(57)【要約】【課題】トナーなどを消耗することなく、簡単に、しかも信頼度高く像担持体の交換時期を判断することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体を表面に有する感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面電位を設定する帯電器２と、感光体ドラム１における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサ１７と、帯電器出力を所定の値に設定して電位センサ１７により検出した表面電位と、感光体ドラム１のライフによる交換時期を判断するための所定の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて感光体ドラムが交換時期に達しているか否かを判断する交換時期判断部２１とを備える。【選択図】        図１
2005017512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、
前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出した表面電位と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項２】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、
前記像担持体のイニシャル時に前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出された表面電位と前記イニシャル時以降における所定のタイミングに前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出した表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項３】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、
前記電位センサにより検出される表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、
前記帯電器出力変更手段により変更された帯電器出力の変更量と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の帯電器出力量の変更量とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項４】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、
前記電位センサにより検出される表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、
前記像担持体のイニシャル時に前記帯電器出力変更手段により変更されてなる帯電器出力の値と前記イニシャル時以降の所定のタイミングで前記帯電器出力変更手段により変更されてなる帯電器出力の値とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項５】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、
前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、
前記帯電器出力を所定の値に設定して前記第１電位センサにより検出された前記画像形成領域の表面電位と前記第２電位センサにより検出された前記非画像形成領域の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項６】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、
前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、
前記第１電位センサと前記第２電位センサのどちらか一方により検出される前記領域の表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、
前記帯電器出力変更手段により前記領域の表面電位が所定値とされた場合に前記第２電位センサと前記第１電位センサのどちらか他方により検出される前記領域の表面電位と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項７】
感光層を表面に有する像担持体と、
前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、
前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、
前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、
前記第１電位センサと前記第２電位センサのどちらか一方により検出される前記領域の表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、
前記帯電器出力変更手段により前記領域の表面電位が所定値とされた場合に前記第２電位センサと前記第１電位センサのどちらか他方により前記像担持体のイニシャル時に検出された前記領域の表面電位と前記イニシャル時以降の所定のタイミングに検出される前記領域の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段と
を備えてなる画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記帯電器は前記画像形成領域と非画像形成領域を同時に帯電させて両領域をそれぞれの表面電位に設定し、
