JP2018040981A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,トナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には,トナー像を担持する感光体を複数個有するとともに,複数の感光体の回転駆動を1つの駆動源で行うように構成されている画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a medium using toner. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that includes a plurality of photoconductors that carry toner images and that is configured to rotate the plurality of photoconductors with a single drive source.
従来から,トナーを用いる画像形成装置では,感光体を用いている。すなわち,感光体の表面に静電潜像を形成し,そこにトナーを供給することでトナー像を形成するのである。このトナー像が媒体に転写されることで媒体上に画像が形成される。この感光体は,使用とともに表面がすり減ってやがて寿命を迎えることとなる。感光体の寿命を管理する簡便な方法は画像形成枚数の積算である。しかし感光体の寿命の進行は,画像形成枚数に単純に比例する訳ではない。形成する画像におけるトナー被覆率にも左右される。トナーが事実上潤滑剤の役割を果たして感光体の摩滅を遅らせるからである。このため,積算画像形成枚数の限界値を安全よりに設定すると,実際にはまだ寿命の来ていない感光体を交換してしまう事象が生じうる。トナー被覆率が高めの画像を多く形成した場合である。これでは,資源の有効利用という観点からは好ましくない。 Conventionally, an image forming apparatus using toner has used a photoreceptor. That is, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor, and toner is formed by supplying toner thereto. The toner image is transferred to the medium, whereby an image is formed on the medium. The surface of the photoreceptor is worn with use and eventually reaches the end of its life. A simple method for managing the life of the photoconductor is the integration of the number of image formations. However, the progress of the life of the photoreceptor is not simply proportional to the number of images formed. It also depends on the toner coverage in the image to be formed. This is because the toner effectively acts as a lubricant to delay the abrasion of the photoreceptor. For this reason, if the limit value of the cumulative number of images formed is set to be safer, an event may occur in which a photoconductor that has not actually reached the end of its life is actually replaced. This is a case where many images with a high toner coverage are formed. This is not preferable from the viewpoint of effective use of resources.
そこで特許文献1の画像形成装置では,画像形成枚数以外の指標により感光体(電子写真感光体)の寿命を管理することとしている。具体的には,感光体を回転駆動する際の駆動トルクを測定している。さらに感光体の温度を調整する加熱器を備えている。これにより,感光体の温度を変化させたときの駆動トルクの変化により,感光体の寿命判定を行っている。 Therefore, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, the life of the photosensitive member (electrophotographic photosensitive member) is managed by an index other than the number of images formed. Specifically, the driving torque when rotating the photosensitive member is measured. Furthermore, a heater for adjusting the temperature of the photoreceptor is provided. Thus, the life of the photoconductor is determined based on the change in driving torque when the temperature of the photoconductor is changed.
しかしながら前記した従来の画像形成装置には,次のような問題点があった。カラー画像形成装置への適用が必ずしも容易でないことである。特に,カラー画像形成装置の中でも,色ごとに感光体を有するタンデムタイプのカラー画像形成装置であって,複数の感光体の駆動を共通のモーターで行う形式のものへの適用に難があった。測定される駆動トルクは,複数の感光体を同時に駆動する場合のものであるため,個別の感光体の寿命判定ができなかったのである。 However, the conventional image forming apparatus described above has the following problems. Application to a color image forming apparatus is not always easy. In particular, among color image forming apparatuses, it is a tandem type color image forming apparatus having a photoconductor for each color, and it is difficult to apply to a type in which a plurality of photoconductors are driven by a common motor. . Since the measured drive torque is for driving a plurality of photoconductors simultaneously, the life of each photoconductor could not be determined.
