JP2021117323A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 非露光トナー画像を含むテスト画像により、交換部品を特定可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】 像担持体と、その表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する現像手段と、トナー画像が転写される中間転写体と、トナー画像を中間転写体に一次転写する一次転写手段と、中間転写体に一次転写されたトナー画像をシートに二次転写する二次転写手段と、シートに二次転写されたトナー画像をシートに定着させる定着手段と、交換部品を特定するためのテスト画像であって、テスト画像には、非露光トナー画像を含み、テスト画像の画像形成前に、中間転写体上に、非露光トナー画像パッチを形成し、形成した非露光トナー画像パッチの濃度を検出して、テスト画像における非露光トナー画像の画像形成条件を決める。【選択図】 図１４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、帯電部、露光部および現像部など様々な交換可能な部品を有している。ユーザやサービスマンは出力画像を目視してどの交換部品を交換すべきかを判断するが、この判断は難しい。交換部品の見極めに時間がかかれば、ユーザが画像を形成できない時間（いわゆるダウンタイム）が長くなってしまう。

特許文献１によれば、帯電電位の異なる２種の非露光トナー画像を含むテスト画像を形成することで、「スジ」が発生した際に、帯電手段と現像手段とのどちらを交換すべきかを特定可能なテストチャートを形成する技術が開示されている。そして、テストチャートを読み取り装置により読込むことで、何れの交換部品の交換が必要であるかを報知することが記載されている。ここで、交換部品とは、帯電部、露光部、現像部、中間転写体、感光体ドラムクリーナ、転写クリーナなどである。

特開２０１７−１９４５７３号公報

特許文献１では、帯電電位の異なる２種の非露光トナー画像を含むテスト画像を形成し、２種類非露光トナー画像を読み取り装置により読込んで「スジ」の程度を比較することで、「スジ」が発生した際に、帯電手段と現像手段とのどちらを交換すべきかを判断している。

ここで、通常の印刷に用いる露光を適用することにより形成されたトナー画像（以下、デジタルパターンと記載）に対して、非露光トナー画像（以下、アナログパターンと記載）は、露光を適用せずに形成されたトナー画像であり、デジタルパターンに対して、帯電電位と現像電位からなる画像形成条件を異なる画像形成条件とすることで形成される。なお、テスト画像におけるデジタルパターン及びアナログパターンの画像形成方法の詳細については、実施例の「チャート」の説明部にて詳細を記載する。

しかしながら、読み込み装置による「スジ」の検出は、テスト画像の濃度が適切な濃度範囲内でなければ難しい。また、非露光トナー画像（アナログパターン）は、狙いの濃度でテスト画像を形成することが難しい。

まず、読み込み装置による「スジ」の検出が適切な濃度範囲内でなければ難しい理由を説明する。

図１６に、帯電不良に起因した「スジ」のテスト画像の濃度と「スジ」の検出値の関係を示す。本実施例では、「スジ」の検出値に「スジ」部での輝度変化率を示す。なお、本実施例での「スジ」の検出限界ラインは図１６の点線であり、濃度０．４では１０［％］である。

図１６に示すように、テスト画像の濃度が小さ過ぎると、紙からのノイズが大きくなり、「スジ」の部分と「スジ」以外の部分での輝度差による検出が困難になる。一方、テスト画像の濃度が大きすぎると、濃度変化に対する読み取り装置の輝度値の変化が小さくなるために、「スジ」の部分と「スジ」以外の部分での輝度差が小さくなり検出が困難になる。

また、スジの検出に適した中間調（濃度０．４程度）では、非露光トナー画像（アナログパターン）は、スジ部以外でのノイズの大きさがデジタルパターンよりも大きくなるため、スジ検出がより困難である。この理由は、以下説明する。アナログパターンは、デジタルパターンとは異なり、均一にトナー画像を形成してそのトナー量で濃度を調整する。このため、最大濃度以外では、デジタルパターンよりも面積当たりのトナー載り量を小さくするため、ドラム電位と現像電位の差がデジタルパターンより小さくなる。ドラム電位と現像電位の差が小さいとトナーのドラムの位置が均一にならない。このため、アナログパターンでは、デジタルパターンよりも読み取り装置で読み取った際に、スジ部以外でのノイズが大きくなる。

