(57)【要約】【課題】より正確に帯電部材の異常を検出することができる画像形成装置、プログラム及び異常検出方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面に当接し、像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、像担持体の回転に伴って回転している帯電部材に対して電圧を印加することで像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、帯電部材に流れる電流量に対応する帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、帯電駆動部により帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を取得部により行わせる取得制御手段と、特性値取得動作により取得された電気的特性値の変動幅、及び電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、帯電部材の異常を検出する検出手段と、を備える。【選択図】図４
2018189762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
所定の回転軸を中心に回転する前記像担持体と、
前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、
前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、
前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得制御手段と、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記取得制御手段は、前記像担持体の表面と前記帯電部材の表面との間に放電を生じさせる大きさの前記検査電圧を前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して印加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】
前記変動幅は、所定の基準値との差分であ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】
前記検出手段は、互いに異なる複数の前記基準範囲に対してそれぞれ取得された前記変動期間の長さに基づいて前記帯電部材の異常を検出し、
前記複数の基準範囲の各々は、上限値及び下限値のいずれか一方が定められた範囲である
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】
前記複数の基準範囲は、
前記上限値が前記基準値より大きい第１の基準範囲と、
前記下限値が前記基準値より小さい第２の基準範囲と、
を含む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】
前記検出手段は、前記変動幅及び前記変動期間の長さの組み合わせに基づいて前記帯電部材の異常の程度に係る異常レベルを算定し、
当該画像形成装置は、前記検出手段により算定された前記異常レベルに応じて前記帯電部材の異常への対処に係る所定の対処動作を行う対処手段を備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記対処手段は、前記異常レベルと、前記帯電部材の累積回転数、累積回転時間、表面の累積移動距離、及び当該帯電部材を用いて行われた画像形成の累積回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて前記対処動作を行う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】
前記検出手段は、前記取得部による第１の特性値取得動作により取得された電気的特性値に基づいて第１の異常レベルを算定し、前記第１の特性値取得動作より後に行われた第２の特性値取得動作により取得された電気的特性値に基づいて第２の異常レベルを算定し、
前記対処手段は、前記第１の異常レベル及び前記第２の異常レベルと、前記第１の特性値取得動作の終了後から前記第２の特性値取得動作の開始前までの期間における前記帯電部材の回転数、回転時間、表面の累積移動距離、及び当該帯電部材を用いて行われた画像形成の回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて前記対処動作を行う
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９】
前記対処動作は、前記異常レベルに基づいて、前記帯電部材を含む所定の交換対象ユニットの使用可能期間を取得する動作を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記対処動作は、前記異常レベルに応じて、前記像担持体の表面を帯電させるために前記帯電部材に印加される電圧の大きさに係る設定を変更する動作を含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、複数の前記変動期間ごとに、当該変動期間における前記変動幅、及び当該変動期間の長さの組み合わせに基づいて前記異常レベルを算出し、
前記対処手段は、前記複数の変動期間に対応する複数の異常レベルに基づいて前記対処動作を行う
ことを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記取得制御手段は、前記検出手段による異常の検出のための前記特性値取得動作と、前記異常の検出以外の所定の目的で行われる前記特性値取得動作と、を前記取得部により行わせ、
前記異常の検出のための前記特性値取得動作での前記回転周期における前記電気的特性値の取得回数は、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作での前記回転周期における前記電気的特性値の取得回数よりも多い
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記像担持体を回転駆動する像担持体駆動部を備え、
前記取得制御手段は、前記異常の検出のための前記特性値取得動作での前記像担持体の表面の移動速度が、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作での前記像担持体の表面の移動速度よりも小さくなるように前記像担持体駆動部の動作を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記取得制御手段は、前記検出手段による異常の検出のための前記特性値取得動作と、前記異常の検出以外の所定の目的で行われる前記特性値取得動作と、を前記取得部により行わせ、
前記検出手段は、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の分布が所定の分布条件を満たす場合に前記異常の検出を行う
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、前記異常の検出が行われた場合に、前記分布条件が緩和されるように当該分布条件を変更することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
所定の回転軸を中心に回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、を備え、前記像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に設けられたコンピューターを、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得制御手段、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
所定の回転軸を中心に回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、を備え、前記像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置における前記帯電部材の異常検出方法であって、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得ステップ、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出ステップ、
を含むことを特徴とする異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、プログラム及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置がある。画像形成装置において像担持体の表面を帯電させる方法としては、像担持体に接触して回転する帯電ローラー（帯電部材）に対して電圧を印加する接触帯電方式が広く用いられている。
