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JP4320535B2 - Process cartridge and image forming apparatus - Google Patents

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JP4320535B2
JP4320535B2 JP2002263401A JP2002263401A JP4320535B2 JP 4320535 B2 JP4320535 B2 JP 4320535B2 JP 2002263401 A JP2002263401 A JP 2002263401A JP 2002263401 A JP2002263401 A JP 2002263401A JP 4320535 B2 JP4320535 B2 JP 4320535B2
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知一 栗田
正則 加藤
智也 市川
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置等に関し、より詳しくは、像坦持体の使用状態を把握する機能を備えた画像形成装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に一旦、多重に一次転写した後、この中間転写ベルトから転写紙上に一括して二次転写し、この転写紙上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を形成するものが挙げられる。
【0003】
図10は、かかるタンデム機の一例を示した図である。この図10に示す画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各々色の異なるトナー像を形成する4つの画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kを備え、これらの画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kは、水平方向に沿って一定間隔を隔て、並列的に配置されている。この画像形成ユニット300Y,300M,300C,300Kは、形成するトナー像の色が異なる他は、ほぼ同様な構成を備えており、感光体ドラム301の表面を帯電装置302によって一様に帯電した後、露光装置303によって感光体ドラム301の表面に画像露光を施し、各色の画像情報に応じた静電潜像を形成している。この感光体ドラム301の表面に形成された静電潜像は、対応する色の現像装置304により顕像化されてトナー像となり、このトナー像は、一次転写用の帯電器305によって中間転写ベルト306上に、順次、多重に転写される。また、感光体ドラム301の表面に残留したトナーはクリーニング装置307によって除去され、次の画像形成工程に備える。
【0004】
中間転写ベルト306は、駆動ローラを含む複数本のローラ308、309、310、311、312によって、感光体ドラム301の回転速度と等しい速度で循環駆動される。この中間転写ベルト306上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像は、この中間転写ベルト306の下方に設けられた二次転写位置(ローラ311の位置)において、中間転写ベルト306の表面と接触する二次転写ロール313により、この二次転写位置に所定のタイミングで給紙される転写用紙314上に一括して転写される。その後、この転写用紙314は、定着装置(図示せず)まで搬送され、この定着装置によって熱および圧力で定着処理を受けることで、カラーや白黒の画像が形成される。
【0005】
ここで、感光体ドラム301には、近年、有機感光体ドラム(OPC感光体ドラム)が広く使用されている。このOPC感光体ドラムは、使用に伴って表面のCT層が削られ、表面の膜減りが進行すると、画像形成プロセス条件に様々な影響を与えることが知られている。そこで、感光体ドラムの使用量によって補正をかけることによって高品位な画像形成を維持することが検討されている。このとき、その補正の元となる感光体の使用量(主には残膜厚)を正確に予測することが必要となる。
【0006】
この感光体ドラムの磨耗を検知して高画質画像を得るために、従来技術では、プロセスカートリッジ本体にメモリを持ち、異なる帯電条件や転写条件での感光体の使用時間をメモリに逐一記録して履歴情報とし、この履歴情報により変更される係数を掛けることで、高画質化を図る技術が存在する(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特許第3285785号公報(第6−7頁、図2)
【特許文献2】
特開2002−91098号公報(第8−9頁、図5)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に記載の技術では、白黒画像の単色での使用だけが考慮されており、所謂タンデム機での使用が想定されていない。実際には、白黒画像の画像形成とフルカラーでの画像形成とでは、画像形成条件が大きく異なり、YMCのエンジンで使用されたのか、黒(K)のエンジンで使用されたのかによって感光体の寿命も大きく異なる。例えば、白黒画像およびカラー画像の両者で使用される黒(K)のエンジンと、カラー画像に限定されて使用されるYMCのエンジンとでは、感光体の表面層に与える膜厚の変化が異なることから、これらの使用される状況の違いを考慮する必要がある。
【0009】
また、上述した特許文献1および特許文献2における各種条件を、タンデムの4つのプロセスカートリッジに全て導入し、これらの条件に対して各々対応させるためには、非常に多くの制御が必要となる。更に、例えば、タンデム機を構成する各プロセスカートリッジにて、異なる固体特性を有するプロセスカートリッジが全て同時に装置に挿入されずに例えば1ヶ所だけに挿入された場合や、設定の異なる画像形成ユニットに対してプロセスカートリッジが入れ替えて用いられた場合等では、上述した特許文献1および特許文献2に記載された技術だけでは対応することが困難である。
【0010】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、プロセスカートリッジが異なる画像形成ユニットのエンジンに装着された場合にも像担持体の使用状況等を正しく認識することにある。
また他の目的は、プロセスカートリッジが異なる画像形成ユニットのエンジンに装着された場合にも像担持体の寿命の認識精度をより高めることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、使用履歴に画像形成ユニットのエンジンを特定する情報を載せることで、プロセスカートリッジが仮に入れ替えられた場合であっても、像担持体の寿命等に関する予測精度を高めることを可能としている。即ち、本発明は、画像形成装置における複数のエンジンの何れかに装着して用いられ、画像形成プロセスを実行するプロセスカートリッジであって、画像形成に際して像を担持する像担持体と、装着されたエンジンを特定する情報を格納するメモリとを含む。ここで、このメモリは、像担持体が用いられた累積の使用量に関する情報を格納することができ、この累積の使用量に関する情報は、装着されたエンジンに応じて算出された一時計算量に基づいて決定される。
【0012】
また、このメモリは、像担持体の累積の使用量および/または像担持体の累積の回転数を格納する累積格納領域と、像担持体の使用量の一時計算値および/または像担持体の回転数の一時計算値を格納する一時格納領域とを有することを特徴とすることができる。
【0013】
一方、本発明は、画像を形成する複数個の画像形成ユニットに各々プロセスカートリッジを装着し、このプロセスカートリッジが備える像担持体によって各々形成される画像を重ね転写することが可能な画像形成装置であって、プロセスカートリッジ毎に像担持体の使用状況を累積値として記憶する累積値記憶手段と、この累積値記憶手段に累積値として記憶された後の像担持体の使用状況を一時計算値として記憶する一時計算値記憶手段と、プロセスカートリッジが過去に装着された画像形成ユニットの位置を特定するための情報を格納するエンジン特定情報格納手段と、プロセスカートリッジが現在、装着されている画像形成ユニットの位置を認識する位置認識手段と、エンジン特定情報格納手段により格納された情報から得られる位置と位置認識手段により認識された位置とが一致しない場合に、一時計算値記憶手段に記憶されている一時計算値をクリアするクリア手段とを含む。
【0014】
他の観点から把えると、本発明が適用される画像形成装置は、プロセスカートリッジ毎にこのプロセスカートリッジが使用された画像形成ユニットを特定する情報を格納する特定情報格納手段と、この特定情報格納手段に格納された情報に基づいて、プロセスカートリッジが他の画像形成ユニットに位置を変えて装着されたことを認識する認識手段と、この認識手段による認識に基づいて、像担持体の寿命に用いられる情報を生成する生成手段とを含む。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図1に示す画像形成装置は、本体1に、各色の階調データに対応して画像形成を行なう画像プロセス系10、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系40、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるIPS(Image Processing System)50とを備えている。
【0016】
画像プロセス系10は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンであるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K、この画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト21上に多重転写させる転写ユニット20、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるROS(Raster Output Scanner)30を備えている。また本体1には、転写ユニット20によって二次転写された記録用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器29を備えている。更に、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが設けられている。
【0017】
転写ユニット20は、中間転写体である中間転写ベルト21を駆動するドライブロール22、中間転写ベルト21に一定のテンションを付与するテンションロール23、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール24、中間転写ベルト21上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置25を備えている。中間転写ベルト21は、このドライブロール22とテンションロール23およびバックアップロール24との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール22により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト21は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置25は、クリーニングブラシ25aおよびクリーニングブレード25bを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト21の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【0018】
ROS30は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を偏向走査するポリゴンミラー31を備えている。図1に示す例では、ROS30は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ROS30は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム32を設け、レーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)が通過するガラス製のウィンドウ33をこのフレーム32の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【0019】
シート搬送系40は、画像が記録される記録用紙(シート)を積載して供給する給紙装置41、給紙装置41から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール42、ナジャーロール42から供給された記録用紙を1枚ずつ分離して搬送するフィードロール43、フィードロール43により1枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路44を備えている。また、搬送路44を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール45、二次転写位置に設けられバックアップロール24に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール46を備えている。更に、定着器29によってトナー画像が定着された記録用紙を本体1の機外に排出する排出ロール47、排出ロール47によって排出された記録紙を積載する排出トレイ48を有する。また、定着器29によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット49を備えている。
【0020】
次に、図1に示す画像処理装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の各8ビットの反射率データとしてIPS50に入力される。IPS50では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、ROS30に出力される。
【0021】
ROS30では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ(図示せず)から出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を、f−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー31に出射している。ポリゴンミラー31では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に照射している。画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
【0022】
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト21上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット11Kは、中間転写ベルト21の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト21に対して最後に一次転写される。
【0023】
