JP2020154019A

JP2020154019A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2020154019A
Application number: JP2019049784A
Authority: JP
Inventors: 祐向林; Yu Mukobayashi
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-18
Also published as: JP7215263B2; US20200301338A1

Abstract

【課題】高硬度感光体の膜厚および寿命を適切に推定する技術を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体１と、帯電部、露光部と、現像部と、中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像の濃度を検出する濃度センサーと、画像形成装置１００を制御する制御部とを備える。制御部は、露光部の光量を複数回変化させることにより、感光体１の表面の複数の部位をそれぞれ異なる光量で露光し（Ｓ１１１０，Ｓ１１２０）、現像部に、それぞれ異なる光量で露光された感光体１の表面の部位ごとに、検査用トナー像をそれぞれ形成させ（Ｓ１１３０）、濃度センサーからの出力に基づいて、中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出し（Ｓ１１４０）、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し（Ｓ１１５０）、露光部の光量の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、感光体１のライフを推定する（Ｓ１１６０，Ｓ１１７０）。【選択図】図１１

Description

本開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、感光体の寿命予測に関する。

画像形成装置の感光体において、感光体表面の減耗による画像ノイズが、感光体の印刷可能枚数を下げるボトルネックとなっている。近年、感光体の印刷可能枚数を伸ばすために、感光体最表層にオーバーコート層（以下、「ＯＣＬ（Overcoat Layer）」と呼ぶ）を設けられた高硬度感光体が採用されることが多い。

感光体にＯＣＬを設けることで、感光体の表層の減耗を抑制し、従来の感光体よりも印刷可能枚数を数倍にすることができる。

一方で、ＯＣＬが厚くなることにより、トナー像の細線の再現性の悪化または線幅が太くなる場合がある。これは、感光体の表面がマイナスに帯電されるとき、感光体の内部のプラス電荷が横方向に流れてしまうことに起因している。ＯＣＬが厚くなるほど、プラス電荷が横方向に流れやすくなる。このプラス電荷が横に流れる現象を抑制するために、ＯＣＬは、従来の感光体の表層よりも薄い必要がある。

ＯＣＬの層が薄いということは、ＯＣＬを設けられた高硬度感光体は、従来の感光体よりも、感光体の表層の減耗代が小さいことを意味する。減耗代が小さいと、従来の帯電電流検知による膜厚測定を適用することができない。表層の減耗が小さいため、帯電電流の変化が小さすぎるためである。しかし、感光体の残りの印刷可能枚数を推定するためには、感光体の表層の膜厚の計測が必要となる。そのため、ＯＣＬを設けられた高硬度感光体の膜厚を推定する技術が必要とされている。

感光体の膜厚の推定に関し、例えば、特開２０１７−０４９２７８号公報（特許文献１）は、「制御部は、メモリに記憶された第１感光体の初期の膜厚と、算出手段により算出された該第１感光体の膜厚変化と、帯電電流検知回路により検知された帯電電流の変化とを用いて、該第１感光体の膜厚と、帯電電流との関係に関する関係情報を記憶し、第１感光体が本体から取り外され、該第１感光体とは別の第２感光体が前記本体に装着された際に、前記関係情報に基づいて、該第２感光体の膜厚を算出する演算手段と、を有する」画像形成装置を開示している（［要約］参照）。

さらに、その他の感光体の劣化度および膜厚の推定に関する技術は、例えば、特許文献２〜７に開示されている。

特開２０１７−０４９２７８号公報特開２００７−１８７７３４号公報特開２００５−０１７９７０号公報特開２０１７−２０７６１８号公報特開２０１３−１２０２６１号公報特開平０２−２３５０７３号公報特開２００４−３５４４８５号公報

特許文献１〜７に開示された技術によると、製造時にＯＣＬの厚みにバラツキが発生する高硬度感光体の膜厚を適切に推定できない。したがって、製造時にＯＣＬの厚みにバラツキが発生する高硬度感光体の膜厚を適切に推定する技術が必要とされている。

本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、製造時にＯＣＬの厚みにバラツキが発生する高硬度感光体の膜厚および寿命を適切に推定する技術を提供することにある。

ある実施の形態に従う画像形成装置は、表面にトナー像を形成する感光体と、感光体の表面を帯電させる帯電部と、感光体の表面を露光する露光部と、感光体の表面にトナーを供給する現像部と、感光体の表面に形成されるトナー像を転写するための中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像の濃度を検出する濃度センサーと、画像形成装置を制御する制御部とを備える。制御部は、露光部の光量を複数回変化させることにより、感光体の表面の複数の部位をそれぞれ異なる光量で露光し、現像部に、それぞれ異なる光量で露光された感光体の表面の部位ごとに、検査用トナー像をそれぞれ形成させ、濃度センサーからの出力に基づいて、中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出し、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、露光部の光量の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、感光体のライフを推定する。

ある局面において、画像形成装置は、露光部の光量の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を予め記憶する記憶部をさらに備える。制御部は、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較することで求めた濃度の変化量と、関連付け情報とを比較することにより、感光体のライフを推定する。

他の実施の形態に従う画像形成装置は、表面にトナー像を形成する感光体と、感光体の表面を帯電させる帯電部と、感光体の表面を露光する露光部と、感光体の表面にトナーを供給する現像部と、感光体の表面に形成されるトナー像を転写するための中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像の濃度を検出する濃度センサーと、画像形成装置を制御する制御部とを備える。制御部は、帯電部に、複数回、帯電電位を変化させて感光体の表面を帯電させ、露光部に、感光体の表面の帯電電位が異なる部分ごとに露光させ、現像部に、感光体の表面の露光された部位ごとに検査用トナー像をそれぞれ形成させ、濃度センサーからの出力に基づいて、中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出し、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、感光体の帯電電位の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、感光体のライフを推定する。

ある局面において、画像形成装置は、感光体の帯電電位の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を記憶する記憶部をさらに備える。制御部は、検査用トナー像の濃度の変化量と、関連付け情報とを比較することにより、感光体のライフを推定する。

ある局面において、画像形成装置は、前自装置の内部の環境情報を取得する環境センサーをさらに備える。記憶部は、複数の環境情報に紐付けられた複数の関連付け情報を記憶し、制御部は、環境センサーから取得した環境情報に基づいて、検査用トナー像の濃度の変化量と比較するための関連付け情報を記憶部から取得する。

ある局面において、関連付け情報は、感光体の回転速度の情報をさらに含む。制御部は、各検査用トナー像を形成することに基づいて、関連付け情報を参照し、関連付け情報に含まれる速度で感光体を回転させる。

ある局面において、制御部は、検査用トナー像を感光体の表面に形成することに基づいて、感光体の回転速度を印刷時よりも低速にする。

ある局面において、制御部は、検査用トナー像の濃度の変化量を求めるために、３以上の検査用トナー像を比較する。

ある局面において、制御部は、感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに、検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、感光体のライフを推定し、感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに推定したライフの中で、最も短いライフを感光体のライフであると判定する。

ある局面において、制御部は、検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて推定した感光体のライフと、感光体のライフの推定前に媒体を印刷した枚数とに基づいて、感光体を用いて媒体を印刷可能な残りの枚数の推定値を算出する。

ある局面において、画像形成装置は、情報を表示するモニターをさらに備える。感光体のライフは、感光体を用いて媒体を印刷可能な枚数の推定値である。制御部は、印刷した枚数と、推定値とを比較し、印刷した枚数と、推定値との差分が予め定められた枚数以下であることに基づいて、感光体の交換指示をモニターに表示する。

ある局面において、制御部は、感光体の交換を検出したことに基づいて、感光体のライフの推定をユーザに促す情報をモニターに表示する。

ある局面において、制御部は、感光体の交換を検出したことに基づいて、感光体のライフを推定する。

本技術によれば、製造時にＯＣＬの厚みにバラツキが発生する高硬度感光体の膜厚および寿命を適切に推定することが可能である。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

