JP4984483B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスの動作を行うユニットの寿命の判定を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that determines the life of a unit that performs an operation of an electrophotographic process.
一般的に電子写真プロセスを用いた画像形成装置における各部の寿命の判定は、プリント枚数や部材の累積回転数に基づいて行われている。この方法では、画像形成装置の動作条件(例えばプリント画像の白黒比、ジョブの大きさ等)や設置環境(温度、湿度等)によって画像形成装置にかかる負荷の差が大きくなることから、寿命の判定を誤る場合がある。 In general, the life of each part in an image forming apparatus using an electrophotographic process is determined based on the number of printed sheets and the cumulative number of rotations of members. In this method, the difference in load on the image forming apparatus increases depending on the operating conditions of the image forming apparatus (for example, the black and white ratio of the print image, the size of the job, etc.) and the installation environment (temperature, humidity, etc.). The judgment may be wrong.
また、その他の方法としては、無端ベルト状部材の寿命を、無端ベルト状部材の変形破壊が原因で発生する微小弾性波振動を検知するか否かで判定する方法(例えば、特許文献1参照)、クリーニングロールの寿命を、クリーニングロールに堆積した堆積物量に応じて判定する方法(例えば、特許文献2参照)、感光体ドラムの寿命を、感光体ドラムの表面抵抗値に応じて判定する方法(例えば、特許文献3参照)が挙げられる。 In addition, as another method, a method of determining the life of an endless belt-like member based on whether or not a minute elastic wave vibration generated due to deformation and destruction of the endless belt-like member is detected (for example, see Patent Document 1). A method for determining the life of the cleaning roll according to the amount of deposits deposited on the cleaning roll (see, for example, Patent Document 2), and a method for determining the life of the photosensitive drum according to the surface resistance value of the photosensitive drum ( For example, see Patent Document 3).
ここで、これらの方法は、特定の部材の寿命の判定に特化したものであるが、特定の部材そのものは寿命に達していなくても、その部材を備えるユニットから画像形成に影響を与えるような振動が発生している場合には、ユニットとしては寿命であると判定されるべきである。しかし、これまでは、ユニットとしての寿命を判定する方法は考案されていない。
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、電子写真プロセスの動作を行うユニットの寿命を適切に判定してユニットの交換を行うことで、常に画質欠陥の無いプリント画像を出力することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and by always appropriately determining the life of a unit that performs an operation of an electrophotographic process and replacing the unit, a print image free from image quality defects is always output. With the goal.
請求項1に記載の画像形成装置は、電子写真プロセスの画像形成動作を行う複数のユニットが交換可能とされた画像形成装置であって、前記ユニットで発生した振動を検知する振動検知手段と、前記振動検知手段によって検知された振動の振幅の最大値が閾値を超えると前記ユニットが寿命に達したと判定する寿命判定手段と、前記寿命判定手段によって前記ユニットが寿命に達したと判定されると、前記ユニットの交換を報知する報知手段と、を有し、前記寿命判定手段は、バンディングが発生し易い周波数として、前記ユニットごとに予め既知となっている複数の所定周波数を記憶し、前記所定周波数と前記ユニットで発生する振動の周波数とを関連付けて記憶し、前記振動検知手段によって検知された振動の中から前記複数の所定周波数の振動を抽出し、当該振動のいずれかの振幅の最大値が、当該所定周波数ごとに設定された振幅の閾値を超えると、当該振動の所定周波数と関連付けて記憶されたユニットが寿命に達したと判定することを特徴とする。 The image forming apparatus according to claim 1 is an image forming apparatus in which a plurality of units that perform an image forming operation of an electrophotographic process can be replaced, and vibration detection means that detects vibrations generated in the units; When the maximum value of the amplitude of vibration detected by the vibration detection means exceeds a threshold, it is determined that the unit has reached the end of life by the life determination means for determining that the unit has reached the end of life. And notification means for notifying the replacement of the unit, wherein the life determination means stores a plurality of predetermined frequencies known in advance for each unit as a frequency at which banding is likely to occur, A predetermined frequency and a frequency of vibration generated in the unit are stored in association with each other, and the plurality of predetermined frequencies are selected from vibrations detected by the vibration detecting means. When the maximum value of the amplitude of any of the vibrations exceeds the threshold value of the amplitude set for each predetermined frequency, the unit stored in association with the predetermined frequency of the vibration has reached the end of its life It is characterized by determining .