一方、シート搬送系40では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール42が回転し、給紙装置41から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール43により1枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路44を経てレジストロール45に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト21の移動タイミングに合わせてレジストロール45が回転し、記録用紙は、バックアップロール24および二次転写ロール46によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、4色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器29によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール47によって本体1の上部に設けられた排出トレイ48に排出される。尚、排出トレイ48にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器29によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット49によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール45に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【0024】
次に、画像プロセス系10における画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kについて詳述する。
図2は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yとマゼンタ(M)の画像形成ユニット11Mとが示されている。他の画像形成ユニット11C,11Kもほぼ同様に構成されている。
【0025】
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム12、帯電部材である帯電ロール13aを用いて感光体ドラム12を帯電させる帯電器13、帯電器13によって帯電され、ROS30からのレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)によって感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像ロール14aによって現像する現像器14、中間転写ベルト21を挟んで感光体ドラム12に対向して設けられ、感光体ドラム12上に現像されたトナー像を中間転写ベルト21上に転写する一次転写ロール15、転写後に感光体ドラム12上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置16を備えている。本実施の形態における感光体ドラム12としては、OPC(Organic Photo Conductor)感光体ドラムが用いられている。
【0026】
次に、カートリッジについて説明する。
図3は、本実施の形態におけるプロセスカートリッジを説明するための図である。本実施の形態では、各色ごとに、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの各々の感光体ドラム12、帯電器13、およびクリーニング装置16を一体化し、プロセスカートリッジ60を形成している。画像形成装置の本体1からこのプロセスカートリッジ60だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ60だけを本体1に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。これらのプロセスカートリッジ60は、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの間で差し替えて用いることもできる。
【0027】
図4は、プロセスカートリッジ60を他の方向から見た斜視図である。この各プロセスカートリッジ60には、不揮発性メモリ61が搭載されている。この不揮発性メモリ61には、例えば、感光体ドラム12の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、そのプロセスカートリッジ60が装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。各々のプロセスカートリッジ60に夫々不揮発性メモリ61が搭載されていることにより、プロセスカートリッジ60が異なる画像形成ユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、プロセスカートリッジ60自らが保存することができる。その結果、プロセスカートリッジ60毎に、例えば、感光体ドラム12の正しい寿命を判断することができる。
【0028】
次に、画像形成装置における駆動制御について説明する。
図5は、本実施の形態が適用される画像形成装置の駆動制御を説明するための図である。IPS50により画像処理がなされた画像信号に基づき、制御回路100のCPU(図示せず)は、ROM(図示せず)に記憶されたプログラムに従って処理を実行する。制御回路100は、駆動系として、二次転写ロール46や定着器29、シート搬送系40、黒の画像形成ユニット11Kにおける現像器14(14K)等を駆動させるメインモータ101、転写ユニット20の中間転写ベルト21等を駆動する中間転写体駆動モータ102、黒の画像形成ユニット11Kを除くカラー用の画像形成ユニット11Y,11M,11Cにおける感光体ドラム12(12Y,12M,12K)を駆動する感光体駆動モータ103、黒の画像形成ユニット11Kにおける感光体ドラム12(12K)を駆動する黒用感光体駆動モータ104、黒の画像形成ユニット11Kを除くカラー用の画像形成ユニット11Y,11M,11Cにおける現像器14(14Y,14M,14C)を駆動する現像器駆動モータ105を制御している。また、制御回路100は、メインモータ101に連結されシート搬送系40の駆動を切り替えるクラッチ111、およびメインモータ101に連結され黒の画像形成ユニット11Kにおける現像器14(14K)を切り替えるクラッチ112を制御している。制御回路100は、これらの各種モータ、クラッチの動作を制御することで、画像形成装置における各箇所のタイミングを図り、前述した動作によって記録用紙に対する画像形成を可能としている。
【0029】
図6は、駆動制御を除く画像形成装置の制御を説明するための図である。制御回路100は、高圧ユニット(HVPS:High Voltage Power Supply)120を制御しており、この高圧ユニット120は、帯電器13(13Y,13M,13C,13K)に対して帯電バイアスを印加し、また、現像器14(14Y,14M,14C,14K)に対して現像バイアスを印加している。また、本体1の内部であって画像プロセス系10の近傍には、この画像プロセス系10の温度や湿度などの環境条件を検知する環境センサ130が設けられている。更に、制御回路100は、自らまたは外部に時計を備え、現在の時刻を把握することができる。
【0030】
また更に、制御回路100は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kを構成するプロセスカートリッジ60に搭載された不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に接続されており、また、画像形成装置の本体1に設けられている本体メモリ140に接続されている。プロセスカートリッジ60に搭載された不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)には、前述のように各々のプロセスカートリッジ60における過去の使用実績に関する情報(履歴情報等)が格納されている。本実施の形態では、この不揮発性メモリ61のメモリ領域を、感光体使用量や感光体回転数等の累積値を格納する累積値のメモリ領域と、感光体使用量や感光体回転数等の一時計算値を格納する一時メモリ領域とを備えている点に特徴がある。
【0031】
また本体メモリ140には、PV(Page Volume)カウンタによって計数された記録用紙のプリント枚数や、サイクルカウンタによって計数された感光体ドラム12の回転数等の情報と共に、画像形成装置における本体1の電源がOFFからONになったとき、または省電力モードから復帰したときからの使用に関する情報(使用情報)等が格納されている。制御回路100では、不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)および本体メモリ140から得られた各種情報に基づいて高圧ユニット120等に対する制御が実行されると共に、制御回路100からの指示に基づいて不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)の履歴情報等が更新される。
【0032】
制御回路100は、高圧ユニット120を制御し、DC電圧成分の他、振動成分(交流成分)を含むAC電圧成分を重畳させて帯電器13(13Y,13M,13C,13K)に帯電バイアスを印加している。DC電圧としては、例えば、定電圧制御として−750Vが印加される。AC電圧としては、サイン(sin)波の波形で、プロセススピード104mm/sec(フルカラーモードのとき)にて、周波数f=820Hz、定電流制御時の実効電流値は1.2mAとなるように制御される。このとき、帯電器13(13Y,13M,13C,13K)の抵抗値が環境によって変化することから、おおよその電圧値は、通常環境(常温時)にて、ピーク間電圧Vpp=1.8kVpp、低温低湿時(温度10℃、湿度15%)で2.2kVpp、高温高湿時(温度28℃、湿度85%)で1.6kVppとなる。
【0033】
次に、感光体ドラム12の寿命判定方法について説明する。
OPC感光体ドラムは、使用するに従って表面のCT層が次第に削られていく。この表面層の膜厚が変ることで、プロセス形成条件の最適値は刻々と変化していき、例えば、感光体ドラム12の表面電位や一次転写に必要な電流等も変化する。また、感光体ドラム12の感度カーブが変化することから、所望の濃度階調を得るためにROS30の光量が変化する。ここで、現在膜厚T[μm]は、初期膜厚をTini[μm]、感光体使用量Tused[μm]とすると、
T = Tini − Tused
で表される。この現在膜厚Tの予測精度を上げることで、プロセス形成条件の補正が最適化され、良好な画像を維持することができる。
【0034】
この初期膜厚をTini[μm]は、例えば、通常、26μmとして一定の値を取るが、プロセスカートリッジ60の寿命を長くし、規定のプリントボリューム内にて画像欠陥を防止する等の理由から、例えば32μm等の厚塗りがなされる場合がある。プロセスカートリッジ60の情報は、まず、工場出荷時に不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)のある領域に格納される。これを本体1の制御回路100が読み取ることで、どのエンジン(画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kのエンジン)に突然異なる初期膜厚のプロセスカートリッジ60が挿入された場合であっても、常に正確な初期膜厚Tiniを知ることができる。
【0035】
次に、感光体使用量Tusedであるが、これは主に感光体の回転数C[KCycle]に比例する。従って、この回転数Cに予め決められた係数A[μm/KCycle]を用いて、
Tused = C × A
により求まる。実際の演算として、一括計算方式と、逐次差分蓄積方式の2つが考えられる。
【0036】
まず、一括計算方式では、以下の手順により感光体使用量Tusedが計算され、計算された値がプロセスカートリッジ60の不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納される。
(1) 画像形成前の感光体使用量Tused(j)、回転数C(j)を不揮発性メモリ61から読み込む。
(2) 画像形成中の回転数ΔCをカウントする。
(3) 画像形成終了時に、C(j+1)=ΔC+C(j)を求め、不揮発性メモリ61に格納する。
(4) Tused(j+1)=C(j+1)×Aを計算し、不揮発性メモリ61に格納する。
【0037】
一方、逐次差分蓄積方式では、差分の回転数に係数を掛け、使用量の差分を求めて、求められた差分が逐一、不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に蓄積される。その手順は以下のようになる。
(1) 画像形成前の感光体使用量Tused(j)、回転数C(j)を不揮発性メモリ61から読み込む。
(2) 画像形成中の回転数ΔCをカウントする。
(3) 画像形成終了時に、ΔTused=ΔC×Aを計算する.
(4) 差分を合算した値、即ち、
C(j+1)=ΔC+C(j)
Tused(j+1)=ΔTused + Tused(j)
をそれぞれ不揮発性メモリ61に格納する。但し、この方法では量子化誤差が増大し正確性に欠く問題が残る。例えば、1枚の画像をプリントするには高々ΔC=10[Cycle]程であり、C(j)=300K[Cycle](30万サイクル)程度の感光体ドラム12の寿命までを直接計算するのに比べれば、その値は非常に小さい。また、あまりにも小さい値であることから、適切なメモリ量を確保しなければカウントアップさえできなくなる場合がある。単純計算でも、約10K倍(1万倍)程のメモリを確保する必要がある。
【0038】
ここで、係数A[μm/kCycle]は、帯電条件やプロセススピードにより異なることが判っている。例えば、ACを重畳した帯電時、DCのみの帯電時、空回しの時(Bias=OFF)と3条件に分けて考察すると、複数のプロセススピードで係数Aは若干変ってくることから、例えばプロセススピード数を3とすると、3条件×プロセススピード数(3)=9種類となる。例えば、どのプロセススピードでも係数Aが大きく変化しないよう、帯電の周波数、並びにAC電流値を設定することができる。感光体表面電位を持ち上げるための静電エネルギはプロセススピードが変ったところで変化しないはずであり、これを一定に保つことは、帯電不良による画質欠陥や帯電過多による異常放電が引き起こすフィルミング(主に、過剰な放電によって感光体表面に放電性物質が固着する現象)等を防ぐ意味からも望ましい。また、プロセススピードに応じて必要十分なエネルギを与えることで、その副作用として起こる感光体表面を削るエネルギもほぼ一定に保つことができるので、この係数Aは大幅に変化しないと考えられる。
【0039】
プロセススピードでの係数Aをほぼ同じに設定し、帯電条件だけを考慮した3種類で考察すると、感光体使用量Tused(j+1)は、各帯電条件で、
Tused(j+1) = Tused_AC(j+1) + Tused_DC(j+1) + Tused_OFF(j+1)
と分解して考えることができる。そして、各バイアス印加条件の回転数をカウントし、それに応じた係数を順次、掛け合わせ、分解した個々の値を計算すると、
Tused_AC(j+1) = C_AC(j+1)×A_AC(j+1),
Tused_DC(j+1) = C_DC(j+1)×A_DC(j+1),
Tused_OFF(j+1) = C_OFF(j+1)×A_OFF(j+1)
となる。よって、簡略化して書くと、感光体使用量Tused(j+1)は、
Tused(j+1) = Σ[Cp(j+1)×Ap(j+1)] (p:=AC,DC,OFF)
となる。
【0040】
また、この係数は感光体使用量が多くなると、それに連れて大きくなる傾向を有する。従って、単純な一次式ではなく、例えば、C2×A1+C×A2のように二次式での近似方法も採用することができる。但し、感光体の特性とライフ(寿命までの期間)の設定によっては二次式まで用いなくても十分であることも多い。また、二次式を用いると演算桁数が大きくなる点で不利なこともある。そこで、区間毎に係数を異ならせ、一次式に留めておく方法も考えられる。かかる場合には、(p:=AC,DC,OFF)とし、n≧1で、
区間1 [0<Tused(j)<k1]; Tused(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[1](j+1)]
