JP5436184B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体と像担持体に形成された潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置に関する。

従来、像担持体である感光ドラムと現像剤担持体である現像ローラとを当接させた状態で、像担持体上の静電潜像を接触現像し、現像された画像を記録媒体に転写する画像形成装置が知られている。接触現像方式においては、現像ローラの接触により感光ドラムの表面が摩耗して性能が劣化し、形成される画質の低下をもたらす。

そこで、感光ドラムと現像ローラが当接した時間を検知する当接時間検知手段を設け、検知された時間に基づいて感光ドラムの寿命を判定する方法が特許文献１に提案されている。

特開２００３−３２３０９０

しかしながら、感光ドラムと現像ローラとの現像当接及び離間の動作や構成は、部材の取り付け誤差や駆動源であるモータの制御タイミング等によるばらつき要素を含んでいる。従来の感光ドラムと現像ローラとの当接時間の検知方法は、画像形成動作中に画像形成装置の制御部が所定のタイミングで発信する当接及び離間信号を検知して、当接時間のカウントを行っていた。そのため、ばらつき要素を含んだ当接時間を検出してしまっていたため、実際の当接時間を精度良く検知するのが困難であった。それゆえ、カウントした当接時間と、実際の感光ドラムと現像ローラの当接時間とに誤差が生じてしまった場合、実際の当接時間よりカウントした当接時間の方が長ければ、すでに寿命に到達している感光ドラムを使用しつづけたり、カウントした当接時間の方が短ければ、まだ寿命に到達していない感光ドラムの交換を指示したりという、感光ドラムの寿命の誤検知が起こりうるという課題があった。

本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、感光ドラムと現像ローラの当接時間を精度良く検知することで、感光ドラムの寿命検知の精度を上げることを目的とする。

上記課題を解決するために、潜像が形成される像担持体と、前記像担持体と当接又は離間することが可能であるトナーを担持する現像剤担持体であって、前記像担持体に現像位置で当接して前記潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、前記像担持体と前記現像剤担持体が離間している状態において前記像担持体に形成された前記潜像が前記現像位置を通過しているときに、前記現像剤担持体を前記像担持体に前記現像位置で当接させることにより現像されたトナー像を検知する検知手段と、前記トナー像の先端が検知されてから後端が検知されるまでの時間である検知当接時間と、前記像担持体と前記現像剤担持体が当接していると予測される予測当接時間との差分に応じて、前記像担持体の使用量を算出するための補正値を算出する算出手段と、前記予測当接時間の積算値として求められる積算当接時間を前記算出手段により算出した補正値で補正した補正結果と、像担持体の寿命到達を判断するための閾値とを比較することで前記像担持体の使用状態を判断する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、感光ドラムと現像ローラの当接時間を精度良く検知することで、感光ドラムの寿命検知の精度を上げることができる。

第１の実施形態における画像形成装置の概略構成図。 感光ドラム１と現像器３の概略構成図。 画像形成装置の制御部の構成を示したブロック図。 感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間検知処理を示したフローチャート。 第１の実施形態における当接時間検知用のパターン画像。 当接及び離間の信号が発せられるタイミングと実際に当接及び離間するタイミングを示したタイミングチャート。 補正値Ｋを求めるグラフ。 感光ドラム１の寿命検知処理を示したフローチャート。 補正値Ｋ´を求めるグラフ。 プロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成図。 第２の実施形態における画像形成装置の概略構成図。 プロセスカートリッジの断面図。 第２の実施形態における当接時間検知用のパターン画像。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、画像形成装置としてのプリンタ１００の概略構成を示す図である。符番１は像担持体である感光ドラム、符番２は接触帯電部材としての帯電ローラ、符番３は現像剤Ｔ’を内包し、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像するための現像器である。

