(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端移動する表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体に無端移動させる駆動を伝達する駆動手段と、
該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該潜像担持体の潜像にトナーを供給して現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、
上記駆動手段の駆動を制御して、該潜像担持体の表面の線速度を制御する駆動制御手段と、
該潜像担持体の表面の劣化度を算出する劣化度算出手段とを備え、
該駆動制御手段が、該潜像担持体の表面の線速度を変化させ、
二つ以上の異なる線速度の条件で該潜像担持体上に上記トナー像を形成するトナー像形成処理を行い、異なる線速度の条件のそれぞれにおいて形成した該トナー像の画像濃度を上記画像濃度測定手段によって測定し、
該劣化度算出手段は、異なる線速度の条件における画像濃度を比較し、その違いに基づいて該潜像担持体の表面の劣化度を算出するものであり、
上記劣化度算出手段は、通常の画像形成時の線速度の条件における画像濃度に対する通常の画像形成時よりも遅い線速度の条件における画像濃度の比を上記劣化度として算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記画像濃度測定手段によって測定した画像濃度の情報である画像濃度データと、上記劣化度算出手段によって算出した劣化度の情報である劣化度データとの少なくとも一方のデータを蓄積する情報蓄積手段を備え、
該情報蓄積手段が蓄積するデータに基づいて上記潜像担持体の表面劣化に起因する異常画像が発生する時期を予測する異常画像発生時期予測手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記潜像担持体の表面を研磨する研磨手段を備え、
上記異常画像発生時期予測手段の予測に基づいて該研磨手段による該潜像担持体の表面の研磨を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
上記劣化度算出手段によって算出した劣化度の情報である劣化度データに基づいて、上記潜像担持体の寿命時期を予測する寿命時期予測手段と、
該寿命時期予測手段の予測に基づいて該潜像担持体の寿命時期を使用者または管理者の少なくとも何れか一方に報知する寿命報知手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電処理後の潜像担持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。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、帯電処理時の放電により、窒素酸化物（以下、ＮＯｘと称する）などの放電生成物が生成され、それが画像形成に悪影響を与えてしまうということがあった。
詳しくは、帯電動作を開始すると放電が発生し、ＮＯｘが形成されると、ＮＯｘが空気中の水分と反応して硝酸が生成されると共に、硝酸アンモニウム塩、金属と反応して金属硝酸塩、等の硝酸塩が生成される。このような硝酸または硝酸塩が薄い膜になって潜像担持体の表面に付着すると、画像が流れたような異常画像になることがある。これは硝酸や硝酸塩が吸湿することで潜像担持体表面が低抵抗となり、潜像担持体の表面の静電潜像が乱れてしまうためである。この現象は「画像流れ」と呼ばれている。このような画像流れは、潜像担持体の表面に放電生成物が付着した場合に限らず、その表面状態が変化し低抵抗となると（以下、この表面状態の変化を劣化と呼ぶ）、生じる不具合である。
【０００３】
従来の耐磨耗性の低い潜像担持体では、クリーニング工程等における潜像担持体に対する摺擦によって潜像担持体の表面が磨耗することにより、劣化した部分が除去され、潜像担持体の表面がリフレッシュされることで、潜像担持体の表面が劣化することに起因する画像流れの発生は抑制されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、潜像担持体の高耐久化が望まれ、表面保護層を設けたり、外部から表面に潤滑材料を供給したりすることにより、潜像担持体の耐磨耗性が向上し、寿命が飛躍的に向上している。耐磨耗性が向上し、潜像担持体表面が摩耗しにくくなると、劣化した状態の潜像担持体の表面が維持されるようになり、上述した画像流れのような異常画像が生じ易くなる。
