JP2014032238A - 感光体の劣化度算出方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成時の異常画像である画像濃度変化・解像度低下の発生を予測するだけでなく、画像濃度変化・解像度低下の発生の時期を予測し、その発生を未然に防止すること及びで感光体を回復させることで、寿命を更に延ばすことが可能な感光体の劣化度算出方法及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】（Ａ）加熱して感光体の温度を変化させる前の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、（Ｂ）加熱して感光体の温度を変化させた後の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、前記（Ａ）と（Ｂ）との画像濃度の変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出することを特徴とする感光体の劣化度算出方法。
【選択図】図１

Description

本発明は複写機やレーザープリンタ及び普通ファクシミリ等について、異常画像を未然に防止し、長期に亘って高品質な画像出力を可能とする感光体の劣化度算出方法及び画像形成装置に関する。
具体的には、前記画像形成装置に用いられる感光体の劣化に伴う異常画像である画像濃度または画像解像度低下の程度を検知・情報蓄積し、当該蓄積情報に基づいて感光体の寿命予測を行うことによって、異常画像が発生する前に警報を発し、必要に応じて感光体を適切に回復処理することによって異常画像を未然に防止して長寿命化を達させることや異常画像発前に交換することのできる感光体の劣化度算出方法及び画像形成装置に関するものである。

〔市場動向〕
近年、電子写真方式を用いた画像形成装置はオフィスの省スペース化や省メンテナンス化、高機能化の要望を受け、小型化・超長寿命化・高画質化・高速化の開発が加速し、それらを具現化した画像形成装置が各社からリリースされている。特に画質に関しては商業印刷に用いられてきた製版印刷に匹敵するまで向上し、高速化・小型化・易メンテナンス性、省メンテナンス性も相俟って低コストかつオンデマンドに対応可能な印刷事業という新たな商業印刷事業を創出しつつある。商業印刷事業においては異常画像が利益損失に直結しやすいことから、高画質を維持可能な大量印刷に対応する必要があり、これまで以上に高画質ならびに高画質維持に対する要望が高まっている。

〔異常画像〕
異常画像として、特に問題となりやすいものは画像濃度変化が一つ挙げられる。この異常画像は、単色印刷では大きな問題となりにくいが、商業印刷で多用されるカラー印刷においては色調の変化を引き起こすため非常に大きな問題となる。また画像濃度変化と並んで、画像解像度に関しても、文字の視認性の低下、エッジ部の精細さの低下などを引き起こすことからやはり問題となりやすい。これら画像濃度変化、および解像度低下の原因はいくつかあるが、画像形成装置に用いられる感光体の表面抵抗低下によって両方の異常画像が併発することが知られている。具体的には、感光体の表面抵抗が低下することによって、感光体表面において電荷が動きやすくなり、静電潜像形成プロセスで形成された静電潜像が長時間維持できなくなることによって異常画像である画像濃度変化（特に画像濃度低下）ならびに解像度低下が生じる。感光体の使用のされ方として、帯電させた感光体の表面を露光して静電像を形成し、静電像をトナーで現像してトナー像を形成し、感光体に担持させたトナー像を転写媒体（記録材又は中間転写体）に転写させる画像形成装置が広く用いられている。
その中で感光体の表面抵抗の低下の原因としては、例えば帯電ローラのような接触式帯電装置やコロナ帯電器のような非接触式帯電装置を用いて感光体を帯電させている場合、感光体の表面に蓄積された窒素酸化物ＮＯＸ等の放電生成物が原因となる可能性がある。また、転写ローラのような接触式転写装置やコロナ帯電器のような非接触式転写装置を用いて感光体から転写媒体へトナー像を転写させている場合にも、感光体の表面に同様な放電生成物が蓄積される可能性がある。それに、放電生成物を介在した水分吸着によって感光体の表面抵抗が低下することが知られている。