次に、非露光トナー画像（アナログパターン）は、狙いの濃度でテスト画像を形成することが難しい理由を説明する。

テスト画像が露光を適用することにより形成されたトナー画像（デジタルパターン）の場合は、通常の印刷に用いる画像形成条件と同じであり、画像信号値により狙いの濃度範囲のテスト画像を形成することが容易である。なお、通常の印刷に用いる画像は、画像信号を補正するテーブルなどにより、狙いの階調性となるように補正されている。

しかし、テスト画像が露光を適用せずに形成された非露光トナー画像（アナログパターン）の場合は、露光を適用しないため、画像信号値による補正はできない。また、露光を適用していないため、非露光トナー画像（アナログパターン）の全域が均一にトナー画像で形成されることになる。

このため、図１７に示すように、デジタルパターンに対して、アナログパターンでは、現像コントラスト電位に対する紙上濃度の関係であるγ特性が急激に変化する。また、図１８に示すように、トナーの帯電量によりγ特性が大きく変わる。つまり、現像コントラスト電位により、非露光トナー画像（アナログパターン）を中間調（濃度０．４程度）とする濃度制御は困難である。

つまり、特許文献１では、非露光トナー画像を適切な濃度域の範囲で形成できなければ、読み取り装置による「スジ」の検出ができない。このため、「スジ」が発生した際に、「スジ」が非露光トナー画像（アナログパターン）で発生していないのか、「スジ」は非露光トナー画像（アナログパターン）で発生しているが検出できないのかを判断することができず、交換部品を判断することができない。

そこで、本発明は、非露光トナー画像（アナログパターン）を狙いの濃度に制御する「非露光トナー画像によるパッチ検制御」を実施した後に、非露光トナー画像を含むテスト画像を形成することで、非露光トナー画像を含むテスト画像により、交換部品を特定可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を所定の電位となるように帯電させる帯電手段と、前記像担持体に対して光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像が一次転写される中間転写体と、前記トナー画像を前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体に一次転写されたトナー画像をシートに二次転写する二次転写手段と、前記シートに二次転写されたトナー画像を当該シートに定着させる定着手段と、交換部品を特定するためのテスト画像であって、前記テスト画像には、非露光トナー画像を含み、前記テスト画像の画像形成前に、中間転写体上（またはドラム上）に、非露光トナー画像パッチを形成し、形成した非露光トナー画像パッチの濃度を検出して、前記テスト画像における非露光トナー画像の画像形成条件を決めることを特徴とする。

本発明によれば、非露光トナー画像（アナログパターン）を狙いの濃度となるように制御する「非露光トナー画像によるパッチ検制御」を実施した後に、非露光トナー画像を含むテスト画像を形成することで、非露光トナー画像を含むテスト画像により、交換部品を特定可能な画像形成装置が提供される。

