(57)【要約】【課題】  消色トナーあるいは通常トナーの両方を使用できる画像形成装置において、消色トナーあるいは通常トナーの画像形成履歴に応じて消耗品のライフ管理あるいは画像プロセス条件の調整管理を得る事により、各種消耗品が寿命に達するまで消色トナーあるいは通常トナーの夫々に適した画像を得る。【解決手段】  カウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２により消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合の画像形成履歴を夫々にカウントし、又カウンタＣ１１３あるいはカウンタＤ１１４により消色現像装置１４ａと通常現像装置１４ｂの画像形成履歴をカウントして、消耗品のライフ管理をおこない、又プロセス条件の調整を管理する【選択図】図２
2006154485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成装置において、
前記消色トナーによる画像形成かあるいは前記通常トナーによる画像形成かを別々にカウントする工程と、
前記消色トナーの消耗品あるいは前記通常トナーの消耗品のいずれが使用されているかを検知する工程と、
正しい消耗品が寿命の範囲内で使われていない場合には警告を出す工程とを具備することを特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成装置において、
前記消色トナーによる画像形成かあるいは前記通常トナーによる画像形成かを別々にカウントする工程と、
前記消色トナーの消耗品、前記通常トナーの消耗品あるいは前記消色トナー及び前記通常トナーに共通の消耗品のプロセス条件の調整管理工程とを具備し、
前記プロセス条件の調整管理工程を、前記カウント工程に基づき行うことを特徴とする画像形成システム。
【請求項３】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成システムにおいて、
前記消色トナーの使用カウンタと前記通常トナーの使用カウンタの両方に基づいて、前記消色トナー及び前記通常トナーのいずれの前記トナー画像形成にも共通して使用する共通消耗品の寿命を管理するライフ管理工程と、
前記消色トナーの使用カウンタに基づいて、前記消色トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する消色用消耗品の寿命を管理するライフ管理工程と、
前記通常トナーの使用カウンタに基づいて、前記通常トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する通常用消耗品の寿命を管理するライフ管理工程とを具備することを特徴とする画像形成システム。
【請求項４】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成システムにおいて、
前記消色トナーの使用カウンタと前記通常トナーの使用カウンタの両方に基づいて、前記消色トナー及び前記通常トナーのいずれの前記トナー画像形成にも共通して使用する共通消耗品のプロセス条件を調整する調整管理工程と、
前記消色トナーの使用カウンタに基づいて、前記消色トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する消色用消耗品のプロセス条件を調整する調整管理工程と、
前記通常トナーの使用カウンタに基づいて、前記通常トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する通常用消耗品のプロセス条件を調整する調整管理工程とを具備することを特徴とする画像形成システム。
【請求項５】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成装置において、
前記消色トナー及び前記通常トナーのいずれの画像形成にも共通して使用する共通消耗品と、
前記消色トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する消色用消耗ひんと、
前記通常トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する通常用消耗品と、
前記消色トナーでの使用をカウントする消色カウンタと、
前記通常トナーでの使用をカウントする通常カウンタとを有し、
前記共通消耗品は、前記消色カウンタと前記通常カウンタとの両方のカウント情報からライフ管理を行い、
前記消色用消耗品は、前記消色カウンタのカウント情報からライフ管理を行い、
前記通常用消耗品は、前記通常カウンタのカウント情報からライフ管理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成装置において、
前記消色トナー及び前記通常トナーのいずれの前記トナー画像形成にも共通して使用する共通消耗品と、
前記消色トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する消色用消耗品と、
前記通常トナーによる前記トナー画像形成時にのみ使用する通常用消耗品と、
前記消色トナーでの使用をカウントする消色カウンタと、
