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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022124757
(43)【公開日】2022-08-26
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 21/00 20060101AFI20220819BHJP
G03G 15/01 20060101ALI20220819BHJP
【ＦＩ】
G03G21/00 512
G03G15/01 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021022576
(22)【出願日】2021-02-16
(71)【出願人】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100174104
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 康一
(72)【発明者】
【氏名】関口 隆士
【テーマコード（参考）】
2H270
2H300
【Ｆターム（参考）】
2H270KA04
2H270KA19
2H270KA21
2H270LA26
2H270LA40
2H270LA71
2H270LA77
2H270LA78
2H270LA79
2H270LA80
2H270LA94
2H270LA95
2H270LD03
2H270LD05
2H270MA16
2H270MA25
2H270MB28
2H270MB30
2H270MB39
2H270QA23
2H270QA26
2H270QA31
2H270QA33
2H270QB03
2H270RA02
2H270RA11
2H270RC05
2H270RC07
2H270RC16
2H270ZC03
2H270ZC04
2H300EA05
2H300EA07
2H300EA12
2H300EA16
2H300EA17
2H300EB18
2H300EB19
2H300EB26
2H300EF08
2H300EG02
2H300EJ09
2H300GG37
2H300GG48
2H300QQ04
2H300QQ30
2H300RR16
2H300RR24
2H300TT03
2H300TT04
(57)【要約】
【課題】像担持体の寿命を精度良く求めて有効に使用し得るようにする。
【解決手段】画像形成装置１は、濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮ及び現像バイアスＤＢＮを基に現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、これを基に膜厚βＮを算出する。続いて画像形成装置１は、標準膜厚曲線ＱＳにおいて膜厚βＮとなる標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、これとドラム回転数ＤＣＮとの差分である延長可能ドラム回転数ΔＤＣを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲとする。これにより画像形成装置１は、現像ローラ上トナー付着量Ｍが比較的少なく、膜厚βＮが標準よりも遅いペースで減少していた場合に、感光ドラム３７の寿命を標準よりも延長させることができる。
【選択図】図９
【解決手段】画像形成装置１は、濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮ及び現像バイアスＤＢＮを基に現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、これを基に膜厚βＮを算出する。続いて画像形成装置１は、標準膜厚曲線ＱＳにおいて膜厚βＮとなる標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、これとドラム回転数ＤＣＮとの差分である延長可能ドラム回転数ΔＤＣを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲとする。これにより画像形成装置１は、現像ローラ上トナー付着量Ｍが比較的少なく、膜厚βＮが標準よりも遅いペースで減少していた場合に、感光ドラム３７の寿命を標準よりも延長させることができる。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転可能であり、周側面に形成された膜に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体の回転数を計数する回転数計数部と、
現像剤を用いて前記像担持体の前記静電潜像を現像し、該像担持体に現像剤像を形成する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加部と、
前記像担持体上の前記現像剤像を被転写体に転写させる転写部と、
前記被転写体に転写された前記現像剤の量を表す現像剤転写量を検出する現像剤転写量検出部と、
前記現像剤転写量及び前記現像電圧を基に前記像担持体における前記膜の厚さである膜厚を算出し、該膜厚及び前記回転数を基に該像担持体の残り寿命を算出する算出部と
を具えることを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体の回転数を計数する回転数計数部と、
現像剤を用いて前記像担持体の前記静電潜像を現像し、該像担持体に現像剤像を形成する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加部と、
前記像担持体上の前記現像剤像を被転写体に転写させる転写部と、
前記被転写体に転写された前記現像剤の量を表す現像剤転写量を検出する現像剤転写量検出部と、
前記現像剤転写量及び前記現像電圧を基に前記像担持体における前記膜の厚さである膜厚を算出し、該膜厚及び前記回転数を基に該像担持体の残り寿命を算出する算出部と
を具えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記算出部は、
前記現像剤転写量及び前記現像電圧を基に、前記現像剤担持体上に付着した前記現像剤の量である現像剤付着量を算出する現像剤付着量算出部と、
前記像担持体の前記回転数及び前記現像剤付着量を基に前記膜厚を算出する膜厚算出部と、
前記膜厚及び前記回転数を基に前記像担持体の残り寿命を算出する寿命算出部と
を具えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像剤転写量及び前記現像電圧を基に、前記現像剤担持体上に付着した前記現像剤の量である現像剤付着量を算出する現像剤付着量算出部と、
前記像担持体の前記回転数及び前記現像剤付着量を基に前記膜厚を算出する膜厚算出部と、
前記膜厚及び前記回転数を基に前記像担持体の残り寿命を算出する寿命算出部と
を具え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】
前記算出部は、想定される範囲内で前記現像剤付着量が最も多い場合における前記膜厚及び前記回転数の関係を表す標準特性と、前記現像剤付着量算出部により算出された前記現像剤付着量における前記膜厚及び前記回転数の関係を表す算出特性との差異を基に、前記残り寿命を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記算出部は、前記標準特性において前記膜厚が得られるときの前記回転数である標準回転数と前記回転数との差分を基に、前記残り寿命を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記像担持体は、前記膜厚の下限値である膜厚下限値が予め定められ、
前記標準特性は、前記膜厚が前記膜厚下限値である場合に前記回転数が標準寿命回転数となり、
前記算出部は、前記標準回転数と前記回転数との差分を前記標準寿命回転数に加算し、前記回転数を減算することにより、前記残り寿命を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記標準特性は、前記膜厚が前記膜厚下限値である場合に前記回転数が標準寿命回転数となり、
前記算出部は、前記標準回転数と前記回転数との差分を前記標準寿命回転数に加算し、前記回転数を減算することにより、前記残り寿命を算出する
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】
前記膜厚算出部は、前記像担持体の前記回転数及び前記現像剤付着量を基に、前記膜厚が以前よりも減少した量である膜減少量を算出し、前記像担持体における当初の前記膜厚から前記膜減少量を減算することにより前記膜厚を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記算出部は、前記現像剤転写量及び前記現像電圧に加えて、周囲の環境に応じた環境係数を基に、前記膜厚を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
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8】
周囲の温度及び湿度の少なくとも一方を計測する環境検知部と
を具え、
前記環境係数は、前記環境検知部により検知された前記温度及び前記温度の少なくとも一方に応じた値である
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
を具え、
前記環境係数は、前記環境検知部により検知された前記温度及び前記温度の少なくとも一方に応じた値である
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記算出部は、前記現像剤転写量及び前記現像電圧に加えて、前記像担持体の経時変化に応じた経時係数を基に、前記膜厚を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
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10】
前記経時係数は、前記像担持体の前記回転数に応じた値である
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は画像形成装置に関し、例えば電子写真式プリンタ（以下、これを単にプリンタとも呼ぶ）に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真式のプリンタとしては、画像形成ユニットにより画像に基づいたトナー像を形成して用紙に転写し、定着部によりこの用紙にトナー像を定着させることにより、画像を印刷するものが広く普及している。このうち画像形成ユニットは、例えば感光ドラムや現像ローラ、及び露光装置等の部品を有しており、各部品に所定のバイアス電圧を印加した状態で、露光装置から感光ドラムの周側面に光を選択的に照射して感光させることにより静電潜像を形成し、現像ローラからこの静電潜像にトナーを付着させて現像することにより、トナー像を形成している。
【0003】
感光ドラムは、像担持体とも呼ばれており、例えば円筒状に形成されると共にその周側面に感光材料の膜が設けられた構成となっている。この感光ドラムの膜は、使用に伴ってその表面が僅かずつ削られ、膜厚が僅かずつ減少していく。画像形成装置では、膜厚が所定の使用限界値に達すると、トナー像を良好に形成できなくなるため、使用を中止して新たなものと交換する必要が生じる。しかしながら画像形成装置では、装置構成の小型化や低廉化等の理由から、感光ドラムの膜厚を直接計測するためのセンサ等を設けることが難しい。
【0004】
そこで画像形成装置では、感光ドラムが１回転する度に膜厚が一定量ずつ減少するものと見なし、ドラムの回転数を基に、定期的に感光ドラムを交換させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この画像形成装置では、例えば感光ドラムの回転数がほぼ印刷枚数に比例する、という関係を利用し、印刷枚数が所定のドラム寿命枚数に達すると通知を行い、該感光ドラムを交換させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－１０７５７８号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで画像形成装置では、感光ドラムにおける膜厚の実際の減少量が、必ずしも該感光ドラムの回転数にのみ比例しておらず、他の様々な要因により変動することも判明している。そこで上述した画像形成装置では、ドラムが１回転する際における膜厚の減少量が最も多い場合、すなわちドラムの膜厚が最も早く減少していく場合を想定して、寿命枚数が設定されている。