ある実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。ＯＣＬの膜厚とトナー像の線幅との関係の一例を示す図である。感光体１のプラス電荷の横方向への流れの一例を示す図である。従来の感光体Ｂのライフの推定方法の一例を示す図である。従来の感光体Ｂと、ＯＣＬを設けられた高硬度のＯＣＬ感光体１との特性の一例を示す図である。中間転写ベルト１２を用いたライフ予測の一例を示す図である。ＰＨ光量を変化させたときの感光体１のトナー像の濃度の変化量の一例を示す図である。ＯＣＬの膜厚と、ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量と、感光体１のライフとの関係の一例を表す図である。推定された感光体１のライフの一例を示す図である。感光体１の回転速度と傾き（ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量）との関係の一例を表す図である。感光体１のライフ予測の処理の一例を示す図である。異なる電圧で帯電された感光体１を露光した様子の一例を示す図である。感光体１の帯電電位を変化させたときの感光体１のトナー像の濃度の変化量の一例を示す図である。ＯＣＬの膜厚と、感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量と、感光体１のライフとの関係の一例を表す図である。感光体１のライフ予測の処理の一例を示す図である。環境ごとのＯＣＬの体積抵抗の変化の影響の一例を示す図である。ＯＣＬの膜厚と、環境ごとの傾きと、感光体１のライフとの相関関係の一例を示す図である。ある実施の形態に従う感光体１のライフの推定方法の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
まず、本実施の形態に従う画像形成装置１００の装置構成について説明する。以下では、典型例として、複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）として実装される画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００は、例えばカラー画像形成装置であるが、本実施の形態に係る技術思想の適用対象は、カラー画像形成装置に限定されず、当該技術思想は、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。

これ以降の説明において、感光体の表層の残りの膜厚、または、感光体の残りの印刷可能枚数を総称して「ライフ」と呼ぶ。また、感光体の膜厚の推定、または、感光体の残りの印刷可能枚数の推定を総称して「ライフ予測」と呼ぶ。

図１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。図１を参照して、画像形成装置１００は、プリントエンジン１１０と、原稿読取部１２０と、排出トレイ１３０とを備える。

プリントエンジン１１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、キー・プレート（Ｋ）のそれぞれのトナー像を形成するイメージングユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ（以下、「イメージングユニット１０」と総称することもある）と、中間転写ベルト１２と、中間転写体駆動ローラー１４，１６と、ベルトクリーニング部１８と、転写ローラー２０，２１と、定着部２２と、給紙部３０と、送出ローラー３２と、搬送ローラー３４，３６と、制御部５０と、記憶部５１と、濃度センサー５５とを含む。イメージングユニット１０は、感光体１と、帯電部２と、露光部３と、現像部４（対応するイメージングユニット１０が形成するトナー像の色に対応させて、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋとそれぞれ記載する）と、クリーニング部５と、中間転写体接触ローラー６とを含む。原稿読取部１２０は、イメージスキャナー１２２と、原稿給紙台１２４と、自動原稿送り装置１２６と、原稿排紙台１２８とを含む。

プリントエンジン１１０は、給紙部３０内の媒体４０に対して印刷処理を行う。送出ローラー３２は、媒体４０を給紙部３０から搬送する。さらに、搬送ローラー３４，３６は、媒体４０を転写ローラー２０，２１に搬送する。転写ローラー２０，２１は、媒体４０にトナー像を転写する。定着部２２は、媒体４０に定着処理を行う。最後に、媒体４０は、排出トレイ１３０に排出される。

各イメージングユニット１０および中間転写ベルト１２は、媒体４０に転写するトナー像を形成する。帯電部２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光部３は、レーザー書き込み等により、指定された画像パターンに従って感光体１の表面を露光することで、その表面上に静電潜像を形成する。現像部４は、像担持体である感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。なお、感光体１の表層には、ＯＣＬが設けられている。

感光体１の表面に形成されたトナー像は、中間転写体接触ローラー６によって中間転写ベルト１２に転写される。中間転写ベルト１２上には、それぞれの感光体１からトナー像が順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされることになる。重ね合わされたトナー像は、転写ローラー２０，２１によって、中間転写ベルト１２から媒体４０へ転写される。濃度センサー５５は、中間転写ベルト１２上のトナー像の濃度を検出する。ある局面において、ＩＤＣ（Image Density Control）センサーが、濃度センサー５５として使用されてもよい。また、ある局面において、濃度センサー５５は、イメージングユニット１０の各感光体１の表面のトナー像の濃度をそれぞれ検出してもよい。

原稿読取部１２０は、原稿を読み取って、その読み取り結果をプリントエンジン１１０に対する入力画像として出力する。イメージスキャナー１２２は、プラテンガラス上に配置された原稿をスキャンする。自動原稿送り装置１２６は、原稿給紙台１２４に配置された原稿を連続的にスキャンする。原稿給紙台１２４上に配置された原稿は、送出ローラー（図示しない）により１枚ずつ送られ、イメージスキャナー１２２または自動原稿送り装置１２６内に配置されたイメージセンサーによって順次スキャンされる。スキャン後の原稿は、原稿排紙台１２８へ排出される。

制御部５０は、画像形成装置１００全体を制御する。記憶部５１は、画像形成装置１００のファームウェアや各種設定を記憶する。制御部５０は、記憶部５１から必要なデータやプログラムを参照する。

図２は、ＯＣＬの膜厚とトナー像の線幅との関係の一例を示す図である。グラフ２０１は、ＯＣＬ膜厚と、トナー像の線幅との関係を表すグラフである。グラフ２０１からわかるように、ＯＣＬ膜厚が厚くなるに従い、トナー像の線幅は太くなる。

感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの表層には、ＯＣＬが設けられている。感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中で、感光体１ＡのＯＣＬは最も膜厚が薄く、感光体１ＢのＯＣＬは２番目に膜厚が薄く、感光体１ＣのＯＣＬは最も膜厚が厚い。感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃに同一のトナー像を形成した場合の線幅は、例えば、ポイント２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃのようになる。

図３は、感光体１のプラス電荷の横方向への流れの一例を示す図である。感光体１は、表層部にＯＣＬ３０１を備え、感光体１の内部にＣＴＬ（Charge Transport Layer）３０２を備える。露光部３は、ＰＨ光３０２により、感光体１の表層をマイナスに帯電させる。そうすることにより、マイナス電荷３０３が感光体１の表層を覆う。このとき感光体１の内部のプラス電荷３０４は、表層に集まるが、横方向にわずかに流れる。このプラス電荷３０４が横に流れる量は、ＯＣＬ３０１の厚みに比例する。

プラス電荷３０４が横に流れた状態で、現像部４が感光体１にトナーを供給した場合、感光体１に供給されたトナーは、横に流れたプラス電荷３０４に引きつけられて感光体１上で横に広がり、トナー像の線幅が太くなるという現象が発生する。そのため、ＯＣＬの膜厚はある程度薄いことが望ましい。しかし、ＯＣＬの膜厚が薄くなることにより、感光体１のライフを求めることが困難になる場合がある。

次に図４および図５を参照して、従来の感光体のライフの推定方法について説明し、次に、ＯＣＬを設けられた感光体１に従来の感光体のライフの推定方法を適用した場合の問題点について説明する。

なお、以降の説明において、比較のために、本実施の形態に従う画像形成装置１００に対し、従来の画像形成装置を「画像形成装置Ａ」と呼ぶ。本実施の形態に従う画像形成装置１００がＯＣＬを設けられた高硬度の「感光体１」を備えるのに対し、画像形成装置Ａは従来の高硬度ではない減耗代の大きい「感光体Ｂ」を備える。

