JP7375465B2 - 画像形成装置、交換時期判定方法および交換時期判定プログラム - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置、交換時期判定方法および交換時期判定プログラムに関し、特に、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置、その画像形成装置で実行される交換時期判定方法およびコンピューターにその交換時期判定方法を実行させる交換時期判定プログラムに関する。

ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）で代表される画像形成装置は、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像することによって、感光体ドラムにトナー像を形成する。この感光体ドラムは、表面に形成された感光体層が使用に伴って劣化するため、寿命時期になると交換される。この寿命時期の判断方法は、駆動距離または印字枚数が予め定められた閾値に到達した時点とする方法が知られているが、感光体ドラムが劣化する度合いは、ＭＦＰの使い方や、感光体ドラムの個体差等によって異なる場合がある。

このため、特開平９－２３７０１８号公報には、表面に感光体を有する被帯電体と、前記感光体に接触配置された帯電部材と、該帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記帯電部材を介して前記感光体を帯電又は除電する画像形成装置において、前記帯電部材を介して前記感光体を帯電又は除電する際に出力される電流を検知する電流検知手段と、該電流検知手段が検知する電流の積分値を更新記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段が更新記憶した電流の積分値と、前記感光体の寿命に対応する電流の積分値とを比較して前記感光体の寿命を予測する制御手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置が記載されている。

しかしながら、帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段に個体差があることが知られている。図１３は、電圧印加手段の個体差の一例を示す図である。第１象限は、電圧印加手段の入力電圧と出力電圧との関係を示し、第２象限は、帯電部材に印加される電圧と被帯電体に流れる電流との関係を示す。電圧印加手段の出力電圧と帯電部材に印加される電圧とは同じなので、ここでは同一の軸で示される。

第１象限に、３つの電圧印加手段ＨＶ１、ＨＶ２、ＨＶ３それぞれの入力電圧と出力電圧との関係が示される。電圧印加手段ＨＶ１は、入力電圧に対する出力電圧の割合が、電圧印加手段ＨＶ２および電圧印加手段ＨＶ３よりも小さい。電圧印加手段ＨＶ３は、入力電圧に対する出力電圧の割合が、電圧印加手段ＨＶ１および電圧印加手段ＨＶ２よりも大きい。電圧印加手段ＨＶ２は、入力電圧に対する出力電圧の割合が、電圧印加手段ＨＶ１より大きく、電圧印加手段ＨＶ３よりも小さい。

例えば、入力電圧１６００Ｖに対して、電圧印加手段ＨＶ２においては出力電圧１６００Ｖであるのに対して、電圧印加手段ＨＶ１は出力電圧が１６００Ｖよりも小さく、電圧印加手段ＨＶ３は出力電圧が１６００Ｖよりも大きい。このため、同じ被帯電体であっても電流の値が、電圧印加手段ＨＶ３により帯電体に電圧が印加される場合に被帯電体に流れる電流が最も大きく、電圧印加手段ＨＶ２により帯電体に電圧が印加される場合に被帯電体に流れる電流が次に大きく、電圧印加手段ＨＶ１により帯電体に電圧が印加される場合に被帯電体に流れる電流が最も小さくなる。このように、３つの電圧印加手段ＨＶ１、ＨＶ２、ＨＶ３のいずれを用いるかによって被帯電体に流れる電流の値が異なるので、被帯電体の交換時期を正確に判断することができないといった問題がある。

特開平９－２３７０１８号公報

この発明の目的の１つは、像担持体の交換時期を正確に判定することが可能な画像形成装置を提供することである。

この発明の他の局面に従えば、像担持体の交換時期を正確に判定することが可能な交換時期判定方法を提供することである。

この発明のさらに他の局面に従えば、像担持体の交換時期を正確に判定することが可能な交換時期判定プログラムを提供することである。

この発明のある局面によれば、画像形成装置は、表面に形成された静電潜像がトナーにより現像され、現像されたトナー像を担持する像担持体と、像担持体に電荷を付与する帯電手段と、入力される設定値に従って帯電手段に電圧を印加する電源回路と、像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、電源回路に設定値が入力されることに応じて、電流検出手段により検出された電流値を設定値に対して定められた閾値と比較することにより、像担持体の交換時期を判定する判定手段と、を備え、判定手段は、設定値と電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて閾値を補正し、電流検出手段により検出された電流値を補正後の閾値と比較する。

この局面に従えば、電源回路により帯電手段に電圧が印加され、像担持体に流れる電流の電流値が検出される。設定値と電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて閾値が補正され、像担持体に流れる電流の電流値が補正後の閾値と比較され、担持体の交換時期が判定される。性能データは電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧の値を実効値として定めるので、電源回路から帯電手段に実際に印加される電圧と設定値との違いを考慮することができる。その結果、像担持体の交換時期を正確に判断することが可能な画像形成装置を提供することができる。

また、帯電手段に印加される電圧と像担持体に流れる電流との間の予め定められた関係を用いることができる。

好ましくは、判定手段は、性能データを用いて設定値に対応する実効値を決定し、設定値と実効値との差分に基づいて閾値を補正する。

この局面に従えば、設定値を性能データに基づき補正された閾値と比較すればよいので、交換時期を容易に判断することができる。

好ましくは、判定手段は、性能データが設定値に対して定める実効値から設定値を減算した差分が大きいほど閾値を大きな値に変更し、差分が小さいほど閾値を小さな値に変更する。

