JP2010175831A - 画像形成装置、寿命判定方法、及び寿命判定制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ブロック毎の画素密度に基づいてより正確にクリーニングユニットの寿命を判定できるようにする。
【解決手段】帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニングユニットによりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成装置であって、作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定して当該小領域の画素密度を算出し（Ｓ３〜Ｓ５）、算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて、各領域の画素密度に重み付けを行い（Ｓ６）、その重み付けされた画素密度を積算し（Ｓ７）、その積算値と寿命閾値とを比較してクリーニングユニットの寿命を判定する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０）。
【選択図】図９

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複合して有するデジタル複合機等の画像形成装置、この画像形成装置の画像形成手段の寿命判定方法、及びこの寿命判定制御をコンピュータで実行するための寿命判定制御プログラムに関する。

この種の技術として、例えば特許文献１（特開２００６−１２６７５３号公報）に記載された発明が知られている。この発明は、感光体表面に付着したトナー、紙粉、微量添加物、帯電生成物等の異物の効果的な除去を簡単な構成で安価に実現すると共に感光体の高寿命化が可能な画像形成装置を提供するためのもので、入力された画像信号を数値処理して、予め設定された主走査方向のブロック毎の画像面積率を検知する画像面積検知手段を設け、予め定められたブロック毎の画像面積検知結果に基づいて、ブロック毎に感光体の表面に所定量のトナーを付着させるよう制御する制御手段を設けたものである。

しかし、特許文献１記載の発明ではブロック毎の画像面積検知結果に基づいてトナー付着量の制御を行っているが寿命検知には使用されていない。これは、特許文献１記載の発明が異物の除去を目的とし、異物が除去できれば寿命が延びるという観点でなされている空である。

一方、寿命判定では、一般に感光体ドラムの寿命、現像剤の寿命が問題となる。しかし、前記のように異物を除去した場合、感光体ドラムの寿命は延びるが、異物を回収するクリーニングユニットの寿命は短くなる。異物の回収量が多くなれば、それに応じて短くなり、今度はクリーニングユニットの交換タイミングが問題となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ブロック毎の画素密度に基づいてより正確にクリーニングユニットの寿命を判定できるようにすることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置であって、作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定する手段と、前記特定された小領域の画素密度を算出する手段と、算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定する手段と、を備えていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記特定する手段は前記画素の存在個所を副走査方向と主走査方向でマトリクス状に分割した小領域について特定し、前記判定する手段は、前記マトリクス状に分割された各小領域に対して記憶領域を持ち、この記憶領域に前記算出する手段によって算出された書き込み画素密度を積算し、その積算結果に基づいて寿命を判定することを特徴とする。

第３の手段は、第１または第２の手段において、前記クリーニング手段が、感光体のクリーニングユニットであることを特徴とする。

第４の手段は、第１または第２の手段において、前記クリーニング手段が、中間転写体のクリーニングユニットであることを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記判定する手段は、前記クリーニング手段の寿命を判定する際、紙種情報、線速情報、解像度、及び用紙サイズのいずれかに応じて前記小領域の画素密度について重み付けを行って判定することを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記判定する手段はモノクロモード及びカラーモードに応じて判定することを特徴とする。

第７の手段は、帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置の前記クリーニング手段の寿命を判定する寿命判定方法であって、作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定し、 前記特定された小領域の画素密度を算出し、算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定することを備えていることを特徴とする。

第８の手段は、帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置の前記クリーニング手段の寿命を判定する寿命判定制御をコンピュータによって実行するための寿命判定制御プログラムであって、作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定する手順と、前記特定された小領域の画素密度を算出する手順と、算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定する手順と、を備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、像担持体は感光体２１、感光体ベルト２０１に、画像形成手段はシーケンス機器群１３（感光体２１、帯電チャージャ２２、現像ユニット２３、転写チャージャ２４、クリーニングユニット２５、定着ユニット２０、感光体ベルト２０１、帯電チャージャ２０４、現像ユニット２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄ、クリーニングユニット２１５、バイアスローラ２１３、中間転写ベルト２１０、転写ローラ２１４、クリーニングユニット２１６、定着装置２８０、等）に、小領域に特定する手段は書き込みユニット１２の書き込みＡＳＩＣ１２ａに、画素密素を算出する手段及び寿命を判定する手段はエンジンＣＰＵ７に、記憶領域はＥＥＰＲＯＭに、それぞれ対応する。

