JP4337319B2 - Image forming apparatus and life detection method of image carrier - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などを採用したフルカラーや白黒の画像等を形成することが可能なプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に関し、より詳しくは、複数の画像形成ユニットから構成される画像形成装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成される各色のトナー像(イエロー、マゼンタ、シアン、黒)を、中間転写ベルト上に一旦、多重に一次転写した後、この中間転写ベルトから転写紙上に一括して二次転写し、この転写紙上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を形成するものが挙げられる。
【0003】
図12は、かかるタンデム機の一例を示した図である。この図12に示す画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各々色の異なるトナー像を形成する4つの画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kを備え、これらの画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kは、水平方向に沿って一定間隔を隔て、並列的に配置されている。この画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kは、形成するトナー像の色が異なる他は、ほぼ同様な構成を備えており、感光体ドラム301の表面を帯電装置302によって一様に帯電した後、露光装置303によって感光体ドラム301の表面に画像露光を施し、各色の画像情報に応じた静電潜像を形成している。この感光体ドラム301の表面に形成された静電潜像は、対応する色の現像装置304により顕像化されてトナー像となり、このトナー像は、一次転写用の帯電器305によって中間転写ベルト306上に、順次、多重に転写される。また、感光体ドラム301の表面に残留したトナーはクリーニング装置307によって除去され、次の画像形成工程に備える。
【0004】
中間転写ベルト306は、駆動ローラを含む複数本のローラ308、309、310、311、312によって、感光体ドラム301の回転速度と等しい速度で循環駆動される。この中間転写ベルト306上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像は、この中間転写ベルト306の下方に設けられた二次転写位置(ローラ311の位置)において、中間転写ベルト306の表面と接触する二次転写ロール313により、この二次転写位置に所定のタイミングで給紙される転写用紙314上に一括して転写される。その後、この転写用紙314は、定着装置(図示せず)まで搬送され、この定着装置によって熱および圧力で定着処理を受けることで、カラーや白黒の画像が形成される。
【0005】
ここで、感光体ドラム301の表面を帯電させる帯電装置302としては、従来、コロナ帯電装置によって放電する非接触型が広く用いられてきたが、オゾンの発生を低減し消費電力を削減するために、近年、接触型が注目されている。この接触型では、被帯電体である感光体ドラム301に、例えば帯電ローラや帯電ブラシ等の帯電部材を当接させ、所定の帯電バイアスを印加して像担持体である感光体ドラム301の表面を所定の極性、電位に帯電させている。
【0006】
この接触型の帯電部材を用いる従来技術として、感光体の寿命を検知するために、感光体の回転時間と一次AC高圧の印加時間、さらにプロセス速度に重み付けをして感光体の使用状況を測定し、それぞれの要因が感光体の寿命に与える影響を考慮して、この感光体の寿命を判断する技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。また、帯電部材からのバイアス印加にAC電圧とDC電圧を併用している場合、印加されるバイアス成分に応じて、それぞれのバイアス印加が像担持体に対して与えるダメージを演算するための係数を変更し、この係数とバイアス印加時間とから演算された像担持体のダメージを積算する技術が存在する(例えば、特許文献2)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−39690号公報(第4−6頁、図1、図6)
【特許文献2】
特開平10−186972号公報(第8−9頁、図1、図4)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、接触型帯電部材を感光体ドラム等の像担持体に接触させて帯電させる場合には、種々の要因により、この像担持体の表面がダメージを受けて摩耗する。この像担持体の摩耗の要因として、より具体的には、像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置との摩擦や、接触型帯電部材から印加される帯電バイアスによるダメージなどが挙げられる。特に、帯電バイアスの印加にAC電圧を用いた場合には、DC電圧を用いた場合よりも相当大きなダメージを与えることが知られている。この帯電バイアスによる像担持体のダメージは、非接触型の帯電装置であっても同様に発生し得る。このような要因により摩耗した像担持体にて画像を形成すると、画質が低下してしまうという問題がある。そのため、像担持体が摩耗し、表面の膜厚が所定値以下となった場合には、この像担持体の寿命がきたことを検知し、像担持体または像担持体を含むプロセスカートリッジ毎の交換を行うことが望ましい。
【0009】
しかしながら、画像形成装置の動作時に、この画像形成装置内部に装着されている像担持体の寿命を正確に検知することは困難である。かかる問題に対し、例えば、上述した文献1の技術を採用し、像担持体の回転時間、バイアス電圧の印加時間、およびプロセス速度から像担持体の寿命を判断することは、像担持体の寿命を検知するのにはある程度有効であるが、この寿命を正確に検知することはできない。また、上述した文献2に記載された技術では、印加されるバイアス電圧の成分に応じて摩耗係数を変更して、この係数とバイアス印加時間とから像担持体のダメージを積算しているが、像担持体のサイクルに応じた適切な摩耗係数の選択がなされておらず、この像担持体のダメージを正確に検知することができない。さらに、上記の特許文献1,2では、バイアス印加時間に対して重み付けを行っているが、像担持体の摩耗量は、この像担持体のサイクルによっても異なる。
【0010】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、接触型帯電部材により帯電バイアスを印加する際の使用状態に影響されることなく像担持体の寿命をより高精度に検知することにある。
また他の目的は、画像形成装置内に複数設けられた像担持体の使用状態に応じた寿命の検知を行い、それぞれの像担持体の寿命を個別に検知するシステムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、像担持体に印加される電圧の印加条件とこの像担持体のサイクル数とによって決まる像担持体の使用状態に着目した。さらに本発明の発明者は、像担持体に電圧を印加した場合における摩耗量を高精度に計測して、印加条件とサイクル数とから高精度な寿命係数を求めた。そして本発明では、像担持体の寿命係数と使用状態に基づいて、この像担持体の寿命を高精度に検知する。
すなわち、本発明は、像担持体に対して電圧を印加する帯電器を備えた画像形成装置であって、この帯電器から像担持体に印加される電圧の印加条件とこの像担持体のサイクル数とを把握する使用状態把握手段と、この使用状態把握手段により把握された印加条件とこの像担持体の過去における使用履歴とから像担持体の寿命係数を決定する寿命係数決定手段と、この寿命係数決定手段により決定された寿命係数と像担持体のサイクル数とに基づいてこの像担持体の寿命を算出する寿命積算量算出手段とを備える。
【0012】
ここで、この寿命係数決定手段により決定される前記寿命係数の値は、帯電器により印加される印加電圧をパラメータとして、像担持体の寿命積算量から決定される値である。また、この使用状態把握手段により把握されるサイクル数は、帯電器から像担持体に印加される電圧の印加時間と、この像担持体におけるプロセス速度と、この像担持体の径とから把握される。さらに、使用状態把握手段により把握される電圧の印加条件は、少なくともAC電圧とDC電圧とを重畳させた電圧を印加した場合と、DC電圧のみからなる電圧を印加した場合とを含む。またさらに、この画像形成装置は、像担持体と帯電器とがカートリッジ化されてこの画像形成装置本体に収納されると共に、このカートリッジ単位で像担持体の過去における使用履歴情報を格納する格納手段をさらに備える。そして、寿命積算量算出手段は、この格納手段に格納された使用履歴情報に基づいて像担持体の寿命積算量を算出する。
【0013】
また、本発明の画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を帯電させる帯電器と、この帯電器に対して所定の印加条件により帯電バイアスを印加する電源ユニットと、この電源ユニットによる帯電バイアスの印加条件およびこの像担持体の過去における使用履歴からこの像担持体の寿命係数を決定すると共に、この像担持体の使用状態と寿命係数とから像担持体の寿命積算量を算出する制御部とを備えた構成とすることができる。
ここで、この画像形成装置において、像担持体の使用状態は、この像担持体のサイクル数または帯電バイアスの印加による像担持体の帯電時間に基づいて把握される。また、像担持体の寿命係数は、この像担持体の寿命積算量に応じて無段階または段階的に増加する。
【0014】
さらに、本発明は、帯電器により帯電バイアスを印加される像担持体を備えた画像形成装置において、以下のような像担持体の寿命検知方法を提供する。この像担持体の寿命検知方法は、画像形成装置のプリント動作における像担持体のサイクル数を算出するステップと、この像担持体の過去における寿命積算量を読み込むステップと、この帯電器から像担持体に印加される帯電バイアスの印加条件と読み込まれた像担持体の寿命積算量とから寿命係数を算出するステップと、この像担持体のサイクル数と寿命係数とに基づいてこのプリント動作における寿命積算量を算出するステップとを含む。
