(57)【要約】【課題】感光体ドラムの画像形成域外に設けられた溝の深さを自動的に検出し、感光体ドラムの交換時期を判定する。【解決手段】電子写真方式により感光体ドラム２１上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置１００において、感光体ドラム２１の電荷輸送層２１ＣＴＬに寿命検知をするための溝部２１１を設け、この溝部２１１の深さｅを印刷開始前に変位センサ部５０により測定し、この測定値を制御部１０６に送り、制御部１０６において、溝部２１１の深さｅが第１の閾値Ｔｈ１以上であれば、感光体ドラム２１が実用上の性能を保持しており、未だ交換時期に達していないと判断し、第２の閾値Ｔｈ２以下であれば、感光体ドラム２１が実用上の性能を保持できず、交換時期に達していると判断することを特徴とするものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体ドラムには、静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って溝部が設けられ、
前記溝部の深さを検出する溝部検出手段を備えるとともに、前記溝部検出手段により検出された結果に基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記溝部は、Ｖ字状の断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記溝部の深さよりも小さい値の第１の閾値が設定され、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第１の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の閾値よりも小さい値の第２の閾値が設定され、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第２の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記溝部と対向する位置に、前記溝部内を清掃する清掃機構を備えることを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置に用いる感光体ドラム交換時期判定方法であって、
前記感光体ドラムの静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って設けられた溝部の深さを検出するステップと、
検出された前記溝部の深さに基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定するステップと、を備えることを特徴とする感光体ドラム交換時期判定方法。
【請求項８】
前記溝部の深さよりも小さい値で設定された第１の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、
検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定するステップと、を備えることを特徴とする請求項７に記載の感光体ドラム交換時期判定方法。
【請求項９】
検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させるステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の感光体ドラム交換時期判定方法。
【請求項１０】
前記第１の閾値より小さい値で設定された第２の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、
検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させるステップと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の感光体ドラム交換時期判定方法。
【請求項１１】
前記溝部内を清掃するステップを備えることを特徴とする請求項７乃至１０のうちの何れか一項に記載の感光体ドラム交換時期判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び感光体ドラム交換時期判定方法に係り、特に、電子写真方式により感光体ドラムを用いて画像を形成する画像形成装置と、これに用いる感光体ドラムの交換時期を判定する感光体ドラム交換時期判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に、像担持体である電子写真用感光体（以下、感光体ドラムという）と、その周りに配置される帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置、クリーニング装置及び除電装置とを含んで構成される。
【０００３】
帯電装置は、像担持体の表面を均一に帯電し、露光装置によって、帯電された像担持体表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する。現像装置は、トナーを攪拌して摩擦帯電させ、該摩擦帯電させたトナーを像担持体表面に形成された静電潜像に付着させることによって可視像を形成する。転写装置は、トナーと逆極性の電荷を記録材に与えることによって可視像であるトナー像を記録材に転写させる。定着装置は、加熱、加圧などの手段によって転写されたトナー像を記録材上に定着する。クリーニング装置は、記録材に転写されずに像担持体表面に残ったトナーを回収する。除電装置は、トナー像転写後の像担持体を除電する。このように構成される画像形成装置の各プロセスによって、記録材上に所望の画像が形成される。