本発明によれば、作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定し、特定された小領域の画素密度を算出し、算出された各小領域における書き込み画素密度もしくは画素密度の積算結果に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定するので、正確にクリーニングユニットの寿命を判定することができる。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタの基本構成を概略的に示した図である。 図１のレーザプリンタの内部の機械的構成を概略的に示した図である。 図２の定着装置（定着ユニット）３０を拡大して細部を示した図である。 図１におけるプリンタコントローラを概略的に示したブロック図である。 書き込み領域を分割して画素カウントする方法を概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態に係る間接転写方式のカラープリンタの概略構成を示す図である。 図６のカラープリンタの感光体ベルトのクリーニングを行うクリーニングユニットの詳細を示す図である。 図６のカラープリンタの中間転写ベルトのベルトクリーニングを行うクリーニングユニットの詳細を示す図である。 本発明の実施形態におけるクリーニングユニットの寿命判定の制御手順を示すフローチャートである。

本発明は、クリーニングユニットの寿命の判定をより正確に行うことを意図したものである。以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの基本構成を概略的に示した図である。レーザプリンタ１は、画像処理を行うコントローラ２、画像形成を行うエンジン３、エンジンを制御するエンジンボード４、及び操作パネル５を備えている。エンジンボード４の入出力インターフェイス６は、ホストコンピュータ１５、コントローラ２、操作パネル５、エンジンボード４、及びエンジン３間でデータの送受を行う。

ＣＰＵ７は、エンジンの制御プログラムが格納されているメモリ（ＲＯＭ）９のプログラム、操作パネル５からのモード指示、コントローラ２からのコマンドによってエンジン全体を制御する。ＣＰＵ７は、ＲＡＭ８及びＥＥＰＲＯＭ１０を使用して制御する。ＲＡＭ８はＣＰＵ７のワークメモリ、入力データのインプットバッファであり、ＥＥＰＲＯＭ１０はエンジン３のエラー履歴や操作パネル５からのモード指示の内容、後述の画素密度の積算値などを記憶しておく不揮発性メモリである。また、入出力インターフェイスには、エンジン３の制御のモードを設定するＤＩＰ−ＳＷ１１、ＬＤやポリゴンモータ等を含むレーザ書き込みユニット１２、定着系、現像系、駆動系のエンジンシーケンスを司るシーケンス機器群（画像形成手段）１３、及びペーパパス上やシーケンス状態をチェックするセンサ類１４が接続され、コントローラ２あるいはエンジンＣＰＵ７と必要に応じてデータの送受が可能となっている。

書き込みユニット１２は図２に示すように画像データに応じて変調されたレーザ光をポリゴンミラーによって偏向して感光体２１に光書き込みを行うが、本実施形態ではこの書き込みユニット１２の制御回路に画素数をカウントする画素数計測手段が設定されている。書き込まれる画素数は、スキャナやＰＣなどからコントローラ２を介して送られてくる書き込み画像データから抽出される。その際、後述の図５に示すように、主走査方向と副走査方向を所定の領域に分割し、それぞれの分割された領域について、当該領域に含まれる画素数をカウンタでカウントし、メモリに記憶する。この画素数を領域に分割してカウントする制御は書き込みユニット１２の制御回路のＣＰＵが実行する。

図２は、本実施形態に係るレーザプリンタ１の内部機構を概略的に示した図である。図中符号２０は装置本体を示す。装置本体２０の内部には、ほぼ中央にベルト状の感光体２１が設けられ、その感光体２１の外周に沿って図中矢印で示す駆動方向に順に、帯電チャージャ２２、現像ユニット２３、転写チャージャ２４、クリーニングユニット２５が配設されている。また、現像ユニット２３の上側には、画素数計測手段を備えた光書き込みユニット１２が配置され、装置本体２０の図中下側には、シートを収納した給紙カセット２７が着脱自在に取り付けられ、その他、給排紙のためのシート搬送系が設けられている。また、シート搬送系の終段には定着ユニット３０が設けられ、画像形成された画像をシート上に定着する。

