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発明の名称 画像形成装置及び画像形成装置管理システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3589(P2007−3589A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−180523(P2005−180523)
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
代理人 【識別番号】100075638
【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 椛島 徹
要約 課題
画像劣化の主要因である現像剤のラチチュードを事前に的確に予測することのできる画像形成装置及び画像形成装置管理システムを提供する。

解決手段
像担持体と現像剤担持体との最近接距離を、所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、該距離変更手段により最近接距離を前記異なる距離とした時に形成した検知用像の濃度を濃度検知手段70により検知し、濃度検知手段70の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、を有する。
特許請求の範囲
【請求項1】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して最近接距離が所定距離となるように対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記最近接距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
該距離変更手段により前記最近接距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記交流成分を、前記所定の現像バイアス時とは異なるピーク間電圧または周波数に変更できる交流成分変更手段と、
該交流成分変更手段により前記交流成分を前記異なるピーク間電圧または周波数とした時に形成した所定の検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる回転速度変更手段と、
該回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対し所定距離離れて配置され前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記規制部材との距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
該距離変更手段により前記距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
現像剤を収容する容器と、該容器内に配置され所定速度で回転する事で前記容器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記像担持体表面に対して対向配置され表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体と、を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記攪拌部材の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる攪拌部材回転速度変更手段と、
該攪拌部材回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を、前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
前記現像剤寿命検知モードは、一定期間画像形成装置が使用される毎に実行されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに画像形成装置。
【請求項7】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して最近接距離が所定距離となるように対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記最近接距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該距離変更手段により前記最近接距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システム。
【請求項8】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記交流成分を、前記所定の現像バイアス時とは異なるピーク間電圧または周波数に変更できる交流成分変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該交流成分変更手段により前記交流成分を前記異なるピーク間電圧または周波数とした時に形成した所定の検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システム。
【請求項9】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記現像剤担持体の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる回転速度変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システム。
【請求項10】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対し所定距離離れて配置され前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記現像剤担持体と前記規制部材との距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該距離変更手段により前記距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システム。
【請求項11】
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
現像剤を収容する容器と、該容器内に配置され所定速度で回転する事で前記容器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記像担持体表面に対して対向配置され表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体と、を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記攪拌部材の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる攪拌部材回転速度変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該攪拌部材回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を、前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システム。
【請求項12】
前記現像剤寿命検知モードは、一定期間画像形成装置が使用される毎に実行されることを特徴とする請求項7ないし11のいずれかに画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、電子写真方式のコピー機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、画像形成装置管理システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
オフィスにおいては、例えば、コピー機やファクシミリ装置等の画像形成装置を含む多数のOA(Office Automation)機器を取り扱っている。
【0003】
画像形成装置は、電子写真感光体などの像担持体、現像剤、給紙ローラ、定着ローラなどの交換部品を有しているため、一定期間使用した後、これら部品は交換する必要がある。しかしながら、交換するタイミングは、ユーザの使用条件、例えば、使用環境や転写紙の種類、1日の使用枚数、原稿の画像比率などによって大きく異なる。更に、交換部品自体の品質ばらつきもある。
【0004】
従って、予想以下の寿命しか達しない場合、画像形成装置が停止し、ユーザが使用できない時間が生じ、画像形成装置の稼動時間が低下する恐れがある。
【0005】
近年、業務の効率化が進み、画像形成装置の稼働時間が問題視され、特に、高速(100ppm以上)の画像形成装置では、10時間連続して停止しない高生産性が求められている。
【0006】
この問題に対して、現在、様々な技術が提案されている。
【0007】
特許文献1では、感光体ドラムの現像スリーブ対向位置に対して回転方向下流側位置で、感光体ドラム表面の電位を電位センサで検知した電位に応じて、検知電位を設定電位に維持するよう現像器内の現像剤を新たな現像剤と交換可能としている。
【0008】
従って、現像剤劣化度合いを判断し、劣化程度に応じて現像剤容器内の現像剤を新たな現像剤に自動的に交換することで長期にわたり安定して高画質な画像を提供できる。更に、大幅にランニングコストを削減することが可能である。
【0009】
長寿命現像検討課題として耐久寿命を延ばす現像剤の開発や現像剤を劣化させないプロセスの開発がおこなわれているが、現状の現像剤寿命は3万から5万枚である。一定の耐久枚数に応じて定期的にサービスマンが現像剤を交換する方法であるカウンタ方式が、一般的に実施され、画像形成装置の稼働率を高めている。
【0010】
更に、像担持体上に形成されたパッチパターンに対して比較的大きなスポット光(スポット径は数ミリメートル以上)を照射した時の反射光量を検知すること(以下、「パッチ検方式」と呼ぶ。)によって、そのパッチパターンに付着しているトナー量を検知する技術がある。前記トナー量の検知結果に応じて静電潜像条件や現像条件などの画像形成条件を制御する技術は、実際の商品に適用されている。
【0011】
階調パターンの各濃度パッチにおけるトナー付着量を検知することにより、画像形成条件における階調性並びにベタ濃度を知ることができる。そのため、もしこれらの値が規定範囲から外れている場合には、その結果に応じて適切な階調性を得るように、また、適切なベタ濃度になるように画像形成条件の制御を行って、前記階調性及びベタ濃度を修正することができる。制御される作像条件は現像剤トナー濃度(2成分現像プロセスの場合)、現像バイアス、現像剤担持体の速度などがある。
【0012】
上記パッチ検方式によって、現像剤の劣化状態を検知して、現像条件を制御し、画像形成装置の寿命を延ばし、かつ、稼動時間を増加させている。
【0013】
また、特許文献2では、現像器内の現像剤のトナー濃度を検知し、経時的なトナー濃度変動による画像の変動が発生した場合、現像ギャップを適宜調整し、画像形成装置の稼動時間を増加させている。
【0014】
特許文献3では、画像形成装置とその画像形成装置のメンテナンスなどを担当する営業所のホストコンピュータとを通信手段で接続し、画像形成装置から送信されるカウント情報などのデータをホストコンピュータで受け取り、その受信データをホストコンピュータ側で解析表示する画像形成装置の管理システムが提案されている。
【0015】
例えば、このような画像形成装置の管理システムは、画像形成装置で消費されるトナー量をホストコンピュータ側で監視して、現像手段にトナーを補給するトナー供給容器内のトナーが無くなった場合、また、感光体上から回収したトナーを貯留するトナー回収容器内のトナーが満杯になったことが検知されると、サービスマンにトナー供給容器やトナー回収容器の交換を指示するようになっている。その結果、画像形成装置の状態に応じてリアルタイムに対応することができ、稼働時間を高めている。
【0016】
特許文献4では、現像装置の動作時間やトナー濃度、トナー消費量などの情報から現像能力を総合的に推論し、潜像形成条件、トナー補給条件などの一つを選択して制御し、あらゆる経時変化に対応することで、画像形成装置の稼動時間を延ばしている。
【0017】
また、特許文献5では、感光体上の濃度、現像器にかかる負荷トルク、現像容器内のトナー透磁率から、現像剤の劣化度を推定し、現像条件を変更することで、現像剤の寿命を延命している。
【特許文献1】特開2001−117295号公報
【特許文献2】特開平5−289494号公報
【特許文献3】特開平8−314815号公報
【特許文献4】特開2001−296706号公報
【特許文献5】特開平11−15338号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
上記で述べた従来例において様々な欠点がある。
a)上記で述べた、感光体上のトナー量を検知する電位センサ方式では、すでに劣化した後の現像剤の状態を検知しているため、現像剤の劣化度を正確に測定することは難しく、かつ、稼動初期から中期にかけて、寿命を予測ことができない欠点がある。
b)上記で述べた、カウンタ検知方式による現像剤劣化判定では、現像剤寿命の予想精度が低いため、ユーザは現像剤寿命を大幅に超えた使用を行ったために画像弊害や機内飛散を生じる懸念がある。また、まだ使用可能である現像剤を交換してしまうといった欠点がある。
c)上記述べたパッチ検知方式では、現像状態を把握するとはできるが、すでに現像剤が劣化した後しか検知できない欠点があるため、対策が限られている。
