JP2020008701A

JP2020008701A - 画像形成装置

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Publication number: JP2020008701A
Application number: JP2018129208A
Authority: JP
Inventors: 暢彦財間; Nobuhiko Zaima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-01-16

Abstract

【課題】画像形成装置の各部で発生する縦スジ画像に対し、その発生部分の特定を確実に行う場合において、出力チャートの読込時に、読込データから検出されるスジが、読込み要因か否かを判断し、交換不要なユニットまで交換することによるメンテナンスコストの増大を防止すること。【解決手段】記録材に形成された画像を一方向に走査することで検出する画像読取り装置において、画像形成装置により画像が形成された記録材を記録材の搬送方向と読取り装置の走査方向に角度をつけて検出した読取り情報に基づいて、読取り装置の走査方向にスジ状の画像を検出した場合は読取り装置に不具合があると判断することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、画像形成装置の一部を交換ユニットとして交換自在に構成する技術が知られている（特許文献１）。代表的な交換ユニットとしてはトナーを収納したトナーユニット、帯電部、現像部、クリーニング部のうちいずれか１つと感光体とを一体化したプロセスユニットや、トナー容器、感光体、現像部、帯電部等の作像手段をすべて一体化したプロセスユニット等がある。

画像形成装置に対して交換ユニットを交換可能にすることで、使用者（ユーザー）およびサービスマンが画像形成装置のメンテナンスを容易に行うことができる。即ち、画像形成装置の一部を交換ユニットにすると、メンテナンスが必要な部分をユニット単位で交換するだけでメンテナンスが完了するので、ユーザーおよびサービスマンの利便性が向上する。

然しながら、ユーザーおよびサービスマンは出力画像の異常を認識しても、どの交換ユニットを交換すべきか判断できない場合が多い。例えば、出力画像に白く抜けるスジがある場合、現像器の状態に異常があるのか、転写ユニットの状態に異常があるのか判断できない。そのため、画像形成装置のメンテナンスを行う際には異常な部分を特定するため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長時間のダウンタイムが発生していた。また、ユーザーおよびサービスマンが異常な部分を正確に特定できない場合、異常が発生していない部分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ことがあった。

また、画像に発生する異常の一つに、記録材の搬送方向に発生するスジ画像（以下、縦スジと称す）がある。縦スジの発生原因には現像部の現像剤のコートムラ、クリーニング部材の損傷、中間転写ベルトの変形により発生するものが同業者の間で周知である。

このような課題に対して、特許文献２では装置に異常が発生した場合には、異常を解決するために交換すべき交換ユニットの特定が特定手段によって行われ、特定結果に基づいて交換すべきユニットの情報が報知手段によって報知される画像形成装置が提案されている。具体的には、画像判定用のベタトナー画像を像担持体である転写ベルト上に形成し、長手方向にわたり配列されるＣＣＤで画像濃度を検知する。その後、読み取られたベタ画像濃度をコントローラによって解析し、異常なプロセスユニットの特定を行い、この特定結果に基づいて報知手段である液晶パネルに交換すべき交換ユニットの情報が報知され、交換すべき交換ユニットがないものと判定された場合にはその旨が報知される。

特開２００５−１２８４１４号公報特開２００９―４２６９１号公報

然しながら、特許文献２の構成では転写ベルト上の二次転写より上流位置においてベタトナー画像の濃度検知を行う構成であるため、二次転写部で発生する異常を検知することができず、画像形成装置の異常を検知できない。そのため、二次転写部に異常がある場合は、検知結果として交換すべき交換ユニットが無いと判定され画像形成装置を確実にメンテナンスできない。

二次転写部での異常を判定する方法の一つとして、記録材上に画像を形成し、出力画像を読み取り装置で読み取った結果に基づいて判定する方法がある。

然しながら、読取り装置に問題（不具合）が無いことを前提としており、読取り部の汚れ等で特定位置の検出に問題があればスキャン方向のスジとして現れる。この場合はスジの発生要因が読取り要因か、出力要因か判断できない。

従って、本発明の目的は、画像形成装置の各部で発生する縦スジ画像に対し、その発生部分の特定を確実に行う場合において、出力チャートの読込時に、読込データから検出されるスジが、読込み要因か否かを判断し、交換不要なユニットまで交換することによるメンテナンスコストの増大を防止することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像読み取り装置は、
記録材に形成された画像を一方向に走査することで検出する画像読取り装置において
画像形成装置により画像が形成された記録材を記録材の搬送方向と読取り装置の走査方向に角度をつけて検出した読取り情報に基づいて、読取り装置の走査方向にスジ状の画像を検出した場合は読取り装置に不具合があると判断することを特徴とする。

