JP2015102819A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力用画像の階調の飛びにつながる画像保持体における異常を検出できるようにする。【解決手段】各画像形成ユニット１０を用いて入力階調値が異なる２０個の画像を含む階調用画像を中間転写ベルト２０上に形成し、中間転写ベルト２０の外周面に対向配置された光量検出部６０を用いて、中間転写ベルト２０の外周面の反射光量を測定するとともに、中間転写ベルト２０の外周面上に形成された階調用画像の反射光量を測定する。そして、中間転写ベルト２０の反射光量と階調用画像の反射光量とを用いて、階調用画像を構成する２０個の画像のそれぞれの階調用測定値を算出し、入力階調値と階調用測定値との大小関係が逆転している割合が予め決められた閾値以上となっている場合に、中間転写ベルト２０の異常が発生しているとの判断を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

公報記載の従来技術として、画像を現像出力する画像出力手段と、目標階調特性を記憶した記憶手段と、画像形成ジョブが発せられた時、階調表現された基準パターンデータにより画像出力手段に階調表現パターンを形成させるパターン形成手段と、階調表現パターンの濃度を測定する濃度測定手段と、測定濃度値による測定階調特性が目標階調特性の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、測定階調特性が目標階調特性の範囲内にないと判定されたとき、画像出力手段の階調特性を目標階調特性の範囲内とするように補正する階調補正手段とを備えた画像形成装置が存在する（特許文献１参照）。

また、他の公報記載の従来技術として、各画像形成手段のレジストレーション補正を行う前に、初期動作として無端ベルトを１回転させてパターン検出センサで無端ベルトの反射光量を読み取り、その時のパターン検出信号の出力信号または反射光量に応じて、無端ベルトの傷／汚れを検知し無端ベルトを交換するようにメッセージを表示する画像形成装置が存在する（特許文献２参照）。

特開平９−２３０６４４号公報 特開２００３−２４１４７２号公報

本発明は、出力用画像の階調の飛びにつながる画像保持体における異常を検出できるようにすることを目的とする。

請求項１記載の発明は、第１の画像と、当該第１の画像の次に入力階調値が大きい第２の画像とを含む複数の画像を形成する画像形成手段と、前記複数の画像を保持する保持面を備えた画像保持体と、前記保持面に照射された光の反射光を受光する受光部と、前記保持面からの反射光を前記受光部にて受光して得た第１の受光結果と、当該保持面に保持された前記複数の画像からの反射光を当該受光部にて受光して得た第２の受光結果とを用いて算出される当該複数の画像のそれぞれの濃度値のうち、前記第１の画像の濃度値が前記第２の画像の濃度値よりも大きい場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断する判断手段とを含む画像形成装置である。
請求項２記載の発明は、前記判断手段は、さらに、前記複数の画像のそれぞれの前記入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転に近い状態となっている場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３記載の発明は、前記判断手段は、前記複数の画像のそれぞれの前記入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転または逆転に近い状態となっている割合が予め決められた閾値以上となっている場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置である。
請求項４記載の発明は、前記判断手段は、前記複数の画像のうちの最も前記入力階調値が低い画像を除いた画像について、当該入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転あるいは逆転に近い状態となっているか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、前記判断手段は、前記複数の画像のうちの前記入力階調値が中央値よりも低い画像について、当該入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転あるいは逆転に近い状態となっているか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置である。
請求項６記載の発明は、第１の画像と、当該第１の画像の次に入力階調値が大きい第２の画像とを含む複数の画像を形成する画像形成手段と、前記複数の画像を保持する保持面を備えた画像保持体と、前記保持面に照射された光の反射光を受光する受光部と、前記保持面からの反射光を前記受光部にて受光して得た第１の受光結果と、当該保持面に保持された前記複数の画像からの反射光を当該受光部にて受光して得た第２の受光結果とを用いて算出される当該複数の画像のそれぞれの濃度値に基づいて、前記画像形成手段が形成する画像の濃度を調整する調整手段と、前記第１の受光結果と前記第２の受光結果とを用いて算出される前記複数の画像のそれぞれの濃度値のうち、前記第１の画像の濃度値が前記第２の画像の濃度値よりも大きい場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断する判断手段とを含む画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、出力用画像の階調の飛びにつながる画像保持体における異常を検出できるようにすることができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より確実に出力用画像の階調の飛びにつながる画像保持体における異常を検出できるようにすることができる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、画像保持体における異常の誤検知を抑制することができる。
請求項４記載の発明によれば、最も入力階調値が低い画像を画像保持体の異常の判断に使用する場合と比較して、画像保持体における異常の誤検知を抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、複数の画像すべてを画像保持体の異常の判断に使用する場合に比較して、判断対象となる画像を減らしつつ、画像保持体における異常の検出の精度を保つことができる。
請求項６記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、画像の濃度調整とともに出力用画像の階調の飛びにつながる画像保持体における異常を検出できるようにすることができる。

実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を示した図である。 画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。 画像形成装置におけるセットアップ処理の手順を説明するためのフローチャートである。 セットアップ処理において使用される階調用画像の構成例を説明するための図である。 ベルト状態診断処理の手順を説明するためのフローチャート（サブルーチン）である。 入力階調値と階調用測定値との関係の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色トナー像を形成する複数（本実施の形態では４つ）の画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０で形成された各色トナー像を転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０に一次転写された重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置３０と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置５０と、画像形成装置を構成する各部の動作を制御する制御装置１００とを有している。

