(57)【要約】【課題】像担持体の個体差をも考慮に入れることができて、且つ高精度にて、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得る。【解決手段】感光体ドラム１に対向する位置に設けられ、光を感光体ドラム１に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサ１６と、感光体ドラム１のライフ初期時において、光学式センサ１６により検出された感光体ドラム１からの反射光量を記憶する記憶部２０と、ライフ初期時以降において、光学式センサ１６により検出された感光体ドラム１からの反射光量と、記憶部２０に記憶された反射光量とを比較し、該比較結果に基づいて感光体ドラム１の交換時期に関する所定の状態を判断する交換時期判断部２１とを備える。【選択図】        図１
2005017970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、
前記像担持体のライフ初期時に前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量を記憶する記憶部と、
前記ライフ初期時以降において、前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量と、前記記憶部に記憶された反射光量とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部と、
を備えてなる画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記状態判断部は、前記記憶部に記憶された反射光量と前記ライフ初期時以降において前記光学式センサにより検出された反射光量との差又は比率に基づいて交換時期を判断する画像形成装置。
【請求項３】
像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、
前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量が所定の値となるように前記光学式センサの発光量の制御を行うセンサ発光量制御部と、
前記センサ発光量制御部による制御信号レベルに基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部と、
を備えてなる画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記センサ発光量制御部は、前記光学式センサからの照射光をモニタするモニタ用受光器を備え、該モニタ用受光器の出力が定常レベルになるように前記光学式センサの制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
像担持体の画像形成に寄与する領域である画像形成領域に対向する位置に設けられ、光を前記画像形成領域に対して照射すると共に、その反射光を検出する第１光学式センサと、
像担持体の画像形成に寄与しない領域である非画像形成領域に対向する位置に設けられ、光を前記非画像形成領域に対して照射すると共に、その反射光を検出する第２光学式センサと、
前記第１光学式センサの検出信号と前記第２光学式センサの検出信号に基づいて、前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部と、
を備えてなる画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記状態判断部は、前記第１光学式センサの検出信号と前記第２光学式センサの検出信号の差又は比率に基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記像担持体のライフ初期時に前記第１光学式センサの検出信号と前記第２光学式センサの検出信号が同じとなる各光学式センサの制御信号レベルを記憶するレベル記憶部と、
前記像担持体のライフ初期時以降において、前記レベル記憶部に記憶された制御信号レベルで前記第１光学式センサと前記第２光学式センサとを制御する光学式センサ制御部とを備え、
前記状態判断部は、前記光学式センサ制御部により制御される前記第１光学式センサ及び前記第２光学式センサの検出信号に基づいて、前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、
前記像担持体を回転させる像担持体駆動部と、
前記像担持体駆動部により前記像担持体を回転させつつ前記光学式センサにより検出された反射光量の変動幅に基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部と、
を備えてなる画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記状態判断部は、前記像担持体のライフ初期時に取得した反射光量の変動幅を用いて前記像担持体のライフ初期時以降に取得した反射光量の変動幅を補正す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、電子写真技術を用いた画像形成装置に関し、特に像担持体の近傍に投光器と受光器からなる反射式光学センサを備え、投光器から感光体ドラムに投光された光の反射光を受光器により検出し、その反射光の検出結果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】