好ましくは、判定手段は、設定値と差分と閾値との関係を定めた関連情報を用いて閾値を決定する。

この局面に従えば、閾値を容易に補正することができる。

好ましくは、電源回路は、帯電手段に流れる電流を制御し、性能データは、電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧の値および帯電手段に流れる電流の値それぞれを実効値として定め、判定手段は、性能データ、設定値および電流検出手段により検出された電流値に基づいて、像担持体の交換時期を判定する。

この局面に従えば、帯電手段の負荷の変動に対応することができるので、像担持体の交換時期を正確に判断することができる。

好ましくは、性能データを予め記憶する記憶手段を、さらに備える。

この局面に従えば、性能データの取得が容易である。

好ましくは、記憶手段は、電源回路に設けられる。

この局面に従えば、電源回路に固有の性能データの取得が容易である。

この発明の他の局面によれば、交換時期判定方法は、画像形成装置で実行される交換時期判定方法であって、画像形成装置は、トナー像を形成する作像手段に設けられ、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に電荷を付与する帯電手段と、入力される設定値に従って帯電手段に電圧を印加する電源回路と、像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、を備え、電源回路に設定値が入力されることに応じて、電流検出手段により検出された電流値を設定値に対して定められた閾値と比較することにより、像担持体の交換時期を判定する判定ステップを含み、判定ステップは、設定値と電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて閾値を補正するステップと、電流検出手段により検出された電流値を補正後の閾値と比較するステップと、を含む。

この局面に従えば、像担持体の交換時期を正確に判定することが可能な交換時期判定方法を提供することができる。

この発明の他の局面によれば、交換時期判定プログラムは、画像形成装置を制御するコンピューターで実行される交換時期判定プログラムであって、画像形成装置は、トナー像を形成する作像手段に設けられ、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に電荷を付与する帯電手段と、入力される設定値に従って帯電手段に電圧を印加する電源回路と、像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、を備え、電源回路に設定値が入力されることに応じて、電流検出手段により検出された電流値を設定値に対して定められた閾値と比較することにより、像担持体の交換時期を判定する判定ステップをコンピューターに実行させ、判定ステップは、設定値と電源回路が設定値に従って帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて閾値を補正するステップと、電流検出手段により検出された電流値を補正後の閾値と比較するステップと、を含む。

この局面に従えば、像担持体の交換時期を正確に判定することが可能な交換時期判定プログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰの外観を示す斜視図である。 ＭＦＰのハードウェア構成の概要を示すブロック図である。 ＭＦＰの内部構成を示す模式的断面図である。 画像形成ユニットの詳細な構成を示す図である。 感光体ドラムに流れる電流と感光体ドラムの感光層の膜厚との関係を示す図である。 ＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。 差分と閾値との関係を定めた演算式の一例を示す図である。 性能データ設定処理の流れの一例を示す図である。 交換時期判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 電源回路の実効値が設定値よりも大きい場合の一例を示す図である。 電源回路の実効値が設定値よりも大きい場合の一例を示す図である。 第１の変形例におけるＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。 電圧印加手段の個体差の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰの外観を示す斜視図である。図２は、ＭＦＰのハードウェア構成の概要を示すブロック図である。図１および図２を参照して、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１００は、画像形成装置の一例であり、メイン回路１１０と、原稿を読み取る原稿読取部１３０と、原稿を原稿読取部１３０に搬送する自動原稿搬送装置１２０と、画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像形成部１４０と、画像形成部１４０に用紙を供給する給紙部１５０と、ユーザーインターフェースとしての操作パネル１６０とを含む。

自動原稿搬送装置１２０は、原稿トレイ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ自動的に原稿読取部１３０の原稿読み取り位置まで搬送し、原稿読取部１３０により原稿に形成された画像が読み取られた原稿を原稿排紙トレイ上に排出する。

画像形成部１４０は、給紙部１５０により搬送される用紙に、周知の電子写真方式により画像を形成する。本実施の形態では、画像形成部１４０は、画像データと、用紙の媒体種別に対応する画像形成条件で、給紙部１５０により搬送される用紙に画像を形成する。画像が形成された用紙は排紙トレイ１５９に排出される。

メイン回路１１０は、ＭＦＰ１００の全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）１１１と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ ＯｎｌＹ ＭｅｍｏｒＹ）１１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＭｅｍｏｒＹ）１１４と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１５と、ファクシミリ部１１６と、電流値センサー１１７と、外部記憶装置１１８と、を含む。ＣＰＵ１１１は、プログラムを実行するコンピューターの一例である。ＣＰＵ１１１は、プログラムを実行することにより、自動原稿搬送装置１２０、原稿読取部１３０、画像形成部１４０、給紙部１５０および操作パネル１６０と接続され、ＭＦＰ１００の全体を制御する。

ＲＯＭ１１３は、ＣＰＵ１１１が実行するプログラム、またはそのプログラムを実行するために必要なデータを記憶する。ＲＡＭ１１４は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行する際の作業領域として用いられる。また、ＲＡＭ１１４は、原稿読取部１３０から連続的に送られてくる画像データを一時的に記憶する。

