JP2024051013A - Image forming device - Google Patents
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Images
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- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】 現像ユニットを、ユーザーが交換催促後も使用し続けた場合でも、クリーニング装置に係るトラブルを、より未然に防ぐことが要望される。【解決手段】 本発明における画像形成装置は、装置本体に潜像ユニット及び現像ユニットを着脱可能な画像形成装置であって、潜像ユニットは、像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材を有し、現像ユニットは、現像剤担持体を有する。更に、画像形成装置は、制御部と、現像ユニットの交換促進に係る報知を行う報知装置と、備え、制御部は、報知装置による交換促進に係る報知後に、現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、当該取得された前記第1情報に基づき、潜像ユニットの保護に係る警告を報知装置に報知させる、ことを特徴とする。【選択図】 図5[Problem] Even if a user continues to use a developing unit after a replacement urging, it is desired to prevent problems with the cleaning device before they occur. [Solution] The image forming device of the present invention is an image forming device in which a latent image unit and a developing unit can be detachably attached to the device main body, the latent image unit has a cleaning member that removes developer from the surface of the image carrier, and the developing unit has a developer carrier. The image forming device further includes a control unit and a notification device that issues a notification regarding the promotion of replacement of the developing unit, and the control unit is characterized in that after the notification device issues the notification regarding the promotion of replacement, it acquires first information corresponding to the amount of use of the developing unit, and causes the notification device to issue a warning regarding protection of the latent image unit based on the acquired first information. [Selected Figure] Figure 5
Description
本発明は、電子写真方式で画像を形成す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 images using an electrophotographic method.
従来から、記録紙等の被記録媒体に画像を形成する画像形成装置として、像担持体である感光ドラム、帯電装置、及び、クリーニング装置等を含む潜像ユニットで静電潜像を形成している。さらに現像剤であるトナーや現像剤担持体等を含む現像ユニットにて前記静電潜像を顕像化することで画像形成を行う。一般的に潜像ユニット、現像ユニットそれぞれで寿命の長さが異なる。つまり潜像ユニットは像担持体やクリーニング装置の消耗具合で、現像ユニットはトナーの残量や、トナーの繰り返し使用による劣化具合で寿命が決まる。各寿命は、ユーザーの使用状況によって異なる。このため潜像ユニット及び現像ユニットをそれぞれ別々にプロセスカートリッジ化した画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。これにより潜像ユニット及び現像ユニットをそれぞれ寿命到達まで効率的に使うことができる。 Conventionally, in image forming devices that form images on recording media such as recording paper, electrostatic latent images are formed in a latent image unit that includes a photosensitive drum as an image carrier, a charging device, and a cleaning device. The electrostatic latent image is then visualized in a development unit that includes toner as a developer and a developer carrier, thereby forming an image. In general, the lifespan of the latent image unit and the development unit are different. In other words, the lifespan of the latent image unit is determined by the degree of wear of the image carrier and the cleaning device, while the lifespan of the development unit is determined by the remaining amount of toner and the degree of deterioration of the toner due to repeated use. The lifespan of each unit varies depending on the user's usage conditions. For this reason, an image forming device has been proposed in which the latent image unit and the development unit are each separately integrated into a process cartridge (see Patent Document 1). This allows the latent image unit and the development unit to be used efficiently until the end of their lifespans.
ところで現像ユニットの駆動履歴が交換促進の閾値に達し、ユーザーに報知された状態であっても、ユーザーが継続して当該現像ユニットを使用し続ける場合がある。これは、現像ユニットの交換促進の理由が、現像ユニット内のトナーの繰り返し摺擦による劣化によるからである。トナー劣化により現像ユニットの交換が促進されているものの、トナー残量がまだ残っている場合、交換促進後も、ユーザーが現像ユニットを使用し続ける場合がある。 However, even when the operating history of a development unit reaches the threshold for encouraging replacement and the user is notified, the user may continue to use the development unit. This is because the reason for encouraging replacement of the development unit is deterioration of the toner inside the development unit due to repeated friction. Even if replacement of the development unit is encouraged due to toner deterioration, if there is still toner remaining, the user may continue to use the development unit even after the replacement is encouraged.
しかしながら、現像ユニットを交換促進がなされた後も使用し続けた場合に、クリーニング装置が破損してしまう虞が出てくる。このクリーニング装置の破損が発生した場合には、例えば縦スジ画像が発生するなどの不具合が生じる。 However, if the development unit continues to be used after the replacement prompt has been issued, there is a risk that the cleaning device may be damaged. If the cleaning device is damaged, problems such as vertical streaks in the image may occur.
よって、現像ユニットを、ユーザーが交換催促後も使用し続けた場合でも、クリーニング装置に係るトラブルを、より軽減させることが要望される。 Therefore, there is a need to further reduce problems with the cleaning device, even if the user continues to use the development unit after being prompted to replace it.
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、装置本体に潜像ユニット及び現像ユニットを着脱可能な画像形成装置であって、前記潜像ユニットは、静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体と接触して前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、を有し、前記現像ユニットは、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤像で現像する現像剤担持体を有し、更に、前記画像形成装置は、制御部と、前記現像ユニットの交換促進に係る報知を行う報知装置と、を備え、前記制御部は、前記報知装置による前記交換促進に係る報知後に、前記現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、当該取得された前記第1情報に基づき、前記潜像ユニットの保護に係る警告を前記報知装置に報知させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus in which a latent image unit and a developing unit can be attached and detached to the main body of the apparatus, the latent image unit has a rotatable image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a cleaning member that contacts the image carrier to remove developer from the surface of the image carrier, the developing unit has a developer carrier that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer image, and the image forming apparatus further includes a control unit and a notification device that issues a notification regarding the promotion of replacement of the developing unit, and the control unit acquires first information corresponding to the amount of use of the developing unit after the notification regarding the promotion of replacement by the notification device, and causes the notification device to issue a warning regarding protection of the latent image unit based on the acquired first information.
或いは、本発明の画像形成装置は、装置本体に潜像ユニット及び現像ユニットを着脱可能な画像形成装置であって、前記潜像ユニットは、静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体と接触して前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、を有し、前記現像ユニットは、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤像で現像する現像剤担持体を有し、更に、前記画像形成装置は、帯電手段と、制御部と、前記現像ユニットの交換促進に係る報知を行う報知装置と、前記制御部は、前記現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、当該取得された前記第1情報に基づき、前記現像ユニットの交換促進に係る報知を前記報知装置に行わせ、前記制御部は、前記交換促進に係る報知が行われた後、同じ前記現像ユニット及び前記潜像ユニットの組み合わせに対して、前記潜像ユニットの所定の使用量に対する前記像担持体表面の膜厚削れ量を、前記交換促進に係る報知が行われる前の前記所定の使用量に対する前記像担持体表面の削れ量よりも大きく見積もり、前記制御部は、前記像担持体表面の膜厚に応じた帯電手段への帯電バイアスを制御することを特徴とする。 Alternatively, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus in which a latent image unit and a developing unit can be attached and detached to the main body of the apparatus, the latent image unit has a rotatable image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a cleaning member that contacts the image carrier to remove developer from the surface of the image carrier, the developing unit has a developer carrier that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer image, and the image forming apparatus further has a charging means, a control unit, and an alarm device that issues an alarm regarding the promotion of replacement of the developing unit, and the control unit issues a warning according to the amount of usage of the developing unit. The control unit obtains first information, and causes the notification device to issue a notification regarding the promotion of replacement of the developing unit based on the obtained first information. After the notification regarding the promotion of replacement is issued, the control unit estimates the amount of film thickness reduction on the surface of the image carrier for a predetermined amount of usage of the latent image unit for the same combination of the developing unit and the latent image unit to be greater than the amount of film thickness reduction on the surface of the image carrier for the predetermined amount of usage before the notification regarding the promotion of replacement is issued. The control unit controls the charging bias to the charging means according to the film thickness on the surface of the image carrier.
