JP5630708B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、これを現像して得られるトナー像を感光体から被転写材へ転写して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置では、経時使用によって、感光体表面がクリーニングブレードによる摺擦や現像領域での現像剤による摺擦を受けることで摩耗したり、感光体の感光層が帯電と除電の繰り返しによって疲労したりして、感光体が経時劣化する。このような感光体の経時劣化が原因で許容範囲を超える画質劣化が生じると、感光体は寿命を迎える。感光体は、通常、その感光体が寿命を迎える前に交換される。感光体の交換時期は、一般に、次のように設定される。すなわち、対象機種と同じ構成をもつ試験機を使って標準的な使用環境や使用条件下で事前に耐久試験等を行い、その感光体が寿命を迎えるまでの累積印刷枚数や感光体の累積回転数等の寿命指標値を求める。そして、当該対象機種についての感光体に関しては、個々の画像形成装置ごとではなく一律に、感光体の交換時期をその寿命指標値に基づいて設定する。

しかしながら、感光体が寿命を迎える時期は、個々の画像形成装置の使用環境や使用条件に大きく依存する。そのため、感光体の交換時期を一律に設定されたのでは、その交換時期が到来する前に感光体が寿命を迎えてしまうおそれがある。感光体交換時期が到来する前に感光体が寿命を迎えてしまうと、品質上重大な欠陥のある印刷物が出力されてしまう場合がある。この場合、感光体を交換した後に当該印刷物を作り直すことをユーザーに強いることになる。一方、どのような使用環境、使用条件でも感光体交換時期が到来する前に感光体が寿命を迎えることが無いように、感光体の交換時期を十分早い時期に設定しておくことも考えられる。しかしながら、これでは、未だ十分に使用できる感光体を交換する事態が多く発生することになり、資源の有効活用の観点やユーザーの経済的負担の観点から不利な結果を招く。

そのため、従来、個々の画像形成装置において、使用中の感光体の劣化状態を検出し、その検出結果に基づいて感光体が寿命を迎えたか否かを判定したり、寿命を迎える時期を予測したりするものが提案されている（特許文献１、特許文献２等）。特許文献１には、有機感光体に経時的なストレスが加わることにより、感光体を回転させながら帯電処理を開始してから１周目の帯電後電位と２周目の帯電後電位との差が規定値を超える帯電遅れを検知し、その検知結果から感光体が寿命を迎える時期を予測する装置が開示されている。また、特許文献２には、一様に帯電処理された感光体の表面電位Ｖ_Ｓ０を測定した後、露光することなく、かつ、現像バイアスや転写バイアスを印加することなく、感光体を単純に一回転させて、同じ位置の表面電位Ｖ_Ｓ１を測定し、これらの比較値（Ｖ_Ｓ０−Ｖ_Ｓ１）から感光体の残寿命を予知する装置が開示されている。この画像形成装置では、算出した比較値（Ｖ_Ｓ０−Ｖ_Ｓ１）をこの時点での感光体の暗減衰量Ｖ_ＤＤとし、新品の時の暗減衰量Ｖ_ＤＤＳと予め設定された感光体寿命時の暗減衰限界量Ｖ_ＤＤＬｉｍｉＴとの関係から、感光体の残寿命を予知する。

感光体表面の摩耗や感光層の疲労などの感光体の劣化が原因で許容範囲を超える画質劣化が生じたときに感光体は寿命を迎えるが、感光体が寿命を迎えたと判断する基準となる画質劣化には、様々な種類が存在する。そして、その１つに、前回の画像形成時の画像に対応した濃淡が生じる残像という画質劣化がある。なお、残像の種類には、直前の画像形成時にトナーが付着していた感光体表面上の箇所（トナー付着箇所）が、次の画像形成時に、直前の画像形成時にトナーが付着していなかった感光体表面上の箇所（非トナー付着箇所）よりも、画像濃度が濃くなるポジ残像と画像濃度が薄くなるネガ残像とが存在する。いずれの種類の残像も、主に、感光体上のトナー像を被転写材（記録材、中間転写体など）へ転写する際に感光体表面に印加される転写電流又は転写電圧の影響を受けて生じるものである。

詳しく説明すると、非トナー付着箇所は、感光体に対して転写部材から転写電流や転写電圧が直に印加される。これに対し、トナー付着箇所では、感光体と転写部材との間にトナーが介在しているので、転写電流や転写電圧がトナーを介して間接的に感光体へ印加される。この違いから、非トナー付着箇所は、トナー付着箇所よりも、転写電流や転写電圧の影響を受けやすいのである。このように転写電流や転写電圧の影響度合い（以下「転写影響度合い」という。）に違いがあっても、感光体が劣化していない状態であれば、次の画像形成時における帯電処理により（必要に応じて帯電処理前の除電処理を併用することにより）、前回の画像形成時におけるトナー付着箇所及び非トナー付着箇所のいずれの箇所についても、目標帯電電位まで適切に帯電できる。しかしながら、感光体の劣化が進んだ状態では、これらの箇所に対して同じ帯電処理（必要に応じて除電処理も）を施しても、前回の非トナー付着箇所では、前回のトナー付着箇所よりも転写影響度合いが相対的に大きいことに起因して、前回のトナー付着箇所よりも帯電後電位が不十分なものとなる。その結果、前回の非トナー付着箇所では、今回の画像形成時の帯電後電位（絶対値）が前回のトナー付着箇所よりも相対的に小さいものとなってしまう。これにより、感光体表面上には帯電後電位ムラが生じ、これにより現像ポテンシャルの差が生じる結果、前回のトナー付着箇所と非トナー付着箇所との間にトナー付着量の差が発生する。よって、今回の画像形成により作成された画像には、前回の非トナー付着箇所が相対的に濃いものとなり、その濃淡によって前回の画像が浮かび上がる残像が生じる。このような残像は、特にハーフトーン画像を形成する場合に顕著となる。

