JP2019086657A - 画像形成装置、算出方法、および算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の膜厚の減少量を精度よく算出する。【解決手段】感光体１５０７を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成部２３０と、感光体１５０７の回転数を用紙の片面の印刷時での第１パラメータとして計数する第１計数部２５２と、前記パラメータを用紙の両面の印刷時での第２パラメータとして計数する第２計数部２５４と、前記第１パラメータに対して第１係数を乗算した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を乗算した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する算出部２５６とを備える。【選択図】図９

Description

本開示は、画像形成装置、算出方法、および算出プログラムに関する。

従来から、外周に膜を有する感光体を用いた画像形成装置が提案されている。たとえば、特許文献１では、感光体の回転時間を用いて、感光体の膜厚の減少量を計測することにより、この感光体の寿命を検知する技術が提案されている。

特開平１０−３９６９１号公報

昨今、感光体の膜の減少量の計測について、上記の特許文献１で開示されている技術よりも精度の高い手法の提案が要望されている。

本開示は、係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、感光体の膜厚の減少量を精度よく算出する画像形成装置、算出方法、および算出プログラムに関する。

本開示のある局面に従うと、像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成部と、前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして計数する第１計数部と、前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして計数する第２計数部と、前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する算出部とを備える、画像形成装置が提供される。

好ましくは、前記算出部は、前記第１パラメータに対して前記第１係数を乗算した値と、前記第２パラメータに対して前記第２係数を乗算した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出し、前記第２係数は、前記第１係数よりも大きい。

好ましくは、前記画像形成部は、トナーにより用紙に形成されたトナー像を定着させる定着部を含み、前記第１係数および前記第２係数は、前記定着部から発生される熱量に関連した関連値に応じた係数である。

好ましくは、前記関連値は、用紙の厚みを含む。
好ましくは、前記関連値は、用紙の搬送速度を含む。

好ましくは、前記関連値は、用紙のサイズを含む。
好ましくは、前記関連値は、単位時間当たりの画像形成された用紙の枚数を含む。

本開示の他の局面に従うと、像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成装置において、該像担持体の膜厚の減少量を算出する算出方法であって、前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして取得する手順と、前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして取得する手順と、前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する手順とを備える算出方法が提供される。

本開示の他の局面に従うと、像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成装置に、前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして取得する手順と、前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして取得する手順と、前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する手順とを実行させるための算出プログラムが提供される。

本開示によれば、感光体の膜厚の減少量を精度よく算出できる。

画像形成装置の全体構成を示す図である。 感光体の断面図である。 感光体の耐久試験の結果を示す図である。 片面印刷時と両面印刷時とでの感光体膜の減少量が異なることを示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成を示す図である。 第１係数と第２係数とを示す図である。 寿命速度などを示す図である。 感光体膜減少量などを示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示す図である。 画像形成装置のフローチャートである。 第１係数および第２係数を示す図である。 第１係数および第２係数を示す図である。 第１係数および第２係数を示す図である。 第１係数および第２係数を示す図である。 感光体の寿命予測を示す図である。 画像形成システムを示す図である。

本発明に基づいた実施の形態における定着装置および画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。以下では、「画像を形成すること」を、「印刷する」ともいう。

［画像形成装置の構成］
図１を参照して、実施の形態における画像形成装置１５０１の概略構成について説明する。図１は、画像形成装置１５０１の全体構成を示す図である。実施の形態における画像形成装置１５０１は、その内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト１５０２を備えている。

中間転写ベルト１５０２の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット１５０６Ｙ，１５０６Ｍ，１５０６Ｃ，１５０６Ｋが中間転写ベルト１５０２に沿って並んで配置されている。

作像ユニット１５０６Ｙ，１５０６Ｍ，１５０６Ｃ，１５０６Ｋは、感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋをそれぞれ有している。各感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、感光体ドラムに帯電する帯電ローラ１５０８と、プリントヘッド部１５０９と、現像器１５１０と、中間転写ベルト１５０２を挟んで各感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋと対向する１次転写ローラ１５１１Ｙ，１５１１Ｍ，１５１１Ｃ，１５１１Ｋがそれぞれ配置されている。

中間転写ベルト１５０２の中間転写ベルト駆動ローラ１５０５で支持された部分には、２次転写ローラ１５０３が圧接されており、２次転写ローラ１５０３と中間転写ベルト１５０２とのニップ部が、２次転写領域１５３０になっている。２次転写領域１５３０の後流側の搬送路１５４１の下流位置には、定着装置１００が配置されている。

画像形成装置１５０１の下部には、給紙カセット１５１７が着脱可能に配置されている。給紙カセット１５１７の内部に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラ１５１８の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路１５４０に送り出されることになる。中間転写ベルト１５０２の最下流側の作像ユニット１５０６Ｋと２次転写領域１５３０との間には、レジストセンサを兼用する画像濃度（ＡＩＤＣ）センサ１５１９が設置されている。

次に、以上の構成からなる画像形成装置１５０１の概略動作について説明する。外部装置（例えばパソコン）から画像形成装置１５０１の画像信号処理部（図示せず）に画像信号が入力される。画像信号が入力された画像信号処理部では、この画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成する。各作像ユニット１５０６Ｙ，１５０６Ｍ，１５０６Ｃ，１５０６Ｋのプリントヘッド部１５０９は、それぞれデジタル画像信号に基づいて発光し、各感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋに対して露光を行なう。