操作パネル１６０は、ＭＦＰ１００の上部に設けられる。操作パネル１６０は、表示部１６１と操作部１６３とを含む。表示部１６１は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）であり、ユーザーに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。なお、ＬＣＤに代えて、画像を表示する装置であれば、例えば、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイを用いることができる。

操作部１６３は、タッチパネル１６５と、ハードキー部１６７とを含む。タッチパネル１６５は、静電容量方式である。なお、タッチパネル１６５は、静電容量方式に限らず、例えば、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式等の他の方式を用いることができる。ハードキー部１６７は、複数のハードキーを含む。ハードキーは、例えば接点スイッチである。

通信Ｉ／Ｆ部１１２は、ネットワークにＭＦＰ１００を接続するためのインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ部１１２は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）またはＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の通信プロトコルで、ネットワークに接続された他のコンピューターまたはデータ処理装置と通信する。通信Ｉ／Ｆ部１１２が接続されるネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であり、接続形態は有線または無線を問わない。また、ネットワークは、ＬＡＮに限らず、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット等であってもよい。

ファクシミリ部１１６は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続され、ＰＳＴＮにファクシミリデータを送信する、またはＰＳＴＮからファクシミリデータを受信する。ファクシミリ部１１６は、受信したファクシミリデータを、ＨＤＤ１１５に記憶するとともに、画像形成部１４０でプリント可能なプリントデータに変換して、画像形成部１４０に出力する。これにより、画像形成部１４０は、ファクシミリ部１１６により受信されたファクシミリデータの画像を用紙に形成する。また、ファクシミリ部１１６は、ＨＤＤ１１５に記憶されたデータをファクシミリデータに変換して、ＰＳＴＮに接続されたファクシミリ装置に送信する。

外部記憶装置１１８は、ＣＰＵ１１１により制御され、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ ＯｎｌＹ ＭｅｍｏｒＹ）１１８Ａ、または半導体メモリが装着される。本実施の形態においては、ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１３に記憶されたプログラムを実行する例を説明するが、ＣＰＵ１１１は、外部記憶装置１１８を制御して、ＣＤ－ＲＯＭ１１８ＡからＣＰＵ１１１が実行するためのプログラムを読出し、読み出したプログラムをＲＡＭ１１４に記憶し、実行するようにしてもよい。

ＣＰＵ１１１は、画像形成部１４０を制御し、用紙などの記録媒体に画像データの画像を形成させる。ＣＰＵ１１１が画像形成部１４０に出力する画像データは、原稿読取部１３０から入力される画像データの他、外部から受信されるプリントデータ等の画像データを含む。

なお、ＣＰＵ１１１が実行するためのプログラムを記憶する記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ１１８Ａに限られず、フレキシブルディスク、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの半導体メモリ等の媒体でもよい。さらに、ＣＰＵ１１１がネットワークに接続されたコンピューターからプログラムをダウンロードしてＨＤＤ１１５に記憶する、または、ネットワークに接続されたコンピューターがプログラムをＨＤＤ１１５に書込みするようにして、ＨＤＤ１１５に記憶されたプログラムをＲＡＭ１１４にロードしてＣＰＵ１１１で実行するようにしてもよい。ここでいうプログラムは、ＣＰＵ１１１により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

図３は、ＭＦＰの内部構成を示す模式的断面図である。図３を参照して、自動原稿搬送装置１２０は、原稿トレイに載置された１以上の原稿をさばいて、１枚ずつ原稿読取部１３０に搬送する。原稿読取部１３０は、自動原稿搬送装置１２０により原稿ガラス１１上にセットされた原稿の画像を、その下方を移動するスライダー１２に取付けられた露光ランプ１３で露光する。原稿からの反射光は、ミラー１４と２枚の反射ミラー１５，１５Ａによりレンズ１６に導かれ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）センサー１８に結像する。

ＣＣＤセンサー１８に結像した反射光は、ＣＣＤセンサー１８内で電気信号としての画像データに変換される。画像データは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字用データに変換されて、画像形成部１４０に出力される。

画像形成部１４０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックそれぞれの画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備える。ここで、“Ｙ”、“Ｍ”、“Ｃ”および“Ｋ”は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックを表す。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの少なくとも１つが駆動されることにより、画像が形成される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてが駆動されると、フルカラーの画像が形成される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの印字用データがそれぞれ入力される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、取扱うトナーの色彩が異なるのみなので、ここでは、イエローの画像を形成するための画像形成ユニット２０Ｙについて説明する。

一方、中間転写ベルト３０は、駆動ローラー３３と従動ローラー３４とにより弛まないように懸架されている。駆動ローラー３３が図３中で反時計回りに回転すると、中間転写ベルト３０が所定の速度で図中反時計回りに回転する。中間転写ベルト３０の回転に伴って、従動ローラー３４が、反時計回りに回転する。

これにより、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが、順に中間転写ベルト３０上にトナー像を転写する。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋそれぞれが、中間転写ベルト３０上にトナー像を転写するタイミングは、中間転写ベルト３０に付された基準マークを検出することにより、調整される。これにより、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト３０上に重畳される。