本発明によれば、現像ユニットを、ユーザーが交換催促後も使用し続けた場合でも、クリーニング装置に係るトラブルを、より軽減させることができる。 This invention makes it possible to further reduce problems with the cleaning device, even if the user continues to use the development unit after being prompted to replace it.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components described in the embodiments should be changed as appropriate depending on the configuration and various conditions of the device to which the invention is applied. In other words, it is not intended to limit the scope of the present invention to the embodiments below.
本実施例では、現像ユニットをその交換促進の閾値を超えた後も使用し続けた場合に、ユーザーに潜像ユニット保護警告を報知する。これにより、クリーニング装置の破損による縦スジなどの画像不良の発生を防ぐことができる。さらに潜像ユニットの使用度合いが後半になるほど、前記潜像ユニット保護警告を出すタイミングを早めることで、より確実に被害を軽減するよう潜像ユニット保護警告を報知することができる。 In this embodiment, if the development unit continues to be used after the replacement prompt threshold has been exceeded, a latent image unit protection warning is issued to the user. This makes it possible to prevent image defects such as vertical streaks caused by damage to the cleaning device. Furthermore, the later the latent image unit is used, the earlier the timing of issuing the latent image unit protection warning is, making it possible to issue the latent image unit protection warning in a more reliable manner to reduce damage.
まず、背景について説明する。図6は、クリーニングブレードエッジ部の拡大図であり、クリーニングブレード6のエッジ欠けが発生するメカニズムを説明する為の図である。クリーニングブレード6は、感光ドラム1の回転方向Rに対してカウンタ方向に延びるブレード部材である。クリーニングブレード6は、感光ドラム1に当接して、感光ドラム1上の転写残トナーを掻き落とすことにより感光ドラム上をクリーニングする。
First, the background will be explained. Figure 6 is an enlarged view of the cleaning blade edge portion, and is a diagram for explaining the mechanism by which edge chipping of the cleaning blade 6 occurs. The cleaning blade 6 is a blade member that extends in the counter direction to the rotation direction R of the
図6のように、クリーニングブレード6は、感光ドラム1の回転方向Rに対してカウンタ方向に当接する。すなわち、クリーニングブレード6に対する感光ドラム1の移動方向に対して逆方向へ延びた先端部であるエッジ部Eが、感光ドラム1の表面に当接する。このため、クリーニングブレード6のエッジ部Eは、感光ドラム1の回転に伴い、感光ドラム1の移動方向に巻き込まれた状態になっている。この巻き込まれたくさびの部分(接触部)に、前述した感光ドラム1に移行したトナー外添剤が溜まり、層(以下、阻止層14と呼ぶ)が形成される。すなわち、クリーニングブレード6における感光ドラム1との接触部へトナー外添剤が供給されて、クリーニングブレード6における感光ドラム1との接触部に阻止層14が形成される。この阻止層14に含まれているトナー外添剤の一部が、感光ドラム1とクリーニングブレード6の間に介在することで、感動ドラム1とクリーニングブレード6との摩擦抵抗の増大を防いでいる。
As shown in FIG. 6, the cleaning blade 6 abuts against the
しかし、寿命到達した現像カートリッジ200を使い続けると、感光ドラム1とクリーニングブレード6との間の摩擦抵抗が増大し、クリーニングブレードエッジの一部が欠けて破損(エッジ欠け)する場合がある。トナー劣化という意味で寿命到達した現像ユニット内のトナーは、繰り返し摺擦によりトナー外添剤が感光ドラムに移行したり、トナー内に埋め込まれたりしてほとんど無くなってしまっている。よって阻止層が枯渇し、感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が増大してしまう。
However, if a developing
また、ドラムカートリッジ210の使用量が、クリーニングブレード6のエッジ欠けに係わる理由について説明する。ドラムカートリッジ210の使用量が増えるにつれてクリーニングブレード6のエッジ部は、感光ドラム1の回転による応力や、感光ドラム1の停止・起動の動作により、負荷が積み重なっていく。クリーニングブレード6のエッジ部への負荷が積み重なると、ついにはエッジ部のゴムの破断が発生し、エッジ欠けとなってしまう。よってドラムカートリッジ210の使用量が増えるほど、クリーニングブレード6のエッジ欠けが発生しやすくなる。つまり、潜像ユニットの寿命後半において、現像ユニットを交換催促後も使用し続けると、よりクリーニング装置にダメージが生じ易いことになる。
The reason why the usage of the
[画像形成装置]
まず、画像形成装置の全体構成について、図1を参照して説明する。画像形成装置は、電子写真画像形成方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)などを含む。画像形成装置100には、例えば、インライン方式、中間転写方式を採用したA4フルカラーレーザービームプリンタであり、画像情報に従って、記録材(例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など)にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置100の装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置100の装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置100の装置本体に入力される。画像形成装置100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための作像部SY、SM、SC、SKを有する。実施例1では、作像部SY、SM、SC、SKは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。作像部SY、SM、SC、SKは、潜像ユニットとしてのドラムカートリッジ210(210Y、210M、210C、210K)と、現像ユニットとしての現像カートリッジ200(200Y、200M、200C、200K)とから構成される。現像カートリッジ200及びドラムカートリッジ210のそれぞれは、画像形成装置100の装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100の装置本体に対して着脱可能である。実施例1では、各色用のドラムカートリッジ210は全て同一形状を有しており、各色用の現像カートリッジ200は全て同一形状を有している。各色用の現像カートリッジ200内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーが収容されている。
[Image forming apparatus]
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. 1. The image forming apparatus includes a copying machine, a printer, a facsimile machine, a word processor, and a combination machine (multifunction printer) thereof using an electrophotographic image forming method or an electrostatic recording method. The
感光ドラム1は、回転可能な像担持体であって、駆動手段(駆動源)により回転駆動される。感光ドラム1の周囲にはスキャナユニット(露光装置)30が配置されている。スキャナユニット30は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。レーザー露光の書き出しは、主走査方向(記録材12の搬送方向と直交する方向)では、走査ラインごとにBD(Beam Detect)と呼ばれるポリゴンスキャナ内の位置信号から行われる。一方で、副走査方向(記録材12の搬送方向)では、記録材12の搬送路内のスイッチ(不図示)を起点とするTОP(top of paper)信号から所定の時間だけ遅延させて行われる。これにより、4つの作像部SY、SM、SC、SKにおいて、常に感光ドラム1上の同じ位置に対してレーザー露光を行うことができる。4個の感光ドラム1に対向して、感光ドラム1上のトナー像(現像剤像)を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト31が配置されている。中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト31は、全ての感光ドラム1に当接し、図1に示す矢印B方向(反時計方向)に循環移動(回転)する。中間転写ベルト31は、複数の支持部材として、駆動ローラ31aと、従動ローラ31bに掛け渡されている。中間転写ベルト31の内周面側には、各感光ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ32が並設されている。そして、一次転写ローラ32に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト31上に転写(一次転写)される。