区間2 [k1<Tused(j)<k2]; Tused(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[2](j+1)]
・・・
区間n[k(n-1)<Tused(j)<k(n)]; Tused(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[n](j+1)]
と、テーブル形式で表現できる。これにより、精度良く感光体使用量を予測することができる。エンジン位置がY,M,C,Kと異なっていても、プロセス形成条件が同一であれば同じ式で個々のエンジンを計算すればよい。
【0041】
一方で、エンジン毎にプロセス形成条件を変えたい場合がある。例えば、摩耗に大きく寄与するAC重畳帯電時において、より白黒の画質を重視するKエンジンだけ電流値設定値を多くしたり、全体の色バランスを考え、例えばCエンジンだけ帯電電位を若干下げたりすることが想定される。帯電器13の設定を変えれば放電状態が変り、摩耗レートが変る。また放電をしていなくとも、Kエンジンは常に中間転写ベルト21と当接して使用するが、Y,M,Cエンジンは白黒プリントの際には中間転写ベルト21に当接させずに使用して機械的なダメージを少しでも減らしたい場合もある。これらの場合に、各エンジンで係数を変更する必要が生じる。全ての係数が異なるものとして式の展開をしておくと、
区間n[k(n-1)<Tused(j)<k(n)]; (n≧1)
Tused_#Y(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[n](j+1)](p:=AC_#Y,DC_#Y,OFF_#Y)
Tused_#M(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[n](j+1)](p:=AC_#M,DC_#M,OFF_#M)
Tused_#C(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[n](j+1)](p:=AC_#C,DC_#C,OFF_#C)
Tused_#K(j+1)=Σ[Cp(j+1)×Ap[n](j+1)](p:=AC_#K,DC_#K,OFF_#K)
となる。即ち、各エンジンで、帯電条件に応じた回転数を計測し、それぞれの感光体ドラム12(12Y,12M,12C,12K)の使用量に応じた適切な係数を選択すれば、そのエンジンでの感光体使用量が精度よく計算できる。
【0042】
しかしながら、各エンジンで係数を変更することは、ある危険が伴う。即ち、演算の元になっているCp、即ち、C(AC),C(DC),C(OFF)という数字は、確かにそのプロセスカートリッジ60が回転した量ではあるが、本当にそのエンジン(画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの中における特定の1つ)で使用されたかどうかは不明のままである。本実施の形態におけるプロセスカートリッジ60のように、現像器14やトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが一体になっていない場合には、Y,M,C,Kで特に区別することなく何処に装着しても問題がない。そのために、プロセスカートリッジ60はまだ寿命に到達していなくても、必ずしも同じエンジンに留まらずに、自由に抜き差しされる。このようなプロセスカートリッジ60を利用すると、例えばC(AC_#Y)として演算したのに、実際はC(AC_#K)が用いられる場合がある。かかる場合には、係数として、A(AC_#Y)ではなく、A(AC_#K)を使う必要があり、予測と実際が大きく狂うことになる。係数の差をエンジン間で大きくすればするほど、こういう誤差が大きくなっていく。本実施の形態では、どのエンジンにてプロセスカートリッジ60が使用されたか、即ち、それぞれの感光体ドラム12が載置される位置の情報を用いることで、正しい演算を実行可能にしている。
【0043】
図7は、逐次差分蓄積方式を用いた本実施の形態における感光体ドラム12の寿命判定方法を示したフローチャートである。制御回路100では、まず、画像形成前の感光体使用量Tused(j)、回転数C(j)が不揮発性メモリ61から読み込まれる(ステップ201)。また、この感光体使用量Tused(j)、回転数C(j)等の情報が読み込まれた現在のエンジン位置#L(=Y,M,C,K)が調べられる(ステップ202)。次に、本体1の画像プロセス系10において画像形成中の感光体ドラム12の回転数ΔCがカウントされる(ステップ203)。その後、画像形成終了時に、現在のエンジン位置に応じた係数A_#Lが選択され、
ΔTused=ΔC×A_#L
が計算される(ステップ204)。そして、差分を合算した値、即ち、
C(j+1)=ΔC+C(j), Tused(j+1)=ΔTused + Tused(j)
がそれぞれ不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納され(ステップ205)、処理が終了する。この図7に示す逐次差分蓄積方式では、1プリント毎に現在のエンジン位置に応じて係数を選択していけば良いので、過去のエンジン位置の情報は必要ない。
【0044】
図8は、一括計算方式を用いた本実施の形態における感光体ドラム12の寿命判定方法を示したフローチャートである。まず、処理の前提として、各エンジンでの回転数がそれぞれ不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納されている必要がある。このとき、
C(i) = Cy(i) + Cm(i) + Cc(i) + Ck(i)
と分解しておく。実際には、前述のように、各帯電条件でも分解するので、
Cy(i) = Cy_AC(i) + Cy_DC(i) + Cy_OFF(i)
Cm(i) = Cm_AC(i) + Cm_DC(i) + Cm_OFF(i)
Cc(i) = Cc_AC(i) + Cc_DC(i) + Cc_OFF(i)
Ck(i) = Ck_AC(i) + Ck_DC(i) + Ck_OFF(i)
従って、各エンジンにつき、上式で示される16個の回転数を不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納しておく必要がある。その後、図8に示す流れによって演算が実行される。
【0045】
まず、図8に示されるように、制御回路100では、画像形成前の感光体使用量Tused(j)、および回転数Cy(i),Cm(i),Cc(i),Ck(i)が不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)から読み込まれる(ステップ211)。また、現在のエンジン位置#L(=Y,M,C,K)が調べられる(ステップ212)。その後、画像プロセス系10において画像形成中の感光体ドラム12の回転数ΔCがカウントされる(ステップ213)。この回転数ΔCは、
#L=Yのとき、ΔCy = ΔC, ΔCm = ΔCc = ΔCk = 0
#L=Mのとき、ΔCm = ΔC, ΔCy = ΔCc = ΔCk = 0
#L=Cのとき、ΔCc = ΔC, ΔCy = ΔCm = ΔCk = 0
#L=Kのとき、ΔCk = ΔC, ΔCy = ΔCm = ΔCc = 0
となる。
【0046】
その後、画像形成終了時に、現在エンジン位置での回転数を求め、不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納する(ステップ214)。格納される回転数は、
Cy(j+1)=ΔCy+Cy(j)
Cm(j+1)=ΔCm+Cm(j)
Cc(j+1)=ΔCc+Cc(j)
Ck(j+1)=ΔCk+Ck(j)
である。そして、下記の計算式にてTused(j+1)が計算され、不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納され(ステップ215)、処理が終了する。
Tused(j+1) = Cy(j+1)×A_#Y + Cm(j+1)×A_#M
+ Cc(j+1)×A_#C + Ck(j+1)×A_#K
このようにそのプロセスカートリッジ60がどのエンジンでどれだけ使用されたかの情報を全て不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)に格納し、それぞれの係数を掛けることにより、プロセスカートリッジ60が異なったエンジン間で使用された場合の問題を防ぐことができる。但し、図8に示す方法ではメモリを多く必要とし、通常の使い方では殆ど使わない事柄の為に通常の4倍のメモリ領域を確保する必要があり、メモリ使用効率の観点からは問題が残る。
【0047】
そこで、本実施の形態では、図7および図8に示す方法以外に、最も好ましい態様として、プロセスカートリッジ60の不揮発性メモリ61に、最終使用エンジン位置に関する情報(プロセスカートリッジ60が装着されたエンジンが特定できる情報)と共に計算値を格納し、プロセスカートリッジ60が所定のエンジン位置に装着された際、格納されているエンジン位置と現在のエンジン位置とを比較し、異なる場合に、一時計算値のメモリをリセットして新たに計算することを特徴としている。
【0048】
最終使用エンジン位置を示す情報としては、このプロセスカートリッジ60の不揮発性メモリ61に、適当な整数が書き込まれる。例えば、現在の装着されているエンジンがY位置であれば1、同様にM位置であれば2、C位置であれば3、K位置であれば4、という具合である。そして、かかる情報は、プロセスカートリッジ60が装着されてからプリント完了までの間の適切なタイミングで更新される。このとき、本実施の形態では、前述のように、感光体使用量と、感光体回転数に関して、累積の計算用エリアの他に、現在の一時計算用エリアを新たに設けている。即ち、一時感光体使用量 Tused_tmp、一時感光体回転数 C_tmpを格納する一時計算用エリアを設けている。この一時感光体回転数C_tmpは、メモリの節約上、今までの回転数Cで代用することもできる。今までの回転数Cで代用した場合、プロセスカートリッジ60を回収して市場情報を分析する際に累積の回転数の情報が欠落する場合があるが、機械の動作には影響はない。
【0049】
図9は、本実施の形態における最も好ましい態様として、感光体ドラム12の寿命判定方法を示したフローチャートである。制御回路100によって、まず、不揮発性メモリ61(61Y,61M,61C,61K)から画像形成前の感光体使用量Tused(j)、Tused_tmp(j)、回転数C(j)、C_tmp(j)が読み込まれる(ステップ221)。そして、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの中で、現在のエンジン位置 #L(=Y,M,C,K)が調べられ(ステップ222)、最終使用エンジン位置#L_OLD(=Y,M,C,K)が不揮発性メモリ61から調べられる(ステップ223)。
【0050】
ここで、制御回路100では、現在のエンジン位置と最終使用エンジン位置が一致するか否かが判断される(ステップ224)。一致する場合(#L=_L_OLD)には、画像形成中の回転数ΔCがカウントされ(ステップ225)、画像形成終了時に、
C_tmp(j+1) = ΔC+C_tmp(j)
が求められて、その結果が不揮発性メモリ61に格納される(ステップ226)。その後、画像形成終了時に現在のエンジン位置に応じた係数A_#Lが選択され、
Tused_tmp(j+1) = C_tmp(j+1)×A_#L
が計算される(ステップ227)。制御回路100では、この一時計算量が、それぞれ累積量に加算され、
Tused(j+1) = Tused(j) + Tused_tmp(j+1)
C(j+1) = C(j) + ΔC
がそれぞれ不揮発性メモリ61に格納されて(ステップ228)、処理が終了する。
【0051】
ステップ224で、現在のエンジン位置と最終使用エンジン位置が一致しない(不一致)の場合(#L≠_L_OLD)には、まず、不揮発性メモリ61から得られた一時感光体使用量、一時感光体回転数がクリアされる(ステップ230)。即ち、
Tused_tmp(j) = 0、 C_tmp(j) = 0
尚、後述する演算式を見ると、この処理を省略しても自動的に置き換えられることが解るが、ここでは理解を容易にするために、ステップを明確に示している。
【0052】
この処理の後、制御回路100では、画像形成中の回転数ΔCがカウントされ(ステップ231)、画像形成終了時に
C_tmp(j+1) = ΔC(+C_tmp(j))
= ΔC
が演算されて、その結果が不揮発性メモリ61に格納される(ステップ232)。また、画像形成終了時に現在のエンジン位置に応じた係数A_#Lが選択され、
Tused_tmp(j+1) = C_tmp(j+1)×A_#L
が計算される(ステップ233)。そして、次式に示すように、この一時計算量がそれぞれ累積量に加算される。
Tused(j+1) = Tused(j) + Tused_tmp(j+1)
C(j+1) = C(j) + ΔC
このように、現在の位置と最終使用位置が異なる場合は、一時計算領域をリセットし、新たに回転数を計算する。過去の累積使用量は別の領域に確保されており、加算された新たな累積使用量が不揮発性メモリ61に格納され(ステップ234)、正確な情報が格納されて処理が終了する。
【0053】
このようにして、プロセスカートリッジ60の不揮発性メモリ61に感光体ドラム12の寿命算出に用いられる各種情報が格納される。この方式を採用するにあたり、不揮発性メモリ61に格納すべき情報として、一時計算のための情報を新たに定義している。必須なものとしては、
Tused : 累積の感光体使用量
C_tmp : 一時計算用回転数
#L_OLD : 最終使用エンジン位置
がある。例えば、#L_OLDは、ただ一桁の整数なので1Byteもあれば十分である。また、Tused_tmpは、必ずしも不揮発性メモリ61に格納する必要はなく、演算途中に電源が落ちた場合等のバックアップを考えても、比較的容量に余裕のある本体メモリ140(本体側不揮発性メモリ)に蓄えておけば十分である。更に、累積の感光体回転数Cは、例えば市場情報を解析するのに役立つことも多く、そのためにも不揮発性メモリ61に格納しておいたほうが望ましい。但し、市場情報解析の用途に適合させた形式で、感光体ドラム12の回転数やプリント数を別途格納する仕組みにしている場合は、必ずしも必要ない。
【0054】
尚、図9に示す方式は、図7に示した逐次差分計算方式を、プロセスカートリッジ60が他のエンジンに移ったときにだけ利用する方法である。したがって、プリント毎にプロセスカートリッジ60の位置が変るという極端な使用方法をした場合は、図7に示した逐次差分計算方式と同様になると考えてよい。その一方で、装着されてから一度もプロセスカートリッジ60の位置が変らない場合には、図8に示す一括計算方式と同様になり、計算精度は高いまま維持できる。以上述べた方法により、本実施の形態によればTusedが正確に計算できるので、前述した、T=Tini−Tusedより、現在の感光体使用量Tを予測することができる。従って、この感光体使用量Tを使って更に感光体表面電位の補正、一次転写電流の補正、ROS光量の補正等を実行する際に、適切な補正を行なうことが可能となる。
【0055】
尚、このような本体1側の画像形成条件を変更することに繋がる情報を格納するプロセスカートリッジ60の不揮発性メモリ61は、データ改ざん/破損/情報の欠落に対して細心の注意をする必要がある。その対策としては、例えば、
(1) 不揮発性メモリ61の特定エリアをアクセスするとメモリの内容が消去される方法、
(2) 不揮発性メモリ61と本体1側の制御回路100との通信を暗号化された無線通信で行なう方法、また、