感光ドラム１は、アルミニウム等からなる芯金上に、電荷発生層を形成し、その上層に電荷輸送層を形成した、所謂有機感光体である。電荷輸送層は、画像形成を行う事で次第に磨耗する。帯電ローラ２の芯金２ａには、プリンタ本体に備えられた電源４ａから芯金２ａに接触させた摺動電極（不図示）を介し、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧が印加される。現像器３は、感光ドラム１と接触し図中矢印Ｒｂ方向に回転しながら現像を行う現像剤担持体としての現像ローラ３ａと、図中矢印Ｒｃ方向に回転することにより、現像剤Ｔ’を現像ローラ３ａに供給する現像剤供給手段としての供給ローラ３ｂを備えている。さらに、現像ローラ３ａ上の現像剤Ｔ’の塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制手段としての現像ブレード３ｃと、現像剤Ｔ’を供給ローラ３ｂに供給すると共に現像剤Ｔ’の撹拌を行う撹拌部材３ｄ等を備えている。尚、現像器３を構成する枠体内の空間は、現像剤Ｔ’を内包するための現像剤収容部３ｅとして利用される。

感光ドラム１上の静電潜像の現像を行う際、現像器３全体が加圧バネ３ｈに押される事により、現像ローラ３ａが感光ドラム１に対して当接される。現像を行わない状態においては、現像ローラ３ａは、カムにより感光ドラム１から離間する。

図２は、感光ドラム１と現像器３の概略構成図である。感光ドラム１と現像ローラ３ａは、現像時以外のタイミングでは、カム３ｆが矢印ａ方向に切り替えられ、支点３ｇを中心に現像器３が移動して、感光ドラム１と現像ローラ３ａの離間が行なわれる。

感光ドラム１は矢印Ｒａ方向に回転しながら、帯電ローラ２により周面を接触帯電されて、所定の電荷を得る。帯電された感光ドラム１の周面に対し、レーザースキャナ５により走査露光がなされ、静電潜像が形成される。

現像ローラ３ａ上に担持された現像剤Ｔ’が、感光ドラム１と対向する位置に到達すると、電源４ａから現像ローラ３ａに印加された直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して現像剤Ｔ’が転移し、接触現像が行われる。感光ドラム１上に形成された画像は、感光ドラム１の回転により転写部６に送られ記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐに転写された画像は定着部７に搬送され、定着されることにより画像形成が完了する。転写部６での転写を行った際に、感光ドラム１上に残留した現像剤Ｔ’は、再び帯電ローラ２を通過する前にクリーニングブレード８によって掻き落とされ、廃現像剤容器９内に蓄積される。

＜制御部の構成＞
本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を図３を用いて説明する。符番１１は、プリンタ１００全体を制御するＣＰＵなどで構成された制御部である。符番１２は、現像ローラ３ａと感光ドラム１との当接時間をカウントするセンサー等で構成された当接時間検知部である。符番１３は、当接時間の検知結果や、画像形成動作において感光ドラム１に現像ローラ３ａが当接された当接時間の積算値を記憶する記憶部としてのＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）である。ＮＶ−ＲＡＭを設ける事で、当接時間の検知結果や、画像形成動作中に当接時間検知部１２がカウントした値を不揮発性の記憶部１３に格納できるため、感光ドラム１の寿命検知が正確且つ迅速に行える。なお、感光ドラム１の帯電電圧のＯＮ／ＯＦＦや、現像ローラ３ａの当接及び離間等の動作タイミングは、印刷する画像サイズに拠らず全て同一に行なわれるものとする。

当接時間検知部１２は、制御部１１と接続され、制御部１１から発せられる現像ローラ３ａへの当接信号、及び離間信号の検知を行う。また、感光ドラム１に対向する位置に設けられ、感光ドラム１に形成された現像剤像の有無検知を行う現像剤像センサー１５と当接時間検知部１２は接続されている。これにより、感光ドラム１表面における現像剤像の描き出しタイミングと、描き終りのタイミングを検知する事ができる。現像剤像センサー１５は、感光ドラム１表面の現像剤像の有無を光学的に検知するフォトセンサーであり、現像剤像が存在する場合には出力電圧の変化として当接時間検知部１２に伝達を行う。