【０００４】
なお、現状の画像形成装置に用いられる感光体ドラムとしては、毒性がなく、コスト面や材料設計の自由度が高い点から、無機系よりも有機系の感光体（ＯＰＣ）のほうが主流となっている。また、最近では、装置全体としてメインテナンス料を含め、トータルコストの低減化が要求されることから、長寿命の感光体ドラムが必要となっている。
【０００５】
また、クリーニング装置としては、機構的に簡単なブレードクリーニングが一般的に用いられ、このブレードクリーニングによる感光体膜が削られて感光体膜厚が減少していくことが感光体ドラムの交換時期、すなわち寿命を決定する上での大きな要因となっている。
【０００６】
しかし、感光体ドラムの交換は、同じ印刷枚数であったとしても、印刷環境、例えば、温湿度、印字率、連続使用等などで感光体ドラムの膜減り量が異なることがわかっているため、スペックとして感光体交換時期を保証するためには、各種状態を想定する必要があるが、現実的には感光体ドラムの寿命がくる前に行われている。すなわち、感光体ドラムの膜減り量が交換時期に達していなくても交換してしまうことは、デバイスや部品の有効活用の面からは好ましくない。
【０００７】
そこで、感光体ドラムの感光体膜を正確に検知する方法が種々提案されている。
従来技術として、例えば、光検知器で感光体ドラムの端部を監視し、所定以上の画像汚れを検出したときを感光体ドラムの寿命と判別するようにしたものが提案されている（特許文献１を参照）。
【０００８】
詳しくは、この感光体ドラムの寿命検知方法では、現像器の下流側であって、クリーナの上流側の任意の場所、例えば、現像器と転写器との間に光検知器を設け、感光体ドラムの端部の画像汚れを検知することで感光体ドラムの寿命を判別している。
【０００９】
また、その他の技術として、例えば、感光体ドラムの印字保証領域外の一部に溝を形成し、この溝に残留したトナーを確認することで感光体ドラムの寿命を判断するようにした感光体ドラムの寿命検知方法の技術が開示されている（特許文献２を参照）。
【００１０】
詳しくは、特許文献２によれば、感光体ドラムが実用上の性能を保っている間は、溝の中に残留トナーが詰まるため、クリーニングブレードで掻き落としきれずに感光体ドラム上にトナーパターンが残存していることをユーザの視認情報により確認できるので、感光体ドラムがまだ寿命に達していないと判断できる。一方、感光体ドラムが寿命に近づいた場合には、感光体ドラムのＣＴ層（キャリア輸送層）は削れて薄くなり、溝はやがて消滅し、残留トナーはクリーニングブレードにより全て掻き落とされるため、感光体ドラム上からトナーパターンが消滅したことをユーザの視認情報により確認できるので、感光体ドラムが寿命に達したと判断できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平４−６０６５１号公報
【特許文献２】特開平１０−１０９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の方式では、感光体ドラムに画像を作成するため、トナーが余計に必要となり、トータルコスト面で非効率であり、現像プロセスの要因も加わるため、正確さに乏しくなる。
【００１３】
また、特許文献２の方式では、ユーザの視認情報により感光体ドラムの寿命をその都度判断することは現実的でない。すなわち、感光体ドラムは画像形成装置の内部に組み込まれているため、感光体ドラムの寿命を判断するに際して、いちいち感光体ドラムのみを装置外に取り出すことは極めて利便性に欠ける。
【００１４】
また、装置外から感光体ドラムの寿命を判断できる機構を設けるとしても、装置構成が複雑になるとともにコスト増大等を招くという問題がある。さらに、溝のある領域部分まで現像を行うことは、余分なトナーが必要となるという欠点も有している。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、感光体ドラムの交換時期を容易に判定することができる画像形成装置及び感光体ドラム交換時期判定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような問題点を解決するために、本発明に係る画像形成装置及び感光体ドラム交換時期判定方法は、次の通りである。
【００１７】
本発明は、電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置において、前記感光体ドラムには、静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って溝部を設け、前記溝部の深さを検出する溝部検出手段を備えるとともに、前記溝部検出手段により検出された結果に基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定する制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、前記溝部の形状をＶ字状の断面形状とすることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記制御手段として、前記溝部の深さよりも小さい値の第１の閾値を設定し、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第１の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定することが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