前記通常トナーでの使用をカウントする通常カウンタとを有し、
前記共通消耗品は、前記消色カウンタと前記通常カウンタとの両方のカウント情報からプロセス条件を調整され、
前記消色用消耗品は、前記消色カウンタのカウント情報からプロセス条件を調整され、
前記通常用消耗品は、前記通常カウンタのカウント情報からプロセス条件を調整されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消色トナー及び通常トナーの両方を使用可能な画像形成システム及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年資源の節約のために、使用済みの用紙を再生する用紙のリサイクル使用に変えて、更なる資源の節約及び環境保護に適するように用紙を再使用するための技術が開発されている。この用紙の再使用は、消色トナーを用いて用紙に印字した画像情報を消去して、同じ用紙を新たな画像情報出力のために数回〜１０回程度繰り返し用いる事により、大幅に紙の使用量を減らして、省エネルギー化及び省資源化を図るものである。このため消色トナーは、用紙を繰り返し再使用出来る様に、印字後に、機械的もしくは化学的に剥離するといった方法あるいは、熱や光もしくは薬品と反応させるといった方法によって印字部分を消すことが出来るようになっていて、通常のトナーとは特性が全く異なる専用トナーが用いられている。
【０００３】
従来、このような消色トナーを用いて画像形成を行う装置として、通常トナーによる画像形成と消色トナーによる画像形成を共に行うことが出来る画像形成装置がある。（例えば特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６−９５４９４号公報（第４，５頁、図１）  この（特許文献１）は、画像形成装置内に印字画像を長期保存可能な通常トナーで現像を行う現像装置と、消色トナーで現像を行う現像装置とを一緒に備えていて、いずれかの現像装置を選択して夫々のトナーに応じたプロセス条件で画像形成を行うものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、消色トナーと通常トナーとではトナー特性が異なることから、消色トナーによる画像形成時と通常トナーによる画像形成時とでは、画像形成を行う際の各種プロセス条件が異なる。更に消色トナーはメモのように消色を前提としていて画質を追求するものでは無いのに比べて、通常トナーは長期保存用とか外部提出用などの公式文書に使用し高画質を要求されるというように、消色トナーと通常トナーとでは使用目的が異なり、画像出力特性が異なる。
【０００５】
このように消色トナーと通常トナーとでは用途も特性も異なるにも拘らず、（特許文献１）の画像形成装置のように、同一画像形成装置にて両トナーにより、いずれにも良好な画像形成を得ようとすると、各トナー毎に画像形成プロセスが異なる。このため消色トナーを用いての画像形成回数と通常トナーを用いての画像形成回数の違いにより、各種消耗品の耐用期間が変動し、又画質維持のための各種プロセス条件の調整が変動することから、消耗品の適正なライフ管理あるいは画像プロセス条件の調整を得られず、画質の低下を来たすという問題を有している。
【０００６】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、消色トナー及び通常トナーの両方を使用できる画像形成装置であって、消色トナー及び通常トナーの夫々の画像形成履歴に拘らず、各種消耗品を適正にライフ管理して装置の有効使用を図ると共に、両方のトナーにそれぞれ適したプロセス条件の調整を実施し高画質を得ることが出来る画像形成システム及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するための手段として、消色トナーあるいは通常トナーを切り替えて使用して、トナー画像を形成可能な画像形成装置において、前記消色トナーによる画像形成かあるいは前記通常トナーによる画像形成かを別々にカウントする工程と、前記消色トナーの消耗品あるいは前記通常トナーの消耗品のいずれが使用されているかを検知する工程と、正しい消耗品が寿命の範囲内で使われていない場合には警告を出す工程とを実施する画像形成システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、消色トナーでの画像形成履歴と通常トナーでの画像形成履歴を夫々にカウントして、消色トナーあるいは通常トナー専用の消耗品更には両トナー共用の消耗品のライフ管理を行う事により、各種消耗品の有効使用を得られる。また、消色トナーでの使用と通常トナーでの画像形成履歴を夫々にカウントして各種装置あるいはトナーの特性変化を把握することから、両トナーにそれぞれ適したプロセス条件の調整を行え、両トナーの使用目的に応じて夫々の画質向上を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は消色トナーによる画像形成履歴と通常トナーによる画像形成履歴とを夫々にカウントして、両方のカウント情報から各種消耗品のライフ制御を夫々独立して行い又プロセス条件を調整する。
【実施例１】
【００１０】