画像形成装置を説明する図。 制御システムを説明する図。 チャートを説明する図。 スジ、帯電電位および現像電位の関係を説明する図。 スジの種類と交換部品との関係を説明する図。 現像コートの不良を説明する図。 スジ、帯電電位および現像電位の関係を説明する図。 露光不良と塑性変形を説明する図。 スジ、帯電電位および現像電位の関係を説明する図。 感光ドラムの清掃不良とスジとの関係を説明する図。 スジ、帯電電位および現像電位の関係を説明する図。 チャートの作成処理と交換部品の特定処理を示すフローチャート。 交換部品を示すメッセージの一例を説明する図。 交換部品の特定処理を示すフローチャート。 帯電器の帯電電圧と感光ドラムの帯電電位との関係を説明する図。 テスト画像の濃度と「スジ」の検出性能を示す図。 デジタルパターンと非露光（アナログ）パターンのγ特性を説明する図。 非露光（アナログ）パターンのトナー帯電量によるγ特性の違いを説明する図。 非露光トナー画像によるパッチ検制御のタイミングを説明する図。 パッチ検センサの構成を示す図。 パッチ検センサの検出値を濃度信号値に変換するテーブルを示す図。 非露光トナー画像によるパッチ検制御のトナーパッチ形成方法を説明する図。 非露光トナー画像の画像形成条件の決め方を説明する図。 帯電を印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御のトナーパッチ形成方法を説明する図。 帯電を印加しない非露光トナー画像の画像形成条件の決め方を説明する図。

［画像形成装置］
図１は画像形成装置１を説明する断面図である。画像形成装置１はイメージリーダー２とプリンタ３を有している。イメージリーダー２は原稿やテストチャートなどを読み取る読み取り手段である。光源２３は原稿台ガラス２２上に置かれた原稿２１に光を照射する。光学系２４は原稿２１から反射光をＣＣＤセンサ２５に導き、結像させる。ＣＣＤはチャージカップルドデバイスの略称である。ＣＣＤセンサ２５はレッド、グリーン、ブルーのラインセンサを有しており、レッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。画像処理部２８はＣＣＤセンサ２５により得られた画像信号に画像処理（例：シェーディング補正など）を実行し、プリンタ３のプリンタ制御部２９に出力する。

プリンタ３の画像形成部１０は画像情報に応じたトナー画像をシートＰに形成する電子写真方式の画像形成エンジンである。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四つのステーションを有している。なお、本発明は単色画像を形成するモノクロプリンタにも適用可能である。図１が示すように、画像形成部１０は左側から順に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、露光器１３、現像器１４、一次転写器１７、ドラムクリーナ１５などが配置される。以下では、四つの色を代表してＢｋ色のトナー画像を形成する手順が説明される。他色のトナー画像を形成する手順も同様である。図１に示すように、電子写真感光体としてのる。

画像形成が開始されると、感光ドラム１１は矢印方向に回転する。帯電器１２は感光ドラム１１の表面を均一に帯電させる。露光器１３は、プリンタ制御部２９が出力される画像情報に応じて感光ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。現像器１４は静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する。一次転写器１７は感光ドラム１１に担持されているトナー画像を中間転写ベルト３１に一次転写する。中間転写ベルトは三つのローラ３４、３６、３７に吊架されている。ドラムクリーナ１５は感光ドラム１１に残ったトナーを除去する。これにより感光ドラム１１は次の画像を形成可能な状態となる。本実施例のドラムクリーナ１５は、弾性材料からなるクリーニングブレードを感光ドラム１１の表面に当接する構成であるが、ファーブラシを感光ドラム１１表面に接触させて回収する構成もある。

一方、レジストローラ対２６は、給送カセット２０又はマルチ給送トレイ３０から給紙されたシートＰを一旦止めて、シートＰを搬送方向と平行となるように斜行補正する。さらに、レジストローラ対２６は、中間転写ベルト３１上のトナー画像と同期を取ってシートＰを中間転写ベルト３１と二次転写器２７との間に送り込む。二次転写器２７は中間転写ベルト３１上のトナー画像をシートＰに二次転写する。転写クリーナ３５は中間転写ベルト３１上に残ったトナーを除去する。これにより中間転写ベルト３１は次の画像を形成可能な状態となる。定着器４０はシートＰに対してトナー画像を定着させる。感光ドラム１１、帯電器１２およびドラムクリーナ１５はプロセスカートリッジ５０として一体化されている。本実施例の転写クリーナ３５は、弾性材料からなるクリーニングブレードを中間転写ベルト３１表面に当接する構成であるが、ファーブラシを中間転写ベルト３１表面に接触させて回収する構成もある。