The
また、中間転写ベルト31の外周面側において、二次転写手段としての二次転写ローラ33が配置されている。そして、二次転写ローラ33に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト31上のトナー像が記録材12に転写(二次転写)される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、作像部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト31上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト31の移動と同期が取られて記録材12が二次転写部へと搬送される。そして、記録材12を介して中間転写ベルト31に当接している二次転写ローラ33の作用によって、中間転写ベルト31上の4色トナー像は、一括して記録材12上に二次転写される。トナー像が転写された記録材12は、定着手段としての定着装置34に搬送される。定着装置34において記録材12に熱及び圧力を加えられることで、記録材12にトナー像が定着される。また、画像形成装置100は、制御部101を有している。制御部101は、画像形成装置100の全体の制御を行うと共に、入出力I/F114を介して、ホスト機器から種々の情報を取得する。
Also, a
[ドラムカートリッジ]
次に、ドラムカートリッジ210の構成について説明する。図2は、感光ドラム1の長手方向(回転軸線方向)に沿って見たドラムカートリッジ210の断面(主断面)図である。ドラムカートリッジ210には、図示しない軸受を介して感光ドラム1が回転可能に取り付けられている。感光ドラム1は、駆動手段としての駆動モータM210の駆動力を受けることによって、画像形成動作に応じて、図2に示す矢印A方向に回転駆動される。実施例1では、ドラムカートリッジ210はΦ24mmで200mm/秒で回転している。また、ドラムカートリッジ210には、回転状態にある感光ドラム1の表面に当接するように、帯電ローラ2及び弾性体で形成されたクリーニング部材(当接部材)としてのクリーニングブレード6が配置されている。帯電ローラ2には、図示しない帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源(高圧電源)から、感光ドラム1上に任意の電荷を載せられるのに十分なバイアスが印加される。実施例1では、感光ドラム1上の電位(帯電電位:Vd)が-500Vとなるように印加するバイアスを設定している。スキャナユニット30から画像情報に基づきレーザー光35が照射され、感光ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する。
[Drum Cartridge]
Next, the configuration of the
クリーニングブレード6は、ゴムブレード6aがクリーニング支持板金6bによって支持され、ゴムブレード6aとクリーニング支持板金6bとが一体となって形成されている。ゴムブレード6aは、例えば、厚さ2mm、23℃環境下でのMD-1硬度が60~80°のウレタンゴムが使用される。クリーニングブレード6はドラムカートリッジ枠体11に固定され、ゴムブレード6aの先端が感光ドラム1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6はゴムブレード6aの自由端の先端にて、中間転写ベルト31に転写されず感光ドラム1の表面に残留したトナーを掻き取り、感光ドラム1の表面からトナーを除去する。また、ドラムカートリッジ210には、第1メモリとしての不揮発性メモリ(以下、「Oメモリ」という)m1が設けられている。Oメモリm1には、ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報が記憶されている。
The cleaning blade 6 is formed by a
ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報は、感光ドラム1の累積回転数、累積回転時間などの動作量に係る情報である。ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報は、この感光ドラム1の動作量に係る情報を感光ドラム1に関する所定寿命値で割った値であってもよい。またその値に100を乗じた百分率の値であっても良い。感光ドラム1に関する所定値は、例えば感光ドラム1の回転数又は回転時間であって、感光ドラム1の寿命(交換催促メッセージを表示するときのドラムカートリッジ210の使用量に応じた値)に基づいて設定された値である。また、ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報は、感光ドラム1に関する所定値から感光ドラム1の累積回転数又は累積回転時間を減算した値であってもよい。また、感光ドラム1の累積回転数や累積回転時間などの動作量に係る情報は、それにある程度の相関があるパラメータであれば、例えば印刷枚数、トナー使用量などで代用できる。
The information according to the usage of the
そして、制御部101は、Oメモリm1に保持された情報をもとにドラムカートリッジ210がどれだけ使用されたか、どれだけ動作したかの使用に係る量を取得することができる。言い換えると、感光ドラム1の累積回転時間や累積回転数などの動作量に係る情報、又はそれに代わる情報に基づき制御部101が補正したドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報は、制御部101により、Oメモリm1に書き込まれる。
The
[現像カートリッジ]
次に、画像形成装置に装着される現像カートリッジ200の構成について説明する。図3は、現像ローラ4の長手方向(回転軸線方向)に沿って見た現像カートリッジ200の断面(主断面)図である。現像カートリッジ200は、現像室20aと現像剤収容室20bとから構成され、現像剤収容室20bは現像室20aの鉛直方向下方に配置されている。この現像剤収容室20bの内部には、現像剤としてのトナー9が収容されている。またトナー9の表面には、トナー外添剤(外添粒子)として粒径20nmのシリカ粒子が添加されている。このトナー9の正規帯電極性は、負極性を用いており、以下、トナー9として負帯電性トナーを用いる場合について説明する。ただし、トナー9は、負帯電性トナーに限定されない。また、現像剤収容室20bには、このトナー9を現像室20aに搬送するための現像剤搬送部材21が設けられており、現像剤搬送部材21が図3に示す矢印Gの方向へ回転することによってトナー9を現像室20aへと搬送している。
[Developing Cartridge]
Next, the configuration of the developing
現像室20aには、感光ドラム1と接触し、現像駆動手段としての駆動モータM200の駆動力を受けることによって、図3に示す矢印D方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ4が設けられている。実施例1では、現像ローラ4と感光ドラム1とは、対向部(接触部)において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転し、現像ローラ4は感光ドラム1に対して150%速く回転している。現像ローラ4には、図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源(高圧電源)から、感光ドラム1上の静電潜像をトナー像として現像して、可視化するのに十分なバイアスが印加される。現像室20aの内部には、現像剤収容室20bから搬送されたトナー9を現像ローラ4に供給するトナー供給ローラ(以下、単に「供給ローラ」という。)5が配置されている。また、現像室20aの内部には、供給ローラ5によって供給された現像ローラ4上のトナー9のコート量の規制及び電荷付与を行うトナー量規制部材8が配置されている。現像カートリッジ200には、第2メモリとしての不揮発性メモリ(以下、「DTメモリ」という)m2が設けられている。DTメモリm2には、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報が記憶されている。
The developing
現像カートリッジ200の使用量に応じた情報には、例えば、現像ローラ4の累積回転数或いは累積時間などの現像カートリッジの動作量に係る情報である。
Information according to the usage amount of the developing
そして、同じ現像ローラ駆動量でも、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、現像ローラ4が回転したときの(1)画像形成装置の動作モード、(2)トナー累積使用量/トナー残量、(3)動作環境、(4)ページ印字率などにより異なる。つまり、CPU111が、現像ローラ4の駆動量(累積回転数、累積時間)を、これら(1)~(4)の情報に基づき補正し、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報が求められる。ここで求められた現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、実質的に現像カートリッジ200に収納されたトナーの劣化度合いとも捉えることができる。
Even with the same development roller drive amount, the information corresponding to the usage of the
ここで、現像ローラ4が回転したときの(1)画像形成装置の動作モードは、画像形成前の準備動作である前回転動作、記録媒体に画像を形成する画像形動作、画像形成後の準備動作である後回転動作が含まれる。 Here, the operating modes of the image forming device when the developing roller 4 rotates (1) include a pre-rotation operation, which is a preparatory operation before image formation, an image forming operation to form an image on a recording medium, and a post-rotation operation, which is a preparatory operation after image formation.