また本発明に係る画像形成装置は、
記録材上にトナー画像を形成可能な電子写真方式を用いる画像形成装置であって、
記録材に形成された画像を一方向に走査することで検出する画像読取り装置を備え、交換可能に画像形成装置に設置される複数の交換ユニットを有し、
何れの交換ユニットに異常が発生しているかを判断するための画像判断用チャートを形成する画像形成部と、
前記画像読み取り装置が読み取った画像データを解析するための解析手段と、
前記解析手段の解析結果に基づいて異常が発生している交換ユニットの判断手段と、
交換すべき交換ユニットの情報を報知する報知手段を有し、
前記画像読取り装置により画像判断用チャートを読取る際に、記録材の搬送方向と読取り装置の走査方向に角度をつけ、読取り装置の走査方向にスジ状の画像を検出した場合は読取り装置に不具合があると判断することを特徴とする。

本発明に係る画像読み取り装置、及び、画像形成装置によれば、画像形成装置の各部で発生する縦スジ画像に対し、その発生部分の特定を確実に行う場合において、出力チャートの読込時に、読込データから検出されるスジが、読込み要因か否かを判断することができる。

本発明の画像形成装置を説明する図現像装置を説明する図現像白スジを説明する図転写白スジを説明する図判断チャートの原稿台ガラス上の配置を説明する図実施例１におけるリーダー起因スジ判断フローを説明する図実施例１における判断チャートを説明する図本発明の故障個所および交換ユニット判断フローを説明する図本発明の故障個所および交換ユニット判断フローを説明する図本発明の画像形成装置のシステム構成を説明する図本発明の画像診断結果のＵＩの例を示す図実施例２におけるリーダー起因スジ判断フローを説明する図アフィン変換について説明する図実施例３における判断チャートを説明する図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

［画像形成装置］
図１は本実施例の画像形成装置を説明する断面図である。

まず、読み取り手段であるリーダー２００について説明する。

原稿台ガラス２０２上に置かれた原稿２０１は光源２０３によって照射され光学系２０４を介してＣＣＤセンサー２０５に結像される。ＣＣＤセンサー２０５は３列に配列されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサー群により、ラインセンサー毎にレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。これらの読み取り光学系ユニットは矢印の方向に走査（スキャン）することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。

また、原稿台ガラス２０２上には、原稿の位置をつき当てて、原稿の斜め置かれを防ぐつき当て部材２０７と、その原稿台ガラス面に、ＣＣＤセンサー２０５の白レベルを決定するためと、ＣＣＤセンサー２０５のスラスト方向のシェーディングを行うための、基準白色板２０６が配置してある。

ＣＣＤセンサー２０５により、得られた画像信号はリーダー画像処理部２０８にてシェーディング等の画像処理された後、プリンタ部１に送られ、プリンタ制御部（コントローラ）２０９で画像処理される。

次に、プリンタ１について説明する。

本実施例の画像形成部１０は感光ドラム１１に形成したトナー画像を記録材Ｐに転写した後に、定着装置４０で記録材Ｐに画像を定着させる方式である。

画像形成部１０はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成する画像形成部を備えている。画像形成部１０は図１の左側から順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色に対応した４つの感光ドラム１１を備えている。各感光ドラム１１の周囲にはローラ状の帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ブレード１７、ドラムクリーナ１５が配置される。尚、本実施例で用いる感光ドラムは外径が３０ｍｍ、外周が約９４．２ｍｍである。以下では、Ｂｋ色のトナー画像を形成する手順について説明を行うが、他色のトナー画像を形成する手順も同様である。電子写真感光体としての感光ドラム１１は駆動源（不図示）によって矢印方向に回転駆動する。

次に、記録材Ｐ上にトナー画像を形成するまでの手順について説明する。

感光ドラム１１の表面が帯電器１２によって均一に帯電された後、露光装置１３によって画像情報に応じてレーザー光で露光されることで静電潜像が形成される。そして、現像装置１４によってレーザー光が露光された部分にトナーが現像され、感光ドラム１１上にトナー像が形成される。

各感光ドラム１１上のトナー画像は一次転写ブレード１７によって、中間転写ベルト３１に一次転写され、感光ドラム１１に残ったトナーはドラムクリーナ１５によって除去される。こうして、感光ドラム１１は次の画像形成が可能な状態となる。

一方、給送カセット２０又はマルチ給送トレイ２５に置かれた記録材Ｐは、給送機構（不図示）によって１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は記録材Ｐを一旦止めて、記録材Ｐが搬送方向に対して斜行している場合はその向きを真っ直ぐに直し、中間転写ベルト３１上のトナー画像と同期を取って、記録材Ｐを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。二次転写ローラ３５は中間転写ベルト３１上のトナー画像を記録材Ｐに転写する。中間転写ベルト３１上に残ったトナーは転写クリーナ３５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。