以上の構成において、画像形成時には不図示のモータを駆動して給紙コロ２８を回転し、給紙カセット２７内からシートを図中矢印方向に送り出し、タイミングをとってレジストローラ対２９で像担持体となる感光体２１の下側に搬送する。感光体２１は矢印で示す時計方向に回転する。その際、帯電チャージャ２２によって表面を一様に帯電し、その後、光書き込みユニット２６から出射されたレーザ光を照射して感光体２１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像ユニット２３位置を通るときトナーによって可視像化され、この可視像は感光体２１の下側に搬送されてきたシートの上面に転写チャージャ２４により転写される。

画像転写後のシートは定着ユニット３０に搬送され、転写画像がシート上に定着される。定着ユニット３０を出たシートは、ＦＤ／ＦＵ切替えソレノイド爪３４によりフェイスダウン搬送路３１内に搬送され、フェイスダウン排紙ローラ対３２によって記録面を下にしたフェイスダウンの状態でフェイスダウン排紙トレイ３３上へ排出されるか、記録面を上にしたフェイスアップの状態で、そのままフェイスアップ排紙トレイ３５上へ排出される。他方、画像転写後の感光体２１は、クリーニングユニット２５によって残留トナーが除去され、次いで、図示しない除電ユニットによって除電される。

図３は、図２の定着装置（定着ユニット）３０を拡大して細部を示した図である。定着ユニット３０は、図２に示すように熱源ランプ４３，４４を内蔵した上下の定着ローラ４５，４６を備えている。定着ローラ４５にはこれの表面温度を検出するサーミスタ５８が接触し、定着ローラ４５，４６の表面温度を必要な定着温度に制御するための温度情報を得るようにしている。さらに、定着ユニット３０には、定着ユニット３０に固有の情報を記憶しておくメモリ４９が搭載されている。

このメモリ４９は、ＥＥＰＲＯＭや電池によるバックアップのある不揮発性のもので、さらに読取り、書き込み可能なものとし、定着ユニット３０が装置本体２０に装着されたとき、装置本体２０に搭載した動作制御用のエンジンＣＰＵ７（図１）に接続される。これによりメモリ４９に記憶してある定着ユニット３０に固有の情報を装置本体２０側のエンジンＣＰＵ７によって読取り、これに応じた制御を行うことができ、また、エンジンＣＰＵ７側からメモリ４９に情報を記憶させ、これを必要に応じて用いることもできる。例えば、メモリ４９に記憶された定着ユニット３０の使用度数がこの定着ユニット３０の寿命に対応する値になったかどうかを本体ＣＰＵ７によって判別し、これに応じた処理を行うことができる。この寿命に関する動作については感光体２１も同様である。

メモリ４９は基板８１上にサーミスタ８２とともに搭載され、これを定着ユニット３０内の定着ローラ４５，４６とは断熱壁８３によって隔絶された断熱室８５に設置し、定着ローラ４５，４６からの熱の影響を排除している。また、基板８１の周辺温度が所定温度以上となったとき、これをサーミスタ８２により検出して冷却ファン８４を駆動することにより、メモリ４９の温度保証を行うようにしている。
図４は、本実施形態におけるプリンタコントローラ２の構成を概略的に示すブロック図である。プリンタコントローラ２は、ＣＰＵ１０１、ＩＣカード１０２、ＮＶＲＡＭ１０３、プリグラムＲＯＭ１０４、フォントＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６及び各種Ｉ／Ｆ１０７，１０９，１１１，１１３を備えている。

ＣＰＵ１０１は、プログラムＲＯＭ１０４のプログラム、操作パネル５からのモード指示、ホストコンピュータ１５からのコマンドによってコントローラ２全体を制御する。ＩＣカード１０２は、フォントデータや、プログラムを外部から供給するため、任意に挿抜可能なカードである。ＮＶＲＡＭ１０３は、パネル装置からのモード指示の内容などを記憶しておく不揮発性記憶装置で、プログラムＲＯＭ１０４は、コントローラ２の制御プログラムを格納したメモリである。フォントＲＯＭ１０５は、フォントのパターンデータなどを記憶すし、ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０１のワークメモリ、入力データのインプットバッファ、プリントデータのページバッファ、ダウンロードフォント用のメモリ等に使用する書き込み／読み出し自在メモリである。

