JPH09244413A

JPH09244413A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09244413A
Application number: JP7824896A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Komuro; 一郎小室; Tomotoshi Nakahara; 知利中原; Junichi Murano; 順一村野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体線速度をv1、v2に切り替えて記録線密
度を変更する手段を含む電子写真式画像形成装置におい
て、現像剤と感光体とクリーニングブレードの寿命を、
簡単な処理によって、しかも正確に設定し、適切な時期
にそれぞれの部材交換を報知し、それぞれの部材を寿命
いっぱいに使用ししかも、部材劣化による画質低下を防
止することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体線速度をv1とv2に切り替え記録線
密度を変更する手段を含む電子写真式画像形成装置にお
いて、感光体線速度v1とv2において作像処理した時間t
1、t2とし、a を任意係数とするとき、現像剤の寿命Td
をTd＝ａ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝なる関係を満たす
ように設定する。また、感光体の寿命To、およびクリニ
ング・ブレードの寿命Tcについても同様の関係から設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式の画像像
形成装置に関し、詳細には、現像剤、感光体あるいはク
リーニング・ブレード等の寿命を、簡単に、しかも正確
に設定し得る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタあるいはファクシミリ
装置等の画像形成装置における画像形成方式には、種々
のものが知られているが、画像品質や記録紙に形成した
画像の経年劣化が少ないことから、近年は専ら電子写真
方式の画像形成装置が採用されるようになった。電子写
真方式の画像形成装置は、トナーとキャリアとの二成分
の現像剤を用いて、感光体面に形成された電子的潜像に
トナーを吸着させることによって顕像化すると共に、こ
のトナー可視化像を記録紙に転写、定着させるものであ
る。この際、感光体周面上に形成される静電潜像は、感
光体の回転による副走査と、レーザ光を感光体ドラムの
軸方向へスキャンする主走査によって形成される。ま
た、静電潜像の画素密度は、感光体ドラムの回転速度と
レーザの走査速度に依存し、感光体の回転速度を低速に
すれば画素密度が高くなり、またレーザ光の走査速度を
高速にすれば画像密度は高くなる。ここでは、感光体の
回転速度を感光体の線速度と云う。感光体に照射するレ
ーザ光は、一般に、原稿から読み取った反射光や、ある
いは原稿から読み取った画像の濃淡、色彩に応じて制御
したレーザ光を、ポリゴンミラーに導き、その回転によ
って感光体の軸方向にスキャンしつつ照射するが、ポリ
ゴンミラーの回転速度を高速にすれば画素密度が高くな
り、高画質記録が可能となる。近年、必要に応じて高画
質記録が出来るように、制御パネル等から上記ポリゴン
ミラーの回転速度等を切り替えて、感光体線密度を高速
に変更する手段が提案されるようになり、例えば特開平
7ー13413 号公報「画像形成装置」や、特開平7-13406 号
公報「画像形成装置」では記録線密度の切替えによって
感光体線速度を低下した場合に、感光体の現像時間が増
大して現像過多となることを防止する手段が提案されて
いる。