＜感光ドラム１に対する現像ローラ３ａの当接時間検知処理＞
図４のフローチャートを用いて、感光ドラム１に対する現像ローラ３ａの当接時間検知処理について説明を行う。検知動作がスタートすると、制御部１１は読み取り・書込み手段１４を介して記憶部１３に、当接時間の検知結果（当接時間の補正値）が存在するか否かの検知を行う（Ｓ１）。当接時間の補正値が存在しない場合は、感光ドラム１の駆動を開始した後（Ｓ２）、電源４ａから帯電ローラ２にＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧を印加して、感光ドラム１表面の帯電を行う（Ｓ３）。

次いで、感光ドラム１の帯電処理面に対し、レーザースキャナ５により走査露光がなされ、現像剤像検知手段である現像剤像センサー１５の検知範囲に図５に示すパターン画像の静電潜像が形成される（Ｓ４）。制御部１１は現像ローラ３ａの当接信号を発し（Ｓ５）、現像ローラ３ａの当接及び離間手段１０はカム３ｆの切り替えを行って、感光ドラム１に現像ローラ３ａを当接させる（Ｓ６）。制御部１１からの当接信号が発せられると共に、その発信タイミングが当接時間検知部１２で検知される。

ここで、現像ローラ３ａには感光ドラム１に当接される前から、電源４ａから現像ローラ３ａに直流現像バイアスが供給される様にし、感光ドラム１上に形成された静電潜像に現像ローラ３ａが当接した時点から現像が行われる様にする。これにより、現像ローラ３ａの当接タイミングが、現像剤像の描き出しタイミングとなる。現像ローラ３ａが感光ドラム１に当接して形成された現像剤像の先端が現像剤像センサー１５に達すると、当接時間検知部１２は現像剤像センサー１５から出力される電圧変化を読み取り、現像剤像の描き出しタイミングの検知を行う。つまり、このタイミングが現像ローラ３ａが感光ドラム１に当接したタイミングとなる（Ｓ７）。

その後、所定の時間が経過した後、制御部１１は現像ローラ３ａの離間信号を発し（Ｓ８）、現像ローラ３ａの当接及び離間手段１０はカム３ｆの切り替えを行って、感光ドラム１から現像ローラ３ａを離間させる（Ｓ９）。制御部１１からの離間信号が発せられると共に、その発信タイミングが当接時間検知部１２で検知される。感光ドラム１から現像ローラ３ａが離間された時点で、感光ドラム１上の静電潜像の現像は終了する。つまり、この現像ローラ３ａの離間タイミングが、現像剤像の描き終わりタイミングとなる。感光ドラム１表面の現像剤像の後端が現像剤像センサー１５に達すると、当接時間検知部１２は現像剤像センサー１５から出力される電圧変化を読み取り、現像剤像の描き終わりタイミングの検知を行う。つまり、このタイミングが現像ローラ３ａの離間タイミングとなる（Ｓ１０）。

当接時間検知部１２を介し、現像剤像の描き出しタイミング（現像ローラ３ａの当接タイミング）及び、現像剤像の描き終わりタイミング（現像ローラ３ａの離間タイミング）について検知結果を得た制御部１１は、同様に当接時間検知部１２で検知しておいた当接信号と離間信号の発信タイミング情報と併せ、図６に示すタイミングチャートに基づいて感光ドラム１の寿命閾値Ｂの補正を行う（Ｓ１１）。

図６のタイミングチャートを用いて、当接及び離間の信号が発せられるタイミングと実際に感光ドラム１と現像ローラ３ａが当接及び離間したタイミングを説明する。図中の（ａ）は、当接信号の発信タイミングから実際に現像ローラ３ａが感光ドラム１に当接されるまでの時間を示す。（ｂ）は、感光ドラム１と現像ローラ３ａが当接した状態において、離間信号が発信されるまでの時間を示す。（ｃ）は、離間信号の発信タイミングから実際に現像ローラ３ａが感光ドラム１より離間されるまでの時間を示す。