(3) 本体1側と不揮発性メモリ61との通信はノイズ源となる駆動系モータ(メインモータ101等)が停止もしくは出力を低下させているときに行なう方法、等が考えられる。この(1)の方法では、不正に不揮発性メモリ61を改ざんすることを防止することができる。本体1の制御回路100は、この特定エリアの場所を避けて他の情報にアクセスするが、それを知らない第三者が解読しようとするときの障壁となるものである。また、(2)の方法は、(1)の目的をより確実にするものである。従来の有線式のチップでは端子がむき出しになっているため、比較的容易に中のチップである不揮発性メモリ61と通信できるが、無線式にすると専用のアンテナと通信プロトコルを用意しないと中の情報に到達できない。更に、(3)の方法は、(1)および(2)のどちらの場合にも適用することができる。駆動系の特に大出力のステッピングモータが近くにあると、それが出すパルス信号により、シリアル通信であるメモリとの通信が阻害されやすい。不揮発性メモリ61とは常時アクセスする必要はないので、この駆動系モータが停止しているか出力ダウンさせているタイミングを狙って通信させることで、良好な結果を得ることができる。
【0056】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、プロセスカートリッジ60のメモリ(不揮発性メモリ61)を大量に消費することなく、簡単かつ安価な方法で、プロセスカートリッジ60の個体の特性に応じた最適な寿命予測や画像形成設定の変更が図れる。また、使用履歴にエンジン情報(どの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kで使用されたかを示す情報)を載せることで、プロセスカートリッジ60が仮に入れ替えられた場合であっても、予測精度を損なわずに、エンジン毎に個別の画像形成条件を設定することができる。即ち、各種プロセス形成条件で、感光体使用量に影響を受ける項目の補正動作を確実に行なうことができる。
【0057】
更に、感光体ドラム12の膜減りを理由としてプロセスカートリッジ60の交換を促す仕組みを採用している場合には、膜減りの予測精度を大幅に向上させることができ、プロセスカートリッジ60を寿命いっぱいまで使用することが可能となる。また更には、本実施の形態によれば、プロセスカートリッジ60の個体情報に応じて機械が自動的に動作することから、プロセスカートリッジ60の種類に応じていちいち本体側の設定を変更する必要がない。また、不揮発性メモリ61へのアクセスを困難とすることで、記憶手段のデータに対する改ざん/破損/欠落等を防止することができる。その結果、間違った情報に基づいて予測制御をして画像が乱れたり、本体1側やプロセスカートリッジ60の損傷への発展等を未然に防ぐことが可能となる。
【0058】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、プロセスカートリッジを構成する像担持体の寿命等を精度よく予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図2】 画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図3】 本実施の形態におけるプロセスカートリッジを説明するための図である。
【図4】 プロセスカートリッジを他の方向から見た斜視図である。
【図5】 本実施の形態が適用される画像形成装置の駆動制御を説明するための図である。
【図6】 駆動制御を除く画像形成装置の制御を説明するための図である。
【図7】 逐次差分蓄積方式を用いた本実施の形態における感光体ドラムの寿命判定方法を示したフローチャートである。
【図8】 一括計算方式を用いた本実施の形態における感光体ドラムの寿命判定方法を示したフローチャートである。
【図9】 本実施の形態における最も好ましい態様として、感光体ドラムの寿命判定方法を示したフローチャートである。
【図10】 従来技術としてタンデム機の一例を示した図である。
【符号の説明】
1…本体、10…画像プロセス系、11Y,11M,11C,11K…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、13…帯電器、13a…帯電ロール、13b…シャフト、14…現像器、15…一次転写ロール、16…クリーニング装置、20…転写ユニット、21…中間転写ベルト、40…シート搬送系、50…IPS(Image Processing System)、51…ハウジング、56…コイルスプリング、60…プロセスカートリッジ、61…不揮発性メモリ、100…制御回路、120…高圧ユニット、140…本体メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus or the like that employs an electrophotographic method, and more particularly to an image forming apparatus or the like that has a function of grasping the usage state of an image carrier.
[0002]
[Prior art]
In recent years, so-called full-color tandem machines have been proposed in image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines for the purpose of forming color images at high speed and high image quality. As a typical tandem machine, four image forming units of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged in parallel with each other, and each of these image forming units. The toner images of yellow, magenta, cyan, and black that are sequentially formed in step 1 are temporarily transferred onto the intermediate transfer belt once in a multiple, and then transferred onto the transfer paper from the intermediate transfer belt. Examples include fixing a toner image formed on the transfer paper to form a full-color or black-and-white (monochrome) image.
[0003]
FIG. 10 is a diagram showing an example of such a tandem machine. The image forming apparatus shown in FIG. 10 includes four image forming units 300Y, 300M, 300C, and 300K that form toner images having different colors of yellow, magenta, cyan, and black, and these image forming units 300Y and 300M. , 300C, 300K are arranged in parallel at regular intervals along the horizontal direction. The image forming units 300Y, 300M, 300C, and 300K have substantially the same configuration except that the color of the toner image to be formed is different, and after the surface of the photosensitive drum 301 is uniformly charged by the charging device 302 The exposure device 303 exposes the surface of the photosensitive drum 301 to form an electrostatic latent image corresponding to the image information of each color. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 301 is visualized by a developing device 304 of a corresponding color to become a toner image, and this toner image is transferred to an intermediate transfer belt by a charger 305 for primary transfer. Multiple images are sequentially transferred onto 306. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum 301 is removed by the cleaning device 307 to prepare for the next image forming process.
[0004]
The intermediate transfer belt 306 is circulated and driven at a speed equal to the rotational speed of the photosensitive drum 301 by a plurality of rollers 308, 309, 310, 311, 312 including a driving roller. The yellow, magenta, cyan, and black toner images transferred in multiple onto the intermediate transfer belt 306 are intermediate at the secondary transfer position (the position of the roller 311) provided below the intermediate transfer belt 306. The secondary transfer roll 313 that is in contact with the surface of the transfer belt 306 is collectively transferred onto the transfer paper 314 that is fed at a predetermined timing to the secondary transfer position. Thereafter, the transfer sheet 314 is conveyed to a fixing device (not shown), and is subjected to fixing processing with heat and pressure by the fixing device, thereby forming a color or monochrome image.
[0005]
Here, in recent years, an organic photosensitive drum (OPC photosensitive drum) has been widely used as the photosensitive drum 301. This OPC photosensitive drum is known to have various influences on image forming process conditions when the CT layer on the surface is scraped with use and the film thickness on the surface advances. Accordingly, it has been studied to maintain high-quality image formation by applying correction according to the amount of use of the photosensitive drum. At this time, it is necessary to accurately predict the usage amount (mainly the remaining film thickness) of the photoconductor that is the basis of the correction.
[0006]
In order to detect the wear of the photosensitive drum and obtain a high-quality image, the conventional technology has a memory in the process cartridge body, and records the usage time of the photosensitive member under different charging conditions and transfer conditions one by one in the memory. There is a technique for improving the image quality by applying the coefficient changed by the history information as the history information (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3285785 (page 6-7, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP 2002-91098 A (page 8-9, FIG. 5)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, only use of a monochrome image in a single color is considered, and use in a so-called tandem machine is not assumed. Actually, the image formation conditions differ greatly between black-and-white image formation and full-color image formation, and the life of the photoreceptor depends on whether it was used with a YMC engine or a black (K) engine. Is also very different. For example, the change in film thickness applied to the surface layer of the photoconductor is different between the black (K) engine used for both monochrome and color images and the YMC engine used exclusively for color images. Therefore, it is necessary to consider the difference in the situation in which these are used.