【０００３】
このような接触帯電方式では、像担持体の表面における帯電量は、帯電部材への電圧印加時に帯電部材に流れる電流量に応じた量となるため、帯電部材の表面状態や抵抗値に異常が生じて電流量が変動すると、像担持体の表面における帯電量が不足したり過剰となったりする。帯電量に過不足があると、適正な濃度のトナー像が形成されず、記録画像の画質不良に繋がる。
【０００４】
これに対し、従来、帯電部材の表面の各位置に流れる電流量を測定し、測定された電流量が適正範囲内にあるか否かに基づいて帯電部材の異常の有無を検出することで、記録画像における画質不良の発生を抑制する技術がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７９３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、帯電部材の異常に起因して生じた画質不良の視認のされ易さは、帯電部材に流れる電流量の変動幅だけではなく、電流量に異常が生じている異常領域の広さにも影響され、異常領域が広いほど、より小さな電流量の異常によって視認可能な画質不良に繋がる。このため、上記従来の技術のような電流量のみに基づく画一的な異常検出方法では、視認され得る画質不良を生じさせる帯電部材の異常を正確に検出することができないという課題がある。
【０００７】
この発明の目的は、より正確に帯電部材の異常を検出することができる画像形成装置、プログラム及び異常検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の画像形成装置の発明は、
像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
所定の回転軸を中心に回転する前記像担持体と、
前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、
前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、
前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得制御手段と、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記取得制御手段は、前記像担持体の表面と前記帯電部材の表面との間に放電を生じさせる大きさの前記検査電圧を前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して印加させることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記変動幅は、所定の基準値との差分であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、互いに異なる複数の前記基準範囲に対してそれぞれ取得された前記変動期間の長さに基づいて前記帯電部材の異常を検出し、
前記複数の基準範囲の各々は、上限値及び下限値のいずれか一方が定められた範囲である
ことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、
前記複数の基準範囲は、
前記上限値が前記基準値より大きい第１の基準範囲と、
前記下限値が前記基準値より小さい第２の基準範囲と、
を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、前記変動幅及び前記変動期間の長さの組み合わせに基づいて前記帯電部材の異常の程度に係る異常レベルを算定し、
当該画像形成装置は、前記検出手段により算定された前記異常レベルに応じて前記帯電部材の異常への対処に係る所定の対処動作を行う対処手段を備える
ことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、
前記対処手段は、前記異常レベルと、前記帯電部材の累積回転数、累積回転時間、表面の累積移動距離、及び当該帯電部材を用いて行われた画像形成の累積回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて前記対処動作を行うことを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、前記取得部による第１の特性値取得動作により取得された電気的特性値に基づいて第１の異常レベルを算定し、前記第１の特性値取得動作より後に行われた第２の特性値取得動作により取得された電気的特性値に基づいて第２の異常レベルを算定し、
前記対処手段は、前記第１の異常レベル及び前記第２の異常レベルと、前記第１の特性値取得動作の終了後から前記第２の特性値取得動作の開始前までの期間における前記帯電部材の回転数、回転時間、表面の累積移動距離、及び当該帯電部材を用いて行われた画像形成の回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて前記対処動作を行う
ことを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６から８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記対処動作は、前記異常レベルに基づいて、前記帯電部材を含む所定の交換対象ユニットの使用可能期間を取得する動作を含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項６から９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記対処動作は、前記異常レベルに応じて、前記像担持体の表面を帯電させるために前記帯電部材に印加される電圧の大きさに係る設定を変更する動作を含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項６から１０のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、複数の前記変動期間ごとに、当該変動期間における前記変動幅、及び当該変動期間の長さの組み合わせに基づいて前記異常レベルを算出し、
前記対処手段は、前記複数の変動期間に対応する複数の異常レベルに基づいて前記対処動作を行う
ことを特徴としている。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記取得制御手段は、前記検出手段による異常の検出のための前記特性値取得動作と、前記異常の検出以外の所定の目的で行われる前記特性値取得動作と、を前記取得部により行わせ、
前記異常の検出のための前記特性値取得動作での前記回転周期における前記電気的特性値の取得回数は、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作での前記回転周期における前記電気的特性値の取得回数よりも多い
ことを特徴としている。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、
前記像担持体を回転駆動する像担持体駆動部を備え、
前記取得制御手段は、前記異常の検出のための前記特性値取得動作での前記像担持体の表面の移動速度が、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作での前記像担持体の表面の移動速度よりも小さくなるように前記像担持体駆動部の動作を制御する
ことを特徴としている。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記取得制御手段は、前記検出手段による異常の検出のための前記特性値取得動作と、前記異常の検出以外の所定の目的で行われる前記特性値取得動作と、を前記取得部により行わせ、
前記検出手段は、前記所定の目的で行われる前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の分布が所定の分布条件を満たす場合に前記異常の検出を行う
ことを特徴としている。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、前記異常の検出が行われた場合に、前記分布条件が緩和されるように当該分布条件を変更することを特徴としている。
【００２３】
また、上記目的を達成するため、請求項１６に記載のプログラムの発明は、
所定の回転軸を中心に回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、を備え、前記像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に設けられたコンピューターを、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得制御手段、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出手段、