これら両領域を同時に除電する除電装置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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体の表面電位を検出し、その検出電位に基づいて像担持体の交換時期を判断するようにした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
感光体ドラムのような像担持体は、その表面電位特性が劣悪になると画像品質を維持することができなくなり、像担持体の交換が必要となる。従来より、像担持体の交換時期を自動的に判断するようにした技術として、レーザ露光により生じた感光体ドラム表面電位である露光電位を一定とするように制御を行い、その制御された帯電電位と露光電位の補正量から感光体ドラムの交換時期を予測するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の従来技術として、像担持体の回転時間の計測結果と画像形成に使用した記録紙の枚数の係数結果を用いて像担持体の交換時期を判断するようにした技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８２５７８
【特許文献２】
特開２００２−７２７８７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示された従来技術では、露光電位を制御するため、用紙への画像形成に使用しないトナーを使用してしまう。また、露光電位を制御してから交換時期の判断を行うため、交換時期判断のための判断処理時間が長くなり、その間、画像形成装置の画像形成のための使用ができなくなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に示された従来技術では、像担持体の交換時期を像担持体から得られる情報に基づいて個別に判断しているものではないため、各像担持体毎の正確な交換時期を判断することができない。即ち、像担持体の消耗度合いは、使用環境や使用状況により異なり、最適な像担持体の交換時期は異なってくる。従って、像担持体の回転時間や記録紙の枚数カウント値が所定の値に達しても、まだまだ使用可能な像担持体もあれば、一方、像担持体の回転時間や記録紙の枚数カウント値が所定の値に達する前に寿命となる像担持体も存在することとなる。前者の場合は、まだ使用可能な像担持体についても交換されることとなり、資源やコストの無駄となる。一方、後者の場合は、像担持体の回転時間や記録紙の枚数カウント値が所定の値に達する前に寿命となる像担持体について、交換時期に達したことを判断することはできず、従って、既に交換時期を過ぎた像担持体が使用され続けることとなり、不良画像（文字の太りや縦スジ画像）を形成してしまうという虞がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、トナーなどを消耗することなく、簡単に、しかも信頼度高く像担持体の交換時期を判断することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出した表面電位と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【０００９】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、前記像担持体のイニシャル時に前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出された表面電位と前記イニシャル時以降における所定のタイミングに前記帯電器出力を所定の値に設定して前記電位センサにより検出した表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１０】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、前記電位センサにより検出される表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、前記帯電器出力変更手段により変更された帯電器出力の変更量と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の帯電器出力量の変更量とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１１】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する電位センサと、前記電位センサにより検出される表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、前記像担持体のイニシャル時に前記帯電器出力変更手段により変更されてなる帯電器出力の値と前記イニシャル時以降の所定のタイミングで前記帯電器出力変更手段により変更されてなる帯電器出力の値とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１２】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、前記帯電器出力を所定の値に設定して前記第１電位センサにより検出された前記画像形成領域の表面電位と前記第２電位センサにより検出された前記非画像形成領域の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１３】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、前記第１電位センサと前記第２電位センサのどちらか一方により検出される前記領域の表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、前記帯電器出力変更手段により前記領域の表面電位が所定値とされた場合に前記第２電位センサと前記第１電位センサのどちらか他方により検出される前記領域の表面電位と前記像担持体のライフによる交換時期に関する所定の状態を判断するための所定の電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１４】
