特許 7604814 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20241217BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20241217BHJP

   G03G 15/06 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 510

G03G21/00 318

G03G15/08 235

G03G15/06 101

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020152060

(22)【出願日】2020-09-10

(65)【公開番号】P2022046150

(43)【公開日】2022-03-23

【審査請求日】2023-08-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(74)【代理人】

【識別番号】100187492

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 元啓

(74)【代理人】

【識別番号】100181869

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100167830

【弁理士】

【氏名又は名称】仲石 晴樹

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】兼古 志郎

(72)【発明者】

【氏名】猪谷 広佳

【審査官】河内 悠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８９８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２４４４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１１２０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９４２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１５１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０３１８０２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０３２０７７９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７４６９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電潜像を担持する像担持体と、
少なくともトナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、
前記現像剤担持体から前記像担持体へ前記トナーを移動させるように直流バイアスと交流バイアスとを含むバイアス電圧を前記現像剤担持体に印加する電圧印加部と、
前記現像剤担持体と前記像担持体との間に流れる現像電流を測定する測定部と、
トナー像の転写後の前記像担持体の上の残留トナーを除去するように前記像担持体に当接するクリーニングブレードと、
前記直流バイアスを前記像担持体の露光後の表面電位との電位差が正負のいずれか一方となる第１の値及び前記電位差が正負のいずれか他方となる第２の値にそれぞれ変化させ、前記第１の値に対する前記現像電流の第１の大きさと、前記第２の値に対する前記現像電流の第２の大きさとの比率を示す電流比率を算出し、前記電流比率の値に応じて前記クリーニングブレードの劣化状態を推定する推定部と
を備えた画像形成装置。

【請求項2】

前記推定部は、前記第１の値及び前記第２の値を維持しつつ前記交流バイアスの値を変化させて前記電流比率が最大となる前記交流バイアスの特定値を取得し、前記劣化状態の推定に用いる前記交流バイアスを前記特定値に設定する、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記推定部は、前記電流比率の値の経時変化の予測を示す予測曲線を生成し、前記予測曲線に基づいて前記クリーニングブレードの次の状態推定タイミングを決定する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記推定部は、前記予測曲線を生成した後に得られた前記電流比率の値が前記予測曲線から乖離している場合に前記予測曲線を更新する、請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記推定部は、前記電流比率の値と第１閾値とを比較し、前記電流比率の値が前記第１閾値よりも大きくない場合には、前記像担持体を分割した複数の区間の各々について前記電流比率を算出し、前記複数の区間の各々の前記電流比率の値と前記第１閾値よりも小さい第２閾値とを比較し、前記複数の区間の全てにおいて前記電流比率の値が前記第２閾値よりも大きい場合には、前記クリーニングブレードの寿命を警告する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記推定部は、前記電流比率の値と第１閾値とを比較し、前記電流比率の値が前記第１閾値よりも大きくない場合には、前記像担持体を分割した複数の区間の各々について前記電流比率を算出し、前記複数の区間の各々の前記電流比率の値と前記第１閾値よりも小さい第２閾値とを比較し、前記複数の区間の中に前記電流比率の値が前記第２閾値よりも大きくない区間がある場合には、前記クリーニングブレードの交換を推奨する、請求項１から請求項４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、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体ドラムと、クリーニングブレードと、制御部とを備える。制御部は、感光体ドラムの表面から残留物をクリーニングブレードで除去する際の感光体ドラムの駆動に係る負荷変動に基づいて、感光体ドラムの軸方向におけるクリーニングブレードの滑り性の分布を推定する。推定結果に応じて滑り性の悪い位置に現像トナーが供給されて、滑り性の分布が均一化される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２６１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の画像形成装置では、クリーニングブレード全体の滑り性の低下を検知できなかった。また、クリーニングブレードの滑り性の低下箇所が増えると、トナー消費量が増大するという課題があった。

【0005】

本発明は、クリーニングブレードの劣化状態を推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】

【0006】

本発明の画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、電圧印加部と、測定部と、クリーニングブレードと、推定部とを備える。前記像担持体は、静電潜像を担持する。前記現像装置は、少なくともトナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有する。前記電圧印加部は、前記現像剤担持体から前記像担持体へ前記トナーを移動させるように直流バイアスと交流バイアスとを含むバイアス電圧を前記現像剤担持体に印加する。前記測定部は、前記現像剤担持体と前記像担持体との間に流れる現像電流を測定する。前記クリーニングブレードは、トナー像の転写後の前記像担持体の上の残留トナーを除去するように前記像担持体に当接する。前記推定部は、前記直流バイアスを第１の値及び第２の値にそれぞれ変化させ、前記第１の値に対する前記現像電流の第１の大きさと、前記第２の値に対する前記現像電流の第２の大きさとの比率を示す電流比率を算出し、前記電流比率の値に応じて前記クリーニングブレードの劣化状態を推定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、クリーニングブレードの劣化状態を推定することができる画像形成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

