JP2008292973A

JP2008292973A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008292973A
Application number: JP2007311466A
Authority: JP
Inventors: Koji Kami; 浩二上; Yasufumi Nakazato; 保史中里; Osamu Sato; 佐藤　　修; Masahide Yamashita; 昌秀山下; Atsushi Yamane; 淳山根
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: JP5186904B2

Abstract

【課題】故障予測技術によって故障の発生が予測された場合にその色を特定するための構成を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】潜像担持体が複数設けられ、各潜像担持体からの画像を上記転写体に転写する工程と、転写体２２Ａに向けられた光学式センサと画像形成装置の故障発生予測を行う故障検知手段１０３を備えた画像形成装置において、色すじの発生が予測された場合、上記潜像担持体の一つずつに対して上記転写体に対する転写バイアスを印加して上記故障検知手段１０３により上記転写体２２Ａの表面状態を検知するモードを持つことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複数色の画像形成が可能な画像形成装置における機能不良等の故障予兆を来している色の判定を行う構成に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、例えば、電子写真方式を用いる場合でいうと、潜像担持体として用いられる感光体に対して原稿あるいは画像情報に応じた静電潜像が形成され、その静電潜像を現像装置から供給されるトナーにより可視像処理した後、記録シートなどに転写された画像を定着して複写出力とすることが知られている。

ところで、画像形成装置において故障などの装置の異常が発生すると、その内容によっては部品を交換したり清掃するまで装置を使用することができず、ユーザーに不便を強いてしまうことがある。
特に、電子写真方式の画像形成装置では構成が比較的複雑で部品点数が多いことから、各種の部品のメンテナンスを定期的に行わないと、異常が突然に発生してしまうという事態に陥りやすくなる。

このような事態を避けるための技術として、画像形成装置内部に装備されている各種センサーからの信号のなかから故障の予兆となる信号を検知し（予兆検知）、故障を予測する技術（故障予測技術）が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、複数種類の情報から指標値を算出し、その指標値の時間変化のデータに基づき画像形成装置の状態変化を判定する構成が開示されている。

予兆が検知されると、画像形装置からネットワークを介してサービスマンに通知され、故障する前にサービスマンによって該当ユニットが交換される。このように故障予測技術によって、故障を未然に防ぐことが可能となり、故障によりユーザーが画像形成装置を使えなくなる状況を防ぐことができる。

特改２００５−１７８７４号公報

故障予測技術において画像形成装置から得る信号はもともと画像形成装置の制御に必要なセンサー情報を利用するのが一般的である。これらを利用することで、余分にセンサーをつける必要がなくなるので、コストを抑えることができる。

特に画像形成装置にはプロコンや色位置あわせのための画像情報用のセンサーが多数備え付けられているので異常画像系の故障に対しては、上記故障予測技術はきわめて有効である。
このような故障予測技術は、単一色の画像形成だけでなくフルカラーを含む複数色の画像形成が可能な画像形成装置も対象となる。複数色の画像形成を行う場合には、各色画像の作像部から転写体あるいは搬送される記録紙に順次画像転写を行い、重畳画像を転写体から記録紙に一括転写したりあるいは記録紙が搬送される場合には重畳画像を定着するようになっている。

異常画像系の故障の中で市場で頻繁に発生するものとして、複数色の画像形成を対象とした場合に現出する、クリーニング不良を原因とする色すじ画像があげられる。
この色すじ画像発生の予測にも上記故障予測技術が有効であることが確認されている。
色すじが記録紙上の画像として発生（故障）する前の段階で中間転写体上に微小ながら色すじが発生（予兆）しており、それによるセンサー信号の変化をとられることができるからである。

ところが、画像形成装置の制御にもともと必要な情報からだけでは、色すじの色を特定して予測することは不可能である。なぜなら、色すじの予兆信号は中間転写体上の画像パッチあるいは地肌面の反射率の変化として得られるのであるが、中間転写体上には４色すべての色すじが発生する可能性があるがあるにもかかわらず予兆信号に色の情報はないからである。

色を特定できないと以下のような不具合が生じる。
実際に事前にクリーニング不良の予兆を検知し、サービスマンが現場に向かったとき、どの感光体ユニットが原因であるのかをサービスマンが一つずつ目で見てチェックする必要がある。この時点では記録紙に出るほど大量にクリーニング不良が発生しているわけではないので経験のあるサービスマンでも原因となるユニットを特定するのは困難である。もし、交換するべきＰＣＵを間違えた場合は、故障が起こってしまいお客様に迷惑をかけるとともに、必要ないユニット交換をしたことになるのでコスト高につながる。また、現場につくまでどのユニットが原因かはわからないので、すべての交換ユニットを準備する必要がある。