【０００３】一方、装置内に収納した現像剤や感光体あ
るいはクリーニング・ブレードは使用に伴って磨耗や劣
化し、ある程度磨耗、劣化した時点で良品と交換する必
要がある。従来、これらの磨耗、劣化による交換時期の
設定は、画像複写枚数を計数することによって行ってい
た。例えば、それぞれの部材によって異なるが、複写枚
数が数万枚になるとそれらの部品や材料を交換するよう
に管理されていた。現像剤の劣化検出に関しては、特開
昭60-112076 号公報「現像剤劣化度検知方法」では、非
画像部分期間における現像器の現像バイアス電流または
電圧の変化から現像剤の劣化を検知表示する手段が提案
されており、また、特開昭60-209767 号公報「電子写真
複写機の現像装置」では現像装置のキャリアと逆バイア
スに帯電するバイアスロールを具備し、このバイアスロ
ールにキャリアを吸着することにより劣化したキャリア
を選別して外部に排出する方法が提案されている。また
感光体の劣化検出に関しては、特開昭61-138267 号公報
「感光体の感度補正方法」に感光体ドラムの回転総数を
感光体の膜厚減少量として捉え、検出した回転総数に応
じて露光量を制御することにより、感光体ドラムの感度
調整を正確に補正して画質品質を安定化した手法が提案
されており、特開昭62-231271 号公報「画像形成装置に
おけるドラムユニットの寿命検知方式」には、クリーニ
ング装置のブレードの動作時間を測定しその結果に基づ
いて感光体の寿命を検知する手段が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置における部品寿命設定手段
では、いづれも装置や制御が複雑である上、必ずしも正
確なものではなく、部品交換前に劣化が進んで、画像の
品質を劣化させたり、逆に、劣化の程度が小さくまだ使
用可能な部品を、新品に交換するといった不具合が発生
していた。すなわち、単に、複写枚数によって判断する
簡単な方法では、Ａ３サイズとＡ５サイズのく別なく１
枚とカウントされるが、実際の作像処理時間は大幅に異
なっており、正確な劣化状況は把握できない。また、名
刺サイズの複写が含まれた場合、さらに不正確さが大き
くなる。特に、上述したように、画素密度の切替え可能
な装置においては、同一サイズの用紙であっても、画素
密度によっても大幅に作像時間が異なることになり、正
確な部品劣化状態を検知することが困難となる。本発明
は上述したような従来の画像形成装置における諸問題点
を解決するためになされたものであって、簡単な処理お
よび装置によって、使用する記録紙のサイズに関らず極
めて正確に現像剤、感光体および残留トナー除去用ブレ
ードの寿命を設定することが可能な画像形成装置を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置においては、第１の手段とし
て、感光体にレーザ光等を照射して静電潜像を形成する
際に、感光体線速度をv1とv2に切り替えることによって
静電潜像の記録線密度を変更する手段と、トナーとキャ
リアからなる二成分現像剤によって顕像化する手段とを
含む電子写真式画像形成装置において、上記感光体線速
度v1とv2それぞれにおいて作像処理した時間をt1とt2と
し、a を任意係数とするとき、現像剤の寿命Tdを、Td＝
ａ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝なる関係をほぼ満たすよ
うに設定したことを特徴とする。第２の手段による画像
形成装置は、同様に感光体にレーザ光等を照射して静電
潜像を形成する際に、感光体線速度をv1とv2に切り替え
ることによって静電潜像の記録線密度を変更する手段
と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤によって顕
像化する手段とを含む電子写真式画像形成装置におい
て、上記感光体線速度v1とv2それぞれにおいて作像処理
した時間をt1とt2とし、ｂを任意係数とするとき、感光
体の膜削れによる寿命Toを、ToD ＝ｂ｛Σt1＋（v1／v
2）² Σt2｝なる関係をほぼ満たすように設定したこと
を特徴とする。さらに第３の手段による画像形成装置で
は、感光体にレーザ光等を照射して静電潜像を形成する
際に、感光体線速度をv1とv2に切り替えることによって
静電潜像の記録線密度を変更する手段と、トナーとキャ
リアからなる二成分現像剤によって顕像化する手段と、
感光体面の残留トナーをブレードによって除去する手段
とを含む電子写真式画像形成装置において、上記感光体
線速度v1とv2それぞれにおいて作像処理した時間をt1と
t2とし、ｃを任意係数とするとき、上記ブレードの磨耗
による寿命Tcを、Tc＝ｃ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝な
る関係をほぼ満たすように設定したことを特徴とする。

【０００６】本発明は上記のように構成したので、第１
の手段では、それぞれ感光体線速度における実際の処理
時間に基づいて現像剤の寿命を設定したので、寿命設定
が極めて正確になる。従って、この設定に基づいて現像
剤交換警報等により使用者にその旨を報知すれば、常に
高品質画像を保持し得る。第２の手段では、同様に、そ
れぞれ感光体線速度における実際の処理時間に基づいて
感光体の寿命を設定したので、寿命設定が極めて正確に
なり、高価な感光体を有効に使用することができる。第
３の手段手は、ゴム等のブレードによって感光体面の残
留トナーを除去する手段を備えた画像形成装置におい
て、同じくそれぞれ感光体線速度における実際の処理時
間に基づいてブレードの寿命を設定したので、寿命設定
が極めて正確になる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施の形態例
によって、本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一
実施例を示す画像形成装置の要部断面構成図である。こ
の実施例では、画像形成装置として、電子写真式複写機
を例示している。同図１において、１は潜像担持体とし
ての感光体ドラムであり、図面の矢印方向に回転し、そ
の周囲には帯電器２が配置されており、原稿から読み取
った画像に対応したレーザ光３が露光手段として照射さ
れる。さらに感光体１の周囲には現像装置４と、給紙手
段７と、転写装置５と、クリーニング装置６および除電
ランプ９が配置されている。上記現像装置４は、さらに
現像ローラ４１および４２と、パドル状撹袢部材４３
と、撹袢部材４４と、ドクター４５と、トナー補給部４
６と、補給ローラ４７を備えている。またクリーニング
手段６はクリーニングブラシ６１とクリーニングブレー
ド６２を備えている。なお、上記現像装置４の上下に配
置されている番号８１と８２の部材は現像装置を着脱あ
るいは支持するためのガイドレールである。