また、本発明は、感光層を表面に有する像担持体と、前記像担持体の表面電位を設定する帯電器と、前記像担持体における画像形成領域の表面電位を検出する第１電位センサと、前記像担持体における非画像形成領域の表面電位を検出する第２電位センサと、前記第１電位センサと前記第２電位センサのどちらか一方により検出される前記領域の表面電位が所定値となるように前記帯電器出力を変更する帯電器出力変更手段と、前記帯電器出力変更手段により前記領域の表面電位が所定値とされた場合に前記第２電位センサと前記第１電位センサのどちらか他方により前記像担持体のイニシャル時に検出された前記領域の表面電位と前記イニシャル時以降の所定のタイミングに検出される前記領域の表面電位とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体が交換時期に関する所定の状態に達しているか否かを判断する状態判断手段とを備えてなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
実施の形態１。
図１は本発明の実施の形態における電子写真方式の画像形成装置の感光体ドラム及びその周辺の構成を示す図である。
図１に示される画像形成装置は、感光層を表面に有する像担持体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１の外周近傍に配置される帯電器２と、レーザ光学系５と、表面電位センサ１７と、現像器６と、転写ユニット８及び定着器１３と、クリーナ１０と、除電ランプ１２とを備えている。帯電器２は、帯電用高圧電源１４に接続されたチャージワイヤ３とグリッド用高圧電源１５に接続されたグリッド４を備えている。現像器６は現像用高圧電源１６に接続された現像スリーブ６ａを備えている。これら高圧電源１４〜１６、及び表面電位センサ１７はＩ／Ｏ１８を介してバス２６に接続されている。バス２６には、ＣＰＵ１９、メモリ２０、本発明の状態判断部に対応する交換時期判断部２１、表示部２２、外部Ｉ／Ｆ２３が接続され、外部Ｉ／Ｆ２３はネットワーク２７を介してクライアント端末２４やサーバ２５に接続されている。
【００１６】
図１に示した画像形成装置における画像形成動作について説明する。図示しない画像形成開始信号が入力されると、ＣＰＵ１９より感光体ドラム１を回転させる。これと同時に、Ｉ／Ｏ１８を介してＣＰＵ１９からの制御信号により、帯電用高圧電源１４とグリッド用高圧電源１５をＯＮし、帯電用高圧電源１４に接続された帯電器２に具備されているチャージャワイヤ３により放電が開始される。チャージワイヤ３からの放電量は帯電器２に具備されるグリッド４により規制されており、これにより安定した感光体ドラム１表面の一様な帯電を可能としている。なお、グリッド４はグリッド用高圧電源１５からバイアスを供給されている。
【００１７】
レーザ光学系５は感光体ドラム１にレーザ光を照射し、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。現像器６内に具備されている現像スリーブ６ａからは静電潜像に対してトナーが供給され、感光体ドラム１表面にトナー像を形成する。なお、現像スリーブ６ａはＩ／Ｏ１８を介してＣＰＵ１９により制御される現像用高圧電源（トランス）１６から現像に必要なバイアスが供給さていれる。感光体ドラム１に形成されたトナー像は、転写ユニット８に設置されている転写ローラ７で図示しない記録紙に転写され、定着器１３にて定着されて本体外部に排紙される。なお、転写ローラ７には図示しない高圧電源が接続されており、これもＩ／Ｏ１８を介してＣＰＵ１９により制御されている。
【００１８】
記録紙に転写されなかったトナーは、クリーナ１０にて回収され、感光体ドラム１の表面にトナーが残らないようにされる。そして、除電ランプ１２により感光体ドラム１の表面を除電して再度帯電器２にて帯電するという処理を行い、画像形成を行っている。現像スリーブ６ａよりも上流側には表面電位センサ１７が配置され、感光体ドラム１の表面電位を検出することが可能となるように構成されている。
【００１９】
表面電位センサ１７は、Ｉ／Ｏ１８を介して、バス２６に接続されており、ＣＰＵ１９と接続されている。ここでは図示しないが、表面電位センサ１７の出力がアナログ信号であった場合は、Ａ／Ｄ変換回路が必要となる。
【００２０】
バス２６に接続されたメモリ２０は各種情報を記憶し、交換時期判断部２１は本発明の構成に従い、像担持体としての感光体ドラムの交換時期を判断する。また、表示部は、本体の状況を表示する。外部Ｉ／Ｆ２３は、本体外部との通信を行うために設けられ、この外部Ｉ／Ｆ２３を介して、ネットワーク接続されたクライアント端末２４やサーバ２５に本体情報を送信することが可能となる。
【００２１】
図２はグリッドバイアスを固定したときの感光体ドラムの表面電位の経時変化を示す図である。横軸に経時を示す例として、感光体ドラム１の駆動時間を示している。縦軸は感光体ドラム１の表面電位である。このように、感光体ドラム１の総駆動時間が多くなると、帯電電位は下がる傾向になる。これは感光体ドラム１の表面に塗布されている感光層の磨耗により生じている。詳細については後述するが、本発明では、感光体ドラム１の表面電位の変化を検出し、その検出結果を基に感光体ドラム１の交換時期（またはそれに関する所定の状態）を判断（推定）するものである。