[0009]
Further, in order to introduce all the various conditions in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above into the four process cartridges of tandem and correspond to each of these conditions, a great deal of control is required. Furthermore, for example, in each process cartridge constituting the tandem machine, when all process cartridges having different solid characteristics are not inserted into the apparatus at the same time, for example, only in one place, or for image forming units having different settings. When the process cartridges are used interchangeably, it is difficult to cope with only the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the technical problems as described above. The object of the present invention is to provide an image bearing member even when a process cartridge is mounted on an engine of a different image forming unit. It is to recognize the usage situation correctly.
Another object is to further improve the recognition accuracy of the life of the image carrier even when the process cartridge is mounted on an engine of a different image forming unit.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, according to the present invention, the information specifying the engine of the image forming unit is placed in the usage history, so that the prediction accuracy related to the life of the image carrier can be improved even if the process cartridge is temporarily replaced. It is possible to increase. That is, the present invention is a process cartridge that is used by being mounted on any of a plurality of engines in an image forming apparatus and that executes an image forming process, and is mounted with an image carrier that carries an image during image formation. And memory for storing information for identifying the engine. Here, the memory can store information relating to the cumulative usage amount used by the image carrier, and the information relating to the cumulative usage amount is stored in a temporary calculation amount calculated according to the mounted engine. To be determined.
[0012]
The memory also includes a cumulative storage area for storing a cumulative amount of use of the image carrier and / or a cumulative number of rotations of the image carrier, a temporary calculation value of the amount of use of the image carrier, and / or the image carrier. And a temporary storage area for storing a temporarily calculated value of the rotation speed.
[0013]
On the other hand, the present invention is an image forming apparatus in which a process cartridge is attached to each of a plurality of image forming units for forming an image, and images formed by an image carrier provided in the process cartridge can be transferred onto each other. The accumulated value storage means for storing the usage status of the image carrier for each process cartridge as a cumulative value, and the usage status of the image carrier stored as a cumulative value in the cumulative value storage means as a temporary calculation value Temporary calculation value storage means for storing, engine specifying information storage means for storing information for specifying the position of the image forming unit in which the process cartridge has been mounted in the past, and the image forming unit in which the process cartridge is currently mounted The position obtained from the information stored by the position recognition means for recognizing the position of the engine and the engine specific information storage means If the recognition position by the position recognizing means does not coincide, and a clear means for clearing the temporary calculated value stored in the temporary calculated value storage means.
[0014]
From another point of view, the image forming apparatus to which the present invention is applied includes a specific information storage unit that stores information for specifying an image forming unit in which the process cartridge is used for each process cartridge, and the specific information storage. Based on the information stored in the means, a recognition means for recognizing that the process cartridge has been mounted in another image forming unit, and the life of the image carrier based on the recognition by the recognition means. Generating means for generating generated information.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus to which this embodiment is applied, and shows a so-called tandem type digital color printer. An image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an image processing system 10 that forms an image corresponding to gradation data of each color, a sheet conveyance system 40 that conveys recording paper (sheet), such as a personal computer or an image reader. An IPS (Image Processing System) 50, which is an image processing system that is connected to a device or the like and performs predetermined image processing on received image data, is provided.
[0016]
The image processing system 10 forms four images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), which are a plurality of engines arranged in parallel at regular intervals in the horizontal direction. Units 11Y, 11M, 11C, and 11K, a transfer unit 20 that multiplex-transfers toner images of respective colors formed on the photosensitive drums 12 of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K onto the intermediate transfer belt 21, and an image forming unit ROS (Raster Output Scanner) 30 which is an optical system unit for irradiating laser beams to 11Y, 11M, 11C, and 11K is provided. Further, the main body 1 is provided with a fixing device 29 for fixing the image on the recording paper (sheet) secondarily transferred by the transfer unit 20 to the recording paper using heat and pressure. Further, toner cartridges 19Y, 19M, 19C, and 19K are provided for supplying toner of each color to the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K.
[0017]
The transfer unit 20 includes a drive roll 22 that drives an intermediate transfer belt 21 that is an intermediate transfer member, a tension roll 23 that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 21, and a secondary transfer of the superimposed toner images of each color onto a recording sheet. For this purpose, a backup roll 24 and a cleaning device 25 for removing residual toner and the like existing on the intermediate transfer belt 21 are provided. The intermediate transfer belt 21 is wound around the drive roll 22, the tension roll 23, and the backup roll 24 with a constant tension, and is rotated by a dedicated drive motor (not shown) having excellent constant speed. The drive roll 22 is circulated at a predetermined speed in the direction of the arrow. As the intermediate transfer belt 21, for example, a belt whose resistance is adjusted with a belt material (rubber or resin) that does not cause charge-up is used. The cleaning device 25 includes a cleaning brush 25a and a cleaning blade 25b, and removes residual toner, paper dust, and the like from the surface of the intermediate transfer belt 21 after the toner image transfer process is completed, and performs the next image forming process. It is comprised so that it may prepare for.
[0018]
In addition to a semiconductor laser and a modulator (not shown), the ROS 30 includes a polygon mirror 31 that deflects and scans laser light (LB-Y, LB-M, LB-C, and LB-K) emitted from the semiconductor laser. In the example shown in FIG. 1, since the ROS 30 is provided below the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K, there is a risk of contamination due to dropping of toner or the like. Therefore, the ROS 30 is provided with a rectangular parallelepiped frame 32 for sealing each component member, and a glass window 33 through which the laser light (LB-Y, LB-M, LB-C, LB-K) passes is provided. It is provided above the frame 32 so as to enhance the shielding effect together with the scanning exposure.
[0019]
The sheet conveying system 40 is loaded with a recording paper (sheet) on which an image is recorded and fed, a nudger roll 42 that picks up and feeds the recording paper from the paper feeding device 41, and is fed from the nudger roll 42. A feed roll 43 that separates and conveys the recording sheets that have been separated one by one and a conveyance path 44 that conveys the recording sheets separated one by one by the feed roll 43 toward the image transfer unit are provided. Also, a registration roll 45 that conveys the recording paper conveyed through the conveyance path 44 in time toward the secondary transfer position, and a backup roll 24 that is provided at the secondary transfer position and is in pressure contact with the recording paper. And a secondary transfer roll 46 for secondary transfer of the image. Further, a discharge roll 47 for discharging the recording paper on which the toner image is fixed by the fixing device 29 to the outside of the main body 1 and a discharge tray 48 for stacking the recording paper discharged by the discharge roll 47 are provided. In addition, a double-sided conveyance unit 49 is provided that enables double-sided recording by inverting the recording paper fixed by the fixing device 29.
[0020]
Next, the operation of the image processing apparatus shown in FIG. 1 will be described. A color material reflected light image of a document read by a document reading device (not shown) and color material image data formed by a personal computer (not shown) are, for example, R (red), G (green), and B (blue). Each 8-bit reflectance data is input to the IPS 50. In IPS 50, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as various image editing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, and moving editing. Is done. The image data that has been subjected to image processing is converted into color material gradation data of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and is output to the ROS 30.
[0021]
In the ROS 30, laser light (LB-Y, LB-M, LB-C, LB-K) emitted from a semiconductor laser (not shown) is converted into f-θ in accordance with input color material gradation data. The light is emitted to the polygon mirror 31 through a lens (not shown). In the polygon mirror 31, the incident laser light is modulated in accordance with gradation data of each color, deflected and scanned, and image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K through an imaging lens and a plurality of mirrors (not shown). The photosensitive drum 12 is irradiated. On the photosensitive drums 12 of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K, the charged surface is subjected to scanning exposure to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent image is developed as a toner image of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) in each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. Is done.
[0022]
The toner images formed on the photosensitive drums 12 of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K are multiplex-transferred onto an intermediate transfer belt 21 that is an intermediate transfer member. At this time, the black image forming unit 11 </ b> K that forms a black toner image is provided on the most downstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 21, and the black toner image is finally transferred to the intermediate transfer belt 21. Is done.
[0023]
On the other hand, in the sheet conveyance system 40, the nudger roll 42 rotates in accordance with the timing of image formation, and recording paper of a predetermined size is supplied from the paper feeding device 41. The recording sheets separated one by one by the feed roll 43 are conveyed to the registration roll 45 through the conveyance path 44 and are temporarily stopped. Thereafter, the registration roll 45 rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 21 on which the toner image is formed, and the recording paper is conveyed to the secondary transfer position formed by the backup roll 24 and the secondary transfer roll 46. . On the recording sheet conveyed from the lower side to the upper side at the secondary transfer position, the toner images in which the four colors are multiplexed are sequentially transferred in the sub-scanning direction using a pressing force and a predetermined electric field. The recording paper on which the toner images of the respective colors are transferred is subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 29 and then discharged by a discharge roll 47 to a discharge tray 48 provided on the upper portion of the main body 1. Instead of being discharged as it is to the discharge tray 48, the conveyance direction can be switched by a switching gate (not shown), and the recording sheet fixed by the fixing device 29 can be reversed by the duplex conveyance unit 49. After the reversed recording sheet is conveyed to the registration roll 45, an image can be formed on both sides of the recording sheet by forming an image on the other unprinted side by the same flow as described above. Become.
[0024]
Next, the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K in the image process system 10 will be described in detail.
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. Here, the yellow (Y) image forming unit 11Y and the magenta (M) image forming unit 11M are shown. Has been. The other image forming units 11C and 11K are configured in substantially the same manner.
[0025]
The image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K include a photosensitive drum 12 as an image carrier that carries a toner image, a charger 13 that charges the photosensitive drum 12 using a charging roll 13a that is a charging member, and a charger. A developing device that develops an electrostatic latent image charged on the photosensitive drum 12 by the developing roller 14a by the laser beam (LB-Y, LB-M, LB-C, LB-K) from the ROS 30. 14. A primary transfer roll 15 provided on the intermediate transfer belt 21 so as to be opposed to the photosensitive drum 12 with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween. The toner image developed on the photosensitive drum 12 is transferred onto the intermediate transfer belt 21, and the photosensitive drum after transfer. 12 includes a cleaning device 16 that removes residual toner remaining on the surface 12. As the photosensitive drum 12 in the present embodiment, an OPC (Organic Photo Conductor) photosensitive drum is used.
[0026]
Next, the cartridge will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the process cartridge in the present embodiment. In the present embodiment, the photosensitive drum 12, the charger 13, and the cleaning device 16 of each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K are integrated for each color to form a process cartridge 60. Only the process cartridge 60 can be removed from the main body 1 of the image forming apparatus, and only the process cartridge 60 can be attached to the main body 1 so that the user can replace it. These process cartridges 60 can be used by being replaced between the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K.
[0027]
FIG. 4 is a perspective view of the process cartridge 60 as seen from another direction. Each process cartridge 60 is provided with a nonvolatile memory 61. In the nonvolatile memory 61, for example, the process cartridge 60 is mounted in predetermined image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K such as the number of rotations of the photosensitive drum 12, the high voltage application time, and the number of prints. Each cartridge usage history information is stored. Since each process cartridge 60 is equipped with a non-volatile memory 61, even if the process cartridge 60 is used in different image forming units, its own use history information is stored in the process cartridge 60. You can save yourself. As a result, for each process cartridge 60, for example, the correct lifetime of the photosensitive drum 12 can be determined.