エンジンＩ／Ｆ１０７は、エンジン３とコマンド及びステータスや、印字データの通信を行うインターフェイスであり、エンジン３は図１に示すように書き込みユニット１２及びシーケンス機器群１３を備え、シート上に画像を形成する機能を有する。パネルＩ／Ｆ１０９は、操作パネル５とコマンド及びステータスの通信を行うインターフェイスである。操作パネル５は、使用者（ユーザ）に現在のプリンタの状態を知らせたり、モード指示を行うためのものである。ホストＩ／Ｆ１１１は、ホストコンピュータ１５と通信を行うインターフェイスであり、通常はセントロＩ／ＦやＲＳ２３２Ｃである。ディスクＩ／Ｆ１１３は、ディスク装置１１４と通信を行うためのインターフェイスで、ディスク装置１１４は、フォントデータ、プログラム、印字データなどの様々のデータを記憶しておく記憶装置であり、フロッピディスク装置やハードディスク装置が使用される。

図５は画素カウントの方法を説明するための図である。画素カウントは、書き込みユニット１２の制御回路（書き込みＡＳＩＣ）１２ａに設定された画素数係数手段によって行われる。すなわち、書き込みＡＳＩＣ１２ａの機能として画素数計数手段が実現される。すなわち、書き込みＡＳＩＣ１２ａに副走査方向（Ｙ方向）と主走査方向（Ｘ方向）でマトリクスを形成し、画素の存在場所をマトリクスによって構成される格子内に特定できる機能を持たせている。そして、書き込み可能領域（図では主走査方向がＸ１−ＸＭ（Ｍは本実施形態では、１から１６の整数）、副走査方向Ｙ１−ＹＮ（Ｎは１以上の正の整数）で示される領域）を格子によって小領域に分割し、その小領域Ｒ１１，Ｒ１２，・・・，Ｒ２１，Ｒ２２，・・・について当該小領域に含まれる画素情報を当該小領域毎に積算し、正確な書き込み位置の積算情報を取得する。その際、走査ライン数がＮ（ＬＩＮＥ）に達したら（ＹＮ）画素数確定とし、確定したことを割り込みによってエンジンＣＰＵ７に通知する。また、走査ラインＮは所定のレジスタに外部から設定することが可能であり、可変である。

図６は間接転写方式のカラープリンタの概略構成を示す図である。この種のカラープリンタは感光体ベルトの他に中間転写ベルトを使用している。図６において、カラープリンタ２００は、レーザ書き込みにより形成される静電潜像及び現像されたトナー像を担持する感光体ベルト２０１と、感光体ベルト２０１の表面を均一に帯電するための帯電チャージャ２０４と、レーザ書き込みユニット２０５と、カラー現像装置２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄと、感光体ベルト２０１の画像を、中間転写体を介して転写紙に形成する中間転写ベルト２１０と、中間転写ベルト２１０からの画像を転写する転写ローラ２１４と、定着装置２８０と、排紙ローラ対２８１ａ、２８１ｂと、排紙スタック部２８２と、を備えている。

レーザ書き込みにより形成される静電潜像及び現像されたトナー像を担持する感光体は、この装置においては、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト２０１である。感光体ベルト２０１は、回動ローラ２０２、２３１、２３２間に架設され、回動ローラ２０２の回転駆動により、図中の矢印Ａ方向（時計方向）に回転（副走査）し、ベルト表面が画像形成面となるように構成する。感光体ベルト２０１に静電潜像、トナー像を形成するための手段として、感光体ベルト２０１の表面を均一に帯電するための帯電チャージャ２０４と、レーザ書き込みユニット２０５、カラー現像装置２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄを備える。カラー現像装置２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは、カラー構成色であるマゼンタ、シアン、イエロー、黒それぞれの現像ユニットからなる。ここで用いる現像ユニットは、一成分系の現像剤（トナー）により現像を行うものである。

