(57)【要約】【課題】装置構成の大型化を抑止しつつ帯電ローラーの寿命の判断精度を向上することのできる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体２２と、帯電ローラー２３と、帯電電圧を印加する高圧電源５２と、高圧電源５２にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する経過時間計測部６２と、経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、感光体２２と帯電ローラー２３との間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測部５３と、電流計測部５３にて計測した値と、電流計測部５３にて計測した時の経過時間とに基づいて、直流成分の値と経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する係数算出部６４と、係数と所定の閾値とに基づいて、帯電ローラー２３の寿命に関する判断を行う寿命情報算出部６５とを備える。【選択図】図２
2019109336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電ローラーと、
前記帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部と、
前記電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段と、
前記経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段にて計測した値と、前記電流計測手段にて計測した時の前記経過時間とに基づいて、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、前記経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出手段と、
前記係数と所定の閾値とに基づいて、前記帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断手段とを備えた、画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記帯電ローラーの使用量に関する情報である使用量情報と、前記係数とに基づいて、前記係数が前記閾値に到達する時期である前記帯電ローラーの寿命を予測する寿命予測手段を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記使用量情報は、前記帯電ローラーの累積走行距離、前記帯電ローラーの累積回転数、前記帯電ローラーの累積回転時間、および前記画像形成装置の累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つを含む情報である、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置の状態に関する情報である状態情報を取得する状態取得手段をさらに備えた、請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記状態情報は、前記画像形成装置内の温度、前記画像形成装置内の湿度、前記画像形成装置の稼働履歴、および前記画像形成装置の休止履歴のうち少なくとも１つを含む情報である、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記判断手段にて過去に前記帯電ローラーの寿命を判断した際の、前記使用量情報と、前記係数と、前記状態情報とを互いに関連付けた情報である履歴情報を記憶する記憶部をさらに備えた、請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記寿命予測手段は、前記記憶部が記憶する前記履歴情報のうち前記状態情報が必要な条件を満たす前記履歴情報に基づいて、前記帯電ローラーの寿命を予測する、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記寿命予測手段は、
前記状態情報に基づいて前記記憶部が記憶する前記履歴情報を複数のグループに区分する区分手段と、
前記複数のグループの各々について、グループ内の前記履歴情報に基づいて前記帯電ローラーの寿命を予測するグループ予測手段と、
前記グループ予測手段にて予測した前記複数のグループの各々の前記帯電ローラーの寿命に基づいて、前記帯電ローラーの寿命を決定する寿命決定手段とを含む、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記寿命決定手段は、前記グループ予測手段にて予測した前記帯電ローラーの寿命のうち最も短い前記帯電ローラーの寿命、またはグループに属する前記履歴情報が最も多いグループの前記帯電ローラーの寿命を、前記帯電ローラーの寿命として決定する、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置は外部装置と通信可能であり、
前記使用量情報と、前記係数と、前記状態情報とを互いに関連付けて前記外部装置に送信する送信手段と、
前記寿命ローラーの寿命に関する判断結果を前記外部装置から受信する結果受信手段とをさらに備え、
前記寿命予測手段は、前記結果受信手段にて受信した判断結果に基づいて前記帯電ローラーの寿命を予測する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成装置は外部装置と通信可能であり、
前記使用量情報と、前記係数と、前記状態情報との関係を規定した寿命関数を前記外部装置から受信する関数受信手段をさらに備え、
前記寿命予測手段は、前記使用量情報と、前記係数と、前記状態情報とに基づいて、前記寿命関数を用いて前記帯電ローラーの寿命を予測する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記判別手段による判断結果を報知する報知手段をさらに備えた、請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラーと、前記帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測ステップと、
前記経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測ステップと、
前記電流計測ステップにて計測した値と、前記電流計測ステップにて計測した時の前記経過時間とに基づいて、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、前記経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出ステップと、
前記係数と所定の閾値とに基づいて、前記帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。
【請求項１４】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラーと、前記帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
前記電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測ステップと、
前記経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測ステップと、
前記電流計測ステップにて計測した値と、前記電流計測ステップにて計測した時の前記経過時間とに基づいて、前記像担持体と前記帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、前記経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出ステップと、
前記係数と所定の閾値とに基づいて、前記帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断ステップとをコンピューターに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。より特定的には、本発明は、帯電ローラーの寿命に関する判断を行う画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。
【０００３】
画像形成装置は一般に、感光体上に形成した静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、このトナー像を用紙へ転写した後、定着器によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。また、画像形成装置の中には、感光体の表面の静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、一次転写ローラーを用いてトナー像を中間転写ベルトに転写し、二次転写ローラーを用いて中間転写ベルト上のトナー像を用紙へ二次転写するものも存在する。
【０００４】
