sの1枚だけについて行っても良いし,複数枚の記録用紙Sについて測定しそれらの測定値の平均をとってもよい。
(S3)
続いて,測定された紙粉量Pに今回の印刷ジョブの印字枚数を乗算する。これにより,紙粉量Qを算出する。紙粉量Pが記録用紙Sの1枚当たりの紙粉発生量に相当するのに対し,紙粉量Qは,今回の印刷ジョブ全体での紙粉発生量に相当する。なお,紙粉量Pの値自体は記憶部49に保存しておく。次回の印刷ジョブの時に使う可能性があるからである。
続いて,測定された紙粉量Pに今回の印刷ジョブの印字枚数を乗算する。これにより,紙粉量Qを算出する。紙粉量Pが記録用紙Sの1枚当たりの紙粉発生量に相当するのに対し,紙粉量Qは,今回の印刷ジョブ全体での紙粉発生量に相当する。なお,紙粉量Pの値自体は記憶部49に保存しておく。次回の印刷ジョブの時に使う可能性があるからである。
(S4,S5)
S1で開閉履歴がなかった場合には(S1:No),紙粉発生量測定を実施しないで,代わりに,記憶部49に保存されている紙粉量Pを読み出す(S4)。つまり,前回使用した紙粉量Pを再度使用するのである。紙種が変わっていない可能性が高いからである。そして,前回使用した紙粉量Pに,今回の印刷ジョブの印字枚数を乗算する(S5)。これにより,今回の印刷ジョブ全体の紙粉量Qを算出する。
S1で開閉履歴がなかった場合には(S1:No),紙粉発生量測定を実施しないで,代わりに,記憶部49に保存されている紙粉量Pを読み出す(S4)。つまり,前回使用した紙粉量Pを再度使用するのである。紙種が変わっていない可能性が高いからである。そして,前回使用した紙粉量Pに,今回の印刷ジョブの印字枚数を乗算する(S5)。これにより,今回の印刷ジョブ全体の紙粉量Qを算出する。
(S6)
S3もしくはS5で紙粉量Qが算出されたら,その積算を行う。すなわち,記憶部49には,過去に算出した紙粉量Qを総計した積算値Rが記憶されている。その積算値Rに今回の紙粉量Qを加えることで,新たな積算値Rを算出するのである。記憶部49には,今までの積算値Rの値に替えて,新たな積算値Rの値が記憶される。こうして算出された積算値Rは,画像形成装置1において新品時もしくは前回の中間転写ベルト21交換時から今までに実行したすべての印刷ジョブでの紙粉発生量の総計に相当する。
S3もしくはS5で紙粉量Qが算出されたら,その積算を行う。すなわち,記憶部49には,過去に算出した紙粉量Qを総計した積算値Rが記憶されている。その積算値Rに今回の紙粉量Qを加えることで,新たな積算値Rを算出するのである。記憶部49には,今までの積算値Rの値に替えて,新たな積算値Rの値が記憶される。こうして算出された積算値Rは,画像形成装置1において新品時もしくは前回の中間転写ベルト21交換時から今までに実行したすべての印刷ジョブでの紙粉発生量の総計に相当する。
(S7)
新たな積算値Rが算出されたら,その新たな積算値Rを閾値と比較する。ここでいう閾値は,積算値Rがこれ以上大きくなるのは好ましくないという限界値として,記憶部49にあらかじめ記憶されている値である。これは,図6中の「E」に相当する。積算値Rが閾値を超えているような状況では,中間転写ベルト21の表面の荒れが相当に進行している。これ以上画像形成を継続するとクリーニング不良が発生する可能性があるレベルであるといえる。積算値Rが閾値を超えている場合にYesと判定し,超えていない場合にNoと判定する。YesであればS8へ進み,NoであればS9へ進む。
新たな積算値Rが算出されたら,その新たな積算値Rを閾値と比較する。ここでいう閾値は,積算値Rがこれ以上大きくなるのは好ましくないという限界値として,記憶部49にあらかじめ記憶されている値である。これは,図6中の「E」に相当する。積算値Rが閾値を超えているような状況では,中間転写ベルト21の表面の荒れが相当に進行している。これ以上画像形成を継続するとクリーニング不良が発生する可能性があるレベルであるといえる。積算値Rが閾値を超えている場合にYesと判定し,超えていない場合にNoと判定する。YesであればS8へ進み,NoであればS9へ進む。
(S8)
積算値Rが閾値を超えていた場合には(S7:Yes),中間転写ベルト21の交換を行う。すなわち,中間転写ベルト21の交換をユーザーに促すメッセージを操作表示パネル40に表示する。それとともに,新たな印刷ジョブの受付を拒否する状態とする。さらには,実行途中の印刷ジョブの一時停止をもすることとしてもよい。そして,中間転写ベルト21が実際に交換されたら,操作表示パネル40のメッセージ表示を元に戻し,新たな印刷ジョブの受付が可能な状態に復帰する。あるいは一時停止中の印刷ジョブの実行を再開する。また,このときに,積算値Rの値をリセットする。
積算値Rが閾値を超えていた場合には(S7:Yes),中間転写ベルト21の交換を行う。すなわち,中間転写ベルト21の交換をユーザーに促すメッセージを操作表示パネル40に表示する。それとともに,新たな印刷ジョブの受付を拒否する状態とする。さらには,実行途中の印刷ジョブの一時停止をもすることとしてもよい。そして,中間転写ベルト21が実際に交換されたら,操作表示パネル40のメッセージ表示を元に戻し,新たな印刷ジョブの受付が可能な状態に復帰する。あるいは一時停止中の印刷ジョブの実行を再開する。また,このときに,積算値Rの値をリセットする。
