(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電部材の寿命を精度良く判定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置において、感光体ドラムと、帯電ローラと、帯電ローラの寿命に関する情報を表示する表示部と、感光体ドラムに当接して感光体ドラム上のトナーを除去するクリーニングブレードと、感光体ドラムの駆動トルクを検知する駆動トルク検知部と、クリーニングブレードの硬度、当接圧、当接角度を取得する制御部と、制御部が取得したクリーニングブレードの硬度、当接圧、当接角度と駆動トルク検知部が検知した感光体ドラムの駆動トルクに基づいて、画像形成時にクリーニングブレードをすり抜ける感光体ドラム上のトナー量を判定し、判定されたトナー量と画像形成枚数に基づいて帯電ローラの寿命を算出して表示部に表示させる制御部と、を有する。【選択図】図８
2018072450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動する像担持体上に現像剤像を形成して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体に当接して設けられ、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材の寿命に関する情報を報知する報知手段と、
前記像担持体に当接して前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記像担持体の駆動トルクを検知する検知手段と、
前記クリーニング部材の仕様に関する仕様情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記仕様情報と前記検知手段が検知した前記像担持体の駆動トルクに基づいて、画像形成時に前記クリーニング部材をすり抜ける前記像担持体上の現像剤量を判定し、判定された前記現像剤量と画像形成枚数に対応する情報に基づいて前記帯電部材の寿命を算出して前記報知手段により報知させる制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記仕様情報と前記像担持体の駆動トルクに基づいて、前記像担持体上の現像剤と前記クリーニング部材とが接するときの接線と、前記像担持体の表面とのなす角の角度を判定し、判定された角度が小さい場合、大きい場合よりも前記クリーニング部材をすり抜ける前記像担持体上の前記現像剤量が多いと判定す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】
前記制御手段は、前記像担持体の駆動トルクと前記仕様情報とを関連付けたテーブルを参照して、前記像担持体上の現像剤と前記クリーニング部材とが接するときの接線と、前記像担持体とのなす角の角度を判定する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】
前記制御手段は、前記像担持体の駆動トルクが大きい場合、小さい場合よりも前記クリーニング部材をすり抜ける前記像担持体上の前記現像剤量が多いと判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記仕様情報として、前記クリーニング部材の硬度、前記像担持体に対する当接角度、前記像担持体に対する当接圧を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、画像形成される画像の濃度値に基づいて、前記クリーニング部材をすり抜ける前記像担持体上の前記現像剤量の判定値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体、前記帯電部材、前記クリーニング部材は、装置本体に着脱可能な画像形成ユニットとしてユニット化されており、
前記画像形成ユニットは、前記取得手段が読み取り可能な前記仕様情報を記憶した記憶部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体を回転駆動させるモータを備え、
