JP4561959B2

JP4561959B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4561959B2
Application number: JP2004007671A
Authority: JP
Inventors: 彰久丸山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: JP2005202099A

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置として、感光体にブレードを圧接し、記録媒体に画像を転写した後に感光体に残留する現像剤をブレードによって除去するものが知られている。
この種の画像形成装置において、感光体を駆動するモータに流れる電流を検知することによって感光体を駆動するモータのトルクを検知し、モータのトルクの変化によってブレードの交換時期を予測することは公知である（特許文献１）。

特開平１１−３５２８５２号公報

しかしながら、上記従来例においては、感光体を駆動するモータに流れる電流が環境の変化、又は、感光体に摺接するシール部材の劣化などによって変化し、ブレードの劣化によるモータのトルクの変化を検知できないことがある。

例えば、図１０において、モータが像担持体を駆動する駆動トルクが、駆動トルクに略比例する負荷電流値によって例示されている。
ブレードが像担持体に摺接する場合、モータに対してブレードによる負荷がかかる。現像剤が付着していない像担持体にブレードが摺接し、ブレードによる負荷がモータにかかる場合、検知装置によって検知されるモータの負荷電流値（像担持体を駆動する駆動トルクに対応）はＡとなっている。一方、ブレードが像担持体に摺接せず、ブレードによる負荷がモータにかからない場合には、モータの負荷電流値はＢとなっている。即ち、ブレードが像担持体に摺接すると、モータは、負荷電流値Ｃに対応する値の駆動トルクが増加する。

負荷電流値Ｂに対応するモータの駆動トルクには、モータがギアなどの駆動部のみを駆動する場合にかかる負荷電流値Ｄに対応する駆動トルクが含まれている。負荷電流値Ｂと負荷電流値Ｄとの差の負荷電流値Ｅに対応する駆動トルクには、像担持体の重量による駆動トルク、及び、像担持体の周囲に設けられたシール部材などによる駆動トルクが含まれている。また、例えば負荷電流値Ｃ，Ｄ，Ｅは略同じ値になっており、負荷電流値Ｃに対応する駆動トルクは、検知装置が検知する負荷電流値Ａの略３分の１になっている。
このように、上記従来例においては、ブレードの劣化によるトルクの変化を精度よく検知できないために、ブレードによる感光体のクリーニング状態を判定する精度を上げられないという問題があった。

そこで、本発明は、像担持体のクリーニング状態を精度よ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。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、現像剤像を担持する像担持体と、この像担持体を駆動する駆動手段と、前記像担持体に担持された現像剤像が転写された後に、前記像担持体上に残留する現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、前記駆動手段が前記像担持体を駆動する駆動トルクを検知する検知手段と、前記像担持体上の前記クリーニング手段に到達する現像剤有無時それぞれにおける前記検知手段により検知された駆動トルクの差の履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記駆動トルクの差の履歴に基づいて、前記トルクの差の傾向を示す近似式を算出する算出手段と、前記算出手段に算出された近似式に基づいて、前記クリーニング手段の交換時期を予測する予測手段とを有する画像形成装置にある。即ち、像担持体を駆動する駆動トルクに対し、像担持体上の現像剤の有無による影響に基づいて、クリーニング手段の交換時期が予測されるので、像担持体上の現像剤以外の条件変化による駆動手段の駆動トルクへの影響を取り除くことができ、クリーニング手段の交換時期を精度よく予測することができる。したがって、像担持体のクリーニング不良を防止しつつ、不要なクリーニング手段の交換を防ぐことができる。

また、好適には、前記駆動手段は、前記像担持体を回転させるモータと、このモータの回転速度を保持するように制御する回転速度制御手段とを有し、前記検知手段は、前記モータの負荷電流、入力電圧及び消費電力のいずれかにより前記駆動手段の駆動トルクを検知する。したがって、像担持体を回転させるモータのトルクを検知するために、専用のトルクセンサを設ける必要がなく、検知手段の構成を簡易にすることができる。

本発明によれば、像担持体のクリーニング状態を精度よく判定することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。
図１に示すように、画像形成装置１０は、ユーザインターフェイス（ＵＩ）１１、画像読取ユニット１２、画像形成ユニット１４、中間転写装置１６、複数の記録媒体トレイ１７、記録媒体搬送路１８、定着器１９及び制御部２０を有する。この画像形成装置１０は、画像読取装置１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機であってもよい。なお、本実施形態では、中間転写装置１６を有する画像形成装置１０を具体例として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、感光体から中間転写体を用いることなく記録媒体に画像を転写する画像形成装置であってもよい。