本発明は,前記した従来の画像形成装置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,トナー像を担持する複数個の感光体を共通の駆動源で回転駆動する形式でありつつ,トルク測定による感光体の寿命管理を感光体ごとに個別に行うことができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional image forming apparatus described above. That is, the problem is that a plurality of photoconductors carrying toner images are rotationally driven by a common drive source, and life management of the photoconductors by torque measurement can be individually performed for each photoconductor. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
本発明の一態様における画像形成装置は,複数の画像形成ユニットを有するとともに,複数の画像形成ユニットのそれぞれが,感光体と,感光体にトナーを付与する現像器と,感光体上のトナーを除去する静止式のクリーニング部材とを有しており,現像器から感光体上に付与されクリーニング部材により除去される前のトナーを媒体に転写することで画像を媒体上に形成する装置であって,複数の画像形成ユニットの感光体を回転駆動する共通駆動源と,共通駆動源の回転時のトルクの指標値を出力するトルク測定部と,画像形成時以外のときに複数の画像形成ユニットの感光体の劣化状態を個別に判定する劣化判定部とを有し,劣化判定部は,複数の画像形成ユニットのいずれの感光体にもトナーを付与しない状態で共通駆動源を駆動させたときのトルク測定部の出力値である第1トルク値を取得し,複数の画像形成ユニットのいずれか1つの感光体にトナーを付与する状態で共通駆動源を駆動させたときのトルク測定部の出力値である第2トルク値を取得し,第1トルク値から第2トルク値を引いた差であるトルク差があらかじめ定めた劣化判定事象に該当する程度には大きくない場合に,第2トルク値の取得時にトナーを付与した感光体はまだ劣化していないと判定し,トルク差が劣化判定事象に該当する程度に大きい場合に,第2トルク値の取得時にトナーを付与した感光体が劣化していると判定するように構成されているものである。 An image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes a plurality of image forming units, and each of the plurality of image forming units includes a photosensitive member, a developing device that applies toner to the photosensitive member, and a toner on the photosensitive member. An apparatus for forming an image on a medium by transferring toner onto the medium before being removed by the cleaning member from the developing unit. , A common drive source that rotationally drives the photosensitive members of the plurality of image forming units, a torque measuring unit that outputs an index value of torque when the common drive source is rotated, and a plurality of image forming units that are not used during image formation. A deterioration determination unit that individually determines the deterioration state of the photoconductor, and the deterioration determination unit drives the common drive source without applying toner to any of the photoconductors of the plurality of image forming units. A first torque value that is an output value of the torque measurement unit at the time when the common drive source is driven in a state where toner is applied to any one of the plurality of image forming units. When the second torque value that is the output value of the second torque value is acquired and the torque difference that is the difference obtained by subtracting the second torque value from the first torque value is not large enough to correspond to the predetermined deterioration determination event, When it is determined that the photoreceptor to which toner is applied at the time of obtaining the torque value has not yet deteriorated, and the torque difference is large enough to correspond to a deterioration determination event, the photoreceptor to which toner has been applied at the time of obtaining the second torque value It is comprised so that it may determine with having deteriorated.
上記態様における画像形成装置では,劣化判定は,共通駆動源を駆動させつつ行われる。したがって,共通駆動源により駆動されるすべての感光体も回転している状態で劣化判定が行われる。劣化判定では,第1トルク値と第2トルク値とが取得される。第1トルク値は,複数の感光体いずれにもトナーを付与しない状態でのトルク値である。第2トルク値は,複数の感光体のいずれか1つにトナーを付与する状態でのトルク値である。第1トルク値と第2トルク値との差であるトルク差が,当該トナーを付与した感光体の劣化状況の指標値である。よって,トルク差が所定の劣化判定事象に該当する程には大きくなければ,当該感光体はまだ劣化していないと判定する。一方,トルク差が劣化判定事象に該当する程度に大きければ,当該感光体が劣化していると判定する。この判定は,共通駆動源により駆動される他の感光体の劣化状況とは独立の判定である。 In the image forming apparatus according to the above aspect, the deterioration determination is performed while driving the common drive source. Therefore, the deterioration determination is performed in a state where all the photoconductors driven by the common drive source are also rotating. In the deterioration determination, the first torque value and the second torque value are acquired. The first torque value is a torque value when no toner is applied to any of the plurality of photoconductors. The second torque value is a torque value in a state where toner is applied to any one of the plurality of photoconductors. A torque difference that is a difference between the first torque value and the second torque value is an index value of the deterioration state of the photoreceptor to which the toner is applied. Therefore, if the torque difference is not so large as to correspond to a predetermined deterioration determination event, it is determined that the photoconductor has not deteriorated yet. On the other hand, if the torque difference is large enough to correspond to a deterioration determination event, it is determined that the photoconductor has deteriorated. This determination is independent of the deterioration state of other photoconductors driven by the common drive source.
上記態様の画像形成装置ではさらに,複数の画像形成ユニットのいずれの感光体も初期状態であるときにおけるトルク差である初期差を複数の感光体ごとに記憶する初期状態記憶部を有し,劣化判定部は,使用開始後に第1トルク値および複数の感光体のそれぞれについての第2トルク値を取得し,使用開始後のトルク差である使用後差を,複数の感光体ごとに初期差と対比するように構成されていてもよい。この場合,使用後差から初期差を引いた増分があらかじめ定めた限界値より大きいことが,当該感光体についての劣化判定事象となる。このようにすると,各感光体の初期状態を踏まえたより適切な劣化判定ができる。 The image forming apparatus of the above aspect further includes an initial state storage unit that stores an initial difference, which is a torque difference when any of the photosensitive members of the plurality of image forming units is in an initial state, for each of the plurality of photosensitive members. The determination unit acquires the first torque value and the second torque value for each of the plurality of photoconductors after the start of use, and determines the post-use difference, which is a torque difference after the start of use, as an initial difference for each of the plurality of photoconductors. You may be comprised so that it may contrast. In this case, the deterioration determination event for the photoconductor is that the increment obtained by subtracting the initial difference from the post-use difference is larger than a predetermined limit value. In this way, a more appropriate deterioration determination can be made based on the initial state of each photoconductor.
