(57)【要約】【課題】感光体の表面の凹部の深さに応じた感光体の残寿命をより正確に把握することを可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、表面に複数の各々独立した凹部が形成された感光体１と、感光体１を回転駆動する駆動部１４と、帯電部材２と、帯電電圧を印加する電源Ｅ１と、露光装置３と、現像装置４と、転写装置１２と、制御部２０と、を有し、制御部２０は、画像形成動作時においては、感光体１を第１速度で回転駆動させ、試験動作時においては、感光体１を第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させるとともに、帯電部材２に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで感光体１を帯電して試験画像を形成させる構成とする。【選択図】図１２
2016145916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の各々独立した凹部が形成された回転可能な感光体と、
前記感光体を回転駆動する駆動部と、
前記感光体に接触して配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための帯電電圧を印加する電源と、
前記帯電部材によって帯電した前記感光体を露光して静電像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置によって前記感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、
任意の画像情報に応じたトナー像を形成して転写材に転写して出力する画像形成動作と、前記感光体の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成して転写材に転写して出力する試験動作と、を実行させる制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記画像形成動作時においては、前記感光体を第１速度で回転駆動させ、
前記試験動作時においては、前記感光体を前記第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させるとともに、前記帯電部材に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで前記感光体を帯電して前記試験画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記試験動作において更に、前記第１速度で前記感光体を回転駆動して形成した、前記試験画像と対比可能な比較用試験画像を転写材に転写して出力させ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】
前記制御部は、前記試験動作において更に、前記第１速度で前記感光体を回転駆動して形成した、前記濃度ムラの状況と前記感光体の残寿命とを関係付けることを可能とする基準画像を転写材に転写して出力させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
表面に複数の各々独立した凹部が形成された回転可能な感光体と、
前記感光体を回転駆動する駆動部と、
前記感光体に接触して配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための帯電電圧を印加する電源と、
前記帯電部材によって帯電した前記感光体を露光して静電像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置によって前記感光体に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、
前記感光体上のトナー像又は前記被転写体上のトナー像の濃度を検出するセンサと、
任意の画像情報に応じたトナー像を形成して転写材に転写して出力する画像形成動作と、前記感光体の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成し該試験画像のトナー像の濃度を前記センサにより検出する試験動作と、を実行させる制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記画像形成動作時においては、前記感光体を第１速度で回転駆動させ、
前記試験動作時においては、前記感光体を前記第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させるとともに、前記帯電部材に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで前記感光体を帯電して前記試験画像を形成させ、前記センサによる前記試験画像の検出結果に基づいて前記感光体の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記試験動作において更に、前記第１速度で前記感光体を回転駆動して前記試験画像と対比可能な比較用試験画像を形成させ、該比較用試験画像のトナー像の濃度を前記センサにより検出させて、前記センサによる前記試験画像の検出結果及び前記センサによる前記比較用試験画像の検出結果に基づいて、前記感光体の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記試験画像及び前記比較用試験画像の前記センサによるそれぞれの検出結果に基づいて前記試験画像及び前記比較用試験画像における濃度ムラに係る情報を求め、前記試験画像における濃度ムラに係る情報と前記比較用試験画像における濃度ムラに係る情報との差分に基づいて、前記感光体の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記濃度ムラに係る情報は、前記試験画像の基準となる濃度に対して生じた濃度段差の大きさであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記報知するための信号を、前記感光体の残寿命を示す情報を記憶する記憶部に出力することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記報知するための信号を、当該画像形成装置に設けられた操作部に出力し、該操作部において前記感光体の残寿命を示す情報を報知させることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記報知するための信号を、当該画像形成装置に通信可能に接続された機器に出力し、該機器において前記感光体の残寿命を示す情報を報知させることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成動作時には、主に前記感光体の表面の移動方向において前記感光体と前記帯電部材との接触部の下流側の前記感光体と前記帯電部材との間のギャップにおける放電により前記感光体が所定の帯電電位に帯電処理され、前記第２速度は、前記第１速度よりも速いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成動作時には、主に前記感光体の表面の移動方向において前記感光体と前記帯電部材との接触部の上流側の前記感光体と前記帯電部材との間のギャップにおける放電により前記感光体が所定の帯電電位に帯電処理され、前記第２速度は、前記第１速度よりも遅いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置にて用いられる電子写真感光体（感光体）としては、低価格及び高生産性の利点から、光導電性物質（電荷発生物質や電荷輸送物質）として有機材料を用いた感光層（有機感光層）を支持体上に設けてなる有機感光体が普及している。特に、回転可能なドラム型（円筒形）の感光ドラムが広く用いられている。
【０００３】
有機感光体としては、高感度及び材料設計の多様性の利点から、積層型感光層を有する感光体が主流である。積層型感光層は、光導電性染料や光導電性顔料の電荷発生物質を含有する電荷発生層と、光導電性ポリマーや光導電性低分子化合物の電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、が積層されて構成される。
【０００４】
ところで、感光体の表面には、帯電、露光、現像、転写、クリーニングにおいて、電気的外力、機械的外力、又はこれらの両方が直接加えられる。そのため、感光体には、これら外力に対する耐久性が要求される。具体的には、これら外力による表面の傷や摩耗の発生に対する耐久性、すなわち、耐傷性及び耐摩耗性が要求される。有機感光体の表面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術としては、次のものなどが知られている。結着樹脂として硬化性樹脂を用いた硬化層を表面層とした感光体。炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱又は光のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光体。同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光体。このように、近年、有機感光体の周面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術として、感光体の表面層を硬化層として、表面層の機械的強度を高める技術がある。
【０００５】
しかしながら、硬度の高い感光体を用いて画像形成を行うと、特に高湿環境下において、「画像流れ」と呼ばれる静電潜像のボケが生じやすくなる。画像流れの発生原因は次のように考えられている。つまり、主に帯電手段によってオゾンやＮＯｘなどの放電生成物が発生し、感光体の表面に付着する。感光体の表面は、表面摩擦係数μが低い上に硬いので削れにくく、表面に付着した放電生成物が除去されにくい。そして、表面に付着した除去されにくい放電生成物が高湿環境下で吸湿して、感光体の表面の電荷保持能力を低下させ、静電潜像のボケを発生させる。したがって、特に感光体の硬度が高い場合には、付着した放電生成物はますます除去されにくくなり、画像流れが生じやすくなる。
【０００６】
画像流れの対策としては、感光体の内部や感光体の近傍にヒータを設置し、感光体の表面の温度を上げることで感光体の表面を乾燥させることが一般的である。しかし、電源投入直後など十分にこれらの手段の効果が得られない段階で画像形成されると、画像流れが発生してしまう場合がある。特に、近年では、省エネなどの観点からヒータを搭載しない装置も存在する。
【０００７】
そこで、特許文献１には、画像流れを防止する目的で、表面に複数の各々独立した凹部を有する感光体を使用する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、高硬度の感光体であっても、長期間の使用後にはクリーニングブレードとの摺擦などにより表層が徐々に削れていく。これに伴って、図２１に示すように、表面に凹部を有する感光体においては、凹部の深さが徐々に浅くなっていく。
