(57)【要約】【課題】帯電部材の寿命を予測可能な画像形成装置を提供することにある。【解決手段】画像形成装置１００は、画像形成装置１００内の温度を検出する温度検出部７１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電部材２に予め定められた検出用電圧が印加されたときに当該帯電部材に流れる電流の電流値を検出し、温度検出部７１による検出温度と、検出した電流値とに基づいて画像形成時に帯電部材２に印加するバイアス電圧のパラメーターを決定する電圧制御部７２と、前記パラメーターと前記検出温度とに基づいて帯電部材２の寿命を予測する寿命予測部７３と、を備える。【選択図】図１
2019101151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置内の温度を検出する温度検出部と、
像担持体を帯電させる帯電部材に予め定められた検出用電圧が印加されたときに当該帯電部材に流れる電流の電流値を検出し、前記温度検出部による検出温度と、検出した電流値とに基づいて画像形成時に前記帯電部材に印加するバイアス電圧のパラメーターを決定する電圧制御部と、
前記パラメーターと前記検出温度とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する寿命予測部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記帯電部材に異なる前記検出用電圧が印加されたときに検出した電流値に基づいて前記バイアス電圧のパラメーターを決定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電圧制御部が、予め定められた第１タイミングで前記パラメーターを決定した後、前記温度検出部による検出温度が予め設定された温度以上変化した第２タイミングで前記パラメーターを決定し、
前記寿命予測部が、前記前記第１タイミング及び前記第２タイミングにおける前記パラメーターの変化量と前記検出温度の変化量とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧制御部が、予め定められた第１タイミング及び第２タイミング各々で前記パラメーターを決定し、
前記寿命予測部が、前記前記第１タイミング及び前記第２タイミングにおける前記パラメーターの変化量と前記検出温度の変化量とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記寿命予測部は、
前記温度変化量及び前記パラメーター変化量に基づいて、単位温度あたりの前記パラメーターの変化量を導出し、
予め定められている一又は複数の閾値と前記変化量とを比較することにより、前記帯電部材の寿命を予測する、
請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記寿命予測部により予測された前記帯電部材の寿命の残りが予め定められた期間以下である場合に、その旨を報知する報知処理部を備える、
請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記寿命予測部は、前記パラメーターのうち前記バイアス電圧に含まれる交流成分のピーク間電圧値と前記検出温度とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する、
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、アモルファスシリコン膜を有する感光体である、
請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
画像形成装置内の温度を検出する温度検出ステップと、
像担持体を帯電させる帯電部材に予め定められた検出用電圧が前記帯電部材に印加されたときに当該帯電部材に流れる電流の電流値を検出し、前記温度検出ステップによる検出温度と、検出した電流値とに基づいて画像形成時に前記帯電部材に印加するバイアス電圧のパラメーターを決定する電圧決定ステップと、
前記パラメーターと前記検出温度とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する寿命予測ステップと、
を含む帯電部材の寿命予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアス電圧を帯電部材に印加する画像形成装置、及び前記帯電部材の寿命予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、感光体を帯電させるために、直流成分及び交流成分を含むバイアス電圧が帯電部材に印加されることがある。前記交流成分のピーク間電圧値が直流成分による帯電開始電圧の２倍に達すると、前記感光体における帯電電位が収束するため、当該感光体を均一に帯電させることが可能となる。
【０００３】
