JP2018060036A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体を長く使用することが求められていた。
【解決手段】 比較部を有する画像形成装置であって、
前記比較部は、記録材の幅に係わる情報と、感光体の駆動時間に係わる情報と、帯電部材に電圧が印加される帯電電圧の印加時間に係わる情報と、現像剤像を記録材に転写する際の転写に係わる情報と、をもとに、感光体の膜厚情報を予測し、予測された膜厚情報と閾値とを比較する画像形成装置を提供するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感光層の膜厚を閾値と比較する比較部を有する画像形成装置に関する。ここで、画像形成装置とは、記録材に画像を形成する装置をいう。また、画像形成装置には、プロセスカートリッジなどのカートリッジが着脱可能な構成でもよい。ここで、プロセスカートリッジとは、少なくとも感光体などの像担持体を有するものをいう。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体として感光体が用いられている。この感光体は、低価格及び高生産性の観点から、光導電性物質（電荷発生物質や電荷輸送物質）に有機材料を用いた感光層を用いるものが普及している。感光層としては、高感度及び材料設計の多様性の観点から、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を積層してなる積層型感光層が主流である。

また、感光体のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことが可能になるプロセスカートリッジ方式が知られている。プロセスカートリッジ方式とは、感光体とこの感光体に現像剤像を形成するためのプロセス手段とを一体化した方式である。この一体化したプロセスカートリッジを画像形成装置の装置本体に対してユーザー自身で着脱できる構成になっている。さらに、プロセスカートリッジだけでなく現像カートリッジやトナーカートリッジを画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な構成にするカートリッジ方式もある。これら方式を採用することにより、例えば、トナーが無くなったときや、ドラムが寿命に達した時にユーザー自身でカートリッジを交換することで、再び画像形成することができる。

カートリッジ方式の画像形成装置では、例えば、感光体や現像剤など消耗品が寿命に達したことをユーザーに報知し、適当な時期にユーザーがカートリッジを交換できるようにする必要がある。感光体の寿命は、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層（ＣＴ層）が削れた後に残る膜厚量で決定する場合が多い。

画像形成プロセスにおいて、感光体には、帯電装置による放電、転写装置による放電、クリーニングブレードによる掻き取り等による電気的・機械的外力が加わっている。その結果、電荷輸送層（ＣＴ層）は摩耗し削れが発生する。

これまで、画像形成装置の装置本体に電荷輸送層（ＣＴ層）の削れ量を予測し、削れムラやカブリ等の影響で画像レベルが低下しない範囲で感光体の寿命を決定する種々の提案がなされている。

こうした提案の中で、特許文献１には、感光体への帯電手段の印加時間や現像手段の印加時間を積算した積算値から、寿命を判断する手段が開示されている。また、特許文献２には、ドラムの複数位置での膜厚を算出することで寿命を判定する手段が開示されている（特許文献２）。

特開平８−１８５０９４号公報 特開２０１４−０１６５３９号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された構成においては、例えば、記録材の短手端部に対応した感光体の長手位置で発生する感光層の削れ量については考慮されていなかった。例えば、記録材Ｐを介して感光体と接触してトナー像を転写する転写装置を用いた場合、転写の際に記録材が感光体と転写装置との間の転写ニップ内に入る。転写ニップ内に記録材Ｐがある状態で転写電圧が印加されていると、記録材Ｐの短手端部に形成される微小なギャップで転写電圧による放電が発生する。この放電によって、記録材の短手端部と対応した感光体の長手位置で、多くの感光層の削れが発生する。このため、サイズが異なる記録材を印刷すると、感光層が多く削れる位置が感光体の長手位置で異なる。

よって、同一のサイズの記録材を印刷し続けた場合と、複数の異なるサイズの記録材を印刷した場合とでは、感光体の長手位置で最小の感光層の膜厚が異なる。複数の異なるサイズの記録材を印刷した場合の方が、転写装置による放電がドラムの長手位置で分散する。このため、感光体の長手位置で最小の感光層の膜厚は、同一サイズの記録材を印刷し続ける場合の最小膜厚と比べて厚さが厚い。従来の画像形成装置においては、同一のサイズの記録材を印刷し続けた場合を想定して感光体の寿命を判定していたため、複数の異なるサイズの記録材を印刷した場合には、感光体の寿命と判定した後も一定期間感光体が使用可能であることがあった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザーが使用する記録材のサイズ（幅や種類など）を考慮して、感光層の膜厚をより精度よく予測することにある。これにより、より感光体を長く使用することができる画像形成装置を提供することができる。

記録材に画像を形成するための画像形成装置であって、
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、
前記感光体上の現像剤像を記録材に転写する転写部材と、
記録材の幅を検出する検出部と、
前記感光層の膜厚に係わる膜厚情報と感光層の膜厚に係わる閾値とを比較する比較部と、を有し、
前記比較部は、前記記録材の幅に係わる情報と、前記感光体の駆動時間に係わる情報と、前記帯電部材に電圧が印加される帯電電圧の印加時間に係わる情報と、現像剤像を前記記録材に転写する際の転写に係わる情報と、をもとに、前記膜厚情報を予測し、予測された前記膜厚情報と前記閾値とを比較する画像形成装置を提供するものである。

上記構成により、記録材のサイズ（幅や種類など）を考慮することにより、感光層の膜厚をより精度よく予測し、より感光体を長く使用することができる。

本発明の第一の実施例に係るフローチャート 本発明に係る画像形成装置の断面図 本発明に係る画像形成装置のブロック図 本発明に係る給紙カセットの模式図 本発明に係る転写ニップの長手方向の断面模式図 本発明に係る連続プリント４枚の動作時のシーケンスチャート 本発明に係る印刷時間に対する膜厚推移の例 本発明の第二の実施例に係るフローチャート 本発明の第三の実施例に係るフローチャート

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（画像形成装置の概略）
まず、画像形成装置の概略について、図面を用いて説明する。図２は、画像形成装置の断面図である。図３は、画像形成装置のブロック図である。

図２は、感光ドラム２０などの像担持体の軸線、現像ローラ３０などの現像剤担持体の軸線、帯電ローラ２１などの帯電部材の軸線に交差（例えば、垂直）している断面になる。また、本明細書では、図２のカートリッジＣＲを取り出す開閉部材（ドア）が設けられている側を前方（またはドア側）といい、逆側を後方と言う。本発明に係わる紙やはがきなどの記録材の長手方向は、図２の図面に対して左右方向に配置される装置構成になっている。このため、記録材が感光体と対向する位置にある場合に、感光体の長手方向（軸線）と記録材の長手方向は交差する位置関係にある。具体的には垂直な関係にある。別の観点から見ると、感光体の長手方向（軸線）と記録材の短手方向は平行の関係になる。

本実施例では、感光体と記録材の配置は上述のような関係になっているが、これに限定されるものではない。例えば、記録材が感光体と対向する位置にある場合に、感光体の長手方向と記録材の短手方向が交差する位置関係でもよい。具体的には垂直な関係である。別の観点から見ると、感光体の長手方向と記録材の長手方向は平行の関係になる。

本実施例では、記録材の搬送方向が記録材の長手方向にもなっているが、記録材の搬送方向が記録材の短手方向でもよい。

図２の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いたカートリッジ方式のレーザビームプリンタである。図２のカートリッジは、像担持体であり感光体でもある感光ドラム（以下、ドラムという。）を有するプロセスカートリッジである。このプロセスカートリッジは、感光体であるドラムの他に、帯電部材である帯電ローラ２０、現像剤担持体である現像ローラ３０、クリーニング装置であるクリーニングブレード２２と残トナーを収容する収容器とを有する。さらに、このプロセスカートリッジは、シート部材３３ａと回転軸３３ｂとを有する現像剤搬送部材３３と、ドラムの初期膜厚やカートリッジの製造番号などの情報を記憶した記憶部材Ｍを備えている。

本実施例では、このプロセスカートリッジを用いた画像形成装置について述べるが、この画像形成装置に限定されるものではない。例えば、カートリッジは、プロセスカートリッジでなく、トナーを収容するトナーカートリッジや、現像ローラなどの現像剤担持体を有する現像カートリッジでもよい。また、感光ドラムなどの感光体を有するドラムカートリッジでもよい。ドラムカートリッジと現像カートリッジとが装置本体にそれぞれ単独で着脱可能なカートリッジでもよい。