［帯電方式］
ここで、帯電器１２について詳しく説明する。一般に、帯電方式として、非接触帯電方式と接触式帯電方式の２種類がある。非接触帯電方式は、金属ワイヤなどに高圧電圧を印加することで発生するコロナ放電により帯電を実現する方式である。しかし、コロナ放電は、オゾンや酸化窒素（ＮＯｘ）などの放電生成物を発生させ、感光ドラム１１の劣化や画像ボケの原因となる。また、放電生成物が金属ワイヤに付着すると、放電の不均一が発生し、画像に帯電不良が発生しうる。このため、定期的に金属ワイヤが清掃部材などで清掃される必要がある。接触帯電方式は、帯電器１２の帯電部材を感光ドラム１１に接触させて帯電処理を行う方式である。一般に、接触帯電方式の方が非接触帯電方式よりも印加電圧が低く、オゾンや酸化窒素（ＮＯｘ）などの放電生成物の発生が非常に少ない。しかし、ドラムクリーナ１５をすり抜けてきたトナーやトナー外添剤が帯電部材に付着や融着すると、帯電不良が発生しうる。

［交換部品］
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を一つのプロセスカートリッジ５０に一体化されている。プロセスカートリッジ５０を交換することで、感光ドラム１１、帯電器１２およびドラムクリーナ１５を速やかに交換すること可能となる。接触帯電方式は非接触帯電方式よりも帯電器１２を小型化することが可能である。本実施例では帯電器１２がプロセスカートリッジ５０に内蔵されるため、接触帯電方式が採用されている。本実施例では現像器１４が画像形成装置１に対して容易に脱着可能である。本実施例では少なくとも一次転写器１７と中間転写ベルト３１が転写ユニットを形成している。転写ユニットも画像形成装置１に対して容易に脱着可能な構成である。従って、転写ユニットを交換することで、一次転写器１７と中間転写ベルト３１を速やかに交換することが可能である。このように、プロセスカートリッジ５０、現像器１４および転写ユニットを交換部品とすることで、ユーザおよびサービスマンによるメンテナンスの平易化とメンテナンス時間の短縮化が実現される。転写クリーナ３５も画像形成装置１に対して容易に脱着可能であってもよい。

［現像剤］
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される。磁性キャリアとしては、既知のものを使用可能である。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。

［制御システム］
図２は画像形成装置１の制御システムを示している。画像形成装置１はネットワーク１２３を介して、ＰＣ１２４やサーバ１２８などのネットワーク機器と接続されている。ＰＣはパーソナルコンピュータの略称である。サーバ１２８は、たとえば、画像形成装置１のメンテナンスを担当するサービス会社のコンピュータやメールサーバなどである。プリンタ制御部２９はイメージリーダー２やプリンタ３を制御するコントローラである。プリンタ制御部２９は、画像処理などを担当するプリンタコントローラと、画像形成部１０などを制御するエンジン制御とに分かれていてもよい。通信ＩＦ５５はＰＣ１２４などから印刷データを受信したり、画像形成装置１から各種のメッセージをＰＣ１２４やサーバ１２８に送信したりする通信回路である。ＩＦはインターフェースの略称である。

ＣＰＵ６０は画像形成装置１の各部を統括的に制御する制御回路や演算回路である。ＣＰＵ６０は記憶装置６３に記憶されている制御プログラムを実行することで各種の機能を実現する。なお、ＣＰＵ６０の機能の一部またはすべてがＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウエアによって実現されてもよい。ＡＳＩＣは特定用途集積回路の略称である。ＦＰＧＡはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。表示装置６１は様々な情報を表示するユニットである。入力装置６２は様々な情報の入力を受け付けるユニットである。記憶装置６３はＲＯＭやＲＡＭなどのメモリや、ハードディクスドライブなどの大容量記憶装置を含む。ＣＰＵ６０はイメージリーダー２などから入力された画像データをＹＭＣＫ形式の画像データに変換し、さらに階調補正などを実行して画像信号を生成し、露光器１３に出力する。