また、CPU111は、現像カートリッジの動作量に重みづけを行う場合に(2)のトナー累積使用量/トナー残量が用いられる。例えば、一の現像カートリッジ200に関し、トナー累積使用量が多い又はトナー残量が少ない場合には、現像カートリッジの動作量を大きく見積もる。また、CPU111は、現像カートリッジの動作量ではなく、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を大きく見積もるよう、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報そのものを補正しても良い。また現像カートリッジの動作量、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を補正しても良い。
The
また、(3)、(4)についても、CPU11は、画像形成装置の動作環境、ページ印字率に応じて、現像カートリッジの動作量、及び/又は現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を補正する。例えば、動作環境が温度15℃・湿度10%などの低温低湿環境や、温度30℃・湿度80%などの高温高湿環境では、基準の環境(例えば温度23℃・湿度50%)の環境に比べて、現像カートリッジの動作量を大きく見積もる。また、ページ印字率が低くなるほど、トナー使用量を多くして、現像カートリッジの使用量を大きく見積もっている。この場合、印字率はページ毎に見積もるものとする。
Furthermore, for (3) and (4), the
このように、CPU111が、各種状況に応じて、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を求めることで、場合によっては、現像カートリッジ200内にトナーが残っていても、適切に交換催促のメッセージを表示させることができる。
In this way, the
また、トナー使用量は、現像カートリッジ200内に収容されたトナー9のうち使用されたトナー9の量である。トナー残量は、現像カートリッジ200内に収容されたトナー9のうち残っているトナー9の量である。使用開始前の現像カートリッジ200内のトナー量からトナー残量を減算することにより、トナー使用量を求めてもよい。使用開始前の現像カートリッジ200内のトナー量からトナー使用量を減算することにより、トナー残量を求めてもよい。
Furthermore, the amount of toner used is the amount of toner 9 that has been used out of the toner 9 contained in the developing
ここで、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、CPU111が補正した値そのものでも良いし、その値を予め定められた所定寿命値で割った値であってもよい。またその値に100を乗じた百分率の値であっても良い。現像ローラ4に関する所定値は、例えば現像ローラ4の回転数又は回転時間であって、現像ローラ4の寿命(交換催促メッセージを表示するときの現像カートリッジ200の使用量に応じた値)に基づいて設定された値である。現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、トナー使用量を新品時の現像カートリッジ200内のトナー量で割った値であってもよい。またその値に100を乗じた百分率の値であっても良い。更に、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、トナー残量を新品時の現像カートリッジ200内のトナー量で割った値であってもよい。またその値に100を乗じた百分率の値であっても良い。このように、現像ローラ4の累積回転数や累積回転時間などの動作量に係る情報は、それにある程度の相関があるパラメータであれば置き換えることができる。そのほか、例えば印刷枚数などで代用することもできる。
Here, the information according to the usage of the developing
制御部101は、DTメモリm2に保持された情報をもとに現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を取得することができる。言い換えると、現像ローラ4の駆動量(累積回転数、累積時間)を補正して得られた現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、制御部101によりDTメモリm2に書き込まれる。
The
[ブロック図]
次に、図4を用いて、画像形成装置100の制御構成について説明する。図4は、実施例1における制御ブロック図である。制御部101は、演算処理を行う中心的素子であるCPU(中央演算処理ユニット)111、記憶手段であるROM112、RAM113などのメモリ、周辺機器との情報の入出力を行う入出力I/F114等を有している。CPU111は、プロセッサとも呼ばれる。CPU111は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。CPU111は、ROM112やRAM113を用いて、制御部101の各種制御を行う。RAM113には、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ROM112には、書き換え可能な不揮発性記憶手段で、制御プログラム、予め求められたデータテーブル、各種変数などが格納されている。
[Block Diagram]
Next, the control configuration of the
制御部101は、画像形成装置100の動作を統括的に制御する制御手段であり、画像形成装置100における各制御対象が入出力I/F114を介して接続されている。
The
画像形成部510は、モータ駆動部511、高圧電源512、露光制御部513及び当接離間部514を有し、モータ駆動部511、高圧電源512、露光制御部513及び当接離間部514を制御する。なお、制御部101が、モータ駆動部511、高圧電源512、露光制御部513及び当接離間部514を制御してもよい。
The
モータ駆動部511は、各種モータを含み、ポリゴンスキャナ、感光ドラム1及び現像ローラ4等を回転駆動する為の動力源であり、制御部101又は画像形成部510からの制御信号に基づき動作する。
The
高圧電源512は、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像ローラ4、一次転写ローラ32、二次転写ローラ33及び定着装置34等に高電圧を印加する電源である。
The high-
露光制御部513は、感光ドラム1へ照射されるレーザー光35の光量の信号をスキャナユニット30へ伝達する。
The
当接離間部514は、現像ローラ4が感光ドラム1に当接する当接位置と、現像ローラ4が感光ドラム1から離間する離間位置との切り替えを行う。また、当接離間部514は、中間転写ベルト31が感光ドラム1に当接する当接位置と、中間転写ベルト31が感光ドラム1から離間する離間位置との切り替えを行う。
The contact/
環境センサ102は、画像形成装置100に備えられた温度及び湿度を計測するセンサであり、温度及び湿度に関するデータを制御部101に送信する。また、制御部101と、Oメモリm1との間は、ドラムメモリ通信部515を介してデータ通信が行われ、制御部101と、DTメモリm2との間は、現像メモリ通信部516を介してデータ通信が行われる。Oメモリm1及びDTメモリm2は、制御部101によってドラムカートリッジ210及び現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を決定する際に使用される。DTメモリm2に記憶されたデータが、現像メモリ通信部516を介して制御部101に送られる。制御部101は、Oメモリm1及びDTメモリm2の各使用量の情報などから、ドラムカートリッジ210の保護警告をユーザーに報知する。ユーザーへの報知は、報知装置としての、表示・操作パネル(画像形成装置100に備え付けられた表示機器、もしくは、ディスプレイを有する機器)にて行われる。また、制御部101は、各種の電気的情報信号の授受や、駆動のタイミングなどを制御しており、後述するフローチャート処理などを司る。
The
[ドラムカートリッジ保護警告報知までのプロセス]
実施例1における現像カートリッジ200の交換促進のメッセージ表示(報知)のプロセスを、図5(a)のフローチャートを用いて、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知するまでのプロセスを、図5(b)のフローチャートを用いて説明する。図5(a)(b)のフローチャートでは、作像部SY、SM、SC、SKの夫々ついて処理が行われる。
[Process leading up to the drum cartridge protection warning notification]
The process of displaying (notifying) a message prompting replacement of the developing
例えば、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報が、交換催促の閾値を超えると、操作・表示パネル51(報知装置)に、交換催促のメッセージを表示するそして、この報知を受けてユーザーは、さらに画像形成動作を続けるか選択することができる。以下、図5(a)のフローチャートを用いて、交換催促のメッセージを表示するまでの処理について説明する。
For example, when information according to the amount of usage of the developing
画像形成装置100の電源がONの後、又はカートリッジ交換用ドアが開閉後に、画像形成装置100が動作可能状態になると、図5(a)に示すフローが開始される(S1)。
After the
引き続き、制御部101は、ドラムメモリ通信部515を通じて、ドラムカートリッジ210に搭載されたOメモリm1と通信を行う。そして、制御部101(CPU111)は、作像部SY、SM、SC、SKのぞれぞれのOメモリm1から、ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報(第2情報)を取得する(S2)。ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報については、上述した通りである。
The
また、制御部101は、現像メモリ通信部516を通じて、現像カートリッジ200に搭載されたDTメモリm2との通信を行い、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報(第1情報)を作像部SY、SM、SC、SKのそれぞれのDTメモリm2から取得する(S3)。現像カートリッジ200の使用量に応じた情報も上述した通りである。
The
そして、制御部101は、各色のドラムカートリッジ210、各色の現像カートリッジ200について、取得された使用量に応じた情報が、交換促進閾値を超えているか否かを判断する。なお、現像カートリッジ200の交換促進閾値は、ドラムカートリッジ210の交換促進閾値に対して小さい場合を想定している。これは、1つのドラムカートリッジ210に対して、2以上の現像カートリッジ200が使用されることを想定しているからである。
The
そして、ステップS5で、制御部101は、使用量に応じた情報が交換促進閾値を超えているカートリッジの交換促進メッセージを操作・表示パネル51に表示させる。制御部101は、Oメモリm1から、ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報(第2情報)に基づき、ドラムカートリッジ210(感光ドラム1)の交換促進に係る報知を報知装置に行わせる。また、制御部101は、DTメモリm2から、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報(第1情報)に基づき、現像カートリッジ210(現像ローラ4)の交換促進に係る報知を報知装置に行わせる。ここで、交換催促に係る報知とは、ユーザーにユニットの寿命が来たことを知らせるメッセージであったり、直接交換を催促するメッセージであったりする。直接的でも間接的でも、交換を催促する内容であれば、交換催促として機能する。
Then, in step S5, the
