JP2010191396A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルト等について適正な寿命判断を行う。
【解決手段】中間転写ベルト表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検
知するための光学式センサ１１０により検知した各位置の反射光量のバラツキを示す
指標値である初期時バラツキ指標値Ｍ_disp(ini)と現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)との差を求め、この差が寿命判定値αを越えている場合には、中間転写ベルト１０１が寿命に達したと判断する。これにより、より適正な寿命判断を行うことができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体上に担持された画像を最終的に記録材へ転写する画像形成装置、あるいは、周回移動する表面に記録材を担持して搬送する記録材搬送部材を有し、その記録材搬送部材により搬送された記録材へ像担持体上に担持された画像を最終的に転写する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置としては、例えば、感光体等の潜像担持体上に形成したトナー像を記録材へ直接的に転写するのではなく、中間転写体上に一旦転写してから最終的に記録材へ転写するものが知られている。中間転写体は、繰り返し使用されることで、潜像担持体や中間転写体クリーニング装置などの当接部材との摺擦により、表面に無数の傷が発生して劣化する。また、トナー像を潜像担持体から中間転写体へ一次転写させる際やトナー像を中間転写体から記録材等へ二次転写させる際に生じる放電生成物や記録材の破片（紙片等）などが中間転写体表面に付着することでも、中間転写体は劣化する。中間転写体にこのような劣化が生じてくると、転写性が悪化し、本来の画像品質を保つことができなくなる。そのため、中間転写体は、定期的に交換せざるを得ないのが一般的であり、通常は消耗品として取り扱われる。

中間転写体を交換する従来の画像形成装置においては、中間転写体の交換時期が到来したことを何らかの手段によりユーザーへ報知する。これにより、その報知を受けたユーザーは中間転写体を交換するための作業を行うことになる。中間転写体の交換時期は、前回の交換時からのプリント枚数や使用時間を基準とする場合が多いので、一般には次のような処理が行われる。すなわち、プリント枚数や使用時間を画像形成装置本体でカウントし、そのカウント値が所定の値に達したときに、画像形成装置本体の操作パネル等に交換時期を知らせる画像を表示したり、交換時期を知らせる警告灯を点滅させたりする。そして、中間転写体を交換したら、そのカウント値をゼロにリセットする。

ところが、中間転写体の劣化度合いは、画像形成装置の使用環境や使用状態によって大きく異なり、必ずしもプリント枚数や使用時間だけで正確に判断することができない。そのため、中間転写体の交換時期をプリント枚数や使用時間だけで判断する従来の画像形成装置では、中間転写体の劣化度合いに応じた適切な交換時期をユーザーへ報知することはできない。しかも、通常、本来の交換時期が到来する前に交換時期がユーザーへ報知されるように、中間転写体が劣化しやすい使用環境や使用状況を想定して中間転写体の交換時期を報知するように設定される。したがって、従来の画像形成装置では、その使用環境や使用状態によっては、未だ十分に使用可能な中間転写体であっても交換されてしまうような事態が起こり得る。

特許文献１には、中間転写体の表面特性を光学式センサによって検出し、その検出値と機械固有の閾値とを比較した結果と、中間転写体の使用時間や走行距離の検出結果とを併用して、中間転写体の寿命（交換時期）を判断する画像形成装置が記載されている。具体的には、中間転写体の表面状態を示す指標値として光学式センサにより反射光量を検知し、その検知結果（センサの出力電圧）が所定の閾値よりも小さいときには、中間転写体が寿命に達した（交換時期が到来した）と判断し、所定の閾値以上であれば、プリント枚数に応じた中間転写体の寿命判断を行う。特許文献１の記載によれば、中間転写体の劣化度合いを決定付ける最終的な要因である中間転写体の表面状態の検知結果を中間転写体の寿命判断に用いているので、適切な寿命の特定精度が向上するとしている。