画像形成手段の一例としての各画像形成ユニット１０すなわちイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像形成ユニット１０Ｃおよび黒（Ｋ）の画像形成ユニット１０Ｋは、使用されるトナーの色を除き、共通の構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例に説明を行う。

イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、矢印Ａ方向に回転可能に設けられた感光体ドラム１１を具備している。また、イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、この感光体ドラム１１の周囲に矢印Ａ方向に沿って設けられた、帯電ロール１２、露光部１３、現像器１４、一次転写ロール１５およびドラムクリーナ１６を有している。

本実施の形態において、感光体ドラム１１は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層（図示せず）を形成してなり、ここでは有機感光層が負極性に帯電する材料で構成されている。また、感光体ドラム１１は接地されている。

帯電ロール１２は、感光体ドラム１１に接触して回転可能に配置されており、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。また、帯電ロール１２には、感光体ドラム１１を負の電位に帯電するための帯電バイアスが印加される。

露光部１３は、帯電ロール１２によって負の電位に帯電された感光体ドラム１１に、レーザ光等を用いて選択的に光書き込みを行うことで静電潜像を形成する。ここで、本実施の形態の露光部１３は、トナー像（画像）となる部位（画像部）に対して光を照射し、背景となる部位（背景部）に対しては光を照射しない、所謂画像部露光方式にて露光を行う。なお、露光部１３における光源としては、レーザ光源以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いることも可能である。

現像器１４は、感光体ドラム１１に対向して回転可能に配置される現像ロール１４ａを備えており、その内部には、対応する色のトナー（イエローの画像形成ユニット１０Ｙではイエローのトナー）を含む現像剤を収容している。ここで、本実施の形態の現像器１４では、現像剤として、磁性を有するキャリアと、予め決められた色（イエローの画像形成ユニット１０Ｙの場合はイエロー）に着色されたトナーとを含む、所謂２成分現像剤を用いている。また、この現像剤において、キャリアは正の帯電極性を有しており、トナーは負の帯電極性を有している。現像ロール１４ａは磁石（図示せず）を内蔵しており、静電気力によってトナーを付着させたキャリアすなわち現像剤を、磁力によって現像ロール１４ａの表面に保持する。現像器１４では、現像ロール１４ａ上に保持させた現像剤（トナー）によって、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。この現像器１４は、現像ロール１４ａを負の電位とするための現像バイアスを供給することで、静電潜像のうち負極性に帯電している画像部に、負極性に帯電したトナーを転移させる、所謂反転現像方式にて現像を行う。

一次転写ロール１５は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１に対向するとともに、中間転写ベルト２０に接触して配置され、中間転写ベルト２０の回転に従動して回転する。そして、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性とは逆極性（この例では正極性）の一次転写バイアスが印加される。
ドラムクリーナ１６は、一次転写後且つ帯電前の感光体ドラム１１上の付着物（トナー等）を除去する。

画像保持体の一例としての中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では６つ）の支持ロールに回転可能に掛け渡されている。これら複数の支持ロールのうち、駆動ロール２１は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、中間転写ベルト２０を矢印Ｂ方向に回転駆動する。また、従動ロール２２、２３、２６は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、駆動ロール２１によって駆動される中間転写ベルト２０に従動して回転する。補正ロール２４は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、中間転写ベルト２０の搬送方向に交差する幅方向の蛇行を規制するステアリングロール（軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される）として機能する。さらに、バックアップロール２５は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、後述する二次転写装置３０の構成部材として機能する。そして、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の付着物(トナー等)を除去するベルトクリーナ２７が配置される。

二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像転写面側に接触して配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２５とを備えている。このバックアップロール２５には、トナーの帯電極性と同極性（この例では負極性）の二次転写バイアスが印加される。一方、二次転写ロール３１は接地されている。

また、画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送系をさらに備えている。この用紙搬送系は、用紙収容部４０、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３、および排出ロール４４を備える。用紙搬送系では、用紙収容部４０に積載された用紙を搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール４２で一旦停止させ、その後予め決められたタイミングで二次転写装置３０へと送り込む。また、二次転写装置３０を通過した用紙を、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙を、排出ロール４４によって機外へと送り出す。

定着装置５０は、ハロゲンランプ等の加熱源５１ａを内蔵するとともに、矢印Ｃ方向に回転駆動される加熱ロール５１と、加熱ロール５１に接触して回転可能に配置され、加熱ロール５１の回転に従動して回転するとともに、加熱ロール５１に圧力を付与する加圧ロール５２とを有している。ここで、加熱ロール５１は、用紙におけるトナー像転写面と対向する側に配置され、加圧ロール５２は、用紙におけるトナー像転写面とは反対となる側に配置される。

そして、本実施の形態の画像形成装置は、黒の画像形成ユニット１０Ｋよりも中間転写ベルト２０の移動方向（Ｂ方向）下流側且つ二次転写装置３０よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる部位にて中間転写ベルト２０の外周面（保持面の一例）に対向して配置され、中間転写ベルト２０に向けて光を照射するとともに中間転写ベルト２０からの反射光を検出する、受光部の一例としての光量検出部６０をさらに備えている。