前記帯電部材の使用に伴い、当該帯電部材の抵抗値は上昇する。そのため、感光体を均一に帯電するためには、前記帯電開始電圧を上昇させる必要がある。例えば、前記抵抗値の上昇に応じて前記ピーク間電圧値を決定する手法（例えば特許文献１を参照）が知られている。具体的には、画像形成の前に、まず、前記帯電部材の累積使用時間等に基づき、画像形成時に印加されるバイアス電圧を決定するために、互いに異なる３つの検出用電圧の値が選択される。次に、前記３つの検出用電圧が前記帯電部材に順次印加される。また、前記検出用電圧が印加されるたびに、前記帯電部材及び前記感光体に流れる直流電流値が測定される。次に、３つの直流電流値に基づき、前記バイアス電圧のピーク間電圧値が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９９０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記帯電部材の寿命が到来すると、たとえ前記ピーク間電圧値が大きい前記バイアス電圧が前記帯電部材に印加されたとしても、感光体を均一に帯電させることは難しくなる。
【０００６】
本発明の目的は、帯電部材の寿命を予測可能な画像形成装置、及び帯電部材の寿命予測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、温度検出部と、電圧制御部と、寿命予測部と、を備える。前記温度検出部は、前記画像形成装置内の温度を検出する。前記電圧制御部は、像担持体を帯電させる帯電部材に予め定められた検出用電圧が印加されたときに当該帯電部材に流れる電流の電流値を検出し、前記温度検出部による検出温度と、検出した電流値とに基づいて画像形成時に前記帯電部材に印加するバイアス電圧のパラメーターを決定する。前記寿命予測部は、前記パラメーターと前記検出温度とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する。
【０００８】
本発明の他の局面に係る帯電部材の寿命予測方法は、温度検出ステップと、電圧決定ステップと、寿命予測ステップと、を備える。前記温度検出ステップは、前記画像形成装置内の温度を検出する。前記電圧決定ステップは、像担持体を帯電させる帯電部材に予め定められた検出用電圧が前記帯電部材に印加されたときに当該帯電部材に流れる電流の電流値を検出し、前記温度検出ステップによる検出温度と、検出した電流値とに基づいて画像形成時に前記帯電部材に印加するバイアス電圧のパラメーターを決定する。前記寿命予測ステップは、前記パラメーターと前記検出温度とに基づいて前記帯電部材の寿命を予測する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、像担持体の帯電不良を防止可能な画像形成装置、及び帯電部材の寿命予測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示される制御回路の詳細な処理手順の第１部分を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示される制御回路の詳細な処理手順の第２部分を示すフローチャートである。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１に示される制御回路の詳細な処理手順の第３部分を示すフローチャートである。
【図３】図３は、ピーク間電圧値に対する直流電流値の変化を示す特性曲線である。
【図４】図４は、ピーク間電圧値を変化させたときの表面電位を示す特性曲線である。
【図５】図５は、ピーク間電圧値の決定手法を示す図である。
【図６】図６は、図１に示される制御回路に格納されているテーブルデータの構造を示す模式図である。
【図７】図７は、画像形成済のシート枚数に対する正規化ピーク間電圧の推移を示すグラフである。
【図８】図８は、１日の機内温度の変化に対する正規化ピーク間電圧の変化量をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１において、画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリ又は複合機等である。前記複合機は、コピー機能、印刷機能及びファクス機能等を有する。
【００１３】
画像形成装置１００は、像担持体の一例である感光体ドラム１と、帯電部材２と、電源部３と、電流検出器４と、温度検出器５と、表示装置６と、制御回路７と、を備える。
【００１４】
画像形成装置１００は、感光体ドラム１及び帯電部材２以外にも、図示しない露光装置、現像器、転写器及び定着器等を備え、印刷実行指示に基づき、電子写真方式により画像形成を実行し、画像をシート上に印刷する。
【００１５】
感光体ドラム１は、像担持体の一例であって、アモルファスシリコン膜を有する感光体である。具体的には、感光体ドラム１は、芯材の周面にアモルファスシリコン膜が形成されている所謂ａ−Ｓｉドラムである。
【００１６】
感光体ドラム１は、画像形成装置１００内に設けられ、予め定められている第１方向において長い円柱状の形状を有する。なお、前記第１方向は、図１中矢印Ｘで示す方向あって、画像形成装置１００の前面から背面に向かう前後方向等である。感光体ドラム１は、自身の中心軸周りに回転可能に、画像形成装置１００の筐体（図示せず）に取り付けられている。また、感光体ドラム１は、筐体グランド等に接地されている。
【００１７】
前記ａ−Ｓｉドラムは、耐久性に関し、後述の帯電部材２よりも高く、画像形成装置１００と同等である。前記ａ−Ｓｉドラムは、帯電部材２の使用開始から寿命到来までの間、一定の抵抗値を有する。これにより、制御回路７が、後述の電流検出器４の出力信号から帯電部材２の抵抗値を正確に導出することが可能になる。
【００１８】