【0007】
このため画像形成装置では、例えば印刷枚数が寿命枚数に達すると、感光体ドラムの膜厚がまだ使用限界値に達しておらず、実際にはまだ使用可能な状態であったとしても、交換することになり、無駄が発生する恐れがある、という問題があった。
【0008】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、像担持体の寿命を精度良く求めて有効に使用し得る画像形成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
かかる課題を解決するため本発明の画像形成装置においては、回転可能であり、周側面に形成された膜に静電潜像が形成される像担持体と、像担持体の回転数を計数する回転数計数部と、現像剤を用いて像担持体の静電潜像を現像し、該像担持体に現像剤像を形成する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像電圧を印加する電圧印加部と、像担持体上の現像剤像を被転写体に転写させる転写部と、被転写体に転写された現像剤の量を表す現像剤転写量を検出する現像剤転写量検出部と、現像剤転写量及び現像電圧を基に像担持体における膜の厚さである膜厚を算出し、該膜厚及び回転数を基に該像担持体の残り寿命を算出する算出部とを設けるようにした。
【0010】
本発明は、現像剤転写量検出部により検出した現像剤転写量を用いることで、像担持体の膜厚の予測値を精度良く算出できる。このため本発明は、この膜厚及び回転数を用いることで、像担持体の残り寿命も精度良く算出でき、該像担持体を無駄に交換させることなく、残り寿命に達するまで有効に使用させることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、像担持体の寿命を精度良く求めて有効に使用し得る画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】画像形成装置の全体構成を示す略線図である。
【図2】画像形成ユニットの構成を示す略線図である。
【図3】濃度センサの構成を示す略線図である。
【図4】画像形成装置の回路構成を示す略線図である。
【図5】現像ローラ上トナー付着量及び膜減少係数の関係を示す略線図である。
【図6】現像バイアス、検出濃度及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図7】ドラム回転数及び膜厚の関係を示す略線図である。
【図8】画像形成ユニット着脱対応処理手順を示すフローチャートである。
【図9】第１の実施の形態による感光ドラム寿命算出処理手順を示すフローチャートである。
【図10】ドラム寿命表示画面の構成を示す略線図である。
【図11】温度及び湿度が異なる場合における現像バイアス及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図12】高温高湿環境における現像バイアス、検出濃度及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図13】低温低湿環境における現像バイアス、検出濃度及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図14】ドラム回転数が異なる場合における現像バイアス及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図15】ドラム回転数ごとの現像バイアス及び現像ローラ上トナー付着量の関係を示す略線図である。
【図16】第２の実施の形態による感光ドラム寿命算出処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。
【0014】
［１．第１の実施の形態］
［１－１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真式のプリンタであり、媒体としての用紙Ｐにカラーの画像を形成する（すなわち印刷する）ことができる。因みに画像形成装置１は、原稿を読み取るイメージスキャナ機能や電話回線を使用した通信機能等を有しておらず、プリンタ機能のみを有する単機能のＳＦＰ（Single Function Printer）となっている。
［１－１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真式のプリンタであり、媒体としての用紙Ｐにカラーの画像を形成する（すなわち印刷する）ことができる。因みに画像形成装置１は、原稿を読み取るイメージスキャナ機能や電話回線を使用した通信機能等を有しておらず、プリンタ機能のみを有する単機能のＳＦＰ（Single Function Printer）となっている。
【0015】
画像形成装置１は、略箱型に形成された筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分を画像形成装置１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
【0016】
画像形成装置１は、制御部３により全体を統括制御するようになっている（詳しくは後述する）。算出部としての制御部３は、図示しないコンピュータ装置等の上位装置と接続されており、この上位装置から印刷指示や印刷データを受信すると、用紙Ｐの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
【0017】
筐体２の上面前寄りには、種々の情報を表示すると共に操作入力を受け付ける表示操作部４が設けられている。この表示操作部４は、例えば液晶パネルのような表示パネルとタッチセンサとが組み合わされたタッチパネルであり、制御部３の制御に基づき種々の情報を表示する他、使用者からの操作入力を受け付ける。
【0018】
筐体２内の最下部には、用紙Ｐを収容する用紙カセット５が設けられている。用紙カセット５の前上方には、給紙部６が設けられている。給紙部６は、ピックアップローラ７、搬送ガイド８及び搬送ローラ対９の他、図示しない複数のローラ等を有している。このうちピックアップローラ７等の各ローラは、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、それぞれ回転可能に支持されている。また一部のローラには、図示しない給紙モータから駆動力が伝達されている。
【0019】
給紙部６は、制御部３の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、用紙カセット５に集積された状態で収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送ガイド及び搬送ローラ対により搬送路Ｗに沿って前上方へ進行させ、やがて後上方へ折り返して後方へ送り出す。
【0020】
給紙部６における搬送ローラ対９の後側では、搬送路Ｗが後方へ向かう直線状に形成されており、その下側に中搬送部１０が配置されている。中搬送部１０は、前側に配置された前ローラ１１及び後側に配置された後ローラ１２の周囲に無端ベルトでなる転写ベルト１３が張架された構成となっている。説明の都合上、以下では転写ベルト１３を被転写体とも呼ぶ。
【0021】
この中搬送部１０は、図示しないベルト駆動モータから後ローラ１２に駆動力が伝達されると、該後ローラ１２を矢印Ｒ２方向へ回転させ、これに伴って転写ベルト１３を走行させる。このとき転写ベルト１３は、搬送路Ｗに沿った上側部分を後方向へ進行させると共に、下側部分を前方向へ走行させる。中搬送部１０は、給紙部６から用紙Ｐが引き渡されると、該転写ベルト１３の上側に用紙Ｐを載置した状態で、該転写ベルト１３の走行に伴って該用紙Ｐを後方向へ進行させる。
【0022】
中搬送部１０の上側には、４個の画像形成ユニット１５（１５Ｋ、１５Ｃ、１５Ｍ及び１５Ｙ）が前後方向に沿って整列するように配置されており、各画像形成ユニット１５に対してＬＥＤヘッド１６（１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ及び１６Ｙ）がそれぞれ設けられている。
【0023】
各色の画像形成ユニット１５は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。露光装置としての各ＬＥＤヘッド１６は、多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子が左右方向に沿って配置されており、制御部３から供給される信号を基に、各ＬＥＤを適宜発光させる。
【0024】
画像形成ユニット１５は、図２に模式的な側面図を示すように、画像形成部３１及びトナーカートリッジ３２により構成されており、該画像形成部３１の後ろ寄りにおける上側にＬＥＤヘッド１６を位置させている。因みに画像形成ユニット１５及びこれを構成する各部品は、用紙Ｐにおける左右方向の長さに応じて、左右方向に十分な長さを有している。このため多くの部品は、前後方向や上下方向の長さに対して左右方向の長さが比較的長くなっており、左右方向に沿って細長い形状に形成されている。
【0025】
トナーカートリッジ３２は、内部にトナーを収容しており、画像形成部３１の上側に取り付けられている。このトナーカートリッジ３２は、収容しているトナーを画像形成部３１のトナー収容部３３へ供給する。画像形成部３１には、トナー収容部３３の他、供給ローラ３４、現像ローラ３５、現像ブレード３６、感光ドラム３７、帯電ローラ３８及びクリーニングブレード３９が組み込まれている。
【0026】
供給ローラ３４は、いわゆるスポンジローラであり、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、その周側部分に連続気泡からなるシリコーン発泡ゴムの層が形成されている。また供給ローラ３４は、周側部分の表面に複数の微細な凹部であるセルが形成されており、該周側部分における外径が１３．０［ｍｍ］となっている。この供給ローラ３４は、現像ローラ３５の表面（周側面）に対し、所定の押し付け量（例えば０．７［ｍｍ］）で押し付けられるよう、画像形成部３１内に配設されている。
【0027】
現像剤担持体としての現像ローラ３５は、金属製のシャフトと、その外周に設けられた弾性体とにより構成されている。このうちシャフトは、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されている。弾性体は、例えば半導電性ウレタンゴムで構成されており、弾性や導電性を有している。
【0028】
現像ブレード３６は、例えば所定厚さのステンレス鋼板でなり、僅かに弾性変形させた状態で、その一部を現像ローラ３５の周側面に当接させている。像担持体としての感光ドラム３７は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に薄膜状の電荷発生層及び電荷輸送層（以下、これらをまとめて単に膜と呼ぶ）が順次形成され、帯電し得るようになっている。
【0029】
帯電ローラ３８は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、その周側面に導電性の弾性体が被覆されており、この周側面を感光ドラム３７の周側面に当接させている。クリーニングブレード３９は、所定の樹脂材料による薄板状の部材であり、前下側の端辺近傍を感光ドラム３７の周側面に当接させている。
【0030】
この画像形成部３１は、後述するドラムモータから所定のギア等を介して駆動力が供給されることにより、供給ローラ３４、現像ローラ３５及び帯電ローラ３８を矢印Ｒ２方向（図中の反時計回り）へ回転させると共に、感光ドラム３７を矢印Ｒ１方向（図中の時計回り）へ回転させる。さらに画像形成部３１は、供給ローラ３４、現像ローラ３５、現像ブレード３６及び帯電ローラ３８にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。
【0031】
供給ローラ３４は、帯電によりトナー収容部３３内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ３５の周側面に付着させる。現像ローラ３５は、現像ブレード３６によって周側面から余分なトナーが除去されることにより、該周側面に一定の厚さのトナー層が形成された状態で、この周側面を感光ドラム３７の周側面に当接させる。
【0032】