【００２２】
図３は感光体ドラム１の表面電位（帯電電位）が一定となるように、グリッドバイアスを制御したときの経時に対する表面電位の変化とグリッドバイアスの変化を示している。図２に示した通り、経時により、グリッドバイアスを固定した場合は表面電位は下がる傾向となる。そのため、これを補正するためには、グリッドバイアスを大きくする必要がある。
【００２３】
図４はグリッドバイアスを変更したときの感光体ドラムの表面電位の特性を示す図である。横軸はグリッドバイアス、縦軸は表面電位を示している。イニシャル状態での帯電電位特性（イニシャル帯電電位）は略線形の特性を示すが、交換時期になると、経時による感光体の膜削れにより、線形性を失ってしまう。このような状況になると、表面電位センサ１７を用いて表面電位制御を実行したとしても、表面電位の安定化を図ることができなくなり、カブリ画像などの画像欠陥が生じてしまう。
【００２４】
図５は感光体ドラム１の主走査方向に対する表面電位センサ１７の取り付け位置の一例を示す図である。この例では、表面電位センサ１７を主走査方向の略中央、すなわち画像形成領域のほぼ中央に配置しているが、画像形成領域中、最も使用頻度が高く、感光体の磨耗が多い位置に配置することが望ましい。
【００２５】
実施の形態１．
図６は本発明の実施の形態１に係る動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態１では、まず、帯電器２におけるグリッドバイアスを所定の値（例えば設計値）に設定し（ステップＳ１）、感光体ドラム１を帯電させる（ステップＳ２）。次に、その表面電位を検出し（ステップＳ３）、その検出した結果が図示しないメモリ２０に格納されている表面電位下限値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。下限値まで到達していない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ７）。下限値まで到達した場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）は、画像形成装置本体に具備されている操作パネル等の表示装置（表示部２２）に感光体ドラムの交換要求を表示する（ステップＳ５）。また、ネットワークを介して他の端末に接続されている場合、感光体ドラムの交換要求を送信する（ステップＳ６）。ここでは、図示しないが、保守サービス部門への伝達もネットワーク接続されているのであれば、そこにも感光体ドラムの交換要求を送信し、待機状態に戻る（ステップＳ７）。
【００２６】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２に係る動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態２は、感光体ドラムを交換した直後の表面電位を検出し、その検出結果を基準として定期的に行われる感光体ドラムの表面電位検出結果を判定するようにしている。まず、感光体ドラムを交換した直後の時期に所定のグリッドバイアスを設定して（ステップＳ１１）、帯電開始を行い（ステップＳ１２）、イニシャル時の感光体表面電位ｖ０＿ｉを検出し（ステップＳ１３）、メモリに格納し（ステップＳ１４）、初期状態における検出値の取り込み作業を終了する。
【００２７】
以降、通常動作中に定期的に表面電位検出を行い（ステップＳ１５〜ステップＳ２１）、表面電位検出結果とメモリに保存してあるイニシャル状態の検出結果の差を計算した結果が、メモリ２０に保存されている許容値（設定値）の範囲内にあるかどうかを確認する。即ち、図７においては、ステップＳ１５，Ｓ１６において、定期的に行われる検出タイミングとなったか否かを判断し、検出タイミングとなったときは（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、グリッドバイアスを設定して（ステップＳ１７）、帯電開始を行い（ステップＳ１８）、表面電位ｖ０＿ｎを検出する（ステップＳ１９）。そして、イニシャル表面電位ｖ０＿ｉから定期的に行われる検出結果である表面電位ｖ０＿ｎを減算してその差Δｖ０を求める（ステップＳ２０）。そして、その差Δｖ０が所定の範囲（設定値範囲）にあるか否かを判断し（ステップＳ２１）、所定範囲内にある場合（ステップＳ２１，Ｎｏ）は、通常の使用状態もしくは待機状態となる（ステップＳ１５に戻る）。
【００２８】
一方、所定の範囲内に無い場合（ステップＳ２１，Ｙｅｓ）は、画像形成措置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ２２）、ネットワーク接続された端末、またはサービス部門への通知を行うことになる（ステップＳ２３）。通知後は、通知後モードにおける待機状態となり、通常使用が行われる（ステップＳ２４）。なお、この通知後モードでは、画像形成装置の使用において、交換要求表示が継続して表示されるようにすることができる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態３は、表面電位の安定化制御（帯電電位がある電位（最適値又は設計値）となるようにする制御）を行うに際してグリッドバイアスの初期設定値（設計値）からの変更量を求め、該変更量が所定範囲内にない場合に交換時期を判断するようにしたものである。
【００３０】
まず、グリッドバイアスを初期値に設定し（ステップＳ３１）、帯電を開始する（ステップＳ３２）。次に、表面電位センサ１７による表面電位を検出し（ステップＳ３３）、その検出結果が所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ３４，ステップＳ３５）。
