JP2019008146A - 画像形成装置、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像に発生する横スジ画像が露光器の変化を要因としているかを簡易且つ確実に行う画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光ドラムと、感光ドラムの表面を一様に帯電させる帯電器と、一様に帯電された感光ドラムの表面をレーザ光で走査することで、該感光ドラムに静電潜像を形成する露光器と、感光ドラムを現像してトナー像を形成する現像器と、トナー像を所定のシートに転写する転写部と、シートに転写されたトナー像を該シートに定着させる定着器と、を備える。画像形成装置は、露光器を用いず帯電器及び現像器により形成したアナログベタ画像Ａと、露光器、帯電器、及び現像器により形成したデジタルベタ画像Ｄとがレーザ光の主走査方向に並んで形成される画像をシートに形成させることで、画像に発生する横スジ画像の発生要因を判定できる判定チャートを生成する。【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置等に関し、特に、画像に異常が発生したときに、その要因となっている部品を特定する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体、感光体を帯電する帯電器、帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する露光器、及び静電潜像を現像剤を用いて現像する現像器等の部品を備える。長時間にわたりストレスのかかる使われ方をした画像形成装置は、各部品に変化が生じる。部品の変化は、通常とは異なる画像である「異常画像」の発生の原因となる。部品の変化により生じる異常画像は、センサを用いて自動的に検知することが困難であり、ユーザの指摘により発見されることが多い。異常画像の一つに、一方向に線状に発生するスジ画像がある。スジ画像は、部品の汚れ、部品の変形、機械的な振動や電気的なノイズを原因として発生する。例えば、露光器に異常が発生した場合、シートの搬送方向に対して直交する方向にスジ画像（横スジ画像）が発生する。

異常画像が発見された場合であっても、異常画像の直接の要因がどの部品にあり、どう対応するべきかの判定が困難な場合が多い。例えば、形成した画像に白く抜ける部分がある場合、現像器の異常が原因であるか、或いは露光器の異常が原因であるかは、簡単に判定することが困難である。そのためメンテナンス時に異常の発生した部品の特定に長い時間がかかり、画像形成装置を稼動させることができないダウンタイムが長時間発生する。また、異常の発生した部品を正確に特定できない場合、異常が発生していない部品まで交換することがあり、メンテナンスコストが増大する可能性がある。

特許文献１は、画像形成装置で画像をシートに形成した後に、画像読取部により該シートに形成された画像を読み取り、読み取った画像の特徴量により、診断モデルに基づいて故障箇所を診断する技術を開示する。特許文献２は、画像形成装置に異常が発生した場合に、異常を解決するために交換すべき部品を特定し、特定した部品を報知する画像形成装置を開示する。

特開２００７−１１６６７０号公報 特開２００９−４２６９１号公報

従来は、異常解決のために交換すべく部品の特定は行っていても、具体的な異常箇所の特定までは十分に行えていない。特に、横スジ画像が発生する場合の異常箇所の特定は困難である。横スジ画像は、露光器の変化により生じることがある。本発明の目的は、画像に発生する横スジ画像が露光器の変化を要因としているかを簡易且つ確実に行うことで、ダウンタイムを低減及び交換不要な部品の交換によるメンテナンスコストの増大を防止する画像形成装置を提供することである。

本発明の画像形成装置は、シートを搬送する搬送手段と、感光体と、前記感光体を帯電する帯電器と、前記帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記感光体上の前記静電潜像を現像する現像器と、を有し、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を制御して前記シートに第１画像と第２画像とを形成させる制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記露光器によって前記感光体を露光せずに前記第１画像を形成させ、前記制御手段は、前記露光器によって前記感光体を露光して前記第２画像を形成させ、前記シート上に形成された前記第１画像と前記第２画像とは、前記シートが搬送される搬送方向に直交する方向において異なる位置に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第１画像及び第２画像を主走査方向に並べて形成することで、横スジ画像の発生要因を容易に且つ確実に判定できる判定チャートを形成できる。そのために、横スジ画像への対応のためのダウンタイムを低減しつつメンテナンスコストの増大を防止することができる。

画像形成装置の構成図。 リーダ画像処理部の説明図。 プリンタ制御部の説明図。 横スジ画像の要因の説明図。 横スジ画像の説明図。 判定チャートの例示図。 （ａ）、（ｂ）は、感光ドラムの表面電位と現像バイアスの電位との関係の説明図。 アナログ画像及びデジタル画像を形成する場合の主走査方向の位置毎の電位を表す図。 横スジ画像の要因を判定する処理を表すフローチャート。 横スジ画像が発生し判定チャートの例示図。 画像形成装置の構成図。 判定チャートの例示図。

以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
（画像形成装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置１の構成図である。画像形成装置１は、リーダ部２００及びプリンタ部４を備える。