この図5(a)のステップS5で、交換催促のメッセージが表示される主な理由は、現像カートリッジ200内のトナー9の繰り返し摺擦による劣化によるもので、トナー9はまだ残っている場合を想定している。この場合、トナー9の劣化によるハーフトーン不均一画像の発生はあるものの、文字などのテキスト画像の出力については大きな問題がないため、引き続き画像形成動作を続けるか、ユーザーが選択できる。そして、ユーザーが画像形成動作を引き続き実行することを、操作・表示パネル51を介して指示した際、図5(b)のフローチャートが実行される(S11)。以下、図5(b)のフローチャートについて説明する。なお、ステップS12、S13の処理は、図5(a)のステップS2、S3と同様なので詳しい説明を省略する。
The main reason why the message urging replacement is displayed in step S5 of FIG. 5(a) is due to deterioration of the toner 9 in the developing
制御部101は、ドラムカートリッジ210の保護警告タイミングのテーブルをROM112から読みだし参照する(S14)。テーブルの内容は後述する表1に示される通りである。S12で制御部101により取得された情報が表1の縦軸の何れかに、またS13で制御部101により取得された情報が表1の横軸の何れかに相当することになる。
The
作像部SY、SM、SC、SKにおいて、ドラムカートリッジ210及び現像カートリッジ200の使用量に応じた情報の組み合わせが、S14で参照したテーブルにより、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知するタイミングであると判断された場合(S5:YES)、制御部101は画像形成動作を一旦中止する(S16)。例えば、作像部SYについて、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知するタイミングになった場合、制御部101は、保護警告を報知するタイミングを超えていない作像部SM、SC、SKを含め、画像形成動作を一旦中止する。
When the combination of information according to the usage amount of the
一方、作像部SY、SM、SC、SKのそれぞれで、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知する条件になっていない場合(S15:NO)、制御部101は、画像形成動作1枚終了ごとに、処理をS12に戻し、以下同様の処理を再度行う。
On the other hand, if the conditions for issuing a protection warning for the
そして、制御部101は、ドラムカートリッジ210の保護警告タイミングになった作像部に関しては、表示・操作パネル51を通じてドラムカートリッジ210の保護に係る警告を報知する(S17)。
Then, for the imaging unit for which the
ここで表示・操作パネル51の例としては、画像形成装置100に取り付けられた表示ディスプレイや、画像形成装置100とパソコンのディスプレイ等である。また、作像部SYのドラムカートリッジ210の保護に係る警告の表示例として、「ドラムカートリッジ(イエロー)が破損する恐れがあります。現像カートリッジ(イエロー)を交換してください」などと表示する。
Here, examples of the display/operation panel 51 include a display attached to the
なお、このステップS17のドラムカートリッジ210の保護警告の報知前に、制御部101は、既に、図5(a)のフローチャートを実行することで、各カートリッジの交換促進に係る報知を報知装置に行わせている。つまり、このステップS17の処理は、各カートリッジの交換促進に係る報知後に行われることになる。そして、ドラムカートリッジ保護警告の表示をすると、図5のフローが終了する(S18)。
Note that before issuing the
上で説明したように、制御部101は、例えば、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知するタイミングのテーブルとして、表1に示すテーブルを参照する。表1のテーブルは、例えばROM112や、Oメモリm1や、DTメモリm2に格納されている。なお現像カートリッジ200の使用量に関して、寿命到達前の新品を0%として、使用状況が交換催促の閾値に達したときを100%、寿命到達後の100%以降は100%以上の値で使用量を表示している。ここで、使用量が100%以上を上回った場合は、トナーが想定寿命以上に劣化していることを意味し、表1中では、縦軸及び横軸の項目に「劣化度」の文言を使用している。
As described above, the
[ドラムカートリッジ保護警告報知テーブル]
縦軸のドラムカートリッジ210の劣化度は、S12で制御部101により取得された情報を、感光ドラム1の累積回転数又は累積回転時間を感光ドラム1に関する所定値で割って求めた百分率である。また、予告時の現像カートリッジ200の劣化度は、S13で制御部101により取得された情報を、現像ローラ4の累積回転数又は累積回転時間を現像ローラ4に関する所定値で割って求めた百分率である。また、現像カートリッジ200の劣化度としては、現像ローラ累積回転数とトナー使用量の情報から、トナー9に係わる部材から受けた摺擦数(ダメージ度合い)を計算し、百分率で表した値であってもよい。なお、ドラムカートリッジ保護警告報知テーブルの縦軸、横軸は百分率の値に限定されず上で説明した使用量に応じた情報であれば適宜代替することができる。
[Drum Cartridge Protection Warning Notification Table]
The deterioration degree of the
例えば、ドラムカートリッジ210の使用量が0%以上33%以下で、現像カートリッジ200の使用量が161%以上の場合、ドラムカートリッジ210の保護警告が報知される。また、ドラムカートリッジ210の使用量が67%以上100%以下で、現像カートリッジ200の使用量が121%以下の場合は、ドラムカートリッジ210の保護警告が報知される。表1に示すように、ドラムカートリッジ210の使用量が大きくなるにつれて、また現像カートリッジ200の使用量が大きくなるにつれて保護警告を報知するタイミングが早くなる。
For example, if the usage of the
ここで、ドラムカートリッジ210と現像カートリッジ200のさまざまな使用量における、クリーニング部材の破損による縦スジ画像発生有無について評価を行った。共通条件として、ドラムカートリッジ210及び現像カートリッジ200の各々の使用量において、各色の印字率1%の横線画像を耐久画像とし、2000枚を印字した。クリーニング性能の評価画像として、印字率25%の各色ハーフトーン画像を印字し、画像不良(縦スジ)を確認した。画像形成装置100の設置環境は温度23℃、湿度50%である。
Here, an evaluation was conducted regarding the occurrence of vertical streak images due to damage to the cleaning members when the
表2中、「〇」は、縦スジ画像発生なしを、「×」縦スジ画像発生を意味している。表2のように、ドラムカートリッジ210及び現像カートリッジ200の各々の使用量が、ドラムカートリッジ210の保護警告報知前のタイミングであれば、縦スジ画像の発生は無かった。しかしドラムカートリッジ210の保護警告報知後のタイミングの評価では縦スジ画像が発生してしまった。縦スジ画像が発生した位置でのクリーニングブレード6はブレードエッジの欠けが発生していた。
In Table 2, "◯" means that no vertical streak images occurred, and "×" means that vertical streak images occurred. As shown in Table 2, if the usage amount of each of the
以上説明してきたように、実施例1の構成を用いれば、交換催促後に、引き続き現像カートリッジ200が使用された場合でも、適切なタイミングでドラムカートリッジ210の保護警告を報知することができる。よってクリーニングブレード6の破損による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。
As described above, by using the configuration of Example 1, even if the
本実施例では、現像ユニットを交換催促後も使用し続けた場合に、潜像ユニットの感光ドラムの削れ量を補正することで、トナーかぶりなどの画像不良を防止することができる。さらにその補正後のドラムの削れ量に基づき帯電バイアスを制御することで、より精度良くトナーカブリを防止するができる。なお、本実施例に使用される画像形成装置、ドラムカートリッジ、現像カートリッジ、ブロック図は実施例1と同様である為、詳細な説明を省略する。
In this embodiment, when the developing unit continues to be used after a replacement reminder, image defects such as toner fogging can be prevented by correcting the amount of wear on the photosensitive drum of the latent image unit. Furthermore, toner fogging can be prevented more accurately by controlling the charging bias based on the amount of wear on the drum after the correction. Note that the image forming apparatus, drum cartridge, developing cartridge, and block diagram used in this embodiment are the same as those in
また現像ユニットを寿命催促後も使用し続けた場合、クリーニングブレードの破損までは至らなくても、感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗の増大により、感光ドラム表面の誘電層の削れスピードが増大してしまう場合がある。このとき感光ドラム誘電層の残り厚み計算にズレが生じてしまうため、帯電装置に印加するバイアスもズレが発生してしまい、トナーかぶりなどの画像不良が発生してしまうこともあった。よって現像ユニット寿命到達後も使用し続けた場合は、その分感光ドラム表面の誘電層の削れスピード計算を補正する必要がある。 In addition, if the development unit continues to be used after the end of its life, even if the cleaning blade does not break, the speed at which the dielectric layer on the surface of the photosensitive drum is worn away may increase due to increased frictional resistance between the photosensitive drum and the cleaning blade. In this case, an error occurs in the calculation of the remaining thickness of the dielectric layer on the photosensitive drum, which in turn causes an error in the bias applied to the charging device, resulting in image defects such as toner fogging. Therefore, if the development unit continues to be used after the end of its life, it is necessary to correct the calculation of the speed at which the dielectric layer on the surface of the photosensitive drum is worn away accordingly.