【００３１】
そして、表面電位センサ１７の検出結果が所定値（所定範囲内）となったとき（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）のグリッドバイアス値と、制御開始時のグリッドバイアス値（初期値）の差（グリッドバイアスの変更量ΔＶＧ）を算出し保存（ステップＳ３６）し、その変更量ΔＶＧがメモリ２０に予め記憶されている許容値の範囲内にあるかどうかを判定する（ステップＳ３７）。そして、許容値の範囲内にあると判定された場合（ステップＳ３７，Ｙｅｓ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ３８）。一方、許容値の範囲内にないと判定された場合（ステップＳ３７，Ｎｏ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ３９）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ４０）、待機状態となる（ステップＳ３８）。
【００３２】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４に係る動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態４は、感光体ドラムの交換要求直後に表面電位制御を実行すると共に、その後定期的に表面電位制御を実行し、その制御結果であるグリッドバイアス値をイニシャル時のもの（初期値）と比較し、その値が所定範囲にない場合に感光体ドラムの交換時期と判断するようにしたものである。
【００３３】
まず、グリッドバイアスを設計値に設定し（ステップＳ４１）、帯電を開始する（ステップＳ４２）。次に、表面電位センサ１７による表面電位を検出し（ステップＳ４３）、その検出結果が所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ４４，ステップＳ４５）。
【００３４】
そして、表面電位が所定値となったとき（ステップＳ４４，Ｙｅｓ）のグリッドバイアス最終値ＶＧ＿ｉをメモリに保存し（ステップＳ４６）、これをグリッドバイアス初期値とする。
【００３５】
次に、定期的に行う交換時期判断のための表面電位制御タイミング（時期）か否かを判定し（ステップＳ４７，ステップＳ４８）、判断時期と判定されると（ステップＳ４８，Ｙｅｓ）、ステップＳ４６で保存されたグリッドバイアス初期値ＶＧ＿ｉをグリッドバイアスとして設定し（ステップＳ４９）、帯電を開始する（ステップＳ５０）。次に、表面電位センサ１７による表面電位を検出し（ステップＳ５１）、その検出結果が所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ５２，ステップＳ５３）。
【００３６】
検出結果が所定値となった場合（ステップＳ５２，Ｙｅｓ）、そのときのグリッドバイアスをグリッドバイアス最終値ＶＧ＿ｎとして保存し（ステップＳ５４）、その値ＶＧ＿ｎからグリッドバイアス初期値ＶＧ＿ｉの差が規定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ５５）。そして、規定範囲内にあると判定された場合（ステップＳ５５，Ｙｅｓ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ５６）。一方、規定範囲内にないと判定された場合（ステップＳ５５，Ｎｏ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ５７）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ５８）、待機状態となる（ステップＳ５６）。
【００３７】
実施の形態５．
実施の形態５は、感光体の磨耗以外の影響による表面電位特性変化の影響をキャンセルするようにした場合について説明する。
図１０は、感光体ドラム１に画像形成領域１ａと共に、画像を形成しない領域である非画像形成領域１ｂを設け、その非画像形成領域１ｂの表面電位をも検出できるように表面電位センサ１７ｂを配置したときの構成を示す図である。
画像形成領域１ａには表面電位センサ１７ａが配置されており、表面電位センサ１７ａ及び表面電位センサ１７ｂの出力はＩ／Ｏ１８を介してＣＰＵ１９（図１参照）へ入力される。
【００３８】
図１１は、感光体ドラム１の画像形成領域１ａと非画像形成領域１ｂの２つの表面電位を検出し、その検出値に基づいて感光体ドラムの交換要求時期を判断（予測）するための動作の一例を示すフローチャートである。まず、所定のグリッドバイアスを設定して（ステップＳ６１）、帯電を開始し（ステップＳ６２）、画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａを検出する（ステップＳ６３）と共に非画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂを検出し（ステップＳ６４）、その差ｖ０＿ｎを算出する（ステップＳ６５）。
【００３９】
次に、算出した結果ｖ０＿ｎが予めメモリ２０に予め格納されている許容値以上であるか否かを判断し（ステップＳ６６）、許容値以上でない場合には（ステップＳ６６，Ｎｏ）、待機状態となる（ステップＳ６９）。許容値以上である場合（ステップＳ６６，Ｙｅｓ）は、本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ６７）、ネットワーク接続された端末、及びサービス部門への通知を行うことになる（ステップＳ６８）。このようにグリッドバイアスを所定値に設定して、画像形成領域と非画像形成領域の表面電位を同時に検出し、その検出結果の差を基準として判定を行う（所定範囲にあるか否かを判定する）ことにより、感光体の磨耗以外の影響による表面電位特性変化の影響をキャンセルすることが可能となる。