【0015】
ここで、この像担持体の寿命検知方法において、寿命積算量を算出するステップでは、過去における寿命積算量と算出されたプリント動作における寿命積算量とから新たな寿命積算量を算出する。また、この像担持体の寿命検知方法は、算出された新たな寿命積算量と所定の閾値とを比較することにより像担持体の寿命を判断するステップをさらに含む。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図1に示す画像形成装置は、本体1に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系10、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系40、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるIPS(Image Processing System)50を備えている。
【0017】
画像プロセス系10は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K、この画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト21上に多重転写させる転写ユニット20、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるROS(Raster Output Scanner)30を備えている。また本体1には、転写ユニット20によって二次転写された記録用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器29を備えている。更に、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが設けられている。
【0018】
転写ユニット20は、中間転写体である中間転写ベルト21を駆動するドライブロール22、中間転写ベルト21に一定のテンションを付与するテンションロール23、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール24、中間転写ベルト21上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置25を備えている。中間転写ベルト21は、このドライブロール22とテンションロール23およびバックアップロール24との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール22により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト21は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置25は、クリーニングブラシ25aおよびクリーニングブレード25bを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト21の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【0019】
ROS30は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を偏向走査するポリゴンミラー31を備えている。図1に示す例では、ROS30は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ROS30は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム32を設け、レーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)が通過するガラス製のウィンドウ33をこのフレーム32の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【0020】
シート搬送系40は、画像が記録される記録用紙(シート)を積載して供給する給紙装置41、給紙装置41から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール42、ナジャーロール42から供給された記録用紙を1枚ずつ分離して搬送するフィードロール43、フィードロール43により1枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路44を備えている。また、搬送路44を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール45、二次転写位置に設けられバックアップロール24に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール46を備えている。更に、定着器29によってトナー画像が定着された記録用紙を本体1の機外に排出する排出ロール47、排出ロール47によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ48を有する。また、定着器29によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット49を備えている。
【0021】
次に、図1に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の各8ビットの反射率データとしてIPS50に入力される。IPS50では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、ROS30に出力される。
【0022】
ROS30では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ(図示せず)から出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を、f−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー31に出射している。ポリゴンミラー31では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に照射している。画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
【0023】
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト21上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット11Kは、中間転写ベルト21の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト21に対して最後に一次転写される。
【0024】
一方、シート搬送系40では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール42が回転し、給紙装置41から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール43により1枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路44を経てレジストロール45に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト21の移動タイミングに合わせてレジストロール45が回転し、記録用紙は、バックアップロール24および二次転写ロール46によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、4色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器29によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール47によって本体1の上部に設けられた排出トレイ48に排出される。尚、排出トレイ48にそのまま排出せずに、図示しない切り換えゲートによって搬送方向を切り換え、定着器29によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット49によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール45に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【0025】
次に、画像プロセス系10における画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kについて詳述する。
図2は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yとマゼンタ(M)の画像形成ユニット11Mとが示されている。他の画像形成ユニット11C,11Kもほぼ同様に構成されている。
【0026】
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム12、帯電ロール13aを用いて感光体ドラム12を帯電させる帯電器13、帯電器13によって帯電され、ROS30からのレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)によって感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像ロール14aによって現像する現像器14、中間転写ベルト21を挟んで感光体ドラム12に対向して設けられ、帯電バイアスを印加することにより感光体ドラム12上に現像されたトナー像を中間転写ベルト21上に転写する一次転写ロール15、転写後に感光体ドラム12上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置16を備えている。
【0027】
次に、カートリッジについて説明する。
