JP6372468B2

JP6372468B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6372468B2
Application number: JP2015204357A
Authority: JP
Inventors: 岡田　雅典; 雅典岡田
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: JP2017076073A

Description

本発明は、感光体ドラムと、感光体ドラムに当接し、感光体ドラムを帯電させる帯電装置とを有する電子写真方式の画像形成装置に関する。

帯電装置から感光体ドラムに流れる帯電電流を検出し、感光体ドラムの寿命を判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−５３４８８号公報

しかしながら、特許文献１では、帯電電流の環境条件による変動は考慮されておらず、感光体ドラムの使用状況を正確に判定することができないという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環境条件による変動を考慮した帯電電流によって、感光体ドラムの使用状況を正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。

このような課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置とを備えた画像形成装置であって、前記帯電装置から前記感光体ドラムに流れる帯電電流を検出する帯電電流検出部と、前記感光体ドラムの特性情報を記憶する記憶部と、機内の温度を検出する温度センサーと、機内の湿度を検出する湿度センサーと、前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度と前記特性情報とを用いて、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流を予め設定された基準温度及び基準湿度での帯電電流に補正する帯電電流補正部と、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流に基づいて使用状況を判定する使用状況判定部とを具備し、前記特性情報は、前記基準温度及び前記基準湿度における帯電電流・印刷枚数特性に基づいて、帯電電流を印刷枚数に換算する帯電特性情報を有し、前記使用状況判定部は、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流を、前記帯電特性情報を用いて印刷枚数に換算して出力することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置とを備えた画像形成装置であって、前記帯電装置から前記感光体ドラムに流れる帯電電流を検出する帯電電流検出部と、前記感光体ドラムの特性情報を記憶する記憶部と、機内の温度を検出する温度センサーと、機内の湿度を検出する湿度センサーと、前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度と前記特性情報とを用いて、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流を予め設定された基準温度及び基準湿度での帯電電流に補正する帯電電流補正部と、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流に基づいて使用状況を判定する使用状況判定部とを具備し、前記感光体ドラムの寿命を判定する寿命閾電流が設定されており、前記特性情報は、前記基準温度で前記寿命閾電流となる帯電電流の温度特性に基づいて、ある温度で検出された帯電電流を前記基準温度における帯電電流に換算する温度特性情報と、前記基準湿度で前記寿命閾電流となる帯電電流の湿度特性に基づいて、ある湿度で検出された帯電電流を前記基準湿度における帯電電流に換算する湿度特性情報とを有し、
前記使用状況判定部は、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流が、前記寿命閾電流以上であっても、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流が、前記寿命閾電流未満である場合には、すぐに前記感光体ドラムが寿命であると判定することなく、前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度のいずれか若しくは両方が前記基準温度及び前記基準湿度に到達すると、前記感光体ドラムが寿命であると判定することを特徴とする。

本発明によれば、環境条件である温度及び湿度による変動を考慮した帯電電流によって、感光体ドラムの使用状況を正確に判定することができるという効果を奏する。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態の内部構成を示す概略模式断面図である。図１に示す画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示す帯電装置から感光体ドラムを流れる帯電電流と印字枚数との関係を示す説明図である。図１に示す帯電装置から感光体ドラムを流れる帯電電流の温度特性を示す説明図である。図１に示す帯電装置から感光体ドラムを流れる帯電電流の湿度特性を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置は、図１を参照すると、異なる４色Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のカラー画像データにそれぞれ対応する４つの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄが配設されたカラープリンター１である。中間転写ベルト２０が４つの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄの上部に隣接して設けられている。

４つの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１１がそれぞれ配設されている。感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置１２が設けられている。帯電装置１２は、感光体ドラム１１に当接して配置された帯電ローラーを備えている。定電圧電源から帯電ローラーに供給される定電圧によって、感光体ドラム１１の表面が均一に帯電される。

また、画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄには、感光体ドラム１１にそれぞれ画像情報を露光する露光ユニット１３と、感光体ドラム１１上にそれぞれトナー像を形成する現像装置１４と、感光体ドラム１１上のトナー像をそれぞれ中間転写ベルト２０に転写させる一次転写ローラー１５と、感光体ドラム１１上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置１６とがそれぞれ設けられている。

画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄの感光体ドラム１１上にそれぞれ形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１に当接しながら移動する中間転写ベルト２０上に順次転写される。中間転写ベルト２０上に順次転写されたトナー像は、二次転写ローラー１７において記録紙Ｐ上に一度に転写される。記録紙Ｐは、下部に配置された用紙カセット２１内に収容されており、給紙ローラー２２及びレジストローラー２３を介して二次転写ローラー１７へと記録紙搬送路２４を搬送される。記録紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１８において記録紙Ｐに定着され、印刷が施された記録紙Ｐは、記録紙搬送路２４を通って排出ローラー２５によって機外に排出される。