トナー画像が転写された記録材Ｐは定着装置４０へ搬送され、加熱および加圧によって記録材Ｐ上に固着したトナー画像が形成される。

尚、本実施例では感光ドラム１１、帯電器１２およびドラムクリーナ１５は一つのプロセスカートリッジ５０に保持される形態を採用しており、プロセスカートリッジ５０は画像形成装置と容易に脱着可能な構成である。従って、プロセスカートリッジ５０を交換するのみで、感光ドラム１１、帯電器１２、ドラムクリーナ１５の交換を同時に行うことが出来るので、ユーザーおよびサービスマンが装置をメンテナンスする際の煩雑さ、およびメンテナンス時間の短縮を図ることができる。

更に、本実施例では現像装置１４は画像形成装置と容易に脱着可能な構成である。

更に、本実施例では少なくとも一次転写ブレード１７、中間転写ベルト３１は転写ユニットに保持される形態を採用しており、転写ユニットは画像形成装置と容易に脱着可能な構成である。従って、転写ユニットの交換のみで一次転写ブレード１７、中間転写ベルト３１の交換を同時に行うことが出来るので、ユーザーおよびサービスマンが装置をメンテナンスする際の煩雑さ、およびメンテナンス時間の短縮を図ることができる。

更に、本実施例の画像形成装置では転写クリーナ３５は画像形成装置と容易に脱着可能な構成である。

尚、本実施例で使用される現像剤は非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアで構成される二成分現像剤である。

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、粉砕法や重合法なとどの方法により製造することが出来る。

また、磁性キャリアとしては、従来公知のものを使用することができる。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も用いられる。また、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も用いられる。また、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も用いられる。

［画像形成装置のシステム構成］
次に、本実施例の画像形成装置のシステム構成について説明する。図１０は本実施例におけるシステムの構成図である。画像形成装置はネットワーク１２３を介して他のネットワーク対応機器と接続されている。またＰＣ１２４はネットワーク１２３を介して画像形成装置と接続されている。ＰＣ１２４内のプリンタドライバ１２５は画像形成装置へ印刷データを送信する。

ネットワークＩ／Ｆ１２２は印刷データ等の受信を行う。コントローラ２０９はＣＰＵ１０３やレンダラ１１２、画像処理部１１４で構成される。ＣＰＵ１０３のインタプリタ１０４は受信した印刷データのＰＤＬ（ページ記述言語）部分を解釈し、中間言語データ１０５を生成する。

そしてＣＭＳ１０６ではソースプロファイル１０７及びデスティネーションプロファイル１０８を用いて色変換を行い、中間言語データ（ＣＭＳ）１１１を生成する。ここでＣＭＳは後述するプロファイルの情報を用いて色変換を行う。また、ソースプロファイル１０７はＲＧＢやＣＭＹＫ等のデバイスに依存する色空間をＣＩＥ（国際照明委員会）が定めたＬ＊ａ＊ｂ＊（以下、Ｌａｂと称す）やＸＹＺ等のデバイス非依存の色空間に変換するためのプロファイルである。ＸＹＺはＬａｂと同様にデバイス非依存の色空間であり、３種類の刺激値で色を表現する。また、デスティネーションプロファイル１０８はデバイス非依存色空間を画像形成装置に依存したＣＭＹＫ色空間に変換するためのプロファイルである。

一方、ＣＭＳ１０９ではデバイスリンクプロファイル１１０を用いて色変換を行い、中間言語データ（ＣＭＳ後）１１１を生成する。ここでデバイスリンクプロファイル１１０はＲＧＢやＣＭＹＫ等のデバイス依存色空間を画像形成装置１に依存したＣＭＹＫ色空間に直接変換するためのプロファイルである。どちらのＣＭＳが選ばれるかはプリンタドライバ１２５における設定に依存する。

レンダラ１１２は生成した中間言語データ（ＣＭＳ後）１１１からラスター画像１１３を生成する。画像処理部１１４はラスター画像１１３やリーダースキャナ２００で読み込んだ画像に対して画像処理を行う。画像処理部１１４について詳細は後述する。

表示装置１１８はユーザーへの指示や画像形成装置１の状態を表示するＵＩ（ユーザーインターフェース）である。コピー、送信処理等の他、後述する画像診断処理で用いる。

入力装置１２０はユーザーからの入力を受け付けるためのインタフェースである。一部の入力装置はタッチパネルとなっているため、表示装置１１８と一体化している。

記憶装置１２１はコントローラ２０９で処理されたデータやコントローラ２０９が受け取ったデータ等を保存する。

画像診断部１２６は画質問題が発生した時にチャートを出力し、読取り画像の解析処理を実行することで画像診断処理を行う。処理の詳細については後述する。

サーバー１２８はネットワーク１３０を介して画像形成装置とつながっている。ネットワーク１３０はネットワーク１２３とつながっており、例えば外部の建物など、遠くに離れた環境を想定している。サーバー１２８は本実施例では画像形成装置とのみつながっているが、複数の画像形成装置の情報を管理することを想定している。