〔画像形成装置に求められる機能〕
このような異常画像を顕在化させないために画像形成装置（感光体部分）としては、『異常画像が発生しないこと（発生原因を引き起こさないこと）』および『異常画像を未然に防止すること』および『異常画像を発生させる前に回復させること』および『異常画像を発生させる前に適切な時期に交換すること』が求められる。画像濃度変化・解像度低下に関して言えば、主因の１つと考えられる感光体の表面抵抗低下防止（抑制）が挙げられる。これに対してはこれまで多くの研究報告がされている。また、例えば、感光体の変化を直接抑制することを目的として、特許文献１（特開２００５−１９６１０６号公報）には感光体の静電容量変化率が一定値以下であることが画像濃度変化や解像度低下に対して有効であるという発明が開示されている。さらに、特許文献２（特開２００３−０５７８５５号公報）には感光体の電荷輸送層の水蒸気透過度を一定値以下にすることが有効であるという発明が開示されている。
これら技術とは別に、感光体の性能変化を回復させる技術が公開されている。例えば、特許文献３（特開２００３−１２２２２２号公報）にはクリーニングブレードとして高硬度の部材を用いることにより、感光体の表面付着物を除去する技術が、特許文献４（特開２００４−０２９０５９号公報）にはクリーニングブレードを用いた付着物除去シーケンスに関する技術が、特許文献５（特開２００７−２３３０４９号公報）には複数種のトナーを用いて感光体表面をリフレッシュする技術が公開されている。このほかにも多くの防止あるいは抑制技術が公開されている。また特許文献６（特開２００３−３１６２３８号公報）では感光体に内面にヒ−ターを配置し、このヒータの発熱により感光体を加熱することで感光体の表面抵抗を回復させる方法や特許文献７（特開２００５−２３４３３６号公報）では感光体の加熱方式として電磁誘導加熱方式を用いて感光体の表面抵抗を回復させる方法が公開されている。それらは、いずれも長寿命化に分類される技術であり、異常画像発生確率を低下させる有効な技術であると言える。しかしながら、これらの技術は異常画像の発生確率を低下させることができるものの、発生しない（発生確率を０とする）ことを保証する技術ではないため、使用状況・環境によっては寿命期間内であっても当該異常画像が生じる可能性がある。このため、異常画像などの装置上のトラブル（以下故障と記載）の発生に対して発生時期の予測を行い、警報を発すると共に、可能であれば適宜故障回避手段を講じることが前記異常画像発生に対しては有効である。異常画像発生確率低減技術と故障予測技術を併用することによって異常画像発生のない画像形成装置が提供できると考えられる。この様な故障予測技術に関しては、例えば特許文献８（特開２００５−１７８７４号公報）で、画像形成装置の状態と関連がある複数種類の情報を取得し、取得した複数種類の情報から指標値Ｄを算出し、算出した指標値Ｄの時間変化のデータに基づいて、その後の画像形成装置の状態の変化を判定するといった技術が公開されている。しかしながら具体的な指標値に関しては十分な知見が公開されておらず、実用上の観点からは未だ故障予測精度が不十分であり、解決したい故障に対して相関性の高い指標値による制御が必要である。また、充分な回復策が併用されていないため故障の予見が発せられてから交換までに期間がないため、結果としてお客様に異常画像を提示することになってしまう。また、異常画像発生から感光体の交換までの時間が必要となり必要な時に画象を提供できない不具合が発生している。また、逆に充分感光体の機能(寿命が残っているの)があるのにお客様に迷惑をかけないために早めに感光体を交換してしまう不具合が生じている。

本発明は前記従来技術の有する課題に鑑みて成されたものであり、画像形成時の異常画像である画像濃度変化・解像度低下の発生を予測するだけでなく、画像濃度変化・解像度低下の発生の時期を予測し、その発生を未然に防止すること及びで感光体を回復させることで、寿命を更に延ばすことが可能な感光体の劣化度算出方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。