d)上記述べた現像ギャップ調整方式では、事前にどの程度現像剤が劣化したかを検知することができず、かつ調整するための機構を設ける必要があり、そのためにコストがかかるという欠点がある。
e)上記で説明した、ホストコンピュータによる検知方式では、トナー残量のみを検知しサーバへ通知している。しかしながら、画質自体の劣化を検知していないため、ユーザの稼動時間削減効果は低い。
f)多次元情報を元に経時変化に対応する方式では、すでに劣化した状態で他の条件を変更するため、突発的に発生する変化に対応できず、稼働時間が低下する恐れがある。
g)負荷トルク、透磁率から現像剤の劣化を推定する方式では、すでに劣化した後の状態で、検知するため、現像剤の交換タイミングがずれる恐れがある。
【0019】
以上の欠点に対して、理想的には、開発段階で画質が劣化すると予め予測されたある稼動時間に到達した時に現像剤や感光体などは必然的に交換される必要がある。しかしながら、上記でも述べたが、現在の画質検知ならびに画質に関わる各部品の劣化検知の手段は、劣化後又は劣化推移しか対応していないため、信頼性が非常に低い。そのため、交換時期は安全率を見て短めの設定とせざるを得ないのが現状である。更に、実際にはユーザによって稼動条件は異なり、それに応じて画質を保証できる現像剤や感光体などの交換時期は大きく異なっていることが分かっている。
【0020】
画質劣化及び部品劣化を事前に検知して劣化が確認された場合、適切なメンテナンス対応を行うことで、メンテナンスの作業効率化、また、画像形成装置の稼働時間の増加などにつながる。そのためには、部品自体の画像劣化に対する許容範囲(以下、「ラチチュード」と呼ぶ。)を部品が寿命に到達する前に検知しなければならない。
【0021】
そこで、本発明の目的は、上記画像劣化の主要因である現像剤のラチチュードを事前に的確に予測することのできる画像形成装置、及び、画像形成装置管理システムを提供することである。
【0022】
更に、本発明の他の目的は、現像剤のラチチュードを事前に予測し、劣化状態に応じて現像剤容器内の現像剤を新たな現像剤に適切なタイミングで交換することが可能であって、長期にわたり安定して高画質な画像を提供でき、稼働率を向上させ、大幅にランニングコストを低減することのできる画像形成装置、及び、画像形成装置管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0023】
上記目的は本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置管理システムにて達成される。要約すれば、本発明の第1の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して最近接距離が所定距離となるように対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記最近接距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
該距離変更手段により前記最近接距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0024】
本発明の第2の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記交流成分を、前記所定の現像バイアス時とは異なるピーク間電圧または周波数に変更できる交流成分変更手段と、
該交流成分変更手段により前記交流成分を前記異なるピーク間電圧または周波数とした時に形成した所定の検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0025】
本発明の第3の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる回転速度変更手段と、
該回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0026】
本発明の第4の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対し所定距離離れて配置され前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記規制部材との距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
該距離変更手段により前記距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0027】
本発明の第5の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
現像剤を収容する容器と、該容器内に配置され所定速度で回転する事で前記容器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記像担持体表面に対して対向配置され表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体と、を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を具備する画像形成装置において、
前記攪拌部材の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる攪拌部材回転速度変更手段と、
該攪拌部材回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を、前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報の表示を行なう現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0028】
本発明の第6の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して最近接距離が所定距離となるように対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記最近接距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該距離変更手段により前記最近接距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システムが提供される。
【0029】
本発明の第7の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体に、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検知用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記交流成分を、前記所定の現像バイアス時とは異なるピーク間電圧または周波数に変更できる交流成分変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該交流成分変更手段により前記交流成分を前記異なるピーク間電圧または周波数とした時に形成した所定の検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システムが提供される。
【0030】
本発明の第8の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され、表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体に、現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記現像剤担持体の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる回転速度変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システムが提供される。
【0031】
本発明の第9の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体表面に対して対向配置され現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対し所定距離離れて配置され前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記現像剤担持体と前記規制部材との距離を、前記所定距離とは異なる距離に変更できる距離変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該距離変更手段により前記距離を前記異なる距離とした時に形成した前記検知用像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システムが提供される。
【0032】
本発明の第10の態様によれば、
像担持体上に画像情報に応じて静電像を形成する静電像形成手段と、
現像剤を収容する容器と、該容器内に配置され所定速度で回転する事で前記容器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記像担持体表面に対して対向配置され表面に現像剤を担持して搬送するべく所定速度で回転する現像剤担持体と、を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで前記像担持体上の静電像を現像する現像装置と、
前記現像剤により形成された検討用像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記攪拌部材の回転速度を、前記所定速度とは異なる速度に変更できる攪拌部材回転速度変更手段と、
を有する画像形成装置と、
該攪拌部材回転速度変更手段により前記回転速度を前記異なる速度とした時に形成した前記検知用像の濃度を、前記濃度検知手段により検知し、該濃度検知手段の検知結果により現像剤の寿命に関する情報を、通信手段を介して管理装置へ送信する、現像剤寿命検知モードを実行可能な制御手段と、
前記管理装置から通信手段を介して送信された前記現像剤の寿命に関する情報が表示される端末装置と、
を有する画像形成装置管理システムが提供される。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、
(1)画像劣化の主要因である現像剤のラチチュードを事前に的確に予測することができる。また、
(2)現像剤のラチチュードを事前に予測し、劣化状態に応じて現像剤容器内の現像剤を新たな現像剤に適切なタイミングで交換することが可能であって、長期にわたり安定して高画質な画像を提供でき、稼働率を向上させ、大幅にランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
以下、本発明を実施する場合の形態について、図面を参照して具体的に説明する。ここでは本発明の複数の実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでない。
【0035】
実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。
【0036】
本実施例にて、画像形成装置100は、潜像形成手段として、回転自在に担持された像担持体としての電子写真感光体(以下、「感光体ドラム」という。)4と、感光体ドラム4の周囲に配置された、一次帯電器21及び露光装置20とを備えている。感光体ドラ4は、その表面を帯電器21によって一様に帯電させ、その帯電面を露光装置20によって画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する。感光体ドラム4上の静電潜像は、回転現像装置9(9a、9b、9c、9d)とされる現像手段によってトナーを付着させて現像し、可視像、即ち、トナー像とする。感光体ドラム4上のトナー像は、転写装置23によって中間転写体27に転写する。
【0037】
更に説明すると、本実施例の電子写真画像形成装置100は、回転自在に支持された像担持体である感光体ドラム4を有している。この感光体ドラム4は、図1にて、矢印A方向へと回転しており、一次帯電器21で一様に帯電され、次に、露光装置20により情報信号Eを露光して静電潜像が形成される。
【0038】
本実施例にて、図示しない画像スキャナ或はコンピュータ等の出力装置から画像情報処理装置を介して送られてくる画像情報信号は、本画像形成装置の制御装置(CPU)28で受信される。CPU28は、画像形成装置の動作を制御すると共に、露光装置20を構成するレーザー発光素子22を制御して静電潜像形成のためのレーザーを発光させる。
【0039】
なお、潜像形成には、レーザー発光素子の他に、発光ダイオード素子等他の発光体を用いることもできる。また、画像形成装置自身の制御を他のCPUで行っても良い。
【0040】
本実施例によれば、感光体ドラム4に対向して、回転現像装置9が配置される。回転現像装置9は、矢印B方向に回転可能に軸支された回転体42に、本実施例では4個の現像器9a、9b、9c、9dが支持されており、感光体ドラム4に順次対向して、感光体ドラム4上に形成された各色の静電潜像を現像して、可視画像、即ち、トナー像を作成する。
【0041】
この感光体ドラム4上のトナー像は、その都度一次転写装置としての一次転写ローラ23により順次、中間転写体としての中間転写ベルト27に転写し、各色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を得る。
【0042】