ところが、初期時の中間転写体の表面状態は均一なものであるが、繰り返しの使用により劣化が進むにつれて、中間転写体の表面状態は不均一な状態へと徐々に遷移していくことが確認されている。より詳しくは、中間転写体の表面は、その全面が一律に同じように劣化していくわけではなく、その表面位置によって劣化度合いが相違し、表面位置間における劣化度合いの差は、劣化が進むにつれて徐々に大きくなる。よって、劣化が進んだ中間転写体では、その表面位置によって表面状態が大きく異なり、そのため、光学式センサにより検知される表面部分の違いによって、その光学式センサの反射光量は大きく異なってくる。これにより、上記特許文献１に記載の画像形成装置のように中間転写体の表面状態を示す指標値として光学式センサによる反射光量を用いる構成では、劣化が進んだ同じ中間転写体に対して寿命判断を行う場合でも、光学式センサによる中間転写体表面上の検知位置の違いによって、寿命に達したと判断する場合もあれば、未だ寿命に達していないと判断する場合もある。したがって、適正な寿命判断を行うことができないという問題が生じる。

また、一般に、光学式センサは、発光素子の出力や受光素子出力について個体差が大きく、また、温度特性及び経時劣化の影響も大きい。そのため、上記特許文献１に記載の画像形成装置のように中間転写体の表面状態を示す指標値として光学式センサによる反射光量を用いる構成では、劣化が進んだ同じ中間転写体に対して寿命判断を行う場合でも、光学式センサの個体差によって、寿命に達したと判断する場合もあれば、未だ寿命に達していないと判断する場合もある。したがって、適正な寿命判断を行うことができないという問題が生じる。
一方、光学式センサの個体差や特性変化に応じて寿命判断に用いる所定の閾値を適宜修正すれば、光学式センサの個体差や特性変化の影響を軽減して適正な寿命判断を行うことも不可能ではない。しかし、個々の画像形成装置においてこのような修正を行うことは、煩雑な処理あるいは作業を伴う事態を招き、コスト高騰という新たな問題を引き起こすことになる。

以上の問題は、中間転写体のみならず、感光体などの他の像担時体や、記録材を搬送する記録材搬送部材の寿命（交換時期）を判断する場合でも、その表面状態を示す指標値として光学式センサによる反射光量を用いる構成では、同様に生じ得る。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体や記録材搬送部材について適正な寿命判断を行うことが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面が周回移動する像担持体上に担持された画像を最終的に記録材へ転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体の表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検知するための反射光量検知手段と、該反射光量検知手段により検知した各位置の反射光量のバラツキに基づいて、該像担持体の寿命判断を行う寿命判断手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体の表面に付着するトナー付着量を検知するためのトナー付着量検知手段と、該トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、画像濃度が所定の濃度となるように調整する画像濃度調整手段とを有し、上記反射光量検知手段として、該トナー付着量検知手段を用いることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、周回移動する表面に記録材を担持して搬送する記録材搬送部材を有し、該記録材搬送部材により搬送された記録材へ像担持体上に担持された画像を最終的に転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記記録材搬送部材の表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検知するための反射光量検知手段と、該反射光量検知手段により検知した各位置の反射光量のバラツキに基づいて、該記録材搬送部材の寿命判断を行う寿命判断手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、所定の修正タイミングが到来するたびに、上記反射光量検知手段により検知した反射光量の少なくとも１つを用いて、該反射光量検知手段による検知条件を修正する検知条件修正手段と、上記寿命判断手段とは別に、該検知条件修正手段による修正後の検知条件に基づいて、上記像担持体又は上記記録材搬送部材の寿命判断を行う第２の寿命判断手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記反射光量検知手段は、上記像担持体又は上記記録材搬送部材の表面上における互いに異なる位置の反射光量をそれぞれ検知する複数の検知部材で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記寿命判断手段の判断結果を報知する報知手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記反射光量検知手段は、上記像担持体又は上記記録材搬送部材が１周する前に、上記複数の位置の反射光量を検知するように動作することを特徴とするものである。

本発明は、像担持体や記録材搬送部材（以下「寿命判断対象」という。）の表面上における互いに異なる複数の位置についての各反射光量を検知し、これらの反射光量がどの程度バラついているかを、寿命判断対象の表面状態を示す指標として用いる。すなわち、本発明は、繰り返しの使用により劣化が進むにつれて寿命判断対象の表面状態は不均一な状態へと徐々に遷移していき、各表面位置での反射光量のバラツキが大きくなるという事象を利用して、寿命判断対象の寿命判断を行う。したがって、当然、劣化により寿命判断対象の表面状態が不均一になることで適正な寿命判断を行うことができないといった従来の画像形成装置による問題は解消される。
また、各表面位置の反射光量のバラツキに基づいて寿命判断を行うので、この寿命判断では個々の反射光量の大きさが判断結果に影響しない。したがって、反射光量検知手段の個体差や特性変化の影響が無くなり、この影響により適正な寿命判断を行うことができないといった従来の画像形成装置による問題も解消される。