画像形成装置１０は、上部にＵＩ１１及び画像読取装置１２が配設され、ＵＩ１１の下方に制御部２０が配置されている。ＵＩ１１は、例えばタッチパネルなどからなり、作業者から画像形成装置１０に対する指示を受入れると共に、画像形成装置１０に関する情報を表示する。画像読取装置１２は、原稿に表示された画像を読み取って、画像データを制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像形成装置１０を動作させるプログラム、及び画像データなどを記憶するメモリ２００を有し、画像読取装置１２から入力された画像データを取得し、この画像データに対して階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット１４に対して出力する。また、制御部２０は、画像形成装置１０を構成する各部を制御する。

画像読取装置１２の下方には、複数の画像形成ユニット１４が配設されている。本例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して第１の画像形成ユニット１４Ｙ、第２の画像形成ユニット１４Ｍ、第３の画像形成ユニット１４Ｃ及び第４の画像形成ユニット１４Ｋが、中間転写装置１６に沿って一定の間隔を空けてほぼ水平に配列されている。
中間転写装置１６は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体１６０を回転させ、４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、制御部２０から入力された画像データに基づいて各色の現像剤像を順次形成し、これら複数の現像剤像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写体１６０に転写（一次転写）する。

記録媒体搬送路１８は、中間転写装置１６の下方に配設されている。第１の記録媒体トレイ１７ａ又は第２の記録媒体トレイ１７ｂから供給された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、この記録媒体搬送路１８に沿って搬送され、上記中間転写体１６０上に多重に転写された各色の現像剤像が一括して転写（二次転写）され、転写された現像剤像が定着器３７によって定着され、外部に排出される。

次に、画像形成装置１０の各構成についてより詳細に説明する。
ＵＩ１１は、例えば画像形成枚数などの指示を作業者から受け入れると共に、後述する像担持体をクリーニングするブレードの交換時期などの画像形成装置１０に関する情報を表示する。画像読取ユニット１２は、原稿を載せるプラテンガラス１２２と、この原稿をプラテンガラス１２２上に押圧するプラテンカバー１２４と、プラテンガラス１２２上に載置された原稿の画像を読み取る画像読取装置１３０とを有する。

制御部２０は、上述したように画像形成装置１０を構成する各部を制御し、画像読取ユニット１２により読み取られた画像データに対して所定の画像処理を施すとともに、例えば各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び中間転写装置１６のクリーニング状況を管理する。例えば制御部２０は、画像形成ユニット１４の後述するブレード１５８の交換時期などを予測して、ＵＩ１１に予測結果を表示する。また、制御部２０のメモリ２００は、後述する検知装置１５６から入力される負荷電流値などを含むデータ、及び、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び中間転写装置１６のメンテナンス時期又は交換時期などを予測する予測プログラムを含むプログラムを記憶する。

中間転写装置１６は、ドライブロール１６４、第１のアイドルロール１６５、ステアリングロール１６６、第２のアイドルロール１６７、バックアップロール１６８、及び第３のアイドルロール１６９の間に一定のテンションで掛け回された中間転写体１６０を有し、駆動モータ（図示せず）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、所定の速度でこの中間転写体１６０を循環駆動する。中間転写体１６０は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。また、中間転写装置１６は、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに対向する位置にそれぞれ第１の一次転写ロール１６２Ｙ、第２の一次転写ロール１６２Ｍ、第３の一次転写ロール１６２Ｃ及び第４の一次転写ロール１６２Ｋを有し、像担持体１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ、１５２Ｋ上に形成された各色の現像剤像を、これらの一次転写ロール１６２により中間転写体１６０上に多重転写する。
また、中間転写体１６０の二次転写位置下流には、ブレード１６１が設けられている。ブレード１６１は、制御部２０の制御により所定のタイミングで中間転写体１６０に摺接し、中間転写体１６０が記録媒体に現像剤像を転写した後に、中間転写体１６０上に付着した残留現像剤及び放電生成物などを掻き取って廃現像剤ボックスに回収する。