本発明の目的は、上記従来の画像形成装置における問題に鑑み、故障予測技術によって故障の発生が予測された場合にその色を特定するための構成を備えた画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。

（１）像担持体に形成された静電潜像をトナーにより可視像処理した後、該可視像を転写する工程が実行される画像形成装置において、
画像形成装置の故障発生予測を行う故障検知手段を備え、
上記故障検知手段で故障の発生が予測された場合、故障の原因となるユニットを特定するための動作モードを実行することを特徴とする画像形成装置。

（２）潜像担持体が複数設けられ、各潜像担持体からの画像を上記転写体に転写する工程と、転写体に向けられた光学式センサと画像形成装置の故障発生予測を行う故障検知手段を備えた画像形成装置において、
色すじの発生が予測された場合、上記潜像担持体の一つずつに対して上記転写体に対する転写バイアスを印加して上記故障検知手段により上記転写体の表面状態を検知するモードを持つことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

（３）上記故障検知手段を用いて、上記転写体の表面状態の検知を一つの潜像担持体からの転写バイアス印加により実行した結果により、該潜像担持体からの転写において色すじの発生が予測された場合に以後の潜像担持体を対象とした上記転写体での表面状態を検知するモードを停止することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（４）上記潜像担持体として色毎の画像を形成可能な複数の作像部に設けられた感光体と、
上記各感光体からの画像転写を行われる転写体と、
上記転写体に向けられた光学式センサと、
ネットワークを介して通信可能な手段に接続され、上記作像部お呼びが阿蔵形成装置を対象としたセンシング情報や画像情報を記憶する手段とを備えた画像形成装置の故障検知手段とを備え、
上記故障検知手段では、一つの感光体にだけに転写バイアスを印加して上記転写体の表面状態を上記光学式センサにより検知することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（５）上記故障検知手段は、タイミングをずらして上記感光体の一つづつを対象として転写バイアスを印加して転写体の表面状態を検知することを特徴とする（４）に記載の画像形成装置。

（６）上記故障検知手段は、上記ネットワークを介して上記故障検知手段による判定結果を外部に送信することを特徴とする（４）記載の画像形成装置。

（７）上記故障検知手段は、故障検知の作動時間を設定および記録可能な記憶手段を備えていることを特徴とする（４）に記載の画像形成装置。

（８）上記故障検知手段を用いた一つの潜像担持体を対象とする転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知するモードが黒色の画像形成を行う作像部から始められることを特徴とする（２）に記載の画像形成装置。

（９）上記故障検知手段を用いた複数の作像部をブロック化して転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知し、ブロック内での作像部に有する潜像担持体からの転写画像に異常発生が予測された場合に、ブロック内の一つの作像部における潜像担持体を対象として転写体に対する転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知することを特徴とする（２）に記載の画像形成装置。

（１０）上記ブロック化された作像部が４色の作像部である場合に２色の作像部毎に分割されていることを特徴とする（７）に記載の画像形成装置。

本発明によれば、故障検知手段により故障の発生が予測するだけでなく、故障の原因となるユニットを特定する動作モードを実行することができる。特に請求項２記載の発明においては、複数の潜像担持体からの画像が転写体に転写されると、転写体の表面状態を光学式センサにより検知するモードを実行することにより、複数の潜像担持体による全ての色画像が転写される場合と違って、その潜像担持体で形成される色画像の特定ができる。これにより、色すじなどの画像不良の予兆が発生してい色の作像部を発見しやすくすることができ、交換部品の準備の手間を省くことができる。

請求項３記載の発明においては、一つの潜像担持体を対象とした転写体の表面状態検知を、故障の予兆が検知された時点で終了させるので、全ての色の作像部を対象とした場合と違って画像不良が発生している検知モードを実行する時間が長大化するのを防止することができる。特に、最も使用頻度の高く、故障しやすい色の潜像担持体を対象として検知が開始されるので、画像不良が発生している色の特定を速くすることが可能となる。

請求項４および５記載の発明においては、一つの感光体を対象として順次転写バイアスを印加することで作像部での故障検知が行えるので、故障予兆が発現した色の作像部を対象とした部品や装置の準備を容易に行うことができる。

請求項６記載の発明においては、ネットワークを介して外部に検知結果を送信できるので、サービスマンへの迅速な故障検知結果の送信およびサービスマン側での準備が無駄なく行えることになる。