これに合わせて、給紙トレイ30に収容された記録材としての転写紙Sを給紙ローラ31によって1枚ずつ送り、所定のタイミングで二次転写装置としての転写ローラ41が設けられた二次転写部位へ送出する。中間転写ベルト27上のカラー画像は、搬送されてきた転写紙Sに二次転写ローラ41により転写される。
【0043】
トナー画像が転写された転写紙Sを、搬送ベルト等による搬送部32によって定着装置25へ搬送し、そこで転写されたトナー像を熱定着して機外へ送出する。
【0044】
一方、トナー像転写後の感光体ドラム4の表面は、クリーニング装置26によってクリーニングされて、次の画像形成に備える。
【0045】
次に、先ず、本実施例にて使用する2成分現像方式(磁気ブラシ現像方式)について述べる。
【0046】
現像剤担持体表面に磁気穂、即ち、磁気ブラシを形成する磁気ブラシ現像では、現像剤担持体の表面に現像剤を搬送し、現像剤をブラシ状(磁気穂)に保持させて像担持体に接触させ、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加された現像剤担持体との間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【0047】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ(現像スリーブ)として構成され、この現像剤担持体表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石体(磁石ローラ)を現像スリーブ内部に備えている。
【0048】
穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うように現像スリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちのキャリアに対して帯電トナーが付着されている。
【0049】
上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、特に現像スリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。
【0050】
上記現像スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動くことで現像スリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動するようになっており、現像領域に搬送された現像剤は上記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂を形成、潜像担持体としての感光体ドラムの表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が感光体ドラムとの相対速度差によって静電潜像と接触しながら、トナー供給を行う。
【0051】
なお、現像領域とは、現像スリーブ上で磁気穂が立ち上がり感光体ドラムと接触している範囲とする。
【0052】
次に、本実施例にて使用する現像装置について更に詳しく説明する。
【0053】
本実施例では、現像装置として回転現像装置9を使用する。回転現像装置9に搭載された4個の現像器9a、9b、9c、9dは同様の構成とされるので、図2を参照して、現像器9aについて説明する。
【0054】
図2にて、現像器9aは、回転体42によって感光体ドラム4と対向する現像位置に位置している。現像器9aは、現像容器8、現像剤担持体としての現像スリーブ3、現像剤溜り部5を規制する現像剤返し部材1、及び現像剤の穂高規制部材のとしてのブレード2を有している。
【0055】
現像器9aの内部は、垂直方向に延在する隔壁6によって現像室(第1室)13と撹拌室(第2室)14とに区画され、図示しない端部領域にて連通している。現像室13及び撹拌室14には、非磁性トナーと磁性キャリアを含む2成分現像剤が収容されており、現像室13と撹拌室14との間を循環している。また、現像室13及び撹拌室14には、それぞれ現像剤撹拌手段としての第1及び第2撹拌スクリュー11、12が配置されている。
【0056】
現像器9aの現像室13は、感光体ドラム4に対面した現像域に相当する位置が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像スリーブ3が回転可能に配置されている。現像スリーブ3は非磁性材料で構成され、現像動作時には図中右回りの矢印D方向に回転し、その内部には磁界発生手段である磁石(マグネットローラ)10が固定されている。
【0057】
現像スリーブ3は、ブレード2によって層厚規制された2成分現像剤の層を担持搬送し、感光体ドラム4と対向する現像域で現像剤を感光体ドラム4に供給して潜像を現像する。現像効率を向上させるために、現像スリーブ3には現像バイアス電源15から、例えば直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【0058】
このような現像器9aのマグネットローラ10は、例えば5極構成とされ、現像室撹拌スクリュー11で撹拌された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極(汲み上げ極)N3の磁力で拘束され、現像スリーブ3の回転により現像剤溜り部5へ搬送される。
【0059】
現像剤量は、現像剤返し部材1で規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極(カット極)S2で十分に拘束し、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。
【0060】
次いで、ブレード、即ち、穂高規制部材2で磁気ブラシを穂切りして現像剤量を適正にし、搬送用磁極N1で搬送される。
【0061】
更に、現像極S1で画像形成装置本体側に設けられた現像バイアス電源15を介して現像スリーブ3に直流及び/又は交互電界の重畳されたバイアス電圧が印加され、現像スリーブ3上のトナーが感光体ドラム4の静電潜像側に移動され、該静電潜像はトナー像として顕像化される。
【0062】
また、カット極S2付近では、2成分からなる現像剤を摺擦し、トナーに所定の電荷を付与している。トナーは、顔料が分散されたポリエステル、スチレンアクリル等の粒子であり、フェライト等の磁性体をアクリル、シリコーン樹脂等でコートしたキャリアとの摺擦で電荷を与えられる。
【0063】
所定の電位に定められた潜像を一定の濃度で安定して現像するためには、トナーの電荷が安定していることが必要であり、そのためにはカット極S2付近の現像剤溜り部5で現像剤が十分に拘束されて摺擦されなければならない。また、この摺擦でトナーに与えられる電荷は、主としてキャリアの電荷付与能力と、現像剤の抵抗値とによって決まる。
【0064】
現像時に消費されたトナーは、トナー補給槽(図示せず)から補給される。この補給量は、光学的或いは電磁気的な手段による現像剤濃度検知手段(図示せず)からの信号を元にCPU28が決定する。
【0065】
現像器9aは、前記構成により、撹拌スクリュー11、12によって現像スリーブ3の表面に供給された現像剤を、マグネットローラ10の磁力にて磁気ブラシの状態で保持し、これを現像スリーブ3の回転に基づいて感光体ドラム4との対向部(現像域)に搬送すると共に、現像剤返し部材1及びブレード2で、磁気ブラシを穂切りして現像域に搬送される現像剤量を適正に維持する。
【0066】
近年、画像形成装置の市場において、より高い画像品質が要求されるようになっている。主な画像品質は、濃度、濃度ムラ、地肌かぶり、粒状性、ライン再現性、後端白スジ、ドット抜け、かぶりなどがある。中でも粒状性、後端白スジや横ライン再現性やドットの抜けは、高画質を達成するためには非常に重要な項目である。
【0067】
特に、像担持体上の静電潜像に対してトナーが不規則に付着して発生する画像ノイズが問題になっている。例えば、プリンタやデジタル方式の画像形成装置などでは中間調を滑らかに再現するために、数十μm間隔で形成されるドットの均一形成が要求される。しかし、ドット画像を顕微鏡などで拡大して観察すると、ドットの形状や面積のバラツキが大きく、かつドット間に不規則にトナーが付着しているのが観察される。これらの程度が大きい場合、粗さが目立ち均一感に乏しい画像となってしまう。
【0068】
次に、後端白スジや横ライン再現性やドットの抜けについて説明する。
【0069】
図3は、後端白スジの原因を説明するための現像部を概念的に示している。この図において、像担持体(感光体ドラム4)、現像剤担持体(現像スリーブ3)はそれぞれ矢印a、bの方向に移動(回転)ものとする。回転速度は現像機会をなるべく増加させるため、現像スリーブ3の方が大きい。そのため、磁気穂は常に感光体ドラム4に形成された静電潜像を追い越しながら現像する。
【0070】
現像領域上流側で感光体ドラム4上の非画像部(地肌部)に磁気穂が接触すると、磁気穂先端に存在するトナーが現像領域内の電界の影響により現像スリーブ3方向(矢印c)への力を受けて感光体ドラム4から離れる。このため、磁気穂が非画像部に接触する時間が長いほど感光体ドラム4近傍のトナー濃度は低下する。
【0071】
磁気穂が現像スリーブ3の移動に伴って現像領域下流側に移動し、画像部に追いつくと、画像部端部(後端)でトナー濃度が低い磁気穂先端がすでに現像されて感光体ドラム4に付着しているトナーを矢印dの方向に静電的に吸引する。このために画像後端部のトナーが少なくなる。一方で磁気穂先端のトナー濃度は再び増加する。磁気穂がさらに現像領域下流側に移動しても、トナー濃度が回復しているために感光体ドラム4からトナーを吸引することはなくなる。以上の結果、現像領域を通過した感光体ドラム4上には後端部がかすれたような画像が形成される。
【0072】
画質の劣化について説明する。画質は、帯電器、現像器、感光体ドラム、中間転写体、定着器などが耐久により劣化することで変化する。その中で、画質を劣化させる最も重要な要因である現像剤寿命について説明する。
【0073】
現像剤が劣化すると、様々な画質へ影響を与える。例えば、2成分現像装置の場合、キャリアのコートが耐久ではがれ落ち、トナーへの帯電付与力が低下、現像能力が下がって、画像の濃度がダウンしてしまうことがある。また、トナー自体の帯電性を高め、かつ、流動性を保つために付与されている外添剤がトナーの内部に侵入すると、帯電能力が低下し、更に、帯電性のばらつきが大きくなる。その結果、画像の微細なドット再現性を満足することができなくなる。
【0074】
そのほか、キャリア表面にトナーが付着するキャリアスペント、トナーを定着し易くするために含有させているWAXの染み出し、トナー母体の劣化など、様々な現像剤劣化現象がある。
【0075】
しかしながら、それぞれの劣化現象を直接、画像形成装置内で検知することは難しい。例えば、キャリアスペントは、電子線顕微鏡と元素分析器によって表面に付着している物質を判別することができる。また、キャリアコート剥がれは、蛍光X線で大まかな剥がれ量を検知することが可能である。粒度分布は、一般に使われているコールカウンター方式やイースパート・アナライザーで中心値及び標準偏差を計測している。
【0076】
そこで、本実施例では、現像剤劣化を直接検知するのではなく、劣化によって発生する現像剤の特性値に注目した。現像剤が劣化すると、現像剤の特性値である、帯電量やトナー量、流動性、トナーとキャリア比率などが変化する。更に、前記特性値が変化すると画像品質へ影響を与える。
【0077】
つまり、現像剤自体の劣化を直接検知するのではなく、画像品質を検知することで現像剤自体の劣化を推測することが可能である。
【0078】
次に、現像剤劣化の原因について説明する。
【0079】
現像剤の劣化原因は多数ある。上記現像剤の寿命は、一般的に、実耐久中の現像剤特性値変化及び異常画像で算出している。しかし、耐久条件によって変化の程度が異なる。例えば、原稿濃度であるDuty差や、1日に通紙する枚数、環境条件(温度、湿度)などが挙げられる。現像特性値としては、上記で述べた現像剤の電荷量や流動性などを挙げることができる。耐久中の現像剤パラメータには、現像スリーブ3上や感光体ドラム4上の電荷量、現像剤量、電荷分布、粒度分布、現像効率、TD比などがある。現像スリーブ3の汚染度、キャリア付着量、また環境放置特性とトリボ立ち上がり特性等と共に総合的に判断して、現像剤寿命を算出する。
【0080】
このように画像品質に影響を及ぼす現像剤の寿命は、様々な条件が影響している。しかし、各画像品質は、現像剤の特性値と相関があることがいくつか判明している。
【0081】
表1に、現像剤の特性値・物性値と画像品質との関係を示す。
【0082】
【表1】


【0083】
以下に、2成分現像装置についてトナーとキャリアの比率(以下、「TD比」と呼ぶ。)、トナーの帯電量(以下、「トリボ」と呼ぶ。)、トナー量(以下、「M/S」と呼ぶ。)について、上述した、画像濃度ムラ、濃度の絶対値、粒状性、後端部白スジ、白抜け、ライン再現性・ドット再現性、キャリア付着、かぶりへどのように影響があるかまとめて説明する。
【0084】
尚、各画像品質の単位は、以下の通りのレベルに分類している。
【0085】
つまり、濃度ムラはX−Riteによる反射濃度測定のA4内における濃度差である。濃度絶対値も同様にX−Riteによる反射濃度5点平均値である。粒状性、後端部白スジ、白抜け、ドット再現性、は5段階にレベルを客観的に分類してランク付けを実施した。キャリア付着は、単位面積あたりのキャリア個数である。かぶりは、反射率から求めたかぶり値(%)である。
【0086】
尚、現像条件は、下記の通りである。
【0087】
