JP2019008209A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像品質を安定して維持することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】この画像形成装置は、像を担持する表面を含む像担持体と、その像担持体の表面と当接する当接部材と、像担持体の回転動作を制御すると共に、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求める制御部とを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。
本出願人は、長時間に亘る印刷を行った場合の印刷画像濃度を安定化させるようにした電子写真方式の画像形成装置を提案している(例えば特許文献1参照)。
ところで、このような画像形成装置は、繰り返しの印刷動作に伴い、他の部材との摩擦により摩耗する部材を備えている。そのような摩耗は画像品質へ影響する場合があるので、適切なタイミングで交換することが望しい。
したがって、画像品質を安定して維持することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することが望まれる。
本発明の一実施形態としての第1の画像形成装置は、像を担持する表面を含む像担持体と、その像担持体の表面と当接する当接部材と、像担持体の回転動作を制御すると共に、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求める制御部とを有する。
本発明の一実施形態としての第1の画像形成方法は、像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、像担持体および像担持体の表面と当接する当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求めることとを含むものである。
本発明の一実施形態としての第1の画像形成装置および第1の画像形成方法では、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求めるようにしたので、像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量がより正確に見積もられる。
本発明の一実施形態としての第2の画像形成装置は、像を担持する表面を含む像担持体と、その像担持体の表面と当接する当接部材と、その当接部材と当接すると共に像担持体と対向するように配置された現像剤担持体と、像担持体の回転動作を制御すると共に、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて現像剤担持体に印加する電圧を制御する制御部とを有する。
本発明の一実施形態としての第2の画像形成方法は、像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、像担持体と対向する現像剤担持体に印加する電圧を制御することとを含むものである。
本発明の一実施形態としての第2の画像形成装置および第2の画像形成方法では、制御部が像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて現像剤担持体に印加する電圧を制御するようにしたので、適切な電圧が像担持体と現像剤担持体との間に印加される。
本発明の一実施形態としての第3の画像形成装置は、像を担持する表面を含む像担持体と、その像担持体の表面と当接する当接部材と、像担持体の回転動作を制御すると共に、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を求める制御部とを有する。
本発明の一実施形態としての第3の画像形成方法は、像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、像担持体および像担持体の表面と当接する当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を求めることとを含むものである。
本発明の一実施形態としての第3の画像形成装置および第3の画像形成方法では、制御部が像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を求めるようにしたので、像担持体および当接部材の寿命判断がより正確になされる。
本発明の一実施形態としての画像形成装置および画像形成方法によれば、画像品質を安定して維持することができる。なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.一実施の形態
印刷始動回数に基づいて、当初設定された現像電圧を補正する例
2.実験例
3.変形例
1.一実施の形態
印刷始動回数に基づいて、当初設定された現像電圧を補正する例
2.実験例
3.変形例
<1.一実施の形態>
[1.1 画像形成ユニット1の構成]
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成ユニット1の概略構成例を表す模式図である。画像形成ユニット1は、トナーG1を用いてトナー像を形成するものであり、例えば用紙などの媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)に対して画像(例えばモノクロ画像またはカラー画像)を形成する電子写真方式の画像形成装置に搭載される。なお、本明細書では、媒体が進行する方向を搬送方向といい、この搬送方向と直交する方向である、図1の紙面に垂直な方向を横方向という。また、本明細書では、横方向における寸法を幅と呼ぶ。
[1.1 画像形成ユニット1の構成]
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成ユニット1の概略構成例を表す模式図である。画像形成ユニット1は、トナーG1を用いてトナー像を形成するものであり、例えば用紙などの媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)に対して画像(例えばモノクロ画像またはカラー画像)を形成する電子写真方式の画像形成装置に搭載される。なお、本明細書では、媒体が進行する方向を搬送方向といい、この搬送方向と直交する方向である、図1の紙面に垂直な方向を横方向という。また、本明細書では、横方向における寸法を幅と呼ぶ。
トナーG1は、例えば、ポリエステル樹脂などの結着樹脂と、内部添加剤としての帯電制御剤、離型剤および着色剤と、例えばシリカや酸化チタンなどの外部添加剤とを含む非磁性材料により構成されるものである。このうち、着色剤の色を適宜選択することにより、画像形成ユニット1が形成するトナー像の色を変更することができる。
画像形成ユニット1は、図1に示したように、第1の部分11Aおよび第2の部分11Bを含む本体部11と、この本体部11に装着されるトナーカートリッジ12とを有している。トナーカートリッジ12は、その内部にトナーG1を収容する容器であり、その下部にトナー排出口12Kを有する。第1の部分11Aは、トナー排出口12Kと対向する位置にトナー投入口11Kを有すると共に、その内部にトナーG1が通過する空間が設けられている。第1の部分11Aにおけるトナー投入口11Kの近傍には、トナー供給シャッタ13が設けられている。トナー供給シャッタ13は、例えば図示しないクラッチが設けられ、回転することによりトナー投入口11Kの開閉動作を行うものである。トナー供給シャッタ13が開状態となることで、トナーカートリッジ12に収容されているトナーG1が第1の部分11Aの内部へ投入される。
