以下、実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、画像形成装置100の主要なハードウエア構成を示すブロック図である。画像形成装置100は、給紙部10、画像形成部20、定着部30、操作表示部40、制御部50、および記憶部60を備える。
給紙部10は、複数のトレイ(図示省略)を備え、各トレイには、異なるサイズの用紙が収容されている。各トレイに収容された用紙は、所定の搬送経路を通過して画像形成部20に搬送される。
画像形成部20は、例えば、外部装置から送信されてきた画像データに基づいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の各有色トナーによる画像を用紙に形成する。なお、画像形成部20は、用紙にモノクロの画像形成を行う構成としてもよい。
定着部30は、画像形成部20によりトナー像が形成された用紙を加熱及び加圧して用紙にトナー像を定着させる。
操作表示部40は、表示画面上に各種情報の表示を行う表示部、およびユーザーによる各種指示の入力に使用される操作部を備えている。
制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。CPUは、記憶部60に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAMに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成などの各種処理を実行する。
記憶部60は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)や、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリーで構成されている。記憶部60には、制御部50で実行されるシステムプログラムや処理プログラムを始めとする各種プログラム、および、これらのプログラムの実行に必要なデータ等が記憶されている。例えば、記憶部60には、画像形成に必要な設定情報が記憶されている。
なお、画像形成装置100は、複合機(MFP:Multi−Functional Peripheral)、複写機、ファクシミリ、プリンターといったどのような形態で実装されてもよい。
図2は、画像形成部20の構成を示す図である。以下では、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合にのみ符号にY、M、C、Kを添えて示すこととする。
画像形成部20は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),およびブラック(K)の各有色トナーによる画像を用紙Pに形成するための画像形成ユニット21Y,21M,21C,21K、中間転写体26、および2次転写ローラー27を備えている。用紙Pが画像形成部20内を図中の矢印に従って搬送されていく過程で、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),およびブラック(K)の各有色トナーによる画像が用紙Pに形成される。用紙Pに各有色トナーによる画像が形成された後、用紙Pは定着部30へ搬送される。以下、画像形成ユニットの構成を説明するが、画像形成ユニット21Y,21M,21C,21Kは同様の構成を有するため、画像形成ユニット21Yについてのみ説明する。
図3は、画像形成ユニット21Yの構成を示す図である。図3に示すように、画像形成ユニット21Yは、感光体1、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置7、均しブレード11、およびイレーサー12を備えている。
感光体1は、図中a方向に回転駆動されるドラム状の潜像担持体である。感光体1は、ドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体より構成される。感光層を構成する樹脂として、例えばポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
帯電装置2は、帯電チャージャを用い感光体1の表面を一定の電位に帯電する。帯電装置2はコロナチャージャを用い、直流バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された交流バイアスが印加され、感光体1を一定の電位に帯電する。また、帯電装置2には帯電ローラーが用いられてもよい。
露光装置3は、帯電装置2により帯電された感光体1の表面を露光して静電潜像を形成する。具体的には、露光装置3は半導体レーザーで構成され、画像データに基づき、各色成分の画像に対応するレーザー光を感光体1に照射する。感光体1の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