つまり、現像スリーブ3の周速200mm/sec、現像スリーブ3・感光体ドラム4間距離(以下、「現像ギャップ」と呼ぶ。)500μm、現像スリーブ3・ブレード2ギャップ(以下、「SBギャップ」と呼ぶ。)600μm、現像バイアス交流電圧2000V、周波数8KHz、ダーク電位−600V、ライト電位−50V、撹拌スクリュー11、12による現像剤攪拌スピード350rpm、現像バイアスDC成分−450V、である。また、感光体ドラム4の周速160mm/sec、現像スリーブ3の径25mm、ドラム径84mm、である。また、現像剤の特性値の初期値は、TD比7.5%、トリボ30μc/g、M/S0.55mg/cm、トナー平均粒径7.5μm、キャリア平均粒径35μmである。
【0088】
以下に、現像剤の特性値と現像特性の関係について説明する。
【0089】
(トリボ)
まず、トリボを中心値である−35μc/gから強制的に−15μc/gまで低下させた。その結果、現像スリーブ3上のトリボ分布ムラが影響したため、濃度ムラへ影響を与えた。また、全体的に電荷量が少ないため、感光体ドラムへ飛翔できるトナーが減少、濃度絶対値も低下している。粒状性についてもトリボが低下することで、悪くなっている。他、白抜け、ライン再現性、ドット再現性、に影響を与えていることが実験から判明した。
【0090】
逆に、トリボの中心値を−45μc/gまで上昇させた場合、どのようになるか検証してみた。その結果、画像濃度ムラが発生した。これは、トリボの中心値が上昇することで現像できる最適なトリボを持つトナーが減少し、トナーのトリボムラが顕著に影響したためである。その他に、感光体ドラムへのキャリア付着が増加していることが分かった。
【0091】
また、トリボの分布、つまり、標準偏差を変化させて画像へどの程度影響があるか調べてみた。
【0092】
偏差が大きい、つまり、様々なトリボのトナーがある場合、濃度ムラ、粒状性、ライン再現性、ドット再現性、キャリア付着、かぶりへ影響があることが判明した。それぞれ、画像へ影響するトリボの現像剤の有無が影響したことが原因である。
【0093】
(M/S)
次に、現像スリーブ3上のトナー量、つまりM/Sについて、中心値である0.55mg/cmから、先ずは、0.4mg/cmへ変化させた。他の条件はすべて同じである。尚、どのようにして条件を作成したかは、後で述べる。
【0094】
その結果、濃度ムラが悪化、トナー量が低下するため濃度絶対値が低下している。逆に、M/Sを0.7mg/cmへ上昇させた場合、後端部スジ、ライン再現性、キャリア付着、かぶりが悪化していることが分かった。
【0095】
つまり、トナー量が増えることで、潜像をかき乱して、余分なトナーを予定されていない場所、つまり、べた白部へ付着しているためこのような画像不良が発生している。
【0096】
次に、M/Sの現像スリーブ3上のばらつきを変化させてみた。結果、影響が大きい画質は、濃度ムラ、粒状性、ドット再現性である。M/Sのムラは、潜像の段差が小さい場合に影響が大きくなるためである。
【0097】
(TD比)
次に、トナーとキャリアの比率であるTD比について中央値である7.5%から、まずは4%へ減少させた。その結果、現像スリーブ3上のトナー量が低下するため濃度の絶対値が低下、ほか、小ドット潜像へトナーが十分補給されないためドット再現性が悪化してしまった。逆に、TD比を10%へ上昇したところ、現像スリーブ3上のM/Sムラの影響で濃度ムラが発生、トナー供給過剰による白抜け、同様にドット再現性が悪化、また、べた白部へトナーを供給したためかぶりが悪化している。
【0098】
このように、現像剤の特性値が変化することで画像へ影響を与えていることが分かる。つまり、現像剤の劣化を間接的に現像剤の特性値で判断することができると言える。
【0099】
次に、劣化状態をどのようにして再現するかについて説明する。
【0100】
大きく分けて2種類の方式がある。一つは、実際に現像剤を劣化させ、現状の現像条件で画像品質を検知し、ラチチュードを確認する方法である。もう一つは、現像剤は劣化させず、現状の現像剤状態の感度を他の方法で高めて、画像品質によって検知できるレベルに到達させる方式である。次に、上記二つの方式について説明する。
【0101】
表2に代表的な現像剤を劣化させる方法(即ち、各現像パラメータ)と画像品質との関係(即ち、感度)を示す。
【0102】
【表2】


【0103】
現像剤を劣化させる方法は、幾つかある。例えば、現像器の攪拌スピード、画像形成装置が設置されている環境水分量、トナーの補給量、外添剤の強制補給、低い画像比率による通紙検討、などである。
【0104】
(攪拌スピード)
第1及び第2撹拌スクリュー11、12による現像器の攪拌スピードを現状の350rpmから60rpmへ低下させると、トリボの立ち上がりが遅くなるため濃度ムラ、濃度絶対値が悪くなる。また、現像スリーブ3上のトリボが不均一になるため、白抜けやドット欠けが発生する。攪拌スピードを1000rpmまで上昇すると、現像剤劣化へ直接影響が及ぶ。まず、攪拌によりキャリアコートがはがれ、トナーがキャリアへ付着、また、トナーの外添剤が遊離し、トリボが低下、分布もブロードへ変化してしまう。
【0105】
結果、上記でも述べたが、濃度ムラ、濃度絶対値、粒状性、かぶりへ大きな影響を与える。また、剤劣化による引付力が低下し、白抜けが悪化、また、ドット再現性も多少だが悪化する。
【0106】
(環境水分量)
環境水分量を平均値である10g/mから1mg/mへ低下したところ、Q/Mが一気に上昇し、濃度絶対値が低下した。また、エッジ効果が強調され白抜けが悪化、反転成分が増加し、キャリア付着も悪化また、反転成分のかぶりも増加した。
【0107】
一方で、水分量を21g/mへ上昇させたところ、凝集度の変化によりトリボ、M/Sのムラが増加、濃度ムラが悪化、また、トリボ分布が不均一になり粒状性が悪化、ドット再現性も悪い方向へ移ってしまった。
【0108】
(トナー補給量)
次に、トナー補給量についてTD比を変化させてみた。まず、補給無しで連続通紙したところ、トリボが上昇、濃度絶対値が低下した。また、選択現像により粒度が増加し、粒状性が悪化した。また、連続補給により、消費量より多いトナーを供給したところ、トリボムラが発生、濃度ムラ、粒状性が悪化、特にドット再現性が悪化した。かぶりも地肌かぶりが発生している。
【0109】
このように、現像剤自体を劣化させることで、従来の画像品質が悪化することが分かった。
【0110】
しかしながら、実使用上上記手段により現像剤を劣化させた場合、再利用することは非常に難しい。現像剤のトナー濃度を低くする時は、トナーを消費させ、逆にトナー量を増加させるためには、トナーを補給しなければならない。この場合、現像剤の電荷量が変動する可能性がある。
【0111】
そのため、現像剤を交換する方法がもっとも望ましい。だが、現像剤は製造条件により、かなりのばらつきが生じることは、一般に知られている。半年、1年間隔で交換する場合、製造条件の上下限の差が発生し、予想以下しか寿命が持たないケースが多数報告されている。従って、1日に使用する枚数が非常に多いユーザや、長期間停止されては困るユーザにとって、使用する現像剤のラチチュードを事前に把握しておくことは、非常に重要である。
【0112】
本実施例における劣化手段により、現像剤劣化ラチチュードを調査し、寿命が来る直前に現像剤を交換することで、稼動率を向上させることが可能となる。
【0113】
表3は、各現像パラメータと画像品質の関係(実験結果)を示す。即ち、表3に、各方式のメンテナンス性、再現性、制御にかかるコストを記載している。劣化方式は総じてメンテナンス性が悪いことが分かる。しかし、材料のばらつきを初期に知る効果は絶大である。
【0114】
【表3】


【0115】
次に、現像剤自体の劣化は促進させず、ほかの現像条件で現像剤のムラの感度を増加させ、画像品質を検知する方法について述べる。
【0116】
代表的な方法として、現像バイアスのDC成分を変化させる現像特性、現像スリーブ3の周速、現像ギャップ、SBギャップ、現像バイアスAC成分のピーク電位、現像バイアスAC成分の周波数、などが上げられる。
【0117】
表4に、各現像パラメータと画像品質の関係(効果)を示す。尚、他の現像条件ならびに中央値は上記例と同じである。
【0118】
【表4】


【0119】
(現像特性)
現像特性は、現像スリーブ3と感光体ドラム4との電界強度と、現像スリーブ3上のトリボ、M/Sによって決定される。つまり、現像剤劣化を顕著にするためには、トリボやM/Sの影響がもっとも大きくなる条件を選ぶことである。特に現像特性では、低コントラスト部において、トリボ分布やM/Sムラが発生しやすい。つまり、VDCを中央値のー450vから0vへ低下させると、感光体ドラムへ飛翔するトナーが限られるため、トリボやM/Sのムラを拾いやすくなり濃度の絶対値が非常に低下する。また、ドット再現性、特にハーフトーンは影響を及ぼす。また、反転成分のトナーがある場合、感光体ドラムへ飛翔するため検知し易くなる。逆に、VDCを−800vまで上昇、コントラストを高くすると、トナー載りすぎによるライン、ドットつぶれが発生する。現像剤が劣化してトリボが低い場合、のり量が更に増加することもある。
【0120】
(現像剤担持体周速)
次に、現像スリーブ3の周速について説明する。現像スリーブ3の周速は一般的に、現像ニップを増加することで高画質化になるため、感光体ドラム4よりスピードを早くしている。本実施例では、中央値が1.25倍、周速だと200mm/sである。ちなみに、感光体ドラム4のスピードは160mm/sである。
【0121】
周速を下げると、実質上の現像ニップ、単位感光体面積に対する現像スリーブ3の接触面積が低下する。すると、現像スリーブ3上のM/Sムラが顕著に発生するため、濃度ムラが、また、Q/Mが低下するため濃度絶対値が低下、寄与率は低いが、白抜けやドット再現性が低下する。
【0122】
逆にスピードを200%まで上昇すると、現像ニップが増加すると共に、単に感光体ドラム4に対する接触機会が減少するため、十分引付がなされない。結果、粒状性が悪化、また、感光体ドラム上の潜像をかき乱す時間が増加するため後端部白スジが悪化する。また、影響は小さいが、ライン太りによるライン再現性が低下、現像機会増加による白地部へのかぶり増加などが発生した。
【0123】
しかし、現像スリーブ3の回転速度を遅くする方式では、現像スリーブ3の駆動と攪拌駆動が同じである場合、現像スリーブ3の回転速度が低下すると攪拌速度が低下し、電荷付与力が減少、最適条件とラチチュード検知において現像スリーブ3上の現像剤状態が変化する懸念がある。
【0124】
このように、現像スリーブ3の周速を変化させることで間接的に現像剤の劣化度を把握することができる。つまり、現像剤の劣化でトリボが低下、分布がブロードへ、M/Sのムラが増加する。この状態で現像ニップを増減させることで、前記特性値の感度が増加することになる。
【0125】
(現像ギャップ)
現像ギャップを小さくすると現像スリーブ3上の磁気穂と感光体ドラム4との距離が狭くなり、接触するケースが発生する。つまり、近接による現像回収効果が働き濃度ムラへ影響を与える。また、ドラム上の潜像をかきとるため、後端部白スジが発生する。また、ドット再現性では、孤立ドットが欠ける現象が発生、また、キャリア付着も増加することが確認された。逆にギャップを広げると、現像機会減少による濃度ムラが増加、電界強度低下による濃度絶対値低下、エッジ強調による粒状性、白抜け悪化などが発生した。尚、現像ギャップのラチチュードについては、後で、詳細を説明する。
【0126】
(SBギャップ)
現像スリーブ3とブレード2とのギャップを小さくした場合、M/Sムラが顕著になる。つまり、現像剤が劣化して、現像スリーブ3上のM/Sムラが増加した場合、より感度が増加することになる。SBギャップを小さくすると、濃度ムラ、濃度絶対値、粒状性、白抜け、ドット再現性などが悪化することが分かった。また、SBギャップを増加させると、穂立ちの効果が影響するため、粒状性、後端部白スジが悪化した。現像剤が劣化、特にキャリア劣化により穂立ち密度、分布が変化した場合、顕著に現れる。
【0127】
一方で、現像ブレードギャップを狭くする方式では、現像スリーブ3とブレード2は磁気を帯びているため、ギャップ可変にする機構を設けるためには、コストが従来に比べかかる可能性が高い。
【0128】
(現像バイアスの交流ピーク電圧)
現像バイアスの交流電圧のピーク値を現在の2000vから500vへ減少させた。その結果、低コントラスト、電界強度が低下するため、M/Sムラ、トリボムラ共に影響を与える。画像品質では、濃度ムラ、濃度絶対値、粒状性、ドット再現性などへ影響する。一方、ピーク電圧を高く3000vにすると、反転成分であるキャリアが付着、地肌かぶりが増加する。感度は低いが、トナー回収能力がアップするため、後端部白スジが悪化、キャリア帯電量限界値の影響が大きい白抜けも悪くなる方向である。
【0129】
(周波数)
次に、現像バイアス交流成分の周波数について現状の8kHzから4kHz、12kHzへと変化させた。
【0130】
先ず、周波数を下げた場合、現像剤からのトナー離れ力が低下するため濃度絶対値が低下、粒状性が悪化する。寄与率は低いが、白抜け、ドット再現性も悪くなる。また、周波数を上げると、現像剤離れが良くなり、逆にM/SやQ/Mムラが顕著に現れる。結果、寄与率は他のパラメータに比べ高くないが、濃度ムラや濃度絶対値が低下する。
【0131】
更に詳細に説明する。
【0132】
周波数を低くすると、トナーの動きのスパンが長くなり、感光体ドラム4の地肌部にトナーが付着するという問題が生じる。更に、キャリアの振動電界への反応が大きくなって運動を始め、画像面にキャリアが付着した状態や、感光体ドラム4上に付着したトナーを移動させて画像品質を低下させる作用が目立つようになる。
【0133】
一方で、周波数は、増加させることで、現像剤離れを促進させ、感光体ドラム4上のトナー量を増やすことができるが、ある程度高くなると逆効果になる。次に、そのメカニズムを説明する。
【0134】