潜像担持体表面の劣化に起因して画像品質上問題があるような異常画像が生じると、潜像担持体の劣化した表面を研磨して表面をリフレッシュさせたり、潜像担持体を交換したりするメンテナンスの必要性が生じる。潜像担持体表面の研磨や潜像担持体の交換といったメンテナンスが終わるまでの間は、画像形成を行うことが出来ずダウンタイムとなる。このため、画像品質上問題があるような異常画像が生じる前に、異常画像が生じる時期を予測すること求められる。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、潜像担持体の表面劣化に起因する異常画像が発生する時期を予測可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動する表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に無端移動させる駆動を伝達する駆動手段と、該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該潜像担持体の潜像にトナーを供給して現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、上記駆動手段の駆動を制御して、該潜像担持体の表面の線速度を制御する駆動制御手段と、該潜像担持体の表面の劣化度を算出する劣化度算出手段とを備え、該駆動制御手段が、該潜像担持体の表面の線速度を変化させ、二つ以上の異なる線速度の条件で該潜像担持体上に上記トナー像を形成するトナー像形成処理を行い、異なる線速度の条件のそれぞれにおいて形成した該トナー像の画像濃度を上記画像濃度測定手段によって測定し、該劣化度算出手段は、異なる線速度の条件における画像濃度を比較し、その違いに基づいて該潜像担持体の表面の劣化度を算出するものであり、上記劣化度算出手段は、通常の画像形成時の線速度の条件における画像濃度に対する通常の画像形成時よりも遅い線速度の条件における画像濃度の比を上記劣化度として算出することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明者らが鋭意検討したところ、潜像担持体の表面上に所定のパターンの潜像を形成し、現像することでトナー像を形成し、このときのトナー像の画像濃度に基づいて潜像担持体の表面の劣化度を定量的に算出することが可能であることが分かった。以下、詳述する。
【０００８】
潜像担持体の表面が劣化すると、表面上に形成された静電潜像が乱れ、所望のトナー量が付着せず、画像濃度の低下を引き起こす。この画像濃度の低下は、画像濃度測定手段によって検出することが出来るが、画像濃度の低下は、潜像担持体の表面の劣化に限らず、現像手段のトナー量の減少（二成分の現像剤の場合は現像剤のトナー濃度の低下）でも生じ得る。
しかし、本発明者らが鋭意検討したところ、潜像担持体の表面の劣化による静電潜像の乱れは時間の経過と共に大きくなり、静電潜像を形成してからトナーを用いて現像されるまでの時間が長いほど画像濃度の低下も大きくなることがわかった。このため、表面劣化の状態が同じ状態であっても、潜像担持体の線速度が遅いほど、トナー像の画像濃度が低下する。
また、線速度の条件が同じ場合は、表面劣化が進行しているほど、表面が低抵抗となっているためトナー像の画像濃度が低下する。
【０００９】
これらのことから、線速度が速い条件で形成したトナー像の画像濃度と、線速度が速い条件で形成したトナー像の画像濃度との濃度差は、潜像担持体の表面劣化が進行しているほど大きくなることが分かった。一方、現像手段のトナー量の減少に起因して画像濃度が低下した場合は、潜像担持体の線速度が変化しても、トナー像の画像濃度は変化しない。よって、本発明の劣化度算出手段は、異なる線速度の条件における画像濃度を比較し、その違いに基づいて潜像担持体の表面の劣化度を算出することができる。
そして、使用している潜像担持体の表面の劣化度を算出することができれば、実験等に基づいて予め求めた異常画像が発生する状態の潜像担持体の表面の劣化度と比較することで、異常画像が発生する時期が予測可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、劣化度算出手段が算出した潜像担持体の表面の劣化度に基づいて、異常画像が発生する時期が予測可能という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のプリンタの要部概略説明図。
【図２】感光体に駆動を伝達する駆動機構の概略図。
【図３】実施形態１の劣化度測定モードのフローチャート。
【図４】実施形態２の劣化度測定モードのフローチャート。
【図５】通紙枚数と劣化度との関係を示すグラフ。
【図６】実施形態３の劣化度測定モードのフローチャート。
【図７】実施形態４の劣化度測定モードのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ（以下、プリンタ１００という）に適用した、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のプリンタ１００の要部概略説明図である。
プリンタ１００は、図１中の矢印Ａ方向に回転するドラム状の潜像担持体としての感光体１１を備えている。感光体１１の周囲には、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、画像濃度センサ１５、転写装置１６、研磨装置１７、及びクリーニング装置１８が、この順序で感光体回転方向に沿って配置されている。