感光体上の静電潜像は、感光体の表面を帯電させ、露光装置で静電潜像をパターニングすることで形成される。電子写真の帯電方式には、コロナ放電方式と接触放電方式とがある。このうち接触放電方式は、ローラー形の半導電性の帯電部材である帯電ローラーを感光体の表面に接触配置または近接配置し、帯電ローラーに帯電電圧を印可することで近接放電を行い、感光体表面に帯電を付与する帯電方式である。接触放電方式は、空気中を高圧電流が流れることに起因する酸化物（オゾンなど）の発生を低減することができるという利点を有している。また接触帯電方式は、オゾン発生量が少ない、装置構成の小型化を図ることがでる、および帯電電流を低減することができるなどの利点を有している。
【０００５】
さらに、接触帯電方式には、帯電ローラーに印加する帯電電圧としてＤＣ（直流）電圧のみを用いるＤＣ帯電方式と、帯電ローラーに印加する帯電電圧としてＤＣ成分に対してＡＣ（交流）成分を重畳した電圧を用いるＡＣ帯電方式とがある。
【０００６】
ＡＣ帯電方式では、帯電ローラーと感光体との間で発生する放電と除電とがＡＣ成分によって強制的に繰り返される。このことから、ＡＣ帯電方式は、ＤＣ帯電方式と比較して帯電能力が高く、帯電後の感光体の表面の電位の均一性が高いという長所がある。またＡＣ帯電方式には、現像の均一性を向上することができるという利点もある。
【０００７】
帯電ローラーまたは帯電ローラーを含むユニットを、従来よりも長い期間した場合には、帯電ローラーの帯電性能が低下する傾向にある。
【０００８】
図１６は、帯電ローラーに印加する帯電電圧を一定にした場合の、帯電ローラーの走行距離と感光体の表面電位との関係を模式的に示す図である。
【０００９】
図１６を参照して、帯電ローラーの走行距離の増加（使用期間の増加）に伴い感光体の表面電位が低下し、帯電性能が低下している。これは次の理由によるものと推測される。帯電ローラーの使用期間が増加すると、帯電ローラーの内部や表面に電荷を捕獲するトラップサイトや、電荷の移動を阻害する部分が形成される。帯電電圧が帯電ローラーに印加された場合に、帯電電圧によって形成された電界の影響により帯電ローラーを移動する電荷の一部は、このトラップサイトに捕獲されたり、移動を阻害されたりする。これにより、帯電ローラーを移動する電荷が減少し、帯電ローラーと感光体との間を流れる放電電流が流れにくくなり、感光体の表面電位が狙いの表面電位よりも低くなる。
【００１０】
上述の帯電ローラーの帯電性能の低下は、特に長寿命の画像形成装置において問題となる。したがって、帯電ローラーの寿命を正確に判断する必要があった。帯電ローラーの寿命を判断する従来技術は、たとえば下記特許文献１〜３などに開示されている。
【００１１】
下記特許文献１には、帯電ローラーを汚れ検出ローラユニットに当接し、汚れ検出ローラユニットの電極ローラーに流れる電流を検出することで、帯電ローラー表面の汚れを検出する技術が開示されている。
【００１２】
下記特許文献２には、帯電ローラーに対して寿命検知部材を接触させることで、帯電ローラーを流れる電流値を電流計で測定し、測定した電流値に基づいて帯電ローラーの寿命を判断する技術が開示されている。
【００１３】
下記特許文献３には、強露光時に流れる帯電電流（直流成分）が規定値以下の場合に、帯電部材の汚れなどによって帯電部材の抵抗上昇が発生し、必要な帯電電流が流れない状態であるとして判断して、帯電部材の寿命を報知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−０８４８２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３３４５６号公報
【特許文献３】特開平０８−１５２７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１および２の技術では、電流を測定するための導電部材を帯電ローラーに接触させたままにすると、帯電ローラーに帯電電圧を印加した場合に導電部材に電流が流れ、感光体に必要な放電電流が流れない事態が起こり得る。また、帯電ローラーの寿命検知時に感光体に不要な電流が流れ、帯電ローラーを流れる電流を正確に測定できない事態が起こり得る。これらの事態を回避するためには、感光体の帯電時であるか寿命検知時であるかに応じて、帯電ローラーが感光体に接触した状態と帯電ローラーが感光体から離間した状態との間で帯電ローラーの状態を切り替える機構が必要になる。または、導電部材が帯電ローラーに接触した状態と導電部材が帯電ローラーから離間した状態との間で導電部材の状態を切り替える機構が必要になる。その結果、帯電ローラーの寿命を検知するための構成が複雑化し、画像形成装置の大型化を招くという問題があった。
【００１６】
また、特許文献３の技術に関して、一般的に、電子写真装置における感光体としては有機感光体が用いられるが、有機感光体は使用に伴い削られて膜厚が減少する。適切な帯電を行うために必要な帯電電流値は感光体の膜厚に依存する。このため、有機感光体のような使用により膜厚が減少する種類の感光体では、適切な帯電を行うために必要な帯電電流値を正確に規定することができず、帯電ローラーの寿命の判断精度が低かった。
【００１７】
具体的には、感光体が削れられて膜厚が薄い場合、感光体の表面を所定の表面電位に帯電させるのに必要な帯電電流値は、使用初期の帯電電流値に比べて、膜厚に反比例して増加する。このため、帯電電流値が使用初期と同じ値であったとしても、感光体の表面電位は、使用初期と比較して低下する。その結果、既に寿命に到達している帯電ローラーを使用し続ける事態となり、非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる現象であるカブリの発生を招く。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、装置構成の大型化を抑止しつつ帯電ローラーの寿命の判断精度を向上することのできる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一の局面に従う画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電する帯電ローラーと、帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部と、電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段と、経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測手段と、電流計測手段にて計測した値と、電流計測手段にて計測した時の経過時間とに基づいて、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出手段と、係数と所定の閾値とに基づいて、帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断手段とを備える。
【００２０】
上記画像形成装置において好ましくは、判断手段は、帯電ローラーの使用量に関する情報である使用量情報と、係数とに基づいて、係数が閾値に到達する時期である帯電ローラーの寿命を予測する寿命予測手段を含む。
【００２１】
上記画像形成装置において好ましくは、使用量情報は、帯電ローラーの累積走行距離、帯電ローラーの累積回転数、帯電ローラーの累積回転時間、および画像形成装置の累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つを含む情報である。
【００２２】
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置の状態に関する情報である状態情報を取得する状態取得手段をさらに備える。
【００２３】
上記画像形成装置において好ましくは、状態情報は、画像形成装置内の温度、画像形成装置内の湿度、画像形成装置の稼働履歴、および画像形成装置の休止履歴のうち少なくとも１つを含む情報である。
【００２４】
上記画像形成装置において好ましくは、判断手段にて過去に帯電ローラーの寿命を判断した際の、使用量情報と、係数と、状態情報とを互いに関連付けた情報である履歴情報を記憶する記憶部をさらに備える。
【００２５】
上記画像形成装置において好ましくは、寿命予測手段は、記憶部が記憶する履歴情報のうち状態情報が必要な条件を満たす履歴情報に基づいて、帯電ローラーの寿命を予測する。
【００２６】
上記画像形成装置において好ましくは、寿命予測手段は、状態情報に基づいて記憶部が記憶する履歴情報を複数のグループに区分する区分手段と、複数のグループの各々について、グループ内の履歴情報に基づいて帯電ローラーの寿命を予測するグループ予測手段と、グループ予測手段にて予測した複数のグループの各々の帯電ローラーの寿命に基づいて、帯電ローラーの寿命を決定する寿命決定手段とを含む。
【００２７】
上記画像形成装置において好ましくは、寿命決定手段は、グループ予測手段にて予測した帯電ローラーの寿命のうち最も短い帯電ローラーの寿命、またはグループに属する履歴情報が最も多いグループの帯電ローラーの寿命を、帯電ローラーの寿命として決定する。
【００２８】