リーダ部２００は、原稿台２０２、光源２０３、光学系２０４、受光部２０５、基準白板２０６、突き当て部材２０７、及びリーダ画像処理部２０８を備える。原稿台２０２は、ガラス製であり、読取対象となる原稿２０１が載置される。光源２０３は、原稿台２０２に載置された原稿２０１に光を照射する。光学系２０４は、原稿２０１により反射された光源２０３からの光を受光部２０５に結像する。受光部２０５は、例えば３列に配置されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ群であり、原稿２０１により反射された光を受光する。受光部２０５は、受光した光に応じて、ライン毎に、対応する色の電気信号である色成分信号をリーダ画像処理部２０８に送信する。リーダ画像処理部２０８は、受光部２０５から取得した色成分信号に対して画像処理を行うことで生成した画像信号をプリンタ部４へ送信する。

プリンタ部４は、画像形成部１０、中間転写ベルト３１、定着器４０、シートＰを搬送する搬送ローラ、及びプリンタ制御部２０９を備える。プリンタ部４は、リーダ部２００のリーダ画像処理部２０８から送信される画像信号をプリンタ制御部２０９により取得する。プリンタ制御部２０９は、画像信号に応じて、プリンタ部４による画像形成処理の制御を行う。画像形成部１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応して４つ設けられ、各色のトナー像を生成する。画像形成部１０は、各色のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト３１に転写する。中間転写ベルト３１は、転写されたトナー像を、搬送ローラにより搬送されたシートＰに転写する。定着器４０は、トナー像が転写されたシートＰにトナー像を定着させる。トナー像の定着により、シートＰへの画像形成が終了する。画像が形成されたシートＰは、画像形成装置１に設けられる排紙トレイ６４に排出される。

４つの画像形成部１０は、各々、感光ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器１４、ドラムクリーナ１５を備える。なお、図１では、左から順にイエローのトナー像を生成する画像形成部１０、マゼンタのトナー像を生成する画像形成部１０、シアンのトナー像を生成する画像形成部１０、及びブラックのトナー像を生成する画像形成部１０が並んで配置される。

感光ドラム１１は、本実施形態では、外径が３０［ｍｍ］、外周が約９４．２［ｍｍ］のドラム形状の感光体である。感光ドラム１１は、不図示の駆動源により図中反時計回りに回転する。感光ドラム１１の周囲には、回転方向に沿って、帯電器１２、露光器１３、現像器１４、ドラムクリーナ１５が配置される。また、感光ドラム１１は、中間転写ベルト３１を挟んで対向する位置に一次転写ブレード１７が配置される。トナー像は、感光ドラム１１に形成される。

現像器１４は、本実施形態では現像剤として非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアとで構成される二成分現像剤を使用する。非磁性トナーは、スチレン系樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂、カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御剤等を適当量用いることにより構成される。このような非磁性トナーは、例えば粉砕法や重合法等の方法により製造される。磁性キャリアは、例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリアが用いられる。また、磁性キャリアは、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったものを用いることができる。また、磁性キャリアは、フェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったものなどを用いることができる。

中間転写ベルト３１は、二次転写内ローラ３４、及びローラ３６、３７に懸架されて図中時計回りに回転する。二次転写内ローラ３４は、二次転写外ローラ３５との間に中間転写ベルト３１を挟み、二次転写部を形成する。二次転写外ローラ３５は、中間転写ベルト３１に対して着脱する機構を備える。二次転写部により中間転写ベルト３１からシートＰにトナー像が転写される。定着器４０は、トナー像が転写されたシートＰにトナー像を定着させる。

シートＰは、給紙カセット２０に収容或いは給紙トレイ２５に載置される。搬送ローラは、給紙カセット２０に収容されたシートＰ或いは給紙トレイ２５に積載されたシートＰを給送する給送ローラ、二次転写部の上流側にレジストレーションローラ２３、及び画像が形成されたシートＰを排紙トレイ６４に排出する排出ローラを含む。レジストレーションローラ２３は、シートＰの斜行補正を行う。レジストレーションローラ２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて、シートＰを二次転写部に搬送する。プリンタ制御部２０９は、搬送ローラの駆動を制御する。

以上のような構成のプリンタ部４は、以下のようにしてシートＰに画像を形成する。まず、画像形成部１０の感光ドラム１１は、帯電器１２により表面が均一の表面電位に帯電される。露光器１３は、プリンタ制御部２０９の制御により、対応する色の画像信号により変調されたレーザ光を帯電後の感光ドラム１１に照射することで、感光ドラム１１に対応する色の静電潜像を形成する。露光器１３は、高速度で回転する不図示の回転多面鏡によりレーザ光を反射させて感光ドラム１１を照射する。レーザ光は、回転多面鏡の回転に応じて、感光ドラム１１上を偏向走査する。現像器１４は、対応する色のトナーを含む現像剤により感光ドラム１１上（感光体上）の静電潜像を現像することで、感光ドラム１１にトナー像を形成する。