各感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋの上に形成された静電潜像は、各現像器１５１０によりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各１次転写ローラ１５１１Ｙ，１５１１Ｍ，１５１１Ｃ，１５１１Ｋの作用により、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１５０２上に順次重ね合わされて１次転写される。

中間転写ベルト１５０２上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１５０２の移動にしたがって２次転写領域１５３０に達する。この２次転写領域１５３０において、重ね合わされた各色トナー画像は、２次転写ローラ１５０３の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

用紙Ｐに２次転写されたトナー像は、定着装置１００に達する。この定着装置１００による高温圧接により、トナー像は、用紙Ｐに定着される。図１では、静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像することによって形成されるトナー像を中間転写ベルト１５０２に転写する工程と、中間転写ベルト１５０２上に転写されたトナー像を用紙（画像支持体）に転写する工程とを含む画像形成装置に対して、定着装置１００を適用する例を説明する。しかしながら、他の画像形成装置に対して、該定着装置１００を適用するようにしてもよい。他の画像形成装置は、たとえば、静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像することによって形成されるトナー像を用紙（画像支持体）に直接転写する画像形成装置としてもよい。以下では、感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋをまとめて、「感光体１５０７」という。また、感光体１５０７は、像担持体の一例である。

図２は、感光体１５０７の断面図を示したものである。図２に示すように、感光体１５０７は、円柱状の本体部７０と、この本体部７０の外周に感光体膜７２が設けられる。本体部７０は、典型的には、アルミニウム基体などから構成されている。また、感光体膜７２は、典型的には、内部から順に、下引き層、電荷発生層、および電荷輸送層から構成される。下引き層は、帯電で発生するカウンタ電荷（＋）が感光体の内部に注入されることを阻止する層である。また、電荷発生層は、光電変換で電荷（＋、−）を発生させる層である。電荷輸送層は、表面に帯電でき、電荷発生層で発生した電荷（＋）を輸送し、表面に帯電された電荷（−）を中和する層である。本実施形態の感光体膜７２は、有機感光体（OPC：Organic Photoconductor）である。感光体膜７２は、流れる電流（印加される電圧）が大きいほど、感光体膜７２は多く削れてしまう（減少してしまう）ものである。感光体膜７２の減少量は、感光体１５０７は円柱状であり、この円柱の軸方向と垂直方向での減少量である。感光体膜７２の減少を「膜の減少」または「膜厚の減少」ともいう。

［本実施形態の思想］
次に、本実施形態の思想を説明する。昨今のクリック価格の低下傾向や環境対応により、画像形成装置（以下、ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）の交換部品の長寿命化、更には交換タイミングの精度向上が要望されている。ＭＦＰの交換部品のなかでも感光体は比較的寿命が短い。したがって、感光体の寿命予測の更なる精度向上が必要である。

感光体の寿命の主は、感光体膜７２の厚さ（膜厚）である。感光体膜７２が減耗してある限界に来ると感光体の寿命になる。感光体の減耗させている要因は主にクリーニングブレードである。その他の要因として帯電に流れる電流があり、特に帯電ローラ方式などＡＣ（alternating current）電圧を印加して多く電流が流れると感光体の膜削れが加速する。

出願人は、特許文献１で開示されている手段以外に、感光体の耐久試験において、片面印刷のみでの耐久試験と両面印刷のみでの耐久試験で、感光体の同じ回転時間でも感光体の感光体膜７２の減少量（感光体膜７２の削れ量）が異なる事を発見した。つまり出願人は、片面印刷のみの場合と両面印刷のみの場合とで感光体の寿命が異なる事が判明した。原因は、両面印刷では定着器を通った用紙が再び２次転写部を通過するので、機内の感光体周辺の温度が上昇することから、帯電ローラの抵抗が下がるので、感光体１５０７に電流が多く流れてしまうことにあった。

図３は、耐久試験の結果を示す図である。図３の例では、横軸は感光体１５０７の回転数を示し、縦軸は感光体膜７２の減少量を示す。図３中の「ｋｒｏｔ」とは、１０００回転を示す。また、破線が両面印刷のみを行った場合の感光体膜減少量の推移を示し、実線が片面印刷のみを行った場合の感光体膜減少量の推移を示す。

図３に示すように、片面印刷のみでは、２０００ｋｒｏｔにより感光体膜７２の減少量が２０μｍに到達するのに対し、両面印刷のみでは、１１４５ｋｒｏｔにより感光体膜７２の減少量が２０μｍに到達する。このように、感光体の１回転当たりの感光体膜の減少量は、両面印刷時のみの場合の方が、片面印刷時のみの場合よりも、多い。

感光体の感光体膜７２の厚さは、通常、数１０μｍである。感光体膜７２が減少するとその表面電位の帯電性維持が出来なくなるや感光体の露光時の減衰が生じるため、感光体の寿命となる。