として機能させることを特徴としている。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、請求項１７に記載の異常検出方法の発明は、
所定の回転軸を中心に回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電部材と、前記像担持体の回転に伴って回転している前記帯電部材に対して電圧を印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電駆動部と、前記帯電部材に流れる電流量に対応する前記帯電部材の電気的特性値を取得する取得部と、を備え、前記像担持体の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置における前記帯電部材の異常検出方法であって、
前記帯電駆動部により前記帯電部材に対して所定の検査電圧を印加させながら、前記帯電部材の回転周期に亘って当該帯電部材の電気的特性値を取得する特性値取得動作を前記取得部により行わせる取得ステップ、
前記特性値取得動作により取得された前記電気的特性値の変動幅、及び前記電気的特性値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さに基づいて、前記帯電部材の異常を検出する検出ステップ、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に従うと、より正確に帯電部材の異常を検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図３】帯電ローラー及び電源部の構成及び動作について説明する図である。
【図４】帯電ローラーにおける電流値の測定結果の例を示す模式図である。
【図５】異常レベルの算定に用いられるテーブルデータを示す図である。
【図６】帯電ローラーの異常検出処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】ピーク間電圧の調整動作に用いられる電圧の例を示す図である。
【図８】複数のピーク間電圧に対応する電流値の測定結果の例を示す図である。
【図９】ピーク間電圧と電流値の平均値との関係を示す図である。
【図１０】変形例において異常レベルの算定に用いられるテーブルデータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の画像形成装置、プログラム及び異常検出方法に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１の概略構成を示す図である。
図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
画像形成装置１は、用紙供給部２と、用紙排出部３と、制御部１０（取得制御手段、検出手段、対処手段、コンピューター）と、画像形成部２０と、記憶部３０と、操作部４０と、表示部５０と、スキャナー６０と、搬送部７０と、通信部８０と、バス９０などを備える。これらの各部は、バス９０を介して接続されている。
画像形成装置１は、用紙供給部２に格納された用紙（記録媒体）を搬送部７０の搬送ローラー７１により搬送し、当該搬送されている用紙上に画像形成部２０により電子写真方式で画像を形成して用紙排出部３に排出する。
【００２９】
制御部１０は、ＣＰＵ１１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ１２（Random Access Memory）及びＲＯＭ１３（Read Only Memory）を有する。
【００３０】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記憶されている制御プログラム１３１を読み出して実行し、各種演算処理を行う。
【００３１】
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
【００３２】
ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１により実行される各種の制御プログラム１３１や設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。
【００３３】
これらのＣＰＵ１１，ＲＡＭ１２及びＲＯＭ１３を有する制御部１０は、制御プログラム１３１に従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、搬送部７０に用紙を搬送させ、記憶部３０に記憶された画像データに基づいて画像形成部２０により用紙に画像を形成させる。
【００３４】
記憶部３０は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などにより構成され、スキャナー６０により取得された画像データや、通信部８０を介して外部から入力された画像データ、後述する履歴情報などが記憶される。なお、これらのデータや情報はＲＡＭ１２に記憶されてもよい。
【００３５】
画像形成部２０は、記憶部３０に記憶された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。画像形成部２０は、静電潜像を表面に担持するドラム状の感光体である像担持体２１と、像担持体２１を回転駆動させる像担持体駆動部２１１（図２）と、像担持体２１の表面における残留トナーを除去するクリーニング部２２と、像担持体２１の表面を一様に帯電させる帯電ローラー２３（帯電部材）と、帯電ローラー２３に電圧を印加する電源部２３４（帯電駆動部、取得部）（図２）と、帯電された像担持体２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光部２４と、トナーを含む現像剤を用いて静電潜像を現像し、像担持体２１の表面にトナー像を形成する現像部２５と、形成されたトナー像を転写領域において中間転写ベルト２６１に１次転写し、さらに中間転写ベルト２６１から用紙に２次転写する転写部２６と、トナー像を用紙に定着させる定着部２７などを備える。上記のうち、像担持体２１、クリーニング部２２、帯電ローラー２３、露光部２４、現像部２５により作像ユニットが構成される。
【００３６】
作像ユニットは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の各色に対応して４つ設けられ、中間転写ベルト２６１の下部水平面に沿ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に配列されている。各作像ユニットでは、像担持体２１の外周面に沿って、クリーニング部２２、帯電ローラー２３、露光部２４及び現像部２５がこの順に配列されている。作像ユニットのうち、像担持体２１、クリーニング部２２及び帯電ローラー２３は、交換対象ユニットＵを構成している。この交換対象ユニットＵは、使用可能期間が経過した場合などに交換することが可能となっている。
【００３７】
像担持体２１は、像担持体駆動部２１１により駆動されることで所定の回転軸を中心に回転する。像担持体２１の外周面には、有機光導電体を含有させた樹脂からなる感光層が形成されている。
像担持体駆動部２１１は、制御部１０からの制御信号により指定された回転速度で像担持体２１を回転駆動する。
【００３８】
クリーニング部２２は、弾性体からなる平板状のクリーニングブレードを有し、当該クリーニングブレードを像担持体２１の表面に当接させることで、像担持体２１の表面に付着し中間転写ベルト２６１に転写されずに残留したトナーなどの異物を除去する。
【００３９】
帯電ローラー２３は、像担持体２１の表面に当接し、像担持体２１の回転に伴って所定の回転軸を中心に従動回転する筒状部材である。
電源部２３４は、上記従動回転している帯電ローラー２３に対し、直流電圧に交流電圧が重畳された交流バイアス電圧を帯電駆動電圧として印加することで、像担持体２１の表面を一様に帯電させる。
帯電ローラー２３及び電源部２３４の詳細な構成及び動作については後述する。
【００４０】
露光部２４は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備え、帯電ローラー２３により帯電された像担持体２１の表面にレーザー光を照射することで露光して像担持体２１上に静電潜像を形成する。なお、図１では、４つの作像ユニットにそれぞれ対応する４つの露光部２４が設けられているが、これに代えて、単一の露光部２４からのレーザー光を反透過ミラーなどにより分離させて各撮像ユニットの像担持体２１に導く構成としてもよい。
【００４１】
現像部２５は、像担持体２１の表面に対向するように配置された現像スリーブ（現像ローラー）を備える。現像部２５は、図示しないトナーボトルから供給されたトナーを含む現像剤を、所定の現像バイアス電位とされた現像スリーブの表面に供給することで、現像剤中のトナーを現像スリーブ表面から像担持体２１の表面の静電潜像に付着させて、像担持体２１の表面にトナー像を形成させる。
【００４２】