従来の画像形成装置においては、このような残像の発生によって到来する感光体の寿命について、その寿命が到来したかどうかを判定したり寿命到来時期を予測したりすることは行っていなかった。
特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体を回転させながら帯電処理開始してから１周目の帯電後電位と２周目の帯電後電位との差を検知して感光体の寿命予測を行うものである。１周目と２周目との単なる帯電後電位の差からは、その検知箇所（感光体表面上の絶対箇所）における帯電遅れの度合い、すなわち、１回の帯電処理での感光体表面電位が目標帯電電位に対してどの程度不足するかを、把握することは可能である。したがって、特許文献１に記載の画像形成装置によれば、帯電遅れによる画質劣化の発生によって到来する感光体の寿命を予測することは可能である。しかしながら、残像は、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間で感光体が受ける転写影響度合いの相違に起因して発生するところ、１周目と２周目との単なる帯電後電位の差からは、このような転写影響度合いの相違を把握することはできない。したがって、特許文献１に記載の画像形成装置では、残像に起因して到来する感光体の寿命を予測することはできないし、残像に起因して到来する感光体の寿命が到来したかどうかを判定することもできない。特許文献２に記載の画像形成装置についても同様であり、残像に起因して到来する感光体の寿命を予測することはできないし、残像に起因して到来する感光体の寿命が到来したかどうかを判定することもできない。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、残像の発生によって到来する感光体の寿命について、その寿命が到来したかどうかを判定したり寿命到来時期を予測したりすることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転駆動する感光体の表面を帯電手段により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像処理して得られるトナー像を、転写手段により該感光体と被転写材との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって該感光体から該被転写材へ転写する画像形成装置において、第１条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第１表面電位測定手段と、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件とは異なっている第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第２表面電位測定手段と、上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて上記感光体の寿命が到来したか否かを判定する寿命判定手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記寿命判定手段の判定結果を報知する判定結果報知手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、複数の感光体を備え、該複数の感光体上に形成された各トナー像を上記被転写材へ転写する構成を有し、上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段を感光体ごとに設け、上記寿命判定手段は、感光体ごとに寿命が到来したか否かを判定することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、回転駆動する感光体の表面を帯電手段により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像処理して得られるトナー像を、転写手段により該感光体と被転写材との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって該感光体から該被転写材へ転写する画像形成装置において、第１条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第１表面電位測定手段と、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件とは異なっている第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第２表面電位測定手段と、上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて上記感光体の寿命到来時期を予測する寿命予測手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記感光体が寿命に至るまでの上記比較値の経時変化を示す経時変化情報を記憶する経時変化情報記憶手段を有し、上記寿命予測手段は、上記比較値と上記経時変化情報とから上記感光体の寿命到来時期を予測することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記寿命予測手段は、上記比較値の算出に用いた感光体表面電位を測定した時期に対応する基準比較値を上記経時変化情報から特定し、該比較値と特定した基準比較値との差が規定値よりも大きいときには、所定期間経過後に改めて上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて感光体の寿命到来時期を予測することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記寿命予測手段の予測結果を報知する予測結果報知手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、複数の感光体を備え、該複数の感光体上に形成された各トナー像を上記被転写材へ転写する構成を有し、上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段を感光体ごとに設け、上記寿命予測手段は、感光体ごとに寿命到来時期を予測することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記複数の感光体には、互いに入れ替え可能な２以上の感光体が含まれており、上記２以上の感光体のうち上記寿命予測手段により寿命到来時期が最も早いと予測された感光体の寿命到来時期に至る前の所定のタイミングで、該感光体と、該２以上の感光体のうち該寿命予測手段により寿命到来時期が最も遅いと予測された感光体との交換を促す報知を行う交換報知手段を有する画像形成装置。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段が測定する感光体表面部分の表面電位は、感光体表面上の同一箇所についての表面電位であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記第２条件は、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件よりも大きくなる条件であり、上記第２表面電位測定手段は、上記第１表面電位測定手段が測定した感光体表面部分を帯電及び除電を行わないまま上記第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させ、その感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位を測定することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値の大きさの差が１．０×１０^−５［μＡ・ｓ／ｍｍ^２］以上となるように、上記第１条件と上記第２条件が設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段の少なくとも一方は、上記帯電手段により帯電処理が施される箇所よりも感光体回転方向下流側かつ上記現像手段により現像処理が施される箇所よりも感光体回転方向上流側で、感光体表面電位を測定することを特徴とするものである。

残像は、上述したとおり、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間で感光体が受ける転写影響度合いの相違に起因して発生する。この影響度合いの相違が大きいほど、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間で帯電処理後における感光体表面電位（帯電後電位）の差が大きくなる。そして、この帯電後電位の差が大きいほど濃淡（画像濃度差）が大きくなるので、残像による画質劣化が悪化していく。本発明は、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間で感光体が受ける転写影響度合いの相違がどの程度なのかを把握するため、転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが互いに異なる第１条件と第２条件をそれぞれ満たすようにバイアス印加状態の転写領域を通過させた感光体表面部分の帯電後電位の比較値をとっている。この比較値としては、例えば、第１条件での帯電後電位と第２条件での帯電後電位との差分値や比率などを用いることができる。このように条件を異ならせたときの帯電後電位の比較値は、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間の帯電後電位の差と相関があり、残像による画質劣化の度合いを示す指標値となる。本発明は、この指標値となる上記比較値に基づいて感光体の寿命を判定したり予測したりするので、残像の発生によって到来する感光体の寿命を適切に判定したり予測したりすることができる。

以上、本発明によれば、残像の発生によって到来する感光体の寿命について、その寿命が到来したかどうかを判定したり寿命到来時期を予測したりすることができるという優れた効果が得られる。

実施形態１に係る画像形成装置全体の構成を示す概略図である。 初期感光体と残像が発生する感光体について、転写装置から印加するバイアスを変化させて感光体に流れる電流量を変化させたときに、その電流が流れた感光体表面部分の帯電後電位の変化の概要を示すグラフである。 標準的な使用環境や使用条件下での感光体累積回転数と差分値（標準差分値）との関係を示すグラフである。 実施形態１の寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。 プロセスカートリッジの一例を示す概略図である。 書き込み領域よりも感光体回転方向下流側かつ現像領域よりも感光体回転方向上流側に電位センサ８を配置した例を示す概略図である。 実施形態２に係るタンデム型のカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 実施形態２に係るタンデム型のカラー画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。 実施形態２における感光体入れ替え判断工程の流れを示すフローチャートである。 図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ３と処理ステップＳ４の間に挿入される変形例に係る追加処理工程を示すフローチャートである。 図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ３と処理ステップＳ４の間に挿入される変形例に係る追加処理工程の別の例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態（以下「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、本実施形態１に係る画像形成装置全体の構成を示す概略図である。
本画像形成装置は、図中矢印方向に回転するドラム状の感光体１を備えている。感光体１の周囲には、感光体の表面を一様に帯電する帯電手段として帯電装置２、帯電された感光体の表面をレーザー光で露光して静電潜像を形成する潜像形成手段として露光装置３、静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段として現像装置４、現像により得られた感光体上のトナー像を被転写材である記録材としての転写紙上に転写するための転写手段として転写装置５、感光体の表面の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段としてクリーニング装置６、感光体表面の残留電荷を除去する除電装置７が、感光体回転方向に沿ってこの順序で配置されている。また、帯電装置２によって帯電処理が施される箇所（帯電領域）よりも感光体回転方向下流側かつ露光装置３により露光される箇所（書き込み領域）よりも感光体回転方向上流側には、感光体表面電位を測定する電位センサ８が配置されている。この電位センサ８は、本実施形態１において第１表面電位測定手段及び第２表面電位測定手段として機能する。このほか、本画像形成装置には、寿命判定手段及び寿命予測手段として機能する寿命判定部９や、経時変化情報記憶手段として機能する記録メモリ１０や、判定結果報知手段、予測結果報知手段及び交換報知手段として機能する報知部１１なども設けられている。