(S9)
S7で積算値Rが閾値に達していなかった場合には(S7:No),現状のままとする。すなわち,印刷ジョブの実行や,新たな印刷ジョブの受付を許容する状態を継続する。この時点ではまだ,中間転写ベルト21の表面の荒れがそれほど進行しておらず,画像形成の継続が十分に可能なレベルにあるからである。
S7で積算値Rが閾値に達していなかった場合には(S7:No),現状のままとする。すなわち,印刷ジョブの実行や,新たな印刷ジョブの受付を許容する状態を継続する。この時点ではまだ,中間転写ベルト21の表面の荒れがそれほど進行しておらず,画像形成の継続が十分に可能なレベルにあるからである。
以上が,図7のフローの各ステップについての一通りの説明であるが,S8における閾値を2段階にしてもよい。その場合には,積算値Rが1段目の閾値を超えた時点では,上記の「促すメッセージ」の表示を行いつつ,印刷ジョブの実行は依然として許容する。これによりユーザーとしては,交換用の新たな中間転写ベルト21の発注を行うことができる。そして,積算値Rが2段目の閾値を超えた時点で,印刷ジョブの実行や受付を強制停止することとなる。
図7のフローを使用した場合における,耐久使用による積算値Rの上昇状況の具体例を,図8に示す。図8に示す例は,画像形成装置1の新品時から,10万枚ごとに紙種を変更して画像形成を行った場合の例である。この例では,最初は紙粉発生量(紙粉量P)の多い紙種である「L紙」を用い,次に紙粉発生量が中くらいの紙種である「M紙」を用い,続いて紙粉発生量の少ない紙種である「N紙」を用い,最後に再び「L紙」を用いている。なお,この例では,2つの給紙カセット11,12のうちいずれか一方のみを使用した。図8中に「R1」,「R2」,「R3」で示すのは,紙種の変わり目の時点での積算値Rである。紙種の変わり目間でのグラフの傾斜には,各紙種の紙粉量Pの大小が反映されている。
図8の例では,「R1」,「R2」,「R3」はいずれも,閾値には達していない。このため,3種類の紙種が1巡して再び「L紙」に戻ってもなお,中間転写ベルト21を交換することなく,画像形成が継続される(図7のS9)。そして,2回目の「L紙」を使い切ったところで,積算値Rが閾値を上回っている(図では一致しているように見えるがわずかに積算値が上回っているものとする)。そこでこの時点で中間転写ベルト21の交換時期到来となる(図7のS8)。このように,耐久使用の途中で紙種が変わった場合であっても,クリーニング不良の発生に至ることなく,中間転写ベルト21の寿命を使い切ることができる。
続いて,図7のフローチャートの変形例を説明する。図9に,変形例に係るフローチャートを示す。この変形例の目的は,紙粉量Pの測定時におけるバイアス印加部60によるバイアス印加の電圧値を,必ずしも2次転写ローラー51の箇所での電圧値と同じにしないことにある。このため図9では,図7のフローにおけるS2の部分を,S21およびS22で置き換えている。それ以外の部分は図7と同じである。このため図9については,S21およびS22以外の部分の説明を省略する。
(S21)
図9のフローでは,紙粉量Pの実測をすることとなった場合には(S1:Yes),まず,第1ローラー54の印加電圧,すなわち紙粉の転写電圧を変化させて転写量測定を行う。これにより,転写電圧と,第1ローラー54上の紙粉付着量との関係を調べる。すなわち,図10に示すように,電圧を上げると紙粉付着量も増える関係がある。この関係を実測するのである。具体的には例えば,当該印刷ジョブの1枚目で転写電圧500[V]での測定を行い,2枚目で転写電圧1000[V]での測定を行い,以下1枚ごとに転写電圧を500[V]ずつ上げていく,という具合による。これにより,転写電圧と紙粉付着量との関係の近似式を得る。なお,第1ローラー54の外周長に対して記録用紙Sの長さ方向寸法が十分長ければ,1枚の記録用紙S内にて複数水準の転写電圧での測定をすることも可能である。
図9のフローでは,紙粉量Pの実測をすることとなった場合には(S1:Yes),まず,第1ローラー54の印加電圧,すなわち紙粉の転写電圧を変化させて転写量測定を行う。これにより,転写電圧と,第1ローラー54上の紙粉付着量との関係を調べる。すなわち,図10に示すように,電圧を上げると紙粉付着量も増える関係がある。この関係を実測するのである。具体的には例えば,当該印刷ジョブの1枚目で転写電圧500[V]での測定を行い,2枚目で転写電圧1000[V]での測定を行い,以下1枚ごとに転写電圧を500[V]ずつ上げていく,という具合による。これにより,転写電圧と紙粉付着量との関係の近似式を得る。なお,第1ローラー54の外周長に対して記録用紙Sの長さ方向寸法が十分長ければ,1枚の記録用紙S内にて複数水準の転写電圧での測定をすることも可能である。
(S22)