本実施例では感光体の初期の状態から感光体膜７２が２０μｍ削れると寿命となり、この２０μｍが感光体膜７２の限界減少量となる。前述のように図３でも示したように、片面印刷のみの場合と両面印刷のみの場合とで感光体の感光体膜７２の減少量が異なる。そうすると、片面印刷のみの場合と両面印刷のみの場合とで感光体の感光体膜７２の減少量が、限界減少量に到達するまでに感光体が回転できる量が異なることから、片面印刷と両面印刷とで寿命が異なる。

図４は、片面印刷時と両面印刷時とでの感光体膜の減少量が異なることを説明するための図である。図４に示す様に、両面印刷時は、用紙に対して高温圧接処理を行う定着装置１００で発生した熱が画像形成装置内に放たれる（図４のα参照）。さらに、両面印刷時では、一度、定着装置１００を通ることにより加熱された用紙（１面目印刷後の用紙）が再び２次転写領域１５３０を通過する場合に、中間転写ベルト１５０２にこの用紙が接触してこの中間転写ベルト１５０２に熱が伝導する（図４のβ参照）。そうすると、この熱が感光体１５０７に伝わるのでこの感光体１５０７の温度が上がり、この感光体１５０７に当接している帯電ローラ１５０８の抵抗が下がる。よって、感光体１５０７に電流が多く流れてしまう。その結果、感光体膜７２の減少量が多くなる。

［画像形成装置１５０１のハードウェア構成例］
図５は、画像形成装置１５０１のハードウェア構成を示した図である。図５を参照して、画像形成装置１５０１は、プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、データを不揮発的に格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、データを揮発的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、フラッシュメモリ１０４と、タッチスクリーン１０５と、スピーカ１０６とを備える。

タッチスクリーン１０５は、表示装置としてのディスプレイ１０５１と、入力装置としてのタッチパネル１０５２とにより構成される。具体的には、タッチスクリーン１０５は、ディスプレイ１０５１（たとえば液晶ディスプレイ）上にタッチパネル１０５２を位置決めした上で固定することにより実現される。なお、タッチスクリーンは、タッチパネルディスプレイ、タッチパネル付きディスプレイ、あるいはタッチパネルモニタとも称される。なお、タッチスクリーン１０５においては、タッチ位置の検出方法として、たとえば抵抗膜方式または静電容量方式を用いることができる。

フラッシュメモリ１０４は、不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ１０４は、ＣＰＵ１０１が実行するオペレーティングシステムおよび各種のプログラム、各種のコンテンツおよびデータを格納している。また、フラッシュメモリ１０４は、画像形成装置１５０１が生成したデータ、画像形成装置１５０１の外部装置から取得したデータ等の各種データを揮発的に格納する。

スピーカ１０６は、ＣＰＵ１０１からの指令に応じて音を発生させる。ＣＰＵ１０１は、タッチパネル１０５２からの出力に基づいて入力位置を特定し、当該特定した入力位置に基づいた画面表示を行なう。

画像形成装置１５０１における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１０１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、フラッシュメモリ１０４に予め記憶されている場合がある。同図に示される画像形成装置１５０１を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、フラッシュメモリ１０４、メモリカードその他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、画像形成装置１５０１の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、記録媒体としては、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic OptiＤａl Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（ElectroniＤａlly Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（ElectroniＤａlly Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。

ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

［本実施形態の機能］
次に、本実施形態の機能について説明する。画像形成装置１５０１は、感光体１５０７の膜厚の減少に関するパラメータを用いて、感光体膜７２の減少量を計測する。この実施形態では、このパラメータを感光体回転数（感光体１５０７の回転量または感光体１５０７の移動量）とする。画像形成装置１５０１は、４つの感光体（感光体ドラム１５０７Ｙ，１５０７Ｍ，１５０７Ｃ，１５０７Ｋ）それぞれについて、用紙の片面への印刷（画像形成）において該感光体の回転量を計測するカウンタ（後述する第１計測部）と、用紙の両面への印刷（画像形成）において該感光体の回転量を計測するカウンタ（後述する第２計測部）とを有する。これらのカウンタは、感光体１５０７が交換されたときにリセットされ、感光体が交換されない限り、計測を継続する。

また、本実施形態では、これらのカウンタが計測したパラメータに対して係数（重みづけ）を適用する。本実施形態では、係数は、感光体膜７２（膜厚）の減少量（削れ量）を、感光体の回転数（回転量）で除算した値とする。係数の単位は、「μｍ／１００ｋｒｏｔ」とする。以下では、片面印刷時の係数を「第１係数」といい、両面印刷時の係数を「第２係数」という。

図３でも説明したように、感光体の片面印刷時では２０００ｋｒｏｔで２０μｍ削れ（減少し）、感光体の両面印刷時では１１４５ｋｒｏｔで２０μｍ削れる（減少する）。そうすると、第１係数は、「１（μｍ／１００ｋｒｏｔ）」となり、第２係数は、「１．７５（μｍ／１００ｋｒｏｔ）」となる。

図６は、第１係数と第２係数とを示した図である。図６で１面目は表面の印刷をいい、２面目は裏面の印刷をいう。また、２面目のみで係数は、２．５となる。第２係数は、１面目と２面目の平均値である「１．７５」となる。