従来の感光体Ｂのライフを求める方法として、感光体Ｂの帯電電流を調べる方法がある。感光体Ｂの帯電電流は、感光体Ｂの表層の減耗に比例して変化する。そのため、画像形成装置Ａは、感光体Ｂの帯電電流の変化を検出することにより、感光体Ｂの減耗量または残り印刷可能枚数を推定する。

図４は、従来の感光体Ｂのライフの推定方法の一例を示す図である。図４を参照して、感光体Ｂの帯電電流を用いたライフ予測について説明する。グラフ４０１は、画像形成装置Ａが一定枚数の媒体を印刷するごとに帯電電流の計測を行うことで求めた感光体Ｂのライフ予測である。グラフ４０２は、想定される最も過酷な状況で使用し続けたと仮定した場合の従来の感光体Ｂのライフ予測である。

ポイント４０３Ａ，４０３Ｂは、それぞれのグラフ４０１,４０２における感光体Ｂの新品時（印刷枚数が０枚のときの）の減耗代（感光体Ｂの表層の膜厚）を表している。ポイント４０３Ａおよびポイント４０３Ｂの減耗代の差は、感光体Ｂの製造時の減耗代（膜厚）のバラツキである。ポイント４０４Ａ，４０４Ｂは、感光体Ｂの減耗代がなくなった状態、すなわち、感光体Ｂが限界まで使用されたことを意味する。

グラフ４０２において、感光体Ｂは、最も過酷な状況（同じ印刷設定）で使用されている。そのため、グラフ４０２は、印刷枚数が増えるに従い、直線的に減耗代が小さくなっている。これに対し、グラフ４０１において、感光体Ｂは、毎回異なる条件（用紙サイズやトナーの使用量等）で使用されているため、減耗代は、印刷枚数に比例して直線的に減少しない。

上記のように、従来、画像形成装置Ａは、グラフ４０２の最低保障値（ポイント４０４Ｂにおける印刷枚数）を設定するか、または、一定枚数を印刷するごとに帯電電流による感光体Ｂのライフ予測をすることで、感光体Ｂの残りの減耗代または残りの印刷可能枚数を推定することができた。

図５は、従来の感光体Ｂと、ＯＣＬを設けられた高硬度のＯＣＬ感光体１との特性の一例を示す図である。上記の「最低保障値」および「帯電電流を用いた計測」は、従来の感光体Ｂのライフ予測には適していたが、ＯＣＬを設けられた高硬度の感光体１のライフ予測には適していない。図５を参照して、その理由について説明する。

テーブル５００からわかるように、従来の感光体Ｂの減耗代は、ＯＣＬを設けられた高硬度の感光体１の減耗代と比較して大きい。つまり、感光体Ｂは、印刷枚数が０枚のとき（減耗代＝３０μｍ）と、印刷可能な最大枚数を印刷したとき（減耗代＝０μｍ）との減耗代の変化量が大きいことになる。感光体Ｂの帯電電流は減耗代の厚さに依存するため、感光体Ｂの帯電電流も減耗代の変化に併せて大きく変化する。よって、画像形成装置Ａは、感光体Ｂの帯電電流の変化を検出することで、感光体Ｂのライフ予測を行なうことができる。

これに対して、感光体１は、印刷枚数が０枚のとき（減耗代＝３μｍ）と、印刷可能な最大枚数を印刷したとき（減耗代＝０μｍ）との減耗代の変化量が小さい。そのため、感光体１の帯電電流の変化も小さくなる。よって、画像形成装置１００は、感光体１の帯電電流の変化を検出しても、帯電電流の変化量が少なすぎるため、感光体１のライフ予測を行なうことはできない。

また、感光体１では、感光体Ｂと比較して、製造上の厚膜（減耗代）のバラツキおよび減耗代の計測誤差の影響が非常に大きくなる。感光体Ｂは、製造上の厚膜のバラツキが「±１μｍ」である。また、感光体Ｂの減耗代「１μｍ」当たりのライフは「１５０／３０＝５（ｋｐ／μｍ）」となる。よって、感光体Ｂでは、個体差により、ライフに「１＊５＝±２．５（ｋｐ）」の差が発生し得る。

これに対し、感光体１では、製造上の厚膜のバラツキが「±０．５μｍ」である。また、感光体１の減耗代「１μｍ」当たりのライフは「４５０／３＝１５０（ｋｐ／μｍ）」となる。よって、感光体１では、個体差により、ライフに「０．５＊１５０＝±７５（ｋｐ）」の差が発生し得る。

上記の比較からわかるように、感光体１は、製造時のバラツキにより、ライフが大きく変化する。また、減耗代「１μｍ」当たりの印刷可能枚数は、感光体Ｂと比較して極めて多いため、帯電電流による減耗代の計測誤差が大きく影響する。

以上より、ＯＣＬを設けられた高硬度の感光体１は、従来の感光体Ｂと比較して、減耗代が小さく、かつ、計測誤差の影響が大きくなる。よって、帯電電流による減耗代の計測では、適切に、感光体１のライフ予測を行うことができない。

本実施の形態において、画像形成装置１００は、感光体１のライフ予測を行うために、ＯＣＬの膜厚に比例して感光体１の内部のプラス電荷が横に広がるという性質と、露光部３によるＰＨ光とを利用する。

露光部３による「ＰＨ光の光量」が変化すると、「感光体１の内部のプラス電荷の横に広がる量」も変化する。また、「ＰＨ光の光量」の変化に基づく「感光体１の内部のプラス電荷の横に広がる量」の変化量は、「ＯＣＬの膜厚」によって変わる。

図３を参照して説明したように、感光体１の内部のプラス電荷が横に広がることによって、トナー像の線幅は太くなる。そのため、「ＰＨ光の光量」が変化すると、「感光体１の内部のプラス電荷の横に広がる量」も変化し、さらには「トナー像の線幅」も変化する。画像形成装置１００は、この性質を利用し、「ＰＨ光の光量」が変化することによる、「トナー像の線幅」の変化量を検出することにより、ＯＣＬの膜厚を推定することができる。

次に、図６〜図８を参照して、ＰＨ光の光量の変化を利用した感光体１のライフ予測について説明する。図６は、中間転写ベルト１２を用いたライフ予測の一例を示す図である。

図６に示す例において、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１２上にＯＣＬの膜厚を調べるための検査用トナー像であるトナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄ（以下、総称する場合は「トナー像６０２」と呼ぶ）を転写する。トナー像６０２は、ドット数固定の細線からなる。また、トナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄは、感光体１の露光時のＰＨ光量がそれぞれ異なっている。

最初に、画像形成装置１００がトナー像６０２を形成する手順について説明する。画像形成装置１００は、ライフ予測の対象である感光体１上で、複数のトナー像を形成する。その際、制御部５０は、露光部３のＰＨ光量を段階的に変化させて、感光体１上の異なる部位をそれぞれ異なるＰＨ光量で露光する。

次に、制御部５０は、現像部４に、異なるＰＨ光量で露光されたそれぞれの部位に、トナーを供給させる。なお、制御部５０は、現像部４に、異なるＰＨ光量で露光されたそれぞれの部位にドット数固定の細線からなる同一トナー像を形成させるものとする。

異なるＰＨ光量で露光されたそれぞれ部位に形成されたトナー像は、全て中間転写ベルト１２に転写されて、トナー像６０２となる。トナー像６０２Ｄ，６０２Ｃ，６０２Ｂ，６０２Ａの順にＰＨ光量は大きいものとする。「ＰＨ光量」が大きいと、「感光体１の内部のプラス電荷の横に広がる量」も大きくなり、その結果、「トナー像の線幅」も太くなる。トナー像６０２は、細線の集合であるため、「トナー像６０２の線幅」が太くなると、「トナー像６０２の濃度」も同様に高くなる。

