JP2019101215A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体の寿命推定の精度を向上させることである。【解決手段】画像形成装置は、回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、複数の感光体の各々に形成されたトナー像が順次転写される転写ベルトと、複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置とを備える。制御装置は、一つの感光体よりも先に転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出する。制御装置は、さらに、算出された第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。【選択図】図3
Description
本開示は、画像形成装置に関し、より特定的には画像形成装置の寿命判定に関する。
MFP(Multi Functional Peripheral)などの画像形成装置が普及している。電子写真方式の画像形成装置は、印刷工程として、感光体表面を帯電する工程と、入力された画像パターンに従って感光体表面を露光する工程と、当該露光により感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着する工程と、感光体表面に付着したトナーを転写ベルトに転写する工程とを備える。
このように感光体表面にトナー像を形成し、形成されたトナー像を転写するといった工程を繰り返すと、感光体表面が減耗する。そこで、感光体の寿命が到来する前に交換などのメンテナンスを行うために、感光体の減耗量に基づいて寿命の到来を推定することが広く行われている。
感光体の寿命推定に関する技術の一例として、特開2013−50601号公報(特許文献1)は、「感光ドラムの寿命を平均印字率によって変更」する画像形成装置を開示している([発明の詳細な説明]の[課題を解決するための手段]参照)。
また、特開2002−207402号公報(特許文献2)は、「印字率の違いによる感光ドラムの寿命推定の誤差をなくし、感光ドラムの寿命検知精度を上げる」画像形成装置を開示している([要約]の[課題]参照)。
しかし、上記従来の技術では、感光体の寿命を推定する精度が十分ではないという事象が生じていた。したがって、感光体の寿命推定の精度を向上させる技術が必要とされている。
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ある局面における目的は、感光体の寿命推定の精度を向上させることである。
ある局面に従うと、画像形成装置は、回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、複数の感光体の各々に形成されたトナー像が順次転写される転写ベルトと、複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置とを備える。制御装置は、一つの感光体よりも先に転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出する。制御装置は、さらに、算出された第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。
好ましくは、第1のパラメーターは、他の感光体の稼働量および他の感光体の表面にトナー像を形成する際の印字率を含む。
好ましくは、制御装置は、さらに、一つの感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第2のパラメーターに基づいて、当該トナーによる一つの感光体の減耗量を第2の減耗量として算出する。制御装置は、第1の減耗量と第2の減耗量との積算値を算出し、算出された積算値と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。
好ましくは、第2のパラメーターは、一つの感光体の稼働量および一つの感光体の表面にトナー像を形成する際の印字率を含む。
好ましくは、稼働量は、感光体の回転数の積算値、または、感光体の回転時間の積算値を含む。
好ましくは、印字率は、感光体の表面にトナー像を形成する際のトナーのドットカウントによって算出される。
好ましくは、制御装置は、他の感光体が複数存在する場合、複数の他の感光体の中で先に転写ベルトにトナー像を転写する感光体ほど、当該感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーによる一つの感光体の減耗量が多くなるように、第1の減耗量を算出する。
好ましくは、感光体は円筒形状であり、制御装置は、感光体の筒軸方向における複数の区間ごとに積算値を算出する。
好ましくは、制御装置は、さらに、画像形成装置が備える消耗部材の稼働量に基づいて、寿命の推定結果を補正する。
好ましくは、消耗部材は、感光体の表面にトナー像を形成する現像器であり、稼働量は、画像形成装置における印字枚数、現像器の備える現像ローラーの回転数、または現像ローラーの回転時間のいずれか1つを含む。
好ましくは、消耗部材は、転写ベルトであり、稼働量は、画像形成装置における印字枚数、転写ベルトの走行距離、または転写ベルトの走行時間のいずれか1つを含む。
他の局面に従うと、画像形成装置の寿命推定のためのプログラムが提供される。画像形成装置は、回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、複数の感光体の各々に形成されたトナー像が順次転写される転写ベルトと、複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置とを備える。プログラムは、制御装置に、一つの感光体よりも先に転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出するステップと、算出された第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するステップとを実行させる。
さらに他の局面に従うと、画像形成装置の寿命推定のための寿命判定装置が提供される。画像形成装置は、回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、複数の感光体の各々に形成されたトナー像が順次転写される転写ベルトとを備え、寿命判定装置は、複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置を備える。制御装置は、一つの感光体よりも先に転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出する。制御装置は、算出された第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。
ある局面において、画像形成装置は、感光体の寿命推定の精度を向上することができる。
上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
<第1の実施の形態>
[1.画像形成装置100の構成]
図1を参照して、ある実施の形態に従う画像形成装置100について説明する。図1は、画像形成装置100の全体構造の一例を示す図である。
[1.画像形成装置100の構成]
図1を参照して、ある実施の形態に従う画像形成装置100について説明する。図1は、画像形成装置100の全体構造の一例を示す図である。
図1には、カラープリンターとしての画像形成装置100が示されている。以下では、カラープリンターとしての画像形成装置100について説明するが、画像形成装置100は、カラープリンターに限定されない。たとえば、画像形成装置100は、モノクロプリンターであってもよいし、モノクロプリンター、カラープリンターおよびファクシミリの複合機(いわゆるMFP(Multi Functional Peripheral))であってもよい。
画像形成装置100は、画像読取部としてのスキャナー20と、画像形成部90(詳細には、画像形成部90Y,90M,90C,90K)を含むプリンター25とを備える。スキャナー20は、カバー21と、用紙台22と、用紙トレイ37(詳細には、用紙トレイ37A,37B,37C)と、ADF(Auto Document Feeder)24とを備える。カバー21の一端は、用紙台22に固定されており、カバー21は、当該一端を支点として開閉可能に構成されている。