、前記制御手段として、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、前記制御手段として、前記第１の閾値よりも小さい値の第２の閾値を設定し、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第２の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、前記溝部と対向する位置に、前記溝部内を清掃する清掃機構を備えることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置に用いる感光体ドラム交換時期判定方法であって、前記感光体ドラムの静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って設けられた溝部の深さを検出するステップと、検出された前記溝部の深さに基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定するステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明は、さらに、前記溝部の深さよりも小さい値で設定された第１の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定するステップと、を備えることが好ましい。
【００２５】
また、本発明は、さらに、検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させるステップを備えることが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、さらに、前記第１の閾値より小さい値で設定された第２の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させるステップと、を備えることが好ましい。
【００２７】
また、本発明は、さらに、前記溝部内を清掃するステップを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の画像形成装置及び感光体ドラム交換時期判定方法によれば、以下に示す効果を奏し得る。
【００２９】
本発明によれば、電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置において、前記感光体ドラムには、静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って溝部を設け、前記溝部の深さを検出する溝部検出手段を備えるとともに、前記溝部検出手段により検出された結果に基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定する制御手段を備えることで、例えば、前記溝部の深さを高精度のレーザ測定器（測距器）等の溝部検出手段を用いて検出することにより、前記感光体ドラムの表面の感光層の膜厚を正確に測定することができるため、前記感光体ドラムの交換時期を適正に判定することができる。従って、画像形成装置の使用環境に依存せず、正確に感光体ドラムを寿命内で使い切ることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記溝部の形状をＶ字状の断面形状とすることで、前記溝部を比較的簡単に形成でき、膜はがれなどを起すことなく、感光層への影響も少なく形成できる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記溝部の深さよりも小さい値の第１の閾値を設定し、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第１の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定することで、前記感光体ドラムの表面の磨耗状態を自動的に判定することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させることで、ユーザに対して感光体ドラム交換の準備が必要なことを容易に報知することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記第１の閾値よりも小さい値の第２の閾値を設定し、前記溝部検出手段により検出された溝部の深さと前記第２の閾値とを比較して、前記溝部検出手段により検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させることで、ユーザに対して注意を促し、感光体ドラムの過度の使用を防止して、最低限の画質を維持することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記溝部と対向する位置に、前記溝部内を清掃する清掃機構を備えることで、前記溝部内に入り込んだ残留トナーや磨耗屑等を除去することができるので、前記溝部の深さを正確に検出することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、電子写真方式により感光体ドラム上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置に用いる感光体ドラム交換時期判定方法であって、前記感光体ドラムの静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って設けられた溝部の深さを検出するステップと、検出された前記溝部の深さに基づき前記感光体ドラムの交換時期を判定するステップと、を備えることで、前記感光体ドラムの表面の感光層の膜厚を正確に測定することができるため、前記感光体ドラムの交換時期を適正に判定することができる。従って、画像形成装置の使用環境に依存せず、正確に感光体ドラムを使い切ることができる。