近似式が得られたら,その近似式に基づいて紙粉量Pを算出する。すなわち,実測から得た図10のグラフにおける,横軸の電圧値が2次転写電圧と等しいときの紙粉付着量を読み取ることに相当する。これを紙粉量PとしてS3以下で用いるのである。こうすることにより,より精度良く,中間転写ベルト21への紙粉付着量を見積もることができる。こうした演算処理は,情報制御回路62によりなされる。この手法は特に,記録用紙Sの紙種が,上質紙のように紙粉発生量の少ないものである場合に有益である。紙粉発生量の少ない紙種の場合には,2次転写電圧と等しい電圧での測定だけでは,光反射型センサー58の検出下限付近程度の付着量しか得られない場合がある。これでは高精度な測定はできない。そこで,敢えて第1ローラー54の印加バイアスを2次転写電圧より上げる場面を設けることで,有意なデータを得ることができるからである。以上が図9のフローの説明である。
近似式が得られたら,その近似式に基づいて紙粉量Pを算出する。すなわち,実測から得た図10のグラフにおける,横軸の電圧値が2次転写電圧と等しいときの紙粉付着量を読み取ることに相当する。これを紙粉量PとしてS3以下で用いるのである。こうすることにより,より精度良く,中間転写ベルト21への紙粉付着量を見積もることができる。こうした演算処理は,情報制御回路62によりなされる。この手法は特に,記録用紙Sの紙種が,上質紙のように紙粉発生量の少ないものである場合に有益である。紙粉発生量の少ない紙種の場合には,2次転写電圧と等しい電圧での測定だけでは,光反射型センサー58の検出下限付近程度の付着量しか得られない場合がある。これでは高精度な測定はできない。そこで,敢えて第1ローラー54の印加バイアスを2次転写電圧より上げる場面を設けることで,有意なデータを得ることができるからである。以上が図9のフローの説明である。
なお,上記の説明においては,記録用紙Sの紙粉発生量に影響する要因として,もっぱら紙種のみを考慮している。しかしながら,環境要因やピックアップローラー13,14の表面の劣化状況についても,上記のように実測を行うことで,その時点での状況が自ずと反映されることになる。また,環境要因については,環境センサーを内蔵することで,前回の測定時の環境因子からのずれが所定値より大きくなった時を,「特定のイベント時」として扱うようにすることもできる。さらに,あらかじめ定めた印刷枚数ごとに「特定のイベント時」として扱うようにすることもできる。
以下に,本形態の画像形成装置の性能を確認するために行った実験例を説明する。この実験例では,画像形成装置1のベースマシンとして,コニカミノルタ製bizhubc364e型機を用い,これに次の2点の改造を施して実験に供した。
・図2に示した紙粉量測定装置を追加した。図3に示した条件をも満たすようにした。
・現像器26をすべて取り外した。すなわち,画像形成は行わずに紙粉の転写状況の実験のみが行われるようにした。
・図2に示した紙粉量測定装置を追加した。図3に示した条件をも満たすようにした。
・現像器26をすべて取り外した。すなわち,画像形成は行わずに紙粉の転写状況の実験のみが行われるようにした。
この実験例では,表1に示した4種類の条件で実験を行った。条件1が標準条件であり,条件2〜4は表中に太斜体字で示した項目を変更した条件である。すなわち,条件2では紙種を粗悪紙から推奨紙に,条件3では環境因子を中温中湿から高温な高湿に,条件4ではピックアップローラーを新品から使用済み品に変更している。ここで推奨紙とは,ベースマシンでの画像形成に好適であるとして推奨されている上質紙である。この実験例における上記以外の共通条件は以下の通りである。
紙の体積抵抗:1010〜13Ω・cm(粗悪紙,推奨紙とも)
2次転写ローラー:導電性ゴムローラー(体積抵抗103〜9Ω・cm)
タイミングローラー:導電性ゴムローラー(体積抵抗106〜9Ω・cm)
中間転写ベルト:大気圧プラズマ法(AGP)にて表面層として無機酸化物(窒素,アルミニウム,チタン,亜鉛から選ばれる元素の酸化物)の薄膜層を形成したベルト
紙の体積抵抗:1010〜13Ω・cm(粗悪紙,推奨紙とも)
2次転写ローラー:導電性ゴムローラー(体積抵抗103〜9Ω・cm)
タイミングローラー:導電性ゴムローラー(体積抵抗106〜9Ω・cm)
中間転写ベルト:大気圧プラズマ法(AGP)にて表面層として無機酸化物(窒素,アルミニウム,チタン,亜鉛から選ばれる元素の酸化物)の薄膜層を形成したベルト
[実験1]
実施した実験は,実験1と,後述する実験2との2つである。実験1では上記各条件にて,A4サイズの記録用紙100枚の連続通紙を,2回行った。このうちの1回目の100枚通紙では第1ローラー54への紙粉の付着状況を測定し,2回目の100枚通紙では中間転写ベルト21への紙粉の付着状況を測定した。
実施した実験は,実験1と,後述する実験2との2つである。実験1では上記各条件にて,A4サイズの記録用紙100枚の連続通紙を,2回行った。このうちの1回目の100枚通紙では第1ローラー54への紙粉の付着状況を測定し,2回目の100枚通紙では中間転写ベルト21への紙粉の付着状況を測定した。