なお、当接時間検知処理の動作中において、当接信号の発信から離間信号の発信が行われる迄の時間（ａ）＋（ｂ）は一定となるように設定されている。しかし、（ａ）＋（ｂ）の間に実際に感光ドラム１と現像ローラ３ａが接触していた時間（ｂ）は、個々の画像形成装置における感光ドラム１や現像ローラ３ａの取り付け誤差や、駆動源であるモータの制御タイミング等によるばらつき要素によって変化する可能性がある。同様に、離間信号の発信タイミングから実際に現像ローラ３ａが感光ドラム１より離間されるまでの時間（ｃ）についても、個々の画像形成装置における組み付け誤差等によって変化する可能性がある。制御部１１は、現像ローラ３ａの当接時間検知の結果、感光ドラム１への現像ローラ３ａの当接時間、即ち（ｂ）、（ｃ）の各時間の総和Ｚを算出する。

Ｚ＝（ｂ）＋（ｃ）・・・（１）
また制御部１１は、当接時間検知の結果と比較するための感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間のターゲットとして、予め基準時間Ｓを定めている。基準時間Ｓとは、当接信号の発信から離間信号の発信が行われるまでの時間（ａ）＋（ｂ）である。一例として、本実施形態における基準時間Ｓは、５．０秒と定められている。

制御部１１は、上述の通り算出を行った総和Ｚ、及び基準時間Ｓとの差分を算出し、その結果を図７に示すグラフに照らし合わせ、補正値Ｋを導き出す。図７のグラフは、当接時間検知の結果によって得られた総和Ｚから基準時間Ｓを引いた値と補正値Ｋの関係を示し、総和Ｚと基準時間Ｓとの相違によって、感光ドラム１の削れ量の変化を実測して導き出したものである。本実施形態の一例として、当接信号発信から離間信号発信迄の時間（ａ）＋（ｂ）である基準時間Ｓが５．０秒、実際の感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間（ｂ）＋（ｃ）である総和Ｚが５．７秒であった場合、総和Ｚ（５．７秒）から基準時間Ｓ（５．０秒）を引いた値、即ち０．７秒に対応する補正値Ｋは、図７のグラフから０．８となることがわかる。

なお、本実施形態の一例として図７のグラフに示す関係から補正値Ｋを導き出したが、現像ローラ３ａの当接時間と感光ドラム１の削れ量の変化が単純な比例関係となる場合、以下の計算により補正値Ｋを算出しても良い。

補正値Ｋ＝基準時間Ｓ／総和Ｚ・・・（２）
その後、制御部１１は感光ドラム１の寿命閾値Ｂに対して補正値Ｋを乗じることによって、感光ドラム１の寿命判断を行うタイミングを変更する。上述のように、本実施形態での一例として求められた補正値Ｋは０．８であるので、寿命閾値Ｂに対し０．８を乗じる。これにより感光ドラム１の寿命閾値Ｂは０．８倍され、補正前より寿命に達するタイミングが早くなる（Ｓ１２）。このように、検知された当接時間に応じて求められた補正値Ｋを寿命閾値Ｂに乗じることによって、当接時間に応じた寿命検知を精度良く行うことが可能となる。

尚、本実施形態のプリンタ１００では、上述の検知結果が記憶部１３（ＮＶ−ＲＡＭ）１２に保存される為、メンテナンス等の理由でプリンタ１００本体から感光ドラム１や現像器３を取外さない限り、再度検知を行う必要が無い。逆に、これらプリンタの構成部品の交換を行った場合、図４のフローチャートに沿った検知動作を再度行い、後述する感光ドラム１の寿命算出に反映させる必要が有る。