請求項７記載の発明においては、故障検知も動作をユーザが画像形成装置を使用しない時間などに設定してこれを記憶することでユー座が画像形成装置を使用している時間帯に行う場合と違ってユーザの待機時間を低減することができる。

請求項８記載の発明においては、最も使用頻度の高い色の画像を対象として転写体の表面状態を検知することにより故障の予兆を判断するようになっているので、故障の予兆が発生している色の特定を早くすることができる。

また、請求項９，１０記載の発明によれば、複数の作像部をブロック化して故障検知手段による検知を行い、そのブロック内で画像不良が発見された場合にはそのいずれかの潜像担持体であることが容易に検知できるので、検知に要する時間を節約することができる。

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明実施例による反射光検知方法が適用される画像形成装置の構成を示す図である。同図に示す画像形成装置２０は、異なる色毎の画像情報に対応したレーザ光による書き込みが可能なカラーレーザプリンタであるが、本発明はこれに限らず、複写機、印刷機およびファクシミリ装置なども画像形成装置として含む。

図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルトに吸着された紙などの記録シートに重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。なお、この方式とは別に、色分解毎の画像を転写ベルトに順次転写して重畳した画像を記録シートに一括転写する方式とすることも可能である。

図１において、画像形成装置２０は、次に挙げる各装置を備えている。
原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫおよび転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３と、給紙装置２４に装備されている第１給紙カセット２４Ａおよび第２給紙カセット２４Ｂと、該手差しトレイ２３あるいは給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１とが備えられている。

定着装置１は、詳細を説明しないが、画像と対向する側に加熱されたベルトが配置されているベルト定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１には、ベルトを加熱するための熱源およびベルトに対向してシートを挟持搬送しながら定着領域であるニップ部を構成する定着ローラおよび加圧ローラが装備され、ベルトは定着ローラと熱源との間に掛け回されて上記ニップ部を通過する構成とされている。

転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、これを転写ベルトという）２２Ａが用いられたベルト装置に相当しており、詳細は図２において説明するが、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２ＢＫがそれぞれ配置され、さらに転写ベルト２２Ａの移動方向（図１中、矢印Ａで示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルト２２Ａに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段３１が転写ベルト２２Ａに当接可能に配置されている。

画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ^２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも記録シートとして用いることが可能である。

図２は、転写装置２２の構成を概略的に示す模式図であり、同図において転写ベルト２２Ａは、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトで構成されており、その材質はＰＤＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が用いられている。直、転写ベルト２２に用いられる材質としては、上述したポリフッ化ビニリデンに限らず、高い光沢度が得られる材質を選ぶことが可能である。例えば、カーボンブラックを分散させたポリイミド（ＰＩ）も選択できる。
ポリイミドは、高い耐久性に特徴があり、この材質中にブラックカーボンを分散させると環境依存性が少なく、経時抵抗安定性が良好な、いわゆる電子導電系の抵抗特性が得られる。この場合の体積抵抗率はおおよそ、１０^８〜１０^９Ω・ｃｍである。
ポリイミドにカーボンブラックを分散させた場合には、転写ベルト２２が黒色になるものの、前述したポリフッ化ビニリデンよりも光学度は高く、いわゆる、鏡面反射しやすい状態が得られ、この反射特性を利用することで光センサーの検知精度に悪影響を及ぼさないようにできる。また、耐久性が高いことが摩耗しにくいことに繋がり、経時での光沢度低下が少ないという利点もあることがポリイミドを用いる際の理由としてあげられる。なお、光センサーを用いた場合の転写ベルト２２の材質には、カーボンを含まない透明な材質を転写ベルト２２に用いることも可能であり、この場合にはベルトの裏側に反射部材としての金属板を位置させて裏側の金属板からの反射光を光センサーにより検知することになる。

転写ベルト２２Ａは、各作像部に位置する感光体ドラム２５Ｍ、２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｋに接触対向する各転写位置を通過できるように支持ローラ３２〜３７に掛け回されている。

支持ローラのうちで、各感光体と対向する転写ベルト２２Ａの展張面側で記録シートの移動方向上流側の入り口ローラ３７と対向する位置には、電源３８からの所定電圧が印加された吸着用バイアス手段３１としてのローラ転写ベルト２２Ａの外周面に配置されている。
支持ローラのうち、符号３３で示すローラは、転写ベルト２２Ａを摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されて図示矢印方向に回転することができる。