次に、算出される感光体膜７２の減少量に基づいて、感光体１５０７の寿命の予測の手法について説明する。本実施形態では、感光体膜７２の減少量と、感光体１５０７の初期の日（たとえば、感光体１５０７が初めて使用された日）から該減少量を算出した日までの日数とに基づいて、感光体１５０７の寿命は予測される。図７は、この手法を説明するための図である。まず、現時点について説明する。図７の現時点の列に示すように、感光体１５０７の回転数が１０００ｋｒｏｔであり、初日から１００日かかったとする。この回転数の内訳が、片面時が６９５ｋｒｏｔで両面時が３０５ｋｒｏｔであるとする。また、寿命係数は、回転数に前述の係数を乗算することにより算出される。つまり、寿命係数は、感光体膜７２の減少量に相当する。寿命係数は、以下の式（１）により求められる。

寿命係数＝（片面印刷時での回転数×第１係数）＋（両面印刷時での回転数×第２係数） （１）
この式（１）に、具体的な値を代入すると、以下のようになる。

寿命係数＝（１×６９５/１００）＋（１．７５×３０５/１００）＝１２．３μｍ
以下では、感光体膜７２の減少量について、感光体１５０７の寿命と判断される減少量を、限界減少量という。限界減少量を２０μｍとした場合には、現時点（初日から１００日目）では、感光体１５０７の寿命について、７．７μｍ残存していることから、十分余裕があるといえる。よって、感光体膜７２の減少の観点では、感光体１５０７の寿命にまで至ってないとなる。また、寿命速度は、寿命係数（感光体膜７２の減少量）を、回転数で除算した値であるとすると、寿命速度は、０．０１２３（μｍ／ｋｒｏｔ）となる。

次に、将来的に、Ａの欄に示すように、寿命速度が現時点での寿命速度（＝０．０１２３（μｍ／ｋｒｏｔ））が維持された場合（変更なしの場合）を説明する。この場合には、感光体１５０７の限界減少量までの寿命係数は７．７μｍ残っていることから、感光体１５０７の減少量が、限界減少量に到達するまでに６２６回転（≒７.７／０．０１２３）可能であると予測できる。そうすると、感光体１５０７の回転数が、１０００ｋｒｏｔに到達するまでに１００日かかっていることから、約６３日後に感光体１５０７が寿命になるという予測ができる。この感光体１５０７の寿命の予測する寿命予測タイミングは、例えば、画像形成装置１５０１の電源がＯＮされたタイミングと、所定枚数印刷されたタイミングと、所定時間経過毎と、他の部材（たとえば、中間転写ベルト）が交換されたタイミング、ユーザにより所定の寿命予測操作が実行されたタイミングなどのうち少なくとも１のタイミングを含む。

次に、将来的に、寿命速度が変更されたとき（修正されたとき）を図７のＢの項目を用いて説明する。たとえば、画像形成装置１５０１が、現時点（初日から１００日目）から１日後の時点で、寿命速度を測定し、この寿命速度がたとえば、０．０１（μｍ／ｋｒｏｔ）であれば、この寿命速度に修正する。そして、画像形成装置１５０１は、限界減少量に到達するまでに７７０回転（≒７.７／０．０１）可能であると予測できる。そうすると、感光体１５０７の回転数が、１０００ｋｒｏｔに到達するまでに１００日かかっていることから、約７７日後に感光体１５０７が寿命になるという予測ができる。

また、図７のＢの項目において、現時点（初日から１００日目）から１日後の時点で測定された寿命速度が０．０２（μｍ／ｋｒｏｔ）であれば、この寿命速度に修正する。そして、画像形成装置１５０１は、限界減少量に到達するまでに３８５回転（≒７.７／０．０２）可能であると予測できる。そうすると、感光体１５０７の回転数が、１０００ｋｒｏｔに到達するまでに１００日かかっていることから、約３８日後に感光体１５０７が寿命になるという予測ができる。

図８は、図７で説明した寿命などをグラフ化した図である。図８において、横軸は、感光体１５０７の回転数を示し、縦軸は、感光体膜７２の減少量を示す。また、図８では、図７でも説明したように、現時点から１日後において、寿命速度が変更されなかった場合（図７のＡの項目参照に示すように、０．０１２３（μｍ／ｋｒｏｔ）が維持された場合）と、寿命速度が０．０１（μｍ／ｋｒｏｔ）に変更された場合（図７のＢの項目参照）と、寿命速度が０．０２（μｍ／ｋｒｏｔ）に変更された場合（図７のＢの項目参照）とを示す。図８では、０．０１２３（μｍ／ｋｒｏｔ）が維持された場合を実線で示し、寿命速度が０．０１（μｍ／ｋｒｏｔ）に変更された場合を１点鎖線で示し、寿命速度が０．０２（μｍ／ｋｒｏｔ）に変更された場合を２点鎖線で示す。