一般に消色トナーを用いて画像形成を行う際は、用紙を再使用することがメインの目的のため、画質にはあまり気を使わなくても良いと考えられるが、実際は画像濃度があまり薄かったり、画像が乱れたりするようでは実用的とは言えない。しかも画像濃度が高すぎると後で色を消去する際に十分に消去できないという問題も発生することから、画像形成する際にはこれらを考慮して各種プロセス条件を調整しなければならない。また、通常トナーを用いて画像形成を行う際は、ある程度画像濃度が濃くなっても問題とされることは無いが、かぶりやトナー飛散を生じることが無く、高画質を得られるように各種プロセス条件を調整しなければならない。従って、消色トナーと通常トナーとでは画像形成のためのプロセス条件の調整が異なる。
【００１１】
又上記使用目的の違いによるプロセス条件の調整のみならず、トナーの特性が異なると良好な現像を得るために感光体の帯電特性、あるいは露光特性更には現像特性等の画像形成のためのプロセス条件を調整する必要を生じる。一般に消色トナーは通常のトナーとは異なり、カーボンブラックやカラー顔料の代わりにロイコ染料等の呈色性化合物を使用するが、この消色トナーは、画像形成を繰り返す間に電気抵抗が変化する他、帯電特性に違いが出て現像特性が変化するという傾向を有している。
【００１２】
また感光体は画像形成履歴に従って感光膜が削られていくが、感光膜が削られて厚みが減少すると、表面に同じ量の電荷を乗せても導体層との距離が変化するために表面の電位が上昇してしまう。このため安定した画像を得るように、画像形成履歴に従って感光体に与える電荷量、露光量また現像バイアス電位などのプロセス条件を変化させる必要が生じる。但し感光体の画像形成履歴による感光膜の磨耗率は、通常トナーを使用した時に比べて消色トナーを使用した時の方がはるかに少ないことが実験から判明している。
【００１３】
また感光体以外にも消色トナーの画像形成及び通常トナーの画像形成に共通に使用される消耗品（例えばヒートローラやクリーニングブレード、転写ローラ／ベルト等）に付いても、上記感光体の感光膜の減少の例と同様に、消色トナーを使う場合と通常トナーを使う場合とで消耗の度合いが異なり寿命が変化することが判明している。
【００１４】
又画像形成装置にあっては、装置の使用頻度や環境条件の違いによっても画質が変化する。このような画質の変化を最小にし安定した画質を得るために、従来より使用頻度や環境変化に応じて画像形成プロセス条件を調整している。すなわち、感光体の帯電時の表面電位あるいは露光時の露光部あるいは非露光部の電位がある程度一定になるよう、使用頻度に応じた感光体の膜厚減少を見込んで、コロナ帯電装置のコロナ電流や帯電ローラーのバイアス電位、あるいは現像バイアス電位を変化させたりしている。更に２成分トナーを用いる現像装置の場合には、使用頻度や環境変化でトナーとキャリアの比率や帯電量が変化して、現像特性（ＩＤの出易さ等）が変化するため、トナー比濃度がある程度を一定にし又、現像バイアス電位を調整する等の画像制御を行っている。
【００１５】
上述したように画像形成プロセス条件の調整は、使用するトナーの帯電特性のみならず、各種消耗品の磨耗状態や環境変化等の種々の要因によって影響を受けることから、通常は、画像形成のための各プロセス条件（感光体の電位、トナー比濃度等々）の種々の要因による標準的な変化の度合いをデータテーブルとしてメモリー中に蓄えておき、画像形成履歴や環境変化に応じてデータテーブルから設定値を呼び出し、プロセス条件に調整を加えるような方式をとっている。また、その他転写プロセスや定着プロセスに使用する消耗品も、標準的な耐用期間に応じて交換時期を表示している。更には必要に応じて例えば転写プロセスにおける転写バイアス特性の調整や定着プロセスにおける定着温度特性の調整を行う等している。
【００１６】
このため、１台の画像形成装置で消色トナーと通常のトナーとによる画像形成を共に出来るようにした画像形成装置の場合には、使用するトナー毎に現像バイアス電位やトナー比濃度の制御などを行い、各消耗品のライフ管理を行うのは勿論のこと、両トナーに共用される感光体の帯電特性を安定させるためには各トナー毎の画像形成履歴を把握して、感光体の膜厚の正確な減少量に従い画像形成プロセス条件を調整しなければならない。更には、両トナーに共用される転写装置や定着装置にあっても、各トナー毎の画像形成履歴に従い各種プロセス条件を調整する必要を生じることとなる。
【００１７】
本実施例１は、上記を考慮して成されたものである。以下本発明の実施例１について図１乃至図１２を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装置の一例である例えばＭｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ（以下ＭＦＰと略称する。）１を示す概略構成図である。ＭＦＰ１は、スキャナやプリンタを一体的に組み込み、ネットワーク回線のような双方向のインターフェースによるパーソナルコンピュータからの画像情報や、電話回線で接続されるＦＡＸからの画像情報等も入力可能とされている。
【００１８】