以上より、本発明によれば、寿命判断対象（像担持体や記録材搬送部材）について適正な寿命判断を行うことが可能となるという優れた効果が得られる。

実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。 同プリンタの画像形成部の概略構成を示した説明図である。 実施形態における光学式センサに関わる制御図を示すブロック図である。 黒トナーのトナー付着量を検知する光学式センサを示す説明図である。 カラートナーのトナー付着量を検知する光学式センサを示す説明図である。 光学式センサの発光光量調整処理（Ｖｓｇ調整処理）の手順を示すフローチャートである。 Ｖｓｇ調整処理を行った場合における発光素子の電流ＰＷＭ値と中間転写ベルト駆動時間との関係を示すグラフである。 反射光量のバラツキに基づいて寿命判定を行う第２の寿命判定処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの要部の概略構成を示した説明図である。
本プリンタは、図１に示すように、複数の張架ローラに張架された像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト１０１に沿って画像形成部１０２Ｙ（イエロー），１０２Ｍ（マゼンダ），１０２Ｃ（シアン），１０２Ｋ（黒）が設けられている。また、各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋにより形成された各色トナー像は、一次転写装置１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋにより、中間転写ベルト１０１上へ転写される。また、後述する中間転写ベルト上に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検知手段としての光学式センサ１１０が中間転写ベルト１０１に対向して設けられている。中間転写ベルト１０１上のトナー像は、二次転写装置１１１により記録材としての転写紙１１２へ転写される。この転写紙１１２は、表面が周回移動する記録材搬送部材としての転写搬送ベルト１１５の表面に担持された状態で搬送される。また、中間転写ベルト上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニング装置１１４も備わっている。

図２は、画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの概略構成を示した説明図である。
なお、各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの構成は同様のものであるので、以下互いに区別することなく説明する。
像担持体である潜像担持体としての感光体２０２の周りには、感光体表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電装置２０１、書き込み光Ｌにより感光体表面に静電潜像を書き込む潜像形成手段としての書込装置２０３、静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置２０６、感光体上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニング装置２００、及び、感光体表面を除電する除電手段としての除電装置２０７、電位検知手段としての電位センサ２１０が設けられている。

本実施形態の帯電装置２０１は、スコロトロンチャージャからなる非接触式帯電器であり、スコロトロンチャージャのグリット電圧（帯電バイアス）Ｖｇを目標帯電電位（本実施形態ではマイナス電位）に設定することで、感光体表面の電位をその目標帯電電位とするものである。なお、帯電装置２０１は、これに限らず、他の非接触式帯電器や、接触式帯電器を用いることもできる。

本実施形態の書込装置２０３は、光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、断続的な書き込み光すなわち繰り返しパルス状の書き込み光Ｌを照射することで、感光体表面上に１ドットごとの静電潜像（１ドット静電潜像）を形成する。本実施形態では、１ドット静電潜像を形成する際の露光時間（単位露光時間）を変更することで、１ドット静電潜像に付着するトナー付着量を制御して階調制御を行うことが可能となっている。本実施形態では、最大単位露光時間を１５分割（それぞれの単位露光時間を以下「露光デューティ」という。）して、１６階調の階調制御が可能となっている。したがって、本実施形態では、露光デューティを０（露光しない）〜１５（最大単位露光時間）の１６段階で調整可能となっている。

本実施形態の現像装置２０６は、感光体表面に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラを備えており、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ローラ上に担持させて、感光体表面にトナーを供給する。現像ローラには、絶対値が露光部電位ＶＬよりも十分に大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも十分に小さい現像バイアスＶｂが印加されている。これにより、感光体表面と現像ローラとが対向する現像領域において、感光体表面上の静電潜像（露光部）に向けてトナーを移動させ、かつ、感光体表面上の非静電潜像（非露光部）にはトナーが移動しないような電界を形成でき、静電潜像をトナーで現像することができる。

