JP2017097095A - 少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法、評価プログラム、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、構成要素は、像担持体と像担持体を帯電させるための帯電装置とを含む。
好ましくは、画像形成を行う装置は、像担持体に形成されたトナー像を受け取って搬送し記録媒体にトナー像を転写する中間転写体を含む。トナー像の濃度は、中間転写体に転写されたトナー像の濃度である。
他の局面に従うと、電子写真方式の画像形成装置のコンピュータに実行させる、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する評価プログラムは、帯電装置に直流電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、露光装置に帯電された像担持体に一様なパターンを露光させるステップと、現像装置に露光された像担持体にトナーを付着させて一様なパターンに対応するトナー像を形成させるステップと、トナー像内の濃度変化に基づいて構成要素の劣化度合いを判断するステップとをコンピュータに実行させる。
図1は、帯電方式の違いによる感光体の表面電位およびトナー濃度について説明する図である。図1(a−1)では、帯電ローラに直流電圧および交流電圧を含む電圧(以下、「交番電圧」とも称する。)を印加して感光体を帯電させている。図1(a−2)は、A点を基準として帯電ローラによって帯電された感光体の表面電位を時計回りにプロットした図である。
(b1.画像形成装置100)
図3は、実施形態に従う画像形成装置100の構成例を説明する図である。画像形成装置100は、レーザプリンタやLEDプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図3に示されるように、画像形成装置100は、内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y、2M、2C、2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置され、像担持体としてドラム式の感光体3Y、3M、3C、3Kをそれぞれ有している。
次に、以上の構成からなる画像形成装置100の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像形成装置100の制御部70に画像信号が入力されると、制御部70ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y、2M、2C、2Kの各プリントヘッド部5Y、5M、5C、5Kを発光させて露光を行なう。
次に、図4を用いて帯電ローラの構造について説明する。各帯電ローラ4Y、4M、4C、4Kは、内部の中心に、芯金21Y、21M、21C、21Kを備え、その周囲は、導電性弾性層22Y、22M、22C、22Kが配置される。各導電性弾性層の外周には、粗さ粒子を含む表面層23Y、23M、23C、23Kが配置される。
次に、図5を用いて電源装置の構成について説明する。図5を参照して、各電源装置10Y、10M、10C、10Kは、直流電源25Y、25M、25C、25Kと、交流電源26Y、26M、26C、26Kと、スイッチ27Y、27M、27C、27Kとを備える。制御部70は、スイッチ27Y、27M、27C、27Kと電気的に接続され、各交流電源を短絡可能に構成される。
次に、制御部70の構成について図6を用いて説明を行う。制御部70は、その主要な制御要素として、CPU(Central Processing Unit)71と、RAM(Random Access Memory)72と、ROM(Read Only Memory)73と、補助記憶装置74と、インターフェイス(I/F)75とを含む。
次に、感光体および帯電ローラ等の状態異常を検知する方法について説明する。以下、説明を分かりやすくするために、作像ユニット2Kを用いたモノクロ印刷について説明を行うが、これに限定されず、カラー印刷についても同様の制御を行なうことが可能である。
(c1.概要)
実施形態1に従う評価方法は、確率は低いものの現像器6Kの状態異常も含めて構成要素(部品)の状態異常を判断する場合がある。この場合、実施形態1に従う評価方法では、感光体ユニット12K(感光体3K、帯電ローラ4K、およびブレード11Kを含む)および現像器6Kのいずれの構成要素が異常の原因であるかを特定できない。そのため、感光体ユニット12Kを交換したものの、画像不良が解消されず、現像器6Kも交換する、といった不要な構成要素の交換が生じる可能性がある。
上述のとおり、直流電圧による帯電方式を用いることによって感光体3K、帯電ローラ4K、ブレード11Kの状態異常を顕在化させることができる。そこで、通常モード(交番電圧による帯電方式)による検査画像のトナー濃度の変位幅(以下、「通常変位幅」とも称する。)と、検査モード(直流電圧による帯電方式)による検査画像のトナー濃度の変位幅(以下、「検査変位幅」とも称する。)とを比較する。検査変位幅の方が通常変位幅よりも大きくなった場合、制御部は、上記の感光体3K、帯電ローラ4K、ブレード11Kのいずれかに状態異常が発生していると判断することができる。
測定誤差による誤検知を防ぐ他の方法について図12を用いて説明する。なお、図11と同一符号を付している部分については同じであるので、その説明は繰り返さない。
(d1.概要)
図2(b)、図2(d)および図2(f)に示される画像パターンには、周期的に画像ムラが生じている。この周期は、感光体3K、帯電ローラ4K、および現像ローラ6KRが回転体であることに起因しており、これらいずれかの構成要素の回転周期(外周)に対応する。
上記を実現するための具体的な制御の流れについて、図15を用いて説明する。なお、図7と同一符号を付している部分については同じであるので、繰り返し説明しない。また、本実施形態において、画像形成装置の構成は実施形態1と同様であるため、その詳細については繰り返さない。
(e1.概要)
濃度センサとしてラインセンサを用いることによって、トナー像内において、主走査方向の幅広い領域の状態異常(濃度変化)を検知することができる。しかしながら、ラインセンサは高価であるため、安価な工業製品への搭載は避けることが好ましい。
図16は、目視による評価方法について説明するフローチャートである。なお、図11と同一符号を付している部分については同じであるので、その説明は繰り返さない。
画像形成装置100のように、作像ユニットが複数(2Y、2M、2C、2K)存在する場合、図17に示されるような検査画像を用いて目視検査を行う。この検査画像は、上からイエローのトナーのみを用いて印刷した領域、続いてマゼンタ、シアン、およびブラックのトナーのみを用いて印刷した領域が存在する。各領域は、それぞれ図8に示されるようなハーフトーン画像パターンが印刷される。また、各領域の縦幅(副走査方向の幅)は、少なくとも感光体の外周に相当する距離印刷される。