【０００８】以上のように構成された画像形成装置の一
般的な動作や処理手順に関しては、既によく知られてい
るので、ここでの説明は省略し、要部の動作についての
み説明する。すなわち、図示を省略した原稿載置台上に
置かれた原稿画像が読み取られ、そのデ−タが図示を省
略した画像処理装置に送られ、それに基づいてレーザ光
が制御されて、上記露光手段３として感光体１に照射さ
れる。一方、感光体１は上記レーザ光照射に先立って、
帯電器２によって一様に帯電され、レーザの照射を受け
た部分の電位が変化し、画像に応じた静電潜像が形成さ
れる。感光体の回転に伴って上記静電潜像部分が現像装
置の移動し、その現像ローラ４１、４２からトナーが供
給され、顕像化される。このトナー像は給紙手段７レジ
ストローラによってタイミングが図られつつ搬送された
転写紙に、転写・搬送手段５によって転写される。トナ
ー像が転写された転写紙は、上記転写・搬送手段５によ
って図示を省略した定着装置においてトナー像の定着
後、装置外に排出される。トナー像を転写紙に移転した
後、感光体１はクリーニング手段のクリーニングブラシ
ローラ６２とクリーニング・ブレード６１によって残留
トナーを除去された後、除電ランプ９によって残留電荷
が除去される。なお、この例に示す複写装置は、操作部
等に設けられた切替手段によって、感光体上に形成され
る静電潜像の記録密度を例えば通常の４００ｄｐｉから
６００ｄｐｉに変更可能になっており、高画質の記録が
できる。この切替え操作によって、感光体の線速度等を
変化し、例えば、記録線密度が４００ｄｐｉのときが感
光体線速度Vsは３３０ｍｍ／ｓ、記録線密度が６００ｄ
ｐｉの場合は感光体線速度Vsは２２０ｍｍ／ｓとなる。

【０００９】また図２は上記現像装置内部の主要部を部
分的に示した断面構成図であり、この図と、上記図１を
参照しつつ現像装置４に関して説明する。現像装置４の
内部には、トナーとキャリアからなる二成分現像剤が収
容されており、現像剤中のトナーは複写処理に伴って転
写紙に移転するのでその量が減少し、一定量以下になる
とトナー補給部４６から補給され、補給ローラ４７を介
して内部に導かれる。トナーの補給を受けた現像剤は撹
袢部材４４の回転によってキャリアとトナーが均一にな
るように撹袢されつつパドル状撹袢部材４３に搬送され
る。パドル状撹袢部材４３ではさらに撹袢された後、第
１現像ロール４１の磁力により汲み上げられ、現像剤の
量はドクター４５によって規制されて一定の厚みとな
り、現像ロール４１の回転と共に感光体に接触し、現像
ロール４１の最下部部分、すなわち第２現像ロール４２
との近接部位において、一部のトナーが第２現像ロール
４２に移行し、感光体１に付着される。

【００１０】なお、キャリアは単に上記トナーと混合さ
れるもので減少することはないが、ドクター４５を通過
する際や、感光体に接触する際に、常に強い摩擦力を受
け、キャリア表面の層の樹脂コート層が削られ、あるい
はその表面にトナーがフィルミングする。前者の場合は
キャリア付着につながり、後者は逆帯電トナー地汚れの
原因となる。従来から、この不具合を除供するために一
定量の枚数複写すると、現像剤を交換していたが、現像
剤の寿命を正確に検知できず、種々の不具合を生じてい
たことは上述したとおりである。