中間転写ベルト３０に形成されたトナー像は、転写部材である２次転写ローラー２６によって電界力の作用で用紙に転写される。用紙は、タイミングローラー３１により搬送される中間転写ベルト３０と２次転写ローラー２６とが接するニップ部に搬送される。トナー像が転写された用紙は、定着ローラー３２に搬送され、定着ローラー３２により加熱および加圧される。これにより、トナーが溶かされて用紙に定着する。その後、用紙は排紙トレイ３９に排出される。

中間転写ベルト３０の画像形成ユニット２０Ｙの上流に、ベルト清掃ブレード２９が設けられている。ベルト清掃ブレード２９は、中間転写ベルト３０上で用紙に転写されずに残ったトナーを除去する。

給紙カセット３５，３５Ａ，３５Ｂには、それぞれサイズの異なる用紙がセットされている。給紙カセット３５，３５Ａ，３５Ｂそれぞれに収容された用紙は、給紙カセット３５，３５Ａ，３５Ｂにそれぞれ取付けられている取出ローラー３６，３６Ａ，３６Ｂにより、搬送経路へ供給され、給紙ローラー３７によりタイミングローラー３１へ送られる。

ＭＦＰ１００は、フルカラーの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてを駆動するが、モノクロの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのいずれか１つを駆動する。また、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの２以上を組み合わせて画像を形成することもできる。なお、ここでは、ＭＦＰ１００は、用紙に４色のトナーそれぞれを形成する画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えたタンデム方式を採用する例について説明するが、１つの感光体ドラムで４色のトナーを順に用紙に転写する４サイクル方式を採用してもよい。

画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、取り扱うトナーが異なるのみで、構成は同じである。ここでは、画像形成ユニット２０Ｙを例に説明する。

図４は、画像形成ユニットの詳細な構成を示す図である。図４を参照して、画像形成ユニット２０Ｙは、イエローの印字用データが入力される露光装置２１Ｙと、像担持体である感光体ドラム２３Ｙと、感光体ドラム２３Ｙの表面を一様に帯電するための帯電ローラー２２Ｙと、現像装置２４Ｙと、感光体ドラム２３Ｙ上に形成されたトナー像を電界力の作用で像担持体である中間転写ベルト３０上に転写するための１次転写ローラー２５Ｙと、感光体ドラム２３Ｙ上の転写残トナーを除去するためドラム清掃ブレード２７Ｙと、電源回路１４５と、電流値センサー１１７と、を備える。

感光体ドラム２３Ｙの周辺に、帯電ローラー２２Ｙ、露光装置２１Ｙ、現像装置２４Ｙ、１次転写ローラー２５Ｙ、ドラム清掃ブレード２７Ｙが、感光体ドラム２３Ｙの回転方向に沿って順に配置される。

この感光体ドラム２３Ｙに対して帯電ローラー２２Ｙが接触するように配置される。感光体ドラム２３Ｙは、アルミニウム製の円筒の表面に、ＯＰＣ（有機光半導体）等の感光体からなる感光層が形成されている。

感光体ドラム２３Ｙは、電流値センサー１１７に接続されている。電源回路１４５は、ＣＰＵ１１１により制御され、ＣＰＵ１１１から入力される設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに設定値に対応する電圧を印加する。電源回路１４５は、ＲＯＭ１４７が搭載されている。ＲＯＭ１４７には、電源回路１４５の性能データが記憶されている。性能データについては後述する。

電源回路１４５によって帯電ローラー２２Ｙに所定の電圧が印加されることにより、帯電ローラー２２Ｙが感光体ドラム２３Ｙを帯電させる。この間に感光体ドラム２３Ｙに流れる電流の値が電流値センサー１１７により測定される。

感光体ドラム２３Ｙは、帯電ローラー２２Ｙによって帯電された後、露光装置２１Ｙが発光するレーザー光が照射される。帯電ローラー２２Ｙは電源回路１４５により所定の電圧が印加される。露光装置２１Ｙは、感光体ドラム２３Ｙの表面の画像対応部を露光して静電潜像を形成する。これにより、感光体ドラム２３Ｙに静電潜像が形成される。続いて、現像装置２４Ｙが、感光体ドラム２３Ｙに形成された静電潜像を帯電したトナーで現像する。

具体的には、現像装置２４Ｙは、ケース２００Ｙ、第２スクリュー２０３Ｙ、第１スクリュー２０１Ｙ、現像ローラー２２１Ｙを備えている。ケース２００Ｙ内に、現像ローラー２２１Ｙ、第１スクリュー２０１Ｙおよび第２スクリュー２０３Ｙがそれぞれ平行な状態で設けられる。第２スクリュー２０３Ｙおよび第１スクリュー２０１Ｙが回転することにより、ケース２００Ｙ内で現像剤を循環させる。現像ローラー２２１Ｙは、複数の磁極を有する磁石を内蔵したスリーブ状であり、感光体ドラム２３Ｙと僅かな間隔を保持して回転駆動される。現像ローラー２２１Ｙは、第１スクリュー２０１Ｙと対向して設けられる。さらに、現像ローラー２２１Ｙは、ケース２００Ｙから露出しており、感光体ドラム２３Ｙと対向している。現像ローラー２２１Ｙは、磁石を内蔵しており、磁力により磁性体のキャリアを非磁性体のトナーとともに吸着して、第１スクリュー２０１Ｙにより搬送されてきた現像剤を担持する。