上記態様の画像形成装置ではまた,劣化判定部が,第2トルク値を取得する際の当該画像形成ユニットの感光体へのトナーの付与を,当該画像形成ユニットのクリーニング部材によりトナーが除去される幅方向範囲全体に対して行わせることが好ましい。これにより,多様なサイズの用紙が使用され,劣化状態が幅方向位置により不均一であるような場合でも,幅方向範囲全体の劣化状況に対応した劣化判定がなされる。 In the image forming apparatus of the above aspect, the deterioration determination unit applies toner to the photosensitive member of the image forming unit when the second torque value is acquired, and the toner is removed by the cleaning member of the image forming unit. It is preferable to perform the entire range in the width direction. As a result, even when papers of various sizes are used and the deterioration state is uneven depending on the position in the width direction, deterioration determination corresponding to the deterioration state of the entire width direction range is made.
上記態様の画像形成装置ではあるいは,初期状態からの画像形成の累積実行量を積算する画像形成量積算部を有し,劣化判定部は,累積実行量の積算値があらかじめ定めた既定値に達してから,感光体の劣化状態の判定を行うことが好ましい。上記態様の画像形成装置ではまた,劣化判定部が,感光体の劣化状態の判定により,いずれの感光体も劣化していないと判定した場合に,取得した最新のトルク差が大きいほど,次回の判定を行うまでの間隔を短く設定するようになっていてもよい。これにより,劣化判定によるトナー消費を抑えつつ,感光体の寿命到来が近づいてきたときには確実に劣化判定を行うことができる。 In the image forming apparatus of the above aspect, the image forming apparatus includes an image formation amount integration unit that integrates the cumulative execution amount of image formation from the initial state, and the deterioration determination unit determines that the integrated value of the cumulative execution amount reaches a predetermined default value. After that, it is preferable to determine the deterioration state of the photoconductor. In the image forming apparatus according to the aspect described above, when the deterioration determination unit determines that no photoconductor is deteriorated by determining the deterioration state of the photoconductor, The interval until the determination is performed may be set short. As a result, it is possible to reliably perform the deterioration determination when the life of the photoconductor is approaching, while suppressing the toner consumption due to the deterioration determination.
上記態様の画像形成装置では,温度と湿度との少なくとも一方を取得する環境検知部と,トルク測定部の出力値に対して,温度が高いほど値を縮小し温度が低いほど値を強調する温度補正と,湿度が高いほど値を強調し湿度が低いほど値を縮小する湿度補正との少なくとも一方を行う環境補正部とを有し,劣化判定部は,環境補正部での補正を受けた第1トルク値および第2トルク値を用いて感光体の劣化状態の判定を行うように構成されていることもまた好ましい。共通駆動源の回転抵抗は環境要因にも左右されるが,このような補正機能により,環境要因に合わせた適切な劣化判定を行うことができる。 In the image forming apparatus of the above aspect, with respect to the output value of the environment detection unit that acquires at least one of temperature and humidity, and the torque measurement unit, the temperature is reduced as the temperature is higher, and the temperature is emphasized as the temperature is lower. And an environmental correction unit that performs at least one of correction and a humidity correction that emphasizes the value as the humidity increases and reduces the value as the humidity decreases, and the deterioration determination unit receives the correction performed by the environmental correction unit. It is also preferable that the deterioration state of the photosensitive member is determined using the first torque value and the second torque value. Although the rotation resistance of the common drive source depends on environmental factors, such a correction function makes it possible to make an appropriate deterioration determination according to the environmental factors.
本構成によれば,トナー像を担持する複数個の感光体を共通の駆動源で回転駆動する形式でありつつ,トルク測定による感光体の寿命管理を感光体ごとに個別に行うことができる画像形成装置が提供されている。 According to this configuration, a plurality of photoconductors that carry toner images are rotationally driven by a common drive source, and the life of the photoconductor can be individually managed for each photoconductor by torque measurement. A forming apparatus is provided.