ＭＦＰ1の装置本体の上面には原稿画像を読取るスキャナ装置６が設けられている。スキャナ装置６の下方のプリンタ部７には、例えばドラム状のアルミ導体表面に有機半導体やＳｅ等の無機半導体の感光膜を塗布あるいは蒸着等してなる感光体１１が設けられる。感光体１１周囲には、感光体１１の矢印ｑの回転方向に従い順次感光体１１を一様に帯電する帯電装置１２、帯電された感光体１１にスキャナ装置６からの画像データに基づき潜像を形成するレーザ露光装置１３の露光部１３ａ、現像装置１４、転写チャージャ１６、剥離チャージャ１７、トナー回収部であるクリーナ１８、除電ＬＥＤ１９を有している。現像装置１４は、ロイコ染料等の呈色性化合物と顕色剤、及び消色剤を同時に含む消色トナーにより現像を行う消色現像装置１４ａと、通常のトナーにより現像を行う通常現像装置１４ｂを交換可能に配置される。
【００１９】
感光体１１の下方には、感光体１１周囲の転写チャージャ１６位置に用紙Ｐを供給する給紙カセット３ａ、３ｂを有するカセット機構３、手差し給紙機構４を備える。更にＭＦＰ１は、両面画像形成時に用紙Ｐを反転する反転搬送経路５を備える。カセット機構３、手差し給紙機構４、及び反転搬送経路５から転写チャージャ１６に至る搬送路７上にはレジストローラ８が設けられる。又感光体１１周囲の剥離チャージャ１７から排紙部２７に達する間には、センターヒーターランプ２１ａとサイドヒーターランプ２１ｂを内蔵するヒートローラ２１と、加圧ローラ２２を有する定着装置１０及び排紙ローラ２８が設けられる。
【００２０】
図２はＭＦＰ１の消耗品のライフ管理及びプロセス条件を調整するための管理システム１００を示すブロック図である。管理システム１００は、ＭＦＰ１全体を制御するＣＰＵ１０１に制御され、管理システム１００は現像装置１４が消色現像装置１４ａで有りトナーカートリッジ等を含む各種消色ユニットを使用しているかあるいは、現像装置１４が通常現像装置１４ｂであり各種通常ユニットを使用しているかを検知する検知装置１１０を有する。又管理システム１００は消色トナーによる画像形成の履歴をカウントするカウンタＡ１１１、通常トナーによる画像形成の履歴をカウントするカウンタＢ１１２、消色現像装置１４ａの現像剤の履歴をカウントする現像剤カウンタＣ１１３、通常現像装置１４ｂの現像剤の履歴をカウントする現像剤カウンタＤ１１４を有する。
【００２１】
更に管理システム１００は、データテーブルを有するメインメモリ１２０、及びＲＯＭに各種消耗品のプロセス条件を調整する制御プログラム１２１を有する。データテーブルは、各消耗品の使用時ライフ定数や、消色トナーあるいは通常のトナー比濃度の変化の違い等、各種制御に必要な情報を記録する。又データテーブルは１つで消色トナーと通常トナーの両方の情報を記録するものであっても良いし、消色トナーと通常トナーとで夫々別に設ける等しても良い。
【００２２】
消色現像装置１４ａと通常現像装置１４ｂとを交換する際に、消色トナー用かあるいは通常トナー用かを検知装置１１０にて判別するために、例えば交換可能な各現像装置に画像識別情報である機械的な突起を設けて、この突起を検知するマイクロスイッチのような手段をＭＦＰ本体側の消耗品を受入れる場所に設けることも可能であるし、あるいは機械的な検知手段の代わりに、磁気スイッチや光学スイッチなども可能である。また、無線タグのごとく非接触で電波を用いて識別することも可能であるし、接触式のＩＣチップや、磁気リーダー、バーコードリーダーのごとき手段を用いることも可能である。
【００２３】
単純なスイッチの場合には、消色／通常用の２種類の識別で、ＭＦＰ本体側でそれぞれの消耗品の使用カウンタを記憶して管理することになるが、消色／通常トナー用とも１個ではなく複数個が存在して管理しなければならないような複雑なケースも生じるため、交換に際しては間違いが発生しないよう消耗品自身にメモリーを持って交換時期を管理することも必要となる。
【００２４】
一般に、一つのＭＦＰ１において消色現像装置１４ａと通常現像装置１４ｂとをユーザーが抜き差しして切り替え使用する場合に、消色トナー用の各種消耗品を使用しているかあるいは、通常トナー用の各種消耗品を使用しているかを識別することは重要となる。消耗品の範囲としては、ＭＦＰのプロセス機構や設計によってバリエーションがあり、例えばトナーのカートリッジのみのように単体であったり、ユニット化した現像装置であったり、また現像装置のみならず帯電装置や感光体などをユニット化した場合等種々有り限定されない。
【００２５】
更に感光体が単独でユニット化されていたり、その他定着装置など全て消耗品の範囲とする。そして各消耗品は、例えば消色トナー専用あるいは通常トナー専用として入れ替えて管理することも可能であるし、あるいは両方のトナーに共通に使用して、各カウンタ１１１〜１１４を用いて両方のトナー使用に応じてカウントし記録管理することも可能である。
【００２６】
次に管理システム１００によるライフ管理の手順について説明する。先ずＭＦＰ１にてユーザにより消色トナーあるいは通常トナーのいずれにより画像形成を行うかが選択されると、検知装置１１０はＭＦＰ１内の消耗品あるいは交換された消耗品が適切であるか、あるいは寿命に達していないかを検知する。検知した結果消耗品が適切でない場合あるいは寿命に達していた場合は、コントロールパネル３０の図示しない表示部に警告として表示する。表示の方法は、警告部分を絵で表示したり警告文書での表示等可能である。また必要に応じて警告に従ってＭＦＰ１本体を非動作状態にすることも可能である。
【００２７】