カラープリンター１内には、温度センサー４１と、湿度センサー４２とが設けられている。温度センサー４１は、例えば、熱による電気抵抗変化を利用して温度を測定するサーミスターや、２種類の異なる金属間に生じる起電力を利用した熱電対式温度センサーによって構成される。また、湿度センサー４２は、例えば、電極間の電気抵抗値の変化によって湿度を検出する電気抵抗式湿度センサーや、電極間の静電容量の変化によって湿度を検出する静電容量式湿度センサーによって構成される。なお、本実施の形態において、温度センサー４１及び湿度センサー４２は、感光体ドラム１１の周辺の温度及び湿度を検出する目的で設けられている。従って、温度センサー４１及び湿度センサー４２は、感光体ドラム１１の近くに設けると良い。また、各感光体ドラム１１のそれぞれに対応して複数の温度センサー４１及び湿度センサー４２を設けるようにしても良い。

図２には、カラープリンター１の概略構成を示すブロック図が示されている。カラープリンター１内には、各構成要素（画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ、露光ユニット１３、定着装置１８、中間転写ベルト２０等）を制御する制御部３が備えられている。制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピューター等の情報処理部である。ＲＯＭには画像形成装置の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部３は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、通信部５０によって受信された印刷ジョブに応じて各構成要素（画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ、露光ユニット１３、定着装置１８、中間転写ベルト２０等）を制御して一連の画像形成動作を実現する。

また、制御部３には、帯電電流検出部７０が接続されている。帯電電流検出部７０は、帯電装置１２から感光体ドラム１１に流れる帯電電流をそれぞれ検出する検出回路である。帯電電流検出部７０は、例えば、定電圧電源と帯電装置１２との間に接続された抵抗を備え、この抵抗の両端子間の電圧降下によって帯電装置１２から感光体ドラム１１に流れる帯電電流をそれぞれ検出する。

また、制御部３には、通信部５０と、記憶部６０とに接続されている。通信部５０は、ＬＡＮ等のネットワーク５１を介して、パーソナルコンピュータ等の周辺機器５２との間で各種データを送受信する機能を有し、カラー画像データ等の画像形成に用いられる印刷データを含む印刷ジョブを周辺機器５２から受信する。

記憶部６０は、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段であり、通信部５０によって受信したカラー画像データ等の印刷データが蓄積される記憶手段である。また、記憶部６０には、温度特性情報６１と、湿度特性情報６２と、帯電特性情報６３とが記憶されている。温度特性情報６１、湿度特性情報６２及び帯電特性情報６３は、感光体ドラム１１のそれぞれの特性情報である。

図３に示すように、印刷枚数が増えて感光体ドラム１１が劣化すると、帯電電流検出部７０によって検出される帯電電流が増加する。図３は、基準温度（例えば２０℃）及び基準湿度（例えば５０％）における帯電電流・印刷枚数特性グラフである。感光体ドラム１１が劣化すると、画像品質が低下してしまう。従って、感光体ドラム１１の交換の目安となる寿命閾電流（例えば９０μＡ）及び寿命印刷枚数（例えば、150,000枚）が設定されている。帯電特性情報６３は、基準温度（例えば２０℃）及び基準湿度（例えば５０％）における帯電電流・印刷枚数特性グラフに基づいて、帯電電流を印刷枚数（推定値）に換算するための情報（換算式やテーブルデータ）と、寿命閾電流（例えば９０μＡ）及び寿命印刷枚数（例えば、150,000枚）とからなる。

また、図４に示すように、帯電電流検出部７０によって検出される帯電電流は、温度が高くなるほど大きくなる。図４にＸで示すラインは、基準温度（例えば２０℃）で帯電電流が寿命閾電流（例えば９０μＡ）となる感光体ドラム１１における帯電電流の温度特性グラフである。温度特性情報６１は、基準温度（例えば２０℃）で寿命閾電流（例えば９０μＡ）となる帯電電流の温度特性グラフに基づいて、ある温度で検出された帯電電流を基準温度（例えば２０℃）における帯電電流に換算するための情報（換算式やテーブルデータ）からなる。