図3は、本実施の形態におけるカートリッジを説明するための図である。本実施の形態では、各色ごとに、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12、帯電器13、およびクリーニング装置16を一体化し、プロセスカートリッジ60を形成している。画像形成装置の本体1からこのプロセスカートリッジ60だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ60だけを本体1に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。これらのプロセスカートリッジ60は、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの間で差し替えて用いることもできる。
【0028】
図4は、プロセスカートリッジを他の方向から見た斜視図である。この各プロセスカートリッジ60には、カートリッジメモリ61が搭載されている。このカートリッジメモリ61には、例えば、感光体ドラム12の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数、寿命積算量(後述する)など、所定の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、そのプロセスカートリッジ60が装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。各々のプロセスカートリッジ60に夫々カートリッジメモリ61が搭載されていることにより、プロセスカートリッジ60が異なる画像形成ユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、プロセスカートリッジ60自らが保存することができる。その結果、プロセスカートリッジ60毎に、正しい寿命を判断することができる。
【0029】
次に、画像形成装置における駆動制御について説明する。
図5は、本実施の形態が適用される画像形成装置の駆動制御を説明するための図である。IPS50により画像処理がなされた画像信号に基づき、制御回路100のCPU(図示せず)は、ROM(図示せず)に記憶されたプログラムに従って処理を実行する。制御回路100は、駆動系として、2次転写ロール46や定着器29、シート搬送系40、黒の画像形成ユニット11Kにおける現像器14(14K)等を駆動させるメインモータ101、転写ユニット20の中間転写ベルト21等を駆動する中間転写体駆動モータ102、黒の画像形成ユニット11Kを除くカラー用の画像形成ユニット11Y,11M,11Cにおける感光体ドラム12(12Y,12M,12K)を駆動する感光体駆動モータ103、黒の画像形成ユニット11Kにおける感光体ドラム12(12K)を駆動する黒用感光体駆動モータ104、黒の画像形成ユニット11Kを除くカラー用の画像形成ユニット11Y,11M,11Cにおける現像器14(14Y,14M,14C)を駆動する現像器駆動モータ105を制御している。また、制御回路100は、メインモータ101に連結されシート搬送系40の駆動を切り換えるクラッチ111、およびメインモータ101に連結され黒の画像形成ユニット11Kにおける現像器14(14K)を切り換えるクラッチ112を制御している。制御回路100は、これらの各種モータ、クラッチの動作を制御することで、画像形成装置における各箇所のタイミングを図り、前述した動作によって記録用紙に対する画像形成を可能としている。
【0030】
尚、前述のように、本実施の形態では、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの一部をカートリッジ化し、各プロセスカートリッジ60に各々設けられたカートリッジメモリ61に使用履歴情報を格納している。例えば、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに設けられたカートリッジを夫々第1カートリッジ〜第4カートリッジとすると、制御回路100は、これらのプロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61から使用履歴情報を読み出し、読み出された使用履歴情報に基づいて、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kごとに、個別に、プロセス形成条件を変更することができる。また、制御回路100は、各プロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61に対して、新たな使用履歴情報を書き込む作業も行っている。
【0031】
図6は、駆動制御を除く画像形成装置の制御を説明するための図である。制御回路100は、高圧ユニット(HVPS:High Voltage Power Supply)120を制御しており、この高圧ユニット120は、帯電器13(13Y,13M,13C,13K)に対して帯電バイアスを印加している。尚、ここでは、高圧ユニット120から現像器14に印加される現像バイアス等の説明は省略している。また、制御回路100には、画像形成装置を操作するための各種ボタンまたはタッチパネル等の操作手段(図示せず)やディスプレイ等の表示手段(図示せず)を備えたコントロールパネル140が接続されている。この制御回路100は、CPU(図示せず)の機能として、ROM(図示せず)に記憶された各情報およびプログラムに従って動作する。
また、この制御回路100には、CPUが動作する際に用いられる各種情報を保持するRAM(図示せず)が備えられている。
【0032】
さらに、制御回路100は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kを構成するプロセスカートリッジ60に搭載されたカートリッジメモリ61(61Y,61M,61C,61K)に接続されている。また、画像形成装置の本体1に設けられている本体メモリ130に接続されている。このカートリッジメモリ61には、前述のように各々のプロセスカートリッジ60における過去の使用履歴情報が格納されている。また本体メモリ130には、PV(Page Volume)カウンタによって計数された記録用紙のプリント枚数や、サイクルカウンタによって計数された感光体ドラム12の回転数等の情報、この感光体ドラム12の寿命積算量等が格納されている。制御回路100では、カートリッジメモリ61(61Y,61M,61C,61K)および本体メモリ130から得られた各情報に基づいて高圧ユニット120等に対する制御が実行されると共に、制御回路100からの指示に基づいてカートリッジメモリ61(61Y,61M,61C,61K)の使用履歴情報等が更新される。
【0033】
制御回路100は、高圧ユニット120を制御し、DC電圧成分の他、このDC電圧成分に振動成分(交流成分)を含むAC電圧成分を重畳させて帯電器13(13Y,13M,13C,13K)に帯電バイアスを印加している。帯電バイアスに用いられるDC電圧としては、例えば、定電圧としてVdc=(−750)Vが印加される。AC電圧としては、DC電圧と比べて均一帯電が可能なサイン(sin)波の波形で、プロセススピード165mm/sec(フルカラーモードのとき)にて、例えば、周波数f=1306Hzかつ電圧値Vpp=1.9kVとなるように制御される。この場合、感光体ドラム12には、AC電圧とDC電圧とが重畳された帯電バイアス、またはDC電圧のみの帯電バイアスが印加される。また、モノクロモードのときには、画像形成装置全体のプロセススピードが165mm/secであるときに、非作像エンジン(カラー用の画像形成ユニット11Y,11M,11C)のプロセススピードは、例えば52mm/secとなる。この場合、カラー用の感光体ドラム12(12Y,12M,12C)は、帯電バイアスが印加されない状態で空回りする。このように、フルカラーのタンデム機においては、形成する画像に応じて感光体ドラム12に印加される帯電バイアス(印加条件)が異なる。
【0034】
図7は、本実施の形態における制御回路100において実現される機能を説明するための図である。図7のブロック図に示す機能は、制御回路100のCPUにおいて実現されるソフトウェアブロックである。この制御回路100は、各帯電器13に対する電圧印加条件(帯電条件)に応じた感光体ドラム12のドラムサイクル数(感光体ドラム12が1回転するのを1サイクルとする)を検出する帯電サイクル検出部201と、プロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61に格納された直前のプリント動作終了時までの寿命積算量(過去における使用履歴に基づく寿命積算量または摩耗量)を読み込む寿命積算量読み込み部202と、帯電サイクル検出部201にて検出された電圧印加条件、ドラムサイクル数、および過去における使用履歴情報(寿命積算量)に基づいて感光体ドラム12の寿命係数を演算する寿命係数演算部203と、ドラムサイクル数と寿命係数演算部203にて演算された寿命係数とから寿命積算量を演算する寿命積算量演算部204と、寿命積算量演算部204にて演算された寿命積算量をプロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61に格納する寿命積算量書き込み部205とを備える。また、制御回路100は、感光体ドラム12の寿命を判断する閾値として用いられる寿命情報を読み込む寿命情報読み込み部206と、カートリッジメモリ61に格納された寿命積算量と寿命情報とを比較する寿命積算量比較部207と、寿命積算量比較部207における比較結果に従い必要に応じて警告を行う寿命警告部208とをさらに備える。
【0035】
ここで、上記の帯電サイクル検出部201は、帯電バイアスの成分(AC電圧とDC電圧とを重畳して印加した場合、DC電圧のみを印加した場合、帯電バイアス印加なしの場合)、すなわち帯電バイアスの印加条件ごとの、感光体ドラム12のドラムサイクル数を高精度に検出する。すなわち、制御回路100は、帯電バイアスの印加条件を把握すると共に、この印加条件に応じた感光体ドラム12のドラムサイクル数を把握する使用状態把握手段として機能する。また、寿命係数決定手段としての寿命係数演算部203は、電圧の印加条件と感光体ドラム12の過去における使用履歴(感光体ドラム12のドラムサイクル数に応じた摩耗量)から、この感光体ドラム12の摩耗係数を演算により算出する。さらに、寿命積算量算出手段としての寿命積算量演算部204は、後述する式に従い、プリント動作による寿命積算量を演算により算出する。