図２は、本実施の形態の画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
算出手段、判断手段および調整手段の一例としての制御装置１００は、プログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、プログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するとともに、その内容を書き換え可能であって、電源を供給しなくてもその記憶内容を保持することが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１０４とを備えている。

なお、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムは、予めＲＯＭ１０２に記憶させておく形態の他、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ１０１に提供したり、あるいは、図示しないネットワークを介してＣＰＵ１０１に提供したりすることも可能である。

制御装置１００は、感光体ドラム１１を回転駆動するドラム駆動部１１１、帯電ロール１２に帯電バイアスを供給する帯電電源１１２、露光部１３に設けられた光源を駆動する光源駆動部１１３に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００は、現像器１４に設けられた現像ロール１４ａに現像バイアスを供給する現像電源１１４ａ、現像ロール１４ａを回転駆動する現像駆動部１１４ｂ、そして、現像器１４にトナーを補給するトナー補給部１１４ｃに、それぞれ制御信号を出力する。さらに、制御装置１００は、一次転写ロール１５に一次転写バイアスを供給する一次転写電源１１５、中間転写ベルト２０を回転駆動するベルト駆動部１２０、そして、二次転写装置３０のバックアップロール２５に二次転写バイアスを供給する二次転写電源１３０に、それぞれ制御信号を出力する。さらにまた、制御装置１００は、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３および排出ロール４４を回転駆動する搬送駆動部１４０、定着装置５０の加熱ロール５１に加熱用電力を供給する定着電源１５０ａ、定着装置５０の加熱ロール５１を回転駆動する定着駆動部１５０ｂ、光量検出部６０に設けられた発光部（図示せず）を駆動する検出駆動部１６０に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００には、光量検出部６０に設けられた受光部（図示せず）からの受光データが入力される。

なお、ドラム駆動部１１１、帯電電源１１２、光源駆動部１１３、現像電源１１４ａ、現像駆動部１１４ｂ、トナー補給部１１４ｃおよび一次転写電源１１５は、イエローの画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ、シアンの画像形成ユニット１０Ｃ、黒の画像形成ユニット１０Ｋのそれぞれに設けられる。

この例において、各帯電電源１１２は、負の値に設定された直流成分に交流成分（矩形波）を重畳させた帯電バイアスを、対応する帯電ロール１２に供給する。なお、以下の説明においては、帯電バイアスにおける直流成分を直流帯電バイアスと呼び、帯電バイアスにおける交流成分を交流帯電バイアスと呼ぶ。ここで、直流帯電バイアスは、感光体ドラム１１に設けられた有機感光層を目標とする電位（帯電電位と呼ぶ）に帯電させるためのものであり、交流帯電バイアスは、直流帯電バイアスによる有機感光層の帯電を補助するためのものである。

また、各現像電源１１４ａは、負の値に設定された直流成分に交流成分（矩形波）を重畳させた現像バイアスを、対応する現像ロール１４ａに供給する。なお、以下の説明においては、現像バイアスにおける直流成分を直流現像バイアスと呼び、現像バイアスにおける交流成分を交流現像バイアスと呼ぶ。ここで、直流現像バイアスは、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に設けられた有機感光層（より具体的には画像部）に、トナーを転移させるためのものであり、交流現像バイアスは、直流現像バイアスによる現像ロール１４ａから有機感光層へのトナーの転移を補助するためのものである。

そして、本実施の形態では、制御装置１００が、一次転写電源１１５から一次転写ロール１５に供給される一次転写バイアスを定電流制御しており、二次転写電源１３０から二次転写装置３０（より具体的にはバックアップロール２５）に供給する二次転写バイアスを定電圧制御している。

次に、図１に示す画像形成装置を用いた、用紙に対する画像形成動作（以下では、出力用画像形成動作という）について説明する。
例えばイエローの画像形成ユニット１０Ｙでは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１が、接触する帯電ロール１２に供給される帯電バイアスによって帯電電位に帯電される。次に、露光部１３による露光が開始され、帯電電位に帯電された状態で矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１は、露光部１３から出射される光によって画像部が選択的に露光される。その結果、帯電および露光が行われた有機感光層には、背景部が帯電電位となり、画像部が露光電位となる、イエロー用の静電潜像が形成される。

続いて、感光体ドラム１１に形成されたイエロー用の静電潜像は、感光体ドラム１１の矢印Ａ方向への回転に伴って、現像器１４に設けられた現像ロール１４ａとの対向部（以下では現像領域と呼ぶ）に到達する。このとき、現像ロール１４ａは、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤（２成分現像剤）を保持した状態で回転しており、しかも現像ロール１４ａには、現像バイアスが供給されている。このため、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に対し、イエロー用の静電潜像のうち露光電位となっている画像部に、選択的にトナーが転移する。その結果、現像領域を通過した感光体ドラム１１上には、静電潜像に対応したイエローのトナー像が現像される。