このように、画像形成装置１５０１は、寿命計算タイミングにおいて、寿命を計算することにより、寿命予測日を修正し、寿命予測日の精度を更に向上する事ができる。

［制御部の機能構成例］
次に、画像形成装置１５０１の機能構成例を説明する。図９は、画像形成装置１５０１の機能構成例を示す図である。図９に示すように、画像形成装置１５０１は、機能的に、制御部２２０と画像形成部２３０とを有する。画像形成部２３０は、用紙の片面および両面に画像形成（印刷）する。画像形成部２３０は、感光体１５０７と定着装置１００など、用紙に印刷するための構成部をいう。制御部２２０は、画像形成装置１５０１のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３などで実現するものである。

制御部２２０の機能は、係数記憶部２５０と、第１計数部２５２と、第２計数部２５４と、算出部２５６との機能を含む。

第１計数部２５２は、感光体膜７２の減少に関するパラメータ（本実施形態では、感光体１５０７の回転数）を用紙の片面印刷時での第１パラメータとして計数する。たとえば、画像形成部２３０は、片面印刷を実行したときにおいて、感光体１５０７が１回転したときに、この１回転したことを示す片面パルス信号を第１計数部２５２に送信する。第１計数部２５２は、この片面パルス信号を受信する度に、片面印刷での感光体１５０７の回転数を計数する。第１パラメータは、ユーザから片面印刷のジョブが入力されたときに実行される片面印刷時での感光体１５０７の回転数である。

第２計数部２５４は、感光体１５０７の回転数を用紙の両面印刷時での第２パラメータとして計数する。たとえば、画像形成部２３０は、両面印刷を実行したときにおいて、感光体１５０７が１回転したときに、この１回転したことを示す両面パルス信号を第２計数部２５４に送信する。第２計数部２５４は、この両面パルス信号を受信する度に、両面印刷での感光体１５０７の回転数を計数する。第２パラメータは、ユーザから両面印刷のジョブが入力されたときに実行される両面印刷時での感光体１５０７の回転数である。

第１計数部２５２からの第１パラメータ、および第２計数部２５４からの第２パラメータは、それぞれ算出部２５６に入力される。第１計数部２５２、および第２計数部２５４の手法はこれらの手法に限られず、他の手法であってもよい。

算出部２５６は、第１計数部２５２からの第１パラメータに対して第１係数を適用した値（以下、片面印刷時減少量）と、第２パラメータに対して、第１係数とは異なる第２係数（以下、両面印刷時減少量）を適用した値とに基づいて、感光体膜７２の減少量を算出する。

ここで、第１係数および第２係数は、図６で示したものである。このように、第１係数および第２係数は、シミュレーション、試験などにより、予め定められる値である。この第１係数および第２係数は、予め係数記憶部２５０に記憶させるようにしてもよい。また、第１係数および第２係数については、画像形成装置１５０１の管理者などにより、変更できるようにしてもよい。

また、本実施形態の算出部２５６は、上述の式（１）にも示したように、片面印刷時減少量は、第１パラメータと第１係数とを乗算した値である。両面印刷時減少量は、第２パラメータと第２係数とを乗算した値である。

そして、算出部２５６は、片面印刷時減少量と、両面印刷時減少量とを加算することにより、感光体膜７２の減少量を算出する。この算出された減少量は、予測部２５８に入力される。予測部２５８は、この減少量と、予め定められた限界減少量との差分に基づいて、寿命を予測する。

予測部２５８は、予測結果をユーザなどに対して通知する。たとえば、予測部２５８は、表示部（たとえば、図５のタッチスクリーン１０５）に、表示する。

図１０は、本実施形態の画像形成装置のフローチャートを示した図である。Ｓ２において、算出部２５６は、第１計数部２５２により計数された回転数（片面印刷時の感光体１５０７の回転数：第１パラメータ）と、第２計数部２５４により計数された回転数（両面印刷時の感光体１５０７の回転数：第２パラメータ）とを取得する。

なお、Ｓ２は、第１パラメータと第２パラメータの双方を取得するステップであるとして説明しているが、第１パラメータを取得するステップと、第２パラメータを取得するステップとを分けるようにしてもよい。

次に、Ｓ４において、算出部２５６は、片面印刷時の感光体１５０７の回転数に対して第１係数を乗算し、また、両面印刷時の感光体１５０７の回転数に対して第２係数を乗算し、それらの和を算出することにより、感光体膜７２の減少量を算出する。次に、Ｓ６において、予測部２５８は、この減少量に基づいて、感光体の寿命を予測する。

このような構成によれば、感光体膜７２の減少量に関して、図３のαおよびβで説明した熱伝導を加味して、感光体の膜厚の減少量を算出している。典型的には、感光体の膜厚の減少に関するパラメータ（本実施形態では、感光体１５０７の回転数）に対して、片面印刷時での第１係数と、両面印刷時での第２係数とを適用する（乗算する）ことに基づいて、感光体膜７２の減少量を算出している。したがって、従来と比較して、感光体膜７２の減少量を精度よく算出することができるとともに、精度よく、感光体１５０７の寿命を予測できる。

次に、第１係数および第２係数の変形例を説明する。本実施形態では、第１係数および第２係数は、定着装置１００から発生される熱量に関連した関連値に応じた係数である。この関連値とは、定着装置１００により発生される熱量であるとともに、定着装置１００により加熱定着された用紙が２次転写領域１５３０を通過するか否かに関連する値でもある。以下、この関連値のバリエーションを説明する。

