JP7224794B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。

電子写真装置において、複数の画像形成モードを持つものがある。例えば、フルカラー電子写真装置においては、一般的にモノカラー（黒色）のみの印字を行うモード（以降、モノカラーモードと称する）を有するものがある。

モノカラーモードでは、装置の長寿命化を図るため、黒色以外の色に対応するドラムや現像装置を停止させる制御を行う場合がある。このような場合、モードごとに、感光ドラムの消耗の度合いに差異が生じる。

このように、装置が複数の画像形成モードを持つ場合、画像形成モードごとのドラムの消耗度合いを予測し、適切な時期にカートリッジの交換を促すことが好ましい。これに関する技術として、例えば特許文献１および２に記載の画像形成装置がある。

特開２０１４－１６５３９号公報 特開２０１４－１６５３８号公報

更なる画質向上やユーザ用途の拡大等に従い、今までとは異なる条件で動作する画像形成モードが新規に提案されている。例えば、画像形成モード毎に、暗部電位や明部電位を個別に設定することで、精細度やコントラスト等を調整する方式などが例として挙げられるが、それに伴い、いかにして適切な時期にカートリッジの寿命に係る報知をユーザに行うかが課題となってくる。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、像担持体を適切な寿命まで有効に使用できる画像形成装置の仕組みを提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
通常印字モードである第一の画像形成モードおよび前記通常印字モードとは異なる第二の画像形成モードを含む複数の画像形成モードを有する画像形成装置であって、回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電した像担持体の表面を露光し、静電潜像を形成する露光手段と、現像剤担持体に担持された現像剤によって前記静電潜像を現像する現像手段と、前記第一の画像形成モードおよび前記第二の画像形成モードのそれぞれに対応した寿命に係る第一寿命閾値、第二寿命閾値および前記像担持体の駆動量に関する値を記憶する記憶手段と、（ｉ）前記駆動量に関する値と前記第一寿命閾値とに基づいて前記第一の画像形成モードの寿命に係る第一の判定を行い、（ｉｉ）
前記駆動量に関する値と前記第二寿命閾値とに基づいて前記第二の画像形成モードの寿命に係る第二の判定を行う判定手段と、同じ前記像担持体に対して、前記判定手段による判定結果に基づく報知を行う報知手段と、制御手段と、を有し、
前記第二寿命閾値は前記第一寿命閾値よりも短い寿命に対応し、前記第二の画像形成モードにおける前記現像剤担持体の回転速度を前記像担持体の回転速度で除した値により決まる周速比は、前記第一の画像形成モードにおける前記周速比よりも大きく、前記制御手段は、前記第二の判定の判定結果に基づく報知を行った後、引き続き前記第一の画像形成モードの実行を許容するように制御することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体を適切な寿命まで有効に使用できる画像形成装置の仕組みを
提供することができる。

第一の実施形態に係る画像形成装置の概略図。 第一の実施形態における現像装置およびプロセスカートリッジの概略図。 制御部５０に含まれる機能ブロックを説明する図。 第一の実施形態においてドラムの寿命判断を行う処理のフロー図。 感光ドラムとそれに作用する部材の長手構成の概略図。 第二の実施形態においてドラムの寿命判断を行う処理のフロー図。 現像周速比、ローラ硬度とドラム削れ量の関係を示した図。 第四の実施形態において画像形成モードを制限する処理のフロー図。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状および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。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

（第一の実施形態）
本実施形態に係る画像形成装置は、感光ドラム１の累積駆動量に係る値を管理し、感光ドラム１の寿命判定を行う機能を有している。具体的には、第１の画像形成モードにおける第一寿命閾値と、第２の画像形成モードにおける第二寿命閾値を予め記憶部に保持し、現在の膜厚状況を第一および第二寿命閾値に照らし合わせることで、モード毎の感光ドラムの寿命に係る報知を行うという特徴を有している。なお、この寿命判定を行うことが、（ｉ）駆動量に関する値と第一寿命閾値とに基づいて第一の画像形成モードの寿命に係る第一の判定を行い、（ｉｉ）駆動量に関する値と第二寿命閾値とに基づいて第二の画像形成モードの寿命に係る第二の判定を行うことに相当する。

<画像形成装置の全体構成>
まず、本実施形態に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の概略断面である。本実施形態に係る画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００は、入力された画像情報に従って、記録材（例えば記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、外部に接続された画像読み取り装置、あるいは、画像形成装置１００と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器５１から入力される。
入力された画像情報は、制御部５０にて処理され、制御部５０が、以降に説明する各手段を制御することで画像形成が行われる。制御部５０はＣＰＵなどのプロセッサであるが、専用に設計された回路などであってもよい。

画像形成装置１００は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色画像を形成するための、第１～第４の画像形成部ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有する。本実施形態では、第１～第４の画像形成部ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫが、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
なお、本実施形態では、第１～第４の画像形成部ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの構成および動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して、以下後述する。

本実施形態では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て同一の形状を有しており、各プロセスカートリッジ７内に、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
また、上記プロセスカートリッジ７にて現像されたトナー１０を転写する手段として、無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１を有する。中間転写ベルト３１は、色ごとに設けられた感光ドラム１に当接し、矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト３１は、複数の支持部材として、駆動ローラ、二次転写対向ローラ、従動ローラ（いずれも不図示）に掛け渡されている。

中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、４個の一次転写ローラ３２が並設されている。一次転写ローラ３２が、中間転写ベルト３１を感光ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト３１と感光ドラム１とが当接する一次転写部を形成する。そして、一次転写ローラ３２に、不図示の一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加する。これによって、感光ドラム１上のトナー像が、中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。

中間転写ベルト３１の外周面側において、二次転写対向ローラ（不図示）に対向する位置には、二次転写ローラ３３が配置されている。二次転写ローラ３３は、中間転写ベルト３１を介して二次転写対向ローラ（不図示）に圧接し、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３３とが当接する二次転写部を形成する。そして、二次転写ローラ３３に、不図示の二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加する。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。

プロセスカートリッジ７の概略図である図２を参照する。画像形成時には、まず、感光ドラム１の表面が、感光ドラム１に接触して配設された帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３０から発されたレーザ光１１によって、帯電した感光ドラム１の表面が、画像情報に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム１上に、画像情報に従った静電像が形成される。
感光ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット３によってトナー像として現像される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ３２の作用によって中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。

フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１～第４の画像形成部ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。
その後、中間転写ベルト３１の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、記録材１２を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラ３３の作用によって、一括して記録材１２上に二次転写される。

その後、トナー像が転写された記録材１２は、定着装置３４に搬送される。定着装置３４が記録材１２に熱および圧力を加えることで、記録材１２にトナー像が定着する。
なお、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト３１上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置（不図示）によって清掃される。

画像形成装置１００は、所望の一つの画像形成部のみ、またはいくつかの画像形成部のみ（全てでなくてもよい）を用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもでき
るようになっている。

<プロセスカートリッジの構成>
次に、本実施形態の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の詳細な構成について説明する。本実施形態では、収容しているトナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成および動作は実質的に同一である。
図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施形態のプロセスカートリッジ７の概略断面図である。図２のプロセスカートリッジ７の姿勢は、画像形成装置に装着された状態での姿勢であり、以下でプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合は、この姿勢が基本となる。

プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ４等を備えた現像ユニット３と、を一体化して構成される。
感光体ユニット１３には、感光ドラム１が、不図示の軸受を介して回転可能に取り付けられている。不図示の駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、感光ドラム１が、画像形成動作に応じて矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。
感光ドラム１の外径は２４ｍｍで、４０ｒｐｍで回転する。本実施形態にて、画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に有機材料からなる機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層（以下、ＣＴ層）を順にコーティングした有機感光ドラム１を用いている。本実施形態では、ＣＴ層の膜厚を１２μｍとした。

また、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６および帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、感光体ユニット１３内の廃トナー容器に落下、収容される。

帯電ローラ２は、芯金と芯金の外周面を覆う導電性ゴム部から形成され、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触することで従動回転する。
帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３０からのレーザ光によって画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、感光ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。

本実施形態に係る画像形成装置は、２つの画像形成モードを有する。
一つ目の画像形成モード（画像形成モード１）は、通常印字モードであり、帯電バイアスＶを－１１００Ｖとし、Ｖｄを－５００Ｖ、Ｖｌを－１００Ｖとしたモードである。
二つ目の画像形成モード（画像形成モード２）は、高精細印字モードであり、帯電バイアスＶを－１６００Ｖとし、Ｖｄを－８００Ｖ、Ｖｌを－１００Ｖとしたモードである。画像形成モード２では、暗部電位Ｖｄと明部電位Ｖｌとの電位差が大きいため、細線の再現性を向上させることができる。このように、本実施形態では、画像形成モードとして、静電潜像の電位差（すなわち、明部電位および暗部電位の電位差）の絶対値がそれぞれ異なる複数のモードを設定可能とする。

現像ユニット３は、トナー１０を担持するための現像ローラ４（現像剤担持体）と、現像ローラ４にトナー１０を塗布するトナー供給ローラ２０が配置された現像室、を有している。
また、現像ユニット３は、トナー１０を収容するトナー収容部（現像剤収容部）１８ａを、トナー供給ローラ２０よりも重力方向下方に有するトナー収容室１８ｂを備えている。なお、本実施形態では、初期状態において凝集度が５～４０％のトナーを用いている。耐久を通してトナーの流動性を確保するために、このような凝集度を持つトナーを用いることが望ましい。

トナーの凝集度については、以下のようにして測定を行った。
測定装置には、デジタル振動計（ＤＥＧＩＴＡＬ ＶＩＢＬＡＴＩＯＮＭＥＴＥＲＭＯＤＥＬ １３３２ ＳＨＯＷＡ ＳＯＫＫＩ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製）を有するパウダーテスター（細川ミクロン社製）を用いた。
また、測定法として、振動台に３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュのふるいを、目開の狭い順に（すなわち１００メッシュのふるいが最上位にくるように）、３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュの順に重ねてセットした。
このセットした１００メッシュのふるい上に、正確に秤量した試料（トナー）５ｇを加え、デジタル振動計の変位の値を０．６０ｍｍ（ｐｅａｋ－ｔｏ－ｐｅａｋ）になるように調整し、１５秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残った試料の質量を測定して下式にもとづき凝集度を得た。
その際の測定サンプルは、それぞれ事前に２３℃、６０％ＲＨ環境下において２４時間放置したものであり、測定は２３℃、６０％ＲＨ環境下で行った。
凝集度（％）＝（１００メッシュのふるい上の残試料質量／５ｇ）×１００＋（２００メッシュのふるい上の残試料質量／５ｇ）×６０＋（３９０メッシュのふるい上の残試料質量／５ｇ）×２０

プロセスカートリッジの構成について説明を続ける。
トナー供給ローラ２０は、現像ローラ４との間にトナーのニップ部（現像ローラ４とトナー供給ローラ２０とでトナーを挟む部分）を形成しながら回転している。
トナー収容室１８ｂ内には、攪拌搬送部材２２が設けられている。攪拌搬送部材２２は、トナー収容室１８ｂ内に収容されたトナーを攪拌すると共に、トナー供給ローラ２０の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナーを搬送するための部材である。本実施形態において撹拌搬送部材は３０ｒｐｍで回転駆動している。

現像ブレード８は、現像ローラ４の下方に配置され、現像ローラに対してカウンタ当接しており、トナー供給ローラ２０によって供給されたトナーのコート量規制および電荷付与を行う手段である。本実施形態では、現像ブレード８として、厚さ０．１ｍｍの板バネ状のＳＵＳ製の薄板を用い、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面をトナーおよび現像ローラ４に当接させる。なお、現像ブレードはこの限りではなく、リン青銅やアルミニウム等の金属薄板であってもよい。また、現像ブレード８の表面に、ポリアミドエラストマーやウレタンゴムやウレタン樹脂等の薄膜を被覆したものを用いてもよい。

トナーは、現像ブレード８と現像ローラ４との摺擦によって摩擦帯電され、電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施形態においては、現像ブレード８に不図示のブレードバイアス電源から所定の電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。画像形成モード１では、ブレードバイアスとしてＶ＝－５００Ｖを印加する。また、画像形成モード２では、ブレードバイアスとして、Ｖ＝－８００Ｖを印加する。

現像ローラ４と感光ドラム１は、対向部において各々の表面が同方向（本実施形態では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。
なお、本実施形態では、現像ローラ４は、感光ドラム１に接触して配置されているが、現像ローラ４は、感光ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であっても
よい。

摩擦帯電により、現像ローラ４に印加された所定のＤＣバイアスに対してマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、電位差に起因して明部電位部にのみ転移する。これにより、静電潜像が顕像化する。
画像形成モード１では、現像ローラに対してＶｄｃ＝－３００Ｖを印加することにより、明部電位部との電位差（以下、現像コントラスト）ΔＶ＝２００Ｖを形成し、トナー像を形成する。また、第２の画像形成モードでは、現像ローラに対してＶｄｃ＝－６００Ｖを印加することにより、現像コントラストΔＶ＝５００Ｖを形成し、トナー像を形成する。

トナー供給ローラ２０と現像ローラ４とは、各々の表面がニップ部の上端から下端に移動する方向に回転している。すなわち、トナー供給ローラ２０は図示矢印Ｅ方向（時計方向）に、現像ローラ４は矢印Ｄ方向に回転している。トナー供給ローラ２０は、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポンジローラである。トナー供給ローラ２０と現像ローラ４は所定の侵入量、即ち、トナー供給ローラ２０が現像ローラ４により凹状とされるその凹み量ΔＥを持って接触している。トナー供給ローラ２０と現像ローラ４とは、その当接部において逆方向に回転しており、この動作により、トナー供給ローラ２０による現像ローラ４へのトナー供給を行っている。その際、トナー供給ローラ２０と現像ローラ４との電位差を調整することにより、現像ローラ４へのトナー供給量を調整することができる。なお、画像形成モード１，２ともに、トナー供給ローラの回転速度は８０ｒｐｍ、現像ローラの回転速度は１００ｒｐｍであり、トナー供給ローラ２０に対して現像ローラ４が同電位となるよう、ＤＣバイアスを印加した。このとき、感光ドラム１と現像ローラ４との周速差は１５６％である。表１に、画像形成モード１，２における印加バイアスの関係を示す。