記録媒体搬送路１８には、第１の記録媒体トレイ１７ａ又は第２の記録媒体トレイ１７ｂから第１の記録媒体３２ａ又は第２の記録媒体３２ｂを取り出す第１の供給ロール１８１ａ及び第２の供給ロール１８１ｂと、記録媒体搬送用のロール対１８２と、記録媒体３２ａ及び３２ｂを所定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８３とが配設される。
また、記録媒体搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に中間転写体１６０を介して圧接する二次転写ロール１８５が配設されており、中間転写体１６０上に多重に転写された各色の現像剤像は、この二次転写ロール１８５による圧接力及び静電気力で記録媒体３２ａ又は３２ｂ上に二次転写される。各色の現像剤像が転写された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、２つの搬送ベルト１８６によって定着器１９へと搬送される。

定着器１９は、上記各色の現像剤像が転写された記録媒体３２ａ又は３２ｂに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、現像剤を記録媒体３２ａ又は３２ｂに溶融固着させる。
定着器１９により定着処理（加熱及び加圧）が施された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、定着器１９の後段に設けられた排出経路１８７（搬送路）を通って、画像形成装置１０の外部に排出され、排出トレイに積載される。また、排出経路１８７には、測色センサ１８９が設けられている。測色センサ１８９は、例えば、色彩計又は濃度計などであり、記録媒体３２ａ又は３２ｂ上の画像を読み取り、この画像の特徴量を検知する。

第１の画像形成ユニット１４Ｙ、第２の画像形成ユニット１４Ｍ、第３の画像形成ユニット１４Ｃ及び第４の画像形成ユニット１４Ｋは、ほぼ水平方向に一定の間隔をおいて配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第１の画像形成ユニット１４Ｙについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４のいずれかを特定する場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫを付すことにより区別する。

図２において、画像形成ユニット１４Ｙの詳細が示されている。
画像形成ユニット１４Ｙは、制御部２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｙと、この光走査装置１４０Ｙにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｙとを有する。

光走査装置１４０Ｙは、半導体レーザ１４２Ｙをイエロー（Ｙ）の画像データに応じて変調して、この半導体レーザ１４２Ｙからレーザ光ＬＢ（Ｙ）を画像データに応じて出射する。この半導体レーザ１４２Ｙから出射されたレーザ光ＬＢ（Ｙ）は、第１の反射ミラー１４３Ｙ及び第２の反射ミラー１４４Ｙを介して回転多面鏡１４６Ｙに照射され、この回転多面鏡１４６Ｙによって偏向走査され、第２の反射ミラー１４４Ｙ、第３の反射ミラー１４８Ｙ及び第４の反射ミラー１４９Ｙを介して、像形成装置１５０Ｙの後述する像担持体１５２Ｙ上に照射される。

像形成装置１５０Ｙは、像担持体１５１Ｙ、モータ１５２Ｙ、帯電装置１５３Ｙ、現像器１５４Ｙ、クリーニング装置１５５Ｙ及び検知装置１５６Ｙを有する。像担持体１５１Ｙは、例えば感光体ドラムからなり、モータ１５２Ｙにより駆動されて回転する。モータ１５２Ｙは、例えば直流モータであり、制御部２０の電流制御によって所定の回転速度で回転し、像担持体１５１Ｙを略一定の回転速度で回転させる。帯電装置１５３Ｙは、例えばスコロトロンであり、像担持体１５１Ｙの表面を一様に帯電する。現像器１５４Ｙは、現像ロール１５７Ｙを有し、この現像ロール１５７Ｙが現像器１５４Ｙ内の現像剤により像担持体１５１Ｙの表面に形成された静電潜像を現像する。

クリーニング装置１５５Ｙは、例えば板状のブレード１５８Ｙを有し、このブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに摺接し、像担持体１５１Ｙに担持された現像剤像が中間転写体１６０に転写された後に、像担持体１５１Ｙ上に付着した残留現像剤及び放電生成物などを掻き取って、クリーニング装置１５５Ｙ内に回収する。検知装置１５６Ｙは、例えば電流計であり、制御部２０の制御により、像担持体１５１Ｙとブレード１５８Ｙの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態におけるモータ１５２Ｙの負荷電流を所定の間隔で定期的に検知し、それぞれの負荷電流値を制御部２０に対して出力する。例えば、検知装置１５６Ｙは、像担持体１５１Ｙが所定回数の回転をすると、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態におけるモータ１５２Ｙの負荷電流を検知する。