【0036】
ところで、上述したように感光体ドラム12の摩耗量は、帯電バイアスの印加条件、すなわち感光体ドラム12の使用状態によって異なる。以下図8では、感光体ドラム12の使用状態と摩耗量との関係についての実験結果を示す。
図8は、本実施の形態における感光体ドラム12のドラムサイクル数と、感光体ドラム12の摩耗量との関係を示す図である。ここで、図8では、横軸は感光体ドラム12のドラムサイクル数[kcycle]、縦軸は感光体ドラム12の摩耗量[μm]を示している。また、帯電器13に対する帯電バイアスの印加条件として、実線はAC電圧とDC電圧とが重畳された帯電バイアスが印加された場合、破線はDC電圧のみが帯電バイアスとして印加された場合、二点鎖線は帯電バイアスが印加されない場合について示している。ここでは、帯電バイアスによる印加電圧をパラメータとした、感光体ドラム12のドラムサイクル数と摩耗量との相関関係について説明する。
【0037】
図8に示すデータより、どのような使用条件下において感光体ドラム12を回転させた場合においても、この感光体ドラム12の摩耗量の増加率は、ドラムサイクル数が増加するにつれて大きくなる傾向にある。換言すれば、感光体ドラム12の摩耗量は、ドラムサイクル数の増加にしたがい、二次関数に近似的に増加していると言える。また、摩耗量の増加率は、AC電圧とDC電圧とを重畳させた帯電バイアスを印加した場合に最も大きく、次いでDC電圧のみの帯電バイアスを印加した場合が大きい。そして、摩耗量の増加率は、帯電バイアスを印加せずに感光体ドラム12を空回転させた場合に最も小さくなるが、帯電バイアスを印加しない場合であっても感光体ドラム12のドラムサイクル数に応じて所定量摩耗する。このようにして得られた、より正確なドラムサイクル数と摩耗量との関係から、感光体ドラム12の寿命を算出するための摩耗係数を導き出す。従来において摩耗係数を導き出すにあたっては、どのような使用条件においても摩耗量が帯電バイアス印加時間に応じて一次関数的(略直線的)に増加するものとしていた。これに対して本発明者は、ドラムサイクル数と摩耗量との関係を高精度に測定したことにより、より高精度な摩耗係数を導き出すことが可能となり、これにより、感光体ドラム12の寿命をより高精度に算出することができるようになる。
【0038】
本発明者の鋭意検討の結果、図8に示した実験結果のデータに基づき、感光体ドラム12の寿命係数を導き出すことができた。図9は、感光体ドラム12の寿命積算量と感光体ドラム12の寿命係数との相関関係を示す図である。図9では、横軸は感光体ドラム12の寿命積算量(摩耗量[μm])、縦軸は感光体ドラム12の寿命係数を示している。また、同図において、実線はAC電圧とDC電圧とが重畳された帯電バイアスが印加された場合における感光体ドラム12の寿命係数R1、破線はDC電圧のみが帯電バイアスとして印加された場合における感光体ドラム12の寿命係数R2、二点鎖線は帯電バイアスが印加されない場合における寿命係数R3を示している。
【0039】
図9に示すように、図8に示したドラムサイクル数と摩耗量との相関関係から導き出される寿命係数R1は、寿命積算量が0のときには約0.05、寿命積算量すなわち使用履歴に応じた摩耗量が例えば16[μm]のときには約0.08とすることができる。また、寿命係数R2は、寿命積算量が0のときには約0.02、上記の寿命積算量としての摩耗量が16[μm]のときには約0.035とすることができる。さらに、寿命係数R3は、寿命積算量が0のときには約0.005、寿命積算量としての摩耗量が16[μm]のときには約0.009とすることができる。このように、これらの寿命係数R1,R2,R3は、寿命積算量に応じて直線的(無段階)に増加するように設定することができる。
【0040】
また、図8の実験結果のデータに基づき、感光体ドラム12の寿命係数を、図10に示すように設定することができる。図10は、感光体ドラム12の寿命積算量と感光体ドラム12の寿命係数との相関関係を示す図である。図10の横軸および縦軸、さらに寿命係数R1,R2,R3を示す各線種は、図9に示したのと同じなので説明を省略する。図10に示すように、寿命係数R1は、寿命積算量(摩耗量[μm])が0のときには約0.05であり、約4[μm]摩耗するごとに(寿命積算量に応じて)約0.01ずつ増加し、寿命積算量としての摩耗量が16[μm]のときには約0.08とすることができる。また、寿命係数R2は、寿命積算量が0のときには約0.020であり、約4[μm]摩耗するごとに約0.005ずつ増加し、寿命積算量としての摩耗量が16[μm]のときには約0.035とすることができる。さらに、寿命係数R3は、寿命積算量が0のときには約0.0050であり、約4[μm]摩耗するごとに約0.0013ずつ増加し、寿命積算量としての摩耗量が16[μm]のときには約0.0090とすることができる。このように、これらの寿命係数R1,R2,R3は、ドラムサイクル数に応じて段階的に増加するように設定することができる。
【0041】
以上図9、図10では、電圧の印加条件をパラメータとした寿命積算量と摩耗量との関係から寿命係数R1,R2,R3を求める場合について示したが、これらのグラフに代えて、寿命積算量および寿命係数の各々の読み値に対応するテーブルを設け、このテーブルに基づいて寿命係数を求めるようにしても良い。また、以上では、寿命積算量に応じて寿命係数R1,R2,R3を求める場合について示したが、寿命積算量に代えて、ドラムサイクル数や帯電時間に基づいて寿命係数を求めるようにしても構わない。
【0042】
本実施の形態では、以上のようにして得られた寿命係数に基づいて、寿命積算量を導き出すことができる。
ここで、前プリント動作終了時点での寿命積算量をB、AC電圧とDC電圧とを重畳して帯電バイアスを印加した場合のドラムサイクル数をC1、この場合における寿命係数をR1、DC電圧のみの帯電バイアスを印加した場合のドラムサイクル数をC2、この場合における寿命係数をR2、帯電バイアスを印加せずに感光体ドラム12が空回りした場合のドラムサイクル数をC3、この場合における寿命係数をR3とすると、寿命積算量Aは、
A=B+(R1×C1+R2×C2+R3×C3)
となる。
このような式を用いて寿命積算量を算出すれば、感光体ドラム12の使用状態がどのような場合であっても、この使用状態に対応することができる。
【0043】
図11は、感光体ドラム12の使用状態に応じて、制御回路100によって実行される処理を示すフローチャートである。画像形成装置において或るプリント動作が行われると制御回路100により、このプリント動作が終了したことが認識される(ステップ1101)。そして、帯電サイクル検出部201において、このプリント動作の画像形成プロセスにおける帯電バイアスの印加時間とプロセス速度と感光体ドラム12の径とから、感光体ドラム12の使用状態としての帯電バイアスの印加条件(AC電圧とDC電圧とを重畳、DC電圧のみ、電圧印加なし)ごとのドラムサイクル数(C1,C2,C3)が算出される(ステップ1102)。この帯電サイクル検出部201によるドラムサイクル数の算出に代えて、各帯電バイアスの印加条件ごとに感光体ドラム12のドラムサイクル数を、センサ等を用いて検出するようにしても構わない。
【0044】
次に、寿命積算量読み込み部202により、プロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61から、直前のプリント動作終了時までの寿命積算量Bが読み込まれる(ステップ1103)。そして、寿命係数演算部203により、読み込まれた寿命積算量Bおよび帯電バイアスの印加条件から、図9、図10に示した感光体ドラム12の各使用状態における寿命係数(R1,R2,R3)が算出される(ステップ1104)。ステップ1102において算出されたドラムサイクル数(C1,C2,C3)、ステップ1103において読み込まれた寿命積算量B、およびステップ1104において算出された寿命係数(R1、R2,R3)は、例えば、制御回路100のRAM、または本体メモリ130に保持される。
【0045】
そして、寿命積算量演算部204において、RAMに保持されたドラムサイクル数(C1,C2,C3)、寿命係数(R1、R2,R3)、および寿命積算量Bが用いられ、上記の式に基づいてステップ1101のプリント動作終了時における新たな寿命積算量Aが算出される(ステップ1105)。ステップ1105において算出された寿命積算量Aは、RAMに保持されると共に、寿命積算量書き込み部205によりプロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61に書き込まれる(ステップ1106)。この書き込まれた寿命積算量Aは、次回以降の処理において寿命積算量読み込み部202により読み込まれる場合には、直前のプリント動作終了時までの寿命積算量Bとして読み込まれる。
【0046】
さらに、寿命情報読み込み部206により、プロセスカートリッジ60のカートリッジメモリ61または制御回路100のROMから、寿命情報(Y,Z)が読み込まれ(ステップ1107)、この寿命情報(Y,Z)はRAMに保持される。ここで、この寿命情報Yは、感光体ドラム12の寿命が近づいたことをユーザに対して通知し、交換を促すための閾値である。また、この寿命情報Zは、感光体ドラム12の寿命の閾値である。これらの閾値の大きさは、Y<Zである。そして、寿命積算量比較部207では、寿命積算量Aの値が寿命情報Yの値よりも小さいか否かの判断が行われる(ステップ1108)。ステップ1108において、寿命積算量Aの値が小さいと判断された場合には、感光体ドラム12の寿命は、まだ近づいてはいないものと判断され、ステップ1101において、それ以降のプリント動作の認識が行われるまで待機する。
【0047】
また、ステップ1108において、寿命積算量Aの値が大きいと判断された場合には、寿命積算量比較部207では、さらに、寿命積算量Aの値が寿命情報Zの値よりも小さいか否かの判断が行われる(ステップ1109)。ステップ1109において、寿命積算量Aの値が小さいと判断された場合には、寿命警告部208によって、例えば、コントロールパネル140に備えられた表示手段に、感光体ドラム12の交換を促すメッセージが表示され、ユーザに対して警告が行われる(ステップ1110)。ここで、ステップ1110の警告の表示が行われた後には、ステップ1101において、それ以降のプリント動作の認識が行われるまで待機する。