帯電部材２は、芯金の周面に導電性弾性材料であるエピクロルヒドリンゴム膜が形成されている帯電ローラーである。帯電部材２は、前記第１方向において長い円柱状の形状を有しており、自身の中心軸周りに回転可能に前記筐体に取り付けられている。また、帯電部材２の外周面（以下、帯電側外周面という）Ｓ２は感光体ドラム１の外周面（被帯電側外周面という）Ｓ１と対向し接触する。また、帯電部材２には、後述の電源ラインＬ１の一方端が接続されている。
【００１９】
なお、帯電側外周面Ｓ２は被帯電側外周面Ｓ１と非接触であってもよい。また、帯電部材２は帯電ブラシ等でもよい。
【００２０】
電源部３は、交流電源部３１と、直流電源部３２と、重畳部３３と、を含み、バイアス電圧を生成し、帯電部材２に印加する。
【００２１】
交流電源部３１は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)回路及び昇圧トランス等を含み、パルス幅変調されている直流電圧から、予め定められている一定の周波数を有する交流電圧を生成する。交流電源部３１は、自身に接続されている交流側電源ラインＬ２に、前記交流電圧を出力する。前記交流電圧の値は、制御回路７により設定可能なピーク間電圧値である。なお、前記交流電圧の値は振幅値であってもよい。
【００２２】
直流電源部３２は、全波整流回路及び低域通過フィルター等を含む。直流電源部３２は、入力交流電圧から直流電圧を生成して、自身に接続されている直流側電源ラインＬ３に前記直流電圧を出力する。なお、前記直流電圧の値は、制御回路７により設定される。
【００２３】
交流側電源ラインＬ２及び直流側電源ラインＬ３は、ノードとしての重畳部３３に結合されている。重畳部３３において、前記交流電圧が前記直流電圧に重畳され、これによって、直流成分及び交流成分を含む前記バイアス電圧が生成される。前記バイアス電圧は、電源ラインＬ１の一方端及び前記グランド間に印加され、帯電部材２及び感光体ドラム１に電流が流れる。これにより、帯電側外周面Ｓ２と、被帯電側外周面Ｓ１との間で近接放電が生じ、被帯電側外周面Ｓ１が均一に帯電させられる。
【００２４】
電流検出器４は、電源ラインＬ１に設けられ、電源ラインＬ１上を流れる電流に含まれる直流成分を検出して、前記直流成分の値（即ち、直流電流値）を示す電流値信号を制御回路７に出力する。ここで、電源部３に電源ラインＬ１を介して接続される帯電部材２及び感光体ドラム１は、電源部３に２個の抵抗を直列接続した電気回路と等価である。したがって、前記電流値信号は、帯電部材２及び感光体ドラム１の間を流れる直流電流値を示している。ここで、感光体ドラム１の抵抗値は、前記ａ−Ｓｉドラムの場合には一定とみなせるため、前記電流値信号は帯電部材２の抵抗値に相関する。
【００２５】
温度検出器５は、画像形成装置１００内に設けられ、画像形成装置１００内の温度である機内温度を検出し、当該機内温度を示す温度信号を制御回路７に出力する。
【００２６】
表示装置６は、液晶ディスプレー等であって、画像形成装置１００において使用者が視認し易い位置に設けられる。表示装置６は、制御回路７から送信されてくる各種情報を表示する。
【００２７】
制御回路７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び不揮発性メモリー等を含む集積回路等である。前記ＣＰＵは、ＲＯＭに予め格納されているプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する。これにより、前記ＣＰＵは前記画像形成を統括的に制御する。なお、制御回路１１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)などの電子回路であってもよい。
【００２８】
また、制御回路７は、前記プログラムを実行することにより、温度検出部７１と、電圧制御部７２として機能する。電圧制御部７２は、被帯電側外周面Ｓ１を均一に帯電させるため、予め定められているタイミングで、帯電部材２に印加されるバイアス電圧のパラメーターを決定する。前記パラメーターは、前記直流電圧の値及び前記交流電圧のピーク間電圧値を含む。前記タイミングとしては、画像形成装置１００のウォームアップ終了時、前記画像形成を開始させるための印刷実行指示の受信時、前記機内温度が予め設定されている設定温度だけ変化した時又はキャリブレーション実行終了時が考えられる。
【００２９】
電圧制御部７２は、前記パラメーターを電源部３に設定する。具体的には、交流電源部３１及び直流電源部３２には前記ピーク間電圧及び前記直流電圧の値がそれぞれ設定される。これにより、前記バイアス電圧において、前記直流電圧の値を基準として前記ピーク間電圧の間で振動する。
【００３０】
しかし、帯電部材２の寿命が到来すると、たとえ前記ピーク間電圧値が大きい前記バイアス電圧が前記帯電部材２に印加されたとしても、感光体ドラム１を均一に帯電させることは難くなる。
【００３１】
そこで、画像形成装置１００は、帯電部材２の寿命を予測する。そのために、制御回路７は、前記プログラムを実行することにより、寿命予測部７３及び報知処理部７４として機能する。
【００３２】
寿命予測部７３は、前記パラメーターと前記機内温度とに基づいて帯電部材２の寿命を予測する。寿命予測部７３は、具体的には、予め定められている第１タイミングと第２タイミングにおける前記機内温度の変化量を示す温度変化量と、前記パラメーターの変化量を示すパラメーター変化量とを導出し、当該温度変化量及び当該パラメーター変化量に基づいて帯電部材２の寿命を予測する。
【００３３】