本画像形成装置で画像形成を行う場合、まず、図示しない画像読取部で原稿から読み取られた原画像信号あるいは外部の図示しないコンピュータ等で作成された原画像信号が図示しない画像処理部に入力され、適切な画像処理が行われる。こうして得られた入力画像信号が露光装置３に入力され、レーザー光を変調する。入力画像信号によって変調されたレーザー光は、帯電装置２により帯電された感光体１の表面に照射される。感光体表面にレーザー光が照射されると、感光体上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。感光体上に形成された静電潜像は、現像装置４によりトナーで現像され、感光体上にトナー像が形成される。感光体上に形成されたトナー像は、感光体の図中矢印方向への回転に伴われて、感光体に対向して配置された転写装置５に向かって搬送される。一方、感光体１と転写装置５との間の転写領域に向かって図示しない給紙部から転写紙が搬送され、転写装置５により転写領域へ印加される転写バイアスの作用により、感光体上のトナー像が転写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙は、図示しない定着装置に搬送され、熱と圧力を加えられることによってトナー像が定着され、機外に排出される。トナー像の転写紙への転写が終了した感光体１の表面に残留する転写残トナー等の付着物は、クリーニング装置６によりクリーニングされる。さらに、感光体表面の残留電荷が除電装置７により除去されて、１回の画像形成動作が終了する。

このような画像形成動作を何十万回、何百万回と繰り返す中で、感光体１は様々なダメージを受けて劣化する。感光体が劣化することによって、上述のように前回の画像形成時の画像（履歴）が感光体上に表面電位ムラとなって残存し、今回の画像形成により作成される画像上に濃淡となって現れる残像が生じる場合がある。残像は、転写処理時における感光体上のトナーの有無による影響が大きい。換言すると、感光体が受ける転写影響度合いの違いが、残像を生じさせる原因であると言える。

図２は、未使用である初期の感光体と、許容範囲を超える残像が発生して寿命を迎えた感光体とについて、感光体の軸方向長さや感光体の線速を同じ条件とし、転写装置５から印加するバイアスを変化させて感光体１に流れる電流量を変化させたときに、その電流が流れた感光体表面部分に対して同じ帯電処理を行った後の感光体表面電位（帯電後電位）の変化の概要を示すグラフである。
初期感光体は、流れる転写電流が変化しても、その帯電後電位に変化がほとんど見られない。一方、寿命を迎えて残像が発生する感光体は、流れる転写電流が変化すると、転写電流が流れた表面部分を帯電処理した後の感光体表面電位（帯電後電位）が大きく変化する。具体的には、流れる転写電流がある程度大きくなると、帯電後電位が不足してしまう。このような帯電後電位の変化は、感光体上のトナー付着箇所と非トナー付着箇所との間で生じる転写影響度合いの違いに基づいて発生する帯電後電位ムラと同様のメカニズムによるものと考えられる。

そこで、本実施形態１では、転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値の大きさが互いに異なる２つの条件を設定する。そして、第１条件を満たすようにバイアス印加状態の転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電処理を施した後の表面電位（帯電後電位）を電位センサ８で測定し、これを第１帯電後電位Ｖａとする。また、第２条件を満たすようにバイアス印加状態の転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電処理を施した後の表面電位（帯電後電位）を電位センサ８で測定し、これを第２帯電後電位Ｖｂとする。その後、ＶａとＶｂとの絶対値の差分値（比較値）ΔＶを算出し、この差分値ΔＶを、前回のトナー付着箇所と前回の非トナー付着箇所との間の帯電後電位の差を示す指標値（残像による画質劣化の度合いを示す指標値）とする。すなわち、この差分値ΔＶに基づいて感光体の寿命を判定したり予測したりする。

本実施形態１において、第１帯電後電位Ｖａは、感光体累積回転数がｎ回目であるときに第１条件を満たすように転写領域を通過させた感光体表面部分の帯電後電位であり、第２帯電後電位Ｖｂは、感光体累積回転数がｎ＋１回目であるときに第２条件を満たすように転写領域を通過させた感光体表面部分の帯電後電位である。本実施形態１では、図３に示すような感光体累積回転数と標準差分値ΔＶとの関係を示す情報（すなわち、所定の環境下において感光体が寿命に至るまでの標準的な差分値ΔＶの経時変化を示す経時変化情報）が記録メモリ１０に記憶されている。寿命判定部９は、感光体累積回転数がｎ回目であるときに第１条件で測定した第１帯電後電位Ｖａと、累積回転数がｎ＋１回目であるときに第２条件で測定した第２帯電後電位Ｖｂとを取得し、これらの差分値ΔＶを算出したら、その差分値ΔＶと寿命判定基準値ｄとを比較する。この比較により差分値ΔＶが寿命判定基準値ｄ以上であると判断したら当該感光体１は寿命を迎えたと判定する。また、寿命判定部９は、差分値ΔＶが寿命判定基準値ｄ未満であると判断したときは、記録メモリ１０内の経時変化情報を参照し、その差分値ΔＶと経時変化情報とから、当該感光体が寿命を迎える寿命到達時期を予測する。