また、本実施形態では、感光体ベルト２０１の画像を、中間転写体を介して転写紙に形成する方式によるため、中間転写ベルト２１０を有する。中間転写ベルト２１０は、回動ローラ２１１、２１２の間に架設され、回動ローラ２１１の回転駆動により、図中の矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する。感光体ベルト２０１と中間転写ベルト２１０は、感光体ベルト２０１の回動ローラ２３２を設けた部分で接触している。この接触部の中間転写ベルト２１０側には、導電性を有するバイアスローラ２１３が中間転写ベルト２１０裏面に所定の条件で接触している。

さらに、転写紙の処理に係わる構成要素として、給紙台（給紙カセット）２１７、給紙ローラ２１８、搬送ローラ対２１９ａ、２１９ｂ、レジストローラ対２２０ａ、２２０ｂよりなる給紙部と、中間転写ベルト２１０からの画像を転写する転写ローラ２１４と、定着装置２８０と、排紙ローラ対２８１ａ、２８１ｂと、排紙スタック部２８２を有する。

このように構成されたカラープリンタ２００では、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト２０１が、帯電チャージャ２０４により一様に帯電された後、レーザ書き込みユニット２０５により、画像情報に基づいて発光が制御されるレーザの走査露光をうけ、表面に静電潜像が形成される。感光体ベルト２０１を回転させながら走査露光し、静電潜像を形成する１工程に用いる画像情報は、所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報であり、この情報により、半導体レーザの発光を制御する。発生するレーザビームは、光学装置により走査、及び光路調整し、書き込みビーム光Ｌとして出力される。単色の画像情報に基づいて形成された静電潜像は、カラー現像装置２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄにより対応するマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及び黒（Ｂｋ）トナーで各々単色現像され、感光体ベルト１上に各々の色画像が順次形成される。図６中の矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト２０１上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各単色画像は、感光体ベルト２０１と同期して、同図中の矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト２１０上に、バイアスローラ２１３に印加された所定の転写バイアスの作用により、順次重ね転写される。中間転写ベルト２１０上に重ね合わされたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの画像は、給紙台（給紙カセット）２１７から給紙ローラ２１８、搬送ローラ対２１９ａ、２１９ｂ、レジストローラ対２２０ａ、２２０ｂを経て、転写部へ搬送された転写紙２１７ａ上に転写ローラ２１４により一括転写される。転写終了後、転写紙２１７ａは、定着装置２８０により定着されて、排紙ローラ対２８１ａ、２８１ｂを経て排紙スタック部８２にフルカラー画像のプリント画像として排出される。

なお、感光体ベルト２０１における画像形成の最終工程として感光体ベルト２０１上のトナーをクリーニングする必要がある。そのために、感光体ベルト２０１に常時当接するクリーニングブレードを備えたクリーニングユニット２１５が設けられている。同様に、中間転写ベルト２１０にもクリーニングユニット２１６が設けられている。クリーニングユニット２１６のクリーニングブラシ２５１は、画像形成動作中は中間転写ベルト２１０表面から離間した位置に保持され、形成像が転写紙２１７ａ上に転写された後に、中間転写ベルト２１０表面に当接する。また、感光体ベルト２０１、帯電チャージャ２０４、中間転写ベルト２１０、感光体ベルトクリーニングユニット２１５、中間転写ベルトクリーニングユニット２１６を一体化し、プロセスカートリッジとして、本体に対して着脱可能に構成することもできる。

図７は図６に示したカラープリンタ２００の感光体ベルト２０１のクリーニングを行う感光体ベルトクリーニングユニット２１５の詳細を示す図である。なお、図２に示したレーザプリンタ１でも同様なので、図６に示したカラープリンタ２００のクリーニングユニットＣＬＵ１で両者を代表して説明する。