第2の部分11Bには、現像剤搬送スクリュー42A,42Bと、間隔保持部材14と、感光体ドラム15と、帯電ローラ16と、LED(Light Emitting Diode)ヘッド17と、現像スリーブ18と、ドクターブレード19と、クリーニングブレード41と、トナー濃度センサ26とが設けられている。
第2の部分11Bには、さらにトナーG1を担持することとなる磁性キャリアG2が収容されており、第2の部分11Bの内部において現像剤搬送スクリュー42A,42BによってトナーG1と混合されるようになっている。磁性キャリアG2は磁性を有する粉体もしくは磁性を有する粒子であり、例えば、鉄(Fe),ニッケル(Ni),コバルト(Co),マンガン(Mn),クロム(Cr)および希土類元素(例えばネオジム(Nd)やサマリウム(Sm)などの金属、ならびにそれらの合金、または酸化物フェライトなどからなる。また、トナーG1と磁性キャリアG2とが混合されたものを現像剤Gという。
現像剤搬送スクリュー42A,42Bは、後述する駆動伝達部30からの駆動力がギア(図示せず)を介して伝達されて回転駆動するものであり、トナーG1と磁性キャリアG2とを混合および攪拌して現像剤Gを形成し、その現像剤Gを現像スリーブ18へ搬送するものでる。現像剤Gは、現像剤搬送スクリュー42Aから現像剤搬送スクリュー42Bを経て現像スリーブ18へ搬送される。現像剤搬送スクリュー42Bは、現像スリーブ18の表面(周面)に近接して配置されている。この例では、現像剤搬送スクリュー42Aは図1において矢印(a)で示したように右回りで回転し、現像剤搬送スクリュー42Bは図1において矢印(b)で示したように左回りで回転するようになっている。
感光体ドラム15は横方向に延びる円柱状の部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。感光体ドラム15は、その表面(表層部分)15Sに静電潜像を担持する、静電潜像坦持体として機能する。具体的には、感光体ドラム15は、例えばフェライト系ステンレス(例えばSUS430)などの磁性体からなる金属パイプ(導電性支持体)の外周面を覆うように光導電層を設けたものである。感光体ドラム15は、駆動制御部29S(後出)が制御する駆動モータ29(後出)により、所定の周速度で回転(この例では図1において矢印eで示したように右回りで回転)するようになっている。なお、感光体ドラム15は本発明の「像担持体」の一具体例に対応する。
帯電ローラ16は、感光体ドラム15の表面15Sを帯電させる部材(帯電部材)であり、感光体ドラム15の表面15Sに接するように配置されている。帯電ローラ16は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ゴム層(例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層)とを有している。なお、この例では、図1に矢印dで示したように帯電ローラ16は左回りで回転(感光体ドラム15とは逆方向に回転)するようになっている。
現像スリーブ18は、静電潜像を現像するトナーG1を表面18S1に担持する部材であり、感光体ドラム15と離間して対向配置されている。現像スリーブ18の表面18S1は、感光体ドラム15の表面15Sとの間に、例えば450μm程度の間隔(ギャップ)を形成している。現像スリーブ18は、例えば、表面がブラスト処理された金属シャフト18Jと、その外周面(表面)15S2を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。金属シャフト18Jの内部には、例えば永久磁石などの2つの強磁性体が配置されている。例えば一方の強磁性体は、感光体ドラム15と対向する現像スリーブ18の表面18S1の近傍に、磁性キャリアG2を現像スリーブ18の表面18S1に引き付けるような磁界分布を形成する。他方の強磁性体は、現像剤搬送スクリュー42Bと対向する現像スリーブ18の表面18S1の近傍に、磁性キャリアG2を現像スリーブ18の表面18S1から遠ざけるような磁界分布を形成する。このような現像スリーブ18は、所定の周速度で回転(この例では図1に矢印(c)で示したように感光体ドラム15とは逆方向である左回りで回転)するようになっている。但し、2つの強磁性体の位置は、現像スリーブ18の回転によらず固定されている。また、現像スリーブ18には、後出の現像スリーブ電圧電源18Vにより現像電圧が印加されるようになっている。なお、現像スリーブ18は本発明における「現像剤担持体」の一具体例に対応する。
間隔保持部材14は、感光体ドラム15の表面15Sと当接する当接部14Aと、現像スリーブ18の金属シャフト18Jの外周面18S2と当接する当接部14Bとを含み、感光体ドラム15の表面15Sと現像スリーブ18の表面18S1との適切な間隔(例えば450μm)を保持する部材である。間隔保持部材14は本発明の「当接部材」に対応する一具体例である。
LEDヘッド17は、対向する感光体ドラム15の表面15Sを露光することにより、感光体ドラム15の表面15Sに静電潜像を形成する装置である。LEDヘッド17は、1つの感光体ドラム15に対して横方向に並ぶ複数のLED発光部を有している。
ドクターブレード19は、回転する現像スリーブ18の表面18S1にトナーG1からなる層(トナー層)を形成すると共に、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)するトナー規制部材である。ドクターブレード19は、例えばステンレス等からなる板状弾性部材(板ばね)であり、この板状弾性部材の先端部が現像スリーブ18の表面18Sに僅かに当接するように配置されている。
クリーニングブレード41は、感光体ドラム15の表面15Sに残留するトナーG1を掻き取って回収することで、感光体ドラム15の表面15Sをクリーニングする部材である。クリーニングブレード41は、表面15Sに対してカウンタで当接する(感光体ドラム15の回転方向eに対して逆向きで突出する)ようにして配置されている。このようなクリーニングブレード41は、例えば、ポリウレタンゴム等の弾性体により構成されている。
トナー濃度センサ26は、現像剤GにおけるトナーG1の濃度を検出する素子であり、例えば透磁率検出型のものが用いられる。
[1.2 画像形成装置100の構成]
図2は、画像形成ユニット1Kを備えた画像形成装置100の全体構成例を表す模式図である。また、図3は、図2に示した画像形成装置100の制御機構の一例を表すブロック図である。画像形成装置100は、例えば用紙などの媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)PMに対して画像(例えばモノクロ画像)を形成する、電子写真方式のプリンタである。
図2は、画像形成ユニット1Kを備えた画像形成装置100の全体構成例を表す模式図である。また、図3は、図2に示した画像形成装置100の制御機構の一例を表すブロック図である。画像形成装置100は、例えば用紙などの媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)PMに対して画像(例えばモノクロ画像)を形成する、電子写真方式のプリンタである。
画像形成装置100における画像形成ユニット1Kは、上述した画像形成ユニット1と実質的に同じ構造を有している。但し、画像形成ユニット1Kはブラック(K:blacK)トナーを用いて黒色のトナー像を形成する。
画像形成装置100は、図2に示したように、筐体10の内部に、画像形成ユニット1Kのほか、媒体PMを収容する給紙トレイ2、給紙ローラ3、搬送ローラ対4、転写ローラ5、定着装置6および搬送ローラ対7などを備える。
給紙トレイ2は、媒体PMを積層した状態で収納する部材であり、例えば画像形成装置100の下部に着脱自在に装着されている。
給紙ローラ3は、給紙トレイ2に収納されている媒体PMをその最上部から1枚ずつ取り出し、搬送ローラ対4へ向けて繰り出す部材である。