【００１０】
画像流れに対しては、凹部が深いほど効果が高いことが判明しており、上記のように凹部が浅くなると、画像流れによる画像不良が発生してしまう虞がある。そのため、感光体の削れにより凹部の深さが減少した場合に、適切な時期に感光体を交換することが望まれる。
【００１１】
感光体の表面の凹部の深さの減少は、その感光体を用いて行った画像出力枚数をカウントしたり、感光体の回転時間や帯電時間を計数したりして、感光体の摩耗量を予測することによって予測できる。しかし、一般に、感光体の表面の凹部の深さは深くても数μｍであり、その凹部の深さを減少させる感光体の少ない摩耗量を正確に予測することは難しい。そのため、感光体の削れによる凹部の深さの減少を、直接的に、精度よく検出して、感光体の残寿命をより正確に把握することが求められている。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、感光体の表面の凹部の深さに応じた感光体の残寿命をより正確に把握することを可能とする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】
【００１３】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に複数の各々独立した凹部が形成された回転可能な感光体と、前記感光体を回転駆動する駆動部と、前記感光体に接触して配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための帯電電圧を印加する電源と、前記帯電部材によって帯電した前記感光体を露光して静電像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置によって前記感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、任意の画像情報に応じたトナー像を形成して転写材に転写して出力する画像形成動作と、前記感光体の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成して転写材に転写して出力する試験動作と、を実行させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記画像形成動作時においては、前記感光体を第１速度で回転駆動させ、前記試験動作時においては、前記感光体を前記第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させるとともに、前記帯電部材に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで前記感光体を帯電して前記試験画像を形成させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
本発明の他の態様によると、表面に複数の各々独立した凹部が形成された回転可能な感光体と、前記感光体を回転駆動する駆動部と、前記感光体に接触して配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための帯電電圧を印加する電源と、前記帯電部材によって帯電した前記感光体を露光して静電像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置によって前記感光体に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、前記感光体上のトナー像又は前記被転写体上のトナー像の濃度を検出するセンサと、任意の画像情報に応じたトナー像を形成して転写材に転写して出力する画像形成動作と、前記感光体の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成し該試験画像のトナー像の濃度を前記センサにより検出する試験動作と、を実行させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記画像形成動作時においては、前記感光体を第１速度で回転駆動させ、前記試験動作時においては、前記感光体を前記第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させるとともに、前記帯電部材に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで前記感光体を帯電して前記試験画像を形成させ、前記センサによる前記試験画像の検出結果に基づいて前記感光体の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、感光体の表面の凹部の深さに応じた感光体の残寿命をより正確に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成部の模式図である。
【図３】特定凹部を有する感光体の表面の写真図である。
【図４】感光体の模式的な断面図である。
【図５】感光体の表面の特定凹部の深さの推移の一例を示すグラフ図である。
【図６】感光体の帯電部の放電パターンごとの感光体の回転速度と横スジの発生レベルとの関係を説明するための説明図である。
【図７】試験画像のパターンの例を示す模式図である。
【図８】試験動作に係る制御態様を示すブロック図である。
【図９】試験動作のシーケンスを示すタイミングチャート図である。
【図１０】試験動作で出力する試験画像、比較用試験画像の例を示す模式図である。
【図１１】出力された試験画像における横スジの状況の例を示す模式図である。
【図１２】感光体の残寿命を判断するための対応チャートの例を示す模式図である。
【図１３】光学センサの模式図である。
【図１４】光学センサで検出した試験画像の濃度段差ΔＤの一例を示すグラフ図である。
【図１５】試験画像の濃度段差ΔＤと感光体の残寿命との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１６】試験画像のパターンの他の例を示す模式図である。
【図１７】試験動作の他の例に係る制御態様を示すブロック図である。
【図１８】試験動作の他の例のシーケンスを示すタイミングチャート図である。
【図１９】試験動作と残寿命の報知動作の概略フローチャート図である。
【図２０】ＤＣ帯電方式とＡＣ＋ＤＣ帯電方式とのそれぞれにおける直流電圧値と感光体の帯電電位との関係の一例を示すグラフ図である。
【図２１】感光体の摩耗による感光体の表面の凹部の深さの減少を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、接触帯電方式、中間転写方式を採用した、タンデム型のレーザビームプリンタである。
【００１９】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、その要素について総括的に説明する。
【００２０】
図２は、画像形成部Ｓの構成をより詳しく示す模式的な断面図である。本実施例では、画像形成部Ｓは、後述する感光体１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、１次転写ローラ５、及び感光体クリーニング装置７を有して構成される。
【００２１】
まず、画像形成装置１００は、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（感光ドラム）１を有する。本実施例では、感光体１は、帯電特性が負帯電性の有機感光体であり、アルミニウム製のシリンダ（導電性基体）の表面に、有機材料からなる光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）と、を下から順に塗り重ねた構成を有している。ここで、感光体１の表面層は、結着樹脂として硬化性樹脂を用いて硬化層としている。感光体１は、使用による摩耗で表面層が削れ、後述する試験動作により交換が必要と判断された場合などに交換することが可能となっている。感光体１は、実質的に感光体１のみを単独で画像形成装置１００の装置本体に対し着脱して交換できるようになっていてもよいし、プロセスカートリッジなどとして他のプロセス機器と一緒に装置本体に対し着脱して交換できるようになっていてもよい。プロセスカートリッジとは、感光体と、感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、を一体的にカートリッジ化して、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能としたものである。
【００２２】
なお、本実施例では、感光体１の表面の硬化処理として、結着樹脂に硬化性樹脂を用いた硬化層を用いるものとしたが、これに限定されるものではない。硬化層としては、次のものなどを用いることができる。炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱又は光のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層。同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層。
【００２３】
本実施例では、感光体１は、長手方向（回転軸線方向）の長さが３４０ｍｍ、外径が３０ｍｍであり、中心支軸を中心に図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。本実施例では、感光体１は、複数の異なる回転速度で回転することが可能である。図８に示すように、感光体１は、感光体駆動部１４によって回転駆動される。感光体駆動部１４は、駆動源としてのモータ１４ａと、感光体１の回転速度を切り替える切り替え部１４ｂと、を有する。詳しくは後述するように、切り替え部１４ｂは、感光体１の回転速度を、任意の画像情報に応じた画像を転写材Ｐに転写して出力する通常の画像形成時と、後述する試験動作時と、で切り替える。本実施例では、感光体１は、通常の画像形成時には３００ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速度、プロセススピード）で回転駆動される。また、本実施例では、感光体１の表面には、平坦部と複数の凹部とが形成されているが、この点について詳しくは後述する。
【００２４】