さらに、本明細書では、図２に示すように１個のプロセスカートリッジが画像形成装置の装置本体に着脱可能な構成について述べるが、複数のプロセスカートリッジが着脱可能な構成でもよい。例えば、フルカラーのレーザビームプリンタのように４つのプロセスカートリッジを備える画像形成装置にも本発明は応用可能である。

画像形成装置１は、パソコン、イメージリーダ等のホスト装置２００とラン接続され、ホスト装置２００からＣＰＵなどの制御部１０１に入力する電気的な画像情報に基づいてシート状の記録材Ｐに対して画像形成動作を実行する。

ＣＰＵなどの制御部１０１は、ホスト装置２００や表示部１０２との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

本実施例のカートリッジＣＲは、回転可能なドラム２０、ドラム２０に作用する電子写真プロセス手段を有する。プロセス手段としては、帯電部材である帯電ローラ２１、クリーニング装置の一部であるクリーンングブレード２２を有する。さらに、プロセス手段として、現像部材である現像スリーブ３０、磁性体であるマグネットローラ３１を有し、これらを一体的にカートリッジ化している。カートリッジＣＲは、装置本体１Ａに対して開閉部材である本体ドア１０５を１点鎖線示のように開いて装置本体１Ａの内部を大きく開放することで、装着及び取外し可能としている。

カートリッジＣＲを十分に挿入すると、カートリッジＣＲは所定の装着位置に保持されて、ドラム２０は、露光装置１００からのレーザーＬが照射可能な位置に装着される。また、ドラム２０の下面は、転写部材である転写ローラ４に対向する状態に設定される。そして、本体ドア１０５を閉じることで、カートリッジＣＲは装置本体１Ａの内部に装着される。

装置本体１Ａにはドアスイッチ１０７（安全スイッチ、キルスイッチ）が配設されている。ドアスイッチ１０７は、開閉部材である本体ドア１０５が開かれるとＯＦＦし閉じられるとＯＮする。

カートリッジＣＲが装置本体１Ａの所定の位置に装着され、本体ドア１０５が閉じられた状態で、装置本体内部のカートリッジＣＲは装置本体側と機械的、電気的に結合した状態になる。すなわち、カートリッジＣＲ側の被駆動部材（ドラム２０、現像スリーブ３０等）が装置本体１側の駆動機構とカートリッジＣＲのカップリングなどの駆動受け部を介して駆動可能状態になる。また、カートリッジＣＲ側の記憶部材たる不揮発性メモリＭが装置本体１側の制御部１０１と電気的に連絡状態になる。また、カートリッジＣＲ側の帯電ローラ２１や現像スリーブ３０に対して装置本体１Ａ側の電源トランスである帯電電圧印加部１２０、現像電圧印加部１３０から所定の電圧を印加することが可能となる。

装置本体１Ａは、メイン電源スイッチ１０６が投入（電源ＯＮ）され、カートリッジＣＲが装着され、本体ドア１０５が閉じられドアスイッチ１０７がＯＮである状態において、画像形成動作が可能な待機状態（スタンバイ状態）となる。

この待機状態において、ホスト装置２００から制御回路部などの制御部１０１にプリントすべき電気的な画像情報（印刷ジョブの信号を含む）が入力されると、制御部１０１は、入力画像情報を制御部内の画像処理部１０１ｆで処理する。処理された信号は、画像形成開始信号（プリントスタート信号）後の画像形成プロセスで実行される。即ち、装置本体側の駆動モータが起動され、カートリッジＣＲの駆動受け部を介してドラム２０が所定の速度（プロセススピード）にて回転駆動される。本実施例のドラム２０のプロセススピードは１５０ｍｍ／ｓである。本実施例では、ドラムの駆動時間は、制御部１０１から駆動開始信号が送信された時間から駆動停止信号が送信された時間を駆動時間としている。

本実施例において、ドラム２０は、回転ドラム型の電子写真感光体である。
ドラム２０は導電性のシリンダの上に下引き層、中間層、電荷発生層、電荷輸送層（以下、ＣＴ層という。）を形成した積層型のドラム２０を用いた。本実施例では、アルミシリンダ上に導電層約３０μｍ、中間層と電荷発生層で約１μｍ、ＣＴ層２０μｍが積層されて構成されている。また、ＣＴ層としてはポリカーボネートを用いた。本明細書においては、このドラムを使用するため、ＣＴ層の初期膜厚は２０μｍに設定している。本実施例では、初期膜厚２０μｍを最初の感光層の膜厚に係わる膜厚情報として用いているが、これに限定されない。例えば、「２０」というデータ値や「２０×１０^−９」のデータ値など膜厚情報として用いてもよい。

回転駆動されたドラム２０は、その表面が帯電部材である帯電ローラ２１により所定の極性、電位に一様に帯電される。本実施例では、帯電ローラ２１には、帯電電圧印加部１２０によって、所定のＤＣ電圧である帯電バイアスが印加される。本実施例においては、ＤＣ：−１１００Ｖの帯電電圧を印加し、ドラム２０表面を−５００Ｖに帯電した。帯電ローラ２１に印加する帯電バイアスはＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた帯電電圧でもよい。また、帯電部材は、非接触帯電方式であるコロナ帯電器であっても良い。

ドラム２０の帯電処理面に対して、露光装置１００よりレーザー走査露光がなされる。レーザー走査露光がされると、レーザー光Ｌがドラム２０に入光して、静電潜像（静電像）がドラム２０表面に形成される。その感光体上の静電潜像（静電像）が現像スリーブ３０上のトナーＴによってトナー像として現像される。本実施例においては、トナーＴが付着すべき画像部を露光するイメージ露光により静電潜像を形成している。そして、負帯電磁性１成分トナー（ネガトナー）を用いたジャンピング現像方式で露光により形成された静電潜像を反転現像している。本実施例では現像剤として負帯電磁性１成分トナーを用いているが、これに限定されず、構成によっては正帯電でも、非磁性でもよく、１成分でなく２成分でもよい。現像剤が２成分の場合は、現像剤にトナーとキャリアが含まれる。

現像スリーブ３０はドラム２０と所定の間隔をもって対向配置され、所定の速度で回転駆動される。マグネットローラ３１は、現像スリーブ３０に内包されて固定配置される。現像ブレード３２は弾性部材であり、現像スリーブ８２に対して弾性に抗して撓められ接触配置される。搬送部材３３は現像スリーブ８２の回転に連動して所定の速度で回転して、現像容器３４内のトナーＴを撹拌すると共に現像スリーブ３０にトナーＴを供給搬送する。

マグネットローラ３１の磁力によりトナーＴが磁気的に現像スリーブ３０の表面に担持され、現像ブレード３１によってトナーＴにより形成される層が所定の層厚となりドラム２０と対向する現像領域に搬送される。

現像スリーブ３０には装置本体１Ａに設けられた現像電圧印加部１３０によって所定の現像バイアスが印加されることにより、ドラム２０上に形成された静電潜像を現像する。本実施例において、現像バイアスである現像電圧は、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた電圧（ＤＣ：−３５０Ｖ、ＡＣ：１．６ｋＶ）を用いた。

一方、制御部１０１は、所定の制御タイミングにて給送ローラ６１を回転駆動する。これにより給紙カセット６内に積載収容させてある記録材Ｐが給送される。分離ローラ６２は、給紙ローラ６１と対に配置され記録材Ｐを１枚分離する。１枚分離された記録材Ｐは記録材Ｐ端部センサ１０３を通って、ドラム２０と転写ローラ４との当接部である転写ニップに導入される。

給紙カセット６には、給紙カセット６にセットされた記録材Ｐの短手幅を装置本体１Ａに検出させるための短手幅被検出部材６４が設けられている。給紙カセット６が装置本体１Ａに装着されると、記録材の短手幅に合わせて規制部材が動き、その動きに合わせて短手幅被検出部材６４が動く。この動きを装置本体１に設けられた短手幅検出部材６５によって検出することにより記録材Ｐの短手方向の幅が検出される。この検出された幅が記録材の幅に係わる情報となる。この記録材の幅に係わる情報は、直接的な幅のデータでなくとも関連する情報であればよい。例えば、短手幅検出部材６５で検出された信号をもとに、Ａ４サイズやＡ５サイズなどの紙種の情報に変換された情報も記録材の幅に係わる情報として用いられる。