前記検知手段は、前記モータに流れる電流値に基づいて、前記像担持体の駆動トルクを検知することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１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、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）などの画像形成装置に関する。特に、画像形成装置が備える帯電部材の寿命を判定する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体ドラム（像担持体）を帯電させる帯電部材として、接触帯電方式の帯電ローラが広く用いられている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、継続的に良好な画像を形成するため、個々の装置や部材の寿命設定に応じて、それらの交換や消耗品の補給を行う必要がある。帯電ローラに関しても寿命に応じて交換を行う必要がある。そこでこの寿命を判定する方法が従来から提案されている。例えば特許文献１では、帯電ローラの寿命に関して、帯電ローラに印加する帯電電圧の印加時間と帯電ローラの回転数の積算値がある基準値に達したときに寿命に達したと判定する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２１１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
帯電ローラの寿命の原因の一つとして、帯電ローラ表面にトナーが付着することで帯電不良を起こすことが挙げられる。帯電不良が起きると、縦スジ状のトナーすり抜けが発生して画像不良に繋がる。このような帯電ローラへのトナー付着は、感光体ドラム上のトナーを掻き取って除去するクリーニングブレードの物性値のバラツキや、画像形成装置の使用状況が与える影響が大きい。
【０００６】
このため、特許文献１に記載の構成のように、帯電バイアスの印加時間や帯電ローラ回転数の情報だけで寿命を判定する場合、クリーニングブレードの物性値や使用状況によっては判定された寿命が実情にそぐわないおそれがある。
【０００７】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、帯電部材の寿命を精度良く判定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置は、回転駆動する像担持体上に現像剤像を形成して画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体に当接して設けられ、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材の寿命に関する情報を報知する報知手段と、前記像担持体に当接して前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材と、前記像担持体の駆動トルクを検知する検知手段と、前記クリーニング部材の仕様に関する仕様情報を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記仕様情報と前記検知手段が検知した前記像担持体の駆動トルクに基づいて、画像形成時に前記クリーニング部材をすり抜ける前記像担持体上の現像剤量を判定し、判定された前記現像剤量と画像形成枚数に対応する情報に基づいて前記帯電部材の寿命を算出して前記報知手段により報知させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯電部材の寿命を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】クリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接角度を説明する図である。
【図３】画像形成装置の制御系の一部の構成を示すブロック図である。
【図４】感光体ドラム上のトナーとクリーニングブレードとの関係を説明するための説明図である。
【図５】感光体ドラム上のトナーとクリーニングブレードとの関係を説明するための説明図である。
【図６】クリーニングブレードの仕様と感光体ドラムの駆動トルクに基づいて作成された角度θのテーブルデータである。
【図７】角度θとトナーのすり抜け個数との相関データを示すグラフである。
【図８】寿命判定シーケンスのフローチャートである。
【図９】寿命判定の比較実験の結果を示す表とグラフである。
【図１０】角度θと画像の印字率とトナーのすり抜け個数との相関データを示すグラフである。
【図１１】寿命判定シーケンスのフローチャートである。
【図１２】寿命判定の比較実験の結果を示す表とグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナー（現像剤）を中間転写ベルトに一次転写した後に記録媒体としてのシートに二次転写して画像を形成する中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。以下の説明では、トナー色を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号は適宜省略する。