【図2】現像装置の詳細構成の一例を示す拡大断面図である。

【図3】画像形成装置の回路構成の一例を示すブロック図である。

【図4】制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】直流バイアスと現像電流との相関の例を示す図である。

【図10】電流比率の値の予測曲線の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0010】

図１を参照して、実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の一例を示す概略断面図である。画像形成装置１００は、例えばカラープリンターである。図１において、便宜上、左から右への向きをＸ軸の正の向き、手前から奥への向きをＹ軸の正の向き、下から上への向きをＺ軸の正の向きとする。

【0011】

図１に示されるように、画像形成装置１００は、操作部２、給紙部３、搬送部４、トナー補給部５、画像形成部６、転写部７、定着部８、及び排出部９を備える。

【0012】

操作部２は、ユーザーからの指示を受け付ける。操作部２は、液晶ディスプレー２１と、複数の操作キー２２とを含む。液晶ディスプレー２１は、例えば、各種処理結果を表示する。操作キー２２は、例えば、テンキー、及びスタートキーを含む。

【0013】

給紙部３は、給紙カセット３１と、給紙ローラー群３２とを有する。給紙カセット３１は、複数枚の用紙Ｐを収容可能である。給紙ローラー群３２は、給紙カセット３１に収容された用紙Ｐを１枚ずつ搬送部４へ給紙する。

【0014】

搬送部４は、ローラー及びガイド部材を備える。搬送部４は、給紙部３から排出部９まで延在する。搬送部４は、画像形成部６及び定着部８を経由するように、給紙部３から排出部９まで用紙Ｐを搬送する。

【0015】

トナー補給部５は、画像形成部６にトナーを補給する。トナー補給部５は、第１装着部５１Ｙ、第２装着部５１Ｃ、第３装着部５１Ｍ、及び第４装着部５１Ｋを備える。

【0016】

第１装着部５１Ｙには、第１トナーコンテナ５２Ｙが装着される。同様に、第２装着部５１Ｃには第２トナーコンテナ５２Ｃが、第３装着部５１Ｍには第３トナーコンテナ５２Ｍが、第４装着部５１Ｋには第４トナーコンテナ５２Ｋが装着される。第１装着部５１Ｙ～第４装着部５１Ｋの構成は、装着されるトナーコンテナの種類が異なるのみで他の構成は同様である。

【0017】

第１トナーコンテナ５２Ｙ、第２トナーコンテナ５２Ｃ、第３トナーコンテナ５２Ｍ、及び第４トナーコンテナ５２Ｋには、トナーがそれぞれ収容される。本実施形態において、第１トナーコンテナ５２Ｙには、イエロートナーが収容される。第２トナーコンテナ５２Ｃには、シアントナーが収容される。第３トナーコンテナ５２Ｍには、マゼンタトナーが収容される。第４トナーコンテナ５２Ｋには、ブラックトナーが収容される。

【0018】

画像形成部６は、露光装置６１、第１画像形成ユニット６２Ｙ、第２画像形成ユニット６２Ｃ、第３画像形成ユニット６２Ｍ、及び第４画像形成ユニット６２Ｋを備える。

【0019】

第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋの各々は、帯電装置６３、現像装置６４、感光体ドラム６５、及びクリーニング装置６６を有する。感光体ドラム６５は、「像担持体」の一例に相当する。

【0020】

帯電装置６３、現像装置６４、及びクリーニング装置６６は、感光体ドラム６５の周面に沿って配置される。本実施形態において、感光体ドラム６５は、図１の矢印Ｒ１で示す方向（時計回り）に回転する。

【0021】

帯電装置６３は、放電によって感光体ドラム６５を所定の極性に均一に帯電させる。本実施形態において、帯電装置６３は、感光体ドラム６５を正の極性に帯電させる。露光装置６１は、帯電した感光体ドラム６５にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成される。

【0022】

現像装置６４は、感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置６４には、トナー補給部５からトナーが補給される。現像装置６４は、トナー補給部５から補給されたトナーを感光体ドラム６５の表面に供給する。この結果、感光体ドラム６５の表面にトナー像が形成される。

【0023】

本実施形態において、第１画像形成ユニット６２Ｙが有する現像装置６４は、第１装着部５１Ｙと接続する。したがって、第１画像形成ユニット６２Ｙが有する現像装置６４には、イエロートナーが補給される。第１画像形成ユニット６２Ｙが有する感光体ドラム６５の表面には、イエロートナー像が形成される。

【0024】

第２画像形成ユニット６２Ｃが有する現像装置６４は、第２装着部５１Ｃと接続する。したがって、第２画像形成ユニット６２Ｃが有する現像装置６４には、シアントナーが補給される。第２画像形成ユニット６２Ｃが有する感光体ドラム６５の表面には、シアントナー像が形成される。

【0025】

第３画像形成ユニット６２Ｍが有する現像装置６４は、第３装着部５１Ｍと接続する。したがって、第３画像形成ユニット６２Ｍが有する現像装置６４には、マゼンタトナーが補給される。第３画像形成ユニット６２Ｍが有する感光体ドラム６５の表面には、マゼンタトナー像が形成される。