一方、帯電ローラ３８は、帯電した状態で感光ドラム３７と当接することにより、当該感光ドラム３７の周側面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド１６は、制御部３（図１）から供給される画像データに基づいた発光パターンで、所定の時間間隔毎に発光することにより、感光ドラム３７を露光する。これにより感光ドラム３７は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。
【0033】
続いて感光ドラム３７は、矢印Ｒ１方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ３５と当接させる。これにより感光ドラム３７の周側面には、静電潜像に基づいて現像ローラ３５からトナーが付着し、画像データに基づいたトナー像が現像される。説明の都合上、以下ではトナーを現像剤とも呼び、トナー像を現像剤像とも呼ぶ。
【0034】
転写部としての転写ローラ１７は、感光ドラム３７の真下に位置しており、その周側面における上端近傍と該感光ドラム３７の下端近傍との間に、転写ベルト１３の上側部分を挟んでいる。この転写ローラ１７は、所定のバイアス電圧が印加されると共に、図示しないドラムモータから駆動力が供給されて矢印Ｒ２方向へ回転する。これにより画像形成ユニット１５は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、感光ドラム３７の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Ｐに転写することができる。また転写ローラ１７は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていなかった場合、転写ベルト１３の表面にトナー像を転写することができる。
【0035】
また画像形成部３１では、感光ドラム３７の表面におけるクリーニングブレード３９との当接箇所にトナーが残っていた場合、該クリーニングブレード３９により該トナーを掻き落とす。ここで掻き落とされたトナーは、図示しない搬送機構により所定の廃トナー収容部へ搬送される。
【0036】
このようにして各画像形成ユニット１５は、搬送路Ｗに沿って前方から搬送されて来る用紙Ｐに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写して重ねながら、後方へ進行させていく。
【0037】
因みに画像形成装置１では、画像形成ユニット１５の構造上、消耗品である感光ドラム３７を交換する場合、画像形成部３１ごと交換するようになっている。また画像形成部３１及びトナーカートリッジ３２は、所定の無線タグが組み込まれると共に、個体ごとに一意の識別番号がそれぞれ割り当てられている。一方、筐体２には、画像形成ユニット１５の着脱を検出する着脱センサ（図示せず）が設けられると共に、装着された画像形成部３１及びトナーカートリッジ３２と対応する位置に、それぞれの無線タグから情報を読み取って制御部３に通知する無線タグ読取部（何れも図示せず）が設けられている。
【0038】
中搬送部１０（図１）における転写ベルト１３の下側部分のさらに下側には、濃度センサ１８及びクリーニング部１９が設けられている。現像剤転写量検出部としての濃度センサ１８は、図３に示すように、その内部に発光ダイオード１８Ａ並びにフォトトランジスタ１８Ｂ及び１８Ｃが設けられている。
【0039】
発光ダイオード１８Ａは、制御部３（図１）の制御に基づき、転写ベルト１３の表面に対して所定の波長の光、例えば赤外光を射出する。フォトトランジスタ１８Ｂ及び１８Ｃは、転写ベルト１３上のトナーにより拡散反射された光（例えば赤外光）を受光し、その受光量を検出すると共に、この受光量を基にＯＤ（Optical Density：光学濃度）値を生成して制御部３へ出力する。
【0040】
なおフォトトランジスタ１８Ｂは、転写ベルト１３の表面に形成されたトナー像に含まれる、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー濃度に応じたＯＤ値を生成する。またフォトトランジスタ１８Ｃは、転写ベルト１３の表面に形成されたトナー像に含まれる、ブラックのトナー濃度に応じたＯＤ値を生成する。以下では、濃度センサ１８により生成されたＯＤ値を、検出濃度ＯＤ又は現像剤転写量とも呼ぶ。
【0041】
ところで、一般にトナー濃度を測定する場合、例えばＸ－Ｒｉｔｅ社製の分光濃度計Ｘ－Ｒｉｔｅ５２８のような専用の測定装置を用い、測定条件を以下に示すように設定し、白色校正板を用いてキャリブレーションを行った後に、用紙Ｐ等の媒体に印刷された画像に対してトナー濃度を測定し、測定結果としてＯＤ値を得ることになる。
【0042】
［測定条件］
・測定モード：濃度測定モード
・ステータス：ステータスＩ
・白色基準：絶対白色基準
・偏光フィルタ：無し
・測定モード：濃度測定モード
・ステータス：ステータスＩ
・白色基準：絶対白色基準
・偏光フィルタ：無し
【0043】
このうち、「ステータスＩ」は、評価する波長領域の設定であり、「ＩＳＯ５－３“Photography and graphic technology - Density measurements -Part 3: Spectral conditions”」において規定されている。また、このようにトナー濃度を測定する場合、印刷物の裏側に重ねる媒体、いわゆる「下敷き」として、黒色の紙媒体（すなわち黒色紙）を使用した。この黒色紙は、具体的に、Ｌ＊ａ＊ｂ表色系におけるＬ＊値、ａ＊値及びｂ＊値をそれぞれＬ＊（Ｂ）、ａ＊（Ｂ）及びｂ＊（Ｂ）としたときに、次の（１）～（３）式を満たすものであり、具体的には「色上質紙・黒」（北越紀州製紙株式会社製）を使用した。
【0044】
２５．１≦Ｌ＊（Ｂ）≦２５．９ ……（１）
０．２≦ａ＊（Ｂ）≦０．３ ……（２）
０．５≦ｂ＊（Ｂ）≦０．７ ……（３）
０．２≦ａ＊（Ｂ）≦０．３ ……（２）
０．５≦ｂ＊（Ｂ）≦０．７ ……（３）
【0045】
画像形成装置１では、濃度センサ１８により得られるＯＤ値が、このようにして測定装置を用いてトナー濃度を測定した場合に得られるＯＤ値と同等の値となるよう、予め種々の値が適切に設定又は調整されている。
【0046】
クリーニング部１９は、画像形成処理において用紙Ｐの搬送不良等が生じた場合や、後述する濃度補正処理が行われた場合等に、転写ベルト１３の表面に付着しているトナーを該転写ベルト１３の表面から掻き落として清掃する。これにより中搬送部１０では、次に搬送される用紙Ｐの裏面、すなわち搬送路Ｗにおいて下方を向いている面でありトナー画像が転写されない面にトナーが付着して汚損させてしまう、いわゆる裏写りを防止できる。
【0047】
各画像形成ユニット１５は、転写ベルト１３により搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されてくると、該用紙Ｐに対してそれぞれの色のトナー画像を順次重ねるように転写する。
【0048】
中搬送部１０（図１）の後端近傍には、定着器２１が設けられている。定着器２１は、搬送路Ｗに沿って搬送される用紙Ｐに熱及び圧力を加えることにより、該用紙Ｐにトナー画像を定着させる定着処理を行い、さらに後方へ引き渡す。
【0049】
また画像形成装置１には、温湿度センサ２２及び内部温度センサ２３が設けられている。環境検知部としての温湿度センサ２２は、筐体２の内部において定着器２１により発生する熱の影響を受けにくい箇所、例えば前上端近傍に設けられており、外気の温度及び湿度を検知して外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈを生成し、これらを制御部３（図１）へ出力する。内部温度センサ２３は、やはり定着器２１により発生する熱の影響を受けにくい箇所、例えば転写ベルト１３の下側に設けられており、筐体２の内部の温度を検知して制御部３（図１）へ出力する。
【0050】
定着器２１の後上側には、排紙部２５が配置されている。排紙部２５は、給紙部６の一部と類似した構成となっており、用紙Ｐを案内する搬送ガイド２６や複数の搬送ローラ対２７等を有している。この排紙部２５は、制御部３の制御に従って各搬送ローラを適宜回転させることにより、定着器２１から引き渡される用紙Ｐを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、筐体２の上面に形成された排出トレイ２８へ排出する。
【0051】
次に、画像形成装置１の回路構成について、図４を参照しながら説明する。画像形成装置１の回路は、制御部３を中心に構成されている。制御部３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心に構成されており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ等から所定のプログラムを読み出して実行することにより、印刷に関する種々の処理を行う。
【0052】
制御部３には、上述した濃度センサ１８、温湿度センサ２２や内部温度センサ２３等の各種センサの他、記憶部４１、ドラムカウンタ４２に加えて、帯電用電源４５、現像用電源４６、転写用電源４７及び供給用電源４８等の各種電源回路、並びに露光制御部５１、定着制御部５２及びドラムモータ制御部５３といった各種制御部等が接続されている。
【0053】
また制御部３は、記憶部４１から各種プログラムを読み出して実行することにより、その内部に濃度補正制御部６１、トナー付着量算出部６２、ドラム膜厚算出部６３、ドラム寿命補正処理部６４及びドラム寿命管理部６５といった複数の機能ブロックを形成する。
【0054】
濃度補正制御部６１は、濃度補正処理に関する各種制御を行うことにより、濃度センサ１８により検出された検出濃度ＯＤを基に、トナー濃度が所定の目標値に近付くよう、現像ローラ３５に印加する電圧（以下これを現像バイアスＤＢと呼ぶ）やＬＥＤヘッド１６による露光時間等を補正する。
【0055】
現像剤付着量算出部としてのトナー付着量算出部６２は、濃度補正処理において検出された検出濃度ＯＤ及び現像バイアスＤＢを基に、現像ローラ３５に付着するトナー量の予測値を算出する。膜厚算出部としてのドラム膜厚算出部６３は、現像ローラ３５に付着するトナー量の予測値を基に、感光ドラム３７における膜の厚さ（すなわち膜厚）を算出する。寿命算出部としてのドラム寿命補正処理部６４は、算出された感光ドラム３７の膜厚を基に、該感光ドラム３７の寿命を補正する。ドラム寿命管理部６５は、補正された感光ドラムの寿命を基に、感光ドラム３７における残り寿命の割合を使用者に提示する処理や、該感光ドラム３７が寿命に達した場合に交換を促す処理等を行う。なお、これらの処理の詳細については後述する。
【0056】
記憶部４１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶媒体や、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等のような不揮発性の記憶媒体等によって構成されており、種々の情報を記憶する。この記憶部４１は、各種プログラム等を記憶する他、その内部に各種定数のような固定された値を記憶する固定値記憶部７１、各種設定値等を記憶する設定値記憶部７２、各種センサ等により得られた検出値等を記憶する検出値記憶部７３、及び各種演算処理により算出された算出値等を記憶する算出値記憶部７４等を有している。
【0057】
回転数計数部としてのドラムカウンタ４２は、各画像形成ユニット１５における感光ドラム３７の回転数をそれぞれ計数（カウント）すると共に記憶する。
【0058】
帯電用電源４５、現像用電源４６、転写用電源４７及び供給用電源４８は、それぞれ制御部３の制御に基づいてそれぞれのバイアス電圧を生成し、これらを帯電ローラ３８、現像ローラ３５、転写ローラ１７及び供給ローラ３４にそれぞれ供給する。説明の都合上、以下では現像用電源４６を電圧印加部と呼び、該現像用電源４６から現像ローラ３５に印加される電圧（すなわち現像バイアスＤＢ）を現像電圧とも呼ぶ。
【0059】
露光制御部５１は、上位装置（図示せず）から供給される印刷データを基に制御部３により生成された画像データが供給されると、この画像データに基づいた画像データ信号をＬＥＤヘッド１６に供給する。これによりＬＥＤヘッド１６は、画像データ信号に基づいた発光パターンで発光する。
【0060】
定着制御部５２は、制御部３の制御に基づき、定着器２１における温度や各種ローラの回転等を制御する。ドラムモータ制御部５３は、制御部３の制御に基づき、ドラムモータ５５の回転を制御することにより、感光ドラム３７を回転又は停止させる。
【0061】
制御部３は、電源が投入されると、記憶部４１から所定の基本プログラムや各種プログラムを読み出して実行することにより、所定の起動処理等を行う。また制御部３は、所定の上位装置（図示せず）から印刷ジョブを受信すると、この印刷ジョブに含まれる印刷指示等に従い、各部を制御しながら印刷処理を実行する。