また、報知処理部７４は、寿命予測部７３により予測された帯電部材２の寿命の残りが予め定められている期間以下である場合に、その旨を報知する。
【００３４】
以下、図２Ａ，図２Ｂを参照して、制御回路７の詳細な処理について説明する。
【００３５】
図２Ａにおいて、制御回路７は、前記主電源が投入されているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。制御回路７は、前記主電源が投入されている判断する場合、前記スリープ状態から復帰するか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
制御回路７は、ステップＳ１０１で前記主電源が投入されていないと判断する場合、又は、前記スリープ状態から復帰しないと判断する場合、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００３７】
制御回路７は、ステップＳ１０２において前記スリープ状態から復帰すると判断する場合に、ステップＳ１０３を実行する。
【００３８】
制御回路７は、前記定着器の温度を予め定められている温度まで上昇させるウォームアップを制御すると共に、図示しないタイマーにより計時を開始させる（ステップＳ１０３）。
【００３９】
前記ウォームアップの完了後、温度検出部７１は、前記温度信号を受け取り、当該温度信号が示す前記機内温度を検出し、基準機内温度Ｔ０として前記ＲＡＭ等に保存する（ステップＳ１０４）。基準機内温度Ｔ０は、後述の温度変化量を導出する際に使用される。
【００４０】
次に、電圧制御部７２は、ステップＳ１０４で検出された基準機内温度Ｔ０の下で適切なピーク間電圧値Ｖｐｐ０を導出し、基準パラメーターＶ０として前記ＲＡＭ等に保存する。このピーク間電圧値Ｖｐｐ０は、後述のパラメーター変化量を導出する際に使用される。以下、ステップＳ１０５におけるピーク間電圧値Ｖｐｐ０の導出手法の一例を説明する。
【００４１】
本件出願人は、前記バイアス電圧における前記交流成分のピーク間電圧値Ｖｐｐ０に関し様々な検討を行ってきた。前記検討において、本件出願人は、前記バイアス電圧が帯電部材２に印加された時に、帯電部材２と感光体ドラム１との間に流れる直流電流値Ｉｄｃを計測した。具体的には、ピーク間電圧値Ｖｐｐに対する直流電流値Ｉｄｃの変化を測定した。測定の結果、図３に示すように、前記機内温度にかかわらず、ピーク間電圧値Ｖｐｐが大きくなるに従い、低電圧値側では直流電流値Ｉｄｃは概ね一定の傾きで増加し、高電圧値側では当該傾きよりも小さな傾きで推移するという知見が得られた。以下、前記低電圧値側と、前記高電圧値側との境界を示すピーク間電圧値Ｖｐｐを変曲点Ｐという。
【００４２】
なお、図３中、曲線Ｃ１は、前記機内温度が高温である時におけるピーク間電圧値Ｖｐｐに対する直流電流値Ｉｄｃの変化を示す。一方、曲線Ｃ２は、前記機内温度が低温である時におけるピーク間電圧値Ｖｐｐに対する直流電流値Ｉｄｃの変化を示す。変曲点Ｐ１は、曲線Ｃ１における前記低電圧側と前記高電圧側の境界を示すピーク間電圧値Ｖｐｐである。変曲点Ｐ２は、曲線Ｃ２における前記低電圧側と前記高電圧側の境界を示すピーク間電圧値Ｖｐｐである。
【００４３】
前記検討において、本件出願人はさらに、前記バイアス電圧が帯電部材２に印加された時に、感光体ドラム１の帯電電位を測定した。具体的には、ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときの被帯電側外周面Ｓ１の電位（以下、表面電位という）が測定された。測定の結果、下記３つの知見が得られた。第１の知見は、図４に示すように、ピーク間電圧値Ｖｐｐが大きくなるに従い、低電圧値側では前記表面電位は概ね一定の傾きで増加し、高電圧値側では当該傾きよりも小さな傾きで推移することである。第２の知見は、図４に示すように、ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときの前記表面電位（図４を参照）及び直流電流値Ｉｄｃ（図３参照）とが比例関係にあることである。第３の知見は、変曲点Ｐは主として前記機内温度により変動するが、帯電部材２の寿命が到来するまでの間、ピーク間電圧値Ｖｐｐを変曲点Ｐ以上の値とすると前記表面電位が安定することである。
【００４４】
なお、図４中、曲線Ｃ３及び曲線Ｃ４は、前記高温時及び前記低温時におけるピーク間電圧値Ｖｐｐに対する前記表面電位の変化を示す。変曲点Ｐ３及び変曲点Ｐ４は、曲線Ｃ３及び曲線Ｃ４における前記低電圧側と前記高電圧側の境界を示すピーク間電圧値Ｖｐｐである。
【００４５】
前記知見に基づき、ピーク間電圧値Ｖｐｐ０は下記のように導出される。まず、図５に示すように、２つの第１検出用電圧及び第２検出用電圧が帯電部材２に印加された時における直流電流値Ｉｄｃを直流電流値Ｉｄｃを直流電流値Ｉｄｃ１及び直流電流値Ｉｄｃ２とする。ここで、前記第１検出用電圧及び前記第２検出用電圧は直流成分と交流成分を含む。前記直流成分の電圧値は予め定められている。また、前記交流成分のピーク間電圧値はピーク間電圧値Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２のいずれかである。ピーク間電圧値Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２は、変曲点Ｐよりも低電圧側であることが画像形成装置１００の設計段階における実験等により予め分かっている値であって、互いに異なる値を有する。また、第１直線Ｌ４は、横軸をピーク間電圧値で縦軸が直流電流値とする座標空間において、点Ｐ１（Ｖｐｐ１，Ｉｄｃ１）と点Ｐ２（Ｖｐｐ２，Ｉｄｃ２）を通過する直線である。
