JP7031235B2 - 画像形成装置、プログラム、および画像形成システム - Google Patents
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Description
好ましくは、センサーは、所定のタイミングで部材に定電流が流された場合の部材に印加される電圧値または所定のタイミングで部材に定電圧が印加された場合の部材に流れる電流値を取得するように構成される。
他の局面に従うと、画像形成装置に含まれる像担持体に接触または近接して配置される部材の使用可能期間を予測するためにコンピュータで実行されるプログラムが提供される。画像形成装置は、部材の電気的特性値を測定するためのセンサーと、部材の使用に伴い、部材に対して定電流および定電圧のいずれか一方を印加する第1モードから、部材に対して一方とは異なる他方を印加する第2モードに切り替え可能に構成される電源装置とを含む。プログラムはコンピュータに、センサーにより測定された電気的特性値と第1モードにおける部材の使用量との第1対応関係を取得するステップと、記憶装置に記憶された第1モードにおける部材の使用量と電気的特性値との第2対応関係と、取得された第1対応関係とに基づいて、電源装置が第2モードに切り替えられた場合の部材の使用可能期間を予測するステップとを実行させる。
電子写真方式に従う画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体(例えば、感光体、中間転写体)と、当該像担持体に接触または近接して配置される部材(例えば、帯電ローラー、1次転写ローラー、2次転写ローラー)とを備える。画像形成装置は、部材に電圧を印加して当該部材を帯電させる。
図5は、本開示に従う技術思想を説明するための図である。図5に示される例において、実施形態に従う画像形成装置は部材の制御を定電圧モードから定電流モードに切り替える。
(画像形成装置の構造)
図6は、画像形成装置600の構造の一例を表す。画像形成装置600は、レーザプリンタやLEDプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図6に示されるように、画像形成装置600は、内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置される。これらの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kは、トナー像を担持可能に構成される感光体3Y,3M,3C,3Kをそれぞれ有している。
次に、以上の構成からなる画像形成装置600の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から後述するCPU810に画像信号が入力される。CPU810は、この画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成する。また、CPU810は、作成したデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y,2M,2C,2Kの各露光装置5Y,5M,5C,5Kを発光させて露光を行なう。
以下、作像ユニットの具体的な構成を説明する。なお、各作像ユニット2Y,2M,2C,2Kの構成は同じであるので、一例として作像ユニット2Yの構成について説明する。
図8は、実施形態1に従う画像形成装置600の電気的な構成の一例を表す図である。画像形成装置600は、画像形成装置600の制御装置として機能するCPU(Central Processing Unit)810を有する。CPU810は、RAM(Random Access Memory)820と、ROM(Read Only Memory)830と、記憶装置440と、電源装置850と、電源装置710と、操作パネル90と、環境センサー860と、通信I/F(インターフェイス)870とにそれぞれ電気的に接続されている。CPU810は、ROM830に格納される制御プログラム832を読み込んで実行することにより、接続される各デバイスの動作を制御する。
図9は、記憶装置840に記憶されている基準対応関係841を説明するための図である。図9(A)は、ある局面に従う基準対応関係841のデータ構造の一例を表す。図9(B)は、基準対応関係841を視覚的に表す図である。
次に、基準対応関係841を用いて1次転写ローラー7の使用可能期間(寿命)を予測する処理について具体例を用いて説明する。
R200k=初期抵抗値+比率RA×(基準変動率PA1+基準変動率PA2)
=6.8+1.3×(0.16+0.12)
=7.16[logΩ]
基準変動率PA2は、基準対応関係841から推定される累計枚数100k枚-200k枚のときの変動率である。CPU810は、累計枚数200k枚と累計枚数N1との差分D1を次の式(2)に従い算出する。
D1=(第1抵抗値-R200k)/(基準変動率PA3×比率RA)×100
=(7.2-7.16)/(0.08×1.3)×100
=38.5[k枚]
基準変動率PA3は、基準対応関係841から推定される累計枚数200k枚-300k枚のときの変動率である。上記の結果から、CPU810は、定電流モードに切り替えるとき、つまり、抵抗値が第1抵抗値に到達するときの累計枚数が238.5k枚であると算出する。
N2=(第2抵抗値-第1抵抗値)/変動率P3×100+累計枚数N1
=(7.35-7.2)/0.104×100+238.5k枚
=382.7k枚
(制御構造)
図11は、上記一連の1次転写ローラー7の寿命(使用可能期間)を算出する処理を表すフローチャートである。図11に示される各処理は、CPU810が制御プログラム832を実行することにより実現される。
実施形態に従う画像形成装置600は、定電圧モードから定電流モードに移行した後にも、1次転写ローラー7の使用可能期間を算出できる。