請求項1に記載の画像形成装置では、感光体や現像器等、電子写真プロセスの画像形成動作を行うユニットが、交換可能とされており、寿命判定手段によってユニットが寿命に達したと判定されると、報知手段によってユニットの交換が報知される。 In the image forming apparatus according to the first aspect, the units that perform the image forming operation of the electrophotographic process, such as the photoconductor and the developing device, are replaceable, and it is determined by the life determination means that the unit has reached the end of its life. Then, the replacement of the unit is notified by the notification means.
ところで、ユニットの寿命の判定は、ユニットで発生した振動を振動検知手段によって検知し、検知された振動の振幅の最大値が閾値を超えたか否かを寿命判定手段によって判定する、という方法で行われている。 By the way, the life of the unit is determined by a method in which the vibration generated in the unit is detected by the vibration detecting means, and the life determining means determines whether or not the maximum amplitude of the detected vibration exceeds the threshold value. It has been broken.
ここで、ユニット内のギアや軸受等が磨耗すると、磨耗したギアや軸受を振動源とした大きな振動が発生するようになり、縞状の濃淡むら(所謂バンディング)が許容値を超える等の画質欠陥が発生する。 Here, when the gears and bearings in the unit are worn, a large vibration is generated with the worn gears and bearings as the vibration source, and the striped shading unevenness (so-called banding) exceeds the allowable value. Defects occur.
そこで、本発明では、ユニットから大きな振動が発生すると、ユニットが寿命に達したと判定し、ユニットの交換を報知している。これによって、常に画質欠陥の無いプリント画像を出力できる。 Therefore, in the present invention, when a large vibration is generated from the unit, it is determined that the unit has reached the end of life, and the replacement of the unit is notified. As a result, a print image without image quality defects can always be output.
請求項2に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置であって、イエロー以外の色の画像形成動作を行う前記ユニットに前記振動検知手段を設けたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to a second aspect is the image forming apparatus according to the first aspect , wherein the vibration detecting unit is provided in the unit that performs an image forming operation of a color other than yellow.
ここで、イエローのバンディングは視認性が低く、許容値が高い。このため、請求項4に記載の画像形成装置では、コストを勘案してイエロー以外の色の画像形成動作を行うユニットにだけ振動検知手段を取付け、該ユニットに関してのみ寿命判定を行うようにしている。 Here, yellow banding has low visibility and high tolerance. Therefore, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the vibration detection means is attached only to the unit that performs the image forming operation of colors other than yellow in consideration of the cost, and the life determination is performed only for the unit. .
本発明は上記構成にしたので、電子写真プロセスの動作を行うユニットの寿命を適切に判定してユニットの交換を行うことで、常に画質欠陥の無いプリント画像を出力できる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to always output a print image free from image quality defects by appropriately determining the lifetime of the unit that performs the operation of the electrophotographic process and replacing the unit.
以下に図面を参照しながら本発明の第1実施形態について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態のレーザビームプリンタ11の概略構成を示している。レーザビームプリンタ11は、公知の電子写真プロセスを適用して記録紙Pに画像を形成する。なお、公知の電子写真プロセスとは、感光体ドラム12に対する帯電、感光体ドラム12への露光による静電潜像の形成、トナーによる静電潜像の現像を経て、感光体ドラム12上に形成されたトナー像を記録紙Pに転写し、そして、トナー像を記録紙Pに定着することで、画像を記録する一連のプロセスを言う。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser beam printer 11 according to an embodiment of the present invention. The laser beam printer 11 forms an image on the recording paper P by applying a known electrophotographic process. The known electrophotographic process is formed on the
また、レーザビームプリンタ11は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナーを用いて記録紙Pにカラー画像の形成が可能とされたものである。 The laser beam printer 11 is capable of forming a color image on the recording paper P using yellow, magenta, cyan, and black toners.