【0062】
例えば制御部３は、温湿度センサ２２から得られる外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈや、内部温度センサ２３から得られる内部温度の値等を基に、帯電用電源４５等の各電源回路におけるバイアス電圧や、定着制御部５２における温度等を制御する。また制御部３は、印刷ジョブに含まれる画像データに対して所定の変換処理等を行った上で、露光制御部５１に供給する。
【0063】
ところで画像形成装置１（図１）では、例えば電源投入後やスリープからの復帰後、或いは所定枚数の印刷処理を行った場合等のタイミングで、制御部３の濃度補正制御部６１（図４）の制御に基づき、各色の画像形成ユニット１５におけるトナー濃度を補正する濃度補正処理を行うようになっている。
【0064】
具体的に濃度補正制御部６１は、まず所定の濃度補正パターンを表すトナー像を各画像形成ユニット１５により生成させ、これを転写ベルト１３に転写させる。続いて画像形成装置１は、濃度センサ１８により、転写ベルト１３上のトナー像（すなわち濃度補正パターン）からトナー濃度を検出し、得られた検出結果を制御部３に出力する。濃度補正制御部６１は、このとき得られたトナー濃度の値を、検出濃度ＯＤとして記憶部４１に記憶させる。このトナー濃度は、転写ベルト１３に付着しているトナーの量に応じた値となる。
【0065】
濃度補正制御部６１は、このとき得られたトナー濃度を、予め設定されている理想的なトナー濃度に近づけるよう、現像ローラ３５に印加する電圧バイアス値や露光時間をそれぞれ補正する。これにより濃度補正制御部６１は、画像形成ユニット１５により生成するトナー像を、理想的なトナー濃度に近づけることができる。また濃度補正制御部６１は、このとき補正した現像ローラの電圧バイアス値を現像バイアスＤＢ（現像電圧とも呼ぶ）とし、感光ドラム３７が最後に交換された後に実行された濃度補正処理の累積回数を濃度補正回数Ｎとして、それぞれ記憶部４１に記憶させる。説明の都合上、以下では、ドラム回転数ＤＣＮを単に回転数とも呼び、検出濃度ＯＤを現像剤転写量とも呼び、現像バイアスＤＢを現像電圧とも呼ぶ。
【0066】
［１－２．感光ドラムの寿命の算出］
ところで画像形成ユニット１５（図２）では、感光ドラム３７が帯電ローラ３８、現像ローラ３５及びクリーニングブレード３９等に当接しているため、印刷処理を行う度に、該感光ドラム３７の外周面に形成された膜の表面が摩耗して僅かずつ削れるため、その膜厚が減少していく。感光ドラム３７では、膜厚が所定の膜厚下限値を下回ると帯電保持性が悪化し、形成するトナー画像の品質を大幅に低下させてしまう。
ところで画像形成ユニット１５（図２）では、感光ドラム３７が帯電ローラ３８、現像ローラ３５及びクリーニングブレード３９等に当接しているため、印刷処理を行う度に、該感光ドラム３７の外周面に形成された膜の表面が摩耗して僅かずつ削れるため、その膜厚が減少していく。感光ドラム３７では、膜厚が所定の膜厚下限値を下回ると帯電保持性が悪化し、形成するトナー画像の品質を大幅に低下させてしまう。
【0067】
そこで従来の画像形成装置では、例えば事前の計測作業等により、感光ドラムが１回転する間に該感光ドラムの膜が削られる量、すなわち膜厚の減少量を計測し、この減少量を基に、該感光ドラムの使用開始から膜厚が膜厚下限値に到達するまでのドラム回転数を算出し、これを該感光ドラムの寿命としていた。因みに感光ドラムの寿命は、例えばＡ４サイズの用紙Ｐに対する印刷枚数に換算して表される。
【0068】
また感光ドラムの寿命を算出する場合、算出したドラム寿命に達する前に該感光ドラムの膜厚が膜厚下限値に達し、トナー画像の品質が低下した状態で印刷処理が継続される、といった事態を回避する必要がある。そこで感光ドラムの寿命は、該感光ドラムにおける膜厚の減少量が最も多く、該感光ドラムにより印刷可能な枚数が最も少ない場合を前提として決定されていた。
【0069】
しかしながら実際の画像形成ユニットでは、ドラムが１回転する間に削られる膜の量、すなわち膜厚の減少量が必ずしも一定ではなく、種々の要因により変動する。そうすると画像形成装置では、仮に膜厚の減少量が比較的小さい場合、印刷枚数がドラムの寿命に相当する印刷枚数に達したとしても、感光ドラムの膜厚が膜厚下限値よりも大きく、当該感光ドラムがまだ使用可能であり、無駄を発生することになる。
【0070】
そこで本実施の形態による画像形成装置１では、現像ローラ３５におけるトナーの付着量が、感光ドラム３７における膜厚の減少量に影響する、といった関係にあることを利用するようにした。すなわち画像形成装置１は、まず現像ローラ３５におけるトナーの付着量の予測値を求め、次にこれを用いて該感光ドラム３７の膜厚の予測値を算出し、さらに該感光ドラム３７の寿命を算出及び補正するようにした。
【0071】
ここでは、まず画像形成ユニット１５における現像ローラ３５のトナー付着量を現像ローラ上トナー付着量Ｍ［ｍｇ／ｃｍ２］と定義し、また感光ドラム３７における１回転あたりの膜厚の減少量を膜減少係数ａ［μｍ／回転］と定義した。そのうえで、画像形成装置１を用いた事前の計測作業等により、現像ローラ上トナー付着量Ｍ［ｍｇ／ｃｍ２］と膜減少係数ａ［μｍ／回転］との関係を調べたところ、図５に示すような特性曲線が得られた。
【0072】
この図５から、画像形成ユニット１５では、現像ローラ上トナー付着量Ｍが小さいほど膜減少係数ａも小さくなる、といった相関性があり、両者の関係を表す特性曲線が概ね直線状、すなわち概ね１次関数となっている。説明の都合上、以下では現像ローラ上トナー付着量Ｍを現像剤付着量とも呼ぶ。
【0073】
次に、画像形成ユニット１５における、現像ローラ３５に印加される電圧である現像バイアスＤＢ［Ｖ］と、濃度センサ１８により検出される検出濃度ＯＤと、現像ローラ上トナー付着量Ｍ［ｍｇ／ｃｍ２］との関係を調べたところ、図６に示すような特性曲線が得られた。
【0074】
この図６から、画像形成ユニット１５では、検出濃度ＯＤが一定であれば、現像バイアスＤＢの値が大きくなる（絶対値が小さくなる）ほど、現像ローラ上トナー付着量Ｍの値が大きくなる、といった相関性があり、両者の関係を表す特性曲線が概ね直線状、すなわち１次関数により近似可能な形状となっている。また画像形成ユニット１５では、現像バイアスＤＢの値が一定であれば、検出濃度ＯＤの値が大きくなるほど、現像ローラ上トナー付着量Ｍの値が大きくなる、といった相関性もある。
【0075】
これらの関係から、画像形成ユニット１５では、検出濃度ＯＤの値及び現像バイアスＤＢの値を基に、現像ローラ上トナー付着量Ｍの値を得ること、すなわち感光ドラム３７に関して実際には計測できない膜厚について、取得可能な他の種々の値を基に予測値を算出することが可能となっている。
【0076】
そこで画像形成装置１では、現像ローラ上トナー付着量Ｍの値を算出するに際して、各種演算に用いる関数等を予め定義すると共に、必要となる係数等を予め設定し、記憶部４１の固定値記憶部７１（図４）に予め記憶させている。
【0077】
具体的に画像形成装置１では、図５の関係を基に、膜減少係数ａを現像ローラ上トナー付着量Ｍの１次関数と見なし、係数Ｊ１及びＪ２を用いて、次に示す（４）式を定義した。
【0078】
ａ＝Ｊ１・Ｍ＋Ｊ２ ……（４）
【0079】
【0080】
また画像形成装置１では、図６の関係を基に、現像ローラ上トナー付着量Ｍを現像バイアスＤＢの１次関数と見なし、係数Ｋ１及びＫ２を用いて、次に示す（５）式を定義した。
【0081】
Ｍ＝Ｋ１・ＤＢ＋Ｋ２ ……（５）
【0082】
この（５）式において、係数Ｋ１及びＫ２は、次の表１に示すように、検出濃度ＯＤごとに、図６に示した関係を基にそれぞれ導き出されており、係数テーブルＴ１として記憶部４１の固定値記憶部７１（図４）に記憶されている。
【0083】
【表1】
【0084】
さらに画像形成装置１では、図７に標準膜厚曲線ＱＳ（標準特性とも呼ぶ）として示すように、標準的な膜厚βの変遷として、感光ドラム３７の使用開始時に膜厚βが膜厚初期値β０（例えば２０［μｍ］）であるものとし、この膜厚βがドラム回転数ＤＣの増加に応じて所定の割合で減少していくものとしている。この標準膜厚曲線ＱＳでは、膜厚βが減少して膜厚下限値βＬ（例えば６［μｍ］）になった時点で、すなわちドラム回転数ＤＣが標準寿命ドラム回転数ＤＣＬ（例えば３００００、以下これを標準寿命回転数とも呼ぶ）になった時点で、感光ドラム３７が寿命に達するものとなっている。
【0085】
標準膜厚曲線ＱＳとして表される膜厚βは、ドラム回転数ＤＣの一次関数となっており、その傾きが標準膜減少係数ａＳとなっている。この標準膜減少係数ａＳは、例えば図５において現像ローラ上トナー付着量Ｍが最も大きい標準現像ローラ上トナー付着量ＭＳとなる場合に、膜減少係数ａが最も大きくなるときの値（例えば０．０００４６７［μｍ／回転］）に設定されている。
【0086】
すなわち標準膜厚曲線ＱＳは、標準現像ローラ上トナー付着量ＭＳであるために、感光ドラム３７が１回転する間に膜厚βが減少する度合が最も大きく、該感光ドラム３７の寿命が最も短い（すなわち印刷可能な枚数が最も少ない）場合に相当する。
【0087】
この標準膜厚曲線ＱＳは、膜厚β、ドラム回転数ＤＣ、膜厚初期値β０及び標準膜減少係数ａＳにより、次の（６）式として表すことができる。
【0088】
β＝β0－ａＳ・ＤＣ ……（６）
【0089】
この（６）式に関し、標準現像ローラ上トナー付着量ＭＳ、膜厚初期値β０及び標準膜減少係数ａＳ等の定数や係数は、記憶部４１の固定値記憶部７１（図４）に予め記憶されている。
【0090】
また画像形成装置１では、仮に現像ローラ３５における現像ローラ上トナー付着量Ｍが標準現像ローラ上トナー付着量ＭＳよりも小さい場合、膜減少係数ａが標準膜減少係数ａＳよりも小さい値となるため、図７において標準膜厚曲線ＱＳとは異なる膜厚曲線ＱＮ（以下これを算出特性とも呼ぶ）を描くことになる。そこで画像形成装置１では、現像ローラ３５の現像ローラ上トナー付着量Ｍを算出し、これを用いて膜厚曲線ＱＮを求めた上で、感光ドラム３７の寿命を補正するようになっている。
【0091】
［１－３．感光ドラム寿命算出処理］
次に、画像形成装置１において感光ドラム３７の寿命を算出して補正する感光ドラム寿命算出処理について説明する。画像形成装置１の制御部３（図４）は、所定の開始条件が満たされると、まず画像形成ユニット着脱対応処理手順ＲＴ１（図８）を開始して最初のステップＳＰ１に移る。ここで開始条件は、例えば画像形成装置１の電源が投入されて所定の起動処理が終了した場合や、累積印刷枚数が所定の枚数に達した場合、及び濃度補正処理を行った場合等が予め設定されている。
次に、画像形成装置１において感光ドラム３７の寿命を算出して補正する感光ドラム寿命算出処理について説明する。画像形成装置１の制御部３（図４）は、所定の開始条件が満たされると、まず画像形成ユニット着脱対応処理手順ＲＴ１（図８）を開始して最初のステップＳＰ１に移る。ここで開始条件は、例えば画像形成装置１の電源が投入されて所定の起動処理が終了した場合や、累積印刷枚数が所定の枚数に達した場合、及び濃度補正処理を行った場合等が予め設定されている。
【0092】
ステップＳＰ１において制御部３は、筐体２内に設けられた着脱センサ（図示せず）から得られる検出結果を基に、画像形成ユニット１５の交換を検知したか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは感光ドラム３７が交換されているため、濃度補正回数Ｎを初期化する必要があることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ２に移る。
【0093】
ステップＳＰ２において制御部３は、タグ読取部（図示せず）により画像形成部３１等から識別情報等を読み取り、これを記憶部４１（図４）に記憶させた後、次のステップＳＰ３に移る。ステップＳＰ３において制御部３は、濃度補正回数Ｎを値「０」に初期化し、次のステップＳＰ４に移る。
【0094】
一方、ステップＳＰ１において否定結果が得られると、このことは画像形成ユニット１５（図２）及びその一部である感光ドラム３７が交換されていないため、現在の濃度補正回数Ｎをそのまま維持すべきであることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ４に移る。
【0095】
ステップＳＰ４において制御部３は、画像形成ユニット着脱対応処理手順ＲＴ１を終了する。引き続き制御部３は、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）を開始して最初のステップＳＰ１１に移る。
【0096】