なお、本実施形態においては、現像ローラ４、トナー供給ローラ２０は、共に外径１５ｍｍであり、トナー供給ローラ２０の現像ローラ４への侵入量、即ち、トナー供給ローラ２０が現像ローラ４により凹状とされるその凹み量ΔＥを１．０ｍｍに設定した。
本実施形態におけるトナー供給ローラ２０は、導電性支持体と、導電性支持体に支持される発泡層と、を備える。具体的には、導電性支持体である外径φ５（ｍｍ）の芯金電極２０ａと、その周囲に気泡同士がつながっている連続気泡体（連泡）から構成される発泡ウレタン層２０ｂ（発泡層）が設けられており、図中Ｅの方向に回転する。

<感光ドラム寿命予測手段>
次に、本発明の特徴である、感光ドラム寿命予測手段について詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１００は、感光ドラム１のＣＴ層（像担持体表面の有機感光層）の削れ量に関する閾値を記憶するメモリ５５（記憶部）を有している。当該メモリ５５は、複数の閾値を、設定可能な画像形成モードと関連付けて記憶している。
また、本実施形態に係る画像形成装置１００は、ＣＴ層の削れ量をそれぞれ予測し、予測した削れ量と、メモリ５５に記憶されている複数の閾値とを比較することで、ドラムの寿命を判定する感光ドラム寿命判断手段（比較手段）を有している。具体的には、予測し
た削れ量がある画像形成モードの閾値に達した場合に、該当する画像形成モードにおいてドラム寿命に到達した旨をユーザに報知する。

なお、本実施形態では、画像形成装置１００が有する制御部５０が、前述した感光ドラム寿命判断手段として機能する。また、制御部５０が、後述する削れ条件検知手段５７、時間計測手段５８、削れ量計算手段５９ａ、総削れ量計算手段５９ｂ、比較手段６０として機能する。図３は、制御部５０に含まれる機能ブロックを示した図である。
また、メモリ５５は、各色のプロセスカートリッジＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫに取り付けられている。

本実施形態では、画像形成動作中に、削れ量計算手段５９ａが、感光ドラム１の長手中央における削れ量を予測する。また、総削れ量計算手段５９ｂが、初期膜厚からの総削れ量を算出する。また、メモリ５５には、第１の画像形成モードにおける寿命閾値と、第２の画像形成モードにおける寿命閾値が記憶されており、算出された総削れ量が、閾値のどちらかに達した際に、感光ドラム１の寿命が到来した旨をユーザに報知する。

感光層の総削れ量を算出するためには、単位時間あたりの削れ量を、画像形成モードごとに記憶する必要がある。そして、それぞれの画像形成モードにおいて動作した時間を算出し、単位時間あたりの削れ量と乗算する。このようにして求めた削れ量を積算して総削れ量とし、閾値と比較する。

ところで、単位時間当たりの削れ量は、帯電ローラによる、感光ドラム１に対する放電量によって変わる。
ここで、各画像形成モードにおける、単位時間当たりの削れ量を実験によって求める方法について説明する。本実施形態では、画像形成モード１，２について、前述した条件で６時間連続稼働させた。その後、膜厚測定装置（ＰＥＲＭＡＳＣＯＰＥ；Ｆｉｓｈｅｒ製）を用いて、実験開始前と終了時の、感光ドラム１の長手中央部における膜厚の差異を測定した。

まず、画像形成モード１における、感光ドラム１のＣＴ層の必要膜厚を実験で確認した。その結果、膜厚が７μｍを下回ると、特に３０℃／８０％以上の高温高湿環境下で感光ドラム１のＶＤの暗減衰が速くなる現象を観測した。このため、帯電後、現像ローラ４部における電位降下により現像バイアスとＶＤとの適正コントラストが保てなくなり、トナーがＶＤ部に現像されてしまう、いわゆる地カブリが発生してしまった。また、リークしてしまうことがあった。よって、画像形成モード１の寿命時膜厚を７．０μｍとした。

画像形成モード２においては、感光ドラム１のＣＴ層の膜厚が９．０μｍの時に、リークが発生した。画像形成モード２では帯電ローラ２への印加バイアスが高くなり、放電電流が増えたことにより、絶縁破壊しやすい状態になっていたためである。
さらに、ＣＴ膜厚と絶縁破壊との関係を確認すると、画像形成モード２では、表２のように、９．０μｍ以下においてリークが発生することが分かった。その結果から、画像形成モード２の寿命膜厚を９．０μｍとした。

以下、画像形成モード１，２における、６時間後の削れ量（μｍ）と単位時間（毎秒）
あたりの削れ量（以降、削れ係数と称する）の計算結果を表３に示す。

このようにして計算した削れ係数に、各モードにおける動作時間を乗算することで、モードごとの総削れ量が算出できる。

次に、本実施形態におけるドラム寿命の予測計算、および、寿命報知判断についてより具体的に説明する。

各色のプロセスカートリッジＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫに取り付けられたメモリ５５は、感光ドラム１のＣＴ層（有機感光層）の削れ量に関する複数の閾値を記憶している。本実施形態では、感光ドラム１の削れ量に関する閾値として、画像形成モード１に対応する閾値Ｓ１と、画像形成モード２に対応する閾値Ｓ２を記憶している。

本実施形態では、寿命閾値として、初期膜厚と寿命時膜厚の差分（すなわち、削れ量の上限値）が記憶されている。
具体的には、画像形成モード１における寿命閾値Ｓ１は５μｍ（＝初期膜厚１２μｍ－寿命時膜厚７μｍ）であり、画像形成モード２における寿命閾値Ｓ２は３μｍ（＝初期膜厚１２μｍ－寿命時膜厚９μｍ）である。 さらに、表３に示す、各条件の削れ係数が記
憶されている。

また、メモリ５５は、後述する総削れ量計算手段５９ｂにより計算された結果である、総削れ量を記憶する。本明細書において、ＳＴは総削れ量を表す。

まず、削れ条件検知手段５７が、画像形成モード１，２のいずれかの条件に合致したかを検知する。
次に、時間計測手段５８が、画像形成モード１，２における動作時間を計算する。なお、各画像形成モードにおける動作時間は、動作履歴として装置に記憶されているものを利用する。
なお、装置の動作履歴は動作時間に限定されない。例えば、感光ドラム１の動作履歴であれば、感光ドラム１の回転数を適用することができる。または画像形成装置による記録シートへの画像形成ページ数を適用することもできる。あるいは、各画像形成モード動作中における画像形成装置への通電時間を適用してもよい。
そして、削れ量計算手段５９ａが、動作時間の計算結果と、各モードに対応する削れ係数を乗算して、削れ量を計算する。当該計算は、各モードの動作が終了するごとに行われる。なお、表３中の括弧内の表記は、各モードにおける削れ係数の呼称であるものとする。

次に、総削れ量計算手段５９ｂが、これまでの積算削れ量に、削れ量計算手段５９ａが計算した値を新たに加算する。そして、比較手段６０が、総削れ量の計算結果とメモリ５５内の寿命閾値とを比較して、寿命閾値以上であるか否かを判定する。
以下の表４に、それぞれ項目とその呼称をまとめる。