それから、感光体ドラム１１上に現像されたイエローのトナー像は、感光体ドラム１１の矢印Ａ方向への回転に伴って、中間転写ベルト２０を挟んで一次転写ロール１５と対向する一次転写位置に到達する。このとき、一次転写ロール１５に一次転写バイアスが供給されることにより、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１上に形成されたイエローのトナー像は、矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト２０上に一次転写（静電転写）される。なお、一次転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナー等の付着物は、感光体ドラム１１のさらなるＡ方向への回転に伴ってドラムクリーナ１６との対向部に到達し、ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。

また、他のマゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ、シアンの画像形成ユニット１０Ｃおよび黒の画像形成ユニット１０Ｋにおいても、イエローの画像形成ユニット１０Ｙと同じく、帯電、露光、現像、一次転写およびクリーニングが行われる。このとき、それぞれにおける画像形成タイミングをずらすことで、中間転写ベルト２０上には、これらイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色トナー像を重ね合わせた重ねトナー像が形成される。

このようにして中間転写ベルト２０上に一次転写された重ねトナー像は、中間転写ベルト２０の矢印Ｂ方向への回転に伴って、中間転写ベルト２０を挟んで二次転写ロール３１とバックアップロール２５とが対向する二次転写位置に向かう。
一方、用紙収容部４０から取り出された用紙は、搬送ロール４１およびレジストレーションロール４２により、中間転写ベルト２０上の重ねトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて、二次転写位置へと搬送される。

このとき、二次転写位置では、二次転写装置３０を構成するバックアップロール２５に二次転写バイアスが供給されている。そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２５との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上の重ねトナー像が用紙に二次転写（静電転写）される。

その後、重ねトナー像が二次転写された用紙は、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送される。そして、用紙上の重ねトナー像は、定着装置５０の加熱ロール５１より供給された熱と、加熱ロール５１および加圧ロール５２から受ける圧力とによって加熱・加圧定着され、排出ロール４４によって画像形成装置の機外に排出される。なお、二次転写後に中間転写ベルト２０上に残存するトナー等の付着物は、中間転写ベルト２０のさらなる矢印Ｂ方向への回転に伴ってベルトクリーナ２７との対向部に到達し、ベルトクリーナ２７によってクリーニングされる。

本実施の形態の画像形成装置では、上述した出力用画像形成動作において良好な画像を得るために、出力用画像形成動作に連動して、露光電位と直流帯電バイアス（現像電位）との電位差、および、画像信号の入力階調値Ｃｉｎに階調補正を施すためのＬＵＴ（Look Up Table）の作成を含むセットアップ処理（濃度補正処理）を行っている。

図３は、図１に示す画像形成装置におけるセットアップ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
制御装置１００は、画像形成装置の外部から出力用画像の形成指示を受け付けると（ステップ１０）、各画像形成ユニット１０を用いた画像形成を行わない状態で、光量検出部６０を用いて中間転写ベルト２０の１周分の反射光量を測定する（ステップ２０）。換言すると、ステップ２０では、中間転写ベルト２０の外周面（素面）の反射光量が、中間転写ベルト２０上での周方向の位置情報に対応付けて測定される。

次に、制御装置１００は、各画像形成ユニット１０を用いて、現像電位を設定するために使用する電位用画像の形成を行い（ステップ３０）、さらに、中間転写ベルト２０上に一次転写された電位用画像の反射光量の測定を行う（ステップ４０）。

次いで、制御装置１００は、ステップ２０で得た中間転写ベルト２０の反射光量と、ステップ４０で得た電位用画像の反射光量とを用いて、電位用測定値の算出を行う（ステップ５０）。なお、ステップ５０では、中間転写ベルト２０上での周方向の位置情報を用い、同じ位置で取得された中間転写ベルト２０の反射光量と電位用画像の反射光量との比（電位用画像の反射光量／中間転写ベルト２０の反射光量）に基づいて、電位用測定値を算出する。

そして、制御装置１００は、ステップ５０で得た電位用測定値に基づいて、電位設定（この例では現像電位の設定）を行う（ステップ６０）。

続いて、制御装置１００は、ステップ６０による電位設定を行った状態で、各画像形成ユニット１０を用いて、階調特性を設定するために使用する階調用画像の形成を行い（ステップ７０）、さらに、中間転写ベルト２０上に一次転写された階調用画像の反射光量の測定を行う（ステップ８０）。なお、階調用画像の詳細については後述する。

次に、制御装置１００は、ステップ２０で得た中間転写ベルト２０の反射光量（第１の受光結果の一例）と、ステップ８０で得た階調用画像の反射光量（第２の受光結果の一例）とを用いて、階調用測定値の算出を行う（ステップ９０）。なお、ステップ９０では、中間転写ベルト２０上での周方向の位置情報を用い、同じ位置で取得された中間転写ベルト２０の反射光量と階調用画像の反射光量との比（階調用画像の反射光量／中間転写ベルト２０の反射光量）に基づいて、濃度値の一例としての階調用測定値を算出する。また、制御装置１００は、ＥＥＰＲＯＭ１０４から、階調特性の目標値として設定された階調用目標値の取得を行う（ステップ１００）。