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置は外部装置と通信可能であり、使用量情報と、係数と、状態情報とを互いに関連付けて外部装置に送信する送信手段と、寿命ローラーの寿命に関する判断結果を外部装置から受信する結果受信手段とをさらに備え、寿命予測手段は、結果受信手段にて受信した判断結果に基づいて帯電ローラーの寿命を予測する。
【００２９】
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置は外部装置と通信可能であり、使用量情報と、係数と、状態情報との関係を規定した寿命関数を外部装置から受信する関数受信手段をさらに備え、寿命予測手段は、使用量情報と、係数と、状態情報とに基づいて、寿命関数を用いて帯電ローラーの寿命を予測する。
【００３０】
上記画像形成装置において好ましくは、判別手段による判断結果を報知する報知手段をさらに備える。
【００３１】
本発明の他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、像担持体と、像担持体を帯電する帯電ローラーと、帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部とを備えた画像形成装置の制御方法であって、電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測ステップと、経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測ステップと、電流計測ステップにて計測した値と、電流計測ステップにて計測した時の経過時間とに基づいて、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出ステップと、係数と所定の閾値とに基づいて、帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断ステップとを備える。
【００３２】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御プログラムは、像担持体と、像担持体を帯電する帯電ローラーと、帯電ローラーに帯電電圧を印加する電源部とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、電源部にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する時間計測ステップと、経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値を計測する電流計測ステップと、電流計測ステップにて計測した値と、電流計測ステップにて計測した時の経過時間とに基づいて、像担持体と帯電ローラーとの間を流れる電流の直流成分の値と、経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する算出ステップと、係数と所定の閾値とに基づいて、帯電ローラーの寿命に関する判断を行う判断ステップとをコンピューターに実行させる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、装置構成の大型化を抑止しつつ帯電ローラーの寿命の判断精度を向上することのできる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラー２３の制御構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態において画像形成装置１が行う帯電ローラー２３の寿命検知動作を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１１の処理の内容を模式的に示す図である。
【図５】帯電電圧の印加を開始してからの経過時間とＤＣ電流値との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態において画像形成装置１が行う帯電ローラー２３の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態におけるデータセンター２の利用態様を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の第１の例における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【図１５】本発明の第５の実施の形態の第２の例における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【図１６】帯電ローラーに印加する帯電電圧を一定にした場合の、帯電ローラーの走行距離と感光体の表面電位との関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００３６】
以下の実施の形態では、画像形成装置がＭＦＰである場合について説明する。画像形成装置は、ＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、またはプリンターなどであってもよい。画像形成装置は、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行うものであればよい。
【００３７】
［第１の実施の形態］
【００３８】
始めに、本実施の形態における画像形成装置の構成について説明する。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１の構成を示す断面図である。
【００４０】
図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラー画像形成装置であり、フルカラー画像またはモノクロ画像を用紙ＳＨに印刷する。画像形成装置１は、用紙搬送部１０と、トナー像形成部２０と、定着装置４０と、操作パネル４１と、温湿度センサー４２（状態取得手段の一例）と、バイアス電源５０と、制御部６０とを主に備えている。
【００４１】
用紙搬送部１０は、給紙トレイ１１と、給紙ローラー１２と、複数の搬送ローラー１３と、排紙ローラー１４と、排紙トレイ１５とを含んでいる。給紙トレイ１１は、画像を形成するための用紙ＳＨを収容する。給紙トレイ１１は複数であってもよい。給紙ローラー１２は、給紙トレイ１１と搬送経路ＴＲとの間に設けられている。複数の搬送ローラー１３の各々は、搬送経路ＴＲに沿って設けられている。排紙ローラー１４は、搬送経路ＴＲの最も下流の部分に設けられている。排紙トレイ１５は画像形成装置本体の最上部に設けられている。
【００４２】
トナー像形成部２０は、いわゆるタンデム方式でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色の画像を合成し、用紙にトナー像を転写する。トナー像形成部２０は、ＹＭＣＫ各色についての画像形成ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄと、中間転写体２１と、二次転写ローラー２９と、中間転写体清掃装置３０とを含んでいる。
【００４３】
Ｙの画像形成ユニット２０ａは、感光体２２ａと、帯電ローラー２３ａと、露光装置２４ａと、現像装置２５ａと、除電装置２６ａと、感光体清掃装置２７ａと、一次転写ローラー２８ａとを含んでいる。
【００４４】
感光体２２ａは、図１中矢印αで示す方向に回転駆動される。感光体２２ａの周囲には、帯電ローラー２３ａ、露光装置２４ａ、現像装置２５ａ、一次転写ローラー２８ａ、除電装置２６ａ、および感光体清掃装置２７ａが配置されている。感光体２２ａは、Ａｌ（アルミニウム）管と、Ａｌ管上に順次積層した下引き層、電荷発生層、および３０μｍ程度の厚さを有する電荷輸送層とを含む積層型有機感光体よりなっている。
【００４５】
帯電ローラー２３ａは、接触帯電装置であり、感光体２２ａに接触している。帯電ローラー２３ａは感光体２２ａの回転に従って従動回転する。帯電ローラー２３ａは、金属よりなる芯金と、芯金上に形成された導電性ゴム層とを含んでいる。帯電ローラー２３ａは、導電性ゴム層として複数の層を形成した多層構造を有していてもよい。帯電ローラー２３ａは、１×１０4Ω〜１×１０8Ωの電気抵抗を有している。
【００４６】
露光装置２４ａは、感光体２２ａの下部に設けられている。除電装置２６ａは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などからなっている。感光体清掃装置２７ａは感光体２２ａに対して常に圧接されている。
【００４７】
Ｍの画像形成ユニット２０ｂは、感光体２２ｂと、帯電ローラー２３ｂと、露光装置２４ｂと、現像装置２５ｂと、除電装置２６ｂと、感光体清掃装置２７ｂと、一次転写ローラー２８ｂとを含んでいる。Ｃの画像形成ユニット２０ｃは、感光体２２ｃと、帯電ローラー２３ｃと、露光装置２４ｃと、現像装置２５ｃと、除電装置２６ｃと、感光体清掃装置２７ｃと、一次転写ローラー２８ｃとを含んでいる。Ｋの画像形成ユニット２０ｄは、感光体２２ｄと、帯電ローラー２３ｄと、露光装置２４ｄと、現像装置２５ｄと、除電装置２６ｄと、感光体清掃装置２７ｄと、一次転写ローラー２８ｄとを含んでいる。画像形成ユニット２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄの各々は、画像形成ユニット２０ａと同様の構成を有しており、画像形成ユニット２０ａと同様の動作を行う。