【００１３】
帯電装置１２は感光体１１の表面を一様に帯電する帯電手段であり、露光装置１３は帯電装置１２によって帯電された感光体１１の表面をレーザ光で露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。現像装置１４は感光体１１の静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段であり、画像濃度センサ１５は、現像装置１４の現像により形成された感光体１１上のトナー像の画像濃度を測定する画像濃度測定手段である。転写装置１６感光体１１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である。転写装置１６としては、感光体１１から転写紙にトナー像を直接転写する構成でも、感光体１１から中間転写ベルト等の中間転写体を介して転写紙にトナー像を転写する構成であってもよい。
【００１４】
研磨装置１７は、感光体１１の表面に対して接離可能な研磨部材を備え、感光体１１の表面が画像流れ等の異常画像が発生する程度まで劣化した場合に、研磨部材を感光体１１の表面に接触させることにより、感光体１１の表面を削り取る研磨手段である。クリーニング装置１８は感光体１１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である。また、クリーニング装置１８と帯電装置１２との間には、不図示の除電装置を備え、この除電装置は感光体１１の表面の残留電荷を除去する除電手段である。
【００１５】
プリンタ１００は、この他に、制御部２００、記憶部２０１、線速度設定部２０２、報知部２０３及び感光体モータ１１３等を備える。制御部２００は、劣化度算出手段として機能し、記憶部２０１は、画像濃度センサ１５によって測定した画像濃度データと制御部２００が算出した劣化度データとの少なくとも一方のデータを蓄積する情報蓄積手段として機能する。感光体モータ１１３は、感光体１１に回転駆動を伝達し、無端移動させる駆動手段であり、線速度設定部２０２は、感光体モータ１１３の駆動を制御して、感光体１１の表面の線速度を制御する駆動制御手段である。また、報知部２０３は、制御部２００が算出した感光体１１の表面の劣化度に基づいた情報を使用者または管理者に報知する報知手段である。
【００１６】
図２は、感光体１１に駆動を伝達する駆動機構の一例を示す概略図である。
感光体１１の軸方向の端部には、潜像担持体端部部材である感光体駆動入力ギア１０２が接続されており、潜像担持体駆動部材であるモータ出力ギア１０１とギア接続されている。モータ出力ギア１０１は、出力する回転駆動の回転速度が制御可能な感光体モータ１１３と接続している。
【００１７】
プリンタ１００で画像形成を行う場合、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、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等の上位装置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、所定の画像処理が行われる。このようにして得られた入力画像信号が露光装置１３に入力され、レーザ光を変調する。入力画像信号によって変調されたレーザ光は、感光体モータ１１３によって所定の線速度で無端移動し、帯電装置１２により一様に帯電された感光体１１の表面に照射される。感光体１１の表面にレーザ光が照射されると、感光体１１の表面上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
感光体１１上に形成された静電潜像は、現像装置１４によりトナーで現像され、感光体１１上にトナー像が形成される。感光体１１上に形成されたトナー像は、感光体１１の図１中の矢印Ａ方向への回転に伴われて、感光体１１に対向して配置された転写装置１６との対抗部である転写領域に向かって搬送される。一方、こ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１６によって転写領域に印加される転写バイアスの作用により、感光体１１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、熱と圧力とを加えられることによってトナー像が定着され、プリンタ１００の装置外へと排出される。トナー像の転写紙への転写が終了した感光体１１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１８によりクリーニングされる。さらに、感光体１１表面の残留電荷が不図示の除電装置により除去されて、一回の画像形成動作が終了する。
【００１９】
劣化度算出手段として機能する制御部２００は、画像濃度センサ１５の測定結果に基づいて算出した画像濃度を示す画像ＩＤを記憶部２０１に蓄積し、異なる線速度における画像ＩＤを比較することとで感光体１１の表面の劣化度を判定する。
【００２０】
