(57)【要約】【課題】異常発生の予測を可能にして急な異常発生に対応できるようにするとともにユーザ側での作業中断が急に起こってしまうような事態を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電、書込、現像および転写の画像形成処理工程を実行するための装置を管理制御する制御部２００には、少なくとも、転写工程において形成される画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量を検知する手段２０１と、画像形成指令を行うための操作部２０２と、環境温度および湿度の検知センサ２０３が入力側に接続され、現像工程での現像バイアス制御部および異常表示が可能な表示部とネットワークを介して外部に異常表示を行う通信部材２０４とが出力側に接続され、正常時での画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量に対して現像バイアス制御条件を変化させた場合の画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量変化を比較することでその濃度変化の度合いに応じた異常発生予測処理を行い、その結果を表示することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電、書込、現像および転写の画像形成処理工程を実行するための装置を備え、上記各工程の管理制御を行う制御部を備えた画像形成装置において、
上記制御部には、少なくとも、上記転写工程において形成される画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量を検知する手段と、画像形成指令を行うための操作部と、環境温度および湿度の検知センサが入力側に接続され、上記現像工程での現像バイアス制御部および異常表示が可能な表示部とネットワークを介して外部に異常表示を行う通信部材とが出力側に接続され、正常時での画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量に対して上記現像バイアス制御条件を変化させた場合の上記画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量変化を比較することでその濃度変化の度合いに応じた異常発生予測処理を行い、その結果を表示することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記現像バイアス制御条件を変化させる際に上記帯電工程に用いられる装置での条件を一定に維持して該帯電工程に用いられる装置の異常発生予測を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記制御部は、帯電工程に用いられる装置に対する異常発生予測結果に応じて上記帯電工程以外の工程での作像条件を、上記トナー付着量が適正となる条件に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記通信部材を介してネットワーク接続されたサーバーに異常発生予測を出力して記憶させ、該サーバーにおいて異常発生予測を表示させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記操作部に設けられている表示部において異常発生予測を出力表示することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記出力表示には、サービスマンコールあるいは異常内容の表示が含まれることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記制御部は、上記異常発生予測処理を上記環境温度および湿度センサからの出力あるいは画像形成出力数に応じて実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
上記制御部は、異常発生予測処理を上記操作部からの指令に応じて実行することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
上記制御部には、異常発生予測結果を書き込むことができる情報保存手段を備えており、該情報保存手段に書き込まれた異常発生予測結果が読み取り可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
上記制御部は、上記トナー付着量を反射型の光学センサを用いて検知することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
上記制御部によりトナー付着量を検知される転写体としてドラム若しくはベルトが用いられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成に係る工程に用いられる部材あるいは装置の異常判断を行うための機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に対して形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
画像形成装置においては、画像形成処理に用いられる各種装置や部材の状態を自己診断する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２８９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている構成では、実際の画像形成条件に基づく給紙装置以外の各装置での負荷を掛けた場合の電流値を基準値と比較し、検知された電流値が許容範囲内である場合に異常がないことを判断するようになっている。しかし、この方法は、画像形成装置を稼働しようとするときを対象として自己診断が行われ、診断結果がよければ異常がないとするようになっているだけであり、異常発生の予測までには至っていない。従って、現段階での稼働条件において異常発生がないとしてもその状態が継続された場合の装置の劣化や環境変動を受けた場合の異常発生を予測して判断することができないことから、異常が発生した時点での対応を迫られてしまい、作像作業が滞ってしまう虞がある。特に、画像形成において必ず実行される帯電工程に用いられる装置においては、経時劣化による帯電異常が原因して感光体での所定電位の設定ができなくなることもあり、この場合には、感光体の地肌電位が所定値と異なることで画像の濃度が悪化することがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の画像形成装置で行われる自己診断での問題に鑑み、異常発生の予測を可能にして急な異常発生に対応できるようにするとともにユーザ側での作業中断が急に起こってしまうような事態を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。  