具体例としては、消色トナーあるいは通常トナーで夫々異なる定着装置１０を使用する場合に、正しい定着装置が装着されていない場合には警告を出すようにできる。また、消色トナーあるいは通常トナーで同じ定着装置１０を使用する場合でも、消色トナー使用時の寿命と通常トナー使用時の寿命とが違う場合に、トナーの種類に応じて寿命に達していないかを検知して寿命であれば警告を出すシステムとすることが出来る。
【００２８】
次に図３のフローチャートに示す様に、ＭＦＰ１にて画像形成動作を行うたびに使用される消耗品に該当する各カウンタ１１１〜１１４を一つずつカウントアップする。本実施例にあってはＭＦＰ１にて消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合に分けてステップ２００あるいはステップ２１０のいずれかでカウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２をカウントアップすると共に、消色現像装置１４ａと通常現像装置１４ｂ夫々のカウンタＣ１１３、現像剤カウンタＤ１１４をカウントアップする。各消耗品の寿命を検知するためのカウンタは、ユニットになったものについてはユニット毎に設定してＭＦＰ全体でのカウンタを設定したり、あるいはユニットになっていない場合は消耗品毎に設定して、その他の消耗品の寿命を同様に検知する。
【００２９】
ステップ２００あるいはステップ２１０のカウントアップ時、消色トナー及び通常トナーの夫々で、メインメモリ１２０に記憶される各消耗品の使用時ライフ定数２００ａあるいは２１０ａが、乗数としてカウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２によるカウント値にかけられる。尚メインメモリ１２０には各消耗品の寿命の設定値が記憶されている。
【００３０】
次いでステップ２２０で、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合の全体カウントを計算し、ステップ２２１で消色トナーを使用中で有るかを比較する。ＭＦＰ１が消色トナー使用中であればステップ２２２に進みメインメモリ１２０に設定された消色トナー使用時の消耗品の寿命と比較する。ステップ２２１で、ＭＦＰ１が通常トナー使用中であればステップ２２３に進みメインメモリ１２０に記憶される通常トナー使用時の消耗品の寿命と比較する。次いでステップ２２４で、ステップ２２２あるいはステップ２２３がメインメモリ１２０に設定された寿命以上で有ればステップ２２６に進みアラームを出す。これにより消耗品の適切なライフ管理が成される。
【００３１】
又、消色トナー使用時と通常トナー使用時とで交換して使用する消色現像装置１４ａあるいは通常現像装置１４ｂにあっては、夫々の画像形成履歴をカウントする現像剤カウンタＣ１１３あるいは現像剤カウンタＤ１１４によるカウント結果から、現像剤が寿命に達している旨が検知されると、感光体１１の場合と同様に、ユーザはアラームにより警告表示される等する。これにより消色トナーと通常トナーとで夫々に使用する消耗品に関しても適切なライフ管理が成される。尚その他必要な消耗品に関して夫々をカウンタでライフ管理可能となっている。
【００３２】
一方、一つのＭＦＰ１において消色トナーを使用するか、あるいは通常トナーを使用するかで画像形成モードを切り替える場合に、上述したように各種消耗品の履歴をカウントしてライフ管理をするだけではなく、各種消耗品に関係するプロセス条件を画像形成履歴に従って調整することも重要と成る。特に、感光体１１及び現像装置１４に有っては画像品質に大きく影響することから重要である。
【００３３】
先ず感光体１１の場合、感光体表面の感光膜の磨耗による減少は、消色トナーを使う場合と通常トナーを使う場合とで消耗の度合いが異なり各画像形成履歴の違いにより減少量が変化する。従って、感光体の感光膜の減少にかかわらず表面電位の安定化を図るには、カウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２による消色トナーあるいは通常トナーの各画像形成履歴のカウント値に従って帯電装置の帯電電流、現像バイアス電位、また露光量などのプロセス条件を制御プログラム１２０を用いて変化させる必要が生じる。
【００３４】
一般に感光体は、図４に示す様に消色トナーを使用した時の感光膜の磨耗量が実線αであるのに比べて、通常トナーを使用した時の感光膜の磨耗量は点線βと、約倍になっている。実際に、ドラム状のアルミ導体表面に有機半導体の感光膜を膜厚２５μｍ形成してなる感光体を実験機に搭載して、消色トナーと通常トナーとを夫々用いた時の、画像形成履歴による感光膜の削れ量、感光膜の帯電特性、露光量の調整の違いを調べた所以下の結果を得られた。
【００３５】
（１）画像形成履歴と感光膜の削れ量
１枚間欠の条件で通常トナーを使用した場合と消色トナーを使用したばあいとで感光膜の削れ量を測定したところ、図５に示す結果を得られた。通常トナーを使用した時の感光膜の削れ量は６０Ｋ枚で約７μｍ、１２０Ｋ枚で約１３．５μｍであるのに対して、消色トナーを使用した時の感光膜の削れ量は６０Ｋ枚で約３．３μｍ、１２０Ｋ枚で約６．５μｍと、通常トナーを使用した時のほぼ半量であった。
【００３６】
（２）感光体の帯電特性