上記の例では、検査モードおよび通常モードで印刷された画像を目視によって比較しているが、これに限られない。たとえば、印刷された画像をスキャナ(に付属のラインセンサ)で読みとって、上記実施形態1〜3に示した検査を行ってもよい。
上記実施形態では、各作像ユニット(2Y、2M、2C、2K)に濃度センサ(7Y、7M、7C、7K)が設けられている。これにより、状態異常の原因が1次転写より上流のプロセスで生じていることを特定することができるが、画像形成装置100の生産コストが高くなる。
Claims (16)
- 電子写真方式に従う画像形成に用いる、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法であって、
第1の直流電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、
前記第1の直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光するステップと、
前記露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第1のトナー像を形成するステップと、
前記第1のトナー像内の濃度変化に基づいて前記構成要素の劣化度合いを判断するステップとを備える、方法。 - 前記一様なパターンに関連付けて所定の濃度範囲を設定するステップをさらに備え、
前記判断するステップは、前記第1のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度変化が、前記所定の濃度範囲内に収まっているか否かを判断するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 第2の直流電圧および交流電圧を含む交番電圧を印加して前記像担持体を帯電させるステップと、
前記交番電圧の印加により帯電された像担持体を前記一様なパターンで露光するステップと、
前記露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第2のトナー像を形成するステップとをさらに備え、
前記設定するステップは、前記第2のトナー像内の濃度変化の変位量に基づいて、前記所定の濃度範囲を決定するステップを含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第1の直流電圧の絶対値は、前記第2の直流電圧の絶対値よりも大きい、請求項3に記載の方法。
- 前記第2の直流電圧の値は、前記第1の直流電圧の値および前記交流電圧の振幅に基づいて設定される、請求項3または4に記載の方法。
- 前記判断するステップは、前記第1のトナー像の濃度における最大値と前記所定の濃度範囲の上限値との差分、または前記第1のトナー像の濃度における最小値と前記所定の濃度範囲の下限値との差分に基づいて前記構成要素の劣化度合いを判断するステップを含む、請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記判断するステップは、前記第1のトナー像の前記副走査方向における濃度が前記所定の濃度範囲内に収まっていないと判断した場合に、前記所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応するか否かをさらに判定するステップを含み、
前記所定の周期は、前記構成要素のうち前記像担持体に当接して回転する構成要素の回転周期、および前記像担持体の回転周期のうち少なくとも一方の回転周期に対応する周期を含む、請求項2〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記判断するステップは、前記所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応すると判断した場合に、対応する所定の周期から劣化している構成要素を特定するステップを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記形成されたトナー像を記録材に印刷するステップをさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記構成要素は、前記像担持体と前記像担持体を帯電させるための帯電装置とを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記構成要素は、前記像担持体にトナー像を付着させる現像装置をさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記トナー像の濃度は、前記像担持体に形成されたトナー像の濃度である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記画像形成を行う装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を受け取って搬送し記録媒体に前記トナー像を転写する中間転写体を含み、
前記トナー像の濃度は、前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記一様なパターンは、ハーフトーンで構成されるパターンである、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 電子写真方式の画像形成装置のコンピュータに実行させる、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する評価プログラムであって、
前記評価プログラムは、
帯電装置に直流電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、
露光装置に前記帯電された像担持体に一様なパターンを露光させるステップと、
現像装置に前記露光された像担持体にトナーを付着させて前記一様なパターンに対応するトナー像を形成させるステップと、
前記トナー像内の濃度変化に基づいて前記構成要素の劣化度合いを判断するステップとを前記コンピュータに実行させる、プログラム。 - 電子写真方式の画像形成装置であって、
トナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させるための帯電装置と、
前記帯電装置に直流電圧を印加する電源装置と、
前記直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光する露光装置と、
前記露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応するトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像内の濃度変化に基づいて、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の劣化度合いを判断する判断部とを備える、画像形成装置。
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