【００１３】
図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１４】
画像形成部は、画像形成装置Ａ本体（装置本体）に着脱可能な画像形成ユニット８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）、中間転写ユニット１２、レーザスキャナユニット３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ）、現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）等を備える。
【００１５】
画像形成ユニット８は、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂ）、帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、クリーニングブレード７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ）、帯電ローラ清掃部材６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ）がユニット化されたものである。また画像形成ユニット８は、画像形成ユニット８を構成する部材の物性値情報や設定値情報を保存するメモリ部３３（図３参照）を有する。メモリ部３３に保存する情報に関しては後述する。
【００１６】
感光体ドラム１（像担持体）は有機光伝導体（ＯＰＣ）ドラムであり、外径は３０ｍｍである。また帯電極性が負極性の感光層が表面に形成され、中心支軸を中心に２６３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで不図示の駆動モータにより矢印Ｒ１方向に回転駆動する。
【００１７】
帯電ローラ２（帯電部材）は、芯金の両端部を不図示の軸受け部材により回転自在に保存され、不図示の押圧ばねによって感光体ドラム１方向に付勢され、感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接して設けられている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の回転に従動して回転し、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。なお、芯金としては直径６ｍｍのステンレス丸棒を用い、表層としてフッ素樹脂にカーボンを分散させており、ローラとしての外径は１４ｍｍ、ローラ抵抗は１０４Ω〜１０７Ωとした。
【００１８】
また、一般に帯電ローラ２の表層を凹凸形状にすることで凹部と感光体ドラム１の圧力を低減させ、帯電ローラ２の汚染を軽減できることが知られている。この凹凸をつける方法としては、表層に微粒子を含有させる方法、機械的研磨により処理する方法がある。本実施形態の帯電ローラ２は、表面に最大高さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１：  ２００１）＝１５μｍ程度の凹凸形状を有する。
【００１９】
帯電ローラ清掃部材６は、帯電ローラ２に接触して設けられ、帯電ローラ２の回転時に従動回転しながら帯電ローラ２に付着したトナーを除去する。本実施形態では、帯電ローラ清掃部材６の主成分は一般的な発泡スポンジであり、外径は６ｍｍのものを使用した。
【００２０】
クリーニングブレード７（クリーニング部材）は、感光体ドラム１に接触して設けられ、感光体ドラム１の回転時に感光体ドラム１上のトナーを掻き取って除去する。クリーニングブレード７は、板状のゴム部材と支持板金とで構成されており、ゴム部材としては例えば硬度７７°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ２ｍｍのウレタンゴムが用いられる。硬度は、表面に圧子（インデンタ）を押し込み変形させ、その変形量を（押込み深さ）計測することで測定することができる。
【００２１】
図２は、クリーニングブレード７の感光体ドラム１に対する当接角度を説明する図である。図２に示す様に、クリーニングブレード７は、感光体ドラム１の表面に対して１８°以上３５°以下の当接角度φで当接している。この当接角度φは、クリーニングブレード７と感光体ドラム１の長手方向端部の当接部にレーザ光を照射し、その反射強度を計測することで測定することができる。具体的には、両端部から得られた測定値の平均値を当接角度φとする。
【００２２】