2成分現像方式では、トナーはキャリアに対して、静電的な付着力により付着している。交流バイアスを印加するとトナーのキャリアへの束縛が解かれ、現像スリーブ3と感光体ドラム4との間に印加された電界により移動し易くなる。
【0135】
ところが、振動バイアスの周波数が上がり、トナーに対して特定方向へ継続的に作用する時間、つまり、振動電界は静電潜像にトナーを移動させる位相と現像スリーブ3にトナーを移動させる位相をもっているため、電界がトナーに対して、特定方向に継続的作用する時間が短くなると、トナーがキャリアから離脱することが出来なくなり、濃度を上げる効果が小さくなる。
【0136】
周波数を増加させても低下させても感光体ドラム4上のトナー量は不安定になってしまうため、実際、ラチチュードを測定する場合、変曲点が存在するため、両方向を見る必要がある。
【0137】
上記の通り、現像剤の劣化で発生したトリボ変動、M/S変動の感度を高める手段として、様々な現像方式で再現できることが確認できた。
【0138】
一方で、上記手段による感度アップにより、他の弊害が発生する。例えば、キャリア付着を増加させるとクリーニング不良が発生し、現像バイアスの交流ピーク電圧の増加や、現像ギャップの増加でリークが発生、感光体ドラム上にホールが形成され画像上に影響を与えることがある。そのため、上記手段の中で、他の品質への影響が少ない範囲で現像条件を設定することが望ましい。例えば、現像バイアス交流ピーク電位は3kV以内であるとか、現像ギャップは200μm以上にする方法がある。
【0139】
以上の2種類の方式により、画像品質、現像剤劣化、各現像剤特性値、及び、現像条件との関係が明確になった。
【0140】
次に、現像剤の寿命予測方法について、特に、現像ギャップを用いて現像効率、エッジ効果、について説明する。
【0141】
現像効率とは、感光体ドラム4上の潜像電位と現像バイアス電位の差である現像コントラストが一定の時に、感光体ドラム4に付着するトナー量のことを示している。現像効率が最大になる現像ギャップGが存在する。現像スリーブ3上の現像剤の電荷量、種類、量にもよるが、現像効率が最大となるギャップから離れるにつれて、感光体ドラム4上のトナー量が減少、つまり現像効率が低下する。したがって、現像ギャップGを変化させることで感光体ドラム4上のトナー量を制御することができる。
【0142】
一方で、現像効率は、現像剤や感光体ドラム4の劣化状態に応じて、変化する。
【0143】
図4はユーザの使用条件に応じた現像効率を、現像剤の初期と通紙耐久後で測定したグラフである。現像ギャップGは、中央値から±α程度変化させ、現像効率、つまり感光体ドラム4上のトナー量を測定している。
【0144】
測定の結果によれば、初期に比べ、耐久後(b、c)の現像効率のラチチュード(規格より上の面積)が狭まっていることが分かる。
【0145】
しかしながら、初期に設定した現像ギャップG(中央値)では、耐久後も現像効率は満足している。つまり、現像剤が劣化したとしても、初期、耐久後ともに、現像効率は満足しているため、ユーザやサービスマンは気づくことがない。結果、現像剤が劣化していることを知る前に寿命に達してしまうため、現像剤の交換に時間がかかり、稼働率が低下する可能性が高い。尚、現像ギャップGが小さい場合、潜像面と現像剤担持体との間のリーク現象によって引き起こされるベタ部白抜けによって現像効率が低下する。
【0146】
上記現像ギャップ方式で初期状態において現像ギャップGを中央値+αからβへ変化させ、現像効率を測定した。結果、ギャップGに対する現像効率の変化量が算出されるため、事前に現像剤が寿命となるタイミングを明確に予測することができる。
【0147】
図5は、現像ギャップGとエッジ効果の関係を示すグラフである。横軸は現像ギャップGで右に行くほど大きくなる。尚、1単位が50μmである。縦軸はエッジ効果を官能評価して得たレベルである。エッジ効果が認められない良いレベルをランク5とし、最もエッジ効果が強く悪いレベルをランク1とし、中間をその程度に応じてランク2からランク4とした。
【0148】
なお、現像剤状態の影響が大きいため、今回、初期と50k枚耐久後のものを用いた。いずれの場合も500μm(目盛りが10)以上になるとエッジ効果が強くなっているのがわかる。また、耐久により現像ギャップGが近くてもエッジ効果が悪く(エッジ効果レベル4以下)なっている。原因は、耐久により現像スリーブ3上の現像剤劣化により現像性が低下したためである。
【0149】
また、初期状態で中央値である現像ギャップ値を300μmから600μmへ増加することで、エッジ効果レベルが5から4弱に低下している。50k枚通紙耐久後、300μmではレベル4程度であることから、初期状態で現像ギャップGを大きくすることで、現像剤のエッジ効果ラチチュードを事前に把握することができる。
【0150】
尚、本実施例では、図示していないが、耐久枚数とほぼ比例してエッジ効果レベルが悪化している。また、比例関係でない場合でも、変化推移データを記憶装置に保存し、演算処理装置で測定結果と比較することでラチチュードを把握することができる。
【0151】
一方、現像ギャップGが小さい時、キャリアの動きの自由度が小さくなり、現像スリーブ3に保持される磁気穂による感光体ドラム4の摺擦力が大きくなり、画像に磁気穂による掃き目が発生する場合や、感光体ドラム4表面を傷つけて画像に筋があらわれるなどの問題が発生し、感光体ドラム4の寿命も短くなる弊害が発生する。
【0152】
上記のとおり、現像ギャップ方式は、現像効率やエッジ効果について寿命を予測することが可能である。また、現像ギャップ方式と同様に、他の方式についても画像品質に対して過去のデータとの比較から、寿命を予測することができる。画像品質の劣化の一因である現像剤劣化をより顕著に判定するために、現像条件を極端に変更し、特性値、物性値へフィードバック、そして、画質で判断することが出来る。画質の変化量が許容範囲かどうかを判断するために、ラチチュードの大きさを確認し、かつ、過去のデータと比較することで、現像剤の寿命を確認することができる。
【0153】
次に、感光体ドラム4上に付着した現像剤の状態を検知する方式について述べる。
【0154】
一般的な濃度検知方式は、定着後の濃度を測定する方式、中間転写体(中間転写ベルト27)上の濃度を測定する方式、像担持体(感光体ドラム4)上の濃度を測定する方式がある。
【0155】
本実施例では、従来から採用されているパッチ検知方式による濃度判定を実施する。
【0156】
図1にパッチ検の場所を、図6に詳細のパッチ検を示す。
【0157】
現像装置9aと感光体ドラム4の対向する部分より感光体ドラム回転方向の下流側には、感光体ドラム4に対向して濃度検知手段であるパッチ検センサ70が配設されている。図6に概略の拡大図を示す。
【0158】
このパッチ検センサ70は、感光体ドラム4上の所定テストパターンの基準潜像を現像して形成されたトナーパッチの反射濃度をLED等の発光素子71にて感光体ドラム4上を照射し、反射光を受光素子72で受光してA/Dコンバータ74で変換された後、CPU28に取り込まれ処理され、反射濃度を検知する。
【0159】
基準潜像は、感光体ドラム4を帯電器21にて所定の電位に帯電し、レーザーEによって所定の露光により形成され、現像装置9aにて現像される。このようにして形成されたトナーパッチがパッチ検センサ70の対向部にやってくると、パッチ検センサ70内の発光素子71から発せられた波長960nm程度の光がトナーパッチによって反射され、パッチ検センサ70内の受光素子72へと達し、出力電圧Vを得る。
【0160】
図7は、感光体ドラム4の展開図であり、感光体ドラム4上に形成されたパッチ画像の検知を示すイメージ図である。
【0161】
感光体ドラム4は矢印A方向に動作していく。作像シーケンス動作開始したのち、感光体ドラム4上の所定位置aからパッチ検センサ70によりトナー載り量を検知していく。点bより現像手段の動作が開始されカブリのトナー載り量を検知する。点c−d間で所定濃度のパッチ画像が形成され、点eで現像動作終了し、点fにてパッチ検センサ70による検知終了する。パッチ検センサ70により検知された信号は、A/Dコンバーター74でA/D変換され、制御装置(CPU)28にて処理される。
【0162】
図8は、パッチ検センサ70が読みとった信号を時間軸で表したイメージ図である。実線は現像ギャップGが小さい場合における現像像のセンサ出力で有り、点線は現像ギャップGが大きい状態おける現像像のセンサ出力である。区間c−dで所定画像の濃度検知を行っているが、点c、dのエッジ部ではトナーが集中して載り量がアップする。
【0163】
トナーの載り量とセンサ出力は一義的に決めることが出来るのでセンサ出力の差がトナー載り量の差となる。このセンサ出力差をΔV1とする。ΔV1がエッジ効果を表している。図示していないが、今回現像ギャップGを200μm変化させることでΔV1が0.5V変化することを確認できた。尚、過去のデータとの比較から、現像剤の寿命は残り20K枚であることが判明した。
【0164】
その他、Vabは感光体ドラム検知、Vbcはカブリトナー検知、Vcは先端エッジ検知、Vxyは濃度検知、Vdは後端エッジ検知、である。それぞれ、耐久変動や環境変動、現像条件等で本体の諸条件が変わったときに、バックアップしているデータと比較することで事前に異常状態を検知することができる。また、濃度ムラは上記濃度検知で、粒状性はテストパターンをハーフトーンで描いたときの濃度検知結果で、ドット再現性はテストパターンを孤立ドットで描いたとき(例えば100μm×100μmのドット)の濃度検知結果で、キャリア付着はテストパターンが「べた」の時の濃度検知結果で、それぞれ算出することが可能である。
【0165】
尚、本実施例のテストパターンは、図9に示すような様式を採用している。各色形成することで、色毎の濃度、白抜け、端部白スジ等の画像の検知を行うことが出来る。
【0166】
図10は、初期、耐久後(50k、100k枚通紙後)の現像特性を示す。さらに、現像ギャップGを40μm変化させたときの現像特性も合わせて示す。図10から、初期値より40μmだけギャップを大きくすることで、原稿信号値が約140の位置で50k通紙後と一致していることが分かる。つまり、現像ギャップGを変化させ画像濃度(パッチ濃度)を検知することで、現像剤の寿命を予測することが可能であることが明確になった。
【0167】
つまり、従来の検知方式では、初期と50kの高コントラスト部の濃度がほとんど同じであり、現像剤が劣化しているか判断できない。本実施例では現像ギャップを強制的に小さくすることで、高いコントラスト部の濃度変動を判断でき、寿命予測の精度も向上する。
【0168】
上記現像条件変更方式による濃度検知結果によって、予想された寿命に応じて、適切なタイミングで対策を採ることが最も重要である。
【0169】
以下に、上記説明した各種の現像剤のラチチュード検知方法について、実施例2〜9、及び、実施例10において、更に具体的に説明する。
【0170】
尚、それぞれパラメータを変化させたときの画像品質への影響は、表3に示す。画像形成装置が設置され10k枚通紙した後、それぞれのパラメータを変更して、画像品質を評価した結果である。
【0171】
通常、表3にて、「中央値」の条件として記載する各パラメータを大幅に変更しない場合は、右側の「Ref」を参考にする。差分が多いほど感度が高くなっていることが分かる。感度が高いほど、早い時期でかつ正確にラチチュードを検知することが可能である。
【0172】
実施例2
次に、実施例1で説明した現像ギャップGを可変させる方法、即ち、像担持体と現像剤担持体との間の距離を変更する距離変更手段について、更に具体的に説明する。図11にSDギャップ調整方式を示す。
【0173】
図1及び図2に関連して実施例1で説明した回転現像装置9は、回転可能に軸支された回転体42に、本実施例では4個の現像器9a、9b、9c、9dが支持されている。4個の現像器9a、9b、9c、9dは同じ構成及び作用をなすので、本実施例では、現像器9aについて説明する。
【0174】
現像器9aは、中心O1から所定距離だけ偏心した位置O2の周りに回転する現像偏心コロ51を介して感光体ドラム4と或る一定のギャップ(現像ギャップG)を形成している。現像偏心コロ51は、手前と奥側、非画像位置に取り付けられている。現像器9aは、現像器9aの後方から或る一定の圧PWで押し付けられ、現像ギャップGを安定させている。偏心コロ51は、一体に取り付けられたギア52、及びアイドラギア53を介して駆動モータ54にて駆動され、自由に回転、停止することが出来る。
【0175】
次に、駆動モータ54を制御する制御機構について説明する。
【0176】
図12は、駆動モータ54を制御する機構である。駆動モータ54は、制御回路55からの信号を受けて、指定された角度だけ偏心コロ51を回転させることができる。また、制御回路55は、記憶装置56と演算装置75の計算結果に応じて信号を駆動モータ54へ通知することも可能である。
【0177】
以上の制御機構及び現像ギャップ可変方式を用いることで、現像ギャップGを自由に操作することができる。
【0178】
本実施例では、画像形成装置100において現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0179】
図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明するフローチャートを示す。
【0180】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、画像形成装置100は、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始し、どのパラメータ(現像条件)を変更するかを決定する(S1)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを現像ギャップGとして劣化検知を開始する(S2)。一定期間は、任意に設定できるが、例えば、初期設置時から所定枚数の印字毎に、或いは、所定時間の経過毎に開始することができる。又、場合によっては、例えば、10K枚数の印字完了後から、或いは、予定寿命の数ヶ月前から、一定期間画像形成装置が使用される毎に行うこともできる。