【0026】

第４画像形成ユニット６２Ｋが有する現像装置６４は、第４装着部５１Ｋと接続する。したがって、第４画像形成ユニット６２Ｋが有する現像装置６４には、ブラックトナーが補給される。第４画像形成ユニット６２Ｋが有する感光体ドラム６５の表面には、ブラックトナー像が形成される。

【0027】

転写部７は、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋが有する各感光体ドラム６５の表面に形成された各トナー像を用紙Ｐに重ねて転写する。本実施形態において、転写部７は、二次転写方式によって各トナー像を用紙Ｐに重ねて転写する。詳しくは、転写部７は、４つの一次転写ローラー７１、中間転写ベルト７２、駆動ローラー７３、従動ローラー７４、及び二次転写ローラー７５を有する。

【0028】

中間転写ベルト７２は、４つの一次転写ローラー７１、駆動ローラー７３、及び、従動ローラー７４に張架された無端ベルトである。中間転写ベルト７２は、駆動ローラー７３の回転に応じて駆動する。図１において、中間転写ベルト７２は、反時計回りに周回する。従動ローラー７４は、中間転写ベルト７２の駆動に応じて回転駆動する。

【0029】

第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋは、中間転写ベルト７２の下面の駆動方向Ｄに沿って、中間転写ベルト７２の下面と対向して配置される。本実施形態において、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋは、中間転写ベルト７２の下面の駆動方向Ｄの上流側から下流側に向けて第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋの順で配置される。

【0030】

各一次転写ローラー７１は、中間転写ベルト７２を介して各感光体ドラム６５に対向して配置され、各感光体ドラム６５に向けて押圧されている。このため、各感光体ドラム６５の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト７２に順次転写される。本実施形態において、中間転写ベルト７２には、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で重ねて転写される。

【0031】

第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋが有する各クリーニング装置６６は、中間転写ベルト７２へのトナー像の転写後の感光体ドラム６５の上の残留トナーを除去する。

【0032】

二次転写ローラー７５は、中間転写ベルト７２を介して駆動ローラー７３に対向して配置される。二次転写ローラー７５は、駆動ローラー７３に向けて押圧されている。これにより、二次転写ローラー７５と駆動ローラー７３との間に転写ニップが形成される。用紙Ｐが転写ニップを通過すると、中間転写ベルト７２上の積層されたトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送部４によって定着部８へ向けて搬送される。

【0033】

定着部８は、加熱部材８１と、加圧部材８２とを備える。加熱部材８１及び加圧部材８２は、互いに対向して配置され、定着ニップを形成する。画像形成部６から搬送された用紙Ｐは、定着ニップを通過することにより所定の定着温度で加熱されながら、加圧される。この結果、トナー像が用紙Ｐに定着する。用紙Ｐは、搬送部４によって定着部８から排出部９へ向けて搬送される。

【0034】

排出部９は、排出ローラー対９１及び排出トレイ９３を有する。排出ローラー対９１は、排出口９２を介して排出トレイ９３へ用紙Ｐを搬送する。排出口９２は、画像形成装置１００の上部に形成される。

【0035】

次に、図１及び図２を参照して、現像装置６４の詳細構成について説明する。図２は、現像装置６４の詳細構成の一例を示す拡大断面図である。なお、図２では、帯電装置６３の図示が省略されている。

【0036】

図２に示されるように、本実施形態において、現像装置６４は、二成分現像剤を収容する現像容器６４０を有する。現像装置６４は、現像容器６４０の内部に現像ローラー６４１、第１攪拌スクリュー６４３、第２攪拌スクリュー６４４、及びブレード６４５を有する。詳しくは、現像ローラー６４１は、第２攪拌スクリュー６４４と対向して配置される。ブレード６４５は、現像ローラー６４１と対向して配置される。

【0037】

現像容器６４０は、仕切壁６４０ｃによって第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとに区画される。仕切壁６４０ｃは、現像ローラー６４１の軸方向（Ｙ軸方向）に延びる。第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとは、仕切壁６４０ｃの長手方向の両端の外方において連通している。

【0038】

第１攪拌室６４０ａには、第１攪拌スクリュー６４３が配置される。第１攪拌室６４０ａには、磁性体キャリアが収容されている。第１攪拌室６４０ａには、非磁性体のトナーがトナー補給口６４０ｈを介して補給される。

【0039】

第２攪拌室６４０ｂには、第２攪拌スクリュー６４４が配置される。第２攪拌室６４０ｂには、磁性体のキャリアが収容されている。

【0040】

トナーは、第１攪拌スクリュー６４３及び第２攪拌スクリュー６４４によって攪拌されてキャリアと混合される。この結果、キャリア及びトナーからなる二成分現像剤が構成される。二成分現像剤は、「現像剤」の一例に相当する。