図１及び図２を用いて説明した画像形成装置は、一例であり、少なくとも潜像担持体と、この潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、潜像担持体上にトナーを供給して現像する現像手段と、潜像担持体上に現像したトナー像の画像濃度を測定する画像濃度検知手段と、潜像担持体の線速度を変更可能に潜像担持体を駆動する駆動機構とを有していればよい。
【００２１】
近年、プリンタ１００のような電子写真方式の画像形成装置においては高画質化に加え、長寿命化が求められており、最近ではさらに環境配慮の観点から、高画質を維持したままこれまで以上のサプライ品を含む長寿命化が求められている。そこで、これに対応して、耐摩耗性に優れた高耐久で高安定な電子写真感光体（以下、潜像担持体ともいう）を用いることなどにより高画質を維持しつつ長寿命化を目的とした電子写真方式の画像形成装置が既に提供されている。
【００２２】
また、特にプロダクションプリンティングに用いられる画像形成装置については、従来のオフィスで用いられる画像形成装置よりもプリントボリュームが多く、さらなる高画質、高生産性、高安定が求められ、経時使用に起因する各部材の交換等のメンテナンスを要する時期（以下、メンテナンス時期と呼ぶ）を高精度に予測する技術の実現が望まれている。各部材のメンテナンス時期を高精度に予測することで、ダウンタイムの大幅な低減や、メンテナンスのためのコスト低減が見込まれる。
本発明の画像形成装置では、経時使用でメンテナンスを要する部材である潜像担持体の劣化度を画像濃度に基づいて算出し、そのメンテナンス時期を予測可能とするものである。
【００２３】
潜像担持体のメンテナンスを要する不具合として、「画像流れ」と呼ばれる現象が起きることがわかっている。以下に、この「画像流れ」の発生するメカニズムを説明する。
電子写真方式の画像形成装置では、潜像担持体の表面に静電潜像を形成するのに先立って、その潜像担持体の表面を色々な方法で均一に帯電させている。帯電方式としては、放電により像担持体を帯電させるコロナ帯電方式や接触または非接触のローラ帯電方式がある。
【００２４】
コロナ放電による帯電装置の場合には、窒素酸化物（以下ＮＯｘと称する）などの放電生成物が生成され、それが画像形成に悪影響を与えてしまうということもあった。すなわち、帯電動作を開始させることにより放電が発生し、それによりＮＯｘが形成されると、そのＮＯｘが空気中の水分と反応して硝酸が生成されると共に、硝酸アンモニウム塩や金属と反応して金属硝酸塩等の硝酸塩が生成される。
この硝酸または硝酸塩が薄い膜になって静電潜像担持体の表面に付着すると、高湿環境下では画像が流れたような異常画像になる。これは硝酸や硝酸塩が吸湿することで低抵抗となり、静電潜像担持体の表面の静電潜像が壊れてしまうためである。この現象が「画像流れ」と呼ばれている。
なお、放電生成物の生成は、コロナ放電による帯電装置に限るものではなく、ローラ帯電方式であっても帯電時に放電が生じるものであれば、起こり得る問題である。
【００２５】
潜像担持体は、帯電時の放電により発生した放電生成物の付着や帯電時の活性ラジカルの衝突による膜消失などにより、経時使用で表面状態が徐々に変化する。
従来の耐磨耗性の低い潜像担持体を用いていた場合、表面状態が変化しても潜像担持体表面の磨耗量が非常に大きく、状態が変化した部分は磨耗によって除去され、表面状態の変化に起因する異常画像は抑制されていたため、潜像担持体のメンテナンス時期は主に潜像担持体の磨耗量で決まっていた。
しかし、近年、潜像担持体の高耐久化が望まれ、表面保護層を設けたり、外部から表面に潤滑材料を供給したりすることにより、潜像担持体の耐磨耗性が向上し、寿命が飛躍的に向上している。耐磨耗性が向上し、潜像担持体表面が摩耗しにくくなると、劣化した状態の潜像担持体の表面が維持されるようになり、上述した画像流れのような異常画像が生じ易くなる。
【００２６】
潜像担持体表面の劣化に起因して画像品質上問題があるような異常画像が生じると、潜像担持体の劣化した表面を研磨して表面をリフレッシュさせたり、潜像担持体を交換したりするメンテナンスの必要性が生じる。このため、近年の潜像担持体のメンテナンス時期は潜像担持体の磨耗量のみではなく、潜像担持体表面の劣化も考慮する必要がある。
【００２７】
潜像担持体の使用初期の状態では、潜像担持体表面の抵抗は適正に保たれており、画像流れは発生しない。しかし、潜像担持体の表面状態変化により、潜像担持体表面の電気抵抗が低下し静電潜像が崩れやすくなり、所望の画像形成が行えなくなってしまう。
そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、潜像担持体に所定のパターンの潜像形成およびトナー現像を実施し、そのときのトナー像の画像濃度から推定トナー付着量を定量する方法を利用することで潜像担持体表面の劣化度を定量的に算出することが可能であることを突き止めた。
【００２８】
画像流れに起因する異常画像が発生する状態の潜像担持体は、表面劣化により、静電潜像が乱れ、所望のトナー量が付着せず、画像濃度の低下を引き起こす。この画像濃度の低下は、画像濃度測定手段の測定結果の変化で検出できる。