[ドラムカートリッジのドラム削れ量補正制御までのプロセス]
実施例2におけるドラムカートリッジ210のドラム削れ量補正制御までのプロセスを、図7のフローチャートを用いて説明する。なお、実施例1で説明した図5のフローチャートは、この図7のフローチャートとは別途行われているものとする。即ち、図7のフローチャートは、図5のフローにより、現像カートリッジ200の交換促進に係る報知を行う報知装置51に行わせた後に、同じ現像カートリッジ200及びドラムカートリッジの組み合わせに対し、制御部101により行われる処理を示す。
[Process for correcting scraping amount of drum cartridge]
The process up to the drum scraping amount correction control of the
画像形成装置100の電源がONの後、又はカートリッジ交換用ドアが開閉後に、画像形成装置100が動作可能状態になると、図7に示すフローが開始される(S201)。
After the
まず制御部101は、ドラムメモリ通信部515を通じて、ドラムカートリッジ210に搭載されたOメモリm1と通信を行い、作像部SY、SM、SC、SKのぞれぞれのOメモリm1から、ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報を取得する(S202)。
First, the
次に制御部101は、現像メモリ通信部516を通じて、現像カートリッジ200に搭載されたDTメモリm2との通信を行い、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報を作像部SY、SM、SC、SKのそれぞれのDTメモリm2から取得する(S203)。各使用量に応じた情報については実施例1で説明した通りである。ここでの詳細な説明は省略する。
The
次に、制御部101は、ドラムカートリッジ210の感光ドラムの表層削れ量に関するテーブルをROM112から読みだし参照する(S204)。感光ドラムの表層削れ量は後述する式(1)より算出される。
Next, the
制御部101は、作像部SY、SM、SC、SKにおいて、S203で取得した情報に基づき、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報が、交換催促閾値到達後のタイミングであるか否かを判断する。ドラムカートリッジ210の使用量に応じた情報や、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報については、実施例1で説明した通りである。
The
そして、制御部101が、S205でYESと判断した場合、制御部101はS204で求めたドラム表層削れ量を、現像カートリッジの使用量の情報に応じて、補正する(S206)。制御部101は、初期のドラム膜厚からこの補正後のドラム表層削れ量を減算し、補正後のドラム膜厚を算出する。
If the
例えば、作像部SYの現像カートリッジの使用量に応じた情報が、現像カートリッジの交換催促閾値に到達している場合、制御部101は、ドラム表層削れ量を補正する。補正テーブルの内容は後述する表3に示される通りである。S203で制御部101により取得された情報は、表3の縦軸の何れかに相当することになる。
For example, if the information according to the usage amount of the developing cartridge of the imaging unit SY reaches the developing cartridge replacement prompt threshold, the
このS206は、図5のフローチャートの報知対象となった、同じ現像カートリッジ200及びドラムカートリッジ210の組み合わせが判定対象の場合にも行われる処理である。この場合、制御部101は、後述の表3のテーブルを参照し、交換促進に係る報知の後の、現像ユニット200の所定の使用量に対するドラム表層削れ量を、報知前の同じ所定の使用量に対するドラム表層削れ量よりも大きく見積もる。言い換えると、制御部101は、現像ユニット200の所定の使用量に対して、現像ユニットの交換促進後に、より値の大きな係数値を用い、現像ユニット200の使用量に対するドラム表層削れ量を算出する。なお、所定の使用量とは、例えば、現像ローラ4の回転数や、現像ドラムユニット200の駆動時間や、それらに相関のある情報であれば、例えば、印刷枚数などを適用することもできる。
This step S206 is also performed when the same combination of the developing
その後、制御部101は、補正後の削れ量を反映した補正後のドラム膜厚に基づいて帯電バイアスを設定する(S207)。例えば、上述のドラムカートリッジ210のドラム膜厚において、補正した実際のドラム膜厚が補正前より1μm程度削れているとする。この場合、制御部101は、補正したドラム膜厚に基づいて10V程度、帯電印加バイアスを高くして印加して、ドラム面状の白地部電位(Vd)が同じになるように設定する。
Then, the
なお、ステップS207での帯電印加バイアスの設定は、予めドラム表層削れ量と帯電印加バイアス値のテーブルを予め用意し、制御部101がそのテーブルを参照することで行っても良い。その場合、ステップS207で、制御部101は、初期のドラム膜厚から補正後のドラム表層削れ量を減算したドラム膜厚をわざわざ算出する必要がなくなる。
The setting of the charging application bias in step S207 may be performed by having the
フローチャートの説明に戻ると、その後、画像形成装置100は、制御部101が変更したバイアス設定に基づいて画像形成動作に移行しプリントを実行する。
Returning to the explanation of the flowchart, the
一方、作像部SY、SM、SC、SKの夫々で、現像カートリッジ200の交換催促閾値まで到達していない場合(S205:NO)、制御部101は、特に削れ量補正しない。すなわち、制御部101は、補正を伴わないドラム表層削れ量によるドラム膜厚に基づき帯電印加バイアスを設定する。
On the other hand, if the replacement prompt threshold for the developing
そして制御部101は、設定した帯電印加バイアスでの画像形成動作に移行し、プリントを実行する。そして、プリント動作を終了すると、図7のフローが終了する(S208)。
Then, the
制御部101は、例えば、ドラムカートリッジ210の保護警告を報知するタイミングのテーブルとして、実施例1の表1に示すテーブルを参照する。なお現像カートリッジ200の劣化度(使用量)に関して、寿命到達前の新品を0%として寿命到達時が100%、寿命到達後の100%以降は100%以上の値で使用量を表示している。表1に関し、ドラムカートリッジの劣化度についても同様である。
The
[ドラム削れの補正テーブル]
実施例1でも既述したように、ドラムカートリッジ210、現像カートリッジ200の使用量に応じた情報は、各々の累積回転数又は、累積回転時間の情報から導かれる。ここで、感光ドラムの表層削れ量について説明する。感光ドラムの表層には、少なくとも導電性支持体上に導電層と感光層としての電荷発生層、電荷輸送層が順番に積層されている。今回使用した感光ドラムは導電性支持体上に導電層、電荷注入を阻止する下引き層、感光層としての電荷発生層、電荷を輸送する電荷輸送層を順番に積層して構成されている。膜厚とは導電性支持体の表面から電荷発生層の表面までの距離である。ドラムの表層削れ量は、一般に以下の式(1)から算出することができる。
K = αX+βY+γZ ・・・(1)
[Drum scrape correction table]
As already described in the first embodiment, the information according to the usage of the
K = αX + βY + γZ (1)
ここで、αは、感光ドラムの空回転動作(非帯電印加且つ非現像当接時)に対する単位時間当たりのドラム表層削れ係数で、Xはその動作の動作時間を示す。また、βは帯電印加がなされた状態での感光ドラム(非現像当接時)の回転動作に対する単位時間当たりのドラム表層削れ係数で、Yはその動作の動作時間を示す。また、γは帯電電圧印加且つ現像当接時の感光ドラムの回転動作に対する単位時間当たりのドラム表層削れ係数で、Zはその動作時間を示す。そして、制御部101は、この3つの係数(α、β、γ)と各々の動作時間(X、Y、Z)より、ドラム表層削れ量を算出する。そして、実際に膜厚は、以下の式(A)から算出される。
ドラム膜厚 = 初期膜厚 - ドラム削れ量(K) ・・・(A)
Here, α is the drum surface layer wear coefficient per unit time for the idle rotation of the photosensitive drum (when no charge is applied and no development contact is made), and X indicates the operation time of that operation. β is the drum surface layer wear coefficient per unit time for the rotation of the photosensitive drum (when no development contact is made) in a state where a charge is applied, and Y indicates the operation time of that operation. γ is the drum surface layer wear coefficient per unit time for the rotation of the photosensitive drum when a charging voltage is applied and development contact is made, and Z indicates the operation time. The
Drum film thickness = initial film thickness - drum scraping amount (K) ... (A)
算出した計算値等は、ドラムカートリッジ210内のOメモリm1内のドラム膜厚情報に格納されており、随時残膜厚を算出することが可能となる。
The calculated values are stored in the drum film thickness information in O memory m1 in the
本実施例2では、現像カートリッジ200を寿命到達後も使用し続けた場合においてこの削れ係数を補正している。各現像カートリッジの劣化度(使用量)におけるドラムの補正量を表3のテーブルを用いて説明する。制御部101は、例えば、ドラムカートリッジ210のドラム削れ量の算出時に、表3のテーブルを参照する。表3のテーブルは、例えばROM112や、Oメモリm1や、DTメモリm2に格納されている。現像カートリッジ200の劣化度(使用量)の表示は、実施例1と同様である。
In this embodiment 2, the wear coefficient is corrected when the developing
実施例1と同様に、現像カートリッジの使用状況が交換催促の閾値に到達(使用量が100%に到達)した場合、表示・操作パネル51に寿命到達した旨を報知する。この報知を受けてユーザーは、さらに画像形成動作を続けるか選択することができる。この場合、トナー9の劣化によるハーフトーン不均一画像の発生はあるものの、文字などのテキスト画像の出力については大きな問題がないため、引き続き画像形成動作を続けるか、ユーザーが選択できるようにしてある。 As in the first embodiment, when the usage status of the developer cartridge reaches the replacement reminder threshold (usage reaches 100%), a notification that the cartridge has reached the end of its life is displayed on the display/operation panel 51. Upon receiving this notification, the user can choose whether to continue the image formation operation. In this case, although uneven halftone images may occur due to deterioration of the toner 9, there is no major problem with the output of text images such as letters, so the user can choose whether to continue the image formation operation.