転写ベルト２２Ａを挟んで各感光体と対向するベルト内側の位置には、転写ベルト２２Ａの裏面に接触するように転写バイアス印加部材３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋが設けられている。これらバイアス印加部材は、スポンジなどを外周に有するバイアスローラであり、各転写バイアス電源４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋからローラ芯金に転写バイアスが印加されるようになっている。印加された転写バイアスの作用により、転写ベルト２２Ａに転写電荷が付与され、各転写位置において該転写ベルト２２Ａと感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での記録シートと感光体との接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ４１が設けてある。

転写バイアス印加部材３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ４１は、回転可能に揺動ブラケット４２に一体的に保持され、回動軸４２Ａを中心として回動が可能である。この回動は、カム４３が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。

入り口のローラ３７とローラからなる吸着用バイアス手段３１は、入り口ローラブラケット４４により支持されており、ローラ軸３６Ａを回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。
揺動ブラケット４２に設けた穴４２Ｂと、入り口ローラブラケット４４に固植されたピン４４Ａとが係合しており、揺動ブラケット４２の回動と連動して回動する。これらのブラケット４２，４４の時計方向の回動により、バイアス印加部材３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ４１とは感光体２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃから離され、入り口ローラ３７と吸着用バイアス手段３１も下方に移動する。ブラックのみの画像形成時に、感光体２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃと転写ベルト２２Ａとの接触を避けることが可能となっている。

一方、転写ベルト２２Ａにおける展張面で記録シートの移動方向下流側に位置する転写バイアス部材３９Ｋとこれに隣接するバックアップローラ４１は、出口ローラ３２の回転軸を支点として回動可能な出口ブラケット４５に支持されており、転写装置２２を画像形成装置本体に着脱する際には図示されないハンドルの操作により時計方向に回動することができ、黒色画像形成用の感光体２５Ｋから転写バイアス部材３９Ｋおよびバックアップローラ４１を離間させることができるようになっている。

図１において、駆動ローラ３３に捲装されている転写ベルト２２Ａの外側には、転写ベルト２２Ａに接触可能なブラシローラとクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置４６が設けられており、転写ベルト２２Ａに付着しているトナーなどの異物を除去できるようになっている。

転写ベルト２２Ａの移動方向で駆動ローラ３３より下流に、転写ベルト２２Ａの外周面を押し込む方向にローラ３４が設けられ、駆動ローラ３３への転写ベルト２２Ａの巻きつけ角を確保している。ローラ３４より更に下流の転写ベルト２２Ａのループ内に位置するローラ３５は、押圧部材（ばね）４７による押圧力を転写ベルト２２Ａに付与してテンションを与えるテンションローラとして機能するようになっている。

図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることができる。

上記構成を備えた画像形成装置２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号２１Ｍで示したマゼンタトナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様であることを前置きしておく。
画像形成時、感光体ドラム２５Ｍは、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２７Ｍに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が所定電位（例えば略−５０Ｖ）の基準電位に設定される。

次に感光体ドラム２５Ｍは、帯電装置２７ＭにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電される。
感光体ドラム２５Ｍは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示されず）、ポリゴンモータ２９Ａ、ｆθレンズ（図示されず）、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズを介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム２５Ｍ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が所定電位（例えば略−５０Ｖ）となり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。

感光体ドラム２５Ｍ上に形成された静電潜像は、現像装置２６Ｍにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアス（−３００〜−５００Ｖ）が印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。

現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ３０によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写ベルト２２Ａに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段３１による吸着用バイアスの印加によって転写ベルト２２Ａに静電吸着されるようになっている。
転写ベルト２２Ａに静電吸着されて転写ベルト２２Ａと共に搬送移動する記録シートは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置２２に装備されている転写バイアス部材３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写される。

各色の転写工程を経た記録シートは、出口ローラ３２の曲率を利用した曲率分離され、定着装置１（図１参照）に向けて搬送され、定着ベルトと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が転写紙に定着され、その後、片面プリントの場合には、胴内排紙トレイ２０Ａ（図１参照）に向けた第１の排紙方向Ｂ、または、外部排紙トレイに向けた第２の排紙方向Ｃのいずれかの方向に排出切り換え爪４８によって切り換えられることで排出される。

第１の排紙方向Ｂが選択されると、記録シートは画像面が下を向くフェースダウンの状態でスタックされ、第２の排紙方向Ｃが選択されると、図示しないが、外部に装備されている後処理装置（ソータや綴じ装置など）に向けてあるいはスイッチバックを経て両面への画像形成のための再循環路のいずれかに搬送される。

本実施例におけるカラーレーザプリンタでは、上記のような画像形成モードとは別に、電源投入時、またはある所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためにプロセスコントロール動作（以下、プロコン動作と略す）が実行される。