そして、制御装置１００は、ステップ９０で得た階調用測定値とステップ１００で得た階調用目標値とに基づいて、中間転写ベルト２０の外周面の状態（表面状態）が正常であるか異常であるかを診断するベルト状態診断処理を実行し（ステップ１１０）、ステップ１１０における診断結果が、「異常あり」であったか否かを判断する（ステップ１２０）。なお、ステップ１１０の詳細については後述する。

ステップ１２０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、図示しないユーザインタフェースに、中間転写ベルト２０に異常が生じていること、あるいは、中間転写ベルト２０の交換を促すこと等についてのメッセージを表示させ（ステップ１３０）、ステップ１０で指示を受け付けた出力用画像形成動作を中止し（ステップ１４０）、一連の処理を完了する。なお、ステップ１２０では、中間転写ベルト２０の異常等に関するメッセージをユーザインタフェースに表示するのに代えて、中間転写ベルト２０に異常が生じていることを、図示しないネットワークを介してリモート保守システム（サーバ）に報知するようにしてもかまわない。

一方、ステップ１２０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、ステップ９０で得た階調用測定値とステップ１００で得た階調用目標値とに基づいてＬＵＴの作成を行い（ステップ１５０）、作成したＬＵＴを用いて、ステップ１０で指示を受け付けた出力用画像形成動作を実行し（ステップ１６０）、一連の処理を完了する。

図４は、図３に示すセットアップ処理（特にステップ７０および８０参照）において使用される階調用画像Ｐの構成例を説明するための図である。なお、図４は、各画像形成ユニット１０によって作成された各色のトナー像を含む階調用画像Ｐが、中間転写ベルト２０上に一次転写された状態を示している。また、図４には、中間転写ベルト２０上に一次転写された階調用画像Ｐと、光量検出部６０との位置関係を併せて示している。ここで、階調用画像Ｐは、二次転写装置３０によって用紙に二次転写されることなく、そのままベルトクリーナ２７によって除去される。

この例において、階調用画像Ｐは、イエローのトナー像で構成された階調用イエロー画像ＰＹと、マゼンタのトナー像で構成された階調用マゼンタ画像ＰＭと、シアンのトナー像で構成された階調用シアン画像ＰＣと、黒のトナー像で構成された階調用黒画像ＰＫとを含んでいる。本実施の形態では、中間転写ベルト２０の移動方向に沿って、階調用イエロー画像ＰＹ、階調用マゼンタ画像ＰＭ、階調用シアン画像ＰＣおよび階調用黒画像ＰＫが、この順で配置されている。

ここで、階調用イエロー画像ＰＹは、中間転写ベルト２０の移動方向に沿って並べられた２０個の画像（第１階調用イエロー画像Ｐ１Ｙ〜第２０階調用イエロー画像Ｐ２０Ｙ）で構成されている。そして、第１階調用イエロー画像Ｐ１Ｙ〜第２０階調用イエロー画像Ｐ２０Ｙは、番号が増加するほど（図中において右側になるほど）入力階調値Ｃｉｎが大きくなる（Ｃｉｎ＝０％〜１００％）ように設定される。

また、階調用マゼンタ画像ＰＭは、中間転写ベルト２０の移動方向に沿って並べられた２０個の画像（第１階調用マゼンタ画像Ｐ１Ｍ〜第２０階調用マゼンタ画像Ｐ２０Ｍ）で構成されている。そして、第１階調用マゼンタ画像Ｐ１Ｍ〜第２０階調用マゼンタ画像Ｐ２０Ｍは、番号が増加するほど（図中において右側になるほど）入力階調値Ｃｉｎが大きくなる（Ｃｉｎ＝０％〜１００％）ように設定される。

さらに、階調用シアン画像ＰＣは、中間転写ベルト２０の移動方向に沿って並べられた２０個の画像（第１階調用シアン画像Ｐ１Ｃ〜第２０階調用シアン画像Ｐ２０Ｃ）で構成されている。そして、第１階調用シアン画像Ｐ１Ｃ〜第２０階調用シアン画像Ｐ２０Ｃは、番号が増加するほど（図中において右側になるほど）入力階調値Ｃｉｎが大きくなる（Ｃｉｎ＝０％〜１００％）ように設定される。

さらにまた、階調用黒画像ＰＫは、中間転写ベルト２０の移動方向に沿って並べられた２０個の画像（第１階調用黒画像Ｐ１Ｋ〜第２０階調用黒画像Ｐ２０Ｋ）で構成されている。そして、第１階調用黒画像Ｐ１Ｋ〜第２０階調用黒画像Ｐ２０Ｋは、番号が増加するほど（図中において右側になるほど）入力階調値Ｃｉｎが大きくなる（Ｃｉｎ＝０％〜１００％）ように設定される。

ここで、本実施の形態では、階調用イエロー画像ＰＹを構成する第１階調用イエロー画像Ｐ１Ｙ〜第２０階調用イエロー画像Ｐ２０Ｙ、階調用マゼンタ画像ＰＭを構成する第１階調用マゼンタ画像Ｐ１Ｍ〜第２０階調用マゼンタ画像Ｐ２０Ｍ、階調用シアン画像ＰＣを構成する第１階調用シアン画像Ｐ１Ｃ〜第２０階調用シアン画像Ｐ２０Ｃ、および、階調用黒画像ＰＫを構成する第１階調用黒画像Ｐ１Ｋ〜第２０階調用黒画像Ｐ２０Ｋが、それぞれ複数の画像としての機能を有している。

