JP5402973B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤を使用する現像器では、長時間の使用によってキャリアが劣化する。劣化したキャリアは、トナーを帯電させる能力が低下するために、トナーを所望の帯電状態とすることができなくなるおそれがある。トナーが帯電不足になると、トナー飛散、トナー画像におけるかぶり等が生じる可能性がある。
また、感光体ドラムも、回転時間が長くなると、表面の感光層が削れて帯電性が劣化するおそれがある。劣化した感光層は、帯電器によって所望の帯電電位にはならず、形成されるトナー画像にかぶりが発生する可能性がある。感光体ドラムの劣化がさらに進むと、感光層の電荷がリークするおそれもある。
プロセスユニットの交換時におけるプロセス手段の初期調整は、通常、プロセス手段が未使用であることから、未使用のプロセス手段の物性、性能等の状態に関する指標値を検出して、検出された指標値に基づいて行われる。
しかしながら、交換された現像器が、新品でなく使用状態になった旧品の場合には、通常、現像器内のトナー濃度は、トナー補給制御が実行されることによって、新品(未使用)時におけるトナー濃度(8%)よりも低い値(6%程度)になっている。このような旧品の現像器に交換された場合に、トナー濃度センサの初期調整が実行されると、トナー濃度センサの出力は、現像器内のトナー濃度が6%であるにもかかわらず、8%程度に対応した出力に補正されることになる。
このような問題は、現像器のみならず、他のプロセス手段を交換する場合にも生じる。例えば、プロセス手段である感光体ドラムが交換されると、通常、画像形成装置において画像安定化処理が行われ、帯電器による帯電電圧、露光器による露光量、現像器における現像バイアス電圧のそれぞれが、所望の状態になるように初期調整される。
特許文献1には、現像器を含むプロセスユニット(プロセスカートリッジ)が交換可能になったカラー画像形成装置において、プロセスユニットに設けられたメモリの記憶データと、装置本体内の記憶データとを比較することにより、装着されたプロセスユニットが新品でない使用品であることを検出して、装置本体内の記憶データを、使用品のプロセスユニットに対応した初期データに再設定を行う構成が開示されている。これにより、使用品であるプロセスユニットの初期調整を適切に行うことができる。
この場合、ユニットメモリの記録データが通信ラインによって制御部へ送信される間に、ノイズの影響等によって、データが変化するおそれがある。例えば、ユニットメモリの記憶データが、新品でない旧品の現像器を示す情報であるにもかかわらず、ノイズの影響等によって新品の現像器を示す情報に変化するおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、交換されたプロセスユニットが新品であることを的確に判定することができる画像形成装置を提供することにある。
好ましくは、前記比較情報は、プロセスユニットの交換前の直近のタイミングで検出された指標値であって、前記判定手段は、基準情報と比較情報との差が所定値以上になっている場合に、装置本体に装着されたプロセスユニットを新品であると判定することを特徴とする。
好ましくは、前記プロセスユニットは感光体を含み、前記検出手段は、画像安定化処理により得られる、前記感光体の帯電電位に関する情報を指標値として検出することを特徴とする。
好ましくは、前記プロセスユニットが現像器を含み、前記検出手段は、画像安定化処理により得られる、現像バイアス電圧に関する情報を指標値として検出することを特徴とする。
[第1実施形態]
<画像形成装置の構成>
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタ(以下、単に「プリンタ」という)の構成を説明するための模式図である。このカラープリンタは、ネットワーク(例えばLAN)を介して外部の端末装置等から入力される画像データに基づいて、周知の電子写真方式により、フルカラーあるいはモノクロの画像を記録用紙、OHPシート等の記録シートに形成する。
中間転写ベルト25の下方には、それぞれが画像形成部A(装置本体)に対して着脱可能になったプロセスユニット10Y、10M、10C、10Kが設けられている。各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kは、中間転写ベルト25の周回移動方向に沿ってその順番で配置されており、それぞれが、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーによってトナー画像を形成する複数のプロセス手段を備えている。