画像形成を行うときには、まず、感光体２０２の表面が一様に目標帯電電位（マイナス電位）となるように、帯電装置２０１により感光体表面を帯電する。次に、帯電された感光体表面部分に対し、画像データに応じた書き込み光Ｌを書込装置２０３の光源（ＬＤ）から感光体２０２Ｙへ露光し、これにより感光体表面の露光部の電位（絶対値）が下がることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。この後、感光体２０２上に形成された静電潜像（本実施形態では露光部）は、現像装置２０６の現像ローラ上に担持されたトナーによってトナー像に現像される。感光体２０２上に形成されたトナー像は、一次転写装置１０６により中間転写ベルト１０１上に転写される。中間転写ベルト１０１に転写されずに感光体２０２上に残った転写残トナーは感光体クリーニング装置２００で回収される。また、中間転写ベルト１０１上にトナー像を転写した後の感光体表面は、除電装置２０７により一様に除電光が照射されることにより、非静電潜像部分が除去されて、一様に除電された状態になる。

このようにして各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋで形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０１上に互いに重なり合うように一次転写される。その後、中間転写ベルト１０１上に転写された各色トナー像を二次転写装置１１１により中間転写ベルト１０１から転写紙１１２へ転写される。このとき、転写紙１１２に転写されずに中間転写ベルト１０１上に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置１１４で回収される。その後、図示しない定着装置によってトナー像が転写紙１１２に定着され一連の印刷プロセスが終了する。

図３は、本プリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。
図３に示すように、本プリンタには、コンピュータ構成のメイン制御部４１が備えられており、このメイン制御部４１が各部を駆動制御する。メイン制御部４１は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４２にバスライン４５を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４４と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）４３とが接続されて構成されている。

メイン制御部４１には、黒トナーのトナー付着量を検知する光学式センサ１１０と、黒トナー以外のカラートナーのトナー付着量を検知する光学式センサ２１０とが接続されており、これらの光学式センサ１１０，２１０の検出結果は、メイン制御部４１に送り出される。また、メイン制御部４１には図示しない帯電装置、書込装置、現像装置、電位センサも接続されている。

次に、本実施形態におけるトナー付着量検知手段だけでなく反射光量検知手段としても機能する光学式センサの構成について説明する。
図４は、黒トナーのトナー付着量を検知する光学式センサ１１０の構成を示す図である。
図５は、カラートナーのトナー付着量を検知する光学式センサ２１０の構成を示す図である。

図４に示すように、光学式センサ１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子１１０ａと、正反射光を受光する受光素子１１０ｂとから構成されている。発光素子１１０ａは中間転写ベルト１０１の表面に光を照射し、この照射光は中間転写ベルト１０１の表面で反射される。受光素子１１０ｂは、この反射光のうちの正反射光を受光する。
一方、図５に示す光学式センサ２１０では、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子２１０ａと、正反射光を受光する第１受光素子２１０ｂと、拡散反射光を受光する第２受光素子２１０ｃとから構成されている。発光素子２１０ａは、図４に示した光学式センサ１１０の場合と同様、中間転写ベルト１０１上に光を照射し、この照射光は、中間転写ベルト１０１の表面で反射される。第１受光素子２１０ｂは、この反射光のうちの正反射光を受光し、第２受光素子２１０ｃは、反射光のうち拡散反射光を受光する。

本実施形態では、発光素子１１０ａ，２１０ａとして、発光される光のピーク波長λｐが９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用いる。受光素子１１０ｂ，２１０ｂ，２１０ｃとしては、ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いる。また、光学式センサ１１０，２１０と検知対象物である中間転写ベルト１０１の表面との間には、５ｍｍの距離を設けている。本実施形態では、これらの光学式センサ１１０，２１０で中間転写ベルト上に形成される予め決められた画像濃度調整用のトナーパターン１１３のトナー付着量を検知し、その検知結果に基づいて、露光量や現像バイアスなどの作像条件を決定し、画像濃度を調整する。

次に、光学式センサ１１０の発光素子１１０ａの発光光量調整処理（Ｖｓｇ調整処理）について説明する。
図６は、本実施形態におけるＶｓｇ調整処理の手順を示すフローチャートである。
（ステップ１）
まず、メイン制御部４１の命令によりＶｓｇ調整処理が開始されたら、発光素子２１０ａをＯＮにする。本実施形態において、光学式センサ１１０の発光光量の制御は、発光素子２１０ａへ流す電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより行う。ステップ１において発光素子２１０ａへの電流ＰＷＭ値は、ＲＡＭ４３に保存されている前回のＰＷＭ制御による発光量調整値ＩＦを用いる。

