JP2008083150A - 画像形成装置、異常判断方法および画像形成条件の最適化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体に対し着脱自在の現像器を使用して画像を形成する画像形成装置において、現像器に起因する異常とその他の異常との双方に対し適切に対応する。
【解決手段】現像バイアスを多段階に変更設定しながらパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づき最適現像バイアスを算出する（ステップＳ１０１〜Ｓ１１０）。最大バイアスで形成したパッチ画像の濃度検出結果Ｄv6が低すぎる濃度異常が検出された場合（ステップＳ１０５）、エラーフラグのみセットして動作を継続する（ステップＳ１１１）。全色の現像器について処理を終了した後、エラーフラグが全てのトナー色についてセットされていた場合は装置本体の異常、特定のトナー色についてのみセットされているときは当該現像器の異常と判断する（ステップＳ１１２〜Ｓ１１３）。
【選択図】図４

Description

この発明は、装置本体に対し着脱自在の現像器を使用して画像を形成する画像形成装置および該装置における異常判断方法ならびに画像形成条件の最適化方法に関するものである。

装置本体に対し着脱可能な現像器を用いて画像を形成する画像形成装置においては、現像器の異常または装置本体の異常に起因して、適正な画像濃度を得られないことがある。このことを利用して、形成した画像の濃度検出結果に基づいて装置の異常を判断するように構成された装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像バイアスまたは露光パワーを多段階に変更設定しながら形成した複数のパッチ画像の濃度検出結果に基づき装置の異常判定を行っている。より具体的には、所定の現像バイアスまたは露光パワーで形成したパッチ画像の濃度が適正範囲外であるときには装置に異常があるものと判断して所定のエラー処理を実行している。

特開２００４−３４１２３０号公報（図１４、図１５）

上記従来技術においては、パッチ画像の濃度異常が検出されると、その濃度異常がどのような態様で現れた場合であっても同一のエラー処理を実行し、そのエラー処理では以後の画像形成動作を禁止するようにしている。しかしながら、このような濃度異常は特定の現像器のみに存する原因によって生じている場合もあり、このような場合にも一律に動作を停止してしまうと、異常の原因の特定ができなかったり、異常のない他の現像器も使用できなくなってしまうことになる。この点において、上記従来技術にはさらなる改善の余地が残されている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、装置本体に対し着脱自在の現像器を使用して画像を形成する画像形成装置において、現像器に起因する異常とその他の異常との双方に対し適切に対応することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像形成装置の第１の態様は、上記目的を達成するため、それぞれトナーを貯留する複数の現像器と、前記トナーを使用して所定の画像形成条件で形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度を検出し、その結果が当該現像器および当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が生じたときには動作異常と判断する異常判断処理を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記異常判断処理において、前記複数の現像器のうちの一部においてのみ前記濃度異常が生じているときには当該現像器の異常と判断する一方、前記複数の現像器の全てにおいて前記濃度異常が生じているときには、現像器以外の装置の異常と判断することを特徴としている。

このように構成された発明では、特定の現像器においてのみ濃度異常が生じた場合と、全ての現像器において濃度異常が生じた場合とで判断が異なる。すなわち、複数の現像器のうち一部でも濃度異常が生じていなければ、ある現像器を使用したときの濃度異常の原因はその現像器にあると判断する。一方、どの現像器においても同じように濃度異常が生じた場合には、異常の原因は現像器以外にあると判断する。こうすることで、以後の処理においては現像器に起因する異常とその他の異常とを区別して取り扱うことができる。また、異常の生じた現像器を特定することができるので、一部の現像器の異常によって正常な他の現像器も一律に使用できなくなるという問題も解消することができる。

ここで、前記制御手段は、前記パッチ画像の濃度検出結果に基づいて装置の画像形成条件を最適化する最適化処理を前記現像器のそれぞれについて順次実行し、しかも、それぞれの現像器について、前記最適化処理を実行しながら前記濃度異常が生じたか否かを記憶し、全ての現像器について前記最適化処理を終了した後に、記憶した情報に基づいて前記異常判断処理を行うようにしてもよい。こうすることで、たとえ一部の現像器に異常があったとしても、それが検出された時点で動作が止まってしまうことにはならず、一応全ての現像器について最適化処理が行われることとなる。そのため、一連の処理で全ての現像器について異常の有無が判断されることとなる。また、異常のなかった現像器については画像形成条件の最適化が行われるので、当該現像器については画像形成動作に供することが可能となる。