さらに、図５に示すように、帯電電流検出部７０によって検出される帯電電流は、湿度が高くなるほど大きくなる。図５にＹで示すラインは、基準湿度（例えば５０％）で帯電電流が寿命閾電流（例えば９０μＡ）となる感光体ドラム１１における帯電電流の湿度特性グラフである。湿度特性情報６２は、基準湿度（例えば５０％）で寿命閾電流（例えば９０μＡ）となる帯電電流の湿度特性グラフに基づいて、ある湿度で検出された帯電電流を基準湿度（例えば５０％）における帯電電流に換算するための情報（換算式やテーブルデータ）からなる。

また、制御部３は、帯電電流補正部３１、使用状況判定部３２として機能する。
帯電電流補正部３１は、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流を、温度センサー４１及び湿度センサー４２でそれぞれ検出された温度及び湿度と、温度特性情報６１及び湿度特性情報６２とを用いて、基準温度（例えば２０℃）及び基準湿度（例えば５０％）の帯電電流に補正する。例えば、図４にポイントＡで示すように、温度３０℃で検出された帯電電流を、帯電電流補正部３１は、図４にポイントＢで示すように、基準温度（例えば２０℃）での帯電電流に補正する。また、図５にポイントＣで示すように、湿度８０℃で検出された帯電電流を、帯電電流補正部３１は、図５にポイントＤで示すように、基準湿度（例えば５０％）での帯電電流に補正する。

使用状況判定部３２は、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流と、寿命閾電流（例えば９０μＡ）とを比較判定し、判定結果を液晶ディスプレイ等の表示部２から出力する。使用状況判定部３２は、補正された帯電電流が寿命閾電流（例えば９０μＡ）以上である場合に、感光体ドラム１１が寿命であると判定し、感光体ドラム１１の交換を促すメッセージを出力する。また、使用状況判定部３２は、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流を、帯電特性情報６３を用いて印刷枚数に換算する。例えば、補正された帯電電流が図３にポイントＥで示す４０μＡである場合には、印刷枚数として27,000枚に換算する。換算された印刷枚数は推定値である。そして、使用状況判定部３２は、換算した印刷枚数（例えば、27,000枚）と寿命印刷枚数（例えば、150,000枚）とを表示部２から出力する。これにより、ユーザーは、感光体ドラム１１の使用状況、すなわち劣化具合を簡単に把握することができる。

なお、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）未満であっても、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）以上である場合には、検出時の環境下（温度及び湿度）での感光体ドラム１１の使用は好ましくない。従って、使用状況判定部３２は、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）以上である場合には、感光体ドラム１１が寿命であると判定するようにしても良い。

また、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）以上であっても、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）未満である場合には、検出時の環境下（温度及び湿度）での感光体ドラム１１の使用は問題ない。従って、使用状況判定部３２は、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流（例えば９０μＡ）未満である場合には、すぐに感光体ドラム１１が寿命であると判定することなく、温度及び湿度の推移を見守り、環境が悪化した場合に、感光体ドラム１１が寿命であると判定するようにしても良い。例えば、温度及び湿度のいずれか若しくは両方が基準温度（例えば２０℃）及び基準湿度（例えば５０％）に到達すると、環境の悪化と判断することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１に当接し、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する帯電装置１２とを備えた画像形成装置であって、帯電装置１２から感光体ドラム１１に流れる帯電電流を検出する帯電電流検出部７０と、感光体ドラム１１の特性情報を記憶する記憶部６０と、機内の温度を検出する温度センサー４１と、機内の湿度を検出する湿度センサー４２と、温度センサー４１及び湿度センサー４２によってそれぞれ検出された温度及び湿度と特性情報とを用いて、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流を予め設定された基準温度及び基準湿度での帯電電流に補正する帯電電流補正部３１と、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流に基づいて使用状況を判定する使用状況判定部３２とを備えている。
この構成により、環境条件である温度及び湿度による変動を考慮した帯電電流によって、感光体ドラム１１の使用状況を正確に判定することができる。

さらに、本実施の形態によれば、特性情報は、基準温度及び基準湿度における帯電電流・印刷枚数特性に基づいて、帯電電流を印刷枚数に換算する帯電特性情報６３を有し、使用状況判定部３２は、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流を、帯電特性情報６３を用いて印刷枚数に換算して出力する。
この構成により、ユーザーは、感光体ドラム１１の使用状況、すなわち劣化具合を簡単に把握することができる。