このプロコン動作では、各色のトナーを対象とした階調パターンを構成された標準被検知物に相当する濃度検知用パッチ（以下、Ｐパターンと略す）を、帯電バイアス、現像バイアスとを適当なタイミングで順次切り換えることにより転写ベルト上に作像し、これらＰパターンの出力電圧を、転写ベルト２２Ａの駆動ローラの一つの近傍、図１および２では、各感光体が並置されている位置を転写ベルト２２Ａが通過した位置の外部に配置された濃度検知センサー（以下Ｐセンサーと略す）５０により検知し、その出力電圧を、後述する付着量変換アルゴリズム（粉体付着量変換方法）により付着量変換して、現在の現像能力を表す（現像γ、Ｖｋ）の算出を行い、この算出値に基づき、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値の変更をする制御を行っている。なお、濃度検知センサー、いわゆる、Ｐセンサー５０は、上述した転写ベルト２２Ａを対象とした位置に限らず、各感光体を対象とする位置に設けることも可能である。

図３は、本実施例による画像形成装置において故障の予兆を判断するだけでなく、故障の予兆が発生している色の画像を形成する作像部の特定を行うための制御部を示すブロック図であり、同図に示す制御部１００は、上述したプロコン動作をはじめとして画像形成処理に必要なシーケンス処理を行う部分が用いられる。

図３において制御部１００は、画像形成不良が発生する画像形成装置での故障の予兆が発生している作像部の判断を行う故障検知手段としても機能する部分であり、本実施例では、前述したように、クリーニング不良による色すじが発生する場合と対象とする故障の予兆が発生する色の作像部を判定する動作モードを実行するようになっている。なお、画像形成不良には、上述した色すじの発生だけではなく、堆積トナーの量が増加するに従い、ドット画像周辺でトナーが飛散して付着することによる画像のにじみや鮮鋭度の低下を起こすトナーチリが発生する場合も含まれる。

図３において制御部１００は、情報取得部１０１と前処理部１０２と故障検知手段として用いられる判別部１０３と、ネットワークを介して検知結果が送信できる構成を備え、さらに、その検知結果に基づく色判定結果をサービスセンタなどの外部に送信可能な送信手段（図示されず）も備えている。
情報取得部１０１は、画像形成装置の画像形成動作に関する複数種類の情報を取得する部分であり、上記情報取得部２で取得して指標値算出部に入力する情報は、センシング情報、制御パラメータ情報、入力画像情報などの情報である。
上記センシング情報は、画像形成装置の内部あるいは周辺に設けられた各種センサーにより得られるデータからなる情報が用いられる。
センシング情報としては、装置各部の寸法、装置内にある移動体の速度、時間（タイミング）、重量、電流値、電位、振動、音、磁力、光量、温度、湿度などがある。
上記制御パラメータ情報は、装置の制御の結果として蓄積されている情報一般である。
この制御パラメータ情報としては、ユーザーの操作履歴、消費電力、消費トナー量、各種の画像形成条件設定履歴、警告履歴などがある。
上記入力画像情報は、画像データとして制御部１００に入力された情報から得られるものである。この入力画像情報としては、着色画素累積数、文字部比率、ハーフトーン部比率、色文字比率、主走査方向のトナー消費分布、ＲＧＢ信号（画素単位の総トナー量）、原稿サイズ、縁有り原稿、文字の種類（大きさ、フォント）などがある。
前処理部１０２は、情報取得部１０１で取得した複数種類の情報に対して、機差による影響を取り除いたり、指標算出部において算出された単一の指標値の時間的変化のデータ、いわゆる、トレンドからのハズレ量などの時間的特徴を抽出する処理が行われる。

故障検知手段として用いられる判別部１０３では、前処理部１０２で処理された情報を元に判別アルゴリズムで状態を判別し、故障予兆状態であれば、図示しないデータ送信部から外部のサービス管理センターに通知のための信号が出力される。

判別部１０３においては、色すじ発生や上述したトナーチリ現象による故障の予兆が検知された場合は故障の予兆が発生している色の作像部を特定するための動作モード（以下、便宜上、色判別モードという）が開始される。この動作モードは、予め制御部１００において動作開始時間を設定およびこれを記憶しておくことで、ユーザの使用時間帯以外の時間に行えるようにしてユーザの待機時間をなくすようにすることが望ましい。