【００１１】本発明はこのような従来の不具合を除去
し、簡単な処理によって正確に現像剤の寿命を設定する
ことを可能にするものである。すなわち、本発明は、現
像剤の劣化の進行が、作像処理時間に比例し作像速度の
２乗に比例する点に着目し、記録線密度と感光体の回転
速度の関係から実際の作像処理時間を計数するもので、
例えば、予め設定した時間に達すると現像剤劣化信号を
発生し、その交換時期を明確に報知するように構成す
る。上記実施例においては記録線密度の切替えで感光体
の線速度が変化するが、記録線密度４００ｄｐｉ、感光
体線速度v2＝３３０ｍｍ／ｓの場合の現像剤の劣化の進
行具合と、記録線密度６００ｄｐｉ、感光体線速度v2＝
２２０ｍｍ／ｓの場合の現像剤の劣化の進行具合とは、
前者の方が線速度の２乗に比例して速くなる。従って、
現像剤の寿命時間Tdは、それぞれの線速度にて感光体が
１回転した時間をt1、t2とすると、ａを任意定数とし
て、 Td＝ａ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝＝ａ｛Σt1＋（220 ／330 ）² Σt2｝となる。そこで、それぞれの線速度において上記計算を
行い、t1とt2とを累積し、現像剤の寿命時間Tdとなった
ところで現像剤の劣化を報知し、その交換を促すように
構成する。この手段によれば、従来に比べて正確に現像
剤の劣化を検知することが可能となる。なお、上述した
具体的数値は一例であって、種々の値の組み合わせが有
り得ることは云うまでもなく、また上記の例で、時間t1
の累積時間と現像剤寿命Tdとの関係は、現像剤の特性等
に応じて係数ａを適宜決定すればよい。

【００１２】同様に、感光体に関しても表面の感光層が
現像剤やクリーニング装置のブラシあるいはブレードに
よって削られ、感光体感度が劣化する。その結、果汚れ
や濃度低下をきたし画像品質が低下する。従来、感光体
の劣化予測に関しても現像剤劣化判断と同様に、複写枚
数等によって行っていたが、不正確なものであった。そ
こで本発明においては、感光体についても現像剤と同様
に作像処理時間に比例し作像速度の２乗に比例して劣化
することに着目し、記録線密度と感光体の回転速度の関
係から実際の作像処理時間を計数する。例えば、記録線
密度の切替えで感光体の線速度を変化させる場合、記録
線密度４００ｄｐｉ、感光体線速度v2＝３３０ｍｍ／ｓ
の場合の感光体の劣化の進行具合と、記録線密度６００
ｄｐｉ、感光体線速度v2＝２２０ｍｍ／ｓの場合の感光
体の劣化の進行具合とは、前者の方が線速度の２乗に比
例して速くなる。感光体の寿命時間Toは、それぞれの線
速度にて感光体が１回転した時間をt1、t2とすると、ｂ
を任意定数として、 To＝ｂ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝＝ｂ｛Σt1＋（220 ／330 ）² Σt2｝となる。そこで、それぞれの線速度において上記計算を
行い、t1とt2とを累積し、感光体の寿命時間Toとなった
ところで感光体の劣化を報知し、その交換を促すように
構成する。この手段によれば、従来に比べて正確に感光
体の劣化を検知することができる。