［関連値（その１）］
図１１は、関連値（その１）を説明するための図である。関連値（その１）は、用紙の厚さに着目した値である。用紙の厚さが厚くなる（坪量が大きくなる）と熱容量が大きくなる。これを考慮して、画像形成装置１５０１の制御部２２０は、用紙の厚さが厚ければ、定着装置の定着温度を増加させる。そうすると、画像形成装置１５０１内の温度は高くなることから（図３のα参照）、感光体膜７２の減少度合いが高くなるという現象が存在する。

この関連値（その１）では、第１係数および第２係数は、用紙の厚みに応じた係数となるように設定される。図１１は、関連値（その１）に基づいた第１係数および第２係数を示したものである。図１１の例では、紙坪量が９０ｇ／ｍ^３までの用紙を普通紙とし、紙坪量が９１〜１２０ｇ／ｍ^３までの用紙を厚紙１とし、紙坪量が１２１〜２１０ｇ／ｍ^３までの用紙を厚紙２とし、紙坪量が２１１〜２５０ｇ／ｍ^３までの用紙を厚紙３とする。

図１１にも示されるように、用紙の厚さにかかわらず、第１係数は、「１」である。このように、用紙の厚さにかかわらず、第１係数が変わらないのは、１面目のみ印刷された用紙は、定着装置１００を通過した時点では、２次転写領域１５３０に戻ってきてないので、中間転写ベルト１５０２に熱が伝導しないことに基づいたものである。

一方、用紙の厚さが厚くなるにつれて、第２係数は大きくなるように設定されている。これは、厚さが厚い用紙に対して両面印刷を行った場合には、厚さが薄い用紙に対して両面印刷を行った場合よりも、定着装置１００から発せられる熱の熱量が多いことに基づいている。図１１の例では、普通紙の第２係数は、１．７５であるのに対し、厚紙３の第２係数は、１．９０である。

このように、用紙の厚さを含む関連値（その１）に応じた第１係数および第２係数を用いることにより、用紙の厚さに応じた感光体膜７２の減少量を算出できる。したがって、画像形成装置１５０１は、精度よく、感光体膜７２の減少量の算出、および感光体１５０７の寿命を予測できる。

［関連値（その２）］
図１２は、関連値（その２）を示す図である。関連値（その２）は、用紙の搬送速度に着目した値である。用紙の搬送速度とは、画像形成装置１５０１内の用紙の搬送速度としてもよく、画像形成前の用紙の搬送速度としてもよく、定着装置１００に搬入されるときの用紙の搬送速度としてもよい。

用紙の搬送速度が速い場合において、定着装置１００による加熱温度が低いと、適切に画像を定着できない場合がある。この場合を鑑みて、画像形成装置１５０１の制御部２２０は、用紙の搬送速度が大きければ、定着装置の定着温度を増加させる。そうすると、画像形成装置１５０１内の温度は高くなることから（図３のα参照）、感光体膜７２の減少度合いが高くなるという現象が存在する。

この関連値（その２）では、第１係数および第２係数は、用紙の搬送速度に応じた係数となるように設定される。図１２は、関連値（その２）を考慮した第１係数および第２係数を示したものである。図１２の例では、用紙の搬送速度として、全速（速い）と半速（遅い）とがある。半速は、全速の半分の搬送速度である。

図１２にも示されるように、用紙の搬送速度にかかわらず、第１係数は、「１」である。このように、用紙の搬送速度にかかわらず、第１係数が変わらないのは、１面目のみ印刷された用紙は、定着装置１００を通過した時点では、２次転写領域１５３０に戻ってきてないので、中間転写ベルト１５０２に熱が伝導しないことに基づいたものである。

一方、用紙の搬送速度が速くなるにつれて、第２係数は大きくなるように設定されている。これは、搬送速度が速い用紙に対して両面印刷を行った場合には、搬送速度が遅い用紙に対して両面印刷を行った場合よりも、定着装置１００から発せられる熱の熱量が多いことに基づいている。図１２の例では、全速の第２係数は、１．７５であるのに対し、半速の第２係数は、１．６０である。

このように、用紙の搬送速度を含む関連値（その２）に応じた第１係数および第２係数を用いることにより、用紙の搬送速度に応じた感光体膜７２の減少量を算出できる。したがって、画像形成装置１５０１は、精度よく、感光体膜７２の減少量の算出、および感光体１５０７の寿命を予測できる。

［関連値（その３）］
図１３は、関連値（その３）を示す図である。関連値（その３）は、用紙のサイズに着目した値である。用紙のサイズが大きい場合において、定着装置１００による加熱温度が低いと、適切に画像を定着できない場合がある。この場合を鑑みて、画像形成装置１５０１の制御部２２０は、用紙のサイズが大きければ、定着装置の定着温度を増加させる。そうすると、画像形成装置１５０１内の温度は高くなることから（図３のα参照）、感光体膜７２の減少度合いが高くなるという現象が存在する。

この関連値（その３）では、第１係数および第２係数は、用紙のサイズに応じた係数となるように設定される。図１３は、関連値（その３）を考慮した第１係数および第２係数を示したものである。図１３の例では、用紙のサイズとして、Ａ４サイズとＡ３サイズとがある。