本実施形態１において、残像の発生原因となる感光体１が受ける転写影響度合いの違いは、感光体に流れる転写電流の大きさ、感光体軸方向長さ、感光体線速に大きく依存する。よって、本実施形態１における２つの条件は、転写領域通過時に感光体に流れる電流（μＡ）／感光体軸方向長さ（ｍｍ）／感光体線速（ｍｍ／ｓ）を設定値（μＡ・ｓ／ｍｍ^２）とし、感光体軸方向長さ及び感光体線速は共通のまま、転写領域通過時に感光体に流れる電流（測定時電流）がそれぞれＴａ及びＴｂとなるように、各条件の設定値Ａ，Ｂを定めた。

第１帯電後電位Ｖａ及び第２帯電後電位Ｖｂを測定する際に帯電装置２による帯電処理の条件は、任意に設定することができる。すなわち、画像形成動作時の帯電処理の条件とは異なる条件とすることができる。具体的な設定方法としては、例えば、累積回転数ｎ＝０のときに、バイアス印加無しで転写領域を通過させた感光体表面部分を帯電処理することで感光体の表面電位が−６００Ｖとなるような条件を求めておき、常にこの条件で測定を行う方法が挙げられる。また、測定を行う前に、毎回、バイアス印加無しで転写領域を通過させた感光体表面部分を帯電処理することで感光体の表面電位が−６００Ｖとなるような条件を求め、その条件で当該測定における帯電処理を行う方法も挙げられる。

ここで、本実施形態１において、第１帯電後電位Ｖａを測定したときの感光体累積回転数ｎの次の周回（ｎ＋１）に第２帯電後電位Ｖｂの測定を行う。よって、第２帯電後電位Ｖｂは、第１帯電後電位Ｖａに帯電された感光体表面部分を、帯電及び除電を行わないまま、第２条件を満たすように転写領域を通過させたときの帯電後電位となる。したがって、第２帯電後電位Ｖｂは、第１帯電後電位Ｖａの影響を受けたものとなる。そのため、第１帯電後電位Ｖａの測定時電流Ｔａが第２帯電後電位Ｖｂの測定時電流Ｔｂよりも小さくなるように、各条件の設定値Ａ，Ｂを設定するのが好ましい。測定時電流が小さいほど帯電後電位の不足分が小さくなるので、第１条件の測定時電流Ｔａを第２条件の測定時電流Ｔｂよりも小さくすることで、第２帯電後電位Ｖｂの測定における第１帯電後電位Ｖａの影響を小さくできるからである。

また、感光体が受ける転写影響度合いは、上述したように、感光体に印加される転写電流や転写電圧の大きさだけでなく、感光体軸方向長さや感光体線速にも大きく関係する。つまり、転写電流や転写電圧の大きさが同じでも、感光体軸方向長さが長い方が感光体への転写影響度合いは小さくなり、感光体線速が速い方が感光体への転写影響度合いは小さくなる。そのため、本実施形態１では、各条件の設定値Ａ，Ｂを、上述したように、転写領域通過時に感光体に流れる電流（μＡ）／感光体軸方向長さ（ｍｍ）／感光体線速（ｍｍ／ｓ）と規定している。そして、本実施形態１においては、第１条件の設定値Ａと第２条件の設定値Ｂとの差の絶対値｜Ａ―Ｂ｜が１．０×１０^−５［μＡ・ｓ／ｍｍ^２］以上である場合に、大きな初期感光体と残像が発生する寿命を迎えた感光体との間で十分に大きな帯電後電位の差が生まれる。よって、本実施形態１では、各条件の設定値の絶対値の差｜Ａ―Ｂ｜が１．０×１０^−５［μＡ・ｓ／ｍｍ^２］以上となるように各設定値Ａ，Ｂを定めている。

また、寿命判定や寿命予測を行うための測定は、任意のタイミングで行うことができるが、印刷ジョブ開始時に行うのが好ましい。印刷ジョブと印刷ジョブとの間や、印刷ジョブの終了直後に寿命判定や寿命予測を行うための測定を実行する場合、測定前の印刷ジョブの内容に応じて感光体に蓄積される短期的な劣化の程度が異なるため、測定結果に誤差が生じやすい。

また、本実施形態１においては、寿命判定部９による感光体の寿命判定結果や寿命予測結果が操作パネル等で構成される報知部１１によって報知される。これにより、ユーザー若しくはサービスマンは、報知部１１によって報知された情報を基に、適切なタイミングで感光体の交換をすることができる。さらに、ユーザー若しくはサービスマンが、感光体の寿命予測結果の報知を受けることにより、感光体の寿命が到来する前に交換用の感光体を予め手配しておくこともできる。また、感光体のユーザー交換ができない場合においても、感光体の寿命予測結果の報知を受けることで、サービスマンがユーザー先を訪問する計画を効率的に立てることもできるため、画像形成装置のダウンタイムが低減され、結果として生産性向上に貢献することができる。

次に、寿命判定部９で実行される寿命判定・予測工程について説明する。
図４は、本実施形態１の寿命判定・予測工程の処理の流れを示すフローチャートである。
図４に示すように、まず、感光体の累積回転数がｎ回転目であるときに、第１条件（設定値Ａ）を満たすように（すなわち、転写領域を通過する際に感光体に流れる電流がＴａとなるように）転写領域を通過した感光体表面部分を帯電装置２によって所定の条件で帯電処理した後の感光体表面電位（第１帯電後電位）Ｖａを測定する（Ｓ１）。次いで、感光体の累積回転数がｎ＋１回目であるときに、第２条件（設定値Ｂ）を満たすように（すなわち、転写領域を通過する際に感光体に流れる電流がＴｂとなるように）転写領域を通過した感光体表面部分を帯電装置２によって所定の条件で帯電処理した後の感光体表面電位（第２帯電後電位）Ｖｂを測定する（Ｓ２）。そして、これらの測定値Ｖａ，Ｖｂから、その差分値ΔＶ＝｜（Ｖｂ−Ｖａ）｜を算出し（Ｓ３）、これを記録メモリ１０に記録する（Ｓ４）。

次に、この差分値ΔＶと、予め設定されている寿命判定基準値ｄとを比較して、ΔＶ≧ｄであるかどうかを判断する（Ｓ５）。ΔＶ≧ｄである場合には、感光体の寿命切れと判断し（Ｓ６）、報知部１１によって感光体の寿命切れを報知する（Ｓ７）。各条件の設定値Ａ，Ｂや電位センサ８の感度にもよるが、寿命判定基準値ｄは１０［Ｖ］以上であるのが好ましい。残像を表現する画像濃度差は、感光体表面の帯電後電位の差に比例して大きくなる傾向があり、通常、帯電後電位の差が１０［Ｖ］未満であれば残像に関して問題はないが、１０［Ｖ］以上であると残像が無視できないものとなる。例えば、寿命判定基準値ｄが２０Ｖに設定されていた場合、ΔＶが３０［Ｖ］であるときは、ΔＶ＞ｄであるので感光体は寿命切れと判断される。