搬送ローラ対4は、給紙ローラ3から繰り出された媒体PMの斜行を矯正するとともに、媒体PMを、感光体ドラム15と転写ローラ5とが対向する転写部へ向けて搬送する部材である。
転写ローラ5は、画像形成ユニット1Kにおいて形成されるトナー像を、媒体PMの表面上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ5は、搬送経路PLを挟んで各画像形成ユニット1Kの感光体ドラム15と対向するように配置されている。なお、転写ローラ5は、例えば発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。また、転写ローラ5には、後述の転写電圧電源5V(図3)により、所定の転写電圧(印加電圧Va0)が印加される。この印加電圧Va0は、例えば、トナーG1(例えば負極性。以下同様。)に対して逆極性(例えば正極性)のバイアス電圧である。ただし、同極性(例えば負極性)のバイアス電圧であってもよい。
定着装置6は、媒体PM上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体PM上に定着させるための機構である。この定着装置6は、定着制御部6S(図3)の動作制御に基づき、動作する。
搬送ローラ対7は、それぞれ、定着装置6によってトナーが定着された媒体PMを、図2において矢印で示した方向へ搬送し画像形成装置100の外部にある排出トレイ8へ排出する部材である。
[1.3 画像形成装置100の制御機構]
次に、主に図3を参照して、画像形成装置100の制御機構について説明する。画像形成装置100は、その制御機構として、図3に示したように、制御部20、受信メモリ21、画像データ編集メモリ22、操作部23、センサ群24および電源回路27を備えている。制御部20は、インターフェイス(I/F)制御部20S、印刷制御部1S、高圧電源制御部27S、トナー供給シャッタ駆動制御部13S、ヘッド駆動制御部17S、定着制御部6S、記録媒体搬送モータ制御部28Sおよび駆動制御部29Sを有する。制御部20は、本発明の「制御部」に対応する一具体例であり、感光体ドラム15の回転動作を制御すると共に、任意の条件下での感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数(後出の積算回転開始回数)Psに応じて感光体ドラム15および間隔保持部材14のうちの少なくとも一方の摩耗量Pw(後出)を求めるものである。また、制御部20は、任意の条件下での感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数に応じて現像スリーブ18に印加する電圧を制御するものである。また、制御部20は、感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数に応じて感光体ドラム15および間隔保持部材14のうちの少なくとも一方の交換時期を求めるものである。印刷制御部1Sは、例えばトナー濃度センサ制御部26S、演算部20Aおよび記憶部20Bを有している。電源回路27は、帯電電圧電源16V、現像スリーブ電圧電源18V、ドクターブレード電圧電源19V、および転写電圧電源5Vを有している。さらに、この画像形成装置100は、給紙ローラ3を駆動する記録媒体搬送モータ28と、感光体ドラム15を駆動する駆動モータ29と、駆動伝達部30とを備えている。駆動伝達部30は、駆動モータ29による動力を帯電ローラ16、現像スリーブ18、現像剤搬送スクリュー42A,42Bおよびトナー供給シャッタ13へ伝達するものである。
次に、主に図3を参照して、画像形成装置100の制御機構について説明する。画像形成装置100は、その制御機構として、図3に示したように、制御部20、受信メモリ21、画像データ編集メモリ22、操作部23、センサ群24および電源回路27を備えている。制御部20は、インターフェイス(I/F)制御部20S、印刷制御部1S、高圧電源制御部27S、トナー供給シャッタ駆動制御部13S、ヘッド駆動制御部17S、定着制御部6S、記録媒体搬送モータ制御部28Sおよび駆動制御部29Sを有する。制御部20は、本発明の「制御部」に対応する一具体例であり、感光体ドラム15の回転動作を制御すると共に、任意の条件下での感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数(後出の積算回転開始回数)Psに応じて感光体ドラム15および間隔保持部材14のうちの少なくとも一方の摩耗量Pw(後出)を求めるものである。また、制御部20は、任意の条件下での感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数に応じて現像スリーブ18に印加する電圧を制御するものである。また、制御部20は、感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数に応じて感光体ドラム15および間隔保持部材14のうちの少なくとも一方の交換時期を求めるものである。印刷制御部1Sは、例えばトナー濃度センサ制御部26S、演算部20Aおよび記憶部20Bを有している。電源回路27は、帯電電圧電源16V、現像スリーブ電圧電源18V、ドクターブレード電圧電源19V、および転写電圧電源5Vを有している。さらに、この画像形成装置100は、給紙ローラ3を駆動する記録媒体搬送モータ28と、感光体ドラム15を駆動する駆動モータ29と、駆動伝達部30とを備えている。駆動伝達部30は、駆動モータ29による動力を帯電ローラ16、現像スリーブ18、現像剤搬送スクリュー42A,42Bおよびトナー供給シャッタ13へ伝達するものである。
I/F制御部20Sは、パーソナルコンピュータ(PC)などの外部装置からの印刷データや制御コマンドを受信し、あるいは画像形成装置の状態に関する信号を送信するものである。
受信メモリ21は、PCなどの外部装置からI/F制御部20Sを経由した印刷データを一時的に格納するものである。画像データ編集メモリ22は、受信メモリ21に格納された印刷データを受け取り、その印刷データを編集した画像データを格納するものである。操作部23は、この画像形成装置の状態を表示するためのLEDランプや、使用者が指示を画像形成装置へ与えるための入力部(ボタンやタッチパネル)を有するものである。センサ群24は、この画像形成装置の動作状態を監視する各種センサ、例えば媒体PMの位置検出センサ、温度センサ、湿度センサ、印刷濃度センサおよびトナー残量検知センサなどを含んでいる。
印刷制御部1Sは、I/F制御部20Sからの印刷データや制御コマンドを受信し、演算部20A、記憶部20B、トナー濃度センサ制御部26S、高圧電源制御部27S、トナー供給シャッタ駆動制御部13S、ヘッド駆動制御部17S、定着制御部6S、記録媒体搬送モータ制御部28Sおよび駆動制御部29Sの制御を統括する。
演算部20Aは、例えば記憶部20Bに格納された各種情報に基づき、感光体ドラム15の回転動作の始動回数に応じて間隔保持部材14における当接部14Aの摩耗量を算出するものである。
記憶部20Bは、不揮発性メモリを含んでおり、例えば感光体ドラム15の回転動作の始動回数や感光体ドラム15の回転数などの、画像形成動作に伴う各種パラメータに関するデータが格納されている。さらに、記憶部20Bには、環境温度および環境湿度と間隔保持部材14における当接部14Aの摩擦係数との関係を表すデータテーブルや、現像スリーブ18に印加される現像スリーブ電圧(バイアス電圧)と印刷濃度との関係を表すデータテーブルなどが格納されている。
トナー濃度センサ制御部26Sは、トナー濃度センサ26の感度を調節するため、その制御電圧の制御を行うものである。