（ステップ２）
次に、受光素子１１０ｂの出力データをサンプリングする。このときのサンプリング時間の間隔は２ｍｓｅｃで、中間転写ベルト１０１の反射光量のバラツキの影響を軽減するために、互いに異なる１０点の位置についてサンプリングし、その平均値を求める。以下、この平均値をセンサ出力値Ｖｓｇ_REGという。

（ステップ３）
このセンサ出力値Ｖｓｇ_REGが目標値である４．０Ｖの±０．２Ｖの範囲内であれば、発光量調整値ＩＦは更新せずに前回値のままとし、Ｖｓｇ調整処理を終了する。一方、センサ出力値Ｖｓｇ_REGが４．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内でなければ、発光量調整値ＩＦの調整動作を行う。この調整動作では、本実施形態では２分割探索法を用い、センサ出力値Ｖｓｇ_REGが目標値である４．０Ｖに最も近くなるような発光量調整値ＩＦに調整する。

次に、Ｖｓｇ調整処理を利用した第１の寿命判定処理について説明する。
図７は、Ｖｓｇ調整処理を行った場合における発光素子１１０ａの電流ＰＷＭ値と、中間転写ベルト１０１の駆動時間との関係を示すグラフである。
図７に示すように、中間転写ベルト１０１の駆動時間が長くなるにつれて、発光素子１１０ａの電流ＰＷＭ値は徐々に上昇していく傾向にある。これは、次の理由による。
中間転写ベルト１０１が劣化して寿命に近づくと、その表面の平滑性が低下し、正反射光量が減少する。すなわち、光学式センサ１１０が中間転写ベルト１０１の表面に光を照射し、中間転写ベルト１０１の表面で反射した光の受光光量が減少することを意味する。このため、中間転写ベルト１０１が繰り返し使用されると、センサ出力値Ｖｓｇ_REGが低下する。そのため、センサ出力値Ｖｓｇ_REGを目標値に近付けるために、Ｖｓｇ調整処理において発光素子の電流ＰＷＭ値を高める調整が行われる。その結果、中間転写ベルトの劣化度合いを示す中間転写ベルト１０１の駆動時間に応じて、発光素子の電流ＰＷＭ値が徐々に大きくなる。

本実施形態においては、Ｖｓｇ調整処理を行ったときの発光量調整値ＩＦの値が、予め決められた寿命判定定数γを超えた場合、中間転写ベルト１０１が寿命に達したと判定する。この寿命判定定数γは、本プリンタ固有の値であり、実験から求めることができる。ただし、本実施形態では、中間転写ベルト１０１の駆動時間が予め決められた規定値Ｔｓ以下である場合、発光量調整値ＩＦが寿命判定定数γを超えたと判断されても、中間転写ベルト１０１が寿命に達したとは判定しない。これは、中間転写ベルト１０１の駆動時間が既定値Ｔｓ以下の場合には、中間転写ベルト１０１が寿命に達することは通常起こり得ないので、発光量調整値ＩＦが寿命判定定数γを超えた原因は、中間転写ベルト１０１の寿命以外の外乱による影響である可能性が高いからである。したがって、規定値Ｔｓは、期待される中間転写ベルト１０１の寿命に対応する駆動時間の例えば３０％以下に設定する。

次に、本発明の特徴部分である第２の寿命判定処理について説明する。
図８は、第２の寿命判定処理の手順を示すフローチャートである。
（ステップ１）
メイン制御部４１より中間転写ベルトの第２の寿命判定処理の実行命令があった場合、まず、中間転写ベルト１０１が安定した速度で駆動している状態において、光学式センサ１１０を用いて中間転写ベルト１０１の表面の反射光量を検知することで、中間転写ベルト１０１の表面状態を検知する。このときの発光素子１１０ａの電流ＰＷＭ値は、ＲＡＭ４３に保存されている前回の発光量調整値ＩＦを用いる。なお、中間転写ベルト１０１の表面状態検知を行う前には、少なくとも一回は光学式センサ１１０のＶｓｇ調整処理が終了していることが望ましい。