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に要部を示す画像形成装置1は,画像形成部2と給紙部3とを有している。画像形成部2は,中間転写ベルト4と,感光体ユニット5Y(イエロー),5M(マゼンタ),5C(シアン),5K(ブラック)とを有している。画像形成部2にはさらに,2次転写ローラー6,定着器7も設けられている。これにより,給紙部3から供給された用紙上に4色フルカラーのトナー画像を形成するようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, an image forming apparatus 1 whose main part is shown in FIG. 1 has an
感光体ユニット5Yは,感光体8,帯電器9,露光器10,現像器11,1次転写ローラー12,クリーナーボックス13を有している。クリーナーボックス13には,クリーニングブレード14が設けられている。クリーニングブレード14は,感光体8に対して静止状態で押し当てられている。クリーニングブレード14により,感光体8上の転写残トナーが除去される。感光体ユニット5M,5Cも,感光体ユニット5Yと同様の構成を有している。感光体ユニット5Kも,各構成部品がやや大型ではあるが基本的には感光体ユニット5Y,5M,5Cと同様の構成を有している。
The
本形態の画像形成装置1では,図2に示すように4つの感光体8の駆動系が構成されている。画像形成装置1には,感光体8の駆動用として2つのモーターが備えられている。カラー用モーター15とブラック用モーター16である。カラー用モーター15は,Y色用,M色用,C色用,の3つの感光体8の共通駆動源であり,ブラック用モーター16はK色用の感光体8の単独駆動源である。このためY色用,M色用,C色用,の3つの感光体8は,回転する場合には揃って回転し,停止する場合にはいずれも停止する。
In the image forming apparatus 1 of this embodiment, a drive system for four
本形態の画像形成装置1の制御系の構成を図3に示す。図3の制御系は,制御部17を中心に構成されている。制御部17は,低圧電源(商用電源からの降圧による電源)18から電力の供給を受けて動作するようになっている。制御部17には種々の制御回路が内蔵されているが,その主なものとして駆動回路19がある。駆動回路19は,カラー用モーター15およびブラック用モーター16の回転制御を行うものである。駆動回路19はさらに,カラー用モーター15およびブラック用モーター16の後述する駆動時の電流を検知する機能を有している。これは,実質的にはモーターの回転時に必要なトルクを測定する機能である。この機能は,感光体8の寿命管理のために用いられる。
The configuration of the control system of the image forming apparatus 1 of this embodiment is shown in FIG. The control system in FIG. 3 is configured around the
制御部17はさらに,高圧電源(商用電源からの昇圧による電源)20,各センサー21,報知部22に接続されている。高圧電源20は,現像,転写などのプロセス電圧を司るものである。各センサー21には,機内の環境条件(温度,湿度)のセンサーや給紙部3の用紙切れセンサーなどが含まれる。報知部22は,ユーザーへの各種メッセージの伝達(表示または音声による)を行うものである。
The
上記のように構成された本形態の画像形成装置1の特徴点は,感光体8,特にカラー用の3つの感光体8(Y,M,C)の寿命管理にある。そこでこの寿命管理について説明する。本形態では,感光体8の駆動に必要なトルクを検知することにより,感光体8の寿命到来を判定する。感光体8は,耐久使用による劣化が進むほど,駆動に必要なトルクが上昇していく性質を有している。感光体8の表面が,使用による摩滅とともに粗面化していくからである。
The characteristic point of the image forming apparatus 1 of the present embodiment configured as described above is in the life management of the
これを図4のグラフにより説明する。図4のグラフの横軸は耐久画像形成枚数であり,縦軸はカラー用モーター15を画像形成時のスピードで回転させるのに必要な電流値である。この電流値は,3つの感光体8(Y,M,C)を画像形成時のスピードで回転させるのに必要なトルクの指標値である。さらに図4中には,(a)〜(d)の4本のグラフが描かれている。この意味は次の通りである。
(a)3色ともトナーを供給しない状態での電流値。
(b)C色のみトナーを供給する状態での電流値。
(c)Y色のみトナーを供給する状態での電流値。
(d)M色のみトナーを供給する状態での電流値。
This will be described with reference to the graph of FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 4 is the number of durable images formed, and the vertical axis is the current value required to rotate the
(A) Current values when no toner is supplied for all three colors.
(B) A current value in a state where toner is supplied only for C color.
(C) Current value in a state where toner is supplied only for Y color.
(D) Current value in a state where toner is supplied only for M color.
ここで上記(b)〜(d)でいう,「トナーを供給する」とは,幅方向に対していわゆるベタ塗り印刷の状態のことである。すなわち画像形成幅全体にトナーを供給する状態である。これは,図5に示されるように,クリーニングブレード14が感光体8に接触する幅であるクリーニング幅の全体にトナーが供給される状態である。また,上記(b)〜(d)ではいずれも,本来の画像形成時の状態とは異なるが,1次転写ローラー12のバイアス電圧をオフにしている。つまり,現像器11から感光体8に供給されたトナーが全量クリーニングブレード14に到達する状態である。
Here, “supplying toner” in the above (b) to (d) refers to a state of so-called solid printing in the width direction. That is, the toner is supplied to the entire image forming width. In this state, as shown in FIG. 5, the toner is supplied to the entire cleaning width that is the width at which the