同図において、感光体ベルト２０１にはファーブラシ２４１と、このファーブラシ２４１の感光体ベルト２０１の回転方向下流側に配置されたカウンタブレード２４２が摺接し、このファーブラシ２４１とカウンタブレード２４２によって感光体ベルト２０１上の未転写トナーがクリーニングされる。ファーブラシ２４１にはマルスバー２４３が摺接するように取り付けられており、ファーブラシ２４１によって感光体ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布して、転写及びクリーニング性を向上させている。ファーブラシ２４１によって掃き取られ、カウンタブレード２４２によって掻き取られた未転写トナーはトナー受け部２４４に落下し、搬送オーガ２４５によってトナー回収部２４６に搬送され、回収される。

図８は図６に示したカラープリンタ２００の中間転写ベルト２１０のベルトクリーニングを行う中間転写ベルトクリーニングユニット２１６の詳細を示す図である。本実施形態では、回動ローラ２１１に対向してバイアスブラシローラ２５１が配置され、このバイアスブラシローラ２５１によって中間転写ベルト２１０上の未転写トナーを吸着させて取り除き、さらにバイアスブラシローラ２５１に摺接するバイアスローラ２５２と、バイアスローラ２５２に摺接するクリーニングブレード２５３によってバイアスブラシローラ２５１に吸着された未転写トナーを回収する。またバイアスブラシローラ２５１にはマルスバー２５４が摺接するように取り付けられており、バイアスブラシローラ２５１に移行したステアリン酸亜鉛を中間転写ベルト２１０上に塗布して、転写及びクリーニング性を向上させている。クリーニングブレード２５３によって掻き取られた未転写トナーはトナー受け部２５５に落下し、搬送オーガ２５６によってトナー回収部２５７に搬送され、回収される。

このようにしてクリーニングユニット２１５，２１６は未転写トナーを回収するが、トナーが多く付着した部分を回収するとその部分はトナーが付着していない部分に比べ早く劣化し、寿命が短くなる。そこで、この寿命を判定し、寿命を越えないうちにクリーニングユニット２１５，２１６を交換する必要がある。その際、寿命になる直前で交換することが経済的に望まれる。

図９はこの寿命判定の制御手順を示すフローチャートである。同図において、ホストコンピュータ１５から印刷要求が来ると（ステップＳ１）、プリンタコントローラ２を介してエンジン３に画像データが送られ（ステップＳ２）、エンジン３はコントローラ２から送られた画像データに対して画像処理を行い（ステップＳ３）、書き込みユニット１２からレーザ光を感光体２１に照射して潜像を形成し、前記シーケンス機器群１３によってシート上に画像を作成する。ここで、書き込みユニット１２の画素数計数手段は、前述のように分割された小領域について定着側端部の画素を特定して画素数をカウントする（ステップＳ４）。

次いで、カウントした画素数から画素密素を算出し（ステップＳ５）、紙種、線速、解像度、印刷面、用紙サイズ、カラーモード（モノクロモードかカラーモード（フルカラーモード）か）などに応じて小領域の画素密度に前記重み付けを行い（ステップＳ６）、画像形成を行うたびに小領域毎に重み付けを行った画素密度を積算し、その積算値をＥＥＰＲＯＭ１０の前記小領域毎に設定された記憶領域に記憶する（ステップＳ７）。そして、その記憶領域に記憶されている小領域毎の積算値と予め設定された寿命を示す閾値と比較し（ステップＳ８）、積算値が閾値を越えた時点で（ステップＳ２０４−Ｙ）寿命に到達したと判断し（ステップＳ９）、それまではまだ寿命に達していないと判断する（ステップＳ１０）。寿命に達したときには、例えば、その旨、操作パネル５に表示し、交換を促す。

なお、前記重み付けは、例えば格子状に分割された小領域の一番外側の画素に対しては重み付けを一番重くし中に行くほど重み付けを軽くするというようにして行われる。また、具体的な重み付けの数値については、実験的に各要素について時間的要素とともにデータを集積し、その集積したデータに基づいて設定する。