【0048】
ステップ1109において、寿命積算量Aの値が大きいと判断された場合には、寿命警告部208によって、コントロールパネル140の表示手段に、感光体ドラム12の寿命である旨の警告メッセージが表示され、それ以降のプリント動作が禁止される(ステップ1111)。ステップ1111の処理が行われた後には、寿命であると判断された感光体ドラム12が格納されたプロセスカートリッジ60でのプリント動作が禁止される。例えば、カラー用の感光体ドラム12(12Y,12M,12C)の寿命がきた場合には、フルカラーモードでの画像形成プロセスが禁止され、黒用の感光体ドラム12の寿命がきた場合には、さらに、モノクロモードでの画像形成プロセスが禁止される。
【0049】
図11に示したフローチャートでは、プリント動作が終了した時点から処理を開始する場合について例示したが、プリント動作の途中においても寿命積算量を演算し、各々の警告を示すようにしても構わない。また、以上では、1つのプリント動作ごとに処理を行う場合について例示したが、例えば、画像形成装置の起動時や省電力モードからの復旧時に寿命積算量を演算するようにしても構わない。
【0050】
以上説明したように、本実施の形態では、像担持体の使用状態に応じた摩耗係数を求め、この摩耗係数とドラムサイクル数とから、像担持体の寿命を検知している。より詳しくは、帯電器を用いて像担持体に印加される帯電バイアスの成分(AC電圧とDC電圧との重畳、DC電圧のみ、電圧印加なし)に応じた場合分けを行っている。そして、それぞれの帯電バイアスによって像担持体が受けるダメージ、すなわち像担持体の摩耗(過去における使用履歴)を正確に計測している。この計測結果から求められた摩耗係数とドラムサイクル数とに基づいて、像担持体の寿命をより正確に検知している。これにより、像担持体の使用状態が多種多様に変化する場合であっても、この像担持体の寿命をより高精度かつ簡易に把握することができるようになる。そして、寿命となった像担持体を交換することにより、この像担持体における静電潜像の形成に悪影響を与えるのを未然に抑制することができる。そうすることにより、像担持体の寿命が原因である記録紙上における画質の低下を未然に抑制することができる。
【0051】
また、本実施の形態では、プロセスカートリッジごとの像担持体の使用状態に応じた寿命の検知を行っている。より詳しくは、このプロセスカートリッジを使用してプリントを行った際の帯電バイアスの印加時間、プロセス速度、像担持体の径に基づいて、この像担持体の寿命を検知している。積算された寿命は、このプロセスカートリッジに備えられたカートリッジメモリに格納されるので、このプロセスカートリッジを他の位置に入れ換えた場合であっても、寿命を正確に検知することが可能である。そして、このようにカートリッジごとに寿命の検知を行うことにより、寿命となったカートリッジのみを交換することができるので、画像形成装置の運用コストを低減することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接触型帯電部材による帯電バイアスを印加する際の使用状態に影響されることなく像担持体の寿命をより高精度に検知することができる。
また、本発明によれば、画像形成装置内に複数設けられた像担持体の使用状態に応じた寿命の検知を行い、それぞれの像担持体の寿命を個別に検知するシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図2】 画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図3】 本実施の形態におけるカートリッジを説明するための図である。
【図4】 本実施の形態におけるプロセスカートリッジを他の方面から見た斜視図である。
【図5】 本実施の形態が適用される画像形成装置の駆動制御を説明するための図である。
【図6】 駆動制御を除く画像形成装置の制御を説明するための図である。
【図7】 本実施の形態における制御回路において実現される機能を説明するための図である。
【図8】 感光体ドラムのサイクル数と、感光体ドラムの摩耗量との関係を示す図である。
【図9】 感光体ドラムの寿命積算量と、感光体ドラムの寿命係数との関係を示す図である。
【図10】 感光体ドラムの寿命積算量と、感光体ドラムの寿命係数との他の関係を示す図である。
【図11】 感光体ドラムの使用状態に応じて、制御回路よって実行される処理を示すフローチャートである。
【図12】 従来技術としてタンデム機の一例を示した図である。
【符号の説明】
1…本体、10…画像プロセス系、11Y,11M,11C,11K…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、13…帯電器、14…現像器、14a…現像ロール、15…一次転写ロール、16…クリーニング装置、20…転写ユニット、21…中間転写ベルト、30…ROS、40…シート搬送系、50…IPS(Image Processing System)、60…プロセスカートリッジ、61…カートリッジメモリ、100…制御回路、120…高圧ユニット、130…本体メモリ、140…コントロールパネル、201…帯電サイクル検出部、202…寿命積算量読み込み部、203…寿命係数演算部、204…寿命積算量演算部、205…寿命積算量書き込み部、206…寿命情報読み込み部、207…寿命積算量比較部、208…寿命警告部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile capable of forming a full-color or black-and-white image using an electrophotographic method and the like, and more specifically, includes a plurality of image forming units. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, so-called full-color tandem machines have been proposed in image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines for the purpose of forming color images at high speed and high image quality. As a typical tandem machine, four image forming units of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged in parallel with each other, and each of these image forming units. The toner images (yellow, magenta, cyan, black) of each color that are sequentially formed in
[0003]
FIG. 12 is a diagram showing an example of such a tandem machine. The image forming apparatus shown in FIG. 12 includes four
[0004]
The intermediate transfer belt 306 is circulated and driven at a speed equal to the rotational speed of the
[0005]
Here, as the
[0006]
As a conventional technique using this contact-type charging member, in order to detect the life of the photoreceptor, the usage time of the photoreceptor is measured by weighting the rotation time of the photoreceptor, the application time of the primary AC high voltage, and the process speed. However, there is a technique for determining the lifetime of the photoconductor in consideration of the influence of each factor on the lifetime of the photoconductor (see, for example, Patent Document 1). In addition, when an AC voltage and a DC voltage are used together for bias application from the charging member, a coefficient for calculating the damage caused by each bias application to the image carrier is determined according to the applied bias component. There is a technique of changing and integrating the damage of the image carrier calculated from this coefficient and the bias application time (for example, Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-39690 (page 4-6, FIGS. 1 and 6)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-186972 (page 8-9, FIGS. 1 and 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the contact-type