画像形成装置100のユーザーは、カバー21を開くことで、原稿を用紙台22にセットすることができる。画像形成装置100は、原稿が用紙台22にセットされた状態でスキャン指示を受け付けると、用紙台22にセットされた原稿のスキャンを開始する。また、画像形成装置100は、原稿が用紙トレイ37にセットされた状態でスキャン指示を受け付けると、ADF24によって1枚ずつ自動的に原稿を読み取る。
プリンター25は、画像形成部90Y,90M,90C,90Kと、IDC(Image Density Control)センサー19と、転写ベルト30と、一次転写ローラー31と、転写駆動機32と、二次転写ローラー33と、用紙トレイ37A,37B,37Cと、従動ローラー38と、駆動ローラー39と、レジストローラー40と、クリーニングユニット43と、定着装置60と、制御装置101とを備える。
画像形成部90Y,90M,90C,90Kは、転写ベルト30に沿って順に並べられている。画像形成部90Yは、トナーボトル15Yからトナーの供給を受けてイエロー(Y)のトナー像を形成する。画像形成部90Mは、トナーボトル15Mからトナーの供給を受けてマゼンタ(M)のトナー像を形成する。画像形成部90Cは、トナーボトル15Cからトナーの供給を受けてシアン(C)のトナー像を形成する。画像形成部90Kは、トナーボトル15Kからトナーの供給を受けてブラック(BK)のトナー像を形成する。
画像形成部90Y,90M,90C,90Kは、それぞれ、転写ベルト30に沿って転写ベルト30の回転方向の順に配置されている。画像形成部90Y,90M,90C,90Kはそれぞれ、回転可能に構成されている感光体10と、帯電装置11と、露光装置13と、現像器14と、クリーニングブレード42を含むクリーニングユニット17と、除電装置18とを備える。
画像形成部90Y,90M,90C,90Kがそれぞれ、上述したように作動した後に、転写駆動機32の転写によって、イエロー(Y)のトナー像、マゼンタ(M)のトナー像、シアン(C)のトナー像、およびブラック(BK)のトナー像が順に重ねられて感光体10から転写ベルト30に転写される。これにより、カラーのトナー像が転写ベルト30上に形成される。
IDCセンサー19は、転写ベルト30上に形成されるトナー像35の濃度を検出する。典型的には、IDCセンサー19は、反射型フォトセンサーからなる光強度センサーであり、転写ベルト30の表面からの反射光強度を検出する。
転写ベルト30は、従動ローラー38と駆動ローラー39とに張架されている。駆動ローラー39はモーター(図示しない)に接続されている。制御装置101が当該モーターを制御することにより、駆動ローラー39は回転する。転写ベルト30および従動ローラー38は、駆動ローラー39に連動して回転する。これにより、転写ベルト30上のトナー像35が二次転写ローラー33に送られる。
用紙トレイ37A,37B,37Cのそれぞれには、たとえば、異なるサイズまたは紙種の用紙がセットされる。用紙は、用紙トレイ37A,37B,37Cの内から給紙トレイとして設定されたものから1枚ずつ搬送経路41に搬送される。用紙は、レジストローラー40によって二次転写ローラー33に送られる。
制御装置101は、用紙が送り出されるタイミングに合わせて、二次転写ローラー33に印加される転写電圧を制御する。二次転写ローラー33は、トナー像35の帯電極性と逆極性の転写電圧を搬送中の用紙に印加する。その結果、トナー像35は、転写ベルト30から二次転写ローラー33に引き付けられ、転写ベルト30上のトナー像35が転写される。
二次転写ローラー33への用紙の搬送タイミングは、転写ベルト30上のトナー像35の位置に合わせてレジストローラー40によって制御される。その結果、転写ベルト30上のトナー像35は、用紙の適切な位置に転写される。
定着装置60は、定着装置60を通過する用紙を加圧および加熱する。これにより、トナー像は用紙に定着する。その後、用紙は、排紙トレイ48に排出される。
クリーニングユニット43は、転写ベルト30から用紙へのトナー像の転写後に転写ベルト30の表面に残留するトナーを回収する。回収されたトナーは、搬送スクリュー(図示しない)で搬送され、廃トナー容器(図示しない)に貯められる。
[2.ハードウェア構成]
図2を参照して、画像形成装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図2は、画像形成装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。
図2を参照して、画像形成装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図2は、画像形成装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。
図2に示すように、画像形成装置100は、制御装置101と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、ネットワークインターフェイス104と、操作パネル105と、スキャナー20と、温度センサー70と、湿度センサー80と、画像形成部90と、記憶装置120とを含む。
制御装置101は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU(Central Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
制御装置101は、画像形成装置100の制御パラメーターを調整するためのプログラム122などの各種プログラムを実行することで画像形成装置100の動作を制御する。制御装置101は、プログラム122の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置120からRAM103にプログラム122を読み出す。RAM103は、ワーキングメモリとして機能し、プログラム122の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
ネットワークインターフェイス104には、アンテナ(図示しない)などが接続される。画像形成装置100は、アンテナを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置100は、プログラム122をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
操作パネル105は、ディスプレイ(図示しない)とタッチパネル(図示しない)とを含む。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられており、画像形成装置100は、タッチパネルに対する操作を受け付ける。
記憶装置120は、たとえば、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)その他の記憶装置である。記憶装置120は、内蔵式、外付け式のいずれであってもよい。記憶装置120は、本実施の形態に従うプログラム122などを格納する。ただし、プログラム122の格納場所は記憶装置120に限定されず、制御装置101の記憶領域(たとえば、キャッシュなど)、ROM102、RAM103、外部機器(たとえば、サーバー)などに格納されていてもよい。
プログラム122は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従うプログラム122の趣旨を逸脱するものではない。
さらに、プログラム122によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも1つのサーバーがプログラム122の処理の一部を実行する、いわゆるクラウドサービスのような形態で画像形成装置100が構成されてもよい。
[3.機能構成]
図3を参照して、第1の実施の形態に係る画像形成装置100における機能構成を説明する。図3は、第1の実施の形態に係る画像形成装置100の機能ブロック図である。
図3を参照して、第1の実施の形態に係る画像形成装置100における機能構成を説明する。図3は、第1の実施の形態に係る画像形成装置100の機能ブロック図である。
図3に示すように、画像形成装置100は、制御装置101と、記憶装置120と、感光体10Y,10M,10C,10K(以下、総称するときは単に感光体10ともいう)と、転写ベルト30とを備える。制御装置101は、回転制御部121と、減耗量算出部131と、寿命推定部141とを含む。
制御装置101の回転制御部121は、画像形成時において、感光体10の回転を制御する。ここで、回転の制御とは、回転速度および回転数の少なくともいずれかの制御を含む。感光体10は、回転制御部121によって回転されながら、表面上に形成されたトナー像Tを、転写ベルト30へ転写する。