このことは、例えば複数の現像器のうち１つのみを使用してモノクロ画像を形成する動作モードを有する画像形成装置において、モノクロ画像の形成に使用する現像器が正常であれば、他の現像器に異常があったとしても、良好な画像品質でモノクロ画像を形成することが可能であることを意味する。

また、この発明にかかる画像形成装置の第２の態様は、それぞれトナーを貯留する複数の現像器と、前記トナーを使用して所定の画像形成条件で形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて、当該現像器を使用して画像を形成するときの画像形成条件を最適化する最適化処理を、前記複数の現像器それぞれについて順次実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の画像形成条件で形成したパッチ画像の濃度検出結果が当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が少なくとも一の現像器について生じたとき、前記複数の現像器のうち１つでも適正濃度が得られている場合には当該濃度異常の生じた現像器の異常であると判断する一方、全ての現像器において同様の濃度異常が生じているときには現像器以外の装置の異常と判断することを特徴としている。

このように構成された発明では、上記した発明と同様に、複数の現像器のうち一部でも濃度異常が生じていなければ、ある現像器を使用したときの濃度異常の原因はその現像器にあると判断する。一方、どの現像器においても同じように濃度異常が生じた場合には、異常の原因は現像器以外にあると判断する。こうすることで、以後の処理においては現像器に起因する異常とその他の異常とを区別して取り扱うことができる。また、異常の生じた現像器を特定することができるので、一部の現像器の異常によって正常な他の現像器も一律に使用できなくなるという問題も解消することができる。

上記各発明において、前記制御手段は、例えば前記パッチ画像の濃度検出結果が所定の最低基準濃度に達していないときに濃度異常と判断することができる。本願発明者らの知見によれば、現像器側の原因によって濃度異常が生じる場合の多くは、現像器内のトナーの残量やその特性が十分でないことによって生じる濃度不足である。したがって、画像濃度が所定レベル以上であるか否かによって濃度異常を判断することで、簡単に現像器の異常を発見することができる。

その一方、現像器の異常によって画像の濃度が高くなりすぎることは、一般的な装置構成においてはあまり考えられない。そこで、少なくとも１つの現像器についてパッチ画像の濃度検出結果が所定の最高基準濃度を超えているときには、現像器以外の装置の異常と判断して以後のパッチ画像の形成を中止するようにしてもよい。こうすることで、無駄なパッチ画像を形成してトナーを消費してしまうことが回避されるとともに、異常な動作状態のまま装置を稼動させることによって装置の他の部分がダメージを受けることも回避される。

また、この発明にかかる画像形成装置の異常判断方法は、上記目的を達成するため、複数の現像器のそれぞれについて、当該現像器に貯留されたトナーを使用して所定の画像形成条件でパッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその濃度を検出し、その結果が当該現像器および当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が生じたときには動作異常と判断する異常判断処理を実行し、しかも、前記異常判断処理において、前記複数の現像器のうちの一部においてのみ前記濃度異常が生じているときには当該現像器の異常と判断する一方、前記複数の現像器全てにおいて前記濃度異常が生じているときには、現像器以外の装置の異常と判断することを特徴としている。このように構成された発明では、上記した画像形成装置の発明と同様に、現像器に起因する異常とその他の異常とを区別して以後の処理を行うことができる。

また、この発明にかかる画像形成条件の最適化方法は、上記目的を達成するため、複数の現像器のそれぞれについて、当該現像器に貯留されたトナーを使用して所定の画像形成条件でパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、その濃度検出結果に基づいて当該現像器を使用して画像を形成するときの画像形成条件を最適化する最適化処理を実行し、しかも、所定の画像形成条件で形成したパッチ画像の濃度検出結果が当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が少なくとも一の現像器について生じたとき、前記複数の現像器のうち１つでも適正濃度が得られている場合には前記濃度異常の生じた現像器の異常であると判断する一方、全ての現像器において同様の濃度異常が生じているときには現像器以外の装置の異常と判断することを特徴としている。