中間転写ベルト25の上方には、中間転写ベルト25を挟んで、プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのそれぞれの上方に位置するトナーカートリッジ17Y、17M、17C、17Kが設けられている。各トナーカートリッジ17Y、17M、17C、17Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色のトナーが収容されており、各トナーカートリッジ17Y、17M、17C、17Kに収容されたそれぞれのトナーが、トナー補給機構19Y、19M、19C、19Kによって、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kに供給される。
各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kは、中間転写ベルト25の下方において中間転写ベルト25に対向して回転可能に配置された感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kをそれぞれ有している。各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面には、全周にわたって感光層が設けられており、それぞれが、矢印Zで示す方向に回転されるようになっている。
露光器28には4つの半導体レーザ素子28Y、28M、28C、28K(図6参照)が設けられており、各半導体レーザ素子28Y、28M、28C、28Kからそれぞれ出射されるレーザ光LY、LM、LC、LKが、ポリゴンミラー、走査レンズ等を介して、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの感光層に照射される。これにより、帯電器12Y、12M、12C、12Kによってそれぞれ一様に帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの感光層に静電潜像が形成される。
各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kの上方には、中間転写ベルト25を挟んで感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれに対向する1次転写ローラ27Y、27M、27C、27Kが設けられている。各1次転写ローラ27Y、27M、27C、27Kは画像形成部Aに取り付けられている。各1次転写ローラ27Y、27M、27C、27Kは、転写バイアス電圧が印加されることによって、対向するそれぞれの感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kとの間に電界を形成する。
なお、フルカラー画像を形成する場合には、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上に形成されたそれぞれのトナー画像が中間転写ベルト25上の同じ領域に多重転写されるように、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのそれぞれの画像形成動作タイミングがずらされる。
中間転写ベルト25は、周回移動によって、転写されたトナー画像を、一方のベルト周回ローラ23が巻き掛けられた端部(図1において右側の端部)へと搬送する。ベルト周回ローラ23には、中間転写ベルト25に対向して2次転写ローラ26が配置されている。2次転写ローラ26は、中間転写ベルト25に圧接されており、両者の間に転写ニップが形成されている。
2次転写ローラ26と中間転写ベルト25とによって形成される転写ニップには、給紙部Bの給紙カセット22からシート搬送経路21に繰り出された記録シートSが搬送される。中間転写ベルト25上に転写されたトナー画像は、2次転写ローラ26と中間転写ベルト25との間に形成される電界の作用により、シート搬送経路21を搬送される記録シートSに2次転写される。
図2は、プロセスユニット10Yの長手方向のほぼ中央部における横断面図であり、隣接して配置されたプロセスユニット10Mの一部とともに示している。
図2に示すように、プロセスユニット10Yは、プロセス手段である感光体ドラム11Yと、クリーニング部材16Yおよび帯電装置12Yとが一体に構成されたドラムセット18Yを有しており、ドラムセット18Yが、プロセス手段である現像器14Yとは分離された状態で配置されている。感光体ドラム11Yの下部表面は、ドラムセット18Yと現像器14Yとの間に露出しており、露光器28から出射されたレーザ光LYが、露出した感光体ドラム11Yの表面に照射される。