図4を見ると,4本のグラフのうち(a)が最も高い位置にあり,(b)〜(d)はいずれも(a)より下にある。これは,3色ともトナーが供給されない状態では感光体8の回転抵抗が高く,トナーが供給されることにより回転抵抗が下がる,ということを意味する。感光体8の回転抵抗のうち相当の部分を占めるクリーニングブレード14の摩擦抵抗が,トナーの事実上の潤滑作用により低下するためである。なお,図4に示される(b),(c),(d)の高低順序は一例であり,必ずこの順番になるというものではない。画像形成装置1の機体が異なれば別の順番になる可能性はある。また,形成する画像の内容にもよる。
Referring to FIG. 4, (a) is the highest position among the four graphs, and (b) to (d) are all below (a). This means that the rotational resistance of the
図4ではまた,4本のグラフともに全体的には右上がりの傾斜となっている。これはつまり,耐久使用の進行とともに駆動トルクが上昇していく,ということである。このことは,感光体8の表面が粗面化していくのに伴い回転抵抗(特にクリーニングブレード14による接触抵抗)が上昇していくことと対応している。ただ,図4中で左端の使用開始から間もない期間(記号R)では逆に,グラフが4本とも右下がりになっている。これは,カラー用モーター15から感光体8に至る駆動伝達メカの初期慣らしによる抵抗低下現象である。この現象は本発明での着目対象ではないので,本発明としては基本的に無視する。図4では,耐久使用の途中である30万枚程度の辺りでは既に,グラフが右下がりから右上がりに転じて相当経っている。そして,32万枚程度の辺りでは,初期(0)の電流値を明らかに上回っている。
In FIG. 4, the four graphs as a whole have an upward slope. This means that the drive torque increases with the progress of endurance use. This corresponds to an increase in rotational resistance (particularly, contact resistance by the cleaning blade 14) as the surface of the
図4ではさらに,最高位の(a)のグラフと,それより下の(b)〜(d)のグラフとの差(トルク差)も,耐久使用の進行とともに拡大していく傾向がある。これは,耐久使用の比較的初期においては,トナー無供給時とトナー供給時とでの感光体8の回転抵抗の差が小さいことを意味している。初期には感光体8の表面の平滑度が高くクリーニングブレード14による接触抵抗がもともと低いので,そこへトナーが供給されても回転抵抗の低下幅が小さいからである。一方,耐久使用が進行していくと,感光体8の表面が粗面化しておりクリーニングブレード14による接触抵抗が高くなっているので,トナー供給による回転抵抗の低下幅も大きいのである。
Further, in FIG. 4, the difference (torque difference) between the highest graph (a) and the lower graphs (b) to (d) also tends to increase with the progress of endurance use. This means that the difference in rotational resistance of the
本形態の画像形成装置1では,使用開始後に適宜の間隔で,感光体8の劣化判定を行う。この劣化判定は,画像形成時以外の時に,次のことを行うことによってなされる。すなわち,画像形成時と同じスピードでカラー用モーター15を回転させつつ,その駆動電流値をモニターするのである。そして,Y,M,Cの各色のトナーを順次供給する。ただしその際,同時に2色以上のトナーを供給しないようにする。また,トナーが全く供給されない期間も存在するようにする。
In the image forming apparatus 1 of this embodiment, the deterioration determination of the
図6に,このようにして得られるカラー用モーター15の駆動電流値のプロファイルを示す。このグラフは測定される電流値を示しており,左から右への向きが時間の経過に対応している。図6に示すのは耐久使用34万枚時での結果の例である。図6を見ると,3回の電流値の低下が見られる。この,電流低下時以外の一定電流時の電流値が,トナー無供給状態(前述の(a))での駆動トルクの指標値(第1トルク値)である。
FIG. 6 shows a profile of the drive current value of the
図6中に3回ある電流値低下のうち最初(左)のものは,Y色トナーの供給によるものである。したがってこのときのボトムの電流値が,Y色トナー供給状態(前述の(c))での駆動トルクの指標値(Y色についての第2トルク値)である。同様に,2番目(中)の電流値低下におけるボトムの電流値が,M色トナー供給状態(前述の(d))での駆動トルクの指標値(M色についての第2トルク値)である。最後(右)の電流値低下におけるボトムの電流値が,C色トナー供給状態(前述の(b))での駆動トルクの指標値(C色についての第2トルク値)である。ここで厳密にいえば電流値からトルク値への変換が必要であるが,そのための変換テーブルをあらかじめ作成しておけばよい。 The first (left) of the three current value drops in FIG. 6 is due to the supply of Y color toner. Accordingly, the current value at the bottom at this time is an index value of the driving torque (second torque value for Y color) in the Y color toner supply state (the above-mentioned (c)). Similarly, the bottom current value in the second (middle) current value drop is the index value of the driving torque (second torque value for M color) in the M color toner supply state (described above (d)). . The bottom current value at the last (right) current value drop is the index value (second torque value for C color) of the drive torque in the C color toner supply state (described above (b)). Strictly speaking, it is necessary to convert the current value to the torque value, but a conversion table for that purpose may be prepared in advance.
