JP2020106557A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニング不良や、トナーの無駄な消費を発生させずに、露光装置要因か否かを判断することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】 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、画像不良の判断に用いる画像判断用チャートを形成する画像形成部を持ち、前記画像判断用チャートを形成する場合に画像形成部は、記録材の搬送方向に複数の異なる帯電電位と現像バイアス電位と露光後電位の組合せで、複数の略同等な現像コントラスト電位を形成し、画像を形成することを特徴とする。【選択図】図９

Description

本発明は、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、露光部に毛髪等が付着して露光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露光部の汚れ、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には、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。

また、特許文献３には、露光がない状態と露光が有る状態でテスト画像を形成する事で画像不良の原因が露光部か帯電部かを判定する画像形成装置が提案されている。

特開２００５−１２８４１４号公報 特開２００９―４２６９１号公報 特開２００９―６３８１０号公報

特許文献２の構成では、交換ユニットがイエローステーション、マゼンステーション、シアンステーション、ブラックステーションの何れであるかを特定できるが、現像部、露光部、クリーニング部等の不良発生部を特定することはできない。

また、特許文献３の構成では、露光がない状態での画像（以下、アナログ画像）と露光がある状態での画像（以下、デジタル画像）を用いて、露光部に原因があるかを特定している。然しながら、アナログ画像を形成すると、主走査方向の画像形成可能領域の全域にわたって画像が形成されるため、感光体部が記録材よりも大きい場合、使用する記録材の用紙外まで画像形成することになり、転写ベルトクリーニング部への負荷が大きくなり、クリーニング不良の原因となる。また、トナーが無駄に消費されることになる。

図６にアナログベタ画像とデジタルベタ画像の形成方法について説明する。図６はデジタルベタ画像とアナログベタ画像の夫々を形成する場合の、感光ドラムの電位と現像スリーブに印加する現像バイアスの電位との関係を説明する図である。

デジタルベタ画像を形成する場合は図６（ａ）のように、帯電器によって均一な帯電電位（Ｖｄ）に帯電された感光ドラムのトナー現像を行う部分にレーザ光を照射すると、感光ドラムの電位は露光後電位（Ｖｌ）となる。更に、現像バイアス電位の直流電位（Ｖｄｃ）を帯電電位と露光後電位との間に適宜設定することで、非露光部ではかぶりとり電圧Ｖｂが形成され感光ドラム上にトナーが現像されず、露光部では現像電圧Ｖｃが形成され感光ドラム上にトナーが現像される。

アナログベタ画像を形成する場合は図６（ｂ）のように、均一な帯電電位（Ｖｄ）に帯電された感光ドラムにレーザ光の照射を行わずに、帯電電位よりも大きな現像バイアスの直流電位（Ｖｄｃ’）を現像スリーブに印加する。この場合、感光ドラムと現像スリーブとの間には現像電圧（Ｖｃ’）が形成され感光ドラム上の全域にトナー現像される。図６（ａ）のデジタル画像では非画像部があるのに対し、図６（ｂ）のアナログ画像では主走査方向全域が画像部となる事がわかる。

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、アナログ画像形成を用いないことで、クリーニング不良の発生や、トナーの無駄な消費を抑えることにある。

上記の目的を達成するために、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、画像不良の判断に用いる画像判断用チャート（判断チャート）を形成する画像形成部（プリンタ１）を持ち、前記画像判断用チャートを形成する場合に画像形成部は、記録材の搬送方向に複数の異なる帯電電位（Ｖｄ）と現像バイアス電位（Ｖｄｃ）と露光後電位（Ｖｌ）の組合せで、複数の略同等な現像コントラスト電位（Ｖｃ）を形成し、画像を形成することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、クリーニング不良や、トナーの無駄な消費を発生させずに、露光装置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 露光白スジを説明する図 アナログ画像形成時の感光ドラム電位と現像バイアス電位を説明する図 第一の実施例の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 本発明の判断チャートの画像形成を説明する図 本発明のドラム電位と露光量の関係を説明する図 露光部に起因するスジの特徴を説明する図

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補正等の画像処理された後、プリンタ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。レーザー光は露光装置１３内に粉塵等が入ることを防止するために設置された防塵ガラス１３２を透過して感光ドラム１１に照射される。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１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。