なお、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態及びない状態は、例えば像担持体１５１Ｙ上の所定の位置のみに現像剤を付着させた所謂現像剤バンド（図３参照）によって生じさせられる。また、検知装置１５６Ｙが検知する負荷電流は、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクに略比例している。つまり、制御部２０は、検知装置１５６Ｙが検知した負荷電流値を受入れて、所定の係数演算を行い、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクを検知するようにされている。

このように、像担持体１５１Ｙは、モータ１５２Ｙにより略一定の回転速度で回転し、帯電装置１５３Ｙにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｙにより照射されたレーザ光ＬＢ（Ｙ）により静電潜像を形成される。像担持体１５１Ｙに形成された静電潜像は、現像器１５４Ｙによりイエロー（Ｙ）の現像剤で現像される。検知装置１５６Ｙが所定の間隔で像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態に対してモータ１５２Ｙの負荷電流を検知することにより、制御部２０は、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクをそれぞれの状態に対して検知し、ブレード１５８Ｙの交換時期を後述する交換時期予測プログラム４を用いて予測する。

他の画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋも、上記画像形成ユニット１４Ｙと同様に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像剤像を形成し、形成された各色の現像剤像を中間転写装置１６に転写する。また、画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、それぞれの像担持体上に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態におけるモータの負荷電流を検知装置によって検知し、負荷電流値を制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋそれぞれの像担持体を駆動する駆動トルクを像担持体上に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態に対して検知し、ブレード１５８Ｙの交換時期を予測する。
なお、制御部２０のメモリ２００（図１）は、負荷電流値Ｃ（図１０）に対応する値の駆動トルクを、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに摺接することによる駆動トルクとして記憶するようにされているとより好ましい。

図３において、像担持体１５１Ｙ上に形成された現像剤バンドの例が示されている。
現像剤バンドは、例えば像担持体１５１Ｙの回転方向に対し、略直角方向に所定の幅で現像剤が付着されて形成される。即ち、現像剤バンドにより、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態がつくられ、検知装置１５６Ｙは、制御部２０の制御により、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態におけるモータ１５２Ｙの負荷電流を検知することができる。また、現像剤バンドは、像担持体１５１Ｙ上の略同じ位置に、所定の間隔で定期的に形成されるようになっている。よって、検知装置１５６Ｙは、像担持体１５１Ｙの回転にぶれが生じても、像担持体１５１Ｙの回転ぶれによる負荷電流値の変化を防止して、モータ１５２Ｙの負荷電流を検知することができる。
なお、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態の両方の状態に対し、モータ１５２Ｙの負荷電流を検知装置１５６Ｙが検知するために、像担持体１５１Ｙの略表面全体に現像剤を付着させてモータ１５２Ｙの負荷電流を検知した後に、像担持体１５１Ｙ上の現像剤を除去してモータ１５２Ｙの負荷電流を検知するようにしてもよい。この場合には、それぞれの状態における像担持体１５１Ｙの回転方向１周分の負荷電流の平均値を負荷電流値としてもよい。

図４は、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が良好な状態において、図３に示した現像剤バンドに対し、検知装置１５６Ｙを介して制御部２０が検知したモータ１５２Ｙの駆動トルクが例示されている。なお、図４に示した駆動トルクは、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに摺接することによる負荷電流値Ａ（図１０）でもよいが、より好ましくは負荷電流値Ｃに対応する値の駆動トルクであり、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態では、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙ上の現像剤を掻き取るので、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態に対して駆動トルクの値が高くなっている。このトルクの差がトナーを掻き取るために使用されるエネルギーと考えられる。この場合、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態に対する像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態のトルク差Ｆは、正の値になっている。即ち、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態に対する現像剤がある状態の駆動トルクの比は、１より大きくなっている。

図５は、画像形成装置１０が継続的に動作し、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態で定期的に検知されたモータ１５２Ｙの駆動トルクの実験結果を示すグラフであって、（Ａ）は像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が良好な状態を示し、（Ｂ）は像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化している状態を示すグラフである。なお、図５に示した実験結果においては、現像剤バンドが定期的に形成され、時間に比例して像担持体１５１Ｙが回転するようにされている。