次に、削れ量計算手段５９ａが行う削れ量の計算および寿命の判断について、図４のフローチャートを用いて説明する。
図４は、画像形成装置１００がプリント動作待機状態からプリントリクエストを受信した後の画像形成装置１００による感光ドラム寿命判断の動作を表した図である。なお、後述の画像形成装置１００がプリント動作中であるかどうかの判断については、不図示の帯電バイアス印加回路に組み込まれた帯電電流検知回路によって帯電電流を検知し、帯電ローラ２が放電を行っているか否かによって判断できる。

まず、ステップＳ１０１にて、削れ条件検知手段５７が、現在の画像形成モードを判定する。判定に成功した場合はステップＳ１０２に進む。判定できない場合はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１にて判定した条件ｎ（ｎは１，２のいずれか）で動作した時間を時間計測手段５８で計測する。計測された駆動時間ｔｎは、削れ量計算手段５９ａに記憶される（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０４では、メモリ５５より、判定した条件ｎ（ｎ＝１，２）に対応する削れ係数ｃｎを読み出し、削れ量計算手段５９ａに記憶させる。
ステップＳ１０５では、削れ量計算手段５９ａにより、画像形成モードごとの削れ量ｃｎ×ｔｎ（ｎ＝１，２）を計算する。

ステップＳ１０６では、総削れ量計算手段５９ｂが、メモリ５５より、プリント動作前の総削れ量ＳＴを読み出し、今回削れた量を加算することで総削れ量ＳＴを更新し、メモリ５５および比較手段６０に記憶させる。更新後のＳＴは以下の式で表せられる。
ＳＴ＝ＳＴ＋ｃｎ×ｔｎ（ｎ＝１，２）

ステップＳ１０７では、比較手段６０が、メモリ５５より寿命閾値Ｓ１およびＳ２を読み出して記憶する。
ステップＳ１０８では、比較手段６０が、Ｓ１≦ＳＴであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ１１１に進む。ＮｏであればステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、比較手段６０が、Ｓ２≦ＳＴであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ１１２に進む。ＮｏであればステップＳ１１０に進む。

処理がステップＳ１１０に遷移した場合、感光ドラムの寿命は報知しない。ここでは、画像形成装置１００がプリント動作中であるかどうか判断し、ＹｅｓであればステップＳ１０１に進む。Ｎｏであればプリント動作待機状態となる。

ステップＳ１１２では、画像形成装置１００の駆動およびバイアス印加等の動作を漸次
停止し、ドラム寿命（第１、第２の画像形成モード共に寿命）に到達したことを、制御部５０の指示に基づき不図示の表示部２１を介して表示する。例えば文字メッセージが表示される。なお、報知手段としては表示部２１の他に、音声で報知するスピーカーを採用することもできる。
また、ステップＳ１１１では、画像形成装置１００の駆動およびバイアス印加等の動作を漸次停止し、ドラム寿命（第２の画像形成モードにおける寿命）に到達したことを、制御部５０の指示に基づき表示部２１を介して表示する。ステップＳ１１１の報知を行った後、制御部５０は、ユーザからの指示があれば、画像形成モード２における動作を許容してもよいし、或いは、ユーザからの指示に係らず、画像形成モード２での動作を禁止してもよい。

以上に説明した感光ドラムの寿命予測方法を用いて、画像形成装置１００を以下の各通紙モードで動作させ、ドラム寿命に到達した枚数および総削れ量を確認した。
・通紙モード１：画像形成モード１のみを使用
・通紙モード２：画像形成モード２のみを使用
・通紙モード３：画像形成モード１を１００００枚印字後に画像形成モード２に切り替え
本例における感光ドラム１の寿命枚数と削れ量をまとめると、以下の表５～７のようになった。

通紙モード１の場合、２５０００枚で画像形成モード２の寿命が報知され、４２０００枚で画像形成モード１の寿命が報知された（表５）。
また、通紙モード２の場合、２３８００枚で画像形成モード２の寿命が報知され、３９０００枚で画像形成モード１の寿命が報知された（表６）。
更に、通紙モード３の場合、２４２００枚で画像形成モード２の寿命が報知され、４００００枚で画像形成モード１の寿命が報知された（表７）。

上記試験によると、画像形成モード１のみ、画像形成モード２のみにおけるドラム寿命が正しく報知されたことを確認できた。また、通紙モード３では、画像形成モードの切り替え前後で感光ドラム１の削れ度合いが異なるが、画像形成モード２に切り替えた後に、正しいタイミングで寿命が報知されたことを確認できた。

以上に説明した実施形態によると、各画像形成モードにおける寿命の到達を正確に判定し、判定結果に基づいてユーザへの報知を行うことができる。
本実施形態では、印加バイアスを変えることで、放電電流量の大きいモードを作り出した。このように、画像形成モードごとに放電電流量が異なる場合、リークの起こりやすさが変化するため、異なる寿命閾値を用意する必要がある。本発明は、このように放電電流量が異なる複数の画像形成モードを有する、すなわち複数の画像形成モードを実行可能な画像形成装置に好適に適用することができる。

また、帯電時の帯電部材と感光ドラム１間の放電電流が大きい画像形成モードにおいて、ＣＴ層の削れがより助長される。また、ＣＴ層の削れが進むと、感光ドラムが絶縁耐力を越えてしまい、絶縁破壊（以下、リーク）が発生するおそれがある。また、一度ドラムがリークしてしまうと、現像ローラや帯電ローラに印加されたバイアスが抵抗層にリークし、帯電不良によるカブリや、現像不良による画像欠けを生じさせるおそれがある。このリークを防ぐためには、感光ドラムにＣＴ層の膜厚を多く残すことが必要である。例えば、放電電流量が最も大きいモードにおける膜厚の閾値を、感光ドラム寿命の閾値として設定する形態も考えられる。即ち、全てのモードにおいて、単一の閾値を用いて感光ドラムの寿命を予測する形態である。しかし、他の画像形成モードで画像形成を行えるにもかかわらず、寿命が到来したと判断してしまう場合も起こり得る。ユーザにとって親切ではない。これに対して、上述の実施形態によれば、画像形成モードごとに、適切な時期にカートリッジの交換を促すことができるようになった。

なお、本実施形態ではカラータンデム機を採用したが、例えば、本体内に１本のドラムのみを有するモノクロ機やカラー機においても、同様の効果を生み出すことができる。

また、本実施形態では、寿命閾値として感光体の削れ量を用いたが、寿命閾値は、感光体（像担持体）の駆動量に関するものであれば、削れ量以外であってもよい。
例えば、感光体の累積回転数、感光体または画像形成装置の累積駆動時間、累積画像形成ページ数、画像形成装置の通電時間などを用いてもよい。
また、感光体の残り寿命回転数、感光体または画像形成装置の残り寿命駆動時間、残り寿命画像形成ページ数、画像形成装置の残り通電時間などを用いてもよい。これらの、残り寿命に関する値は、所定の値から駆動量に関する累積値を減算することで得ることができる。

また、本実施形態では、単位時間あたりの削れ量を用いたが、必ずしも単位時間を用いる必要はない。例えば、画像形成装置や感光体の動作時間、通電時間、感光体の回転数、画像形成を行ったページ数などを単位動作量として用いてもよい。