次に、画像形成装置１００は、感光体１の表面を一様に帯電処理する帯電手段としてのローラ状の接触式帯電部材である帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２は、長手方向（回転軸線方向）の長さが３３０ｍｍ、直径が１４ｍｍであり、ステンレス製の芯金（芯材）の外回りに、導電ゴム層を形成した構成を有する。帯電ローラ２は、芯金の長手方向の両端部が、それぞれ軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押圧ばねによって感光体１に向かって付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光体１の表面に所定の押圧力をもって圧接し、感光体１との間に圧接ニップである帯電ニップを形成する。そして、帯電ローラ２は、感光体１の回転に従動して図中矢印Ｒ３方向に回転する。帯電ローラ２は、帯電部ａにおいて、感光体１との間の微小なギャップにて生じる放電現象を利用して感光体１を帯電させる。帯電ローラ２には、その芯金を介して、印加手段としての帯電電源（高圧電源）Ｅ１より、所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。本実施例では、帯電電源Ｅ１はＤＣ電源で構成されており、帯電ローラ２に直流電圧成分のみからなる帯電電圧（帯電直流電圧）を印加する。なお、画像形成中に印加される帯電直流電圧は、環境や感光体１及び帯電ローラ２の繰り返し使用状況（使用初期からの使用量）などに応じて、良好な画像形成に適した電位に適宜設定される。
【００２５】
ここで、帯電直流電圧のみで感光体１を帯電処理する場合は、帯電交流電圧を重畳する場合に比べて、感光体１の表面を同じ帯電電位の状態にするためには、約２倍の帯電直流電圧を帯電ローラ２に印加する必要がある。図２０は、帯電直流電圧と帯電交流電圧とを重畳した場合（ＤＣ＋ＡＣ帯電方式）と、帯電直流電圧のみの場合（ＤＣ帯電方式）とでの、帯電直流電圧値と感光体の帯電電位との関係の一例を示す。
【００２６】
次に、画像形成装置１００は、帯電処理された感光体１の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段（露光手段）としての露光装置３を有する。本実施例では、露光装置３は、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。露光装置３は、画像読み取り装置やパーソナルコンピュータなどのホスト処理装置（図示せず）から画像形成装置１００に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。これにより、一様に帯電処理された、回転する感光体１の表面を、露光部（露光位置）ｂにおいてレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光体１の表面のレーザ光Ｌが照射された部分の電位の絶対値が低下し、回転する感光体１の表面には、画像情報に対応した静電潜像（静電像）が順次に形成されていく。
【００２７】
次に、画像形成装置１００は、感光体１上の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として現像する、現像手段としての現像装置４を有する。現像装置４は、反転現像により、感光体１上の静電潜像を現像する。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光体１上の露光部に、感光体１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させることで、トナー像を形成する。現像装置４は、現像剤を担持して感光体１との対向部である現像部ｃに現像剤を搬送する現像剤担持体としての回転可能な現像スリーブ４１を有する。現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）の長さは３２５ｍｍである。本実施例では、これを現像スリーブ４１はトナーとキャリアからなる二成分現像剤による磁気ブラシを保持し、現像部ｃで感光体１に接触させながら現像を行う。現像スリーブ４１には、印加手段としての現像電源（高圧電源）Ｅ２から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像電圧は、直流電圧（現像直流電圧Ｖｄｃ）と交流電圧（現像交流電圧Ｖａｃ）とが重畳された振動電圧である。例えば、現像電圧は、所定の直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とが重畳された振動電圧である。この直流電圧は、現像部ｃにおける感光体１の帯電電位に対して適正なカブリ取り電位差になるように適宜設定される。カブリ取り電位差とは、感光体１の帯電電位と、現像スリーブ４１に印加される現像電圧の直流成分との電位差であり、正規の帯電極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを現像スリーブ４１側に向かわせるものである。
【００２８】
次に、画像形成装置１００は、感光体１に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写する転写装置として中間転写装置１２を有する。中間転写装置１２は、各感光体１に対向するように配置された、感光体１からのトナー像を一時的に保持して搬送する中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト６を有する。中間転写ベルト６は、複数の張架ローラに巻回され、所定の張力が付与された状態で張架されている。中間転写ベルト６は、複数の張架ローラのうちの一つである駆動ローラによって図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。本実施例では、中間転写ベルト６は、１次転写部Ｎ１において感光体１とほぼ等速で同方向に移動するように回転駆動される。中間転写ベルト６の内周面側において、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向する位置に、１次転写手段としてのローラ状の１次転写部材である１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト６を介して感光体１に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト６と感光体１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。また、中間転写ベルト６の外周面側において、複数の張架ローラのうちの一つである２次転写対向ローラと対向する位置に、２次転写手段としてのローラ状の２次転写部材である２次転写ローラ８が配置されている。２次転写ローラ８は、中間転写ベルト６を介して２次転写対向ローラに向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト６と２次転写ローラ８とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。また、中間転写ベルト６の外周面側には、中間転写ベルト６の移動方向において２次転写部Ｎ２の下流側かつ最上流の１次転写部Ｎ１Ｙよりも上流側に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１１が配置されている。なお、１次転写ローラ５が中間転写ベルト６を介して感光体１に所定の押圧力をもって圧接されることで形成された感光体１と中間転写ベルト６との圧接ニップである図１中の１次転写部Ｎ１が、図２中の転写部ｄである。
【００２９】
感光体１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５の作用により、図中矢印方向Ｒ２に回転駆動されている中間転写ベルト６上に静電的に転写（１次転写）される。このとき、１次転写ローラ５には、印加手段としての１次転写電源Ｅ３から、トナーの正規の帯電極性（現像時の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である１次転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。本実施例では、１次転写電圧として＋６００Ｖの直流電圧が印加される。例えばフルカラー画像形成時には、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫで形成された各色のトナー像が、各１次転写部Ｎ１で中間転写ベルト６上に順次に重ね合わせるようにして１次転写される。これにより、４色のトナー像によるフルカラー画像用の多重トナー像が得られる。
【００３０】
中間転写ベルト６へのトナー像の１次転写の進行に合わせて、記録用紙などの転写材Ｐが、転写材搬送機構（図示せず）から所定の制御タイミングで２次転写部Ｎ２に供給される。そして、中間転写ベルト６上のトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ８の作用により、２次転写部Ｎ２を挟持搬送されていく転写材Ｐ上に静電的に転写（２次転写）される。このとき、２次転写ローラ８には、図示しない印加手段としての２次転写電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。フルカラー画像形成時には、中間転写ベルト６上の４色のトナー像は転写材Ｐ上に一括して２次転写される。
【００３１】
２次転写部Ｎ２を通ってトナー像が転写された転写材Ｐは、中間転写ベルト６の表面から分離されて、定着手段としての定着装置９へと搬送される。本実施例では、定着装置９は、熱ローラ定着装置であり、この定着装置９により転写材Ｐはトナー像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００３２】
また、トナー像の１次転写後に感光体１の表面に残留した１次転写残トナーは、感光体クリーニング装置７によって感光体１の表面から除去されて回収される。感光体クリーニング装置７は、クリーニング部ｅにおいて感光体１に当接するクリーニングブレード７１によって、回転する感光体１の表面から１次転写残トナーを掻き取って除去する。本実施例では、クリーニングブレード７１は、ウレタンゴムからなる平板状の部材であり、感光体１の長手方向（回転軸線方向）の長さは３３０ｍｍである。また、クリーニングブレード７１は、３０ｇｆ／ｃｍの線圧で感光体１に押圧されている。
【００３３】
トナー像の２次転写後の中間転写ベルト６の表面に残留した２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１１により中間転写ベルト６の表面から除去されて回収される。
【００３４】
２．感光体の表面形状
本実施例では、感光体１の表面には、複数の各々独立した凹部が形成されている。図３は、感光体１の表面における特定凹部を有する領域を、感光体１の表面の法線方向から見た写真図である。同写真中で円形に見える部分が特定凹部、それ以外の部分が平坦部である。これら特定凹部、平坦部の定義については後述する。
【００３５】
なお、特定凹部の形状は、円形に限定されるものではなく、円形以外の任意の形状であってもよい。例えば、楕円、あるいは正方形、長方形、三角形、四角形、五角形、六角形といった多角形などが挙げられる。また、配列についても整列して配置される形状に限定されるものではなく、ランダムに配置されてもよい。