ＣＰＵ６０は様々な機能を実現するが、ここでは本実施例に関与する代表的な機能について説明する。チャート生成部６４は、交換部品を特定するためのテスト画像をシートＰ上に形成するよう、プリンタ３を制御する。テスト画像自体またはテスト画像が形成されたシートＰはテストチャートまたは単にチャートと呼ばれる。帯電制御部６５は帯電器１２に印加される帯電電圧を帯電電源６８に生成させる。現像制御部６６は現像器１４に印加される現像電圧を現像電源６９に生成させる。診断部６７はイメージリーダー２により読み取られたチャートの読取結果に基づいて交換部品を特定する。なお、ユーザやサービスマンがチャートを目視して交換部品を特定する場合、診断部６７は省略されてもよい。

［チャート］
プロセスカートリッジ５０や現像器１４などが交換時期を迎えると、画像に縦スジが発生することがある。縦スジとは、シートＰの搬送方向と平行に延在する直線状の画像である。

本実施例のチャートは、像担持体の帯電電位がそれぞれ異なる複数の画像形成条件で形成された複数の非露光トナー画像（アナログパターン）を含む。なお非露光トナー画像（アナログパターン）の画像形成条件は、本件の特徴である「非露光トナー画像によるパッチ検制御」により決定する。図１９に示すように、「非露光トナー画像によるパッチ検制御」を実施した後に、「非露光トナー画像（アナログパターン）を含むチャート」を形成することが本発明の特徴である。「非露光トナー画像によるパッチ検制御」の詳細は後述する。

本実施例ではチャートのサイズとしてＡ３サイズ（幅方向長さ２９７ｍｍ、搬送方向長さ４２０ｍｍ）が採用されるが、これは一例に過ぎない。画像形成装置１に対して通紙可能な最大のサイズが選択されると、たとえば、帯電器１２や現像器１４において副走査方向の端部に生じたスジも検出可能となろう。このように、画像形成装置１で印刷可能な最大サイズのシートが採用されれば、交換備品を精度良く特定することが可能となろう。なお、チャートの枚数は１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。

図３は例示的なチャート７０を示している。チャート７０には画像パターンが形成されない白地領域Ｗと、デジタルパターンＤと、２種類のアナログパターンＡ１、Ａ２が含まれている。なお、参照符号の末尾に付与されているＹＭＣＫは、各パターンを形成するために使用されるトナーの色を示している。各パターンを形成する際に使用されるトナーの色は単色であり、ＹＭＣＫのいずれか一色である。これは、交換されるべき部品がどの色のステーションに存在するかを特定するためである。各パターンの搬送方向の長さは、たとえば、３０ｍｍ程度である。これは、パターンの長さが３０ｍｍ程度以上であれば、縦
スジの検出が可能だからである。なお、感光ドラム１１の外径は３０ｍｍであり、その外周は約９４．２ｍｍである。

デジタルパターンＤの主走査方向の長さは画像形成装置１で形成可能な全域の長さよりは若干短く、デジタルパターンＤの主走査方向の両端には余白領域が設けられている。一方、アナログパターンＡ１、Ａ２の主走査方向の長さはシートＰの主走査方向の長さとじであり、余白は形成されない。

図３が示す４つのデジタルパターンＤは露光器１３により露光されて形成された露光像（トナー画像）である。アナログパターンＡ１は、露光器１３による露光が実行されず、帯電器１２による感光ドラム１１の帯電電位が第一帯電電位に設定されて形成された非露光像（トナー画像）である。アナログパターンＡ２は、露光器１３による露光が実行されず、帯電器１２による感光ドラム１１の帯電電位が第一帯電電位よりも十分に低く、帯電電位がほぼ０[Ｖ]となる第二帯電電位に設定されて形成された非露光像（トナー画像）である。なお、ここでの「高い」や「低い」という用語は絶対値での電位における高低を意味している。帯電器１２が原因となるスジと現像器１４が原因となるスジの出現の仕方は、アナログパターンＡ１とアナログパターンＡ２との間で異なる。つまり、アナログパターンＡ１に発生したスジとアナログパターンＡ２に発生したスジとを比較すれば、スジの原因が帯電器１２にあるのか現像器１４にあるのかが判別可能である。