転写部２６は、２つのベルト搬送ローラー２６２と、各像担持体２１に対向して配置された４つの１次転写ローラー２６３と、ベルト搬送ローラー２６２及び１次転写ローラー２６３の回りに架け渡された中間転写ベルト２６１と、中間転写ベルト２６１上に残留したトナーを除去するベルトクリーニング部２６４と、一方のベルト搬送ローラー２６２に対して付勢された状態でベルト搬送ローラー２６２の回転に伴って従動回転する２次転写ローラー２６５とを備える。
転写部２６では、１次転写ローラー２６３にトナーと逆極性のバイアス電圧を印加した状態で中間転写ベルト２６１が周回移動することで、回転する像担持体２１の表面から中間転写ベルト２６１にトナーが転写される。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーが重畳転写された後、所定のバイアス電圧が印加された２次転写ローラー２６５と中間転写ベルト２６１との間を用紙が通過することで、中間転写ベルト２６１から用紙へカラートナー像が転写される。用紙へ転写されずに中間転写ベルト２６１上に残留したトナーは、ベルトクリーニング部２６４のクリーニングブレードによって除去される。
【００４３】
定着部２７は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して用紙にトナー像を定着させる。定着部２７は、用紙を挟持する加熱ローラー及び加圧ローラーからなる一対のローラーを備える。加熱ローラーは、加熱源としてのヒーターによって所定の目標温度（例えば１８０℃以上２００℃以下の範囲内の温度）に加熱される。加圧ローラーは、図示しない弾性部材によって加熱ローラーへ向かって付勢されている。トナー像が転写された用紙が加熱ローラーと加圧ローラーとのニップ部を通ることにより、トナー像が用紙上に定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送部７０の搬送ローラー７１により搬送されて用紙排出部３に送出される。
【００４４】
操作部４０は、操作キーや表示部５０の画面に重ねられて配置されたタッチパネルなどの入力デバイスを備え、これらの入力デバイスに対する入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。
【００４５】
表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）などの表示装置を備え、制御部１０による制御下で、画像形成装置１の状態や、タッチパネルへの入力操作の対象となる操作ボタンを含む操作画面などを表示する。
【００４６】
スキャナー６０は、制御部１０による制御下で用紙に形成された画像を読み取って画像データを生成し、生成された画像データを記憶部３０に記憶させる。
【００４７】
搬送部７０は、用紙を挟持した状態で回転することで用紙を移動させる搬送ローラー７１を複数備え、制御部１０による制御下で搬送ローラー７１を回転駆動させることで用紙を所定の搬送経路に沿って搬送する。搬送部７０は、定着部２７により定着処理が行われた用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー２６５へ搬送する図示しない反転機構を備えていてもよい。
【００４８】
通信部８０は、制御部１０による制御下で、ネットワーク上のコンピューターや他の画像形成装置と通信を行って画像データや印刷ジョブデータなどを送受信する。
【００４９】
＜帯電ローラー、電源部の構成及び動作＞
次に、帯電ローラー２３及び電源部２３４の構成及び動作について説明する。
図３は、帯電ローラー２３及び電源部２３４の構成及び動作について説明する図である。
帯電ローラー２３は、図３における図面垂直方向に延びる（像担持体２１の回転軸と同軸の）回転軸を中心に回転可能に設けられた直径約１２［ｍｍ］の筒状部材である。帯電ローラー２３は、回転軸に沿って延びる筒状の芯金２３１と、芯金２３１の周囲に形成された導電性の弾性層２３２と、弾性層２３２の周囲に設けられ帯電ローラー２３の表層を形成する表面層２３３とを有する。
【００５０】
芯金２３１は、金属などの導電性部材により構成される。
弾性層２３２は、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等の弾性材料に、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、イオン導電剤等の導電剤を混入したものにより構成することができる。
表面層２３３は、平均粒子径が数μｍ〜数十μｍの有機微粒子又は無機微粒子を含有する樹脂層であり、帯電ローラー２３の表面を保護するとともに、当該表面に所定の表面粗さを付与するために設けられる。
帯電ローラー２３は、図示しないばね部材などにより像担持体２１の表面に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラー２３は、像担持体２１の回転に伴って従動回転する。本実施形態では、通常画像の記録動作における像担持体２１及び帯電ローラー２３の回転速度は、表面の移動速度が約１４５［ｍｍ／秒］となるように調整される。このときの帯電ローラー２３の回転周期は、約０．２６［秒］である。
【００５１】
帯電ローラー２３の芯金２３１は、電源部２３４に電気的に接続されている。
電源部２３４は、制御部１０により指定されたピーク間電圧Ｖｐｐを有する交流電圧を生成する交流電源部２３４ａと、制御部１０により指定された大きさの直流電圧を生成する直流電源部２３４ｂとを備えている。電源部２３４は、直流電源部２３４ｂにより生成された直流電圧に、交流電源部２３４ａにより生成された交流電圧を重畳させた帯電駆動電圧を帯電ローラー２３の芯金２３１に供給する。これらの交流電源部２３４ａ及び直流電源部２３４ｂにより帯電駆動部が構成される。
また、電源部２３４は、帯電ローラー２３に流れる電流量（電流値、電気的特性値）を測定する電流測定部２３４ｃ（取得部）を備える。電流測定部２３４ｃは、測定した電流量に係る情報を制御部１０に出力する。
【００５２】
電源部２３４は、像担持体２１の回転に伴って従動回転している帯電ローラー２３に対して帯電駆動電圧を印加することで、像担持体２１及び帯電ローラー２３の接触部の両側近傍における像担持体２１の表面と帯電ローラー２３の表面との間隙に放電を生じさせ、これにより像担持体２１の表面に電荷を付与して一様に帯電させる。本実施形態では、直流電源部２３４ｂによる直流電圧が−６００［Ｖ］、交流電源部２３４ａにより重畳される交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが１８００［Ｖ］とされ、−６００±（１８００／２）［Ｖ］の間で振動する電圧が帯電ローラー２３に印加される。ピーク間電圧Ｖｐｐが大きすぎると、放電により生成されるイオンなどが増加して帯電ローラー２３に付着して特性劣化に繋がるため、ピーク間電圧Ｖｐｐは、適切な量の放電が生じる範囲で可能な限り小さい値に調整することが望ましい。ピーク間電圧Ｖｐｐの調整方法については、後述する。
【００５３】
＜帯電ローラーの異常検出方法＞
次に、帯電ローラー２３における異常の検出方法について説明する。
像担持体２１の表面における帯電量は、帯電ローラー２３への帯電駆動電圧の印加時に帯電ローラー２３に流れる電流量に応じた量となる。帯電ローラー２３において、汚損や劣化により表面層２３３の表面状態や抵抗値の変動（帯電ローラー２３の異常）が生じると、電流量が変動して、像担持体２１の表面における帯電量に適正値からの過不足が生じる。帯電量の過不足が生じた領域では、現像部２５によって適正な濃度のトナー像が形成されず、記録画像の画質不良に繋がる。
【００５４】
このような帯電ローラー２３の異常は、帯電ローラー２３の表面層２３３の架橋状態の変化、像担持体２１との接触による表面層２３３の薄化や表面層２３３におけるクラックの発生、及びトナーやその外添剤といった異物の付着などに起因して生じ得る。例えば、表面層２３３にクラックが発生すると、クラック部に集中して電流が流れて異常放電が発生し、周囲との帯電量の差異が生じて記録画像における色むらに繋がる。また、クラックが一定の広がりを有する範囲で繋がると、広範囲で電流量が大きくなり、より広範囲の色むらに繋がる。また、異物の付着によって帯電ローラー２３の抵抗値が局所的に変動した場合にも、同様に電流量が周囲と異なる結果、記録画像において色むらなどの画質不良が発生する。
【００５５】
ここで、帯電ローラー２３の異常に起因した記録画像における画質不良の程度、すなわち視認のされ易さは、帯電ローラー２３に流れる電流量の変動幅だけではなく、電流量に異常が生じている異常領域の広さにも影響され、異常領域が広いほど、より小さな電流量の異常によって視認可能な画質不良に繋がる。したがって、異常領域における電流量の適正値（所定の基準値）からの変動幅が同一であっても、異常領域の形状がライン状である場合には視認可能な画質不良が発生せず、異常領域の形状が面状である場合には視認可能な画質不良が発生するといった事象が生じ得る。
【００５６】
そこで、本実施形態では、帯電ローラー２３における異常領域の大きさを考慮した帯電ローラー２３の異常検出が行われる。