本実施の形態では、このようにして階調用画像Ｐを構成しているため、例えば階調用黒画像ＰＫにおいては、第１階調用黒画像Ｐ１Ｋ、第２階調用黒画像Ｐ２Ｋ、第３階調用黒画像Ｐ３Ｋ、第４階調用黒画像Ｐ４Ｋ、…、第１７階調用黒画像Ｐ１７Ｋ、第１８階調用黒画像Ｐ１８Ｋ、第１９階調用黒画像Ｐ１９Ｋ、第２０階調用黒画像Ｐ２０Ｋ、の順で、階調用測定値が小さくなるはずである。これは、階調用イエロー画像ＰＹ、階調用マゼンタ画像ＰＭおよび階調用シアン画像ＰＣにおいても同じである。

本実施の形態の階調用測定値は、上述したように階調用画像Ｐの出力光量と中間転写ベルト２０の出力光量との比に基づいて求まる。このため、中間転写ベルト２０の表面に傷やへこみ等が生じていると、このような中間転写ベルト２０の表面状態の変化が中間転写ベルト２０の出力光量に影響を与えることとなってしまい、結果として、階調用測定値にも影響を与えることになってしまう。

ここで、例えば中間転写ベルト２０上において第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの形成対象となる位置には傷がなく、中間転写ベルト２０上において第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの形成対象となる位置には傷がある場合を考えてみる。この場合、第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの濃度よりも第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの濃度が高い状態であったとしても、第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの形成対象となる位置における中間転写ベルト２０の反射光量と、第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの形成対象となる位置における中間転写ベルト２０の反射光量とが、傷の有無により異なることに起因して、得られる階調用測定値の大小関係が逆転する（第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの濃度が第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの濃度よりも低いという結果が得られる）ことになってしまう。なお、ここでは、中間転写ベルト２０上において第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの形成対象となる位置には傷がなく、中間転写ベルト２０上において第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの形成対象となる位置には傷がある場合を例としたが、中間転写ベルト２０上において第２階調用黒画像Ｐ２Ｋの形成対象となる位置には傷があり、中間転写ベルト２０上において第３階調用黒画像Ｐ３Ｋの形成対象となる位置には傷がない場合でも、階調用測定値の大小関係が逆転することはあり得る。そして、階調用測定値の大小関係に逆転や逆転に近い状態が発生すると、その階調用測定値をもとに作成されるＬＵＴを用いて階調補正された出力用画像に、トーンジャンプ（階調の飛び）が発生する可能性がある。

そこで、本実施の形態では、上記セットアップ処理と連動して、階調用画像Ｐを構成する階調用イエロー画像ＰＹ、階調用マゼンタ画像ＰＭ、階調用シアン画像ＰＣおよび階調用黒画像ＰＫのそれぞれについて、入力階調値Ｃｉｎの大小関係において隣接する２つの階調用画像、すなわち、ある入力階調値を有する階調用画像（第１の画像）とその次に大きな入力階調値を有する階調用画像（第２の画像）の階調用測定値の大小関係が逆転あるいは逆転に近い状態であるか否かについての検査を行い、大小関係の逆転の発生状態に基づいて、中間転写ベルト２０で異常が生じているか否かに関する診断（ベルト状態診断）を行っている。

図５は、図３のステップ１１０に示すベルト状態診断処理の手順を説明するためのフローチャート（サブルーチン）である。なお、ここでは、階調用画像Ｐを構成する階調用イエロー画像ＰＹ、階調用マゼンタ画像ＰＭ、階調用シアン画像ＰＣおよび階調用黒画像ＰＫのうちのいずれか１色に関する処理についての説明を行うが、実際には、４色のそれぞれについて、以下に説明する処理が行われる。

ベルト状態診断処理において、制御装置１００は、まず、番号ｎを１（ｎ＝１）に設定し、且つ、異常カウント値ｘを０（ｘ＝０）に設定する（ステップ２１０）。ここで、異常カウント値ｘは、階調用測定値の大小関係の逆転が生じた回数をカウントした値を意味している。

次に、制御装置１００は、中間転写ベルト２０の使用時間の長さ等に基づいて決まるベルト経時量ＢＴと、このベルト経時量ＢＴに対して予め決められた経時量閾値αとを、ＥＥＰＲＯＭ１０４から取得する（ステップ２２０）。ここで、ベルト経時量ＢＴは、例えば中間転写ベルト２０の使用時間が長くなるほど大きくなるように順次更新されていくものであり、経時量閾値αは、中間転写ベルト２０の使用時間に関わらず一定の大きさに設定されるものである。

そして、制御装置１００は、第ｎ測定値差ΔＭ_ｎ（１番目は第１測定値差ΔＭ_１）の算出を行う（ステップ２３０）。ここで、第ｎ測定値差ΔＭ_ｎは、図３に示すステップ９０において、第ｎ階調用画像Ｐｎに基づいて得た第ｎ階調用測定値Ｍ_ｎ（１番目は第１階調用測定値Ｍ_１）と、第ｎ＋１階調用画像Ｐｎ＋１に基づいて得た第ｎ＋１階調用測定値Ｍ_ｎ＋１（１番目は第２階調用測定値Ｍ_２）とを用い、以下の（１）式によって求められる。
ΔＭ_ｎ＝Ｍ_ｎ−Ｍ_ｎ＋１ …（１）