高圧電源制御部27Sは、印刷制御部1Sからの指示に基づき、電源回路27を構成する各電源に印加する電圧を制御する。帯電電圧電源16V、現像スリーブ電圧電源18V、ドクターブレード電圧電源19V、および転写電圧電源5Vは、高圧電源制御部27Sの指示に基づく電圧を、それぞれ、帯電ローラ16、現像スリーブ18、ドクターブレード19、および転写ローラ5へ印加するものである。高圧電源制御部27Sは、例えば、演算部20Aにおいて算出された当接部14Aの摩耗量に応じて現像スリーブ電圧電源18Vを制御し、現像スリーブ18と感光体ドラム15との間の現像電圧を補正する。あるいは、高圧電源制御部27Sは、例えば、演算部20Aにおいて算出された当接部14Aの摩耗量に応じて帯電電圧電源16V、ドクターブレード電圧電源19V、および転写電圧電源5Vを制御し、帯電ローラ16、ドクターブレード19、および転写ローラ5へそれぞれ印加される電圧を補正するようにしてもよい。さらに高圧電源制御部27Sは、センサ群24に含まれる温度センサおよび湿度センサにより測定される環境温度および環境湿度に応じて、感光体ドラム15と間隔保持部材14との間の摩擦係数を選択し、演算部20Aにおいて算出された当接部14Aの摩耗量の補正を行うようにしてもよい。
トナー供給シャッタ駆動制御部13Sは、トナー供給シャッタ13の開閉動作を制御する。その際、トナー濃度センサ26により検知された、現像剤中のトナーG1の濃度に応じて画像形成ユニット1の本体部11にトナーを供給するように制御する。ヘッド駆動制御部17Sは、画像データ編集メモリ22に記録された画像データをLEDヘッド17へ送ると共に、そのLEDヘッド17の駆動制御を行う。
定着制御部6Sは、媒体PMに転写されたトナー像を媒体PMに定着させる際、定着装置6に印加される電圧を制御するものである。記録媒体搬送モータ制御部28Sは、給紙ローラ3が媒体PMを搬送する際、記録媒体搬送モータ28の動作制御を行うものである。駆動制御部29Sは、駆動モータ29の動作制御を行うものである。
[1.3 作用・効果]
(A.基本動作)
画像形成装置100では、以下のようにして、媒体PMに対してトナー像が形成される。
(A.基本動作)
画像形成装置100では、以下のようにして、媒体PMに対してトナー像が形成される。
起動状態の画像形成装置に対してPCなどの外部機器からI/F制御部20Sを介して印刷画像データおよび印刷命令が印刷制御部1Sに入力されると、印刷制御部1Sは、印刷命令に応じて、駆動制御部29Sなどと連携して印刷画像データの印刷動作を開始させる。
駆動制御部29Sは、駆動モータ29を駆動し、図1に示したように感光体ドラム15を矢印(e)の方向に一定速度で回転させる。感光体ドラム15が回転すると、その動力がギヤ列などの駆動伝達部30を介して現像剤搬送スクリュー42A,42B、現像スリーブ18、および帯電ローラ16へそれぞれ伝達される。その結果、現像剤搬送スクリュー42A,42B、現像スリーブ18、および帯電ローラ16は、それぞれ、図1に示した矢印(a)〜(d)の方向に回転する。
高圧電源制御部27Sは、帯電電圧電源16Vから帯電ローラ16に対し所定の帯電電圧を印加し、感光体ドラム15の表面15Sを一様に帯電させる。
次いで、ヘッド駆動制御部17SがLEDヘッド17を起動し、画像信号に基づく印刷画像の色成分(ここでは黒)に対応する光を感光体ドラム15に照射して感光体ドラム15の表面に静電潜像を形成する。さらに、画像形成ユニット1Kにおいて、以下のようにして感光体ドラム15の表面に形成された静電潜像に対しトナーG1を現像する。
具体的には、まず、トナー供給シャッタ13を回転させ、トナーG1をトナーカートリッジ12のトナー排出口12Kからトナー投入口11Kを介して本体部11の第1の部分11Aへ投入する。なお、感光体ドラム15が回転すると、その動力は駆動伝達部30を介してトナー供給シャッタ13にも伝達される。そこで、トナー供給シャッタ駆動制御部13Sからの指示によりクラッチを動作させると、トナー供給シャッタ13もまた所定の方向に回転する。トナー供給シャッタ駆動制御部13Sによりこれによりトナー供給シャッタ13の回転量を制御することにより、所望の量のトナーG1を第1の部分11Aへ投入することができる。
トナーG1は第1の部分11Aから第2の部分11Bへ導入され、現像剤搬送スクリュー42A,42Bにより磁性キャリアG2と混合されつつ攪拌されて現像剤Gが形成される。その際、トナー濃度センサ26により検知されたトナー濃度を、トナー濃度センサ制御部26Sにより一定に維持するようにする。
現像剤搬送スクリュー42Aと現像剤搬送スクリュー42Bとにより順次攪拌された現像剤は、一方の強磁性体の磁力により現像スリーブ18へ汲み上げられる。現像スリーブ18へ汲み上げられた現像剤Gは、現像スリーブ18の表面に存在する磁界の磁束密度に応じて磁気穂(磁気ブラシ)を形成する。磁気穂とは、トナーG1を付着させた磁性キャリアG2が磁力により鎖状に連結したものである。この磁気穂は現像スリーブ18の回転と共に移動し、ドクターブレード19により適当な長さに切断される。なお、現像スリーブ18およびドクターブレード19は、それぞれ同電位としてもよい(例えば−500V)し、両者に電位差を設けてもよい。適当な長さに切断された磁気穂は、現像スリーブ18の回転と共にさらに移動し、現像スリーブ18と感光体ドラム15との間に挟まれたギャップ領域へ至る。そこで、例えば負の電位に帯電したトナーG1は、感光体ドラム15の表面15S上の静電潜像に応じて現像され、感光体ドラム15の表面15S上にトナー像を形成する。すなわち、トナーG1は、クーロン力により現像スリーブ18を離れて感光体ドラム15の表面15Sへ移動する。トナーG1は非磁性体であるので、強磁性体の磁力の影響は受けないからである。一方、現像剤G中の磁性キャリアG2は、現像スリーブ18内部に設けられた強磁性体の磁力が及ぶので、現像スリーブ18を離れることがない。本実施の形態では、感光体ドラム15の導電性支持体を磁性体により構成したので、現像スリーブ18内部に設けられた強磁性体により導電性支持体が磁化される。そのため、現像スリーブ18と感光体ドラム15とのギャップ領域における、強磁性体による磁界の磁束密度が強まり、磁性キャリアG2が現像スリーブ18から離れて感光体ドラム15へ移動するのを防ぐことができる。現像スリーブ18と感光体ドラム15との間のギャップ領域を経た磁性キャリアG2は、現像スリーブ18の回転に伴い逆の極性を有する他方の強磁性体の近傍へ至ったのち、他方の強磁性体の磁力により現像スリーブ18の表面から離脱する。現像スリーブ18の表面から離脱した磁性キャリアG2は、現像剤搬送スクリュー42Bにより再度トナーG1と攪拌される。
一方、記録媒体搬送モータ制御部28Sが記録媒体搬送モータ28を起動させ、媒体PMの搬送を開始する。この搬送制御により、媒体PMは、所定の搬送速度で感光体ドラム15と転写ローラ5とが対向する転写部へ搬送される。具体的には図2に示したように、まず、給紙トレイ2に収納されている媒体PMが給紙ローラ3によって最上部から1枚ずつ取り出され、搬送ローラ対4の方向へ繰り出される。給紙ローラ3から繰り出された媒体PMは、搬送ローラ対4によってその斜行が矯正されつつ転写部へ搬送される。
転写部への媒体PMの搬送のタイミングに併せて、感光体ドラム15に対向して設けられた転写ローラ5には転写電圧電源5Vにより所定の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム15と転写ローラ5との間の搬送経路PLを走行する媒体PMの表面に、感光体ドラム15上に形成されたトナー像が転写される。
その後、定着装置6において、媒体PM上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与し、そのトナー像を媒体PM上に定着させる。そののち、トナー像が定着された媒体PMは搬送ローラ対7により筐体10外部の排出トレイ8へ排出される。なお、感光体ドラム15には、媒体PMへ転写されなかったトナーG1が僅かに残留する場合があるが、その残留したトナーG1はクリーニングブレード41により除去される。このため、感光体ドラム15は連続して使用できる。