画像形成装置１において帯電ローラー２３の異常を検出する場合には、電源部２３４から帯電ローラー２３に対して所定の検査電圧を印加しながら、少なくとも帯電ローラー２３の回転周期に亘って当該帯電ローラー２３の電流値が電流測定部２３４ｃにより取得される。以下では、帯電ローラー２３の異常検出動作において電気的特性値としての電流値を測定する動作を、特性値取得動作と記す。ここで、上記の検査電圧におけるピーク間電圧Ｖｐｐは、像担持体２１の表面及び帯電ローラー２３の表面の間に放電を生じさせる大きさに設定される。
【００５７】
図４は、帯電ローラー２３における電流値の測定結果の例を示す模式図である。
図４では、特性値取得動作により帯電ローラー２３の回転周期において測定された電流値の時間変化が模式的に示されている。この電流値は、単一の回転周期での測定値としてもよいし、複数の回転周期における測定値の平均値としてもよい。本実施形態では、特性値取得動作における像担持体２１及び帯電ローラー２３の表面の移動速度は、通常画像の記録時の１／２である約７２［ｍｍ／秒］とされ、この場合の帯電ローラー２３の回転周期は、約０．５２［秒］である。そして、電流測定部２３４ｃによる最大検出頻度で電流値を測定することで、この回転周期当たりに９０回の電流値測定が行われる。
【００５８】
図４の例では、電流値が基準値Ｉ０から正方向に変動する電流ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ４が形成され、また基準値Ｉ０から負方向に変動する電流ピークＰ３が形成されている。これらの各電流ピークＰ１〜Ｐ４（以下では、単に電流ピークＰとも記す）が、それぞれ帯電ローラー２３の異常領域に対応する。ここで、基準値Ｉ０は、回転周期に亘る電流値データから算定することができる。基準値Ｉ０の算定方法は、特には限られないが、回転周期に亘る電流値の代表値（平均値や中央値）とする方法、及び各ピークの裾部分の電流値の近似値とする方法などが挙げられる。
【００５９】
図４の電流値が測定されると、各電流ピークＰの変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷ（変動時間）が算出される。ここで、変動幅Ｄは、基準値Ｉ０からの乖離幅である。また、変動期間は、電流値が連続して所定の基準範囲外の値となる期間である。基準範囲には、基準値Ｉ０より大きい上限値により規定された範囲（第１の基準範囲）と、基準値Ｉ０より小さい下限値により規定された範囲（第２の基準範囲）とがある。また、第１の基準範囲には、上限値が互いに異なる（本実施形態では、＋Ｉ１，＋Ｉ２，…）複数の基準範囲があり、第２の基準範囲には、下限値が互いに異なる（本実施形態では、−Ｉ１，−Ｉ２，…）複数の基準範囲がある。電流ピークＰの変動期間の長さＷは、電流値が、これらの複数の基準範囲のうち上限値又は下限値の絶対値が最も大きい基準範囲の範囲外となっている期間とされる。例えば、電流ピークＰ１については、電流値が、＋Ｉ１，＋Ｉ２をそれぞれ上限値とする２つの基準範囲の範囲外となっているため、絶対値が最も大きい上限値＋Ｉ２を超えている期間の長さＷ１が電流ピークＰ１の変動期間の長さＷと算定される。同様に、電流ピークＰ２の変動期間の長さＷ２は、上限値＋Ｉ１を超えている期間の長さであり、電流ピークＰ３の変動期間の長さＷ３は、下限値−Ｉ１を下回っている期間の長さであり、電流ピークＰ４の変動期間の長さＷ４は、上限値＋Ｉ１を超えている期間の長さである。
【００６０】
各電流ピークＰについて変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷが算出されると、変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷの組み合わせに基づいて、電流ピークＰに対応する異常領域についての異常の程度に係る異常レベルが取得される。そして、取得された異常レベルに応じて帯電ローラー２３の異常への対処に係る所定の対処動作が実行される。複数の電流ピークＰについての異常レベルの少なくとも一部が互いに異なる場合には、取得された異常レベルのうち最も高い異常レベルに対応する対処動作が実行される。
【００６１】
図５は、異常レベルの算定に用いられるテーブルデータを示す図である。
図５のテーブルデータは、ＲＯＭ１３（又は記憶部３０）に記憶されたデータであり、電流ピークＰにおける電流値の変動幅Ｄ（７水準）と変動期間の長さＷ（７水準）との組み合わせに対して、異常レベルが対応付けられて記憶されている。具体的には、変動幅Ｄ（絶対値）がＩ６以上でありかつ変動期間の長さＷがＴ１以上である場合、及び変動幅ＤがＩ４以上でありかつ変動期間の長さＷがＴ４以上である場合に対して異常レベル１が割り当てられており、変動幅ＤがＩ２未満である場合、変動幅ＤがＩ４未満でありかつ変動期間の長さＷがＴ１以上Ｔ４未満である場合、及び変動幅ＤがＩ５未満でありかつ変動期間の長さＷがＴ１未満である場合に対して異常レベル３が割り当てられており、これら以外の場合に対して異常レベル２が割り当てられている。
【００６２】
ここで、異常レベルは、値が小さいほど大きな異常であることを示す。具体的には、異常レベル１は、帯電ローラー２３を含む交換対象ユニットＵの即時の交換が必要な異常レベルであり、異常レベル２は、帯電ローラー２３の継続使用が可能であるが交換時期が近い場合の異常レベルであり、異常レベル３は、帯電ローラー２３に異常がないか、異常がごく僅かである場合の異常レベルである。また、変動幅Ｄの各水準の境界値、及び変動期間の長さＷの各水準の境界値は、実際に異常が生じた帯電ローラー２３における変動幅及び変動期間の値に基づいて設定される。なお、図５では異常レベルを３段階に設定したが、より細かく異常レベルを設定してもよい。また、変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷの水準の数は７つに限られない。
【００６３】
本実施形態では、帯電ローラー２３の回転周期における複数の電流ピークＰに各々対応する異常レベルのうち、最も大きな異常レベルが異常レベル１である場合には、交換対象ユニットＵの即時の交換を促す警告表示が表示部５０において行われる。
また、最も大きな異常レベルが異常レベル２である場合には、交換対象ユニットＵの交換時期が近いことを示す注意表示が表示部５０において行われる。
また、最も大きな異常レベルが異常レベル３である場合には、交換対象ユニットＵの交換に係る表示は行われない。
【００６４】
また、最も大きな異常レベルが、即時の交換が必要ない異常レベル２又は異常レベル３である場合には、交換対象ユニットＵの使用可能期間（寿命）が算出されて表示部５０に表示される。使用可能期間の算出は、例えば次の方法により行うことができる。すなわち、まず過去に行われた特性値取得動作（第１の特性値取得動作）における異常レベル（第１の異常レベル）と、現在の特性値取得動作（第２の特性値取得動作）における異常レベル（第２の異常レベル）とを取得し、これらの第１の異常レベル及び前記第２の異常レベルと、第１の特性値取得動作の実行後から第２の特性値取得動作の実行前までの期間における帯電ローラー２３の回転数、回転時間、表面の移動距離、及び当該帯電ローラー２３を用いた画像形成の回数（用紙の枚数）の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて使用可能期間を算出する。具体的には、使用可能期間は、第１の異常レベルと第２の異常レベルとの差異が大きいほど短くなるように、かつ履歴情報における帯電ローラー２３の回転数、回転時間、表面の移動距離又は画像形成の回数が少ないほど短くなるように算出される。
なお、予め各異常レベルに対応付けて使用可能期間を算定し、取得された異常レベルに対応する使用可能期間を用いてもよい。また、上記に代えて、直近の１回の特性値取得動作に基づいて異常レベルを算定し、当該異常レベルと、搬送ローラー２３の使用開始時からの累積回転数、累積回転時間、表面の累積移動距離、及び画像形成の累積回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて使用可能期間を算出してもよい。
【００６５】
上記における表示部５０による警告表示、注意表示及び使用可能期間の表示、及び使用可能期間の算定の各動作は、いずれも対処動作に相当し、これらの対処動作を行う制御部１０、表示部５０により対処手段が構成される。
【００６６】
＜帯電ローラーの異常検出動作の開始制御（１）＞
次に、帯電ローラー２３の異常検出動作を開始する制御について説明する。
本実施形態の画像形成装置１では、通常画像の形成動作において、所定のタイミングで、電流測定部２３４ｃにより帯電ローラー２３の回転周期に亘って電流値が測定され、回転周期における電流値の分布に係る値（ここでは、標準偏差）が検出される（以下では、この検出を予備検出と記す）。予備検出は、電流ピークの変動期間の長さの検出を伴わない動作であり、上述の帯電ローラー２３の異常検出そのものを目的としない検出動作である。したがって、予備検出のための特性値取得動作は、帯電ローラー２３の異常検出以外の目的で行われる特性値取得動作に対応する。