ここで使用される光学式センサは、黒トナー用の光学式センサ１１０だけであるが、カラートナー用の光学式センサ１１０を併用してもよい。特に、これらの光学式センサ１１０，２１０は、中間転写ベルトの幅方向にほぼ均等に複数配置されている場合には、第２の寿命判定処理にとって好適に利用できる。また、画像濃度調整用のトナーパターンを検知するための光学式センサに限らず、色ズレ補正に使用される光学式センサなどの他の用途に使用されるものを利用してもよいし、第２の寿命判定処理専用の光学式センサでもよい。

本実施形態において、中間転写ベルト１０１の表面状態を検知するときのサンプリング時間の間隔は４ｍｓｅｃとしている。また、中間転写ベルト１０１の反射光量のバラツキの影響を軽減するために、本実施形態では、少なくとも互いに異なる１００点の位置についてサンプリングし、５点移動平均値を求めるようにしている。そして、求めた５点移動平均値の中から最大値Ｍ_maxと最小値Ｍ_minを選択し、それぞれをＲＡＭ４３に保存する。

（ステップ２）
本実施形態のプリンタでは、前回の中間転写ベルト１０１の交換時点からのプリント枚数がＲＡＭ４３にカウントされている。このカウント値が所定の閾値Ｘ以下である場合は、初期時最大値Ｍ_max(ini)＝Ｍ_maxとし、初期時最小値Ｍ_min(ini)＝Ｍ_minとして、ＲＡＭ４３に保存する。一方、このカウント値が所定の閾値Ｘよりも大きい場合は、現在最大値Ｍ_max(current)＝Ｍ_maxとし、現在最小値Ｍ_min(current)＝Ｍ_minとして、ＲＡＭ４３に保存する。ここで用いる閾値Ｘは、本プリンタ固有の又は本プリンタの機種固有の値であり、実験などによって求めることができる。なお、初期時最大値Ｍ_max(ini)及び初期時最小値Ｍ_min(ini)の値は、上記カウント値が所定の閾値Ｘよりも大きい場合でも、ＲＡＭ４３に保持されたままである。すなわち、このときの初期時最大値Ｍ_max(ini)及び初期時最小値Ｍ_min(ini)の値は、カウント値が所定の閾値Ｘ以下である場合に求めた最後の最大値Ｍ_maxと最小値Ｍ_minのまま保持される。

（ステップ３）
次に、初期時最大値Ｍ_max(ini)、初期時最小値Ｍ_min(ini)、現在最大値Ｍ_max(current)、現在最小値Ｍ_min(current)が取得できたら、これらの値から中間転写ベルトの表面状態のバラツキ（光学式センサ１１０で検知した各検知位置における反射光量のバラツキ）の指標値として、下記の式（１）及び式（２）より、初期時バラツキ指標値Ｍ_disp(ini)と、現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)を算出する。
Ｍ_disp(ini)＝Ｍ_max(ini)−Ｍ_min(ini) ・・・（１）
Ｍ_disp(current)＝Ｍ_max(current)−Ｍ_min(current) ・・・（２）

（ステップ４）
本実施形態において、第２の寿命判定処理における中間転写ベルト１０１の寿命判定は、前回の中間転写ベルト１０１の交換時点からのプリント枚数を示す上記カウント値が所定の閾値Ｘを越えている場合のみ行い、このカウント値が所定の閾値Ｘ以下である場合には行わない。そして、上記カウント値が所定の閾値Ｘを越えている場合、寿命判断手段としてのＣＰＵ４１は、Ｍ_disp(ini)とＭ_disp(current)との差が所定の寿命判定値αを越えていると判断したら中間転写ベルト１０１が寿命に達したと判定し、Ｍ_disp(ini)とＭ_disp(current)との差が所定の寿命判定値α以下であると判断した場合は中間転写ベルト１０１が寿命に達していないと判定する。