従って、上記課題は、本発明の（１）「（Ａ）加熱して感光体の温度を変化させる前の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、（Ｂ）加熱して感光体の温度を変化させた後の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、前記（Ａ）と（Ｂ）との画像濃度の変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出することを特徴とする感光体の劣化度算出方法」により達成される。
また、上記課題は、本発明の（２）「少なくとも感光体と前記感光体表面上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成装置において、更に、感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、該感光体を加熱する加熱手段とを有し、（Ａ）加熱して感光体の温度を変化させる前の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、（Ｂ）加熱して感光体の温度を変化させた後の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、前記（Ａ）と（Ｂ）との画像濃度の変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出して、前記画像濃度データ及び／又は劣化度データを蓄積し、蓄積された感光体の画像濃度データ及び／又は劣化度データから異常画像の発生を予測することを特徴とする画像形成装置」、
（３）「劣化度のデータに基づいて、該感光体を加熱することを特徴とする前記第（２）項に記載の画像形成装置」、
（４）「感光体の劣化度データから、加熱温度、加熱時間を設定することを特徴とする前記第（３）項に記載の画像形成装置」、
（５）「感光体を加熱させる加熱手段が電磁誘導加熱方式を用いて実施することを特徴とする前記第（３）項または第（４）項に記載の画像形成装置」、
（６）「更に、該感光体表面の研磨機構を有し、前記蓄積されたデータ又は前記劣化度のデータに基づいて、該感光体表面の研磨を行うことを特徴とする前記第（２）項乃至第（５）項のいずれかに記載の画像形成装置」、
（７）「前記蓄積された値のデータ又は前記劣化度のデータに基づいて、該感光体の寿命を予測し、報知することを特徴とする前記第（２）項乃至第（６）項のいずれかに記載の画像形成装置」により達成される。

本発明の画像形成装置によれば、感光体を加熱し、そのときの感光体上の現像したトナー像の濃度を測定する画像濃度を測定し、そのデータから感光体の劣化度を計測し、表面劣化した感光体の異常画像の発生、及び、異常画像の発生の時期を予測する。その予測を元に、感光体寿命（後どのくらい使用できるか）を報知することにより、異常画像の発生を未然に防止することが可能となる。またこれにより、画像形成装置の保証期間内での突然の異常画像の発生を予知して未然に防止することもでき、特に一度に大量部数を印刷する場合でも常に安定して高画質な印刷が可能となる。

本発明の画像形成装置の構成例を示す概略図である。 本発明の感光体の加熱装置の概略図の一例である。 本発明の感光体の加熱装置の概略図の別の一例である。 寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１による感光体の画像濃度変化を示すグラフである。

〔実施形態〕
次に本発明を実施するための装置例を説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の構成例を示すものである。
具体的には、感光体（１０１）を中心とした画像形成装置である。概要として、感光体（１０１）を帯電手段（１０２）で帯電し、露光手段（１０３）で静電潜像を形成する。さらに静電潜像に対してトナーを用いて現像する現像手段（１０４）でトナー像を形成し、さらに画像濃度検知手段（１０５）で感光体上の画像濃度を測定する。感光体上に現像されたトナー像は転写手段（１０６）にて紙もしくは別の媒体に転写される。その後、摺擦部材（１０６）で感光体表面に残されたトナーをクリーニングする。感光体を加熱する手段として（１０９）が装置として組み込まれている。また感光体表面が画像欠陥発生相当まで変化した場合、感光体表面を研磨する研磨手段（１０７）が搭載されている場合もある。

図２は、本発明の感光体加熱装置の１例である。
具体的には内部にドラムヒータ（２０１）を備えた感光体（１０１）の例である。板状のヒータを丸めて感光体（１０１）の内周面に沿う形状としたドラムヒータ（２０１）を、中空の感光体（１０１）の内周面に密着させて通電、加熱して感光体（１０１）を暖める構造となっている。このヒータを利用して図示していないが感光体の温度を測定するセンサー及び電源及び加熱時間を計測する装置があり、それぞれのデータを記録できる。

画像濃度測定手段(１０５)では、実際の画像濃度データを蓄積し、感光体の劣化度を判定する。
これらの装置は一例であり少なくとも感光体と前記感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該電感光体上にトナーを用いて現像させる現像手段と、感光体上に現像したトナー像の濃度を測定する画像濃度検知手段と、該感光体を加熱させる加熱手段と該感光体の温度を変化させた後、画像形成処理を行い、その際に前記画像濃度検知手段により検知される画像濃度を測定し、温度を変化させる前の画像濃度との変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出し、前記画像濃度データ及び／又は劣化度データを蓄積することを有していればよい。