現像装置4は、各色成分の現像剤を収容しており、画像データに基づいて露光装置3により形成された静電潜像に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置4は、感光体1と現像領域を介して対向するように配置された現像スリーブ4aを備えている。現像装置4は、現像スリーブ4aに帯電装置2の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置2の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスを印加することにより、露光装置3によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像を行う。
転写装置5は、現像装置4により感光体1上に形成されたトナー像を転写領域において中間転写体26に転写する。転写装置5にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、トナー像が感光体1と転写装置5との間で形成される転写領域に運ばれてくると、トナー像が感光体1から中間転写体26に転写される。
中間転写体26は無端状ベルトで構成され、図中b方向に一定速度で走行する。中間転写体26に各色トナー像が順次重ねられて(1次転写されて)形成された中間トナー像は、中間転写体26が2次転写ローラー27によって用紙Pに圧接されることで用紙Pに2次転写される。この後、用紙Pは、定着部30に搬送される。
クリーニング装置6は、転写領域で中間転写体26上に転写されずに感光体1上に残ったトナーを回収する。クリーニング装置6には、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレードを感光体1に当接するブレードクリーニング方式が一般的に用いられる。クリーニングブレードの物性としては反発弾性率や硬度が重要であり、反発弾性は温度25℃において10〜80%であることが好ましく、より好ましくは30〜70%である。またJIS A硬度は20〜90°であることが好ましく、特に好ましくは60〜80°である。JIS A硬度が20°より小さい場合には、クリーニングブレードが柔らかすぎて、ブレードめくれが生じやすくなる。一方、JIS A硬度が90°より大きい場合には、感光体1のわずかな凹凸や異物に追従させることが困難となり、トナー粒子のクリーニング不良が発生しやすくなる。
潤滑剤塗布装置7は、帯電装置2とクリーニング装置6との間に備えられ、潤滑剤を感光体1へ供給する。潤滑剤は、感光体1の表面の摩擦係数を低下させ、感光体1およびクリーニング装置6の負荷を低下させるという役割を担っている。また、潤滑剤は、トナーの転写効率を向上させたり、感光体1を放電生成物から保護したりする役割をも担っている。
潤滑剤塗布装置7は、塗布部材8、固形潤滑剤9、およびばね10を含む。塗布部材8は、固形潤滑剤9と回転中の感光体1とに接触した状態で回転することによって、固形潤滑剤9から潤滑剤を削り取って感光体1に供給するものであり、例えば、ブラシ等である。塗布部材8は、図中c方向に回転することによって潤滑剤を感光体1に供給している。なお、塗布部材8はブラシに限定されず、スポンジ等でもよい。潤滑剤としては、バー状に成型された固形潤滑剤9がばね10によって塗布部材8に圧接された状態で配置されている。固形潤滑剤9は、例えば、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、またはフッ素系樹脂等であり、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。固形潤滑剤9は、とくに、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩は、脂肪酸としては直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、またはオレイン酸等が好ましく、中でもステアリン酸が一層好ましい。また、脂肪酸金属塩は、金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、または鉄等が好ましい。これらの中で、脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、またはステアリン酸鉄などが好ましく、中でもステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。
均しブレード11は、潤滑剤塗布装置7の下流に備えられ、潤滑剤塗布装置7によって感光体1上に供給された潤滑剤を均す。均しブレード11の材質としては、クリーニングブレードと同様に弾性体を使用することが好ましい。
イレーサー12は、LED等の露光手段であり、露光によって感光体1の表面電位を除電する。クリーニング装置6により転写残トナーが回収された感光体1は、イレーサー12により除電される。その後、感光体1は再び帯電装置2により帯電され、その表面に次の静電潜像が形成されてトナー像が形成される。
上記でも述べた通り、固形潤滑剤9は削り取られて感光体1に塗布されていくので、その枯渇前に交換する必要がある。固形潤滑剤9の交換時期の目安は、固形潤滑剤9の残量が閾値未満となるタイミングである。潤滑剤は、感光体1の表面の摩擦係数を低下させ、感光体1およびクリーニング装置6の負荷を低下させるという役割、トナーの転写効率を向上させるという役割、および感光体1を放電生成物から保護するという役割を担っている。固形潤滑剤9が枯渇している状態で画像形成が行われると画像ノイズが発生してしまうので、固形潤滑剤9は枯渇する前に交換することが望ましい。一方で、固形潤滑剤9が十分に残っているにもかかわらず交換してしまうと高耐久性に反してしまう。したがって、固形潤滑剤9の残量もしくは固形潤滑剤9の消費量を正確に算出することは、画像形成装置の高信頼性および高耐久性において重要である。