より具体的には、感光体10Y,10M,10C,10Kは、それぞれ転写ベルトに対してトナー像Tを順次転写する。まず、感光体10Yが、表面に形成されたトナー像Tを転写ベルト30へ転写し、続いて感光体10M,10C,10Kの順に、表面に形成されたトナー像Tを転写ベルトへ転写する。
回転制御部121は、さらに、感光体10を回転させた履歴情報を、記憶装置120に記憶されている回転数履歴テーブルD1に登録する。回転数履歴テーブルD1の詳細は後述する。
減耗量の算出処理において、減耗量算出部131は、寿命推定対象の感光体の稼働量および印字率(第2のパラメーターに相当)に基づいて、当該感光体の表面に形成されたトナーによる減耗量(第2の減耗量に相当)を算出する。
さらに、減耗量算出部131は、寿命推定対象の感光体よりも先に転写ベルト30にトナー像を転写する他の感光体の稼働量および印字率(第1のパラメーターに相当)に基づいて、当該他の感光体の表面に形成されたトナーによる減耗量(第1の減耗量に相当)を算出する。
減耗量算出部131は、当該感光体の表面に形成されたトナーによる減耗量と、当該他の感光体の表面に形成されたトナーによる減耗量とを積算し、寿命推定対象の感光体の減耗量を算出する。
ここで、感光体の稼働量は、感光体の回転数の積算値、または、感光体の回転時間の積算値などを用いることができる。
上記処理を実現するために、減耗量算出部131は、記憶装置120に記憶されている回転数履歴テーブルD1を参照し、寿命推定対象の感光体(一つの感光体に相当)と、当該感光体よりも先に転写ベルト30へトナー像Tを転写する感光体(他の感光体に相当)との回転数の履歴情報を取得する。減耗量算出部131は、さらに、記憶装置120に記憶されている減耗量規定テーブルD2を参照し、寿命推定処理の対象となる感光体の減耗量を算出する。
制御装置101の寿命推定部141は、減耗量算出部131が算出した寿命推定対象の感光体の減耗量と、予め定められた寿命閾値とを比較して、寿命推定対象の感光体の寿命が到来を推定する。寿命推定処理の詳細は後述する。
[4.減耗量の算出]
図4を参照して、回転数履歴テーブルD1について説明する。図4は、回転数履歴テーブルD1の一例を示す図である。
図4を参照して、回転数履歴テーブルD1について説明する。図4は、回転数履歴テーブルD1の一例を示す図である。
図4(A)に示すように、回転数履歴テーブルD1は、画像形成装置100が実施した画像形成ごとの感光体10の回転数の履歴情報を記憶している。より具体的には、回転数履歴テーブルD1は、一例として、感光体種別151と、回転数153と、印字率155と、印字日時157とを含む。
感光体種別151は、画像形成においてトナー像を形成した感光体を特定するための情報である。回転数153は、画像形成ごとの感光体の回転数である。印字率155は、画像形成ごとの印字率である。印字率とは、用紙の印字面積に対する画像面積の割合を意味する。印字率は、感光体の表面にトナー像を形成する際のトナーのドット数の積算値に基づいて計測される。印字日時157は、画像形成が行われた日時を示す。
減耗量算出部131は、回転数履歴テーブルD1を取得すると、図4(B)に示すように、感光体種別151および印字率155ごとに回転数153を集計した回転数集計テーブルD1′を作成する。減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′を用いて、寿命推定対象の感光体の減耗量を算出する。減耗量算出部131による減耗量算出の詳細は後述する。
図5を参照して、減耗量規定テーブルD2について説明する。図5は、減耗量規定テーブルD2の一例を示す図である。
減耗量規定テーブルD2は、印字率ごとの感光体の1回転あたりの減耗量を規定している。図5に示すように、減耗量規定テーブルD2は、一例として、印字率160と、自己減耗量161と、逆転写減耗量163とを含む。逆転写減耗量163は、さらに、第1減耗量165と、第2減耗量167と、第3減耗量169とを含む。
ここでいう自己減耗量(第2の減耗量に相当)とは、感光体が1回転した際に、自身の表面に形成されたトナーによる感光体表面の減耗量を意味する。たとえば、図5(A)に示すように、印字率が5パーセントの場合、感光体は、1回転するごとに0.0189nm減耗する。
それに対して、逆転写減耗量(第1の減耗量に相当)とは、寿命推定の対象となる感光体よりも先に転写ベルトにトナー像を転写する(以下、「上流の」ともいう)感光体が1回転した際に形成されたトナーが、寿命推定の対象となる感光体に転写して(以下、「逆転写」ともいう)引き起こす感光体表面の減耗量を意味する。
第1減耗量165は、寿命推定の対象となる感光体よりも1つ先に転写ベルトにトナー像を転写する感光体(以下、1つ上流の感光体ともいう)が1回転した際に形成されたトナーが、寿命推定対象となる感光体に逆転写して引き起こす感光体表面の減耗の量を示す。
第2減耗量167は、寿命推定の対象となる感光体よりも2つ先に転写ベルトにトナー像を転写する感光体(以下、2つ上流の感光体ともいう)が1回転した際に形成されたトナーが、寿命推定対象となる感光体に逆転写して引き起こす感光体表面の減耗の量を示す。
第3減耗量169は、寿命推定の対象となる感光体よりも3つ先で転写ベルトにトナー像を転写する感光体(以下、3つ上流の感光体ともいう)が1回転した際に形成されたトナーが、寿命推定対象となる感光体に逆転写して引き起こす感光体表面の減耗の量を示す。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′と、減耗量規定テーブルD2とに基づいて、以下に示すように、寿命推定対象となる感光体の減耗量を算出する。
図6を参照して、寿命推定対象となる感光体の減耗量の算出方法を説明する。図6は、感光体10Y〜10Kと、算出対象となる減耗量との関係を示す図である。
図6に示すように、感光体10Y,10M,10C,10Kは、それぞれ、減耗量を算出する算出方法が異なる。減耗量算出部131は、感光体10Yの減耗量を算出する場合には、感光体10Yによる自己減耗量のみを算出する。これは、感光体10Yよりも先に転写ベルト30にトナー像を転写する感光体は存在しないため、逆転写による減耗量を考慮する必要がないためである。
それに対して、減耗量算出部131は、感光体10Mの減耗量を算出する場合には、自己減耗量と、逆転写減耗量との積算値を算出する。この場合、逆転写減耗量としては、一つ上流の感光体(感光体10Yが該当)による第1減耗量を算出する。これは、感光体10Mよりも先に転写ベルト30にトナー像を転写する感光体は、感光体10Yのみのためである。
また、減耗量算出部131は、感光体10Cの減耗量を算出する場合には、自己減耗量と、逆転写減耗量との積算値を算出する。この場合、逆転写減耗量としては、一つ上流の感光体(感光体10Mが該当)による第1減耗量と、二つ上流の感光体(感光体10Yが該当)による第2減耗量との積算値を算出する。これは、感光体10Cよりも先に転写ベルト30にトナー像を転写する感光体は、感光体10Yと感光体10Mであるためである。
また、減耗量算出部131は、感光体10Kの減耗量を算出する場合には、自己減耗量と、逆転写減耗量との積算値を算出する。この場合、逆転写減耗量としては、一つ上流の感光体(感光体10Cが該当)による第1減耗量と、二つ上流の感光体(感光体10Kが該当)による第2減耗量と、三つ上流の感光体(感光体10Yが該当)による第3減耗量との積算値を算出する。これは、感光体10Kよりも先に転写ベルト30にトナー像を転写する感光体は、感光体10Yと感光体10Mと感光体10Cであるためである。
以下、図4(B)に示す回転数集計テーブルD1′と、図5に示す減耗量規定テーブルD2について、感光体10Y〜10Kの減耗量を具体的に求める。減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′および減耗量規定テーブルD2における印字率ごとに、回転数と減耗量との積をとり、その総和(以下、積算減耗量ともいう)を算出する。
感光体10Yの積算減耗量は、図6で示す関係を用いて、以下の式で求められる。
積算減耗量(感光体10Y)=自己減耗量(感光体10Y)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
積算減耗量(感光体10Y)=自己減耗量(感光体10Y)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