図４は、故障の予兆が発生している色の作像部を判断するためのシステム構成を説明するための模式図であり、同図において、画像形成装置では、画像形成処理に係る内部センサからの情報を取り込み、その情報のうちで、故障の予兆が発生していると判断するための情報となる色すじの発生やトナーチリの発生に関する情報の有無による色の判別を詳細診断モードとして実行し、ネットワークに接続されている外部送信手段を介してその結果をサービスマンが駐留している管理センターに出力する。なお、内部センサからの情報のうちで、例えば、ジャム発生に関する情報が取り込まれた場合には、色毎の画像形成に直接関わる場合と異なるので、詳細診断モードによる故障の予兆が発生している色の特定を行うことなく管理センターに通報するようになっている。これにより、サービスマンは故障診断モードの結果に応じた作像部を対象とする装置や部品を準備を迅速に行って故障修復に対処することができる。

本実施例では、上述した故障の予兆信号は、故障予測検知手段を特別に設けてそれからの信号を用いるということとは違って、既存設定のプロセスコントロール（プロコン）動作時に得られる信号を用いるようになっている。そこで、以下にプロコン動作について説明する。

まず、プロセスコントロールのために用いられるＰセンサー５０について説明すると、Ｐセンサー５０は、図５に示すように、素子ホルダ５０Ａに内蔵されたＬＥＤ５１と、正反射受光素子５２と、拡散反射受光素子５３とを備え、検知対象面５４に形成された濃度検知用パターン（トナーパッチ）５５に対して照射された光の反射成分をそれぞれの受光素子により検出するようになっている。なお、受光素子としては、フォトトランジスタやフォトダイオードが用いられる。

本実施例では、以下に挙げる手順によるトナーの付着量変換方法のアルゴリズムが用いられ、このアルゴリズムに基づき拡散光出力をトナーの付着量値に変換するようになっている。なお、この手順に関しては、図１に示した転写ベルト２２Ａでの処理が対象となっており、この内容は、本出願人が先に出願した特願２００３−３０７４４５号（平成１５年８月２９日出願：整理番号０３０５１３８）に詳細が説明されている。本実施例では、転写ベルト２２Ａ上に形成されるトナーパッチを対象としているが、各感光体において濃度制御の基準となる色のトナーパッチを形成して転写ベルト２２Ａの場合と同様な手順を用いることもちろん可能である。また、以下に挙げる手順は、故障の予兆発生を色すじの発生を対象とした場合で説明する。

上記手順としては、
（１）階調パターンの正反射光出力、拡散反射光出力をサンプリングする。
（２）正反射光出力を「正反射光成分」と「拡散反射光成分」とに成分分解することにより、「正反射光成分」のみを抽出する。
（３）拡散反射光出力から「ベルト地肌部からの拡散反射光成分」を除去することにより、「トナーからの拡散光成分」を抽出する。
（４）（２）および（３）により求めた互いに独立する（交差する）２つの出力変換値の付着量に対する１次線形関係を利用し、各出力が付着量に対し線形となる付着量範囲において、ある正反射光出力変換値（または付着量）の拡散反射光出力変換値がある値となるように、拡散反射光出力変換値を感度補正することにより、付着量に対する拡散反射光出力（補正値）を一義的に定める。
（５）予め求めた「付着量」と「拡散反射光出力補正値」の関係から、付着量変換処理を行う。
（４）に挙げた拡散反射光出力変換値の感度補正に関し、本実施例では、次の手順および手段が用いられる。
（４−１）正反射光用標準被検知物により、正反射光出力が所定の電圧（例えば、４Ｖ）になるように、ＬＥＤ５１の電流（Ｉｆ）を設定する。
（４−２）上記電流（Ｉｆ）、またはＩｆ×α（α：任意）において、拡散反射光用標準被検知物により拡散反射光出力が所定の電圧になるように、センサーの調整機構により、拡散出力値のレベルを合わせる。
これらの手順は一つの感光体にのみ転写バイアスを印加して行われ、さらにタイミングをずらして他の感光体の一つづつで同じように行われる。

本実施例においてセンサーの調整機構は、拡散出力回路に設けられているＶＲ（可変抵抗）を用いる。これにより、調整作業が容易に行なえ、また、調整幅も抵抗によって多種選択可能であるため、様々なレベルの出力調整に対応することが可能となる。

Ｐセンサー５０を用いたプロコン動作において、仮に、中間転写体として用いられる転写ベルト２２Ａ上に色すじが発生している場合は、フローの最初に行われるセンサー校正作業において中間転写体の地肌部ではなく、色すじ部の反射率を計測することになり上昇電流（Ｉｆ）が正しく調整されていないことになる。それによって各色、各濃度のＰセンサー５０からの出力値が正常時とは異なることや、色すじにより狙いの濃度からはずれてしまうことから、Ｐセンサー出力値が正常時とは異なるので、その変化を予兆信号として判別できる。