記録材Ｐ端部センサ１０３（以下、センサという）は、記録材Ｐが通過開始時にＯＮされ、記録材Ｐが通過終了時にＯＦＦされる。このトップセンサ１０３の信号は制御部１０１に送られて、帯電電圧、現像電圧、転写電圧のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが制御される。また、センサ１０３のＯＮ時やＯＦＦ時は制御部１０１によって検出可能である。このため、このセンサ１０３のＯＮ時とＯＦＦ時の時間を記録材Ｐが転写ニップを通過した通過時間と同等な時間とすることができる。本実施例では、記録材Ｐがセンサ１０３を通過した時間は、記録材Ｐの長手方向の幅（長さ）に相当する。本実施例では、記録材Ｐの長手方向が記録材Ｐの搬送方向でもある。もちろん記録材Ｐの短手方向が記録材Ｐの搬送方向になるような画像形成装置にも応用可能である。

制御部１０１は、センサ１０３のＯＮ時間のみならず、帯電電圧、現像電圧、転写電圧のＯＮ時間が検出可能である。また、検出した時間はカートリッジＣＲの記憶部材に記憶させることが可能である。本実施例では、カートリッジＣＲに記録部材が設けてあり、カートリッジＣＲを装置本体から抜き出した場合に、カートリッジＣＲとともに装置本体から抜き出される。または、装置本体１ＡにカートリッジＣＲと別に記憶部材を設けている構成でもよい。

記録材Ｐはドラム２０上の現像剤像であるトナー像と同期がとられて転写ニップに搬送される。記録材Ｐが転写ニップに入る時をセンサで検出している。検出された記録材Ｐが転写ニップで挟持搬送されていく過程において、転写電圧印加部１４０からトナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の所定電位の転写電圧が転写ローラに印加される。これにより、感光体上であるドラム２０表面上のトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電転写されていく。本実施例における転写部材である転写ローラ４は、導電性の芯金に導電性のゴム部材を施したものを用いた。導電性のゴム部材を用いることで、ゴムの弾性によって、ドラム２０の長手方向に均一な圧がかかるため、良好な転写性を得ることができる。また、転写電圧はＤＣ電圧を用いた。本実施例における転写電圧の詳細は後述する。

転写ニップを出た記録材Ｐはドラム２０の表面から分離されて搬送装置を通って定着装置５へ導入される。定着装置５へ導入された記録材Ｐは加熱、加圧されて、未定着のトナー像が固着画像として記録材の表面に定着される。そして、排紙ローラ１０６によって、装置外に排出される。

一方、記録材Ｐが分離された後のドラム２０の表面は、クリーニングブレード２２により転写残トナーや紙粉等の残留付着物が除去され、繰り返して作像（画像形成）に供される。

図４は、給紙カセット６の模式図である。

給紙カセット６には、種々の記録材Ｐがセット可能である。本実施例の画像形成装置においては、説明を簡易にするためＡ４サイズ、Ａ５サイズ、はがきサイズの記録材がセット可能とした。当然３種類（Ａ４、Ａ５、はがき）に限定されるものではなく、４種類でも５種類以上でもよく複数あればよい。

図４（ａ）は、Ａ４サイズの記録材Ｐを給紙カセット６にセットした状態である。図４（ｂ）は、Ａ５サイズの記録材Ｐを給紙カセット６にセットした状態である。図４（ｃ）は、はがきサイズの記録材Ｐを給紙カセット６にセットした状態である。

記録材規制部材（横）（６３ａ、６３ｂ）、記録材規制部材（縦）６６は、ユーザーが記録材Ｐを給紙カセット６にセットする際に移動させる。短手幅被検出部材６４は、記録材規制部材（横）６３ａと同期して移動する。そして、装置本体１Ａに給紙カセット６が装着された際に、装置本体１Ａに設けられた短手幅検出部材６５によって短手幅被検出部材６４の位置を検出して、対応する記録材Ｐの短手幅が検出される。本実施例では、記録材Ｐの長手方向の幅（長さ）が、ドラム駆動時間、帯電電圧印加時間、転写電圧印加時間などと関連がある。このため、記録材Ｐの短手方向の幅を検出した後に、それに対応した記録材Ｐの種類を特定し、記録材Ｐの長手方向の幅（長さ）に関連する情報に変換する。そして、記録材Ｐの長手方向の幅をもとに、各種時間を算出し、現在膜厚を算出し、比較部で閾値と比較を行い、寿命や余命の判断を行う。

ただし、これに限らず記録材Ｐの短手方向の幅をドラム駆動時間や帯電電圧印加時間に関連する情報に変換するテーブルを制御部（制御部内の記憶部１０１ｄ）や記録部材が保有している構成でもよい。いずれにしても、記録材Ｐの短手方向の幅を感光体のＣＴ層の削れに関連する情報に変換して、各種制御を行う。

また記録材Ｐは長手方向に中央基準でセットされる。

本明細書では、感光体の膜厚を精度よく検出するために、記録材の幅に係わる情報を考慮する。また、感光体の駆動時間に係わる情報、前記帯電部材に電圧が印加される帯電電圧の印加時間に係わる情報、現像剤像を前記記録材に転写する際の転写に係わる情報とも考慮する。

ここで、記録材の幅に係わる情報は、（ｉ）記録材Ｐの実際の幅の長さの数値情報や（ｉｉ）Ａ４、Ａ５、はがきなどの記録材Ｐの種類に関する情報でもよい。感光体の駆動時間に係わる情報は、（ｉ）感光体の駆動時間、（ｉｉ）制御部が感光体に駆動信号を送信した時から駆動停止信号を送信した時までの時間などがある。さらに、感光体の駆動時間に係わる情報としては、（ｉｉｉ）感光体の走行距離を用いてもよい。本実施例では、これらの時間を計測する時間計測部１０１ｂを制御部内に設けている。ただし、制御部外に時間計測部１０１ｂを設けてもよい。また、帯電部材に電圧が印加される帯電電圧の印加時間に係わる情報は、（ｉ）帯電部材に電圧が印加されている時間、（ｉｉ）帯電電圧を印加するＯＮ・ＯＦＦ信号（クロック信号）の送信タイミングなどがある。
現像剤像を記録材に転写する際の転写に係わる情報は、（ｉ）後述するセンサでのＯＮからＯＦＦまでの時間、（ｉｉ）転写電圧の印加時間などがある。

ドラム２０の寿命や余命（残寿命）を判断する実施例について、具体的に説明する。

まず、ドラム削れについて説明する。

ドラム２０のＣＴ層は、ドラム２０の回転に伴うクリーニングブレード２２との機械的な摺擦によって徐々に摩耗し削れていく。また、帯電ローラ２１がドラム２０を帯電する際の放電によっても摩耗する。さらに転写部材である転写ローラ４がドラム２０上のトナー像を記録材Ｐに転写する際に発生する放電によっても摩耗する。

以下、転写ローラ４による放電について、図５を参照しながら説明する。

図５は、転写ニップの長手方向の断面模式図である。ドラムの長手方向でもあり、帯電ローラの長手方向でもあり、転写ローラの長手方向でもある。図５（ａ）はＡ４サイズの記録材Ｐが転写ニップを通過する際の断面模式図である。図５（ｂ）はＡ５サイズの記録材Ｐが転写ニップを通過する際の断面模式図である。

本実施例の転写ローラの長手方向の長さは、Ａ４サイズの短手方向の長さよりも長い。帯電ローラ２１の長手方向の長さは、Ａ４サイズの短手方向の長さよりも長い。そして、帯電ローラの長手方向の長さは、転写ローラの長手方向の長さより長く設定されている。帯電ローラ２１の長手方向の長さは、クリーニングブレード２２の長手方向の長さよりも短く設定されている。ドラム２０の長手方向の長さはクリーニングブレードよりも長く設定されている。それぞれの部材の長手方向の関係はこれらに限らないが、転写ローラ４の長さは、セット可能な記録材Ｐの最大幅と等しいか、最大幅より長く設定するのが好適である。本実施例では、記録材Ｐの短手方向の最大幅より長く設定している。