濃度センサー５５は、中間転写ベルト１２上のトナー像６０２の濃度を検出する。制御部５０は、トナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄのそれぞれの濃度を比較することにより、「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」を取得することができる。

図７は、ＰＨ光量を変化させたときの感光体１のトナー像の濃度の変化量の一例を示す図である。グラフ７０１は、ＯＣＬの膜厚が薄い感光体１Ｃの「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」を表している。グラフ７０２は、ＯＣＬの膜厚が厚い感光体１Ｄの「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」を表している。

ポイント７０３Ａ，７０３Ｂ，７０３Ｃ，７０３Ｄは、トナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄのそれぞれを濃度センサー５５で検出したときの濃度である。グラフ７０１，７０２は、ポイント７０３Ａ，７０３Ｂ，７０３Ｃ，７０３Ｄを基に求められる。グラフ７０１，７０２を比較するとわかるように、ＯＣＬの膜厚が厚いほど、「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」は大きくなる。

なお、本実施の例においては、制御部５０は、４段階でＰＨ光量を変化させ、各ＰＨ光量に対するトナー像の濃度を検出しているが、検出回数はこれに限られない。制御部５０が、さらに多くの段階でＰＨ光量を変化させ、各ＰＨ光量に対するトナー像の濃度を検出すれば、その分検出精度は向上する。また、制御部５０は、最低限２段階のＰＨ光量に対するトナー像の濃度を検出すればよい。

図８は、ＯＣＬの膜厚と、ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量と、感光体１のライフとの関係の一例を表す図である。テーブル８００は、ＯＣＬの膜厚と、傾きと、感光体１のライフとを関連付けた関連付け情報を含む。傾きは、図７のグラフ７０１，７０２等の傾きのことであり「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」に相当する。記憶部５１は、何種類かのＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むテーブル８００を記憶する。図８の例示において、テーブル８００は３種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むが、より多くの種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含んでもよい。

制御部５０は、濃度センサー５５による計測により取得した「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量（以下、「実際の傾き」と呼ぶ）」と、テーブル８００に含まれる各ＯＣＬの膜厚ごとの「傾き」とを比較することにより、感光体１のライフ予測を行う。

ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル８００に含まれる各ＯＣＬの膜厚ごとの「傾き」とを比較して、最も近い「傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚、ライフ」をライフの推定値としてもよい。また、他の局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル８００の内容に基づいて、「実際の傾き」に対応するライフを計算してもよい。例えば、「実際の傾き＝０．０２８」であれば、制御部５０は、「傾き＝０．０３０」および「傾き＝０．０２６」のそれぞれに対応する「ＯＣＬの膜厚」および「ライフ」の中間値を求めればよい。

感光体１がある程度使用されると、滑剤が感光体１の表層を覆うため、感光体１の表面抵抗が変化することがある。また、同時に、感光体１の表面の粗さが変化し、トナー像の線幅を変化させ得る。これらの原因により、トナー像６０２を利用した感光体１のライフ予測の精度が下がることがある。そのため、制御部５０は、感光体１の交換時に（感光体１が新品のときに）、感光体１のライフ予測を行うことが望ましい。

ある局面において、濃度センサー５５は、感光体１の表面のトナー像の濃度を検出してもよい。その場合、濃度センサー５５は、色別の各感光体１の表面のトナー像の濃度を検出する。

図９は、推定された感光体１のライフの一例を示す図である。グラフ９０１は、想定される最も長持ちする状況で使用し続けたと仮定した場合の感光体１のライフ予測を示す。また、グラフ９０２は、想定される最も過酷な状況で使用し続けたと仮定した場合の感光体１のライフ予測を示す。また、グラフ９０３は、実際に図６〜図８を参照して説明した方法で予測した感光体１のライフ予測を示す。

ポイント９０４Ａ，９０４Ｂ，９０４Ｃは、グラフ９０１，９０２，９０３における感光体１の新品時（印刷枚数が０枚のときの）の減耗代（ＯＣＬの膜厚）を表している。ポイント９０４Ａは想定される最も厚いＯＣＬの膜厚であり、ポイント９０４Ｂは想定される最も薄いＯＣＬの膜厚である。ポイント９０４Ｃは計測により推定されたＯＣＬの膜厚である。ポイント９０５Ａ，９０５Ｂ，９０５Ｃは、感光体１の減耗代がなくなった状態、すなわち、感光体１が限界まで使用されたことを意味する。

制御部５０は、グラフ９０２に基づいて感光体１のライフ予測を行うことにより、印刷の品質を保つことはできる。しかし、ＯＣＬの膜厚の差によるライフの差（印刷可能枚数の差）は大きいため、多くの場合において、感光体１は、まだ十分に印刷できるにもかかわらず交換されることが予想される。

この無駄を改善するために、本実施の形態において、制御部５０は、図６〜図８を参照して説明した方法で、感光体１のＯＣＬの膜厚（ポイント９０４Ｃの減耗代）および感光体１のライフ予測をする（ポイント９０５Ｃの印刷枚数を推定する）。

こうすることで、制御部５０は、実際の印刷枚数をカウントしておき、カウント値が感光体１の印刷可能枚数に達した時点で、感光体１の交換指示を画像形成装置１００のモニター（図示しない）に表示することができる。ある局面において、制御部５０は、実際の印刷枚数と、感光体１の印刷可能枚数との差分が予め定められた枚数以下になった時点で、感光体１の交換指示を出力してもよい。ここでの一定枚数とは、例えば１０００枚であってもよいがこれに限られない。また、ある局面において、制御部５０は、ネットワークを介して、感光体１の交換指示を画像形成装置１００のユーザのコンピュータ等に通知してもよい。

ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、モニターに、ユーザに新しくセットされた感光体１のライフ予測を促す情報を表示してもよい。また、ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、自動的に新しくセットされた感光体１のライフ予測を開始してもよい。

図１０は、感光体１の回転速度と傾き（ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量）との関係の一例を表す図である。テーブル１０００は、ＯＣＬの膜厚と、傾きＸと、傾きＹと、感光体１のライフとを関連付けている。テーブル１０００は、テーブル８００と異なり、２つの傾きＸ，Ｙを含む。

傾きＸは、制御部５０が、感光体１を印刷時の半分の回転速度で回転させて求めた傾きである。傾きＹは、制御部５０が、感光体１を印刷時と同じの回転速度で回転させて求めた傾きである。傾きＸ，Ｙを求める際のＰＨ光量は同じである。

数値１００１は、傾きＸの最大値と最小値の差分である。数値１００２は、傾きＹの最大値と最小値の差分である。数値１００１および数値１００２からわかるように、感光体１の回転速度が遅いほど、ＯＣＬの膜厚差により傾きの変化量が大きくなる。これは、回転速度が遅いほど感光体に潜像が形成されてからトナー像が形成されるまでの時間が長いためである。この時間が長いほど図３のプラス電荷の横流れが大きくなり、傾きが大きくなる。その結果、感光体１のライフ予測の精度が高まる。

制御部５０が、感光体１の回転速度を変更して感光体１のライフ予測を行う場合、記憶部５１は、速度ごとの傾きとＯＣＬの膜厚の対応を含むテーブル１０００を記憶しておく必要がある。制御部５０は、印刷時よりも遅い回転速度で感光体１を回転させ、テーブル１０００から回転送度に対応する傾きを参照することにより、感光体１のライフ予測を行う。

なお、本実施の形態において、制御部５０は、感光体１の傾きを求める際に、感光体１の回転速度を印刷時の半分の回転速度になるように制御しているが、感光体１の回転速度は印刷時の半分の回転速度である必要は無い。制御部５０は、感光体１の傾きを求める際に感光体１の回転速度を適宜設定してもよい。