現像ハウジング14hには、下部の撹拌スクリュー14cの下方において、内部の2成分現像剤のトナー濃度を検出するためのY用トナー濃度センサSYが設けられている。トナー濃度センサSYは、現像剤の単位体積当たりに含まれるトナーのキャリアに対する重量比率(TCR)が透磁率によって変化することに基づいてトナー濃度を検出する。プリント動作時には、トナー濃度センサSYによって検出されるトナー濃度に基づいて、トナー補給機構19Yが駆動されて、現像器14Y内にトナーが補給される。
また、前面カバー14dにおける背面(内奥部に対向する面)の下部には、プロセスユニット10Yに関する各種情報が記憶された不揮発性のユニットメモリMYが取り付けられている。
なお、画像形成部Aには、正面ドアが開放されたことを検知する正面ドアセンサ52(図6参照)が設けられている。
トナー濃度センサSY、SM、SC、SKとしては、例えば、LC発振回路を有する磁気センサが用いられている。LC発振回路におけるコイルは、周囲の透磁率が変化することによってインダクタンスが変化し、LC発振回路の発振周波数が変化する。これにより、トナー濃度センサSY、SM、SC、SKのそれぞれは、現像剤におけるキャリアに対するトナー比であるトナー濃度に比例する周波数のパルスを出力する。
なお、トナー濃度センサSY、SM、SC、SKとしては、このようなLC発振回路を用いた磁気センサに限らず、透磁率の変化に応じて出力電圧が変化する構成の磁気センサを用いてもよい。
しかしながら、トナー濃度センサSYの出力周波数は、現像器14Yに取り付けられた状態では、個々のトナー濃度センサSY固有の出力周波数のばらつき、現像器14Yに対するトナー濃度センサSYの取り付け位置のばらつき等によって、図4の一点鎖線(b)〜二点鎖線(c)で示す範囲の程度のばらつきが生じる。
プロセスユニット10Yの交換時に取得されるデータとしては、トナー濃度センサSYの出力周波数とトナー濃度との関係を示す係数と、交換されたプロセスユニット10Yが未使用状態での現像器14Yに取り付けられたトナー濃度センサSYの出力周波数とである。トナー濃度センサSYは、図4に示すように、現像器14Yのトナー濃度に対して比例した周波数を出力することから、プロセスユニット10YのユニットメモリMYには、そのトナー濃度センサSY固有の比例係数が予め記憶されている。
なお、後述するように、取得された各データは、本体メモリ51に記憶され、トナー濃度センサSYの出力に基づいてトナー補給制御を実行する際に、記憶されたデータに基づいて、出力される周波数を各データに基づいて補正する。従って、その補正された出力周波数に基づいて、現像器14Y内における現像剤のトナー濃度が所定値(6%)になるように、トナー補給制御が実行される。
他のプロセスユニット10M、10C、10Kにおける現像器14M、14C、14Kにおいても同様である。
図6は、プリンタの制御系の構成を示すブロック図である。プリンタには、プリント動作を制御するエンジン制御部41に、画像データ等を処理するMFPコントローラ42が接続されている。MFPコントローラ42は、画像データに基づくプリント動作の実行を指示するプリントコマンドをエンジン制御部41に出力する。
なお、エンジン制御部41は、所定のタイミングで、MFPコントローラ42に対して、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれの回転時間、現像器14Y、14M、14C、14Kのそれぞれの回転時間に基づく情報を、寿命情報として出力する。
エンジン制御部41には、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kに設けられた帯電器12Y、12M、12C、12Kをそれぞれ制御する各帯電電圧コントローラ44Y、44M、44C、44Kが接続されている。各帯電電圧コントローラ44Y、44M、44C、44Kは、帯電器12Y、12M、12C、12Kに対して所定値に制御された帯電電圧をそれぞれ印加することによって、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの感光層を所定電位に帯電させる。
また、エンジン制御部41には、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kにおけるそれぞれの現像器14Y、14M、14C、14Kに設けられた各トナー濃度センサSY、SM、SC、SKの出力が与えられており、エンジン制御部41は、前述したように、各トナー濃度センサSY、SM、SC、SKの出力周波数に基づいて、トナー補給機構19Y、19M、19C、19Kを制御する。