自己減耗量(感光体10Y)=0.0184(nm)×10000+0.0189(nm)×5000+0.0193(nm)×8000+0.0200(nm)×2000=472.9(nm)=0.4729(μm)
したがって、積算減耗量(感光体10Y)=0.4729(μm)となる。
したがって、積算減耗量(感光体10Y)=0.4729(μm)となる。
感光体10Mの積算減耗量は、図6で示す関係を用いて、以下の式で求められる。
積算減耗量(感光体10M)=自己減耗量(感光体10M)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
積算減耗量(感光体10M)=自己減耗量(感光体10M)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
自己減耗量(感光体10M)=0.0184(nm)×8000+0.0189(nm)×6000+0.0193(nm)×7000+0.0200(nm)×1200=419.7(nm)=0.4197(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10Y))=0.0002(nm)×10000+0.00031(nm)×5000+0.0004(nm)×8000+0.0005(nm)×2000=7.75(nm)=0.00775(μm)
したがって、積算減耗量(感光体10M)=0.4197(μm)+0.00775(μm)=0.42745(μm)となる。
したがって、積算減耗量(感光体10M)=0.4197(μm)+0.00775(μm)=0.42745(μm)となる。
感光体10Cの積算減耗量は、図6で示す関係を用いて、以下の式で求められる。
積算減耗量(感光体10C)=自己減耗量(感光体10C)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10M)+第2減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Cの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
積算減耗量(感光体10C)=自己減耗量(感光体10C)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10M)+第2減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Cの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
自己減耗量(感光体10C)=0.0184(nm)×11000+0.0189(nm)×8000+0.0193(nm)×9000+0.0200(nm)×1800=563.3(nm)=0.5633(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10M))=0.0002(nm)×8000+0.00031(nm)×6000+0.0004(nm)×7000+0.0005(nm)×1200=6.86(nm)=0.00686(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第2減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第2減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第2減耗量(感光体10Y))=0.00025(nm)×10000+0.00038(nm)×5000+0.00049(nm)×8000+0.00062(nm)×2000=9.56(nm)=0.00956(μm)
したがって、積算減耗量(感光体10C)=0.5633(μm)+0.00686(μm)+0.00956(μm)=0.57972(μm)となる。
したがって、積算減耗量(感光体10C)=0.5633(μm)+0.00686(μm)+0.00956(μm)=0.57972(μm)となる。
感光体10Kの積算減耗量は、図6で示す関係を用いて、以下の式で求められる。
積算減耗量(感光体10K)=自己減耗量(感光体10K)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10C)+第2減耗量(感光体10M)+第3減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Kの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
積算減耗量(感光体10K)=自己減耗量(感光体10K)+逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10C)+第2減耗量(感光体10M)+第3減耗量(感光体10Y))
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Kの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を自己減耗量として算出する。
自己減耗量(感光体10K)=0.0184(nm)×80000+0.0189(nm)×50000+0.0193(nm)×70000+0.0200(nm)×10000=3968(nm)=3.968(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Cの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Cの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第1減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第1減耗量(感光体10C))=0.0002(nm)×11000+0.00031(nm)×8000+0.0004(nm)×9000+0.0005(nm)×1800=9.18(nm)=0.00918(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第2減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Mの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第2減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第2減耗量(感光体10M))=0.00025(nm)×8000+0.00038(nm)×6000+0.00049(nm)×7000+0.00062(nm)×1200=8.454(nm)=0.008454(μm)
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第3減耗量として算出する。
減耗量算出部131は、回転数集計テーブルD1′における感光体10Yの回転数153に基づいて、減耗量規定テーブルD2の印字率ごとに、回転数と減耗量との積和を第3減耗量として算出する。
逆転写減耗量(第3減耗量(感光体10Y))=0.00028(nm)×10000+0.00044(nm)×5000+0.00057(nm)×8000+0.00071(nm)×2000=10.98(nm)=0.01098(μm)
したがって、積算減耗量(感光体10C)=3.968(μm)+0.00918(μm)+0.008454(μm)+0.01098(μm)=3.996614(μm)となる。
したがって、積算減耗量(感光体10C)=3.968(μm)+0.00918(μm)+0.008454(μm)+0.01098(μm)=3.996614(μm)となる。
以上のようにして、制御装置101の減耗量算出部131は、感光体の減耗量を算出する際に、算出対象となる感光体の回転に伴う自己減耗量と、上流の感光体により形成されたトナーによる逆転写減耗量とを積算し、減耗量を算出する。
[5.寿命の推定]
図7を参照して、寿命推定部141による感光体の寿命推定について説明する。図7は、寿命推定の方法を示すグラフである。
図7を参照して、寿命推定部141による感光体の寿命推定について説明する。図7は、寿命推定の方法を示すグラフである。
説明を簡単にするために、図7には、減耗量算出部131により算出された感光体の減耗量が10(μm)、寿命閾値が20(μm)である例を示す。そして、今回の推定処理の時点における感光体の回転数の積算値が500(krоt)であるとする。なお、ここで(krоt)は1000回転を表す。