［縦スジ画像］
次に、本実施例の画像形成装置の各部で発生する縦スジについて説明する。表１は本実施例の画像形成装置において検出する縦スジの名称、交換すべきユニット、チャート上に発生する画像を説明するものである。

まず、第一の縦スジは現像白スジである。図２は現像白スジが発生する要因として現像装置の現像スリーブ上のコート状態を説明する図である。本実施例の現像器１４では現像剤担持体として内部にマグネット１４１を内包し、回転自在に現像容器１４３に支持される現像スリーブ１４２を用いている。また、現像スリーブ１４２の回転方向において感光体ドラム１１との最近接部１４５の上流側に現像スリーブと所定間隔をもって配置される規制ブレード１４６によって最近接部１１５に供給される二成分現像剤の量が規制される。

然しながら、図２（ｂ）のようにホコリ、髪の毛などの異物１４８が現像スリーブ１４２と規制ブレード１４６間に詰まると、その部分は現像剤の流れが妨げられるので、図３のＡ部のように現像スリーブ１４２上に現像剤が担持されない。このＡ部では感光ドラム１１へのトナー現像がなされないので、画像には一直線の連続する白スジが発生する。当然、現像白スジを解消するために交換すべきユニットは現像器１４である。

次に、第二の縦スジはドラムクリーニング不良による黒スジである。これは、ドラムクリーナ１５の感光ドラム１１との当接部分の一部が欠けることによって、感光ドラム１１上の一次転写後のトナーを掻き取ることが出来ないことに起因する。また、ドラムクリーニング不良による黒スジはプロセスカートリッジ５０を使用するステーションの色、即ち、イエローステーションにおけるドラムクリーニング不良ならイエローのスジが、ブラックステーションにおけるドラムクリーニング不良ならブラックのスジが発生する。また、ドラムクリーニング不良は画像上、特に白地部にほぼ一直線の連続する黒スジとして発生する。当然、空無クリーニング不良を解消するために交換すべきユニットはプロセスカートリッジ５０である。

次に、第三の縦スジは転写ベルトクリーニング不良による黒スジである。これは、転写クリーナ３５の中間転写ベルト３１との当接部分の一部が欠けることによって、中間転写ベルト３１上の二次転写後のトナーを掻き取ることが出来ないことに起因する。また、転写ベルトクリーニング不良による黒スジはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーが混ざった色となる。当然、転写体クリーニング不良を解消するために交換すべきユニットは転写クリーナ３５である。

次に、第四の縦スジは中間転写ベルト３１の塑性変形による白スジである。長期の使用による中間転写ベルト３１内面の削れ粉、転写ユニットを構成する部品の一部などが３６、３７等のローラ表面に付着すると、その部分の中間転写ベルト３１は図４のＣ部のように凸形状に塑性変形する中間転写ベルト３１に凸形状が発生すると、その両側の部分は感光ドラム１１および記録材Ｐと接触しづらくなるため、その部分は記録材上にトナー像が形成されない白色の縦スジとなる。また、この白スジはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全ての色で発生する。当然、中間転写ベルト３１の塑性変形による白スジを解消するために交換すべきユニットは転写ユニットである。

次に、画像形成部ではなく、読取り手段であるリーダー２００において読取りデータに発生するリーダー起因のスジについて説明する。リーダー２００において、光学系２０４やＣＣＤラインセンサー２０５に、ほこりや髪の毛などの異物がついた場合、原稿からの光をさえぎることで、読取りデータにリーダー起因のスジが発生する。また、基準白色版２０６に異物がついた場合には、シェーディング補正が正しく行われず、補正により読取りデータにスジが発生する場合がある。

これらリーダー起因のスジはリーダーのスキャン方向のスジとして発生する。一方、画像形成部起因のスジはプリンタにおける記録材の搬送方向（縦スジ）及びその垂直方向（横スジ）で発生するため、後述するようにリーダーで読取る場合にリーダーのスキャン方向と判断チャートの出力方向に角度をつけることにより、リーダーによる読取り起因かプリンタによる画像形成起因かを特定することが可能になる。

［縦スジ検出チャート］
次に、縦スジの発生する原因であるユニットを判断する、判断チャートについて説明する。尚、この判断チャートをユーザーまたはサービスマンが出力し、故障個所の判断を行う部分に関しては後述する。また、本実施例で判断チャートを出力する記録材としてはＡ３縦サイズ（幅方向長さ２９７ｍｍ、搬送方向長さ４２０ｍｍ）を用いている。