P3=(R300k-第1抵抗値)/{(現在の累計枚数-累計枚数N1)/100}
=(7.3-7.2)/{(300k-238.5k)/100}
=0.163[logΩ/100k枚]
定電流モードにおいて、上記変動率P3は原則変動しない。そのため、CPU810は、上記算出された変動率P3と、累計枚数N1(238.5k枚)とに基づいて、累計枚数N2を以下の式(5)に従い改めて算出する。
N2=(第2抵抗値-第1抵抗値)/変動率P3×100+累計枚数N1
=(7.35-7.2)/0.163×100+238.5k枚
=330.5k枚
上記によれば、実施形態に従う画像形成装置600は、定電流モードにおいて実際に測定された1次転写ローラー7の抵抗値に基づいて、1次転写ローラー7の使用可能期間を修正できる。
(印字ジョブあたりの平均印字枚数に基づく補正)
変形例に従う画像形成装置600の帯電ローラー4、1次転写ローラー7、2次転写ローラー9は、電荷(キャリア)がイオンであるイオン導電材によって構成される。イオン導電材は、単位時間当たりの使用量が多いほど使用可能期間が短くなる。その理由は、イオン導電材は、単位時間あたりの使用量が多いほど、内部のイオン分布が偏る(つまり抵抗が高くなる)ためである。
イオン導電材の抵抗値の上昇率は、温度が低いほど、または湿度が低いほど大きい。その理由は、温度が低いほど、または湿度が低いほど、イオンの移動度が低くイオン導電材の内部のイオン分布が偏る(つまり抵抗が高くなる)ためである。
上記の例において、画像形成装置600が1次転写ローラー7の使用可能期間を算出するように構成されているが、他の局面において、サーバー800が1次転写ローラー7の使用可能期間を算出するように構成されてもよい。
上記では、定電圧モードから定電流モードに切り替わる場合における、部材の使用可能期間を予測する構成について説明した。実施形態2では、定電流モードから定電圧モードに切り替わる場合における、部材の使用可能期間を予測する構成について説明する。
図16は、実施形態2に従う画像形成装置1600における作像ユニット1610Yの構造を表す図である。画像形成装置1600は、作像ユニット2Y,2M,2C,2Kに替えて作像ユニット1610Y,1610M,1610C,1610Kを有する点において、実施形態1に従う画像形成装置600とは相違する。
図17は、実施形態2に従う画像形成装置1600の電気的な構成の一例を表す図である。なお、図17に示される要素のうち、図8に示される要素と同じ要素には同じ符号を付している。そのため、その要素についての説明は繰り返さない場合がある。
次に、基準対応関係1710および係数1720を用いてクリーニングブラシ1620の使用可能期間(寿命)を予測する処理について具体例を用いて説明する。
N1=(第1抵抗値-R150k)/比率RA×100+150k枚
=(7.75-7.39)/0.08×100+150k枚
=600k枚
次にCPU810は、第2抵抗値(7.9logΩ)に到達する前の800k枚時点のクリーニングブラシ1620の抵抗値R800kを次の式(7)に従い算出する。
R800k=変動率P1×係数1720+変動率P1×係数1720^2+第1抵抗値
=0.08×0.8+0.08×0.8^2+7.75
=7.865
CPU810は、累計枚数800k枚と累計枚数N2との差分D2を次の式(8)に従い算出する。
D2=(第2抵抗値-R800k)/(変動率P1×係数1720^3)*100
=(7.9-7.865)/(0.08×0.8^3)*100
=85.4k枚
上記の結果から、CPU810は、クリーニングブラシ1620の使用可能期間を885.4k枚であると算出する。
図20は、上記一連のクリーニングブラシ1620の寿命(使用可能期間)を算出する処理を表すフローチャートである。図20に示される各処理は、CPU810が制御プログラム1732を実行することにより実現される。
Claims (19)
- トナー像を担持するための像担持体と、
前記像担持体に接触または近接して配置される部材と、
前記部材の電気的特性値を測定するためのセンサーと、
前記部材の使用に伴い、前記部材に対して定電流および定電圧のいずれか一方を印加する第1モードから、前記部材に対して前記一方とは異なる他方を印加する第2モードに切り替え可能に構成される電源装置と、
前記第1モードにおける前記部材の使用量と前記電気的特性値との第1対応関係を記憶する記憶装置と、
前記部材の使用可能期間を予測するための制御装置とを備え、
前記第1対応関係は、予め前記記憶装置に記憶されており、
前記制御装置は、
前記センサーにより測定された前記電気的特性値と前記第1モードにおける前記部材の使用量との第2対応関係を取得し、
前記第1対応関係と前記第2対応関係とに基づいて、前記電源装置が前記第2モードに切り替えられた場合の前記部材の使用可能期間を予測する、画像形成装置。 - 前記電源装置は、前記電気的特性値が第1値に到達したことに基づいて、前記第1モードから、前記第2モードに切り替え可能に構成され、
前記制御装置は、前記第1対応関係と前記第2対応関係とに基づいて、前記電気的特性値が前記第1値よりも大きい第2値に到達するまでの期間を予測する、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1対応関係は、前記第1モードにおける前記部材の使用量と前記電気的特性値の変動率との関係を複数保持し、
前記第2対応関係は、前記センサーにより測定された前記電気的特性値の前記第1モードにおける前記部材の使用量に対する変動率を含む、請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、前記センサーにより異なるタイミングで測定された前記電気的特性値の差分と、前記異なるタイミングにおける使用量の差分と、に基づいて前記第2対応関係としての変動率を取得する、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、