ＯＣＬの膜厚は感光体１の長手方向にバラツキを持つことがある。そのため、ある局面において、制御部５０は、感光体１の長手方向の複数個所で、本実施の形態に従う感光体１のライフ予測を行い、各箇所で推定したそれぞれのライフの中で最も小さいものを感光体１のライフであると判定することで、ライフ予測の精度を上げることができる。

図１１は、感光体１のライフ予測の処理の一例を示す図である。ある局面において、制御部５０は、図１１の処理を行うためのプログラムを記憶部５１から読み出して実行してもよい。

ステップＳ１１１０において、制御部５０は、検査用のトナー像６０２を感光体１上に形成する前に、感光体１の回転速度を印刷時よりも低速に変更する。なお、感光体１が印刷時の回転速度で回転した場合においても、「実際の傾き」が十分大きくなるのであれば、制御部５０は、ステップＳ１１１０の処理を行わなくてもよい。

ステップＳ１１２０において、制御部５０は、露光部３に、感光体１の表面の複数の部位をそれぞれ異なる光量で露光させる。なお、帯電部２は、露光前に、感光体１の表面を帯電している。

ステップＳ１１３０において、制御部５０は、現像部４に、それぞれ異なる光量で露光された感光体１の表面の部位ごとに、検査用のトナー像６０２をそれぞれ形成させる。次に、感光体１に形成された検査用のトナー像６０２は、中間転写ベルト１２に転写される。

ステップＳ１１４０において、制御部５０は、濃度センサー５５からの出力を取得し、中間転写ベルト１２上の検査用のトナー像６０２のそれぞれの濃度を検出する。

ステップＳ１１５０において、制御部５０は、検査用のトナー像６０２のそれぞれの濃度を比較し、「実際の傾き」を求める。

ステップＳ１１６０において、制御部５０は、テーブル８００またはテーブル１０００を参照する。制御部５０は、感光体１の回転速度を印刷時の回転速度よりも低速にしている場合は、テーブル１０００を参照する。そうでない場合は、制御部５０は、テーブル８００を参照する。

ステップＳ１１７０において、制御部５０は、露光部３の光量の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量「実際の傾き」に基づいて、感光体１のライフを推定する。ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル８００またはテーブル１０００に含まれる各ＯＣＬの膜厚ごとの「傾き」とを比較して、最も近い「傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚、ライフ」をライフの推定値としてもよい。また、他の局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル８００またはテーブル１０００の内容に基づいて、「実際の傾き」に対応するライフを計算してもよい。例えば、「実際の傾き＝０．０２８」であれば、制御部５０は、テーブル８００の「傾き＝０．０３０」および「傾き＝０．０２６」のそれぞれに対応する「ＯＣＬの膜厚」および「ライフ」の中間値を求めればよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置１００によれば、露光部３のＰＨ光を変化させることにより生じたトナー像の濃度の変化量に基づいて、製造時にＯＣＬ膜厚のバラツキがある感光体１のライフ予測ができる。それにより、画像形成装置１００は、感光体１のライフに合わせて適切な枚数を印刷してから交換用のアラートを出力し、感光体１がまだ使えるにもかかわらず交換されてしまうという事態を防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に従う画像形成装置１００のハードウェア構成は、第１の実施の形態で示された画像形成装置１００と同じである。したがって、同じ構成の説明は繰り返さない。本実施の形態における画像形成装置１００は、感光体１のライフ予測の際にＰＨ光ではなく、感光体１の帯電電位を変化させる点で実施例１とは異なる。

図１２は、異なる電圧で帯電された感光体１を露光した様子の一例を示す図である。制御部５０は、帯電部２により、感光体１の表面を帯電させる。図１２に示す例では、制御部５０は、感光体１の表面を異なる２種類の帯電電位になるように帯電させている。

電位１２００は、感光体１の表面の基準電位Ｖ_ｄｃである。電位１２０１Ａは、帯電部２が感光体１の表面を電圧Ｖ_ａで帯電させたときの電位である。電位１２０１Ｂは、帯電部２が感光体１の表面を電圧Ｖ_ｂで帯電させたときの電位である。電位１２０１Ｂは、電位１２０１Ａよりも電位の絶対値が高いものとする。

次に、制御部５０は、露光部３に、感光体１の表面の一部を露光させる。部位１２０２Ａは、電位１２０１Ａの感光体１の表面が露光された部分である。部位１２０２Ｂは、電位１２０１Ｂの感光体１の表面が露光された部分である。部位１２０２Ａ，１２０２Ｂの電位は共にＶ_ｉである。

帯電された感光体１の表面は、露光されると電位がＶ_ｉになる。しかし、露光された部位の電位は垂直に落ちず、わずかに傾きをもって落ちる。そのため、より高い電位から露光された場合、露光部分の面積はより小さくなる。そのため、部位１２０２Ｂの面積は、部位１２０２Ａの面積よりも小さくなる。よって、制御部５０が細線からなるトナー像を感光体１の表面に形成しようとした場合、ドット数が固定であれば、感光体１の帯電電位の絶対値が高いほど露光部分の面積が小さい分、細線の線幅は細くなる。

感光体１の帯電電位の変化に伴う、トナー像の線幅の変化量は、ＯＣＬの膜厚が厚いほど大きくなる。そのため、図６〜図８と同様に、制御部５０は、ＰＨ光量に換えて感光体１の帯電電位を変化させながら、検査用のトナー像６０２を形成し、濃度の変化量を調べることにより、感光体１のライフ予測ができる。

図１３は、感光体１の帯電電位を変化させたときの感光体１のトナー像の濃度の変化量の一例を示す図である。グラフ１３０１は、ＯＣＬの膜厚が薄い感光体１Ｅの「感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」を表している。グラフ１３０２は、ＯＣＬの膜厚が厚い感光体１Ｆの「感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」を表している。

ポイント１３０３Ａ，１３０３Ｂ，１３０３Ｃ，１３０３Ｄは、トナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄのそれぞれを濃度センサー５５で検出したときの濃度である。グラフ１３０１，１３０２は、ポイント１３０３Ａ，１３０３Ｂ，１３０３Ｃ，１３０３Ｄを基に求められる。グラフ１３０１，１３０２を比較するとわかるように、ＯＣＬの膜厚が厚いほど、「感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」は大きくなる。

なお、本実施の例においては、制御部５０は、４段階で感光体１の帯電電位を変化させ、各帯電電位に対するトナー像の濃度を検出しているが、検出回数はこれに限られない。制御部５０が、さらに多くの段階で感光体１の帯電電位を変化させ、これらの感光体１の帯電電位に対するトナー像の濃度を検出すれば、その分検出精度は向上する。制御部５０は、最低限２段階の感光体１の帯電電位に対するトナー像の濃度を検出すればよい。

図１４は、ＯＣＬの膜厚と、感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量と、感光体１のライフとの関係の一例を表す図である。テーブル１４００は、ＯＣＬの膜厚と、傾きと、感光体１のライフとを関連付けた関連付け情報を含む。傾きは、図１３のグラフ１３０１，１３０２等の傾きのことであり「感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」に相当する。記憶部５１は、何種類かのＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むテーブル１４００を記憶する。図１４の例示において、テーブル１４００は３種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むが、より多くの種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含んでもよい。

制御部５０は、濃度センサー５５による計測により取得した感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量「実際の傾き」と、記憶部５１のテーブル１４００の「傾き」とを比較することにより、感光体１のライフ予測を行う。

ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１４００の「傾き」とを比較して最も近い「傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚、ライフ」をライフの推定値としてもよい。また、ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１４００の内容とに基づいて、「実際の傾き」に対応するライフを計算してもよい。例えば、「実際の傾き＝０．０２８」であれば、制御部５０は、「傾き＝０．０３０」および「傾き＝０．０２６」のそれぞれに対応する「ＯＣＬの膜厚」および「ライフ」の中間値を求めればよい。

なお、制御部５０は、感光体１の交換時に（感光体１が新品のときに）、感光体１のライフ予測を行うことが望ましい。感光体１は、ある程度使用されると、感光体１の表層が滑剤で覆われたり（表面抵抗の変化）、感光体１の表面の粗さが変化したり、ＯＣＬの膜厚以外でトナー像の線幅を変化させる要因が発生し得る。その結果、トナー像６０２を利用した感光体１のライフ予測の精度が下がるためである。

ある局面において、濃度センサー５５は、感光体１の表面のトナー像の濃度を検出してもよい。その場合、濃度センサー５５は、トナーの色別の各感光体１の表面のトナー像の濃度を検出する。

また、ある局面において、制御部５０が、感光体１の回転速度を遅くしてＯＣＬの膜厚の推定を行う場合、記憶部５１は、速度ごとの傾きとＯＣＬの膜厚との対応を含むテーブルを記憶しておく必要がある。制御部５０は、印刷時よりも遅い回転速度で感光体１を回転させ、テーブルから回転送度に対応する傾きを参照することにより、感光体１のライフ予測を行う。

また、ある局面において、制御部５０は、ＰＨ光量および感光体１の体電電位の両方を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を求めてもよい。その場合、テーブル１４００の傾きは、ＰＨ光量および感光体１の体電電位の両方を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を意味する。

上記のようにすることで、制御部５０は、実際の印刷枚数をカウントしておき、カウント値が感光体１の印刷可能枚数に達した時点で、感光体１の交換指示を画像形成装置１００のモニターに表示することができる。ある局面において、制御部５０は、実際の印刷枚数と、感光体１の印刷可能枚数との差分が予め定められた枚数以下になった時点で、感光体１の交換指示を出力してもよい。ここでの一定枚数とは、例えば１０００枚であってもよいがこれに限られない。また、ある局面において、制御部５０は、ネットワークを介して、感光体１の交換指示を画像形成装置１００のユーザのコンピュータ等に通知してもよい。

ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、モニターに、ユーザに新しくセットされた感光体１のライフの推定を促す情報を表示してもよい。また、ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、自動的に新しくセットされた感光体１のライフの推定を開始してもよい。

ＯＣＬの膜厚は感光体の長手方向にバラツキを持つことがある。そのため、ある局面において、制御部５０は、長手方向複数個所で、本実施の形態にしたがう感光体１のライフ予測を行い、各箇所で推定したそれぞれのライフの中で最も小さいものを感光体１のライフであると判定することで、ライフ予測の精度を上げることができる。

図１５は、感光体１のライフ予測の処理の一例を示す図である。ある局面において、制御部５０は、図１５の処理を行うためのプログラムを記憶部５１から読み出して実行してもよい。

ステップＳ１５１０において、制御部５０は、検査用のトナー像６０２を感光体１上に形成する前に、感光体１の回転速度を印刷時よりも低速に変更する。なお、感光体１が印刷時の回転速度で回転した場合においても、「実際の傾き」が十分大きくなるのであれば、制御部５０は、ステップＳ１５１０の処理を行わなくてもよい。

ステップＳ１５２０において、制御部５０は、帯電部２に、複数回、帯電電位を変化させて感光体１の表面の異なる部分を帯電させる。

ステップＳ１５３０において、制御部５０は、露光部３に、感光体１の表面の帯電電位が異なる部分ごとに露光させる。

ステップＳ１５４０において、制御部５０は、現像部４に、感光体１の表面の露光された部位ごとに検査用のトナー像６０２をそれぞれ形成させる。次に、感光体１に形成された検査用のトナー像６０２は、中間転写ベルト１２に転写される。

ステップＳ１５５０において、制御部５０は、濃度センサー５５からの出力を取得し、中間転写ベルト１２上の検査用のトナー像６０２のそれぞれの濃度を検出する。

ステップＳ１５６０において、制御部５０は、検査用のトナー像６０２のそれぞれの濃度を比較し、「実際の傾き」を求める。

ステップＳ１５７０において、制御部５０は、テーブル１４００を参照する。なお、制御部５０が感光体１の回転速度を印刷時の回転速度よりも低速にしている場合、テーブル１４００は、速度別の「ＯＣＬの膜厚」、「傾き」、「ライフ」を含む必要がある。

ステップＳ１５８０において、制御部５０は、感光体１の帯電電位の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量「実際の傾き」に基づいて、感光体１のライフを推定する。ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１４００に含まれる各ＯＣＬの膜厚ごとの「傾き」とを比較して、最も近い「傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚、ライフ」をライフの推定値としてもよい。また、他の局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１４００の内容に基づいて、「実際の傾き」に対応するライフを計算してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置１００によれば、感光体１の帯電電位を変化させることにより生じたトナー像の濃度の変化量に基づいて、製造時にＯＣＬ膜厚のバラツキがある感光体１のライフ予測ができる。それにより、画像形成装置１００は、感光体１のライフに合わせて適切な枚数を印刷してから交換用のアラートを出力し、感光体１がまだ使えるにもかかわらず交換されてしまうという事態を防ぐことができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に従う画像形成装置１００のハードウェア構成は、前述の実施の形態で示された画像形成装置１００と同じである。したがって、同じ構成の説明は繰り返さない。本実施の形態における画像形成装置１００は、複数の環境下において感光体１のライフ予測をする点で前述の実施例とは異なる。

前述したように、ＯＣＬを設けられた感光体１により形成されたトナー像は、従来の感光体で形成されたトナー像よりも線幅が太くなる。線幅が太くなる原因は、ＯＣＬの体積抵抗が従来の感光体の表面よりも体積抵抗が小さいためである。また、ＯＣＬの体積抵抗は、温度や湿度によって変化する。特に、ＯＣＬの体積抵抗は湿度の影響を受けやすい。湿度が高い場合、ＯＣＬの表層が水分を吸って抵抗が小さくなるため、線幅が太る方向に変化する。

ＯＣＬの体積抵抗が変化すると、図８で例示した「傾き（ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量）」と、図１４で例示した「傾き（感光体１の体電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量）」とは変化する。

図１６は、環境ごとのＯＣＬの体積抵抗の変化の影響の一例を示す図である。グラフ１６０１は、「低温、低湿度」の環境での感光体１のライフ予測である。グラフ１６０２は、「中温、中湿度」の環境での感光体１のライフ予測である。グラフ１６０３は、「高温、高湿度」の環境での感光体１のライフ予測である。グラフ１６０１，１６０２，１６０３の感光体１のＯＣＬの膜厚はいずれも同じである。

ポイント１６０４Ａ，１６０４Ｂ，１６０４Ｃ，１６０４Ｄは、トナー像６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄのそれぞれを濃度センサー５５で検出したときの濃度である。グラフ１６０１，１６０２，１６０３は、ポイント１６０４Ａ，１６０４Ｂ，１６０４Ｃ，１６０４Ｄを基に求められる。グラフ１６０１，１６０２，１６０３を比較するとわかるように、温度および湿度が高くなるほど「傾き」は大きくなる。

ある局面において、制御部５０は、ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を求めてもよいし、感光体１の体電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を求めてもよいし、これらを組み合わせてもよい。

なお、本実施の例においては、制御部５０は、ＰＨ光量または感光体１の帯電電位を４段階に変化させ、各ＰＨ光量または感光体１の各帯電電位に対するトナー像の濃度を検出しているが、検出回数はこれに限られない。制御部５０が、さらに多くの段階でトナー像の濃度を変化させ、変化したトナー像の濃度を検出すれば、その分検出精度は向上する。制御部５０は、最低限２段階のＰＨ光量または感光体１の帯電電位に対するトナー像の濃度を検出すればよい。