各感光ドラム１１に形成されたトナー像は、一次転写ブレード１７により中間転写ベルト３１に一次転写される。転写後に感光ドラム１１に残留するトナーは、ドラムクリーナ１５により除去される。ドラムクリーナ１５によりトナーが除去された感光ドラム１１は、次のトナー像の形成が可能な状態になる。中間転写ベルト３１は、各感光ドラム１１から重畳するようにトナー像が転写される。これにより中間転写ベルト３１にはフルカラーのトナー像が形成される。

シートＰは、給紙カセット２０或いは給紙トレイ２５から給送され、レジストレーションローラ２３へ１枚ずつ搬送される。レジストレーションローラ２３は、搬送されたシートＰの斜行補正を行い、二次転写部にシートＰを搬送するタイミングまで待機する。レジストレーションローラ２３は、中間転写ベルト３１に形成されたトナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて、シートＰを二次転写部へ搬送する。二次転写部は、中間転写ベルト３１に形成されたトナー像をシートＰに二次転写する。二次転写部は、二次転写内ローラ３４及び二次転写外ローラ３５の回転により、トナー像の二次転写を行うとともにシートＰを定着器４０へ搬送する。二次転写外ローラ３５は、中間転写ベルト３１に形成されトナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて中間転写ベルト３１に当接するようになっている。二次転写後に中間転写ベルト３１に残留するトナーは、転写クリーナ３８によって除去され、中間転写ベルト３１は次の画像形成が可能な状態となる。定着器４０は、シートＰを加熱及び加圧することでトナー像をシートＰに固着する。定着器４０は、画像が定着したシートＰを排紙トレイ６４へ排出する。

このような画像形成装置１は、メンテナンスを容易にするために、一部の構成部品に交換可能な交換ユニットを採用する。代表的な交換ユニットには、トナーを収容したトナーカートリッジ、帯電器１２、現像器１４、及びドラムクリーナ１５の少なくとも一つと、感光ドラム１１とを一体化したプロセスユニットがある。

本実施形態では、感光ドラム１１、帯電器１２、及びドラムクリーナ１５は、一つのプロセスカートリッジ５０として一体に構成される。プロセスカートリッジ５０は、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）である。プロセスカートリッジ５０により、感光ドラム１１、帯電器１２、及びドラムクリーナ１５の交換を一度に行うことができる。露光器１３は、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）である。現像器１４は、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）である。なお、各色の画像形成部１０を、それぞれ、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な一つの構成部品（ユニット）としてもよい。一次転写ブレード１７及び中間転写ベルト３１は、転写ユニットとして一体に構成される。転写ユニットは、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）である。転写ユニットにより、一次転写ブレード１７及び中間転写ベルト３１の交換を一度に行うことができる。転写クリーナ３８は、画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）である。これらの画像形成装置１の本体に対して着脱可能な構成部品（ユニット）は、容易に交換可能である。そのために、画像形成装置１のメンテナンス時の煩雑さが解消され、メンテナンス時間が短縮されて利便性が向上する。

（読取画像処理）
図２は、リーダ画像処理部２０８の説明図である。リーダ画像処理部２０８は、ＣＣＤ／ＡＰ回路基板２２１及びリーダ制御回路基板２３０を備える。ＣＣＤ／ＡＰ回路基板２２１は、アナログ画像処理部２２２及びＡ／Ｄ変換部２２３を備える。リーダ制御回路基板２３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３１及びシェーディング処理部２３２を備える。

ＣＣＤ／ＡＰ回路基板２２１は、受光部２０５から出力される色成分信号を取得する。色成分信号は、アナログ画像処理部２２２に入力される。アナログ画像処理部２２２は、色成分信号に対してゲイン調整等のアナログ処理を行ってＡ／Ｄ変換部２２３へ送る。Ａ／Ｄ変換部２２３は、アナログ処理後の色成分信号をデジタルの画像信号に変換する。デジタル変換された画像信号は、ＣＣＤ／ＡＰ回路基板２２１からリーダ制御回路基板２３０へ送られる。

リーダ制御回路基板２３０のシェーディング処理部２３２は、ＣＣＤ／ＡＰ回路基板２２１から取得した画像信号を、ＣＰＵ２３１の制御によりシェーディング補正する。シェーディング補正後の画像信号は、プリンタ制御部２０９へ送られる。この時点で、画像信号はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各輝度情報により構成される。ＣＰＵ２３１は、シェーディング処理部２３２及びリーダ部２００の動作を制御する。