【００４８】
中間転写体２１はベルトであり、ＹＭＣＫ各色の画像形成ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄの上部に設けられている。中間転写体２１は、環状であり、回転ローラー２１ａに架け渡されている。中間転写体２１は、図１中矢印βで示す方向に回転駆動される。中間転写体２１は、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、またはポリイミドよりなる主原料中にカーボンを分散させた半導電性の材料よりなっている。
【００４９】
一次転写ローラー２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、および２８ｄの各々は、中間転写体２１を挟んで感光体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、および２２ｄの各々と対向している。二次転写ローラー２９は、搬送経路ＴＲにおいて中間転写体２１と接触している。二次転写ローラー２９と中間転写体２１との間隔は、図示しない圧接離間機構により調整可能である。中間転写体清掃装置３０は中間転写体２１に対して常に圧接されている。
【００５０】
定着装置４０は、トナー像を担持した用紙ＳＨを把持しながら搬送経路ＴＲに沿って搬送することで、用紙ＳＨにトナー像を定着させる。
【００５１】
操作パネル４１は、各種情報を表示し、各種操作入力を受け付ける。
【００５２】
温湿度センサー４２は、画像形成装置１内の温度および湿度を検知し、制御部６０へ出力する。
【００５３】
バイアス電源５０は、制御部６０による制御の下で、画像形成装置１の各部材に電力を供給する。
【００５４】
制御部６０は、画像形成装置１全体の動作を制御する。制御部６０は、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、制御プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵのワークエリアを構成するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成されている。
【００５５】
画像形成装置１は、感光体２２ａを回転させて、感光体２２ａの表面を帯電ローラー２３ａによって一様に帯電させる。感光体２２ａはたとえば−（マイナス）６００Ｖに帯電される。画像形成装置１は、帯電ローラー２３ａの芯金に帯電電圧を印加することで、感光体２２ａと帯電ローラー２３ａとの間で放電させ、感光体２２ａを帯電する。帯電電圧としては、直流電圧に交流電圧を重畳したものが使用されてもよいし、直流電圧が使用されてもよい。
【００５６】
画像形成装置１は、帯電した感光体２２ａの表面に対して、露光装置２４ａによりＹの画像形成情報に従った露光を行い、感光体２２ａの表面にＹの静電潜像を形成する。
【００５７】
次に画像形成装置１は、静電潜像が形成された感光体２２ａに対して、現像装置２５ａからトナーを供給して現像を行い、感光体２２ａの表面にＹのトナー像を形成する。現像に用いられる現像剤としては、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が用いられる。また、現像の際に現像装置２５ａのスリーブには、−４００Ｖの直流電圧の電圧値Ｖｄｃに対して、１．５ｋＨｚの周波数を有し、−４００Ｖのピーク電圧値Ｖｐｐを有する交流電圧が重畳された現像電圧が印加される。
【００５８】
次に画像形成装置１は、一次転写ローラー２８ａを用いて、感光体２２ａに形成されたＹのトナー像を、中間転写体２１の表面に転写する（一次転写）。転写の際に一次転写ローラー２８ａには一次転写バイアスが印加され、これによって形成される転写電界の作用によってトナー像は中間転写体２１に転写される。
【００５９】
画像形成装置１は、一次転写後に、除電装置２６ａを用いて感光体２２ａに残留した電荷を除電し、中間転写体２１に転写されずに感光体２２ａに残留したトナーを感光体清掃装置２７ａにより除去する。除電装置２６ａによって感光体２２ａに残留した電荷を除電することで、感光体２２ａの電位を一様に−１０Ｖ程度に低下させ、帯電の均一性を向上することができる。
【００６０】
通常、除電装置２６ａによる除電工程は、感光体清掃装置２７ａによる清掃工程の後であって帯電ローラー２３ａによる帯電工程の前に行われる。しかし、スペースを有効に利用するためやクリーニング性を向上するために、除電装置２６ａによる除電工程は、一次転写後であって感光体清掃装置２７ａによる清掃工程の前に行われてもよい。この場合、除電装置２６ａは、図１のように一次転写ローラー２８ａと感光体清掃装置２７ａとの間に配置されてもよい。
【００６１】
画像形成装置１は、Ｙのトナー像と同様の方法で、画像形成ユニット２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄの各々を用いてＭＣＫのトナー像を、中間転写体２１の表面に順次転写する。画像形成ユニット２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄの各々が互いに同期して動作することにより、中間転写体２１の表面には、ＹＭＣＫ各色のトナー像が合成されたトナー像が重ねて形成される。
【００６２】
続いて画像形成装置１は、中間転写体２１の表面に形成されたトナー像を、回転ローラー２１ａによって二次転写ローラー２９と対向する位置まで搬送する。
【００６３】
一方、画像形成装置１は、給紙トレイ１１に収容された用紙ＳＨを、給紙ローラー１２により給紙し、複数の搬送ローラー１３の各々により搬送経路ＴＲに沿って中間転写体２１と二次転写ローラー２９との間に導く。そして画像形成装置１は、中間転写体２１の表面に形成されたトナー像を、二次転写ローラー２９により用紙ＳＨに転写する。画像形成装置１は、二次転写後に、用紙ＳＨに転写されずに中間転写体２１に残留したトナーを中間転写体清掃装置３０により除去する。
【００６４】
画像形成装置１は、トナー像が転写された用紙ＳＨを定着装置４０に導き、定着装置４０によりトナー像を用紙ＳＨに定着する。その後画像形成装置１は、トナー像が定着された用紙ＳＨを、排紙ローラー１４により排紙トレイ１５に排紙する。
【００６５】
続いて、画像形成ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄのうち任意の画像形成ユニットにおける帯電ローラーの制御構成について説明する。以降の説明では、任意の画像形成ユニットにおける感光体および帯電ローラーをそれぞれ感光体２２（像担持体の一例）および帯電ローラー２３（帯電ローラーの一例）と記すことがある。
【００６６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における帯電ローラー２３の制御構成を示すブロック図である。
【００６７】
図２を参照して、バイアス電源５０は、バイアス制御部５１と、高圧電源５２（電源部の一例）と、電流計測部５３（電流計測手段の一例）とを含んでいる。
【００６８】
バイアス制御部５１は、制御部６０の制御の下で高圧電源５２が印加する帯電電圧を制御する。
【００６９】
高圧電源５２は、帯電ローラー２３に対して帯電電圧を印加する。高圧電源５２は、直流成分のみを含む帯電電圧を印加してもよいし、直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を印加してもよい。また高圧電源５２は、通常の画像形成の際には直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を印加し、後述する寿命検知動作または寿命予測動作の際には直流成分のみを含む帯電電圧を印加してもよい。
【００７０】
電流計測部５３は、必要なタイミングで、感光体２２と帯電ローラー２３との間に流れる放電電流の直流成分の値（以降、ＤＣ電流値と記すことがある）を計測し、制御部６０へ出力する。
【００７１】
制御部６０は、メイン制御部６１と、経過時間計測部６２（時間計測手段の一例）と、累積使用時間計測部６３と、係数算出部６４（算出手段の一例）と、寿命情報算出部６５（判断手段の一例）と、区分部６６と、寿命情報報知部６７（報知手段の一例）と、不揮発メモリ６８（記憶部の一例）と、ネットワークインターフェース６９（送信手段、結果受信手段、および関数受信手段の一例）とを含んでいる。
【００７２】
メイン制御部６１は、画像形成装置１全体の動作を制御する。
【００７３】
経過時間計測部６２は、高圧電源５２にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間を計測する。
【００７４】
累積使用時間計測部６３は、帯電ローラー２３の使用量に関する情報である使用量情報を計測する。使用量情報は、ここでは帯電ローラー２３の累積回転数であるが、帯電ローラー２３の累積走行距離、帯電ローラー２３の累積回転数、帯電ローラー２３の累積回転時間、および画像形成装置１の累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つを含む情報であることが好ましい。
【００７５】
係数算出部６４は、感光体２２と帯電ローラー２３との間を流れる電流の直流成分の値と、高圧電源５２にて帯電電圧の印加を開始してからの経過時間との関係を示す近似式の係数を算出する。