ユニットメモリMYは15バイトの記憶領域を有しており、アドレス0番地が、対応するプロセスユニット10Yの新旧情報が記憶される領域になっている。例えば、対応するプロセスユニット10Yが未使用状態の場合には、アドレス0番地には、プロセスユニット10Yの新旧品情報が記憶される領域になっている。プロセスユニット10Yが新品の場合には、この領域に、新品であることを示す新品情報「FFh」が記憶される。この新品情報は、後述するように、プロセスユニット10Yが画像形成部Aに装着されて、所定の初期調整が実行されることによって、エンジン制御部41により、新品でないことを示す旧品情報「00h」に書き換えられる。
ユニットメモリMYのアドレス7〜10番地は、当該ユニットメモリMYが設けられたプロセスユニット10Yにおける感光体ドラム11Yの回転時間を記憶する領域になっており、また、アドレス11〜14番地は、当該プロセスユニットにおける現像器14Yの回転時間(駆動時間)の累計を記憶する領域になっている。
図8は、画像形成部Aに設けられた本体メモリ51の構成を示す模式図である。本体メモリ51は、255バイトの領域を有しており、アドレス0〜3番地は、それぞれ、画像形成部Aに装着された各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kの新品情報が記憶される領域になっている。すなわち、プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのいずれかが交換された場合に、対応するユニットメモリMY、MM、MC、MKのアドレス0番地に記憶された新旧品情報が読み込まれて、その新旧品情報が、本体メモリ51における対応するアドレスの番地(0〜3番地)のそれぞれに書き込まれる。
具体的には、本体メモリ51の4番地および5番地には、プロセスユニット10Yにおける感光体ドラム11Yの回転時間の累計が、予め設定された所定の複数の帯電調整時間のそれぞれになった場合に、プロセスユニット10Yに設けられた帯電器12Yに印加される帯電電圧の調整値がそれぞれ記憶される。
また、それぞれの調整値としては、感光体ドラム11Yの回転時間がそれぞれの対応する帯電調整時間になったときに、劣化した感光層を所定の帯電電位とするために必要とされる帯電電圧が設定されている。
エンジン制御部41は、感光体ドラム11Yがそれぞれの調整時間に達すると、プリント動作の実行時に帯電器12Yに印加される帯電電圧を、対応する調整値になるように調整する制御(耐久補正制御)を実行する。
この場合の調整時間のそれぞれは、現像器14Y内のキャリアが劣化することによってトナーを所定電位に帯電させることができなくなり、設定された所定の現像バイアス電圧では感光体ドラム11Yの静電潜像にトナーを適切に付着させることができないと見なされる現像器14Yの回転時間である。
それぞれの調整値は、調整時間が長くなるほどキャリアの劣化が進むことから、調整時間の長さに基づいて重み付けされており、調整時間が長くなるほど現像バイアス電圧(但し、現像バイアス電圧の絶対値)が大きくなっている。
なお、本体メモリ51には、現像器14Yの回転時間に関して、最長の調整時間よりも長い寿命回転時間が予め設定されており、エンジン制御部41は、現像器14Yの回転時間が寿命回転時間に達した場合には、現像器14Yが寿命に達したものとして、操作パネル43に、プロセスユニット10Yの交換指示を表示するようになっている。
露光量調整時間のそれぞれは、感光体ドラム11Yの表面の感光層が劣化して、設定された所定の半導体レーザ素子28Yの露光量では感光体ドラム11Yの表面に静電潜像を適切に形成することができないと見なされる回転時間である。
それぞれの調整値は、調整時間が長くなるほど感光層の劣化が進むことから、露光量調整時間の長さに基づいて重み付けされて、露光量調整時間が長くなるほど露光量が大きくなっている。
なお、本体メモリ51には、感光体ドラム11Yの回転時間に関して、最長の露光量調整時間よりも長い寿命回転時間が予め設定されており、エンジン制御部41は、感光体ドラム11Yの回転時間が当該寿命回転時間に達した場合には、感光体ドラム11Yが寿命に達したものとして、操作パネル43に、プロセスユニット10Yの交換指示を表示するようになっている。
本体メモリ51におけるアドレスの28番地および29番地は、プロセスユニット10Yが交換された場合に、交換されたプロセスユニット10YのユニットメモリMYにおける1〜2番地に記憶された調整データが書き込まれる領域になっている。この調整データは、前述したように、トナー濃度センサSYの出力周波数とトナー濃度との関係を示す比例係数である。この調整データは、プロセスユニット10Yが交換される毎に書き換えられる。
図9は、エンジン制御部41によって実行されるプリント動作に係る制御の処理手順を示すフローチャートである。エンジン制御部41は、電源がオンされると、プロセスユニットが交換されているかを確認し、プロセスユニットが交換されたとみなされる場合には、そのプロセスユニットが新品であるかを判定して所定の制御(新品判定制御)を実行する(図9のステップS12参照、以下同様)。この新品判定制御の詳細については後述する。