図３は、プリンタ制御部２０９の説明図である。プリンタ制御部２０９は、ＣＰＵ３０１により動作が制御される。ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２に格納される制御プログラムを実行してプリンタ部４の動作を制御して、シートＰへの画像形成処理を行う。メモリ３０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）であり、制御プログラムや各種のデータが格納される。操作部２１７は、表示部２１８を有するユーザインタフェースである。ＣＰＵ３０１は、操作部２１７によりユーザからの指示を受け付け、表示部２１８により情報の表示を行う。

プリンタ制御部２０９は、リーダ部２００又はプリントサーバ５００等から画像信号を取得する。プリントサーバ５００は、画像形成装置１とは別に設けられ、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して画像形成装置１に接続されるサーバである。画像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各階調数が８ビットで表される。プリンタ制御部２０９は、色処理部３０３、階調制御部３１１、ディザ処理部３０７、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）部３０８、及びレーザドライバ３０９を備える。プリンタ制御部２０９は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像信号をＰＷＭ信号に変換して、露光器１３に設けられる半導体レーザ３１０の発光制御を行う。Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号は、色処理部３０３に入力される。

色処理部３０３は、プリンタ部４の出力特性が理想的であった場合に所望の出力結果（画像）が得られように、入力された画像信号に対して画像処理及び色処理を行う。色処理部３０３は、画像信号の階調数を、精度向上のために８ビットから１０ビットに拡張する。色処理部３０３は、ＬＵＴｉｄ３０４を備える。ＬＵＴｉｄ３０４は、画像信号に含まれる輝度情報を濃度情報に変換する輝度−濃度変換テーブルである。色処理部３０３は、ＬＵＴｉｄ３０４により、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号の輝度情報を、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像信号の濃度情報に変換する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号は、階調制御部３１１に入力される。

階調制御部３１１は、ＵＣＲ部３０５及びＬＵＴａ３０６を備え、プリンタ部４の出力特性に合わせて所望の出力結果（画像）が得られるように、画像信号の階調補正を行う。ＵＣＲ部３０５は、各画素における画像信号の積算値を規制することで、画像信号レベルの総和を制限する。総和が規定値を超えた場合、ＵＣＲ部３０５は、所定量のＣ、Ｍ、Ｙの画像信号をＫの画像信号に置き換える下色除去処理（ＵＣＲ）を実行し、画像信号レベルの総和を低下させる。ＬＵＴａ３０６は、濃度特性を補正するための１０ビットの変換テーブルであり、例えばプリンタ部４の一次色γ特性の変更に用いられる。階調補正後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号は、ディザ処理部３０７に入力される。

ディザ処理部３０７は、階調補正後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号（１０ビット）にディザ処理を行い、４ビットの信号に変換する中間調処理を行う。ＰＷＭ部３０８は、ディザ処理後の信号にパルス幅変調を行い、ＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は、レーザドライバ３０９に入力される。レーザドライバ３０９は、ＰＷＭ信号に応じて半導体レーザ３１０の発光制御を行う。

（横スジ画像）
画像形成装置１で発生する横スジ画像について説明する。図４は、横スジ画像の主な要因と、後述のデジタル画像及びアナログ画像における横スジ画像の発生の有無を表す説明図である。

横スジ画像の発生要因は、大きく分けて露光系及び画像形成系の２要因である。露光系要因の横スジ画像は、レーザ光で感光ドラム１１を露光する時点で、レーザ光の光量や照射位置の変化により発生するものである。画像形成系要因の横スジ画像は、レーザ光照射以降の感光ドラム１１から定着器４０までで発生するものである。画像形成系の横スジ画像の発生要因は、感光ドラム１１から定着器４０までトナー像を搬送する各部品の駆動ムラや変形、電気的なノイズや突発的な放電現象等の多岐にわたる。

露光系の横スジ画像の発生要因は、ＰＷＭ信号の電気的なノイズによるレーザ光量の変化、或いは露光器１３への機械的なショックや振動による露光位置の振れである。異常画像として現れる多くは露光位置の振れによる横スジであるために、横スジ画像の発生要因の判定は困難である。
本実施形態の画像形成装置１の構成では、画像形成時に搬送されるシートＰのタイミングに合わせて、二次転写外ローラ３５が中間転写ベルト３１に当接される。この際、二次転写外ローラ３５が中間転写ベルト３１に当接するショックにより、露光器１３が振動することがある。二次転写外ローラ３５が中間転写ベルト３１に当接する瞬間に露光器１３がレーザ光を感光ドラム１１に照射している場合、振動により、感光ドラム１１上の露光位置がずれ、潜像の粗密が変わって画像に濃淡が生じる。レーザ光が回転多面鏡によりシートＰの搬送方向に対して直交する方向に走査されるため、その走査方向（主走査方向）にスジ画像（横スジ画像）が発生する。