具体的には,1回目の100枚通紙では,バイアス印加部60によるバイアス印加をオンとして,次の各測定を行った。
(1)光反射型センサー58の出力電圧測定:1枚当たり1回,出力電圧値を測定し,100回の測定値の平均値を求めた。
(2)紙粉トレイ57に溜まった紙粉の重量測定:開始前にあらかじめ紙粉トレイ57を清浄化しておき,100枚通紙後における紙粉の重量を測定した。これは,紙粉除去部材56により第1ローラー54からはぎ取られた紙粉の総量に相当する。言い替えると,100枚通紙中に記録用紙Sから第1ローラー54に転写された紙粉の総量である。なお,いずれの条件でも,紙粉トレイ57から紙粉が溢れ出る状況にはなっていなかった。
(1)光反射型センサー58の出力電圧測定:1枚当たり1回,出力電圧値を測定し,100回の測定値の平均値を求めた。
(2)紙粉トレイ57に溜まった紙粉の重量測定:開始前にあらかじめ紙粉トレイ57を清浄化しておき,100枚通紙後における紙粉の重量を測定した。これは,紙粉除去部材56により第1ローラー54からはぎ取られた紙粉の総量に相当する。言い替えると,100枚通紙中に記録用紙Sから第1ローラー54に転写された紙粉の総量である。なお,いずれの条件でも,紙粉トレイ57から紙粉が溢れ出る状況にはなっていなかった。
2回目の100枚通紙では,バイアス印加部60によるバイアス印加をオフとし,2次転写ローラー51の2次転写バイアスをオンとして,次の測定を行った。
(3)ベルトクリーナー52に溜まった紙粉の重量測定:開始前にあらかじめベルトクリーナー52の内部を清浄化しておき,100枚通紙後における紙粉の重量を測定した。これは,ベルトクリーナー52により中間転写ベルト21からはぎ取られた紙粉の総量に相当する。言い替えると,100枚通紙中に記録用紙Sから中間転写ベルト21に転写された紙粉の総量である。なお,いずれの条件でも,ベルトクリーナー52が紙粉で満杯になる状況にはなっていなかった。
(3)ベルトクリーナー52に溜まった紙粉の重量測定:開始前にあらかじめベルトクリーナー52の内部を清浄化しておき,100枚通紙後における紙粉の重量を測定した。これは,ベルトクリーナー52により中間転写ベルト21からはぎ取られた紙粉の総量に相当する。言い替えると,100枚通紙中に記録用紙Sから中間転写ベルト21に転写された紙粉の総量である。なお,いずれの条件でも,ベルトクリーナー52が紙粉で満杯になる状況にはなっていなかった。
表2に測定結果を示す。測定結果を説明する前にまず,表2中の「転写電圧」について説明する。この中の「タイミング」とは,1回目の100枚通紙時におけるバイアス印加部60による第1ローラー54への印加電圧のことである。一方,「2次転写」とは,2回目の100枚通紙時における2次転写ローラー51への印加電圧のことである。表2ではいずれの条件でも,これらの絶対値を等しくしている。なお,「タイミング」と「2次転写」とで符号が逆になっているが,これは,記録用紙Sに対して,2次転写ローラー51が第1ローラー54と反対側に位置するからである。記録用紙Sと第1ローラー54および中間転写ベルト21との間に掛かる電界の向きとしては同じである。さらに,条件3では他の条件に対してバイアスの絶対値を下げている。これは,条件3では他の条件に対して環境要因が違っている(表1参照)ことにより,ベースマシンの駆動制御回路64に標準搭載されているATVC制御(転写電圧自動調整制御)が作用した結果である。
表2中の「(1)」と「(2)」とから,光反射型センサー58の出力電圧(1)と,第1ローラー54への紙粉の転写量(2)との間によい相関性があることが分かる。これは,図5で説明したことと同じことである。また,表2中の「(2)」と「(3)」とから,第1ローラー54への紙粉の転写量(2)と中間転写ベルト21への紙粉の転写量(3)とが,いずれの条件でもほぼ同じであることが分かる。これは,「タイミング」と「2次転写」とでバイアスの絶対値を等しくしていることによる。
表2の結果中の,標準条件である条件1とそれ以外の各条件とを比較して考察すると,それぞれ次のようなことが言える。
条件2:条件1と比較して紙粉転写量がかなり少ない。これは,条件2では紙粉発生量が少ない推奨紙を使用していることによると考えられる。
条件3:条件1と比較すると,転写電圧が低いにもかかわらず,紙粉転写量は逆に多い。これは,条件3の高温高湿環境では,記録用紙Sからの紙粉がより発生しやすいことを意味すると解される。特に湿度が高いことにより,記録用紙Sと紙粉との静電気的結合力が弱くなったためと解される。
条件4:条件1と比較して紙粉転写量がわずかながら少ない。これは,条件4では使い古しのピックアップローラー13(または14)を使用していることによると解される。ピックアップローラーは耐久使用により表面が摩耗して摩擦係数が低下していく傾向があるからである。滑りやすくなったピックアップローラーは,記録用紙Sの表面を擦る力が弱いので,紙粉の発生をあまり活性化させないと考えられるからである。
条件2:条件1と比較して紙粉転写量がかなり少ない。これは,条件2では紙粉発生量が少ない推奨紙を使用していることによると考えられる。