像担持体として、例えば感光体ドラムは、その感光体層の経時的な特性変化により、画像品質を維持することができなくなるという寿命を有し、この寿命に従って像担持体の交換が必要となる。
感光体層が経時的な特性変化を有する理由は、現像材、感光体ドラム上の余剰トナー除去手段、転写手段、出力用紙などが感光体ドラムに接触するなど、物理的な外的要因の作用により生じる感光体層の削れにより、膜厚が変化して電位特性が変化するためである。
【０００３】
従来より知られる感光体ドラムの寿命を検知する第１の技術は、感光体の駆動時間（回転時間）や画像出力枚数などを用いて、所定時間、回数、枚数に到達したら交換時期と判断して警告するようにしたものである。
【０００４】
また、第２の技術として、感光体ドラムを照射する投光手段と、感光体ドラムからの反射光を受光する受光手段を有する検出手段を備え検出手段による反射光の検出結果より、感光体層の膜厚を検出し、検出結果が所定値以下の時に寿命に達したことを警告するようにしたものが知られる（例えば特許文献１参照）。この膜厚には、電荷発生層と電荷輸送層で構成された感光体の電荷輸送層からなる膜厚、または電荷発生層、電荷輸送層、表面層で構成された感光体の表面層膜厚があげられ、更に、画像濃度制御のためのセンサを膜厚検知用として用いることが開示されている。
【０００５】
さらに、第３の技術として、感光体層の膜厚を検出する光学式センサと表面電位を検出する表面電位センサの出力を比較し、どちらか一方が基準値に達した場合に警告するようにしたものが知られている（例えば特許文献２参照）。この表面電位センサは、その検出値により、作像パラメータの調整を行うことに使用され、作像パラメータを調整する手段はレーザーパワーと帯電電位である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１７４９０４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４７５４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１の技術は、感光体ドラムの感光体層の層厚（膜厚）変化を直接測定するものではなく、あくまで予想に基づく交換時期の警告となるため、警告前に交換する必要が生じた場の対応が不可能であり、このような場合は寿命を終えた感光体ドラムを使用し続けることとなり、画像形成の品質が低下する。また、その一方で、感光体ドラムはまだ十分使用可能な状態であるにも拘わらず警告が生じる場合もあり、このような場合に感光体ドラムの交換を行うことは、感光体ドラムの使用効率を低下させ、資源に無駄を生じさせることともなる。
【０００８】
また、第２、第３の技術では、感光体ドラムそれぞれが有する個体差が考慮されていない。即ち、感光体ドラムは、初期状態よりそれぞれ個体差に基づいて反射率が異なっている。なお、この点は第１の技術も同様である。従って、反射光が一定の基準値に達した場合に交換時期の警告を行うようにしたのでは、初期よりその反射光が基準値に近い感光体ドラムについては、まだ十分に使用できるにも拘わらず交換が行われることとなって資源の無駄になるし、一方、反射光が基準値から離れている感光体ドラムについては、既に寿命を越えたにも拘わらず、交換されないで使用されることが生じ、画像品質を低下させることとなる。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために成されたものであり、像担持体の個体差をも考慮に入れることができて、且つ高精度にて、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得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、前記像担持体のライフ初期時に前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量を記憶する記憶部と、前記ライフ初期時以降において、前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量と、前記記憶部に記憶された反射光量とを比較し、該比較結果に基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部とを備えてなる。
【００１１】
また、本発明は、像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、前記光学式センサにより検出された前記像担持体からの反射光量が所定の値となるように前記光学式センサの発光量の制御を行うセンサ発光量制御部と、前記センサ発光量制御部による制御信号レベルに基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部とを備えてなる。
【００１２】
また、本発明は、像担持体の画像形成に寄与する領域である画像形成領域に対向する位置に設けられ、光を前記画像形成領域に対して照射すると共に、その反射光を検出する第１光学式センサと、像担持体の画像形成に寄与しない領域である非画像形成領域に対向する位置に設けられ、光を前記非画像形成領域に対して照射すると共に、その反射光を検出する第２光学式センサと、前記第１光学式センサの検出信号と前記第２光学式センサの検出信号に基づいて、前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部とを備えてなる。