またクリーニングブレード７は、感光体ドラム１に対して１４．７Ｎ／ｍ以上４４．１Ｎ／ｍ以下の圧力（当接圧）で当接している。当接圧は、長手方向に５分割されているロードセルに突き当てた時の圧力を測定してその５点の平均値を当接圧とした。これらの測定値は、部材の寸法バラツキ等により変わるため、画像形成ユニット８の組み立て時に測定し、その測定値からクリーニングブレード７の硬度、感光体ドラム１に対する当接角度θ、当接圧を画像形成ユニット８のメモリ部３３に保存しておく。つまりメモリ部３３には、クリーニングブレードの仕様に関する仕様情報を保存する。なお、上記の測定方法は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜可能である。
【００２３】
現像装置４は、感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する。現像装置４は、帯電極性が負極性の非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を備える。また感光体ドラム１に対向し、感光体ドラム１と所定の距離を空けた位置に現像スリーブ４ａを備える。なお、本実施形態では、トナーとして、平均粒径５．５μｍのネガ帯電トナーを用い、キャリアとしては、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ３、平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。またトナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。
【００２４】
中間転写ユニット１２は、一次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、二次転写ローラ１６、二次転写対向ローラ１０、中間転写ベルト１１、クリーニング装置１９等を備える。中間転写ベルト１１は、無端状ベルトであって、二次転写対向ローラ１０、第１張架ローラ１３、第２張架ローラ１４、テンションローラ１５によって張架され、二次転写対向ローラ９に伝達される駆動力により図１に示す矢印Ｒ２方向に周回移動する。
【００２５】
クリーニング装置１９は、中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１５と対向し、中間転写ベルト１１に対して移動方向とカウンター方向に当接し、中間転写ベルト１１上のトナーを回収する。クリーニング装置１９は、板状のゴム部材と支持板金とで構成されており、ゴム部材としては例えば硬度７７°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ２ｍｍのウレタンゴムが用いられる。また、クリーニング装置１９は、ゴム部材の当接エッジが中間転写ベルト１１に対して１８°以上３５°以下の角度、４．７Ｎ／ｍ以上４４．１Ｎ／ｍの線圧で当接している。
【００２６】
次に、画像形成動作について説明する。画像形成に際しては、まず図３に示す制御部２０が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）によってシート積載部（不図示）に積載収納されたシートＰが画像形成部に送り出される。
【００２７】
画像形成部においては、帯電ローラ２に負極性の直流電圧が印加されることで、感光体ドラム１の表面が帯電させられる。次に、レーザスキャナユニット３が、内部に備える不図示の光源からレーザ光を出射し、画像情報に応じてレーザ光を感光体ドラム１上に照射する。これにより感光体ドラム１の表面上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２８】
この静電潜像を現像装置４によってトナーを付着させて現像することにより感光体ドラム１上にトナー像（現像剤像）が形成される。具体的には、現像装置４内の現像剤が摩擦帯電され、不図示の搬送部材により搬送されて現像スリーブ４ａに担持される。その後、現像スリーブ４ａに担持された現像剤は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が現像スリーブ４ａに印加されることで、負極性に帯電したトナーが相対的に正極性になった感光体ドラム１の静電潜像部分へ移動して静電潜像が反転現像される。
【００２９】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と一次転写ローラ５から形成される一次転写部において、一次転写ローラ５にトナーの帯電極性と逆極性である正極性の直流電圧が印加されることで中間転写ベルト１１にそれぞれ一次転写される。
【００３０】