＜感光ドラム１の寿命検知処理＞
図８のフローチャートを用いて、感光ドラム１の寿命検知について説明を行う。制御部１１は、画像形成動作が開始されると（Ｓ２１）、所定のタイミングで現像ローラ３ａを感光ドラム１に当接させるように制御を行う。この際、制御部１１からカム３ｆを動作させるための当接信号が発せられる。当接時間検知部１２はこの信号を検知し、現像ローラ３ａの当接時間カウントを開始する（Ｓ２２）。感光ドラム１上の静電潜像の現像が終了すると、制御部１１は所定のタイミングで現像ローラ３ａを感光ドラム１から離間させるよう制御を行う。この際、制御部１１からカム３ｆを動作させるための信号が発せられる。当接時間検知部１２はこの信号を検知し、現像ローラ３ａの当接時間カウントを停止する（Ｓ２３）。

画像形成動作が終了した後、制御部１１は読み取り書込み部１４を介して記憶部１３内に記憶された現像ローラ３ａの当接時間の積算値情報を読み取り、制御部１１に付随しているフラッシュメモリに一時保管する（Ｓ２４）。制御部１１は、すでに記憶部１３に現像ローラ３ａの当接時間の積算値Ａがあるか否かを検知する（Ｓ２５）。積算値Ａがない場合は、先のＳ２４で一時保管した当接時間を積算値Ａとして記憶部１３に書き込む（Ｓ２６）。積算値Ａがある場合は、記憶部１３からこれまでの当接時間の積算値Ａを読み出し（Ｓ２７）、先のＳ２４で一時保管した当接時間とこれまでの当接時間の積算値Ａを加算し、記憶部１３に書き込む（Ｓ２８）。

制御部１１は記憶部１３に書き込まれたの積算値Ａと、予め記憶部１３内に格納された寿命閾値Ｂとの比較を行う（Ｓ２９）。積算値Ａが寿命閾値Ｂに到達、若しくは超過した場合、制御部１１はオペレーションパネル１６やパソコンディスプレイ（不図示）を介して、使用者に対し感光ドラム１の寿命到達を報知する（Ｓ３０）。このとき、使用者に対し感光ドラム１が寿命に到達した旨を報知すると同時に、プリンタ本体を停止するよう制御を行っても良い。積算値Ａが寿命閾値Ｂに到達していない場合、Ｓ２１からの動作を繰り返す。なお、寿命の到達を報知するタイミングは寿命に到達したときに限られるものではない。例えば、寿命閾値Ｂを寿命の９０％となる値と設定し、感光ドラム１の寿命の残りが１０％に達した時点で、使用者に対して感光ドラム１の寿命が間近であるため、交換の指示を報知するようにしてもよい。

感光ドラム１の寿命閾値Ｂは、あるサイズの１ページの出力画像を得る際、現像ローラ３ａが感光ドラム１へ当接する時間を見積り、感光ドラム１の寿命とされるそのサイズのページ数を乗じることによって算出される。例えば、Ａ４サイズ画像１ページの出力に要する現像ローラ３ａの当接時間が３０秒であり、その感光ドラムで問題無く印字可能なＡ４のページ数が１００００ページである場合、寿命閾値Ｂは３０００００秒に設定すれば良い。

このような方法で、感光ドラム１の寿命の検知を行うことができるが、本実施形態においては、先の図４で算出した補正値Ｋを寿命閾値Ｂに乗じることで精度良く感光ドラム１の寿命検知を行うことができる。上述の値を使って説明すると、
寿命閾値Ｂ（３０００００）＊補正値Ｋ（０．８）＝補正後の寿命閾値Ｂ（２４００００）・・・（３）
となり、当接時間に応じた寿命閾値Ｂを設定することが可能となる。

また、予め定めた寿命閾値Ｂの変更を行わず、算出した補正値Ｋ´をＳ２２及びＳ２３の過程で得られる当接時間のカウント値に反映させて、感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間を求めることも可能である。この補正値Ｋ´は図９から求める。本実施形態の一例として、当接信号発信から離間信号発信迄の時間（ａ）＋（ｂ）である基準時間Ｓが５．０秒、実際の感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間（ｂ）＋（ｃ）である総和Ｚが５．７秒であった場合、総和Ｚ（５．７秒）から基準時間Ｓ（５．０秒）を引いた値、即ち０．７秒に対応する補正値Ｋは、図９のグラフから１．２となることがわかる。制御部１１はＳ２２及びＳ２３で得られる当接時間のカウント値に補正値Ｋ´を乗じる事によって、感光ドラム１の寿命と判断するタイミングの調整を行う。