【0041】

第１攪拌スクリュー６４３及び第２攪拌スクリュー６４４は、第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとの間で現像剤を循環させて攪拌する。この結果、トナーが所定の極性に帯電する。本実施形態において、トナーは、正の極性に帯電する。

【0042】

現像ローラー６４１は、非磁性の回転スリーブ６４１ａと、マグネット体６４１ｂとによって構成される。マグネット体６４１ｂは、回転スリーブ６４１ａの内部に固定して配置される。マグネット体６４１ｂは、複数の磁極を含む。現像剤は、マグネット体６４１ｂの磁力によって、現像ローラー６４１に吸着する。この結果、現像ローラー６４１の表面に磁気ブラシが形成される。

【0043】

本実施形態において、現像ローラー６４１は、図２の矢印Ｒ（反時計回り）で示す方向に回転する。現像ローラー６４１は、回転することによって磁気ブラシをブレード６４５と対向する位置まで搬送する。ブレード６４５は、現像ローラー６４１との間にギャップ（隙間）が形成されるように配置されている。したがって、磁気ブラシの厚さがブレード６４５によって規定される。ブレード６４５は、現像ローラー６４１と感光体ドラム６５とが対向する位置よりも現像ローラー６４１の回転方向の上流側に配置される。

【0044】

現像ローラー６４１には、所定の電圧が印加される。これにより、表面に形成された現像剤層が感光体ドラム６５と対向する位置まで搬送され、現像剤中のトナーが感光体ドラム６５に付着する。

【0045】

クリーニング装置６６は、感光体ドラム６５に当接するクリーニングブレード６６１を有する。クリーニング装置６６は、例えばゴム製である。クリーニングブレード６６１は、一次転写ローラー７１と感光体ドラム６５とが対向する位置よりも感光体ドラム６５の回転方向の下流側に配置される。

【0046】

次に、図１～図３を参照して、画像形成装置１００の回路構成について説明する。図３は、画像形成装置１００の回路構成の一例を示すブロック図である。

【0047】

図３に示されるように、画像形成装置１００は、感光体ドラム６５及び現像ローラー６４１に加えて、制御部１０、記憶部１１、及び高電圧印加基板１２を備える。

【0048】

記憶部１１は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。記憶部１１は、半導体メモリーのような主記憶装置と、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。

【0049】

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含み、記憶部１１に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、画像形成装置１００の各構成を制御する。具体的には、制御部１０は、記憶部１１に記憶されたコンピューターを実行することにより、測定部１０１及び推定部１０２として機能する。

【0050】

高電圧印加基板１２は、電圧印加部１２１と、電流検知部１２２とを有する。電圧印加部１２１は、現像ローラー６４１から感光体ドラム６５へトナーを移動させるように現像ローラー６４１にバイアス電圧を印加する。バイアス電圧は、ＤＣ（直流）バイアスにＡＣ（交流）バイアスを重畳した電圧である。電流検知部１２２は、現像ローラー６４１と感光体ドラム６５との間に流れる現像電流Ｉｄを測定するための電流計である。

【0051】

測定部１０１は、電圧印加部１２１及び電流検知部１２２の動作を制御して、現像電流Ｉｄを測定する。制御部１０は、現像電流Ｉｄの測定モードにおいて、所定の面積を有する矩形のパッチパターンを表す静電潜像が感光体ドラム６５の上に形成されるように露光装置６１を制御する。

【0052】

推定部１０２は、ＤＣバイアスＶｄｃを第１の値Ｖｄｃ１及び第２の値Ｖｄｃ２にそれぞれ変化させる。そして、推定部１０２は、第１の値Ｖｄｃ１に対する現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１と、第２の値Ｖｄｃ２に対する現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２との比率を示す電流比率Ｒを算出する。更に、推定部１０２は、算出した電流比率Ｒの値に応じてクリーニングブレード６６１の劣化状態を推定する。

【0053】

更に、推定部１０２は、第１の値Ｖｄｃ１及び第２の値Ｖｄｃ２を維持しつつ交流バイアスＶａｃの値を変化させて、電流比率Ｒが最大となる交流バイアスＶａｃの特定値Ｖｘを取得する。そして、推定部１０２は、クリーニングブレード６６１の劣化状態の推定に用いる交流バイアスＶａｃを特定値Ｖｘに設定する。

【0054】

更に、推定部１０２は、電流比率Ｒの値の経時変化の予測を示す予測曲線Ｃを生成し、予測曲線Ｃに基づいてクリーニングブレード６６１の次の状態推定タイミングを決定する。

【0055】

更に、推定部１０２は、予測曲線Ｃを生成した後に得られた電流比率Ｒの値が予測曲線Ｃから乖離している場合に予測曲線Ｃを更新する。

【0056】

更に、推定部１０２は、電流比率Ｒの値と第１閾値Ｘ１とを比較し、電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１よりも大きくない場合には、感光体ドラム６５を分割した複数の区間の各々について電流比率Ｒを算出する。そして、推定部１０２は、複数の区間の各々の電流比率Ｒの値と第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２とを比較し、複数の区間の全てにおいて電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２よりも大きい場合には、クリーニングブレード６６１の寿命を警告する。