ステップＳＰ１１において制御部３は、記憶部４１（図４）を参照し、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２を前回実行した後に濃度補正処理が実行されたか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは濃度補正処理が新たに実行されておらず、新たな検出濃度ＯＤの値を取得していないことから現像ローラ上トナー付着量Ｍを算出できず、膜厚βも算出し得ないため、新たな感光ドラム３７の寿命を算出し得ないことを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ２５に移る。
【0097】
一方、ステップＳＰ１１において肯定結果が得られると、このことは、得られた検出濃度ＯＤを基に現像ローラ上トナー付着量Ｍを算出でき、現在の膜厚βを算出した上で新たな感光ドラム寿命を算出できることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ１２に移る。
【0098】
ステップＳＰ１２において制御部３は、濃度補正回数Ｎに値「１」を加算してインクリメントし、次のステップＳＰ１３に移る。ステップＳＰ１３において制御部３は、記憶部４１から最新の現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現在のドラム回転数ＤＣをそれぞれ読み出して現像バイアスＤＢＮ、検出濃度ＯＤＮ及び現在のドラム回転数ＤＣＮとし、次のステップＳＰ１４に移る。
【0099】
ステップＳＰ１４において制御部３は、トナー付着量算出部６２（図４）により、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、次のステップＳＰ１５に移る。具体的にトナー付着量算出部６２は、まず記憶部４１の係数テーブルＴ１（表１）から検出濃度ＯＤＮに対応する係数Ｋ１及びＫ２を読み出す。続いてトナー付着量算出部６２は、上述した（５）式に現像バイアスＤＢＮ、係数Ｋ１及びＫ２をそれぞれ代入することにより、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。ステップＳＰ１５において制御部３は、算出した現像ローラ上トナー付着量ＭＮを記憶部４１に記憶させ、次のステップＳＰ１６に移る。
【0100】
ステップＳＰ１６において制御部３は、濃度補正回数Ｎが１以外、すなわち２以上であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは現在の感光ドラム３７に交換された後に初回の濃度補正処理が行われた段階であり、「前回の濃度補正処理」が存在しないため、膜減少係数ａを算出できず、膜厚βも算出できないことを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ２５に移る。
【0101】
一方、ステップＳＰ１６において肯定結果が得られると、このことは現在の感光ドラム３７に交換された後に濃度補正処理が１回以上行われ、現像ローラ上トナー付着量ＭＮ－１が既に算出されていることを表している。またこのことは、図７において、ドラム回転数ＤＣ及び膜厚βを座標とする座標点（図中に白丸で示す）を２箇所以上プロットでき、これらを結ぶことにより新たな特性曲線（すなわち算出特性）を生成し得ることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ１７に移る。
【0102】
ステップＳＰ１７において制御部３は、直前の（Ｎ－１）回目の濃度補正処理において得られた現像ローラ上トナー付着量ＭＮ－１と、今回新たに得られた現像ローラ上トナー付着量ＭＮとを平均した平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅを算出し、次のステップＳＰ１８に移る。
【0103】
ステップＳＰ１８において制御部３は、トナー付着量算出部６２（図４）により、上述した（４）式に平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅを代入することにより、膜減少係数ａＮを算出し、次のステップＳＰ１９に移る。この膜減少係数ａＮは、感光ドラム３７が１回転する間に減少する膜厚に関し、直前の濃度補正処理から今回の濃度補正処理に至る間の平均的な値を表している。
【0104】
ステップＳＰ１９において制御部３は、ドラム膜厚算出部６３（図４）により、前回の濃度補正処理の時点における膜厚βＮ－１を用いて、現時点、すなわちＮ回目の濃度補正処理を行った時点における膜厚βＮを算出し、次のステップＳＰ２０に移る。具体的にドラム膜厚算出部６３は、まず記憶部４１から前回（すなわちＮ－１回目）の濃度補正処理において得られた膜厚βＮ－１及びそのときのドラム回転数ＤＣＮ－１を読み出す。
【0105】
ここで、感光ドラム３７における、前回の濃度補正処理の時点から今回の濃度補正処理の時点までの間における膜厚βの減少量（以下これを膜減少量とも呼ぶ）は、膜減少係数ａ及びドラム回転数ＤＣを用いると、ａＮ（ＤＣＮ－ＤＣＮ－１）といった演算式により算出できる。そこでドラム膜厚算出部６３は、次の（７）式に従い、現時点の膜厚βＮを算出する。
【0106】
βＮ＝βＮ－１－ａＮ（ＤＣＮ－ＤＣＮ－１） ……（７）
【0107】
ステップＳＰ２０において制御部３は、ドラム寿命補正処理部６４（図４）により、図７の標準膜厚曲線ＱＳにおいて膜厚βＮが得られるときの標準ドラム回転数ＤＣｇ（以下これを標準回転数とも呼ぶ）を求め、次のステップＳＰ２１に移る。この場合、上述した（６）式において、膜厚β及びドラム回転数ＤＣをそれぞれ膜厚βＮ及び標準ドラム回転数ＤＣｇに置き換え、該標準ドラム回転数ＤＣｇについて整理すると、次の（８）式が得られる。
【0108】
ＤＣｇ＝（β０－βＮ）／ａＳ ……（８）
【0109】
そこでドラム寿命補正処理部６４は、この（８）式に現在の膜厚βＮ、膜厚初期値β０及び標準膜減少係数ａＳを代入することにより、標準ドラム回転数ＤＣｇを算出する。
【0110】
ステップＳＰ２１において制御部３は、引き続きドラム寿命補正処理部６４により、現時点のドラム回転数ＤＣＮと標準ドラム回転数ＤＣｇとの差分を算出して延長可能ドラム回転数ΔＤＣとし、次のステップＳＰ２２に移る。この延長可能ドラム回転数ΔＤＣは、標準膜厚曲線ＱＳ（図７）に従いドラム回転数の増加に連れて膜厚βが減少する標準特性の場合と比較して、当該膜厚βに至るまでの実際のドラム回転数ＤＣが多かった場合の差分を表している。
【0111】
ステップＳＰ２２において制御部３は、引き続きドラム寿命補正処理部６４により、延長可能ドラム回転数ΔＤＣを用いて標準寿命ドラム回転数ＤＣＬを補正した補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを生成し、次のステップＳＰ２３に移る。具体的にドラム寿命補正処理部６４は、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに延長可能ドラム回転数ΔＤＣを加算することにより補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを算出し、これを感光ドラム３７の新たな寿命として取り扱う。
【0112】
因みに、このとき算出された補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲは、図７において、ドラム回転数ＤＣＮ及び膜厚βＮにより表される座標ＣＮを通り、且つ標準膜厚曲線ＱＳと同じ傾き（すなわち標準膜減少係数ａＳ）の予想特性ＱＥ（図中に太破線で示す）を描いた場合に、該予想特性ＱＥが膜厚下限値βＬに達するときのドラム回転数ＤＣとなっている。
【0113】
ステップＳＰ２３において制御部３は、引き続きドラム寿命補正処理部６４により、補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを基に、感光ドラム３７における寿命全体に対する残りの割合を表す残り寿命割合を算出し、次のステップＳＰ２４に移る。具体的にドラム寿命補正処理部６４は、補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲからドラム回転数ＤＣＮを減算し、これを当該補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲで除算すると共に値「１００」を乗じることにより、残り寿命割合［％］を算出する。
【0114】
ステップＳＰ２４において制御部３は、引き続きドラム寿命補正処理部６４により、残り寿命割合［％］を記憶部４１に記憶させ、次のステップＳＰ２５に移る。ステップＳＰ２５において制御部３は、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２を終了する。
【0115】
ここで、具体的な数値の例を示す。例えば、上述したように標準膜減少係数ａＳが０．０００４６７［μｍ／回転］、膜厚初期値β０が２０［μｍ］、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬが３００００［回転］であり、現時点のドラム回転数ＤＣＮが１３０００［回転］、膜厚βＮが１４．９６［μｍ］、であったとする。この場合、標準ドラム回転数ＤＣｇの値は、（８）式を用いて次のように計算される。
【0116】
ＤＣｇ＝（２０－１４．９６）／０．０００４６７＝１０７９１
【0117】
また延長可能ドラム回転数ΔＤＣの値は、ドラム回転数ＤＣＮからこの標準ドラム回転数ＤＣｇを減算することにより、次のように計算される。
【0118】
ΔＤＣ＝１３０００－１０７９１＝２２０９
【0119】
さらに補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲの値は、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬにこの延長可能ドラム回転数ΔＤＣを加算することにより、３２２０９と計算される。
【0120】
また制御部３は、表示操作部４（図１及び図４）を介して使用者から所定の操作を受け付けると、記憶部４１に記憶している各色の感光ドラム３７における残り寿命割合をそれぞれ読み出し、図１０に示すようなドラム寿命表示画面Ｄ１を該表示操作部４に表示させる。
【0121】
このドラム寿命表示画面Ｄ１には、各色の残り寿命割合が縦方向の棒グラフとして表されると共に各色が横方向に並べて配置されている。またドラム寿命表示画面Ｄ１には、各棒グラフの下側にブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンをそれぞれ意味する「Ｂｋ」、「Ｙ」、「Ｍ」及び「Ｃ」の文字がそれぞれ配置され、さらにその下側に残り寿命割合を表す百分率の数字がそれぞれ配置されている。
【0122】
さらに制御部３は、ドラム寿命管理部６５（図４）により、感光ドラム３７の寿命に関する種々の処理を行っている。例えばドラム寿命管理部６５は、各色の感光ドラム３７に関し、補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲに対する最新のドラム回転数ＤＣの割合が所定の警告割合（例えば９０［％］等）を超えると、表示操作部４に所定の警告画面（図示せず）を表示し、当該色の感光ドラム３７の寿命が近付いていることを通知する。またドラム寿命管理部６５は、最新のドラム回転数ＤＣが補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲに達すると、新たな印刷処理の受付を中止すると共に、表示操作部４に所定の通知画面を表示し、当該色の感光ドラム３７の交換を促す。
【0123】
［１－４．効果等］
以上の構成において、第１の実施の形態による画像形成装置１は、感光ドラム３７を交換してからＮ回目の濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮと、現像ローラ３５に印加する現像バイアスＤＢＮとを基に現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。続いて画像形成装置１は、この現像ローラ上トナー付着量ＭＮを基に膜減少係数ａＮを算出し、この膜減少係数ａＮや現在のドラム回転数ＤＣＮ等を用いて、現在の膜厚βＮを算出する（図８及び図９）。