本実施例においては、制御部１００において、図６に示す手順によりＰセンサー５０からの転写ベルト２２Ａの表面状態に応じた検知結果に基づいて色すじが発生している画像の色を判定するモードが実行される。
上記判別部１０３において色すじの発生による故障の予兆が検知された場合には、色すじが発生している画像色の判別モードとして、一つの感光体として、まず黒色（Ｂｋ）の画像形成を行う感光体の転写バイアスのみをオンにし、他の色の感光体の転写バイアスをオフにする（ＳＴ１）。

ここで黒色（Ｂｋ）の感光体から転写バイアス印加を行う理由は、一般的に黒色（Ｂｋ）画像を形成する感光体の使用頻度がもっとも高いので不具合を起こす可能性も高いことが理由であるが、特に黒色（Ｂｋ）に限定するものではない。また、転写バイアスを切り替えるのは、転写ベルト２２Ａ上に色すじを転写させる可能性のある感光体を一つに限定するためであるので、同じ効果のある他の手段、例えば、一つの感光体だけを転写ベルト２２Ａに接触させるなどの方法に変更することも可能である。このように、最も使用頻度の高い感光体を対象として転写バイアスを印加してＰセンサー５０により転写ベルト２２Ａの表面状態、この場合には、トナーパッチ５５でのトナー付着量の度合いを検知することで、故障の原因が高い色の判定が早く行われることになり、時間の節約となる。

次に、転写ベルト２２Ａを駆動させつつ転写ベルト２２Ａの地肌部での反射率を上記Ｐセンサー５０にて計測する（ＳＴ２）。
この動作はプロコン動作の最初のセンサー構成動作と同じである。したがって、このときのＰセンサー５０の出力値（Ｖｂｋ）は地肌電位（Ｖｓｇ）と等しくなるはずである。ただし、これはプロコン動作時に色すじが発生していないときの場合にいえることであり、色すじが発生すると事情が異なる。
本来、プロコン動作時には地肌部を測定しているつもりであるが、色すじが発生した場合、色すじ部の反射率を測定していることになる。
従って、もし、色すじがＢｋのものである場合はこの色判定モードで測定したＰセンサー５０の出力値（Ｖｂｋ）の値は地肌電位（Ｖｓｇ）に等しくなるはずである。ところが、色すじが別の色のものであった場合は色判定モードのこの段階においては色すじはあらわれないので上記出力値（Ｖｂｋ）と地肌電位（Ｖｓｇ）とは異なる値になる。

ステップＳＴ３において上記出力値（Ｖｂｋ）と地肌電位（Ｖｓｇ）を比較し、値が同じであった場合はブラックの色すじが発生している旨をサービスセンターに通知する。値が異なる場合は別の色の色すじであるので別の色でステップＳＴ２に戻り同じ動作を繰り返す。

上述したように、黒色（Ｂｋ）の画像を対象として色すじ判別が行われ、その判別結果において黒色画像に色すじが発生しているとされた場合には、以後の色すじ判別を停止するようにすれば、色すじ判別モード実行の時間を節約することができる。

次に色すじ判別モードの別実施例について説明する。
図７に示す色すじ判別モードは、色すじ判別モードを実行する際に作像部をブロック化し、そのブロック内で色すじが発生していることを判定した場合にブロック内を対象として色すじ判定を行うことを特徴としている。

つまり、色判別モードは、１色毎に転写ベルト２２Ａを検知するので、場合によっては、４色分、すなわち４回の検知を行う必要がある。
色すじ判別モードが実行されている間は画像形成処理が行えないのでユーザにとってプリント作業に無駄な時間が生じてしまうことにある。そこで、判別モードの実行時間はなるべく短くすることが望ましい。

本実施例では、２回の検知により色すじが発生している画像色を特定できるようになっている。
図７において、黒色（Ｂｋ）とシアン（Ｃ）の感光体転写バイアスのみをオン、マゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）をオフにする（ＳＴ１０）。
この状態で転写ベルト２２Ａでの地肌部の反射率を測定する（ＳＴ１１）。このとき得られるセンサー出力値をＶｂｃとする。