そこで各色について,第1トルク値と第2トルク値との差,すなわちトルク差を算出する。図6中のYe,Me,Ceがそれぞれ,Y,M,Cの各色についてのトルク差に相当する。上記より,トルク差Ye,Me,Ceはそれぞれ,Y,M,Cの各色の感光体8の劣化(表面の摩耗)の程度の指標値である。そこで,トルク差Ye,Me,Ceについて,あらかじめ閾値を設けておくことで,Y,M,Cの各色の感光体8の劣化判定を個別に行うことができる。測定されたトルク差Ye,Me,Ceのうち,閾値に達したものがあれば,該当色の感光体8の劣化が,その閾値により示される程度に達したということになるからである。このため報知部22を用いて,該当する感光体8の交換推奨,交換要求等の適宜のメッセージを出力することができる。あるいは,画像形成を禁止する措置を取ることもできる。
Therefore, for each color, the difference between the first torque value and the second torque value, that is, the torque difference is calculated. In FIG. 6, Ye, Me, and Ce correspond to the torque differences for the colors Y, M, and C, respectively. From the above, the torque differences Ye, Me, and Ce are index values indicating the degree of deterioration (surface wear) of the
あるいは,劣化判定をもっと精密に行うこともできる。そのためには,前述の駆動電流値の初期値を利用する。図4で述べたように耐久使用の初期には,(a)〜(d)の4通りの電流値がいずれも小さい。また,(a)の電流値と(b)〜(d)の各電流値との差(トルク差)も小さい。よって,Y,M,Cの各色の感光体8がいずれも新品であるときに図6と同様の電流測定を行うと,図7のようなグラフが得られる。図7中のYf,Mf,Cfはそれぞれ,前述のトルク差Ye,Me,Ceの初期値(初期差)である。これらはいずれも,図6中のトルク差Ye,Me,Ce(使用後差)より小さい。
Alternatively, the deterioration determination can be performed more precisely. For this purpose, the initial value of the drive current value is used. As described with reference to FIG. 4, the four current values (a) to (d) are all small at the initial stage of durable use. Further, the difference (torque difference) between the current value of (a) and the current values of (b) to (d) is also small. Therefore, if current measurement similar to that in FIG. 6 is performed when all the Y, M, and
そこで,新品時に測定した初期差Yf,Mf,Cfを制御部17の内部に保存しておくのである。そして,耐久使用途中での感光体8の劣化判定で使用後差Ye,Me,Ceが得られると,色ごとに使用後差から初期差を差し引いて増分を算出する。この増分についてあらかじめ限界値を設定しておくことで,より精密な劣化判定がなされるのである。つまり,増分がその限界値に達した場合に,前述のトルク差が閾値に達したものと見なすのである。むろんこの場合の限界値にも,予告段階や画像形成禁止段階などの複数水準があってよい。なお,図7の初期差について,上記では「新品であるとき」と述べたが,新品時以外にY,M,Cの感光体8を交換したときであってもよい。
Therefore, the initial differences Yf, Mf, and Cf measured when new are stored in the
さらに本形態では,前述の「各センサー21」に含まれる環境センサーを用いて,劣化判定をより精密に行うことができる。感光体8の回転抵抗には,温度・湿度といった環境要因に左右される部分があるからである。たとえば,カラー用モーター15から感光体8に至る駆動伝達メカの機械抵抗は,低温で大きく高温で小さい傾向がある。そのため,電流値からトルク値への変換に際して,温度に基づく補正処理を入れることが好ましい。
Furthermore, in this embodiment, it is possible to perform the deterioration determination more precisely by using the environmental sensor included in the “each
そこで例えば,電流値からトルク値への変換テーブルとして,表1に示すように複数水準(ここでは2水準)の温度に対応するものを用いることができる。表1ではいずれの電流値に対しても,高温(25℃)欄よりも低温(15℃)欄の方が大きいトルク値が指定されている。これにより,機械抵抗の大きい低温時には,同じ電流値に対してもより大きなトルク値に変換されるようになっている。つまり高温ではトルク値が縮小され低温ではトルク値が強調される。こうして,より精密な劣化判定が行われる。むろん,温度の水準の数がもっと多い変換テーブルを使用してもよい。 Therefore, for example, as a conversion table from current values to torque values, a table corresponding to a plurality of levels (here, two levels) of temperatures as shown in Table 1 can be used. In Table 1, for any current value, a higher torque value is specified in the low temperature (15 ° C.) column than in the high temperature (25 ° C.) column. As a result, at low temperatures with high mechanical resistance, the same current value is converted into a larger torque value. That is, the torque value is reduced at a high temperature, and the torque value is emphasized at a low temperature. In this way, a more precise deterioration determination is performed. Of course, a conversion table with more temperature levels may be used.