また、寿命閾値として感光体の削れ量以外（感光体の駆動量に関するもの）を用いる場合、動作履歴に基づいて、寿命閾値との比較を行うための適切な値を算出する必要がある。当該値は、像担持体の駆動量に応じた値である。例えば、感光体の累積回転数、感光体または画像形成装置の累積駆動時間、累積画像形成ページ数、画像形成装置の通電時間などを用いてもよい。

（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と説明が重複する部分については説明を省略する。

第二の実施形態に係る画像形成装置は、第１の画像形成モードに加え、感光ドラム１と現像ローラ４との周速比（以下、現像周速比）を変化させることで色味の選択範囲の増大や、高濃度が得られる画像形成モード（第３の画像形成モード）を有する。
本実施形態において、周速比は、（周速比）＝（現像ローラ４の回転速度）／（感光ドラム１の回転速度）×１００（％）で定義される。

以下、画像形成モード３の詳細について説明する。表８に、画像形成モード１および３における印加バイアスの関係を示す。

画像形成モード３では、感光ドラム１は、画像形成モード１と同じ４０ｒｐｍで回転し、現像ローラ４は２００ｒｐｍで回転する。画像形成モード１では、感光ドラム１と現像ローラ４との周速差は１５６％であるが、表９に示すように、画像形成モード３では周速差が３１２％となる。
このように周速差を設定した結果、ベタ黒画像形成時の感光ドラム１上のトナーコート量が、画像形成モード１に対して２倍になる。すなわち、色味の選択範囲の増大や高濃度を得ることができる。

このように、現像周速比を変更すると、感光ドラム１の長手方向における削れ量に大きな差が出る。第二の実施形態では、これに対応するため、感光ドラム１のＣＴ層（有機感光層）の削れ量に関する閾値を、感光ドラム上の位置ごと、および、画像形成モードごとに記憶する。

また、第二の実施形態では、ＣＴ層の複数の異なる箇所における削れ量をそれぞれ予測し、予測された複数の削れ量と、記憶されている複数の閾値とを比較して、いずれかの削れ量が、各画像形成モードにおける閾値に達した際にドラムの寿命を報知する。

本実施形態では、感光ドラム１の初期ＣＴ層膜厚が１４μｍであるモデルと、２０μｍであるモデルを２種類用意した。昨今、１枚プリントあたりのコストを下げるために、大容量カートリッジが作られている。その際に、通常モデルと大容量モデルでＣＴ膜厚を２種類設定することがあるため、本実施形態でも２種類のモデルを用意した。

図５は、公知の接触現像系のドラム、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングブレードの配置関係を示している。図５は、像担持体である感光ドラム１、帯電装置である帯電ローラ２、現像剤担持体である現像ローラ４、クリーニング部材であるクリーニングブレードゴム部６、トナー封止部材であるトナーシール２１０の配置関係を示している。

現像ローラ４の両端部には、現像剤収容室からのトナー漏れを抑制するための、現像装置枠体と現像ローラ４で挟持されるトナーシール２１０が設けられている。現像ローラ４の両端部はこのトナーシール２１０に押圧される。これにより現像剤収容室のトナーがせき止められ、現像ローラ４の両端部側におけるトナー漏れが抑制される。

現像ローラ４において、両端部のトナーシール２１０の当接位置よりも内側の現像ローラ領域が、現像ローラ４上にトナーを担持するトナー担持領域２２０（現像剤担持領域）である。そして、このトナー担持領域２２０よりも外側が、現像ローラ４上にトナーを担持しないトナー非担持領域２３０（現像剤非担持領域）となる。

ここで、現像ローラ４のトナー担持領域２２０が当接（対応）する感光ドラム１の表面領域を、画像形成領域１２０（第１の領域）とする。
プロセスカートリッジの小型化のため、現像ローラ４の端部は、クリーニングブレードゴム部６の長手配置以内に構成されることが多い。さらに、現像ローラ４の端部は、図５で示すように帯電ローラ２の端面から３～４ｍｍ外側の範囲に配置されている場合がある。この非画像形成領域で、現像ローラ４端部から帯電ローラ端部までの領域を第２の領域１３０とする。

さらに、現像ローラ４の端面、帯電ローラ２の端面の端面も、クリーニングブレードゴム部６の領域内に設置されていることが多い。すなわち、帯電ローラ２の端部と現像ローラ４の端部は、クリーニングブレード６の掻き取り領域内にある。
図５のような構成の場合、感光ドラム１のＣＴ層の削れ量は、感光ドラム１の長手方向において均一ではない。特に、現像ローラ長手のトナー担持領域２２０が対応する第１の領域１２０と、トナー非担持領域２３０のうち現像ローラ４の端面と帯電ローラ２の端面に配置された第２の領域１３０とで、削れ量が異なる。特に、第２の領域は、現像ローラ４端面が長手方向の内側から外側に向かってラッパ状に外径が大きくなっているため、機械的な摺擦によりドラム削れが促進する。

そこで、第二の実施形態では、現像ローラ４のトナー担持領域２２０に対応する領域である感光ドラム１の第１の領域１２０と、トナー非担持領域２３０に対応する領域である感光ドラム１の第２の領域１３０におけるＣＴ層の削れ量をそれぞれ予測する。
そして、予め設定している、第１の領域における総削れ量と、第２の領域における総削れ量のどちらかが先に閾値に達した際に、各画像形成モードに対応した感光ドラム１の寿命を、表示部２１を介してユーザに報知する。

第二の実施形態においても、単位時間当たりの削れ量を画像形成モードごとに予め記憶しておき、各画像形成モードにおける動作時間を、単位時間あたりの削れ量と乗算することで総削れ量を算出する。

第二の実施形態では、単位時間当たりの削れ量は、感光ドラム１に対する帯電ローラ２による放電量の条件に加え、感光ドラム１と現像ローラ４の周速比によって決まる。ここで、画像形成モード１および３における、単位時間当たりの削れ量を、以下に説明する実験により求めた。第二の実施形態では、画像形成モード１および３において、前述した条件で６時間連続稼働させた。その後、第一の実施形態と同様に、膜厚測定装置（ＰＥＲＭＡＳＣＯＰＥ；Ｆｉｓｈｅｒ製）を用いて、実験開始前と終了時の、感光ドラム１の長手中央部における膜厚を測定した。

まず、画像形成モード１における、感光ドラム１の第１の領域１２０におけるＣＴ層の必要膜厚を実験で確認した。その結果、膜圧が７μｍを下回ると、特に３０℃／８０％以上の高温高湿環境下で感光ドラム１のＶＤの暗減衰が速くなる現象を観測した。よって、画像形成モード１の寿命到達時のＣＴ膜厚を７．０μｍとした。また、感光ドラム１の第２の領域１３０の寿命時膜厚は０μｍとした。

画像形成モード３では、第一の実施形態における画像形成モード２と同様に、第１の領域１２０におけるＣＴ膜厚が９．０μｍの時にリークが発生した。よって、画像形成モー
ド３の第１の領域１２０での寿命閾値を５．０μｍ（＝初期膜厚１４μｍ－寿命時膜厚９μｍ）とした。

また、感光ドラム１の第２の領域１３０において、感光ドラム膜厚とリークとの関係を確認した（表１０）。なお、第２の領域には帯電ローラがないため、現像ローラからのみのリークになる。しかし、画像形成モード１の時よりも現像ローラのバイアスが高くなっているため、ＣＴ膜厚１μｍでもリークが発生してしまった。よって、画像形成モード３の第２の領域１３０での寿命膜厚を１μｍとした。