このように小領域に分割し、書き込み位置がどの領域であるかを特定し、その分の画素密度を画像形成の度に積算していくことにより、ユニットのどの部分が多く使用されたか、ユニットのある部分の使用量が寿命に達したかの判定を行うことができる。これにより、正確にユニットの寿命判定を行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、
１）通紙枚数ではなく、書き込み位置に対応した書き込み画素密度の積算値に基づいて寿命判定を行うので、より正確に寿命判定を行うことができる。
２）クリーニングユニット２５，２１５，２１６に対して寿命判定を行うので、画像形成装置のクリーニングユニット２５，２１５，２１６の寿命を正確に判定することができる。
その際、紙種情報に応じて重み付けを行い、紙種の違いによる寿命判定の変動要素を加味することにより、また、線速情報に応じて重み付けを行い、線速の違いによる寿命判定の変動要素を加味することにより、また、解像度に応じて重み付けを行い、解像度の違いによる寿命判定の変動要素を加味することにより、また、用紙サイズに応じて重み付けを行い、用紙サイズの違いによる変動要素を加味することにより、それぞれ、より好適な寿命判定を行うことができ、良好な定着品質を保つことができる。
３）寿命判定を行う際、トナーの特性の相違、あるいは重畳するトナーの状態によってモノクロモードとカラーモードで未転写トナーの状態が異なってくるので、これらのカラーモードの相違を勘案して判定することにより、より好適な寿命判定を行うことができ、良好な定着品質を保つことができる。
４）書き込みＡＳＩＣ１２ａにドットの存在場所を副走査方向と主走査方向でマトリクス状に分割し、その分割した小領域に特定できる機能を持たせ、当該小領域の画素情報を積算することによって、より正確な書き込み位置の積算情報を獲得することができる。
５）より正確な書き込み位置の積算情報を獲得することができることから、より正確な寿命判定が可能となる。
などの効果を奏する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。

本発明は、直接転写方式、あるいは間接転写方式を問わず、トナーを転写して画像を形成する画像形成装置のクリーニングユニット全般の寿命判定に利用することが可能である。

１ レーザプリンタ
２ コントローラ
３ エンジン
４ エンジンボード
５ 操作パネル
６ 入出力インターフェイス
７ （エンジン）ＣＰＵ
１０ ＥＥＰＲＯＭ
１２ 書き込みユニット
１２ａ 書き込みＡＳＩＣ
１３ シーケンス機器群
２０ 装置本体
２１ 感光体
２０１ 感光体ベルト
２１０ 中間転写ベルト
２５，２１５，２１６ クリーニングユニット

特開２００６−１２６７５３号公報

Claims (8)

1. 帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置であって、
   作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定する手段と、
   前記特定された小領域の画素密度を算出する手段と、
   算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定する手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記特定する手段は前記画素の存在個所を副走査方向と主走査方向でマトリクス状に分割した小領域について特定し、
   前記判定する手段は、前記マトリクス状に分割された各小領域に対して記憶領域を持ち、この記憶領域に前記算出する手段によって算出された書き込み画素密度を積算し、その積算結果に基づいて寿命を判定することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置であって、
   前記クリーニング手段が、感光体のクリーニングユニットであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または２記載の画像形成装置であって、
   前記クリーニング手段が、中間転写体のクリーニングユニットであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記判定する手段は、前記クリーニング手段の寿命を判定する際、紙種情報、線速情報、解像度、及び用紙サイズのいずれかに応じて前記小領域の画素密度について重み付けを行って判定することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記判定する手段はモノクロモード及びカラーモードに応じて判定することを特徴とする画像形成装置。
7. 帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置の前記クリーニング手段の寿命を判定する寿命判定方法であって、
   作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定し、 前記特定された小領域の画素密度を算出し、
   算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定すること
   を備えていることを特徴とする寿命判定方法。
8. 帯電された画像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像しトナー像を用紙に転写して画像を形成するとともに、未転写のトナーをクリーニング手段によりクリーニングして次回の画像形成に備える画像形成手段を有する画像形成装置の前記クリーニング手段の寿命を判定する寿命判定制御をコンピュータによって実行するための寿命判定制御プログラムであって、
   作像動作中に書き込み可能領域における画素の存在個所を所定単位の小領域に特定する手順と、
   前記特定された小領域の画素密度を算出する手順と、
   算出された各小領域における書き込み画素密度に基づいて前記クリーニング手段の寿命を判定する手順と、
   を備えていることを特徴とする寿命判定制御プログラム。

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