像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が良好な状態において、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態には、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙ上の現像剤を掻き取るので、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態に対するトルク差Ｆが所定の値よりも大きくなっている。即ち、トルク差Ｆの累積値は増加する。
一方、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化している状態では、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態と、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態との間に生じるトルク差Ｆが小さくなり、トルク差Ｆの累積値は、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が良好な状態に対して小さい。また、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況がさらに悪化すると、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態のモータ１５２Ｙの駆動トルクよりも、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態のモータ１５２Ｙの駆動トルクが小さくなる。このように、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化している状態において、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態の駆動トルクが小さくなるのは、劣化したブレード１５８Ｙと像担持体１５１Ｙとの間を現像剤がすり抜け、このすり抜けた現像剤がコロの役目を果たすためと推定される。

図６は、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対し、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態と、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態との間に生じるトルク差Ｆの変化を例示するグラフである。なお、画像形成装置１０の使用条件Ｉと使用条件Ｊとは、例えば湿度などの条件が異なり、使用条件Ｉは、使用条件Ｊよりも像担持体１５１Ｙに現像剤が付着しやすい条件になっている。

画像形成装置１０の動作開始時（初期状態）において、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態に対し、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態は、モータ１５２Ｙの駆動トルクが大きくなっている。像担持体１５１Ｙが回転した回数が多くなると、ブレード１５８Ｙは、像担持体１５１Ｙに摺接することにより摩耗し、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化してくる。像担持体１５１Ｙは、継続して使用されると、摩耗などにより劣化し、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がある状態と、像担持体１５１Ｙ上のブレード１５８Ｙとの摺擦部に現像剤がない状態との間に生じるトルク差Ｆが減少し続け、トルク差Ｆが０、又は負の値になる。

例えば、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化し、トルク差Ｆが０になった場合がブレード１５８Ｙの交換時期である。つまり、画像形成装置１０の使用条件Ｊにおいては、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が使用条件Ｉに対して悪化しにくく、ブレード１５８Ｙの交換が必要な時期は、使用条件Ｉに対して遅くなっている。
そこで、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対し、トルク差Ｆが減少する傾向を用いて、トルク差Ｆが０になる以前にブレード１５８Ｙの交換時期（寿命）を予測する。つまり、ブレード１５８Ｙが劣化して像担持体１５１Ｙをクリーニングできなくなる以前に、ブレード１５８Ｙが交換されることを防止する。

図７において、図１に示した制御部２０により実行され、ブレード１５８Ｙの交換時期を予測する交換時期予測プログラム４の構成が示されている。図７に示すように、交換時期予測プログラム４は、トルク差算出部４０、カウンタ４１、データ形成部４２、履歴データベース（履歴ＤＢ）４３、近似式算出部４４、交換時期算出部４６、判定部４７及び表示処理部４８から構成される。

トルク差算出部４０は、検知装置１５６Ｙが検知した像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態の負荷電流値と、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態の負荷電流値とを受け入れ、それぞれの負荷電流値に対応する駆動トルク、及び、それぞれの駆動トルクから現在のトルク差Ｆを算出し、データ形成部４２及び近似式算出部４４に対して出力する。

カウンタ４１は、像担持体１５１Ｙが回転した回数をカウントし、データ形成部４２に対して出力する。
データ形成部４２は、現在のトルク差Ｆをトルク差算出部４０から受け入れ、像担持体１５１Ｙが回転した回数をカウンタ４１から受入れて、現在のトルク差Ｆと像担持体１５１Ｙが回転した回数とを組合わせたデータを形成し、履歴データベース４３に対して出力する。

履歴データベース４３は、データ形成部４２から入力されたトルク差Ｆと像担持体１５１Ｙが回転した回数とを組合わせたデータを継続的に格納して、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対するトルク差Ｆの履歴を示すデータベースを形成し、近似式算出部４４のアクセスにより、近似式算出部４４に対して出力する。

近似式算出部４４は、履歴データベース４３に対してアクセスし、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対するトルク差Ｆの履歴を示すデータベースを受け入れ、現在のトルク差Ｆをトルク差算出部４０から受け入れて、トルク差Ｆの変化の傾向を示す近似式を算出し、交換時期算出部４６に対して出力する。トルク差Ｆの変化の傾向を示す近似式は、多次の近似式であってもよいし、１次の近似式であってもよい。