上記の所定のタイミングとしては、印刷ジョブに係る画像形成動作の終了時、画像形成装置１の電源投入時、連続して所定枚数の用紙に画像形成が行われた場合、及び画像形成装置１内の温度又は湿度が所定値以上変動した場合などが挙げられる。
【００６７】
この予備検出では、帯電ローラー２３の回転速度は、通常画像の形成時の設定とされるため、上述の帯電ローラー２３の異常検出動作における速度の２倍であり、回転周期当たりの電流値測定回数は、異常検出動作時の１／２（４５回）となる。したがって、異常検出動作での特性値検出動作における電流値の取得回数が、予備検出における電流値の取得回数よりも多くなるように各動作の設定がなされている。
予備検出では、電流値の標準偏差が算出される。そして、電流値の標準偏差が所定の標準偏差基準範囲の範囲外となった場合（電流値の分布が所定の分布条件を満たす場合）に、像担持体２１及び帯電ローラー２３の回転速度が１／２に低減され、上述の特性値取得動作を含む異常検出動作が開始される。
【００６８】
予備検出の結果に応じて異常検出動作が開始された場合には、標準偏差基準範囲が広がるように、より詳しくは、当該予備検出において算出された標準偏差が標準偏差基準範囲内となるように標準偏差基準範囲の設定が変更される。すなわち、上記分布条件が緩和されるように当該分布条件が変更される。
【００６９】
以下では、画像形成装置１により実行される帯電ローラー２３の異常検出処理の制御部１０による制御手順について説明する。ここでは、印刷ジョブに係る画像形成動作の終了時に予備検出が行われる例を用いて説明する。
【００７０】
図６は、帯電ローラー２３の異常検出処理の制御手順を示すフローチャートである。
通信部８０を介して外部から印刷ジョブが入力されると、制御部１０は、印刷ジョブに係る通常画像の記録動作を開始させる（ステップＳ１０１）。ここでは、制御部１０は、像担持体駆動部２１１に制御信号を出力して、像担持体２１及び帯電ローラー２３の表面の移動速度が約１４５［ｍｍ／秒］となる速度で像担持体２１を回転させる。
【００７１】
制御部１０は、印刷ジョブに係る全ての画像の記録が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０２）。制御部１０は、いずれかの画像の記録が終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、再びステップＳ１０２の処理を実行する。全ての画像の記録が終了したと判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、上述の予備検出動作を電源部２３４により行わせる（ステップＳ１０３）。
【００７２】
制御部１０は、測定された電流値の標準偏差が標準偏差基準範囲の範囲外であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。標準偏差が標準偏差基準範囲の範囲内であると判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＮＯ”）、制御部１０は、異常検出処理を終了させる。
【００７３】
標準偏差が標準偏差基準範囲の範囲外であると判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、標準偏差基準範囲を上述のように変更し（ステップＳ１０５）、像担持体駆動部２１１に制御信号を出力して像担持体２１及び帯電ローラー２３の回転速度を１／２に低減させた上で（ステップＳ１０６）、電源部２３４により異常検出動作に係る特性値取得動作を行わせる（ステップＳ１０７：取得ステップ）。
【００７４】
制御部１０は、取得された電流値のデータに基づいて各電流ピークＰの変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷを算出し（ステップＳ１０８）、上述した方法で異常レベルを算定して、算定された異常レベルに応じた各種対処動作を実行させる（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０８及びステップＳ１０９の処理が、検出ステップに相当する。
ステップＳ１０９の処理が終了すると、制御部１０は、異常検出処理を終了させる。
【００７５】
＜帯電ローラーの異常検出動作の開始制御（２）＞
次に、帯電ローラー２３の異常検出動作を開始する制御の他の例について説明する。
上述したように、本実施形態の画像形成装置１では、電源部２３４の交流電源部２３４ａにより生成される交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐは、適切な量の放電が生じる範囲で可能な限り小さい値であることが望ましい。また、ピーク間電圧Ｖｐｐに対する放電量は、環境条件（温度や湿度）や帯電ローラー２３の消耗状態などに依存するため、所定のタイミングでピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作が行われる。この調整動作は、以下に説明するように、異なる複数の帯電駆動電圧で帯電ローラー２３における電流値を測定する動作が含まれる。このときに測定された電流値の標準偏差を検出する動作を、上述の予備検出とすることができる。この場合においても、当該予備検出において、電流値の標準偏差が標準偏差基準範囲外となった場合に、異常検出動作が開始される。
【００７６】
以下、ピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作について説明する。
ピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作は、印刷ジョブに係る画像形成動作の終了時、画像形成装置１の電源投入時、連続して所定枚数の用紙に画像形成が行われた場合、及び画像形成装置１内の温度又は湿度が所定値以上変動した場合などに行われる。
【００７７】
ピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作では、まず、ピーク間電圧Ｖｐｐが互いに異なる複数の帯電駆動電圧を帯電ローラー２３に印加して電流値を測定する。
図７は、ピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作に用いられる電圧の例を示す図である。図７に示されるように、調整動作に用いられる複数のピーク間電圧Ｖｐｐは、例えば、放電開始電圧未満の範囲で選択された４つのピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ４と、放電開始電圧以上の範囲で選択された４つのピーク間電圧Ｖｐｐ５〜Ｖｐｐ８とからなる計８つとすることができる。例えば、ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ４は、それぞれ１３００［Ｖ］、１４００［Ｖ］、１５００［Ｖ］、１６００［Ｖ］とすることができ、ピーク間電圧Ｖｐｐ５〜Ｖｐｐ８は、それぞれ１９００［Ｖ］、２０００［Ｖ］、２１００［Ｖ］、２２００［Ｖ］
【００７８】
これらの８つのピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８の組み合わせは、予めＲＯＭ１３（又は記憶部３０）に記憶されたテーブルデータを参照することで取得される。テーブルデータは、環境条件（温度及び湿度）ごとに最適なピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８の組み合わせが記憶されたものとしてもよい。この場合には、画像形成装置１に図示しない温度検出部及び湿度検出部を設け、温度及び湿度の検出結果に基づいてテーブルデータを参照することで、現在の環境に適したピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８の組み合わせが取得される。
【００７９】
調整動作に用いられるピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８が取得されると、図７に示されるように、電源部２３４は、交流電源部２３４ａにより生成される交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ１からＶｐｐ８まで所定の切替期間ごとに段階的に変化させ、この交流電圧に直流電源部２３４ｂにより生成された直流電圧を重畳させて、帯電ローラー２３に印加する。ピーク間電圧Ｖｐｐの切替間隔は、帯電ローラー２３の回転周期よりも長くなるように設定される。また、この帯電駆動電圧の印加に伴って、ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８の各供給期間において、帯電ローラー２３の回転周期に亘って電流測定部２３４ｃにより電流値が測定される。
【００８０】
図８は、複数のピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８に対応する電流値の測定結果の例を示す図である。図８における時間ｃは、帯電ローラー２３の回転周期である。このように、ピーク間電圧がＶｐｐ１からＶｐｐ８まで増大するに従って、電流値が増大する。