図1に示すように、レーザビームプリンタ11は、下部に給紙部20が配置されている。給紙部20には、記録紙Pが収容された給紙カセット21が備えられている。
As shown in FIG. 1, the laser beam printer 11 has a
給紙部20の上部には、画像形成部30が配置されている。画像形成部30は、前述した公知の電子写真プロセスにより、給紙部20から送られてきた記録紙Pにカラー画像を形成する。
An
画像形成部30の斜め下方には、記録紙Pが排出される排紙トレイ40が配置されており、排紙トレイ40の左側には、搬送部100が設けられている。搬送部100は、画像形成部30で画像が形成された記録紙Pを、排紙トレイ40へ搬送し排紙する。
A
つぎに、画像形成部30の構成の概要と記録紙Pにカラー画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。
Next, an outline of the configuration of the
図1に示すように、画像形成部30には、4つの感光体ドラム12が図中右側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に並んで回転可能に配設されている。各感光体ドラム12はモータ(図示省略)により、矢印Kの方向に回転される。
As shown in FIG. 1, in the
各感光体ドラム12の上部には帯電器14が配設されており、帯電器14に帯電バイアスVcを印加し、感光体ドラム12の表面を所定の電位に帯電する。帯電後、感光体ドラム12の上方に配置された露光ヘッド16から出射された光によって露光が行われ、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム12の表面に形成される。各色の現像器18の現像ローラ19には、所定の極性に帯電した各色トナーが担持されている。各感光体ドラム12の表面に形成された潜像は、現像ローラ19に現像バイアスVdを印加することで現像され各色のトナー像となる。
A
4個の各感光体ドラム12にそれぞれ形成された各色のトナー像は、各感光体ドラム12の下方に配置された中間転写ベルト13上に第1転写ローラ15で転写され、中間転写ベルト13上に重畳されてフルカラーのトナー像となる。
The toner images of the respective colors respectively formed on the four
一方、給紙カセット21に収容された記録紙Pが、ピックアップローラ26により送り出され、搬送ローラ28によって画像形成部30に送られる。
On the other hand, the recording paper P stored in the
画像形成部30に送られた記録紙Pは、レジストローラ68により所定のタイミングで第2転写ローラ32と中間転写ローラ34とのニップ部に送られ、フルカラーのトナー像が記録紙Pに転写される。なお、中間転写ローラ34側の記録紙Pの面にトナー像は転写される。
The recording paper P sent to the
フルカラーのトナー像が転写された記録紙Pは定着器36に送られる。定着器36は熱と圧力とで記録紙Pにトナー像を定着する。トナー像が定着した記録紙Pは、排出ローラ42によって排紙トレイ40へ排出される。
The recording paper P on which the full-color toner image is transferred is sent to the
一方、中間転写ベルト13と記録紙Pとにトナー像は全て転写されずに、一部は感光体ドラム12及び中間転写ベルト13に残留トナーとして残る。この残留トナーは、感光体ドラム12上でクリーニング装置44、又は中間転写ベルト上でクリーニング装置38によって除去される。
On the other hand, the toner image is not completely transferred to the
ここで、本実施形態のレーザビームプリンタ11では、電子写真プロセスの動作を行う感光体ドラム12、帯電器14、露光ヘッド16、現像器18、中間転写ベルト13を備える転写ユニット23、クリーニング装置44等が、交換可能となっており、その中で、部品の劣化による振動の発生で電子写真プロセス動作に影響を与える現像器18のユニットとしての寿命が判定され、寿命の場合には交換が報知されるようになっている。以下、現像器18のユニットとしての寿命を判定するための構成について説明する。
Here, in the laser beam printer 11 of this embodiment, the
図1に示すように、M、C、K色の現像器18には、振動検知手段としての加速度センサ50が設置されている。各加速度センサ50は、寿命判定部51(図2参照)に接続されている。この寿命判定部51には、ローパスフィルタ52、FFT(高速フーリエ変換)アナライザ54、コンパレータ56、CPU58(共に図2参照)が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
各加速度センサ50は、ローパスフィルタ52を介してFFTアナライザ54に接続されており、各加速度センサ50から出力された時間波形は、ローパスフィルタ52でローパスフィルタ処理を施される。ここでは、電子写真プロセスで再現可能な低周波帯のみが通過する。そして、ローパスフィルタ54を通過した周波数の時間波形がFFTアナライザ54に入力される。そして、FFTアナライザ54において、FFT処理が施されて時間波形から特定の周波数のみが抽出される。
Each
ところで、ギアが磨耗すると互いに噛合うギアの噛合い状態が変動し、互いに噛合うギアの回転変動が生じて振動が発生する。また、軸受が磨耗すると軸受に支持された回転軸の支持状態が不安定になり振動が発生する。そして、発生した振動が露光ヘッド16のミラー等と共振してレーザ光の副走査方向への走査速度が変動することによって、また、感光体ドラム12が副走査方向へ振動することによって、感光体ドラム12上において画素位置の変動が引起される。また、現像ロール19及び感光体ドラム12が振動して現像ロール19と感光体ドラム12とのギャップが変動することによって、感光体ドラム12上においてドット径が変動する。これによって、バンディングが発生し、画質欠陥となる。