charging member is charged by bringing it into contact with an image carrier such as a photosensitive drum, the surface of the image carrier is damaged and worn due to various factors. As a cause of wear of the image carrier, more specifically, friction with a cleaning device that removes toner remaining on the surface of the image carrier, damage due to a charging bias applied from a contact-type charging member, and the like can be given. It is done. In particular, it is known that when an AC voltage is used for applying a charging bias, damage is considerably greater than when a DC voltage is used. This damage to the image carrier due to the charging bias can occur in the same manner even in a non-contact type charging device. When an image is formed on an image carrier that has been worn due to such factors, there is a problem that the image quality deteriorates. For this reason, when the image carrier is worn and the film thickness on the surface becomes a predetermined value or less, it is detected that the life of the image carrier has been reached, and for each process cartridge including the image carrier or the image carrier. It is desirable to exchange.
[0009]
However, it is difficult to accurately detect the life of the image carrier mounted inside the image forming apparatus during the operation of the image forming apparatus. In order to deal with such a problem, for example, by adopting the technique of
[0010]
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and the object of the present invention is not affected by the use state when the charging bias is applied by the contact-type charging member. The object is to detect the life of the image carrier with higher accuracy.
Another object of the present invention is to provide a system that detects the life of a plurality of image carriers provided in the image forming apparatus according to the usage state and individually detects the life of each image carrier.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the present invention focuses on the use state of the image carrier determined by the voltage application conditions applied to the image carrier and the number of cycles of the image carrier. Furthermore, the inventor of the present invention measured the amount of wear when a voltage was applied to the image carrier with high accuracy, and obtained a highly accurate life factor from the application conditions and the number of cycles. In the present invention, the life of the image carrier is detected with high accuracy based on the life coefficient of the image carrier and the state of use.
That is, the present invention is an image forming apparatus provided with a charger for applying a voltage to an image carrier, and a voltage application condition applied from the charger to the image carrier and a cycle of the image carrier. Use condition grasping means for grasping the number, life coefficient determining means for determining the life coefficient of the image carrier from the application condition grasped by the use condition grasping means and the past use history of the image carrier, and A life integrated amount calculating means for calculating the life of the image carrier based on the life coefficient determined by the life coefficient determining means and the number of cycles of the image carrier;
[0012]
Here, the value of the lifetime coefficient determined by the lifetime coefficient determining means is a value determined from the lifetime integrated amount of the image carrier using the applied voltage applied by the charger as a parameter. The number of cycles grasped by the use state grasping means is grasped from the application time of the voltage applied from the charger to the image carrier, the process speed in the image carrier, and the diameter of the image carrier. The Further, the voltage application condition grasped by the use state grasping means includes at least a case where a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a DC voltage is applied and a case where a voltage consisting only of a DC voltage is applied. Further, in this image forming apparatus, the image carrier and the charger are formed into a cartridge and stored in the main body of the image forming apparatus, and storage means for storing past use history information of the image carrier in units of the cartridge. Is further provided. Then, the lifetime integrated amount calculating means calculates the lifetime integrated amount of the image carrier based on the use history information stored in the storage means.