(B:間隔保持部材14の摩耗量の算出方法)
次に、図4を参照して、演算部20Aによる間隔保持部材14の摩耗量の算出方法について説明する。図4のうち(A)は、画像形成装置100における印刷動作時の感光体ドラム15の回転速度Sを表す概念図であり、横軸が時刻Tを表し、縦軸が回転速度Sを表している。図4のうち(B)は、画像形成装置100における印刷動作時の感光体ドラム15と間隔保持部材14との間に生じる摩擦力Fを表す概念図であり、横軸が時刻Tを表し、縦軸が摩擦力Fを表している。
次に、図4を参照して、演算部20Aによる間隔保持部材14の摩耗量の算出方法について説明する。図4のうち(A)は、画像形成装置100における印刷動作時の感光体ドラム15の回転速度Sを表す概念図であり、横軸が時刻Tを表し、縦軸が回転速度Sを表している。図4のうち(B)は、画像形成装置100における印刷動作時の感光体ドラム15と間隔保持部材14との間に生じる摩擦力Fを表す概念図であり、横軸が時刻Tを表し、縦軸が摩擦力Fを表している。
図4に示した印刷動作の例では、時刻T=t0において印刷動作が開始されている。すなわち、図4の(A)に示したように、感光体ドラム15の回転速度Sは、時刻T=t0においてS=s0から上昇を開始し、直後に時刻T=t2に至るまでS=s1で安定化する。このとき、図4の(B)に示したように、回転速度Sの変化を開始した直後においては、感光体ドラム15と間隔保持部材14との間には静止摩擦係数μ0に起因する摩擦力f0が生じる。そののち時刻T=t1において即座に動摩擦係数μ1に起因する摩擦力f1が生じ、回転速度S=s1が維持される間(時刻T=t2に至るまでの間)、その摩擦力f1も維持される。
ここで、印刷動作に伴う間隔保持部材14の摩耗量Pwは、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数に依存する摩耗量と、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数(回転動作の積算始動回数)に依存する摩耗量との和と考えることができる。したがって、間隔保持部材14の摩耗量Pwは下記の条件式(1)で求められる。
Pw=A*(μenv/μ)*Pn+B*(μ0env/μ0)*Ps ……(1)
条件式(1)において、右辺第1項は感光体ドラム15の積算回転数に依存する摩耗量を表し、右辺第2項は感光体ドラム15の積算回転開始回数に依存する摩耗量を表している。AおよびBは係数である。μenvは印刷動作時における環境温度および環境湿度での動摩擦係数であり、μは基準とする環境温度および環境湿度での動摩擦係数である。μ0envは印刷動作時における環境温度および環境湿度での静止摩擦係数であり、μ0は環境基準とする環境温度および環境湿度での静止摩擦係数である。Pnは印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数であり、Psは印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数である。
演算部20Aは、例えば記憶部20Bに格納された各種情報、すなわち、動摩擦係数μenv,μ、静止摩擦係数μ0env,μ0、積算回転数Pnおよび積算回転開始回数Psに基づき、当接部14Aの摩耗量Pwを算出する。
(C:間隔保持部材14の摩耗量Pwに応じた電圧補正)
次に、上記の条件式(1)に基づいて算出した間隔保持部材14の摩耗量Pwに応じた電圧補正について説明する。図5は、画像形成装置100における、間隔保持部材14の摩耗量Pwに応じた電圧補正の手順を表すフローチャートである。
次に、上記の条件式(1)に基づいて算出した間隔保持部材14の摩耗量Pwに応じた電圧補正について説明する。図5は、画像形成装置100における、間隔保持部材14の摩耗量Pwに応じた電圧補正の手順を表すフローチャートである。
図5に示したように、印刷制御部1Sは、印刷動作時における環境温度および環境湿度をセンサ群24に含まれる温度センサおよび湿度センサにより取得する(ステップS101)。
次に、ステップS101において検出された環境温度および環境湿度に対応する静止摩擦係数μ0envおよび動摩擦係数μenvを記憶部20Bから読み出す(ステップS102)。
そののち、今回の印刷動作が初回運転かどうか判定し(ステップS103)、初回運転であれば(ステップS103Y)、印刷動作を開始する(ステップS104)。一方、初回運転でない場合には(ステップS103N)、前回の印刷動作終了時の摩耗量Pwを記憶部20Bから読み出し(ステップS105)、補正電圧dVを決定(ステップS106)したのち、その補正電圧dVなどを用いた画像形成条件により印刷動作を開始する(ステップS104)。補正電圧dVは、例えば条件式(2)によって与えられる。
dV=V*(1−Pw/D) ……(2)
条件式(2)において、Dは、当初の、すなわち間隔保持部材14の摩耗が生じていない段階での感光体ドラム15の表面15Sと現像スリーブ18の表面18S1との間隔であり、Vは、当初の間隔Dに応じた適切な電圧である。Pwは前回の印刷動作終了時の摩耗量である。ここでは、電圧Vを現像スリーブ電圧とし、現像スリーブ電圧電源18Vにより調整することで現像スリーブに印加すべき補正電圧dVを得る。
そののち、印刷動作を繰り返しながら、印刷制御部1Sは感光体ドラム15の回転数および感光体ドラム15の回転開始回数をそれぞれカウントして積算回転数Pnおよび積算回転開始回数Psを獲得(ステップS107)し、演算部20Aにおいて間隔保持部材14の当接部14Aの摩耗量Pwを逐次算出する(ステップS108)。
印刷制御部1Sは、その摩耗量Pwが予め設定された許容範囲に収まっているかどうかの判断を行う(ステップS109)。摩耗量Pwが許容範囲に収まっている場合(ステップS109Y)、印刷制御部1Sは、印刷データが残っているかどうかの判断を行う(ステップS110)。印刷データが残っている場合(ステップS110Y)、再度、印刷動作を開始する(ステップS104)。印刷データが残っていない場合(ステップS110N)、印刷動作を終了(ステップS111)し、最終的に算出された印刷終了時の摩耗量Pwを記憶部20Bに格納(ステップS112)したのち終了する(エンド)。
一方、摩耗量Pwが許容範囲から外れている場合(ステップS109N)、印刷動作を停止し、警告を発令(ステップS113)して終了する(エンド)。
(D:効果)
このように、本実施の形態の画像形成装置100では、感光体ドラム15の積算回転開始回数Psに応じて、間隔保持部材14の当接部14Aにおける摩耗量Pwを求めるようにしたので、その摩耗量Pwがより正確に見積もられる。よって、画像形成装置100は、画像品質を安定して維持することができる。正確に見積もられた摩耗量Pwに基づいて、例えば現像スリーブ18に対し、その都度適切な補正電圧dVを印加することができるからである。すなわち、長期間に亘る繰り返しの印刷動作を行うことで間隔保持部材14が摩耗し、感光体ドラム15の表面15Sと現像スリーブ18の表面18S1との間隔が当初よりも減少した場合であっても、適宜その減少した間隔に適した画像形成条件によって画像形成を行うことができる。よって、印刷濃度などの変動の少ない安定した画像品質を、長期間に亘り維持することができる。
このように、本実施の形態の画像形成装置100では、感光体ドラム15の積算回転開始回数Psに応じて、間隔保持部材14の当接部14Aにおける摩耗量Pwを求めるようにしたので、その摩耗量Pwがより正確に見積もられる。よって、画像形成装置100は、画像品質を安定して維持することができる。正確に見積もられた摩耗量Pwに基づいて、例えば現像スリーブ18に対し、その都度適切な補正電圧dVを印加することができるからである。すなわち、長期間に亘る繰り返しの印刷動作を行うことで間隔保持部材14が摩耗し、感光体ドラム15の表面15Sと現像スリーブ18の表面18S1との間隔が当初よりも減少した場合であっても、適宜その減少した間隔に適した画像形成条件によって画像形成を行うことができる。よって、印刷濃度などの変動の少ない安定した画像品質を、長期間に亘り維持することができる。