現像ローラー２２１Ｙは、トナーを感光体ドラム２３Ｙに付与して静電潜像を現像する。具体的には、現像ローラー２２１Ｙには、現像バイアスが印加されている。これにより、現像ローラー２２１Ｙの周面の電位は、感光体ドラム２３Ｙの周面の露光装置２１Ｙによりレーザー光が照射された部分の電位（略０Ｖ）よりも低く、かつ、感光体ドラム２３Ｙの周面のレーザー光が照射されていない部分の電位よりも高くなる。現像ローラー２２１Ｙが担持している現像剤の内のトナーは、負に帯電しているので、感光体ドラム２３Ｙの周面のレーザー光が照射された部分に付着する。これにより、感光体ドラム２３Ｙの周面には負に帯電したトナーによりトナー像が形成される。

感光体ドラム２３Ｙ上に形成されたトナー像は、像担持体である中間転写ベルト３０上に１次転写ローラー２５Ｙにより電界力の作用で転写される。感光体ドラム２３Ｙ上で転写されずに残ったトナーは、ドラム清掃ブレード２７Ｙにより感光体ドラム２３Ｙから除去される。

感光体ドラム２３Ｙは、画像形成回数が増加するにしたがって摩耗などにより感光層の膜厚が減少する。帯電ローラー２２Ｙに電源回路１４５により所定の電圧が印加された状態で感光体ドラム２３Ｙに流れる電流は、感光体ドラム２３Ｙの感光層の膜厚に比例し、膜厚が薄いほど電流が大きい。

図５は、感光体ドラムに流れる電流と感光体ドラムの感光層の膜厚との関係を示す図である。横軸に電流値が示され、縦軸に感光層の膜厚が示される。図５に示す関係を用いて、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流から感光体ドラム２３Ｙの感光層の膜厚が決定される。本実施の形態におけるＭＦＰ１００は、感光体ドラム２３Ｙの寿命時膜厚を定めており、帯電ローラー２２Ｙに電源回路１４５により所定の電圧が印加された状態で感光体ドラム２３Ｙに流れる電流を検出することで、感光体ドラム２３Ｙの交換時期を判断する。

図６は、ＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。図６に示す機能は、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３、ＨＤＤ１１５またはＣＤ－ＲＯＭ１１８Ａに記憶された交換時期判定プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１１により実現される。

図６を参照して、ＣＰＵ１１１は、電流検出部５１と、電源制御部５３と、判定部５５と、性能データ取得部５７と、を含む。性能データ取得部５７は、電源回路１４５が備えるＲＯＭ１４７に記憶された性能データを読み出し、性能データを判定部５５に出力する。性能データは、電源回路１４５の特性を示すデータであり、電源回路１４５に固有の値である。性能データは、電源回路１４５が設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに印加する電圧の実効値を定める。性能データは、電源回路１４５を検査することにより生成され、ＲＯＭ１４７に記憶される。性能データは、電源回路１４５が製造された後、例えば、検査工程でＲＯＭ１４７に記憶される。設定値が複数存在する場合には、性能データは、複数の設定値それぞれに対応する実効値を含む。設定値と実効値との間に所定の相関がある場合には、性能データは設定値と実効値との関係を定めた演算式であってもよい。

電源制御部５３は、電源回路１４５に設定値を入力し、電源回路１４５に帯電ローラー２２Ｙに電圧を印加させる。電源制御部５３は、電源回路１４５に入力した設定値を判定部５５に出力する。電流検出部５１は、電流値センサー１１７を制御し、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流を検出させる。電流検出部５１は、電流値センサー１１７により検出された電流値を判定部５５に出力する。

判定部５５は、感光体ドラム２３Ｙが交換時期か否かを判定する。具体的には、判定部５５は、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流が、帯電ローラー２２Ｙに印加される電圧に対して定められた閾値と比較し、閾値より大きい場合に交換時期と判断する。閾値は、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流の上限値である。

判定部５５は、閾値補正部６３と、比較部６１とを含む。閾値補正部６３は、電源制御部５３から入力される設定値と、性能データ取得部５７から入力される性能データとに基づいて、閾値を変更する。閾値補正部６３は、変更後の閾値を比較部６１に出力する。具体的には、閾値補正部６３は、実行値から設定値を減算した差分を算出し、差分が大きいほど閾値を大きな値に変更し、差分が小さいほど閾値を小さな値に変更する。差分と閾値との関係を定めた演算式が準備される場合、演算式を用いて変更後の閾値が求められてもよい。

なお、複数の電圧値にそれぞれ対応して複数の閾値を定めた閾値テーブルを記憶している場合には、閾値補正部６３は、その閾値テーブルを用いて閾値を変更してもよい。具体的には、閾値補正部６３は、性能データに基づいて設定値に対応する実効値を決定する。そして、閾値補正部６３は、閾値テーブルにおいて設定値に対して定められた閾値を、閾値テーブルにおいて実効値に対して予め定められた閾値に変更する。

比較部６１は、電流検出部５１から入力される電流値が閾値補正部６３から入力される閾値と比較する。比較部６１は、電流値が閾値より大きい場合に感光体ドラム２３Ｙが交換時期と判断し、電流値が閾値以下の場合に感光体ドラム２３Ｙが交換時期でないと判断する。比較部６１は、感光体ドラム２３Ｙが交換時期と判断する場合、例えば、表示部１６１に交換時期であることを示すメッセージを表示する。