[0028]
Next, drive control in the image forming apparatus will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining drive control of the image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. Based on the image signal subjected to the image processing by the IPS 50, the CPU (not shown) of the control circuit 100 executes the processing according to the program stored in the ROM (not shown). The control circuit 100 includes, as a drive system, a secondary transfer roll 46, a fixing device 29, a sheet conveying system 40, a main motor 101 that drives the developing device 14 (14K) in the black image forming unit 11K, and the like, and an intermediate portion of the transfer unit 20. An intermediate transfer member driving motor 102 for driving the transfer belt 21 and the like, and a photosensitive member for driving the photosensitive drum 12 (12Y, 12M, 12K) in the color image forming units 11Y, 11M, 11C except for the black image forming unit 11K. Development in the driving motor 103, the black photosensitive member driving motor 104 that drives the photosensitive drum 12 (12K) in the black image forming unit 11K, and the color image forming units 11Y, 11M, and 11C other than the black image forming unit 11K. The developing device drive motor 105 that drives the device 14 (14Y, 14M, 14C) is controlled. The control circuit 100 also controls a clutch 111 that is connected to the main motor 101 and switches the drive of the sheet conveying system 40, and a clutch 112 that is connected to the main motor 101 and switches the developing device 14 (14K) in the black image forming unit 11K. is doing. The control circuit 100 controls the operation of these various motors and clutches, thereby timing the respective portions in the image forming apparatus, and enables the image formation on the recording paper by the above-described operation.
[0029]
FIG. 6 is a diagram for explaining control of the image forming apparatus excluding drive control. The control circuit 100 controls a high voltage power supply (HVPS) 120. The high voltage unit 120 applies a charging bias to the charger 13 (13Y, 13M, 13C, 13K), and A developing bias is applied to the developing device 14 (14Y, 14M, 14C, 14K). An environmental sensor 130 for detecting environmental conditions such as temperature and humidity of the image processing system 10 is provided in the main body 1 and in the vicinity of the image processing system 10. Furthermore, the control circuit 100 includes a clock on its own or outside, and can grasp the current time.
[0030]
Furthermore, the control circuit 100 is connected to a non-volatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) mounted on the process cartridge 60 constituting each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, 11K. The main body memory 140 provided in the main body 1 of the image forming apparatus is connected. In the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) mounted on the process cartridge 60, information (history information etc.) relating to past usage records in each process cartridge 60 is stored as described above. In the present embodiment, the memory area of the non-volatile memory 61 is divided into a memory area of accumulated values for storing accumulated values such as the photoreceptor usage amount and the photoreceptor rotation speed, and a photoreceptor usage amount and the photoreceptor rotation speed. It is characterized by having a temporary memory area for storing temporary calculation values.
[0031]
The main body memory 140 also includes information such as the number of prints of recording paper counted by a PV (Page Volume) counter and the number of rotations of the photosensitive drum 12 counted by a cycle counter, as well as the power supply of the main body 1 in the image forming apparatus. Stores information (usage information) related to use from when the power is turned on from OFF or when the power saving mode is restored. In the control circuit 100, the high-voltage unit 120 and the like are controlled based on various information obtained from the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) and the main body memory 140, and an instruction from the control circuit 100 is given. Based on this, the history information of the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) is updated.
[0032]
The control circuit 100 controls the high voltage unit 120 and applies a charging bias to the charger 13 (13Y, 13M, 13C, 13K) by superimposing a DC voltage component and an AC voltage component including a vibration component (AC component). is doing. As the DC voltage, for example, −750 V is applied as constant voltage control. The AC voltage is a sine wave waveform, controlled at a process speed of 104 mm / sec (in full color mode), with a frequency f = 820 Hz, and an effective current value of 1.2 mA during constant current control. Is done. At this time, since the resistance value of the charger 13 (13Y, 13M, 13C, 13K) varies depending on the environment, the approximate voltage value is the peak-to-peak voltage Vpp = 1.8 kVpp in the normal environment (at room temperature), It becomes 2.2 kVpp at low temperature and low humidity (temperature 10 ° C., humidity 15%), and 1.6 kVpp at high temperature and high humidity (temperature 28 ° C., humidity 85%).
[0033]
Next, a method for determining the life of the photosensitive drum 12 will be described.
As the OPC photosensitive drum is used, the surface CT layer is gradually scraped. By changing the film thickness of the surface layer, the optimum value of the process formation condition changes every moment, for example, the surface potential of the photosensitive drum 12, the current necessary for primary transfer, and the like also change. Further, since the sensitivity curve of the photosensitive drum 12 changes, the light amount of the ROS 30 changes in order to obtain a desired density gradation. Here, the current film thickness T [μm] is, assuming that the initial film thickness is Tini [μm] and the photoreceptor usage amount Tused [μm]
T = Tini-Tused
It is represented by By increasing the prediction accuracy of the current film thickness T, the correction of process formation conditions is optimized, and a good image can be maintained.
[0034]
The initial film thickness Tini [μm] is usually a constant value, for example, 26 μm. However, for reasons such as extending the life of the process cartridge 60 and preventing image defects within a specified print volume, For example, a thick coating such as 32 μm may be applied. Information on the process cartridge 60 is first stored in a certain area of the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) at the time of shipment from the factory. This is read by the control circuit 100 of the main body 1 so that any engine (image forming units 11Y, 11M, 11C, 11K) suddenly has a process cartridge 60 with a different initial film thickness inserted therein. An accurate initial film thickness Tini can be known.
[0035]
Next, the photosensitive body usage amount Tused is mainly proportional to the rotational speed C [KCycle] of the photosensitive body. Therefore, using a predetermined coefficient A [μm / KCycle] for the rotational speed C,
Tused = C x A
It is obtained by. There are two actual calculations: a batch calculation method and a sequential difference accumulation method.
[0036]
First, in the batch calculation method, the photoreceptor usage amount Tused is calculated by the following procedure, and the calculated value is stored in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) of the process cartridge 60.
(1) The photoconductor usage amount Tused (j) and the rotation speed C (j) before image formation are read from the nonvolatile memory 61.
(2) Count the rotational speed ΔC during image formation.
(3) At the end of image formation, C (j + 1) = ΔC + C (j) is obtained and stored in the nonvolatile memory 61.
(4) Tused (j + 1) = C (j + 1) × A is calculated and stored in the nonvolatile memory 61.
[0037]
On the other hand, in the successive difference accumulation method, a difference is multiplied by a coefficient to obtain a difference in usage amount, and the obtained difference is accumulated in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) one by one. The procedure is as follows.
(1) The photoconductor usage amount Tused (j) and the rotation speed C (j) before image formation are read from the nonvolatile memory 61.
(2) Count the rotational speed ΔC during image formation.
(3) At the end of image formation, ΔTused = ΔC × A is calculated.
(4) The sum of the differences, that is,
C (j + 1) = ΔC + C (j)
Tused (j + 1) = ΔTused + Tused (j)
Are stored in the nonvolatile memory 61, respectively. However, this method increases the quantization error and leaves a problem of lack of accuracy. For example, in order to print one image, ΔC = 10 [Cycle] at most, and the lifetime of the photosensitive drum 12 of about C (j) = 300 K [Cycle] (300,000 cycles) is directly calculated. Compared to, the value is very small. In addition, since the value is too small, it may not be possible to count up without securing an appropriate amount of memory. Even with simple calculations, it is necessary to secure about 10K times (10,000 times) memory.
[0038]
Here, it is known that the coefficient A [μm / kCycle] varies depending on the charging condition and the process speed. For example, when considering AC charging, DC charging only, and idling (Bias = OFF) in three conditions, the coefficient A slightly changes at multiple process speeds. If the number of speeds is 3, 3 conditions × number of process speeds (3) = 9 types. For example, the charging frequency and the AC current value can be set so that the coefficient A does not change greatly at any process speed. The electrostatic energy for raising the photoreceptor surface potential should not change when the process speed changes, and keeping this constant is the filming (mainly caused by image defects due to poor charging and abnormal discharge due to excessive charging). This is also desirable from the viewpoint of preventing the phenomenon that the dischargeable substance is fixed on the surface of the photoreceptor due to excessive discharge. Further, by providing necessary and sufficient energy in accordance with the process speed, the energy for scraping the surface of the photoreceptor, which occurs as a side effect thereof, can be kept almost constant, so this coefficient A is considered not to change significantly.
[0039]
When the coefficient A at the process speed is set to be substantially the same, and the three types that consider only the charging conditions are considered, the usage amount Tused (j + 1) of the photosensitive member is
Tused (j + 1) = Tused_AC (j + 1) + Tused_DC (j + 1) + Tused_OFF (j + 1)
It can be disassembled and considered. Then, the number of rotations for each bias application condition is counted, the coefficients corresponding to the counts are sequentially multiplied, and individual values obtained by decomposition are calculated.
Tused_AC (j + 1) = C_AC (j + 1) × A_AC (j + 1),
Tused_DC (j + 1) = C_DC (j + 1) × A_DC (j + 1),
Tused_OFF (j + 1) = C_OFF (j + 1) x A_OFF (j + 1)
It becomes. Therefore, when written in a simplified manner, the photoreceptor usage Tused (j + 1) is
Tused (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) x Ap (j + 1)] (p: = AC, DC, OFF)
It becomes.
[0040]
Also, this coefficient tends to increase as the amount of photoreceptor used increases. Therefore, instead of a simple linear expression, an approximation method using a quadratic expression such as C2 × A1 + C × A2 can be employed. However, depending on the characteristics of the photoreceptor and the setting of the life (period until the end of the life), it is often sufficient not to use the secondary equation. Further, using a quadratic expression may be disadvantageous in that the number of operation digits increases. Therefore, it is possible to consider a method in which the coefficient is changed for each section and is kept in a linear expression. In such a case, (p: = AC, DC, OFF) and n ≧ 1,
Section 1 [0 <Tused (j) <k1]; Tused (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [1] (j + 1)]
Section 2 [k1 <Tused (j) <k2]; Tused (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [2] (j + 1)]
...
Section n [k (n-1) <Tused (j) <k (n)]; Tused (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [n] (j + 1)]
And can be expressed in table format. Thereby, it is possible to predict the usage amount of the photoconductor with high accuracy. Even if the engine position is different from Y, M, C, and K, each engine may be calculated using the same formula as long as the process formation conditions are the same.