中間転写ベルト１０１の交換直後は、中間転写ベルト１０１の表面は平滑性が高く、また傷や付着物もほとんど無いため、中間転写ベルト１０１の表面上のどの位置を光学式センサ１１０で検知しても、あまりバラツキのない正反射光量を得ることができる。しかし、中間転写ベルト１０１が劣化して寿命に近づくと、その表面に傷や付着物が多数生じるため、中間転写ベルト１０１の表面上における複数の位置について正反射光量を検知すると、その正反射光量の値は大きくばらつく。すなわち、正反射光量のバラツキは、中間転写ベルト交換直後よりも寿命に近づくにつれて大きくなる。本実施形態では、このバラツキの変化を利用して寿命判断を行う。

具体的には、上述したように、Ｍ_disp(current)−Ｍ_disp(ini)が寿命判定値αよりも大きい場合、中間転写ベルトの寿命に達していると判断する。この場合、報知手段としての図示しない操作パネルに交換時期を知らせる画像を表示するなど、中間転写ベルト１０１の交換を促すための報知処理を行う。
また、本実施形態では、Ｍ_disp(current)−Ｍ_disp(ini)が寿命判定値α以下であっても、寿命警告値β以上である場合には、寿命が近い状態であると判断する。この場合、図示しない操作パネルに交換時期が近いことを知らせる画像を表示するなど、もうじき中間転写ベルト１０１の交換が必要であることを知らせるための報知処理を行う。
なお、寿命判定値αや寿命警告値βは、本プリンタ固有の値であり、実験から求めることができるが、α＞βの関係を満たす。

実際に中間転写ベルト１０１が交換された場合、メイン制御部４１のＲＡＭ４３に記憶されているＭ_max(ini)、Ｍ_min(ini)、Ｍ_max(current)、Ｍ_min(current)の値はゼロにリセットされる。また、上記カウント値もゼロにリセットされる。

以上、本実施形態におけるプリンタは、表面が周回移動する像担持体としての中間転写ベルト１０１上に担持された画像（トナー像）を最終的に記録材としての転写紙１１２へ転写することで転写紙１１２上に画像を形成するものであり、中間転写ベルト１０１の表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検知するための反射光量検知手段としての光学式センサ１１０と、この光学式センサ１１０により検知した各位置の反射光量のバラツキに基づいて、具体的には、そのバラツキを示す指標値である初期時バラツキ指標値Ｍ_disp(ini)と現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)との差が寿命判定値αを越えているか否かによって、中間転写ベルト１０１の寿命判断を行う第２の寿命判定処理を実行する寿命判断手段としてのメイン制御部４１とを有している。すなわち、本実施形態では、繰り返しの使用により劣化が進むにつれて中間転写ベルト１０１の表面状態が不均一な状態へと徐々に遷移していき、各表面位置での反射光量のバラツキが大きくなるという事象を利用して、中間転写ベルト１０１の寿命判断を行う。したがって、当然、劣化により中間転写ベルト１０１の表面状態が不均一になることで適正な寿命判断を行うことができないといった従来の画像形成装置による問題は解消される。また、各表面位置の反射光量のバラツキに基づいて寿命判断を行うので、この寿命判断では個々の反射光量の大きさが判断結果に影響しない。したがって、光学式センサ１１０の個体差や特性変化の影響が無くなり、この影響により適正な寿命判断を行うことができないといった従来の画像形成装置による問題も解消される。
特に、本実施形態では、中間転写ベルト１０１の表面に付着するトナー付着量を検知するためのトナー付着量検知手段としての光学式センサ１１０と、この光学式センサ１１０の検知結果に基づいて画像濃度が所定の濃度となるように調整する画像濃度調整手段としてのメイン制御部４１とを有し、この光学式センサを用いて第２の寿命判定処理を行う。よって、第２の寿命判定処理専用の光学式センサを用いる場合に比べて、部品コストの削減等の効果が得られる。
また、本実施形態では、所定の修正タイミングが到来するたびに光学式センサ１１０により検知した反射光量の少なくとも１つを用いて、光学式センサ１１０による検知条件である発光光量（発光量調整値ＩＦ）を修正するＶｓｇ調整処理を実行する検知条件修正手段としてのメイン制御部４１と、上記第２の寿命判定処理とは別に、このＶｓｇ調整処理による修正後の検知条件である発光量調整値ＩＦに基づいて、具体的には発光量調整値ＩＦが寿命判定定数γを超えているか否かによって、中間転写ベルト１０１の寿命判断を行う第１の寿命判定処理を実行する第２の寿命判断手段としてのメイン制御部４１とを有している。このように第１の寿命判定処理と第２の寿命判定処理とを併用することで、それぞれ単体で寿命判断を行う場合よりも精度の高い寿命判断が可能となる。
また、本実施形態では、寿命判断結果を報知する報知手段を有するので、本プリンタのユーザー等に中間転写ベルト１０１の寿命が到来したことを知らせることができる。
また、本実施形態において、光学式センサ１１０は、中間転写ベルト１０１が１周する前に、第２の寿命判定処理に用いる必要数の出力データ（反射光量）を得ることができるように動作する。中間転写ベルト１０１の１周分以上の出力データ（反射光量）を取得して第２の寿命判定処理を行った方がより精度の高い寿命判定が可能となるが、その分だけ第２の寿命判定処理に時間がかかる。寿命判定の精度向上による効果よりも、その分の時間がかかることの不利益の方が大きい場合があり、この場合に対応できる。