【００３６】
図４は、感光体１における特定凹部を有する領域、及び平坦部のみの領域についての、感光体１の長手方向の断面の模式図である。図４（ａ）に示すように、特定凹部を有する領域においては、感光体１の表面の大部分を占める平坦部に、所定の面積率で特定凹部が形成されている。特定凹部の製法上、特定凹部の周囲には非凹部かつ非平坦部であるリム形状の突起が形成されることがある。また、特定凹部のうち、感光体１の表面（平坦部）の高さ水準の空間を開口部とする。また、図４（ｂ）に示すように、平坦部のみの領域においては、特定凹部や上記リム形状の突起などは存在しない。
【００３７】
本実施例における感光体１の表面の形状について更に詳細に説明する。少なくとも画像形成領域（転写材Ｐに転写して出力する画像のトナー像の形成に供される領域）における感光体１の表面には、感光体１の使用前の状態において、複数の深さ２．５±０．２μｍかつ開口部最長径２０μｍ以上８０μｍ以下の特定凹部が設けられる。ここで、感光体１の表面の任意の位置に一辺が感光体１の回転方向に対して平行である一辺５００μｍの正方形領域を配置したものとする。このとき、特定凹部は、その一辺５００μｍの正方形領域における特定凹部の面積が７５００μｍ２以上８８０００μｍ２以下になるように、感光体１の表面に設けられる。さらに、感光体１の表面には、特定凹部に加えて平坦部が設けられる。ここで、感光体１の表面の任意の位置に一辺が感光体１の回転方向に対して平行である一辺５００μｍの正方形領域を配置したものとする。このとき、平坦部は、その一辺５００μｍの正方形領域における平坦部の面積が８１０００μｍ２以上２４００００μｍ２以下になるように、感光体１の表面に設けられる。
【００３８】
ここで、一辺５００μｍの正方形領域における特定凹部及び平坦部の定義などについて説明する。感光体１の表面の特定凹部や平坦部などは、例えば、レーザ顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。まず、感光体１の表面を顕微鏡などで拡大観察する。感光体１の表面が回転方向に沿って湾曲した曲面である場合は、その曲面の断面プロファイルを抽出し、曲線をフィッティングする。その曲線が直線になるように上記断面プロファイルの補正を行い、得られた直線を感光体１の長手方向に拡張した面を基準面とする。得られた基準面から高低差±０．２μｍ以内の領域を、上記一辺５００μｍの正方形領域における平坦部とする。平坦部よりも下に位置するものを凹部とする。また、深さ及び開口部最長径に関しては、平坦部から凹部の底面までの最大の距離を凹部の深さとし、平坦部による凹部の断面を凹部の開口部とし、開口部を横切る線分のうち、最も長い線分の長さを凹部の開口部最長径とする。
【００３９】
上記一辺５００μｍの正方形領域における凹部のうち、上述のようにして求めた深さが０．５μｍ以上６μｍ以下の範囲にあり、開口部最長径が２０μｍ以上８０μｍ以下の範囲にあるものが、上記一辺５００μｍの正方形領域における特定凹部に該当する。
【００４０】
なお、本実施例では、感光体１の表面の複数の凹部は実質的にその全部が特定凹部、特に深さが２．５±０．２μｍ、開口部最長径が２０μｍ以上８０μｍ以下の特定凹部であり、深さや開口部最長径がこの条件を満たさないものは無視できる程度である。感光体１の表面には、深さ、開口部最長径が、特定凹部に該当しない凹部があってもよいが、上述の条件を満たす特定凹部、平坦部が設けられていることが好ましい。また、以下の説明において、感光体１の表面の凹部の深さは、画像形成領域における平均値で代表するものとする。例えば、感光体１の画像形成領域の中の任意の２ｃｍ×２ｃｍの領域における凹部の径の平均値を求めて用いることができる。
【００４１】
ここで、感光体１の表面の凹部は、所定の形状を有する型を感光体１の表面に圧接し形状転写を行う方法で形成することができる。例えば、モールド（型）を有する圧接形状転写加工装置により、感光体１を回転させながら、その表面（周面）に連続的にモールドを接触させ、加圧することにより形成することができる。この他、レーザ照射により、所定の形状の凹部を感光体の表面に形成する方法なども知られている。
【００４２】
３．画像流れの抑制
本実施例のように、特定凹部を有する感光体１を用いることにより、画像流れの抑制効果が飛躍的に向上することが判明している。凹部を疎に配置することが感光体１側からクリーニングブレード７１の異常振動、いわゆるビビリを適度に抑制し、安定的で良好な摺擦状態を作り出すとともに、凹部へのクリーニングブレードの圧力を低減することで、他の部分への圧力が増す。そして、圧力が増す非凹部の中でも、効率的なリフレッシュが行いやすい平坦部が多くなることでさらに、感光体１の表面に付着する画像流れの原因物質の除去が行われやすいような表面状態を形成できる。このようなメカニズムにより、画像流れの抑制効果を飛躍的に向上させていると考えられる。
【００４３】
しかしながら、前述のように、特定凹部の深さが減少すると、クリーニングブレード７１のビビリを抑制して安定的で良好な摺擦状態を作り出す効果、及び、凹部へのクリーニングブレードの圧力を低減して他の部分への圧力を増す効果がいずれも低減する。そのため、画像流れが発生しやすくなる。画像流れを効果的に抑制するためには、感光体１の少なくとも画像形成領域における特定凹部の深さが１．０μｍ以上であることが好ましく、１．５μｍ以上であることがより好ましい。
【００４４】
４．感光体のクリーニングブレードの捲れや異音の抑制
本実施例のように、特定凹部を有する感光体１を用いることにより、クリーニングブレード７１の捲れや異音の抑制効果が飛躍的に向上することが判明している。クリーニングブレード７１の捲れや異音とは、特に硬度の高い感光体１を用いて画像形成を行う場合に、高湿環境下において生じ易くなる異常現象である。
【００４５】
つまり、特定凹部の深さが減少すると、クリーニングブレード７１と感光体１の表面との接触面積が増加し、クリーニングブレード７１の摩擦係数が著しく増加して、クリーニングブレード７１のビビリ現象が顕在化することが知られている。そして、スティックスリップの振幅運動が大きくなり、感光体１がクリーニングブレード７１の振動に共振して、異音を発することがある。また、クリーニングブレード７１の振幅が大きくなることによって、クリーニングブレード７１が反転し、クリーニングブレード７１の捲れを発生させることがある。クリーニングブレード７１の捲れが発生した場合は、感光体１の急激な負荷重になり、画像形成装置１００の画像形成動作がストップしてしまうことがある。
【００４６】
画像流れの場合と同じく、クリーニングブレード７１の捲れや異音に関しても、凹部が深いほど効果が高いことが判明している。凹部が浅くなると、クリーニングブレード７１のスティックスリップによる異音が発生しやすくなり、またクリーニングブレード７１の捲れにまで至る確率も増加する。
【００４７】
５．凹部の深さの設定
本実施例では、前述の通り、特定凹部の深さの中心を２．５μｍとした。特定凹部の深さが３．５μｍよりも大きいと、クリーニングブレード７１と感光体１の表面の凹部との間のギャップが大きすぎる。そのため、トナーがクリーニングブレード７１と感光体１の表面の凹部との間のギャップをすり抜けて、クリーニング不良により画像を汚してしまう虞がある。また、特定凹部の深さが１．０μｍよりも小さいと、画像流れやクリーニングブレード７１の捲れや異音などの現象を発現させてしまう虞がある。そのため、特定凹部の深さは、２．５μｍ程度が最も適当である。
【００４８】
６．感光体の使用による凹部の深さの減少
画像形成を行うと、感光体１の表面の膜厚が、当接する部材（主にクリーニングブレード７１）との摺擦などにより減少する。このとき、図２１に示すように、特定凹部を有する領域では、平坦部の高さ水準が低下するため、相対的に平坦部から特定凹部までの深さが減少する。また、摺擦に伴って非凹部かつ非平坦部であるリム形状の突起の部分の高さも減少する。ちなみに、平坦部のみの領域（図示せず）に関しては、全体的に高さ水準が低下するが、表面形状としては平坦なままである。
【００４９】
図５は、感光体１の繰り返し使用状況（画像出力枚数）に対する、特定凹部の深さの関係を示すグラフ図である。図５から、画像出力枚数の増加に伴って、特定凹部の深さが減少していくことが分かる。
【００５０】
７．横スジの発現
横スジ（横スジ画像、横スジ現象）とは、感光体１の長手方向（主走査方向）に沿って画像上に現れるスジ状の濃度ムラである。横スジは、帯電ニップ内あるいはその近傍における感光体１と帯電ローラ２との間のギャップにおいて、感光体１に対する帯電能力が充分でなく、感光体１の電位が所望の電位まで到達しているが微小な帯電不良が発生してしまうことにより顕在化する現象である。したがって、横スジは、一般的には、帯電直流電圧と帯電交流電圧とが重畳された帯電電圧を用いて出力した画像では発生しにくい。一方、横スジは、帯電直流電圧のみからなる帯電電圧を用いて出力した画像では発生しやすい。
【００５１】
更に説明すると、帯電直流電圧のみからなる帯電電圧を用いて画像を出力した場合は、ギャップの大きさの微小な振れなどに影響を受ける。そのため、帯電ローラ２から断続的に感光体１に火花放電が発生し、微小な帯電不良状態となりやすく、例えば図１１（ｂ）に示すように画像上に横スジとなって現れやすい。一方、帯電直流電圧と帯電交流電圧とが重畳された帯電電圧を用いて出力した場合は、感光体１と帯電ローラ２との間のギャップにおいて火花放電は連続的に非常に安定した状態になる。ＡＣ放電が発生するからである。そのため、ギャップの大きさの微小な振れなどで発生した微小な帯電ムラは直ぐに均されて、帯電不良は発生しにくい。
【００５２】
また、感光体１の表面の凹凸は、帯電部における放電状態に大きく影響する。感光体１の表面と帯電ローラ２との間では、感光体１の表面の移動方向において帯電ニップの上流側と下流側において、感光体１と帯電ローラ２との間にギャップが形成される。これら上流側、下流側のギャップが形成された領域に、放電を発生している放電領域（上流放電領域、下流放電領域）が存在する。ＤＣ帯電方式を採用する際には、感光体１の表面の凹凸が生じていても下流放電領域での放電状態を制御することで、横スジといった異常画像が発生しないように制御されている。つまり、第１に、下流放電領域での放電状態が、ほとんど放電しない状態にある場合は、帯電ローラ２の放電によって、感光体１の電位を乱すことがなく、異常画像は発生しない。また、第２に、下流放電領域での放電状態が、安定的に放電する状態にある場合は、帯電ローラ２の放電によって、感光体１の電位を乱すことがないので、異常画像は発生しない。
【００５３】
一方、下流放電領域での感光体１と帯電ローラ２との間の電位差が１０〜２０Ｖといった、帯電ローラ２と感光体１との間で不安定な放電を開始し始める電位差の場合に、異常な放電が発生し、異常画像が発生することが知られている。そして、このような不安定な放電状態にある下流放電領域に急峻に感光体１と帯電ローラ２との間にギャップを発生させるような感光体１の表面の凹凸が存在すると、そこを起点として、不安定な放電が開始され、横スジといった画像不良が発生する。