寿命推定部141は、減耗量(10μm)と寿命閾値(20μm)とを比較して、感光体の寿命がまだ到来していないと判定する。さらに、寿命推定部141は、減耗量と寿命閾値との比率に基づいて、寿命が到来するタイミングにおいて予測される感光体の回転数を推定する。図7に示す例では、感光体の減耗量が10(μm)に対して、寿命閾値が20(μm)であるため、寿命閾値の半分まで減耗していることとなる。そこで、寿命推定部141は、感光体の回転数の積算値が500(krоt)であることに基づき、寿命が到来するタイミングにおける感光体の回転数の積算値は1000(krоt)であると推定する。すなわち、本実施形態では、寿命推定部141は、感光体の寿命推定のタイミングを、感光体の回転数の積算値で推定している。なお、寿命推定のタイミングは、たとえば感光体の回転時間、または、画像形成装置における印刷枚数など、他の物理量で推定してもよい。
[6.減耗量規定テーブルD2の作成方法]
以下、図8〜図12を参照して、減耗量規定テーブルD2の作成方法を説明する。図8は、感光体10Yの印字率と減耗量の実測値との関係を示す図である。図9は、感光体10Y,10M,10C,10Kを、それぞれ所定の回転数まで回転させた場合の減耗量を示すヒストグラムである。図10は、各感光体の減耗の内訳を示す図である。図11は、1つ上流の感光体の印字率と減耗量との関係を示す図である。図12は、減耗量規定テーブルD2を示す図である。
以下、図8〜図12を参照して、減耗量規定テーブルD2の作成方法を説明する。図8は、感光体10Yの印字率と減耗量の実測値との関係を示す図である。図9は、感光体10Y,10M,10C,10Kを、それぞれ所定の回転数まで回転させた場合の減耗量を示すヒストグラムである。図10は、各感光体の減耗の内訳を示す図である。図11は、1つ上流の感光体の印字率と減耗量との関係を示す図である。図12は、減耗量規定テーブルD2を示す図である。
図8に示すように、印字率が高くなればなるほど、感光体の減耗量は多くなる。これは印字率が高いほど、転写ベルトへの転写時において感光体に残留するトナー(以下、転写残トナーともいう)が多くなり、クリーニングブレード42に溜まったトナーが感光体の表面を擦過するためである。
図9に、感光体10Y,10M,10C,10Kをそれぞれ1000(krоt)回転させた際の減耗量の実測値を示す。この時、各感光体の表面に形成されるトナーの帯電量および付着量はほぼ同一である。印字率は、各感光体において5パーセントである。ここで、図9に示すように、より上流の感光体ほど減耗量が小さくなっている。この減耗量の差は、上流の感光体から転写ベルト30へ転写されたトナーによって引き起こされる逆転写トナーによるものであると考えられる。
すなわち、感光体10Yは上流の感光体が存在しないため、逆転写トナーによる減耗は発生しない。よって、感光体10Yにおける減耗量(18.87(μm))は、感光体10Y自身の回転による転写残トナーに起因するものだと考えられる。
感光体10Yと感光体10Mとの減耗量を比較すると、その差は19.18−18.87=0.31(μm)である。この減耗量の差は、感光体10Mの一つ上流の感光体10Yからの逆転写トナーに起因するものだと考えられる。
感光体10Yと感光体10Cとの減耗量を比較すると、その差は19.56−18.87=0.69(μm)である。この減耗量の差は、感光体10Cの一つ上流の感光体10M、および二つ上流の感光体10Yからの逆転写トナーに起因するものだと考えられる。
感光体10Yと感光体10Kとの減耗量を比較すると、その差は20.00−18.87=1.13(μm)である。この1.13(μm)は感光体10Kの一つ上流の感光体10C、二つ上流の感光体10M、および三つ上流の感光体10Yからの逆転写トナーに起因するものだと考えられる。
図10を参照し、上流の感光体からの逆転写トナーによる減耗量の内訳を説明する。図10に示すように、感光体10Y〜10Kにおいて、自身の転写残トナーによる減耗量(すなわち、自己減耗量)は、一律に18.87(μm)である。そして、感光体10Mにおける逆転写トナーによる減耗量(すなわち、逆転写減耗量)は0.31(μm)である。
上述のとおり、感光体10Mにおける逆転写トナーによる減耗量は、感光体10Yからの逆転写トナーに起因すると考えられるため、1つ上流の感光体からの逆転写トナーによる減耗量は0.31(μm)となる。
感光体10Cにおける逆転写トナーによる減耗量は0.69(μm)である。上述のとおり、感光体10Cにおける逆転写トナーによる減耗量は、感光体10Yからの逆転写トナーと、感光体10Mからの逆転写トナーとに起因する。
ここで、1つ上流の感光体10Mからの逆転写トナーによる減耗量は0.31(μm)であることを考慮すると、2つ上流の感光体10Yからの逆転写による減耗量は、0.38(μm)となる。
感光体10Kにおける逆転写トナーによる減耗量は1.13(μm)である。上述のとおり、感光体10Kにおける逆転写トナーによる減耗量は、感光体10Yからの逆転写トナーと、感光体10Mからの逆転写トナーと、感光体10Mからの逆転写トナーとに起因する。
ここで、1つ上流の感光体10Cからの逆転写トナーによる減耗量は0.31(μm)であり、2つ上流の感光体10Mからの逆転写による減耗量は0.38(μm)であることを考慮すると、3つ上流の感光体10Yからの逆転写による減耗量は、0.44(μm)となる。
このように、逆転写トナーによる減耗量は、より上流の感光体からの寄与が大きくなる。これは、転写ベルトにおける転写領域をより長時間通過するほど、転写ベルト上のトナーは転写領域からプラス電荷を多く受けることとなり、転写ベルトからはがれやすくなるためである。その結果、転写ベルト30上のトナーは、逆転写する量が増え、それに応じて、逆転写された感光体の減耗量が増加する。
以上より、上流の感光体が複数存在する場合、より上流の感光体からの逆転写トナーによる減耗量ほど多くなることがわかる。具体的には、図10に示す例では、一つ上流からの逆転写トナーによる減耗量を1とすると、二つ上流の逆転写トナーによる減耗量は1.23、三つ上流の逆転写による減耗量は1.42という比率となる。
図11に、一つ上流の感光体の印字率と逆転写減耗量の実測値との関係を示す。図11に示すように、一つ上流の感光体の印字率が増加すると、逆転写減耗量が増加することがわかる。以上より、減耗量の算出対象となる感光体の減耗量とを算出する上で、上流の感光体の印字率を考慮する必要があるということとなる。
図12に示すように、第2減耗量は、第1減耗量の1.23倍として規定されている。さらに、第3減耗量は、第1減耗量の1.42倍として規定されている。このようにすることにより、減耗量算出部131は、寿命推定対象の感光体に上流の感光体が複数存在する場合に、より上流の感光体からの逆転写減耗量ほど多くなるように、減耗量を算出することができる。なお、減耗量規定テーブルD2を作成するにあたり、自己減耗量および第1減耗量は実測値で求め、第2減耗量および第3減耗量は、実測値をもとに算出すればよい。
[7.処理手順]
図13を参照して、第1の実施の形態に係る寿命推定処理の手順を説明する。図13は、寿命推定処理の手順を示すフローチャートである。当該処理は、たとえば制御装置101として機能するCPUが所与のプログラムを実行することによって実現される。
図13を参照して、第1の実施の形態に係る寿命推定処理の手順を説明する。図13は、寿命推定処理の手順を示すフローチャートである。当該処理は、たとえば制御装置101として機能するCPUが所与のプログラムを実行することによって実現される。
ステップS1210において、制御装置101の減耗量算出部131は、回転数履歴テーブルD1から感光体10の回転数の履歴情報を取得する。
ステップS1220において、減耗量算出部131は、回転数履歴テーブルD1について印字率ごとの回転数を集計し、回転数集計テーブルD1′を作成する。
ステップS1230において、減耗量算出部131は、寿命推定対象の感光体について、減耗量を算出する。
ステップS1240において、寿命推定部141は、算出された減耗量と予め定められた寿命閾値とを比較することにより、寿命推定を行う。
ステップS1250において、寿命推定部141は、寿命が到来したか否かを判断する。寿命推定部141は、寿命推定の結果として、寿命が到来していると判断した場合(ステップS1250においてYES)、制御装置101は、ステップS1260へ処理を進める。そうでない場合(ステップS1250においてNO)、制御装置101は、処理を終了する。
ステップS1260において、制御装置101は、寿命が到来したと判断された感光体の交換を、操作パネル105に表示してユーザーに通知する。制御装置101は、処理を終了する。