このように、本実施形態での一例として求められた補正値Ｋ´は１．２であるので、当接時間のカウント値に１．２を乗じる。これにより累積される当接時間のカウント値は１．２倍されたものとなり、補正前より寿命に達するタイミングが早くなる。このように、検知された当接時間に応じて求められた補正値Ｋ´を当接時間のカウント値に乗じることによっても、当接時間に応じた寿命検知を精度良く行うことが可能となる。なお、ここでは一例として感光ドラム１の寿命検知を行うために、当接時間を検知し補正値を求める方法について説明したが、寿命検知に限定されるものではない。例えば、当接時間のカウント値を積算したものを感光ドラム１の現在の使用量としてユーザに報知するような際にも、当接時間のカウント値に補正値を乗じることによって、精度良く使用量を報知することが可能となる。

本実施形態で説明したように、予め感光ドラム１と現像ローラ３ａとの当接時間を検知し、算出した補正値Ｋを用いて、感光ドラム１の寿命を検知することによって、感光ドラム１の寿命検知の精度を向上することが可能となった。実際に、Ａ４サイズの原稿を平均１００００枚印刷すると寿命となるような感光ドラム１を用いて、補正値Ｋを用いた寿命検知と、補正値Ｋを用いなかった寿命検知を行ってみた。補正値Ｋを用いなかった場合は、１００００枚に対し、前後１５００枚程寿命の報知タイミングがバラついたのに対し、補正値Ｋを用いた場合は、１００００枚に対し、前後２００枚程寿命の報知タイミングがバラつくに留まった。このように、感光ドラム１と現像ローラ３ａの当接時間を精度良く検知することが可能となり、検知した当接時間を用いることによって、感光ドラム１の寿命の検知の精度も向上することが可能となった。

なお、本実施形態で説明した寿命検知の方法は、図１０に示すように像担持体である感光ドラム１と、感光ドラム１の表面を帯電する帯電手段である帯電ローラ２と、感光ドラム１上の静電潜像の現像を行う現像器３と、クリーニングブレード８及び廃現像剤容器９とを一体化し、プリンタ本体と着脱可能なプロセスカートリッジ３１として構成したものに適応することも可能である。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、単一の感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知、及び感光ドラムの寿命の検知方法について説明した。本実施形態においては、複数の感光ドラムと現像ローラを有する画像形成装置における、感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知、及び感光ドラムの寿命の検知方法について説明する。なお、先の第１の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１１は、画像形成装置としてのカラープリンタ２００の概略構成を示す図である。なお、説明の便宜上、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックで同一の構成である複数の部材は一つの符番で説明する。符番５１（５１ａ〜５１ｄ）は、プロセスカートリッジを装着するための装着部、符番５２（５２ａ〜５２ｄ）は、プロセスカートリッジ、符番５３（５３ａ〜５３ｄ）は、プロセスカートリッジ５２に備えられた像担持体である感光ドラムである。符番５４（５４ａ〜５４ｄ）は、転写後の感光ドラム５３の表面に残った現像剤を除去するクリーニングブレード、符番５５（５５ａ〜５５ｄ）は、感光ドラム５３の表面を均一に帯電する帯電ローラである。符番５６は、各々の感光ドラム５３表面から現像剤像が転写される中間転写ベルトである。符番５７（５７ａ〜５７ｄ）は、感光ドラム５３に現像剤像を形成するための現像ローラである。本実施形態の画像形成装置では、感光ドラム５３と、クリーニングブレード５４と、帯電ローラ５５と、現像ローラ５７とを一体化し、プロセスカートリッジ５２として画像形成装置本体と自在に着脱可能に構成した。