（１）帯電、書込、現像および転写の画像形成処理工程を実行するための装置を備え、上記各工程の管理制御を行う制御部を備えた画像形成装置において、
上記制御部には、少なくとも、上記転写工程において形成される画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量を検知する手段と、画像形成指令を行うための操作部と、環境温度および湿度の検知センサが入力側に接続され、上記現像工程での現像バイアス制御部および異常表示が可能な表示部とネットワークを介して外部に異常表示を行う通信部材とが出力側に接続され、正常時での画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量に対して上記現像バイアス制御条件を変化させた場合の上記画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量変化を比較することでその濃度変化の度合いに応じた異常発生予測処理を行い、その結果を表示することを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）上記制御部は、上記現像バイアス制御条件を変化させる際に上記帯電工程に用いられる装置での条件を一定に維持して該帯電工程に用いられる装置の異常発生予測を行うことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【０００９】
（３）上記制御部は、帯電工程に用いられる装置に対する異常発生予測結果に応じて上記帯電工程以外の工程での作像条件を、上記トナー付着量が適正となる条件に変更することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（４）上記制御部は、上記通信部材を介してネットワーク接続されたサーバーに異常発生予測を出力して記憶させ、該サーバーにおいて異常発生予測を表示させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１１】
（５）上記制御部は、上記操作部に設けられている表示部において異常発生予測を出力表示することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１２】
（６）上記出力表示には、サービスマンコールあるいは異常内容の表示が含まれることを特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
【００１３】
（７）上記制御部は、上記異常発生予測処理を上記環境温度および湿度センサからの出力あるいは画像形成出力数に応じて実行することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１４】
（８）上記制御部は、異常発生予測処理を上記操作部からの指令に応じて実行することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１５】
（９）上記制御部には、異常発生予測結果を書き込むことができる情報保存手段を備えており、該情報保存手段に書き込まれた異常発生予測結果が読み取り可能であることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１６】
（１０）上記制御部は、上記トナー付着量を反射型の光学センサを用いて検知することを特徴とする（１）乃至（９）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１７】
（１１）上記制御部によりトナー付着量を検知される転写体としてドラム若しくはベルトが用いられることを特徴とする（１）乃至（１０）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正常時でのトナー付着量に対する現像バイアス制御条件を変化させた場合のトナー付着量の変化を比較することにより、変化の度合いによって変更された現像バイアス制御条件を用いた装置以外の装置での異常発生予測が可能となる。これにより、急な異常発生による作業の中断などを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、本発明による画像形成装置を用いる画像形成装置の全体構成を示している。  
図１において画像形成装置１０００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備える。尚、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００２０】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋと、帯電手段、現像手段、クリーニング手段とを備えている。また、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、かつ、転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
【００２１】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの下方には光源ユニット３が配置されている。  
光書込ユニット３には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備えられ、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射するようになっている。
【００２２】
光書込ユニット３の上方には、各画像形成ユニットのトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての一次転写ユニット６が配置されている。  
転写搬送ベルト６０は複数のローラに掛け回され、展張面の一つが上記各画像形成ユニットにおける感光体に当接して移動するようになっており、外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。なお、転写部材としては上記のベルトに限らず、ドラムを用いることも可能である。  
このクリーニング装置６１により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
【００２３】
図１において一次転写ユニット６の右側には、転写紙にトナー像を転写する二次転写ユニット７が配置され、その上方にはベルト定着方式の定着ユニット８が備えられている。