【００８１】
電流値が測定されると、ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８の各々に対応する電流値の平均値Ｉａｃ１〜Ｉａｃ８が算出される。
図９は、ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８と電流値の平均値Ｉａｃ１〜Ｉａｃ８との関係を示す図である。
図９のように、ピーク間電圧の大きさに対して電流値の平均値をプロットし、このうち電流値の平均値Ｉａｃ１〜Ｉａｃ４に基づいて、放電開始電圧以下のピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ４と電流値との関係を表す直線Ｌ１を最小二乗法を用いて求める。また、電流値の平均値Ｉａｃ５〜Ｉａｃ８に基づいて、放電開始電圧以上のピーク間電圧Ｖｐｐ５〜Ｖｐｐ８と電流値との関係を表す直線Ｌ２を最小二乗法を用いて求める。そして、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の交点を、当該調整動作の環境条件における放電開始電圧Ｖｔｈとして取得する。また、この放電開始電圧Ｖｔｈに対して所定の値を加算して、画像形成におけるピーク間電圧Ｖｐｐを設定する。
【００８２】
このようなピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作において、測定された図８の電流値について標準偏差が算出され、ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８のいずれかに係る電流値の標準偏差、又は各ピーク間電圧Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ８に係る標準偏差の平均値が標準偏差基準範囲外となっている場合には、ピーク間電圧Ｖｐｐの調整動作の終了後に、帯電ローラー２３の異常検出動作が開始される。
【００８３】
（変形例）
続いて、上記実施形態の変形例について説明する。本変形例は、電流値が基準値Ｉ０より大きい電流ピークＰと、基準値Ｉ０より小さい電流ピークＰとで、異常レベルの算定基準や対処動作が各々別個に設定されている点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
【００８４】
図１０は、本変形例において異常レベルの算定に用いられるテーブルデータを示す図である。
図１０（ａ）には、電流ピークＰにおける変動幅Ｄが基準値Ｉ０より大きい場合（基準値Ｉ０に対して＋側である場合）のテーブルデータが示されている。このテーブルデータでは、変動幅Ｄの絶対値と変動期間の長さＷとの組み合わせに対して、異常レベル１〜４のいずれかが割り当てられている。また、異常レベル１〜４の各々には、対処動作１〜４が対応付けられている。
一方、図１０（ｂ）には、電流ピークＰにおける変動幅Ｄが基準値Ｉ０より小さい場合（基準値Ｉ０に対して−側である場合）のテーブルデータが示されている。このテーブルデータでは、変動幅Ｄの絶対値と変動期間の長さＷとの組み合わせに対して、異常レベル１，５〜７のいずれかが割り当てられている。また、異常レベル１，５〜７の各々には、対処動作１，５〜７が対応付けられている。
【００８５】
このように＋側と−側とで別個に異常レベルや対処動作を設定することで、より帯電ローラー２３の異常に対するより柔軟かつ適切な対処を行うことができる。例えば、図１０（ｂ）における異常レベル６に対応する対処動作６として、像担持体２１に供給される帯電駆動電圧の大きさが増大されるように設定を変更する動作とすることで、電流値の不足を補うことができる。
なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の各テーブルデータにおいて、異常レベルの段階の数、変動幅Ｄの各水準の境界値、変動期間の長さＷの各水準の境界値、及び変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷの水準の数などを互いに異ならせてもよい。
【００８６】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１は、像担持体２１の表面における静電潜像を現像して得られたトナー像を用紙に転写して当該用紙上に画像を形成する画像形成装置１であって、所定の回転軸を中心に回転する像担持体２１と、像担持体２１の表面に当接し、像担持体２１の回転に伴って所定の回転軸を中心に回転する帯電ローラー２３と、像担持体２１の回転に伴って回転している帯電ローラー２３に対して電圧を印加することで像担持体２１の表面を帯電させる電源部２３４と、帯電ローラー２３に流れる電流量に対応する帯電ローラー２３の電気的特性値としての電流値を取得する電流測定部２３４ｃと、制御部１０とを備え、制御部１０は、電源部２３４により帯電ローラー２３に対して所定の検査電圧を印加させながら、帯電ローラー２３の回転周期に亘って当該帯電ローラー２３の電流値を取得する特性値取得動作を電流測定部２３４ｃにより行わせ（取得制御手段）、特性値取得動作により取得された電流値の変動幅Ｄ、及び電流値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さＷに基づいて、帯電ローラー２３の異常を検出する（検出手段）。
上記の電流値の変動期間の長さＷは、帯電ローラー２３において表面状態や抵抗値に異常が生じている異常領域の、帯電ローラー２３の周回方向についての長さを表す。よって、電流値の変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷに基づいて異常を検出する上記構成によれば、帯電ローラー２３における異常領域の周回方向の大きさを考慮してより正確に帯電ローラー２３の異常を検出することができる。例えば、変動幅Ｄが小さく変動幅Ｄによっては異常が検出されない場合であっても、変動期間の長さＷが長い場合には当該変動期間に係る電流ピークＰに基づいて正確に帯電ローラー２３の異常を検出することができる。
【００８７】
また、制御部１０は、像担持体２１の表面と帯電ローラー２３の表面との間に放電を生じさせる大きさの検査電圧を電源部２３４により帯電ローラー２３に対して印加させる（取得制御手段）。このような大きさの検査電圧を用いて電流を測定することで、電流ピークＰの変動幅Ｄの絶対値を大きくすることができるため、より正確に帯電ローラー２３の異常を検出することができる。
【００８８】
また、変動幅Ｄを、所定の基準値Ｉ０との差分とすることで、周回方向についての各位置での異常の程度を同一の基準で特定して異常を検出することができる。
【００８９】
また、制御部１０は、互いに異なる複数の基準範囲に対してそれぞれ取得された変動期間の長さＷに基づいて帯電ローラー２３の異常を検出し（検出手段）、基準範囲は、上限値及び下限値のいずれか一方が定められた範囲である。これにより、電流値が基準範囲外となる異常領域が複数ある場合において、各異常領域における異常の大きさを適切に特定して正確に異常を検出することができる。
【００９０】
また、複数の基準範囲は、上限値が基準値より大きい第１の基準範囲と、下限値が基準値より小さい第２の基準範囲と、を含む。これにより、電流値が増大する異常と低減する異常とをそれぞれ適切に検出することができる。例えば、表面層２３３にクラックが生じたことにより電流値が増大する不具合と、表面層２３３の抵抗値が増大したことにより電流値が減少する不具合とを、各々別個に正確に特定することができる。
【００９１】
また、制御部１０は、変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷの組み合わせに基づいて帯電ローラー２３の異常の程度に係る異常レベルを算定し（検出手段）、画像形成装置１は、算定された異常レベルに応じて帯電ローラー２３の異常への対処に係る所定の対処動作を行う対処手段としての制御部１０及び表示部５０を備える。これにより、異常の程度に応じた適切な対処を容易な処理で行うことができる。
【００９２】
対処手段は、異常レベルと、帯電ローラー２３の累積回転数、累積回転時間、表面の累積移動距離、及び当該帯電ローラーを用いて行われた画像形成の累積回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて対処動作を行う（対処手段）。これにより、帯電ローラー２３に生じている異常の時間変化率を考慮した適切な対処動作を行うことができる。
【００９３】
また、制御部１０は、電流測定部２３４ｃによる第１の特性値取得動作により取得された電流値に基づいて第１の異常レベルを算定し、第１の特性値取得動作より後に行われた第２の特性値取得動作により取得された電流値に基づいて第２の異常レベルを算定し、対処手段は、第１の異常レベル及び第２の異常レベルと、第１の特性値取得動作の終了後から第２の特性値取得動作の開始前までの期間における帯電ローラー２３の回転数、回転時間、表面の移動距離、及び当該帯電ローラー２３を用いて行われた画像形成の回数の少なくとも一つに係る履歴情報と、に基づいて対処動作を行う。これにより、帯電ローラー２３に生じている異常の時間変化率を考慮した適切な対処動作を行うことができる。