帯電チャージャのグリッドバイアス電位の初期値であるＶｇｂ０を７３６Ｖとした状態で、感光膜の削れ量によって感光体の表面電位Ｖ０がどの程度変化するかを測定したところ、図６に示す様に、感光膜の削れが進行するに伴い感光体の表面電位は減少する。したがって、感光膜の削れに拘らず表面電位を同じに維持するには、帯電チャージャのグリッドバイアス電位Ｖｇｂを、Ｖｇｂ＝Ｖｇｂ０×Ｖ０(init)÷Ｖ０(life)とすることとなる。ここでＶ０(init)は感光体の表面電位の初期値であり、Ｖ０(life)は画像形成履歴に応じた感光体の表面電位である。
【００３７】
（３）露光量の調整
感光膜が削れてくると感度が鈍ってくるため、同じ量の露光を与えても表面電位の減衰が少なくなる。従って感光膜の削れに拘らず同じ画像を維持するためには露光量を増やしていかなければならない。露光量の調整は、感光体の表面電位が半減する「半減露光量」を目安に行う。ちなみに初期における半減露光量は、レーザーダイオードのエネルギー密度として３．５ｎＪ／ｍｍ２であった。
【００３８】
この初期のエネルギー密度に対して、感光膜の削れ量が増加したときに増加させてやらなければならない「半減露光量」は図７に示すようになった。
【００３９】
以上（１）〜（３）の実験結果を元に、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合でグリッドバイアス電位及び半減露光量を夫々に調整しなければならない。図８は、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合の０枚、６０Ｋ枚、１２０Ｋ枚時点での、グリッドバイアス電位及び半減露光量の調整値の例を示す表である。
【００４０】
更に画像形成装置にあっては、上記感光体の感光膜の減少によるプロセス条件の調整が必要であると同様に、現像装置で使用するトナーの特性毎に、現像装置のプロセス条件である現像バイアスの調整が必要になる。また現像装置中の現像剤がトナーとキャリアから成る２成分の場合には、トナー比濃度により画像濃度、かぶりあるいはトナー飛散などが変化する。このため現像装置では一般にトナー比濃度が画像形成履歴や環境の変化にかかわらず一定になるように調整を行っている。このトナー比濃度を一定にするための調整は、消色トナーと通常トナーで夫々に調整することとなる。
【００４１】
トナー比濃度の検知としては、例えばトナー比濃度が増えると現像剤の透磁率が下がることをセンサで検知したり、標準金属面に付着するトナー量をセンサで光学的に読み取ったりして行う。検知されたトナー比濃度を予めメモリのデータテーブルに記憶された設定値と比較することでトナーの補給をＯＮ／ＯＦＦし、トナー比濃度を一定に保つ。但しトナー比濃度を検知するセンサーの出力は、単にトナー比濃度だけでなく、例えばトナーの帯電量が変わることで現像剤のトナーの密度が変化する等によって影響を受ける。従って、現像剤のトナー密度の変化の影響を打ち消すような補正も加えなければならない。但し現像剤のトナー密度は、例えば画像形成を繰り返す間にトナーの帯電量等の現像剤特性が変化しても影響を受けるし、更にはトナー固有の傾向によっても影響を受ける等、様々である。
【００４２】
そのため、消色トナーと通常トナーの夫々に画像形成履歴や環境変化に応じて作成したデータテーブルをメモリに設定しておき、データテーブルとの比較でトナー補給の制御を行うこととなる。消色トナーは通常トナーと比較してカーボン等の顔料を含有していないため電気抵抗が高い傾向があり、画像形成を行う間に現像剤の攪拌を繰り返すことにより、帯電量が上がりやすい傾向を有している。従ってトナー比濃度の推移も通常トナーと異なっていて、透磁率センサでトナー比濃度を測定した場合には測定結果が下がる傾向にあることから、画像形成履歴に従ってこのトナー比濃度が下がるのを補正してやる必要がある。
【００４３】
次に消色トナーと通常トナーの画像形成履歴によるトナー比濃度の推移の違いについて実験した結果について述べる。実験機に消色現像装置と通常現像装置とを交換可能に搭載して、現像装置内のトナー比濃度制御を以下のようにして行った。トナー比濃度は、図９に示す透磁率センサ４５を用いて検出した。透磁率センサ４５は、現像装置の現像剤４０中に芯４１の入った駆動巻線４２を当てて交流電界をかけ、現像剤４０の透磁率に応じて誘導される交流電圧を検出巻線４４で検出し、ＤＣ変換回路４６でＤＣに変換して、ＣＰＵ１０１のロジック基板４８に出力して現像剤４０の透磁率を検出測定している。
【００４４】
ＤＣ変換回路４６で交流電圧をＤＣに変換する際には、Ｄ／Ａコンバータ４７からのコントロール電圧により透磁率にある一定の増幅を行う。増幅処理後にＤＣ変換回路４６からＣＰＵ１０１のロジック基板４８へ出力されるオートトナー出力電圧は約４Ｖ程度になっているが、現像剤４０のトナー比濃度が高くなる程この出力電圧は低くなって行く。
【００４５】
またオートトナー出力電圧は、ＣＰＵ１０１のロジック基板４８からの８ビット信号のデジタルデータの値に応じて増幅率を調整される。例えば初期にＭＦＰをセットアップする際に、初期の現像剤４０の透磁率におけるオートトナー出力電圧が丁度４．０Ｖになるように、ＣＰＵ１０１のロジック基板４８からのデジタルデータの調整ビット数を設定する。この後ＭＦＰで画像形成を繰り返す事により、このＤＣ変換回路４６からの出力電圧が４．０Ｖより高くなるとトナー比濃度が低くなったと判断して、基本的にはトナーを自動的に補給する動作に入り、トナー比濃度を一定に保持することになる。