そこで、画像形成装置100では、制御部50が固形潤滑剤9の消費量を算出し、それに基づき、固形潤滑剤9の適切な交換時期をユーザーに通知する。制御部50は、固形潤滑剤9の消費量を算出するにあたり固形潤滑剤9の消費率を算出する。実験の結果、固形潤滑剤9の消費率は、塗布部材8および感光体1の周速比、塗布部材8および感光体1の周速差、ばね10からの押圧力、感光体1のプロセス速度(周速度と同義)、および画像形成装置100の設置環境等により変化することが分かっている。制御部50は、塗布部材8および感光体1の周速比、塗布部材8および感光体1の周速差、ばね10からの押圧力、感光体1のプロセス速度、および画像形成装置100の設置環境等に基づいて、固形潤滑剤9の消費率を算出および補正し、固形潤滑剤9の消費量を算出する。
図4〜図9を参照して、固形潤滑剤9の消費率と、固形潤滑剤9の消費率に影響を与える、塗布部材8および感光体1の周速比、塗布部材8および感光体1の周速差、ばね10からの押圧力、感光体1のプロセス速度、および画像形成装置100の設置環境等との関係について説明する。
図4は、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方と固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図である。図4(A)は周速比θと固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図であり、図4(B)は周速差Δvと固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図であり、図4(C)は周速比θおよび周速差Δvと固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図である。
周速比θは、感光体1の周速度に対する塗布部材8の周速度の比率のことであり、以下、単に「周速比θ」とも称す。周速差Δvは、塗布部材8の周速度から感光体1の周速度を差し引いた値のことであり、以下、単に「周速差Δv」とも称す。図4を参照して、周速比θと固形潤滑剤9の消費率aとの関係、周速差Δvと固形潤滑剤9の消費率aとの関係、および、周速比θおよび周速差Δvと固形潤滑剤9の消費率aとの関係について説明する。
図4に示す固形潤滑剤9の消費率aは、以下に示す条件のもとで実験した結果、得られた値である。第1の条件は、感光体1および塗布部材8の回転方向である。実験では、感光体1を図3中a方向に回転させ、塗布部材8を図3中c方向に回転させた。第2の条件は、塗布部材8の材質である。実験では、塗布部材8にポリエステル繊維で構成された直毛形状のブラシを使用した。第3の条件は、固形潤滑剤9の材質である。実験では、固形潤滑剤9にステアリン酸亜鉛を溶融成形したものを使用した。第4の条件は、画像パターンと印字枚数である。実験では、画像パターンをCMYK各色の画像面積率が10%の横帯とし、印字枚数はA4サイズで5000枚とした。第5の条件は、感光体1のプロセス速度である。具体的には、感光体1のプロセス速度が315mm/sの場合、感光体1のプロセス速度が225mm/sの場合、および感光体1のプロセス速度が157.5mm/sの場合について実験した。第1〜第5の条件のもと、実験では、周速比θおよび周速差Δvを変更して、固形潤滑剤9の消費率aを算出した。具体的には、A4サイズで5000枚を印字する前と印字した後とにおける固形潤滑剤9の重量、および、A4サイズで5000枚を印字していた間に感光体1が走行した距離を測定し、印字前後の固形潤滑剤9の重量の変化量を印字時の感光体1の走行距離で除して固形潤滑剤9の消費率aを算出した。
実験の結果、図4(A)が示すように、周速比θと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速比θが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。また、図4(B)が示すように、周速差Δvと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速差Δvが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。また、図4(C)が示すように、周速比θと周速差Δvとを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速比θと周速差Δvとを乗じたものが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。