【００４６】
また、第３検出用電圧が帯電部材２に印加された時における直流電流値Ｉｄｃを直流電流値Ｉｄｃ３とする。ここで、前記第３検出用電圧は、予め定められている直流電圧値を有する直流成分と、ピーク間電圧値Ｖｐｐ３を有する交流成分を含む。ピーク間電圧値Ｖｐｐ３は、変曲点Ｐよりも高電圧側にあることが前記実験等により予め分かっている値であって、ピーク間電圧Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２とは異なる値を有する。また、第２直線Ｌ５は、前記座標空間において点Ｐ３（Ｖｐｐ３，Ｉｄｃ３）を通過し傾きがゼロの直線である。
【００４７】
ピーク間電圧値Ｖｐｐ０は、第１直線Ｌ４及び第２直線Ｌ５の交点Ｐ０におけるピーク間電圧値Ｖｐｐである。前記バイアス電圧がピーク間電圧値Ｖｐｐ０を有することにより、感光体ドラム１を均一に帯電させることが可能となる。
【００４８】
前記不揮発性メモリーには、図６に示すようなテーブルデータＴ１が予め格納されている。テーブルデータＴ１には、変曲点Ｐの変動要因となる機内温度毎に、前記実験等に求められている３つのピーク間電圧値Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２，Ｖｐｐ３の組が記述されている。
【００４９】
電圧制御部７２は、ステップＳ１０５において、テーブルデータＴから、前記基準機内温度に対応するピーク間電圧値Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２，Ｖｐｐ３を読み出す。電圧制御部７２は、読み出したピーク間電圧値Ｖｐｐ１及び予め定められている直流電圧値を交流電源部３１及び直流電源部３２にそれぞれ設定する。前記直流電圧値は予め定められている。
【００５０】
電源部３は、ピーク間電圧Ｖｐｐ１及び前記直流電圧値を含む検出用電圧を生成して、感光体ドラム１を帯電させる帯電部材２に印加する。電流検出器４は、前記検出用電圧の印加により電源ラインＬ１（即ち帯電部材２）に流れる直流電流値Ｉｄｃ１を示す前記電流値信号を電圧制御部７２に出力する。電圧制御部７２は、前記電流値信号が示す直流電流値Ｉｄｃ１を検出する。
【００５１】
電圧制御部７２は、同様にして、ピーク間電圧値Ｖｐｐ２，Ｖｐｐ３に基づき直流電流値Ｉｄｃ２，Ｉｄｃ３を検出する。その後、電圧制御部７２は、ピーク間電圧値Ｖｐｐ１〜Ｖｐｐ３及び直流電流値Ｉｄｃ１〜Ｉｄｃ３に基づきピーク間電圧値Ｖｐｐ０を導出し、ピーク間電圧値Ｖｐｐ０を基準パラメーターＶ０の一例として決定し前記ＲＡＭ等に記憶させる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の実行時、即ち、前記ウォームアップの終了後が第１タイミングの一例である。
【００５２】
ステップＳ１０５の次に、電圧制御部７２は、前記タイマーによる計時開始から予め定められている特定時間を経過しているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。なお、前記タイマーの値は、ウォームアップ終了からの経過時間を示す。他にも、前記タイマーの値は、後述の画像形成の終了（ステップＳ１２０）からの経過時間を示す場合もある。電圧制御部７２は、前記経過時間が前記特定時間を経過していると判断する場合、前記機内温度が変わっている可能性があるとして、処理をステップＳ１０７に進める。一方、電圧制御部７２は、前記経過時間が前記特定時間を経過していると判断しない場合、処理をステップＳ１１０に進める。
【００５３】
ステップＳ１０７において、温度検出部７１は、前記温度信号からを受け取り、当該温度信号が示す前記機内温度を、現在の機内温度Ｔｃとして検出する。温度検出部７１は、前記タイマーの値を初期化した後に計時を開始させる（ステップＳ１０７）。次に、温度検出部７１は、前記現在の機内温度が前記基準機内温度Ｔ０と比較し、当該現在の機内温度が当該基準機内温度Ｔ０に対して予め定められている設定温度（例えば３℃）以上変化しているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
【００５４】
温度検出部７１は、前記現在の機内温度が前記設定温度以上変化していると判断する場合、前記現在の機内温度で基準機内温度Ｔ０を更新する（ステップＳ１０９）。その後、温度検出部７１は処理をステップＳ１０４に戻す。一方、温度検出部７１は、前記現在の機内温度が前記設定温度以上変化していないと判断する場合、処理をステップＳ１０６に戻す。
【００５５】
ステップＳ１１０において、電圧制御部７２は、前記印刷実行指示を受け取っているか否かを判断する。電圧制御部７２は、前記印刷実行指示を受け取っていないと判断する場合、処理をステップＳ１０６に戻す。一方、電圧制御部７２は、前記印刷実行指示を受け取っていると判断する場合、図２ＢのステップＳ１１１に処理を進める。
【００５６】
次に、温度検出部７１は、ステップＳ１０４と同様にして、現在の機内温度Ｔｃを検出する（ステップＳ１１１）。次に、温度検出部７１は、ステップＳ１０８と同様にして、現在の機内温度Ｔｃが基準機内温度Ｔ０に対して前記設定温度以上変化しているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。温度検出部７１は、現在の機内温度Ｔｃが前記設定温度以上変化していないと判断する場合、処理をステップＳ１１９に進める。一方、温度検出部７１は、現在の機内温度が前記設定温度以上変化していると判断する場合、処理をステップＳ１１３に進める。