【0181】
画像形成装置100内にあるCPU8の記憶装置56のデータベースから、現像ギャップGを中央値から変化させる変動量を読み取る(S3)。そして、前記変動量に応じて駆動モータ54を回転させ、ギア52、53、偏心コロ51を動かし、目標値(α)、つまり、本実施例では、所定の現像ギャップGに調整する(S4)。
【0182】
次に、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させる(S5)。前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、濃度、かぶり、後端白スジ、エッジ効果などを調べる(S6)。
【0183】
本実施例では、検知回数が所定の回数N、本実施例では、5回とし、検知回数Nが5回未満であれば、そのデータを記憶装置56に保存し(S7、S8)、再度記憶装置56へアクセスして、再度現像ギャップGを変動させ、現像剤状態を検知する。
【0184】
検知回数が5回以上であれば、画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S7、S9)。
【0185】
その結果、寿命が1ヶ月未満であれば、まだ、現像剤は使用可能であり、操作部200へ「参考情報」として、残りの寿命を表示する(S10、S11)。また、寿命が1週間しかない場合、現像剤の準備が必要であるため、操作部200に「注意」を表示する(S12、S13)。さらに、寿命が1日未満の場合、現像剤の寿命が許容値を超えているため、現像剤飛散など弊害が懸念される。そのため、操作部200に「警告」を表示し、極力使用しないことを促す(S14、S15)。そして、現像剤のラチチュード検知モードを終了する(S16)。
【0186】
本実施例による予想寿命の算出は、表3に基づき行い、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0187】
具体的には、感度について述べると、現像ギャップGを250μmにすることで、濃度ムラ:2.7倍、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:感度なし、後端白スジ:2.0倍、白抜け:感度なし、ドット再現性:1.5倍、キャリア付着:2.0倍、かぶり:0.7倍であった。現像ギャップGを750μmにすることで、濃度ムラ:2.6倍、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:2.0、後端白スジ:感度なし、白抜け:2.0倍、ドット再現性:感度なし、キャリア付着:感度なし、かぶり:感度なし、であった。
【0188】
上記より、現像ギャップGで、従来に比べ、濃度ムラや後端白スジ、粒状性、白抜けを事前に検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができる。
【0189】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が約15%あったのに比べ、本実施例では、現像ギャップGによるラチチュード検知によって、現像剤劣化によるトリボ低下の事例について現状の約5.6%に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0190】
感度の向上や、現像剤の劣化によって、従来に比べどの程度稼働率が良くなるか説明する。先ず、寿命の算出順序について述べる。
【0191】
現像剤ラチチュードの検査を開始し、どんなパラメータを変更するか決定する。実際にパラメータを変更して画像品質を検知、過去のデータと比較して各画像品質の寿命を算出する。これを一定期間毎に実施して、予定の寿命に達したら、画像不良が出る前に現像剤を交換する。
【0192】
図14に、現像剤交換頻度について従来手法と本実施例を比較した結果を示す。
【0193】
結果は、従来は適性寿命範囲とされている領域から、早く交換した領域が15%、寿命を超える領域が20%であった。これに対して、本実施例では、ほぼ、適性寿命範囲内に収まっていることが分かる。
【0194】
また、図15に従来と本実施例の寿命推移を示す。
【0195】
従来は、最後に判明した最終寿命曲線に対して、初期からばらつきが非常に大きいことが分かる。交換が遅れたパターンでは、初期設置時後しばらくした時の予想は、寿命を低く、そして、更に耐久が進むと逆に寿命を長く読み取り、最終的に、本来の寿命に比べ、交換が遅れ、実際に画像不良が発生した。
【0196】
一方で、本実施例の寿命予測方式では、初期から常に実際の寿命推移にほぼ一致して推定しており、更に、現像剤の交換タイミングもほぼ目標と同じである。結果、稼働率が向上した。
【0197】
尚、本実施例の現像条件は、以下の通りであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0198】
つまり、現像スリーブ3の周速200mm/sec、現像スリーブ3・感光体ドラム4間距離(以下、「現像ギャップ」と呼ぶ。)500μm、現像スリーブ3・ブレード2ギャップ(以下、「SBギャップ」と呼ぶ。)600μm、現像バイアス交流電圧2000V、周波数8KHz、ダーク電位−600V、ライト電位−50V、現像器攪拌スピード350rpm、現像バイアスDC成分−450V、本体条件は、感光体ドラム4の周速160mm/sec、現像スリーブ3の径25mm、感光体ドラム4の径84mm、である。また、現像剤の特性値の初期値は、TD比7.5%、トリボ30μc/g、M/S0.55mg/cm、トナー平均粒径7.5μm、キャリア平均粒径35μmである。
【0199】
実施例3
次に、実施例1で述べた現像バイアス交流成分のピーク電位を可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0200】
本実施例では、図示しない高圧回路基板で前記ピーク電位を任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0201】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0202】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを現像バイアス交流ピーク電圧として劣化検知を開始する(S2)。
【0203】
記憶装置56のデータベースから、現像バイアス交流ピーク電圧を中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU8の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例2と同じである。
【0204】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0205】
具体的には、感度について述べると、Vppを500vにすることで、濃度ムラ:2.2倍、濃度絶対値:0.9倍、粒状性:2.0倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:感度なし、ドット再現性:1.5倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:感度なし、であった。Vppを3000vにすることで、濃度ムラ:感度なし、濃度絶対値:感度なし、粒状性:感度なし、後端白スジ:1.0倍、白抜け:1.0倍、ドット再現性:感度なし、キャリア付着:1.5倍、かぶり:3.0倍、であった。上記より、現像バイアス交流ピーク電圧で、従来に比べ、濃度ムラ、粒状性、かぶり、を検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0206】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では約5%以内に収まることが明らかになった。
【0207】
つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0208】
尚、本実施例の現像条件は実施例2と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0209】
実施例4
次に、実施例1で述べた現像バイアス周波数成分を可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0210】
本実施例では、図示しない高圧基板回路で前記周波数を任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0211】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0212】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを現像バイアス周波数として劣化検知を開始する(S2)。
【0213】
記憶装置56のデータベースから、現像バイアス周波数を中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例2と同じである。
【0214】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0215】
具体的には、感度について述べると、周波数を4kHzにすることで、濃度ムラ:1.3倍、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:1.0倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:1.0、ドット再現性:1.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:1.7倍、であった。周波数を12KHzにすることで、濃度ムラ:0.4倍、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:感度なし、後端白スジ:感度なし、白抜け:感度なし、ドット再現性:感度なし、キャリア付着:1.5倍、かぶり:感度なし、であった。
【0216】
上記より、周波数で、従来に比べ、かぶり、キャリア付着を、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0217】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では、両者とも10%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0218】
尚、本実施例の現像条件は実施例2と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0219】
実施例5
次に、実施例1で述べた現像バイアスVDCを可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0220】
本実施例では、図示しない高圧基板回路で前記VDCを任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0221】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0222】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを現像バイアスVDCとして劣化検知を開始する(S2)。
【0223】
記憶装置56のデータベースから、現像バイアスVDCを中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例2と同じである。
【0224】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0225】
具体的には、感度について述べると、VDCを0vにすることで、濃度ムラ:3.3倍、濃度絶対値:0.7倍、粒状性:1.5倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:感度なし、ドット再現性:1.5倍、キャリア付着:1.5倍、かぶり:4.0倍、であった。VDCを−800Vにすることで、濃度ムラ:感度なし、濃度絶対値:感度なし、粒状性:感度なし、後端白スジ:感度なし、白抜け:1.0倍、ドット再現性:2.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:4.0倍、であった。上記より、VDCで、従来に比べ、かぶり、濃度ムラ、ドット再現性を、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0226】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では、両者とも約3.5%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0227】
尚、本実施例の現像条件は実施例2と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0228】
実施例6
次に、実施例1で述べた感光体ドラムに対する現像スリーブ3の周速比を可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0229】