【００５４】
横スジの発生を抑制するシステム構成としては、次の２つのパターンがある。一つは、表面電位の暗減衰が発生しにくい感光体１を使用するなど、極力下流放電領域での放電を発生させないシステムである。ここで、表面電位の暗減衰が発生しにくい感光体１は、例えば帯電ニップ内を感光体１の表面のある箇所が通過する間の時間に相当する周波数帯において、感光体１の誘電損失特性ｔａｎδの値が著しく小さい値を示す感光体１などである。より具体的には、この極力下流放電領域での放電を発生させないシステムでは、下流放電領域での感光体１と帯電ローラ２との間の電位差が１０Ｖ未満になるように設定される。もう一つは、逆に表面電位の暗減衰が大きい感光体１ドラムを使用したり、電気抵抗が高く上流放電領域で帯電電位がのりにくい帯電ローラ２を使用したりするなど、下流放電領域での放電が大きいシステムである。より具体的には、この下流放電領域での放電が大きいシステムでは、下流放電領域での感光体１と帯電ローラ２との間の電位差が２０Ｖを超えるように設定される。ここで、表面電位の暗減衰が大きい感光体１は、例えば帯電ニップ内を感光体１の表面のある箇所が通過する間の時間に相当する周波数帯において、感光体１の誘電損失特性ｔａｎδの値が著しく大きい値を示す感光体１などである。
【００５５】
ところで、上述のように横スジの発生を抑制している各システムにおいて、意図的に横スジを発生させやすくすることができる。そして、その横スジの発生の度合が上述のように感光体１の表面の凹凸、すなわち感光体１の表面の凹部の深さと相関するので、その横スジの発生の度合を感光体１の残寿命を把握するために利用することができる。
【００５６】
極力下流放電領域での放電を発生させないシステムでは、感光体１の回転速度を横スジが発生しないように設定されている通常の回転速度よりも遅くする。これによって、帯電ニップを通過する間での感光体１の表面電位の暗減衰量が大きくなるので、下流放電領域における放電状態を、横スジが発生するような放電状態へと変化させることができる。この場合、より具体的には、下流放電領域での感光体１と帯電ローラ２との間の電位差が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲内になるように感光体１の回転速度を遅くする。
【００５７】
また、下流放電領域での放電が大きいシステムでは、感光体１の回転速度を横スジが発生しないように設定されている通常の回転速度よりも速くする。これによって、帯電ニップを通過する間での感光体１の表面電位の暗減衰量が小さくなるので、下流放電領域における放電状態を、横スジが発生するような放電状態へと変化させることができる。この場合、より具体的には、下流放電領域での感光体１と帯電ローラ２との間の電位差が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲内になるように感光体１の回転速度を速くする。
【００５８】
図６は、上記二つのシステムにおける感光体１の回転速度と横スジの発生レベルとの関係を示している。なお、下流放電領域に注目するのは、下流放電領域における放電が、最終的に画像上の横スジに影響するからである。
【００５９】
つまり、ＤＣ帯電方式により画像を形成する構成において、通常の画像形成時の感光体１の回転速度では横スジが発生しない状態とされているところ、意図的に感光体１の回転速度を変更することによって横スジが発生しやすい状態とする。これにより、横スジの発生レベルによって、感光体１の表面の凹部の深さを検出し、感光体１の残寿命を把握することが可能となる。
【００６０】
前述のように感光体１の表面電位の暗減衰量が大きい場合には、意図的に感光体１の回転速度を通常の画像形成時よりも速くすることによって、下流放電領域で感光体１と帯電ローラ２との間で発生する放電量を小さくする。これによって、意図的に感光体１の残寿命のバロメータとなる横スジが発生しやすい状態にすることができる。
【００６１】
逆に、前述のように感光体１の暗減衰量が小さい場合には、意図的に感光体１の回転速度を通常の画像形成時よりも遅くすることによって、下流放電領域で感光体１と帯電ローラ２との間で発生する放電量を大きくする。これによって、意図的に感光体１の残寿命のバロメータとなる横スジが発生しやすい状態にすることができる。
【００６２】
８．試験画像及び試験動作
次に、本実施例における感光体１の表面の凹部の深さに係る情報を得るための試験画像及び試験動作について説明する。
【００６３】
なお、本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのそれぞれについて、感光体１の残寿命を把握するために実質的に同じ試験動作を、１回の指示により同時期に連続して順次に行う。以下の説明では、重複を避けるため、１つの画像形成部Ｓに注目して説明する。
【００６４】
また、本実施例では、表面電位の暗減衰が大きい感光体１を使用するなど、下流放電領域での放電が大きいシステムについて説明する。この場合、試験動作における感光体１の回転速度を、通常の画像形成時の回転速度（ここでは、第１速度（又は通常回転速度）ともいう。）よりも速い回転速度（ここでは、第２速度（又は高回転速度）ともいう。）に変更する。
【００６５】
試験画像は、横スジの発生状況の確認しやすさの観点から、所定の濃度のハーフトーン画像が好ましい。本実施例では、試験画像として、図７（ａ）に示すようにＡ４サイズの画像形成領域の全域に均一なハーフトーン画像を形成した。しかし、これに限定されるものではなく、試験画像は、例えば図７（ｂ）に示すようにＡ４サイズの一部にだけハーフトーン画像をパッチ状に形成したものなど、画像形成領域の一部に形成したものであってもよい。また、試験画像は、図７（ｃ）のように、様々な濃度域での横スジの発生レベルを確認できる階調パターンであってもよい。
【００６６】
なお、感光体１の表面は、主走査方向の全域で均一に摩耗せずに、クリーニングブレード７１の押圧力分布や、１次転写ローラ５の押圧力分布などに応じて不均一に摩耗することがある。そのため、試験画像は、感光体１の主走査方向における画像形成領域の全域での摩耗の傾向を把握できるような画像であることが望ましい。そのためには、試験画像は、少なくとも感光体１の主走査方向における画像形成領域の中央部及び両端部などの複数箇所に形成することが好ましく、感光体１の主走査方向における画像形成領域の全域に試験画像を形成することがより好ましい。
【００６７】
図８及び図９を参照して、本実施例における試験動作について説明する。図８は、試験動作に係る画像形成装置１００の概略制御態様を示すブロック図であり、図９は、試験動作に係る各部の動作シーケンスを示すタイミングチャート図である。
【００６８】
画像形成装置１００に設けられた制御手段としての制御部２０は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ２１、記憶素子（記憶部）であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ２２などを有して構成される。ＲＡＭには、センサの検出結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。本実施例では、制御部２０は、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する。特に、本実施例との関係で言えば、制御部２０には、帯電電源Ｅ１、現像電源Ｅ２、１次転写電源Ｅ３、装置本体に設けられた操作部１３、感光体駆動部１４、現像装置駆動部１５、露光装置３、定着装置９などが接続されている。そして、本実施例では、制御部２０は、サービスマンやユーザーなどの操作者による操作部１３からの指示に応じて、試験動作（試験画像出力モード）を実行させ、試験画像を転写材Ｐに形成して画像形成装置１００から出力させる。
【００６９】
制御部２０は、操作部１３に設けられた操作ボタンを操作することによる操作者の指示に応じて、試験動作（試験画像出力モード）に移行する。そして、制御部２０は、感光体駆動部１４の切り替え部１４ｂに感光体１の回転速度を高回転速度に切り替えるよう指示して、感光体１の回転を開始させる。本実施例では、感光体１の回転速度は、通常の画像形成時は３００ｍｍ／ｓｅｃ（通常回転速度）、試験動作時は４５０ｍｍ／ｓｅｃ（高回転速度）とした。そして、制御部２０は、帯電電源Ｅ１から帯電ローラ２への帯電直流電圧（本実施例では−１２００Ｖの）の印加を開始させる。続いて、制御部２０は、現像電源Ｅ２から現像装置４の現像スリーブ４１への現像直流電圧（本実施例では−４５０Ｖ）の印加を開始させ、その直後に１次転写電源Ｅ３から１次転写ローラ５への１次転写直流電圧（本実施例では＋７００Ｖ）の印加を開始させる。ここで、現像スリーブ４１の回転を開始させていない状態で現像スリーブ４１に現像直流電圧を印加するのは、感光体１と現像スリーブ４１との間に存在するトナーが感光体１側へ転移するのを抑制するためである。続いて、制御部２０は、現像装置駆動部１５により現像スリーブ４１の回転を開始させる。帯電ローラ２への帯電電圧の印加開始から現像スリーブ４１の回転開始までの時間は、約１秒程度である。これは、感光体１の表面電位が安定するまでに、感光体１を２〜３周回転させ、帯電部ａを２〜３回通過させるためである。次に、制御部２０は、現像スリーブ４１の回転開始の直後に、現像電源Ｅ２から現像スリーブ４１への現像交流電圧（例えば、矩形波、周波数１０ｋＨｚ、１．４ｋＶｐｐ）の印加を開始させる。なお、現像直流電圧のみの印加でも現像を行うことは可能だが、トナー像の濃度を安定させるためには現像交流電圧を重畳した方がよい。次に、制御部２０は、露光装置３から感光体１へのレーザ光の照射を開始させる。このとき、レーザ光による露光パターンは、前述の図７（ａ）の試験画像のパターンに応じたものとする。
【００７０】
また、制御部２０は、露光装置３による露光を終了させた後、上記手順とは逆に、現像交流電圧の印加、現像スリーブ４１の回転、１次転写直流電圧の印加、現像直流電圧の印加、帯電直流電圧の印加を順に停止させていく。また、制御部２０は、感光体１の表面が充分に除電された後に感光体１の回転を停止させる。感光体１の表面を除電するために、前露光手段を用いて感光体１の表面に光を照射してもよい。
【００７１】
感光体１に形成された試験画像のトナー像は、通常の画像形成の場合と同様にして、感光体１から中間転写ベルト６に１次転写され、中間転写ベルト６から転写材Ｐに転写され、定着装置９により転写材Ｐに定着される。なお、感光体１の回転速度が高回転速度に切り替えられた際には、それに対応して中間転写ベルト６の回転速度も通常の画像形成時よりも速くされる。こうして、感光体１の表面の凹部の深さに係る情報を示す試験画像が転写材Ｐ上に形成された出力物を操作者が手にすることができる。
【００７２】
９．試験画像出力物と感光体の残寿命判断