このように構成された発明では、たとえ一部の現像器に異常があったとしても、一応全ての現像器について最適化処理が行われることとなる。そのため、一連の処理で全ての現像器について異常の有無が判断され、しかも、その異常の原因が現像器にあるのか、装置の他の部分にあるのかを区別して取り扱うことができる。また、異常のなかった現像器については画像形成条件の最適化が行われるので、当該現像器については画像形成動作に供することが可能となる。

図１はこの発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。

このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ローラ２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ローラ２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。

そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色の非磁性一成分トナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されるステッピングモータである現像ユニット駆動モータ４７により回転駆動されている。また、装置本体には、現像ユニット４に対し離当接するロータリーロック４５が設けられている。必要に応じてこのロータリーロック４５が現像ユニット４の支持フレーム４０の外周部に当接することにより、現像ユニット４の回転を拘束し現像ユニット４を所定位置に停止位置決めするブレーキおよびロック機構として作用する。

そして、エンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが選択的に感光体２２と対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が、所定のギャップを隔てて感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。

上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。

二次転写領域ＴＲ2は、ローラ７３に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面と、該ベルト表面に対し離当接する二次転写ローラ８６とが当接するニップ部である。カセット８に積層貯留されたシートＳは、ピックアップローラ８８の回転によって１枚ずつ取り出されて搬送経路ＦＦに乗せられる。そして、フィードローラ８４、８５およびゲートローラ８１の回転によって搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送される。

このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には次の通りである。搬送経路ＦＦ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられるとともに、さらにその手前側にゲート前シート検出センサ８０１が設けられている。そして、搬送経路ＦＦ上を搬送されてきたシートＳが到達したことがゲート前シート検出センサ８０１により検出されるとシートＳの搬送はいったん停止され、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに同期させてゲートローラ８１の回転を再開することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。こうして二次転写領域ＴＲ2を通過するシートＳの表面に、中間転写ベルト７１上に形成されたトナー像が二次転写される。

こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路ＦＦに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。

また、シート搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲ上の各位置には、前記したゲート前シート検出センサ８０１の他にも、当該経路上においてシート通過の有無を検出するためのシート検出センサ８０２〜８０４が設けられており、これらのセンサの出力に基づいて、シート搬送タイミングが管理されるとともに、各位置でのジャム検出が行われる。

また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能のクリーナブレード７６１と、廃トナータンク７６２とを備えている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナブレード７６１がローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落として除去する。掻き落とされたトナーは廃トナータンク７６２に蓄えられる。廃トナータンク７６２には、当該タンクの満杯を検出するための廃トナーセンサ７６３が設けられている。

このクリーナブレード７６１は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナブレード７６１は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナブレード７６１を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナブレード７６１が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。

また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。

また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。

また、全体として略円筒形をなす現像ユニット４の側面に当たる各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋの外周面には、それぞれメモリタグ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋが貼付されている。例えば、イエロー現像器４Ｙに装着されたメモリタグ４９Ｙは、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するためのメモリ４９１Ｙと、該メモリと電気的に接続されたループアンテナ４９２Ｙとを備えている。また、他の現像器に設けられたメモリタグ４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋにもそれぞれメモリチップ４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋと、ループアンテナ４９２Ｃ，４９２Ｍおよび４９２Ｋとが設けられている。

一方、装置本体側にも無線通信用アンテナ１０９が設けられている。この無線通信用アンテナ１０９は、ＣＰＵ１０１と接続されたトランシーバ１０５によって駆動されており、現像器側の無線通信用アンテナとの間で無線通信を行うことにより、ＣＰＵ１０１と現像器に設けられたメモリとの間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。

また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。

なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

図３はこの実施形態における濃度制御処理を示すフローチャートである。図３に示す各ステップのうち、初期化動作（ステップＳ００１）、光量設定（ステップＳ００２）および下地検出（ステップＳ００３）の処理内容は、装置の基本的構成を前述の特許文献１（特開２００４−３４１２３０号公報）に記載のものと同一とすることで同一の処理とすることができるので、ここでは説明を省略する。また、以下に説明する処理も基本的な思想は特許文献１に記載のものと共通している。