記録材Ｐが転写ニップを通過する際、ドラム２０と転写ローラ４との間には、微小なギャップＧができる。また、転写ローラ４には所定の転写電圧が印加されている。

微小なギャップＧに対する転写ローラ４の電圧が放電開始電圧をこえると、ギャップＧで放電が発生する。このギャップＧでの放電によって、図５（ａ）においてはＡ４サイズ（第１の記録材）の短手方向の端部に対応するドラム２０の領域Ａ（第１領域）が摩耗しやすい。同様に、図５（ｂ）においてはＡ５サイズ（第２の記録材）の短手方向の端部に対応する位置にあるドラム２０の領域Ｂ（第２領域）が摩耗しやすい。さらに、はがきサイズ（第３の記録材）であれば、はがき短手端部に対応する位置にあるドラム２０の領域Ｃ（第３領域）が摩耗しやすい。

本実施例では、はがきサイズの記録材の短手方向の幅（長さ）は、Ａ５サイズの記録材の短手方向の幅（長さ）よりも短く、Ａ５サイズの記録材の短手方向の幅（長さ）は、Ａ４サイズの記録材の短手方向の幅（長さ）より短い。

これに対応して、ドラムの長手方向の端部から中央に向かって、第１領域、第２領域、第３領域がドラムの対応した位置にくる。

つまり、記録材Ｐの短手幅の端部に対応したドラム２０のＣＴ層は、転写ローラ４による放電、帯電ローラ２１による放電、クリーニングブレード２２による摺擦をすべて受けるため摩耗が大きい。特に、転写ローラ４による放電による摩耗が加わる。

言い換えると、ドラム２０のＣＴ層の削れ量は、記録材Ｐの短手幅の端部に対応する領域が最も大きくなる。そして、その削れ量は、記録材Ｐが転写ニップを通過する時間の増加または距離の増加によって増大する。このため、単一のサイズ（種類）の記録材Ｐしか使用しない場合と、短手幅が異なるサイズ（異なる種類）の記録材Ｐを複数使用する場合とでは、特定の領域での最大削れ量が異なる。

つまり、ドラムの長手方向に対応した端部（位置）が異なる記録材Ｐを複数印刷する方が、ドラムの削れが進行しやすい領域をドラムの長手方向で複数に分散されることができる。このため、特定の領域のドラム最大削れ量を小さくすることが可能になる。

続いて、図６を参照しながら、画像形成のシーケンスについて説明する。図６は、Ａ４サイズ紙４枚を連続プリントした動作時のシーケンスチャートを例示している。

ｔ１で画像形成信号（印刷ジョブ）が入力されると、前回転動作（ｔ１〜ｔ２）、画像形成動作（ｔ２〜ｔ３）、後回転動作（ｔ３〜ｔ４）を連続的に行う。

前回転動作は、ドラム２０の表面電位を一定とする準備動作を含む。画像形成信号が入力されると、まず、装置本体Ａ１の駆動モータが起動されて、ドラム２０が所定の速度（プロセススピード）にて回転駆動される。続いて、帯電電圧がＯＮされ帯電ローラに帯電電圧が印加され、その後、転写電圧がＶｏ電圧でＯＮされ、転写ローラに転写電圧が印加される。ここでＶｏ電圧とは、記録材Ｐが転写ニップにないときに印加する電圧であり、転写ローラ４に流れる電流値が所定の一定電流となるように印加する転写電圧である。記録材Ｐが転写ニップにあり、ドラム２０上のトナー像を記録材Ｐに転写する電圧はＶｔとする。それぞれの電圧の大きさの関係は、｜Ｖｔ｜＞｜Ｖｏ｜である。このように転写電圧を制御部（制御部内の電圧制御部）で制御することで装置本体１Ａの置かれた環境（温度、湿度等）の変動や、転写ローラ４の抵抗値の変化に応じて、最適な転写電圧でドラム２０上のトナー像を記録材Ｐに転写することができる。本実施例においては、転写ローラ４に流れる電流値が４μＡとなるように、Ｖｏ電圧を制御した。このときＶｏ電圧はＤＣ：＋０．８〜＋１．２ｋＶ程度、Ｖｔ電圧：＋１．５〜＋４．０ｋＶ程度となる。

前回転動作に続いて画像形成動作を行う。図２において、記録材Ｐが給紙カセット６から搬送され記録材Ｐの先端がセンサ１０３に到達すると、センサ１０３がＯＮされる。センサ１０３のＯＮに連動して、現像電圧、転写電圧ＶｔがＯＮされる。それぞれの電圧は、センサ１０３と現像位置、転写位置との関係、また現像電源印加部１３０、転写電圧印加部１４０の立ち上り特性を考慮して適宜設定された所定のタイミングでＯＮされる。記録材Ｐの後端がセンサ１０３を通過するとセンサがＯＦＦされる。センサ１０３のＯＦＦに連動して、現像電圧がＯＦＦ、転写電圧ＶｔはＶｏになる。プリント信号で指定された枚数分これを繰り返す。図６は４枚連続プリントなので４回繰り返している。

また、センサ１０３のＯＮからＯＦＦまでの時間Ｌｔ１（＝Ｌｔ２＝Ｌｔ３＝Ｌｔ４）は、Ａ４サイズの縦方向（長手方向）の長さ（２９８ｍｍ）を所定のプロセススピードで印字する時間と同等の時間である。また、転写電圧ＶｔがＯＮされている時間であるＴｔ１（＝Ｔｔ２＝Ｔｔ３＝Ｔｔ４）は、転写電圧印加部１４０の立ち上り特性を考慮して設定されるため、Ｌｔ１よりもやや長い時間に設定されることが多い。本実施例においては、Ｔｔ１−Ｌｔ１＝５０ｍｓである。本実施例では、記録材に転写する際の転写に係わる情報として、転写電圧ＶｔのＯＮ時間を用いているが、ＶｏのＯＮ時間も考慮すればより精度がよくなる。ただし、ＶｏのＯＮ時間の影響は、ＶｔのＯＮ時間の影響よりは小さい。

プリント信号で指定された枚数分の画像形成を終えると、後回転動作に移行する。後回転動作において、転写電圧ＶｏがＯＦＦになり、続いて帯電電圧がＯＦＦになる。続いて記録材Ｐが装置外に排出されると、駆動モータが停止されることでドラム２０の駆動がＯＦＦになり、スタンバイ状態となる。

ここでは、Ａ４サイズ４枚の紙を連続プリントすることについて説明したが、異なる枚数（１０枚、１００枚など）のプリント時でも同様である。またＡ４サイズではなく、Ａ５サイズ、或いははがきサイズをプリントした場合は、画像形成動作時のそれぞれのＯＮからＯＦＦまでの時間がそれぞれの紙サイズの長さに応じて短くなる。

続いて、ドラム寿命予測部１０１ｅについて説明する。本実施例のドラム寿命予測部１０１ｅは、制御部１０１内に内蔵されているが、これに限定されず、制御部とは別の場所に設けられていてもよい。ドラム寿命予測部１０１ｅは、記録材Ｐの短手端部に対応する位置にあるドラムＣＴ層の領域の膜厚をそれぞれ算出し、ドラム寿命の予測をする。

ドラム２０のＣＴ層の削れは、ドラム２０の駆動、帯電ローラ２１による放電、そして記録材Ｐの短手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電によって発生する。そのため、ドラム２０の駆動時間、帯電ローラ２１による放電時間、そして記録材Ｐの短手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電時間の増大によって、ＣＴ層の削れは増大する。

本実施例では、それぞれの時間を積算することによって、ＣＴ層の削れ量を算出し、初期膜厚Ｘ（本実施例では２０μｍ）を考慮して、プリント後に残ったＣＴ膜厚である現在膜厚Ｙを算出する。本明細書では現在膜厚を感光層の膜厚に係わる膜厚情報になる。この膜厚情報は、（ｉ）実際の膜厚の数値（例えば、１２×１０^−９）、（ｉｉ）簡易的な膜厚の数値（１２、１２．０００）などを用いることができる。

本実施例においては、時間を積算することで現在膜厚Ｙを算出するが、時間に相当するドラム２０の走行距離を積算してもよい。また初期膜厚ＸはカートリッジＣＲの記憶部材である不揮発性メモリＭに記憶されている。