表１１は、画像形成モード１および３のそれぞれにおける、６時間後の削れ量（μｍ）と単位時間（毎秒）あたりの削れ量（削れ係数）の計算結果である。

次に、第二の実施形態におけるドラム寿命の予測計算、および、寿命報知判断についてより具体的に説明する。

第一の実施形態では、プロセスカートリッジに取り付けられたメモリ５５に、第１の画像形成モードに対応する寿命閾値（第一寿命閾値）と、第２の画像形成モードに対応する寿命閾値（第二寿命閾値）を記憶させた。これに対し、第二の実施形態では、プロセスカートリッジに取り付けられたメモリ５５が、感光ドラム１のＣＴ層（有機感光層）の削れ量に関する閾値を、画像形成モードごと、および、位置ごとに記憶している。
すなわち、
・第１の画像形成モードおよび第１の箇所に対応する第一寿命閾値
・第２の画像形成モードおよび第１の箇所に対応する第二寿命閾値
・第１の画像形成モードおよび第２の箇所に対応する第三寿命閾値
・第２の画像形成モードおよび第２の箇所に対応する第四寿命閾値
の、４つの寿命閾値を用いて判定を行う。
このように、感光ドラム上の位置（領域）ごとに、複数の画像形成モードに対応する複数の閾値をそれぞれ持たせることで、より精度のよい寿命判定を行うことができるようになる。

本実施形態では、感光ドラム１の第１の領域１２０の削れ量に関する閾値ＳＣと、削れ量が多い第２の領域１３０の削れ量に関する閾値ＳＥが記憶されている。
第二の実施形態における各画像形成モードの寿命閾値をまとめると、以下の表１２のようになる。

感光ドラムがＣＴ１４μｍ品である場合、画像形成モード１における、第１の領域１２０の寿命閾値ＳＣ１は７μｍ（＝初期膜厚１４μｍ－寿命時膜厚７μｍ）である。また、第２の領域１３０の寿命閾値ＳＥ１は、１４μｍ（＝初期膜厚１４μｍ－寿命時膜厚０μｍ）となる。

カートリッジは、感光ドラム１のＣＴ膜厚に適合した寿命閾値を、画像形成モードごとにメモリ５５に記憶している。
さらに、メモリ５５には、表１３のように、条件ごとの削れ係数が記憶されている。括弧内の表記は、削れ係数の呼称である。

表１４に、それぞれ項目とその呼称についてまとめる。

次に、削れ量計算手段５９ａが行う削れ量の計算および寿命の判断について、図６のフローチャートを用いて説明する。
図６は、画像形成装置１００がプリント動作待機状態からプリントリクエストを受信した後の画像形成装置１００による感光ドラム寿命の動作を表した図である。

まず、ステップＳ２０１にて、削れ条件検知手段５７が、現在の画像形成モードを判定
する。判定に成功した場合はステップＳ２０２に進む。判定できない場合はステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて判定した条件ｎ（ｎ＝１，３のいずれか）で動作した時間を時間計測手段５８で計測する。計測された駆動時間ｔｎは、削れ量計算手段５９ａに記憶される（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０４では、メモリ５５より、判定した条件ｎ（ｎ＝１，３）に対応する削れ係数ｃｃｎ、ｅｃｎを読み出し、削れ量計算手段５９ａに記憶させる。
ステップＳ２０５では、削れ量計算手段５９ａにより、画像形成モードごとの削れ量ｃｃｎ×ｔｎ，ｅｃｎ×ｔｎ（ｎ＝１，３）を計算する。

ステップＳ２０６では、総削れ量計算手段５９ｂが、メモリ５５より、プリント動作前の総削れ量ＳＣ（第１の領域）とＳＥ（第２の領域）を読み出し、今回削れた量を加算することで総削れ量ＳＣとＳＥを更新し、メモリ５５および比較手段６０に記憶させる。更新後のＳＣおよびＳＥは以下の式で表される。
ＳＣ＝ＳＣ＋ｃｃｎ×ｔｎ（ｎ＝１，３）
ＳＥ＝ＳＥ＋ｅｃｎ×ｔｎ（ｎ＝１，３）

ステップＳ２０７では、比較手段６０が、メモリ５５より寿命閾値ＳＣ１，ＳＥ１，ＳＣ２，ＳＥ２を読み出して記憶する。
ステップＳ２０８では、比較手段６０が、ＳＣ１≦ＳＣであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ２１３に進む。ＮｏであればステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９では、比較手段６０が、ＳＥ１≦ＳＥであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ２１３に進む。ＮｏであればステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２１０では、比較手段６０が、ＳＣ３≦ＳＣであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ２１４に進む。ＮｏであればステップＳ２１１に進む。
ステップＳ２１１では、比較手段６０が、ＳＥ３≦ＳＥであるかを判定する。ＹｅｓであればステップＳ２１４に進む。ＮｏであればステップＳ２１２に進む。

処理がステップＳ２１２に遷移した場合、感光ドラムの寿命は報知しない。ここでは、画像形成装置１００がプリント動作中であるかどうか判断し、ＹｅｓであればＳ１０１に進む。Ｎｏであればプリント動作待機状態となる。

ステップＳ２１３では、画像形成装置１００の駆動およびバイアス印加等の動作を漸次停止し、ドラム寿命（第１，第３の画像形成モード共に寿命）に到達したことを、制御部５０の指示に基づき、表示部２１を介して表示する。
また、ステップＳ２１４では、画像形成装置１００の駆動およびバイアス印加等の動作を漸次停止し、ドラム寿命（第３の画像形成モードにおける寿命）に到達したことを、制御部５０の指示に基づき、表示部２１を介して表示する。

以上に説明した感光ドラム寿命予測方法を用いて、画像形成装置１００を以下の各通紙モードで動作させ、ドラム寿命に到達した枚数、寿命到達領域（第１の領域１２０または第２の領域１３０）、第１および第２の領域の総削れ量を確認した。
・通紙モード１：画像形成モード１のみを使用
・通紙モード２：画像形成モード３のみを使用
・通紙モード３：画像形成モード１を１００００枚印字後に画像形成モード３に切り替え
本例における感光ドラム１の寿命枚数と削れ量をまとめると、以下の表１５～１７のようになった。

通紙モード１の場合、ＣＴ１４μｍでは、４２０００枚で第１の領域における画像形成モード３の寿命が報知され、５００００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された。ＣＴ２０μｍでは、６８０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知され、７１０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された（表１５）。

通紙モード２の場合、ＣＴ１４μｍでは、２００００枚で第２の領域における画像形成モード３の寿命が報知され、２２０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された。ＣＴ２０μｍでは、２９０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知され、３００００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された（表１６）。

更に、通紙モード３の場合、ＣＴ１４μｍでは、２６０００枚で第２の領域における画像形成モード３の寿命が報知された。また、２７０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された。ＣＴ２０μｍでは、３５０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知され、３６０００枚で第２の領域における画像形成モード１の寿命が報知された（表１７）。