中間転写ベルト１１は、二次転写対向ローラ１０の回転により矢印Ｒ２方向に移動し、これにより一次転写されたトナー像が二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１６とで形成される二次転写部に到達する。そして、二次転写部においてトナーの帯電極性と逆極性である正極性の直流電圧が二次転写ローラ１６に印加され、トナー像がシートＰに転写される。
【００３１】
トナー像が転写されたシートＰは、中間転写ベルト１１から曲率分離した後に定着装置１７に送られ、加熱、加圧されて、溶融、混合され、トナー像がシートＰに永久画像として定着された後、画像形成装置Ａの外側に排出される。
【００３２】
また、一次転写後に感光体ドラム１上に残ったトナーはクリーニングブレード７により除去される。また、二次転写後に中間転写ベルト１１上に残ったトナーはクリーニング装置１９により除去される。
【００３３】
＜制御部＞
次に、画像形成装置Ａの制御系について説明する。
【００３４】
図３は、画像形成装置Ａの制御系の一部の構成を示すブロック図である。図３に示す様に、画像形成装置Ａは、制御部２０を備える。制御部２０は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、演算部２４を備える。ＲＯＭ２２には各種の制御に必要な設定値等が記録されており、必要に応じて制御部２０により呼び出される。ＲＡＭ２３には、画像形成動作により変化する画像形成枚数、画像印字率などの様々なデータが一時的に記録され、各種制御に利用される。演算部２４は、各種の制御に必要な演算を行う。
【００３５】
制御部２０には、操作部２１、駆動トルク検知部３１（検知手段）、表示部３０（報知手段）、画像印字率検知部３２が接続されている。ユーザは、操作部２１を操作することで画像形成ジョブを実行可能であり、制御部２０は操作部２１からの信号を受けて画像形成装置Ａの各種デバイスを動作させる。また表示部３０は、帯電ローラ２の寿命に関する情報などの各種の情報を表示する。また画像印字率検知部３２は、画像形成される画像の印字率を検知する。
【００３６】
また駆動トルク検知部３１は、感光体ドラム１の駆動負荷として、感光体ドラム１の駆動トルクを検知する。本実施形態では、駆動トルク検知部３１は、感光体ドラム１の駆動トルクと感光体ドラム１を駆動させる駆動モータに流れる電流値の間に比例関係が成り立つ事を利用し、この電流値を検知して駆動トルクを算出する。なお、駆動トルクの検知方法はこの方法に限られず、他の方法により検知してもよい。
【００３７】
また制御部２０には、画像形成ユニット８を介してメモリ部３３（記憶部）が接続されている。画像形成ユニット８を画像形成装置Ａ本体に装着すると、メモリ部３３に保存されたクリーニングブレード７の仕様情報、すなわち硬度、当接角度φ、当接圧が制御部２０により読み込まれる。つまり制御部２０は、クリーニングブレード７の仕様情報を取得する取得手段である。
【００３８】
＜トナーすり抜け個数＞
次に、後述する帯電ローラ２の寿命算出に用いられるパラメータの１つであるトナーすり抜け個数を算出する方法について説明する。このトナーすり抜け個数は、感光体ドラム１上（像担持体上）のトナーがクリーニングブレード７をすり抜けて帯電ローラ２まで達するトナー量（現像剤量）をトナー個数で示したものである。
【００３９】
図４は、感光体ドラム１上のトナーとクリーニングブレード７との関係を説明するための説明図である。図４に示す様に、感光体ドラム１上のトナーとクリーニングブレード７とが接する点における接線と、感光体ドラム１表面とがなす角を角度θとして定義する。この角度θは、クリーニングブレード７がトナーを押し返す力の程度に関係する。
【００４０】
図５は、角度θが大きい場合（図５（ａ））と小さい場合（図５（ｂ））の感光体ドラム１上のトナーとクリーニングブレード７との関係を説明するための説明図である。図５に示す様に、クリーニングブレード７がトナーを押し返す力はＦｓｉｎθで表わすことができ、角度θの大小で比較すると、角度θが大きい場合のほうがＦｓｉｎθは大きくなる。このように角度θはクリーニングブレード７がトナーを押し返す力と関係するため、角度θとトナーのすり抜け個数の間には相関があると考えられる。
【００４１】