一方、上記処理ステップＳ５においてΔＶ＜ｄであると判断された場合、まず、Ｖａを測定したときの感光体累積回転数ｎを記録する（Ｓ８）。そして、記録メモリ１０に記憶されている図３に示したような感光体累積回転数と標準差分値ΔＶとの関係を示す情報（すなわち、感光体が寿命に至るまでの標準差分値ΔＶの経時変化情報）を参照して、ΔＶ＝ｄとなるときの感光体の累積回転数（寿命到達累積回転数）を算出し、算出した寿命到達累積回転数を感光体の寿命到達時期の予測値とする（Ｓ９）。そして、算出した寿命到達累積回転数と上記処理ステップＳ８において記録した感光体累積回転数ｎとから、今後何枚印刷を行ったら感光体が寿命に至るといった残寿命を判断し、その判断結果を報知部１１によってユーザーやサービスマンに報知する（Ｓ１０）。

一般に、上記差分値ΔＶは、感光体の劣化に従って上昇する傾向を示すが、感光体の累積回転数の増加に対して一定の割合で増加するとは限らない。例えば、図３に示した本実施形態１の場合のように、感光体累積回転数に対して差分値ΔＶが指数関数的に増加する傾向を示す場合もある。そのため、画像形成装置の開発段階において、感光体が実際に寿命に至るまでに、感光体累積回転数の増加に従って差分値ΔＶがどのような挙動を示すかという標準差分値ΔＶの経時変化情報を調べておき、その経時変化情報に基づいて感光体の寿命判定や寿命予測を行うのが、より正確な寿命判定や寿命予測を実現できる点で好ましい。

具体的には、例えば、過去に検出した差分値ΔＶの推移から、感光体累積回転数に対する差分値ΔＶの傾きを計算し、これを、現時点からの図３に示した記録メモリ１０内の経時変化情報を用いた外挿予測若しくは予め把握しておいた感光体累積回転数に対する差分値ΔＶの傾きデータ及び予め設定された設定値ｄとを照らし合わせることによって、今後何枚印刷を行ったら感光体が寿命に至るのかといった残寿命を判断することができる。

本実施形態１の寿命判定部９は画像形成装置に搭載されるものであるが、プロセスカートリッジ方式の画像形成装置においては、そのプロセスカートリッジに寿命判定部９を搭載してもよいし、画像形成装置本体に寿命判定部９を搭載してもよい。プロセスカートリッジの一例を図５に示す。プロセスカートリッジは、感光体１と、帯電装置２、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、図示しない除電装置及び電位センサ８のうちの少なくとも１つとを、支持部材で共通支持したものであって、画像形成装置本体にたいして着脱自在に構成された装置（部品）である。

本実施形態１では、電位センサ８が、図１に示したように、帯電領域よりも感光体回転方向下流側かつ書き込み領域よりも感光体回転方向上流側に配置された例であるが、図６に示すように、書き込み領域よりも感光体回転方向下流側かつ現像装置４により現像処理がなされる箇所（現像領域）よりも感光体回転方向上流側に、電位センサ８を配置してもよい。

〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態（以下「実施形態２」という。）について説明する。
上記実施形態１に係る画像形成装置は、感光体を１つ備えたモノクロ画像形成装置であったが、本発明は複数の感光体を備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置にも同様に適用できる。
図７及び図８は、本実施形態２に係るタンデム型のカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図７及び図８に示すタンデム型のカラー画像形成装置は、互いに異なる色のトナーを使ってそれぞれの感光体上に各色トナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写体である中間転写ベルト２０上に互いに重なり合うように１次転写する。そして、中間転写ベルト２０上で重なり合った各色トナー像（カラートナー像）は、２次転写ローラ２２と対向する２次転写領域で、レジストローラ対２１により送り出された転写紙上に２次転写される。カラートナー像が２次転写された転写紙は、転写ベルト２３及び搬送ベルト２４の表面に担持されながら搬送され、定着装置２５で熱と圧力を加えられることによってトナー像が定着され、機外に排出される。図７及び図８に示すタンデム型のカラー画像形成装置は、電位センサ８の配置箇所が異なる点を除いて、同じ構成となっている。

ここで、タンデム型のカラー画像形成装置の場合、色ごとに個別の感光体が使われるため、複数の感光体を用いる。一般に、出力画像の内容に応じて各色の使われ方が異なるので、そうした状況下で画像形成が繰り返される結果、色ごとに感光体の劣化速度は異なったものとなる。感光体の劣化速度が異なると、感光体の寿命到達時期、つまり感光体の交換時期も異なってくる。そのため、色ごとに、感光体の寿命判定や寿命予測を個別に行う必要がある。このとき、各色それぞれについての感光体交換時期が到来するたびに当該感光体を新たな感光体に交換するようにしてもよいが、この場合、当該画像形成装置全体での感光体交換作業の頻度が高くなり、ユーザーやサービスマンの負担が大きくなる。そこで、本実施形態２においては、以下のような構成により全感光体の交換時期がおおよそ同時期となるようにしてすべての感光体を一括して交換できるように、感光体入れ替え判断工程を実施する。

図９は、本実施形態２における感光体入れ替え判断工程の流れを示すフローチャートである。
本実施形態２では、４つの感光体それぞれについて上記実施形態１における図４に示した流れで寿命判定・予測工程と同様の処理を実行する。そして、その工程中の処理ステップＳ５において、すべての感光体について差分値ΔＶと寿命判定基準値ｄとの比較結果がΔＶ≧ｄでないと判断されたとき、上記寿命判定・予測工程中における各感光体の予測結果を報知する処理ステップＳ１０に代えて、図９に示す感光体入れ替え判断工程を実施する。