図４はこの実施形態におけるバイアス調整処理を示すフローチャートである。この処理では、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて現像バイアスの最適化を行う。まず、１つの現像器、例えばブラック現像器４Ｋを感光体２２と対向する現像位置へ位置決めし（ステップＳ１０１）、現像ローラ４４に与える現像バイアスを多段階に変更設定しながら各バイアス値で所定のパッチ画像を形成する（ステップＳ１０２）。ここでは、現像バイアスをＶb1、Ｖb2、…、Ｖb6の６段階で次第に増加させてゆくものとする。ここで形成するパッチ画像は比較的高濃度の画像が好ましく、例えばベタ画像を用いることができる。こうして各バイアス値で形成したパッチ画像の濃度の濃度センサ６０により検出する（ステップＳ１０３）。以下では、現像バイアス値Ｖb1、Ｖb2、…、Ｖb6で形成されたパッチ画像の濃度検出結果をそれぞれＤv1、Ｄv2、…、Ｄv6と表す。

こうして検出したパッチ画像のうち、最も低い現像バイアス値Ｖb1で形成したパッチ画像の濃度検出結果が所定の適正範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここでは、濃度検出結果Ｄv1が所定濃度以下であれば、つまり濃度検出結果Ｄv1が高すぎなければ適正であるとする。濃度検出結果Ｄv1が適正でないと判定したときには何らかの異常が起きていると考えれられるので、所定のエラー処理１を実行する。

図５はエラー処理１の処理内容を示すフローチャートである。現像バイアスを最低に設定したにもかかわらず高い濃度が検出される原因としては、第１に濃度センサ６０にトナーが付着したことに起因する誤検出が考えられる。そこで、いったん濃度制御処理を停止して、異常が生じた旨をユーザに報知するとともに、濃度センサ６０の清掃作業を促すためのメッセージ（ここでは「清掃要求」という）を表示部１２に表示させる（ステップＳ２０１）。濃度センサ６０がトナー付着により汚れている場合、以後のトナー色においてバイアスの調整を行うことはできず、正常な画像形成が行われることは望めない。そこで、以後の画像形成動作を禁止する（ステップＳ２０２）。そして、エラー状態を解除するための解除条件として、エンジン部ＥＧを覆う本体カバーが開かれたことあるいは装置の電源が切られたことを設定して処理を終了する（ステップＳ２０３）。エラー処理１を実行することにより、図４に示すバイアス調整処理および図３に示す濃度制御処理における以後の動作は行われないこととなり、この状態は、設定された解除条件が満足されるまで維持される。これにより、異常な状態のまま装置が使用され続けることが禁止される。また、エラー解除条件は満足されたとしても、エラーの原因自体が解消されていない場合には、動作再開後の濃度制御処理によって再びエラーとなる。

図４に戻ってバイアス調整処理の説明を続ける。ステップＳ１０４において濃度検出結果Ｄv1が適正であったときには、続いて最も高い現像バイアス値Ｖb6で形成したパッチ画像の濃度検出結果が所定の適正範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここでは、濃度検出結果Ｄv6が所定濃度以上であれば、つまり濃度検出結果Ｄv6が低すぎなければ適正であるとする。なお、ステップＳ１０４における適正範囲とステップＳ１０５における適正範囲とはそれぞれ独立して定められるべきものであり、当然ながら両者における「所定濃度」は必ずしも同じ値ではない。

ここで、濃度検出結果Ｄv6が適正範囲であるときには、続いて、最高および最低現像バイアスＶb6、Ｖb1でそれぞれ形成したパッチ画像の濃度検出結果Ｄv6とＤv1との差ΔＤvを求める（ステップＳ１０６）。ここで、この値ΔＤvがゼロ以下の値であるとき、このことは現像バイアスを増加させたのにもかかわらず画像濃度が増加していないことを表しているので、何らかの異常があると考えられる。濃度センサ６０の汚れによってもこのような状態は生じうる。そこで、この場合にも上記したエラー処理１を実行する。一方、ΔＤvが正の値であれば、現像バイアスの増加に対して画像濃度も増加していることを表しているので適正と判断することができる。この場合には、各パッチ画像の濃度検出結果に基づき、所定の目標濃度に対応する現像バイアスの最適値を算出する（ステップＳ１０８）。そして、全色について最適現像バイアスの算出が終了するまで（ステップＳ１０９）、現像器をマゼンタ、シアン、イエローと順次切り替えながら上記処理を繰り返す（Ｓ１１０）。全ての現像器について最適現像バイアスの算出が完了したときには、続いて露光パワーの最適化（図３のステップＳ００５）を実行する。