また、制御装置１００は、第ｎ目標値差ΔＴ_ｎ（１番目は第１目標値差ΔＴ_１）の算出を行う（ステップ２４０）。ここで、第ｎ目標値差ΔＴ_ｎは、図３に示すステップ１００で得た、第ｎ階調用画像Ｐｎの目標値である第ｎ階調用目標値Ｔ_ｎ（１番目は第１階調用目標値Ｔ_１）と、第ｎ＋１階調用画像Ｐｎ＋１の目標値である第ｎ＋１階調用目標値Ｔ_ｎ＋１（１番目は第２階調用目標値Ｔ_２）とを用い、以下の（２）式によって求められる。
ΔＴ_ｎ＝Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ＋１ （２）

それから、制御装置１００は、第ｎ階調用画像Ｐｎに対して設定された第ｎ係数基準値Ｊ_ｎ（１番目は第１係数基準値Ｊ_１）を、ＥＥＰＲＯＭ１０４から取得する（ステップ２５０）。ここで、第ｎ係数基準値Ｊ_ｎは階調用画像のそれぞれの番号に対応付けて設定されるものであり、例えばサービスマンが設定値を変更することも可能である。

そして、制御装置１００は、ステップ２２０で得たベルト経時量ＢＴと経時量閾値αとに基づき、ベルト経時量ＢＴが経時量閾値α未満（ＢＴ＜α）となっているか否かを判断する（ステップ２６０）。

ステップ２６０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、第ｎ調整係数Ｋ_ｎの算出を行う（ステップ２７０）。ステップ２７０において、第ｎ調整係数Ｋ_ｎは、ステップ２５０で得た第ｎ係数基準値Ｊ_ｎと、ステップ２２０で得たベルト経時量ＢＴと、ＥＥＰＲＯＭ１０４から読み出した第１補正係数β１とを用い、以下の（３）式によって求められる。
Ｋ_ｎ＝Ｊ_ｎ＋ＢＴ×β１／１０２４ …（３）

一方、ステップ２６０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、第ｎ調整係数Ｋ_ｎの算出を行う（ステップ２８０）。ステップ２８０において、第ｎ調整係数Ｋ_ｎは、ステップ２５０で得た第ｎ係数基準値Ｊ_ｎと、ステップ２２０で得たベルト経時量ＢＴおよび経時量閾値αと、ＥＥＰＲＯＭ１０４から読み出した第１補正係数β１および第２補正係数β２とを用い、以下の（４）式によって求められる。
Ｋ_ｎ＝Ｊ_ｎ＋｛（ＢＴ−α）×β２＋ＢＴ×β１｝／１０２４ …（４）

そして、制御装置１００は、ステップ２３０で得た第ｎ測定値差ΔＭ_ｎと、ステップ２４０で得た第ｎ目標値差ΔＴ_ｎと、ステップ２７０あるいはステップ２８０で得た第ｎ調整係数Ｋ_ｎとに基づき、第ｎ測定値差ΔＭ_ｎが以下の（５）式を満足しているか否かを判断する（ステップ２９０）。
ΔＭ_ｎ≦ΔＴ_ｎ／（Ｋ_ｎ／６４） …（５）

ここで、第１補正係数β１および第２補正係数β２は、ベルト経時量ＢＴに対し、第ｎ基準係数値Ｊ_ｎから第ｎ調整係数Ｋ_ｎを得るために、第ｎ基準係数値Ｊ_ｎの補正量を算出するための係数である。

ステップ２９０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、異常カウント値ｘをｘ＋１（ｘ＝ｘ＋１）とし（ステップ３００）、次のステップ３１０へと進む。一方、ステップ２９０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、異常カウント値ｘを変更することなく、次のステップ３１０へと進む。

次に、制御装置１００は、番号ｎが、階調用画像数ｎ_ｍａｘよりも１つ少ない数（ｎ＝ｎ_ｍａｘ−１）に到達したか否かを判断する（ステップ３１０）。なお、この例では、図４に示したようにｎ_ｍａｘ＝２０となる。

ステップ３１０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、すなわち、残りの階調用画像が存在する場合、制御装置１００は、番号ｎをｎ＋１（ｎ＝ｎ＋１）に更新し（ステップ３２０）、上述したステップ２３０へと戻って処理を続行する。

一方、ステップ３１０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、すなわち、すべての階調用画像に対する処理が完了している場合、制御装置１００は、ＥＥＰＲＯＭ１０４から、異常割合閾値Ｌを取得する（ステップ３３０）。ここで、異常割合閾値Ｌは、０％＜Ｌ≦１００％の範囲から選択することができ、また、異常割合閾値Ｌの値を変更することも可能である。

そして、制御装置１００は、すべての階調用画像に対して得られた異常カウント値ｘ（合計値）と、階調用画像数ｎ_ｍａｘと、ステップ３３０で取得した異常割合閾値Ｌとが、以下に示す（６）式の関係を満足しているか否かを判断する（ステップ３４０）。
ｘ／（ｎ_ｍａｘ−１）≧Ｌ …（６）