【0057】

更に、推定部１０２は、電流比率Ｒの値と第１閾値Ｘ１とを比較し、電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１よりも大きくない場合には、感光体ドラム６５を分割した複数の区間の各々について電流比率Ｒを算出する。そして、推定部１０２は、複数の区間の各々の電流比率Ｒの値と第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２とを比較し、複数の区間の中に電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２よりも大きくない区間がある場合には、クリーニングブレード６６１の交換を推奨する。

【0058】

例えば、現像ローラー６４１から感光体ドラム６５へ流れる現像電流Ｉｄの向きが、現像電流Ｉｄの正の向きと定義される。現像ローラー６４１のＤＣバイアスＶｄｃと感光体ドラム６５の露光後の表面電位Ｖ０との電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）が正の値である場合に、現像ローラー６４１と感光体ドラム６５との間に順方向バイアスが与えられる。電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）が負の値である場合に、現像ローラー６４１と感光体ドラム６５との間に逆方向バイアスが与えられる。

【0059】

ＤＣバイアスＶｄｃの第１の値Ｖｄｃ１は、例えば、電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）が正の値となるように設定される。したがって、現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１は正の値である。ＤＣバイアスＶｄｃの第２の値Ｖｄｃ２は、例えば、電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）が負の値となるように設定される。したがって、現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２は負の値である。電流比率Ｒは、例えば、Ｉｄ１／Ｉｄ２の絶対値である。

【0060】

クリーニングブレード６６１が劣化して感光体ドラム６５の表面上の残留トナーの除去性能が低下すると、ＤＣバイアスＶｄｃの第１の値Ｖｄｃ１が不変であっても、現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１が減少する。現像ローラー６４１から感光体ドラム６５への正極性のトナーの飛翔が、正極性の残留トナーによって阻害されるからである。また、クリーニングブレード６６１が劣化して感光体ドラム６５の表面上の残留トナーの除去性能が低下すると、ＤＣバイアスＶｄｃの第２の値Ｖｄｃ２が不変であっても、現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２の絶対値が増加する。感光体ドラム６５の表面上の正極性の残留トナーが逆方向バイアスによって現像ローラー６４１へ戻されるからである。したがって、クリーニングブレード６６１が劣化すると、電流比率Ｒが減少することが予想される。

【0061】

次に、図１～図５を参照して、制御部１０の処理について説明する。図４及び図５は、制御部１０の処理の一例である初期化処理を示すフローチャートである。初期化処理は、例えば、画像形成装置１００の工場出荷時に一度だけ実行される。

【0062】

ステップＳ１０１：図４に示されるように、制御部１０は、ＤＣバイアスＶｄｃを第１の値Ｖｄｃ１及び第２の値Ｖｄｃ２に設定する。ステップＳ１０１の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１０３へ進む。

【0063】

ステップＳ１０３：制御部１０は、繰り返し処理を制御するための変数ｎを１に初期化する。ステップＳ１０３の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１０５へ進む。

【0064】

ステップＳ１０５：制御部１０は、ＡＣバイアスＶａｃを特定値Ｖａｃ＿ｎに設定する。特定値Ｖａｃ＿ｎは、変数ｎの値に応じて異なる。ステップＳ１０５の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１０７へ進む。

【0065】

ステップＳ１０７：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ１＋Ｖａｃ＿ｎで現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１を取得する。ステップＳ１０７の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１０９へ進む。

【0066】

ステップＳ１０９：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ２＋Ｖａｃ＿ｎで現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２を取得する。ステップＳ１０９の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１１１へ進む。

【0067】

ステップＳ１１１：制御部１０は、現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１及び第２の大きさＩｄ２に基づいて電流比率Ｒの値を算出する。なお、ステップＳ１０５及びステップＳ１０７では、所定の面積を有する矩形のパッチパターンを表す静電潜像が感光体ドラム６５の軸方向の全体に形成されるように、露光装置６１が制御される。ステップＳ１１１の処理が完了すると、制御部１０の処理が図５に示されたステップＳ１１３へ進む。

【0068】

ステップＳ１１３：図５に示されるように、制御部１０は、変数ｎの値が１に等しいか否かを判定する。変数ｎの値が１に等しいと制御部１０が判定した場合（ステップＳ１１３でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ１１５へ進む。変数ｎの値が１に等しくないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ１１３でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ１１９へ進む。

【0069】

ステップＳ１１５：制御部１０は、ステップＳ１１１で算出した電流比率Ｒの値を最大値Ｒｘとして記憶する。また、制御部１０は、ステップＳ１０７及びステップＳ１０９で使用したＡＣバイアスＶａｃの特定値Ｖａｃ＿ｎを最適値Ｖｘとして記憶する。ステップＳ１１５の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１１７へ進む。