ステップＳ１０５において濃度検出結果Ｄv6が適正範囲になかった、つまり最高現像バイアスＶb6で形成したパッチ画像の濃度が低すぎた場合には、直ちにエラー処理を行って動作を止めてしまうことはない。すなわち、この装置では、濃度検出結果Ｄv6が適正範囲になかったときには、当該トナー色に対応して設けられたエラーフラグをセットした上で（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０９に進み、当該トナー色については現像バイアスの算出を省略して処理を継続する。

ステップＳ１０９において、全ての現像器について処理が終了したと判断すると、いずれかのトナー色について前記したエラーフラグがセットされているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ここで、いずれのトナー色についてもエラーフラグがセットされていなければ、全てのトナー色について最適現像バイアスの算出が完了したことを示しているので、現像バイアスの調整処理を終了する。一方、少なくとも１つのトナー色についてエラーフラグがセットされていた場合には、引き続いてエラーフラグが全てのトナー色についてセットされているか否かを判断する（ステップＳ１１３）。

ここで、全てのトナー色についてエラーフラグがセットされていれば、全ての現像器において同じ傾向の異常が現れていることとなるから、現像器側の異常とは考えにくく、この異常の原因は現像器以外の装置本体側にあると考えられる。また、最低現像バイアスＶb1で形成されたパッチ画像の濃度検出結果Ｄv1が適正範囲にあることから、単に濃度センサ６０の汚れが原因であるということもできない。そこで、この場合には下記のエラー処理２を実行する。

図６はエラー処理２の処理内容を示すフローチャートである。ここでのエラーは、ユーザによる簡単な作業により解消可能なものではない可能性が高い。そこで、この場合には、サービスマンに点検・修理を依頼するよう促すメッセージ（ここでは「サービスコール」という）を表示部１２に表示させる（ステップＳ３０１）。また、異常な状態のまま使用を継続することにより装置がより深刻なダメージを受けることを回避するため、以後の画像形成動作を禁止する（ステップＳ３０２）。そして、エラーの解除条件を電源オフに設定して処理を終了するが（ステップＳ３０３）、所定のリセット操作などより特殊な操作がなされることを解除条件とすることで、サービスマンによる点検が終了しない限りエラー状態が解除されないようにしてもよい。

一方、エラーフラグが一部のトナー色についてのみセットされている場合について考える。この場合には、少なくとも１つの現像器については正常に現像バイアスの最適化が完了していることになる。したがって、一部の現像器において発生したエラーは当該現像器に原因があると考えるのが妥当である。また、そのエラーはパッチ画像の濃度が低すぎることに起因するものである。この場合に実行するエラー処理３の内容について、以下に説明する。

図７はエラー処理３の処理内容を示すフローチャートである。この場合のエラーは、少なくとも１つの現像器は正常であるが、他の一部の現像器において十分な画像濃度が得られない、という事象に起因するものである。このような問題は、当該現像器が破損している場合、トナー残量が少ない場合、長期間使用されなかったり保管状態の不備などによりトナーが劣化している場合、仕様に合致しないトナーが充填されるなど現像器に対し不適切な改変が施された場合などに起こりうる。そこで、ここでのメッセージは、異常の検出された現像器を明らかにするとともに、当該現像器が装置の仕様に合致したものであり適切に管理されたものであるかどうかの確認をユーザに促す旨のもの（ここでは「現像器チェック」という）とする（ステップＳ４０１）。そして、以後の画像形成動作を禁止するとともに（ステップＳ４０２）、エラー解除条件を本体カバー開または装置の電源オフとして処理を終了する（ステップＳ４０３）。