図１０（ａ）は、高回転速度で感光体１を回転駆動して出力された試験画像の一例を模式的に示す。この場合、操作者は、例えば図１２に示すような、予め用意された試験画像における横スジの状況と感光体１の残寿命とを対応付けるための基準画像である対応チャートと、実際に出力された試験画像と、を比較する。図１２の対応チャートでは、横スジの状況と、感光体１の表面の凹部の深さ及び感光体１の残寿命とが対応付けられている。対応チャートは、画像形成装置１００の提供者などが、予め実験などを通して横スジの状況と感光体１の表面の凹部の深さ及び感光体１の残寿命との関係を求めることで提供することができる。そして、操作者は、試験画像の出力時の感光体１の表面の凹部の深さが何μｍ程になっているか、さらには感光体１の残寿命がどの程度になっているかを判断することができる。
【００７３】
例えば、実際に出力された試験画像における横スジの発生レベルが図１１（ａ）に示す程度であった場合は、図１２の対応チャートから、感光体１の表面の凹部の深さが１．０μｍ程度になっており、感光体１の残寿命が約０％になっていることが把握できる。図１１（ａ）の試験画像における横スジの発生レベルは比較的低い。つまり、前述のように、感光体１の表面の凹部の深さが１．０μｍ以下になると、画像流れが発生したり、クリーニングブレード７１の捲れや異音が発生したりする虞がある。そのため、この場合には、操作者は、早期に感光体１の交換を行うべきであることが把握できる。
【００７４】
また、例えば、実際に出力された試験画像における横スジの発生レベルが図１１（ｂ）に示す程度であった場合は、図１２の対応チャートから、感光体１の表面の凹部の深さがまだ２．０μｍ程度であり、感光体１の残寿命が約６６％であることが把握できる。図１１（ｂ）の試験画像における横スジの発生レベルは比較的高い。この場合、操作者は、まだ感光体１の交換がしばらくの間は必要ないことを把握できる。
【００７５】
このように、感光体１の表面の凹部の深さに係る情報を、高回転速度を用いて形成した試験画像を確認することで、感光体１の残寿命を把握することができる。
【００７６】
図１０（ｂ）は、変形例として、高回転速度で感光体１を回転駆動して出力された試験画像（左側）と、通常回転速度で感光体１を回転駆動して出力された比較用試験画像（右側）と、を模式的に示す。これら試験画像と比較用試験画像とは、１回の指示により行われる試験動作において同時期に連続して出力される。本例では、試験画像と比較用試験画像とは、それぞれ別の転写材Ｐに形成されて出力される。また、比較用試験画像は、感光体１の回転速度として通常回転速度を用いることを除いて、ハーフトーンの濃度やパターンなどの他の条件は試験画像の場合と実質的に同一とされて形成される。この場合、感光体１の表面の凹部に応じて発生した横スジ以外の要因で発生したスジ状の濃度ムラを検出することが可能になる。すなわち、比較用試験画像は、通常回転速度で感光体１を回転駆動して出力されるので、感光体１の表面の凹部の深さに応じた横スジは発生しにくい。したがって、試験画像（左側）と比較用試験画像（右側）との両方に対応して発生しているスジ状の濃度ムラは、感光体１の表面の凹部の深さとは無関係に発生しているものであると判断できる。そのため、試験画像を観察して感光体１の凹部の深さ、感光体１の残寿命を判断する際には、そのスジ状の濃度ムラを無視して、試験画像と対応チャートとを確認することができる。これにより、操作者が把握する感光体１の寿命の正確性のレベルを向上させることできる。
【００７７】
なお、比較用試験画像の出力は、試験動作において、上述の試験画像の出力に続いて行うことができる。ただし、試験画像と比較用試験画像とを形成し出力する順番は逆であってもよいし、可能であれば同じ転写材Ｐに形成して出力してもよい。
【００７８】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、画像形成動作と、試験動作と、を実行させる制御部２０を有する。画像形成動作では、任意の画像情報に応じたトナー像を形成して転写材Ｐに転写して出力する。また、試験動作では、感光体１の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成して転写材Ｐに転写して出力する。そして、制御部２０は、画像形成動作時においては、感光体１を第１速度で回転駆動させる。また、制御部２０は、試験動作時においては、感光体１を第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させる。それとともに、制御部２０は、帯電部材２に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで感光体１を帯電して試験画像を形成させる。また、制御部２０は、試験動作において更に、第１速度で感光体１を回転駆動して転写材Ｐに形成した、試験画像と対比可能な比較用試験画像を転写材Ｐに転写して出力させることができる。
【００７９】
以上、本実施例によれば、使用による摩耗で変化する感光体１の表面の凹部の深さを精度よく検出して、感光体１の残寿命をより正確に把握することが可能となる。これにより、適切な時期に感光体１を交換することによって、画像流れ、クリーニングブレードの捲れや異音といった問題が発生することを抑制することができる。また、感光体１の残寿命をより正確に把握することができるので、マージンを取って早めに感光体１を交換する必要性が低減し、感光体１の長寿命化にも貢献できる。また、画像形成装置１００のハード構成を変えることなく、感光体１の回転速度を変更するという簡易な方法で、感光体１の残寿命をより正確に把握できるので、画像形成装置１００の構成の簡易化にも貢献できる。
【００８０】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又は実施例１のものに対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８１】
本実施例では、実施例１と同様に、感光体１の残寿命を把握するための試験動作において、例えば図７（ａ）に示すような高回転速度で感光体１を回転駆動して形成された試験画像を出力する。それに加えて、本実施例では、試験動作において、通常回転速度で感光体１を回転駆動して形成された例えば図１２に示すような基準画像である対応チャートを出力する。本実施例では、これら試験画像と対応チャートとは、１回の指示により行われる試験動作において同時期に連続して出力される。対応チャートの情報は、予め実験などを通して求められて制御部２０のメモリ２２に格納されている。
【００８２】
このように、本実施例では、試験画像と、操作者が感光体１の残寿命を判断するための対応チャートとが、試験動作において同時期に出力される。つまり、本実施例では、制御部２０は、試験動作において更に、第１速度で感光体１を回転駆動して形成した、濃度ムラの状況と感光体１の残寿命とを関係付けることを可能とする基準画像を転写材Ｐに転写して出力させる。これによって、実施例１のように操作者が対応チャートを予め用意して保管あるいは携帯するなどの必要が無くなり、必要時にその場で出力された対応チャートを用いた感光体１の残寿命の把握が可能となる。
【００８３】
対応チャートは、通常回転速度で感光体１を回転駆動して出力されるため、感光体１の表面の凹部の深さに応じた横スジは発生しにくく、基準画像として使用することが可能である。
【００８４】
なお、試験動作において対応チャートを出力するか否かを、例えば操作部１３などから操作者が選択できるようになっていてもよい。また、実施例１の変形例と同様に、試験動作において比較用試験画像を更に出力するようにしてもよい。
【００８５】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、対応チャートの保管あるいは携帯の手間を省き、必要時に滞りなく感光体１の残寿命を把握することが可能になる。
【００８６】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又は実施例１のものに対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８７】
本実施例では、画像形成装置１００に設けられたセンサを用いて試験画像の濃度ムラを検出して、画像形成装置１００で自動的に感光体１の残寿命を検知し、その検知結果を報知できるようにする。特に、本実施例では、試験画像のトナー像の濃度ムラを中間転写ベルト６上で検出する。
【００８８】
１．光学センサ
本実施例では、図１に示すように、中間転写体ベルト６上に転写された試験画像のトナー像の濃度を検出できるように、濃度検出手段としての光学センサ１０が配置されている。より詳細には、中間転写ベルト６の移動方向において最下流の１次転写部Ｎ１Ｋよりも下流かつ２次転写部Ｎ２よりも上流の位置で、中間転写ベルト６上の画像形成領域内のトナー像の濃度を検出できるように光学センサ１０が配置されている。
【００８９】
図１３（ａ）は、本実施例における光学センサ１０の概略構成図である。図１３（ａ）の左右方向が主走査方向（中間転写ベルト６の移動方向と略直交する方向）となる。この光学センサ１０は、大きくは、光学系Ｑ、アンプ（ＡＭＰ）２２、ピーク検出回路２４、サンプル＆ホールド回路２６、アンダーピーク検出回路２８、及びサンプル＆ホールド回路３０を有して構成される。光学系Ｑは、正反射用ＬＥＤ１０ａ及び拡散用ＬＥＤ１０ｂからなる照明光学系、並びに、レンズ１０ｃ、フォトダイオード１０ｄ及びマスク１０ｅからなる受光光学系を有して構成される。正反射用ＬＥＤ１０ａは、ブラック色のトナー像の濃度の測定に用いるもので、中間転写体ベルト６上のトナー像を中間転写体ベルト６の面の法線に対し１０°の角度で照明する。拡散用ＬＥＤ１０ｂは、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像の濃度の測定に用いるもので、中間転写体ベルト６上のトナー像を中間転写体ベルト６の面の法線に対し３０°の角度で照明する。受光光学系は中間転写体ベルト６の面の法線に対し１０°の角度となるよう配置されている。これにより、正反射ＬＥＤ１０ａによる照明光が中間転写ベルト６の面で正反射した光を受光できる。また、受光光学系は、拡散ＬＥＤ１０ｂによる照明光が中間転写ベルト６の面で正反射した光を受光せず、トナーからの拡散光のみを受光することができる。受光光学系のレンズ１０ｃとしては、φ３ｍｍ、焦点距離６ｍｍのものを用い、中間転写体ベルト６の表面からレンズまでの距離とレンズからフォトダイオードまでの距離とを等しく１２ｍｍとし、光学系の倍率は１倍である。フォトダイオード１０ｄの直前には、センサの検出エリアを規制するマスク１０ｅが設けられている。本実施例ではマスク１０ｅの検出用ウインドウは、１ｍｍ×１ｍｍの四角形としている。マスクの検出用ウインドウ以外の部分は迷光防止のため黒色としている。このような受光光学系の配置により、正反射光及び拡散反射光のいずれの場合も光学センサ１０の検出エリアをマスクの検出用ウインドウのサイズとほぼ同等の１ｍｍ×１ｍｍとすることができる。