エンジン制御部41は、プリントコマンドを受け付けると(ステップS13において「YES」)、従来と同様に、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kを用いた画像形成動作(プリント動作)を実行して、記録シートS上にトナー画像を形成する(ステップS14)。プリント動作の実行時には、エンジン制御部41は、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10K毎にプリント動作をそれぞれ実行させる。
この場合、前述したように、各トナー濃度センサSY、SM、SC、SKの出力周波数に基づいて、現像器14Y、14M、14C、14K内のトナー濃度が6%以下に低下していることが検出されると、トナー補給制御が必要であると判定し(ステップS15において「YES」)、対応するトナー補給機構を駆動するトナー補給制御を実行する(ステップS16)。その後、ステップS17に進む。
ステップS17では、プリント動作が終了したかを判定し、プリント動作が終了していない場合(ステップS17において「NO))には、ステップS15およびS16の処理が繰り返される。
次いで、各ユニットメモリMY、MM、MC、MKのそれぞれに記憶された各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの回転時間および各現像器14Y、14M、14C、14Kの回転時間を読み込んで、それぞれのプロセスユニット10Y、10M、10C、10K毎に、帯電器、現像器、露光器のそれぞれの耐久補正制御が必要であるかを判定する(ステップS19)。
なお、耐久補正制御が実行される場合には、エンジン制御部41は、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kの寿命情報をMFPコントローラ42に出力して、MFPコントローラ42は、操作パネル43に、各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kの寿命情報等が表示されるように操作パネル43を制御する。
各プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのそれぞれにおいて、感光体ドラムおよび現像器のいずれか一方が、帯電電圧、現像バイアス電圧、半導体レーザ素子の露光量に基づくいずれかの寿命回転時間に達している場合には、対応するプロセスユニットが寿命になったものと判定する(ステップS21において「YES」)。
その後、プロセスユニットの交換が実行されるまで待機状態になる(ステップS24)。プロセスユニットが交換されると(ステップS24において「YES」)、ステップS12に戻り、新品判定制御が実行される。
次に、交換されたプロセスユニットが、未使用の新品であるか使用された状態の旧品であるかを判定する新品判定制御(図9におけるステップS12)について説明する。なお、この場合の新品判定制御は、交換されたプロセスユニットの現像器に設けられたトナー濃度センサの出力に基づいて実行される。
新品判定制御は、前述したように電源がオンされた時点で開始され、まず、正面ドアが開放されたことを示す開閉フラグFがセット状態(F=1)になっているかを確認する(図10におけるステップS31参照、以下同様)。なお、開閉フラグFは、正面ドアが開放されることによってセット状態(F=1)になり、正面ドアの開放によって電源がオフ状態になっても、セット状態(F=1)を維持する。開閉フラグFがリセット状態(F=0)になっている場合(ステップS31において「NO」)には、新品判定制御は終了し、図9のフローチャートにおけるステップS13に進む。
ステップS35では、本体メモリ51における所定のアドレスから、対応するプロセスユニットにおける現像器の回転時間の累計を読み出す。そして、読み出された現像器の回転時間の累計を、予め設定された所定の閾値と比較する(ステップS36)。この閾値としては、例えば、1000枚のプリント枚数(プリント回数)を実行するために必要とされる現像器の回転時間に設定されている。
ステップS36において、読み出された現像器の回転時間が閾値以上(ステップS36において「YES」)の場合には、ステップS37に進み、ステップS31で本体メモリ51における対応番地(68〜71番地のいずれか)に書き込まれたトナー濃度寿命時出力(比較情報)を読み出す。次いで、新たに画像形成部Aに装着されたプロセスユニットの現像器に設けられたトナー濃度センサの出力周波数であるトナー濃度交換時出力を基準情報として読み込む(ステップS38)。