前記第2対応関係として算出された変動率と、前記第1対応関係から定まる変動率との比率を算出し、
前記比率に基づいて前記使用可能期間を予測する、請求項3または4に記載の画像形成装置。 - 前記第1モードにおいて前記部材に対して定電圧が印加される場合、前記第1対応関係における前記電気的特性値の変動率は、前記部材の使用量に対して対数関数的に変化するように規定され、
前記第1モードにおいて前記部材に対して定電流が流される場合、前記第1対応関係における前記電気的特性値の変動率は、前記部材の使用量に対して比例して変化するように規定される、請求項3~5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記部材の電気的特性値は、前記部材の抵抗値を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記センサーは、所定のタイミングで前記部材に定電流が流された場合の前記部材に印加される電圧値または前記所定のタイミングで前記部材に定電圧が印加された場合の前記部材に流れる電流値を取得するように構成される、請求項1~7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 温度および湿度を測定する環境センサーをさらに備え、
前記制御装置は、前記環境センサーの測定結果に基づいて、前記部材の使用可能期間の予測結果を補正する、請求項1~8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、前記温度が高いほどまたは前記湿度が高いほど前記使用可能期間の予測結果が長くなるように補正し、前記温度が低いほどまたは前記湿度が低いほど前記使用可能期間の予測結果が短くなるように補正する、請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、1の印字ジョブあたりの平均印字枚数に基づいて、前記部材の使用可能期間の予測結果を補正する、請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、1の印字ジョブあたりの平均印字枚数が多いほど前記使用可能期間の予測結果が短くなるように補正し、1の印字ジョブあたりの平均印字枚数が少ないほど前記使用可能期間の予測結果が長くなるように補正する、請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記部材は、前記像担持体に形成されたトナー像を転写するための1次転写ローラーを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電源装置は、前記1次転写ローラーに対して定電圧を印加する前記第1モードから、前記1次転写ローラーに定電流を印加する前記第2モードに切り替えるように構成され
る、請求項13に記載の画像形成装置。 - 前記部材は、前記像担持体に残留するトナーを回収するためのクリーニングブラシを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電源装置は、前記クリーニングブラシに対して定電流を印加する前記第1モードから、前記クリーニングブラシに定電圧を印加する前記第2モードに切り替えるように構成される、請求項15に記載の画像形成装置。
- 前記部材は、前記像担持体を帯電するための帯電ローラーを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置に含まれる像担持体に接触または近接して配置される部材の使用可能期間を予測するためにコンピュータで実行されるプログラムであって、
前記画像形成装置は、
前記部材の電気的特性値を測定するためのセンサーと、
前記部材の使用に伴い、前記部材に対して定電流および定電圧のいずれか一方を印加する第1モードから、前記部材に対して前記一方とは異なる他方を印加する第2モードに切り替え可能に構成される電源装置とを含み、
前記プログラムは前記コンピュータに、
前記センサーにより測定された前記電気的特性値と前記第1モードにおける前記部材の使用量との第1対応関係を取得するステップと、
記憶装置に記憶された前記第1モードにおける前記部材の使用量と前記電気的特性値との第2対応関係と、前記取得された第1対応関係とに基づいて、前記電源装置が前記第2モードに切り替えられた場合の前記部材の使用可能期間を予測するステップとを実行させ、
前記第2対応関係は、予め前記記憶装置に記憶されている、プログラム。 - 画像形成装置と、前記画像形成装置と通信可能なサーバーとを備える画像形成システムであって、
前記画像形成装置は、
トナー像を担持するための像担持体と、
前記像担持体に接触または近接して配置される部材と、
前記部材の電気的特性値を測定するためのセンサーと、
前記部材の使用に伴い、前記部材に対して定電流および定電圧のいずれか一方を印加する第1モードから、前記部材に対して前記一方とは異なる他方を印加する第2モードに切り替え可能に構成される電源装置とを含み、
前記サーバーは、
前記第1モードにおける前記部材の使用量と前記電気的特性値との第1対応関係を記憶する記憶装置と、
前記部材の使用可能期間を予測するための制御装置とを備え、
前記第1対応関係は、予め前記記憶装置に記憶されており、
前記制御装置は、
前記センサーにより測定された前記電気的特性値と前記第1モードにおける前記部材の使用量とを前記画像形成装置から受信し、
前記受信した電気的特性値と使用量との第2対応関係を取得し、
前記第1対応関係と前記第2対応関係とに基づいて、前記電源装置が前記第2モードに切り替えられた場合の前記部材の使用可能期間を予測し、
前記予測結果を前記画像形成装置に送信する、画像形成システム。
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