図１３にも示されるように、用紙のサイズにかかわらず、第１係数は、「１」である。このように、用紙のサイズにかかわらず、第１係数が変わらないのは、１面目のみ印刷された用紙は、定着装置１００を通過した時点では、２次転写領域１５３０に戻ってきてないので、中間転写ベルト１５０２に熱が伝導しないことに基づいたものである。

一方、用紙のサイズが大きくなるにつれて、第２係数は大きくなるように設定されている。これは、サイズが大きい用紙に対して両面印刷を行った場合には、サイズが小さい用紙に対して両面印刷を行った場合よりも、定着装置１００から発せられる熱の熱量が多いことに基づいている。

図１３の例では、Ａ４の第２係数は、１．７５であるのに対し、Ａ３の第２係数は、１．８５である。

このように、用紙のサイズを含む関連値（その３）に応じた第１係数および第２係数を用いることにより、用紙のサイズに応じた感光体膜７２の減少量を算出できる．したがって、画像形成装置１５０１は、精度よく、感光体膜７２の減少量の算出、および感光体１５０７の寿命を予測できる。

［関連値（その４）］
図１４は、関連値（その４）を示す図である。関連値（その４）は、単位時間当たりの印刷枚数（以下、単に「印刷枚数」ともいう。）に着目した値である。単位時間とは、たとえば、１時間であるとする。印刷枚数が多い場合には、この単位時間当たりでの加熱定着処理の回数が多くなることから、この単位時間当たりでの画像形成装置１５０１内の温度は高くなる。そうすると、感光体膜７２の減少度合いが高くなるという現象が存在する。

この関連値（その４）では、第１係数および第２係数は、単位時間当たりの印刷枚数に応じた係数となるように設定される。図１４は、関連値（その４）を考慮した第１係数および第２係数を示したものである。

図１４の例では、単位時間当たりの印刷枚数として、単位時間当たりの印刷枚数が、５枚以下であるときと、６枚以上１０枚以下であるときと、１１枚以上５０枚以下であるときと、５１枚以上１００枚以下であるときと、１０１枚以上１０００枚以下であるときと、１００１枚以上２０００枚以下であるときと、２００１枚以上であるときというように、７つの範囲で分けている。そして、それぞれの範囲のいずれにおいても、両面印刷時での係数の方が、片面印刷時での係数よりも大きくなるように設定されている。

次に、この関連値（その４）が採用された場合における、感光体１５０７の寿命の推測について説明する。図１５は、この寿命の推測を説明するための図である。図１５の例では、感光体１５０７の回転数が１０００ｋｒｏｔであるとし、その内訳は、片面印刷時が６００ｋｒｏｔであり、両面印刷時が４００ｋｒｏｔであるとする。また、単位時間当たりの印刷枚数の範囲は、図１４に示す７種類の範囲であるとする。片面印刷時では、感光体１５０７の回転数に対して、第１係数を乗算した値を感光体膜７２の減少量として算出する。また、両面印刷時では、感光体１５０７の回転数に対して、第２係数を乗算した値を感光体膜７２の減少量として算出する。

たとえば、片面印刷において、単位時間当たり５枚の印刷枚数であるときには、感光体膜７２の減少量は、２．００μｍとなる。そして、片面印刷および両面印刷において、図１５の右端に示している減少量の合計値が、１３．４４μｍとなる。これは、感光体１５０７の回転数が１０００ｋｒｏｔであるときの感光体膜７２の減少量となる。

このように、単位時間当たりの印刷枚数に応じて感光体膜７２の減少量を算出したとしても、適切に感光体１５０７の寿命を予測できる。

［パラメータおよび係数のその他の例］
また、前述の係数についての関連値は、他の値としてもよい。関連値は、単位時間当たりの感光体回転数（回転量、移動量）、および帯電ローラ１５０８に対する印加時間の少なくとも１を含むようにしてもよい。

また、前述の実施形態では、感光体膜７２の減少に関するパラメータは、感光体１５０７の回転数（回転量、移動量）とした。しかしながら、このパラメータは、単位時間当たりの印刷枚数、帯電ローラ１５０８に対する印加時間、帯電ローラ１５０８が印加している間の感光体１５０７の回転数（回転量、移動量）のうちいずれかとしてもよい。

［画像形成システムにおいて］
図１６は、画像形成システム１２０を示す図である。図１６に示すように、画像形成システム１２０は、Ｎ個（Ｎは自然数）の画像形成装置１５０１，．．．，１５０Ｎと、サーバ装置７００とを含む。Ｎ個（Ｎは自然数）の画像形成装置１５０１，．．．，１５０Ｎ各々と、サーバ装置７００とは、ネットワーク６５０により接続されている。ネットワーク６５０は、ＷＡＮ（Wide Area Network）やＬＡＮ（Local Area Network）で構築されている。

前述の実施形態では、画像形成装置１５０１が、感光体膜７２の減少量の算出処理、および感光体１５０７の寿命の予測処理を実行した。しかしながら、サーバ装置７００が、これらの処理のうち少なくとも一方の処理を実行するようにしてもよい。この場合には、画像形成装置１５０１は、サーバ装置７００に対して、このサーバ装置７００が実行する処理に必要なデータを送信する。このような構成によれば、画像形成装置の処理負担を軽減することができる。