【００１３】
また、本発明は、像担持体に対向する位置に設けられ、光を前記像担持体に照射すると共に、その反射光を検出する光学式センサと、前記像担持体を回転させる像担持体駆動部と、前記像担持体駆動部により前記像担持体を回転させつつ前記光学式センサにより検出された反射光量の変動幅に基づいて前記像担持体の交換時期に関する所定の状態を判断する状態判断部とを備えてなる。
【００１４】
【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２８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１４，１５，２８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を介してサーバ２４やクライアント端末２５に接続されている。
【００１５】
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。まず、図示しない画像形成開始信号が入力されることにより、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に接続されており、バイアスを供給されている。
【００１６】
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）２８と接続されており、現像に必要なバイアスを供給している。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、本実施の形態では、現像器６と転写ローラ７間における感光体ドラム近傍に感光体ドラム１の反射光を検出して感光体ドラムの交換時期を判断するための光学式センサ１６が配置されている。なお、本実施の形態において、この光学式センサ１６は感光体ドラム１上に現像されたトナー像のトナー量を光学的に検出するセンサとしても兼用されるようにしているため、現像器６からクリーナ１０までの間のいずれかの位置に配置される必要があるが、トナー量の検出のために別個のセンサが設けられている場合は、光学式センサ１６の取り付け位置の制限はなく、取り付けスペースを優先的に考慮した位置に配置させればよい。
【００２０】
そして、トナー量を検出した光学式センサ１６の検出結果（トナー量）は、グリッドバイアス、現像バイアス、レーザ光学系中に設けられている図示しないレーザダイオードの発光量等、画像形成条件にフィードバックされ、画質の安定化を図ることが可能となる。
【００２１】
バス２６には各種情報を記憶するメモリ２０、感光体ドラムの交換時期を推定する交換時期判断部２１、本体の状況を表示部２２が接続されており、本体外部との通信を行うため、外部Ｉ／Ｆ２３を具備している。
この外部Ｉ／Ｆ２３により、ネットワーク接続されたサーバ２４やクライアント２５に本体情報を送信することが可能となる。
【００２２】
図２は、主走査方向での感光体ドラムと光学式センサの位置関係を示す図である。
光学式センサ１６は、感光体ドラム１の画像形成領域１ａの反射光を検出するため、感光体ドラム１の画像形成領域１ａの長さ範囲内に配置されている。図３は光学式センサ１６の内部構成を示すブロック図の一例である。光学式センサ１６は感光体ドラム１表面を照射する発光素子３３、発光素子３３を制御する発光素子制御回路３２、感光体ドラム１からの反射光を受光する受光素子３０、受光素子３０の出力信号を増幅する増幅回路３１で構成されている。
【００２３】
この光学式センサ１６の動作について説明すると、Ｉ／Ｏ１８より、発光素子３３の発光量制御条件を指示する信号が発光素子制御回路３２に入力され、入力された制御信号で発光素子３３は発光を開始して感光体ドラム１を照射する。そして、感光体ドラム１からの反射光は受光素子３０に受光され、増幅回路３１で増幅されてＩ／Ｏ１８に出力される。
【００２４】
図４は、感光体ドラム１の感光体層の消耗により変化する感光体ドラム１の反射光量に対応するセンサ出力を示す図である。感光体ドラム１は使用されれば使用されるほど、反射率が高くなり、光学式センサ１６の出力レベルも高くなる。そこで、感光体ドラムのライフ初期時におけるこの感光体反射光量に相当するセンサ出力（電圧）と稼動状態（ライフ初期時以降）でのセンサ出力（電圧）の差、もしくは比率を算出し、その算出結果が初期設定された値以下となったとき（初期設定された条件を満たしたとき）、感光体ドラムの交換時期と判断することができる。
【００２５】
感光体ドラム１の感光層の膜厚と反射率の関係を図５を用いて説明する。図５は感光体ドラムの感光層の断面を示す図である。
図に示すように、アルミなどの金属素管（基板）１０１上にアンダーコート層１０２、電荷発生層（ＣＧＬ）１０３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１０４、オーバーコート層１０５というように、感光体ドラム１の特性の安定化、ロングライフ化を行うため、複数の層により構成されている。光学式センサ１６の発光素子３３より出射された光は、オーバーコート層１０５に照射され、オーバーコート層１０５表面で反射される光とオーバーコート層１０５を透過する光に分光される。
【００２６】