基準情報および比較情報に基づくそれぞれのトナー濃度の比較の結果、両者の差が1%以上になっている場合(ステップS39において「YES」)には、新たに画像形成部Aに装着されたプロセスユニットが新品であると判定し(ステップS39a)、ステップS40に進む。なお、ステップS39においてトナー濃度の差が1%以上になっている場合に交換されたプロセスユニットが新品であると判定する理由については後述する。
これに対して、ステップS39においてトナー濃度の差が1%以上になっていない場合(1%未満、ステップS39において「NO」)には、画像形成部Aに新たに装着された交換後のプロセスユニットが新品でない旧品と判定し(ステップS39b)、ステップS40〜S41における処理を実行することなく、ステップS42に進んで、プロセスユニットのユニットメモリにおける新旧品情報を、新品でない旧品であることを示す旧品情報「00h」に書き換える。これにより、新品判定制御を終了する。
新品のプロセスユニットの現像器には、前述したように、8%のトナー濃度の現像剤が収容されており、プリント動作が実行されることによって、図5に示すように、現像器内のトナー濃度が順次低下する。その後は、トナー補給制御が実行されることによって、現像器内のトナー濃度は6%程度に維持される。従って、プロセスユニットが寿命に達して交換が指示された場合には、現像器内のトナー濃度は6%前後になっている。
図5のグラフに示されるように、新品のプロセスユニットが交換されてからプリント枚数が1000枚程度に達する初期状態では、現像器内のトナー濃度は8%からあまり低下しないために、6%程度のトナー濃度になっていないおそれがある。
このような場合に、トナー濃度センサの出力周波数であるトナー濃度寿命時出力を比較情報として用いて新品判定を実行すると、新品のプロセスユニットが画像形成部Aに装着されているにもかかわらず、新品でなく旧品と判定されるおそれがある。
以上のように、プロセスユニットが交換された場合に、新たに画像形成部Aに装着されたプロセスユニットが新品であることを、ユニットメモリに新品を示す情報が記憶されていても、現像器におけるトナー濃度に基づいて判定している。従って、ユニットメモリに記憶されたデータが、通信ラインを介して送信される場合に、新品情報から旧品情報に変化しても、交換後のプロセスユニットが新品であること、あるいは旧品であることを、的確に判定することができる。
なお、このような新品制御を実行する場合には、プロセス手段としての現像器がプロセスユニットに含まれていればよい。
さらに、上記の説明では、交換前のプロセスユニットが寿命に達した時点のトナー濃度センサの出力値であるトナー濃度寿命時出力を比較情報として本体メモリ51に記憶する構成であったが、このような構成に限らない。
本実施形態では、画像形成装置の電源オン時に画像安定化処理が実行されるようになっており、プロセスユニットの交換前に実行された画像安定化処理によって得られる情報と、交換後に実行された画像安定化処理によって得られる情報との比較に基づいて、交換されたプロセスユニットが新品であることを判定するようになっている。
画像安定化処理では、プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのそれぞれによって、所定のテストパターンのトナー画像を中間転写ベルト21上に形成して、形成された画像のトナー濃度をIDCセンサ29によって読み取る。IDCセンサ29によって読み取られたトナー濃度はエンジン制御部41に与えられる。エンジン制御部41は、プロセスユニット10Y、10M、10C、10Kのそれぞれの帯電電圧、現像バイアス電圧、露光器28おける半導体レーザ素子28Y、28M、28C、28Kのそれぞれによる露光量を調整して、IDCセンサ29によって読み取られるトナー濃度が適正値になるように制御する。
具体的には、画像安定化処理によって制御された帯電器12Y、12M、12C、12Kのそれぞれに印加される帯電電圧を制御帯電電圧として記憶する領域、現像器14Y、14M、14C、14Kのそれぞれにおける現像バイアス電圧を制御現像バイアス電圧として記憶する領域、画像安定化処理によって調整された露光器13における各半導体素子13Y、13M、13C、13Kのそれぞれによる感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの露光量を制御露光量として記憶する領域がそれぞれ設けられている。従って、各領域に記憶される制御値は、画像安定化処理が実行される毎に更新される。
この新品判定制御も、電源がオンされることによって開始するが、この場合も、エンジン制御部41は、まず、正面ドアが開放されたことを示す開閉フラグFがセット状態(F=1)になっているかを確認する(図11におけるステップS51参照、以下同様)。なお、開閉フラグFは、前述したように、正面ドアが開放されることによってセット状態(F=1)になり、正面ドアの開放によって電源がオフ状態になっても、セット状態(F=1)を維持する。開閉フラグFがリセット状態(F=0)になっている場合(ステップS51において「NO」)には、新品判定制御は終了する。