周速比θが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる理由は、一般に、周速は感光体1に対し塗布部材8の方が速く、周速比θが大きい場合の方が周速比θが小さい場合よりも塗布部材8がある周速で回転する感光体1と接触する回数が増えるためである。塗布部材8が感光体1と接触する回数が増えるということは、塗布部材8が感光体1に潤滑剤を塗布する回数が増えるということである。その結果、周速比θが大きい場合の方が周速比θが小さい場合よりも感光体1に塗布される潤滑剤の量が増加するので、固形潤滑剤9の消費率aが増加する。
また、周速差Δvが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる理由は、一般に、周速は感光体1に対し塗布部材8の方が速く、周速差Δvが大きい場合の方が周速差Δvが小さい場合よりも塗布部材8が感光体1の表面に付着しているトナーの外添剤をかきとる力が大きくなるためである。塗布部材8が感光体1の表面に付着しているトナーの外添剤をかきとる力が大きくなるということは、塗布部材8に取り込まれる外添剤が増加するということである。塗布部材8に取り込まれた外添剤は塗布部材8が固形潤滑剤9を削る際の研磨剤となるので、固形潤滑剤9の消費率aが増加する。
このように、固形潤滑剤9の消費率aは周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方と線形の関係にあるといえるので、画像形成装置100では、制御部50は、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する。これにより、制御部50は、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができ、固形潤滑剤9の消費量をより正確に算出することができる。
図5〜図7を参照して、ばね10からの押圧力F(以下、単に「押圧力F」とも称す)と固形潤滑剤9の消費率aとの関係について説明する。押圧力Fとは、ばね10から固形潤滑剤9に向かって働く力であり、固形潤滑剤9を塗布部材8に圧接させた状態で保持するために、ばね10が固形潤滑剤9を塗布部材8に押しつける力である。
図5は、潤滑剤塗布装置7の構成を示す図である。図5(A)は固形潤滑剤9を交換したばかりの潤滑剤塗布装置7を示す図であり、図5(B)は固形潤滑剤9の消費が進んだ状態にある潤滑剤塗布装置7を示す図である。図5を参照して、押圧力Fについて説明する。
図5を参照して、潤滑剤塗布装置7は図3で説明したように塗布部材8、固形潤滑剤9、およびばね10を含み、固形潤滑剤9は塗布部材8に対してばね10で圧接されている。図5(A)に示すように、固形潤滑剤9を交換して間もない頃には、塗布部材8とばね10との間に介在する固形潤滑剤9のサイズが大きいため、ばね10の圧縮量が大きくなり、弾性力によってばね10から固形潤滑剤9に向かって押す力、すなわち、押圧力Fが強く働く。一方、図5(B)に示すように、固形潤滑剤9の消費が進むにつれ、固形潤滑剤9のサイズが小さくなるので、ばね10の圧縮量が小さくなり、ばね10から固形潤滑剤9に向かって働く押す力、すなわち、押圧力Fが弱まる。
このように、押圧力Fと固形潤滑剤9の大きさとには相関関係があり、固形潤滑剤9が小さくなるにつれて押圧力Fが低下する。ここで、固形潤滑剤9の大きさとその重量とにも相関関係があるため、制御部50は、固形潤滑剤9の重量に基づいて押圧力Fを算出する。具体的には、制御部50は、固形潤滑剤9の重量を固形潤滑剤9の消費量に基づき算出し、算出した固形潤滑剤9の重量に基づいて押圧力Fを算出する。
図6は、押圧力Fと固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図である。図6に示す固形潤滑剤9の消費率aは、第1〜第5の条件のもとで押圧力Fを変更して実験した結果、得られた値である。実験の結果、図6が示すように、押圧力Fと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、押圧力Fが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。押圧力Fが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる理由は、押圧力Fが大きい場合の方が押圧力Fが小さい場合よりも固形潤滑剤9が塗布部材8に対しより強く押しつけられ、塗布部材8が固形潤滑剤9をかきとる量が増加するためである。その結果、固形潤滑剤9の消費率aが増加する。
図7は、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方に押圧力Fを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図である。図7を参照して、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方に押圧力Fを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとの関係について説明する。