【００４６】
次にＣＰＵ１０１のロジック基板４８からＤ／Ａコンバータ４７へのデジタルデータのビット数を変化させないまま、消色トナーと通常トナーでライフ試験を行った。先ず消色トナーの初期トナー比濃度は３％、通常トナーの初期トナー比濃度は５％に設定する。トナー比濃度の推移は図１０に示す様に通常トナーの場合には実線γで示す様にトナー比濃度が上昇し、消色トナーの場合には実線δで示す様にトナー比濃度が減少する傾向が見られた。透磁率センサ４５は現像剤が同じ場合には、ＣＰＵ１０１のロジック基板４８からのデジタルデータの調整ビット数とＤＣ変換回路４６からのオートトナー出力電圧はほぼ比例する関係となっていて、例えば、１ビットでトナー比濃度として約０．２％の変化するようになっている。
【００４７】
従って各トナーの画像形成履歴にかかわらずトナー比濃度の推移を一定にするために、図１０に示すデータを元に、画像形成履歴に応じた調整ビット数の可変テーブルを消色トナーと通常トナーそれぞれに作成してオートトナー出力電圧の調整をしたところ、消色トナーと通常トナーのいずれも、図１０に示す点線γ´、点線δ´のように安定したトナー比濃度推移を得ることができた。これらの結果を元に、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合で画像形成履歴に応じた調整ビット数を設定することとなる。図１１は、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合の０枚、６０Ｋ枚、１２０Ｋ枚時点での、調整ビット数の変化の例である。
【００４８】
更に現像装置にあっては上記トナー比濃度を一定に保持するためのプロセス条件の調整を必要とするのみでは無く、トナーの帯電量や現像剤の流動度など多くの諸特性が画像濃度やかぶり等の画質に影響する。従ってこれらの諸特性も消色トナーと通常トナーの夫々の画像形成履歴や環境変化に応じて調整する必要がある。
【００４９】
このような画質を一定に保つために一般に行われる感光体の帯電電位、現像バイアス電位あるいは露光光量等のプロセス条件の調整を、消色トナーと通常トナーとを使用可能な画像形成装置において行うには、消色トナー使用時と通常トナー使用時とでこれらのプロセス条件の調整の方法が異なるため、消色トナーと通常トナーの画像形成履歴に応じて別々に調整を行う必要がある。各プロセス条件は、消色現像装置あるいは通常現像装置の夫々に、更にはＭＦＰ内にカウンタを設けて、消色トナーか通常トナーかを区別した後、それぞれの画像形成履歴に従ってあらかじめ準備した調整のための制御プログラムに従って調整することとなる。
【００５０】
次に管理システム１００による消耗品のプロセス条件の調整管理の手順について説明する。前述の管理システム１００によるライフ管理により各消耗品が適正であることが確認された後、画像形成操作のために、図１２のフローチャートに示す様にＭＦＰ１の感光体１１の感光膜の減少に応じたプロセス条件が調整される。ステップ３００あるいはステップ３１０でカウンタ１１１〜１１４をカウントアップする。この時消色トナー及び通常トナーの夫々で、メインメモリ１２０に記憶される各消耗品の使用時の感光体膜磨耗率３００ａあるいは３１０ａが乗数としてカウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２のカウント値にかけられる。感光体膜磨耗率は、図４の感光膜の磨耗量から設定され、メインメモリ１２０に設定されている。
【００５１】
次いでステップ３２１で、ステップ３００とステップ３１０のカウント結果から感光体１１の膜厚を計算する。更にステップ３２２で感光体１１の膜厚及び環境変化を考慮して、感光体の帯電特性を適正とするための各種画像形成プロセス条件の計算を行う（Ｖ０，残電等）。次いでステップ３２３で消色トナーを使用中で有るかを比較する。ＭＦＰ１が消色トナー使用中であればステップ３２４に進み、ステップ３２２で計算した消色トナーに合わせた画像形成プロセス条件の調整を行う（帯電装置１２の帯電バイアス、消色現像装置１４ａの現像バイアス等を調整する。）。又ステップ３２３で、ＭＦＰ１が通常トナー使用中であればステップ３２５に進みステップ３２２で計算した通常トナーに合わせた画像形成プロセス条件の調整を行う（帯電装置１２の帯電バイアス、消色現像装置１４ａの現像バイアス等を調整する。）。これにより消色トナーあるいは通常トナーのどちらの場合でも、画像形成履歴あるいは環境変化にかかわらず、画質を一定に維持することが可能になる。
【００５２】
尚管理システム１００は、画像形成プロセス条件の調整を管理するのみで無く転写プロセス条件、クリーニングプロセス条件あるいは定着プロセス条件など画像形成に必要なプロセス条件を必要に応じて全て管理可能とするものである。
【００５３】