そこで角度θを求める。本実施形態では、この角度θを求めるために、３次元有限要素法解析ツールＡｂａｑｕｓ（ＣＡＤＪａｐａｎ社）を用いて計算を行う。具体的には、クリーニングブレード７の硬度、感光体ドラム１との当接角度φ、当接圧、クリ―ニングブレード７と感光体ドラム１との間の摩擦力を入力とし、数パターンの入力で角度θを算出して図６に示すテーブルデータαを作成する。テーブルデータαは、予めＲＯＭ２２に格納しておき、画像形成装置Ａの使用中に読み出せる状態にしておく。本実施形態では、感光体ドラム１とクリーニングブレード７の間の摩擦力を感光体ドラム１の駆動トルクに直し、クリーニングブレード７の硬度、当接角度φ、当接圧を３つ、感光体ドラムの駆動トルクを３つに分けてテーブルを作成した。なお、データを読み出す際に値が分割内にある場合には線形補間して使用する。制御部２０は、このように感光体ドラム１の駆動トルクとクリーニングブレード７の仕様情報とを関連付けたテーブルデータαを参照して角度θを判定する。
【００４２】
次に、角度θとトナーのすり抜け個数との相関データを取得する。図７は角度θとトナーのすり抜け個数との相関データを示すグラフである。相関データを取得する方法としては、前述した方法により算出した角度θが数パターン形成されるように数パターンの構成でトナーを一定量供給し、クリーニングブレード７をすり抜けたトナーの個数を計測する。本実施形態では、トナーの載り量を０．４５ｍｇ/ｃｍ２とし、５秒間供給した。トナーのすり抜け個数は計測範囲により増減するが、本実施形態では７００μｍ×７００μｍの範囲内のトナー個数とした。また計測したトナーのすり抜け個数は、転写残トナーの濃度に合わせて調整した。このようにして得られた相関データをテーブルデータβとしてＲＯＭ２２に記憶し、読み出せる状態にしておく。
【００４３】
図７に示す様に、テーブルデータβにおいては、角度θが小さい場合の方が、大きい場合よりもトナーのすり抜け個数が多くなっている。これは前述した通り、角度θが大きい場合の方が、小さい場合よりもクリーニングブレード７がトナーを押し返す力が大きくなるためと考えられる。制御部２０は、角度θに基づいて、テーブルデータβを参照してトナーのすり抜け個数を判定する。つまり制御部２０は、角度θが小さい場合の方が、大きい場合よりもトナーのすり抜け個数が多いと判定する。
【００４４】
以上のように、クリーニングブレード７の硬度、当接角度φ、当接圧をメモリ部３３から取得し、駆動トルクを駆動トルク検知部３１で検知し、テーブルデータα、βを参照することで、画像形成時のトナーのすり抜け個数を判定することができる。
【００４５】
＜帯電ローラに付着するトナーの個数＞
次に、帯電ローラ２に付着するトナーの個数の算出方法について説明する。
【００４６】
まずクリーニングブレード７をすり抜けたトナーが帯電ローラ２に付着する割合を付着率γとして事前に計測しておく。計測方法は、帯電ローラ清掃部材６、クリーニングブレード７を外し、前記した画像形成動作により感光体ドラム１にトナーを供給し、トナーのすり抜け個数の測定と同じ７００μｍ×７００μｍの範囲内で帯電ローラ２に付着したトナー個数を計測する。その後、帯電ローラ２に付着したトナー個数を供給したトナー個数で除算することで割合を求める。本実施形態では、付着率γは０．８（８０％）となった。
【００４７】
また画像形成枚数ｉ枚のときに帯電ローラ２に付着するトナー個数Ｎ［ｉ］から、帯電ローラ清掃部材６がトナーを回収する割合を回収率εとして事前に計測しておく。計測方法は、トナーを帯電ローラ２に付着させ、トナーの供給を遮断するために現像装置４を外した後、帯電ローラ清掃部材６がトナーを回収した個数を次の式１にデータフィッティングして回収率εを求める。本実施形態では、回収率εは０．５（５０％）となった。
【００４８】
Ｎ［ｉ］＝−εＮ［ｉ−１］・・・（１）
【００４９】
次に、画像形成枚数がｉ枚の場合において、前述した方法で求められるトナーのすり抜け個数をＳ［ｉ］とし、付着率γ、回収率εに基づいて、以下の式２を用いて帯電ローラ２に付着するトナー個数Ｎ［ｉ］を算出する。
【００５０】
Ｎ［ｉ］＝γＳ［ｉ］−εＮ［ｉ−１］・・・（２）
【００５１】
以上のように、画像形成枚数ｉ枚のときに帯電ローラ２に付着するトナーの個数Ｎ［ｉ］を算出することができる。
【００５２】
＜寿命判定シーケンス＞
次に、帯電ローラ２の寿命を判定する寿命判定シーケンスについて、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
図８に示す様に、まず画像形成装置Ａ本体に画像形成ユニット８を装着すると、制御部２０は、画像形成ユニット８のメモリ部３３からクリーニングブレード７の硬度、当接角度φ、当接圧を読み出して取得する（Ｓ１０１）。
【００５４】
次に、制御部２０が画像形成ジョブを受信して画像形成動作を開始させ（Ｓ１０２）、感光体ドラム１が回転駆動を開始すると、駆動トルク検知部３１が感光体ドラム１の駆動トルクを検知する（Ｓ１０３）。
【００５５】