[6.小括]
以上のようにして、本実施の形態に従う制御装置101は、寿命推定対象の感光体の上流の感光体において形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有するパラメーターに基づいて、逆転写トナーによる減耗量を算出する。さらに制御装置101は、寿命推定対象の感光体自身に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と相関を有するパラメーターに基づいて、転写残トナーによる減耗量を算出する。
以上のようにして、本実施の形態に従う制御装置101は、寿命推定対象の感光体の上流の感光体において形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有するパラメーターに基づいて、逆転写トナーによる減耗量を算出する。さらに制御装置101は、寿命推定対象の感光体自身に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と相関を有するパラメーターに基づいて、転写残トナーによる減耗量を算出する。
制御装置101は、転写残トナーによる減耗量と逆転写トナーによる減耗量との積算値を算出し、算出された積算値と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。
上記構成とすることにより、感光体の寿命推定を行う際に、寿命推定対象となる感光体が形成したトナーのみでなく、その上流の感光体が形成したトナーによる減耗量も考慮にいれるため、より精度よく感光体の寿命推定を行うことができる。
<第2の実施の形態>
[1.概要]
以下、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、減耗量の算出結果を履歴として記憶装置に記憶し、当該履歴に基づいて寿命推定を行う点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[1.概要]
以下、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、減耗量の算出結果を履歴として記憶装置に記憶し、当該履歴に基づいて寿命推定を行う点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[2.詳細]
図14および図15を参照し、第2の実施の形態に係る画像形成装置200を説明する。図14は、第2の実施の形態に係る画像形成装置200の機能ブロック図である。図15は、第2の実施の形態における寿命推定の方法を示すグラフである。
図14および図15を参照し、第2の実施の形態に係る画像形成装置200を説明する。図14は、第2の実施の形態に係る画像形成装置200の機能ブロック図である。図15は、第2の実施の形態における寿命推定の方法を示すグラフである。
図14に示すように、画像形成装置200は、図3に示される画像形成装置100の構成に対して、制御装置101と記憶装置120の代わりに、制御装置201と記憶装置220とを備える。
制御装置201は、回転制御部121と、減耗量算出部231と、寿命推定部241とを含む。記憶装置220は、回転数履歴テーブルD1と、減耗量規定テーブルD2と、減耗量履歴テーブルD3とを含む。減耗量算出部231は、減耗量の算出結果を記憶装置120の備える減耗量履歴テーブルD3に記憶し、寿命推定部241は、減耗量履歴テーブルD3を参照して寿命推定を行う。
減耗量履歴テーブルD3は、寿命推定処理を行うタイミングにおける感光体の減耗量の算出結果を含む。寿命推定部241は、減耗量算出部231の算出した寿命推定対象の感光体の減耗量と、減耗量履歴テーブルD3とに基づいて、寿命推定対象の感光体の寿命が到来するタイミングを推定する。
第2の実施の形態では、寿命推定部241は、減耗量履歴テーブルD3を参照して前回の寿命推定時において算出した減耗量に基づいて、寿命推定を行う。
図15に示す例では、前回の寿命推定結果において、感光体の回転数に対する減耗量の変化率は、直線OAで示す傾きである。この場合に推定される寿命が到来するタイミングは、点Cで示され、感光体の回転数が1000(krоt)となるタイミングである。
これに対して、今回の寿命推定結果において、感光体の回転数に対する減耗量の変化率は、直線ABで示す傾きである。この場合、今回の推定処理において推定される寿命は、点C′で示され、感光体の回転数が917(krоt)となるタイミングである。このように、前回の寿命推定時における減耗量の算出結果に基づいて、前回の寿命推定時からの減耗量および回転数の変化を算出するため、より精度よく寿命推定を行うことができる。
[3.小括]
以上のようにして、第2の実施の形態では、前回の推定処理の結果を参照することにより、前回の推定処理の結果に基づいて、寿命推定を行う。
以上のようにして、第2の実施の形態では、前回の推定処理の結果を参照することにより、前回の推定処理の結果に基づいて、寿命推定を行う。
上記構成とすることにより、寿命予測の精度を更に向上する事ができる。
<第3の実施の形態>
[1.概要]
以下、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、画像形成装置の備える消耗部材の稼働量に基づいて、算出される感光体の減耗量を補正する点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
<第3の実施の形態>
[1.概要]
以下、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、画像形成装置の備える消耗部材の稼働量に基づいて、算出される感光体の減耗量を補正する点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[2.詳細]
図16は、第3の実施の形態に係る画像形成装置300の機能ブロック図を示す。図16に示すように、画像形成装置300は、画像形成装置100の構成に対して、制御装置101の代わりに、制御装置301を備える。制御装置301は、図3に示される構成に加えて、さらに、減耗量補正部351を有する。減耗量補正部351は、現像器14または転写ベルト30といった消耗部材の稼働量に基づいて、減耗量算出部131によって算出される減耗量を補正する。
図16は、第3の実施の形態に係る画像形成装置300の機能ブロック図を示す。図16に示すように、画像形成装置300は、画像形成装置100の構成に対して、制御装置101の代わりに、制御装置301を備える。制御装置301は、図3に示される構成に加えて、さらに、減耗量補正部351を有する。減耗量補正部351は、現像器14または転写ベルト30といった消耗部材の稼働量に基づいて、減耗量算出部131によって算出される減耗量を補正する。
より詳細には、減耗量補正部351は、回転制御部121からの制御情報に基づいて、現像器14および転写ベルト30の稼働量を判断する。減耗量補正部351は、現像器14および転写ベルト30の稼働量に基づいて、減耗量算出部131の算出する寿命推定対象の感光体の減耗量を補正する。
ここで、現像器の稼働量としては、画像形成装置300における印字枚数、現像器14の備える現像ローラーの回転数、または現像ローラーの回転時間のいずれか1つとすることができる。
また、転写ベルト30の稼働量としては、画像形成装置300における印字枚数、転写ベルト30の走行距離、または転写ベルト30の走行時間のいずれか1つとすることができる。
図17を参照し、現像器14および転写ベルト30の稼働量と、転写残トナーの割合との関係を示す。図17は、現像器14および転写ベルト30の稼働量と、転写残トナーの割合を示す図である。ここで稼働量は、たとえば、画像形成を行った印字枚数でカウントすることができる。
図17に示すように、現像器14の稼働量が増加すればするほど、転写残トナーの割合は減少する。これは、現像器14の稼働量が増加すると、トナーへの帯電量が低下するため、転写ベルトへの転写率が上昇するためである。
それに対して、転写ベルト30の稼働量が増加すればするほど、転写残トナーの割合は増加する。これは、転写ベルト30の稼働量が増加すると、ベルト表面が荒れ、転写率が低下するためである。
図18は、現像器14および転写ベルト30の稼働量に対する自己減耗量の補正係数を示す図である。転写残トナーの量と感光体の減耗量とは正の相関を有するため、図18の補正係数を、図5における減耗量規定テーブルD2の自己減耗量161に掛けることで、減耗量をより正確に算出することができる。