条件3:条件1と比較すると,転写電圧が低いにもかかわらず,紙粉転写量は逆に多い。これは,条件3の高温高湿環境では,記録用紙Sからの紙粉がより発生しやすいことを意味すると解される。特に湿度が高いことにより,記録用紙Sと紙粉との静電気的結合力が弱くなったためと解される。
条件4:条件1と比較して紙粉転写量がわずかながら少ない。これは,条件4では使い古しのピックアップローラー13(または14)を使用していることによると解される。ピックアップローラーは耐久使用により表面が摩耗して摩擦係数が低下していく傾向があるからである。滑りやすくなったピックアップローラーは,記録用紙Sの表面を擦る力が弱いので,紙粉の発生をあまり活性化させないと考えられるからである。
これより,表2に示されている測定結果はいずれも,各条件の内容から合理的に説明することができる。これより,光反射型センサー58の出力電圧に基づく紙粉の中間転写ベルト21への付着量の見積もりが,良好な見積もりであることが分かる。
[実験2]
実験2では,本発明の制御を用いた場合の耐久試験を行った。この耐久試験では,光反射型センサー58による紙粉の転写量測定を適宜行いつつ,連続通紙した。この実験における紙粉量測定の実行タイミングは,前述の給紙カセット開閉時ではなく,1万枚通紙ごと,とした。また,紙粉量測定時の第1ローラー54への印加電圧は,図9のフローチャートで説明した非固定方式とした。具体的には,2次転写電圧の電圧値をTとしたとき,次の4水準とした。
・T−500[V]
・T
・T+1000[V]
・T+2000[V]
実験2では,本発明の制御を用いた場合の耐久試験を行った。この耐久試験では,光反射型センサー58による紙粉の転写量測定を適宜行いつつ,連続通紙した。この実験における紙粉量測定の実行タイミングは,前述の給紙カセット開閉時ではなく,1万枚通紙ごと,とした。また,紙粉量測定時の第1ローラー54への印加電圧は,図9のフローチャートで説明した非固定方式とした。具体的には,2次転写電圧の電圧値をTとしたとき,次の4水準とした。
・T−500[V]
・T
・T+1000[V]
・T+2000[V]
2次転写電圧Tそのものは,ATVC制御により随時変動する。一般的には,連続運転中には機内温度上昇とともに徐々に下降していく。紙粉量測定実行時の2次転写電圧Tが例えば1000[V]であったとする。すると,紙粉量測定の際の4枚の記録用紙Sには第1ローラー54にて,順に,500[V],1000[V],2000[V],3000[V]が印加されることになる。これらの4水準での紙粉量測定に基づき,図10に示したような,転写電圧と紙粉転写量との関係を算出した(図7,図9のS21に相当)。そして,算出された関係に基づいて,その後の通紙時における中間転写ベルト21への紙粉付着量を逐一計算し,図7,図9のS6中の「積算値R」として積算していった。
上記の方法での連続通紙を,次の2つの事象のうちいずれか早い方が実現するまで継続した。
事象1:積算値Rが,図7,図9中のS7の「閾値」を超えること。つまり,図7,図9の制御にて中間転写ベルト21の交換が要求されるに至る状態となることである。これは,紙粉に起因する中間転写ベルト21の表面荒れによるライフストップであると言える。事象2:中間転写ベルト21の累積駆動距離が200kmに達すること。この200kmというのは,ベースマシンの中間転写ベルト21の限界駆動距離として仕様上決められている距離である。これは,中間転写ベルト21自体の寿命というよりは,図1中のベルトクリーナー52に内蔵されているブレード部材の摩耗を考慮したライフストップである。
事象1:積算値Rが,図7,図9中のS7の「閾値」を超えること。つまり,図7,図9の制御にて中間転写ベルト21の交換が要求されるに至る状態となることである。これは,紙粉に起因する中間転写ベルト21の表面荒れによるライフストップであると言える。事象2:中間転写ベルト21の累積駆動距離が200kmに達すること。この200kmというのは,ベースマシンの中間転写ベルト21の限界駆動距離として仕様上決められている距離である。これは,中間転写ベルト21自体の寿命というよりは,図1中のベルトクリーナー52に内蔵されているブレード部材の摩耗を考慮したライフストップである。
結果,条件2のもののみが事象2により停止し,他の3つの条件のものは事象1により停止した。そして,連続通紙が終了した時点における中間転写ベルト21の表面粗さRaを測定した。その測定結果を,連続通紙終了までの通紙枚数および中間転写ベルト21の累積駆動距離とともに,表3に示す。表3によれば,「通紙枚数」,「ベルト駆動距離」ともに,表2中の「紙粉量」の順序と逆の順序となっている。このこと自体は当然のことである。
さらに表3によれば,条件1,3,4のものでは,ベルト駆動距離が200kmに満たない。このことは,これら3つの条件では,AGPベルトに本来想定されている寿命に到達するより前に,紙粉に基づく中間転写ベルト21の表面荒れにより,連続通紙が停止されていることを示している。つまりこれら3つの条件では,従来のような通紙枚数もしくはベルト駆動距離のみによる寿命管理では,耐久使用の終期におけるクリーニング不良の発生を防止できない可能性が高いのである。それに対し,本発明の紙粉付着量検出を取り入れることで,クリーニング不良が発生するよりも前に印刷を停止させることができるのである。