また,温度ばかりでなく湿度に関しても,電流値からトルク値への変換に際して補正を行うことができる。湿度の場合には,高湿度であるほど,トナー供給状態での感光体8の回転抵抗が高い傾向がある。トナーが吸湿して塊状化しやすく,その分潤滑性が低いからである。湿度による補正についても上記のような複数水準の変換テーブルを用意しておくことができる。また,温度と湿度の両方の条件を込めた複数の水準に対応する変換テーブルを用意しておいてもよい。
Further, not only the temperature but also the humidity can be corrected when converting the current value to the torque value. In the case of humidity, the higher the humidity, the higher the rotational resistance of the
上記のような感光体8の劣化判定は,画像形成時以外の適宜のタイミングで実行される。一般的には,一定の画像形成枚数(例えば1万枚)ごとに行われる。ただし,この判定は感光体8の寿命管理として行うものであるから,残存寿命が十分にある間は行う必要がないといえる。このため,使用開始後における初回判定条件を設定しておいて,累積画像形成量が初回判定条件を満たすまでは劣化判定を行わないこととしてもよい。つまり,累積画像形成量があらかじめ定めた既定値に達してから劣化判定を行うのである。初回判定条件としては例えば,累積画像形成枚数にして30万枚,等が考えられる。累積画像形成量については,カウント値を制御部17内に記憶しておけばよい。
The deterioration determination of the
一方で,感光体8の残存寿命が減少してくると,劣化判定を行う必要性は上昇してくると言える。ここで前述の図4,図6等の説明から,残存寿命の減少(累積画像形成枚数の増加)とともに前述のトルク差,増分が上昇してくる。つまり,トルク差,増分が上昇してそれらについての前述の閾値,限界値に近づいていくほど,劣化判定を行う必要性は上昇してくるのである。このため,劣化判定によりいずれの感光体も劣化していないと判定された場合であっても,上記の状況であった場合には,劣化判定の頻度を上昇させた方がよいといえる。そこで,トルク差,増分がそれらについての閾値,限界値に達しない範囲内で上昇していくほど,次回の判定を行うまでの間隔を短く設定するようにするとよい。これにより,残存寿命が長いうちは劣化判定の実行頻度を低くしてトナーの消費を抑え,残存寿命が短くなってくると劣化判定の実行頻度を上げて感光体8の過使用を防止することができる。
On the other hand, as the remaining life of the
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,3つの感光体8を駆動するカラー用モーター15の駆動トルク値により,感光体8の劣化判定を行うこととしている。そして,そのためにカラー用モーター15を回転させつつ,トナーを供給しない状態と,いずれか1色のトナーのみを供給する状態とのトルク差を取ることで,3つの感光体8の劣化判定を個別に行うようにしている。これにより,トルク測定による感光体8の寿命管理を感光体8ごとに個別に行うことができる画像形成装置1が実現されている。そしてこのような判定を行うことで,単純に累積画像形成枚数で判定する場合と異なり,まだあまり劣化していない感光体8を交換してしまうことがない。その一方で,劣化が通常より早めに進行した場合であっても,適切に劣化判定がなされる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the deterioration determination of the
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,本実施の形態では,共通駆動源であるカラー用モーター15により駆動される3つの感光体8についての劣化判定を説明した。ブラック用モーター16により駆動されるK色の感光体8の劣化判定については説明を省略したが,同様にトルク差等の概念により劣化判定が可能である。また,1つのモーターでK色を含めた全色の感光体を駆動する構成の画像形成装置についても本発明の適用が可能である。むろん,色の総数は4に限らない。
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the deterioration determination for the three
また,本実施の形態では図5で述べたように,クリーニング幅の全体にトナーを供給して劣化判定を行うものとした。しかしこのことは必須ではなく,クリーニング幅の一部にのみトナーを供給して劣化判定を行うことも可能である。このようにすると,クリーニング幅の全体の摩耗状況を反映したトルク測定がなされる訳ではないので,その点では不利である。しかし,小サイズ紙の使用が多い用途であれば,事実上これで十分なことがある。 In the present embodiment, as described with reference to FIG. 5, the toner is supplied to the entire cleaning width to determine the deterioration. However, this is not essential, and it is also possible to determine the deterioration by supplying toner only to a part of the cleaning width. This is disadvantageous because it does not measure the torque reflecting the overall wear state of the cleaning width. However, this is practically sufficient for applications where small-size paper is often used.
また,対象とする画像形成装置1については,図1に示したプリンタータイプばかりでなく,スキャナ部を有するコピー機タイプであってもよい。さらに,公衆回線を経由して画像形成ジョブの送受信を行う機能を備えたものであってもよい。なお,使用するトナーは,1成分係でも2成分系でもよい。 Further, the target image forming apparatus 1 may be not only the printer type shown in FIG. 1 but also a copier type having a scanner unit. Further, it may be provided with a function of transmitting and receiving an image forming job via a public line. The toner used may be one-component or two-component.