また画像流れが発生するときは、潜像担持体に形成された静電潜像が乱れる。この静電潜像の乱れは、使用の時間の経過と共に大きくなる。潜像担持体が初期状態の場合、線速度を通常の画像形成時の線速度よりも遅くしても、潜像担持体の静電潜像の乱れは小さい。しかし潜像担持体の表面抵抗が変化し始めた場合、線速度が通常の画像形成時よりも遅い条件における静電潜像の乱れは大きくなる。
【００２９】
また、静電潜像の乱れは、静電潜像が形成されてからの時間の経過と共に大きくなる。すなわち、静電潜像を形成してからトナーを用いて現像されるまでの時間が長いほどトナー像の画像濃度の低下も大きくなる。このため、潜像担持体の表面劣化に起因する画像濃度低下は、通常使用時の線速度よりも線速度を遅く設定した場合小さくなった場合に、より顕著に現れる。すなわち、通常使用時には、画像濃度が適正な範囲の状態であっても、線速度を遅く設定することにより、画像濃度低下が大きくなる。このように潜像担持体の線速度を変化させたときの画像濃度の変化を検出することにより、潜像担持体の表面状態の劣化度が検出可能となる。そして、潜像担持体の劣化度を検出することにより、通常使用時に異常画像となるような表面劣化となる時期、すなわち、メンテナンス時期を予測可能となる。
【００３０】
本実施形態のプリンタ１００では、線速度を変化させたときの画像濃度の変化のデータを蓄積することにより、潜像担持体である感光体１１の表面の劣化度を検出し、そこで通常使用時のおける画像流れを事前に予測することが可能である。
通常使用時の線速度に対して１／４〜３／４の線速度、好ましくは、１／３〜１／２程度の線速度の条件であれば、その条件における画像濃度の通常使用時の画像濃度に対する濃度変化が、感光体１１の表面の劣化度の検出感度として充分に得ることができた。１／４以下では効率が悪く、３／４以上では充分な感度を得にくい。
【００３１】
この線速度の条件を変化させることによる画像濃度の変化を検出することにより、感光体１１の表面の劣化度を判定し、通常使用時の線速度の条件において、画像品質上の問題となるような画像流れが発生する時期を予測することが可能となる。また、この予測に基づき、感光体１１の寿命を予測し、報知部２０３で報知することにより、使用者は感光体１１の交換時期を予測することが出来る。これにより、交換を要する程度に感光体１１の表面の劣化が進行する前に、感光体１１の交換を促すことができるため、通常使用時の環境において異常画像を発生させることなく、交換の際のダウンタイムを最小限に留めることができる。
【００３２】
画像濃度測定手段である画像濃度センサ１５としては、一般的な画像濃度検知装置を用いることが出来る。方式としては、光学式反射濃度センサ等の方式があげられる。光学式反射濃度センサは、潜像担持体上のトナー像に対して光を照射し、照射光の反射光量に基づいてトナー像の付着量を検知するデバイスである。構成としては発光部、受光部、駆動および検知回路からなる。そして、プリンタ１００では、光学式反射濃度センサからなる画像濃度センサ１５で検知した付着量から求められる画像ＩＤのデータを画像濃度データとして、記憶部２０１に記憶する。画像ＩＤは画像濃度を数値化したものであり、画像ＩＤの算出方法としては、特開２０００−２０６７６１号公報、特許第４５２０１８１号及び特許３５９１１４４号等に記載の画像濃度の算出方法等、公知の画像濃度の算出方法を用いることが出来る。
【００３３】
このようにして、画像ＩＤのデータを記憶部２０１に蓄積し、蓄積したデータに基づいて、感光体１１の表面の劣化度を報知することが可能となる。
この収集データを報知部２０３で使用者に報知し、感光体１１の表面の研磨を促すか、もしくは、プリンタ１００内で研磨判断を行い、画像出力時以外の任意のタイミングで、研磨装置１７によって表面研磨を行う。
さらにこの収集データに基づいて、感光体１１の寿命を予測し、使用者に報知し、感光体１１の交換を促すか、プリンタ１００から、電話回線やＬＡＮ回線等を通じて、外部機関に報知し、感光体１１の交換を促す。
【００３４】
次に実際のマシンで測定された画像濃度（画像ＩＤ）データの一例を示す。
現在、市販されているリコー製ＩｍａｇｉｏＭＰ２５５０を画像濃度測定及び潜像担持体の回転速度制御が可能になるように改造し、評価を行った。潜像担持体は、機械的耐久性を上げる目的で、表面保護層（特開２００５−０９９６８８参照）を設けた。
上述したマシンの初期状態において、潜像担持体の線速度を変化させ、潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を測定した。潜像担持体の線速度条件として、通常使用時の線速度、通常使用時の１／３の線速度、及び、通常使用時の１／２の線速度の各条件について画像ＩＤを算出し、通常使用時の線速度における画像ＩＤと、他の二つの線速度の条件における画像ＩＤとを比較した。
その結果、通常使用時の１／３の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．９１倍となり、通常使用時の１／２の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．９５倍となった。