その一方で条件2のものでは,ベルト駆動距離にして丁度限界である200kmまで中間転写ベルト21を使い切っている。つまり本発明の制御では,紙粉発生の少ない状況であれば,いたずらに早期に寿命到来判定をすることなく,中間転写ベルト21の本来の寿命を有効活用できるのである。
また,この実験で使用した中間転写ベルト21は,表面粗さRaが150nmを超えるとクリーニング不良が発生する可能性が高いとされているものである。表3中の実験後の表面粗さRaを見ると,条件1,3,4のものでは,その150nmをわずかに下回る程度となっている。この点からも,本発明の制御を用いることにより,中間転写ベルト21を,クリーニング不良が発生する少し前まで使い切っていると言える。
一方,条件2のものでは,実験後の表面粗さRaが,150nmよりかなり低い値となっている。条件2のものでは前述のように,ベルトクリーナー52のブレード部材の摩耗により停止に至ったためである。よって,中間転写ベルト21の表面粗さRaのみを考慮すれば,まだ画像形成が可能なレベルにあるとも言える。このため,ブレード部材の交換を条件にさらに印刷を許容する設定とすることも考えられる。あるいは,条件2のように上質紙のみを使用し環境因子も安定しているような場合には,本発明の制御を使用しない,ということも考えられる。本発明の制御はむしろ,条件1,3,4のように紙粉発生量が多い状況でこそ意義を有するものである。
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,画像形成部20に供給される記録用紙Sに接触する部材であるタイミングローラー16を,紙粉量測定のための接触部材として用いている。具体的には,記録用紙Sに対して中間転写ベルト21と同じ側に位置する第1ローラー54に電圧を印加して記録用紙Sから紙粉を転写させるようにしている。その第1ローラー54上の紙粉付着量を検出することで,記録用紙Sの紙粉発生量を見積もることとしている。これにより,実際に使用する記録用紙Sの紙種等に合わせて,中間転写ベルト21の表面荒れの進行を精度良く把握できる。このため,中間転写ベルト21の寿命設定をいたずらに短くすることなく,クリーニング不良の発生を防止できる。
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,タイミングローラー16と2次転写ローラー51との間に,記録用紙Sの帯電を除去する除電装置(除電針等)を設けてもよい。また,本発明は,中間転写ベルト21を持たない形式の画像形成装置にも適用できる。その場合には,感光体23の寿命を管理することになる。
また,図2中に示した紙粉除去部材56および紙粉トレイ57は,必須な訳ではない。図11に示すように,これらを省略した構成とすることもできる。図11の構成の場合には,適宜の時期にバイアス印加部60によるバイアス印加の極性を逆転させることにより,第1ローラー54の表面を清浄化することができる。逆バイアスを掛けることにより,第1ローラー54から記録用紙Sへ紙粉を逆転写させることができるからである。こうして,紙粉除去部材56がなくても,第1ローラー54への紙粉の蓄積を防ぎ,常時その時点での紙粉発生量を測定できるのである。このようにすると,部品点数が少なく構造的に簡素なもので済むという点でメリットがある。
また,光反射型センサー58を,乱反射光を検知するものとする代わりに,正反射光を検知するものとすることもできる。その場合には,光反射型センサー58の出力信号の強弱関係は,説明したものとは逆になる。さらに,紙粉量測定のための接触部材として,タイミングローラー16を用いる代わりにピックアップローラー13,14を用いることもできる。すなわち,バイアス印加部60や光反射型センサー58などを第1ローラー54に対して設ける代わりにピックアップローラー13,14に対して設けてもよい。それ以外にも,2次転写箇所より上流側で記録用紙Sに接するいかなる回転部材でも,紙粉量測定のための接触部材として用いることができる。また,本発明はむろん,カラー機ばかりでなくモノクロ機にも適用できる。さらに,スキャナ機構を備える画像形成装置や,公衆回線経由での印刷ジョブの送受信ができる画像形成装置にも適用できる。
1 画像形成装置
10 給紙部(用紙貯蔵部)
13 ピックアップローラー
14 同
16 タイミングローラー
20 画像形成部
21 中間転写ベルト
22 画像形成ユニット
23 感光体
40 操作表示パネル
49 記憶部
51 2次転写ローラー
54 第1ローラー(接触部材)
58 光反射型センサー
60 バイアス印加部
62 情報制御回路
64 駆動制御回路
10 給紙部(用紙貯蔵部)
13 ピックアップローラー
14 同
16 タイミングローラー
20 画像形成部
21 中間転写ベルト