【００７６】
寿命情報算出部６５は、係数算出部６４にて算出した係数と、後述する所定の閾値ＢＸとに基づいて、帯電ローラー２３の寿命に関する判断を行う。
【００７７】
区分部６６は、後述する履歴情報をグループに区分する。
【００７８】
寿命情報報知部６７は、寿命情報算出部６５による帯電ローラー２３の寿命に関する判断結果を報知する。
【００７９】
不揮発メモリ６８は、各種情報を記憶する。
【００８０】
ネットワークインターフェース６９は、ネットワークを通じて外部装置と通信を行う。
【００８１】
続いて、本実施の形態において画像形成装置１が行う帯電ローラー２３の寿命に到達したことを検知する動作（寿命検知動作）について説明する。
【００８２】
図３は、本発明の第１の実施の形態において画像形成装置１が行う帯電ローラー２３の寿命検知動作を示すフローチャートである。
【００８３】
図３を参照して、制御部６０は、所定のタイミングで帯電ローラー２３の寿命検知モードを実行する（Ｓ１でＹＥＳ）。所定のタイミングは、たとえば、画像形成装置１の印字枚数が所定枚数に到達するタイミング、帯電ローラー２３の累積回転数が所定回転数に到達するタイミング、画像形成装置１の電源がオンされたタイミング、または画像形成装置１が画像安定化処理を実行するタイミング、画像形成装置１が帯電電圧における交流成分のピーク電圧を制御するタイミングなどである。
【００８４】
制御部６０は、感光体２２の回転駆動と、除電装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、および２６ｄの除電動作とを開始する（Ｓ３）。制御部６０は、感光体２２の回転駆動開始から所定時間後（たとえば感光体２２が１回転除電された後）に、帯電ローラー２３への帯電電圧の印加を開始する。経過時間計測部６２は、帯電電圧の印加を開始してからの経過時間の計測を開始する（Ｓ５）。
【００８５】
ステップＳ５において、帯電による感光体２２の表面電位Ｖ０は任意の値であればよいので、帯電電圧も任意である。帯電電圧としては、たとえば−１２００Ｖという直流成分のみを含む帯電電圧が用いられてもよい。また帯電電圧としては、直流成分（たとえば電圧値Ｖｄｃ：−６００Ｖ）に交流成分（ピーク電圧値Ｖｐｐ：２ｋＶ）が重畳された帯電電圧が用いられてもよい。また、感光体２２の累積走行距離に基づいて感光体２２の膜厚を推測し、その膜厚に基づいて感光体２２の表面電位Ｖ０が略一定値になるように、帯電電圧の値が補正されてもよい。特に直流成分のみを含む帯電電圧を用いる場合には、帯電電流は帯電前後の電位差に依存するため、帯電前の感光体２２の電位が一定になるように除電部材を動作させる必要がある。この帯電前の電位は、１回のＤＣ電流値の測定中（時間を変えて２回以上測定する一連の測定モードの間）で一定であればよい。
【００８６】
ＤＣ電流値の測定中には、直流成分に交流成分が重畳された帯電電圧を用いる場合には、表面電位Ｖ０が略一定値とされ、直流成分のみを含む帯電電圧を用いる場合には、表面電位Ｖ０が略一定値となるように帯電電圧が補正されることが好ましい。しかしながら、本実施の形態ではＤＣ電流値の時間変化に基づいて帯電ローラー２３の帯電性能が判断されるため、帯電電圧は任意の値であってもよい。画像形成装置１は、帯電ローラー２３の寿命検知動作または寿命予測動作の際に、露光装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、および２４ｄ、現像装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、および２５ｄ、ならびに転写装置（一次転写ローラー２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、および２８ｄ、ならびに二次転写ローラー２９）などを動作させなくてもよい。
【００８７】
続いて制御部６０は、帯電電圧の印加を開始してから時間Ｔ１が経過したタイミングでＤＣ電流値Ｉ１を計測し（Ｓ７）、帯電電圧の印加を開始してから時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が経過したタイミングでＤＣ電流値Ｉ２を計測する（Ｓ９）。一例として、時間Ｔ１は０．１（ｓ）であり、時間Ｔ２は０．６（ｓ）である。続いて制御部６０は、ＤＣ電流値Ｉ１およびＩ２と、時間Ｔ１およびＴ２とに基づいて、ＤＣ電流値と経過時間との関係を示す近似式の係数である傾きＢを算出する（Ｓ１１）。
【００８８】
図４は、図３のステップＳ１１の処理の内容を模式的に示す図である。
【００８９】
図４を参照して、ステップＳ１１において、制御部６０は、横軸を帯電電圧の印加を開始してからの経過時間、縦軸をＤＣ電流値とした２軸座標上にＤＣ電流値Ｉ１に対応する点ＰＴ１と、ＤＣ電流値Ｉ２に対応する点ＰＴ２とをプロットする。そして制御部６０は、プロットした２点を結ぶ直線Ｄの傾きＢを算出する。
【００９０】
図５は、帯電電圧の印加を開始してからの経過時間とＤＣ電流値との関係を示す図である。
【００９１】
図５を参照して、本願発明者らは次の事実を見出した。ＤＣ電流値は、帯電電圧の印加を開始してからの経過時間の増加とともに低下し、最終的に一定値に収束する。帯電電圧の印加の開始直後の一定時間内の電流の低下量は、感光体２２の表面電位が低いほど大きくなり、感光体２２の膜厚には依存しない。具体的には、帯電電圧の印加を開始してからの経過時間とＤＣ電流値との関係は、帯電ローラー２３が新品である場合には曲線Ｃ１で示す挙動を示し、帯電ローラー２３の使用期間の増加とともに、曲線Ｃ１→曲線Ｃ２→曲線Ｃ３と変化する。
【００９２】
ステップＳ１１で算出した傾きＢは、帯電電圧の印加の開始直後の電流の低下の割合を示している。このため、傾きＢの絶対値が大きいほど、帯電ローラー２３の帯電性能（電荷供給能力）が低下していることを示している。
【００９３】
なお、傾きＢは、ＤＣ電流値と帯電電圧の印加を開始してからの経過時間との関係を示す近似式の係数であって、制御部６０が算出する係数の一例である。ここでは近似式を１次式としているが、近似式は任意の式であればよく、ｋ（ｋは２以上の整数）次多項式、指数関数、または対数関数などであってもよい。また、近似式の係数を算出するために用いるＤＣ電流値は、経過時間が互いに異なる少なくとも２回のタイミングで計測されればよく、経過時間が互いに異なる３回以上のタイミングで計測されてもよい。
【００９４】
上述のように、ＤＣ電流値は、帯電電圧の印加を開始してからの経過時間の増加とともに低下するので、傾きＢの実際の値はマイナスの値となる。しかし、以降の説明では、説明の便宜のため、傾きＢの実際の値に−１を乗じた値（傾きＢの絶対値）を傾きＢとして取り扱うものとする。
【００９５】
再び図３を参照して、次に制御部６０は、算出した傾きＢと、傾きＢの閾値ＢＸとを比較することにより、帯電ローラー２３が寿命に到達したか否かを判断する。制御部６０は、傾きＢが閾値ＢＸ以下であるか否かを判別する（Ｓ１３）。閾値ＢＸはあらかじめ実験的に算出され、不揮発メモリ６８に記憶されている。
【００９６】
ステップＳ１３において、傾きＢが閾値ＢＸ以下であると判別した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部６０は帯電ローラー２３が寿命に到達していないと判断し（Ｓ１５）、ステップＳ１の処理へ進む。
【００９７】
ステップＳ１３において、傾きＢが閾値ＢＸより大きいと判別した場合（Ｓ１５でＮＯ）、制御部６０は帯電ローラー２３が寿命に到達したと判断し（Ｓ１７）、操作パネル４１に警告を表示するなどの方法で、帯電ローラー２３が寿命に到達したことを報知し（Ｓ１９）、処理を終了する。
【００９８】
なお、制御部６０は、複数の閾値ＢＸを保持しており、傾きＢが複数の閾値ＢＸの各々に到達するたびに、ユーザーへの警告の段階を変更してもよい。また、制御部６０は、傾きＢと閾値ＢＸとの関係に応じて、ユーザーに対して、帯電ローラー２３の使用量、帯電ローラー２３の残使用量、帯電ローラー２３の交換予告、または帯電ローラー２３の交換指示などを報知してもよい。また、制御部６０は、帯電ローラー２３が寿命に到達したと判断した場合に、帯電ローラー２３が交換されるまで画像形成装置１の動作を停止させてもよい。
【００９９】
本実施の形態においては、ＤＣ電流値と帯電電圧の印加を開始してからの経過時間との関係を示す近似式の係数（ＤＣ電流値の印加時間依存性）に基づいて、帯電ローラー２３の寿命が判断される。この近似式の係数は感光体２２の膜厚による影響を受けないため、帯電ローラーの寿命の判断精度を向上することができる。加えて、帯電ローラー２３の寿命判断の際に、帯電ローラー２３を流れる電流を測定するための導電部材を帯電ローラー２３に接触させる必要が無いので、帯電ローラー２３の寿命を検知するための構成を簡素化することができ、画像形成装置の大型化を抑止することができる。
【０１００】
［第２の実施の形態］
【０１０１】
本実施の形態では、画像形成装置１が、使用量情報（ここでは帯電ローラー２３の累積回転数）と近似式の係数とに基づいて、帯電ローラー２３の寿命を予測する動作（寿命予測動作）について説明する。
【０１０２】
図６は、本発明の第２の実施の形態において画像形成装置１が行う帯電ローラー２３の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