一般に感光体は、長期的通紙により、徐々に表面が変化する。帯電手段は、放電により感光体を帯電させるコロナ帯電方式や接触又は非接触帯電方式がある。これらの帯電時に感光体は、放電により発生した放電生成物の付着、また帯電時の活性ラジカルの衝突による膜消失などの表面状態変化が起こる。従来の感光体寿命が短かった場合、これらの表面状態変化は、感光体表面摩耗が非常に大きいため、感光体の寿命は、主に感光体摩耗で決まる。しかし近年、感光体の高耐久化が望まれ、感光体として表面保護層を設け、更に外部から感光体表面潤滑材料を供給することにより、感光体の寿命が飛躍的に向上した。一方、感光体表面が摩耗しにくくなったことから、感光体表面が変化した場合、今まで違い、摩耗によりリフレッシュされずに劣化した表面状態を維持されるようになる。このような表面状態により、形成したトナー像が著しく劣化する場合がある。つまり感光体の経時変化としての静電容量の変化や露光時の露光域における電位低下度の変化等と同様或いはそれら以上に、帯電時の表面抵抗変化の影響をより考慮することが、近年では重要になってきている。そして、初期の状態では、感光体表面の抵抗は適正に保たれており、異常画像は発生しない。しかし、感光体の表面状態変化により、感光体表面の電気抵抗が低下し静電潜像が崩れやすくなり、所望の画像形成が行えなくなってしまう。そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、画像欠陥発生予測方法として感光体表面に所定のパターンの潜像形成およびトナー現像を実施し、その時のトナー像の画像濃度から推定トナー付着量を定量する方法を利用することで感光体劣化度を定量的に算出することが可能であることを突き止めた。異常画像に起因する異常画像が発生する感光体は、感光体表面の劣化により、静電潜像が乱れ、所望のトナー量が付着せず、画像濃度の低下を引き起こす。この画像濃度の低下は、画像濃度検知手段による濃度変化で検出される。また異常画像が発生するときは、感光体に形成された静電潜像が乱れる。この静電潜像の乱れは、時間の経過と共に大きくなる。感光体が初期状態の場合、感光体の温度を変化させた場合の静電潜像の乱れは小さい。しかし感光体の表面抵抗が変化し始めた場合、静電潜像の乱れは大きくなる。この乱れは時間の経過と共に大きくなり、つまり静電潜像を形成してからトナーを用いて現像されるまでの時間が長いほどトナー像画像濃度の低下も大きくなる。

この感光体の静電潜像の乱れによる画像濃度低下は、通常使用時よりも温度が高くなった場合により顕著に変化する。通常使用時には、画像濃度が適正でも、温度を高くした場合、感光体の表面抵抗が小さくなり画像濃度低下が大きくなる。感光体を加熱下で使用することにより水分含有率を低下させる等によって、感光体の表面抵抗値を一時的に回復させることは先に説明したように従来公知であるが、他方、多量又は長期間の熱的刺激付与は、多くの場合このような感光体自体の基本的形質変化を誘発する原因になり得る。しかしながら、これは、実際に使用された感光体の一般的傾向であって、感光体の寿命予測のための感度検出における加熱の影響とはあまり関係ない。感光体の寿命予測においては、前記加熱による表面抵抗値の一時的な回復結果と、前記基本的性質変化の結果とが、それぞれどの程度づつ反映されているかが問題ではなく、両結果の総和としての表面抵抗の経時的変化の傾向を感度よく把握することが、同種の感光体における異常画像の発生時期を予測する上でより重要となる。そして、このような温度変化させた場合の特徴から画像濃度変化を検出することにより、感光体の表面状態の劣化度が検出可能となることを見出した。
検出感度としては感光体の加熱温度としては高いほど効果があり、低い温度では劣化度の検出能力が低くなる。しかしながら、ある温度水準以上では感光体自体の機能を変化させてしまう場合が多い（感光体の処方により、この傾向は変化するため一般的な傾向として記述している。また、最適温度の設定はその都度実施する必要があるが一旦設定すれば同じ機能になる）ためか、検出感度が低くなる傾向がある。これらの適正温度内で画像濃度変化のデータを蓄積することにより、感光体の表面状態の劣化度を検出し、そこで通常使用温度時における異常画像を事前に予測することが可能である。また、異常画像を防止する対策として、感光体表面を加熱することで、オゾンやＮＯxといった親水性の放電生成物が吸湿することを防ぎ、感光体の抵抗を向上させることがわかっており、劣化度の予測から感光体の加熱を実施して更に加熱時間を設定することができる。
つまり、この感光体の温度変化による画像濃度の変化を検出することにより、感光体表面状態の劣化度から異常画像を事前に予測することが可能となる。また、この予測に基づき、感光体寿命を予測し、報知することにより、感光体交換時期を予測することができる。更に劣化度から加熱する条件を設定することにより感光体の寿命を延ばすことが可能となる。これらの実施により、異常画像を発生させることなく、さらにダウンタイムを最小限に留め、感光体の延命を図りながら感光体の交換時期を報知、確認、実施することができる。