ここで、表3に示すように現像カートリッジの使用状況が交換催促の閾値に到達した後も、その現像カートリッジの使用量に応じた情報(劣化度)に応じてドラム削れ補正を実施する。表中に示されるように、現像ユニットの使用量(劣化度)が大きくなるにつれて、またドラムカートリッジの使用量(劣化度)が大きくなるにつれて、ドラムカートリッジのドラム削れ量の補正度合いが大きくなっている。表3に基づいてドラム削れ量を補正することで実際のドラム削れ量を正確に把握することができ、適切な帯電バイアスを印加することが可能となる。 Here, as shown in Table 3, even after the usage status of the developer cartridge reaches the replacement reminder threshold, drum wear correction is performed according to information (degree of deterioration) corresponding to the amount of usage of the developer cartridge. As shown in the table, the degree of correction of the drum wear of the drum cartridge increases as the usage (degree of deterioration) of the developer unit increases and as the usage (degree of deterioration) of the drum cartridge increases. By correcting the amount of drum wear based on Table 3, the actual amount of drum wear can be accurately grasped, making it possible to apply an appropriate charging bias.
表4に現像カートリッジの使用量に応じて、トナーカブリの画像発生有無について評価を実施した。評価条件として、ドラムカートリッジ210の使用量は100%において、各色の印字率1.0%の横線画像を耐久して、5000枚を通紙した。トナーかぶりの評価画像として、ベタ白画像を印字して、画像上のトナーかぶりを確認した。画像形成装置100の設置環境として、温度15℃,湿度10%の低温低湿環境で試験を実施した。
An evaluation was conducted on the occurrence of toner fogging in images according to the amount of development cartridge usage shown in Table 4. As evaluation conditions, the
表4に比較例として、ドラム削れ補正量を加味しない条件での評価結果も示す。「○」は、トナーかぶり画像の発生が無いことを意味し、「△」は、ドラム上のかぶり悪化を確認したものの、ベタ白画像上問題が無いことを意味する。また、「×」は、ベタ白画像上にトナーかぶりが発生した場合を意味する。 As a comparative example, Table 4 also shows the evaluation results under conditions where the drum scraping correction amount was not taken into account. "○" means that no toner fog images occurred, "△" means that the fog on the drum was worsened, but there was no problem with the solid white image. "×" means that toner fog occurred on the solid white image.
この結果からわかるように、現像カートリッジ200の使用状況が交換催促の閾値に到達する前であれば、両者共に問題ない結果であった。しかし、閾値に到達後のタイミングでの評価において、トナーかぶり画像が発生した。トナーかぶり画像が発生した時点での確認検討により、帯電バイアスのずれによりVdが低くなり、現像バイアスとのコントラスト(以後、Vbackと記す)が所望の設定に対して狭い傾向になっていたことがわかった。なお、Vbackとは、Vd(ドラム表面上の白地部の電位)と現像バイアス(現像ローラに印加しているバイアス)との差分のことを指す。
As can be seen from these results, there were no problems with either of the results if the usage status of the
図8に現像カートリッジの使用状況が交換催促の閾値に到達した後のトナーかぶりのVback依存性を示す。正常な潜像設定に基づいたVback設定であれば、図中Aの設定になっており、トナーかぶりは発生しない。上述で説明したように、ドラム削れ補正を実施することで、トナーかぶりの発生を抑制することができた。比較例として、ドラム削れ量を加味しない条件においては、通紙枚数にもよるが最大1μm程度のずれを確認した。これは、実際のドラム膜厚とのずれで図中Bの設定になっていたことがわかった。 Figure 8 shows the Vback dependency of toner fog after the usage status of the developer cartridge reaches the replacement reminder threshold. If Vback is set based on a normal latent image setting, it will be set as A in the figure, and toner fog will not occur. As explained above, by performing drum abrasion correction, it was possible to suppress the occurrence of toner fog. As a comparative example, under conditions that do not take into account the amount of drum abrasion, a deviation of up to about 1 μm was confirmed, depending on the number of sheets passed. It was found that this was due to a deviation from the actual drum film thickness, resulting in setting B in the figure.
[ドラムカートリッジの表層膜厚の電位特性]
一般的にドラムの表層膜厚が削れて薄くなってくると、同じ帯電バイアスを印加してもドラムの明部電位(Vd)と潜像後の暗部電位(VL)は増加する傾向にある。また、帯電位置から現像位置に移動する間に暗減衰によるVdダウンも発生する。これは、静電容量の関係より説明できる。
[Electric potential characteristics of the surface layer of the drum cartridge]
Generally, when the surface layer of the drum is worn away and becomes thinner, the light area potential (Vd) of the drum and the dark area potential (VL) after the latent image tend to increase even if the same charging bias is applied. In addition, Vd down due to dark attenuation occurs during the movement from the charging position to the developing position. This can be explained by the relationship of electrostatic capacitance.
式(2)に静電容量の関係式を示す。
Q = CV = ε0εγ×S/d ・・・(2)
Q:電荷(C),C:静電量量(F),V:電位(V),ε0εγ:誘電率,S:面積(m2)
d:距離(m)を示している。
The capacitance relation is shown in equation (2).
Q = CV = ε0εγ × S / d (2)
Q: charge (C), C: static electricity (F), V: electric potential (V), ε0εγ: dielectric constant, S: area (m 2 ).
d: Distance (m).
これより、電荷Qは電位Vに比例し、距離dに反比例の関係になる。つまり、静電容量と帯電流の関係は、ドラムの表面膜厚に反比例になる。 As a result, the charge Q is proportional to the potential V and inversely proportional to the distance d. In other words, the relationship between capacitance and charging current is inversely proportional to the surface film thickness of the drum.