【００２４】
画像形成装置１０００の下部には、転写紙Ｓが載置された給紙カセット４ａ、４ｂを備えている。また、この給紙カセットからの給紙とは別に画像形成装置１０００には、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ４ｃが備えられている。なお、図１において、転写搬送ベルト６０の上方空間には、トナー補給容器５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋが備えられ、図示していない廃トナーボトル、電源ユニットなども備えられている。
【００２５】
現像手段としての現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋであり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。
【００２６】
現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、詳細を説明しないが、感光体ドラム１１に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。  
現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。現像装置では、トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給されるようになっている。
【００２７】
画像形成装置１０００では、まず、帯電ローラ１４（図２参照）に図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム１１表面を帯電する。所定の電位に帯電した感光体ドラム１１表面には、引き続いて光書込ユニット３により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１１表面が現像装置１０に到達すると、感光体ドラム１１と対向配置される現像ローラ１２により、感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
【００２８】
上記の動作が感光体ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの全てに同様にして所定のタイミングで行われ、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。
【００２９】
転写紙Ｓは、給紙カセット４ａ、４ｂ、もしくは手差しトレイ４ｃのいずれかから搬送され、レジストローラ４に到達したところで一端停止する。感光体ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの画像形成動作タイミングで転写搬送ベルト６０上に、各感光体ドラム１１上のトナー像を順次転写していく。このトナー像の転写は、転写搬送ベルト６０を挟んで各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋと対向配置されている一次転写ローラ６７Ｙ、６７Ｃ、６７Ｍ、６７Ｋから、図示しない電源より感光体ドラム１１上のトナーの極性と逆の極性の電圧が印加されることで行われる。
【００３０】
そして、感光体ドラム１１Ｋとの対向位置を通過し、４色のトナー像が重ね合わされたトナー像は、レジストローラ５で送り出された転写紙Ｓ上に、二次転写ユニット７で転写される。転写紙Ｓは、引き続いて定着ユニット８に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
【００３１】
以上のような構成を備えた画像形成装置１０００においては、画像形成処理に用いられる装置の異常発生を予測して、急な異常発生による装置のダウンタイムの発生を未然に防止するための構成が設けられている。  
図３は、上記異常発生の予測を行うために用いられる制御部の構成を示すブロック図であり、同図において制御部２００は、画像形成処理シーケンスを実行するマイクロコンピュータで構成され、本実施例に関係する構成として、図示しないインターフェースを介して入力側には、転写搬送ベルト６０に形成される画像濃度検知用パターン画像でのトナー付着量を検知する画像濃度検知手段２０１と、液晶などの表示部を備えた操作パネル２０２と、画像形成装置１０００の設置場所での温湿度を検知するセンサ２０３とが接続され、出力側にはネットワークに接続するための通信部材（図３では、通信モデムと表示されている）２０４が接続されている。
【００３２】
画像濃度検知手段２０１は、本実施例の場合、画像濃度検知用パターン画像からの反射光を受光することで画像濃度に応じたトナー付着量を検知する反射型光学センサが用いられており、操作パネル２０２は、出力枚数や濃度設定などの情報を用いて画像形成指令を行うと共に、出力枚数をはじめとした各種情報に加えて、本実施例による異常発生予測の結果情報として用いられる、異常発生までの出力枚数や時間さらにはサービスマンコールを表示できる部分として用いられる。
【００３３】
通信部材２０４はネットワークを介してサービスマンが常駐するサービスセンターなどに装備されているサーバー２０５に通信可能であり、サーバー２０５には制御部２００から転送された情報を表示できる表示部２０５Ａが備えられている。
【００３４】
制御部２００では、通常のプロセスコントロールに用いられる画像濃度制御を利用して画像形成処理において必須の工程である帯電工程に用いられる帯電装置の異常発生予測処理を行うようになっている。
【００３５】
帯電装置での異常発生予測処理の内容は次の通りである。  
帯電装置での帯電電位を一定に維持した状態で画像濃度に影響する現像バイアス条件を変更して画像濃度検知パターン画像を形成し、画像濃度の検出値（Ｖｓｐ）に基づきトナーの付着量を割り出し、設定された現像バイアス条件での標準となるトナー付着量と比較する。この場合での標準となるトナー付着量とは、帯電装置を含め、画像形成装置の出荷時に相当する各装置の初期状態時に得られる帯電装置による感光体の地肌電位、これに応じた標準の画像濃度が得られる現像バイアスを基準としたトナー付着量に相当しており、帯電装置が経時劣化しているような場合には標準のトナー付着量と異なる結果が得られる。
【００３６】
図４は、現像バイアス条件を初期条件からある条件に変更した場合における帯電装置の劣化度合いによる画像濃度、つまりトナー付着量の変化を示す線図であり、同図において、標準となるトナー付着量（図４中、符号Ｌ１で示す）に対して、現像バイアス条件を変更した場合のトナー付着量の結果が符号Ｌ２，Ｌ３で示されている。