画像濃度検知手段としては、一般的な画像濃度検知装置を用いることができる。方式としては、光学式反射濃度センサー等の方式があげられる。これは、トナー像に対して光を照射し、照射光の反射光量によりトナー像の付着量を検知するデバイスである。構成としては発光部、受光部、駆動および検知回路からなる。これらの測定装置から、検出された画像濃度データを画像形成装置内に収集し、収集データに基づき、感光体の寿命を報知することが可能となる。この収集データを報知し、感光体を加熱する。加熱によっても回復しない場合は感光体の表面の研磨を促すか、もしくは画像形成装置内で、研磨判断を行い、画像出力時以外の任意のタイミングで、表面研磨を行う。さらにこの収集データをもとに、感光体寿命を予測/報知し、感光体交換を促すか、画像形成装置から、電話及びＬＡＮ回線を通じて、外部機関に報知し、感光体交換を促す。

図３に本発明の感光体加熱装置の別の例を示す。
図２の加熱方式ではドラムヒータ（２０１）を感光体（１０１）の内周面と完全に密着させるのは困難であり、隙間が空くため感光体（１０１）を均一に加熱することは難しい。また、ドラムヒータ（２０１）を駆動する電源はドラムヒータ（１０１）内部に一体化させて配置する必要があり、感光体（１０１）の点検、交換などの作業性を低下させている。また、前述のようにドラムヒータをドラム内面に設置する構造のため、ヒータを感光体に均一に密着させることが困難であり、加熱の昇温時間がかかる傾向がある。
そこで図３では加熱手段として電磁誘導加熱方式を用いている。コイル（２０２）を感光体の内部に設置する電磁誘導加熱方式を使用する事で短時間の加熱時間で狙いの温度に到達させることが出来、更に温度ムラを低減できる等の利点がある。結果として、図２の加熱方式と比較して感光体の寿命回復を短時間で達成できる利点がある。加熱方法は感光体（１０１）の近傍にはコイル（２０２）が設けられ、コイル（２０２）に通電することによって発生する磁力線により感光体ドラム（１０１）に渦電流が生じ、感光体（１０１）の電気抵抗に応じて発熱する。実際には、感光体（１０１）の素材にアルミを用いる場合が多い為、低い周波数では発熱せず、６０KHzの高周波電流を流すことで素材の表面に電流を流して電気抵抗を高め、感光体と共振回路を形成し加熱する。
図示はしていないが図２、図３以外の加熱手段、感光体の外側を加熱する手段を設けても良い。
また、これらの加熱を繰り返すことによっても感光体が回復しない場合は表面を表面の劣化物質を強制的に研磨して除去することで回復させることができ、その結果、更に寿命を延ばすことも出来る。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、これら実施例は、本発明についての理解を助けるためのものであって、本発明を限定するためのものではない。