また、画像形成装置100では、摩耗量Pwをより正確に見積もることができるので、例えば間隔保持部材14の寿命を正確に予測し、適切な交換時期を求めることができる。このため、画像不良が生じる前に、適切なタイミングで間隔保持部材14を交換することができ、良好な品質の画像形成を継続して行うことができる。
<2.実施例>
(実験例1−1)
上記実施の形態で説明した画像形成装置100を用いて印刷動作を行った。その際、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量を算出した。その結果を図6Aに示す(○で表示)。印刷動作は、上述のように条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで実行した。また、間隔保持部材14の寸法を実測することにより直接求めた間隔保持部材14の摩耗量(実測値)についても図6Aに併せて示す(×で表示)。図6Aにおいて、横軸が印刷枚数を表し縦軸が間隔保持部材14の摩耗量を表している。ここでは、印刷速度(感光体ドラム15の表面15Sでの線速度、通紙速度)を200mm/sec.とし、A4サイズ標準紙(OKIエクセレントホワイト紙、坪量80g/m2)に対し5%dutyの印刷を行った。なお、A4標準紙1枚の印刷可能範囲に対し全面的にベタ印刷を行う面積率100%印刷を100%dutyの印刷という。よって、5%dutyの印刷とは、A4サイズ標準紙1枚の印刷可能範囲のうちの5%の領域に印刷することをいう。また、A4サイズ標準紙は、その短辺の延在方向を搬送方向とする横方向送りで画像形成ユニット1を通過させるようにした。また、本実験例では、途中で感光体ドラム15を停止することなく、34000枚、36000枚、38000枚、40000枚をそれぞれ連続して印刷する連続印刷を行った。
(実験例1−1)
上記実施の形態で説明した画像形成装置100を用いて印刷動作を行った。その際、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量を算出した。その結果を図6Aに示す(○で表示)。印刷動作は、上述のように条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで実行した。また、間隔保持部材14の寸法を実測することにより直接求めた間隔保持部材14の摩耗量(実測値)についても図6Aに併せて示す(×で表示)。図6Aにおいて、横軸が印刷枚数を表し縦軸が間隔保持部材14の摩耗量を表している。ここでは、印刷速度(感光体ドラム15の表面15Sでの線速度、通紙速度)を200mm/sec.とし、A4サイズ標準紙(OKIエクセレントホワイト紙、坪量80g/m2)に対し5%dutyの印刷を行った。なお、A4標準紙1枚の印刷可能範囲に対し全面的にベタ印刷を行う面積率100%印刷を100%dutyの印刷という。よって、5%dutyの印刷とは、A4サイズ標準紙1枚の印刷可能範囲のうちの5%の領域に印刷することをいう。また、A4サイズ標準紙は、その短辺の延在方向を搬送方向とする横方向送りで画像形成ユニット1を通過させるようにした。また、本実験例では、途中で感光体ドラム15を停止することなく、34000枚、36000枚、38000枚、40000枚をそれぞれ連続して印刷する連続印刷を行った。
(実験例1−2)
印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数Psを考慮せず、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して間隔保持部材14の摩耗量を見積もると共に、その摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで印刷動作を実行した。その他の諸条件は実験例1−1と同様である。図6Aに、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して見積もられる摩耗量を併せて示す(▲で表示)。
印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数Psを考慮せず、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して間隔保持部材14の摩耗量を見積もると共に、その摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで印刷動作を実行した。その他の諸条件は実験例1−1と同様である。図6Aに、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して見積もられる摩耗量を併せて示す(▲で表示)。
(実験例2−1)
1回の印刷指令において1枚のA4サイズ標準紙のみに印刷を行うようにした。すなわち、1枚のA4サイズ標準紙に対し印刷を行うたびに感光体ドラム15の始動および停止を行う、間欠印刷を行うようにした。この点を除き、他は実験例1−1と同様にして画像形成装置100を用いて印刷動作を行った。その際、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量を算出した。印刷動作は、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで実行した。図6Bに、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量(○で表示)と、間隔保持部材14の寸法を実測することにより直接求めた間隔保持部材14の摩耗量(×で表示)との比較を示す。図6Bでは、図6Aと同様、横軸が印刷枚数を表し縦軸が間隔保持部材14の摩耗量を表している。
1回の印刷指令において1枚のA4サイズ標準紙のみに印刷を行うようにした。すなわち、1枚のA4サイズ標準紙に対し印刷を行うたびに感光体ドラム15の始動および停止を行う、間欠印刷を行うようにした。この点を除き、他は実験例1−1と同様にして画像形成装置100を用いて印刷動作を行った。その際、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量を算出した。印刷動作は、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで実行した。図6Bに、条件式(1)により見積もられる間隔保持部材14の摩耗量(○で表示)と、間隔保持部材14の寸法を実測することにより直接求めた間隔保持部材14の摩耗量(×で表示)との比較を示す。図6Bでは、図6Aと同様、横軸が印刷枚数を表し縦軸が間隔保持部材14の摩耗量を表している。
(実験例2−2)
印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数Psを考慮せず、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して間隔保持部材14の摩耗量を見積もると共に、その摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで印刷動作を実行した。その他の諸条件は実験例2−1と同様である。図6Bに、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して見積もられる摩耗量を併せて示す(▲で表示)。