感光体入れ替え判断工程では、まず、図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ９において予測した寿命到達時期から判断される各感光体の残寿命に基づき、残寿命が最も短い感光体を特定する（Ｓ２１）。そして、この感光体の残寿命と予め設定された寿命手前の特定値ｅとを比較して、この感光体の残寿命が特定値ｅ以下であるかどうかを判断する（Ｓ２２）。この判断において当該感光体の残寿命が特定値ｅを超えている場合には、図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ１０と同様に、残寿命が最も短い感光体の残寿命の判断結果を報知部１１によってユーザーやサービスマンに報知する（Ｓ２３）。なお、感光体ごとの残寿命の判断結果を報知するようにしてもよい。

一方、上記処理ステップＳ２２において、残寿命が最も短い感光体の残寿命が特定値ｅ以下であると判断された場合、次に、各感光体の残寿命に基づいて残寿命が長い感光体を特定する（Ｓ２４）。そして、上記処理ステップＳ２１で特定した残寿命が最も短い感光体と上記処理ステップＳ２４で特定した残寿命が最も長い感光体とを入れ替えることを促す内容の報知処理を報知部１１により行う（Ｓ２５）。この報知は、残寿命が最も短い感光体と残寿命が最も長い感光体との間で残寿命の差が規定値以上である場合だけ行うようにしてもよい。

本実施形態２において、実際の使用環境や使用条件の下で一定期間使用された後に各感光体の残寿命を判断することにより、その実際の使用環境や使用条件下における色ごとの相対的な劣化速度が把握できる。本実施形態２では、残寿命が最も短い感光体の残寿命が特定値ｅを超えるまでは、所定のタイミングで、残寿命が最も短い感光体と残寿命が最も長い感光体との入れ替えを促す内容の報知処理がなされる。そして、この報知を受けて、ユーザーやサービスマンにより残寿命が最も短い感光体と残寿命が最も長い感光体とが互いに入れ替えられることで、その後は、最も残寿命が残っている感光体が最も劣化速度が速い色について使用され、かつ、最も残寿命が少ない感光体が最も劣化速度が遅い色について使用されることになる。その結果、入れ替え後に当該画像形成装置が一定期間使用されることで、残寿命が最も短い感光体と残寿命が最も長い感光体との間の残寿命差が縮まっていく。これにより、このような入れ替えを行わない場合よりも、全感光体の寿命到来時期を互いに近付けることができ、感光体の寿命を多く残したまま交換するというような無駄が少ない状態で、すべての感光体を一括して交換できる。特に、このような感光体入れ替え判断工程を繰り返し行うことで、全感光体の寿命到来時期をほぼ同時期に調整することが可能となるので、より無駄の少ない状態で全感光体の一括交換が可能となる。

〔変形例〕
次に、上記実施形態１及び上記実施形態２における一変形例について説明する。
画像形成装置に用いられる感光体は、上述したように、繰り返される画像形成の中で様々なダメージを受けて劣化する。また、感光体は画像形成時以外でも、例えば急激な環境変化（温度および／又は湿度の変化）や、装置内に残存した放電生成物の付着などによるダメージを受ける。これらのダメージにより、感光体の劣化状態が通常の感光体劣化推移から大きく逸脱し、感光体の劣化が突発的に進んだ状態になることがある。しかしながら、このような突発的な感光体の劣化は、画像形成動作やリフレッシュ動作などが行われることで、例えばクリーニングブレードにより感光体表面を摺擦することにより回復する場合がある。そのため、たまたま突発的な感光体劣化時に行った測定に基づく差分値ΔＶを用いて感光体の寿命判定・予測工程を行うと、本来の寿命到来時期よりも前に寿命であると判定してしまったり、残寿命の判断誤差が大きくなったりする。本変形例は、このような突発的な感光体の劣化が生じていても精度の高い寿命判定や寿命予測を可能とするものである。

図１０は、図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ３と処理ステップＳ４の間に挿入される本変形例に係る追加処理工程を示すフローチャートである。
図４に示した寿命判定・予測工程中の処理ステップＳ３で差分値ΔＶを算出したら、まず、図３に示した記録メモリ１０内の経時変化情報（累積回転数に対する標準差分値ΔＶの推移）から、今回の測定時である累積回転数ｎに対応した標準差分値ΔＶｎを算出する（Ｓ３１）。そして、差分値ΔＶと標準差分値ΔＶｎとの差を算出し、その算出結果と予め設定された設定値ｆとを比較する（Ｓ３２）。この比較において｜ΔＶ−ΔＶｎ｜≦ｆである場合には、そのまま上記処理ステップＳ４に進み、上記処理ステップＳ３で算出した差分値ΔＶを記録メモリ１０に記録し、その差分値ΔＶに基づいて寿命判定や寿命予測が行われる。

一方、上記処理ステップＳ３２の比較において｜ΔＶ−ΔＶｎ｜≦ｆでない場合には、β時間経過後に（Ｓ３３）、図３に示した記録メモリ１０内の経時変化情報から、前回の測定時における累積回転数ｎに対し、β時間経過するまでに感光体が回転した感光体回転数αを加算した累積回転数ｍ（すなわちｍ＝ｎ＋α）に対応した標準差分値ΔＶｍを算出する（Ｓ３４）。ここでは、β時間経過後に標準差分値ΔＶｍを算出する場合であるが、図１１に示すように感光体回転数がα回転した後に標準差分値ΔＶｍを算出するようにしてもよい。

このようにして標準差分値ΔＶｍを算出したら、感光体累積回転数がｍ回転目であるときに、第１条件（設定値Ａ）を満たすように第１帯電後電位Ｖａ’を測定する（Ｓ３５）。次いで、感光体の累積回転数がｍ＋１回目であるときに、第２条件（設定値Ｂ）を満たすように第２帯電後電位Ｖｂ’を測定する（Ｓ３６）。そして、これらの測定値Ｖａ’，Ｖｂ’から、その差分値ΔＶ＝｜（Ｖｂ’−Ｖａ’）｜を算出し（Ｓ３７）、これを記録メモリ１０に記録する（Ｓ４）。そして、以後の処理には、上記処理ステップＳ３７で算出した差分値ΔＶを用いて寿命判定や寿命予測を行う。なお、累積回転数ｎおよび累積回転数ｍに関して、ｎは自然数、ｍはｎ＋２以上の自然数である。また、αは自然数である。