（実施例１）
次に実際のマシンで測定された画像濃度データの一例を示す。
現在、市販されているリコー製ＩｍａｇｉｏMP2550を画像濃度測定及び感光体加熱制御が可能になるように改造し、評価を行った。感光体は、機械的耐久性を上げる目的で、表面保護層（特開２００５−０９９６８８号公報）を設けた物を使用した。
まず第１に使用していない初期状態の感光体を図２の加熱手段により温度を変化させ、感光体上に形成されたトナー像の画像濃度を測定した。感光体の温度を通常時（３５℃）（（＊条件１））、５０℃及び８０℃として測定した結果、５０℃の場合、通常時の画像濃度に対して、０．９８倍となり、８０℃の場合は、通常時の０．９６倍となった。
次にＡ４横で、５０Ｋ枚通紙した後、通常使用時には、異常画像は発生していなかったが、温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１）と比較して温度を５０℃にした場合、０．８０倍、温度を８０℃にした場合、０．７４倍となり異常画像となった。加熱した場合より劣化度の検出の能力が低いことがわかる。この時通常温度では０．８３倍であった。さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７３倍（０．７５倍以下が異常）となり異常画像が発生した。このように５０Ｋ枚通紙時の温度変化による画像濃度を測定することにより、５５Ｋ枚通紙時に発生する異常画像を予測することが可能である。つまり、定期的に感光体を加熱して画像濃度を確認することで感光体の劣化度を予測できる。
参考のため、この結果を図９に示す。この例の場合、通常時（３５℃）、５０℃及び８０℃の各グラフ共に、トナー像濃度の変化と通紙枚数との関係は、通紙枚数の増加に伴って直線的に濃度変化するのではなく、曲線的に変化することが分かる。予測のため、予め変化を実際に測定する意義はこの点からも理解される。
温度変化による画像濃度は、実際には、感光体の構成、プロセス条件、マシン条件によりそれぞれ固有の閾値を有し、マシンごとに発生予測閾値が変化する。上記値は、あくまでも一例であり、他のマシン及びプロセスが異なった場合は、個々に測定が必要であるが同一の傾向を示すため、一度条件を設定すればどのマシンでも劣化度を予測できる。

（実施例２）
次に５０Ｋ枚通紙後の感光体を８０℃の温度で加温を３００ｓ間実施した。温度が８０℃になるまで要した時間は１２５ｓであった。この時の画像濃度は温度が通常時、５０℃及び８０℃として測定した結果、通常温度の場合、初期の通常時（条件１）の画像濃度に対して、０．９０倍となり、５０℃の場合は０．８７倍、８０℃の場合は、通常時の０．８１倍となり感光体を更に使用できるようにまで回復した。この処理の後、Ａ４横で、２０Ｋ枚通紙した後、通常使用時に及び温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１）と比較して温度を５０℃にした場合、０．７９倍、温度を８０℃にした場合、０．７４倍となり異常画像となった。この後、さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７３倍（０．７５倍以下が異常）となり異常画像が発生した。つまり、８０℃での画像濃度が０．７５倍で、あと５Ｋ枚では通常使用温度で異常画像が発生することが確認できた。

（実施例３）
実施例２の加熱方式を図３に変更した以外は同様に実施した。その時、温度が８０℃になるまで要した時間は２５ｓであった。この時の画像濃度は温度が通常時、５０℃及び８０℃として測定した結果、通常温度の場合、初期の通常時（条件１）の画像濃度に対して、０．９０倍となり、５０℃の場合は０．８７倍、８０℃の場合は、通常時の０．８１倍となり感光体を更に使用できるようにまで回復した。この処理の後、Ａ４横で、２０Ｋ枚通紙した後、通常使用時に及び温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１）と比較して温度を５０℃にした場合、０．７９倍、温度を８０℃にした場合、０．７４倍となり異常画像となった。この後、さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７３倍（０．７５倍以下が異常）となり異常画像が発生した。つまり、８０℃での画像濃度が０．７５倍で、あと５Ｋ枚では通常使用温度で異常画像が発生することが確認できた。このことより、実施例２の効果と同じである事が確認できたが温度が８０℃までになる時間が短い効果が図２の場合と比較してある。

（実施例４）
実施例２の加熱時間５００ｓに変更した以外は同様に実施した。この時の画像濃度は温度が通常時、５０℃及び８０℃として測定した結果、通常温度の場合、初期の通常時（条件 １)の画像濃度に対して、０．９３倍となり、５０℃の場合は０．９０倍、８０℃の場合は、通常時の０．８４倍となり感光体を更に使用できるようにまで回復した。この処理の後、Ａ４横で、３０Ｋ枚通紙した後、通常使用時に及び温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１)と比較して温度を５０℃にした場合、０．７８倍、温度を８０℃にした場合、０．７５倍となり異常画像となった。この後、さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７３倍（０．７５倍以下が異常）となり異常画像が発生した。つまり、８０℃での画像濃度が０．７５倍以下で、あと５Ｋ枚では通常使用温度で異常画像が発生することが確認できた。実施例２と比較して加熱時間を長くすることで寿命を長くできることが確認できた。