本実施例の判断チャートは図７に示すように、白地部Ｗ１、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色の主走査方向の帯画像を並べたデジタル画像Ｄ１から成る。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色の主走査方向の帯画像の搬送方向長さは各８０ｍｍである。３０ｍｍ程度の長さがあれば、スジ発生の有無を十分に検証可能であるが、後述するリーダー起因のスジと画像形成起因のスジを切り分けるために８０ｍｍ程度必要となる。

［故障個所および交換ユニット判断フロー］
次に、判断チャートによって、上述の４つの画像形成による縦スジ及びリーダーによる縦スジを判断するフローについて説明する。

画質問題が発生した際は、ユーザーおよびサービスマン等が判断チャートを出力し、判断チャートを取得する。判断チャートの出力方法は前述の通りである。

出力した判断チャートをリーダーで読込み、画像形成装置が自動で判断を行い、ユーザー及びサービスマンに結果を通知する。

ここで本発明の特徴であるリーダーに起因するスジの検出方法について説明する。本実施例における判断チャートの読込み時には、判断チャートをリーダーのスキャン方向に対し、角度をつけ斜めに置く。リーダーにおける判断チャートの配置について図５を用いて説明する。本来正しい読取りを行うには（ａ）に示すように、原稿が斜めにならないようにつき当て部材２０７に原稿をつき当て、原稿の角Ｘが原稿台ガラス２０２のＹ位置にくるように配置する。しかし、本実施例においては（ｂ）に示すように、角ＸをＹ位置より３０ｍｍほどスキャン方向にずらし、もう一方の角をつき当て部材２０７につき当てることで原稿を斜めに配置した。これによりリーダーのスキャン方向と判断チャートのプリント方向に角度をつけることができるため後述のリーダー要因またはプリント要因の特定を行うことができる。

次に検出した画像データをプリンタ出力方向（画像形成時の記録材搬送方向）に合わせて傾きを補正する方法について述べる。画像形成起因によるスジの検出にはプリンタ出力方向にデータを合せる必要があるため本実施例では判断チャートのエッジを検出してその方向をプリンタ出力方向としデータの傾き補正を行う。すなわち、傾けた原稿の傾きを補正し正常な原稿配置を行った場合と同様の検出画像データを得る。本実施例の傾き補正にはアフィン変換を用いた。アフィン変換について図１３を用いて説明する。アフィン変換は座標間の幾何学的変換手法で次式（１）で示される。

アフィン変換はｘ−ｙ座標系のデータをｕ−ｖ座標系に変換するものであり、画像の平行移動、拡大、縮小、回転などを行うものである。本実施例においては平行移動及び回転処理のみ行う。リーダー読込み時は、原稿台上の判断チャートの白地部と原稿台ガラスの上に原稿が無い場合の検出値を用いてそのエッジを検出し、判断チャートの４頂点の位置を検出している。その４点座標による矩形領域が判断チャートが出力された記録材の検出領域であるため、この矩形領域を回転処理対象領域とし、編集減点座標（Ｕ０，Ｖ０）、回転処理するための座標の原点（Ｘ，Ｙ）、及び回転角度θを設定して回転処理を行う。次に編集処理としてｕ−ｖ座標に対して回転済みの画像領域の原点を割りつける（Ｕ０，Ｖ０）。式で表すと次のようになる。

不良箇所及び交換ユニットの特定及び通知を行う画像診断処理は図１０に示す画像診断部１２６で行う。以下、図８を用いて本実施例の画像診断処理の全体フローについて説明する。
（Ｓ３０１）から（Ｓ３１０）までの処理はコントローラ２０９内のＣＰＵ１０３が実行することにより実現され、取得されたデータは記憶装置１２１に保存される。また表示装置１１８によってユーザーへの指示をＵＩに表示し、入力装置１２０からユーザーおよびサービスマン等の指示を受け付ける。

まず、画像診断を実行するための上述の判断チャートをプリンタで出力し（Ｓ３０１）、判断チャートを取得する。次に出力した判断チャートをリーダースキャナ２００で読込み、スキャン画像３０４を取得する（Ｓ３０３）。次にスキャン画像３０４に対して解析処理を実行し（Ｓ３０５）、画像特徴量３０６を得る。

ここで、縦スジの解析方法を説明する。まず、各一様な画像パターンで形成された判断チャートをリーダー２００で読込み、輝度値を検出する。検出したスキャン画像３０４はＲＧＢ画像であるため、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像に分割して別々に解析し、比較することでスジの色を判別することができる。

次に、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像の各々の画像に対して、縦スジを解析する際は、読取り画像データの縦方向（記録材搬送方向または、リーダースキャン方向）の複数画素に対して平均化処理を行うことで、スキャナの電気的なノイズを低減する。本実施例では各色の帯画像の幅である縦方向８０ｍｍ分を平均化する。