ここで、図１５を用いて帯電器１２による帯電処理を行わずに画像形成する方法を説明する。図１５は接触帯電方式における印加電圧Ｖｉｎと感光ドラム１１の帯電電位Ｖｄとの関係を示している。帯電制御部６５が帯電器１２の帯電部材に印加される印加電圧Ｖｉｎを放電開始電圧Ｖｔｈ以下に設定すると、感光ドラム１１の帯電電位Ｖｄがほぼ０［Ｖ］になる。このように実施例２では印加電圧Ｖｉｎを放電開始電圧Ｖｔｈ（例：４００［Ｖ］）以下の電圧（例：０［Ｖ］）に設定することで、感光ドラム１１の帯電電位がほぼ０［Ｖ］に制御される。

アナログパターンＡ２への帯電器１２の影響をさらに低減させるために感光ドラム１１の表面の電荷が除去されてもよい。たとえば、ドラムクリーナ１５により清掃された感光ドラム１１の表面に対して前露光光源から除電のための光照射が実行されてもよい。

図４（Ａ）はデジタルパターンＤを形成する際に帯電器１２によって帯電した感光ドラム１１上における各主走査位置における電位を示している。図４（Ｂ）はシートＰに形成されるデジタルパターンＤの濃度ｄＤと白地部Ｗの濃度ｄ０を示している。濃度ｄ０はシートＰの下地（白地）の光学濃度である。

帯電制御部６５は、感光ドラム１１の表面における帯電電位がＶｄ_Ｄになるように帯電電源６８を制御し、帯電器１２に感光ドラム１１を帯電させる。露光器１３は、チャート生成部６４により生成された画像データにしたがって感光ドラム１１の表面を露光する。その結果、感光ドラム１１の表面のうち露光された部分の電位がＶｌ_Ｄに変化する。現像制御部６６は現像器１４の現像スリーブの電位が現像バイアスである直流電位Ｖｄｃ_Ｄとなるように現像電源６９を制御する。Ｖｄｃ_Ｄは、帯電電位Ｖｄ_Ｄと露光部の電位Ｖｌ_Ｄとの間に設定される。デジタルパターンＤの両端に設けられた余白ｍは露光されない。そのため、余白ｍの電位はＶｄ_Ｄに維持される。このように非露光部である余白ｍにはかぶりとり電圧Ｖｂが形成される。かぶりとり電圧Ｖｂにより、余白ｍにはトナーが付着しないようになる。デジタルパターンＤの画像信号値は５０％に設定される。これは光学濃度で０．４の画像に相当する（つまり、ｄＤ＝０．４）。このような中間調のパターンはベタのパターンよりも縦スジの検出精度が高くなるからである。

図４（Ｃ）は第一のアナログパターンＡ１を形成する際に帯電器１２によって帯電した感光ドラム１１上における各主走査位置における電位を示している。図４（Ｄ）はシートＰに形成されるアナログパターンＡ１の濃度ｄＡ１を示している。アナログパターンＡ１を形成すべく、チャート生成部６４からの指示に従って帯電制御部６５は帯電電源６８を制御し、感光ドラム１１の表面の電位が帯電電位Ｖｄ_Ａ１に調整される。チャート生成部６４からの指示に従って現像制御部６６は現像電源６９を制御し、現像器１４の現像スリーブの電位を現像バイアスＶｄｃ_Ａ１に調整する。現像バイアスＶｄｃ_Ａ１は帯電電位Ｖｄ_Ａ１よりも高い現像電位である。なお、チャート生成部６４は露光器１３にレーザ光の照射を行わせない。