本実施例では、現像剤担持体の回転速度変更手段である現像スリーブ駆動速度変更手段130で前記現像スリーブ3周速比を任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体100の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0230】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0231】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを前記現像スリーブ3の周速比として劣化検知を開始する(S2)。
【0232】
記憶装置56のデータベース56から、前記現像スリーブ3の周速比を中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU8の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例1と同じである。
【0233】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0234】
具体的には、感度について述べると、現像スリーブ3周速比を80%にすることで、濃度ムラ:2.5倍、濃度絶対値:0.9倍、粒状性:感度なし、後端白スジ:感度なし、白抜け:1.0倍、ドット再現性:1.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:感度なし、であった。現像スリーブ3周速比を200%にすることで、濃度ムラ:感度なし、濃度絶対値:感度なし、粒状性:2.0倍、後端白スジ:2.5倍、白抜け:感度なし、ドット再現性:1.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:0.7倍、であった。上記より、現像スリーブ3周速比で、従来に比べ、濃度ムラ、粒状性、後端部白スジを、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0235】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では、両者とも6%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0236】
尚、本実施例の現像条件は実施例2と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0237】
実施例7
次に、実施例1で述べた撹拌スクリュー11、12による現像剤の攪拌スピードを可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0238】
本実施例では、攪拌スクリュー回転速度変更手段110で第1及び第2撹拌スクリュー11、12の攪拌スピードを任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0239】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0240】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1、S2)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを前記攪拌スピードとして劣化検知を開始する。
【0241】
記憶装置56のデータベースから、前記攪拌スピードを中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例2と同じである。
【0242】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0243】
具体的には、感度について述べると、攪拌スピードを60rpmにすることで、濃度ムラ:1.7倍、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:1.0倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:1.0倍、ドット再現性:1.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:0.7倍、であった。攪拌速度を1000rpmにすることで、濃度ムラ:3.1倍、濃度絶対値:0.9倍、粒状性:2.0倍、後端白スジ:1.5倍、白抜け:感度なし、ドット再現性:1.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:1.7倍、であった。
【0244】
上記より、攪拌スピードで、従来に比べ、濃度ムラ、粒状性、後端部白スジを、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0245】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本事例では、両者とも約9%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果あった。
【0246】
尚、本実施例の現像条件は実施例2と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0247】
実施例8
次に、実施例1で述べたSBギャップ(現像スリーブと現像剤規制部材との距離)を可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0248】
本実施例では、距離変更手段120により現像剤規制部材を移動させることで前記SBギャップを任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0249】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0250】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1、S2)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを前記SBギャップとして劣化検知を開始する。
【0251】
記憶装置56のデータベースから、前記SBギャップを中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例2と同じである。
【0252】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0253】
具体的には、感度について述べると、SBギャップを300μmにすることで、濃度ムラ:2.8倍、濃度絶対値:0.9倍、粒状性:1.5倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:2.0倍、ドット再現性:1.5倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:感度なし、であった。SBギャップを1000μmにすることで、濃度ムラ:感度なし、濃度絶対値:感度なし、粒状性:1.5倍、後端白スジ:2.0倍、白抜け:感度なし、ドット再現性:感度なし、キャリア付着:2.5倍、かぶり:0.7倍、であった。
【0254】
上記より、SBギャップで、従来に比べ、濃度ムラ、粒状性、後端部白スジ、ドット再現性、キャリア付着を、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0255】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では、両者とも約5%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0256】
尚、本実施例の現像条件は、実施例1と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0257】
実施例9
次に、実施例1で述べた環境水分量を可変させる方法について更に具体的に説明する。
【0258】
本実施例では、図示しない環境水分量制御手段で前記環境水分量を任意に変えることができる。現像剤の劣化を予測し、本体の操作部200に表示させ、ユーザ、サービスマンへ警告する方式を取っている。
【0259】
尚、フローチャートは実施例2と同じである。図13に、現像剤のラチチュード検知モードにおける現像剤ラチチュード検知シーケンスを説明する共通フローチャートを示す。実施例2と同様の動作の説明は省略する。
【0260】
図13にて、一定期間ユーザが画像形成装置100を使用すると、現像剤のラチチュード検知モードとなり、現像剤のラチチュード検知を開始する(S1、S2)。本実施例では、現像剤劣化検知のための現像条件Aを前記環境水分量として劣化検知を開始する。
【0261】
記憶装置56のデータベースから、前記環境水分量を中央値から変化させる変動量を読み取り調整する(S3、S4)。そして、感光体ドラム4上にパッチパターン潜像を形成し、現像剤を付着させ、前記付着した現像剤をパッチ検方式70で検知して、画像品質を5回以上調査する(S5〜S7)。終了すると画像形成装置内のCPU28の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S9)。結果の対応は実施例1と同じである。
【0262】
その結果、表3より、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0263】
具体的には、感度について述べると、環境水分量を1g/kgにすることで、濃度ムラ:感度なし、濃度絶対値:1.0倍、粒状性:感度なし、後端白スジ:感度なし、白抜け:1.5倍、ドット再現性:感度なし、キャリア付着:2.0倍、かぶり:2.3倍、であった。環境水分量を21g/kgにすることで、濃度ムラ:3.2倍、濃度絶対値:感度なし、粒状性:1.5倍、後端白スジ:感度なし、白抜け:感度なし、ドット再現性:2.0倍、キャリア付着:感度なし、かぶり:感度なし、であった。
【0264】
上記より、環境水分量では、従来に比べ、濃度ムラ、粒状性、白抜け、ドット再現性、キャリア付着、かぶりを、より早く検知することができる。即ち、現像剤の寿命を事前に予測することができた。
【0265】
また、本実施例によって、一例であるが、従来方式では、寿命を超える事例が20%、寿命以内で現像剤を交換する事例が15%あったのに比べ、本実施例では、両者とも約4%以内に収まることが明らかになった。つまり、従来に比べ、コピー機の稼動率を高める効果があった。
【0266】
尚、本実施例の現像条件は、実施例1と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0267】
実施例10
本実施例では、実施例2〜9と異なり、画像形成装置100にて検知した現像剤劣化検知結果をサーバへ転送し、サービスマンへ通知する方式を取っている。
【0268】
次に、検知した現像剤劣化状態をサーバに通知する方式について説明する。
【0269】
その前に、先ず、現状の電子写真画像形成装置に対するサービスマンの対応について簡単に説明する。
【0270】
電子写真技術は、静電気を画像形成に利用するという特殊性から、画像不良が発生した場合にユーザが原因を特定し、対応をとることが難しい。
【0271】
また、サービスマンも、画像不良が発生した時点での電子写真的な条件を入手することが困難、かつ、そのパラメータも多岐にわたっている。更に、サービスマンが現場に到着した場合でも画像不良の再現性が乏しいことから、実際に市場において画像不良に適切に対応することは困難であった。
【0272】
また、サービスマンはこれらクレームに対応するために、部品若しくは本体を交換することが多く、かつ、原因の特定が困難であることからしばしば必要でない部品も交換してしまい、サービスコストの増大に繋がる可能性があった。
【0273】
これら問題の多くは、メーカーが設定した電子写真形成条件がユーザの使用環境、条件に適応していない場合や、トナーや感光体ドラムを含む電子写真部品が劣化、故障した場合に発生することがほとんどである。
【0274】
これらの情報を適切に判断することができれば、故障個所を特定して交換パーツを指示したり、ユーザの使用状況、環境に見合った設定を指示することによって問題の解決を図ることができる。
【0275】
しかしながら、電子写真技術におけるパラメータは、一般ユーザには馴染みのない電圧値や電流値で表されることが多く、ユーザに理解、判断を求めることは事実上不可能である。また、サービスマンもネットワーク内でないとこれら情報にアクセスすることができないため、現状では電子写真パラメータを変更して問題の対応にあたることは困難であった。
【0276】
更に、電子写真パラメータの数の多さのみならず、これらパラメータは密接に関係しており、一つのパラメータを変更することだけで問題が解決されることは少ない。逆に、一つのパラメータだけを変更することによってシステムのバランスが崩れてしまい、他の問題点を発生させることもあり、電子写真パラメータの変更を困難にしていた。
【0277】
上記説明した現像ギャップGの変動による現像剤劣化状態の事前予測結果をサービスマン、又は、ユーザへ分かり易く提供することで、パラメータを不用意に変更することが無くなり、かつ、最適なメンテナンスタイミングを実行することが出来る。サービスマンが直接ユーザ先に出向くためにはコストがかかるため、遠隔地から情報を収集することが望ましい。
【0278】
そこで、本実施例では、サーバを介して、画像形成装置本体の情報を収集し、各営業所へ通知している。
【0279】