図６を参照して、制御部６０は、変数ｎを１に設定し（Ｓ５１）、所定のタイミングで帯電ローラー２３の寿命予測モードを実行する（Ｓ５３でＹＥＳ）。制御部６０は、帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎを取得する（Ｓ５５）。累積回転数Ｒｎはｎ回目に取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒを意味している。次に制御部６０は、感光体２２の回転駆動と、除電装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、および２６ｄの除電動作とを開始し（Ｓ５７）、帯電ローラー２３への帯電電圧の印加を開始する（Ｓ５９）。続いて制御部６０は、帯電電圧の印加を開始してから時間Ｔ１が経過したタイミングでＤＣ電流値Ｉ１を計測し（Ｓ６１）、帯電電圧の印加を開始してから時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が経過したタイミングでＤＣ電流値Ｉ２を計測する（Ｓ６３）。続いて制御部６０は、ＤＣ電流値Ｉ１およびＩ２に基づいて傾きＢｎを算出し（Ｓ６５）、帯電ローラー２３の寿命を予測する寿命予測処理を行う（Ｓ６７）。傾きＢｎは、ｎ回目に算出した傾きＢを意味している。続いて制御部６０は、変数ｎをインクリメントし（Ｓ６９）、操作パネル４１に残り寿命を表示するなどの方法で帯電ローラー２３の残り寿命をユーザーに報知し（Ｓ７１）、ステップＳ５３の処理へ進む。
【０１０４】
図７は、本発明の第２の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。図８は、本発明の第２の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【０１０５】
図７を参照して、ステップＳ６７の寿命予測処理において、制御部６０は、取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎと、算出した傾きＢｎとを互いに関連付け、履歴情報Ｍｎ（Ｒｎ，Ｂｎ）として、不揮発メモリ６８に格納する（Ｓ１０１）。不揮発メモリ６８には、過去に格納された履歴情報Ｍが蓄積される。履歴情報Ｍｎはｎ回目に格納した履歴情報Ｍを意味している。
【０１０６】
続いて制御部６０は、不揮発メモリ６８に格納されている履歴情報Ｍ１〜Ｍｎに基づいて、下記式（３）を満たす定数Ｋ１およびＫ２を算出する（Ｓ１０３）。
【０１０７】
Ｂ＝Ｋ１×Ｒ＋Ｋ２  ・・・（３）
【０１０８】
ステップＳ１０３において制御部６０は、図８に示すように、横軸を帯電ローラー２３の累積回転数Ｒ、縦軸を傾きＢとした２軸座標上に履歴情報Ｍ１〜Ｍｎをプロットする。制御部６０は、最小二乗法などを用いて、帯電ローラー２３の累積回転数Ｒと傾きＢとの関係を近似する近似式ＬＮを導出することにより、定数Ｋ１およびＫ２を算出する。なお、帯電ローラー２３の累積回転数Ｒと傾きＢとの関係を近似する近似式は、１次式である必要はなく、任意の式であればよい。
【０１０９】
続いて制御部６０は、近似式ＬＮにおいて傾きＢが閾値ＢＸ（傾きの閾値の一例）に到達する時の帯電ローラー２３の累積回転数Ｒを算出し、算出した累積回転数Ｒを、帯電ローラー２３が寿命に到達すると予測される累積回転数である寿命回転数ＲＸに決定する（Ｓ１０５）。次に制御部６０は、寿命回転数ＲＸと、ステップＳ５５において取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎとの差分を算出することにより、帯電ローラー２３の予測される残り寿命を算出し（Ｓ１０７）、リターンする。
【０１１０】
なお、制御部６０は、帯電ローラー２３の寿命を予測すればよく、帯電ローラー２３が寿命に到達する累積回転数の他、帯電ローラー２３が寿命に到達する累積走行距離、帯電ローラー２３が寿命に到達する累積回転時間、および帯電ローラー２３が寿命に到達する画像形成装置１の累積印字枚数などを予測してもよい。
【０１１１】
制御部６０は、算出した残り寿命の長さに応じて、ユーザーに対して、帯電ローラー２３の消耗度合、帯電ローラー２３の残り寿命、または帯電ローラー２３の交換警告などを報知してもよい。また、制御部６０は、算出した残り寿命が０以下である場合に、帯電ローラー２３が交換されるまで画像形成装置１の動作を停止させてもよい。
【０１１２】
なお、上述以外の画像形成装置１の構成および動作については、第１および第２の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【０１１３】
本実施の形態によれば、帯電ローラー２３が寿命に到達すると予測される時期を把握することができるので、画像形成装置の利便性を向上することができる。
【０１１４】
［第３の実施の形態］
【０１１５】
帯電ローラー２３の種類によっては、画像形成装置１の状態（画像形成装置１内の温度および湿度、画像形成装置１の稼働履歴、ならびに画像形成装置１の休止履歴など）の影響を受けて放電電流のＤＣ電流値が変動する場合がある。本実施の形態では、画像形成装置１の状態として画像形成装置１内の湿度に着目する。
【０１１６】
図９は、本発明の第３の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【０１１７】
図９を参照して、履歴情報Ｍ１〜Ｍｎが、画像形成装置１の湿度（後述する状態情報Ｅ）が条件Ａ１を満たすグループ（図９中黒丸）と、条件Ａ２を満たすグループ（図９中白地の三角形）とに区分されている。条件Ａ１は、画像形成装置１内の絶対湿度が５ｇ／ｍ2以上１５ｇ／ｍ2以下の範囲であるという条件である。条件Ａ２は、画像形成装置１内の絶対湿度が２０ｇ／ｍ2以上であるという条件である。
【０１１８】
高湿度の環境下では、感光体２２と帯電ローラー２３との間に放電電流が流れやすくなるため、帯電ローラー２３の帯電性能の低下は起きにくくなる。したがって、通常の条件である条件Ａ１のグループに属するプロットと、高湿度の条件である条件Ａ２のグループに属するプロットとの両方を用いて近似式を導出した場合には、近似式の精度が低下し、帯電ローラー２３の残り寿命の予測精度が低下するおそれがある。
【０１１９】
そこで本実施の形態における画像形成装置１は、不揮発メモリ６８が記憶する履歴情報のうち、画像形成装置１の状態を示す情報である状態情報が所定の条件を満たす履歴情報に基づいて、帯電ローラー２３の寿命を予測する。
【０１２０】
本実施の形態の画像形成装置１は、図６の寿命予測処理（図６のステップＳ６７）において、次の動作を行う。
【０１２１】
図１０は、本発明の第３の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【０１２２】
図９および図１０を参照して、ステップＳ６７の寿命予測処理において、制御部６０は、画像形成装置１の状態を示す情報である状態情報Ｅｎを取得する（Ｓ１２１）。
【０１２３】
状態情報は、画像形成装置１内の温度、画像形成装置１の湿度（言い換えれば、画像形成装置１の環境）、画像形成装置１の稼働履歴、および画像形成装置１の休止履歴のうち少なくとも１つを含む情報であることが好ましい。状態情報は、典型的には温湿度センサー４２にて検知した画像形成装置１内の湿度である。なお、状態情報Ｅｎはｎ回目に格納した状態情報Ｅを意味している。
【０１２４】
続いて制御部６０は、取得した状態情報Ｅｎと、取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎと、算出した傾きＢｎとを互いに関連付け、履歴情報Ｍｎ（Ｅｎ，Ｒｎ，Ｂｎ）として、不揮発メモリ６８に格納する（Ｓ１２３）。不揮発メモリ６８には、過去に格納された履歴情報Ｍが蓄積される。
【０１２５】
続いて制御部６０は、不揮発メモリ６８に格納されている履歴情報Ｍ１〜Ｍｎの中から、所定の条件（たとえば上記条件Ａ１）（必要な条件の一例）を満たす履歴情報Ｍ（図９中黒丸）を抽出する（Ｓ１２５）。次に制御部６０は、抽出した履歴情報Ｍに基づいて、帯電ローラー２３の累積回転数Ｒと傾きＢとの関係を近似する近似式ＬＮ（図９）を導出することにより、式（３）を満たす定数Ｋ１およびＫ２を算出する（Ｓ１２９）。
【０１２６】
次に制御部６０は、近似式ＬＮにおいて傾きＢが閾値ＢＸとなる場合の帯電ローラー２３の累積回転数Ｒを算出し、算出した累積回転数Ｒを、帯電ローラー２３が寿命に到達すると予測される累積回転数である寿命回転数ＲＸに決定する（Ｓ１２９）。次に制御部６０は、寿命回転数ＲＸと、ステップＳ５５において取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎとの差分を算出することにより、帯電ローラー２３の予測される残り寿命を算出し（Ｓ１３１）、リターンする。
【０１２７】
なお、上述以外の画像形成装置１の構成および動作については、第１および第２の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【０１２８】
本実施の形態によれば、適切な環境情報を含む履歴情報に基づいて帯電ローラー２３が寿命に到達する時期が予測されるので、寿命の予測精度を向上することができる。
【０１２９】
［第４の実施の形態］