By the way, when the gear wears, the meshing state of the gears that mesh with each other fluctuates, and the rotational variation of the gears that mesh with each other occurs to generate vibration. Further, when the bearing is worn, the support state of the rotating shaft supported by the bearing becomes unstable and vibration is generated. The generated vibration resonates with the mirror of the
ここで、現像器18で発生する振動の周波数が予め実験等により既知となっており、CPU58に記憶されている。また、CPU58に記憶された周波数の中で、バンディングが発生し易い周波数(例えば、露光ヘッド16や感光体ドラム12の固有振動数やギアの噛合い周波数と同じ周波数等)が予め実験等により既知となっており、この周波数がFFTアナライザ54において抽出されるようになっている。
Here, the frequency of vibration generated in the developing
そして、FFTアナライザ54にはコンパレータ56、CPU58が接続されている。コンパレータ56では、FFTアナライザ54によって抽出された周波数の振動の振幅の最大値の閾値が記憶されており、これらの比較結果が出力される。
A
ここで、許容値を超えるバンディングが発生する際の振動の振幅値が、周波数毎に実験等により既知となっており、この振幅値が閾値としてコンパレータ56に記憶されている。
Here, the amplitude value of vibration when banding exceeding the allowable value occurs is known by experiment or the like for each frequency, and this amplitude value is stored in the
そして、コンパレータ56にはCPU58が接続されている。このCPU58は、コンパレータ56から出力された比較結果に応じて現像器18のユニットとしての寿命を判定し、判定結果を出力する。ここで、CPU58は、FFTアナライザ54によって抽出された周波数の振動の振幅の最大値が閾値を超えた場合、現像器18がユニットとしての寿命に達したと判定する。
A
そして、CPU58には、表示パネル60(図2参照)を制御する表示パネル制御部62(図2参照)と、警告ブザー64(図2参照)のオン/オフを制御する警告ブザー制御部66(図2参照)が接続されている。CPU58において現像器18がユニットとしての寿命に達したと判定されると、表示パネル制御部62は、現像器18の交換時期を知らせるための警告表示を表示パネル60に表示させ、また、警告ブザー制御部66は、警告ブザー64をオンにする。
The
その後、現像器18が新品に交換されると、新品の現像器18から許容値を超えるバンディングを引起すような大きな振動が発生しなくなるので、表示パネル60に警告表示が表示されなくなり、警告ブザー64が作動されなくなる。
After that, when the developing
以上、本実施形態では、電子写真プロセスの動作を行うユニットであるM、C、K色の現像器18から、バンディングが許容値を超えるような振動が発生しているか否かを判定基準として、現像器18の寿命を判定している。これによって、常に、許容値を超えたバンディングのないプリント画像を出力できる。
As described above, in the present embodiment, whether or not the vibration that causes banding to exceed the allowable value is generated from the M, C, and K
ここで、Y色のバンディングは視認性が低く、許容値が高い。このため、本実施形態では、コストを勘案してY色の現像器18には加速度センサ50を取り付けず、Y色の現像器18の寿命判定を行わないようにしている。
Here, the banding of Y color has low visibility and high tolerance. For this reason, in this embodiment, considering the cost, the
なお、本実施形態では、加速度センサ50を現像器18にのみ設けたが、バンディングやその他の画像欠陥を引起す振動の発生源となるユニットが他に存在する場合には、当該ユニットにも加速度センサ50を取付け、当該ユニットの寿命判定を、現像器18と同様の方法で行うのが望ましい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、数々の周波数の振動が含まれる時間波形から、バンディングが発生し易い周波数の振動を抽出し、抽出した周波数毎に振幅が閾値を超えたか否かを判定したが、周波数毎ではなく、上記時間波形の振幅が閾値を超えたか否かを判定しても良い。 Further, in the present embodiment, vibrations having a frequency at which banding is likely to occur are extracted from a time waveform including vibrations having a number of frequencies, and it is determined whether or not the amplitude exceeds a threshold value for each extracted frequency. Instead of every time, it may be determined whether the amplitude of the time waveform exceeds a threshold value.