図16に、サーバへの通報についての通信方式を示す。図16に示す通信方式は、本発明による画像形成装置管理システムの一実施例を示すシステム構成図である。
【0280】
本実施例のシステムは、各ユーザの事務所等の使用場所に設置された多数の複写装置100と、その他に、多くの、プリンタ又はファクシミリ装置等の画像形成装置100を備えている。これら各画像形成装置100は、それぞれデータ通信装置81及び通信回線82などの通信手段を介して管理センタ(サービスセンタ)に設置された共通の管理装置(ホストコンピュータ)83に接続される。
【0281】
そして、この管理装置83に通信回線84を介して各サービス拠点(サービスステーション)に設置された端末装置85が接続される。通信回線82、84としては、電話回線等の公衆回線網やインタネットを利用することができる。
【0282】
この画像形成装置管理システムにおける各画像形成装置100は、それぞれ画像形成装置内の検知情報に応じて、アラーム情報を、また、異常であれば異常事前事象を知らせる警告情報を通報し、管理装置83へ送信したり、自己の状態を表す各種情報(データ)を単独で管理装置83へ送信したり、各画像形成装置100の状態を管理装置83からモニタ(監視)する際に必要な通信機能(送信手段を含む通信手段としての機能)を有している。
【0283】
管理装置83は、ホストコンピュータであり、各画像形成装置100の状態を表す状態情報を蓄積する情報記憶部(状態情報蓄積手段)を備えている。この情報記憶部には、各画像形成装置100の状態情報として、その各画像形成装置100がユーザ先に設置される前に電子写真の状態情報が蓄積されている。
【0284】
管理装置83は、下記機能を具備している。
・各画像形成装置100からそれぞれ送信される状態情報を受信して情報記憶部に逐次個別に蓄積させる蓄積制御機能、
・情報記憶部に蓄積された状態情報について、学習論理機能などを用いて処理(分析)して各画像形成装置100の画像形成に現状の現像剤劣化状態を算出、予測し決定する画像形成状態決定機能、
・各画像形成装置100からそれぞれ受信した状態情報についてネットワークを介して各画像形成装置100の異常又は故障を予測する予測機能、
・予測機能による予測結果を対象の画像形成装置100を管轄するサービス拠点に設置された端末装置85へ送信する送信機能、
などが備えられている。
【0285】
端末装置85は、各サービス拠点に設置されたパーソナルコンピュータであり、管理装置83から受信した情報を記憶し、サービスマンに対象の画像形成装置100の異常又は故障の予測結果や訪問先等を通報する機能を有している。
【0286】
上記の画像形成装置管理システムを用いることで、現像剤の劣化に対して迅速にサービスマンが対応できる。
【0287】
次に、メンテナンス方式について説明する。
【0288】
現像剤劣化によるメンテナンス方式は、上記でも述べたが、現像剤の交換、現像剤を含む現像器9の交換、感光体ドラム4を含むプロセスカートリッジの交換などさまざまである。
【0289】
また、延命措置として上記で述べたが、現像剤劣化が近づいた場合、プロセススピードを下げて、生産する枚数を極力低下させる方式、高画像比率のチャートをコピー不可にする方法などの縮退があるが、ユーザの使用条件を制限するため、不快感を与えてしまうため望ましくない。
【0290】
そこで、本実施例では、なるべく使用者の立場に立って、いかに使えない時間を削減するか考え、寿命に達した場合、即座に対応をとるべき対策を採っている。
【0291】
図17に、本実施例10のフローチャートを示す。
【0292】
感光体ドラム4上のパッチ濃度を検知するフロー(S1〜S6)までは上記実施例1〜9と同じである。
【0293】
ここで、パッチ検方式70によりチェックした回数が5回以上であれば、画像形成装置内のCPU8の演算回路75へデータを転送して、各画像品質をチェックし、予想寿命を算出する(S7、S9)。結果をデータ通信装置81、通信回線82などの通信手段を用いて管理装置83へ転送する(S10)。
【0294】
図17に示すフローチャートでは、ステップ9、10にて、画像形成装置が予想寿命を算出し、その結果を通信手段により管理装置83に転送するものとして説明した。別法として、画像形成装置は、ステップ6、7により得た画像品質の検査結果に関する情報を、直ちに通信手段により管理装置83に送信し(S9a)、管理装置83が、画像形成装置からの画像品質調査結果情報に応じて、現像剤の寿命を予測することもできる(S10a)。
【0295】
いずれにしても、管理装置83では、場合によっては上述のように、過去のデータとの比較、新規データの保存、現像剤の寿命予測、などを行い(S9a、S10a)、上記で説明した機能をフル稼働し、結果を、通信回線84などの通信手段を介してサービスマンの各端末85へ情報提供する(S11)。
【0296】
その結果、寿命が1ヶ月未満であれば、まだ、現像剤は使用可能であり、サービスパーツの出庫依頼や、在庫の確認を実施する(S12、S13)。また、寿命が1週間しかない場合、現像剤の準備を実施し、ユーザへ事前に現像剤交換時の停止時間を連絡する(S14、S15)。さらに、寿命が1日未満の場合、現像剤の寿命が許容値を超えているため、サービスマンがユーザ先へ緊急出動し、ユーザへ現状を報告し、より悪化する前に現像剤を交換、または、遠隔操作で1日の通紙枚数を制限するなどを実施する(S16、S17)。そして、終了する(S18)。
【0297】
本実施例において、画像品質の感度は実施例2〜9と同じである。しかしながら、実施例2〜9に比べ、画像品質の寿命をいち早く知ることができ、かつ、他のサービスマンの情報から、将来の予測を考慮することが可能になる。従って、実施例1〜9に比べリアルタイムで現像剤の寿命予測を見ることができるため、寿命を超える事例が5%、寿命以内で現像剤を交換する事例が5%へ減少できた。
【0298】
このように、本実施例10は、実施例2〜9に比べて画像形成装置の稼動時間が更に増大し、効果を得ることが出来る。
【0299】
尚、現像条件は実施例2〜9と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【0300】
上述のように、上記実施例1〜10によると、従来の電位センサ検知方式や、カウンタ検知方式、パッチ検知方式、現像ギャップ方式に比べ、現像剤のラチチュードを事前に検知することができ、寿命をより正確に把握することが可能である。従って、画像形成装置の停止時間を従来の15〜20%から5〜9%程度まで減少させる効果がある。
【0301】
また、本実施例で説明した各方式は、組み合わせによって、現在に比べ数倍の効果をもたらす場合もある。
【0302】
上記実施例10によると、従来のホストコンピュータ検知方式にくらべ、現像剤劣化を事前に予測し、かつ、サービスマンへ通報でき、稼働時間を大幅に増加させる効果がある。更に、現像剤劣化度合いを事前にかつ的確に判断し、現像剤劣化程度に応じて現像剤容器内の現像剤を新たな現像剤に適切なタイミングで交換することで長期にわたり安定して高画質な画像を提供でき、更に、大幅にランニングコストを低減することができる。
【0303】
実施例11
上記実施例1〜10においては、本発明に係る画像形成装置100は、潜像形成手段として、回転自在に担持された像担持体としての感光体ドラム4と、一次帯電器21と、露光装置20とを備え、感光体ドラム4上の静電潜像は、回転現像装置9(9a、9b、9c、9d)とされる現像手段によってトナーを付着させて現像し、可視像、即ち、トナー像とする、構成であるとして説明した。
【0304】
しかしながら、本発明の画像形成装置は、この構成に限定されるものではなく、例えば、図18に示すように、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置とすることもできる。
【0305】
つまり、本実施例の画像形成装置100は、4つの画像形成部、即ち、画像形成ステーションP(Pa、Pb、Pc、Pd)が画像送り方向に直列に並置されている。各画像形成ステーションP(Pa、Pb、Pc、Pd)は、それぞれ像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム4(4a、4b、4c、4d)、帯電手段としての帯電装置21(21a、21b、21c、21d)、露光手段としてのレーザービームスキャナユニットとされる露光装置20(20a、20b、20c、20d)、現像手段としての現像装置9(9a、9b、9c、9d)、クリーニング手段としてのクリーニング装置26(26a、26b、26c、26d)、及び1次転写手段としての転写ローラとされる1次転写装置23(23a、23b、23c、23d)を備えている。
【0306】
また、各画像形成ステーションP(Pa、Pb、Pc、Pd)の感光体ドラム4(4a、4b、4c、4d)と1次転写装置23(23a、23b、23c、23d)との間を通るように、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト27が矢印方向に移動可能に配置されている。
【0307】
斯かる画像形成装置においても、潜像形成手段により感光体ドラム4(4a、4b、4c、4d)上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【0308】
現像装置9(9a、9b、9c、9d)は、図2を参照して説明した現像装置9と同様の構成とされ、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの非磁性トナーと磁性キャリアが所定の混合比で混合された現像剤が所定量充填されている。従って、感光体ドラム4(4a、4b、4c、4d)上の潜像を順次各色のトナーで現像してトナー像を形成し、中間転写ベルト27上に1次転写される。
【0309】
さらに、給紙トレイ30に収容された転写紙Sが2次転写手段である2次転写装置としての2次転写ローラ41へ搬送され、中間転写ベルト27上に担持されたトナー像は転写紙Sへ2次転写される。トナー像が転写された転写紙Sは、定着装置25にて加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【0310】
上記構成の画像形成装置に対しても、実施例1〜10に記載する本発明の原理を同様に適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【0311】
つまり、本実施例によっても、少なくとも一つ以上の画像形成ステーションPにて、画像品質を変化させて、現像剤のラチチュードを検知する現像剤ラチチュード検知モードを実施することによって、画像劣化の主要因である現像剤のラチチュードを事前に的確に予測することができる。また、現像剤のラチチュードを事前に予測し、劣化状態に応じて現像剤容器内の現像剤を新たな現像剤に適切なタイミングで交換することが可能であって、長期にわたり安定して高画質な画像を提供でき、稼働率を向上させ、大幅にランニングコストを低減することができる。
【0312】
勿論、本発明の画像形成装置は、上記回転現像方式、或いは、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置に限定されるものではなく、中間転写ベルトの代わりに、転写紙を搬送する搬送ベルトを有し、この転写紙に画像を形成する方式の画像形成装置にも同様に適用し、同様の作用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0313】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図2】現像器の構成を示す概略図である。
【図3】現像ギャップと端部白スジの関係を説明する図である。
【図4】現像ギャップと現像効率の関係を示すグラフである。
【図5】現像ギャップとエッジ効果との関係を示すグラフである。
【図6】パッチ検方式を説明する概略図である。
【図7】パッチ検方式の動作を説明する図である。
【図8】パッチ検方式の動作原理を説明する図である。
【図9】パッチパターンを説明する概略図である。
【図10】現像特性の耐久変化を示すグラフである。
【図11】現像ギャップ可変方式を説明する概略構成図である。
【図12】本発明に係る画像形成装置の一実施例の制御回路図である。
【図13】実施例2〜9に示す本発明に従った現像剤劣化検知シーケンスを説明する一実施例のフローチャートである。
【図14】現像剤を交換した時期と頻度との関係を示すグラフである。
【図15】現像剤寿命予想推移を示すグラフである。
【図16】本発明に従って構成される画像形成装置管理システムの一実施例の概略図である。
【図17】本発明に従った現像剤劣化検知シーケンスを説明する一実施例のフローチャートである。
【図18】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【符号の説明】
【0314】
2 現像ブレード(現像剤穂高規制部材)
3 現像スリーブ(現像剤担持体)
4 感光体ドラム(像担持体)
9 現像装置
9a、9b、9c、9d 現像器
11、12 第1、第2撹拌スクリュー(撹拌手段)
15 現像バイアス電源
20 露光装置
21 帯電装置
23 一次転写装置
27 中間転写ベルト(中間転写体)
28 CPU(制御装置)
51〜54 像担持体と現像剤担持体との距離変更手段
70 パッチ検センサ(濃度検知手段)
81 データ通信装置
83 管理装置
100 画像形成装置
110 撹拌スクリュー(撹拌部材)回転速度変更手段
120 現像剤担持体と現像剤規制部材の距離変更手段
130 現像スリーブ(現像剤担持体)回転速度変更手段
200 操作部




 

 


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