図６の例において、Ａ４サイズ４枚の連続プリントジョブにおけるそれぞれの積算時間は以下のようになる。

ここで、それぞれの記号を次のように定義しておく。
Ｘ：ＣＴ層の初期膜厚（実施例１では２０μｍ）
Ｚ：ＣＴ層の閾値膜厚、または、ＣＴ層の寿命膜厚（実施例１では８μｍ）
Ｄｔ：ドラム２０の駆動時間
Ｐｔ：帯電電圧印加時間、または、帯電ローラ２１による放電時間
Ｌｔ：センサ１０３のＯＮ時間、または、記録材Ｐの長手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電時間
Ｔｔ：転写電圧Ｖｔの印加時間
Ｙａ：第１の記録材の短手端部に対応したドラム２０の第１領域の現在膜厚
Ｙｂ：第２の記録材の短手端部に対応したドラム２０の第２領域の現在膜厚
Ｙｃ：第３の記録材の短手端部に対応したドラム２０の第３領域の現在膜厚
ここで、記録材Ｐの短手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電時間Ｌｔは、転写電圧Ｖｔの印加時間と相関があるため、転写電圧Ｖｔの印加時間Ｔｔで代用、もしくは換算してもよい。

具体的な積算は、プリント動作に従って、各時間を積算していく。例えばＡ４サイズについて、ｎ回のプリントジョブを終えた後の各時間は、以下のようになる。

（ドラム２０の駆動時間）
Ｄｔ＝Ｄｔ（１）＋Ｄｔ（２）＋・・・＋Ｄｔ（ｎ）
（帯電電圧印加時間）
Ｐｔ＝Ｐｔ（１）＋Ｐｔ（２）＋・・・＋Ｐｔ（ｎ）
（トップセンサ１０３のＯＮ時間）
Ｌｔ＝Ｌｔ（１）＋Ｌｔ（２）＋・・・＋Ｌｔ（ｎ）
（転写電圧Ｖｔの印加時間）
Ｔｔ＝Ｔｔ（１）＋Ｔｔ（２）＋・・・＋Ｔｔ（ｎ）
これらの積算時間から現在膜厚Ｙを算出する。

本実施例では、Ａ４サイズを４回プリントするので、次のようになる。

（ドラム２０の駆動時間）
Ｄｔ＝Ｄｔ（１）＋Ｄｔ（２）＋Ｄｔ（３）＋Ｄｔ（４）
（帯電電圧印加時間）
Ｐｔ＝Ｐｔ（１）＋Ｐｔ（２）＋Ｐｔ（３）＋Ｐｔ（４）
（トップセンサ１０３のＯＮ時間）
Ｌｔ＝Ｌｔ（１）＋Ｌｔ（２）＋Ｌｔ（３）＋Ｌｔ（４）

（転写電圧Ｖｔの印加時間）
Ｔｔ＝Ｔｔ（１）＋Ｔｔ（２）＋Ｔｔ（３）＋Ｔｔ（４）
ただし、図６からも分かるように、ＤｔとＰｔは、前回転動作から画像形成動作を経て後回転動作までＯＮ状態にあるので、ＬｔやＴｔと積算の算出方法が異なる。

前述したように、記録材Ｐの短手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電によるＣＴ層の削れは、記録材ＰがＡ４サイズであった場合は、Ａ４サイズ端でしか発生しない。言い換えると、ドラム２０の長手方向でＡ４サイズの端部の領域でのみこの削れが発生する。他の記録材サイズの記録材Ｐを印刷する場合も同様である。

よって、ドラム２０の長手方向で、記録材Ｐの端部に対応する複数のドラム位置での現在膜厚Ｙを別々に算出する。即ち、記録材Ｐの短手方向の幅を短手幅検出部材６５によって検出し、検出した記録材Ｐの長手方向の幅に対応するドラム駆動時間や帯電電圧印加時間について、Ｄｔ、Ｐｔに加える。さらに、紙ごとに、センサ１０３のＯＮからＯＦＦまで時間や転写電圧印加時間をＬｔやＴｔに積算する。

本実施例においては、ドラムの長手表面にＡ４サイズの端部位置Ａ（第１領域）、Ａ５サイズの端部位置Ｂ（第２領域）、はがきサイズの端部位置Ｃ（第３領域）を有する。そして、それぞれについて、Ａ４サイズの端部位置の現在膜厚Ｙａ、Ａ５サイズの端部位置Ｂの現在膜厚Ｙｂ、はがきサイズの端部位置Ｃの現在膜厚Ｙｃをそれぞれ算出する。

印刷される記録材Ｐのサイズによって、ドラム２０の駆動、帯電ローラ２１による放電、記録材Ｐの長手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電、それぞれについて、ＣＴ層の削れに対する寄与度が異なる。

よって、それぞれについてＣＴ層の削れの寄与度に合わせて係数をかけて現在ＣＴ膜厚Ｙを算出する。また、単位時間あたりのＣＴ層の削れ量をＦとする。具体的には、次のような式になる。

現在膜厚Ｙ＝初期膜厚Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ＋Ｋ３・Ｌｔ）
前述したように、プリントしている記録材Ｐの長手端部位置をセンサで検出してその時間をＬｔとして積算している。このため、上述の式では、現像剤像を記録材に転写する際の転写に係わる情報は、ＬｔまたはＫ３・Ｌｔになる。もちろん、現像剤像を記録材に転写する際の転写に係わる情報が、Ｔｔでもよい。なお、感光体の駆動時間に係わる情報は、ＤｔまたはＫ１・Ｄｔであり、帯電電圧の印加時間に係わる情報は、ＰｔまたはＫ２・Ｐｔになる。

また、現在膜厚Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出するための各係数は、以下のようにあらかじめ設定し、制御部１０１に記憶している。この係数の設定値は、ＣＴ層の材料やカートリッジＣＲの構成、装置本体の構成、シーケンスによって適宜決定される。本実施例では、各係数は次のように設定し検討した。

Ｋ１＝０．２５
Ｋ２＝１．００
Ｋ３＝１．２５
Ｆ＝０．０００３μｍ／ｓｅｃ

現在ＣＴ膜厚Ｙが小さくなってくると、やがて印刷した記録材上にカブリ画像が発生する。これは暗減衰が大きくなり、現像位置においてドラム表面電位が小さくなり、トナーＴが白地部に現像してしまうためである。この暗減衰が発生してしまう膜厚を寿命膜厚Ｚとし、ドラム２０の現像スリーブに対向する位置で１カ所でも寿命膜厚Ｚに到達した際に、ドラム２０の寿命として表示部１０２に表示しユーザーに報知する。即ち、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃのいずれかが寿命膜厚Ｚと等しいか小さくなった際にドラム寿命として、ユーザーに報知し、カートリッジＣＲの交換を促す。本実施例では、寿命膜厚Ｚとしているが、あくまでカートリッジＣＲの交換を促す閾値を設定しているだけである。より良い印刷画像を提供できるように、上述の寿命膜厚Ｚよりも少し厚めに感光層の膜厚に係わる閾値を設定しても良い。また、本実施例では、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃのいずれかが寿命膜厚Ｚに達すると交換を報知するが、これに限定されない。例えば、Ａ４サイズに対応したドラムのＹａは寿命膜厚Ｚに到達したが、Ａ５サイズやはがきに対応した膜厚はまだ十分余命がある場合がある。その後の印刷がはがきだけである場合には、はがきに対応するドラム領域ではまだ画像形成できる。そのため、画像形成を継続させる判断ができるようにしてもよい。

ここで、寿命膜厚Ｚは、カートリッジＣＲの不揮発性メモリＭに記憶されている。本実施例において、寿命膜厚Ｚは８μｍに設定した。寿命膜厚Ｚは、ドラム２０の材料や装置本体１、カートリッジＣＲの構成に合わせて適宜設定される。

また、現在膜厚Ｙからそれぞれの記録材Ｐのサイズに対し、ドラムの残寿命Ｗ（余命Ｗ）を適宜報知することも可能である。

この際、ドラムの残寿命Ｗ（余命Ｗ）は例えば以下のように設定する。
Ｗ（％）＝｛１−（現在膜厚Ｙ−寿命膜厚Ｚ）／（初期膜厚Ｘ−寿命膜厚Ｚ）｝×１００
本実施例については、Ａ４サイズの残寿命Ｗａ、Ａ５サイズの残寿命Ｗｂ、はがきサイズの残寿命Ｗｃを算出し、すべて表示部１０２に表示する。このようにすると、ユーザーが使用する記録材Ｐのサイズに対するドラム２０の残寿命Ｗが認識できるため、ユーザビリティが向上する。