印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数Psを考慮せず、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して間隔保持部材14の摩耗量を見積もると共に、その摩耗量に基づき、現像スリーブ18に印加する現像電圧の補正を行ったうえで印刷動作を実行した。その他の諸条件は実験例2−1と同様である。図6Bに、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnのみを考慮して見積もられる摩耗量を併せて示す(▲で表示)。
図6Aでは、条件式(1)により見積もられた間隔保持部材14の摩耗量(○で表示)、および積算回転数Pnのみを考慮して見積もられた摩耗量(▲で表示)の双方が、実測により求めた間隔保持部材14の摩耗量(×で表示)とほぼ一致している。一方、図6Bでは、条件式(1)により見積もられた間隔保持部材14の摩耗量(○で表示)は実測により求めた間隔保持部材14の摩耗量(×で表示)とほぼ一致しているものの、積算回転数Pnのみを考慮して見積もられた摩耗量(▲で表示)は実測により求めた間隔保持部材14の摩耗量(×で表示)よりも明らかに少ない。したがって、間隔保持部材14の実際の摩耗量は、感光体ドラム15の積算回転開始回数Psが大きく影響していることが確認された。すなわち、本実施の形態のように、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転数Pnに加え、印刷動作中における感光体ドラム15の積算回転開始回数Psをも考慮することにより、間隔保持部材14の摩耗量をより正確に見積もれることが確認できた。
次に、実験例1−1および実験例1−2においてA4サイズ標準紙に印刷された画像について印刷濃度(画像濃度)を測定し、印刷枚数との関係について調査した。その結果を図7Aに示す。図7Aでは、横軸が印刷枚数を表し、縦軸が画像濃度を表している。図7Aでは、実験例1−1、すなわち条件式(1)により見積もられた間隔保持部材14の摩耗量に基づく電圧補正を行った場合(×で表示)と、実験例1−2、すなわち積算回転数Pnのみを考慮して見積もられた間隔保持部材14の摩耗量に基づく電圧補正を行った場合(●で表示)とを併せて示している。画像濃度の測定は、X−Rite社製の分光濃度計「X−Rite528」(C光源、視野角2°、レスポンスEモード)により実施した。図7Aに示したように、実験例1−1と実験例1−2とで、画像濃度に大きな差異は認められなかった。
次に、実験例2−1および実験例2−2においてA4サイズ標準紙に印刷された画像について印刷濃度(画像濃度)を測定し、印刷枚数との関係について調査した。その結果を図7Bに示す。図7Bでは、図7Aと同様、横軸が印刷枚数を表し、縦軸が画像濃度を表している。図7Bでは、実験例2−1、すなわち条件式(1)により見積もられた間隔保持部材14の摩耗量に基づく電圧補正を行った場合(×で表示)と、実験例2−2、すなわち積算回転数Pnのみを考慮して見積もられた間隔保持部材14の摩耗量に基づく電圧補正を行った場合(●で表示)とを併せて示している。画像濃度の測定は、X−Rite社製の分光濃度計「X−Rite528」(C光源、視野角2°、レスポンスEモード)により実施した。図7Bに示したように、実験例2−1に比べて実験例2−2では画像濃度が全体的に高くなっていることがわかる。このことから、実験例2−2において、感光体ドラム15と現像スリーブ18との電位差が実験例2−1に比べて高くなっているといえる。これは、間隔保持部材14の摩耗量の実測値に対し、実験例2−2では、間隔保持部材14の摩耗量が少なく見積もられているためと考えられる。
以上の実験例の結果から、本発明によれば、制御部20が、感光体ドラム15の回転動作の積算回転開始回数Psに応じて間隔保持部材14の摩耗量を求めるようにしたので、その摩耗量がより正確に見積もられ、よって、適切な電圧が現像スリーブ18に印加されることがわかった。
<3.変形例>
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態ではモノクロ画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、直接転写方式の画像形成装置100について説明したが、本発明は2次転写方式にも適用されうる。
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態ではモノクロ画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、直接転写方式の画像形成装置100について説明したが、本発明は2次転写方式にも適用されうる。
また、上記実施の形態で説明した一連の処理は、ハードウェア(回路)で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア(プログラム)で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。
また、上記実施の形態では、露光装置として発光ダイオードを光源とするLEDヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
上記実施の形態では、現像スリーブ電圧電源18Vによって現像スリーブ18に適切な補正電圧を印加し、画像品質の安定化を図るようにしたが本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、制御部が、像担持体の積算始動回数に応じて求めた当接部材の摩耗量に応じて画像形成条件を変更するものであればよい。すなわち、画像形成条件は現像スリーブ18に印加される電圧に限定されるものではない。制御部は、現像スリーブ18以外の対向部材、すなわち、像担持体と対向するように配置された帯電ローラやクリーニングブレード、もしくは転写ローラなどに印加する電圧を、像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて制御するようにしてもよい。例えば、帯電電圧電源16Vによって帯電ローラ16に適切な補正電圧を印加し、画像品質の安定化を図るようにしてもよい。像担持体は、その表面の感光層が摩耗するほど帯電し易くなる傾向がある。そこで、像担持体の始動回数が増加するほど帯電電圧の絶対値を小さくするように制御部が制御することで、像担持体の適切な帯電量を維持するとよい。また、ヘッド駆動制御部17SによってLEDヘッド17に適切な補正電圧を印加し、画像品質の安定化を図るようにしてもよい。または、それらの操作を複数組み合わせてもよい。
また、上記実施の形態では、感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数(積算回転開始回数)Psに応じて間隔保持部材14の摩耗量を求めるようにしたが、本発明はこれに限定されず、例えば感光体ドラム15の摩耗量を求めるようにしてもよい。また、感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数(積算回転開始回数)Psに応じて摩耗量を求めることなく、像担持体および当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を直接求めるようにしてもよい。さらには、感光体ドラム15の回転動作の積算始動回数(積算回転開始回数)Psに応じて摩耗量を求めることなく、現像スリーブ18に印加する電圧を直接制御するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、2成分系の現像剤Gを使用する画像形成装置を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図8に示した画像形成ユニット1Aのように、トナーTNからなる1成分系の現像剤を使用したものであってもよい。但し、画像形成ユニット1Aは、感光体ドラム15と現像スリーブ18とが離間して配置された、非接触の1成分現像方式の機構である。なお、画像形成ユニット1Aは、現像剤搬送スクリュー42A,42Bの代わりに供給ローラ43を有し、間隔保持部材14の代わりに間隔保持部材44を有している。供給ローラ43は、トナーカートリッジ12から投入されるトナーTNを、現像スリーブ18に対し供給する部材である。間隔保持部材44は間隔保持部材14と実質的に同じ機能を有する部材である。