更に、本実施例の画像形成装置では前述した防塵ガラスは要因着脱可能な構成であり、清掃及び交換が行える。

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１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、第五の縦スジは露光不良白スジである。図５のように露光不良白スジは露光装置１３の防塵ガラス１３２の長手方向の一部にホコリ、髪の毛、トナーなどの物質１３５が付着することによって、感光ドラム１１の表面に照射されるレーザー光が遮られるために発生する縦スジである。つまり、上述のように本実施例の画像形成装置ではトナー現像を行う部分の感光ドラム１１にレーザー光を照射する構成であるため、レーザー光が遮られると本来トナーが現像されるべき部分にトナーが現像されず、画像において縦方向に白スジが発生する。当然、露光不良による白スジを解消するために清掃または交換すべきユニットは防塵ガラス１３２である。

次に第五の縦スジである露光不良白スジの特徴について説明する。後述する露光部起因であるか否かの判定はこの特徴を用いて行う。図１３に感光ドラムにおける露光量と電位の関係を示す。帯電器１２によって感光ドラム１１を均一な帯電電位（Ｖｄ）に帯電させ、露光量（Ｅ）を変更して露光した場合、帯電電位Ｖｄａ及びＶｄｂにおいてそれぞれａ、ｂのカーブとなる。各Ｖｄにおいて同様な潜像コントラスト（後述するＶｃ＋Ｖｂ）及び現像コントラスト（Ｖｃ）を形成するためには、Ｖｄが低いほどより大きな露光量が必要となる。

よって図１４に示すように、一般にガウシアンの光量分布を持つレーザーの光量Ｅを変更して画像形成を行った場合、同現像コントラスト電位Ｖｃにおいては帯電電位Ｖｄが低くレーザー光量Ｅが大きい場合の方が、画像が太く形成されることになる。つまり、Ｖｄ１＞Ｖｄ２において、Ｖｃ１＝Ｖｃ２及びＶｂ１＝Ｖｂ２となるように、Ｅ１＜Ｅ２とすると、現像される画像の幅ｄはｄ１＜ｄ２となる。すなわちこれは露光が遮られることで発生する白スジは、レーザー光量が大きくなることで逆に細くなることを示す。

現像コントラスト電位Ｖｃを揃えるのは、濃度を揃えるためであり、濃度要因による画像の変化を抑えるためである。他の要因によるスジにおいては同様な現状はおきないため、同潜像コントラスト及び現像コントラストで露光量を上げることでスジの幅が小さくなれば露光起因のスジであると判断できる。

［縦スジ判断チャート］
次に、本実施例の特徴的な部分である、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、Ｄ２から成る。デジタル画像Ｄ１、Ｄ２は以下に説明するように画像形成条件が異なる。

まず、デジタル画像Ｄ１、Ｄ２の形成方法について説明する。図１２はデジタル画像を形成する場合の、感光ドラム１１の電位と現像スリーブ１４２に印加する現像バイアスの電位との関係を説明する図である。

画像Ｄ１を形成する場合は図１２（ａ）のように、帯電器１２によって感光ドラム１１を均一な帯電電位（Ｖｄ１）に帯電させ、感光ドラム１１のトナー現像を行う部分に露光装置１３によってレーザー光を照射し、電位を露光後電位（Ｖｌ１）とする。更に、現像スリーブ１４２に印加する現像バイアス電位の直流電位（Ｖｄｃ１）を帯電電位と露光後電位との間に適宜設定することで、非露光部ではかぶりとり電圧Ｖｂが形成され感光ドラム１１上にトナーが現像されず、露光部では現像コントラスト電圧Ｖｃが形成され感光ドラム１１上にトナーが現像される。

画像Ｄ２を形成する場合は図１２（ｂ）のように、帯電器１２によって感光ドラム１１を均一な帯電電位（Ｖｄ２）に帯電させ、感光ドラム１１のトナー現像を行う部分に露光装置１３によってレーザー光を照射し、電位を露光後電位（Ｖｌ２）とする。更に、現像スリーブ１４２に印加する現像バイアス電位の直流電位（Ｖｄｃ２）を帯電電位と露光後電位との間に適宜設定することで、非露光部ではかぶりとり電圧Ｖｂが形成され感光ドラム１１上にトナーが現像されず、露光部では現像コントラスト電圧Ｖｃが形成され感光ドラム１１上にトナーが現像される。

ここで画像Ｄ２の形成に用いるＶｄ２及びＶｌ２はそれぞれ画像Ｄ１の形成に用いるＶｄ１及びＶｌ１よりも小さく設定し、かぶりとり電圧Ｖｂ及び現像コントラスト電圧Ｖｃは同等となるように設定する。感光ドラムにおける露光量と電位の関係は図１３となるため、すなわち帯電器１２及び現像スリーブに印加するバイアスは小さくし、露光装置のレーザー光量は大きくする。

また、本実施例の判断チャートの画像の大きさについて説明する。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、Ｄ１、Ｄ２共に各３０ｍｍ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。