【0070】

ステップＳ１１７：制御部１０は、変数ｎの値を１だけ加算するように更新する。ステップＳ１１７の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１２１へ進む。

【0071】

ステップＳ１１９：制御部１０は、ステップＳ１１１で算出した電流比率Ｒの値が最大値Ｒｘより大きいか否かを判定する。電流比率Ｒの値が最大値Ｒｘより大きいと制御部１０が判定した場合（ステップＳ１１９でＹｅｓ）には、最大値Ｒｘが更新されるように、制御部１０の処理がステップＳ１１５へ進む。電流比率Ｒの値が最大値Ｒｘより大きくないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ１１９でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ１１７へ進む。

【0072】

ステップＳ１２１：制御部１０は、変数ｎの値が閾値ｎｘ以上であるか否かを判定する。変数ｎの値が閾値ｎｘ以上であると制御部１０が判定した場合（ステップＳ１２１でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ１２３へ進む。変数ｎの値が閾値ｎｘ以上でないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ１２１でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ１０５へ戻る。

【0073】

ステップＳ１２３：制御部１０は、クリーニングブレード６６１の劣化状態の推定に用いるＡＣバイアスＶａｃの値を、最適値Ｖｘに設定する。最適値Ｖｘは、ステップＳ１０３からステップＳ１２１までの処理が示すように、電流比率Ｒの値を最大化するＡＣバイアスＶａｃの特定値Ｖａｃ＿ｎである。最適値Ｖｘの探索の間、ＤＣバイアスＶｄｃの第１の値Ｖｄｃ１及び第２の値Ｖｄｃ２は維持される。ステップＳ１２３の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１２５へ進む。

【0074】

ステップＳ１２５：制御部１０は、ステップＳ１１５で記憶した電流比率Ｒの最大値Ｒｘを初期値Ｘ０として保存する。ステップＳ１２５の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１２７へ進む。

【0075】

ステップＳ１２７：制御部１０は、電流比率Ｒの値の経時変化の予測を示す予測曲線Ｃを生成する。ステップＳ１２７の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ１２９へ進む。

【0076】

ステップＳ１２９：制御部１０は、状態推定の実行間隔Ｔｐの値を初期値Ｔ０に設定する。ステップＳ１２９の処理が完了すると、制御部１０の初期化処理が終了する。

【0077】

次に、図１～図８を参照して、制御部１０の処理について更に説明する。図６、図７、及び図８は、制御部１０の処理の一例である状態推定処理を示すフローチャートである。

【0078】

ステップＳ２０１：図６に示されるように、制御部１０は、状態推定の実行間隔Ｔｐが経過したか否かを判定する。状態推定の実行間隔Ｔｐが経過したと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ２０３へ進む。状態推定の実行間隔Ｔｐが未だ経過していないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２０１でＮｏ）には、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0079】

ステップＳ２０３：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ１＋Ｖｘで現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１を取得する。ステップＳ２０３の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２０５へ進む。

【0080】

ステップＳ２０５：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ２＋Ｖｘで現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２を取得する。ステップＳ２０５の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２０７へ進む。

【0081】

ステップＳ２０７：制御部１０は、現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１及び第２の大きさＩｄ２に基づいて電流比率Ｒの値を算出する。なお、ステップＳ２０３及びステップＳ２０５では、所定の面積を有する矩形のパッチパターンを表す静電潜像が感光体ドラム６５の軸方向の全体に形成されるように、露光装置６１が制御される。ステップＳ２０７の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２０９へ進む。

【0082】

ステップＳ２０９：制御部１０は、ステップＳ２０７で算出した電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１より大きいか否かを判定する。電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１より大きいと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２０９でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ２１１へ進む。電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１より大きくないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２０９でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ２１５へ進む。

【0083】

ステップＳ２１１：制御部１０は、ステップＳ２０７で算出した電流比率Ｒの値が予測曲線Ｃから乖離しているか否かを判定する。電流比率Ｒの値が予測曲線Ｃから乖離していると制御部１０が判定した場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ２１３へ進む。電流比率Ｒの値が予測曲線Ｃから乖離していないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２１１でＮｏ）には、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0084】

ステップＳ２１３：制御部１０は、ステップＳ２０７で算出した電流比率Ｒの値に適合するように予測曲線Ｃを更新する。ステップＳ２１３の処理が完了すると、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0085】

ステップＳ２１５：制御部１０は、ステップＳ２０７で算出した電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２（＜Ｘ１）より大きいか否かを判定する。電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２より大きいと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２１５でＹｅｓ）には、制御部１０の処理が図７に示されたステップＳ２１９へ進む。制御部１０の処理がステップＳ２１９へ進む場合は、電流比率Ｒの値が不等式Ｘ２＜Ｒ≦Ｘ１を満たす場合である。電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２より大きくないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２１５でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ２１７へ進む。

【0086】

ステップＳ２１７：制御部１０は、液晶ディスプレー２１を用いて、クリーニングブレード６６１を含むユニットの交換を推奨する旨のアラートをユーザーに提供する。ステップＳ２１７の処理が完了すると、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0087】