上記実施の形態では、本発明の「当接部材」として間隔保持部材14を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム15と当接しているクリーニングブレード41や帯電ローラ16などの他の構成要素も本発明の「当接部材」となりうる。
また、上記実施の形態では、感光体ドラム15の積算回転数Pnおよび積算回転開始回数Psを獲得するたびに演算部20Aにおいて摩耗量Pwを逐次算出するようにしたが、計算量を削減するために例えば印刷動作の開始ごとに摩耗量Pwを算出するようにしてもよい。
また、本発明は、制御部が、像担持体の回転動作の積算始動回数および積算停止回数のうちの少なくとも一方に応じて摩耗量や電圧、あるいは寿命以外の他の物理量を求めるものであってもよい。
また、上記実施の形態では、任意の条件下での像担持体の積算の始動回数に応じて摩耗量の見積もりや電圧制御、あるいは交換時期の判断を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、像担持体の積算の停止回数に応じて摩耗量の見積もりや電圧制御、あるいは交換時期の判断を行うようにしてもよい。あるいは、像担持体の積算の始動回数および積算の停止回数の双方に応じて摩耗量の見積もりや電圧制御、あるいは交換時期の判断を行うようにしてもよい。
1…画像形成ユニット、1S…印刷制御部、2…給紙トレイ、3…給紙ローラ、4…搬送ローラ対、5…転写ローラ、5V…転写電圧電源、6…定着装置、6S…定着制御部、7…搬送ローラ対、8…排出トレイ、10…筐体、11…本体部、11A…第1の部分、11B…第2の部分、11K…トナー投入口、12…トナーカートリッジ、13…トナー供給シャッタ、14,44…間隔保持部材、14A,14B…当接部、15…感光体ドラム(像坦持体)、16…帯電ローラ、17…LEDヘッド、18…現像スリーブ(現像剤坦持体)、18V…現像スリーブ電圧電源、19…ドクターブレード、19V…ドクターブレード電圧電源、20…制御部、20S…インターフェイス(I/F)制御部、21…受信メモリ、22…画像データ編集メモリ、23…操作部、24…センサ群、26…トナー濃度センサ、26S…トナー濃度センサ制御部、27…電源回路、27S…高圧電源制御部、28…記録媒体搬送モータ、28S…記録媒体搬送モータ制御部、29…駆動モータ、29S…駆動制御部、30…駆動伝達部、41…クリーニングブレード、42A,42B…現像剤搬送スクリュー、G1…トナー、G2…磁性キャリア、G…現像剤、PM…媒体、PL…搬送経路、100…画像形成装置。
Claims (13)
- 像を担持する表面を含む像担持体と、
前記像担持体の前記表面と当接する当接部材と、
前記像担持体の回転動作を制御すると共に、前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて前記像担持体および前記当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求める制御部と
を有する画像形成装置。 - 像を担持する表面を含む像担持体と、
前記像担持体の前記表面と当接する当接部材と、
前記像担持体と対向するように配置された対向部材と、
前記像担持体の回転動作を制御すると共に、前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて前記対向部材に印加する電圧を制御する制御部と
を有する画像形成装置。 - 像を担持する表面を含む像担持体と、
前記像担持体の前記表面と当接する当接部材と、
前記像担持体の回転動作を制御すると共に、前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて前記像担持体および前記当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を求める制御部と
を有する画像形成装置。 - 前記制御部は、前記像担持体の回転数をも考慮して前記摩耗量を求める
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記像担持体の回転数をも考慮して前記電圧を制御する
請求項2記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記像担持体の回転数をも考慮して前記交換時期を求める
請求項3記載の画像形成装置。 - 前記当接部材と当接すると共に前記像担持体と対向するように配置された現像剤担持体をさらに有し、
前記当接部材は、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隔を保持する間隔保持部材である
請求項1記載の画像形成装置。 - 環境温度を測定する温度センサをさらに有し、
前記制御部は、前記環境温度に応じて前記像担持体と前記当接部材との間の摩擦係数を選択し、前記摩耗量の補正を行う
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて求めた前記摩耗量に応じて画像形成条件を変更する
請求項1記載の画像形成装置。 - 像を担持する表面を含む像担持体と、
前記像担持体の前記表面と当接する当接部材と、
前記像担持体の回転動作を制御すると共に、前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて物理量を求める制御部と
を有する画像形成装置。 - 像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、
前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、前記像担持体および前記像担持体の前記表面と当接する当接部材のうちの少なくとも一方の摩耗量を求めることと
を含む
画像形成方法。 - 像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、
前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、前記像担持体の前記表面と対向する現像剤担持体に印加する電圧を制御することと
を含む
画像形成方法。 - 像を担持する表面を含む像担持体の回転動作の始動および停止を行い、画像形成を行うことと、
前記像担持体の回転動作の始動回数および停止回数のうちの少なくとも一方に応じて、前記像担持体および前記像担持体の前記表面と当接する当接部材のうちの少なくとも一方の交換時期を求めることと
を含む
画像形成方法。
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JP2017125198A JP2019008209A (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 画像形成装置および画像形成方法 |
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- 2017-06-27 JP JP2017125198A patent/JP2019008209A/ja active Pending
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