【００９０】
中間転写ベルト６上のトナー像の光学像がフォトダイオード１０ｄの受光面上に投影されると、フォトダイオード１０ｄは光学像の濃淡に応じて変化した電流を出力する。フォトダイオード１０ｄから出力された電流はＡＭＰ２２で電流電圧変換／増幅されたのち、センサ出力信号として制御部２０、ピーク検出回路２４、アンダーピーク検出回路２８、及び、２つのサンプル＆ホールド回路２６、３０に供給される。ピーク検出回路２４では、センサ出力信号の最大位置を検出し、ピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路２６に供給される。サンプル＆ホールド回路２６では、ピーク検出回路２４から出力されるピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２２から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最大値がホールドされ、ホールド信号として、制御部２０に出力される。制御部２０では、ホールド信号をもとに画像濃度を計算し画像濃度を制御する。アンダーピーク検出回路２８では、センサ出力信号の最小位置を検出し、アンダーピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路３０に供給する。サンプル＆ホールド回路３０では、アンダーピーク検出回路から出力されるアンダーピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２２から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最小値がホールドされ、アンダーピークホールド信号として、制御部２０に出力される。制御部２０では、ホールド信号をもとに画像濃度を計算し横スジの検出を行う。なお、ＡＭＰ２２、ピーク検出回路２４、アンダーピーク検出回路２８、サンプル＆ホールド回路２６、３０は一般的な電気回路を用いることとし、ここでの説明は省略する。
【００９１】
また、光学センサ１０は、シャッター１０ｆを有する。図１３（ｂ）にシャッター１０ｆの構成図を示す。図１３（ｂ）はシャッター１０ｆをＬＥＤ／ＰＤ側から見た図である。シャッター１０ｆには測定用窓１０ｇと、センサの出力電圧の基準を得るための基準板１０ｈが設けられている。そして、光学センサ１０は、図示しない駆動装置でシャッター１０ｆを図１３（ｂ）の左右方向に移動させる機構を備えている。シャッター１０ｆは、通常閉じた状態において基準板１０ｈが受光系光軸上に配置されるような位置にあり、測定時のみシャッター１０ｆが開き測定用窓１０ｇが受光系光軸上に配置されるように移動する。
【００９２】
２．横スジの検出と残寿命の算出
図１４は、横スジが発生している際のアンダーピークホールド信号を画像濃度Ｄに変換した出力結果を示す。画像濃度Ｄは、中間転写ベルト６上に形成された試験画像に横スジが発生していることにより振れが生じる。基準となる一定の濃度設定で試験画像を形成するため、その基準となる濃度レベルから突出して濃度が高い濃度段差が生じることになる。したがって、制御部２０において、そのベースとなる基準濃度からの濃度段差ΔＤを算出する。また、図１５に示すような濃度段差ΔＤと感光体１の残寿命との関係を示す情報が予め実験などを通して求められて、制御部２０のメモリ２２に格納されている。これにより、制御部２０は、算出した濃度段差ΔＤから、図１５に示すような濃度段差ΔＤと感光体１の残寿命との関係を示す情報を用いて、感光体１の残寿命を求めることができる。図１４に示すような検出時間（検出位置）と画像濃度Ｄとの関係を示す情報から求められる濃度段差ΔＤに係る情報としては、最大値、最小値、平均値などの任意の情報と感光体１の残寿命とを関係付けることができる。本実施例では、図１４に示すような関係を示す情報から求められる濃度段差ΔＤの最大値と感光体１の残寿命とが関係付けられているものとする。
【００９３】
本実施例では、制御部２０は、求めた現状の感光体１の残寿命を示す情報を、メモリ２２に保存する。そして、制御部２０は、操作者の求めに応じて表示させるなどして、操作者が感光体１の残寿命を示す情報を取得することを可能とする。
【００９４】
３．試験画像及び試験動作
次に、本実施例における感光体１の表面の凹部の深さに係る情報を得るための試験画像及び試験動作について説明する。
【００９５】
なお、本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのそれぞれについて、感光体１の残寿命を把握するために実質的に同じ試験動作を、１回の指示により同時期に連続して順次に行う。以下の説明では、重複を避けるため、１つの画像形成部Ｓに注目して説明する。
【００９６】
実施例１の場合と同様に、中間転写ベルト６上に形成する試験画像は、所定の濃度のハーフトーン画像が好ましい。本実施例では、試験画像として、図１６（ａ）に示すように、光学センサ１０の検出可能な主走査方向の幅で、感光体１の１周分の周長に該当する長さの均一なハーフトーン画像を形成した。しかし、これに限定されるものではなく、試験画像は、例えば図１６（ｂ）に示すようにパッチ状のハーフトーン画像を副走査方向（中間転写ベルト６の移動方向）に複数個形成したものであってもよい。これにより、トナーの消費を抑えることができる。
【００９７】
また、本実施例では、光学センサ１０は主走査方向の中央部に固定した状態で設置されている。したがって、試験画像は、光学センサ１０の固定位置に対応して、主走査方向の中央部に形成される。
【００９８】
ここで、実施例１で説明したように、試験画像は、感光体１の主走査方向における画像形成領域の全域における摩耗の傾向を把握できるような画像であることが望ましい。そのために、例えば光学センサ１０を主走査方向に移動可能な構成にしたり、主走査方向において複数個設けたりして、主走査方向の複数箇所、より好ましくは全域で濃度段差ΔＤを検出できるようにしてもよい。
【００９９】
図１７及び図１８を参照して、本実施例における試験動作について説明する。図１７は、試験動作に係る画像形成装置１００の概略制御態様を示すブロック図であり、図１８は、試験動作に係る各部の動作シーケンスを示すタイミングチャート図である。
【０１００】
本実施例における試験動作に係る制御態様は、実施例１におけるものと同様であるが、特に、本実施例との関係で言えば、制御部２０には更に、光学センサ１０、及び中間転写ベルト駆動部１６が接続されている。中間転写ベルト駆動部１６は、駆動源としてのモータ１６ａと、中間転写ベルト６の回転速度を転写材Ｐに転写して出力する画像を形成する通常の画像形成時と試験動作時とで切り替える切り替え部１６ｂと、を有する。そして、本実施例では、制御部２０は、所定のタイミングで試験動作（感光体残寿命検知モード）を実行させ、感光体１の残寿命を検知して、その検知結果を保存する。また、制御部２０は、操作者の指示に応じて、保存されている感光体１の残寿命を示す情報を表示させる。
【０１０１】
制御部２０は、画像形成装置１００のメイン電源がＯＮされるか、又は画像形成装置１００がスリープ状態から復帰すると、試験動作（感光体残寿命検出モード）に移行する。そして、制御部２０は、感光体駆動部１４の切り替え部１４ｂに感光体１の回転速度を高回転速度に切り替えるよう指示して、感光体１の回転を開始させる。また、このとき、制御部２０は、中間転写ベルト駆動部１６の切り替え部１６ｂに感光体１の回転速度に対応して中間転写ベルト６の回転速度を通常の画像形成時よりも速くするように指示して、中間転写ベルト６の回転を開始させる。そして、制御部２０は、帯電電源Ｅ１から帯電ローラ２への帯電直流電圧の印加を開始させる。続いて、制御部２０は、現像電源Ｅ２から現像装置４の現像スリーブ４１への現像直流電圧の印加を開始させ、その直後に１次転写電源Ｅ３から１次転写ローラ５への１次転写直流電圧の印加を開始させる。続いて、制御部２０は、現像装置駆動部１５により現像スリーブ４１の回転を開始させる。次に、制御部２０は、現像スリーブ４１の回転開始の直後に、現像電源Ｅ２から現像スリーブ４１への現像交流電圧の印加を開始させる。次に、制御部２０は、露光装置３から感光体１へのレーザ光の照射を開始させる。このとき、レーザ光による露光パターンは、前述の図１６（ａ）の試験画像のパターンに応じたものとする。
【０１０２】
また、制御部２０は、露光装置３による露光を終了させた後、上記手順とは逆に、現像交流電圧の印加、現像スリーブ４１の回転、１次転写直流電圧の印加、現像直流電圧の印加、帯電直流電圧の印加を順に停止させていく。また、制御部２０は、感光体１の表面が充分に除電された後に感光体１の回転を停止させ、また中間転写ベルト６の回転も停止させる。感光体１の表面を除電するために、前露光手段を用いて感光体１の表面に光を照射してもよい。
【０１０３】
感光体１に形成された試験画像のトナー像は、通常の画像形成の場合と同様にして、感光体１から中間転写ベルト６に転写される。また、中間転写ベルト６に転写された試験画像のトナー像が光学センサ１０による検出領域を通過するタイミングで、光学センサ１０は前述のようにして正反射光を受光する。そして、制御部２０は、光学センサ１０が受光した光量を基に、濃度情報Ｄに変換し、濃度Ｄの濃度段差成分である濃度段差ΔＤを算出する。また、制御部２０は、算出した濃度段差ΔＤから、図１５に示すような濃度段差ΔＤと感光体１の残寿命との関係を示す情報を用いて、感光体１の残寿命を導き出し、メモリ２２にその感光体１の残寿命を示す情報を保存する。中間転写ベルト６上の試験画像のトナー像は、その後ベルトクリーニング装置１１によって中間転写ベルト６上から除去されて回収される。
【０１０４】
図１９（ａ）は、試験動作の手順の流れの概略を示すフローチャート図である。上述のように、制御部２０は、試験動作が開始されると、高回転速度での感光体１の回転などを順次開始させていき（Ｓ１０１）、試験画像のトナー像を中間転写ベルト６に形成させる（Ｓ１０２）。次いで、制御部２０は、光学センサ１０により中間転写ベルト６上の試験画像のトナー像の濃度を検出させ（Ｓ１０３）、濃度段差ΔＤを算出し（Ｓ１０４）、感光体１の残寿命を求めてメモリ２２に保存する（Ｓ１０５）。その後、制御部２０は、試験動作を終了させる（Ｓ１０６）。また、図１９（ｂ）は、感光体１の残寿命を報知する動作の手順の概略を示すフローチャート図である。制御部２０は、操作者が操作部１３に設けられた操作ボタンを操作することによる指示に応じて（Ｓ２０１）、メモリ２２に保存されている感光体１の残寿命を示す情報を読み出す（Ｓ２０２）。そして、制御部２０は、現状の感光体１の残寿命を示す情報を操作部１３に送信して、操作部１３に設けられた表示部（ディスプレイ）に、現状の感光体１の残寿命を示す情報を表示させる（Ｓ２０３）。
【０１０５】