オーバーコート層１０５を透過した光はＣＴＬ１０４を照射する。ＣＴＬ１０４でも照射光はオーバーコート層と同様に反射光と透過光に分光され、反射光はオーバーコート層１０５の内側表面にてＣＴＬ側に反射される光とオーバーコート層１０５より出射される光に分光される。同様に、ＣＧＬ１０３、アンダーコート層１０２でも同様な光の分光がなされ、最終的に金属素管１０１に光が到達される。金属素管１０１は光を透過することがないため、金属素管１０１で鏡面反射と乱反射光に分光される。なお、各感光層１０２〜１０５も透過率が１００％と言うことはなく、感光層を形成する材料により透過中に光が散乱されるため、最終的には発光素子３３の発光量よりも少ない光が感光体層より出射されることになる。
【００２７】
ここで、ライフにより、オーバーコート層１０５から徐々に磨耗が始まり層厚が少なくなると、発光素子３３より同一光量で発光を行った場合に、感光層で減衰される光の量が少なくなり、感光層より出射される光量は感光層の磨耗前よりも大きくなる。
【００２８】
このような感光層の膜厚により変化する反射光、特に金属素管１０１からの反射光を検出することにより、所定値となった段階で感光体ドラム１の交換時期として認識することが可能となる。
【００２９】
更に、図６は、反射率の異なる感光体ドラム１（Ａ，Ｂ，Ｃ）の経時的な変化を示す図である。感光体ドラム１は各層１０２〜１０５の厚さや金属素管１０１の表面性などの差から、反射率に個体差を有する。よって、図６に示すように同一発光量で感光体ドラムを照射した場合に反射光量に差が生じてしまう。
【００３０】
そこで、このような個体差をキャンセルするために、図７のフローチャートに示すように、感光体ドラム１を画像形成装置本体に取り付けた直後の反射光量を検出し、画像形成装置本体に内蔵されたメモリ（記憶手段）に検出結果を保持し、その記憶された検出結果と定期的に行われる感光体ドラムの検出結果の比較を行い、その差が所定値を満たすことで、感光体ドラムの交換時期を認識するようにする。
【００３１】
即ち、具体的には、感光体ドラム１を画像形成装置本体に据え付けたとき（像担持体のライフ初期時）の反射光量を検出し（ステップＳ１）、画像形成装置本体に内蔵されたメモリ２０にその検出結果である反射光量を保持する（ステップＳ２）、そして通常に画像形成装置を使用するが（ステップＳ３）、所定の使用期間が経過することを条件（交換時期判断タイミング）に（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、再度反射光量を検出する（ステップＳ５）。そしてこの検出値とメモリ２０に保持された検出値の偏差（保持値−検出値）を算出し（ステップＳ６）、その算出値が設定値より小さくなる（所定条件を満たす）ことを条件に（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、感光体ドラム１の交換時期を判断（検出）し、その交換要求表示（送信）を行う（ステップＳ８）と共に、Ｍ／Ｃ（画像形成装置の画像形成処理部のマシーン）を停止する（ステップＳ９）。
【００３２】
実施の形態２．
上述した実施の形態における光学式センサは、発光素子３３の発光量を一定としたが、実施の形態２として、図８（Ａ）に示す光学式センサの発光量設定部を設け、外部から発光素子の発光量を制御可能な構成とするとともに、定期的な検出動作時に感光体ドラム１による反射光量の検出結果が常に一定となるように発光量を制御して、その際の制御信号レベルを比較することでも感光体ドラムの交換時期の認識が可能となる。
【００３３】
増幅回路３１との出力値と発光量設定部（一定値記憶器）３５から出力される所定値（一定値）とを加算器３６に入力してそれらの偏差を発光素子制御回路３２に入力する。発光素子制御回路３２はその偏差が零となるように、制御信号を出力するように構成する。この発光素子制御回路３２の出力制御信号を制御信号レベルとして検出する制御信号レベル検出部３７を設けて、この検出値を反射光量を検出値として扱ったと同様に扱うことにより感光体ドラムの交換時期を判断することができる。
【００３４】
更に、この場合に、発光素子３３の発光状態の早期安定化を図るため、発光素子３３の近傍に発光素子３３の発光量を検出するためのモニタ用受光素子（受光器）３４を設けて自動的に発光量を定常状態にコントロールする機構を備えるようにすれば、発光素子３３の安定状態下で発光量の一定値制御を実現でき、交換時期判断の信頼性を高めることができる。具体的には図８（Ｂ）に示されるように、発光素子３３からの発光量をモニタするためのモニタ用受光素子３４を備え、モニタ用受光素子３４による検出結果が定常状態（所定の一定値）となるように発光素子制御回路３２にフィードバックを行うようにする。
【００３５】
そして、更に上記図８（Ａ）では、発光素子制御回路３２の出力から制御信号レベルを検出するようにしたが、その制御信号レベルに代えてモニタ用受光素子の出力を検出することでも、発光素子の制御量、即ち制御信号レベルを検出することができる。この場合は、発光素子の早期安定化を図るためのモニタ用受光素子３４を制御信号レベル検出部３７として兼用できることなる。
【００３６】
実施の形態３．
上述した実施の形態では、感光体ドラム１の画像形成に寄与する部分（画像形成領域）の反射光を用いて交換時期を判断するようにしたが、さらに画像形成に寄与しない部分（非画像形成領域）の反射光を用いて交換時期を判断することもできる。
【００３７】
本実施の形態では、光学式センサとして、画像形成領域１ａを検出するための光学式センサ１６ａと非画像形成領域１ｂを検出するための光学式センサ１６ｂを感光体ドラム１の長手方向に取り付けたときの例を図９と図１０を用いて説明する。
【００３８】