【００３５】
次に、上述したマシンにおいて、Ａ４横で５万枚の通紙（画像形成）を行った後、通常使用時には、画像流れは発生していなかった。しかし、通常使用時の１／３の線速度の条件では画像流れが発生し、通常使用時の１／２の線速度の条件では画像流れが発生しなかった。
このとき、上述したものと同様に画像濃度の測定を行ったところ、通常使用時の１／３の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．７５倍となり、通常使用時の１／２の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．８５倍となった。
【００３６】
上述した５万枚の通紙（画像形成）を行った後、さらに、５万枚の通紙（画像形成）を行った後、通常使用時において画像流れが発生した。このとき、通常使用時の１／３の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．６１倍となり、通常使用時の１／２の線速度の条件における画像ＩＤは、通常使用時の条件における画像ＩＤの０．７１倍となった。
【００３７】
最初の５万枚通紙後には、通常使用時には画像流れは発生していなかったが、通常使用時の１／３の線速度の条件では画像流れが発生していたため、５万枚通紙時の線速度変化による画像ＩＤの変化を検出することにより、５万５千枚通紙時に発生する画像流れを予測することが可能である。
線速度変化による画像濃度の変化は、実際には、潜像担持体の構成、プロセス条件、マシン条件により変化の挙動が異なり、マシンごとに画像流れ発生予測の基準値（画像流れが発生するであろうと予測される状態の通常使用時の線速度における画像ＩＤに対する低線速度における画像ＩＤの比）が変化する。上述した値は、あくまでも一例であり、他のマシン及びプロセスが異なった場合は、個々に測定が必要である。
【００３８】
このように、本発明を適用した画像形成装置では、潜像担持体の線速度を可変し、線速度が異なる各条件において所定のパターン画像を潜像担持体上に形成したときの画像ＩＤを測定し、そのデータから潜像担持体の劣化度を算出し、潜像担持体の表面劣化に起因する異常画像の発生時期を予測する。この予測に基づいて、潜像担持体のメンテナンス時期を報知することにより、異常画像の発生を未然に防止することが可能となる。またこれにより、画像形成装置の保証期間内での突然の異常画像の発生を予知して未然に防止することもできるため、特にプロダクションプリンティングのように一度に大量部数を印刷する場合でも常に安定して高画質な印刷が可能となる。
【００３９】
〔実施形態１〕
図３はプリンタ１００において本発明を実施する一つ目の実施形態（以下、実施形態１と呼ぶ）における劣化度を測定する劣化度測定モードのフローチャートである。
実施形態１のプリンタ１００では、所定枚数（例えば２千枚）の通紙を行う毎に通常の画像形成を停止し、または、所定枚数の通紙時に実行中のジョブが終了した後に、劣化度測定モードを実行する。
劣化度測定モードにおいては、まず、通常時の線速度の条件で画像ＩＤを測定し（Ｓ１０１）、次に低線速度の条件で画像ＩＤを測定する（Ｓ１０２）。これらの測定結果を基づき、通常線速度時と低線速度時との画像ＩＤ比を求め（Ｓ１０３）、そして、求めた画像ＩＤ比のデータを記憶部２０１に蓄積し（Ｓ１０４）、劣化度測定モードを終了する。
ここで、例えば、使用者や管理者が画像ＩＤ比を報知する操作を行うなどにより、Ｓ１０４で蓄積した画像ＩＤ比を報知部２０３に報知することにより、使用者や管理者は感光体１１の表面の劣化度（そのときの劣化度及び過去の劣化度）を確認することが出来、異常画像が発生する時期を予測可能となる。
【００４０】
〔実施形態２〕
図４はプリンタ１００において本発明を実施する二つ目の実施形態（以下、実施形態２と呼ぶ）における劣化度を測定する劣化度測定モードのフローチャートである。
実施形態２のプリンタ１００においても、所定枚数（例えば２千枚）の通紙を行う毎に通常の画像形成を停止し、または、所定枚数の通紙時に実行中のジョブが終了した後に、劣化度測定モードを実行する。
劣化度測定モードにおいては、まず、通常時の線速度の条件で画像ＩＤを測定し（Ｓ２０１）、次に低線速度の条件で画像ＩＤを測定する（Ｓ２０２）。これらの測定結果を基づき、通常線速度時と低線速度時との画像ＩＤ比を求め（Ｓ２０３）、そして、求めた画像ＩＤ比のデータを記憶部２０１に蓄積し（Ｓ２０４）、この蓄積したデータに基づいて画像流れ発生時期（メンテナンス時期）を予測し（Ｓ２０５）、劣化度測定モードを終了する。
ここで、例えば、使用者や管理者が画像流れ発生時期を報知する操作を行うなどにより、Ｓ２０５で予測した画像流れ発生時期を報知部２０３に報知することにより、使用者や管理者は感光体１１のメンテナンス時期を予め知ることができる。
【００４１】
ここで、感光体１１の劣化度から画像流れ発生時期を予測する予測方法の一例について説明する。図５は、通紙枚数と劣化度との関係を示すグラフであり、蓄積したデータを黒丸のプロットで示す。