図５は、二次転写外ローラ３５が中間転写ベルト３１に当接するショックにより発生する横スジ画像の説明図である。
二次転写外ローラ３５が着脱のために始動、停止することによって、画像形成装置１本体の各ユニットが振動する。感光ドラム１１にレーザ光で静電潜像を形成するタイミングで露光器１３に振動が伝わることで、レーザ光による静電潜像の書き込み位置（露光位置）が振動する。その結果、搬送方向に等間隔に形成されるはずの主走査方向の線が振動してしまい、走査間隔がずれて不均一な部分が生じる。これにより濃淡が生じて横スジ画像が発生する。静電潜像を生成するタイミングで二次転写外ローラ３５が始動、停止しなければ、この横スジ画像は発生しない。しかしコストを安く、且つ画像形成速度を上げるために、このタイミングの重なりは避けられない。

（横スジ画像の判定チャート）
本実施形態では、横スジ画像の要因が露光系及び画像形成系のいずれであるかを容易に判定可能な判定チャートを出力する。判定チャートは、以下に説明するデジタル画像及びアナログ画像を含む。

「デジタル画像」は、画像信号を用いて形成される画像である。具体的には、デジタル画像は、感光ドラム１１に帯電及び露光により静電潜像を形成し、露光後の感光ドラム１１の表面の電位（露光後電位）と現像電位との電位差に応じて形成される画像である。デジタル画像は、帯電及び露光が行われるために、露光系を要因とする横スジ画像と画像形成系を要因とする横スジ画像との両方が発生する可能性があり、要因の判別ができない。

「アナログ画像」は、感光ドラム１１の表面の帯電時の電位（表面電位）と現像電位との電位差で形成される画像である。アナログ画像の形成時には、感光ドラム１１は、露光されない。つまり、感光ドラム１１の表面電位の絶対値が現像電位の絶対値より大きくなるように、プリンタ制御部２０９がプリンタ部４を制御する。アナログ画像は、露光が行われないために、露光系を要因とする横スジ画像が発生しない。

搬送方向の同じ位置に、主走査方向にデジタル画像及びアナログ画像を並べて形成することで、その位置に発生した横スジ画像が、露光系及び画像形成系のいずれの要因で発生したかが判定可能となる。即ち、デジタル画像にのみ横スジ画像が発生する場合には、該横スジ画像が、露光系を要因として発生していると判定される。デジタル画像及びアナログ画像の両方に横スジ画像が発生する場合には、該横スジ画像が、画像形成系を要因として発生していると判定される。
画像形成装置１の構成上、画像形成系要因の変化はデジタル画像に影響を与え、アナログ画像のみに影響を与えることはない。しかしながら、デジタル画像において画像濃度等の条件で横スジ画像が顕在化し難くなる場合がある。そのために、アナログ画像のみに横スジ画像が検出された場合にも、両方に発生した場合と同じとして、横スジ画像が、画像形成系を要因として発生していると判定される。

図６は、判定チャートの例示図である。本実施形態では、判定チャートは、Ａ３縦サイズ（幅方向長さ２９７［ｍｍ］、搬送方向長さ４２０［ｍｍ］）のシートに形成される。判定チャートは、アナログ画像のベタ画像であるアナログベタ画像部Ａ及びデジタル画像のベタ画像であるデジタルベタ画像部Ｄを含む。アナログベタ画像部Ａは、シートの全面に形成される。デジタルベタ画像部Ｄは、主走査方向の中央位置から主走査方向に３０［ｍｍ］の幅で形成される。なお、画像形成装置１の構成上、主走査方向のアナログ画像の領域は変更できず、シートサイズを超えてしまう。そのために、判定チャートの形成後、画像形成装置１は、クリーニング動作を起動する必要がある。

デジタルベタ画像部Ｄの主走査方向の長さは、横スジ画像の発生の有無を検証可能で且つトナーの消費量が可能な限り少なくなるように、本実施形態では３０［ｍｍ］程度の長さとしている。アナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄの搬送方向の長さは、シートの先後端から５［ｍｍ］の余白を設けて、４１０［ｍｍ］とする。本実施形態では判定チャートが２枚のシートに連続して形成されて出力される。

本実施形態の画像形成装置１の構成では、二次転写外ローラ３５が動作するタイミングで感光ドラム１１上に形成されるトナー像がシート上に転写される位置は、ブラックのトナー像で、２枚目の先端から４７．１［ｍｍ］付近である。その位置から、シアン及びマゼンタのトナー像が連続して形成される。イエローのトナー像が形成される位置は２枚目の先端から３２９．７［ｍｍ］付近となる。これらの位置に現れる横スジ画像をアナログ画像及びデジタル画像で同時に検出することにより、そこに現れた横スジ画像が露光系要因か否かを切りわけることが可能である。搬送方向の長さは、画像形成装置１の構成によって最適化する必要がある。また、発生タイミングが不明なものを判定する場合には、判定チャートの枚数を所定枚数に十分に増やしてもよい。