[0041]
On the other hand, there are cases where it is desired to change the process formation conditions for each engine. For example, at the time of AC superimposed charging that greatly contributes to wear, the current value setting value is increased only for the K engine that places more importance on black and white image quality, or the charging potential is slightly decreased only for the C engine, for example, considering the overall color balance. It is assumed that If the setting of the charger 13 is changed, the discharge state changes and the wear rate changes. The K engine is always used in contact with the intermediate transfer belt 21 even when no electric discharge is performed, while the Y, M, and C engines are used without being in contact with the intermediate transfer belt 21 during monochrome printing. Sometimes you want to reduce mechanical damage as much as possible. In these cases, it is necessary to change the coefficient in each engine. If we expand the formula assuming that all the coefficients are different,
Section n [k (n-1) <Tused (j) <k (n)]; (n ≧ 1)
Tused_ # Y (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [n] (j + 1)] (p: = AC_ # Y, DC_ # Y, OFF_ # Y)
Tused_ # M (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [n] (j + 1)] (p: = AC_ # M, DC_ # M, OFF_ # M)
Tused_ # C (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [n] (j + 1)] (p: = AC_ # C, DC_ # C, OFF_ # C)
Tused_ # K (j + 1) = Σ [Cp (j + 1) × Ap [n] (j + 1)] (p: = AC_ # K, DC_ # K, OFF_ # K)
It becomes. That is, each engine measures the number of rotations according to the charging conditions and selects an appropriate coefficient according to the amount of use of each photosensitive drum 12 (12Y, 12M, 12C, 12K). Photoconductor usage can be calculated accurately.
[0042]
However, changing the coefficient for each engine involves some danger. That is, the Cp that is the basis of the calculation, that is, the numbers C (AC), C (DC), and C (OFF) is certainly the amount that the process cartridge 60 has rotated, but it is really the engine (image). Whether it has been used in one of the forming units 11Y, 11M, 11C, 11K) remains unclear. When the developing device 14 and the toner cartridges 19Y, 19M, 19C, and 19K are not integrated as in the process cartridge 60 in the present embodiment, the Y, M, C, and K are not particularly distinguished anywhere. There is no problem even if attached. Therefore, even if the process cartridge 60 has not yet reached the end of its life, it does not always stay in the same engine and can be freely inserted and removed. When such a process cartridge 60 is used, for example, although C (AC_ # Y) is calculated, C (AC_ # K) may actually be used. In such a case, it is necessary to use A (AC_ # K) instead of A (AC_ # Y) as a coefficient, and the prediction and the actual result are greatly out of order. The larger the difference in coefficients between engines, the greater these errors. In the present embodiment, the correct calculation can be executed by using which engine the process cartridge 60 is used, that is, information on the position where each photosensitive drum 12 is placed.
[0043]
FIG. 7 is a flowchart showing a method for determining the life of the photosensitive drum 12 in the present embodiment using the sequential difference accumulation method. In the control circuit 100, first, the photoreceptor usage Tused (j) and the rotation speed C (j) before image formation are read from the nonvolatile memory 61 (step 201). Further, the current engine position #L (= Y, M, C, K) from which information such as the photoconductor usage amount Tused (j) and the rotational speed C (j) is read is checked (step 202). Next, the rotational speed ΔC of the photosensitive drum 12 during image formation in the image process system 10 of the main body 1 is counted (step 203). After that, at the end of image formation, the coefficient A_ # L corresponding to the current engine position is selected,
ΔTused = ΔC × A_ # L
Is calculated (step 204). And the sum of the differences, i.e.,
C (j + 1) = ΔC + C (j), Tused (j + 1) = ΔTused + Tused (j)
Are stored in the non-volatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) (step 205), and the process ends. In the successive difference accumulation method shown in FIG. 7, information about the past engine position is not necessary because a coefficient is selected for each print in accordance with the current engine position.
[0044]
FIG. 8 is a flowchart showing a method for determining the life of the photosensitive drum 12 in the present embodiment using the batch calculation method. First, as a premise of processing, it is necessary that the rotational speed at each engine is stored in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K). At this time,
C (i) = Cy (i) + Cm (i) + Cc (i) + Ck (i)
And disassemble. Actually, as mentioned above, it decomposes even under each charging condition.
Cy (i) = Cy_AC (i) + Cy_DC (i) + Cy_OFF (i)
Cm (i) = Cm_AC (i) + Cm_DC (i) + Cm_OFF (i)
Cc (i) = Cc_AC (i) + Cc_DC (i) + Cc_OFF (i)
Ck (i) = Ck_AC (i) + Ck_DC (i) + Ck_OFF (i)
Therefore, for each engine, it is necessary to store the 16 rotational speeds expressed by the above formula in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K). Thereafter, the calculation is executed according to the flow shown in FIG.
[0045]
First, as shown in FIG. 8, in the control circuit 100, the photoreceptor usage Tused (j) before image formation and the rotation speeds Cy (i), Cm (i), Cc (i), Ck (i) Is read from the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) (step 211). Further, the current engine position #L (= Y, M, C, K) is checked (step 212). Thereafter, the rotational speed ΔC of the photosensitive drum 12 during image formation in the image process system 10 is counted (step 213). This rotational speed ΔC is
When # L = Y, ΔCy = ΔC, ΔCm = ΔCc = ΔCk = 0
When # L = M, ΔCm = ΔC, ΔCy = ΔCc = ΔCk = 0
When # L = C, ΔCc = ΔC, ΔCy = ΔCm = ΔCk = 0
When # L = K, ΔCk = ΔC, ΔCy = ΔCm = ΔCc = 0
It becomes.
[0046]
Thereafter, at the end of image formation, the rotational speed at the current engine position is obtained and stored in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) (step 214). The stored rotation speed is
Cy (j + 1) = ΔCy + Cy (j)
Cm (j + 1) = ΔCm + Cm (j)
Cc (j + 1) = ΔCc + Cc (j)
Ck (j + 1) = ΔCk + Ck (j)
It is. Then, Tused (j + 1) is calculated by the following formula and stored in the non-volatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K) (step 215), and the process ends.
Tused (j + 1) = Cy (j + 1) x A_ # Y + Cm (j + 1) x A_ # M
+ Cc (j + 1) x A_ # C + Ck (j + 1) x A_ # K
In this way, all the information on how much the process cartridge 60 is used by which engine is stored in the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K), and the process cartridge 60 is different by multiplying each coefficient. Problems when used between engines can be prevented. However, the method shown in FIG. 8 requires a lot of memory, and it is necessary to secure a memory area that is four times the normal because of the fact that it is rarely used in normal usage, and there remains a problem from the viewpoint of memory usage efficiency.
[0047]
Therefore, in the present embodiment, in addition to the methods shown in FIGS. 7 and 8, as a most preferable aspect, information on the final use engine position (the engine to which the process cartridge 60 is attached is stored in the nonvolatile memory 61 of the process cartridge 60). When the process cartridge 60 is mounted at a predetermined engine position, the stored engine position is compared with the current engine position, and if it is different, the temporary calculated value memory is stored. It is characterized by resetting and newly calculating.
[0048]
As information indicating the position of the final use engine, an appropriate integer is written in the nonvolatile memory 61 of the process cartridge 60. For example, 1 if the currently installed engine is in the Y position, 2 for the M position, 3 for the C position, and 4 for the K position. Such information is updated at an appropriate timing from when the process cartridge 60 is mounted to when printing is completed. At this time, in the present embodiment, as described above, the current temporary calculation area is newly provided in addition to the cumulative calculation area with respect to the usage amount of the photosensitive body and the rotational speed of the photosensitive body. That is, a temporary calculation area for storing the temporary photoconductor usage amount Tused_tmp and the temporary photoconductor rotation speed C_tmp is provided. The temporary photosensitive member rotation number C_tmp can be replaced with the conventional rotation number C in order to save memory. In the case of substituting the conventional rotational speed C, information on the cumulative rotational speed may be lost when the process cartridge 60 is collected and the market information is analyzed, but this does not affect the operation of the machine.
[0049]
FIG. 9 is a flowchart showing a method of determining the life of the photosensitive drum 12 as the most preferable aspect in the present embodiment. The control circuit 100 firstly uses the photosensitive body usage Tused (j), Tused_tmp (j), rotation speed C (j), C_tmp (j) before image formation from the nonvolatile memory 61 (61Y, 61M, 61C, 61K). Is read (step 221). Then, in the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K, the current engine position #L (= Y, M, C, K) is checked (step 222), and the final use engine position #L_OLD (= Y, M, C, K) are checked from the nonvolatile memory 61 (step 223).
[0050]
  Here, the control circuit 100 determines whether or not the current engine position matches the final use engine position (step 224). If they match (# L = _L_OLD), the number of rotations ΔC during image formation is counted (step 225).
    C_tmp (j + 1) = ΔC + C_tmp (j)
And the result is stored in the nonvolatile memory 61 (step 226). After that, the coefficient A_ # L corresponding to the current engine position is selected at the end of image formation,
    Tused_tmp (j + 1) = C_tmp (j + 1) x A_ # L
Is calculated (step 227). In the control circuit 100, the temporary calculation amount is added to the cumulative amount,
    Tused (j + 1) = Tused (j) + Tused_tmp (j + 1)
    C (j + 1) = C (j) +ΔC
Are stored in the nonvolatile memory 61 (step 228), and the process ends.
[0051]
In step 224, if the current engine position and the final use engine position do not match (does not match) (# L ≠ _L_OLD), first, the temporary photoconductor usage amount and the temporary photoconductor rotation obtained from the nonvolatile memory 61 are used. The number is cleared (step 230). That is,
Tused_tmp (j) = 0, C_tmp (j) = 0
Note that, when looking at an arithmetic expression described later, it can be understood that even if this process is omitted, it is automatically replaced, but here, the steps are clearly shown for easy understanding.
[0052]
  After this processing, the control circuit 100 counts the rotation speed ΔC during image formation (step 231), and at the end of image formation
    C_tmp (j + 1) = ΔC (+ C_tmp (j))
                 = ΔC
Is calculated and the result is stored in the nonvolatile memory 61 (step 232). In addition, the coefficient A_ # L corresponding to the current engine position is selected at the end of image formation,
    Tused_tmp (j + 1) = C_tmp (j + 1) x A_ # L
Is calculated (step 233). Then, as shown in the following equation, each temporary calculation amount is added to the accumulated amount.
    Tused (j + 1) = Tused (j) + Tused_tmp (j + 1)
    C (j + 1) = C (j) +ΔC
As described above, when the current position and the final use position are different, the temporary calculation area is reset and the rotation speed is newly calculated. The past accumulated usage is secured in another area, and the added new accumulated usage is stored in the non-volatile memory 61 (step 234), accurate information is stored, and the process ends.