【００５７】
次に、電圧制御部７２は、ステップＳ１０５と同様にしてピーク間電圧値Ｖｐｐ０を導出する（ステップＳ１１３）。その後、電圧制御部７２は処理をステップＳ１１４に進める。以下、ステップＳ１１３で導出されたピーク間電圧値Ｖｐｐ０を、説明の便宜上、現在のパラメーターＶｃという。なお、前記ウォームアップの実行後、ステップＳ１１３を始めて実行するタイミングが第２タイミングの一例である。
【００５８】
次に、寿命予測部７３は、前記ＲＡＭ内の基準機内温度Ｔ０及び基準パラメーターＶ０と、現在の機内温度Ｔｃ及び現在のパラメーターＶｃと、に基づいて帯電部材２の寿命を予測を開始する（ステップＳ１１４）。以下、帯電部材２の寿命予測の原理を説明する。
【００５９】
出願人は、図７に示すように、前記画像が形成されたシート枚数に対するピーク間電圧Ｖｐｐ０の推移を測定した。図７には、１日の使用における画像形成装置１００の使用開始時と最終使用時に導出されたピーク間電圧Ｖｐｐ０を予め定められている基準電圧Ｖｒｅｆで正規化した値（以下、正規化ピーク間電圧という）がプロットされている。なお、出願人は、前記機内温度の変動量が１日あたり２５℃〜４０℃の範囲内に収まるよう前記機内温度を管理した。また、図７中、白抜きの丸は、前記使用開始時の正規化ピーク間電圧を示す。また、黒塗りの丸は、前記最終使用時の正規化ピーク間電圧を示している。
【００６０】
画像形成装置１００は前日の最終使用後から当日の使用開始までの間放置される。したがって、１日の中では、前記機内温度は前記使用開始の時に最も低く、ピーク間電圧Ｖｐｐ０は前記使用開始の時に最も大きな値に設定されることが多い。前記使用開始後には前記シート枚数が増加し、前記機内温度が上昇する。その結果、帯電部材２の抵抗値は低下する。前記抵抗値の低下に伴い、ピーク間電圧Ｖｐｐ０は小さくなる。
【００６１】
また、画像形成装置１００の稼働により、前記シート枚数が増加するにつれて、帯電部材２の劣化により帯電部材２の抵抗値は上昇する。前記シート枚数が相対的に少なく帯電部材２の劣化度合が相対的に小さい場合、前記使用開始時と前記最終使用時のピーク間電圧Ｖｐｐ０は概ね同じ数値範囲Ｒ１内に収まる。しかし、前記シート枚数がある枚数Ｓ３を超え、前記劣化度合が進行すると、前記使用開始時と前記最終使用時のピーク間電圧Ｖｐｐ０が大きくなる。特に、前記使用開始時のピーク間電圧Ｖｐｐ０が前記数値範囲Ｒ１の上限値よりも大きくなる。
【００６２】
また、図８は、１日の前記機内温度の変化に対する正規化ピーク間電圧Ｖｐｐ０の変化量をプロットした図である。図８において横軸は前記シート枚数である。前記変化量は、具体的には、１日における前記使用開始時と前記最終使用時との前記ピーク間電圧Ｖｐｐ０の変化量を１日における前記機内温度の変化量で除算した値である。なお、前記機内温度は前記使用開始後に上昇するのに対し、前記ピーク間電圧Ｖｐｐ０は、前記使用開始後に低下する。よって前記変化量は負の値をとる。
【００６３】
図８を検討した結果、下記の知見が得られた。即ち、前記シート枚数が相対的に少なく前記劣化度合が相対的に小さい場合には、前記変化量の絶対値は相対的に小さい値で推移する。また、前記シート枚数が相対的に少ない初期段階Ｓ４において、前記変化量が第３直線Ｌ６により近似される場合、第３直線Ｌ６の傾きは相対的に緩やかである。一方、前記シート枚数が前記枚数Ｓ３を超えた末期段階Ｓ５において前記変化量が第４直線Ｌ７により近似される場合、第４直線Ｌ７の傾きは、第３直線Ｌ６の傾きよりも急峻になる。さらに、帯電部材２の寿命後の段階Ｓ６において前記変化量が第５直線Ｌ８により近似される場合、第５直線Ｌ８の傾きは第４直線Ｌ７の傾きよりも急峻になる。
【００６４】
ここで、第３直線Ｌ６と第４直線Ｌ７との交点を第１交点Ｐ５とし、第４直線Ｌ７と第５直線Ｌ８との交点を第２交点Ｐ６とする。本件出願人の検討結果では、第１交点Ｐ５及び第２交点Ｐ６の横軸上の座標値（即ち、シート枚数）は、画像形成装置１００の使用状況により変わるものの、第１交点Ｐ５及び第２交点Ｐ６の縦軸上の座標値（即ち、変化量）は、画像形成装置１００の使用状況では変わらず、帯電部材２の劣化度合に応じて定まるという知見を得られた。
【００６５】
本実施形態では、前記知見に基づき、下記の２つの閾値が前記プログラムに予め記述されている。前記閾値は、第１閾値Ｖｔｈ１及び第２閾値Ｖｔｈ２を含む。なお、前記閾値は１つ又は３つ以上であってもよい。
【００６６】
第１閾値Ｖｔｈ１は、第１交点Ｐ５における前記変化量と、第２交点Ｐ６における前記変化量の間において第２交点Ｐ６寄りの前記変化量である。第１閾値Ｖｔｈ１は、帯電部材２の寿命の残り（以下、残寿命という）が予め定められている第１期間以下であることを示し、帯電部材２の寿命が到来直前であることを示す値である。
【００６７】
第２閾値Ｖｔｈ２は、第１交点Ｐ５における前記変化量に対し予め定められているマージンを加算又は減算した値に定められる。具体的には、第２閾値Ｖｔｈ２は、第１交点Ｐ５における前記変化量と第２交点Ｐ６における前記変化量の間において第１交点Ｐ５寄りの値に定められる。第２閾値Ｖｔｈ２は、前記残寿命が前記第１期間より長く且つ予め定められている第２期間以下であることを示す。