図19を参照し、現像器14および転写ベルト30の稼働量と、逆転写トナーの割合との関係を示す。図19は、現像器14および転写ベルト30の稼働量と、逆転写トナーの割合を示す図である。
図19に示すように、現像器14の稼働量が増加すればするほど、逆転写トナーの割合は増加する。これは、現像器14の稼働量が増加すると、トナーへの帯電量が低下するため、転写ベルト30からはがれやすくなり、逆転写しやすくなるためである。
それに対して、転写ベルト30の稼働量が増加すればするほど、逆転写トナーの割合は減少する。これは、転写ベルト30の稼働量が増加すると、ベルト表面が荒れ、ベルトとトナーとの吸着力が上昇し、逆転写しにくくなるためである。
図20は、現像器14および転写ベルト30の稼働量に対する逆転写減耗量の補正係数を示す図である。転写残トナーの量と感光体の減耗量には相関があるため、図20の補正係数を、図5における減耗量規定テーブルD2の逆転写減耗量163にかけることで、減耗量をより正確に算出することができる。
[3.小括]
以上のようにして、制御装置301の備える減耗量補正部351は、現像器14または転写ベルト30の稼働量に基づいて、減耗量算出部131によって算出される減耗量を補正する。
以上のようにして、制御装置301の備える減耗量補正部351は、現像器14または転写ベルト30の稼働量に基づいて、減耗量算出部131によって算出される減耗量を補正する。
上記構成とすることにより、現像器14や転写ベルト30といった消耗部材の稼働量に応じて、感光体の減耗量をより正確に補正することが可能となり、感光体の寿命推定の精度を向上することができる。
<第4の実施の形態>
[1.概要]
以下、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、感光体を長手方向にそって複数分割した区間ごとに、減耗量を算出する点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[1.概要]
以下、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、感光体を長手方向にそって複数分割した区間ごとに、減耗量を算出する点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[2.詳細]
図21は、第4の実施の形態に係る画像形成装置400の機能ブロック図である。図21に示すように、画像形成装置400は、画像形成装置100の構成に対して、制御装置101の代わりに、制御装置401を備える。制御装置401は、回転制御部121と寿命推定部141と加えて減耗量算出部431を含む。減耗量算出部431は、感光体の長手方向に沿った3つの区間ごとに減耗量を算出する第1算出部433と、第2算出部435と、第3算出部437とを備える。
図21は、第4の実施の形態に係る画像形成装置400の機能ブロック図である。図21に示すように、画像形成装置400は、画像形成装置100の構成に対して、制御装置101の代わりに、制御装置401を備える。制御装置401は、回転制御部121と寿命推定部141と加えて減耗量算出部431を含む。減耗量算出部431は、感光体の長手方向に沿った3つの区間ごとに減耗量を算出する第1算出部433と、第2算出部435と、第3算出部437とを備える。
図22は第4の実施の形態に係る回転数履歴テーブルD1を示す図である。図22に示すように、回転数履歴テーブルD1は、区間154を含んでいる。区間154は、感光体を長手方向に3分割した場合の3つの区間を意味する。回転数履歴テーブルD1は、画像形成を実行するごとに、第1区間、第2区間、第3区間ごとに印字率を記憶する。
減耗量算出部431の備える第1算出部433は、感光体の第1区間における減耗量を算出する。第2算出部435は、感光体の第2区間における減耗量を算出する。第3算出部437は、感光体の第3区間における減耗量を算出する。
図23は、各区間ごとに算出された減耗量の大きさを例示した図である。図23に示す例では、第2区間で算出された減耗量が他の区間で算出された減耗量よりも大きい。そのため、寿命推定部141は、第2区間で算出された減耗量を用いて、感光体の寿命推定を行う。感光体においては、長手方向において印字率が異なることがあるため、最も減耗量が大きい区間での減耗量に基づいて寿命推定を行うことにより、寿命推定の精度が向上する。
[3.小括]
以上のようにして、減耗量算出部431は、感光体の長手方向に分割した区間ごとの減耗量を算出する。
以上のようにして、減耗量算出部431は、感光体の長手方向に分割した区間ごとの減耗量を算出する。
上記構成とすることにより、感光体の長手方向に沿って印字率が異なる場合においても、長手方向の沿って分割した区間ごとに減耗量を算出することにより、より正確に寿命推定を行うことができる。
<第5の実施の形態>
[1.概要]
以下、第5の実施の形態について説明する。本実施形態では、サーバーとして構成された寿命推定装置が寿命推定を行う点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[1.概要]
以下、第5の実施の形態について説明する。本実施形態では、サーバーとして構成された寿命推定装置が寿命推定を行う点で、第1の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置100が備える構成と同様の構成には、画像形成装置100の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
[2.詳細]
図24を参照して、第5の実施の形態に係る寿命推定装置550の機能を説明する。図24は、第5の実施の形態に係る寿命推定装置550の機能ブロック図である。
図24を参照して、第5の実施の形態に係る寿命推定装置550の機能を説明する。図24は、第5の実施の形態に係る寿命推定装置550の機能ブロック図である。
図24に示すように、寿命推定装置550は、制御装置501を備える。制御装置501は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU(Central Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
寿命推定装置550は、いわゆるサーバーとしての役割を果たし、ネットワークを通して画像形成装置500と通信可能に構成される。画像形成装置500は、図3に示される画像形成装置100と同様の構成を備える。寿命推定装置550は、減耗量算出部531および寿命推定部541を備える。寿命推定装置550は、画像形成装置500から送信される回転数履歴テーブルD1および減耗量規定テーブルD2に基づいて、感光体の寿命を推定する。
寿命推定装置550は、画像形成装置500内の温度や湿度、現像器14、転写ベルト30の稼働量、印刷画像の内容等の情報を取得し、画像形成装置500の稼働状況から寿命予測のばらつきを解析する。また、寿命推定装置550は、同じ様な稼働状況にある他の画像形成装置には、重みづけや寿命指数の積算値の閾値を送信してもよい。
さらに、寿命推定装置550は、ユーザーの画質要求度合いに応じて逆転写減耗量の重み付け係数や寿命指数の積算値の閾値を修正しても良いし、地域や季節や会社、業態毎に応じて、重みづけ係数や寿命指数の積算値を修正するように、複数の画像形成装置に対して寿命判定用の各種パラメーターを調整可能に構成してもよい。このように構成することで、複数台の装置で適切な時期に部品発注や交換ができ、交換部品のコストダウンを図れるとともに、人件費や在庫削減も実現することが可能となる。
[3.小括]
以上のようにして、寿命推定装置550は、通信可能に構成された画像形成装置500について、感光体の寿命推定を行う。
以上のようにして、寿命推定装置550は、通信可能に構成された画像形成装置500について、感光体の寿命推定を行う。
上記構成とすることにより、複数の画像形成装置についての寿命推定をひとつの寿命推定装置で行うことができるとともに、複数の画像形成装置における稼働状況を一元管理することができ、寿命推定処理をより効率よく実施することができる。
<他の実施の形態>
なお、本開示に係る技術的思想の適用範囲は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、減耗量算出部131は、寿命対象の感光体について、自己減耗量と逆転写減耗量との積算値として減耗量を算出しているが、逆転写減耗量のみを算出するような構成としてもよい。この場合、自己減耗量については、感光体の回転数の積算値、または、感光体の回転時間などの稼働量から統計的に予測される減耗量を用いればよい。このようにすることにより、逆転写減耗量に基づき、感光体10Y、10M、10C、10Kそれぞれにおける減耗量の違いを考慮することが可能となり、より精度のよい寿命推定を行うことが可能となる。