図７は、差分と閾値との関係を定めた演算式の一例を示す図である。図７を参照して、横軸が差分を示し、縦軸が閾値を示す。演算式は、差分と閾値とが比例する関数で示される。関数は、差分が大きいほど大きな閾値を定め、差分が小さいほど小さな閾値を定める。

図８は、性能データ設定処理の流れの一例を示す図である。性能データ設定処理は、電源回路１４５を検査する検査用コンピューターが、性能データ設定プログラムを実行することにより、検査用コンピューターにより実行される処理である。図８を参照して、検査用コンピューターは、検査対象となる電源回路１４５に設定値を設定する。具体的には、電源回路１４５の入力端子に設定値を含むコマンドが入力される。そして、電源回路１４５の出力電圧が検出される（ステップＳ０２）。検査用コンピューターは、電源回路１４５の出力端子間の電圧を電圧計に計測させ、その電圧計から電圧を取得する。

次のステップＳ０３においては、電圧計から取得された電圧が実効値に設定され、処理はステップＳ０４に進む。ステップＳ０４においては、ステップＳ０１において電源回路１４５に設定された設定値と、ステップＳ０３において実行値に設定された電圧とを関連付けた性能データを生成し、性能データを電源回路１４５が備えるＲＯＭ１４７に格納し、処理を終了する。なお、複数の設定値それぞれに対して実効値を定める性能データが生成される場合は、ステップＳ０１～ステップＳ０４が設定値の数だけ繰り返される。

図９は、交換時期判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。交換時期判定処理は、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３、ＨＤＤ１１５またはＣＤ－ＲＯＭ１１８Ａに記憶された交換時期判定プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１１により実行される処理である。図９を参照して、ＣＰＵ１１１は、電源回路１４５が備えるＲＯＭ１４７から性能データを読み出し（ステップＳ２１）、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２においては、電源回路１４５に設定値が設定され、処理はステップＳ２３に進む。この段階で、電源回路１４５から帯電ローラー２２Ｙに電圧が印加される。具体的には、電源回路１４５の入力端子に設定値を含むコマンドが入力される。ステップＳ２３においては、実効値が決定され、処理はステップＳ２４に進む。性能データにおいて、設定値に対して定められた実効値が決定される。ステップＳ２４においては、実効値から設定値を減算した差分が算出され、処理はステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５においては、図７に示した演算式を用いて、変更後の閾値が決定され、処理はステップＳ２６に進む。ステップＳ２６においては、設定値に対して定められた閾値がステップＳ２５において決定された閾値に変更され、処理はステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７においては、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流が検出され、処理はステップＳ２８に進む。電流値センサー１１７により計測された電流が取得される。ステップＳ２８においては、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流が、ステップＳ２６において変更された閾値より大きいか否かが判断される。感光体ドラム２３Ｙに流れる電流が変更された閾値より大きいならば処理はステップＳ２９に進むが、そうでなければ処理は終了する。ステップＳ２９においては、感光体ドラム２３Ｙの交換時期と判断し、処理はステップＳ３０に進む。ステップＳ３０においては、感光体ドラム２３Ｙの交換時期であることを通知するメッセージが表示部１６１に表示され、処理は終了する。

＜実施例＞
図１０は、電源回路の実効値が設定値よりも大きい場合の一例を示す図である。図１０においては、上側のグラフが印刷枚数に対する感光体ドラム２３Ｙに流れる電流値を示し、下側のグラフが印刷枚数に対する感光体ドラム２３Ｙの膜厚を示す。印刷枚数と感光体ドラム２３Ｙに流れる電流値とは正比例し、印刷枚数が増加すれば電流値が増加する。印刷枚数と感光体ドラム２３Ｙの膜厚とは正比例し、印刷枚数が増加すれば電流値が減少する。

電源回路１４５の実効値が設定値よりも大きい場合、閾値がより大きな値に変更される。このため、電流値が変更後の閾値を超える時点の印刷枚数Ｐ２における感光体ドラム２３Ｙの膜厚が交換時期に対して予め定められた膜厚に近い。このため、感光体ドラム２３Ｙの交換時期が適切に判断される。

電源回路１４５の実効値が設定値よりも大きい場合、閾値がより大きな値に変更されない場合、電流値が閾値を超える時点の印刷枚数Ｐ１における感光体ドラム２３Ｙの膜厚が交換時期に対して予め定められた膜厚よりも大きい。このため、電源回路１４５の実効値が設定値よりも大きい場合に閾値がより大きな値に変更されることにより、感光体ドラム２３Ｙが交換時期に到達していないのに、交換時期と判断しないようにできる。

図１１は、電源回路の実効値が設定値よりも小さい場合の一例を示す図である。図１１においては、上側のグラフが印刷枚数に対する感光体ドラム２３Ｙに流れる電流値を示し、下側のグラフが印刷枚数に対する感光体ドラム２３Ｙの膜厚を示す。印刷枚数と感光体ドラム２３Ｙに流れる電流値とは正比例し、印刷枚数が増加すれば電流値が増加する。印刷枚数と感光体ドラム２３Ｙの膜厚とは正比例し、印刷枚数が増加すれば電流値が減少する。