【００３６】
また、本発明によれば、さらに、前記溝部の深さよりも小さい値で設定された第１の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合に、前記感光体ドラムが交換時期であると判定するステップと、を備えることで、前記感光体ドラムの表面の磨耗状態を自動的に判定することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、さらに、検出された前記溝部の深さが前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記感光体ドラムが交換時期である旨を表示させるステップを備えることで、ユーザに対して感光体ドラム交換の準備が必要なことを容易に報知することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、さらに、前記第１の閾値より小さい値で設定された第２の閾値と検出された前記溝部の深さとを比較するステップと、検出された前記溝部の深さが前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記画像形成装置に設けられる表示部に前記画像形成装置の動作を停止する旨を表示させるステップと、を備えることで、ユーザに対して注意を促し、感光体ドラムの過度の使用を防止して、最低限の画質を維持することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、さらに、前記溝部内を清掃するステップを備えることで、前記溝部内に入り込んだ残留トナーや磨耗屑等を除去することができるので、前記溝部の深さを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の全体構成の概略図である。
【図２】前記画像形成装置を構成する感光体ドラムの溝部と溝部検出装置の概略の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本実施形態に係る感光体ドラムに溝部を形成する溝作製機の構成を示す説明図、（ｂ）は前記溝作製機により感光体ドラムに溝部を形成する時の状態を示す説明図である。
【図４】前記画像形成装置における感光体ドラム交換時期を判定する処理工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【００４２】
本実施形態は、図１に示すように、電子写真方式により感光体ドラム２１上に形成した静電潜像をトナーにより現像することで画像を形成する画像形成装置１００において、感光体ドラム２１の交換時期を判定するために、本発明に係る感光体ドラム交換時期判定方法を採用したものである。
【００４３】
まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、例えば、ネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の用紙に対して単色の画像を形成する。
【００４４】
画像形成装置１００は、図１に示すように、原稿から画像データを読み取ったり、あるいは、外部から画像データを受信したりして取得し、取得した画像データによって示されるモノクロ画像をシート上に形成するものである。その構成を大別すると、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、画像形成部１０３、シート搬送部１０４、給紙部１０５、マイクロコンピュータ等を含む制御部１０６からなっている。
【００４５】
自動原稿搬送部１０１は、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、該原稿を画像読取り部１０２に導いて通過させ、該原稿を排紙トレイ１２に排出するようになっている。
【００４６】
また、画像読取り部１０２では、自動原稿搬送部１０１からの原稿画像を読取り、該原稿画像に対応する画像データを制御部１０６へ送信するようになっている。
【００４７】
さらに、画像読取り部１０２から制御部１０６へ送信された画像データは、該制御部１０６で各種の画像処理を施されてから、画像形成部１０３に出力されるようになっている。
【００４８】
画像形成部１０３は、画像データに基づく原稿画像をシート上に記録するものであって、電子写真方式の画像形成プロセスによって画像を形成するものであり、感光体ドラム２１と、本発明の特徴部である感光体ドラム２１に設けられた溝の深さを測定する変位センサ部（この変位センサの詳細については後述する）５０と、感光体ドラム２１表面を帯電させるための帯電装置２２と、感光体ドラム２１上に静電潜像を形成するための露光装置（以下、光書込みユニットと称す）２３と、前記静電潜像を現像剤によって現像して感光体ドラム２１上にトナー像を形成するための現像装置２４と、感光体ドラム２１上のトナー像を記録用紙等の転写シートに転写するための転写装置（以下、転写ユニットと称す）２５と、シート上の転写画像を該シートに定着するための定着装置（以下、定着ユニットと称す）２７と、転写装置２５によって転写されずに感光体ドラム２１表面に残った残留トナーを除去するためのクリーニング装置（以下、クリーニングユニットと称す）２６と、感光体ドラム２１表面に残った残留電荷を除電するための除電装置（図示省略）と、を備えている。