22 画像形成ユニット
23 感光体
40 操作表示パネル
49 記憶部
51 2次転写ローラー
54 第1ローラー(接触部材)
58 光反射型センサー
60 バイアス印加部
62 情報制御回路
64 駆動制御回路
Claims (7)
- 画像形成前の記録用紙を貯蔵する用紙貯蔵部と,前記用紙貯蔵部から送出された記録用紙に画像を形成する画像形成部とを有し,前記画像形成部が,トナー像を担持するトナー像担持体と,前記トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と,前記トナー像担持体上のトナー像を,前記用紙貯蔵部から送出された記録用紙上に電界印加により転写する転写部とを備える画像形成装置において,
前記用紙貯蔵部から前記画像形成部へ向けて搬送されている記録用紙に接触しつつ回転する接触部材と,
前記接触部材と記録用紙との間に電界を印加して記録用紙から前記接触部材に紙粉を転写させる電界印加部と,
前記接触部材上の記録用紙との接触位置以外の位置である検出位置における記録用紙から転写された紙粉の付着量を指標する紙粉量信号を出力する紙粉量測定部と,
前記紙粉量測定部の出力値に基づく紙粉の付着量を,画像形成枚数に応じて積算するとともに,その積算値に基づいて,前記画像形成部における消耗部品の交換をユーザーに対して推奨する交換推奨動作を行う交換推奨部とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において,前記紙粉量測定部は,
前記検出位置に光を照射してその光の反射光を検出することによる光反射式検出部であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置において,
前記接触部材は,前記画像形成部への記録用紙の供給タイミングを司るタイミングローラーであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の画像形成装置において,
前記用紙貯蔵部には,貯蔵している記録用紙を前記画像形成部へ向けて送出するピックアップローラーが備えられており,
前記画像形成部は,記録用紙における,前記ピックアップローラーが接触した側の面に画像を形成するものであり,
前記接触部材は,記録用紙における,前記ピックアップローラーが接触した側の面に接触するものであり,
前記紙粉量測定部は,記録用紙の幅方向に対して前記ピックアップローラーが存在する範囲内の位置に相当する位置にて,紙粉の付着量の検出を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1つに記載の画像形成装置において,
前記トナー像形成部は,マイナス帯電トナーによりトナー像の形成を行うものであり, 前記接触部材は,記録用紙に対して,前記トナー像担持体と同じ側に配置されており, 前記電界印加部は,前記接触部材と記録用紙との間に,前記転写部で印加される電界と同じ向きの電界を印加するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において,
前記転写部における印加電圧を自動調整する転写電圧自動調整部と,
前記電界印加部による前記接触部材への印加電圧を変動させつつ紙粉の付着量の測定を行うことにより,印加電圧と紙粉の付着量との関係を取得する関係取得部と,
前記関係取得部で取得した関係と,前記転写部での転写実行時の転写電圧とから,実際の画像形成実行時の前記トナー像担持体への紙粉の付着量を算出する紙粉付着量算出部とを有し,
前記交換推奨部は,前記紙粉付着量算出部で算出された算出値を積算するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1つに記載の画像形成装置において,
前記紙粉量測定部は,前記電界印加部による電界の印加に基づく紙粉量信号の出力を,あらかじめ定められた特定のイベント時にのみ行うことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261308A JP2015118237A (ja) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261308A JP2015118237A (ja) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015118237A true JP2015118237A (ja) | 2015-06-25 |
Family
ID=53531001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013261308A Pending JP2015118237A (ja) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015118237A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017124880A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | ブラザー工業株式会社 | シート供給装置、表示制御方法及びプログラム |