図7に示す固形潤滑剤9の消費率aは、第1〜第5の条件のもとで周速比θおよび周速差Δvを変更し、それらに所定の押圧力F(固定値)を乗じて得られた値である。図7(A)が示すように、周速比θに押圧力Fを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速比θに押圧力Fを乗じたものが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。また、図7(B)が示すように、周速差Δvに押圧力Fを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速差Δvに押圧力Fを乗じたものが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。また、図7(C)が示すように、周速比θに周速差Δvを乗じ、さらに押圧力Fを乗じたものと固形潤滑剤9の消費率aとは線形の関係にあり、周速比θに周速差Δvを乗じ、さらに押圧力Fを乗じたものが大きいほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。
また、図4と図7とを比較すると、図7の場合の方が図4の場合よりも固形潤滑剤9の消費率aのプロットが直線付近に寄っている。すなわち、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方と押圧力Fとに基づいて算出される固形潤滑剤9の消費率aの方が、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方のみに基づいて算出される固形潤滑剤9の消費率aよりも正確といえる。
そこで、画像形成装置100では、制御部50は、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方に加え、押圧力Fを考慮して固形潤滑剤9の消費率aを算出する。具体的には、制御部50は、周速比θに押圧力Fを乗じること、周速差Δvに押圧力Fを乗じること、または、周速比θに周速差Δvを乗じ、さらに押圧力Fを乗じることにより、固形潤滑剤9の消費率aを算出する。これにより、制御部50は、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができ、固形潤滑剤9の消費量をより正確に算出することができる。
なお、制御部50は、押圧力Fに替えて固形潤滑剤9の重量に応じて定められる係数を周速比θに乗じること、周速差Δvに当該係数を乗じること、または、周速比θに周速差Δvを乗じ、さらに当該係数を乗じることにより、固形潤滑剤9の消費率aを算出してもよい。
図8は、感光体1のプロセス速度と固形潤滑剤9の消費率aとの関係を示す図である。図8を参照して、感光体1のプロセス速度と固形潤滑剤9の消費率aとの関係について説明する。
図8に示す固形潤滑剤9の消費率aは、第1〜第5の条件のもとで周速比θを変更して実験した結果、得られた値である。具体的には、感光体1のプロセス速度が315mm/sの場合、感光体1のプロセス速度が225mm/sの場合、および感光体1のプロセス速度が157.5mm/sの場合について、周速比θを変更して実験した。実験の結果、図8が示すように、周速比θが等しい場合には、感光体1のプロセス速度が速いほど固形潤滑剤9の消費率aが高くなる。
そこで、画像形成装置100では、制御部50は、周速比θに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合、または、周速比θおよび押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合には、感光体1のプロセス速度に応じて固形潤滑剤9の消費率aを補正する。具体的には、制御部50は、周速比θ、または、周速比θに押圧力Fを乗じたものに対して感光体1のプロセス速度に応じて定められる係数を乗じることにより、固形潤滑剤9の消費率aを補正する。これにより、制御部50は、周速比θに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合、または、周速比θおよび押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合に、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができ、固形潤滑剤9の消費量をより正確に算出することができる。
また、図4および図7に示す通り、固形潤滑剤9の消費率aの算出に周速差Δvを用いる場合(例えば、図4(B)、図4(C)、図7(B)、図7(C))には、固形潤滑剤9の消費率aの算出に周速差Δvを用いることなく周速比θを用いる場合(例えば、図4(A)、図7(A))と比較して、固形潤滑剤9の消費率aのプロットが直線付近に寄っている。すなわち、周速差Δvに基づいて算出される固形潤滑剤9の消費率aの方が、周速差Δvに基づくことなく周速比θに基づいて算出される固形潤滑剤9の消費率aよりも正確といえる。しかしながら、画像形成装置100では、固形潤滑剤9の消費率aの算出に周速差Δvを用いることなく周速比θを用いる場合には、感光体1のプロセス速度に応じて定められる係数を乗じて固形潤滑剤9の消費率aを補正するので、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができる。これに対し、固形潤滑剤9の消費率aの算出に周速差Δvを用いる場合には、感光体1のプロセス速度による補正を行わずとも、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができる。固形潤滑剤9の消費率aの算出に周速差Δvを用いる場合には、感光体1のプロセス速度による補正を行わないので、固形潤滑剤9の消費率aの算出が簡略化される。