【００６８】
ステップＳ１１４において、寿命予測部７３は、パラメーター変化量（Ｖｃ−Ｖ０）を前記温度変化量（Ｔｃ−Ｔ０）で除算した値を、変化量ΔＶとして導出する。ここで、パラメーター変化量（Ｖｃ−Ｖ０）は、ピーク間電圧Ｖｐｐ０の経時変化量であり、前記温度変化量（Ｔｃ−Ｔ０）は、前記機内温度の経時変化量である。また、変化量ΔＶは、前記機内温度の単位温度あたりの前記パラメーターの変化量である。なお、変化量ΔＶは、パラメーター変化量（Ｖｃ−Ｖ０）を前記温度変化量（Ｔｃ−Ｔ０）で除算した値の絶対値であってもよい。この場合、第１閾値Ｖｔｈ１及び第２閾値Ｖｔｈ２は正の値となる。
【００６９】
次に、寿命予測部７３は、帯電部材２の寿命を予測する。具体的に、寿命予測部７３は、前記バイアス電圧のパラメーターのうち、当該バイアス電圧に含まれる前記交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐ０に基づき前記寿命を予測する。さらに具体的に、寿命予測部７３は、ピーク間電圧Ｖｐｐ０に基づく変化量ΔＶと、第１閾値Ｖｔｈ１とを比較することにより、前記寿命を予測する。具体的には、寿命予測部７３は、変化量ΔＶが第１閾値Ｖｔｈ１以下か否かを判断する（ステップＳ１１５）。寿命予測部７３は、変化量ΔＶが第１閾値Ｖｔｈ１以下であると判断する場合、処理をステップＳ１１６に進める。一方、寿命予測部７３は、変化量ΔＶが第１閾値Ｖｔｈ１以下でないと判断する場合、処理をステップＳ１１７に進める。
【００７０】
報知処理部７４は、ステップＳ１１６において、前記残寿命が前記第１期間以下であることを前記使用者に報知する報知処理を行う。具体的には、報知処理部７４は、前記不揮発性メモリー等に予め格納されている第１情報を読み出して、表示装置６に送信する。前記第１情報は、前記残寿命が前記第１期間以下であり、前記画像形成の実行を行うことができないことを文字列等で表す。表示装置６は前記第１情報を表示する。前記使用者は、表示装置６の表示内容を視認することにより、帯電部材２の寿命が到来していることを知ることができる。ステップＳ１１６の実行後、寿命予測部７３は、図２Ａ〜図２Ｃの処理を終了する（図２Ｃを参照）。なお、制御回路７は、前記報知処理の後に、前記印刷実行指示を受け取っても前記画像形成の実行を規制する。
【００７１】
なお、制御回路７は、画像形成装置１００に設けられる表示装置６以外にも、画像形成装置１００の遠隔に設けられている情報処理装置（図示せず）に前記第１情報を送信してもよい。具体的には、前記情報処理装置は、前記使用者が操作するパーソナルコンピューターであることが考えられる。前記情報処理装置は、画像形成装置１００の保守サービスを行うサービスセンターに設けられていてもよい。
【００７２】
ステップＳ１１５，Ｓ１１６を実行することにより、前記残寿命が前記第１期間以下になると、表示装置６に前記第１情報が表示されるため、画像形成装置１００は、感光体ドラム１が帯電不良を起こした状態で前記画像形成が実行されることを抑制することができる。
【００７３】
また、画像形成装置１００の周囲温度に応じて機内温度Ｔｃが変化し、その結果、前記バイアス電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ０が変動する可能性がある。そのため、もしピーク間電圧Ｖｐｐのみに基づき、帯電部材２の寿命が予測されると、帯電部材２の残寿命が十分に残存しているにも関わらず、寿命予測部７２は、前記寿命が到来していることを報知する可能性がある。しかし、上記の通り、寿命予測部７２は、変化量ΔＶに基づき前記残寿命を判断するため、前記寿命予測において、前記周囲温度によるピーク間電圧Ｖｐｐ０の変動の影響を低減することができる。
【００７４】
寿命予測部７３は、ステップＳ１１７においても、前記バイアス電圧に含まれる前記交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐ０に基づき前記寿命を予測する。ただし、ステップＳ１１５と異なるのは、ピーク間電圧Ｖｐｐ０に基づく変化量ΔＶと、第２閾値Ｖｔｈ２とが比較される点である。これにより、寿命予測部７３は、前記残寿命が前記第２期間以下であるか否かを判断する。寿命予測部７３は、変化量ΔＶが第２閾値Ｖｔｈ２以下でないと判断する場合、処理をステップＳ１１９に進める。一方、寿命予測部７３は、変化量ΔＶが第２閾値Ｖｔｈ２以下であると判断する場合、処理をステップＳ１１８に進める。
【００７５】
次に、寿命予測部７３は、前記残寿命が前記第２期間以下であることを前記使用者に報知するための報知処理を行う（ステップＳ１１８）。具体的には、寿命予測部７３は、前記不揮発性メモリー等に予め格納されている第２情報を読み出して、表示装置６に送信する。前記第２情報は、前記残寿命が前記第２期間以下であることを文字列等で表す。表示装置６は前記第２情報を表示する。前記使用者は、表示装置６の表示内容を視認することにより、帯電部材２の寿命が前記第２期間程度で迎えることを知ることができる。ステップＳ１１８の終了後、寿命予測部７３は処理をステップＳ１１９に進める。
【００７６】
ステップＳ１１７，Ｓ１１８により、画像形成装置１００は、前記残寿命が前記第２期間以下であることを前記第１期間になる前に報知できるため、感光体ドラム１の帯電不良を抑制することができる。
【００７７】