（実施例５）
実施例２の加熱温度を６５℃に変更した以外は同様に実施した。この時の画像濃度は温度が通常時、５０℃及び８０℃として測定した結果、通常温度の場合、初期の通常時（条件１）の画像濃度に対して、０．８９倍となり、５０℃の場合は０．８４倍、８０℃の場合は、通常時の０．７９倍となり感光体を更に使用できるようにまで回復した。この処理の後、Ａ４横で、１３Ｋ枚通紙した後、通常使用時に及び温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１）と比較して温度を５０℃にした場合、０．７９倍、温度を８０℃にした場合、０．７４倍となり異常画像となった。この後、さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７４倍（０．７５倍以下が異常)となり異常画像が発生した。つまり、８０℃での画像濃度が０．７５倍以下で、あと５Ｋ枚では通常使用温度で異常画像が発生することが確認できた。実施例２と比較して加熱温度を低くすることで寿命が短くなることが確認できた。

（実施例６）
実施例２の寿命確認後、感光体表面を０．３μｍ研磨を実施した。この時の画像濃度は温度が通常時、５０℃及び８０℃として測定した結果、通常温度の場合、初期の通常時（条件１）の画像濃度に対して、０．８７倍となり、５０℃の場合は０．８１倍、８０℃の場合は、通常時の０．７９倍となり感光体を更に使用できるようにまで回復した。この処理の後、Ａ４横で、１０Ｋ枚通紙した後、通常使用時に及び温度を５０℃にした場合、異常画像が発生しなかったが、温度を８０℃にした場合、異常画像が発生した。そして同様な画像濃度測定を行ったところ、使用していない初期状態（条件１）と比較して温度を５０℃にした場合、０．７８倍、温度を８０℃にした場合、０．７４倍となり異常画像となった。この後、さらに５Ｋ枚通紙した後、通常使用時において画像濃度０．７３倍（０．７５倍以下が異常）となり異常画像が発生した。つまり、８０℃での画像濃度が０．７５倍以下で、あと５Ｋ枚では通常使用温度で異常画像が発生することが確認できた。実施例２と比較して研磨することで更に寿命が長くなる事が確認できた。

上記のように加熱温度、時間を変化させると回復枚数が変化することが確認できた。また図３の加熱方式を用いると温度の到達時間が短くて済むため全加熱時間も短くなる。更に、感光体の加熱によって感光体が充分な回復が達成できない場合でも、感光体の表面の研磨を実施することで感光体を回復させることができることが確認された。

尚、実施例１〜６はいずれの場合も感光体の寿命前５Ｋ枚を確認した場合、報知が実施されている。上記の流れを判りやすくする為に、実際に実施されている形態（フロー）を用いて説明する。今回の実施例の場合は寿命前５Ｋ枚であるが、この方法を使用すればいかなる場合の残寿命も予測できる。本実施例で例えば寿命前３Ｋ枚の場合は８０℃で通常時の０．７１倍、寿命前１０Ｋ枚の場合は８０℃で通常時の０．７９倍で寿命までの予測が可能となる。但し、これらの予測は事前に各条件下での確認が必要となり、開発段階での検証が必要となる。

図４は本発明における形態の一例を示す。（前記（１）項に記載の算出方法に相当）
感光体を含む画像形成装置を使用開始する。まずＳ１で通常時の画像濃度を測定し、次にＳ２で通常温度より高い温度で画像濃度測定を行う。その結果を基づき、Ｓ３で通常時と高い温度での画像濃度比を求め、Ｓ４でデータを蓄積する。そしてＳ１に戻り、そのフローを繰り返す。

図５に本発明における形態の一例を示す。（前記（２）項に記載の画像形成装置に相当）
感光体を含む画像形成装置を使用開始する。まずＳ１で通常時の画像濃度を測定し、次にＳ２で通常温度より高い温度で画像濃度測定を行う。その結果を基づき、Ｓ３で通常時と高い温度での画像濃度比を求め、Ｓ４でデータを蓄積する。その蓄積データを下に、Ｓ５で異常画像発生時期を予測する。そしてＳ１に戻り、そのフローを繰り返す。