符番５８は駆動ローラ、符番５９はテンションローラであり、中間転写ベルト５６は駆動ローラ５８及びテンションローラ５９に張架されている。符番６０（６０ａ〜６０ｄ）は、感光ドラム５３に対向して中間転写ベルト５６の内側に配置され、感光ドラム５３上の現像剤像を中間転写ベルト５６に転写するための一次転写ローラである。符番７６は、現像剤像センサーであり、中間転写ベルト５６上に現像剤像が存在するか否かを検知することができる。また、非画像形成時に中間転写ベルト５６上に濃度検知用パッチパターンを作成し、現像剤像センサー７６を利用して濃度検知用パッチパターンの濃度を検知し、検知結果に応じて現像用バイアスを調整することもできる。感光ドラム５３上に形成された現像剤像は、感光ドラム５３一次転写ローラ６０に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト５６上に一次転写される。その後、中間転写ベルト５６に４色の現像剤像が重なった状態で二次転写部６１まで搬送される。

上述の画像形成動作と同期して給送装置６２、及びレジストローラ対６３等からなる記録媒体Ｐの搬送手段により記録媒体Ｐが搬送される。給送装置６２は、記録媒体Ｐを収納する給送カセット６４と、記録媒体Ｐを給送する給送ローラ６５と、給送された記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ対６６とを有している。給送カセット６４に収納された記録媒体Ｐは、給送ローラ６５に圧接され、分離パッド６７によって一枚ずつ分離された後、二次転写部６１に搬送される。

二次転写部６１において、二次転写ローラ６８に正極性のバイアスを印加する事によって、搬送された記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト５６上の４色の現像剤像を一括して二次転写する。現像剤像を二次転写された記録媒体Ｐは定着部６９に搬送され、記録媒体Ｐに形成した現像剤像に熱及び圧力を加えて定着される。定着ベルト６９ａは円筒形状であり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材（不図示）にガイドされている。定着ベルト６９ａと加圧ローラ６９ｂとが所定の圧接力をもって定着ニップを形成している。未定着の現像剤像が転写された記録媒体Ｐが、定着ベルト６９ａと加圧ローラ６９ｂとの間の定着ニップで加熱及び加圧されると、現像剤像が記録媒体Ｐ上に定着される。現像剤像が定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ対７０によって排出トレイＴＬに排出される。なお、画像形成装置における制御部の構成は、先の第１の実施形態における図３の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。

＜プロセスカートリッジ＞
本実施形態のプロセスカートリッジ５２について、図１２を用いて説明を行う。図１２は、現像剤ｔを収納したプロセスカートリッジ５２の主断面である。なお、イエローマゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を収納したプロセスカートリッジは夫々同一の構成である。先の図１１同様に、説明の便宜上、同一の構成である複数の部材は一つの符番で説明する。

プロセスカートリッジ５２は、感光ドラム５３と、帯電ローラ、クリーニングブレード５４を備えた感光体ユニット７７（７７ａ〜７７ｄ）、及び現像ユニット７８（７８ａ〜７８ｄ）で構成されている。現像ユニット７８は、画像形成を行う際には軸８６を中心に矢印Ａ方向に回転し、現像ローラ５７が感光ドラム５３に当接するように駆動される。画像形成を行わない際には、軸８６を中心に矢印Ａ方向と逆に回転し、現像ローラ５７が感光ドラムより離間するように駆動される。

＜感光ドラム５３に対する現像ローラ５７の当接時間検知処理＞
本実施形態の画像形成装置において行われる、感光ドラム５３に対する現像ローラ５７の当接時間検知処理について説明を行う。当接時間検知処理の全体の流れは先の第１の実施形態における図４のフローチャートに示した方法と同様である。