次に、画像データの横方向（縦方向に垂直な方向）にそって輝度値の傾きを補正する傾き補正処理を行うことで、スキャナや画像パターンの濃度のムラの影響を低減する。

次に、一様な部分（正常部）との検出輝度値の差がある領域を検出するために、同画像パターンの平均輝度値と各位置の輝度値の差分を算出する。その輝度差が予め定めた閾値（本実施例では平均値から３０％輝度差）を超える領域を縦スジとして検出する。正常部よりも輝度が小さい、すなわち濃度が濃い場合は黒スジ、逆に濃度が薄い場合は白スジとして検出する。

本実施例においてはリーダー起因のスジと画像形成起因のスジのどちらであるかを判断するために、リーダーでのスキャン方向と画像形成の出力方向に角度をつけている。そのためその角度差において画像形成によるスジをリーダーによるスジと誤判断しない必要がある。前述した基準チャートの配置においては約５．８°の角度がつくため、縦方向に８０ｍｍ検出する間に横方向に約８．１２ｍｍずれることになる。そのため、画像形成によるスジに正常部と１００％の輝度差があった場合に、その影響を３０％輝度差以内に抑えスジなしと判断するためには画像形成によるスジの幅が約２．４ｍｍ以下である必要がある。前記４つの画像形成によるスジは一般的に２．０ｍｍ以下であるため誤検知することはない。ただし、本実施例では誤検知はなかったが、他の構成の画像形成装置場合は、その特性に合わせて、各スジの判断基準や、判断チャートの配置について決定する必要がある。

解析結果によって得られる縦スジの画像特徴量３０６は、本実施例では、スジの太さ（輝度差が閾値を超える幅）、スジの発生している横方向位置、スジの色（単色または混色）、一様な部分（正常部）との検出輝度値の差とした。

次に、判断処理を行う際に、適宜予め定めた特徴量の閾値３０８との比較や異なる画像パターン間でのスジの有無を確認することで、不良箇所及び交換ユニットの判定を行う（Ｓ３０７）。

次に、上記判定結果を表示装置１１８にて表示する（Ｓ３０９）。表示装置１１８への表示例を図１１に示す。図１１は縦スジの判定結果の例を示しているが、ユーザーおよびサービスマン等がわかるように具体的な文言としてメッセージと、コード化した情報を表示している。また、縦スジの発生が無いと判断された場合（Ｓ３０７）は画像形成装置に問題ないという内容を表示する。このように、具体的な情報で縦スジ発生および交換ユニットの内容がわかるため、ユーザーおよびサービスマン等が交換すべきユニットを容易に判断することができる。

次に図６を用いてリーダー起因のスジについての判断を説明する。

まず前述したように傾けて原稿台ガラスに配置した判断チャートをリーダー２００で読込み（Ｓ１０１）、リーダー２００でのスキャン方向のスジの検出を行う（Ｓ１０２）。次に傾き補正を行い（Ｓ１０３）、傾きを補正した読込みデータに対し、スジの検出を行うことで画像形成による縦スジの検出を行う（Ｓ１０４）。次に画像形成よる縦スジの有無を判断し（Ｓ１０５）、画像形成よる縦スジなしと判断した場合は（Ｓ１０６）その旨を操作部に表示し、判断動作を終了する。画像形成よる縦スジ有と判断した場合は、リーダー２００でのスキャン方向のスジの有無を判断し（Ｓ１０７）、リーダー起因のスジなしと判断した場合は（Ｓ１０８）、画像形成起因縦スジの判断フローに移行し（Ｓ１０９）、終了する。リーダーによるスジ及び画像形成による縦スジの両方がある場合はその特徴量を比較し（Ｓ１１０）、そのスジの特徴量が略同一であれば判断チャートが傾けて置かれなかったと判断し、再読み込みを指示する（Ｓ１１１）。スジの特徴量が違う場合は、リーダー起因のスジがあると判断し（Ｓ１１２）、リーダー起因のスジにより画像形成による縦スジの判断が正しく行われていな可能性が高いため、画像形成によるスジの判断は中止し、リーダー２００のメンテナンスを指示して（Ｓ１１３）終了する。

次に、画像形成による縦スジがあると判断した場合に行う画像形成起因縦スジの発生原因であるユニットを判断するフローについて図９を用いて説明する。

まず判断チャートを出力し読込みを行う（Ｓ００１）、白地部Ｗ１に縦スジ状のトナー画像（以下黒スジと称す）の発生の有無を確認し（Ｓ００２）、黒スジが発生している場合は黒スジの色を特定する（Ｓ００３）。この時、黒スジがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単一色の場合はドラムクリーニング不良による縦スジと判断し、交換すべきユニットはこの色のプロセスカートリッジ５０である旨の表示を行う。一方、黒スジがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックが混ざった色の場合は転写クリーニング不良による縦スジと判断し交換すべきユニットは転写クリーナ３５である旨の表示を行う。