図9は、絶対湿度に応じた固形潤滑剤9の消費率aの補正値の一例を示す図である。図9を参照して、画像形成装置100の設置環境と固形潤滑剤9の消費率aとの関係について説明する。画像形成装置100の設置環境とは、例えば、温度および湿度である。
一般的に、固形潤滑剤9の消費率aは、温度が低く湿度が低いほど高くなり、温度が高く湿度が高いほど低くなる傾向にある。そこで、画像形成装置100では、制御部50は、固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合には、絶対湿度に応じて固形潤滑剤9の消費率aを補正する。具体的には、制御部50は、周速比θに絶対湿度に応じて定められる係数を乗じること、周速差Δvに絶対湿度に応じて定められる係数を乗じること、または、周速比θに周速差Δvを乗じ、さらに絶対湿度に応じて定められる係数を乗じることにより、固形潤滑剤9の消費率aを補正する。絶対湿度に応じて定められる係数とは、例えば、図9に示す補正値のことである。これにより、制御部50は、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができ、固形潤滑剤9の消費量をより正確に算出することができる。なお、図9に示す補正値は第1〜第5の条件のもとでの補正値の一例であり、補正値はこの数値に限られない。
図10は、固形潤滑剤9の消費量に基づき固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知する処理を示すフローチャートである。図10を参照して、制御部50が固形潤滑剤9の消費量に基づき固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知する処理について説明する。図10に示す処理は、制御部50(例えば、CPU)が記憶部60(例えば、ROM)に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
まず、制御部50は、印字枚数がα枚以上になったか否かを判断する(S1)。制御部50は、印字枚数がα枚以上になるまでS1の処理を繰り返し、印字枚数がα枚以上になった場合には(S1でYES)、区間消費量算出処理を実行する(S2)。区間消費量算出処理は、印字枚数がα枚に達する毎に、その期間での固形潤滑剤9の消費量を算出する処理である。区間消費量算出処理は、図11および図12を用いて後述する。
次いで、制御部50は、S2で算出した区間消費量Vを総消費量カウンタに加算する(S3)。これにより、印字枚数のα枚毎に算出した区間消費量Vが総消費量カウンタに蓄積されていく。
次いで、制御部50は、総消費量カウンタの値が閾値以上であるか否かを判断する(S4)。総消費量カウンタの値が閾値以上、すなわち、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上である場合には(S4でYES)、制御部50は、固形潤滑剤9の交換時期であると判断し、固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知する(S5)。S5におけるユーザーへの通知には、例えば、メールでの通知、操作表示部40への表示、アラーム音での通知等がある。制御部50は、S5の後、図10に示す処理を終了する。
一方、総消費量カウンタの値が閾値未満、すなわち、固形潤滑剤9の総消費量が閾値未満である場合には(S4でNO)、制御部50はS1へ処理を戻す。
図11は、区間消費量算出処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、図10で実行されるサブルーチンである。制御部50(例えば、CPU)は、記憶部60(例えば、ROM)に格納されている所定のプログラムを実行することにより、本サブルーチンを実行する。以下、図11を参照して、制御部50における区間消費量算出処理について説明する。
まず、制御部50は、感光体1の周速度を算出する(S11)。次いで、制御部50は、塗布部材8の周速度を算出する(S12)。次いで、制御部50は、S11およびS12で算出した値に基づいて、塗布部材8および感光体1の周速比θを算出する(S13)。次いで、制御部50は、S11およびS12で算出した値に基づいて、塗布部材8および感光体1の周速差Δvを算出する(S14)。
次いで、制御部50は、固形潤滑剤9の重量に基づいて押圧力Fを算出する(S15)。次いで、制御部50は、絶対湿度を算出する(S16)。
次いで、制御部50は、S13で算出した周速比θ、S14で算出した周速差Δv、およびS15で算出した押圧力Fに基づいて、消費率aを算出する(S17)。次いで、制御部50は、S16で算出した絶対湿度に基づいて、S17で算出した固形潤滑剤9の消費率aを補正する(S18)。次いで、制御部50は、S18で補正された後の消費率aと印字枚数(α枚)とに基づいて、区間消費量Vを算出し(S19)、図11に示す処理を終了する。