センサー出力（Ｖｂｃ）と地肌電位（Ｖｓｇ）とを比較し（ＳＴ１２），同じ場合は黒色（Ｂｋ）またはシアン（Ｃ）の色すじであり、異なる場合はＹまたはＭの色すじである。

まず、同じ場合について説明する。このとき、黒色（Ｂｋ）の感光体の転写バイアスのみをオンにし、他のバイアスはオフにする（ＳＴ１３）。この状態で転写ベルト２２Ａの表面状態を検知する（ＳＴ１４）。このとき得られるセンサー出力値をＶｂｋとする。続いて出力値（Ｖｂｋ）と地肌電位（Ｖｓｇ）を比較する（ＳＴ１５）。この値が同じであればＢｋの色すじであり、異なればＣの色すじであることが判明する。

次にステップＳＴ１２での判別結果が異なる場合について説明すると、この場合には、Ｙ感光体の転写バイアスのみをオンにし、それ以外はオフにする（ＳＴ１３’）。あとは同様に、転写ベルト２２Ａの表面状態を検知し（ＳＴ１４’）、このとき得られるセンサー出力値をＶｙとする。
出力値（Ｖｙ）が地肌電位（Ｖｓｇ）と比較し（ＳＴ１５’）、同じであればＹの色すじであり、異なればＭの色すじであることが判明する。

ここで、最初に黒色（Ｂｋ）とシアン（Ｃ）に対し、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）とを組にしてブロック化したが、この組み合わせはなんでもよい。ステップＳＴ１３において黒色（Ｂｋ）の代わりにシアン（Ｃ）、そしてステップＳＴ１６においてイエロー（Ｙ）の代わりにマゼンタ（Ｍ）としても同様にどの色の色すじであるかを判別できる。

本発明実施例による画像形成装置の概要正面図である。図１に示した画像形成装置に用いられる転写装置の構成を説明するための図である。本実施例による画像形成装置に用いられる画像形成不良による色すじ判定を行う制御構成を説明するためのブロック図である。本発明実施例による故障の予兆が発生している色の特定を行うためのシステム構成を説明するための模式図である。図３に示した制御構成に用いられる光学式センサの構成を示す図である。図３に示した制御構成による色ずれ判定モードの手順を説明するためのフローチャートである。図３に示した制御構成による色ずれ判定モードの別例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２０画像形成装置
２２Ａ転写ベルト
５０光センサー
５１ＬＥＤ
５５濃度検知用パッチ
１００制御部
１０１情報取得部
１０２前処理部
１０３判別部

Claims

潜像担持体に形成された静電潜像をトナーにより可視像処理した後、該可視像を転写する工程が実行される画像形成装置において、
画像形成装置の故障発生予測を行う故障検知手段を備え、
上記故障検知手段で故障の発生が予測された場合、故障の原因となるユニットを特定するための動作モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
潜像担持体が複数設けられ、各潜像担持体からの画像を上記転写体に転写する工程と、転写体に向けられた光学式センサと画像形成装置の故障発生予測を行う故障検知手段を備えた画像形成装置において、
色すじの発生が予測された場合、上記潜像担持体の一つずつに対して上記転写体に対する転写バイアスを印加して上記故障検知手段により上記転写体の表面状態を検知するモードを持つことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
上記故障検知手段を用いて、上記転写体の表面状態の検知を一つの潜像担持体からの転写バイアス印加により実行した結果により、該潜像担持体からの転写において色すじの発生が予測された場合に以後の潜像担持体を対象とした上記転写体での表面状態を検知するモードを停止することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
上記潜像担持体として色毎の画像を形成可能な複数の作像部に設けられた感光体と、
上記各感光体からの画像転写を行われる転写体と、
上記転写体に向けられた光学式センサと、
ネットワークを介して通信可能な手段に接続され、上記作像部お呼びが阿蔵形成装置を対象としたセンシング情報や画像情報を記憶する手段とを備えた画像形成装置の故障検知手段とを備え、
上記故障検知手段では、一つの感光体にだけに転写バイアスを印加して上記転写体の表面状態を上記光学式センサにより検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
上記故障検知手段は、タイミングをずらして上記感光体の一つづつを対象として転写バイアスを印加して転写体の表面状態を検知することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
上記故障検知手段は、上記ネットワークを介して上記故障検知手段による判定結果を外部に送信することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
上記故障検知手段は、故障検知の作動時間を設定および記録可能な記憶手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
上記故障検知手段を用いた一つの潜像担持体を対象とする転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知するモードが黒色の画像形成を行う作像部から始められることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
上記故障検知手段を用いた複数の作像部をブロック化して転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知し、ブロック内での作像部に有する潜像担持体からの転写画像に異常発生が予測された場合に、ブロック内の一つの作像部における潜像担持体を対象として転写体に対する転写バイアス印加による上記転写体の表面状態を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
上記ブロック化された作像部が４色の作像部である場合に２色の作像部毎に分割されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。