ステップＳ２１９：図７に示されるように、制御部１０は、繰り返し処理を制御するための変数ｍを１に初期化する。ステップＳ２１９の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２２１へ進む。

【0088】

ステップＳ２２１：制御部１０は、所定の面積を有する矩形のパッチパターンを表す静電潜像が感光体ドラム６５の軸方向の区間ｍのみに形成されるように露光装置６１を制御する。クリーニングブレード６６１の部分的な欠損の有無を調べるため、Ｙ軸の方向において感光体ドラム６５が仮想的に例えば８個の区間に分割される。ステップＳ２２１の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２２３へ進む。

【0089】

ステップＳ２２３：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ１＋Ｖｘで現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１を取得する。ステップＳ２２３の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２２５へ進む。

【0090】

ステップＳ２２５：制御部１０は、現像ローラー６４１へのバイアス印加を電圧印加部１２１に実行させて、バイアスＶｄｃ２＋Ｖｘで現像電流Ｉｄの第２の大きさＩｄ２を取得する。ステップＳ２２５の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２２７へ進む。

【0091】

ステップＳ２２７：制御部１０は、現像電流Ｉｄの第１の大きさＩｄ１及び第２の大きさＩｄ２に基づいて電流比率Ｒの値を算出する。ステップＳ２２７の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２２９へ進む。

【0092】

ステップＳ２２９：制御部１０は、変数ｍの値を１だけ加算するように更新する。ステップＳ２２９の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２３１へ進む。

【0093】

ステップＳ２３１：制御部１０は、変数ｍの値が閾値ｍｘ以上であるか否かを判定する。変数ｍの値が閾値ｍｘ以上であると制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３１でＹｅｓ）には、制御部１０の処理が図８に示されたステップＳ２３３へ進む。変数ｍの値が閾値ｍｘ以上でないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３１でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ２２１へ戻る。例えば、感光体ドラム６５がＹ軸の方向において８分割される場合には、閾値ｍｘが９に設定される。

【0094】

ステップＳ２３３：図８に示されるように、制御部１０は、ステップＳ２２７で繰り返し算出した電流比率Ｒの値が感光体ドラム６５の全区間で第２閾値Ｘ２より大きいか否かを判定する。電流比率Ｒの値が全区間で第２閾値Ｘ２より大きいと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３３でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ２３５へ進む。電流比率Ｒの値がいずれかの区間で第２閾値Ｘ２より大きくないと制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３３でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ２４３へ進む。なお、ステップＳ２１５における第２閾値Ｘ２と、ステップＳ２３３における第２閾値Ｘ２とは、互いに異なる値であってもよい。

【0095】

ステップＳ２３５：制御部１０は、クリーニングブレード６６１の機能低下を補償するような転写部７の転写条件の変更が可能であるか否かを判定する。転写条件の変更が可能であると制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３５でＹｅｓ）には、制御部１０の処理がステップＳ２３７へ進む。転写条件の変更が不可能であると制御部１０が判定した場合（ステップＳ２３５でＮｏ）には、制御部１０の処理がステップＳ２３９へ進む。

【0096】

ステップＳ２３７：制御部１０は、転写部７の転写条件を変更する。ステップＳ２３７の処理が完了すると、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0097】

ステップＳ２３９：制御部１０は、液晶ディスプレー２１を用いて、クリーニングブレード６６１の寿命警告を含む表示をユーザーに提供する。ステップＳ２３９の処理が完了すると、制御部１０の処理がステップＳ２４１へ進む。

【0098】

ステップＳ２４１：制御部１０は、状態推定の実行間隔Ｔｐの値を所定値Ｔ１（Ｔ１＜Ｔ０）に変更する。つまり、予測曲線Ｃに基づいてクリーニングブレード６６１の次の状態推定タイミングが決定される。ステップＳ２４１の処理が完了すると、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0099】

ステップＳ２４３：制御部１０は、液晶ディスプレー２１を用いて、クリーニングブレード６６１を含むユニットの交換を推奨する旨のアラートをユーザーに提供する。ステップＳ２４３の処理が完了すると、制御部１０の状態推定処理が終了する。

【0100】

図６～図８の状態推定処理によれば、制御部１０は、感光体ドラム６５の全体について算出した電流比率Ｒの値が第１閾値Ｘ１よりも大きくない場合には、感光体ドラム６５を分割した複数の区間の各々について電流比率Ｒを算出する。そして、制御部１０は、複数の区間の各々の電流比率Ｒの値と第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２とを比較する。制御部１０は、複数の区間の全てにおいて電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２よりも大きい場合には、クリーニングブレード６６１の寿命を警告する。逆に、複数の区間の中に電流比率Ｒの値が第２閾値Ｘ２よりも大きくない区間がある場合には、制御部１０は、クリーニングブレード６６１の交換を推奨する。つまり、電流比率Ｒの値に応じて、クリーニングブレード６６１の寿命警告表示又はユニット交換推奨アラートがユーザーに提供される。