ここで、時間βは、感光体の一時的な劣化が回復するために必要な時間以上に設定されるものであり、回転数αは一時的な劣化が回復するために必要な感光体回転数である。これらの値β，αは、短期間（あるいは感光体を数回回転させるだけ）で回復する場合や、長期間経過しないと回復しない場合もあるので、適宜設定される。ここで、長期間経過しないと回復しない場合は、例えば感光体を暖める、感光体表面にトナーを入力しながら感光体を回転させて感光体表面を強制的に磨耗させるなど、感光体を回復させるためのリフレッシュ処理を加えてもよい。
なお、差分値ΔＶと標準差分値ΔＶｎとの差を算出した際、その算出結果が大きいときには、その旨を報知部１１によってユーザーやサービスマンに報知するようにしてもよい。

以上、上記実施形態１及び上記実施形態２（上記変形例を含む。以下同じ。）の画像形成装置は、回転駆動する感光体１の表面を帯電手段としての帯電装置２により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段としての現像装置４により現像処理して得られるトナー像を、転写手段としての転写装置５により感光体と被転写材（記録材としての転写紙あるいは中間転写ベルト２０）との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって感光体から被転写材へ転写する画像形成装置である。この画像形成装置には、第１条件（設定値Ａ）を満たすように転写装置５によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電装置２により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位（第１帯電後電位Ｖａ）を測定する第１表面電位測定手段、及び、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件（設定値Ａ）とは異なっている第２条件（設定値Ｂ）を満たすように転写装置５によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電装置２により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位（第２帯電後電位Ｖｂ）を測定する第２表面電位測定手段として機能する、電位センサ８が設けられている。そして、電位センサ８が測定した第１帯電後電位Ｖａと第２帯電後電位Ｖｂとの比較値である差分値ΔＶ（＝｜（Ｖｂ−Ｖａ）｜）を算出し、その比較値に基づいて感光体１の寿命が到来したか否かを判定する寿命判定手段としての寿命判定部９を備えている。この寿命判定部９で寿命判定に用いる差分値ΔＶは、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間の帯電後電位の差と相関があり、残像による画質劣化の度合いを示す指標値となる。よって、残像の発生によって到来する感光体の寿命を適切に判定することができる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、寿命判定部９の判定結果を報知する判定結果報知手段としての報知部１１を有しているので、ユーザーやサービスマンが感光体が寿命を迎えたことを把握してダウンタイムの低減を図ることができる。
また、上記実施形態２の画像形成装置は、複数の感光体１を備え、これらの感光体上に形成された各トナー像を被転写材へ転写するタンデム型の構成であり、電位センサ８を感光体ごとに設け、寿命判定部９では、感光体ごとに寿命が到来したか否かを判定する。これにより、個々の感光体の劣化速度に応じて各感光体の寿命の到来を適切に判定することができる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、回転駆動する感光体１の表面を帯電手段としての帯電装置２により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段としての現像装置４により現像処理して得られるトナー像を、転写手段としての転写装置５により感光体と被転写材（記録材としての転写紙あるいは中間転写ベルト２０）との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって感光体から被転写材へ転写する画像形成装置である。この画像形成装置には、第１条件（設定値Ａ）を満たすように転写装置５によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電装置２により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位（第１帯電後電位Ｖａ）を測定する第１表面電位測定手段、及び、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件（設定値Ａ）とは異なっている第２条件（設定値Ｂ）を満たすように転写装置５によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して帯電装置２により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位（第２帯電後電位Ｖｂ）を測定する第２表面電位測定手段として機能する、電位センサ８が設けられている。そして、電位センサ８が測定した第１帯電後電位Ｖａと第２帯電後電位Ｖｂとの比較値である差分値ΔＶ（＝｜（Ｖｂ−Ｖａ）｜）を算出し、その比較値に基づいて感光体１の寿命到来時期を予測する寿命予測手段としての寿命判定部９を備えている。この寿命判定部９で寿命予測に用いる差分値ΔＶは、非トナー付着箇所とトナー付着箇所との間の帯電後電位の差と相関があり、残像による画質劣化の度合いを示す指標値となる。よって、残像の発生によって到来する感光体の寿命到達時期を適切に予測することができる。
特に、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、感光体が寿命に至るまでの差分値ΔＶの経時変化を示す経時変化情報を記憶する経時変化情報記憶手段としての記録メモリ１０を有し、寿命判定部９では差分値ΔＶと経時変化情報とから感光体１の寿命到来時期を予測する。これにより、当該画像形成装置における差分値ΔＶの推移（経時変化）が特有の経時変化を示す場合でも、高い精度で寿命予測を行うことができる。
また、上記変形例の画像形成装置において、寿命判定部９は、差分値ΔＶの算出に用いた帯電後電位Ｖａ，Ｖｂを測定した時期に対応する基準比較値である標準差分値ΔＶｎを経時変化情報から特定し、差分値ΔＶと特定した標準差分値ΔＶｎとの差が規定値ｆよりも大きいときには、所定期間経過後であるβ時間経過時又は感光体回転数がα回転した時に、改めて電位センサ８が測定した第１帯電後電位Ｖａ’と第２帯電後電位Ｖｂ’との差分値ΔＶを算出し、この差分値ΔＶに基づいて感光体の寿命到来時期を予測する。これにより、突発的な測定異常による寿命判定ミスや寿命予測ミスを抑制できる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、寿命判定部９の寿命予測結果を報知する予測結果報知手段としての報知部１１を有しているので、ユーザーやサービスマンが感光体の寿命到来時期を予測して感光体交換準備を整えることができるので、ダウンタイム低減に有効である。
また、上記実施形態２の画像形成装置は、複数の感光体１を備え、これらの感光体上に形成された各トナー像を被転写材へ転写するタンデム型の構成であり、電位センサ８を感光体ごとに設け、寿命判定部９では、感光体ごとに寿命到達時期を予測する。これにより、個々の感光体の劣化速度に応じて各感光体の寿命到来時期を適切に予測することができる。
特に、上記実施形態２の画像形成装置において、複数の感光体１には、互いに入れ替え可能な２以上の感光体が含まれており、当該２以上の感光体のうち寿命判定部９により寿命到来時期が最も早いと予測された感光体の寿命到来時期に至る前の所定のタイミングで、当該感光体と、上記２以上の感光体のうち寿命判定部９により寿命到来時期が最も遅いと予測された感光体との交換を促す報知を行う交換報知手段としての報知部１１を有する。これにより、当該２以上の感光体の寿命到来時期をほぼ同時期に調整することが可能となるので、より無駄の少ない状態で当該２以上の感光体の一括交換が可能となる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、電位センサ８が測定する第１帯電後電位Ｖａと第２帯電後電位Ｖｂは、感光体表面上の同一箇所についての表面電位である。したがって、感光体表面上の測定箇所の違いによる測定誤差が少なく、より高精度な寿命判定、寿命予測が可能となる。
特に、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、第２条件（設定値Ｂ）が、転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件（設定値Ａ）よりも大きくなる条件であり、電位センサ８は、第１帯電後電位Ｖａを測定した感光体表面部分に対して帯電及び除電を行わないまま第２条件（設定値Ｂ）を満たすように転写装置５によりバイアスが印加された転写領域を通過させ、その感光体表面部分に対して帯電装置２により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位を第２帯電後電位Ｖｂとして測定する。第１帯電後電位Ｖａと第２帯電後電位Ｖｂとを連続して行うとき、先に測定される第１帯電後電位Ｖａに対応する第１条件（設定値Ａ）が、これに続いて測定される第２帯電後電位Ｖｂに対応する第２条件（設定値Ｂ）よりも、転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが大きいと、第２帯電後電位Ｖｂの測定において第１帯電後電位Ｖａの測定時の影響が強く出てしまう。これに対し、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置では、第２帯電後電位Ｖｂの測定において第１帯電後電位Ｖａの測定時の影響が少なくて済む。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置は、転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値の大きさの差が１．０×１０^−５［μＡ・ｓ／ｍｍ^２］以上となるように、上記第１条件（設定値Ａ）と上記第２条件（設定値Ｂ）が設定されている。このように設定することで、帯電後電位Ｖａ，Ｖｂの差がより明確になり、寿命予測及び寿命判定の精度が向上する。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２の画像形成装置において、電位センサ８は、帯電装置２により帯電処理が施される箇所（帯電領域）よりも感光体回転方向下流側かつ現像装置４により現像処理が施される箇所（現像領域）よりも感光体回転方向上流側で、感光体表面電位を測定するものである。この場合、第１帯電後電位Ｖａ及び第２帯電後電位Ｖｂについての迅速な測定が可能となる。特に、露光装置３により露光される箇所（書き込み領域）よりも感光体回転方向下流側かつ現像装置４により現像処理が施される箇所（現像領域）よりも感光体回転方向上流側に電位センサ８を配置すれば、その電位センサ８として、露光後電位を測定するために一般に設けられている表面電位計を利用することができるので有利である。