以上の構成において、第１の実施の形態による画像形成装置１は、感光ドラム３７を交換してからＮ回目の濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮと、現像ローラ３５に印加する現像バイアスＤＢＮとを基に現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。続いて画像形成装置１は、この現像ローラ上トナー付着量ＭＮを基に膜減少係数ａＮを算出し、この膜減少係数ａＮや現在のドラム回転数ＤＣＮ等を用いて、現在の膜厚βＮを算出する（図８及び図９）。
【0124】
その後、画像形成装置１は、標準膜厚曲線ＱＳ（図７）において膜厚βＮが得られるときの標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、ドラム回転数ＤＣＮと該標準ドラム回転数ＤＣｇとの差分を延長可能ドラム回転数ΔＤＣとし、これを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを算出する（図９）。
【0125】
このため画像形成装置１は、現像ローラ上トナー付着量ＭＮが比較的小さく膜厚βの減少の度合が比較的小さい場合、すなわち図７において膜厚βＮ及びドラム回転数ＤＣＮを表す座標が標準膜厚曲線ＱＳの右上側に位置している場合に、感光ドラム３７の寿命を延長し、印刷可能な枚数を増加することができる。
【0126】
これにより画像形成装置１は、膜厚βが膜厚下限値βＬに達すると予想される時点まで感光ドラム３７を使用できるため、従来のように該感光ドラム３７の膜厚βが十分に残っており使用可能であるにも関わらず、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに達したために当該感光ドラム３７を交換する、といった無駄の発生を未然に防止できる。
【0127】
また画像形成装置１は、濃度センサ１８により実際に検出された検出濃度ＯＤＮや実際の現像バイアスＤＢＮ等を用いることにより、直接的な測定値では無いものの、精度の高い予測値として、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出できる。これに伴い画像形成装置１は、この現像ローラ上トナー付着量ＭＮを用いることにより、感光ドラム３７において膜厚βが減少する割合を表す膜減少係数ａＮも精度良く算出でき、その結果として現在の膜厚βＮも精度良く算出できる。
【0128】
さらに画像形成装置１は、現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現像ローラ上トナー付着量Ｍの関係（図６）を基に、（５）式のように現像ローラ上トナー付着量Ｍを現像バイアスＤＢの１次関数とした上で、表１のように係数Ｋ１及びＫ２を検出濃度ＯＤの範囲ごとに異なる値とした。これにより画像形成装置１は、検出濃度ＯＤに関わらず係数Ｋ１及びＫ２を一定の値とする場合と比較して、現像ローラ上トナー付着量Ｍの算出精度をさらに高めることができる。
【0129】
また画像形成装置１は、現在の膜厚βＮを算出し、ドラム回転数ＤＣＮ及び標準ドラム回転数ＤＣｇの差分である延長可能ドラム回転数ΔＤＣを算出した後、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに延長可能ドラム回転数ΔＤＣを加算することにより、補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを算出するようにした（図７）。すなわち画像形成装置１は、この時点において、感光ドラム３７の寿命が変動し得る範囲で最も短かった場合に相当する補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを算出するようにした。
【0130】
このため画像形成装置１は、Ｎ回目の濃度補正処理を行った後、仮に現像ローラ上トナー付着量Ｍが最も多い状態が続き、膜厚βが最も早いペースで減少していったとしても、少なくとも補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲに達するまでは、現在の感光ドラム３７を確実に使用させることができる。
【0131】
以上の構成によれば、第１の実施の形態による画像形成装置１は、濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮ及び現像バイアスＤＢＮを基に現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、これを基に膜厚βＮを算出する。続いて画像形成装置１は、標準膜厚曲線ＱＳにおいて膜厚βＮとなる標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、これとドラム回転数ＤＣＮとの差分である延長可能ドラム回転数ΔＤＣを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲとする。これにより画像形成装置１は、現像ローラ上トナー付着量Ｍが比較的少なく、膜厚βＮが標準よりも遅いペースで減少していた場合に、感光ドラム３７の寿命を標準よりも延長させることができる。
【0132】
［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態による画像形成装置２０１（図１及び図４）は、第１の実施の形態による画像形成装置１と比較して、制御部３及び記憶部４１に代わる制御部２０３及び記憶部２４１を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
第２の実施の形態による画像形成装置２０１（図１及び図４）は、第１の実施の形態による画像形成装置１と比較して、制御部３及び記憶部４１に代わる制御部２０３及び記憶部２４１を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【0133】
制御部２０３は、その内部に、第１の実施の形態による制御部３（図４）と同様の濃度補正制御部６１、ドラム膜厚算出部６３、ドラム寿命補正処理部６４及びドラム寿命管理部６５といった複数の機能ブロックを形成すると共に、トナー付着量算出部６２に代わるトナー付着量算出部２６２を形成する。このトナー付着量算出部２６２は、第１の実施の形態と一部異なる手法により、現像ローラ上トナー付着量Ｍを算出するようになっている（詳しくは後述する）。
【0134】
記憶部２４１は、その内部に、第１の実施の形態による記憶部４１と同様の設定値記憶部７２、検出値記憶部７３及び算出値記憶部７４を有すると共に、固定値記憶部７１に代わる固定値記憶部２７１を有している。この固定値記憶部２７１は、第１の実施の形態とは一部異なる係数等を記憶している（詳しくは後述する）。
【0135】
［２－１．感光ドラムの寿命の算出］
次に、第２の実施の形態において感光ドラム３７の寿命を算出する際の基本原理について説明する。この第２の実施の形態では、温度及び湿度、並びに感光ドラム３７の経時変化も考慮した補正を行い、該感光ドラム３７の寿命を算出するようになっている。
次に、第２の実施の形態において感光ドラム３７の寿命を算出する際の基本原理について説明する。この第２の実施の形態では、温度及び湿度、並びに感光ドラム３７の経時変化も考慮した補正を行い、該感光ドラム３７の寿命を算出するようになっている。
【0136】
［２－１－１．温度及び湿度による補正］
図６の一部と対応する図１１は、検出濃度ＯＤの値が１．４５～１．５５の範囲内である場合を例に、温湿度センサ２２（図１及び図４）により検知される外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの値が異なる３通りの環境について、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を表したものである。
図６の一部と対応する図１１は、検出濃度ＯＤの値が１．４５～１．５５の範囲内である場合を例に、温湿度センサ２２（図１及び図４）により検知される外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの値が異なる３通りの環境について、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を表したものである。
【0137】
図１１の関係特性線ＸＮＮは、外気温度Ｒｔが標準的な２２．５［℃］であり、外気湿度Ｒｈも標準的な５５［％］の環境（以下これを標準環境又はＮＮ環境と呼ぶ）における現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係である。また図１１の関係特性線ＸＬＬは、外気温度Ｒｔが比較的低い１０［℃］であり、外気湿度Ｒｈも比較的低い２０［％］の環境（以下これを低温低湿環境又はＬＬ環境と呼ぶ）における現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係である。さらに図１１の関係特性線ＸＨＨは、外気温度Ｒｔが比較的高い２７［℃］であり、外気湿度Ｒｈも比較的高い８０［％］の環境（以下これを高温高湿環境又はＨＨ環境と呼ぶ）における現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係である。
【0138】
この図１１から分かるように、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係は、外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの値（以下両者をまとめて環境値とも呼ぶ）に応じて変動している。そこで第２の実施の形態では、感光ドラム３７の寿命を算出する際に、温湿度センサ２２により検出される外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの影響を反映させるようにした。
【0139】
ところで、第１の実施の形態において説明した図６は、外気温度Ｒｔが２２．５［℃］、外気湿度Ｒｈが５５［％］の標準環境における現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現像ローラ上トナー付着量Ｍの関係を表したものである。また、この図６における検出濃度ＯＤごとの波形は、（５）式として示したように、現像ローラ上トナー付着量Ｍを現像バイアスＤＢの１次関数と見なし、係数Ｋ１及びＫ２を用いて近似的に表される。
【0140】
一方、図６と対応する図１２は、外気温度Ｒｔが２７［℃］、外気湿度Ｒｈが８０［％］の高温高湿環境である場合における、現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現像ローラ上トナー付着量Ｍの関係を表したものである。また図１３は、外気温度Ｒｔが１０［℃］、外気湿度Ｒｈが２０［％］の低温低湿環境である場合における、現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現像ローラ上トナー付着量Ｍの関係を、図６と同様に表したものである。
【0141】
図１２及び図６において、互いに同一の検出濃度ＯＤにおける特性曲線同士を比較してみると、何れも直線状であり１次関数に近似的に表し得るものの、その傾き及び切片が互いに相違していることが分かる。このような関係は、図１３及び図６における各特性曲線同士の間にも成立している。
【0142】
そこで、検出濃度ＯＤごとに、高温高湿環境（図１２）の波形又は低温低湿環境（図１３）を標準環境（図６）の波形に補正するために、傾きを補正する環境係数αｅｎｖ１と、切片を補正する環境係数αｅｎｖ２とを定義し、これらを（５）式に適用すると、次の（９）式が得られる。
【0143】
Ｍ＝αｅｎｖ１・Ｋ１・ＤＢ＋Ｋ２＋αｅｎｖ２ ……（９）
【0144】
そのうえで、図６、図１２及び図１３の各特性曲線を基に、高温高湿環境（ＨＨ環境）及び低温低湿環境（ＬＬ環境）における環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を、検出濃度ＯＤごとに算出したところ、次の表２に示すような値が得られた。この表２は、記憶部２４１の固定値記憶部２７１（図４）に環境係数テーブルＴ２として予め記憶されている。
【0145】
【表2】
【0146】
因みに表２では、標準環境（ＮＮ環境）において（９）式が（５）式と一致することから、この標準環境における環境係数αｅｎｖ１を値「１」とし、また環境係数αｅｎｖ２を値「０」とし、高温高湿環境及び低温低湿環境の各値と同様に記載している。
【0147】
［２－１－２．感光ドラムの経時変化による補正］
次に、図６の一部と対応する図１４は、検出濃度ＯＤの値が１．４５～１．５５の範囲内である場合を例に、感光ドラム３７のドラム回転数ＤＣが大きく異なる２通りの状態における、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を表したものである。