上記試験によると、画像形成モード１のみ、画像形成モード３のみにおけるドラム寿命が正しく報知されたのを確認できた。また、通紙モード３では、画像形成モード１の印字によって、感光ドラム１の第１の領域１２０における削れが進んでいたが、画像形成モード３に切り替えた後に、第２の領域１３０の方が先に寿命が到達する旨を報知できることが確認できた。

なお、第二の実施形態では、単位時間当たりの削れ量が、感光ドラム１に対する帯電ローラ２による放電量の条件に加え、感光ドラム１と現像ローラ４の周速比によって決まるものとして説明してきた。しかし、上記実施形態は、たとえ感光ドラム１に対する帯電ローラ２による放電量の条件を画像形成モード１と画像形成モード３とで同じに、前記周速比のみを異ならせてもよい。この場合、画像形成モード３の削れ係数が表１３で説明したよりも小さい値になるが、画像形成モード１の削れ係数よりも大きい関係は維持される。そしてメモリ５５にその削れ係数を記憶し、画像形成装置１００が記憶された情報に基づき図６のフローチャートを実行することでも同様の効果を得ることができる。

（第三の実施形態）
次に、第三の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態、第二の実施形態と説明が重複する部分については説明を省略する。

第三の実施形態は、第二の実施形態と同様に、第１の画像形成モードと、現像周速比が異なる第３の画像形成モードを有する。加えて、第三の実施形態は、現像ローラ４の硬度に応じて第２の領域の削れ量がさらに変化する実施形態である。

本実施形態では、現像ローラの硬度を、高分子計器株式会社製のマイクロ硬度計ＭＤ－１型を用いて測定した。また、本実施形態では、ＭＤ-１硬度が４４°と、３６．５°の
２種類の現像ローラ４を用意した。

図７は、第２の領域における削れ量を示した図である。この結果から、現像ローラ４の硬度が低いほうが、現像周速比を大きくした際の削れ量が増えることがわかる。これは、柔らかい現像ローラ４のほうが、周速比が大きい時に感光ドラム１接触部における歪みが大きくなり、削れ量が増えるためである。

第三の実施形態では、硬度に基づいた削れ係数をメモリ５５に記憶する。正しい削れ係数を記憶しておくことによって、正確に各画像形成モードにおける寿命到達を正確に検知し、ユーザに報知することができる。
また、プロセスカートリッジ単品ごとにＭＤ－１硬度が異なるようなケースにおいても、それぞれのＭＤ－１硬度に対応した削れ係数をメモリ５５に記憶しておくことで、正確に各画像形成モードでの寿命到達を正確に検知し、ユーザに報知することができる。

（第四の実施形態）
次に、第四の実施形態について説明する。なお、第一から第三の実施形態と説明が重複する部分については説明を省略する。第四の実施形態では、感光ドラム寿命予測手段が第一から第三の実施形態と異なる寿命判断に係る演算を行う点に特徴を有する。

<感光ドラム寿命予測手段>
次に、感光ドラム寿命予測手段について具体的に詳細に説明する。本実施形態に係る画像形成装置１００も、メモリ５５（記憶部）に、感光体（像担持体）の駆動量に関する値として、感光ドラム１のＣＴ層（有機感光層）の削れ量に関する閾値を記憶している。画像形成装置１００の制御部５０（削れ量計算手段５９ａ、総削れ量計算手段５９ｂ）は、メモリ５５に記憶された感光体の駆動量に関する値に基づき、閾値との比較対象として、画像形成モード１に対して第１の駆動量に係る値を設定する。また、制御部５０は、メモリ５５に記憶された感光体の駆動量に関する値に基づき、閾値との比較対象として、画像形成モード２に対して第２の駆動量に係る値を設定する。以下では、第１、第２の駆動量に係る値として、ＣＴ層の削れ量に基づく値を用いる場合を説明する。なお、第１、第２の駆動量に係る値は、総駆動量を示す値であってもよいし、残り寿命駆動量を示す値であってもよい。

そして、画像形成装置１００は、感光ドラム具体的には、予測した削れ量に、画像形成モードに応じた換算係数を乗算した値が閾値に達した場合に、該当する画像形成モードにおいてドラム寿命に到達した旨をユーザに報知する。報知手段については第一から第三の実施形態と同様とする。

本実施形態では、基準寿命値として、画像形成モード１の寿命膜厚７．０μｍを設定する。次に、実施形態１のステップＳ１０２ないしＳ１０６同様、予測した削れ量から感光ドラム１の残りＣＴ層の膜厚を算出する。そして、制御部５０は、この算出した値に各画像形成モードの換算係数を乗数する。画像形成モード１の換算係数を１．０、画像形成モード２の換算係数を０．７８とする。画像形成モード２の換算係数が０．７８であるとは、設定された閾値に対する画像形成モード２に対する実際の寿命閾値の比率に相当する。画像形成モード２の寿命閾値は実際には９．０μｍである。しかし、実際に用いられる寿命閾値は７．０μｍで、本来であれば、より早いタイミングで寿命到来と判断されるべきで、算出されたＣＴ膜厚に換算係数を乗算し、同様に早いタイミングでの寿命到来を制御部５０は判断する。

寿命判断の演算をした結果を表１８に示した。

表１８のように、寿命閾値を同じ値とした場合でも、画像形成モード２で正しく寿命判断することができる。表中の０．７８は、画像形成モード２に対応した換算係数であり、制御部５０は、算出されたＣＴ膜厚に、この換算係数を乗じる。これにより、制御部５０は、画像形成モード２において、感光ドラム１がより多く動作したと仮定し、実際よりも値の小さい寿命閾値と比較しているにもかかわらず、画像形成モード２の正しい寿命判断を行える。また、これにより、制御部５０は、図４のステップＳ１１１以後のように、画像形成モード２の寿命報知後でも、引き続き画像形成モード１での画像形成装置の動作を許容できる。

また、以下の表１９、表２０に示すような演算でも表１８の場合と同様に制御部５０は正しい寿命判断を行うことができる。

表１９は、寿命閾値の基準を画像形成モード２の寿命アウト判断するＣＴ膜厚（９．０μｍ）とした。また、表２０は、画像形成モード１、２の寿命アウト判断するＣＴ膜厚とは関係しない値を採用した。

このように、ＣＴ膜厚に、それぞれの画像形成モードに応じた換算係数を乗数することで、画像形成モード１およびモード２に対して第１および第２の駆動量に係る値を求め、共通の基準閾値と比較することで夫々のモードの寿命を正しく判断することができる。

（第五の実施形態）
第一ないし第四の実施形態では、ある画像形成モードにおいて感光ドラムの寿命が到来
したことをユーザに報知する形態を示した。これに対し、第五の実施形態は、寿命を報知した後に、対応する画像形成モードの使用を制限する実施形態である。

第五の実施形態では、図８（Ａ）に示した処理が、感光ドラムの寿命を報知するステップ（ステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ２１３，Ｓ２１４）において実行される。
まず、ステップＳ３０１で、感光ドラムの、対象の画像形成モードにおける寿命が到来した旨をユーザに報知する。ステップＳ３０１は、ステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ２１３，Ｓ２１４の各ステップに対応する。
次に、ステップＳ３０２で、対象の画像形成モードの使用を制限する情報を生成し、対応するカートリッジが有するメモリ５５に記憶させる。