ステップS54では、交換されたプロセスユニットに対して画像安定化処理を実行する。この画像安定化処理では、交換されたプロセスユニットを用いて、中間転写ベルト25上に所定のテストパターンのトナー画像を形成して、そのトナー画像の濃度をIDCセンサ29によって検出する。そしてIDCセンサ29によって検出されたトナー画像の濃度が予め設定された所定値になるように、帯電電圧、現像バイアス電圧、半導体レーザ素子の露光量のそれぞれを調整する。
次いで、本体メモリ51における所定のアドレス(36〜63番地における対応番地)から、対応するプロセスユニットにおける感光体ドラムおよび現像器のそれぞれの回転時間の累計を読み出す(ステップS55)。そして、読み出された感光体ドラムおよび現像器の回転時間の累計を、予め設定された所定の閾値と比較する(ステップS56)。この閾値としては、例えば、プリント枚数が1000枚の場合に対応した感光体ドラムおよび現像器のそれぞれの回転時間とされている。
ステップS56において、読み出された感光体ドラムの回転時間が閾値以上(ステップS56において「YES」)の場合には、ステップS57に進み、対応するプロセスユニットにおける制御帯電電圧、制御現像バイアス電圧、制御露光量のそれぞれを、本体メモリ51から読み出す。
比較の結果、帯電電圧、現像バイアス電圧、露光量の全てについて、基準情報と比較情報との差が予め設定された所定値以上になっている場合(ステップS58において「YES」)には、新たに画像形成部Aに装着されたプロセスユニットが新品であると判定し(ステップS58a)、ステップS59に進む。なお、ステップS58において、それぞれの基準情報と比較情報との差の全てが所定値以上になっている場合に新たに画像形成部Aに装着されたプロセスユニットが新品であると判定する理由については後述する。
また、メモリ本体51に記憶された感光体ドラムおよび現像器の回転時間をそれぞれクリア(=0)する(ステップS60)。その後、プロセスユニットのユニットメモリにおける新旧品情報を、新品でない旧品であることを示す旧品情報「00h」に書き換えて(ステップS61)、新品判定制御を終了する。
新品のプロセスユニットでは、感光体ドラムの感光層および現像器内のキャリアは、それぞれ劣化していない状態になっているが、プリント動作が実行されてプリント枚数が増加することによって、感光層およびキャリアは順次劣化する。従って、画像形成装置の電源がオンされる毎に実行される画像安定化処理は、通常、その直前に実行された画像安定化処理時よりも、感光層およびキャリアのそれぞれが劣化した状態になっている。従って、画像安定化処理が順次実行されると、帯電電圧および現像バイアス電圧のそれぞれの絶対値が順次増加するように調整され、また、半導体レーザ素子の露光量も順次増加するように調整される。
例えば、ユーザが誤って、寿命になっていないプロセスユニットを画像形成部Aから取り外したものの、そのプロセスユニットが使用可能であることから、再度、画像形成部Aに装着した場合には、感光体ドラムおよび現像器の両方が寿命に達していない。
従って、このような場合に、画像安定化処理の結果による制御値を比較情報として新品判定を実行すると、新品のプロセスユニットが画像形成部Aに装着されているにもかかわらず、新品でない旧品と判定されるおそれがある。
なお、この第2の実施形態では、新品制御を実行する場合に、画像安定化処理として、帯電電圧、半導体レーザ素子の露光量、現像バイアス電圧の全てについて、基準情報および比較情報として新品の判定を行う構成であったが、それらのうちのいずれか1つまたは2つを、基準情報および比較情報として新品の判定を行う構成であってもよい。
また、上記の説明では、プロセスユニットの交換時に、装着されたプロセスユニットの画像安定化処理の結果を、本体メモリ51に記憶された寿命時における画像安定化処理の結果と比較して、それらの差が所定値以上になっている場合に、装着されたプロセスユニットを新品と判定する構成であったが、このような構成に限定されない。
なお、上記の実施形態では、プロセスユニットに設けられたユニットメモリに、ユニットメモリの新品情報を記憶させる構成であったが、このようなユニットメモリが設けられていない場合にも、プロセスユニットが新品であることを的確に判定することができる。この場合には、図10のステップS34および図11のステップS53の新品情報に関する判定を実行することなく、新品であるか否かを判定すればよい。