【００４０】
実施の形態６．
図１２は本発明の実施の形態６の動作を示すフローチャートである。実施の形態６は、実施の形態５の図１０に示したと同様の構成を用い、画像形成領域１ａの表面電位を所定の値に制御した後に非画像形成領域１ｂの表面電位を検出し、その検出結果を基準として感光体の交換時期を予測するようにしている。
【００４１】
まず、グリッドバイアスを初期値（設計値）に設定し（ステップＳ７１）、帯電を開始する（ステップＳ７２）。次に、表面電位センサ１７ａによる画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａを検出し（ステップＳ７３）、その検出結果ｖ０＿ａが所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ７４，ステップＳ７５）。
【００４２】
そして、表面電位センサ１７ａの検出結果が所定値となったとき（ステップＳ７４，Ｙｅｓ）の非画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂを表面電位センサ１７ｂで検出し（ステップＳ７６）、その値が所定値以上となるか否かを判定する（ステップＳ７７）。そして、所定値以上でないと判定された場合（ステップＳ７７，Ｎｏ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ８０）。一方、所定値以上と判定された場合（ステップＳ７７，Ｙｅｓ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ７８）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ７９）、待機状態となる（ステップＳ８０）。
【００４３】
実施の形態７．
図１３は本発明の実施の形態７の動作を示すフローチャートである。実施の形態７は、実施の形態６における非画像形成領域１ｂの電位を所定の値に制御したときの画像形成領域１ａの表面電位検出結果を用いて感光体の交換時期を判断（予測）するようにする。
【００４４】
まず、グリッドバイアスを初期値（設計値）に設定し（ステップＳ８１）、帯電を開始する（ステップＳ８２）。次に、表面電位センサ１７ｂによる非画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂを検出し（ステップＳ８３）、その検出結果ｖ０＿ｂが所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ８４，ステップＳ８５）。
【００４５】
そして、表面電位センサ１７ｂの検出結果が所定値となったとき（ステップＳ８４，Ｙｅｓ）の画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａを表面電位センサ１７ａで検出し（ステップＳ８６）、その値が所定値以上となるか否かを判定する（ステップＳ８７）。そして、所定値以上でないと判定された場合（ステップＳ８７，Ｎｏ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ９０）。一方、所定値以上と判定された場合（ステップＳ８７，Ｙｅｓ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ８８）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ８９）、待機状態となる（ステップＳ９０）。
【００４６】
実施の形態８．
図１４は本発明の実施の形態８の動作を示すフローチャートである。実施の形態８は、感光体ドラムの交換直後に画像形成領域１ａの表面電位制御を行い、制御終了と同時に検出した非画像形成領域１ｂの表面電位を基準として感光体の交換時期を予測するようにしている
【００４７】
まず、グリッドバイアスを初期値（設計値）に設定し（ステップＳ９１）、帯電を開始する（ステップＳ９２）。次に、表面電位センサ１７ａによる画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａ１を検出し（ステップＳ９３）、その検出結果ｖ０＿ａ１が所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ９４，ステップＳ９５）。
【００４８】
そして、表面電位センサ１７ａの検出結果が所定値となったとき（ステップＳ９４，Ｙｅｓ）の非画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂ１を表面電位センサ１７ｂで検出し（ステップＳ９６）、それらの値ｖ０＿ａ１とｖ０＿ｂ１をメモリに格納し（ステップＳ９７）、これらを表面電位の初期値とする。
【００４９】
次に、定期的に行う交換時期判断のための表面電位制御タイミング（時期）か否かを判定し（ステップＳ９８，ステップＳ９９）、判断時期と判定されると（ステップＳ９９，Ｙｅｓ）、表面電位センサ１ａにより画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａ２を検出する（ステップＳ１００）し、この表面電位ｖ０＿ａ２が所定値（制御目標値：ステップＳ９４の場合と同じ）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ１０１，ステップＳ１０２）。
【００５０】