次に、図６の一部と対応する図１４は、検出濃度ＯＤの値が１．４５～１．５５の範囲内である場合を例に、感光ドラム３７のドラム回転数ＤＣが大きく異なる２通りの状態における、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を表したものである。
【0148】
図１４の関係特性線ＸＤＬは、感光ドラム３７のドラム回転数ＤＣが比較的小さく消耗の程度が低い状態（以下これを低消耗状態と呼ぶ）における、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係である。また図１４の関係特性線ＸＤＨは、感光ドラム３７のドラム回転数ＤＣが比較的大きく消耗の程度が高い状態（以下これを高消耗状態と呼ぶ）における、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係である。
【0149】
この図１４から分かるように、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係は、ドラム回転数ＤＣに応じて変動している。このような変動は、感光ドラム３７の使用に従って各部が摩耗していくことに伴い、現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現像ローラ上トナー付着量Ｍの関係が変化することを表していると推測される。そこで第２の実施の形態では、感光ドラム３７の寿命を算出する際に、ドラム回転数ＤＣの影響も反映させるようにした。
【0150】
また、図６の一部と対応する図１５は、検出濃度ＯＤの値が１．４５～１．５５の範囲内である場合を例に、感光ドラム３７が使用により劣化していく複数の段階、すなわちドラム回転数ＤＣが異なる複数の段階について、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を表したものである。
【0151】
この図１５から分かるように、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係は、ドラム回転数ＤＣが増加するに連れて、傾きを殆ど維持したまま下方へ変位している。そこで第２の実施の形態では、感光ドラム３７の寿命を算出する際に、ドラム回転数ＤＣの値を反映させるようにした。
【0152】
具体的には、ドラム回転数ＤＣが「０」であるときの波形の切片を補正し、各ドラム回転数ＤＣの各波形に合わせるための経時係数αＤＣ１を定義し、これを（９）式に適用すると、次の（１０）式が得られる。
【0153】
Ｍ＝αｅｎｖ１・Ｋ１・ＤＢ＋Ｋ２＋αｅｎｖ２＋αＤＣ１ ……（１０）
【0154】
そのうえで、図１５の各特性曲線を基に、ドラム回転数ＤＣの値ごとの経時係数αＤＣ１を算出したところ、次の表３に示すような値が得られた。この表３は、記憶部２４１の固定値記憶部２７１（図４）に経時係数テーブルＴ３として予め記憶されている。
【0155】
【表3】
【0156】
このように第２の実施の形態では、現像ローラ上トナー付着量Ｍを算出する際に、第１の実施の形態における（５）式において用いた現像バイアスＤＢ、係数Ｋ１及びＫ２に加えて、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２、並びに経時係数αＤＣ１を用い、（１０）式により算出するようになっている。
【0157】
［２－２．感光ドラム寿命算出処理］
画像形成装置２０１では、感光ドラム３７の寿命を算出して補正する場合、制御部２０３により、図８に示した画像形成ユニット着脱対応処理手順ＲＴ１を実行した後、図９と対応する図１６に示す感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２２を実行するようになっている。
画像形成装置２０１では、感光ドラム３７の寿命を算出して補正する場合、制御部２０３により、図８に示した画像形成ユニット着脱対応処理手順ＲＴ１を実行した後、図９と対応する図１６に示す感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２２を実行するようになっている。
【0158】
制御部２０３は、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２２を開始すると、ステップＳＰ２１１及びＳＰ２２２において感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰ１１及びＳＰ１２と同様の処理をそれぞれ行い、次のステップＳＰ２１３に移る。
【0159】
ステップＳＰ２１３において制御部２０３は、記憶部２４１から最新の現像バイアスＤＢ、検出濃度ＯＤ及び現在のドラム回転数ＤＣをそれぞれ読み出して現像バイアスＤＢＮ、検出濃度ＯＤＮ及び現在のドラム回転数ＤＣＮとする。また制御部２０３は、温湿度センサ２２により取得された最新の外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈを記憶部２４１からそれぞれ取得し、次のステップＳＰ２１４に移る。
【0160】
ステップＳＰ２１４において制御部２０３は、記憶部２４１の固定値記憶部２７１に格納されている環境係数テーブルＴ２（表２）を参照し、検出濃度ＯＤＮ、外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈと対応する環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２をそれぞれ読み出す。また制御部２０３は、記憶部２４１の固定値記憶部２７１に格納されている経時係数テーブルＴ３（表３）を参照し、ドラム回転数ＤＣＮと対応する経時係数αＤＣ１を読み出して、次のステップＳＰ２１５に移る。
【0161】
ステップＳＰ２１５において制御部２０３は、トナー付着量算出部２６２（図４）により、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、次のステップＳＰ２１６に移る。具体的にトナー付着量算出部６２は、まず記憶部２４１の係数テーブルＴ１（表１）から検出濃度ＯＤＮに対応する係数Ｋ１及びＫ２を読み出す。続いてトナー付着量算出部２６２は、上述した（１０）式に現像バイアスＤＢＮ、係数Ｋ１及びＫ２、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２、並びに経時係数αＤＣ１をそれぞれ代入することにより、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。
【0162】
その後、制御部２０３は、ステップＳＰ２１６～ＳＰ２２６において、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰＳＰ１５～ＳＰ２５とそれぞれ同様の処理を行うことにより、現時点の膜厚βＮや延長可能ドラム回転数ΔＤＣ等を順次算出し、さらに補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲや残り寿命割合も算出する。
【0163】
さらに制御部２０３は、第１の実施の形態と同様に、使用者からの操作指示等を受け付けると、ドラム寿命表示画面Ｄ１（図１０）を表示操作部４に表示させる。また制御部２０３は、第１の実施の形態と同様に、補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲに対する最新のドラム回転数ＤＣの割合等に応じて、警告画面の表示や感光ドラム３７の交換に関する通知等を行う。
【0164】
［２－３．効果等］
以上の構成において、第２の実施の形態による画像形成装置２０１は、検出濃度ＯＤＮ、現像バイアスＤＢＮに加えて、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２、並びに経時係数αＤＣ１を用いて現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。続いて画像形成装置２０１は、この現像ローラ上トナー付着量ＭＮを基に膜減少係数ａＮを算出し、この膜減少係数ａＮや現在のドラム回転数ＤＣＮ等を用いて、現在の膜厚βＮを算出する（図８及び図１６）。
以上の構成において、第２の実施の形態による画像形成装置２０１は、検出濃度ＯＤＮ、現像バイアスＤＢＮに加えて、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２、並びに経時係数αＤＣ１を用いて現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する。続いて画像形成装置２０１は、この現像ローラ上トナー付着量ＭＮを基に膜減少係数ａＮを算出し、この膜減少係数ａＮや現在のドラム回転数ＤＣＮ等を用いて、現在の膜厚βＮを算出する（図８及び図１６）。
【0165】
その後、画像形成装置２０１は、第１の実施の形態と同様、膜厚βＮを基に標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、延長可能ドラム回転数ΔＤＣを算出し、これを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲを算出する（図１６）。
【0166】
このため画像形成装置２０１は、第１の実施の形態と同様、現像ローラ上トナー付着量ＭＮが比較的小さく膜厚βの減少の度合が比較的小さい場合、該膜厚βが膜厚下限値βＬに達すると予想される時点まで感光ドラム３７を使用できるため、印刷可能な枚数を増加でき、該感光ドラム３７の無駄な交換を排除できる。
【0167】
特に画像形成装置２０１は、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する際に、検出濃度ＯＤ、外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈに応じた環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２と、ドラム回転数ＤＣＮに応じた経時係数αＤＣ１とにより補正するようにした。このため画像形成装置２０１は、第１の実施の形態と比較して、膜厚βＮの算出精度をさらに高めることができ、その結果として補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲの精度もさらに高めることができる。
【0168】
その他の点においても、第２の実施の形態による画像形成装置２０１は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【0169】
以上の構成によれば、第２の実施の形態による画像形成装置２０１は、濃度補正処理において得られた検出濃度ＯＤＮ及び現像バイアスＤＢＮを基に、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２並びに経時係数αＤＣ１による補正をしながら、現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出し、これを基に膜厚βＮを算出する。続いて画像形成装置２０１は、標準膜厚曲線ＱＳにおいて膜厚βＮとなる標準ドラム回転数ＤＣｇを求め、これとドラム回転数ＤＣＮとの差分である延長可能ドラム回転数ΔＤＣを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲとする。これにより画像形成装置２０１は、現像ローラ上トナー付着量Ｍが比較的少なく、膜厚βＮが標準よりも遅いペースで減少していた場合に、感光ドラム３７の寿命を標準よりも延長させることができる。
【0170】
［３．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰ１７において、現像ローラ上トナー付着量ＭＮ－１及びＭＮの単純平均を算出して平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅとする場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、過去の現像ローラ上トナー付着量Ｍｉ（１≦ｉ≦Ｎ－１）の一部又は全部と最新の現像ローラ上トナー付着量ＭＮとの平均を算出して平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅとしても良い。またこの場合、例えば過去の現像ローラ上トナー付着量Ｍｉに比較的小さい係数を乗じ、最新の現像ローラ上トナー付着量ＭＮに比較的大きい係数を乗じる等して、重み付け平均を算出しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