[0013]
The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, a charger that charges the image carrier, a power supply unit that applies a charging bias to the charger according to predetermined application conditions, and the power supply unit. The lifetime coefficient of the image carrier is determined from the charging bias application condition and the past use history of the image carrier, and the lifetime integrated amount of the image carrier is calculated from the use state and the lifetime coefficient of the image carrier. It can be set as the structure provided with the control part.
Here, in this image forming apparatus, the usage state of the image carrier is grasped based on the number of cycles of the image carrier or the charging time of the image carrier by applying a charging bias. In addition, the lifetime coefficient of the image carrier increases steplessly or stepwise according to the lifetime accumulated amount of the image carrier.
[0014]
Furthermore, the present invention provides the following image carrier lifetime detection method in an image forming apparatus including an image carrier to which a charging bias is applied by a charger. The image carrier life detection method includes a step of calculating the number of cycles of the image carrier in the printing operation of the image forming apparatus, a step of reading the past life accumulated amount of the image carrier, and an image carrier from the charger. The step of calculating a life factor from the application condition of the charging bias applied to the body and the accumulated life amount of the read image carrier, and the life in this printing operation based on the cycle number and the life factor of the image carrier Calculating an integrated amount.
[0015]
Here, in this image carrier life detection method, in the step of calculating the lifetime integrated amount, a new lifetime integrated amount is calculated from the past lifetime integrated amount and the calculated lifetime integrated amount in the printing operation. The image carrier life detection method further includes a step of determining the life of the image carrier by comparing the calculated new accumulated life amount with a predetermined threshold.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus to which this embodiment is applied, and shows a so-called tandem type digital color printer. An image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In addition to a semiconductor laser and a modulator (not shown), the
[0020]
The
[0021]
Next, the operation of the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described. A color material reflected light image of a document read by a document reading device (not shown) and color material image data formed by a personal computer (not shown) are, for example, R (red), G (green), and B (blue). Each 8-bit reflectance data is input to the
[0022]
In the
[0023]
The toner images formed on the
[0024]
On the other hand, in the
[0025]
Next, the
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the
[0026]
The
[0027]
Next, the cartridge will be described.
FIG. 3 is a view for explaining the cartridge in the present embodiment. In the present embodiment, the
[0028]
FIG. 4 is a perspective view of the process cartridge as viewed from another direction. Each
[0029]
Next, drive control in the image forming apparatus will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining drive control of the image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. Based on the image signal subjected to the image processing by the
[0030]
As described above, in the present embodiment, a part of the
[0031]
FIG. 6 is a diagram for explaining control of the image forming apparatus excluding drive control. The
The
[0032]
Further, the
[0033]
The
[0034]
FIG. 7 is a diagram for explaining functions realized in the
[0035]
Here, the charging
[0036]
Incidentally, as described above, the wear amount of the
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of drum cycles of the
[0037]
From the data shown in FIG. 8, the rate of increase in the amount of wear of the
[0038]
As a result of intensive studies by the present inventor, it was possible to derive the lifetime coefficient of the
[0039]
As shown in FIG. 9, the life coefficient R1 derived from the correlation between the number of drum cycles and the wear amount shown in FIG. 8 is about 0.05 when the life accumulated amount is 0, depending on the life accumulated amount, that is, the usage history. For example, when the wear amount is 16 [μm], it can be set to about 0.08. The life coefficient R2 can be about 0.02 when the life accumulated amount is 0, and can be about 0.035 when the wear amount as the life accumulated amount is 16 [μm]. Further, the life coefficient R3 can be about 0.005 when the life accumulated amount is 0, and can be about 0.009 when the wear amount as the life accumulated amount is 16 [μm]. Thus, these life coefficients R1, R2, and R3 can be set so as to increase linearly (steplessly) according to the accumulated life amount.
[0040]
Further, based on the experimental result data of FIG. 8, the life coefficient of the
[0041]
9 and 10 show the case where the life coefficients R1, R2, and R3 are obtained from the relationship between the life accumulated amount and the wear amount using the voltage application condition as a parameter. A table corresponding to each reading value of the quantity and the life coefficient may be provided, and the life coefficient may be obtained based on this table. In the above description, the life coefficients R1, R2, and R3 are obtained according to the accumulated life amount. However, the life coefficient may be obtained based on the number of drum cycles and the charging time instead of the accumulated life amount. I do not care.
[0042]
In the present embodiment, the lifetime integrated amount can be derived based on the lifetime coefficient obtained as described above.
Here, the accumulated life amount at the end of the previous printing operation is B, the number of drum cycles when the charging bias is applied by superimposing the AC voltage and the DC voltage is C1, the life coefficient in this case is R1, and only the DC voltage is used. The number of drum cycles when the charging bias is applied is C2, the life factor in this case is R2, the number of drum cycles when the
A = B + (R1 × C1 + R2 × C2 + R3 × C3)
It becomes.
If the lifetime integrated amount is calculated using such an expression, it is possible to cope with the use state regardless of the use state of the
[0043]
FIG. 11 is a flowchart showing processing executed by the
[0044]
Next, the accumulated life
[0045]
Then, in the accumulated
[0046]
Further, the life
[0047]
If it is determined in step 1108 that the value of the lifetime integrated amount A is large, the lifetime integrated
[0048]
If it is determined in step 1109 that the value of the accumulated life amount A is large, the
[0049]
In the flowchart shown in FIG. 11, the case where the process is started from the time when the printing operation is completed is illustrated, but it is also possible to calculate the accumulated life amount even in the middle of the printing operation and indicate each warning. In the above, the case where processing is performed for each print operation has been illustrated. However, for example, the lifetime integrated amount may be calculated when the image forming apparatus is activated or when the image forming apparatus is restored from the power saving mode.
[0050]
As described above, in this embodiment, the wear coefficient corresponding to the use state of the image carrier is obtained, and the life of the image carrier is detected from the wear coefficient and the number of drum cycles. More specifically, the charging is performed according to the charging bias component applied to the image carrier (superimposition of AC voltage and DC voltage, only DC voltage, no voltage applied). Then, damage to the image carrier by each charging bias, that is, wear of the image carrier (usage history in the past) is accurately measured. The life of the image carrier is more accurately detected based on the wear coefficient and the number of drum cycles obtained from the measurement result. As a result, even when the usage state of the image carrier changes in various ways, the life of the image carrier can be grasped more accurately and easily. Then, by replacing the image carrier that has reached the end of its life, it is possible to suppress adverse effects on the formation of the electrostatic latent image on the image carrier. By doing so, it is possible to suppress deterioration in image quality on the recording paper due to the life of the image carrier.