蓄積したデータから二次回帰線を算出し、予め用意していた基準値（図５中のα）に到達する時期を予測する。画像流れ発生時期の予測値は、図５の回帰線を延長して、予め用意していた基準値αとの交点から求める。基準値αは、使用環境を想定した各種の温湿度環境における耐久試験結果から、使用モードを考慮して決めることができる。
【００４２】
〔実施形態３〕
図６はプリンタ１００において本発明を実施する３つ目の実施形態（以下、実施形態３と呼ぶ）における劣化度を測定する劣化度測定モードのフローチャートである。
実施形態３のプリンタ１００においても、所定枚数（例えば２千枚）の通紙を行う毎に通常の画像形成を停止し、または、所定枚数の通紙時に実行中のジョブが終了した後に、劣化度測定モードを実行する。また、劣化度測定モードの開始後、Ｓ３０１〜Ｓ３０５については実施形態２のＳ２０１〜Ｓ２０５と同様のプロセスを実施し、画像流れ発生時期（メンテナンス時期）を予測する。
【００４３】
次に、予測した画像流れ発生時期となる使用量と当該時点での使用量との差分を残寿命εとした場合に、予め設定しておいた要回復処理残寿命ａと比較する（Ｓ３０６）。ここで、残寿命εが要回復処理残寿命ａ以下であると判定された（Ｓ３０６でＹｅｓ）場合には、制御部２００が研磨装置１７を制御して感光体１１の表面を研磨する。（Ｓ３０７）、感光体１１の表面の研磨を実施することで感光体１１表面上の低抵抗成分を除去することができ、感光体１１の表面をリフレッシュすることができる。感光体１１の表面を研磨した後は、劣化度測定モードを終了する。このように、実施形態３のプリンタ１００では、感光体１１表面の研磨機構である研磨装置１７を有し、感光体１１の劣化度の時間変化に基づいて異常画像の発生を予測し、感光体１１の表面の研磨を行うものである。一方、残寿命εが要回復処理残寿命ａよりも大きいと判定された（Ｓ３０６でＮｏ）場合には、研磨することなく、劣化度測定モードを終了する。
【００４４】
〔実施形態４〕
図７はプリンタ１００において本発明を実施する四つ目の実施形態（以下、実施形態４と呼ぶ）における劣化度を測定する劣化度測定モードのフローチャートである。
実施形態４のプリンタ１００においても、所定枚数（例えば２千枚）の通紙を行う毎に通常の画像形成を停止し、または、所定枚数の通紙時に実行中のジョブが終了した後に、劣化度測定モードを実行する。また、劣化度測定モードの開始後、Ｓ４０１〜Ｓ４０５については実施形態２のＳ２０１〜Ｓ２０５と同様のプロセスを実施し、画像流れ発生時期（メンテナンス時期）を予測する。
【００４５】
次に、予測した画像流れ発生時期となる使用量と当該時点での使用量との差分を残寿命εとした場合に、予め設定しておいた要報知残寿命ｅと比較する（Ｓ４０６）。ここで、残寿命εが要報知残寿命ｅ以下であると判定された（Ｓ４０６でＹｅｓ）場合には、感光体１１は寿命切れと判定し（Ｓ４０７）、その判定結果を報知部２０３に報知し（Ｓ４０８）、使用者または管理者に感光体１１の交換を促し、劣化度測定モードを終了する。
一方、残寿命εが要報知残寿命ｅよりも大きいと判定された（Ｓ４０６でＮｏ）場合には、予測される感光体寿命（予測される画像流れ発生時期までの使用可能量）を報知部２０３に報知し（Ｓ４０９）、劣化度測定モードを終了する。
【００４６】
以上、本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００４７】
また、本発明を適用可能な電子写真方式を用いた画像形成装置の一例としてプリンタについての実施形態について説明したが、画像形成装置としては、複写装置、ファクシミリ、プリンタ及びこれらを包括したデジタル複合機が挙げられる。このとき、感光体、クリーニング手段とともに画像濃度測定手段を装置内に固定して組み込んでいてもよく、あるいはこれらの画像形成装置の構成の一例であるプロセスカートリッジとして搭載してもよい。
【００４８】
さらに、本発明はタンデムフルカラーの画像形成装置にも適用することが可能である。この場合、複数の潜像担持体を用いているため、それぞれの潜像担持体に独立して前述の画像濃度測定手段及び必要に応じて設けられる一連の装置を設ける必要があるが、それぞれの機構は上述したとおりであり、用いられる潜像担持体の個数に応じで具備すればよい。
以上のように本発明の適用可能な範囲はこれまでに公知の電子写真方式を適用した潜像担持体を用いることによって成立している画像形成装置においてほとんど全てであり、帯電方式や用いられるトナーを含む現像方式、転写方式などは公知のいずれの方式にも適用可能である。
【００４９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