【０１３０】
本実施の形態における画像形成装置１は、不揮発メモリ６８が記憶する履歴情報を複数のグループに区分し、複数のグループの各々について、グループ内の履歴情報に基づいて帯電ローラー２３の寿命を予測する。画像形成装置１は、複数のグループの各々について予測した帯電ローラー２３の寿命に基づいて、帯電ローラー２３の寿命を決定する。
【０１３１】
本実施の形態の画像形成装置１は、図６の寿命予測処理（図６のステップＳ６７）において、次の動作を行う。
【０１３２】
図１１は、本発明の第４の実施の形態における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。図１２は、本発明の第４の実施の形態における寿命予測方法を模式的に示す図である。
【０１３３】
図１１および図１２を参照して、ステップＳ６７の寿命予測処理において、制御部６０は、画像形成装置１の状態を示す情報である状態情報Ｅｎを取得する（Ｓ１４１）。続いて制御部６０は、取得した状態情報Ｅｎと、取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎと、算出した傾きＢｎとを互いに関連付け、履歴情報Ｍｎ（Ｅｎ，Ｒｎ，Ｂｎ）として、不揮発メモリ６８に格納する（Ｓ１４３）。不揮発メモリ６８には、過去に格納された履歴情報Ｍが蓄積される。
【０１３４】
次に制御部６０は、図１２に示すように、不揮発メモリ６８に記憶されている履歴情報Ｍを、履歴情報Ｍに含まれる状態情報Ｅに基づいて複数（ここでは４つ）のグループＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、およびＧＰ４に区分する（Ｓ１４５）。グループＧＰ１は、状態情報Ｅが条件Ａ１を満たす履歴情報Ｍのグループである。グループＧＰ２は、状態情報Ｅが条件Ａ２を満たす履歴情報Ｍのグループである。グループＧＰ３は、状態情報Ｅが条件Ａ３を満たす履歴情報Ｍのグループである。グループＧＰ４は、状態情報Ｅが条件Ａ４を満たす履歴情報Ｍのグループである。条件Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４の各々は互いに異なっている。
【０１３５】
続いて制御部６０は、複数のグループＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、およびＧＰ４の各々について、グループ内の履歴情報Ｍに基づいて帯電ローラー２３の寿命を予測する。制御部６０は、複数のグループＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、およびＧＰ４の各々について、グループ内の履歴情報Ｍに基づいて、帯電ローラー２３の累積回転数Ｒと傾きＢとの関係を近似する近似式ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、およびＬＮ４の各々を導出することにより、式（３）を満たす定数Ｋ１およびＫ２を算出する（Ｓ１４７）。近似式ＬＮ１は、グループＧＰ１内の履歴情報Ｍに基づいて導出された近似式である。近似式ＬＮ２は、グループＧＰ２内の履歴情報Ｍに基づいて導出された近似式である。近似式ＬＮ３は、グループＧＰ３内の履歴情報Ｍに基づいて導出された近似式である。近似式ＬＮ４は、グループＧＰ４内の履歴情報Ｍに基づいて導出された近似式である。
【０１３６】
次に制御部６０は、近似式ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、およびＬＮ４の各々において傾きＢが閾値ＢＸとなる場合の帯電ローラー２３の累積回転数Ｒを算出し、算出した累積回転数Ｒを、帯電ローラー２３が寿命に到達すると予測される累積回転数である寿命回転数ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、およびＲＸ４に決定する（Ｓ１４９）。寿命回転数ＲＸ１は、近似式ＬＮ１から算出されたグループＧＰ１の寿命回転数である。寿命回転数ＲＸ２は、近似式ＬＮ２から算出されたグループＧＰ２の寿命回転数である。寿命回転数ＲＸ３は、近似式ＬＮ３から算出されたグループＧＰ３の寿命回転数である。寿命回転数ＲＸ４は、近似式ＬＮ４から算出されたグループＧＰ４の寿命回転数である。
【０１３７】
続いて制御部６０は、複数のグループＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、およびＧＰ４の各々について予測した帯電ローラー２３の寿命回転数ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、およびＲＸ４に基づいて、帯電ローラー２３の寿命回転数ＲＸを決定する（Ｓ１５１）。
【０１３８】
ステップＳ１５１において、制御部６０は、寿命回転数ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、およびＲＸ４のうち最も短い寿命回転数（図１２では寿命回転数ＲＸ４）を、寿命回転数ＲＸとして決定してもよい。
【０１３９】
またステップＳ１５１において、制御部６０は、グループに属する履歴情報が最も多いグループの寿命回転数（図１２では寿命回転数ＲＸ１）を、寿命回転数ＲＸとして決定してもよい。
【０１４０】
またステップＳ１５１において、制御部６０は、グループＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、およびＧＰ４を、グループに属する履歴情報が多い順番に配列し、配列した順番が真ん中よりも上位であるグループ（図１２ではグループＧＰ１およびＧＰ２）を抽出し、抽出したグループＧＰ１およびＧＰ２の寿命回転数ＲＸ１およびＲＸ２のうち最も短い寿命回転数（図１２では寿命回転数ＲＸ１）を、寿命回転数ＲＸとして決定してもよい。
【０１４１】
またステップＳ１５１において、制御部６０は、グループに属する履歴情報が所定の数に達しないもの（図１２ではグループＧＰ４）を除外し、残ったグループＧＰ１、ＧＰ２、およびＧＰ３の寿命回転数ＲＸ１、ＲＸ２、およびＲＸ３のうち最も短い寿命回転数（図１２では寿命回転数ＲＸ１）を、寿命回転数ＲＸとして決定してもよい。
【０１４２】
さらにステップＳ１５１において、制御部６０は、近似式ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、およびＬＮ４の中で、近似式からの乖離が所定の量以上であるプロットを所定の割合以上含む近似式（図１２では近似式ＬＮ４）を除外し、残った近似式ＬＮ１、ＬＮ２、およびＬＮ３の各々から算出された寿命回転数ＲＸ１、ＲＸ２、およびＲＸ３のうち最も短い寿命回転数（図１２では寿命回転数ＲＸ１）を、寿命回転数ＲＸとして決定してもよい。
【０１４３】
続いて制御部６０は、決定した寿命回転数ＲＸと、ステップＳ５５において取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎとの差分を算出することにより、帯電ローラー２３の予測される残り寿命を算出し（Ｓ１５３）、リターンする。
【０１４４】
なお、上述以外の画像形成装置１の構成および動作については、第１および第２の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【０１４５】
本実施の形態によれば、画像形成装置１が希な状態にある場合のＤＣ電流値を採用して寿命予測が行われる事態を回避することができる。その結果、画像形成装置１の状態に適した寿命予測を行うことができ、帯電ローラー２３の寿命到達を過度に短く予測する事態を回避することができる。
【０１４６】
［第５の実施の形態］
【０１４７】
第３の実施の形態のように、状態情報が所定の条件を満たす履歴情報を抽出して、抽出した履歴情報に基づいて帯電ローラー２３の寿命を予測する場合には、条件を厳しくするほど抽出される履歴情報の数が減少し、予測結果の誤差が大きくなる。また第４の実施の形態のように、履歴情報をグループ分けして帯電ローラー２３の寿命を算出する場合、グループ分けを細かくするほど画像形成装置１の状態による誤差が減少する一方で、グループに属する履歴情報の数が少なくなることによる予測結果の誤差が大きくなる。
【０１４８】
そこで本実施の形態における画像形成装置１は、ネットワークで接続されたデータセンター２（外部装置の一例）に蓄積した履歴情報を利用して帯電ローラー２３の寿命を判断する。
【０１４９】
図１３は、本発明の第５の実施の形態におけるデータセンター２の利用態様を模式的に示す図である。図１３（ａ）は、利用態様の第１の例を示しており、図１３（ｂ）は、利用態様の第２の例を示している。
【０１５０】
図１３を参照して、第１および第２の例の前提を説明する。画像形成装置１はデータセンター２と通信可能である。データセンター２は、制御プログラムを実行するＣＰＵ２ａと、制御プログラムなどを記憶するＲＯＭ２ｂと、ＣＰＵ２ａのワークエリアを構成するＲＡＭ２ｃと、ネットワークを通じて通信を行うネットワークインターフェース２ｄと、各種情報を記憶する記憶部２ｅなどを含んでいる。
【０１５１】