また、エラー処理２が実行されるに至った装置では、少なくとも１つの現像器については現像バイアスの最適化が終了している。したがって、この種のエラーが解除された後に再実行される濃度制御処理においては、異常がなく既に現像バイアスの最適化が終了している現像器についてはバイアス調整処理を省略するようにしてもよい。

図８は露光調整処理を示すフローチャートである。この装置における濃度制御処理では、全ての現像器について最適現像バイアスの算出が完了した場合には引き続いて図８の処理を実行することで露光パワーの最適化を行う。初めに、ブラック現像器４Ｋを感光体２と対向する現像位置に移動させる（ステップＳ５０１）。そして、現像バイアスを先のバイアス調整処理においてブラック現像器に対応して求められた最適現像バイアスに設定した状態で（ステップＳ５０２）、露光パワーを多段階に変更設定しながら各設定値でパッチ画像を形成する（ステップＳ５０３）。露光パワーについては最小値Ｅ1から最大値Ｅ4まで４段階で設定するものとする。この場合のパッチ画像は、露光パワーの影響が現れやすい細線画像とすることが望ましい。

そして、各パッチ画像の濃度を濃度センサ６０により検出する（ステップＳ５０４）。バイアス調整処理の場合と同様に、パッチ画像のうち最小露光パワーＥ1で形成したパッチ画像の濃度検出結果Ｄe1が高すぎるとき、最大露光パワーＥ4で形成したパッチ画像の濃度検出結果Ｄe4が低すぎるとき、および両者の差ΔＤe＝Ｄe4−Ｄe1がゼロ以下のときにはエラーとするが（ステップＳ５０５〜Ｓ５０８）、バイアス調整処理が完了していることからここでのエラーは濃度センサ６０の汚れや現像器の異常とは考えにくい。そこで、ここでのエラー処理は、サービスマンによる点検を求める前記したエラー処理２とする。

各パッチ画像の濃度検出結果に異常がなければ、それらの結果に基づいて最適露光パワーを算出する（ステップＳ５０９）。そして、上記処理を、現像器を順次切り替えながら全ての現像器について行うことにより（ステップＳ５１０、Ｓ５１１）、全ての現像器についての最適露光パワーが求められる。

以上のように、この実施形態では、パッチ画像の濃度検出結果に現れた濃度異常のうち、現像器に原因がある可能性が高いと考えられる異常については、異常が検出された場合でも直ちに動作を停止せず、全ての現像器について処理を行う。その上で、かかる異常が特定の現像器のみに生じているのか、全ての現像器に共通して生じているのかを判定し、その結果によって、異常の原因が現像器側にあるのか、現像器以外の装置本体側にあるのかを判断するようにしている。こうすることにより、現像器の異常と、装置の他の部分の異常とを区別して適切な後処理を行うことができる。

特に、この実施形態では、一部の現像器においてパッチ画像の濃度が基準濃度よりも低くなった場合に、その原因が現像器にあるものと推定するようにしている。このような濃度不足は、現像器内のトナーの品質が十分なものでないときに起きやすく、また特定の現像器においてのみ現れることが多い異常である。したがって、このような異常を他の異常とは区別して取り扱うことにより、問題の早期解消を図ることが可能となる。

また、異常の生じている現像器を特定し指し示し、ユーザに当該現像器を確認させ必要に応じて交換させることにより、サービスマンによる点検を待たずにエラーを解消することが可能となる。

以上説明したように、この実施形態においては、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍおよび４Ｋが本発明の「現像器」として機能している。また、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、上記実施形態における濃度制御処理が、本発明の「最適化処理」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、画像濃度に影響を与える濃度制御因子として現像バイアスおよび露光パワーを調整することによって画像形成条件を最適化しているが、濃度制御因子としてはこれ以外にも種々のものが知られており、それらを調整することで画像形成条件を制御するようにしてもよい。