さらに、本発明に係る画像形成装置は、タンデム型カラーデジタルプリンタに限るものではなく、モノクロ画像を形成するプリンタであってもよい。さらには、プリンタに限らず、複写機、MFP(Multiple Function Peripheral)、FAX等(いずれの場合にも、カラー画像用、モノクロ画像用のいずれであってもよい)にも適用できる。
11Y、11M、11C、11K 感光体ドラム
12Y、12M、12C、12K 帯電器
14Y、14M、14C、14K 現像器
141Y、141M、141C、141K 現像ローラ
25 中間転写ベルト
28 露光器
28Y、28M、28C、28K 半導体レーザ素子
29 IDCセンサ
41 エンジン制御部
42 MFPコントローラ
44Y、44M、44C、44K 帯電電圧コントローラ
46Y、46M、46C、46K 現像バイアスコントローラ
48Y、48M、48C、48K LD露光量コントローラ
MY、MM、MC、MK ユニットメモリ
SY、SM、SC、SK トナー濃度センサ
Claims (8)
- 画像形成のためのプロセス手段を少なくとも1つ含むプロセスユニットが、装置本体に対して交換可能な画像形成装置であって、
当該装置本体に装着されたプロセスユニットの使用による状態変化に関する指標値を検出する検出手段と、
前記装置本体に設けられた不揮発性の本体メモリと、
前記検出手段から所定のタイミングで検出された指標値を比較情報として前記本体メモリに書き込む書き込み手段と、
プロセスユニットが装置本体に装着された時に前記検出手段にて検出された指標値を基準情報として前記比較情報と比較し、その比較結果に基づいて装着されたプロセスユニットが新品であるか否かを判定する判定手段と、
を有するとともに、
前記プロセスユニットは、当該プロセスユニットが新品か旧品であるかを示す情報を記憶する不揮発性のユニットメモリを有しており、
前記装置本体は、前記ユニットメモリに新品を示す情報が記憶されていても、前記判定手段によってプロセスユニットが新品でないと判定された場合に、前記ユニットメモリに記憶された情報を、新品でないことを示す情報に書き換える書き換え手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記判定手段によってプロセスユニットが新品であると判定された場合に、前記基準情報に基づいて、前記検出手段の指標値を、当該プロセスユニットが新品であるときの指標値に対応するように調整する調整手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記比較情報は、プロセスユニットの交換前の直近のタイミングで検出された指標値であって、
前記判定手段は、基準情報と比較情報との差が所定値以上になっている場合に、装置本体に装着されたプロセスユニットを新品であると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記書き込み手段は、プロセスユニットが新品であると判定されると、当該判定時における基準情報を比較情報として前記本体メモリに書き込み、
前記判定手段は、前記本体メモリに書き込まれた前記比較情報と、交換されたプロセスユニットに対する指標値である基準情報との差が所定値よりも小さい場合に、当該交換されたプロセスユニットを新品であると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記プロセスユニットは、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤を用いた現像器を含み、
当該現像器が、内部に収容された現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を前記検出手段として有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記プロセスユニットは感光体を含み、
前記検出手段は、画像安定化処理により得られる、前記感光体の帯電電位に関する情報を指標値として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記プロセスユニットは感光体を含み、
前記検出手段は、画像安定化処理により得られる、前記感光体に静電潜像を形成するための露光量に関する情報を指標値として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記プロセスユニットが現像器を含み、
前記検出手段は、画像安定化処理により得られる、現像バイアス電圧に関する情報を指標値として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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