電源回路１４５の実効値が設定値よりも小さい場合、閾値がより小さな値に変更される。このため、電流値が変更後の閾値を超える時点の印刷枚数Ｐ２における感光体ドラム２３Ｙの膜厚が交換時期に対して予め定められた膜厚に近い。このため、感光体ドラム２３Ｙの交換時期が適切に判断される。

電源回路１４５の実効値が設定値よりも小さい場合、閾値がより小さな値に変更されない場合、電流値が閾値を超える時点の印刷枚数Ｐ２における感光体ドラム２３Ｙの膜厚が交換時期に対して予め定められた膜厚よりも小さい。このため、電源回路１４５の実効値が設定値よりも小さい場合に閾値がより小さな値に変更されることにより、感光体ドラム２３Ｙが交換時期を過ぎてもなお、交換時期が通知されないことがないようにできる。

＜第１の変形例＞
第１の変形例におけるＭＦＰ１００は、設定値に対する閾値を変更するのに代えて、電源回路１４５が帯電ローラー２２Ｙに印加する電圧が設定値と同じ値になるように設定値を補正する。第１の変形例におけるＭＦＰ１００は、性能データに基づいて設定値を補正するので、ＣＰＵ１１１は、設定値を性能データに基づき補正された設定値を閾値と比較すればよいので、交換時期を容易に判断することができる。以下、電源回路１４５に設定する値を入力値という。

図１２は、第１の変形例におけるＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。図１２に示す機能は、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３、ＨＤＤ１１５またはＣＤ－ＲＯＭ１１８Ａに記憶された交換時期判定プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１１により実現される。

図１２を参照して、図６に示した機能と異なる点は、判定部５５が判定部５５Ａに変更された点、設定値補正部７１が追加された点である。その他の機能は図６に示した機能と同じなのでここでは説明を繰り返さない。

設定値補正部７１は、性能データに基づいて設定値を補正する。具体的には、電源回路１４５が帯電ローラー２２Ｙに印加する電圧が設定値と同じ値になるように、電源回路１４５に入力する入力値を設定値から変更する。具体的には、設定値補正部７１は、性能データにおいて設定値と同じ実効値に関連付けられた設定値を入力値に決定する。

設定値補正部７１は、入力値を電源制御部５３に出力する。この場合、電源制御部５３は、入力値に対応する電圧を帯電ローラー２２Ｙに印加する。これにより、実効値が設定値に等しくなる。

このため、判定部５５Ａに含まれる比較部６１は、電流検出部５１から入力される電流値を設定値に対して定められた閾値と比較する。比較部６１は、電流値が閾値以下の場合に感光体ドラム２３Ｙが交換時期と判断し、電流値が閾値以下でない場合に感光体ドラム２３Ｙが交換時期でないと判断する。

＜第２の変形例＞
電源回路１４５は、帯電ローラー２２Ｙに流れる電流を制御してもよい。具体的には、電源回路１４５、ＣＰＵ１１１から入力される設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに設定値に対応する電圧を印加するとともに帯電ローラー２２Ｙに設定値に対応する電流値が流れるように電圧および電流を制御する。

第２の変形例においては、性能データは、電源回路が設定値に従って負荷に印加する電圧の値と負荷に流れる電流の値それぞれを実行値として定める。また、閾値は、電圧および電流の組に対して定められる。このため、第２の変形例における閾値補正部６３は、設定値の電圧値および電流値の組に対して定められた閾値を、性能データによって定まる電圧の実効値と電流の実効値との組に対して定められた閾値に変更する。

第２の変形例においては、電源回路１４５により帯電ローラー２２Ｙに印加される電圧および帯電ローラー２２Ｙに流れる電流が制御されるので、帯電ローラー２２Ｙの負荷が経時的に変化する場合であっても感光体ドラム２３Ｙの交換時期を正確に判断することができる。

＜第３の変形例＞
性能データは、ＭＦＰ１００が備えるＨＤＤ１１５に記憶されてもよい。また、性能データがＨＤＤ１１５に記憶されるタイミングは、限定するものではないが、電源回路１４５が組み込まれる段階である。

以上説明したように本実施の形態におけるＭＦＰ１００は、表面に形成された静電潜像がトナーにより現像され、現像されたトナー像を担持する感光体ドラム２３Ｙと、感光体ドラム２３Ｙに電荷を付与する帯電ローラー２２Ｙと、入力される設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに電圧を印加する電源回路１４５と、感光体ドラム２３Ｙに流れる電流の電流値を検出する電流値センサー１１７と、電源回路１４５が設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに印加する電圧の値を実行値として定めた性能データ、設定値および電流値センサー１１７により検出された電流値に基づいて感光体ドラム２３Ｙの交換時期を判定するＣＰＵ１１１と、を備える。ＣＰＵ１１１は、帯電ローラー２２Ｙに印加される電圧と感光体ドラム２３Ｙに流れる電流との間の予め定められた関係を用いて感光体ドラム２３Ｙの交換時期を判定する。性能データは、電源回路１４５が設定値に従って帯電ローラー２２Ｙに印加する電圧の値を実行値として定めるので、電源回路１４５から帯電ローラー２２Ｙに実際に印加される電圧と設定値との違いが考慮されて交換時期が判定される。このため、感光体ドラム２３Ｙの交換時期を正確に判断することができる。