【００４９】
感光体ドラム２１は、表面が所定方向に移動（図中矢印Ａ方向に回転）し、その表面がクリーニング装置２６によりクリーニングされ、該クリーニングされた表面を帯電装置２２により均一に帯電される。本実施形態で示す画像形成装置では、高速画像形成処理を実現するために、感光体ドラム２１の周速度を５４０ｍｍ／ｓｅｃとする。
【００５０】
帯電装置２２は、本実施形態では、チャージャ型のグリッド電極を有するスコロトロン型帯電器を採用する。コロナワイヤと感光体ドラム２１との間にグリッド電極が設けられており、制御部１０６の指示の下、グリッド電圧を調整して感光体ドラム２１上の表面電位を調整できるようになっている。
【００５１】
光書込みユニット２３は、レーザ光源であるレーザ照射部２８、及びミラー群２９を備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３は、制御部１０６からの画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光をレーザ照射部２８から出射し、このレーザ光を、ミラー群２９を介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成するようになっている。なお、レーザ照射部２８は、制御部１０６の指示の下、感光体ドラム２１上の表面へのレーザ光の光量及び照射径を調整できるようになっている。
【００５２】
現像装置２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を可視像化（現像）するものである。
【００５３】
転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像をシート搬送部１０４により搬送されてきたシートに転写するようになっている。
【００５４】
転写ユニット２５は、弾性導電性ローラ３４を備えており、シート搬送部１０４から搬送されてくるシートは、この弾性導電性ローラ３４によって感光体ドラム２１表面に押し付けられ、感光体ドラム２１表面に印加されたトナー像の電荷とは逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写される。弾性導電性ローラ３４に印加さる電界の極性は、例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有する場合は、（＋）極性にされる。
【００５５】
クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収し、定着ユニット２７は、転写ユニット２５にてトナー像が転写されたシートを加熱及び加圧して、該シート上のトナー像を定着させる。
【００５６】
この定着ユニット２７は、一対の定着ローラ（ここでは加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６）を備えており、加熱ローラ３５内部には、該加熱ローラ３５表面を所定温度（定着温度：概ね１６０〜２００℃）に設定するための熱源（図示せず）が設けられている。また、加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に加圧部材（図示せず）が配置されている。かかる構成を備えた定着ユニット２７は、加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接部（定着ニップ部と称される）にシートが搬送されてくると、各ローラ３５、３６によりシートが搬送されつつ、シート上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像がシート上に定着されるようになっている。
【００５７】
シート搬送部１０４は、給紙部１０５からのシートを搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３を備えている。
【００５８】
給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、シートを蓄積しておくためのものであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、シートを一枚ずつ引き出すためのピックアップローラを備えており、該ピックアップローラにて引き出したシートをシート搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出すようになっている。本実施形態の画像形成装置１００は、高速画像形成処理を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズのシートを５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。
【００５９】
搬送経路４３は、給紙部１０５から受け取ったシートを、レジストローラ４２によって回転される感光体ドラム２１上のトナー像と同期をとって、転写ユニット２５へ搬送し、さらに定着ユニット２７へと搬送する。そして、定着ユニット２７にて定着されたシートは、シート搬送部１０４により排紙トレイ４７へとさらに搬送されて外部に排出される。
【００６０】
次に、本実施形態の画像形成装置１００において、感光体ドラム２１の交換時期を検出するための特徴的な構成について図面を参照して説明する。
図２は本実施形態の画像形成装置を構成する感光体ドラムの溝部と溝部検出装置の概略の構成を示す説明図である。
【００６１】