無端移動する表面に静電潜像を担持する感光体１１等の潜像担持体と、潜像担持体に無端移動させる駆動を伝達する感光体モータ１１３等の駆動手段と、潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置１３等の静電潜像形成手段と、潜像担持体の潜像にトナーを供給して現像する現像装置１４等の現像手段とを有するプリンタ１００等の画像形成装置において、潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を測定する画像濃度センサ１５等の画像濃度測定手段と、駆動手段の駆動を制御して、潜像担持体の表面の線速度を制御する線速度設定部２０２等の駆動制御手段と、潜像担持体の表面の劣化度を算出する制御部２００等の劣化度算出手段とを備え、駆動制御手段が、潜像担持体の表面の線速度を変化させ、二つ以上の異なる線速度の条件で潜像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成処理を行い、異なる線速度の条件のそれぞれにおいて形成したトナー像の画像濃度を画像濃度測定手段によって測定し、劣化度算出手段は、異なる線速度の条件における画像濃度を比較し、その違いに基づいて該潜像担持体の表面の画像ＩＤ比等の劣化度を算出する。これによれば、上記実施形態１について説明したように、算出された劣化度に基づいて、使用者や管理者が異常画像が発生する時期を予測可能となる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、制御部２００等の劣化度算出手段は、通常の画像形成時の線速度の条件における画像濃度に対する通常の画像形成時よりも遅い線速度（通常使用時の線速度に対して１／３の線速度等）の条件における画像濃度の比を劣化度として算出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体表面の劣化が進行し、低抵抗になるほど、数値が低くなる値を劣化度として算出することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、画像濃度センサ１５等の画像濃度測定手段によって測定した画像濃度の情報である画像ＩＤ等の画像濃度データと、制御部２００等の劣化度算出手段によって算出した劣化度の情報である画像ＩＤ比等の劣化度データとの少なくとも一方のデータを蓄積する記憶部２０１等の情報蓄積手段を備え、情報蓄積手段が蓄積するデータに基づいて感光体１１等の潜像担持体の表面劣化に起因する異常画像が発生する時期を予測する制御部２００等の異常画像発生時期予測手段を備える。これによれば、上記実施形態２について説明したように、異常画像発生時期予測手段の予測結果を報知することにより、使用者や管理者が、異常画像発生の予測時期を知ることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、感光体１１等の潜像担持体の表面を研磨する研磨装置１７等の研磨手段を備え、制御部２００等の異常画像発生時期予測手段の予測に基づいて研磨手段による潜像担持体の表面の研磨を行う。これによれば、上記実施形態３について説明したように、潜像担持体の表面の研磨を実施することで潜像担持体の表面上の低抵抗成分を除去することができ、潜像担持体の表面をリフレッシュすることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）の何れか一つの態様において、制御部２００等の劣化度算出手段によって算出した劣化度の情報である画像ＩＤ比等の劣化度データに基づいて、感光体１１等の潜像担持体のメンテナンス時期等の寿命時期を予測する制御部２００等の寿命時期予測手段と、寿命時期予測手段の予測に基づいて潜像担持体の寿命時期を使用者または管理者の少なくとも何れか一方に報知する報知部２０３等の寿命報知手段とを備える。これによれば、上記実施形態４について説明したように、潜像担持体が寿命時期となったことを寿命報知手段に報知することで、使用者または管理者に潜像担持体の交換を促し、不良画像が生じてから交換する場合に比べて、不良画像の発生を防止し、且つ、交換時のダウンタイムを削減することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  露光装置
１４  現像装置
１５  画像濃度センサ
１６  転写装置
１７  研磨装置
１８  クリーニング装置
１００  プリンタ
１０１  モータ出力ギア
１０２  感光体駆動入力ギア
１１３  感光体モータ
２００  制御部
２０１  記憶部
２０２  線速度設定部
２０３  報知部
ａ  要回復処理残寿命
ｅ  要報知残寿命
α  基準値
ε  残寿命
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００５−１７８７４号公報
【特許文献２】特許４４８５７５９号公報
【特許文献３】特開２００９−９２７０９号公報
【図１】
0005910927.tif 000002
【図２】
0005910927.tif 000003
【図３】
0005910927.tif 000004
【図４】
0005910927.tif 000005
【図５】
0005910927.tif 000006
【図６】
0005910927.tif 000007
【図７】
0005910927.tif 000008