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
７ 除電装置
８ 電位センサ
９ 寿命判定部
１０ 記録メモリ
１１ 報知部
２０ 中間転写ベルト
２５ 定着装置

特開２００９−９２７０９号公報 特開平５−１００５１７号公報

Claims (13)

1. 回転駆動する感光体の表面を帯電手段により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像処理して得られるトナー像を、転写手段により該感光体と被転写材との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって該感光体から該被転写材へ転写する画像形成装置において、
   第１条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第１表面電位測定手段と、
   上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件とは異なっている第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第２表面電位測定手段と、
   上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて上記感光体の寿命が到来したか否かを判定する寿命判定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記寿命判定手段の判定結果を報知する判定結果報知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   複数の感光体を備え、該複数の感光体上に形成された各トナー像を上記被転写材へ転写する構成を有し、
   上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段を感光体ごとに設け、
   上記寿命判定手段は、感光体ごとに寿命が到来したか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
4. 回転駆動する感光体の表面を帯電手段により帯電処理し、帯電処理後の感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像処理して得られるトナー像を、転写手段により該感光体と被転写材との間の転写領域に印加される転写バイアスの作用によって該感光体から該被転写材へ転写する画像形成装置において、
   第１条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第１表面電位測定手段と、
   上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件とは異なっている第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させた感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の該感光体表面部分の表面電位を測定する第２表面電位測定手段と、
   上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて上記感光体の寿命到来時期を予測する寿命予測手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記感光体が寿命に至るまでの上記比較値の経時変化を示す経時変化情報を記憶する経時変化情報記憶手段を有し、
   上記寿命予測手段は、上記比較値と上記経時変化情報とから上記感光体の寿命到来時期を予測することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、
   上記寿命予測手段は、上記比較値の算出に用いた感光体表面電位を測定した時期に対応する基準比較値を上記経時変化情報から特定し、該比較値と特定した基準比較値との差が規定値よりも大きいときには、所定期間経過後に改めて上記第１表面電位測定手段が測定した表面電位と上記第２表面電位測定手段が測定した表面電位との比較値を算出し、該比較値に基づいて感光体の寿命到来時期を予測することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記寿命予測手段の予測結果を報知する予測結果報知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項４乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   複数の感光体を備え、該複数の感光体上に形成された各トナー像を上記被転写材へ転写する構成を有し、
   上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段を感光体ごとに設け、
   上記寿命予測手段は、感光体ごとに寿命到来時期を予測することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８の画像形成装置において、
   上記複数の感光体には、互いに入れ替え可能な２以上の感光体が含まれており、
   上記２以上の感光体のうち上記寿命予測手段により寿命到来時期が最も早いと予測された感光体の寿命到来時期に至る前の所定のタイミングで、該感光体と、該２以上の感光体のうち該寿命予測手段により寿命到来時期が最も遅いと予測された感光体との交換を促す報知を行う交換報知手段を有する画像形成装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段が測定する感光体表面部分の表面電位は、感光体表面上の同一箇所についての表面電位であることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０の画像形成装置において、
    上記第２条件は、上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値又は電圧値の大きさが上記第１条件よりも大きくなる条件であり、
    上記第２表面電位測定手段は、上記第１表面電位測定手段が測定した感光体表面部分を帯電及び除電を行わないまま上記第２条件を満たすように上記転写手段によりバイアスが印加された転写領域を通過させ、その感光体表面部分に対して上記帯電手段により帯電処理を行った後の当該感光体表面部分の表面電位を測定することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    上記転写領域を通過する間に単位面積当たりの感光体表面に印加される電流値の大きさの差が１．０×１０^−５［μＡ・ｓ／ｍｍ^２］以上となるように、上記第１条件と上記第２条件が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    上記第１表面電位測定手段及び上記第２表面電位測定手段の少なくとも一方は、上記帯電手段により帯電処理が施される箇所よりも感光体回転方向下流側かつ上記現像手段により現像処理が施される箇所よりも感光体回転方向上流側で、感光体表面電位を測定することを特徴とする画像形成装置。

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