ステップＳ１１９において、電圧制御部７２は、画像形成で使用するピーク間電圧値Ｖｐｐ０を交流電源部３１に設定する。なお、前記画像形成で使用するピーク間電圧Ｖｐｐ０は、ステップＳ１１３が実行されている場合、当該ステップＳ１１３で導出されたピーク間電圧Ｖｐｐ０である。一方、ステップＳ１１３が実行されていない場合、前記画像形成で使用するピーク間電圧Ｖｐｐ０は、ステップＳ１０５（図２Ａを参照）で導出されたピーク間電圧Ｖｐｐ０である。電圧制御部７２はさらに、周知の方法により求められる直流電圧値を直流電源部３２にそれぞれ設定する。電源部３は、ピーク間電圧Ｖｐｐ１及び前記直流電圧値を有するバイアス電圧を生成し帯電部材２に印加する。
【００７８】
次に、電圧制御部７２は、ＲＡＭ等に格納されている基準機内温度Ｔ０及び基準パラメーターＶ０を、現在の機内温度Ｔｃ及び現在のパラメーターＶｃで更新する（ステップＳ１２０）。
【００７９】
次に、制御回路７は、前記画像形成を制御する（図２ＣのステップＳ１２１）。温度検出部７１は、前記画像形成中にも、ステップＳ１０４（図２Ａを参照）と同様にして前記機内温度を、現在の機内温度Ｔｃとして検出し（ステップＳ１２２）、その後、ステップＳ１０８（図２Ａを参照）と同様にして、現在の機内温度Ｔｃが基準機内温度Ｔ０に対して前記設定温度以上変化しているか否かを判断する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２は、前記画像形成の開始後、予め定められている時間が経過するごとに実行される。
【００８０】
温度検出部７１は、ステップＳ１２２において現在の機内温度Ｔｃが前記設定温度以上変化していると判断する場合、処理をステップＳ１１３（図２Ｂを参照）に戻す。温度検出部７１は、現在の機内温度Ｔｃが前記設定温度以上変化していないと判断する場合、処理をステップＳ１２４に進める。
【００８１】
次に、制御回路７は、前記画像形成の最中に、トナー濃度調整等、周知のキャリブレーションを実行条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１２４）。制御回路７は、前記実行条件を満たすと判断する場合、前記キャリブレーションを実行する（ステップＳ１２５）。前記キャリブレーションにより前記機内温度が変化する可能性があるため、制御回路７は、ステップＳ１２５の実行後、処理をステップＳ１１１（図２Ｂを参照）に戻す。
【００８２】
一方、制御回路７は、前記実行条件を満たさないと判断する場合、前記画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ１２６）。制御回路７は、前記画像形成が終了したと判断しない場合、処理をステップＳ１２１に戻して、前記画像形成の制御を続行する。
【００８３】
一方、制御回路７は、前記画像形成が終了したと判断する場合、前記主電源がオフにされたか否か、又は、前記スリープ状態への移行条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１２７）。制御回路７は、前記主電源が切られておらず、且つ前記移行条件を満たしていないと判断する場合、前記タイマーにより計時を開始させる（ステップＳ１２８）。その後、制御回路７は、処理をステップＳ１０６（図２Ａを参照）に戻す。
【００８４】
一方、制御回路７は、前記主電源が切られていると判断する場合、画像形成装置１００の終了処理をさせる。また、制御回路７は、前記移行条件を満たしていると判断する場合、画像形成装置１００をスリープ状態に移行させる（ステップＳ１２９）。その後、制御回路７は、図２Ａ〜図２Ｃの処理を終了する。
【００８５】
なお、寿命予測部７３は、ピーク間電圧値Ｖｐｐ０の代わりに、前記バイアス電圧に重畳される直流電圧の値に基づき、帯電部材２の寿命を予測しても構わない。ただし、前記バイアス電圧において、ピーク間電圧Ｖｐｐ０の値の方が前記直流電圧値よりも大きく、ピーク間電圧Ｖｐｐ０の変化量の方が前記直流電圧値の変化量よりも大きい。したがって、ピーク間電圧Ｖｐｐ０を用いた方が、ステップＳ１１２及びステップＳ１１４において帯電部材２の残寿命の判断を正確に行うことができる。
【００８６】
また、ステップＳ１１１，Ｓ１１２及びＳ１２２，Ｓ１２３は行われなくともよい。ただし、ステップＳ１１１，Ｓ１１２及びＳ１２２，Ｓ１２３が実行されると、電圧制御部７２及び寿命予測部７３の処理頻度が低減される可能性があるため、制御経路７の処理負荷を低減することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００  画像形成装置
１  感光体ドラム
２  帯電部材
３  電源回路
５  温度検出器
７  制御回路
７１  温度検出部
７２  電圧制御部
７３  寿命予測部
７４  報知処理部
【図１】
2019101151.tif 000003
【図２Ａ】
2019101151.tif 000004
【図２Ｂ】
2019101151.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３】
2019101151.tif 000007
【図４】
2019101151.tif 000008
【図５】
2019101151.tif 000009
【図６】
2019101151.tif 000010
【図７】
2019101151.tif 000011
【図８】
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