【実施例】

【0101】

続いて、本発明の実施例について説明する。実施例の駆動条件、バイアス条件、及びトナー条件は、以下の通りである。なお、本発明は実施例の範囲に限定されない。

【0102】

［駆動条件］
印字速度：６０枚／分
感光体周速：２８０ｍｍ／秒
現像剤担持体線速：５０４ｍｍ／秒
［バイアス条件］
現像ＤＣバイアス：－１１０Ｖ～１３０Ｖ
現像ＡＣバイアス：１０００Ｖｐｐ／１２００Ｖｐｐ
現像ＡＣ周波数：８０００Ｈｚ
現像ＡＣデューティー比：５０％
感光体・現像剤担持体間の電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）：－１３０Ｖ～１１０Ｖ
［トナー条件］
トナー粒径：６．８μｍ
トナー極性：正帯電性

【0103】

次に、図９を参照して、実施例における直流バイアスＶｄｃと現像電流Ｉｄとの相関について説明する。図９は、直流バイアスＶｄｃと現像電流Ｉｄとの相関の例を示す図である。図９において、横軸は現像ローラー６４１と感光体ドラム６５との間の電位差（Ｖｄｃ－Ｖ０）［Ｖ］を、縦軸は現像電流Ｉｄ［μＡ］をそれぞれ示す。

【0104】

図９は、クリーニングブレード６６１の劣化がない状態における測定結果を示す。順方向バイアス（Ｖｄｃ－Ｖ０＞０）を示す直流バイアスＶｄｃの範囲では、直流バイアスＶｄｃが増加するにつれて現像ローラー６４１から感光体ドラム６５へ飛翔する正極性トナーが増加するので、正の現像電流Ｉｄが増加する。一方、逆方向バイアス（Ｖｄｃ－Ｖ０＜０）を示す直流バイアスＶｄｃの範囲では、逆極性に帯電したトナー又はキャリアが現像ローラー６４１から感光体ドラム６５へ飛翔するので、負の現像電流Ｉｄが発生する。ただし、逆方向バイアスの場合の現像電流Ｉｄの絶対値は、順方向バイアスの場合の現像電流Ｉｄの絶対値より小さい。

【0105】

図９の例によれば、初期化処理において、Ｖｄｃ１－Ｖ０＝１１０Ｖ、Ｖｄｃ２－Ｖ０＝－１３０Ｖと設定される。Ｖ０＝２０Ｖであれば、Ｖｄｃ１＝１３０Ｖ、Ｖｄｃ２＝－１１０Ｖである。これらの直流バイアス条件下で交流バイアスＶａｃの値が１０００Ｖｐｐである場合、電流比率Ｒの値が３．５７であった。同じ直流バイアス条件下で交流バイアスＶａｃの値が１２００Ｖｐｐである場合、電流比率Ｒの値が３．８９であった。したがって、交流バイアスＶａｃの最適値Ｖｘは、１２００Ｖｐｐとされる。電流比率Ｒの初期値Ｘ０は３．８９である。

【0106】

最後に、図１０を参照して、予測曲線Ｃについて説明する。図１０は、電流比率Ｒの値の予測曲線Ｃの一例を示す図である。図１０において、横軸は画像形成装置１００の駆動時間を、縦軸は電流比率Ｒの値をそれぞれ示す。

【0107】

図１０に示されるように、駆動時間「０」における電流比率Ｒの値は、初期値Ｘ０である。電流比率Ｒの値が予測曲線Ｃから乖離しない限り、状態推定の実行間隔Ｔｐの初期値Ｔ０毎に図６～図８の状態推定処理が実行される。以後、電流比率Ｒの値が不等式Ｘ２＜Ｒ≦Ｘ１を満たすほどクリーニングブレード６６１が劣化した場合には、寿命警告表示がユーザーに提供される。更に、電流比率Ｒの値が不等式Ｒ≦Ｘ２を満たすほどクリーニングブレード６６１が更に劣化した場合には、ユニット交換推奨アラートがユーザーに提供される。第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２は、例えば、電流比率Ｒの初期値Ｘ０を基準として、Ｘ１＝０．５Ｘ０、Ｘ２＝０．３Ｘ０を満たすように設定され得る。

【0108】

実施形態によれば、クリーニングブレード６６１の劣化状態を推定することができる画像形成装置１００が提供される。

【0109】

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0110】

実施形態では、画像形成装置１００がカラープリンターであったが、これに限られない。画像形成装置１００は、電子写真方式で画像を形成する装置であればよい。

【0111】

また、実施形態では、現像剤が二成分現像剤であったが、これに限られない。現像剤は、一成分現像剤であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0113】

６４ 現像装置
６５ 感光体ドラム（像担持体）
１００ 画像形成装置
１０１ 測定部
１０２ 推定部
１２１ 電圧印加部
１２２ 電流検知部
６４１ 現像ローラー（現像剤担持体）
６６１ クリーニングブレード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】