[0051]
In the present embodiment, the life is detected according to the use state of the image carrier for each process cartridge. More specifically, the life of the image carrier is detected based on the charging bias application time, process speed, and diameter of the image carrier when printing is performed using the process cartridge. Since the accumulated lifetime is stored in a cartridge memory provided in the process cartridge, the lifetime can be accurately detected even when the process cartridge is replaced with another position. By detecting the life of each cartridge in this way, only the cartridge that has reached the end of life can be replaced, so that the operating cost of the image forming apparatus can be reduced.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the life of the image carrier can be detected with higher accuracy without being affected by the use state when the charging bias is applied by the contact-type charging member.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a system for detecting the lifetime according to the use state of a plurality of image carriers provided in the image forming apparatus and individually detecting the lifetime of each image carrier. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an image forming unit.
FIG. 3 is a view for explaining a cartridge in the present embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of the process cartridge according to the present embodiment as viewed from another direction.
FIG. 5 is a diagram for describing drive control of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 6 is a diagram for explaining control of the image forming apparatus excluding drive control.
FIG. 7 is a diagram for explaining functions realized in a control circuit in the present embodiment;
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the number of cycles of the photosensitive drum and the wear amount of the photosensitive drum.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the accumulated amount of life of the photosensitive drum and the lifetime coefficient of the photosensitive drum.
FIG. 10 is a diagram showing another relationship between the accumulated life amount of the photosensitive drum and the lifetime coefficient of the photosensitive drum.
FIG. 11 is a flowchart illustrating processing executed by a control circuit in accordance with the usage state of the photosensitive drum.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a tandem machine as a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
少なくともAC電圧とDC電圧とを重畳させた電圧を印加した場合とDC電圧のみからなる電圧を印加した場合とを含む印加条件によって前記帯電器から前記像担持体に印可される前記電圧の当該印加条件と当該像担持体のサイクル数とを把握する使用状態把握手段と、
前記印加条件ごとの寿命係数と前記使用状態把握手段により把握された前記印加条件における前記像担持体の前記サイクル数とに基づいた値を積算して得られる寿命積算値に応じて警告を行う寿命警告手段と、
過去における前記像担持体のサイクル数に係る値を積算して得られる使用積算値に基づき前記印加条件ごとの当該像担持体の前記寿命係数を決定する寿命係数決定手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus including a charger that applies a voltage to an image carrier,
The application of the voltage applied from the charger to the image carrier according to application conditions including a case where a voltage obtained by superimposing at least an AC voltage and a DC voltage and a case where a voltage consisting only of a DC voltage is applied. Use state grasping means for grasping conditions and the number of cycles of the image carrier;
Life for warning according to a life integrated value obtained by integrating values based on a life coefficient for each application condition and the number of cycles of the image carrier in the application condition grasped by the use state grasping means Warning means,
Life coefficient determining means for determining the life coefficient of the image carrier for each of the application conditions based on a cumulative use value obtained by integrating values related to the number of cycles of the image carrier in the past. An image forming apparatus.
前記帯電器から前記像担持体に印加される前記電圧の印加時間と、当該像担持体におけるプロセス速度と、当該像担持体の径とから把握されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The number of cycles grasped by the use state grasping means is
2. The method according to claim 1, wherein the voltage is applied to the image carrier from the charger, the process speed of the image carrier, and the diameter of the image carrier. 3. Image forming apparatus.
前記像担持体を帯電させる帯電器と、
少なくともAC電圧とDC電圧とを重畳させた電圧を印加する場合とDC電圧のみからなる電圧を印加する場合とを含む印加条件により前記帯電器に対して電圧を印加する電源ユニットと、
過去における前記像担持体のサイクル数に係る値を積算して得られる使用積算値に基づき前記印加条件ごとに寿命係数を決定すると共に、前記印加条件ごとの前記寿命係数と前記印加条件における前記像担持体の前記サイクル数とに基づいた値を積算して寿命積算値を算出する制御部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image carrier;
A charger for charging the image carrier;
A power supply unit that applies a voltage to the charger according to application conditions including a case where a voltage obtained by superimposing at least an AC voltage and a DC voltage and a case where a voltage consisting only of a DC voltage is applied;
A life coefficient is determined for each of the application conditions based on a use integrated value obtained by integrating values related to the number of cycles of the image carrier in the past, and the life coefficient for each of the application conditions and the image in the application conditions are determined. An image forming apparatus comprising: a control unit that calculates a lifetime integrated value by adding values based on the number of cycles of the carrier .
前記制御部は、
前記カートリッジメモリに格納された前記過去における寿命積算値の情報に基づいて、前記寿命積算値を算出することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。The image carrier and the charger are formed into a cartridge and housed in the apparatus main body, and further includes a cartridge memory that stores information on the accumulated lifetime value of the image carrier in the past for each cartridge.
The controller is
The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the lifetime integrated value is calculated based on information on the lifetime integrated value in the past stored in the cartridge memory.
前記画像形成装置のプリント動作における前記像担持体のサイクル数を算出するステップと、
前記印加条件ごとの寿命係数と当該印加条件における前記像担持体の前記サイクル数とに基づいた値を積算して得られる寿命積算値を読み込むステップと、
前記帯電器から前記像担持体に印加される前記電圧の前記印加条件と読み込まれた当該像担持体の過去における寿命積算値とから寿命係数を算出するステップと、
前記像担持体の前記サイクル数と前記寿命係数とに基づいて前記プリント動作における寿命積算値を算出するステップと
を含むことを特徴とする像担持体の寿命検知方法。In an image forming apparatus, an image bearing member to which a voltage is applied according to application conditions including a case where a voltage obtained by superimposing at least an AC voltage and a DC voltage and a case where a voltage consisting only of a DC voltage is applied are applied by a charger. A life detection method,
Calculating the number of cycles of the image carrier in the printing operation of the image forming apparatus;
Reading a lifetime integrated value obtained by integrating a value based on a lifetime coefficient for each application condition and the number of cycles of the image carrier in the application condition ;
Calculating a lifetime coefficient from the application condition of the voltage applied to the image carrier from the charger and a lifetime integrated value in the past of the read image carrier;
A method for detecting a lifetime of an image carrier, comprising: calculating a lifetime integrated value in the printing operation based on the number of cycles of the image carrier and the lifetime coefficient.
前記過去における寿命積算値と算出された前記プリント動作における前記寿命積算値とから新たな寿命積算値を算出することを特徴とする請求項8に記載の像担持体の寿命検知方法。In the step of calculating the lifetime integrated value ,
9. The method according to claim 8 , wherein a new lifetime integrated value is calculated from the lifetime integrated value in the past and the calculated lifetime integrated value in the printing operation.
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