また、ユーザーが使用する頻度が高い記録材Ｐのサイズについてのみドラム２０の残寿命Ｗを表示することも可能である。

続いて、ドラム寿命予測部１０１ｅのフローについて図１を参照しながら説明する。

図１は、ドラム寿命予測に関するフローチャートである。

ｓｔｅｐ１００にて、ホスト装置２００から画像形成開始信号（印刷ジョブ信号）が入力されると、制御部のドラム寿命予想部でドラム寿命予測を開始する。

ｓｔｅｐ１０１にて、カートリッジＣＲに記憶されているドラム２０の第１領域の現在膜厚Ｙａ、ドラム２０の第２領域の現在膜厚Ｙｂ、ドラム２０の第３領域の現在膜厚Ｙｃを寿命膜厚Ｚ（閾値）と比較する。この比較は、制御部１０１内の比較部１０１ａで行われる。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺより大きくない場合はｓｔｅｐ１０９に進み、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示し、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促す。Ｙａ、Ｙｂ、ＹｃがＺより大きい場合はｓｔｅｐ１０２に進む。

本実施例では、寿命膜厚Ｚは１つの閾値のみを用いているが、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃのそれぞれに閾値を設定してもよい。例えば、Ｙａには第１閾値Ｚａ、Ｙｂには第２閾値Ｚｂ、Ｙｃには第３閾値Ｚｃなどが考えられる。もちろん本実施例のように、第１閾値、第２閾値、第３閾値が同じ閾値（Ｚ＝Ｚａ＝Ｚｂ＝Ｚｃ）であってもよい。

ドラム寿命予測に関するフローチャートに説明を戻すと、次に、ｓｔｅｐ１０２において、前回転動作を開始する。そして、ｓｔｅｐ１０３において、短手幅検出部６５で印刷する記録材Ｐの短手幅を検出する。本実施例では、短手方向の幅であるが、構成によっては長手方向の幅でもよい。

記録材Ｐの幅を検出したあとは、それに対応した記録材Ｐのサイズ（種類）に関連する情報を元に画像形成動作がｓｔｅｐ１０４で行われる。情報の変換は、装置本体内の演算部１０１ｃで算出する方式でも、検出した情報と対応させたテーブルを装置本体内に記憶させておく形式でもよい。また、印刷ジョブの信号の中に記録材Ｐのサイズ（種類）の情報を含めてもよい。

そして、検出した短手幅の情報をもとに、ｓｔｅｐ１０５において、ドラム駆動時間Ｄｔ、帯電電圧印加時間Ｐｔ、センサのＯＮ時間（転写関連時間）Ｌｔを積算する。本実施例では装置本体内の制御部で演算を行い積算しているが、予めテーブルを作成し、装置本体内に記憶させ、検出した信号に対応した情報を取得する形でもよい。

その後、その積算した情報をもとに、ｓｔｅｐ１０６において、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。センサのＯＮ時間（転写関連時間）Ｌｔはｓｔｅｐ１０３において検出した短手幅に応じて、対応するドラムの長手方向のＹａ、Ｙｂ、Ｙｃのいずれかに加算する。

例えば、ｓｔｅｐ１０３においてＡ４サイズの短手幅を検出した際は、次のようにＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。そして、Ａ４サイズに対応した第１領域の膜厚に、Ｌｔの値を考慮して現在膜厚を算出する。算出のための式は、以下のようになる。
Ｙａ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ＋Ｋ３・Ｌｔ）
Ｙｂ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）
Ｙｃ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）

続いて、ｓｔｅｐ１０７にて、ｓｔｅｐ１０６で算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃと寿命膜厚Ｚ（閾値）とを制御部内にある比較部１０１ａで比較する。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つが寿命膜厚Ｚ以下の場合には、後回転動作（ｓｔｅｐ１０８）の後に、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示するｓｔｅｐ１０９に進む。そして、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促し、ｓｔｅｐ１１０にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ１１１に進みスタンバイ状態となる。

ｓｔｅｐ１０５において、Ｙａ、Ｙｂ、ＹｃがＺより大きい場合は、ｓｔｅｐ１１２に進む。ｓｔｅｐ１１２にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したかどうかを制御部で判断する。印刷ジョブが終了していない場合は、ｓｔｅｐ１０３に進み印刷を続行する。ｓｔｅｐ１１２にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したと制御部が判断した場合には、後回転動作（ｓｔｅｐ１１３）に進む。後回転動作後にｓｔｅｐ１１４にて、ドラム２０の残寿命（余命）Ｗを制御部で算出し、表示部１０２に表示しユーザーに報知する。残寿命Ｗは、本実施例の装置本体１において、使用可能な記録材ＰであるＡ４サイズ、Ａ５サイズ、はがきサイズの残寿命Ｗについてすべてを報知する。それぞれの残寿命Ｗの算出は以下のように行う。
Ｗａ（％）＝｛１−（Ｙａ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００
Ｗｂ（％）＝｛１−（Ｙｂ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００
Ｗｃ（％）＝｛１−（Ｙｃ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００

続いてｓｔｅｐ１１０にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ１１１に進みスタンバイ状態となる。

続いて、図７を用いて実際のドラムのＣＴ膜厚の推移について説明する。図７は、以下の実験条件で印刷を繰り返した際の現在膜厚Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの推移である。実線がＹａ、一点鎖線がＹｂ、二点鎖線がＹｃの推移である。

（実験条件）
新品カートリッジＣＲを使用
（１）Ａ４サイズの記録材ＰをＱ１時間印刷
（２）Ａ５サイズの記録材Ｐを（Ｑ２−Ｑ１）時間印刷
（３）Ａ４サイズの記録材Ｐを（Ｑ３−Ｑ２）時間印刷
Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃとも、新品状態では初期膜厚Ｘ（本実施例では、２０μｍ）は等しい。

印刷時間がＯ〜Ｑ１の区間においては、Ａ４サイズの記録材のみを印刷しているため、Ｙａの傾きが大きく、Ｙｂ、Ｙｃの傾きは等しくＹａの傾きよりも小さい。これは、感光層のＹａ領域では、現像剤を記録材に転写する際に微小ギャップ間で生じる放電により感光層であるＣＴ層が削られているためである。

印刷時間がＱ１〜Ｑ２の区間においては、Ａ５サイズのみを印刷しているため、Ｙｂの傾きが大きく、Ｙａ、Ｙｃの傾きは等しくＹｂの傾きよりも小さい。上述と同様の理由で、Ｙｂにおいて微小ギャップ間で生じる放電により感光層が削れているために傾きが大きくなっている。

印刷時間がＱ２〜Ｑ３の区間においては、再びＡ４サイズのみを印刷しているため、Ｙａの傾きが大きく、Ｙｂ、Ｙｃの傾きは等しくＹａの傾きよりも小さい。

Ｑ３時間印刷した時点でＹａが所定の寿命膜厚Ｚと等しくなり、ドラム２０は寿命に到達し、ドラム寿命が報知されている。Ｙｂ、Ｙｃは所定の寿命膜厚Ｚよりも大きい。

例えば、Ｏ〜Ｑ３において単一のサイズの記録材Ｐのみを印刷していた際は、Ｑ４の時点でドラム寿命を報知することになる。

従来、記録材Ｐの短手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電を考慮しない場合には、ユーザーの使用する記録材Ｐのサイズによらず、Ｑ４でドラム寿命を報知していた。

このように記録材Ｐの長手端部のギャップＧで発生する転写ローラ４による放電によるドラム２０のＣＴ層の削れを考慮することによって、よりドラム寿命検知精度を向上させ、よりドラムを適切な寿命まで有効に使用することができる。

以下、実施例２について図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例１と同様の構成は、実施例１と同様の符号を付してその説明は省略する。