感光体ドラム２１は、図２に示すように、その外周部の電荷輸送層（ＣＴＬ層）２１ＣＴＬの静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って、寿命検知のための溝部２１１が形成されている。この溝部２１１は、Ｖ字状の断面形状を有している。
【００６２】
溝部２１１と対向する位置には、溝部２１１の深さｅを測定する非接触センサである変位センサ部（溝部検出手段）５０が配置されている。変位センサ部５０は、測定した溝部２１１の測定値を制御部１０６に送る。図中の符号で、５０ａは変位センサ部５０から照射された照射光、５０ｂは溝部２１１で反射した反射光、をそれぞれ示す。
【００６３】
制御部１０６は、溝部２１１の深さｅよりも小さい値の第１の閾値Ｔｈ１と、第１の閾値Ｔｈ１よりも小さい値の第２の閾値Ｔｈ２が設定されている。そして、制御部１０６は、変位センサ部５０により計測された溝部２１１の深さｅが第１の閾値Ｔｈ１以上であれば、感光体ドラム２１が実用上の性能を保持しており、未だ交換時期に達していないと判断し、第２の閾値Ｔｈ２以下であれば、感光体ドラム２１が実用上の性能を保持できず、交換時期に達していると判断する。
【００６４】
ここで、溝部２１１は、感光体ドラム２１上の画像形成領域外の領域に設けられるものとし、図３（ｂ）に示すように、例えば、感光体ドラム２１の円周方向に沿って、全周またはその一部に設けるようにしてもよい。また、溝部２１１の形状は、作製が比較的簡単であり、膜はがれなどを起こすことがないＶ字型形状とする。
【００６５】
変位センサ部５０としては、レーザ変位測定器を用いることができる。
具体的には、例えば、ダブルスキャン式の高精度レーザ測定器（品番：ＬＴ９０３０Ｍ、株式会社キーエンス製）が挙げられる。この高精度レーザ測定器は、精度的には０．１μｍまでの距離を測定することができるものである。また、このレーザ測定器は、水平方向（Ｘ軸方向）にスキャンすることができるため、図２に示すように、レーザの照射位置をずらすことによって（例えば、距離Ｌ）、溝部２１１の底部と最上部までの距離を測定し、これらの測定値の差から溝部２１１の深さｅを算出することができる。
【００６６】
このように、本実施形態によれば、変位センサ部５０により、正確に感光体ドラム２１の感光層最表面からの深さの絶対値を自動的に測定し、許容される膜減り量に到達する前に把握することができるため、過度の感光体ドラム２１の使用を防止することが可能である。また、溝部２１１の位置が画像形成領域外の領域に設けられていることから、余分なトナーを必要としない等の利点がある。
【００６７】
また、溝部２１１と対向する位置に、溝部２１１内を清掃するクリーニングローラ等で構成される清掃機構を設けてもよい。清掃機構を設けることで、溝部２１１内に入り込んだ残留トナーや削られた電荷輸送層２１ＣＴＬのゴミ等を除去することができるので、溝部２１１の深さを正確に検出することができる。尚、削られた電荷輸送層２１ＣＴＬのゴミ等が溝部２１１に入り込まないように送風清浄処理等を行うようにしてもよい。
【００６８】
次に、本実施形態の感光体ドラム２１に溝部２１１を形成する方法について図面を参照して簡単に説明する。
図３の（ａ）は本実施形態に係る感光体ドラムに溝部を形成する溝作製機の構成を示す説明図、（ｂ）は前記溝作製機により感光体ドラムに溝部を形成する時の状態を示す説明図である。
【００６９】
本実施形態で使用する溝作製器３００は、図３（ａ）に示すように、超微小硬さ試験システム（フィッシャースコープＨ−１００ｃ：株式会社フィッシャーインストルメンツ製）をベースにして、試料台３００ａを一部改良したものである。
【００７０】
具体的には、試料台３００ａは、図３（ａ）に示すように、主に、台座３０１の上に２つの支持部３０２と、２つの保持部３０３と、２つの感光体ドラム嵌合部３０４と、図示しないモータとから構成される。
【００７１】
溝作製器３００により感光体ドラム２１を加工する時は、図３（ｂ）に示すように、２つの保持部３０３により感光体ドラム２１を把持し、感光体ドラム２１を回転させた状態で、ダイヤモンド針３１０を上下方向に精密に制御する機構により、該ダイヤモンド針３１０を感光体ドラム２１に押し当てることで、該感光体ドラム２１の外周部に溝部２１１を形成する。
【００７２】
ダイヤモンド針３１０は、先端径１０μｍで、先端は約６０度のＶ字（円錐状）となっている。ダイヤモンド針３１０が下降する距離（長さ）、すなわち、形成される溝部２１１の深さｅは、対応する感光体ドラム２１の仕様により異なるが、おおよそ５〜１０μｍである。
【００７３】
ここで、本実施形態で使用した感光体ドラム２１の仕様（組成例）の一例を以下に示す。
【００７４】
（実施例１）
実施例１の感光体ドラム２１の軸芯を構成する誘電性支持体は、円筒型アルミニウム管を用いて、厚み０．８ｍｍ、直径６０ｍｍ、長さ３００ｍｍで形成されている。
電荷発生層２１ＣＧＬは、Ｙ型オキソチタニウムフタロシアニン（山陽色素株式会社製）２重量部、ポリビニルブチラール樹脂（積水化学工業株式会社製：エスレックＢＭ−Ｓ）１重量部、乾燥膜厚０．４μｍで形成されている。
電荷輸送層２１ＣＴＬは、下記構造式（１）の化合物１０重量部、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製：ユーピロンＺ４００）１８重量部、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．５重量部、ジメチルポリシロキサン（信越化学工業株式会社製：ＫＦ−９６）０．００４重量部、乾燥膜厚２３μｍで形成されている。
【００７５】
【化１】
2010243962.tif 000003
【００７６】
（実施例２）