検出結果が所定値となった場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、そのときの非画像形成領域の表面電位ｖ０＿ｂ２を検出し（ステップＳ１０３）、この表面電位ｖ０＿ｂ２とステップＳ９６で検出された非画像形成領域の表面電位ｖ０＿ｂ１との差Δｖ０を求め（ステップＳ１０４）、その差が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、所定値以上でないと判定された場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ１０８）。一方、所定値以上と判定された場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ１０６）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ１０７）、待機状態となる（ステップＳ１０８）。
【００５１】
実施の形態９．
図１５は本発明の実施の形態９の動作を示すフローチャートである。実施の形態９は、感光体ドラムの交換直後に画像形成領域１ａの表面電位制御を行い、制御終了と同時に検出した非画像形成領域１ｂの表面電位を基準として感光体の交換時期を判断するようにしている
【００５２】
まず、グリッドバイアスを初期値（設計値）に設定し（ステップＳ１０１）、帯電を開始する（ステップＳ１０２）。次に、表面電位センサ１７ｂによる画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂ１を検出し（ステップＳ１０３）、その検出結果ｖ０＿ｂ１が所定値（制御目標値）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ１０４，ステップＳ１０５）。
【００５３】
そして、表面電位センサ１７ｂの検出結果が所定値となったとき（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）の画像形成領域１ａの表面電位ｖ０＿ａ１を表面電位センサ１７ａで検出し（ステップＳ１０６）、その値ｖ０＿ａ１をメモリに格納し（ステップＳ１０７）、これらを表面電位の初期値とする。
【００５４】
次に、定期的に行う交換時期判断のための表面電位制御タイミング（時期）か否かを判定し（ステップＳ１０８，ステップＳ１０９）、判断時期と判定されると（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、表面電位センサ１７ｂにより画像形成領域１ｂの表面電位ｖ０＿ｂ２を検出する（ステップＳ１１０）し、この表面電位ｖ０＿ｂ２が所定値（制御目標値：ステップＳ１０４の場合と同じ）となるようにグリッドバイアスを変更する（ステップＳ１１１，ステップＳ１１２）。
【００５５】
検出結果が所定値となった場合（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、そのときの画像形成領域の表面電位ｖ０＿ａ２を検出し（ステップＳ１１３）、この表面電位ｖ０＿ａ２とステップＳ１０６で検出された画像形成領域の表面電位ｖ０＿ａ１との差Δｖ０を求め（ステップＳ１１４）、その差が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。そして、所定値以上でないと判定された場合（ステップＳ１１５，Ｎｏ）は、通常の使用状態若しくは待機状態となる（ステップＳ１１８）。一方、所定値以上と判定された場合（ステップＳ１１５，Ｙｅｓ）は、画像形成装置本体に具備されている表示装置に感光体ドラムの交換要求を表示し（ステップＳ１１６）、ネットワーク接続された端末、およびサービス部門への通知を行って（ステップＳ１１７）、待機状態となる（ステップＳ１１８）。
【００５６】
実施の形態１０．
図１６は交換時期に到達したときの表示例を示している。
この表示例では、画像形成層値の操作パネル２２の表示部２２ａに「感光体ドラムを交換してください」という表示を行っている。なお、２２ｂは操作キー部分、２２ｃは感光体ドラムの位置を示す表示部分である。また、上記表示は、画像形成装置本体に設けられている表示装置以外に、別に設置されている画像形成装置に電気的に接続されている表示装置に表示することもできる。
【００５７】
さらに、図１７に示すように画像形成装置が接続されているネットワーク上の他の端末の表示装置に警告を表示することもできる。例えば画像形成装置がそれに接続されているクライアントＰＣに表示させることにより、複数の使用者が交換時期を知ることが可能となる。即ち、図１７では、本発明に係る画像形成装置５０がネットワーク２７を介して複数のクライアントＰＣ２４−１〜２４−ｎに接続され、各クライアントの表示装置２４ａ−１〜２４ａ−ｎに交換時期が表示される。
【００５８】
また、画像形成装置の保守作業を行う部門が画像形成装置の設置場所と異なる場所にある場合、前述のネットワークを介して状況を伝達することにより、ダウンタイムを低減させることが可能となる。
【００５９】
また、ネットワークを管理するサーバ２５に交換時期に到達したという情報を送信し、サーバ２５にその情報を保持し、そのサーバ２５を介して画像形成装置の管理者、もしくは保守作業者に対して交換時期に到達したことを伝達することでダウンタイムを低減させることが可能となる。
【００６０】
実施の形態１１．
本発明で行われる検出動作（交換時期判断動作）はユーザが画像形成装置を使用していない時間帯に定期的に若しくは適宜行うことが望ましい。そこで、電源投入時、規定枚数出力後の連続ＪＯＢ終了後、長時間の待機状態解除後、長期間の余熱状態解除後等、画像形成装置が使用可能な状態で、使用者が使用しない状態の所定の時間帯を設定しておく時間帯設定部を例えば交換時期判断部内にソフトウェア的に設け、この設定部に設定された時間帯に交換時期判断部が交換時期判断動作を行うようにすることで、使用者が画像形成装置が交換時期判断のために使用できなくなるという状況をなくすことが可能となる。