ここで、本実施例では、試験動作を実行するタイミングは、メイン電源ＯＮ時とスリープ状態からの復帰時としたが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００の累積の画像出力枚数に応じて設定された所定のタイミングで試験動作を実行してもよい。ただし、感光体１の摩耗は、一日の画像出力枚数レベルでは、それほど大きく変化しないため、感光体１の表面の凹部の深さもそれほど大きくは変化しない。したがって、本実施例のように、メイン電源ＯＮ時とスリープ復帰時のみに試験動作を実行することで充分に感光体１の摩耗の推移を把握することができる。また、試験動作には一定の時間を要するため、試験動作を過度に頻繁に実行すると、かえって画像形成装置１００の生産性を低下させてしまうことになる。そのため、画像形成装置１００の生産性とのバランスを見て、試験動作を実行するタイミングを決めることが望ましい。
【０１０６】
なお、感光体１の残寿命を示す情報は、残寿命〜％のような数値に限定されるものではなく、例えば「まだ十分に使用可能です。」、「そろそろ寿命です。交換の準備をしてください。」、「寿命に到達しました。直ちに交換してください。」など、段階的な感光体１の寿命予告であってよい。また、感光体１の残寿命を示す情報の報知方法は、文字による表示に限定されるものでなく、警告ランプの点灯や音声などの任意の形態であってよい。
【０１０７】
また、本実施例によれば、画像形成装置１００が自動で感光体１の残寿命を検知できる。したがって、制御部２０は、操作者による指示に応じて感光体１の残寿命を示す情報を表示することに限定されず、自動で操作部１３に感光体１の残寿命を示す情報を表示するなどしてもよい。例えば、制御部２０は、予め設定した所定の閾値よりも残寿命が少なくなった場合に、操作部１３に感光体１の残寿命を示す情報を表示することができる。この場合、感光体１の残寿命のレベルに応じて段階的に閾値を複数設け、例えば上述のような段階的な寿命予告を表示することができる。
【０１０８】
また、感光体１の残寿命を示す情報は、画像形成装置１００の装置本体に設けられた操作部１３の表示部において表示することに限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００がネットワークに繋がっている場合、制御部２０は所定のタイミングで自動的に又は指示に応じて、サービスステーションなどにおける画像形成装置１００と通信可能に接続された機器に情報を送信することができる。これにより、例えばサービスステーションにおいてその情報を基にサービスマンの出動の要否を判断することなどが可能になる。
【０１０９】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、感光体上のトナー像又は被転写体上のトナー像の濃度を検出するセンサ１０として、被転写体としての中間転写体上のトナー像の濃度を検出する光学センサを有する。また、画像形成装置１００は、感光体１の残寿命に係る情報を得るための試験画像を形成し該試験画像のトナー像の濃度をセンサ１０により検出する試験動作を実行させる制御部２０を有する。そして、制御部２０は、画像形成動作時においては、感光体１を第１速度で回転駆動させる。また、制御部２０は、試験動作時においては、感光体１を第１速度とは異なる第２速度で回転駆動させる。それとともに、制御部２０は、帯電部材２に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで感光体１を帯電して試験画像を形成させる。そして、制御部２０は、センサ１０による試験画像の検出結果に基づいて感光体１の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力する。制御部２０は、上記報知するための信号を、感光体１の残寿命を示す情報を記憶する記憶部に出力することができる。また、制御部２０は、上記報知するための信号を、当該画像形成装置１００に設けられた操作部１３に出力し、該操作部１３において感光体１の残寿命を示す情報を報知させることができる。また、制御部２０は、上記報知するための信号を、当該画像形成装置１００に通信可能に接続された機器に出力し、該機器において感光体１の残寿命を示す情報を報知させることができる。
【０１１０】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様に感光体１の残寿命をより正確に把握できると共に、操作者は、必要時に、強制的に試験画像を出力させることなく、画像形成装置１００に保持された感光体１の残寿命を示す情報を速やかに取得することができる。
【０１１１】
実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例３のものと同じである。したがって、実施例３のものと同一又は実施例１のものに対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１１２】
本実施例では、実施例１の変形例と同様に、１回の試験動作において、試験画像と、比較用試験画像と、を対比可能なように形成する。試験画像は、高回転速度で感光体１を回転駆動して形成し、比較用試験画像は、通常回転速度で感光体１を回転駆動して形成する。例えば、試験画像と比較用試験画像は連続して中間転写ベルト６に形成することができる。そして、これら試験画像のトナー像の濃度を光学センサ１０で検出した結果と、比較用試験画像のトナー像の濃度を光学センサ１０で検出した結果に基づいて、感光体１の残寿命を検知する。
【０１１３】
本実施例では、試験画像において生じている濃度段差が、比較用試験画像においても生じている濃度段差が重畳されているものと評価できる。したがって、本実施例では、各画像について求められた濃度段差（最大値、最小値、平均値などであってよい。）の差分に基づいて、感光体１の残寿命を求めるようにすることができる。すなわち、濃度段差ΔＤは、次式、ΔＤ＝ΔＤ１―ΔＤ２により算出すればよい。ここで、ΔＤ１は高回転速度で感光体１を回転駆動して形成された試験画像における濃度段差、ΔＤ２は通常回転速度で感光体１を回転駆動して形成された比較用試験画像における濃度段差である。
【０１１４】
このように、本実施例では、制御部２０は、センサ１０による試験画像の検出結果及びセンサ１０による比較用試験画像の検出結果に基づいて、感光体１の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力する。特に、本実施例では、制御部２０は、試験画像及び比較用試験画像のセンサ１０によるそれぞれの検出結果に基づいて試験画像及び比較用試験画像における濃度ムラに係る情報を求める。そして、制御部２０は、試験画像における濃度ムラに係る情報と比較用試験画像における濃度ムラに係る情報との差分に基づいて、感光体１の残寿命を示す情報を報知するための信号を出力する。本実施例では、濃度ムラに係る情報は、試験画像の基準となる濃度に対して生じた濃度段差の大きさである。
【０１１５】
なお、例えば、実施例１の変形例で説明したのと同様に、試験画像と比較用試験画像との両方に存在する濃度ムラは感光体１の凹部の深さに応じて生じた横スジではないものと評価できる場合がある。この場合、各画像について求められた図１４に示すような検出時間（検出位置）と画像濃度Ｄとの関係を示す情報を比較して、両画像に生じている検出時間（検出位置）以外の濃度段差ΔＤに基づいて、感光体１の残寿命を求めるようにすることができる。この場合も、上記除外するもの以外の濃度段差ΔＤの最大値、最小値、平均値などに基づいて、図１５に示すような濃度段差ΔＤと感光体１の残寿命との関係から感光体１の残寿命を求めることができる。
【０１１６】
以上、本実施例によれば、より精度の高い感光体１の寿命の検知を自動で行えるようになる。
【０１１７】
その他
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１１８】
例えば、上述の実施例では、表面電位の暗減衰が大きい感光体を使用するなど、下流放電領域での放電が大きいシステムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。表面電位の暗減衰が発生しにくい感光体を使用するなど、極力下流放電領域での放電を発生させないシステムにおいても本発明は適用することができる。この場合、例えば通常の画像形成時の感光体の回転速度（第１速度）を３００ｍｍ／ｓｅｃとし、試験動作時の感光体の回転速度（第２速度）をそれよりも遅い１００ｍｍ／ｓｅｃなどとすることができる。つまり、通常の画像形成動作時には、主に感光体１の表面の移動方向において感光体１と帯電部材２との接触部の下流側の感光体１と帯電部材２との間のギャップにおける放電により感光体１が所定の帯電電位に帯電処理されるシステムがある。この場合、第２速度は、第１速度よりも速くする。これとは逆に、通常の画像形成時には、主に上流側のギャップにおける放電により感光体１が所定の帯電電位に帯電処理されるシステムでは、第２速度は、第１速度よりも遅くする。
【０１１９】
また、実施例３及び４では、被転写体としての中間転写ベルト上で試験画像の濃度ムラを検出したが、これに限定されるものではない。感光体上、又は被転写体としての転写材上で試験画像の濃度ムラを検出するようにしてもよい。転写材上で試験画像の濃度ムラを検出する場合は、転写材上のトナー像が未定着の状態で検出しても、定着した後の状態で検出してもよい。
【０１２０】
また、上述の実施例では、中間転写方式の画像形成装置の場合について説明したが、画像形成装置の構成はこれに限定されるものではない。画像形成装置は、感光体からトナー像を直接転写材に転写する構成であってもよい。例えば、上述の実施例における中間転写体に代えて、転写材を担持して搬送する転写材担持体を有し、この転写材担持体に担持された転写材に複数の感光体からトナー像を順次に転写するものが斯界にて周知である。転写材担持体としては、上述の実施例における中間転写ベルトと同様の転写材担持ベルトなどが用いられる。この場合、転写材担持体、転写材担持体を介して感光体に当接する転写部材などによって、感光体から転写材にトナー像を転写させる転写装置が構成される。このような画像形成装置では、実施例３及び４のように試験画像の濃度ムラを光学センサで検出する場合、感光体上、被転写体としての転写材担持体上、被転写体としての転写材上のいずれで検出してもよい。また、画像形成装置は、カラー画像形成装置に限らず、例えばブラック単色などの単色画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１          感光体
２          帯電ローラ
６          中間転写ベルト
２０        制御部
３１        切り替え部
１００      画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図３】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１６】
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