次に、白地部Ｗ１に黒スジが発生していない場合は画像Ｄ１における白スジの発生を確認し（Ｓ００４）、画像Ｄ１に白スジが発生している場合は、画像Ｄ１において白スジが発生している色を特定する（Ｓ００５）。白スジが発生している色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全ての色の場合は、転写ベルトの塑性変形に起因する白スジと判断し、交換すべきユニットは転写ユニットである旨の表示を行う。

最後に、画像Ｄ１において白スジが発生している色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの内の特定色の場合は（Ｓ００５）、白スジは現像器のコート不良に起因するものと判断し、交換すべきユニットは既に特定している色の現像器１４である旨の表示を行う。

以上、図６に示すフローに基づいてリーダー起因の縦スジを特定し、図９に示すフローに基づいてプリンタ起因の縦スジの原因であるユニットを判断することが可能となり、縦スジを改善するために交換すべきユニットを確実に特定することが可能となる。更に、縦スジの発生原因であるユニットを確実に特定できるので縦スジの原因ではないユニットを交換することが無く、無駄なメンテナンスコストが発生することはない。

尚、本実施例は本発明を説明するための一例に過ぎず、本実施例の形態に限定されるものでは無い。

具体的には、判断チャートは一例に過ぎず、搬送方向における白地部、各画像部の順序は他の順序で有っても本実施例と同様の効果が得られることは言うまでも無い。

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の画像形成装置の各部で発生する縦スジ画像の検出をリーダーを用いて行い、リーダーを含め発生部分の特定を確実に行うことで、装置のダウンタイムを低減するとともに、交換不要なユニットまで交換すること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。本実施例においては、メンテナンスのためのダウンタイムを２割程度削減することができた。

実施例１においては、リーダー起因のスジが検出された場合、リーダーのメンテナンス指示を行い、プリンタ起因のスジに対する判断は中止したが、本実施例においてはリーダー起因のスジが検出された場合においても、プリンタ起因のスジに対する判断を継続する場合について説明する。

本実施例においてはリーダー起因のスジを検出してもプリンタ起因のスジに対する判断フローを継続するために、検出されたリーダー起因のスジ画像部の画像データを補正し、続けて行うプリンタ起因のスジに対する判断フローに影響がでないようにする。まずその補正方法について説明する。

補正処理は実施例１で説明した解析処理と同様にコントローラ２０９内のＣＰＵ１０３が実行することにより実現される。

リーダーに起因するスジの検出フローにおいて、スキャン画像３０４に対して解析処理を実行し、画像特徴量３０６を得てリーダーに起因するスジ有と判断した場合、スジ部と判断した一様な部分（正常部）との検出輝度値の差がある領域の輝度値を、一様な部分（正常部）の検出輝度値の平均値に置換える処理を行う。この補正処理は前記傾き補正前に行うことで、リーダー起因スジの補正となる。画像形成起因の縦スジが同時に発生していた場合、リーダー起因スジとの交点が存在する場合がありその部分は正しく補正されないが、画像形成起因の縦スジを解析する際は、画像形成方向に傾き補正した後に画像データ縦方向（記録材搬送方向）の複数画素に対して平均化処理を行うため、これによる誤差は小さく抑えられる。

次に図１２を用いてリーダー起因のスジについての判断を説明する。

まず前述したように傾けて原稿台ガラスに配置した判断チャートをリーダー２００で読込み（Ｓ２０１）、リーダー２００でのスキャン方向のスジの検出を行う（Ｓ２０２）。次に傾き補正を行い（Ｓ２０３）、傾きを補正した読込みデータに対し、スジの検出を行うことで画像形成による縦スジの検出を行う（Ｓ２０４）。次に画像形成よる縦スジの有無を判断し（Ｓ２０５）、画像形成よる縦スジなしと判断した場合は（Ｓ２０６）その旨を操作部に表示し、判断動作を終了する。画像形成よる縦スジ有と判断した場合は、リーダー２００でのスキャン方向のスジの有無を判断し（Ｓ２０７）、リーダー起因のスジなしと判断した場合は（Ｓ２０８）、画像形成起因縦スジの判断フローに移行し（Ｓ２０９）、終了する。リーダーによるスジ及び画像形成による縦スジの両方がある場合はその特徴量を比較し（Ｓ２１０）、そのスジの特徴量が略同一であれば判断チャートが傾けておかれなかったと判断し、再読み込みを指示する（Ｓ２１１）。スジの特徴量が違う場合は、リーダー起因のスジがあると判断する（Ｓ２１２）。