さらに、本実施の形態によれば、感光体ドラム１１の寿命を判定する寿命閾電流が設定されており、特性情報は、基準温度で寿命閾電流となる帯電電流の温度特性に基づいて、ある温度で検出された帯電電流を基準温度における帯電電流に換算する温度特性情報６１と、基準湿度で寿命閾電流となる帯電電流の湿度特性に基づいて、ある湿度で検出された帯電電流を基準湿度における帯電電流に換算する湿度特性情報６２とを有する。
この構成により、環境条件である温度及び湿度による変動を考慮した帯電電流によって、感光体ドラム１１の寿命を正確に判定することができる。すなわち、基準温度で寿命閾電流となる帯電電流の温度特性及び湿度特性に基づいて、帯電電流を補正しているため、感光体ドラム１１が寿命に近づくほど、帯電電流を正確に補正することができる。

さらに、本実施の形態によれば、使用状況判定部３２は、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流が、寿命閾電流未満であっても、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流以上である場合には、感光体ドラム１１が寿命であると判定する。
この構成により、補正された帯電電流が寿命閾電流未満であっても、好ましくない環境下での感光体ドラム１１の使用継続を防止することができる。

さらに、本実施の形態によれば、使用状況判定部３２は、帯電電流補正部３１によって補正された帯電電流が、寿命閾電流以上であっても、帯電電流検出部７０によって検出された帯電電流が、寿命閾電流未満である場合には、すぐに感光体ドラム１１が寿命であると判定することなく、温度センサー４１及び湿度センサー４２によってそれぞれ検出された温度及び湿度のいずれか若しくは両方が基準温度及び基準湿度に到達すると、感光体ドラム１１が寿命であると判定する。
この構成により、補正された帯電電流が寿命閾電流以上であっても、問題のない環境下では、感光体ドラム１１の使用を継続することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。

１カラープリンター
２表示部
３制御部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ画像形成部
１１感光体ドラム
１２帯電装置
１３露光ユニット
１４現像装置
１５一次転写ローラー
１６クリーニング装置
１７二次転写ローラー
１８定着装置
２０中間転写ベルト
２１用紙カセット
２２給紙ローラー
２３レジストローラー
２４記録紙搬送路
２５排出ローラー
３１帯電電流補正部
３２使用状況判定部
４１温度センサー
４２湿度センサー
５０通信部
５１ネットワーク
５２周辺機器
６０記憶部
６１温度特性情報
６２湿度特性情報
６３帯電特性情報
７０帯電電流検出部

Claims

感光体ドラムと、前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電装置から前記感光体ドラムに流れる帯電電流を検出する帯電電流検出部と、
前記感光体ドラムの特性情報を記憶する記憶部と、
機内の温度を検出する温度センサーと、
機内の湿度を検出する湿度センサーと、
前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度と前記特性情報とを用いて、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流を予め設定された基準温度及び基準湿度での帯電電流に補正する帯電電流補正部と、
前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流に基づいて使用状況を判定する使用状況判定部とを具備し、
前記特性情報は、前記基準温度及び前記基準湿度における帯電電流・印刷枚数特性に基づいて、帯電電流を印刷枚数に換算する帯電特性情報を有し、
前記使用状況判定部は、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流を、前記帯電特性情報を用いて印刷枚数に換算して出力することを特徴とする画像形成装置。
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電装置から前記感光体ドラムに流れる帯電電流を検出する帯電電流検出部と、
前記感光体ドラムの特性情報を記憶する記憶部と、
機内の温度を検出する温度センサーと、
機内の湿度を検出する湿度センサーと、
前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度と前記特性情報とを用いて、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流を予め設定された基準温度及び基準湿度での帯電電流に補正する帯電電流補正部と、
前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流に基づいて使用状況を判定する使用状況判定部とを具備し、
前記感光体ドラムの寿命を判定する寿命閾電流が設定されており、
前記特性情報は、前記基準温度で前記寿命閾電流となる帯電電流の温度特性に基づいて、ある温度で検出された帯電電流を前記基準温度における帯電電流に換算する温度特性情報と、前記基準湿度で前記寿命閾電流となる帯電電流の湿度特性に基づいて、ある湿度で検出された帯電電流を前記基準湿度における帯電電流に換算する湿度特性情報とを有し、
前記使用状況判定部は、前記帯電電流補正部によって補正された帯電電流が、前記寿命閾電流以上であっても、前記帯電電流検出部によって検出された帯電電流が、前記寿命閾電流未満である場合には、すぐに前記感光体ドラムが寿命であると判定することなく、前記温度センサー及び前記湿度センサーによってそれぞれ検出された温度及び湿度のいずれか若しくは両方が前記基準温度及び前記基準湿度に到達すると、前記感光体ドラムが寿命であると判定することを特徴とする画像形成装置。