上述したように、環境情報「温度、湿度」が変化することにより「傾き」も変化する。そのため、温度および湿度が変化した場合でも適切に感光体１のライフを求めるために、制御部５０は、「低温、低湿度」や「高温、高湿度」等の環境情報ごとの「傾き」と、「ＯＣＬ膜厚、ライフ」との相関関係のテーブルを参照することが望ましい。

図１７は、ＯＣＬの膜厚と、環境ごとの傾きと、感光体１のライフとの相関関係の一例を示す図である。テーブル１７００は、ＯＣＬの膜厚と、環境ごとの傾きと、感光体１のライフとを関連付けた関連付け情報を含む。傾きは、図１６のグラフ１６０１，１６０２，１６０３等の傾きのことであり「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量」に相当する。

「傾きＬＬ」は「低温、低湿度」の環境下における傾きである。「傾きＮＮ」は「中温、中湿度」の環境下における傾きである。「傾きＨＨ」は「高温、高湿度」の環境下における傾きである。例えば、ＯＣＬ膜厚「３．５μｍ」の感光体１の「低温、低湿度」の環境下における傾きは、「−０．０３８０」である。

なお、本実施の例においては、例えば、「低温、低湿度」は「温度＝１０度、湿度＝１５％」であり、「中温、中湿度」は「温度＝２３度、湿度＝６５％」であり、「高温、高湿度」は「温度＝３０度、湿度＝８５％」であるが、温度および湿度の設定はこれらに限られない。

記憶部５１は、何種類かのＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むテーブル１７００を記憶している。図１７の例示において、テーブル１７００は３種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含むが、より多くの種類のＯＣＬの膜厚に対する関連付け情報を含んでもよい。

制御部５０は、濃度センサー５５による計測により取得した「ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量、または、感光体１の帯電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量（実際の傾き）」と、記憶部５１のテーブル１７００のいずれかの環境の「傾き」とを比較することにより、感光体１のライフ予測ができる。制御部５０は、画像形成装置１００に設けられた環境センサー（図示しない）の検出結果に基づいて、比較対象の傾きをテーブル１７００から選択する。環境センサーとは、例えば、温度センサーおよび湿度センサーを含む。

ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１７００の「傾き」とを比較して最も近い「傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚、ライフ」をライフの推定値としてもよい。また、ある局面において、制御部５０は、計測した「実際の傾き」と、テーブル１７００の内容に基づいて、「実際の傾き」に対応する「ＯＣＬの膜厚」および「ライフ」を計算してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置１００によれば、異なる環境下でもＰＨ光量または感光体１の帯電電位を変化させることにより生じたトナー像の濃度の変化量に基づいて、製造時にＯＣＬ膜厚のバラツキがある感光体１のライフ予測ができる。それにより、画像形成装置１００は、感光体１のライフに合わせて適切な枚数を印刷してから交換用のアラートを出力し、感光体１がまだ使えるにもかかわらず交換されてしまうという事態を防ぐことができる。

［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態に従う画像形成装置１００のハードウェア構成は、前述の実施の形態で示された画像形成装置１００と同じである。したがって、同じ構成の説明は繰り返さない。本実施の形態における画像形成装置１００は、一定枚数印刷するごとに、感光体１のライフ予測をする点で前述の実施例とは異なる。

前述したように、制御部５０は、感光体１の交換時に（感光体１が新品のときに）、感光体１のライフ予測を行うことが望ましい。感光体１は、ある程度使用されると、感光体１の表層が滑剤で覆われたり（表面抵抗の変化）、感光体１の表面の粗さが変化したり、ＯＣＬの膜厚以外でトナー像の線幅を変化させる要因が発生し得る。その結果、トナー像６０２を利用した感光体１のライフ予測の精度が下がるためである。

しかし、画像形成装置１００が感光体１のライフ（印刷可能枚数）の半数程度までしか印刷していなければ、トナー像の線幅を変化させる要因の影響が小さく、制御部５０は、感光体１のライフ予測ができる。

図１８は、本実施の形態に従う感光体１のライフの推定方法の一例を示す図である。制御部５０は、感光体１の交換時に、実施例１または実施例２で例示した方法で感光体１のライフ予測をする。次に、制御部５０は、一定枚数の印刷を行うごとに、実施例１または実施例２で例示した方法で感光体１のライフ予測を行い、前回のライフ予測を修正してもよい。グラフ１８０１は、図９のグラフ９０３のライフ予測を修正したものである。

また、ある局面において、一定枚数の印刷後のライフ予測は誤差が含まれる可能性があるため、制御部５０は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で例示した方法で予測した感光体１のライフに係数をかける等して、予測ライフの値を小さく推定してもよい。

ある局面において、制御部５０は、ＰＨ光量を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を求めてもよいし、感光体１の体電電位を変化させたときのトナー像の濃度の変化量を求めてもよいし、これらを組み合わせてもよい。また、ある局面において、制御部５０は、感光体１のライフ予測において、ＯＣＬの膜厚と、環境ごとの傾きと、感光体１のライフとを関連付けたテーブルを参照してもよい。

ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、画像形成装置１００のモニターに、ユーザに新しくセットされた感光体１のライフの推定を促す情報を表示してもよい。また、ある局面において、制御部５０は、感光体１が交換されたことを検知した場合、自動的に新しくセットされた感光体１のライフの推定を開始してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置１００によれば、印刷枚数が少なくトナー像の線幅を変化させる要因の影響が小さい間に、ライフ予測を修正する。それにより、画像形成装置１００は、より詳細に推定した感光体１のライフに合わせて適切な枚数を印刷してから交換用のアラートを出力し、感光体１がまだ使えるにもかかわらず交換されてしまうという事態を防ぐことができる。

さらに他の局面において、開示された技術的特徴は、例えば、以下のように要約され得る。

［構成１］
画像形成装置の感光体のライフを推定する方法であって、露光部の光量を複数回変化させることにより、上記感光体の表面の複数の部位をそれぞれ異なる光量で露光するステップと、現像部に、それぞれ異なる光量で露光された上記感光体の表面の部位ごとに、検査用トナー像をそれぞれ形成させるステップと、濃度センサーからの出力に基づいて、中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出するステップと、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、上記露光部の光量の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、上記感光体のライフを推定するステップと、を含む方法。

［構成２］
上記露光部の光量の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、上記感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を予め記憶するステップと、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較することで求めた上記濃度の変化量と、上記関連付け情報とを比較することにより、上記感光体のライフを推定するステップと、をさらに含む構成１に記載の方法。

［構成３］
帯電部に、複数回、帯電電位を変化させて感光体の表面を帯電させるステップと、露光部に、上記感光体の表面の帯電電位が異なる部分ごとに露光させるステップと、現像部に、上記感光体の表面の露光された部位ごとに検査用トナー像をそれぞれ形成させるステップと、濃度センサーからの出力に基づいて、中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出するステップと、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、上記感光体の帯電電位の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、上記感光体のライフを推定するステップと、を含む方法。

［構成４］
上記感光体の帯電電位の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、上記感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を記憶するステップと、上記検査用トナー像の濃度の変化量と、上記関連付け情報とを比較することにより、上記感光体のライフを推定するステップと、をさらに含む構成３に記載の方法。

［構成５］
複数の環境情報に紐付けられた複数の上記関連付け情報を記憶するステップと、環境センサーから取得した環境情報に基づいて、上記検査用トナー像の濃度の変化量と比較するための上記記憶された関連付け情報を取得するステップと、をさらに含む構成２または４に記載の方法。