図９は光学式センサ１６ａと光学式センサ１６ｂの配置を示す図である。図１０はこれら２つの光学式センサ１６ａ，１６ｂで検出した感光体ドラム１の反射光量の経時変化を示す図である。
光学式センサ１６ａ，１６ｂは電気部品で構成されているため、周囲の環境変化により検出特性が変化してしまう。そこで、感光体ドラム１上に画像形成を行わない領域（非画像形成領域）１ｂを設けて、非画像領域１ｂの光学式センサ１６ｂの出力を基準として画像形成領域１ａの光学式センサ１６ａの出力に補正を行う（光学式センサ１６ａの出力値から光学式センサ１６ｂの出力値を差し引く）ことにより、周囲の環境変化などによる光学式センサ１６ａの検出特性の変化をキャンセルし、これを所定値と比較することにより交換時期の認識精度を向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、前述したように感光体ドラム１は反射率に対して個体差を有している。そこで、前述の図８（Ａ），図８（Ｂ）に示すブロック図のように、光学式センサの発光素子３３の発光量をセンサ発光量制御部により制御可能な構成として、画像形成装置に感光体ドラム１を取り付けた直後の状態（ライフ初期時）での２つの光学式センサ１６ａ，１６ｂの反射光量が一致するように発光素子の発光量をセンサ発光量制御部により制御すると共にそのときの制御信号レベルをメモリ２０に記憶し、以後、そのときの制御信号レベルで定期的に二つの発光素子それぞれを制御して光学式センサ１６ａ，１６ｂの出力値を検出し、光学式センサ１６ａの出力値から光学式センサ１６ｂの出力値の差をとった値について、所定の値と比較を行うことで、交換時期を判断する。これによれば感光体ドラム１の反射率の個体差を吸収することが可能となる。
【００４０】
実施の形態４．
図１１は感光体ドラム１の表面電位の経時変化を示す図である。感光体ドラム１は膜厚の変化により表面電位特性が変化する。そのため、交換時期に近づくと帯電電位（絶対値）が低下する。そのため、感光体ドラム表面に帯電量の低いトナーが付着してしまい、そのままでは感光体ドラム表面の検出ができなくなってしまう。もしくは検出精度が落ちてしまう。
【００４１】
そこで、表面電位センサ１７と帯電器２を用いてグリッドバイアスを制御し、感光体ドラム１の表面電位がトナー付着が発生しないレベルとなるように、帯電電位を上げた状態で検出動作を行うことで、トナー付着による検出制度の悪化を防ぐことが可能となる。
【００４２】
このように、トナーが付着しないように帯電電位を上げるように帯電器２によりグリッドバイアスを制御した上で、上述してきたイニシャル状態での光学式センサの検出値と定期的（ライフ初期時以降適宜）に行われる検出動作を比較することにより、感光体ドラムの反射率の個体差の影響を抑制し、交換時期を認識することが可能となる。
【００４３】
更に、図９、図１０を用いて説明したように、非画像形成領域１ｂの光学式センサ１６ｂの検出結果を用いて、画像形成領域１ａのセンサ検出結果を補正することで、センサの環境変化等による影響をキャンセルすることが可能となる。
【００４４】
実施の形態５．
図１２は、回転する感光体ドラム１の表面を光学式センサで検出した際の光学式センサの出力波形を示す図である。
感光体ドラム１は、干渉縞等の対策のために金属素管表面を切削や液体フォーミング、サンドブラスト等の処理により粗らししている。
前述のとおり、感光体ドラム１に発光素子３３から光を照射して反射光を検出した場合、感光体ドラム１の金属素管表面１０１からの反射光も含まれているため、反射ムラとして反射光量に変動が生じてしまう。
また、この変動量は前述の通り感光層１０２〜１０５の膜厚にも関係しており、感光層が薄くなればなるほど感光層で減衰される光が減り、変動量が大きくなる。
【００４５】
そこで、この変動幅が所定値となったときに感光体ドラムの交換時期として認識することが可能である。
更に、この場合、感光体ドラム１の反射ムラは個体差があるため、感光体ドラム１の１回転以上における表面周上の反射光量を検出し、その検出結果の最大値と最小値の差を変動幅とすることで交換時期の認識精度が向上する。
更にまた、このとき、初期取付時（ライフ初期時）での光学式センサ検出値（第１変動幅）とライフ初期時以降定期的（又は適宜）に行われる光学式センサ検出値（第２変動幅）を比較し、第１変動幅と第２変動幅との差が所定値以上となったときに交換時期を判断するようにすることにより、感光体ドラムの反射率の個体差の影響を抑制し、交換時期を認識することが可能となる。
【００４６】
また、図９、図１０を用いて説明したように、非画像形成領域１ｂの光学式センサ１６ｂによる検出値を用いて、画像形成領域１ａの光学式センサ１６ａによる検出値を補正することで（画像形成領域１ａのセンサ出力の変動幅から非画像形成領域１ｂのセンサ出力の変動幅を差し引く）、センサの環境変化等による影響をキャンセルすることが可能となる。
【００４７】
実施の形態６．
図１３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（メンテ箇所）を示す表示部分である。なお、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ようにしても良い。
【００４８】
さらに、図１４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してもよい。例えば画像形成装置がそれに接続されている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１４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ＰＣ２５−１〜２５−ｎに接続され、各クライアントの表示装置２５ａ−１〜２５ａ−ｎに交換時期が表示される。