ここで、図9を用いてドラム表層膜厚の電位とかぶり特性を説明する。横軸はドラムの表面膜厚(μm)であり、縦軸はトナーかぶり(%)を示している。実線はVd=-600V設定でのトナーかぶりの影響を示しており、破線1,破線2は各々-500V,-400V設定での傾向を示している。図9からわかるようにドラム表面膜厚10μmを境にして、より膜厚が低くなると急激にトナーかぶりが悪化する。さらに、Vdの電位の絶対値が高い方がより顕著である傾向がわかっている。つまり、表層膜厚が10μm以下になるとトナーかぶり等の画像弊害が発生しやすくなるのである。
Here, the relationship between the potential of the drum surface layer thickness and the fogging characteristics will be explained using Figure 9. The horizontal axis is the drum surface layer thickness (μm), and the vertical axis is toner fogging (%). The solid line shows the effect of toner fogging when Vd is set to -600V, while dashed
これらの経験より、ドラムカートリッジのドラム表層膜厚は、およそ10~11μmになるとドラム寿命(交換催促タイミング)になるように、設計されている。しかし、現像カートリッジの使用状況が交換催促の閾値に到達した後は、感光ドラムの同じ回転に対しドラム削れ量が早くなる為、ドラム膜厚の削れ量に補正する必要がある。 Based on these experiences, the drum surface layer thickness of the drum cartridge is designed to reach the end of the drum's life (time to prompt replacement) when it reaches approximately 10 to 11 μm. However, once the usage of the developer cartridge reaches the threshold for prompting replacement, the amount of drum wear increases with the same rotation of the photosensitive drum, so the amount of wear in the drum layer thickness must be corrected.
以上のように、使用状況が交換催促閾値に達した現像カートリッジ200をユーザーが使用し続けた場合でも、ドラムカートリッジ210のドラム削れ量を補正することができる。これにより、制御部101(CPU11)は、補正後のドラム膜厚に応じた適切な帯電印加バイアス設定を選択し制御出来る為、トナーカブリの発生を抑制することができる。
As described above, even if the user continues to use the
[変形例]
実施例1、2の画像形成装置100の作像部SY、SM、SC、SKは、ドラムカートリッジ210及び現像カートリッジ200によって構成されているが、これに限るものではない。現像カートリッジ200の構成部材のうち、トナー9が収容されているトナー容器を別ユニット(トナーカートリッジ)とする、いわゆるトナー補給系であっても適用できる。例えば、トナー補給系の場合、トナー9を収容する、画像形成装置100の装置本体に着脱可能なトナーカートリッジ(現像剤ユニット)が現像カートリッジ200から分離されている。トナー補給系の場合は、保護警告報知決定に用いる現像カートリッジ200の使用量に応じた情報の条件を、トナーカートリッジの使用量に応じた情報の条件に変えることで同様の効果を得ることができる。この場合、トナーカートリッジにDTメモリm2又は第3メモリとしての不揮発性メモリを設け、トナーカートリッジに設けられたDTメモリm2又は第3メモリにトナーカートリッジの使用量に応じた情報を記憶する。
[Modification]
The imaging units SY, SM, SC, and SK of the
また、実施例1、2では、ドラムカートリッジ210にOメモリm1を設け、現像カートリッジ200にDTメモリm2を設ける構成例を示したが、この構成例に限定されない。画像形成装置100の装置本体にOメモリm1及びDTメモリm2を設けてもよい。画像形成装置100の装置本体に第3メモリを設けてもよい。この場合には、Oメモリm1、DTメモリm2のそれぞれに、ドラムカートリッジ210、現像カートリッジ200、の個体を識別できる、ドラムカートリッジ識別子、現像カートリッジ識別子を夫々記憶させておく。制御部101は、この識別子に関連付けて上述の各使用量に応じた情報、画像形成装置100の装置本体に第3メモリに記憶し、上述と同様に管理すれば良い。
In addition, in the first and second embodiments, the
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
4 現像ローラ
5 トナー供給ローラ
6 クリーニングブレード(当接部材)
9 トナー
11 ドラムカートリッジ枠体
31 中間転写ベルト
34 定着装置
100 画像形成装置
101 制御部
102 温度センサ(環境検知手段)
200 現像カートリッジ(現像ユニット)
210 ドラムカートリッジ(潜像ユニット)
m1 Oメモリ(第1メモリ)
m2 DTメモリ(第2メモリ)
1 Photoconductor drum 2 Charging roller 4
9
200 Developing cartridge (developing unit)
210 Drum cartridge (latent image unit)
m1 O memory (first memory)
m2 DT memory (second memory)
Claims (14)
前記潜像ユニットは、
静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体と接触して前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、を有し、
前記現像ユニットは、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤像で現像する現像剤担持体を有し、
更に、前記画像形成装置は、
制御部と、
前記現像ユニットの交換促進に係る報知を行う報知装置と、
を備え、
前記制御部は、前記報知装置による前記交換促進に係る報知後に、前記現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、当該取得された前記第1情報に基づき、前記潜像ユニットの保護に係る警告を前記報知装置に報知させる、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus in which a latent image unit and a developing unit are detachably attached to a main body of the apparatus,
The latent image unit includes:
a rotatable image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
a cleaning member that contacts the image carrier to remove developer from the surface of the image carrier;
The developing unit comprises:
a developer carrier for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer image;
Furthermore, the image forming apparatus
A control unit;
a notification device that notifies the user of a promotion for replacing the developing unit;
Equipped with
the control unit acquires first information corresponding to an amount of use of the developing unit after the notification related to the replacement promotion by the notification device, and causes the notification device to issue a warning related to protection of the latent image unit based on the acquired first information.
1. An image forming apparatus comprising:
前記潜像ユニットの使用量が大きくなるにつれて前記潜像ユニットの保護警告を前記報知装置に報知させるタイミングを早くすることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The control unit is
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing for causing the notification device to issue a protection warning for the latent image unit is made earlier as the usage amount of the latent image unit increases.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。 the timing at which the notification device issues a protection warning for the latent image unit is made earlier as the usage amount of the developing unit increases;
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus further comprises a first fixing unit.
前記制御部は、前記第1及び第2の作像部において、前記現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、前記取得された前記第1情報に基づき、前記潜像ユニットの保護警告を前記報知装置に報知させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。 a first image forming unit and a second image forming unit each including the latent image unit and the developing unit;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit acquires first information corresponding to the usage amount of the developing unit in the first and second image forming units, and causes the notification device to issue a protection warning for the latent image unit based on the acquired first information.
前記制御部は、前記第1メモリから前記第1情報を取得することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。 the developing unit has a first memory in which the first information is stored,
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit acquires the first information from the first memory.
前記制御部は、前記第2メモリから前記第2情報を取得することを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。 the latent image unit has a second memory in which the second information is stored;
7. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit acquires the second information from the second memory.
前記潜像ユニットは、
静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体と接触して前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、を有し、
前記現像ユニットは、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤像で現像する現像剤担持体を有し、
更に、前記画像形成装置は、
帯電手段と、
制御部と、
前記現像ユニットの交換促進に係る報知を行う報知装置と、
前記制御部は、前記現像ユニットの使用量に応じた第1情報を取得し、当該取得された前記第1情報に基づき、前記現像ユニットの交換促進に係る報知を前記報知装置に行わせ、
前記制御部は、前記交換促進に係る報知が行われた後、同じ前記現像ユニット及び前記潜像ユニットの組み合わせに対して、前記潜像ユニットの所定の使用量に対する前記像担持体表面の膜厚削れ量を、前記交換促進に係る報知が行われる前の前記所定の使用量に対する前記膜厚削れ量よりも大きく見積もり、
前記制御部は、前記見積もられた前記膜厚削れ量に基づき、前記帯電手段への帯電バイアスを設定することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus in which a latent image unit and a developing unit are detachably attached to a main body of the apparatus,
The latent image unit includes:
a rotatable image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
a cleaning member that contacts the image carrier to remove developer from the surface of the image carrier;
The developing unit comprises:
a developer carrier for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer image;
Furthermore, the image forming apparatus
An electrification means;
A control unit;
a notification device that notifies the user of a promotion for replacing the developing unit;
the control unit acquires first information corresponding to a usage amount of the developing unit, and causes the notification device to perform a notification related to promotion of replacement of the developing unit based on the acquired first information;
the control unit, after the notification regarding the replacement promotion is made, estimates a film thickness reduction amount on the surface of the image carrier for a predetermined amount of usage of the latent image unit for the same combination of the developing unit and the latent image unit to be greater than the film thickness reduction amount for the predetermined amount of usage before the notification regarding the replacement promotion is made;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets a charging bias for the charging means based on the estimated amount of film thickness reduction.
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