本実施形態における当接時間検知処理の特徴は、図４のフローチャートのＳ４に示す当接時間検知用のパターン画像にある。図１３に本実施形態で用いるパターン画像を示す。図１３に示すように、本実施形態で用いる当接時間検知用のパターン画像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、各プロセスカートリッジについて形成され、中間転写ベルト５６に対向して配置された、現像剤像センサー７６によって連続して検知を行う。これにより、プロセスカートリッジ毎に現像ローラ５７の当接時間の検知が行われる。（図４のフローチャートＳ５乃至Ｓ１０）各色において、夫々当接時間の検知を行うと、各色において、補正値Ｋを算出し感光ドラム５３の寿命閾値Ｂの補正を行う。これは、先の第１の実施形態で示した方法と同一である。

＜感光ドラム５３の寿命検知処理＞
本実施形態における感光ドラム５３の寿命検知処理は、先の第１の実施形態における図８で説明した方法と同様である。先の図８の検知方法を各色のプロセスカートリッジ毎に行うことで、夫々のプロセスカートリッジにおける感光ドラム５３の寿命を精度良く検知することができる。

このように、各プロセスカートリッジにおいて、感光ドラム５３と現像ローラ５７の当接時間を精度良く検知することが可能となり、検知した当接時間を用いることによって、感光ドラム１の寿命の検知の精度も向上することが可能となった。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 現像器
３ａ 現像ローラ
１１ 制御部
１２ 当接時間検知部
１３ 記憶部
１４ 読み取り・書込み手段
１５ 現像剤像センサー

Claims (6)

1. 潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体と当接又は離間することが可能であるトナーを担持する現像剤担持体であって、前記像担持体に現像位置で当接して前記潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、
   前記像担持体と前記現像剤担持体が離間している状態において前記像担持体に形成された前記潜像が前記現像位置を通過しているときに、前記現像剤担持体を前記像担持体に前記現像位置で当接させることにより現像されたトナー像を検知する検知手段と、
   前記トナー像の先端が検知されてから後端が検知されるまでの時間である検知当接時間と、前記像担持体と前記現像剤担持体が当接していると予測される予測当接時間との差分に応じて、前記像担持体の使用量を算出するための補正値を算出する算出手段と、
   前記予測当接時間の積算値として求められる積算当接時間を前記算出手段により算出した補正値で補正した補正結果と、像担持体の寿命到達を判断するための閾値とを比較することで前記像担持体の使用状態を判断する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体と当接又は離間することが可能であるトナーを担持する現像剤担持体であって、前記像担持体に現像位置で当接して前記潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、
   前記像担持体と前記現像剤担持体が離間している状態において前記像担持体に形成された前記潜像が前記現像位置を通過しているときに、前記現像剤担持体を前記像担持体に前記現像位置で当接させることにより現像されたトナー像を検知する検知手段と、
   前記トナー像の先端が検知されてから後端が検知されるまでの時間である検知当接時間と、前記像担持体と前記現像剤担持体が当接していると予測される予測当接時間との差分に応じて、前記像担持体の使用量を算出するための補正値を算出する算出手段と、
   前記予測当接時間の積算値として求められる積算当接時間と、像担持体の寿命到達を判断するための閾値を前記算出手段により算出した補正値で補正した補正結果とを比較することで前記像担持体の使用状態を判断する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記予測当接時間は、前記現像剤担持体を前記像担持体に当接させるための当接信号が発信されてから前記現像剤担持体を前記像担持体から離間させるための離間信号が発信されるまでの時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置の状態を報知する報知手段を有し、
   前記制御手段は、前記積算当接時間を前記算出手段により算出した補正値で補正した補正結果が前記閾値を超えたと判断すると、前記報知手段により前記像担持体の交換を報知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. 画像形成装置の状態を報知する報知手段を有し、
   前記制御手段は、前記積算当接時間が前記閾値を前記算出手段により算出した補正値で補正した補正結果を超えたと判断すると、前記報知手段により前記像担持体の交換の指示を報知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤担持体と、
   前記算出手段によって算出された補正値を記憶する記憶手段とを備えたカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。