［構成６］
上記関連付け情報は、上記感光体の回転速度の情報をさらに含む。上記方法は、各検査用トナー像を形成することに基づいて、上記関連付け情報を参照し、上記関連付け情報に含まれる速度で上記感光体を回転させるステップ、をさらに含む構成２または４に記載の方法。

［構成７］
上記検査用トナー像を上記感光体の表面に形成することに基づいて、上記感光体の回転速度を印刷時よりも低速にするステップ、をさらに含む構成６に記載の方法。

［構成８］
検査用トナー像の濃度の変化量を求めるために、３以上の検査用トナー像を比較するステップ、をさらに含む構成１〜７のいずれかに記載の方法。

［構成９］
上記感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに、上記検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、上記感光体のライフを推定するステップと、上記感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに推定したライフの中で、最も短いライフを上記感光体のライフであると判定するステップと、をさらに含む構成１〜８のいずれかに記載の方法。

［構成１０］
上記検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて推定した上記感光体のライフと、上記感光体のライフの推定前に媒体を印刷した枚数とに基づいて、上記感光体を用いて媒体を印刷可能な残りの枚数の推定値を算出するステップ、をさらに含む構成１〜９のいずれかに記載の方法。

［構成１１］
上記感光体のライフは、上記感光体を用いて媒体を印刷可能な枚数の推定値である。上記方法は、印刷した枚数と、上記推定値とを比較するステップと、上記印刷した枚数と、上記推定値との差分が予め定められた枚数以下であることに基づいて、上記感光体の交換指示をモニターに表示するステップと、をさらに含む構成１〜１０のいずれかに記載の方法。

［構成１２］
上記感光体の交換を検出したことに基づいて、上記感光体のライフの推定をユーザに促す情報を上記モニターに表示するステップ、をさらに含む構成１１に記載の方法。

［構成１３］
上記感光体の交換を検出したことに基づいて、上記感光体のライフを推定するステップ、をさらに含む構成１１に記載の方法。

今回開示された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及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。

１感光体、２帯電部、３露光部、４現像部、５クリーニング部、６中間転写体接触ローラー、１０イメージングユニット、１２中間転写ベルト、１４，１６中間転写体駆動ローラー、１８ベルトクリーニング部、２０，２１転写ローラー、２２定着部、３０給紙部、３２送出ローラー、３４，３６搬送ローラー、４０媒体、５０制御部、５１記憶部、５５濃度センサー、１００画像形成装置、１１０プリントエンジン、１２０原稿読取部、１２２イメージスキャナー、１２４原稿給紙台、１２６自動原稿送り装置、１２８原稿排紙台、１３０排出トレイ、２０１６０１６０２，７０１，７０２，９０１，９０２，９０３，１３０１，１３０２，１６０１，１６０２，１６０３，１８０１グラフ、２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，４０３Ａ，４０３Ｂ，４０４Ａ，４０４Ｂ，７０３Ａ，７０３Ｂ，７０３Ｃ，７０３Ｄ，９０４Ａ，９０４Ｂ，９０４Ｃ，９０５Ａ，９０５Ｂ，９０５Ｃ，１３０３Ａ，１３０３Ｂ，１３０３Ｃ，１３０３Ｄ，１６０４Ａ，１６０４Ｂ，１６０４Ｃ，１６０４Ｄポイント、３０２ＰＨ光、３０３マイナス電荷、３０４プラス電荷、６０２，６０２Ａ，６０２Ｂ，６０２Ｃ，６０２Ｄトナー像、８００，１０００，１４００，１７００テーブル、１００１，１００２数値、１２００，１２０１Ａ，１２０１Ｂ電位、１２０２Ａ，１２０２Ｂ部位。

Claims

画像形成装置であって、
表面にトナー像を形成する感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記感光体の表面を露光する露光部と、
前記感光体の表面にトナーを供給する現像部と、
前記感光体の表面に形成されるトナー像を転写するための中間転写ベルトと、
中間転写ベルト上のトナー像の濃度を検出する濃度センサーと、
前記画像形成装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記露光部の光量を複数回変化させることにより、前記感光体の表面の複数の部位をそれぞれ異なる光量で露光し、
前記現像部に、それぞれ異なる光量で露光された前記感光体の表面の部位ごとに、検査用トナー像をそれぞれ形成させ、
前記濃度センサーからの出力に基づいて、前記中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出し、
各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、前記露光部の光量の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、前記感光体のライフを推定する、画像形成装置。
前記露光部の光量の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、前記感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を予め記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較することで求めた前記濃度の変化量と、前記関連付け情報とを比較することにより、前記感光体のライフを推定する、請求項１に記載の画像形成装置。
画像形成装置であって、
表面にトナー像を形成する感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記感光体の表面を露光する露光部と、
前記感光体の表面にトナーを供給する現像部と、
前記感光体の表面に形成されるトナー像を転写するための中間転写ベルトと、
中間転写ベルト上のトナー像の濃度を検出する濃度センサーと、
前記画像形成装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記帯電部に、複数回、帯電電位を変化させて前記感光体の表面を帯電させ、
前記露光部に、前記感光体の表面の帯電電位が異なる部分ごとに露光させ、
前記現像部に、前記感光体の表面の露光された部位ごとに検査用トナー像をそれぞれ形成させ、
前記濃度センサーからの出力に基づいて、前記中間転写ベルトに転写された各検査用トナー像のそれぞれの濃度を検出し、
各検査用トナー像のそれぞれの濃度を比較し、前記感光体の帯電電位の変化によって生じる検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、前記感光体のライフを推定する、画像形成装置。
前記感光体の帯電電位の変化による検査用トナー像の濃度の変化量と、前記感光体のライフとを関連付けた関連付け情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記検査用トナー像の濃度の変化量と、前記関連付け情報とを比較することにより、前記感光体のライフを推定する、請求項３に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置の内部の環境情報を取得する環境センサーをさらに備え、
前記記憶部は、複数の環境情報に紐付けられた複数の前記関連付け情報を記憶し、
前記制御部は、前記環境センサーから取得した環境情報に基づいて、前記検査用トナー像の濃度の変化量と比較するための前記関連付け情報を前記記憶部から取得する、請求項２または４に記載の画像形成装置。
前記関連付け情報は、前記感光体の回転速度の情報をさらに含み、
前記制御部は、各検査用トナー像を形成することに基づいて、前記関連付け情報を参照し、前記関連付け情報に含まれる速度で前記感光体を回転させる、請求項２または４に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記検査用トナー像を前記感光体の表面に形成することに基づいて、前記感光体の回転速度を印刷時よりも低速にする、請求項６に記載の画像形成装置。
前記制御部は、検査用トナー像の濃度の変化量を求めるために、３以上の検査用トナー像を比較する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、
前記感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに、前記検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて、前記感光体のライフを推定し、
前記感光体の表面の長手方向における複数の異なる区間ごとに推定したライフの中で、最も短いライフを前記感光体のライフであると判定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記検査用トナー像の濃度の変化量に基づいて推定した前記感光体のライフと、前記感光体のライフの推定前に媒体を印刷した枚数とに基づいて、前記感光体を用いて媒体を印刷可能な残りの枚数の推定値を算出する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
情報を表示するモニターをさらに備え、
前記感光体のライフは、前記感光体を用いて媒体を印刷可能な枚数の推定値であり、
前記制御部は、印刷した枚数と、前記推定値とを比較し、
前記印刷した枚数と、前記推定値との差分が予め定められた枚数以下であることに基づいて、前記感光体の交換指示を前記モニターに表示する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記感光体の交換を検出したことに基づいて、前記感光体のライフの推定をユーザに促す情報を前記モニターに表示する、請求項１１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記感光体の交換を検出したことに基づいて、前記感光体のライフを推定する、請求項１１に記載の画像形成装置。