図７は、判定チャートを形成する場合の、感光ドラム１１の表面の電位と現像器１４に印加される現像バイアスの電位との関係の説明図である。

デジタル画像を形成する場合、図７（ａ）に示すように、感光ドラム１１の表面は、帯電器１２によって均一な所定の表面電位Ｖｄに帯電される。感光ドラム１１の表面のデジタルベタ画像部Ｄが形成される部分は、露光器１３によりレーザ光が照射されることで、表面電位Ｖｄよりも低い露光後電位Ｖｌとなる。現像器１４に印加される現像バイアス電位の直流電位Ｖｄｃは、表面電位Ｖｄと露光後電位Ｖｌとの間に設定される。つまり、感光ドラム１１の表面電位Ｖｄの絶対値は、現像バイアス電位（直流電位Ｖｄｃ）の絶対値より大きい。感光ドラム１１のレーザ光で露光されていない部位ではかぶり取り電圧Ｖｂが形成される。これにより、レーザ光で露光されていない部位（非露光部）では現像が行われず、レーザ光で露光された部位では現像電圧Ｖｃが形成されて現像が行われる。

アナログ画像を形成する場合、図７（ｂ）に示すように、感光ドラム１１の表面は、帯電器１２によって均一な表面電位Ｖｄに帯電され、露光器１３によるレーザ光の照射が行われない。現像器１４に印加される現像バイアス電位の直流電位Ｖｄｃ２は、表面電位Ｖｄよりも大きな値に設定される。つまり、感光ドラム１１の表面電位Ｖｄの絶対値は、現像バイアス電位（直流電位Ｖｄｃ２）の絶対値より小さい。これにより、感光ドラム１１と現像器１４との間には現像電圧Ｖｃ２が形成されて現像が行われる。

本実施形態の判定チャートでは、搬送方向の同じ位置にアナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄが形成される。つまり、判定チャートが搬送される搬送方向に直交する方向において異なる位置に、アナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄが形成される。そのため、露光器１３によるレーザ光一回の走査で、搬送方向の同じ位置にアナログ画像及びデジタル画像が形成される。一回の走査中に表面電位Ｖｄ及び現像バイアス電位の直流電位Ｖｄｃは変更できない。
そこで表面電位Ｖｄ及び現像バイアス電位の直流電位Ｖｄｃは、アナログベタ画像部Ａを形成する際の値に設定される。すなわちアナログベタ画像部Ａの形成位置では、表面電位Ｖｄの絶対値よりも現像バイアスの直流電位Ｖｄｃ２（現像電位）の絶対値が大きい。これにより、アナログベタ画像部Ａ作成のための現像電圧Ｖｃ２が形成される。デジタルベタ画像部Ｄの形成位置では、その状態で露光器１３によりレーザ光を感光ドラム１１に照射して露光後電位Ｖｌとし、この露光後電位Ｖｌと現像バイアスの直流電位Ｖｄｃ２により、デジタルベタ画像作成のための現像電圧Ｖｃが形成される。

図８は、搬送方向の同じ位置にアナログ画像及びデジタル画像を形成する場合の、感光ドラム１１の表面の、主走査方向の位置毎の電位を表す。デジタルベタ画像部Ｄにおいては、露光されていない位置であってもアナログ画像が形成されてしまう。そのために、デジタルベタ画像部Ｄにおいても、アナログ画像形成の影響、即ち画像形成系を要因とした横スジ画像が発生することになる。そこで、アナログベタ画像形成のための現像電圧Ｖｃ２と、デジタルベタ画像形成のための現像電圧Ｖｃと、によって形成される画像濃度に明確な差異がでるように、現像電圧Ｖｃ２と現像電圧Ｖｃとに電位差（Ｖｃ−Ｖｃ２）をつけておく。本実施形態の判定チャートにより、横スジ画像の要因が、デジタルベタ画像部Ｄのみに横スジ画像が出現すれば露光系要因であり、アナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄの両方に横スジ画像が出現すれば画像形成要因と判定することがきる。

（横スジ画像の判定）
図９は、判定チャートにより横スジ画像の要因を判定する処理を表すフローチャートである。本実施形態では、判定チャートの出力指示や、判定チャート上の横スジの有無の検出を、ユーザもしくはサービスマンが行うことを前提としている。この処理は、通常の画像形成処理を行い、出力されたシートに形成された画像に横スジ画像が含まれる異常が発生したときに行われる。

ユーザもしくはサービスマンは、操作部２１７を操作して、画像形成装置１に判定チャートの出力を指示する。画像形成装置１は、この指示に応じてシートに判定チャートを形成して出力する（Ｓ３０１）。図１０は、横スジ画像が発生した判定チャートの例示図である。