本実施例では、実施例１の構成に対して、記録材Ｐの厚み、抵抗の情報を考慮することによって、ドラム寿命予測部で行うドラム寿命予測をより詳細に行う。

これによって、更にドラム寿命検知精度を向上させることが可能である。

ユーザーによって使用される記録材Ｐは種々用いられる。具体的にはサイズの他に、厚みや抵抗が異なる記録材Ｐが用いられる。

まず、記録材Ｐの厚みがドラム寿命に与える影響について説明する。

記録材Ｐの厚みが異なると、図５で説明したギャップＧの大きさが異なる。より厚い記録材Ｐの場合にはギャップＧが大きくなり、より薄い記録材Ｐの場合にはギャップＧが小さくなる。このギャップＧの大きさによって、転写ローラ４からドラム２０への放電量が異なる。放電量はギャップＧが大きくなるほど増大する。よって、ギャップＧが大きくなる厚い記録材Ｐを用いた際には、より薄い記録材Ｐを用いた際に比べて、記録材Ｐの長手端部位置でのＣＴ層の削れが増大する。

続いて、記録材Ｐの抵抗がドラム寿命に与える影響について説明する。

記録材Ｐの抵抗が異なる場合、転写電圧Ｖｔの電圧を変える。これは同じ転写バイアスＶｔを印加すると、記録材Ｐの抵抗によって、記録材Ｐを介してドラム２０上のトナー像にかかる電圧が異なるためである。そこで記録材Ｐの抵抗が高い場合には転写電圧Ｖｔを大きく設定し、記録材Ｐの抵抗が低い場合には転写電圧Ｖｔを小さく設定すると良好な転写性が得られる。

一方、ギャップＧで発生する放電量は、転写ローラＰとドラム２０の間に記録材Ｐを介さないため、転写電圧Ｖｔの大きさによって異なる。放電量は転写電圧Ｖｔが大きくなるほど増大する。よって、転写電圧Ｖｔを大きく設定する高抵抗の記録材Ｐを用いた際は、転写電圧Ｖｔを小さく設定する低抵抗の記録材Ｐを用いた際に比べて、記録材Ｐの長手端部位置でのＣＴ層の削れが増大する。本実施例において、低抵抗の記録材Ｐを用いた際のＶｔは＋１．５ｋＶ程度、高抵抗の記録材Ｐを用いた際のＶｔは＋４．０ｋＶ程度である。

そこで、本実施例においては記録材Ｐの厚み・抵抗の情報に応じて、現在膜厚Ｙを算出する際の係数の値を変える。本実施例の係数は、係数Ｋ４とする。

具体的には係数Ｋ４に関するテーブルを以下にように制御部１０１に記憶させておき、ユーザーが指定した記録材Ｐの情報（ホストコンピュータ２００で指定された画像情報）に基づいて、係数Ｋ４を選択する。そして現在膜厚Ｙを算出する。

続いて、ドラム寿命予測部１０１ｅのフローについて図８を参照しながら説明する。

図８は、本実施例におけるドラム寿命部に関するフローチャートである。
ｓｔｅｐ２００にて、ホスト装置２００から画像形成開始信号が入力されると、ドラム寿命予測を開始する。画像形成開始信号には、記録材Ｐの厚み・抵抗の情報が含まれる。

ｓｔｅｐ２０１にて、カートリッジＣＲに記憶されているＹａ、Ｙｂ、ＹｃをＺと比較する。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺより大きくない場合はｓｔｅｐ２０６に進み、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示し、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促す。Ｙａ、Ｙｂ、ＹｃがＺより大きい場合はｓｔｅｐ２０２に進む。

ｓｔｅｐ２０２において、短手幅検出部材６５で検知している記録材Ｐの長手幅を検出する。

続いてｓｔｅｐ２１２において、記録材Ｐの厚み・抵抗の情報に基づいて、制御部１０１に記憶された係数Ｋ４のテーブルから係数Ｋ４の値を決定する。

ｓｔｅｐ２０３において、Ｄｔ、Ｐｔ、Ｔｔを積算する。本実施例においては、ＬｔではなくＴｔを使用した。

ｓｔｅｐ２０４において、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。Ｔｔはｓｔｅｐ２０２において検出した短手幅に応じてＹａ、Ｙｂ、Ｙｃのいずれかに加算する。
例えば、ｓｔｅｐ２０２においてＡ４サイズの短手幅を検出した際は、下記のようにＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。Ｋ４はｓｔｅｐ２１２において決定したＫ４の値を用いる。

Ｙａ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ＋Ｋ４・Ｔｔ）
Ｙｂ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）
Ｙｃ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）
続いて、ｓｔｅｐ２０５にて、ｓｔｅｐ２０４で算出したＹａ、Ｙｂ、ＹｃをＺと比較部１０１ａで比較する。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺ以下の場合には、ｓｔｅｐ２０６に進み、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示し、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促す。続いて、ｓｔｅｐ２０７において、ドラム寿命を迎えたカートリッジＣＲでの印刷を中断するかをユーザーに選択を促す。印刷を中断する場合は、ｓｔｅｐ２０８にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ２１１に進みスタンバイ状態となる。

ｓｔｅｐ２０７において、印刷の中断を選択しない場合は、ｓｔｅｐ２０２に進み印刷を続行する。例えば、Ａ４サイズの印刷を連続して行っており、Ｙａが寿命膜厚Ｚに到達したときに、Ａ５サイズの端部に対応したＹｂやはがきサイズの端部に対応したＹｃがまだ余命がある場合がある。この場合に、はがきサイズの記録材Ｐを印刷すると、ドラムのＹａの膜厚は画像に影響を与える可能性がかなり低いため、これまでの画像品質と同じ画像の印刷が可能である。そのため、まだドラムを使用することが可能である。そこで、ユーザーに交換するか印刷を継続させるかの判断をさせるシーケンスを追加することで、実施例１よりもより長くドラムを使用することが可能になる場合がある。

ｓｔｅｐ２０５において、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺ以下でない場合は、ｓｔｅｐ２０９に進む。ｓｔｅｐ２０９にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したかどうかを判断する。印刷ジョブが終了していない場合は、ｓｔｅｐ２０２に進み印刷を続行する。ｓｔｅｐ２０９にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したと判断した場合には、ｓｔｅｐ２１０にて、ドラム２０の残寿命Ｗを算出し、表示部１０２に表示し報知する。残寿命Ｗは、本実施例の装置本体１において、使用可能な記録材ＰであるＡ４サイズ、Ａ５サイズ、はがきサイズの残寿命Ｗについてすべてを計算し、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃのうち、最も使用頻度が多い記録材サイズの値を報知する。それぞれの残寿命Ｗの算出は以下のように行う。
Ｗａ（％）＝｛１−（Ｙａ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００
Ｗｂ（％）＝｛１−（Ｙｂ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００
Ｗｃ（％）＝｛１−（Ｙｃ−Ｚ）／（Ｘ−Ｚ）｝×１００
続いてｓｔｅｐ２０８にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ２１１に進みスタンバイ状態となる。

以上説明したように、記録材Ｐの厚み、抵抗の情報を基に、ドラム寿命予測手段で行うドラム寿命予測をより詳細に行うことによって、更にドラム寿命検知精度を向上させることが可能である。

以下、実施例３について図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例１、或いは２と同様の構成は、実施例１、或いは２と同様の符号を付してその説明は省略する。

本実施例では、記録材Ｐにドラム２０上のトナー像を転写する際に、転写ローラ４に印加する電圧Ｖｔの電圧を検出する転写電圧検出部を転写電圧印加部１０４に備える。実施例１の構成に対して、この転写電圧検出部が検出する電圧の大きさを考慮することによって、ドラム寿命予測部１０１ｅで行うドラム寿命予測をより詳細に行う。

これによって、更にドラム寿命検出精度を向上させることが可能である。

前述したように、転写電圧Ｖｔの大きさによって、ギャップＧでの放電量が異なる。放電量は転写電圧Ｖｔが大きくなるほど増大する。そこで、本実施例においては電圧検出手段によって検出した転写電圧Ｖｔの大きさに応じて、現在膜厚Ｙを算出する際の係数Ｋ４の値を変える。

具体的には、Ｋ４を以下の計算式で算出する。計算式は制御部１０１に記憶されている。Ｋ４の計算式は、装置本体１、カートリッジＣＲの構成によって適宜決定されるものであり、この限りではない。
Ｋ４＝１．１５＋０．２０（Ｖｔ／４ｋＶ）

続いて、ドラム寿命予測のフローについて図９を参照しながら説明する。図９は、本実施例におけるドラム寿命予測に関するフローチャートである。
ｓｔｅｐ３００にて、ホスト装置２００から画像形成開始信号が入力されると、ドラム寿命予測を開始する。