なお上述した第１の実施の形態においては、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰ１７において、現像ローラ上トナー付着量ＭＮ－１及びＭＮの単純平均を算出して平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅとする場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、過去の現像ローラ上トナー付着量Ｍｉ（１≦ｉ≦Ｎ－１）の一部又は全部と最新の現像ローラ上トナー付着量ＭＮとの平均を算出して平均現像ローラ上トナー付着量ＭＮａｖｅとしても良い。またこの場合、例えば過去の現像ローラ上トナー付着量Ｍｉに比較的小さい係数を乗じ、最新の現像ローラ上トナー付着量ＭＮに比較的大きい係数を乗じる等して、重み付け平均を算出しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0171】
また上述した第１の実施の形態においては、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰ２０～ＳＰ２２において、延長可能ドラム回転数ΔＤＣを標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに加算して補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲに補正する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、この段階までに算出された種々の値、すなわち膜厚βＮやドラム回転数ＤＣＮ等を利用した種々の演算により、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬを補正しても良い。例えば、直前の膜減少係数ａＮが今後も維持された場合に膜厚下限値βＬに達するようなドラム回転数ＤＣ、すなわち図７において座標ＣＮから膜減少係数ａＮに相当する傾きの算出特性ＱＥ２（図中に一点鎖線で示す）が膜厚下限値βＬと交差するようなドラム回転数ＤＣを、新たな補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲ２としても良い。この場合、演算処理としては、標準寿命ドラム回転数ＤＣＬに差分値を加算して補正する手法に限らず、例えば算出特性ＱＥ２を表す数式を導き出し、この数式により補正後の補正寿命ドラム回転数ＤＣＬＲ２を直接的に算出しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0172】
さらに上述した第１の実施の形態においては、図６に示した検出濃度ＯＤごとの現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を、１次関数と見なして近似した（５）式を定義し、その係数Ｋ１及びＫ２を記憶部４１の固定値記憶部７１（図４）に記憶させる場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を、他の種々の関数や曲線と見なして近似し、これらを表す係数等を固定値記憶部７１に記憶させても良い。或いは、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係をテーブルにより表し、当該テーブルを固定値記憶部７１に記憶させても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0173】
さらに上述した第１の実施の形態においては、図６において、検出濃度ＯＤを複数の範囲に区切り、この検出濃度ＯＤごとに、現像バイアスＤＢと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を２次元座標上に表し、これを１次関数と見なして各項の係数を定義する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば現像バイアスＤＢを複数の範囲に区切り、この現像バイアスＤＢごとに、検出濃度ＯＤと現像ローラ上トナー付着量Ｍとの関係を２次元座標上に表し、これを１次関数等と見なして各項の係数を定義しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0174】
さらに上述した第２の実施の形態においては、環境係数テーブルＴ２（表２）において、外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈに応じた３通りの環境（標準環境、高温高湿環境及び低温低湿環境）それぞれについて、検出濃度ＯＤごとの環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を設定する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈに応じた２通り又は４通り以上の環境それぞれについて、検出濃度ＯＤごとの環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を設定しても良く、或いは例えば外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの関数として、検出濃度ＯＤごとの環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を演算により算出しても良い。また、例えば外気温度Ｒｔ及び外気湿度Ｒｈの何れか一方のみに応じた複数通りの環境について、検出濃度ＯＤごとの環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を設定しても良く、さらには例えば気圧など、他の要素も加味した複数通りの環境について、検出濃度ＯＤごとの環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を設定しても良い。
【0175】
さらに上述した第２の実施の形態においては、経時係数テーブルＴ３（表３）において、ドラム回転数ＤＣＮに応じて経時係数αＤＣ１を設定する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば感光ドラム３７の交換後における累積動作時間等、他の要素に代えて、若しくはこれらを適宜組み合わせて、経時係数αＤＣ１を設定しても良い。
【0176】
さらに上述した第２の実施の形態においては、環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２と経時係数αＤＣ１との双方を用い、（１０）式に従って現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば（９）式に示したように、経時係数αＤＣ１を用いずに環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を用いて現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出しても良く、或いは環境係数αｅｎｖ１及びαｅｎｖ２を用いずに経時係数αＤＣ１を用いて現像ローラ上トナー付着量ＭＮを算出しても良い。
【0177】
さらに上述した第１の実施の形態においては、感光ドラム寿命算出処理手順ＲＴ２（図９）のステップＳＰ１９において膜厚βの減少量をａＮ（ＤＣＮ－ＤＣＮ－１）により算出し、これを用いて（７）式により膜厚βＮを算出した後、感光ドラム３７の寿命に関する値である延長可能ドラム回転数ΔＤＣ等を算出する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば膜厚βの減少量や膜厚βＮ等を、各種バイアス電圧の補正値のような他の種々の値に関する制御や補正等に用いても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0178】
さらに上述した第１の実施の形態においては、画像形成装置１に４個の画像形成ユニット１５を設ける場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば１個以上３個以下、又は５個以上の画像形成ユニット１５を画像形成装置１に設けても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0179】
さらに上述した第１の実施の形態においては、制御部３（図４）内の各機能ブロックをソフトウェアにより構成する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば各機能ブロックの少なくとも一部をハードウェアによって構成しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0180】
さらに上述した第１の実施の形態においては、制御部３により実行する各種プログラムを、記憶部４１（図４）に予め記憶させておく場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば所定の通信処理部を設けて制御部３を各種ネットワーク（図示せず）と接続させ、このネットワークに接続されているサーバ装置等（図示せず）から各種プログラムを受信した上で、制御部３において実行しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0181】
さらに上述した実施の形態においては、本発明を単機能のプリンタである画像形成装置１に適用する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置の機能を有するＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等、他の種々の機能を有する画像形成装置に適用しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【0182】
さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【0183】
さらに上述した実施の形態においては、像担持体としての感光ドラム３７と、回転数計数部としてのドラムカウンタ４２と、現像剤担持体としての現像ローラ３５と、電圧印加部としての現像用電源４６と、転写部としての転写ローラ１７と、現像剤転写量検出部としての濃度センサ１８と、算出部としての制御部３とによって画像形成装置としての画像形成装置１を構成する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる像担持体と、回転数計数部と、現像剤担持体と、電圧印加部と、転写部と、現像剤転写量検出部と、算出部とによって画像形成装置を構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0184】
本発明は、例えば電子写真方式により現像ローラから感光ドラムにトナーを付着させてトナー画像を形成し、これを用紙に転写して印刷する場合に利用できる。
【符号の説明】
【0185】
１、２０１……画像形成装置、３、２０３……制御部、４……表示操作部、１３……転写ベルト、１５……画像形成ユニット、１６……ＬＥＤヘッド、１７……転写ローラ、１８……濃度センサ、２２……温湿度センサ、３１……画像形成部、３２……トナーカートリッジ、３５……現像ローラ、３７……感光ドラム、４１、２４１……記憶部、４２……ドラムカウンタ、４６……現像用電源、６１……濃度補正制御部、６２、２６２……トナー付着量算出部、６３……ドラム膜厚算出部、６４……ドラム寿命補正処理部、６５……ドラム寿命管理部、７１、２７１……固定値記憶部、２４１……記憶部、ＤＢ……現像バイアス、ＤＣ……ドラム回転数、ＤＣＬ……標準寿命ドラム回転数、ＤＣｇ……標準ドラム回転数、Ｋ１、Ｋ２……係数、Ｍ……現像ローラ上トナー付着量、ＭＳ……標準現像ローラ上トナー付着量、Ｎ……濃度補正回数、ＯＤ……検出濃度、Ｐ……用紙、ＱＮ……膜厚曲線、ＱＳ……標準膜厚曲線、Ｒｈ……外気湿度、Ｒｔ……外気温度、ａ……膜減少係数、ａＳ……標準膜減少係数、ΔＤＣ……延長可能ドラム回転数、αＤＣ１……経時係数、αｅｎｖ１、αｅｎｖ２……環境係数、β……膜厚、β０……膜厚初期値、βＬ……膜厚下限値。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】