ユーザもしくはサービスマンは、出力された判定チャートを目視し、横スジ画像の発生位置を検出する（Ｓ３０２）。横スジ画像の発生位置の検出結果によって、横スジ画像の発生要因となる部分が判定される。図１０の判定チャートでは、横スジ画像の発生位置により露光系と画像形成系とのいずれの要因で横スジ画像が発生したかが判定される。搬送方向の同一位置でアナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄの両方に発生する横スジ画像１００１は、露光器以外の画像形成系が要因の横スジ画像と判定される。アナログベタ画像部Ａのみに発生する横スジ画像１００２は、画像形成系が要因の横スジ画像と判定される（Ｓ３０３）。デジタルベタ画像部Ｄのみに発生する横スジ画像１００３は、露光系が要因の横スジ画像と判定される（Ｓ３０４）。

ユーザもしくはサービスマンは、横スジ画像の発生要因を判定した後に、判定結果に応じた必要な処理を行う（Ｓ３０５）。露光系が横スジ画像の要因である場合には、例えば、二次転写外ローラ３５の脱着機構周りの清掃、グリスアップ、部品交換等の振動源の抑制や、露光器１３の組付け直し、交換等の振動を受ける側の対応が行われる。

このように本実施形態の判定チャートを用いることで横スジ画像の発生要因が短時間で容易に判定可能になる。本実施形態の画像形成装置１はカラー画像を形成するものであるが、モノクロ画像を形成する構成の画像形成装置においても、本実施形態の判定チャートにより横スジ画像の発生要因を判定可能である。また、上記の説明では二次転写外ローラ３５の脱着によるショックに着目したが、露光位置の変動に影響を与える加震源であればこれに限定する必要はない。

以上のように画像形成装置１で発生する横スジ画像が露光器１３の要因であるかを容易に且つ確実に行うことで、ダウンタイムを低減するとともに、交換不要なユニットの交換によるメンテナンスコストの増大を防止することができる。具体的には、従来、デジタルベタ画像とアナログベタ画像を個別に出力し、それぞれのタイミングで出現する横スジ画像を見比べる作業を、複数回繰り返して各出力時に同じ現象が起きていることを確かめる必要があって。これに対して、本実施形態の判定チャートを用いることで、出力枚数とその目視に費やす時間が二割程度に削減され、かつ確実な判定が可能になる。

（第２実施形態）
画像形成装置は、１ドラム一括転写方式であってもよい。図１１は、１ドラム一括転写方式の画像形成装置の構成図である。

この画像形成装置２は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色で１つの感光ドラム２１上にトナー像を順次形成する回転現像器１３０を備える。感光ドラム２１は、中間転写ベルト２２に４色のトナー像を順次転写する。中間転写ベルト２２は、シートに接触して４色のトナー像を１回で転写する。

感光ドラム２１は、矢印Ａ方向に回転する。感光ドラム２１の近傍には、矢印Ａ方向に沿って、帯電器２７、露光器２８、回転現像器１３０、ドラムクリーナ１５が設けられる。帯電器２７は、感光ドラム２１の表面を一様に帯電させる。露光器２８は、画像信号に応じてレーザ光を一様に帯電された感光ドラム２１の表面に照射する。これにより感光ドラム２１の表面に、画像信号に応じた静電潜像が形成される。
回転現像器１３０は、マゼンタの現像を行うＭ現像器１３０Ｍ、イエローの現像を行うＹ現像器１３０Ｙ、シアンの現像を行うＣ現像器１３０Ｃ、及びブラックの現像を行うＫ現像器１３０Ｋが回転体に保持されて構成される。回転現像器１３０は、感光ドラム２１に対して回転によりＭ現像器１３０Ｍ、Ｙ現像器１３０Ｙ、Ｃ現像器１３０Ｃ、Ｋ現像器１３０Ｋが順に接することで現像を行う。Ｍ現像器１３０Ｍ、Ｙ現像器１３０Ｙ、Ｃ現像器１３０Ｃ、及びＫ現像器１３０Ｋは、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光ドラム２１の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げ・撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。

感光ドラム２１にレーザ光を照射して静電潜像を生成しているタイミングで重量の重い回転現像器１３０が始動、停止することで、露光器２８にその振動が伝わる、露光器２８が振動することで、搬送方向の走査間隔がずれて、横スジが発生することがある。

中間転写ベルト２２は、一次転写ローラ２３９により感光ドラム２１からトナー像が転写される。中間転写ベルト２２は、図示しない駆動モータにより中間転写ベルト２２を駆動する駆動ローラ２４０と、従動ローラ２４１、２４２、２４３に張架されている。中間転写ベルト２２は、駆動ローラ２４０の回転に応じて回転する。従動ローラ２４２と第２転写バイアスローラ２４４とは、二次転写部を構成する。第２転写バイアスローラ２４４は、中間転写ベルト２２を挟んで従動ローラ２４２に対向する位置に配置される。第２転写バイアスローラ２４４は、中間転写ベルト２２に対して離接可能に駆動する離接機構が設けられている。