また、Ｎ個の画像形成装置それぞれが、該画像形成装置の稼働状況を特定可能な稼働情報をサーバ装置７００に対して送信する。サーバ装置７００では、この稼働情報から、Ｎ個それぞれの画像形成装置の感光体の寿命を予測するようにしてもよい。稼働情報とは、画像形成装置内の湿度や用紙の銘柄を示す情報、用紙の物性（サイズ、厚さ）を示す情報、形成される（印刷される）画像の情報などのうち少なくとも１を含む。この場合には、たとえば、Ｎ個の画像形成装置のうち１の画像形成装置の係数、限界減少量を取得する。そして、Ｎ個の画像形成装置のうち、この１の画像形成装置と同一または類似の稼働状況である他の画像形成装置に対して、この取得した係数、限界減少量を送信するようにしてもよい。このような構成によれば、他の画像形成装置について、より正確な係数および限界減少量などを更新することができる。

また、サーバ装置７００は、各画像形成装置の状況情報を、これらの画像形成装置から取得するようにしてもよい。状況場情報とは、たとえば、画像形成装置が設置されている地域、この地域での季節、この画像形成装置が設置されている会社または業態などである。

地域の情報とは、気温が高い地域であるのか低い地域であるのか、つまり、画像形成装置１５０１内の雰囲気温度が高いのかまたは低いのかを示す情報である。地域の情報が、気温が高い地域であることを示す情報である場合には、限界減少量をたとえば、サーバ装置７００は、限界減少量を多く設定し（感光体を使用できる期間を増加させる）、この地域の情報を送信した画像形成装置に対して、多く設定された限界減少量に変更させる。

また、会社または業態の情報とは、たとえば、会社または業態によっては、綺麗な画像を印刷する必要のある会社または業種であったり、画像ではなく文字を印刷する会社または業種がある。サーバ装置７００は、綺麗な画像を印刷する必要のある会社または業種の場合には限界減少量を少なく設定する。これにより、感光体を早めに交換させることができることから、画像の質を落とさせないようにすることができる。一方、サーバ装置７００は、綺麗な画像を印刷する必要のない会社または業種（文字を印刷する会社または業種）の場合には限界減少量を多く設定する。これにより、画像の質において、ユーザに不満を抱かせないようにすることができるとともに、感光体を長い期間使用させることができる。

［その他］
（１） 本実施形態では、算出部２５６は、第１パラメータに対して第１係数を乗算した値と、第２パラメータに対して第２係数を乗算した値とに基づいて、膜厚の減少量を算出し、第２係数は、第１係数よりも大きいとして説明した。

しかしながら、算出部２５６は、第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、第２パラメータに対して、第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、膜厚の減少量を算出するものであれば、他の算出手法であってもよい。

たとえば、算出部２５６は、第１パラメータに対して第１係数を除算した値と、第２パラメータに対して第２係数を除算した値とに基づいて、膜厚の減少量を算出するようにしてもよい。この場合には、第２係数は、第１係数よりも小さいものとなる。このような構成を採用した画像形成装置であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。

（２） 本発明の本質的な部分は、フラッシュメモリその他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、記録媒体としては、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

また、今回開示された各実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組合わせても、実施することが意図される。

７２ 感光体膜、２２０ 制御部、２３０ 画像形成部、２５０ 係数記憶部、２５２ 第１計数部、２５４ 第２計数部、２５６ 算出部、２５８ 予測部。

Claims (9)

1. 像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成部と、
   前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして計数する第１計数部と、
   前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして計数する第２計数部と、
   前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する算出部とを備える、画像形成装置。
2. 前記算出部は、前記第１パラメータに対して前記第１係数を乗算した値と、前記第２パラメータに対して前記第２係数を乗算した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出し、
   前記第２係数は、前記第１係数よりも大きい、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部は、トナーにより用紙に形成されたトナー像を加熱定着させる定着部を含み、
   前記第１係数および前記第２係数は、前記定着部から発生される熱量に関連した関連値に応じた係数である、請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記関連値は、用紙の厚みを含む、請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記関連値は、用紙の搬送速度を含む、請求項３または請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記関連値は、用紙のサイズを含む、請求項３〜請求項５いずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記関連値は、単位時間当たりの画像形成された用紙の枚数を含む、請求項３〜請求項６いずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成装置において、該像担持体の膜厚の減少量を算出する算出方法であって、
   前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして取得する手順と、
   前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして取得する手順と、 前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する手順とを備える、算出方法。
9. 像担持体を用いて、用紙の片面および該用紙の両面に画像形成する画像形成装置に、
   前記像担持体の膜厚の減少に関するパラメータを用紙の片面の画像形成時での第１パラメータとして取得する手順と、
   前記パラメータを用紙の両面の画像形成時での第２パラメータとして取得する手順と、 前記第１パラメータに対して第１係数を適用した値と、前記第２パラメータに対して、前記第１係数とは異なる第２係数を適用した値とに基づいて、前記膜厚の減少量を算出する手順とを実行させるための算出プログラム。

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