また、上記実施形態における各エラー処理は、異常の現れ方によって処理を異ならせることを概念的に示した単なる例にすぎないものであって、上記とは異なるエラー処理を行うようにしてもよい。また、濃度異常の態様と、そのときに実行されるエラー処理との組み合わせについても上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態におけるエラー処理３では、他のエラー処理と同様に以後の画像形成動作を禁止するようにしているが、この場合、少なくとも１つの現像器が正常であることから、正常な現像器を使用して画像を形成することができるようにしてもよい。例えば、バイアス調整処理の結果、少なくともブラック現像器４Ｋについてエラーフラグがセットされていなければ、他の現像器の状態に関わらず、ブラック現像器４Ｋを使用するモノクロ画像の形成を行うことが原理的に可能である。そこで、エラー処理３を実行した場合でも、少なくともブラック現像器４Ｋが正常であるときには引き続きブラック現像器について露光パワーの調整を行って、モノクロ画像の形成を許可するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。

この発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 この実施形態における濃度制御処理を示すフローチャート。 この実施形態におけるバイアス調整処理を示すフローチャート。 エラー処理１の処理内容を示すフローチャート。 エラー処理２の処理内容を示すフローチャート。 エラー処理３の処理内容を示すフローチャート。 露光調整処理を示すフローチャート。

符号の説明

４…現像ユニット、 ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像器、 ２２…感光体、 ４４…現像ローラ、 ６０…濃度センサ、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）

Claims (7)

1. それぞれトナーを貯留する複数の現像器と、
   前記トナーを使用して所定の画像形成条件で形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度を検出し、その結果が当該現像器および当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が生じたときには動作異常と判断する異常判断処理を実行する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記異常判断処理において、前記複数の現像器のうちの一部においてのみ前記濃度異常が生じているときには当該現像器の異常と判断する一方、前記複数の現像器全てにおいて前記濃度異常が生じているときには、現像器以外の装置の異常と判断する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記パッチ画像の濃度検出結果に基づいて装置の画像形成条件を最適化する最適化処理を前記現像器のそれぞれについて順次実行し、しかも、
   それぞれの現像器について、前記最適化処理を実行しながら前記濃度異常が生じたか否かを記憶し、全ての現像器について前記最適化処理を終了した後に、記憶した情報に基づいて前記異常判断処理を行う請求項１に記載の画像形成装置。
3. それぞれトナーを貯留する複数の現像器と、
   前記トナーを使用して所定の画像形成条件で形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて、当該現像器を使用して画像を形成するときの画像形成条件を最適化する最適化処理を、前記複数の現像器それぞれについて順次実行する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、所定の画像形成条件で形成したパッチ画像の濃度検出結果が当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が少なくとも一の現像器について生じたとき、前記複数の現像器のうち１つでも適正濃度が得られている場合には当該濃度異常の生じた現像器の異常であると判断する一方、全ての現像器において同様の濃度異常が生じているときには現像器以外の装置の異常と判断する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記パッチ画像の濃度検出結果が所定の最低基準濃度に達していないときに濃度異常と判断する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、少なくとも１つの現像器についてパッチ画像の濃度検出結果が所定の最高基準濃度を超えているときには、現像器以外の装置の異常と判断して以後のパッチ画像の形成を中止する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 複数の現像器のそれぞれについて、当該現像器に貯留されたトナーを使用して所定の画像形成条件でパッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその濃度を検出し、その結果が当該現像器および当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が生じたときには動作異常と判断する異常判断処理を実行し、しかも、
   前記異常判断処理において、前記複数の現像器のうちの一部においてのみ前記濃度異常が生じているときには当該現像器の異常と判断する一方、前記複数の現像器の全てにおいて前記濃度異常が生じているときには、現像器以外の装置の異常と判断する
   ことを特徴とする異常判断方法。
7. 複数の現像器のそれぞれについて、当該現像器に貯留されたトナーを使用して所定の画像形成条件でパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、その濃度検出結果に基づいて当該現像器を使用して画像を形成するときの画像形成条件を最適化する最適化処理を実行し、しかも、
   所定の画像形成条件で形成したパッチ画像の濃度検出結果が当該条件に対応する適正濃度でない濃度異常が少なくとも一の現像器について生じたとき、前記複数の現像器のうち１つでも適正濃度が得られている場合には前記濃度異常の生じた現像器の異常であると判断する一方、全ての現像器において同様の濃度異常が生じているときには現像器以外の装置の異常と判断する
   ことを特徴とする画像形成条件の最適化方法。

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