【００９４】
また、対処動作は、異常レベルに基づいて、帯電ローラー２３を含む所定の交換対象ユニットＵの使用可能期間を取得する動作を含む。これにより、帯電ローラー２３の使用可能期間、すなわち寿命を正確に算出して、ユーザーに交換対象ユニットの交換を促す表示や動作を行うことができる。
【００９５】
また、対処動作は、異常レベルに応じて、像担持体２１の表面を帯電させるために帯電ローラー２３に印加される電圧の大きさに係る設定を変更する動作を含む。これにより、帯電ローラー２３における電流値を適切な範囲に調整することができ、検出された帯電ローラー２３の異常を抑制した上で帯電ローラー２３を継続使用することができる。
【００９６】
また、制御部１０は、複数の変動期間ごとに、当該変動期間における変動幅Ｄ、及び当該変動期間の長さＷの組み合わせに基づいて異常レベルを算出し（検出手段）、対処手段は、複数の変動期間に対応する複数の異常レベルに基づいて対処動作を行う。これにより、電流値の変動期間に対応する異常領域ごとに、当該異常領域における異常の大きさを正確に特定して帯電ローラー２３の異常を検出することができる。
【００９７】
また、制御部１０は、帯電ローラー２３の異常の検出のための特性値取得動作と、当該異常の検出以外の所定の目的で行われる特性値取得動作と、を電流測定部２３４ｃにより行わせ（取得制御手段）、上記異常の検出のための特性値取得動作での回転周期における電流値の取得回数は、上記所定の目的で行われる特性値取得動作での回転周期における電流値の取得回数よりも多い。これにより、異常検出動作において周回方向について高い分解能で異常領域を検出することができる。よって、異常領域の周回方向についての長さを正確に検出することができ、また周回方向の長さが僅かである異常領域を適切に検出することができる。
【００９８】
また、画像形成装置１は、像担持体２１を回転駆動する像担持体駆動部２１１を備え、制御部１０は、上記異常の検出のための特性値取得動作での像担持体２１の表面の移動速度が、所定の目的で行われる特性値取得動作での像担持体２１の表面の移動速度よりも小さくなるように像担持体駆動部２１１の動作を制御する（取得制御手段）。これにより、異常検出動作における電流値の取得回数を容易に増大させることができる。
【００９９】
また、制御部１０は、帯電ローラー２３の異常の検出のための特性値取得動作と、当該異常の検出以外の所定の目的で行われる特性値取得動作と、を電流測定部２３４ｃにより行わせ（取得制御手段）、上記所定の目的で行われる特性値取得動作により取得された電流値の分布が所定の分布条件を満たす場合に異常検出を行う（検出手段）。これにより、帯電ローラー２３に異常が生じている可能性が高い場合にのみ異常検出を行うことができる。この結果、異常検出動作の実行頻度を抑えて、通常画像の形成効率を向上させることができる。
【０１００】
また、制御部１０は、上記異常の検出が行われた場合に、分布条件が緩和されるように当該分布条件を変更する（検出手段）。これにより、同一の異常が生じている帯電ローラー２３に対して高頻度で繰り返し異常検出動作が実行される不具合の発生を抑制することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の制御プログラムは、画像形成装置１に設けられた制御部１０（コンピューター）を、電源部２３４により帯電ローラー２３に対して所定の検査電圧を印加させながら、帯電ローラー２３の回転周期に亘って当該帯電ローラー２３の電流値を取得する特性値取得動作を電流測定部２３４ｃにより行わせる取得制御手段、特性値取得動作により取得された電流値の変動幅Ｄ、及び電流値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さＷに基づいて、帯電ローラー２３の異常を検出する検出手段、として機能させる。このようなプログラムによれば、帯電ローラー２３における異常領域の周回方向の大きさを考慮してより正確に帯電ローラー２３の異常を検出することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の帯電ローラー２３の異常検出方法は、電源部２３４により帯電ローラー２３に対して所定の検査電圧を印加させながら、帯電ローラー２３の回転周期に亘って当該帯電ローラー２３の電流値を取得する特性値取得動作を電流測定部２３４ｃにより行わせる取得ステップ、特性値取得動作により取得された電流値の変動幅Ｄ、及び電流値が連続して所定の基準範囲外の値となる変動期間の長さＷに基づいて、帯電ローラー２３の異常を検出する検出ステップ、を含む。このような方法によれば、帯電ローラー２３における異常領域の周回方向の大きさを考慮してより正確に帯電ローラー２３の異常を検出することができる。
【０１０３】
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び変形例では、交換対象ユニットＵを交換対象とする例を用いて説明したが、これに限定されず、例えば帯電ローラー２３のみが交換可能とされていてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態及び変形例では、帯電ローラー２３における電流値の変動幅Ｄや変動期間の長さＷに基づいて異常検出を行ったが、これに代えて、帯電ローラー２３に係る他の電気的特性値、例えば抵抗値に係る変動幅や変動期間の長さに基づいて異常検出を行ってもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態及び変形例では、予備検出と異常検出とで像担持体２１及び帯電ローラー２３の回転速度を異ならせることで、異常検出動作における回転周期あたりの電流値の測定回数が相対的に多くなるようにしたが、これに限定する趣旨ではない。例えば、予備検出と異常検出とで像担持体２１及び帯電ローラー２３の回転速度を同一とし、異常検出動作における電流値の検出頻度を予備検出における電流値の検出頻度より大きくしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態及び変形例では、予備検出における電流値の測定結果に基づいて異常検出動作を開始する場合の、当該予備検出における電流値分布についての分布条件として、電流値の標準偏差が標準偏差基準範囲外となっていること、とする例を用いて説明したが、分布条件はこれに限られない。例えば、予備検出における電流ピークの変動幅が所定範囲外となっていることを、異常検出動作を開始させる分布条件としてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態及び変形例では、電流ピークＰごとに変動幅Ｄ及び変動期間の長さＷを算出して異常レベルを算定し、複数の電流ピークＰに係る複数の異常レベルのうち異常が最も大きい異常レベルに基づいて対処動作を選択する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、回転周期全体における電流値の変動幅（図４におけるＤｍａｘ−ｍｉｎ）と、特定の基準範囲に対する変動期間の長さの最大値（例えば、図４における＋Ｉ１及び−Ｉ１に対応する基準範囲の範囲外となっている期間の最大値）とに基づいて異常レベルや対処動作を定めてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態及び変形例では、画像形成装置１の制御部１０により異常検出に係る各種処理（電流値の変動幅Ｄや変動期間の長さＷの算出、異常レベルの算定、対処動作の選択）を行う例を挙げて説明したが、これらの処理のうち少なくとも一部を外部の情報処理装置において実行してもよい。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【符号の説明】
【０１１０】
１  画像形成装置
１０  制御部（取得制御手段、検出手段、対処手段、コンピューター）
１３１  制御プログラム
２０  画像形成部
２１  像担持体
２１１  像担持体駆動部
２２  クリーニング部
２３  帯電ローラー（帯電部材）
２３４  電源部
２３４ａ  交流電源部（帯電駆動部）
２３４ｂ  直流電源部（帯電駆動部）
２３４ｃ  電流測定部（取得部）
２４  露光部
２５  現像部
２６  転写部
２７  定着部
Ｄ  変動幅
Ｗ  変動期間の長さ
Ｉ０  基準値
Ｕ  交換対象ユニット
【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】
2018189762.tif 000009
【図８】
2018189762.tif 000010
【図９】
2018189762.tif 000011
【図１０】
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