【００６１】
実施の形態１２．
ところで、実際に交換時期に到達した時点で交換時期であることを表示するようにすると、それ以後、不良画像が形成される虞が高くなるために、至急感光体ドラムを交換しなければならないという事態が生じ、交換時期の表示から交換が終了するまでの間、画像形成装置を使用することができなくなる。
そこで、感光体ドラム１が使用不可能な状態になる前に、交換時期が近づいていることを示すための第１所定値と、完全に交換が必要なことを示す第２所定値の２種類を設け、後述する通信又は通報手段により交換を促すことで、ダウンタイムの軽減を行うことが可能となる。
【００６２】
図１８は感光体ドラムの使用不能状態となる前に、交換要求を表示装置や表示部に表示する場合を、例えば実施の形態２に対応させて示すフローチャートである。
まず、感光体ドラム１を画像形成装置本体に据え付けたときの表面電位の初期値を検出し（ステップＳ１２１）、画像形成装置本体に内蔵されたメモリにその検出結果である検出値を保持する（ステップＳ１２２）、そして通常に画像形成装置を使用するが（ステップＳ１２３）、所定の使用期間が経過することを条件に（ステップＳ１２４，Ｙｅｓ）、再度同様に表面電位を検出する（ステップＳ１２５）。
【００６３】
そして、この検出値とメモリに保持された検出値の偏差（検出値−保持値）を算出し（ステップＳ１２６）、その算出値が第１の設定値（交換予告値）より大きくなることを条件に（ステップＳ１２７，Ｙｅｓ）、感光体ドラム１の交換予告を行い、その交換要求表示（送信）を行う（ステップＳ１２８）。次にステップＳ１２９においては、ステップＳ１２６で算出された算出値が第２の設定値（ライフエンド値）よりも大きくなることを条件に（ステップＳ１２９，Ｙｅｓ）、画像形成装置（Ｍ／Ｃ）を停止する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１２６で算出された算出値が第２の設定値（ライフエンド値）よりも大きくない場合は（ステップＳ１２９，Ｎｏ）、ステップＳ１２３〜ステップＳ１２９の処理が繰り返されて、その間、ユーザは交換要求表示があることを認識しつつ画像形成装置を使用し続けることができる。
実施の形態１２は、実施の形態２に対応させて示したが、上述した全ての実施の形態に適用できることは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、トナーなどを消耗することなく、簡単に、しかも信頼度高く像担持体の交換時期を判断することができる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電子写真方式の画像形成装置の感光体ドラム及びその周辺の構成を示す図である。
【図２】感光体ドラムの表面電位の経時変化を示す図である。
【図３】感光体ドラムの表面電位（帯電電位）が一定となるように、グリッドバイアスを制御したときの経時に対する表面電位の変化とグリッドバイアスの変化を示しす図である。
【図４】グリッドバイアスを変更したときの感光体ドラムの表面電位の特性を示す図である。
【図５】感光体ドラムの主走査方向に対する表面電位センサの取り付け位置の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】画像形成領域と非画像形成領域を有する感光体ドラムを示すと共に、これら領域に設けられた表面電位センサを示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態８に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態９に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図１６】感光体ドラムが交換時期に到達したときの表示例を示している。
【図１７】画像形成装置のネットワーク接続状態を示すブロック図である。
【図１８】感光体ドラムの使用不能状態となる前に、交換要求を表示装置や表示部に表示する場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  感光体ドラム、１ａ  画像形成領域、１ｂ  非画像形成領域、２  帯電器、４  グリッド、３  チャージワイヤ、６  現像器、１４  帯電用高圧電源、１５  グリッド用高圧電源、１７，１７ａ，１７ｂ  表面電位センサ、１８  Ｉ／Ｏ、２１  交換時期判断部、２２  表示部、２４  クライアント端末、２５  サーバ、２７ネットワーク。
【図１】
2005017512.tif 000003
【図２】
2005017512.tif 000004
【図３】
2005017512.tif 000005
【図４】
2005017512.tif 000006
【図５】
2005017512.tif 000007
【図６】
2005017512.tif 000008
【図７】
2005017512.tif 000009
【図８】
2005017512.tif 000010
【図９】
2005017512.tif 000011
【図１０】
2005017512.tif 000012
【図１１】
2005017512.tif 000013
【図１２】
2005017512.tif 000014
【図１３】
2005017512.tif 000015
【図１４】
2005017512.tif 000016
【図１５】
2005017512.tif 000017
【図１６】
2005017512.tif 000018
【図１７】
2005017512.tif 000019
【図１８】
2005017512.tif 000020