中間転写ベルト２２の表面で従動ローラ２４３に対向する位置に、ベルトクリーニングユニット２４５が設けられている。ベルトクリーニングユニット２４５は、シートへの転写後に中間転写ベルト２２に接触して、残留するトナーを清掃する。ベルトクリーニングユニット２４５は、画像形成開始時から最終色の画像後端部の中間転写ベルト２２への転写が終了するまでは、中間転写ベルト２２から離間する。ベルトクリーニングユニット２４５は、その後の所定のタイミングに、図示しない接離機構によって中間転写ベルト２２に接触されてクリーニングを行う。

シートＰは、給紙カセット２４６からピックアップローラ２４７により１枚ずつ給紙される。給紙されたシートＰは、搬送ローラ対２４８によりレジストレーションローラ２４９に搬送される。レジストレーションローラ２４９は、シートＰの斜行補正等を行い、中間転写ベルト２２かトナー像を二次転写部に搬送するタイミングに合わせてシートＰを二次転写部に搬送する。シートＰは、二次転写部でトナー像が転写された後に、定着器２５０でトナー像が定着されて排出される。

このような構成の画像形成装置２は、回転現像器１３０の重量が大きく、部品が変化した場合に、回転現像器１３０の回転ショックによる横スジ画像が発生しやすい。そのため横スジ画像が発生した場合、まず回転現像器１３０による回転ショックが疑われる。その判定を行うために、回転現像器１３０の回転ショックで現れる横スジの位置だけを検出するので効率が良い。画像形成装置２では、極力生産性の向上のために、前後の色の切替え時間を短くしており、回転現像器１３０の回転ショックによる影響は、シートＰの先端から２０［ｍｍ］付近に現れる。

図１２は、第２実施形態の判定チャートの例示図である。本実施形態では、判定チャートのシートのサイズがＡ４である。アナログベタ画像部Ａ及びデジタルベタ画像部Ｄの位置は、主走査方向には第１実施形態と同様に、デジタルベタ画像部Ｄの位置を中心から主走査方向へ３０［ｍｍ］の幅とし、搬送方向の長さはシート先端５［ｍｍ］〜３５［ｍｍ］である。この判定チャートにより、回転現像器１３０の回転ショックの影響による横スジか否かを容易にかつ確実に判定可能になる。

このように、横スジ画像の要因が回転現像器１３０であるか否かを容易に且つ確実に行うことで、ダウンタイムを低減するとともに、交換不要なユニットの交換によるメンテナンスコストの増大を防止することができる。

Claims (6)

1. シートを搬送する搬送手段と、
   感光体と、前記感光体を帯電する帯電器と、前記帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記感光体上の前記静電潜像を現像する現像器と、を有し、画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段を制御して前記シートに第１画像と第２画像とを形成させる制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記露光器によって前記感光体を露光せずに前記第１画像を形成させ、
   前記制御手段は、前記露光器によって前記感光体を露光して前記第２画像を形成させ、
   前記シート上に形成された前記第１画像と前記第２画像とは、前記シートが搬送される搬送方向に直交する方向において異なる位置に形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記現像器に印加される現像電位の絶対値が、前記帯電器により帯電された前記感光体の表面電位の絶対値より大きくなるように、前記画像形成手段を制御して前記第１画像と前記第２画像とを形成させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第１画像と前記第２画像との両方を複数のシートに形成させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. シートを搬送する搬送手段と、感光体と、前記感光体を帯電する帯電器と、前記帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記感光体上の前記静電潜像を現像する現像器と、を有し、画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
   前記露光器によって前記感光体を露光せずに第１画像を形成し、
   前記露光器によって前記感光体を露光して第２画像を形成し、
   前記シートが搬送される搬送方向に直交する方向において異なる位置に、前記第１画像と前記第２画像とを形成し、
   前記シート上の前記第１画像及び前記第２画像に発生した横スジ画像を検出し、
   検出結果に基づいて、前記露光器が異常であるか否かを判定することを特徴とする制御方法。
5. 前記第１画像に前記横スジ画像が検出され、且つ、前記第２画像に前記横スジ画像が検出された場合に、前記露光器が異常であると判定し、
   前記第１画像のみ、或いは前記第１画像及び前記第２画像の両方に前記横スジ画像が検出された場合に、前記画像形成装置の前記露光器以外が異常であると判定することを特徴とする請求項４記載の制御方法。
6. 前記現像器に印加される現像電位の絶対値が前記帯電器により帯電される前記感光体の表面電位の絶対値よりも大きくなるように、前記画像形成装置を制御して前記第１画像と前記第２画像とを形成することを特徴とする請求項４又は５に記載の制御方法。