図６に本発明における形態の一例を示す。（前記（３）項、（４）項、（５）項に記載の画像形成装置に相当）
画像形成装置の使用開始後、図５と同様にしてＳ１〜Ｓ５のプロセスを実施し、画像欠陥発生時期（故障寿命）を予測する。次いでＳ６にて、感光体の劣化度により寿命の判断をする。ここで判定が寿命有りの場合にはＳ１に戻り本フローを繰り返し実施する。寿命無しの場合は、感光体の加熱処理を実施する。その後、Ｓ１に戻り本フローを繰り返し実施する。

図７に本発明における形態の一例を示す。（前記（６）項に記載の画像形成装置に相当）
図６と同様にしてＳ１〜Ｓ７のプロセスを実施し、Ｓ８で加熱による回復処理を実施した感光体のプロセスをＳ８で実施する。Ｓ９にて感光体の劣化度により寿命の判断をする。ここで判定が寿命有りの場合にはＳ１に戻り本フローを繰り返し実施する。寿命無しの場合は、感光体の研磨処理を実施する。その後、Ｓ１に戻り本フローを繰り返し実施する。

図８に本発明における形態の一例を示す。（前記（７）項に記載の画像形成装置に相当）
図７で感光体表面の研磨を実施してもＳ１２で交換時期(寿命寸前)と判断された場合はＳ１３に進み感光体の寿命寸前を予測して報知して交換する。

これまで本発明を実施例及び図面に示した形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した形態に限定されるものではなく、他の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。また、本発明を適用可能な電子写真方式を用いた画像形成装置の一例としては、複写装置、ファクシミリ、プリンタ及びこれらを包括したデジタル複合機が挙げられる。これらの画像形成装置の構成の一形態であるプロセスカートリッジとして搭載してもよい。また、本発明はタンデムフルカラーの画像形成装置にも適用することが可能である。この場合、複数の感光体を用いているため、それぞれの感光体に独立して前述の画像濃度検知手段及び必要に応じて設けられる一連の装置を設ける必要があるが、それぞれの機構は前述のとおりで、用いられる感光体の個数に応じで具備すればよい。

以上のように本発明の適用可能な範囲はこれまでに公知の電子写真方式を適用した感光体を用いることによって成立している画像形成装置においてほとんど全てであり、帯電方式や用いられるトナーを含む現像方式、転写方式などは公知のいずれの方式にも適用可能である。

１０１ 感光体
１０２ 帯電手段
１０３ 露光手段
１０４ 現像手段
１０５ 画像濃度検知手段
１０６ 転写手段
１０７ クリーニング手段
１０８ 研磨手段
１０９ 加熱手段
２０１ ドラムヒータ
２０２ コイル

特開２００５−１９６１０６号公報 特開２００３−０５７８５５号公報 特開２００３−１２２２２２号公報 特開２００４−０２９０５９号公報 特開２００７−２３３０４９号公報 特開２００３−３１６２３８号公報 特開２００５−２３４３３６号公報 特開２００５−１７８７４号公報

Claims (7)

1. （Ａ）加熱して感光体の温度を変化させる前の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、（Ｂ）加熱して感光体の温度を変化させた後の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、前記（Ａ）と（Ｂ）との画像濃度の変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出することを特徴とする感光体の劣化度算出方法。
2. 少なくとも感光体と前記感光体表面上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成装置において、更に、感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、該感光体を加熱する加熱手段とを有し、（Ａ）加熱して感光体の温度を変化させる前の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、（Ｂ）加熱して感光体の温度を変化させた後の感光体表面上に静電潜像を形成し、該感光体表面上の静電潜像を現像してトナー像を形成して、該感光体表面上のトナー像の画像濃度を測定し、前記（Ａ）と（Ｂ）との画像濃度の変化の度合いに基づいて感光体の劣化度を算出して、前記画像濃度データ及び／又は劣化度データを蓄積し、蓄積された感光体の画像濃度データ及び／又は劣化度データから異常画像の発生を予測することを特徴とする画像形成装置。
3. 劣化度のデータに基づいて、該感光体を加熱することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 感光体の劣化度データから、加熱温度、加熱時間を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 感光体を加熱させる加熱手段が電磁誘導加熱方式を用いて実施することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 更に、該感光体表面の研磨機構を有し、前記蓄積されたデータ又は前記劣化度のデータに基づいて、該感光体表面の研磨を行うことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記蓄積された値のデータ又は前記劣化度のデータに基づいて、該感光体の寿命を予測し、報知することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

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