交換時期算出部４６は、近似式算出部４４から入力されたトルク差Ｆの変化の傾向を示す近似式により、トルク差Ｆが０になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数（ブレード１５８Ｙの寿命）を算出し、判定部４７に対して出力する。

判定部４７は、交換時期算出部４６からトルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数を受け入れ、トルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数が０（交換時期）であるか否かを判定し、判定結果を表示処理部４８に対して出力する。
表示処理部４８は、判定部４７から入力された判定結果により、トルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数が０の場合には、ブレード１５８Ｙの交換指示を示す信号をＵＩ１１に対して出力し、その他の場合には、ブレード１５８Ｙの交換時期（又はブレード１５８Ｙの寿命）を示す信号をＵＩ１１に対して出力する。

次に画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの交換時期を予測する動作について説明する。
図８は、図７に示した交換時期予測プログラム４を用いて、画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの交換時期を予測する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。図９は、図７に示した交換時期予測プログラム４の処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図８に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、画像形成装置１０は、制御部２０の制御によって、図３に示した現像剤バンドを像担持体１５１Ｙ上に形成し、Ｓ１０２の処理に進む。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、検知装置１５６Ｙは、像担持体１５１Ｙを駆動するモータ１５２Ｙに対し、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態の負荷電流、及び、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態の負荷電流を検知して、それぞれの負荷電流値を制御部２０に対して出力し、Ｓ２０（図９）の処理にすすむ。

ステップ２００（Ｓ２００：図９）において、トルク差算出部４０は、検知装置１５６Ｙから入力される像担持体１５１Ｙ上に現像剤がある状態の負荷電流値、及び、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態の負荷電流値を受け入れ、それぞれの負荷電流値に対応する駆動トルク、及び、それぞれの駆動トルクから現在のトルク差Ｆを算出する。トルク差算出部４０は、算出したトルク差Ｆをデータ形成部４２及び近似式算出部４４に対して出力し、Ｓ２０２の処理に進む。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、データ形成部４２は、現在のトルク差Ｆをトルク差算出部４０から受け入れ、像担持体１５１Ｙが回転した回数ををカウンタ４１から受入れて、現在のトルク差Ｆと像担持体１５１Ｙが回転した回数とを組合わせたデータを形成し、Ｓ２０４の処理に進む。

ステップ２０４（Ｓ２０４）において、履歴データベース４３は、データ形成部４２から入力されたトルク差Ｆと像担持体１５１Ｙが回転した回数とを組合わせたデータを継続的に格納し、Ｓ２０６の処理に進む。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、近似式算出部４４は、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対するトルク差Ｆの履歴を示すデータベースを受け入れ、現在のトルク差Ｆをトルク差算出部４０から受け入れて、トルク差Ｆの変化の傾向を示す近似式を算出し、Ｓ２０８の処理に進む。

ステップ２０８（Ｓ２０８）において、交換時期算出部４６は、近似式算出部４４から入力されたトルク差Ｆの変化の傾向を示す近似式により、トルク差Ｆが０になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数を算出し、Ｓ２１０の処理に進む。

ステップ２１０（Ｓ２１０）において、判定部４７は、交換時期算出部４６からトルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数を受け入れ、トルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数が０であるか否かを判定する。トルク差Ｆが０以下になるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数が０の場合にはＳ２１２の処理に進み、その他の場合にはＳ２１４の処理に進む。

ステップ２１２（Ｓ２１２）において、表示処理部４８は、ＵＩ１１を介してブレード１５８Ｙの交換指示を表示し、Ｓ１０４（図８）の処理に進む。

ステップ２１４（Ｓ２１４）において、表示処理部４８は、ＵＩ１１を介してブレード１５８Ｙの交換時期を表示し、Ｓ１０４（図８）の処理に進む。

ステップ１０４（Ｓ１０４：図８）において、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに形成された現像剤バンドをクリーニングし、画像形成装置１０は現在におけるブレード１５８Ｙの交換時期を予測する処理を終了する。

また、画像形成装置１０は、他の画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのブレードについても同様に、交換時期を予測するようにされている。