このように構成される本実施例にあっては、ＭＦＰ１にて消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合に分けて、カウンタＡ１１１あるいはカウンタＢ１１２で画像形成履歴をカウントアップし、又カウンタＣ１１３あるいはカウンタＤ１１４により消色現像装置１４ａと通常現像装置１４ｂの画像形成履歴をカウントして、消耗品のライフ管理を行うと共に、画像形成履歴に応じて、消色トナーを使用した場合と通常トナーを使用した場合とで、夫々に適したプロセス条件の調整を管理している。従って、単一のＭＦＰ１であるにもかかわらず、消色トナーと通常トナーとを選択的に用いて画像形成をおこなうばあいにおいて、各消耗品を有効に使用出来るとともに、消色トナーと通常トナーのいずれにおいても消耗品が寿命に達するまで夫々に適した良好な画像形成を実施出来、夫々の画質向上を得られる。
【００５４】
尚本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能であり、その趣旨を変えない範囲であれば、例えば画像形成装置は、本体内に消色トナー用の各種消耗品と通常トナー用の各種消耗品とを併用して備えるものであっても良いし、消色トナーであるかあるいは通常トナーであるかによって消耗品を入れ替えて使用するものであっても良い。更に画像形成装置はカラー画像形成装置において消色トナーと通常トナーとを使用可能とするものであっても良い。その他の全般的な画像形成装置の構成については、特に指定するものではなく、一般に用いられる画像形成装置であれば良い。
【００５５】
又画像形成装置の各種消耗品のライフ管理あるいはプロセス条件を調整管理するシステムの構成は限定されず、例えば消色トナーあるいは通常トナーのいずれを使用しているかの検知や切り替えは、消耗品がトナーに応じて検知可能となっている場合には、消耗品からの情報に従って切り替えても良いし、あるいは画像形成装置の本体のコントロールパネル等で切り替えスイッチにより設定することも出来るし、更にはコントローラ等を通じて外部のＰＣ等から切り替え設定することも可能である。更に本実施例では、画像形成装置内部に本発明を実施する機能が予め記録されている場合で説明をしたが、これに限らず同様の機能をネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしても良い。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等プログラムを記憶でき、且つ装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態はいずれの形態であっても良い。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のOS（オペレーティング・システム）等と協動してその機能を実現させるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の画像形成装置の一部を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例の管理システムによるライフ管理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例の消色トナーと通常トナーによる感光体の感光層の磨耗量を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例の感光体の画像形成履歴に応じた消色トナーと通常トナーの感光層の削れ量を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例の感光層の削れ量の変化による消色トナーと通常トナーの感光体の表面電位の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例の感光層の削れ量の変化による消色トナーと通常トナーの感光体の表面電位の半減露光量を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例の消色トナーと通常トナーの場合の画像形成履歴に応じたグリッドバイアス電位及び半減露光量を示す表である。
【図９】本発明の実施例の透磁率センサを示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施例の消色トナーと通常トナーの場合のトナー比濃度の推移を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例の消色トナーと通常トナーの場合の画像形成履歴に応じた調整ビット数のビット値変化及び半減露光量の検出結果を示す表である。
【図１２】本発明の実施例の管理システムによるプロセス条件の調整管理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１…ＭＦＰ
６…スキャナ装置
７…プリンタ部
１１…感光体
１２…帯電装置
１３…露光装置
１４…現像装置
１４ａ…消色現像装置
１４ｂ…通常現像装置
１００…管理システム
１０１…ＣＰＵ
１１０…検知装置
１１１…カウンタＡ
１１２…カウンタＢ
１１３…カウンタＣ
１１４…カウンタＤ
１２０…メインメモリ
１２１…制御プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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