また、本実施形態では、時間波形からの特定の周波数の抽出をFFT計算を用いて行ったが、バンドパスフィルタやノッチフィルタを用いて行っても良い。また、ローパスフィルタ、FFTアナライザ、コンパレータの機能を全て含むCPUで行う構成も適用可能である。 In the present embodiment, extraction of a specific frequency from the time waveform is performed using FFT calculation, but it may be performed using a band pass filter or a notch filter. In addition, a configuration performed by a CPU including all functions of a low-pass filter, an FFT analyzer, and a comparator is also applicable.
さらに、本実施形態では、振動検知手段として加速度センサを用いたが、ユニットで発生した振動を検知できるものであれば、他の手段を用いても良い。 Further, in the present embodiment, an acceleration sensor is used as the vibration detection means, but other means may be used as long as it can detect vibration generated in the unit.
11 レーザビームプリンタ(画像形成装置)
18 現像器(ユニット)
50 加速度センサ(振動検知手段)
51 寿命判定部(寿命判定手段)
60 表示パネル(報知手段)
64 警告ブザー(報知手段)
11 Laser beam printer (image forming device)
18 Developer (unit)
50 Acceleration sensor (vibration detection means)
51 Life judging section (life judging means)
60 Display panel (notification means)
64 Warning buzzer (notification means)
Claims (2)
前記ユニットで発生した振動を検知する振動検知手段と、
前記振動検知手段によって検知された振動の振幅の最大値が閾値を超えると前記ユニットが寿命に達したと判定する寿命判定手段と、
前記寿命判定手段によって前記ユニットが寿命に達したと判定されると、前記ユニットの交換を報知する報知手段と、
を有し、
前記寿命判定手段は、
バンディングが発生し易い周波数として、前記ユニットごとに予め既知となっている複数の所定周波数を記憶し、
前記所定周波数と前記ユニットで発生する振動の周波数とを関連付けて記憶し、
前記振動検知手段によって検知された振動の中から前記複数の所定周波数の振動を抽出し、当該振動のいずれかの振幅の最大値が、当該所定周波数ごとに設定された振幅の閾値を超えると、当該振動の所定周波数と関連付けて記憶されたユニットが寿命に達したと判定することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus in which a plurality of units that perform an image forming operation of an electrophotographic process can be replaced,
Vibration detecting means for detecting vibration generated in the unit;
Life determination means for determining that the unit has reached the end of its life when the maximum value of the amplitude of vibration detected by the vibration detection means exceeds a threshold;
When the life determining means determines that the unit has reached the end of its life, a notifying means for notifying the replacement of the unit;
Have
The life determination means includes
As a frequency at which banding is likely to occur, a plurality of predetermined frequencies that are known in advance for each unit are stored,
Storing the predetermined frequency and the frequency of vibration generated in the unit in association with each other;
When the vibrations of the plurality of predetermined frequencies are extracted from the vibrations detected by the vibration detection unit, and the maximum value of any amplitude of the vibrations exceeds an amplitude threshold set for each predetermined frequency, An image forming apparatus comprising: determining that a unit stored in association with a predetermined frequency of the vibration has reached the end of its life .
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