<他の実施の形態>
なお、本開示に係る技術的思想の適用範囲は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、減耗量算出部131は、寿命対象の感光体について、自己減耗量と逆転写減耗量との積算値として減耗量を算出しているが、逆転写減耗量のみを算出するような構成としてもよい。この場合、自己減耗量については、感光体の回転数の積算値、または、感光体の回転時間などの稼働量から統計的に予測される減耗量を用いればよい。このようにすることにより、逆転写減耗量に基づき、感光体10Y、10M、10C、10Kそれぞれにおける減耗量の違いを考慮することが可能となり、より精度のよい寿命推定を行うことが可能となる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 感光体、11 帯電装置、13 露光装置、14 現像器、15 トナーボトル、17,43 クリーニングユニット、18 除電装置、19 センサー、20 スキャナー、21 カバー、22 用紙台、25 プリンター、30 転写ベルト、31 一次転写ローラー、32 転写駆動機、33 二次転写ローラー、35 トナー像、37 用紙トレイ、38 従動ローラー、39 駆動ローラー、40 レジストローラー、41 搬送経路、42 クリーニングブレード、48 排紙トレイ、60 定着装置、70 温度センサー、80 湿度センサー、90 画像形成部、100,200,300,400,500 画像形成装置、101,301,401,501 制御装置、102 ROM、103 RAM、104 ネットワークインターフェイス、105 操作パネル、120,220 記憶装置、121 回転制御部、122 プログラム、131,231,431,531 減耗量算出部、141,241,541 寿命推定部、151 感光体種別、153 回転数、154 区間、155,160 印字率、157 印字日時、161 自己減耗量、163 逆転写減耗量、165 第1減耗量、167 第2減耗量、169 第3減耗量、351 減耗量補正部、433 第1算出部、435 第2算出部、437 第3算出部、550 寿命推定装置。
Claims (13)
- 回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、
前記複数の感光体の各々に形成された前記トナー像が順次転写される転写ベルトと、
前記複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記一つの感光体よりも先に前記転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる前記一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出し、
算出された前記第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、前記一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する、画像形成装置。 - 前記第1のパラメーターは、前記他の感光体の稼働量および前記他の感光体の表面にトナー像を形成する際の印字率を含む、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、さらに、
前記一つの感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第2のパラメーターに基づいて、当該トナーによる前記一つの感光体の減耗量を第2の減耗量として算出し、
前記第1の減耗量と前記第2の減耗量との積算値を算出し、
算出された前記積算値と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、前記一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2のパラメーターは、前記一つの感光体の稼働量および前記一つの感光体の表面にトナー像を形成する際の印字率を含む、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記稼働量は、感光体の回転数の積算値、または、感光体の回転時間の積算値を含む、請求項2または4に記載の画像形成装置。
- 前記印字率は、感光体の表面にトナー像を形成する際のトナーのドットカウントによって算出される、請求項2または4に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、前記他の感光体が複数存在する場合、複数の前記他の感光体の中で先に前記転写ベルトにトナー像を転写する感光体ほど、当該感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーによる前記一つの感光体の減耗量が多くなるように、前記第1の減耗量を算出する、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記感光体は円筒形状であり、
前記制御装置は、前記感光体の筒軸方向における複数の区間ごとに前記積算値を算出する、請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、さらに、前記画像形成装置が備える消耗部材の稼働量に基づいて、前記寿命の推定結果を補正する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記消耗部材は、前記感光体の表面にトナー像を形成する現像器であり、
前記稼働量は、前記画像形成装置における印字枚数、前記現像器の備える現像ローラーの回転数、または前記現像ローラーの回転時間のいずれか1つを含む、請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記消耗部材は、前記転写ベルトであり、
前記稼働量は、前記画像形成装置における印字枚数、前記転写ベルトの走行距離、または前記転写ベルトの走行時間のいずれか1つを含む、請求項9に記載の画像形成装置。 - 画像形成装置の寿命推定のためのプログラムであって、
前記画像形成装置は、
回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、
前記複数の感光体の各々に形成された前記トナー像が順次転写される転写ベルトと、
前記複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置とを備え、
前記プログラムは、前記制御装置に、
前記一つの感光体よりも先に前記転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる前記一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出するステップと、
算出された前記第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、前記一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するステップとを実行させる、制御プログラム。 - 画像形成装置の寿命推定のための寿命推定装置であって、
前記画像形成装置は、
回転可能に構成され、各々の表面にトナー像が形成される複数の感光体と、
前記複数の感光体の各々に形成された前記トナー像が順次転写される転写ベルトとを備え、
前記寿命判定装置は、
前記複数の感光体のうちの一つの感光体の表面が減耗することによる当該一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定するための制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記一つの感光体よりも先に前記転写ベルトにトナー像を転写する他の感光体の表面に形成されたトナー像に用いられたトナーの量と正の相関を有する第1のパラメーターに基づいて、当該トナーによる前記一つの感光体の減耗量を第1の減耗量として算出し、
算出された前記第1の減耗量と予め定められた寿命推定用の閾値とを比較して、前記一つの感光体の寿命が到来するタイミングを推定する、寿命推定装置。
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