なお、上記実施形態においては、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対するモータ１５２Ｙのトルク差Ｆの変化によってブレード１５８Ｙの交換時期を予測しているが、これに限定されることなく、例えば画像形成した記録媒体の枚数に対するトルク差Ｆの変化によってブレード１５８Ｙの交換時期を予測してもよい。検知装置１５６Ｙが検知する値は、像担持体１５１Ｙを駆動するモータの種類に応じて、モータに加えられる電圧又は電力などを検知するようにしてもよい。
また、画像形成装置１０は、モータ１５２Ｙのトルク差Ｆの変化により、像担持体１５１Ｙをクリーニングする時期、又は、像担持体１５１Ｙの交換時期を予測するようにしてもよい。

また、中間転写体１６０上に現像剤バンドを形成し、中間転写体１６０上に現像剤がある状態のドライブロール１６４の負荷電流、及び、中間転写体１６０上に現像剤がない状態のドライブロール１６４の負荷電流を検知し、ブレード１６１の交換時期を予測するようにしてもよい。

画像形成装置１０においては、ブレードの交換時期を予測するため以外にも、現像剤濃度の調整などのために像担持体に現像剤バンドが形成される。例えば、像担持体に形成された現像剤バンドの現像剤濃度をセンサによって検知して現像剤濃度を調整する場合、及び、現像器１５４Ｙ内で長時間攪拌された現像剤を消費することにより現像剤濃度を調整する場合などに現像剤バンドが形成される。このような場合に形成された現像剤バンドに対し、像担持体上に現像剤がある状態のモータの負荷電流、及び像担持体上に現像剤がない状態のモータの負荷電流を検知して、現像剤の無駄な消費をなくすようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す側面図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの詳細を示す側面図である。現像剤バンドを形成された像担持体を示す正面図である。像担持体のクリーニング状況が良好な状態において、図３に示した現像剤バンドに対し、検知装置を介して制御部が検知したモータの駆動トルクを例示する図である。画像形成装置が継続して動作し、像担持体上のブレードとの摺擦部に現像剤がある状態及びない状態で定期的に検知されたモータの駆動トルクの実験結果を示すグラフであって、（Ａ）は像担持体のクリーニング状況が良好な状態を示し、（Ｂ）は像担持体のクリーニング状況が悪化している状態を示すグラフである。画像形成装置の像担持体が回転した回数に対し、像担持体上のブレードとの摺擦部に現像剤がある状態と、像担持体上のブレードとの摺擦部に現像剤がない状態との間に生じるトルク差Ｆの変化を例示するグラフである。制御部により実行され、ブレードの交換時期を予測する交換時期予測プログラム４の構成を示す図である。図７に示した交換時期予測プログラムを用いて、画像形成装置がブレードの交換時期を予測する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。図７に示した交換時期予測プログラムの処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。モータの駆動トルクを、駆動トルクに略比例する負荷電流値によって例示するグラフである。

符号の説明

１０画像形成装置
１２画像読取ユニット
１４画像形成ユニット
１４０光走査装置
１５０像形成装置
１５１像担持体
１５２モータ
１５３帯電装置
１５４現像器
１５５クリーニング装置
１５６検知装置
１５７現像ロール
１５８ブレード
１６０中間転写体
１６１ブレード
１６４ドライブロール
１８記録媒体搬送路
１９定着装置
２０制御部
２００メモリ
４交換時期予測プログラム
４０トルク差算出部
４１カウンタ
４２データ形成部
４３履歴データベース
４４近似式算出部
４６交換時期算出部
４７判定部
４８表示処理部

Claims

現像剤像を担持する像担持体と、
この像担持体を駆動する駆動手段と、
前記像担持体に担持された現像剤像が転写された後に、前記像担持体上に残留する現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、
前記駆動手段が前記像担持体を駆動する駆動トルクを検知する検知手段と、
前記像担持体上の前記クリーニング手段に到達する現像剤有無時それぞれにおける前記検知手段により検知された駆動トルクの差の履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記駆動トルクの差の履歴に基づいて、前記トルクの差の傾向を示す近似式を算出する算出手段と、
前記算出手段に算出された近似式に基づいて、前記クリーニング手段の交換時期を予測する予測手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記駆動手段は、前記像担持体を回転させるモータと、このモータの回転速度を保持するように制御する回転速度制御手段とを有し、
前記検知手段は、前記モータの負荷電流、入力電圧及び消費電力のいずれかにより前記駆動手段の駆動トルクを検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。