また、ＣＰＵ１１１は、電流値センサー１１７により検出された電流値を設定値に対して定められた閾値と比較するので、帯電ローラー２２Ｙに印加される電圧と感光体ドラム２３Ｙに流れる電流との間の予め定められた関係を用いて感光体ドラム２３Ｙの交換時期を判断することができる。

また、ＣＰＵ１１１は、性能データに基づいて閾値を補正するので、交換時期を正確に判断することができる。また、ＣＰＵ１１１は、設定値を性能データに基づき補正された閾値と比較すればよいので、交換時期を容易に判断することができる。

また、ＣＰＵ１１１は、設定値と、実行値から設定値を減算した差分と、閾値との関係を定めた関連情報を予め記憶してもよい。この場合は、関連情報を用いて閾値が決定されるので、ＣＰＵ１１１は、閾値を容易に補正することができる。

また、電源回路１４５は、性能データが記憶されたＲＯＭ１４７を備えるので、ＣＰＵ１１１は、電源回路１４５に固有の性能データを容易に取得することができる。

今回開示された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。

１００ ＭＦＰ、１１１ ＣＰＵ、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 画像形成ユニット、２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ 露光装置、２２Ｙ、２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ 帯電ローラー、２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ 感光体ドラム、２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ 現像装置、２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ １次転写ローラー、２６ ２次転写ローラー、２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ ドラム清掃ブレード、２９ ベルト清掃ブレード、３０ 中間転写ベルト、３１ タイミングローラー、３２ 定着ローラー、３３ 駆動ローラー、３４ 従動ローラー、３５，３５Ａ，３５Ｂ 給紙カセット、３７ 給紙ローラー、３９ 排紙トレイ、２００Ｙ ケース、２０１Ｙ 第１スクリュー、２０３Ｙ 第２スクリュー、２２１Ｙ 現像ローラー、５１ 電流検出部、５３ 電源制御部、５５，５５Ａ 判定部、５７ 性能データ取得部、６１ 比較部、６３ 閾値補正部、７１ 設定値補正部。

Claims (9)

1. 表面に形成された静電潜像がトナーにより現像され、現像されたトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に電荷を付与する帯電手段と、
   入力される設定値に従って前記帯電手段に電圧を印加する電源回路と、
   前記像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電源回路に前記設定値が入力されることに応じて、前記電流検出手段により検出された電流値を前記設定値に対して定められた閾値と比較することにより、前記像担持体の交換時期を判定する判定手段と、を備え、
   前記判定手段は、前記設定値と前記電源回路が前記設定値に従って前記帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて前記閾値を補正し、前記電流検出手段により検出された電流値を補正後の前記閾値と比較する、画像形成装置。
2. 前記判定手段は、前記性能データを用いて前記設定値に対応する前記実効値を決定し、前記設定値と前記実効値との差分に基づいて前記閾値を補正する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、前記性能データが前記設定値に対して定める前記実効値から前記設定値を減算した差分が大きいほど前記閾値を大きな値に変更し、前記差分が小さいほど前記閾値を小さな値に変更する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段は、前記設定値と前記差分と前記閾値との関係を定めた関連情報を用いて前記閾値を決定する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記電源回路は、前記設定値に従って前記帯電手段に流れる電流を制御し、
   前記性能データは、前記電源回路が前記設定値に従って前記帯電手段に印加する電圧の値および前記帯電手段に流れる電流の値それぞれを前記実効値として定め、
   前記判定手段は、前記性能データ、前記設定値および前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記像担持体の交換時期を判定する、請求項１～４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記性能データを予め記憶する記憶手段を、さらに備えた請求項１～５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記記憶手段は、前記電源回路に設けられる、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置で実行される交換時期判定方法であって、
   前記画像形成装置は、
   トナー像を形成する作像手段に設けられ、前記トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に電荷を付与する帯電手段と、
   入力される設定値に従って前記帯電手段に電圧を印加する電源回路と、
   前記像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、を備え、
   前記電源回路に前記設定値が入力されることに応じて、前記電流検出手段により検出された電流値を前記設定値に対して定められた閾値と比較することにより、前記像担持体の交換時期を判定する判定ステップを含み、
   前記判定ステップは、前記設定値と前記電源回路が前記設定値に従って前記帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて前記閾値を補正するステップと、
   前記電流検出手段により検出された電流値を補正後の前記閾値と比較するステップと、を含む、交換時期判定方法。
9. 画像形成装置を制御するコンピューターで実行される交換時期判定プログラムであって、
   前記画像形成装置は、
   トナー像を形成する作像手段に設けられ、前記トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に電荷を付与する帯電手段と、
   入力される設定値に従って前記帯電手段に電圧を印加する電源回路と、
   前記像担持体に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、を備え、
   前記電源回路に前記設定値が入力されることに応じて、前記電流検出手段により検出された電流値を前記設定値に対して定められた閾値と比較することにより、前記像担持体の交換時期を判定する判定ステップとを前記コンピューターに実行させ、
   前記判定ステップは、前記設定値と前記電源回路が前記設定値に従って前記帯電手段に印加する電圧を計測して得られた実効値とを予め対応付けた性能データを用いて前記閾値を補正するステップと、
   前記電流検出手段により検出された電流値を補正後の前記閾値と比較するステップと、を含む、交換時期判定プログラム。

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