ｓｔｅｐ３０１にて、カートリッジＣＲに記憶されているＹａ、Ｙｂ、ＹｃをＺと比較する。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺより大きくない場合はｓｔｅｐ３０６に進み、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示し、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促す。Ｙａ、Ｙｂ、ＹｃがＺより大きい場合はｓｔｅｐ３０２に進む。

ｓｔｅｐ３０２において、短手幅検出部材６５で記録材Ｐの短手幅を検出する。

続いてｓｔｅｐ３１２において、電圧検出手段で転写電圧Ｖｔを検出する。そしてｓｔｅｐ３１３において、ｓｔｅｐ３１２で検知した転写電圧Ｖｔを用いて係数Ｋ４の値を、制御部１０１に記憶してある計算式を用いて算出し、決定する。

ｓｔｅｐ３０３において、Ｄｔ、Ｐｔ、Ｌｔを積算する。

ｓｔｅｐ３０４において、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。Ｌｔはｓｔｅｐ３０２において検出した短手幅に応じてＹａ、Ｙｂ、Ｙｃのいずれかに加算する。
例えば、ｓｔｅｐ３０２においてＡ４サイズの短手幅を検知した際は、下記のようにＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを算出する。Ｋ４はｓｔｅｐ３１３において決定したＫ４の値を用いる。
Ｙａ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ＋Ｋ４・Ｌｔ）
Ｙｂ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）
Ｙｃ＝Ｘ−Ｆ・（Ｋ１・Ｄｔ＋Ｋ２・Ｐｔ）

続いて、ｓｔｅｐ３０５にて、ｓｔｅｐ３０４で算出したＹａ、Ｙｂ、ＹｃをＺと比較部１０１ａで比較する。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺ以下の場合には、ｓｔｅｐ３０６に進み、ドラム寿命であることを表示部１０２に表示し、ユーザーにカートリッジＣＲの交換を促す。続いて、ｓｔｅｐ３０７において、ドラム寿命を迎えたカートリッジＣＲでの印刷を中断するかをユーザーに選択を促す。印刷を中断する場合は、ｓｔｅｐ３０８にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ３１１に進みスタンバイ状態となる。

ｓｔｅｐ３０７において、印刷の中断を選択しない場合は、ｓｔｅｐ３０２に進み印刷を続行する。

ｓｔｅｐ３０５において、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃの少なくとも１つがＺ以下でない場合は、ｓｔｅｐ３０９に進む。ｓｔｅｐ３０９にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したかどうかを判断する。印刷ジョブが終了していない場合は、ｓｔｅｐ３０２に進み印刷を続行する。ｓｔｅｐ３０９にて、ホスト装置２００によって指示された印刷ジョブが終了したと判断した場合には、ｓｔｅｐ３１０にて、ドラム２０の残寿命Ｗを算出し、表示部１０２に表示し報知する。残寿命Ｗの算出方法は、実施例１や２と同様である。

続いてｓｔｅｐ３０８にて、算出したＹａ、Ｙｂ、Ｙｃを不揮発性メモリＭに記憶し、ｓｔｅｐ３１１に進みスタンバイ状態となる。

以上説明したように、転写ローラ４に印加する電圧Ｖｔの電圧を検出する電圧検出手段を転写電圧印加部１０４に設ける。この電圧検出手段が検出する電圧によって、ドラム寿命予測部１０１ｅで行うドラム寿命予測をより詳細に行うことによって、更にドラム寿命検知精度を向上させることが可能である。

１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置の装置本体
６５ 短手幅検出部材
１０１ 制御部
１０１Ａ 比較部
ＣＲ カートリッジ
Ｇ ギャップ
Ｌ レーザー
Ｍ 記録部材
Ｐ 記録材
Ｔ トナー

Claims (17)

1. 記録材に画像を形成するための画像形成装置であって、
   感光層を有する感光体と、
   前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記感光体上の現像剤像を記録材に転写する転写部材と、
   記録材の幅を検出する検出部と、
   前記感光層の膜厚に係わる膜厚情報と感光層の膜厚に係わる閾値とを比較する比較部と、を有し、
   前記比較部は、前記記録材の幅に係わる情報と、前記感光体の駆動時間に係わる情報と、前記帯電部材に電圧が印加される帯電電圧の印加時間に係わる情報と、現像剤像を前記記録材に転写する際の転写に係わる情報と、をもとに、前記膜厚情報を予測し、予測された前記膜厚情報と前記閾値とを比較することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録材には、第１の記録材や、前記第１の記録材の短手方向の幅よりも短い第２の記録材があり、
   前記感光体は、前記第１の記録材の短手方向の端部に対応した前記感光体の長手方向の第１位置と、前記第２の記録材の短手方向の端部に対応した前記感光体の長手方向の第２位置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１位置に対応した前記膜厚情報を第１膜厚情報とし、前記第２位置に対応した前記膜厚情報を第２膜厚情報とし、前記第１膜厚情報に対応した閾値を第１閾値とし、前記第２膜厚情報に対応した閾値を第２閾値と、した場合に、
   前記比較部は、記録材の短手方向における幅に係わる情報をもとに、前記第１膜厚情報と前記第２膜厚情報とを算出し、前記第１膜厚情報と前記第１閾値とを比較し、前記第２膜厚情報と前記第２閾値とを比較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. 前記記録材には、第１の記録材や、前記第１の記録材の長手方向の幅よりも短い第２の記録材があり、
   前記感光体は、前記第１の記録材の長手方向の端部に対応した前記感光体の長手方向の第１位置と、前記第２の記録材の長手方向の端部に対応した前記感光体の長手方向の第２位置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第１位置に対応した前記膜厚情報を第１膜厚情報とし、前記第２位置に対応した前記膜厚情報を第２膜厚情報とし、前記第１膜厚情報に対応した閾値を第１閾値とし、前記第２膜厚情報に対応した閾値を第２閾値と、した場合に、
   前記比較部は、記録材の長手方向における幅に係わる情報をもとに、前記第１膜厚情報と前記第２膜厚情報とを算出し、前記第１膜厚情報と前記第１閾値とを比較し、前記第２膜厚情報と前記第２閾値とを比較することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記転写に係わる情報とは、前記転写部材に電圧が印加される転写電圧の印加時間に係わる情報または前記転写部材と前記感光体とのニップを前記記録材が通過する通過時間に係わる情報であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の記録材の短手方向の幅よりも短い第３の記録材があり、
   前記感光体は、前記第３の記録材の短手方向の端部に対応した前記感光体の短手方向の第３位置を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 前記第３位置に対応した前記膜厚情報を第３膜厚情報とし、前記第３膜厚情報に対応した閾値を第３閾値とした場合に、
   前記第１膜厚情報と前記第１閾値とを比較し、前記第２膜厚情報と前記第２閾値とを比較し、前記第３膜厚情報と前記第３閾値とを比較することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記膜厚情報と前記感光層の膜厚に係わる閾値とを比較し、前記感光体の寿命を予測するドラム寿命予測部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 比較部は、前記膜厚情報を予測するために、前記記録材の厚みに係わる情報または前記記録材の抵抗に係わる情報と、を用いることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記転写部材に印加される転写電圧を検出する転写電圧の検出部と、
    前記記録材の厚みに係わる情報または前記記録材の抵抗に係わる情報を、前記転写電圧の検出部が検出した転写電圧の大きさに基づいて決定する演算部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記ニップに記録材が入る時を検出するセンサを有し、
    前記センサで、前記通過時間を検出することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
13. 前記帯電部材に電圧を印加する帯電電圧の印加部と、前記転写部材に電圧を印加する転写電圧の印加部と、を有し、
    前記転写電圧の印加部は、前記転写部材に現像剤像を転写するための電圧を印加する時間を計測する時間計測部であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体の駆動時間を計測する第２の時間計測部と、前記帯電部材に電圧を印加する時間を計測する第３の時間計測部と、を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記閾値を記憶する記憶部材を有することを特徴とする１から１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 感光体を有するカートリッジが着脱可能であり、前記カートリッジが記憶部材を有することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記感光体の寿命を報知する表示部を有し、
    前記比較部は、前記感光体が寿命に達したと判断した場合には、感光体が寿命であることを前記表示部に報知し、
    前記感光体が寿命に達していないと判断した場合には、前記感光体の残りの余命を報知することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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