【００４９】
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。
また、ネットワークを管理するサーバ２４に交換時期に到達したという情報を送信し、サーバ２４にその情報を保持し、そのサーバ２４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。
【００５０】
実施の形態７．
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。
【００５１】
実施の形態８．
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。
【００５２】
図１５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した場合の動作を示すフローチャートである。
図１５について、その動作を説明すると、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反射光量を検出し（ステップＳ１１）、画像形成装置本体に内蔵されたメモリ２０にその検出結果である反射光量を保持する（ステップＳ１２）、そして通常に画像形成装置を使用するが（ステップＳ１３）、所定の使用期間が経過することを条件に（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、再度反射光量を検出する（ステップＳ１５）。
【００５３】
そしてこの検出値とメモリに保持された検出値の偏差（保持値−検出値）を算出し（ステップＳ１６）、その算出値が第１の設定値（交換予告値）より小さくなる（交換予告条件を満たす）ことを条件に（ステップＳ１７，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Ｓ１８）、そして、ステップＳ１９において、ステップＳ１６で算出された算出値が第２の設定値（ライフエンド値）よりも小さくなる（実際の交換条件を満たす）ことを条件に（ステップＳ１９，Ｙｅｓ）、画像形成装置（Ｍ／Ｃ）を停止する（ステップＳ２０）。ステップＳ１６で算出された算出値が第２の設定値（ライフエンド値）よりも小さくない場合は（ステップＳ１９，Ｎｏ）、ステップＳ１３〜ステップＳ１９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。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、像担持体の個体差をも考慮に入れることができて、且つ高精度にて、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得ることが可能にな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】主走査方向での感光体ドラムと光学式センサの位置関係を示す図である。
【図３】光学式センサ１６の内部構成を示すブロック図の一例である。
【図４】感光体ドラム１の感光体層の消耗により変化する感光体ドラム１の反射光量に対応するセンサ出力を示す図である。
【図５】感光体ドラムの感光層の断面を示す図である。
【図６】反射率の異なる感光体ドラム１（Ａ，Ｂ，Ｃ）の経時的な変化を示す図である。
【図７】感光体ドラムの反射率の個体差をキャンセルするための動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】光学式センサの制御部を示す図であり，図８（Ａ）は光学式センサの発光量制御部を示すブロック図、図８（Ｂ）は発光素子のフィードバック制御を示すブロック図である。
【図９】画像形成領域に設けられる光学式センサと非画像形成領域に設けられる光学式センサの配置を示す図である。
【図１０】画像形成領域に設けられる光学式センサと非画像形成領域に設けられる光学式センサで検出した感光体ドラムの反射光量の経時変化を示す図である。
【図１１】感光体ドラム１の表面電位の経時変化を示す図である。
【図１２】回転する感光体ドラム１の表面を光学式センサで検出した際の光学式センサの出力波形を示す図である。
【図１３】交換時期に到達したときの表示例を示す図である。
【図１４】画像形成装置が接続されているネットワーク状態を示す図である。
【図１５】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した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、２  帯電器、３  チャージワイヤ、４  グリッド、５  レーザ光学系、１７  表面電位センサ、６  現像器、８  転写ユニット  １３  定着器、１０  クリーナ、１２  除電ランプ、１４  帯電用高圧電源、１５  グリッド用高圧電源、１６  光学式センサ、２０  メモリ、２１  交換時期判断部、２２  表示部、２４  サーバ、２５  クライアント端末。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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