ステップ３４０において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、中間転写ベルト２０の外周面に異常が発生しているとの判定（異常判定）を行い（ステップ３５０）、この処理を完了する。一方、ステップ３４０において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、中間転写ベルト２０の外周面に異常が発生していないとの判定（正常判定）を行い（ステップ３６０）、この処理を完了する。

なお、ここでは、１回のセットアップ処理において発生した異常カウント値ｘと、階調用画像数ｎ_ｍａｘとの関係に基づいて、中間転写ベルト２０の外周面に異常が生じているか否かを判定していたが、異常の判定基準はこれに限られない。例えばセットアップ処理を実行した回数および各回のセットアップ処理における異常カウント値ｘの両者を、累積しながら記憶していき、セットアップ処理の回数（累積値）に対する異常カウント値ｘ（累積値）の割合が予め決められた閾値以上となった場合に、中間転写ベルト２０の外周面に異常が発生したとの判定を行ってもかまわない。

図６は、入力階調値Ｃｉｎと階調用測定値Ｍとの関係の一例を示す図である。ここで、図６には、３つの測定例（測定値Ａ、測定値Ｂおよび測定値Ｃ）を示している。また、図６には、第１階調用画像Ｐ１〜第９階調用画像Ｐ９に関する結果を例示している。なお、階調用測定値Ｍは、反射光量に基づいて得られるものであることから、基本的に、入力階調値Ｃｉｎが高くなるほど階調用測定値Ｍは低下する。

ただし、図６に示す例では、第１階調用画像Ｐ１とこれに隣接する第２階調用画像Ｐ２との間、第４階調用画像Ｐ４とこれに隣接する第５階調用画像Ｐ５との間、そして、第６階調用画像Ｐ６とこれに隣接する第７階調用画像Ｐ７との間で、階調用測定値Ｍの大小関係の逆転あるいは逆転に近い状態が発生している。そして、このような状態が発生している場合に、異常カウント値Ｘがインクリメントされる。

ただし、図６に示す例において、第１階調用画像Ｐ１およびこれに隣接する第２階調用画像Ｐ２は、きわめて濃度が低い領域となり、中間転写ベルト２０の異常によらず逆転または逆転に近い状態が生じる可能性があるので、例えばこの領域については、判断基準から外してもかまわない。さらに、例えば、階調特性の大小関係の逆転が現れやすい入力階調値Ｃｉｎが５０％よりも低い領域、特にハイライト領域Ｈ（図６においては入力階調値Ｃｉｎが５％〜１９％となる領域）を対象として、図５に示すベルト状態診断処理を行うようにしてもかまわない。

１０(１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ)…画像形成ユニット、２０…中間転写ベルト、３０…二次転写装置、５０…定着装置、６０…光量検出部、１００…制御装置、Ｐ…階調用画像、ＰＹ…階調用イエロー画像、ＰＭ…階調用マゼンタ画像、ＰＣ…階調用シアン画像、ＰＫ…階調用黒画像

Claims (6)

1. 第１の画像と、当該第１の画像の次に入力階調値が大きい第２の画像とを含む複数の画像を形成する画像形成手段と、
   前記複数の画像を保持する保持面を備えた画像保持体と、
   前記保持面に照射された光の反射光を受光する受光部と、
   前記保持面からの反射光を前記受光部にて受光して得た第１の受光結果と、当該保持面に保持された前記複数の画像からの反射光を当該受光部にて受光して得た第２の受光結果とを用いて算出される当該複数の画像のそれぞれの濃度値のうち、前記第１の画像の濃度値が前記第２の画像の濃度値よりも大きい場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断する判断手段と
   を含む画像形成装置。
2. 前記判断手段は、さらに、前記複数の画像のそれぞれの前記入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転に近い状態となっている場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記判断手段は、前記複数の画像のそれぞれの前記入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転または逆転に近い状態となっている割合が予め決められた閾値以上となっている場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記判断手段は、前記複数の画像のうちの最も前記入力階調値が低い画像を除いた画像について、当該入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転あるいは逆転に近い状態となっているか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記判断手段は、前記複数の画像のうちの前記入力階調値が中央値よりも低い画像について、当該入力階調値と前記濃度値との大小関係が逆転あるいは逆転に近い状態となっているか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 第１の画像と、当該第１の画像の次に入力階調値が大きい第２の画像とを含む複数の画像を形成する画像形成手段と、
   前記複数の画像を保持する保持面を備えた画像保持体と、
   前記保持面に照射された光の反射光を受光する受光部と、
   前記保持面からの反射光を前記受光部にて受光して得た第１の受光結果と、当該保持面に保持された前記複数の画像からの反射光を当該受光部にて受光して得た第２の受光結果とを用いて算出される当該複数の画像のそれぞれの濃度値に基づいて、前記画像形成手段が形成する画像の濃度を調整する調整手段と、
   前記第１の受光結果と前記第２の受光結果とを用いて算出される前記複数の画像のそれぞれの濃度値のうち、前記第１の画像の濃度値が前記第２の画像の濃度値よりも大きい場合に、前記画像保持体に異常が生じたと判断する判断手段と
   を含む画像形成装置。

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