また、第五の実施形態では、図８（Ｂ）に示した処理が、制御部５０によって、プリントリクエストを受信した後で実行される。当該処理は、ステップＳ１０１またはステップＳ２０１の直後に実行される。
まず、ステップＳ４０１で、各カートリッジが有するメモリ５５に記憶された情報を参照し、選択されている画像形成モードの使用が制限されているカートリッジがあるか否かを判定する。当該判定の結果がＹＥＳであった場合、選択された画像形成モードが使用できない旨を、制御部５０の指示に基づき、不図示の表示部２１を介して表示する（ステップＳ４０２）。
判定の結果がＮＯであった場合、画像形成処理を継続する。

第五の実施形態によると、寿命が到来した感光ドラムがあると判定された画像形成モードがある場合に、当該画像形成モードの使用を制限することができる。なお、寿命が報知された画像形成モード以外の画像形成モードは、引き続き使用可能である。したがって、感光ドラムを適切な寿命まで有効に使用することができるようになる。

（その他の実施形態）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。
例えば、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む画像形成装置として実施することもできる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を行う画像形成方法として実施することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１：感光ドラム、２：帯電ローラ、４：現像ローラ、５０：制御部

Claims (16)

1. 通常印字モードである第一の画像形成モードおよび前記通常印字モードとは異なる第二の画像形成モードを含む複数の画像形成モードを有する画像形成装置であって、
   回転可能な像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電した像担持体の表面を露光し、静電潜像を形成する露光手段と、
   現像剤担持体に担持された現像剤によって前記静電潜像を現像する現像手段と、
   前記第一の画像形成モードおよび前記第二の画像形成モードのそれぞれに対応した寿命に係る第一寿命閾値、第二寿命閾値および前記像担持体の駆動量に関する値を記憶する記憶手段と、
   （ｉ）前記駆動量に関する値と前記第一寿命閾値とに基づいて前記第一の画像形成モードの寿命に係る第一の判定を行い、（ｉｉ）前記駆動量に関する値と前記第二寿命閾値とに基づいて前記第二の画像形成モードの寿命に係る第二の判定を行う判定手段と、
   同じ前記像担持体に対して、前記判定手段による判定結果に基づく報知を行う報知手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記第二寿命閾値は前記第一寿命閾値よりも短い寿命に対応し、前記第二の画像形成モードにおける前記現像剤担持体の回転速度を前記像担持体の回転速度で除した値により決まる周速比は、前記第一の画像形成モードにおける前記周速比よりも大きく、
   前記制御手段は、前記第二の判定の判定結果に基づく報知を行った後、引き続き前記第一の画像形成モードの実行を許容するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一寿命閾値および前記第二寿命閾値は、前記像担持体の駆動量に関する値であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の駆動量に関する値は、前記像担持体の累積回転数、前記像担持体または画像形成装置の累積駆動時間、累積画像形成ページ数、画像形成装置の通電時間、あるいは前記像担持体の表面の感光層の総削れ量である
   ことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の駆動量に関する値は、前記像担持体の残り寿命回転数、前記像担持体の残り寿命駆動時間、前記像担持体の残り寿命画像形成ページ数、前記像担持体の残り通電時間、あるいは前記像担持体の表面の感光層の残り膜厚である
   ことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記記憶手段は、単位動作量あたりの前記像担持体の表面の感光層の削れ量を、前記画像形成モードと関連付けて記憶し、
   前記判定手段は、前記駆動量に関する値と、前記単位動作量あたりの前記像担持体の表面の感光層の削れ量と、に基づいて、像担持体の駆動量に応じた値を更新し、該更新された前記駆動量に応じた値に基づき、前記寿命に係る判定を行うことを特徴とする、請求項３から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記記憶手段は、前記単位動作量あたりの前記像担持体の表面の感光層の削れ量として、前記像担持体と前記現像剤担持体との周速比、または、前記現像剤担持体の硬度に応じた値を記憶する
   ことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記記憶手段は、第一の箇所に対応させて前記第一寿命閾値および前記第二寿命閾値を記憶し、第二の箇所に対応させて第三寿命閾値および第四寿命閾値を記憶し、
   前記判定手段は、前記寿命に係る判定を、前記第一の箇所については前記第一寿命閾値および前記第二寿命閾値に基づいて判定し、前記第二の箇所については前記第三寿命閾値および前記第四寿命閾値に基づいて判定する
   ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第一の箇所は前記現像剤担持体の長手方向において現像剤を担持する領域に対応する第一の領域であり、前記第二の箇所は前記第一の領域より外側にあり現像剤を担持しない領域に対応する第二の領域である
   ことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記判定手段によって、前記像担持体が寿命に達したと判定された前記画像形成モードがある場合に、当該画像形成モードの使用を制限する
   ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 通常印字モードである第一の画像形成モードおよび前記通常印字モードとは異なる第二の画像形成モードを含む複数の画像形成モードを実行可能な画像形成装置であって、以下で構成される、
    回転可能な像担持体と、
    前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
    前記帯電した像担持体の表面を露光し、静電潜像を形成する像形成手段と、
    現像剤担持体に担持された現像剤によって前記静電潜像を現像する現像手段と、
    閾値、および前記像担持体の駆動量に関する値を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された駆動量に関する値を、モード毎に閾値を超えていないか否かを判定するために、前記閾値との比較対象の値を、前記駆動量に関する値に基づき、前記第一の画像形成モードに対して第一の駆動量に係る値を設定し、前記第二の画像形成モードに対して第二の駆動量に係る値を設定する設定手段と、
    （ｉ）前記閾値と前記第一の駆動量に係る値との比較により前記第一の画像形成モードの寿命に係る第一の判定を行い、（ｉｉ）前記閾値と前記第二の駆動量に係る値との比較により前記第二の画像形成モードの寿命に係る第二の判定を行う判定手段と、
    制御手段と、を有し、
    前記第二の駆動量に係る値は、前記第一の駆動量に係る値よりも、前記像担持体が多く
    動作した場合の値に対応し、前記第二の画像形成モードにおける前記現像剤担持体の回転速度を前記像担持体の回転速度で除した値により決まる周速比は、前記第一の画像形成モードにおける前記周速比よりも大きく、
    前記制御手段は、前記第二の判定の判定結果に基づく報知を行った後、引き続き前記第一の画像形成モードの実行を許容するように制御することを特徴とする画像形成装置。
11. 前記複数の画像形成モードは、明部電位と暗部電位との間の電位差がそれぞれ異なる複数のモードである
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記電位差の絶対値は、前記帯電手段の帯電電圧、前記暗部電位の絶対値または前記明部電位の絶対値によるものである、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、前記第二の画像形成モードの前記電位差の方が、前記第一の画像形成モードの前記電位差よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項１１又は１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記第二の画像形成モードにおいて前記現像剤担持体に印加される現像電圧の絶対値が、前記第一の画像形成モードにおける前記現像電圧の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記現像電圧と前記明部電位との間の電位差を現像コントラストと定義すると、
    前記制御手段は、前記第二の画像形成モードの前記現像コントラストが、前記第一の画像形成モードの前記現像コントラストよりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記現像剤担持体に接触し前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
    前記規制部材に規制電圧を印加する規制電圧印加部と、を有し、
    前記制御手段は、前記第二の画像形成モードの前記規制電圧の絶対値が、前記第一の画像形成モードの前記規制電圧の絶対値よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

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