【００１３】さらに、クリーニング装置６のクリーニン
グ・ブレード６１に関しても、同様にその寿命を検知す
ることが可能である。クリーニング・ブレード６１は作
像中は常に感光体に当接し、感光体の回転に伴って磨耗
する。クリーニング・ブレードが磨耗すると、感光体面
の残留トナー除去機能が低下し、複写画像品質が劣化す
る。正確に劣化寿命を把握するために、本実施例では、
上記現像剤および感光体の寿命検出と同様に、実際に作
像した時間の累積によって判断する。すなわち、クリー
ニング・ブレードの劣化の進行も、作像処理時間異比例
し、作像速度の２乗に比例する。例えば、記録線密度４
００ｄｐｉ、感光体線速度v2＝３３０ｍｍ／ｓの場合
と、記録線密度６００ｄｐｉ、感光体線速度v2＝２２０
ｍｍ／ｓの場合とは、前者の方が線速度の２乗に比例し
て速くなる。クリーニング・ブレードの寿命時間Tcは、
それぞれの線速度にて感光体が１回転した時間をt1、t2
とすると、ｃを任意定数として、 Tc＝ｃ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝＝ｃ｛Σt1＋（220 ／330 ）² Σt2｝となる。そこで、それぞれの線速度において上記計算を
行い、t1とt2とを累積し、感光体の寿命時間Tcとなった
ところで劣化を報知し、その交換を促すように構成す
る。この手段によれば、従来に比べて正確にクリーニン
グ・ブレードの劣化を検知することが可能となる。な
お、同様の方法を用いてその他の部材の寿命を設定可能
である。例えば、クリーニングブラシローラや転写装置
の搬送ベルト等においても劣化の可能性があり、その寿
命を設定する必要がある場合は、同様に実際の作像時間
の累積によってその判断を行うように構成することが出
来る。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上説明したようにそれぞれの
部材の実際の作像時間に基づいて、それぞれの寿命を管
理するように構成したので、正確に劣化を検出し、タイ
ムリーな交換時期を報知可能となり、交換時期を誤るこ
とによる問題を解決し、それぞれの部材を寿命いっぱい
に活用し、しかも画像品質を常に一定に保ことができ
る。すなわち第１の手段においては、それぞれ感光体線
速度における実際の処理時間に基づいて現像剤の寿命を
設定したので、寿命設定が極めて正確になる。従って、
この設定に基づいて現像剤交換警報等により使用者にそ
の旨を報知すれば、常に高品質画像を保持することが可
能となり、寿命となった現像剤をそのまま使用すること
によって画像品質を劣化させる虞がない。第２の手段で
は、同様に、それぞれ感光体線速度における実際の処理
時間に基づいて感光体の寿命を設定したので、寿命設定
が極めて正確になり、高価な感光体を有効に使用するこ
とができ、しかも常に高画質の複写や画像形成が可能と
なる。第３の手段手は、ゴム等のブレードによって感光
体面の残留トナーを除去する手段を備えた画像形成装置
において、同じくそれぞれ感光体線速度における実際の
処理時間に基づいてブレードの寿命を設定したので、寿
命設定が極めて正確になり、ブレードの劣化による画質
低下もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す画像平成装置の要部断
面構成図である。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するための、現
像剤の流れを示す装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電器、３…露光手段、４…現像装
置、５…転写・搬送装置、６…クリーニング装置、
７…給紙手段、９…除電ランプ、４１…第１現像ロー
ラ、４２…第２現像ローラ、４３…パドル状撹袢部材、
４４…撹袢部材、４５…ドクター、４６…トナー補給
部、４７…補給ローラ、６１…クリーニング・ブレー
ド、６２…クリーニングブラシロ−ラ、８１、８２…ガ
イドレール。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１２Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体にレーザ光等を照射して静電潜像
を形成する際に、感光体線速度をv1とv2に切り替えるこ
とによって静電潜像の記録線密度を変更する手段と、ト
ナーとキャリアからなる二成分現像剤によって顕像化す
る手段とを含む電子写真式画像形成装置において、上記
感光体線速度v1とv2それぞれにおいて作像処理した時間
をt1とt2とし、a を任意係数とするとき、現像剤の寿命
Tdを、Td＝ａ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝なる関係をほ
ぼ満たすように設定したことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】感光体にレーザ光等を照射して静電潜像
を形成する際に、感光体線速度をv1とv2に切り替えるこ
とによって静電潜像の記録線密度を変更する手段と、ト
ナーとキャリアからなる二成分現像剤によって顕像化す
る手段とを含む電子写真式画像形成装置において、上記
感光体線速度v1とv2それぞれにおいて作像処理した時間
をt1とt2とし、ｂを任意係数とするとき、感光体の膜削
れによる寿命Toを、To＝ｂ｛Σt1＋（v1／v2）² Σt2｝
なる関係をほぼ満たすように設定したことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】感光体にレーザ光等を照射して静電潜像
を形成する際に、感光体線速度をv1とv2に切り替えるこ
とによって静電潜像の記録線密度を変更する手段と、ト
ナーとキャリアからなる二成分現像剤によって顕像化す
る手段と、感光体面の残留トナーをブレードによって除
去する手段とを含む電子写真式画像形成装置において、
上記感光体線速度v1とv2それぞれにおいて作像処理した
時間をt1とt2とし、ｃを任意係数とするとき、上記ブレ
ードの磨耗による寿命Tcを、Tc＝ｃ｛Σt1＋（v1／v2）
² Σt2｝なる関係をほぼ満たすように設定したことを特
徴とする画像形成装置。