JP2017173724A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2019066528A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2021017338A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | コニカミノルタ株式会社 | 紙粉判定装置および用紙搬送装置 |
-
2013
- 2013-12-18 JP JP2013261308A patent/JP2015118237A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017124880A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | ブラザー工業株式会社 | シート供給装置、表示制御方法及びプログラム |
JP2017173724A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2019066528A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2021017338A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | コニカミノルタ株式会社 | 紙粉判定装置および用紙搬送装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9335697B2 (en) | Image forming apparatus having image bearing member life estimation unit | |
JP2006011174A (ja) | 記録体異常発生予測装置、定着装置および画像形成装置 | |
JPH11219045A (ja) | 画像形成装置 | |
US20140348529A1 (en) | Cleaning device, image forming apparatus, and cleaning method | |
JP2015118237A (ja) | 画像形成装置 | |
JP7199880B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004334063A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5102014B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006234894A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007127899A (ja) | 画像形成装置システム | |
JP2011128345A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2011138029A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008008996A (ja) | 異常判定装置、画像形成装置および保守システム | |
JP6833360B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JPH10232535A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2003287986A (ja) | 画像形成装置 | |
US9946216B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5532404B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2014016559A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6724516B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004325875A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4734465B2 (ja) | 記録体異常発生予測装置および画像形成装置 | |
JP4731978B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP6450662B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004037655A (ja) | 画像形成装置 |