次に、画像形成動作終了後（Ｓ１０４）、検知された駆動トルクと、取得されたクリーニングブレード７の硬度、当接角度φ、当接圧に基づいて、ＲＯＭ２２に格納されたテーブルデータαを参照して制御部２０が角度θの大きさを判定する（Ｓ１０５）。その後、制御部２０は、判定された角度θの大きさに基づいて、ＲＯＭ２２に格納されたテーブルデータβを参照してトナーのすり抜け個数を判定する（Ｓ１０６）。
【００５６】
次に、判定されたトナーのすり抜け個数や画像形成枚数等に基づいて、上記式２を用いて、帯電ローラ２に付着したトナーの個数を演算部２４により算出する（Ｓ１０７）。算出されたトナーの個数は、次の画像形成動作時の演算でも使用するため、ＲＡＭ２３に保存しておく。
【００５７】
次に制御部２０は、帯電ローラ２に付着したトナーの個数が、予め定められた閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで帯電ローラ２に付着したトナーの個数が閾値よりも大きい場合、帯電ローラ２がトナーで汚れているため、帯電ローラ２が交換間近である旨を報知する帯電ローラ交換警告を表示部３０に表示する（Ｓ１０９）。一方、帯電ローラ２に付着したトナーの個数Ｎが閾値より小さい場合、帯電ローラ２は未だ寿命に達していないため、次の画像形成に備える。
【００５８】
なお、このような寿命の判定は、表示部３０に表示させるだけでなく、自動配送のトリガに利用することや、サービスマンやユーザの交換タイミングを予測させる手段に用いることも可能である。つまり、上述した方法により算出された寿命に関する情報を報知する構成であればよい。
【００５９】
このように、本実施形態の構成では、帯電ローラ２のトナーの付着を考慮して寿命判定を行うため、従来の構成よりも精度良く帯電ローラ２の寿命を判定することができる。
【００６０】
＜寿命判定の比較実験の結果＞
次に、上記寿命判定シーケンスにより寿命判定を行う本実施形態の構成と、従来通り帯電時間に基づいて寿命判定を行う比較例の構成とで、寿命判定の比較を行った比較実験の結果を説明する。なお、本実験では、シアン色のトナーを使用し、トナー載り量０．０５ｍｇ／ｃｍ２で、５枚連続の画像を繰り返し動作させて画像不良が発生するまで通紙させた。
【００６１】
図９は、寿命判定の比較実験の結果を示す表とグラフである。本実験では、図９（ａ）に示す様に、本実施形態の構成では条件１と条件２の二つの条件で実験を行った。図９（ｂ）に示す様に、比較例の構成では、２５万枚画像形成を行ったときに寿命到達判定がなされた。一方、本実施形態の構成では、条件１の場合、２０万枚画像形成を行った時点で寿命到達判定がなされた。このように条件１で画像形成を行う場合、比較例の構成では、２０万枚以降に画像形成を行う場合、帯電ローラの寿命により画像不良を発生させてしまう。
【００６２】
また条件２の場合、２８万枚画像形成を行った時点で寿命到達判定がなされた。このように条件２で画像形成を行う場合、比較例の構成では、本来画像形成枚数が２８万枚に達するまで帯電ローラ２が寿命に到達しないところを２５万枚で寿命到達判定を行うため、画像形成ユニット８の交換コストが余分にかかる。
【００６３】
一方、本実施形態の構成では、帯電ローラ２のトナーの付着を考慮して寿命判定を行うため、帯電不良に基づく画像不良を抑制することができ、また帯電ローラ２の早期交換に基づく交換コストを削減することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明によれば、クリーニングブレード７の物性値や画像形成装置Ａの使用状況に応じて帯電ローラ２の寿命を算出することができ、従来よりも精度良く寿命を判定することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置Ａの第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
画像形成装置Ａの使用に際して画像の濃度値、すなわち印字率は多様であり、画像の印字率によりトナーのすり抜け個数は増減する。つまり画像形成される画像の印字率が増加するとクリーニングブレード７に供給されるトナー量が増加するため、トナーのすり抜け個数も増加する。そこで本実施形態では、第１実施形態の制御に加えて、画像の印字率を考慮して寿命を算出する。
【００６７】
画像の印字率を考慮するため、角度θと画像の印字率とトナーのすり抜け個数の相関データを事前に取得しておく。図１０は角度θと画像の印字率とトナーのすり抜け個数との相関データを示すグラフである。相関データの取得方法は、前述した角度θとトナーすり抜け個数との相関データを取得する方法と同様の方法で、更に画像印字率を変更しながら計測を行う。このようにして得られた相関データをテーブルデータωとしてＲＯＭ２２に格納し、読み出せる状態にしておく。
【００６８】