[0053]
In this manner, various information used for calculating the life of the photosensitive drum 12 is stored in the nonvolatile memory 61 of the process cartridge 60. In adopting this method, information for temporary calculation is newly defined as information to be stored in the nonvolatile memory 61. As essential,
Tused: Cumulative photoconductor usage
C_tmp: Temporary calculation speed
#L_OLD: Last used engine position
There is. For example, #L_OLD is a single-digit integer, so 1Byte is enough. Further, Tused_tmp does not necessarily need to be stored in the nonvolatile memory 61, and the main body memory 140 (main body side non-volatile memory) having a relatively large capacity even when considering backup such as when the power is cut off during the calculation. It is enough to store it in Furthermore, the accumulated photosensitive member rotation speed C is often useful for analyzing market information, for example, and for this purpose, it is desirable to store it in the nonvolatile memory 61. However, it is not always necessary if the number of rotations of the photosensitive drum 12 and the number of prints are separately stored in a format adapted to the application of market information analysis.
[0054]
The method shown in FIG. 9 is a method that uses the sequential difference calculation method shown in FIG. 7 only when the process cartridge 60 moves to another engine. Therefore, in the case of an extreme usage method in which the position of the process cartridge 60 changes for each print, it may be considered that it is the same as the sequential difference calculation method shown in FIG. On the other hand, if the position of the process cartridge 60 does not change even once it is mounted, it is the same as the collective calculation method shown in FIG. 8, and the calculation accuracy can be kept high. According to the present embodiment, Tused can be accurately calculated by the method described above. Therefore, the current photoconductor usage T can be predicted from T = Tini−Tused described above. Therefore, it is possible to perform appropriate correction when further performing correction of the surface potential of the photoconductor, correction of the primary transfer current, correction of the ROS light amount, and the like using the photoconductor usage amount T.
[0055]
Note that the nonvolatile memory 61 of the process cartridge 60 that stores information that leads to changing the image forming conditions on the main body 1 side needs to pay close attention to data alteration / damage / missing information. is there. As countermeasures, for example,
(1) A method of erasing the memory contents when a specific area of the nonvolatile memory 61 is accessed,
(2) A method of performing communication between the nonvolatile memory 61 and the control circuit 100 on the main body 1 side by encrypted wireless communication,
(3) A method of performing communication between the main body 1 side and the nonvolatile memory 61 when the drive system motor (main motor 101 or the like) serving as a noise source is stopped or the output is reduced can be considered. With the method (1), it is possible to prevent the non-volatile memory 61 from being tampered with. The control circuit 100 of the main body 1 accesses other information while avoiding the location of this specific area, but becomes a barrier when a third party who does not know it tries to decipher it. Further, the method (2) makes the purpose of (1) more reliable. Since the terminals of the conventional wired type chip are exposed, it is relatively easy to communicate with the non-volatile memory 61 which is the inside chip. However, if the wireless type is used, it is necessary to prepare a dedicated antenna and communication protocol. Information is not reachable. Furthermore, the method (3) can be applied to both cases (1) and (2). When there is a particularly large output stepping motor in the drive system, communication with a memory which is serial communication is likely to be hindered by a pulse signal generated by the stepping motor. Since it is not necessary to always access the nonvolatile memory 61, good results can be obtained by communicating with the timing when the drive system motor is stopped or the output is down.
[0056]
As described above in detail, according to the present embodiment, individual characteristics of the process cartridge 60 can be obtained in a simple and inexpensive manner without consuming a large amount of the memory (nonvolatile memory 61) of the process cartridge 60. Accordingly, it is possible to change the optimum life prediction and image formation setting accordingly. Further, by putting engine information (information indicating which image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K are used) in the usage history, even if the process cartridge 60 is temporarily replaced, the prediction accuracy is impaired. In addition, individual image forming conditions can be set for each engine. That is, it is possible to reliably perform the correction operation for the item affected by the usage amount of the photosensitive member under various process formation conditions.
[0057]
Further, when a mechanism for prompting the replacement of the process cartridge 60 due to the reduction of the film thickness of the photosensitive drum 12 is adopted, the prediction accuracy of the film reduction can be greatly improved, and the process cartridge 60 can be used to the end of its lifetime. Can be used. Furthermore, according to the present embodiment, since the machine automatically operates according to the individual information of the process cartridge 60, it is not necessary to change the setting on the main body side according to the type of the process cartridge 60. . Further, by making it difficult to access the nonvolatile memory 61, it is possible to prevent tampering / damage / missing of data in the storage means. As a result, it is possible to prevent the image from being disturbed by predictive control based on incorrect information, or the main body 1 or the process cartridge 60 from being damaged.
[0058]
【The invention's effect】
Thus, according to the present invention, it is possible to accurately predict the lifetime of the image carrier constituting the process cartridge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an image forming unit.
FIG. 3 is a diagram for explaining a process cartridge according to the present embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a process cartridge as viewed from another direction.
FIG. 5 is a diagram for describing drive control of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 6 is a diagram for explaining control of the image forming apparatus excluding drive control.
FIG. 7 is a flowchart showing a method for determining the life of a photosensitive drum in the present embodiment using a successive difference accumulation method.
FIG. 8 is a flowchart showing a method for determining the life of a photosensitive drum in the present embodiment using a batch calculation method.
FIG. 9 is a flowchart showing a method for determining the life of a photosensitive drum as the most preferable aspect in the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a tandem machine as a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body, 10 ... Image process system, 11Y, 11M, 11C, 11K ... Image forming unit, 12 ... Photosensitive drum, 13 ... Charger, 13a ... Charging roll, 13b ... Shaft, 14 ... Developer, 15 ... Primary Transfer roller, 16 ... cleaning device, 20 ... transfer unit, 21 ... intermediate transfer belt, 40 ... sheet conveying system, 50 ... IPS (Image Processing System), 51 ... housing, 56 ... coil spring, 60 ... process cartridge, 61 ... Nonvolatile memory, 100 ... control circuit, 120 ... high voltage unit, 140 ... main body memory

Claims (5)

画像形成装置における複数のエンジンの何れかに装着して用いられ、画像形成プロセスを実行するプロセスカートリッジであって、
画像形成に際して像を担持する像担持体と、
何れかのエンジンに装着された後、画像形成に用いられた当該像担持体のエンジンを特定する情報と、装着された当該エンジンに応じて算出された一時計算量に基づいて決定される当該像担持体の使用量に関する情報とを格納するメモリと
を含み、
前記一時計算量は、前記エンジンに応じて選択される係数を掛け合わせて得られることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A process cartridge that is used by being mounted on any of a plurality of engines in an image forming apparatus and that executes an image forming process,
An image carrier for carrying an image during image formation;
After being mounted on any engine, the image determined based on information for identifying the engine of the image carrier used for image formation and a temporary calculation amount calculated according to the mounted engine A memory for storing information on the usage of the carrier;
Including
The temporary calculation amount is obtained by multiplying a coefficient selected in accordance with the engine .
前記メモリは、前記像担持体の累積の使用量および/または当該像担持体の累積の回転数を格納する累積格納領域と、当該像担持体の使用量の一時計算値および/または当該像担持体の回転数の一時計算値を格納する一時格納領域とを有することを特徴とする請求項1記載のプロセスカートリッジ。  The memory includes a cumulative storage area for storing a cumulative usage amount of the image carrier and / or a cumulative rotation speed of the image carrier, a temporary calculation value of the usage amount of the image carrier, and / or the image carrier. 2. The process cartridge according to claim 1, further comprising a temporary storage area for storing a temporary calculation value of the rotational speed of the body. 画像を形成する複数個の画像形成ユニットに各々プロセスカートリッジを装着し、当該プロセスカートリッジが備える像担持体によって各々形成される画像を重ね転写することが可能な画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジ毎に前記像担持体の使用状況を累積値として記憶する累積値記憶手段と、
前記累積値記憶手段に前記累積値として記憶された後の前記像担持体の使用状況に前記画像形成ユニットに応じて選択される係数を掛け合わせて一時計算値として記憶する一時計算値記憶手段と、
を含み、
前記累積値記憶手段は、前記一時計算値記憶手段に記憶された前記一時計算値を前記累積値に加算して新たな累積値として記憶することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus in which a process cartridge is mounted on each of a plurality of image forming units for forming an image, and images formed by an image carrier provided in the process cartridge can be overlaid and transferred.
Cumulative value storage means for storing the usage status of the image carrier as a cumulative value for each process cartridge;
Temporary calculation value storage means for multiplying a use condition of the image carrier after being stored as the cumulative value in the cumulative value storage means by a coefficient selected according to the image forming unit and storing it as a temporary calculation value; ,
Only including,
The cumulative value storage means adds the temporary calculation value stored in the temporary calculation value storage means to the cumulative value and stores it as a new cumulative value .
前記プロセスカートリッジが過去に装着された前記画像形成ユニットの位置を特定するための情報を格納するエンジン特定情報格納手段と、
前記プロセスカートリッジが現在、装着されている前記画像形成ユニットの位置を認識する位置認識手段と、
前記エンジン特定情報格納手段により格納された前記情報から得られる位置と前記位置認識手段により認識された位置とが一致しない場合に、前記一時計算値記憶手段に記憶されている前記一時計算値をクリアするクリア手段と
を含む請求項3記載の画像形成装置。
Engine specifying information storage means for storing information for specifying the position of the image forming unit in which the process cartridge has been mounted in the past;
Position recognition means for recognizing the position of the image forming unit to which the process cartridge is currently mounted;
When the position obtained from the information stored by the engine specific information storage means and the position recognized by the position recognition means do not match, the temporary calculation value stored in the temporary calculation value storage means is cleared. The image forming apparatus according to claim 3 , further comprising a clearing unit.
画像を形成する複数個の画像形成ユニットに各々プロセスカートリッジを装着し、当該プロセスカートリッジが備える像担持体によって各々形成される画像を重ね転写することが可能な画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジ毎に当該プロセスカートリッジが使用された前記画像形成ユニットを特定する情報を格納する特定情報格納手段と、
前記特定情報格納手段に格納された前記情報に基づいて、前記プロセスカートリッジが他の画像形成ユニットに位置を変えて装着されたことを認識する認識手段と、
前記認識手段による認識に基づいて現在の画像形成ユニットの位置に応じた係数が選択され、選択された当該係数を掛け合わせて得られる一時計算量を加算して前記プロセスカートリッジの累積使用量を生成する生成手段と
を含む画像形成装置。
An image forming apparatus in which a process cartridge is mounted on each of a plurality of image forming units for forming an image, and images formed by an image carrier provided in the process cartridge can be overlaid and transferred.
Specific information storage means for storing information for specifying the image forming unit in which the process cartridge is used for each process cartridge;
Recognizing means for recognizing that the process cartridge is mounted on another image forming unit based on the information stored in the specific information storing means;
A coefficient corresponding to the current position of the image forming unit is selected based on recognition by the recognition means, and a temporary calculation amount obtained by multiplying the selected coefficient is added to generate the cumulative usage amount of the process cartridge. An image forming apparatus including a generating unit.
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