【００３７】
図４において、標準となるトナー付着量に対して符号Ｌ２，Ｌ３で示すように、複数の検知パターンがあるのは、帯電装置の劣化度合いに応じて画像濃度の変化が異なることが理由となっており、検知パターンは、帯電装置の経時劣化による感光体の表面電位の変化と現像バイアスの設定条件との関係による画像濃度の低下率を実験によって数値化しておいたものである。このため、図３において符号Ｌ３で示す検知パターンが得られた場合には、符号Ｌ２で示す検知パターンが得られた場合よりも帯電装置の劣化が進行しているということになる。
【００３８】
図４は、画像濃度、つまりトナー付着量を縦軸とした場合、横軸は異常発生の内容の一つである使用不能となるまでの時間を示しており、この時間は、帯電装置の劣化に応じた使用可能時間に相当し、本実施例では、帯電装置の劣化率、換言すれば、任意の現像バイアス条件の際の画像濃度低下率を予め実験によって求めておき、その低下率に相当する使用可能な時間をリスト化している。  
図４において異常の発生時期としては、符号Ｖｓｐ０で示す、所定の画像濃度に相当するトナー付着量が得られなくなる限界値に達した時点であり、この発生時期に対して、上述したように初期条件から変更した現像バイアス条件を用いた場合のトナー付着量の低下率が大きいほど使用可能な時間が短い（図３中、符号Ｔ１で示す時期が符号Ｔ２で示す時期よりも初期時からの時間が短い）時間がことになる。
【００３９】
本実施例では、制御部２００において帯電装置の使用不能となるまでの時間を異常発生の予測対象とし、その予測結果を操作パネル２０２の表示部や通信部材２０４を用いたネットワークを介してサービスセンターのサーバー２０５に記憶させるようになっており、ユーザに対しては操作パネル２０２の表示部において、また、サービスマンに対してサービスセンターでのサーバー２０５に有する表示部２０５Ａの表示部においてそれぞれ警報することができるようになっている。
【００４０】
一方、制御部２００では、異常発生予測処理において帯電装置の使用可能な時間が得られると、帯電装置以外の装置側にて使用不能となるまでの間、画像形成が行える保証処理が行われるようになっている。この処理は次の内容である。  
使用不能となるまでの時間が判明すると、制御部２００では、帯電装置の劣化度合いによって得られる画像濃度の低下量に対応してこの低下量を補うように現像バイアス条件を変更する。つまり、画像濃度の低下は、トナーの付着量の低下とみることができるので、トナーの付着に影響する現像バイアスを高める。この場合の増加率としては、感光体の地肌電位の低下分を標準時での地肌電位と比較し、その差分によるトナーの付着量不足分を補うことができる値が設定される。
【００４１】
本実施例における異常発生予測処理は、自動および任意のいずれでも可能であり、自動的に行う場合には、制御部２００において所定数の出力枚数に達した場合、環境の温湿度が帯電特性に影響を及ぼす状況となった場合等が該当し、任意の場合には、サービスマンによる点検時などがある。
【００４２】
本実施例は以上のような構成であるから、図５を用いて制御部２００の作用を説明すると次の通りである。  
画像形成装置１０００の始動時には、プロセスコントロールのイニシャライズに合わせて温湿度センサ２０３からの情報が入力され、所定条件にあれば、操作パネル２０２からの画像形成指令を待機し、異常発生予測を行う条件である場合には異常発生予測処理ルーチンが実行される。
【００４３】
異常発生予測ルーチンでは、帯電装置の帯電電位を一定に維持し（ＳＴ１），現像バイアス条件を標準状態から変更する（ＳＴ２）。現像バイアス条件の変更により形成された画像濃度検知用パターン画像を対象としたトナー付着量が検出され、標準状態に相当しているかあるいは標準状態と異なるかを判別する（ＳＴ３）。この場合の判別はトナー付着量が変更された現像バイアス条件で得られる標準量と比較される。この比較に際いては、標準量と異なる場合にその変化率も割り出され、この結果が図３に示す符号Ｌ２，Ｌ３で示すように予め実験により求められている変化率での使用可能時間マップと対向させるようになっている（ＳＴ４）。
【００４４】
トナー付着量が標準と異なる場合には、帯電装置に経時劣化が生じていると判断して図３に示したマップを用いて変化率に応じて使用可能な時間の割り出しを行い（ＳＴ５）、使用可能な残り時間が使用される帯電装置に定められている使用時間と比較されてその時間が所定時間、つまり、この場合には、すぐさま異常が発生しないである程度画像の出力が行える時間と比較される（ＳＴ６）。
【００４５】
使用可能な残り時間が所定時間以下である場合には、操作パネル２０２の表示部に警報表示を行わせ、また残り時間情報と合わせて警報情報を通信部材２０４を用いた通信処理によってネットワークを介し、サービスセンターのサーバー２０５に記憶保存させると共に表示を行わせる（ＳＴ７〜ＳＴ１０）。これにより、ユーザは表示内容を確認することで画像形成作業の可能な時間やサービスマンコールが必要であるかどうかを判断することができ、サービスセンターでは、一々ユーザ先に出かけることなくサーバー２０５に記憶保存されている情報および表示内容を確認することにより、必要な時期にユーザ先への訪問を行えばよいことになる。
【００４６】
一方、使用可能な時間が所定時間以上ある場合には、現像バイアス条件を変更して所定の画像濃度が得られる条件を設定し、画像形成が続行できるようにする（ＳＴ１１）。これにより、異常発生までの間に画像家性出力を得ることができるので、作像処理が急に中断されるということがなく、ユーザにとっても、サービスマンコールまでの間に画像出力を得る余裕ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる画像形成ユニットの構成を示す図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられる制御部の構成を説明するブロック図である。
【図４】図３に示した制御部において用いられる異常発生予測のための判断基準を示す図である。
【図５】図３に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０００  画像形成装置
２００  制御部
２０１  画像濃度検知手段
２０２  表示部を有する操作パネル
２０３  温湿度センサ
２０４  通信部材であるモデム
２０５  サーバー
【図１】
2008225358.tif 000003
【図２】
2008225358.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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