次に、本実施形態の寿命判定シーケンスを図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１に示す様に、まず画像形成装置Ａ本体に画像形成ユニット８を装着し、制御部２０によりメモリ部３３からクリーニングブレード７の硬度、当接角度φ、当接圧を読み出して取得する（Ｓ２０１）。その後、第１実施形態に係る寿命判定シーケンスと同様の手順で、角度θを判定する（Ｓ２０２〜Ｓ２０６）。
【００６９】
次に、判定された角度θと、画像形成動作時に取得された画像の印字率とから（Ｓ２０４）、上記テーブルデータωを参照してトナーのすり抜け個数を判定する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。このとき、値がデータ区間内にある場合は線形補間する。つまり、画像形成された画像の印字率（濃度値）に基づいて、トナーのすり抜け個数の判定値を補正する。具体的には、画像の印字率が大きい場合、小さい場合よりもトナーのすり抜け個数が増加するようにトナーのすり抜け個数を補正する。
【００７０】
このようにして得られたトナーすり抜け個数や画像形成枚数等に基づいて、上記式２を用いて、帯電ローラ２に付着したトナーの個数を演算部２４により算出する（Ｓ２０９）。
【００７１】
その後、制御部２０は、帯電ローラ２に付着したトナーの個数が予め定められた閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２１０）。ここで、帯電ローラ２に付着したトナーの個数Ｎが閾値よりも大きい場合、帯電ローラ２がトナーで汚れているため、帯電ローラ２が交換間近である旨を報知する帯電ローラ交換警告を表示部３０に表示する（Ｓ２１１）。一方、帯電ローラ２に付着したトナーの個数Ｎが閾値より小さい場合は、未だ寿命に達していないため、次の画像形成に備える。
【００７２】
＜寿命判定の比較実験の結果＞
次に、上記寿命判定シーケンスにより寿命判定を行う本実施形態の構成と、第１実施形態の寿命判定シーケンスにより寿命判定を行う比較例の構成とで、寿命判定の比較を行った比較実験の結果を説明する。なお、本実験では、シアン色のトナーを使用し、トナー載り量０．０５ｍｇ／ｃｍ２で、５枚連続の画像を繰り返し動作させて画像不良が発生するまで通紙させた。
【００７３】
図１２は、本実施形態の寿命判定の比較実験の結果を示す表とグラフである。本実験では、図１２（ａ）に示す様に、本実施形態の構成では条件１と条件２の二つの条件で実験を行い、比較例の構成は図９（ａ）に示す条件２に相当する条件で実験を行った。
【００７４】
図１２（ｂ）に示す様に、比較例の構成では、２８万枚画像形成を行ったときに寿命到達判定がなされた。一方、本実施形態の構成では、条件１の場合、１６万枚画像形成を行った時点で寿命到達判定がなされた。このように条件１で画像形成が行われる場合、比較例の構成では、１６万枚以降に画像形成を行う場合、帯電ローラの寿命により画像不良を発生させてしまう。
【００７５】
また条件２の場合、３２万枚画像形成を行った時点で寿命到達判定がなされた。このように条件２で画像形成が行われる場合、比較例の構成では、本来画像形成枚数が３２万枚に達するまで帯電ローラ２が寿命に到達しないところを２８万枚で寿命到達判定を行うため、画像形成ユニット８の交換コストが余分にかかる。
【００７６】
一方、本実施形態の構成では、画像の印字率を考慮しつつ、帯電ローラ２のトナーの付着を考慮して寿命判定を行うため、帯電不良に基づく画像不良を抑制することができ、また帯電ローラ２の早期交換に基づく交換コストを削減することができる。
【００７７】
以上説明したように、本発明によれば、画像の印字率を多様な使用状況下でも、クリーニングブレード７の物性値や画像形成装置Ａの使用状況に応じて帯電ローラ２の寿命を算出することができ、従来よりも精度良く寿命を判定することができる。
【００７８】
なお、上記第１実施形態、第２実施形態では、画像形成枚数に基づいて寿命を算出したものの、本発明はこれに限られない。すなわち、画像形成枚数を、例えば感光体ドラム１や帯電ローラ２の回転時間などの画像形成枚数に対応する情報に置き換えて寿命を算出しても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１…感光体ドラム（像担持体）
２…帯電ローラ（帯電部材）
７…クリーニングブレード（クリーニング部材）
８…画像形成ユニット
２０…制御部（制御手段、取得手段）
３０…表示部（報知手段）
３１…駆動トルク検知部（検知手段）
Ａ…画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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