実施例２の感光体ドラム２１の軸芯を構成する誘電性支持体は、円筒型アルミニウム管を用いて、厚み０．８ｍｍ、直径６０ｍｍ、長さ３００ｍｍで形成されている。
電荷発生層２１ＣＧＬは、無金属フタロシアニン２重量部、ポリビニルブチラール樹脂（積水化学工業株式会社製：エスレックＢＭ−Ｓ）１重量部、乾燥膜厚０．３μｍで形成されている。
電荷輸送層２１ＣＴＬは、下記構造式（２）で示される電荷輸送物質１０重量部、ポリカーボネート樹脂ＴＳ２０２０（商品名、帝人化成株式会社製）１８重量部、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．５重量部、ジメチルポリシロキサン（信越化学工業株式会社製：ＫＦ−９６）０．００４重量部、乾燥膜厚２７μｍで形成されている。
【００７７】
【化２】
2010243962.tif 000004
【００７８】
次に、本実施形態の画像形成装置１００による感光体ドラム２１の交換時期の判定処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。
図４は本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム交換時期を判定する処理工程を示すフローチャートである。
【００７９】
図４に示すように、先ず、印刷ジョブを受付けると（ステップＳ１）、その感光体ドラム２１端部にある溝部２１１の深さｅを変位センサ部５０で測定する（ステップＳ２）。そして、溝部２１１の深さｅ（感光体ドラム２１の平坦部（溝でない部分）と溝部２１１の底部との距離差）が第１の閾値Ｔｈ１より大であるか否かが判定される（ステップＳ３）。
【００８０】
尚、変位センサ部５０により溝部２１１の測定が行われる際に、図示しない清掃機構により溝部２１１内をクリーニングする処理を行うようにしても良い。
【００８１】
ステップＳ３において、溝部２１１の深さｅが第１の閾値Ｔｈ１より大であると判定された場合は、未だ感光体ドラム２１の交換時期ではないと判断し、印刷を開始し印刷終了後（ステップＳ７）、本処理を終了する。
【００８２】
一方、ステップＳ３において、溝部２１１の深さｅが第１の閾値Ｔｈ１以下であると判定された場合は、さらに、溝部２１１の深さｅが第２の閾値Ｔｈ２より大であるか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００８３】
ステップＳ４において、溝部２１１の深さｅが第２の閾値Ｔｈ２より大であると判定された場合は、装置本体の表示部に「感光体ドラム寿命に近づいています。新品の感光体ドラムと交換してください。」などの交換を促す交換準備表示のためのメッセージを送出する（ステップＳ６）。そして、印刷を開始し印刷終了後（ステップＳ７）、本処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ４において、溝部２１１の深さｅが第２の閾値Ｔｈ２以下であると判定された場合は、装置本体の表示部に「感光体ドラム寿命です。印刷画質の保障はできませんので、マシンを停止します。」などの印刷画質の保障はできない状態にある旨の警告メッセージを送出する（ステップＳ５）。そして、本印刷ジョブまでは印刷可能とする処理を行い、印刷を開始し印刷終了後（ステップＳ７）、本処理を終了する。
このようにして、感光体ドラム２１の交換時期の判定処理が行われる。
【００８５】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、感光体ドラム２１に、静電潜像が形成される画像形成領域外の領域で外周に沿って溝部２１１を形成し、変位サンサ部５０により溝部２１１の深さｅを検出して感光体ドラム２１の交換時期を判定するようにしたので、感光体ドラム２１の表面の感光層の膜厚を正確に測定することができるため、感光体ドラム２１の交換時期を適正に判定することができる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、制御部１０６において、溝部２１１の深さｅに対して第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２を設け、第１の閾値Ｔｈ１を感光体ドラム２１の交換時期にかかる時期とし、第２の閾値Ｔｈ２を感光体ドラム２１の使用限界時期として、検出された溝部２１１の深さｅと比較した結果を表示部に表示するようにしたので、ユーザに対して感光体ドラム２１の状態を的確に報知することができる。
【００８７】
尚、上述した実施形態では、本発明に係る感光体ドラム交換時期判定方法を図１に示すようなモノクロ用の画像形成装置１００に適用した例について説明したが、感光体ドラムを用いて画像形成する構成を有するものであれば、カラー用の画像形成装置やその他の複写機にも展開が可能である。
【００８８】
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
２１  感光体ドラム
２１ＣＧＬ  電荷発生層（ＣＧＬ層）
２１ＣＴＬ  電荷輸送層（ＣＴＬ層）
２３  光書込みユニット
２４  現像装置
５０  変位センサ部（溝部検出手段）
１００  画像形成装置
１０６  制御部（制御手段）
２１１  溝部
３００  溝作製器
３００ａ  試料台
３１０  ダイヤモンド針
ｅ  溝部２１１の深さ
Ｔｈ１  第１の閾値
Ｔｈ２  第２の閾値
【図１】
2010243962.tif 000005
【図２】
2010243962.tif 000006
【図３】
2010243962.tif 000007
【図４】
2010243962.tif 000008