［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５つの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。ユーザーおよびサービスマン等は取得した判断チャートを確認しながら以下に示す判断フローにあてはめることで、メンテ及び交換すべきユニットの特定を行う。

図９を用いて縦スジが発生原因であるユニットを判断するフローについて説明する。まず判断チャートを出力し（Ｓ００１）、白地部Ｗ１に縦スジ上のトナー画像（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。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。

次に、白地部Ｗ１に黒スジが発生していない場合は画像Ｄ１およびＤ２における白スジの発生を確認し（Ｓ００４）、白スジの発生が確認されない場合は縦スジの発生はないと判断する。

次に、画像Ｄ１およびＤ２に白スジが発生している場合は、画像Ｄ１およびＤ２における白スジの幅を位置及び色毎に確認し（Ｓ００５）、同じ主走査位置で同じ色に発生している白スジの幅がＤ１よりもＤ２の方が小さい場合は、露光不良による白スジと判断する。この場合、防塵ガラス１３２の清掃若しくは交換を行う。

次に、同じ主走査位置で同じ色に発生している白スジの幅がＤ１よりもＤ２の方が小さくない場合は、画像Ｄ１およびＤ２において白スジが発生している色を特定する（Ｓ００６）。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。

最後に、画像Ｄ１およびＤ２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（Ｓ００６）、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。

以上、図９に示すフローに基づいて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画像不良やトナー消費の増大を起こすことなくに行い、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。

本発明の判断手段を用いることで、アナログ画像を出力することなく、確実な判断ができ、かつ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では、ユーザー及びサービスマンが判断チャートと判断フローを用いて不良発生箇所を判断したが、本実施例では判断チャートを読取り手段であるリーダー２００で読み込むことで、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構成について説明する。実施例１と同様な部分は省略し、異なる部分のみ説明する。

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３０ｍｍ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２０％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。

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９を用いて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に縦スジ上のトナー画像（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およびＤ２における白スジの発生を確認し（Ｓ００４）、白スジの発生が確認されない場合は縦スジの発生が無き旨の表示を行う。

次に、画像Ｄ１およびＤ２に白スジが発生している場合は、画像Ｄ１およびＤ２における白スジの幅を位置及び色毎に確認し（Ｓ００５）、同じ主走査位置で同じ色に発生している白スジの幅がＤ１よりもＤ２の方が小さい場合は、露光不良による白スジと判断する。この場合、防塵ガラス１３２の清掃若しくは交換する旨の表示を行う。

次に、同じ主走査位置で同じ色に発生している白スジの幅がＤ１よりもＤ２の方が小さくない場合は、画像Ｄ１およびＤ２において白スジが発生している色を特定する（Ｓ００６）。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およびＤ２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（Ｓ００６）、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、実施例１と同様に、図９に示すフローに基づいて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。また、交換すべきユニットを表示装置１１８に表示することで、ユーザーおよびサービスマンが縦スジの原因を特定するまでの時間を大幅に短縮することができる。そのため、メンテナンスに係る装置のダウンタイムを大幅に低減することができる。

また、本実施例では縦スジの解析結果および交換すべきユニットを表示手段に表示して、ユーザーおよびサービスマンに周知する構成であるが、これに限定されるものでは無い。例えば、ネットワークを介してサービスマンに周知する方法を採用しても良く、この場合、サービスマンが事前に交換すべきパーツを知ることができるので、交換すべきパーツを確実に携帯してメンテナンスを行うことができる。

１ プリンタ、１１８ 表示装置、１２６ 画像診断部、
２００ リーダー、２０９ コントローラ

Claims (4)

1. 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、画像不良の判断に用いる画像判断用チャートを形成する画像形成部を持ち、前記画像判断用チャートを形成する場合に画像形成部は、記録材の搬送方向に複数の異なる帯電電位と現像バイアス電位と露光後電位の組合せで、複数の同等な現像コントラスト電位を形成し、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 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、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、前記画像判断用チャートの画像を読み取る画像読み取り手段と、前記画像読み取り手段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を自動判断する判断手段と、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、前記画像判断用チャートを形成する場合に画像形成部は、記録材の搬送方向に複数の異なる帯電電位と現像バイアス電位と露光後電位の組合せで、複数の同等な現像コントラスト電位を形成し、画像を形成し、前記判断手段は、前記帯電電位と露光後電位の組合せに応じて検出パターンの特徴量が変化した場合は露光部に要因があると判断することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記露光後電位の変更は露光量を変更することで行う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. 前記検出パターンの特徴量は画像不良部の幅であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。