本実施例においては、リーダー起因のスジが検出されても、画像形成による縦スジの判断を続けて行うためにリーダー起因のスジデータの補正を前述の方法で行い、合せてリーダー２００のメンテナンスを指示する（Ｓ２１３）。リーダー起因のスジデータの補正は、傾き補正前の読込みデータにおいて行う。次にリーダー起因のスジを補正した読込み画像データに傾き補正を行い、再度スジの検出を行い（Ｓ２１４）、スジの有無を判断し（Ｓ２１５）、スジが検出された場合は画像形成起因縦スジの判断フローに移行し（Ｓ２０９）、スジが検出されなかった場合はリーダー起因のスジ補正の前に検出した画像形成起因のスジはリーダーの不良による誤検出であったと判断し、縦スジなしと判断し（Ｓ２０６）その旨を操作部に表示し、判断動作を終了する。

続く画像形成による縦スジの判断は実施例１と同様である。

本実施例によれば、リーダーに不良が発生し読込み画像にスジが検出されても、画像形成起因縦スジの発生原因であるユニットの判断が精度良く行えるため、リーダーのメンテナンスの終了を待たずに画像形成部のメンテナンスも行え画像形成装置のメンテナンスによるダウンタイムを大幅に削減することが可能になる。

実施例１，２における読取りデータの傾き補正は、判断チャートのエッジ部（記録材のエッジ部）を検出して補正値を決めていたが、本実施例においては判断チャート上の形成した画像パターンを検出し、これの値を用いて傾き補正を行う場合について説明する。本実施例で用いる判断チャートを図１４に示す。Ｗ１，Ｄ１を内に含む位置に４つのマークａ，ｂ，ｃ，ｄを形成した。すべて画像形成における記録材搬送方向及びその垂直方向のラインからなるパターンであり、その交点を形成している。ラインはそれぞれ長さ１０ｍｍ、幅２ｍｍのＢｋ１００％画像データで形成した。

本実施例の傾き補正においてはこの判断チャートに追加した４つの画像パターンの４つの交点の位置を読込み画像データより検出し、実施例１で記載した判断チャートの４頂点の値の代わりに用いた。４つの画像パターンの検出は、判断チャートの白地部の検出輝度値とそれよりも低い輝度値となるＢｋラインの検出輝度値を用いて行う。それ以外の方法は実施例１、２と同様であり、アフィン変換を用いて傾き補正を行う。

これにより画像形成時に、記録材が傾いて搬送された場合等、記録材の向きと画像形成の向きが揃っていない場合にも、正確に画像形成方向に合わせて傾き補正を行うことができ、精度良くスジの検出を行うことができた。

２００リーダー、２０１原稿、２０２原稿台ガラス、２０３光源、
２０４光学系、２０５ＣＣＤセンサー

Claims

記録材に形成された画像を一方向に走査することで検出する画像読取り装置において
画像形成装置により画像が形成された記録材を記録材の搬送方向と読取り装置の走査方向に角度をつけて検出した読取り情報に基づいて、読取り装置の走査方向にスジ状の画像を検出した場合は読取り装置に不具合があると判断することを特徴とする画像読み取り装置。
記録材上にトナー画像を形成可能な電子写真方式を用いる画像形成装置であって、
記録材に形成された画像を一方向に走査することで検出する画像読取り装置を備え、交換可能に画像形成装置に設置される複数の交換ユニットを有し、
何れの交換ユニットに異常が発生しているかを判断するための画像判断用チャートを形成する画像形成部と、
前記画像読み取り装置が読み取った画像データを解析するための解析手段と、
前記解析手段の解析結果に基づいて異常が発生している交換ユニットの判断手段と、
交換すべき交換ユニットの情報を報知する報知手段を有し、
前記画像読取り装置により画像判断用チャートを読取る際に、記録材の搬送方向と読取り装置の走査方向に角度をつけ、読取り装置の走査方向にスジ状の画像を検出した場合は読取り装置に不具合があると判断することを特徴とする画像形成装置。
前記読取った画像データを画像形成装置における記録材の搬送方向に補正する傾き補正手段を有し、読取り装置の不具合判断は、傾き補正前後のスジ状の画像検出結果を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
前記読取った画像データを画像形成装置における記録材の搬送方向に補正する傾き補正手段を有し、読取り装置の不具合判断は、傾き補正前後のスジ状の画像検出結果を用いて行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
読取り装置に不具合があると判断した場合は、読み取った画像データを補正し、補正した画像データを用いて、画像形成装置の何れの交換ユニットに異常が発生しているかを判断することを特徴とする請求項３に記載の画像読み取り装置。
読取り装置に不具合があると判断した場合は、読み取った画像データを補正し、補正した画像データを用いて、画像形成装置の何れの交換ユニットに異常が発生しているかを判断することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記画像判断用チャートに画像形成時の記録材搬送方向を検出するための画像パターンを形成し、その検出結果を用いて前記傾き補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。