図12は、固形潤滑剤9の区間消費量Vの算出方法を説明するための図である。図12および図11のステップ番号を参照して、区間消費量Vの具体的な算出方法を説明する。図12には、固形潤滑剤9を交換してから印字枚数がα枚、2α枚、3α枚のそれぞれに達したときに、固形潤滑剤9の[消費量V,消費率a]が、[V0,a0]、[V1,a1]、[V2,a2]のそれぞれとなる場合を例示している。さらに、図12には、印字枚数がα枚、2α枚、3α枚のそれぞれに達したときに算出された押圧力Fが、F0、F1、F2のそれぞれである場合を例示している。
(固形潤滑剤9を交換してから印字枚数がα枚に達したとき)
制御部50は、固形潤滑剤9を交換してから印字枚数がα枚に達したタイミングで、感光体1の周速度の算出(S11)および塗布部材8の周速度の算出(S12)を行う。次いで、制御部50は、周速比θの算出(S13)、周速差Δvの算出(S14)、押圧力Fの算出(S15)、および絶対湿度の算出(S16)を行う。制御部50は、印字枚数がα枚に達した段階においては、交換したばかりの固形潤滑剤9の重量に基づいて押圧力F0を算出する。次いで、制御部50は、S13で算出した周速比θ、S14で算出した周速差Δv、およびS15で算出した押圧力F0に基づいて、固形潤滑剤9を交換してから印字枚数がα枚に達するまでの間の固形潤滑剤9の消費率a0を算出する(S17)。次いで、制御部50は、S16で算出した絶対湿度に基づいて、S17で算出した固形潤滑剤9の消費率a0を補正する(S18)。
次いで、制御部50は、S18で補正された後の消費率a0と印字枚数(α枚)とに基づいて、固形潤滑剤9を交換してから印字枚数がα枚に達したときの区間消費量V0を算出する(S19)。具体的には、制御部50は、S18で補正された後の消費率a0に印字枚数であるα枚を乗じることによって区間消費量V0を算出する(S19)。なお、印字枚数であるα枚に替えて、塗布部材8の走行距離または感光体1の走行距離をS18で補正された後の消費率a0に乗じることによって区間消費量V0を算出してもよい。
(固形潤滑剤9を交換してから印字枚数が2α枚に達したとき)
制御部50は、印字枚数が2α枚に達したタイミングで、印字枚数がα枚を超えてから印字枚数が2α枚に達するまでの間の、感光体1の周速度の算出(S11)および塗布部材8の周速度の算出(S12)を行う。次いで、制御部50は、印字枚数がα枚を超えてから印字枚数が2α枚に達するまでの間の周速比θの算出(S13)、周速差Δvの算出(S14)、押圧力Fの算出(S15)、および絶対湿度の算出(S16)を行う。制御部50は、印字枚数が2α枚に達した段階においては、交換したばかりの固形潤滑剤9の重量から区間消費量V0を差し引いた値に基づいて押圧力F1を算出する。次いで、制御部50は、S13で算出した周速比θ、S14で算出した周速差Δv、およびS15で算出した押圧力F1に基づいて、印字枚数がα枚を超えてから印字枚数が2α枚に達するまでの間の固形潤滑剤9の消費率a1を算出する。(S17)。次いで、制御部50は、S16で算出した絶対湿度に基づいて、S17で算出した固形潤滑剤9の消費率a1を補正する(S18)。次いで、制御部50は、S18で補正された後の消費率a1と印字枚数(α枚)とに基づいて、印字枚数がα枚を超えてから印字枚数が2α枚に達するまでの区間消費量V1を算出する(S19)。
(固形潤滑剤9を交換してから印字枚数が3α枚に達したとき)
次いで、制御部50は、印字枚数が3α枚に達したタイミングで、印字枚数が2α枚を超えてから印字枚数が3α枚に達するまでの間の、感光体1の周速度の算出(S11)および塗布部材8の周速度の算出(S12)を行う。次いで、制御部50は、印字枚数が2α枚を超えてから印字枚数が3α枚に達するまでの間の周速比θの算出(S13)、周速差Δvの算出(S14)、押圧力Fの算出(S15)、および絶対湿度の算出(S16)を行う。制御部50は、印字枚数が3α枚に達した段階においては、交換したばかりの固形潤滑剤9の重量から区間消費量V0および区間消費量V1を差し引いた値に基づいて押圧力F2を算出する。次いで、制御部50は、S13で算出した周速比θ、S14で算出した周速差Δv、およびS15で算出した押圧力F2に基づいて、印字枚数が2α枚を超えてから印字枚数が3α枚に達するまでの間の固形潤滑剤9の消費率a2を算出する。(S17)。次いで、制御部50は、S16で算出した絶対湿度に基づいて、S17で算出した固形潤滑剤9の消費率a2を補正する(S18)。次いで、制御部50は、S18で補正された後の消費率a2と印字枚数(α枚)とに基づいて印字枚数が2α枚を超えてから印字枚数が3α枚に達するまでの区間消費量V2を算出する(S19)。以後、同様にして、制御部50は、印字枚数が新たにα枚に達するごとに固形潤滑剤9の消費率aおよび区間消費量Vを算出する。