1 画像形成装置
2 画像形成部
8 感光体
14 クリーニングブレード
15 カラー用モーター
17 制御部(劣化判定部,環境補正部,初期状態記憶部,画像形成量積算部)
19 駆動回路(トルク測定部)
21 各センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
19 Drive circuit (torque measurement unit)
21 Each sensor
Claims (6)
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれが,
感光体と,
前記感光体にトナーを付与する現像器と,
前記感光体上のトナーを除去する静止式のクリーニング部材とを有しており,
前記現像器から前記感光体上に付与され前記クリーニング部材により除去される前のトナーを媒体に転写することで画像を媒体上に形成する画像形成装置であって,
前記複数の画像形成ユニットの感光体を回転駆動する共通駆動源と,
前記共通駆動源の回転時のトルクの指標値を出力するトルク測定部と,
画像形成時以外のときに前記複数の画像形成ユニットの感光体の劣化状態を個別に判定する劣化判定部とを有し,
前記劣化判定部は,
前記複数の画像形成ユニットのいずれの感光体にもトナーを付与しない状態で前記共通駆動源を駆動させたときの前記トルク測定部の出力値である第1トルク値を取得し,
前記複数の画像形成ユニットのいずれか1つの感光体にトナーを付与する状態で前記共通駆動源を駆動させたときの前記トルク測定部の出力値である第2トルク値を取得し, 前記第1トルク値から前記第2トルク値を引いた差であるトルク差があらかじめ定めた劣化判定事象に該当する程度には大きくない場合に,前記第2トルク値の取得時にトナーを付与した感光体はまだ劣化していないと判定し,
前記トルク差が前記劣化判定事象に該当する程度に大きい場合に,前記第2トルク値の取得時にトナーを付与した感光体が劣化していると判定するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 Having multiple image forming units,
Each of the plurality of image forming units is
A photoreceptor,
A developing unit for applying toner to the photoreceptor;
A stationary cleaning member for removing toner on the photosensitive member,
An image forming apparatus for forming an image on a medium by transferring toner onto the medium before being applied to the photosensitive member from the developing unit and removed by the cleaning member,
A common drive source for rotationally driving the photoreceptors of the plurality of image forming units;
A torque measuring unit that outputs an index value of torque during rotation of the common drive source;
A deterioration determination unit that individually determines deterioration states of the photoreceptors of the plurality of image forming units when not during image formation;
The deterioration determination unit
Obtaining a first torque value that is an output value of the torque measurement unit when the common drive source is driven in a state where toner is not applied to any of the photoreceptors of the plurality of image forming units;
A second torque value that is an output value of the torque measurement unit when the common drive source is driven in a state where toner is applied to any one of the plurality of image forming units; If the torque difference, which is the difference obtained by subtracting the second torque value from the torque value, is not large enough to correspond to a predetermined deterioration determination event, the photoconductor to which toner is applied at the time of obtaining the second torque value is still Judge that it has not deteriorated,
When the torque difference is large enough to correspond to the deterioration determination event, it is configured to determine that the photoreceptor to which toner is applied is deteriorated when the second torque value is acquired. Image forming apparatus.
前記複数の画像形成ユニットのいずれの感光体も初期状態であるときにおける前記トルク差である初期差を前記複数の感光体ごとに記憶する初期状態記憶部を有し,
前記劣化判定部は,
使用開始後に前記第1トルク値および前記複数の感光体のそれぞれについての前記第2トルク値を取得し,
使用開始後の前記トルク差である使用後差を,前記複数の感光体ごとに前記初期差と対比するように構成されており,
前記使用後差から前記初期差を引いた増分があらかじめ定めた限界値より大きいことが,当該感光体についての前記劣化判定事象であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An initial state storage unit that stores, for each of the plurality of photosensitive members, an initial difference that is the torque difference when any of the plurality of image forming units is in an initial state;
The deterioration determination unit
Obtaining the first torque value and the second torque value for each of the plurality of photoconductors after start of use;
The difference after use which is the torque difference after the start of use is configured to be compared with the initial difference for each of the plurality of photoconductors.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an increase obtained by subtracting the initial difference from the post-use difference is larger than a predetermined limit value, which is the deterioration determination event for the photoconductor.
前記第2トルク値を取得する際の当該画像形成ユニットの感光体へのトナーの付与を,当該画像形成ユニットのクリーニング部材によりトナーが除去される幅方向範囲全体に対して行わせるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the deterioration determination unit includes:
The toner is applied to the photosensitive member of the image forming unit when the second torque value is acquired, and is applied to the entire range in the width direction where the toner is removed by the cleaning member of the image forming unit. An image forming apparatus.
初期状態からの画像形成の累積実行量を積算する画像形成量積算部を有し,
前記劣化判定部は,前記累積実行量の積算値があらかじめ定めた既定値に達してから,感光体の劣化状態の判定を行うように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
An image formation amount integration unit for integrating the cumulative execution amount of image formation from the initial state;
The image forming apparatus, wherein the deterioration determination unit is configured to determine the deterioration state of the photosensitive member after the integrated value of the cumulative execution amount reaches a predetermined predetermined value.
感光体の劣化状態の判定により,いずれの感光体も劣化していないと判定した場合に,取得した最新の前記トルク差が大きいほど,次回の判定を行うまでの間隔を短く設定するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the deterioration determination unit includes:
When it is determined by the determination of the deterioration state of the photoconductor that none of the photoconductors are deteriorated, the interval until the next determination is set shorter as the latest acquired torque difference is larger. An image forming apparatus.
温度と湿度との少なくとも一方を取得する環境検知部と,
前記トルク測定部の出力値に対して,
温度が高いほど値を縮小し温度が低いほど値を強調する温度補正と,
湿度が高いほど値を強調し湿度が低いほど値を縮小する湿度補正との少なくとも一方を行う環境補正部とを有し,
前記劣化判定部は,前記環境補正部での補正を受けた第1トルク値および第2トルク値を用いて感光体の劣化状態の判定を行うように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, comprising:
An environment detection unit for acquiring at least one of temperature and humidity;
For the output value of the torque measurement unit,
A temperature correction that reduces the value as the temperature increases and emphasizes the value as the temperature decreases;
An environmental correction unit that performs at least one of humidity correction that emphasizes the value as the humidity increases and reduces the value as the humidity decreases;
The image forming apparatus characterized in that the deterioration determining unit is configured to determine a deterioration state of the photosensitive member using the first torque value and the second torque value that have been corrected by the environment correcting unit. apparatus.
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