データセンター２は、所定のタイミングで、画像形成装置１を含めた複数の機器から履歴情報Ｍ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）を収集し、収集した履歴情報Ｍを記憶部２ｅに蓄積している。データセンター２は、所定のタイミングで、収集した履歴情報Ｍに基づいて関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）（寿命関数の一例）を算出する。関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）は、状態情報Ｅと累積回転数Ｒとに基づいて傾きＢを算出するための関数である。データセンター２は、関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）を記憶部２ｅに記憶する。
【０１５２】
第１の例の画像形成装置１は、図６の寿命予測処理（図６のステップＳ６７）において、次の動作を行う。
【０１５３】
図１４は、本発明の第５の実施の形態の第１の例における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【０１５４】
図１３（ａ）および図１４を参照して、ステップＳ６７の寿命予測処理において、制御部６０は、画像形成装置１の状態を示す情報である状態情報Ｅｎを取得する（Ｓ１６１）。次に制御部６０は、取得した状態情報Ｅｎと、取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎと、算出した傾きＢｎとを互いに関連付け、履歴情報Ｍｎ（Ｒｎ，Ｂｎ，Ｂｎ）として、データセンター２に送信する（Ｓ１６３）。ステップＳ１６３において送信される履歴情報Ｍｎには、画像形成装置１の設置場所などの画像形成装置１に固有の情報がさらに含まれていてもよい。
【０１５５】
データセンター２は、履歴情報Ｍｎを受信すると、受信した履歴情報と、既に収集した履歴情報Ｍとに基づいて関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）を更新する。データセンター２は、履歴情報Ｍｎに基づいて関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）を用いて寿命回転数ＲＸを算出し、画像形成装置１に送信する。制御部６０は、寿命回転数ＲＸを受信すると（Ｓ１６５）、受信した寿命回転数ＲＸと、ステップＳ５５において取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎとの差分を算出することにより、帯電ローラー２３の予測される残り寿命を算出し（Ｓ１６７）、リターンする。
【０１５６】
データセンター２に処理が集中することに起因して、第１の例のようにデータセンター２が寿命回転数ＲＸを算出するよりも、画像形成装置１が寿命回転数ＲＸを算出する方が高効率である場合もある。このような場合を考慮して、第２の例では、データセンター２から画像形成装置１に対して必要なタイミングで予め関数Ｆを送信しておき、画像形成装置１は受信した関数Ｆを保持している。第２の例の画像形成装置１は、図６の寿命予測処理（図６のステップＳ６７）において、次の動作を行う。
【０１５７】
図１５は、本発明の第５の実施の形態の第２の例における寿命予測処理（図６のステップＳ６７）のサブルーチンである。
【０１５８】
図１３（ｂ）および図１５を参照して、ステップＳ６７の寿命予測処理において、制御部６０は、画像形成装置１の状態を示す情報である状態情報Ｅｎを取得する（Ｓ１８１）。次に制御部６０は、取得した状態情報Ｅｎと、取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎと、算出した傾きＢｎとを互いに関連付けて履歴情報Ｍｎとし、履歴情報Ｍｎに基づいて、予め保持している関数Ｆ（Ｅ，Ｒ，Ｂ）を用いて寿命回転数ＲＸを算出する（Ｓ１８３）。続いて制御部６０は、算出した寿命回転数ＲＸと、ステップＳ５５において取得した帯電ローラー２３の累積回転数Ｒｎとの差分を算出することにより、帯電ローラー２３の予測される残り寿命を算出し（Ｓ１８５）、リターンする。
【０１５９】
なお、上述以外の画像形成装置１の構成および動作については、第１および第２の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【０１６０】
本実施の形態によれば、データセンター２が収集した多数の履歴情報に基づいて帯電ローラー２３の寿命が予測されるので、寿命の予測精度を向上することができる。
【０１６１】
［その他］
【０１６２】
上述の実施の形態は、互いに組み合わせることができる。
【０１６３】
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアにより行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザーに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピューターにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。
【０１６４】
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６５】
１  画像形成装置
２  データセンター（外部装置の一例）
２ａ  ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）
２ｂ  ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）
２ｃ  ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）
２ｄ，６９  ネットワークインターフェース（送信手段、結果受信手段、および関数受信手段の一例）
２ｅ  記憶部
１０  用紙搬送部
１１  給紙トレイ
１２  給紙ローラー
１３  搬送ローラー
１４  排紙ローラー
１５  排紙トレイ
２０  トナー像形成部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  画像形成ユニット
２１  中間転写体
２１ａ  回転ローラー
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  感光体（像担持体の一例）
２３，２３ａ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  帯電ローラー
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  露光装置
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  現像装置
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  除電装置
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ  感光体清掃装置
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ  一次転写ローラー
２９  二次転写ローラー
３０  中間転写体清掃装置
４０  定着装置
４１  操作パネル
４２  温湿度センサー（状態取得手段の一例）
５０  バイアス電源
５１  バイアス制御部
５２  高圧電源（電源部の一例）
５３  電流計測部（電流計測手段の一例）
６０  制御部
６１  メイン制御部
６２  経過時間計測部（時間計測手段の一例）
６３  累積使用時間計測部
６４  係数算出部（算出手段の一例）
６５  寿命情報算出部（判断手段の一例）
６６  区分部
６７  寿命情報報知部（報知手段の一例）
６８  不揮発メモリ（記憶部の一例）
６９  ネットワークインターフェース
Ｂ  近似式の傾き
ＢＸ  傾きの閾値
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  帯電電圧の印加を開始してからの経過時間とＤＣ電流値との関係を示す曲線
Ｄ  プロットした２点を結ぶ直線
Ｅ  状態情報
Ｆ  関数（寿命関数の一例）
ＬＮ，ＬＮ１，ＬＮ２，ＬＮ３，ＬＮ４  近似式
Ｍ  履歴情報
ＰＴ１，ＰＴ２  プロットした点
Ｒ  累積回転数
ＲＸ，ＲＸ１，ＲＸ２，ＲＸ３，ＲＸ４  寿命回転数
ＳＨ  用紙
ＴＲ  搬送経路
【図１】
2019109336.tif 000003
【図２】
2019109336.tif 000004
【図３】
2019109336.tif 000005
【図４】
2019109336.tif 000006
【図５】
2019109336.tif 000007
【図６】
2019109336.tif 000008
【図７】
2019109336.tif 000009
【図８】
2019109336.tif 000010
【図９】
2019109336.tif 000011
【図１０】
2019109336.tif 000012
【図１１】
2019109336.tif 000013
【図１２】
2019109336.tif 000014
【図１３】
2019109336.tif 000015
【図１４】
2019109336.tif 000016
【図１５】
2019109336.tif 000017
【図１６】
2019109336.tif 000018