なお、本実施形態では、第２の寿命判定処理における寿命判断を、バラツキの経時変化（初期時バラツキ指標値Ｍ_disp(ini)と現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)との差）によって行う場合について説明したが、現時点のバラツキ（現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)）だけから寿命判断を行うことも可能である。具体的には、例えば、現在バラツキ指標値Ｍ_disp(current)が所定の寿命判定値α'を越えているか否かによって寿命判断を行う。
また、本実施形態では、中間転写ベルトの表面状態のバラツキ（光学式センサ１１０で検知した各検知位置における反射光量のバラツキ）の指標値として、最大値と最小値の差を用いているが、バラツキを示す公知の指標値（例えば分散値σ）を用いてもよい。
また、本実施形態では、黒トナー用の光学式センサ１１０の出力データを用いて第２の寿命判定処理を行う場合について説明したが、カラートナー用の光学式センサ２１０を併用してもよい。
また、本実施形態では、中間転写ベルト１０１の寿命判定を例に挙げているが、本発明は、このような中間転写体以外の像担持体（例えば感光体２０２）や、記録材搬送部材である転写搬送ベルト１１５の寿命判定にも、同様に適用することができる。

４１ メイン制御部
１０１ 中間転写ベルト
１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ 画像形成部
１１０，２１０ 光学式センサ
１１０ａ，２１０ａ 発光素子
１１０ｂ，２１０ｂ，２１０ｃ 受光素子
１１２ 転写紙
１１３ トナーパターン
１１５ 転写搬送ベルト
２０２ 感光体

特開２００３−３０２８７８号公報

Claims (7)

1. 表面が周回移動する像担持体上に担持された画像を最終的に記録材へ転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記像担持体の表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検知するための反射光量検知手段と、
   該反射光量検知手段により検知した各位置の反射光量のバラツキに基づいて、該像担持体の寿命判断を行う寿命判断手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記像担持体の表面に付着するトナー付着量を検知するためのトナー付着量検知手段と、
   該トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、画像濃度が所定の濃度となるように調整する画像濃度調整手段とを有し、
   上記反射光量検知手段として、該トナー付着量検知手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
3. 周回移動する表面に記録材を担持して搬送する記録材搬送部材を有し、該記録材搬送部材により搬送された記録材へ像担持体上に担持された画像を最終的に転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記記録材搬送部材の表面上における互いに異なる複数の位置の反射光量を検知するための反射光量検知手段と、
   該反射光量検知手段により検知した各位置の反射光量のバラツキに基づいて、該記録材搬送部材の寿命判断を行う寿命判断手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   所定の修正タイミングが到来するたびに、上記反射光量検知手段により検知した反射光量の少なくとも１つを用いて、該反射光量検知手段による検知条件を修正する検知条件修正手段と、
   上記寿命判断手段とは別に、該検知条件修正手段による修正後の検知条件に基づいて、上記像担持体又は上記記録材搬送部材の寿命判断を行う第２の寿命判断手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記反射光量検知手段は、上記像担持体又は上記記録材搬送部材の表面上における互いに異なる位置の反射光量をそれぞれ検知する複数の検知部材で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記寿命判断手段の判断結果を報知する報知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記反射光量検知手段は、上記像担持体又は上記記録材搬送部材が１周する前に、上記複数の位置の反射光量を検知するように動作することを特徴とする画像形成装置。

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