なお、図12に示す方法では、固形潤滑剤9の消費率aを算出するタイミングは印字枚数がα枚に達したタイミングであったが、これに限られない。図8で示したように、感光体1のプロセス速度が変化すると、周速比θに対する固形潤滑剤9の消費率aが変化する。そこで、固形潤滑剤9の消費率aを算出するタイミングを印字枚数がα枚に達したタイミングではなく、感光体1のプロセス速度が変化したタイミングとしてもよい。このようなタイミングで固形潤滑剤9の消費率aを算出することにより、固形潤滑剤9の消費率aをより正確に算出することができる。
以上のように、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出した上で、固形潤滑剤9の消費率aを絶対湿度に基づいて補正する。これにより、固形潤滑剤9の消費率aがより正確に算出され、固形潤滑剤9の消費量もより正確に算出される。また、制御部50は、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上となった場合に固形潤滑剤9の交換時期であると判断し、固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知する。これにより、より正確に算出された固形潤滑剤9の消費量に基づいて固形潤滑剤9の交換が通知されるので、ユーザーは固形潤滑剤9の交換を適切なタイミングで行うことができる。その結果、固形潤滑剤9が枯渇した状態で画像形成が行われるようなことがないので画像ノイズが発生せず、高信頼性に反しない。また、固形潤滑剤9が十分に残っているにもかかわらず固形潤滑剤9を交換してしまうようなこともなく、高耐久性に反しない。
なお、上記では、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出した上で、固形潤滑剤9の消費率aを絶対湿度に基づいて補正した。しかしながら、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて算出した消費率aを絶対湿度に基づいて補正しなくてもよい。また、制御部50は、押圧力Fを考慮せずに、周速比θおよび周速差Δvの少なくとも一方に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出してもよい。また、制御部50は、周速比θのみに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合には、感光体1のプロセス速度に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを補正してもよい。また、制御部50は、周速比θおよび押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出する場合にも、感光体1のプロセス速度に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを補正してもよい。
また、上記では、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出し、絶対湿度に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを補正した上で、固形潤滑剤9の区間消費量Vを算出し、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上となった場合に固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知した。しかしながら、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出し、絶対湿度に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを補正した上で、固形潤滑剤9の残量を算出し、固形潤滑剤9の残量が閾値未満となった場合に固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知してもよい。
また、上記では、制御部50は、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上となった場合に固形潤滑剤9の交換時期であると判断し、固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知したが、制御部50は、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上となった場合に、固形潤滑剤9に加え、感光体1、クリーニング装置6、および塗布部材8等の交換をユーザーに通知してもよい。
また、上記では、制御部50は、固形潤滑剤9の総消費量が閾値以上となった場合に固形潤滑剤9の交換時期であると判断し、固形潤滑剤9の交換をユーザーに通知したが、制御部50は、周速比θ、周速差Δv、および押圧力Fに基づいて固形潤滑剤9の消費率aを算出し、絶対湿度に基づいて固形潤滑剤9の消費率aを補正した上で、固形潤滑剤9の残量を算出し、固形潤滑剤9の残量が閾値未満となった場合に、固形潤滑剤9に加え、感光体1、クリーニング装置6、および塗布部材8等の交換をユーザーに通知してもよい。
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。