これにより、感光ドラム１１と現像スリーブとの間には電位差として現像電圧Ｖｃ_Ａ１が形成される。つまり、アナログパターンＡ１に対応した静電潜像が形成され、現像器１４から供給されたトナーにより感光ドラム１１上にトナー画像が形成される。図４（Ｃ）が示すように、アナログパターンＡ１では、露光が適用されないため、主走査位置によらず一定の現像電圧Ｖｃ_Ａ１が形成される。よって、アナログパターンＡ１の両端には余白が形成されない。また、露光が適用されないため中間調処理を行うことはできない。そこで、本実施例では、アナログパターンＡ１の各色の光学濃度が０．４になるように、現像制御部６６が現像電源６９を制御して現像電圧Ｖｃ_Ａ１を調整する。図４（Ｄ）が示すように、シートＰには光学濃度ｄＡ１（＝０．４）のアナログパターンＡ１が形成される。

図４（Ｅ）は第二のアナログパターンＡ２を形成する際に帯電器１２によって帯電した感光ドラム１１上における各主走査位置における電位を示している。図４（Ｆ）はシートＰに形成されるアナログパターンＡ２の濃度ｄ１を示している。アナログパターンＡ２を形成すべく、チャート生成部６４からの指示に従って帯電制御部６５は帯電電源６８を制御し、感光ドラム１１の表面の電位が帯電電位Ｖｄ_Ａ２（例：ほぼ０［Ｖ］）に調整される。チャート生成部６４からの指示に従って現像制御部６６は現像電源６９を制御し、現像器１４の現像スリーブの電位が現像バイアスＶｄｃ_Ａ２に調整される。現像バイアスＶｄｃ_Ａ２は帯電電位Ｖｄ_Ａ２よりも高い電位である。なお、チャート生成部６４は露光器１３にレーザ光の照射を行わせない。

これにより、感光ドラム１１と現像スリーブとの間には現像電圧Ｖｃ_Ａ２が形成される。つまり、アナログパターンＡ２に対応した静電潜像が形成され、現像器１４から供給されたトナーにより感光ドラム１１上にトナー画像が形成される。図４（Ｅ）が示すように、アナログパターンＡ２では、露光が適用されないため、主走査位置によらず一定の現像電圧Ｖｃ_Ａ２が形成される。よって、アナログパターンＡ２の両端には余白が形成されない。また、露光が適用されないため中間調処理を行うことはできない。そこで、本実施例では、アナログパターンＡ２の各色の光学濃度が０．４になるように、現像制御部６６が現像電源６９を制御して現像電圧Ｖｃ_Ａ２を調整する。図４（Ｆ）が示すように、シートＰには光学濃度ｄＡ２（＝０．４）のアナログパターンＡ２が形成される。

ここで、アナログパターンＡ２を形成するための第二の帯電電位Ｖｄ_Ａ２（例：ほぼ０［Ｖ］）は、アナログパターンＡ１を形成するための帯電電位Ｖｄ_Ａ１よりも低く設定される（｜Ｖｄ_Ａ１｜＞｜Ｖｄ_Ａ２｜）。この結果、アナログパターンＡ１と比較してアナログパターンＡ２では、画像不良に対する帯電器１２の寄与率が低減する。なお、現像制御部６６は、現像電源６９を制御して現像電圧Ｖｃ_Ａ１と同じとなるように現像電圧Ｖｃ_Ａ２を調整する。これによりアナログパターンＡ２の各色の光学濃度が０．６になる。本実施例では、アナログパターンＡ１の現像電圧Ｖｃ_Ａ１とアナログパターンＡ２の現像電圧Ｖｃ_Ａ２を等しくなるように調整して、アナログパターンＡ１とアナログパターンＡ２の光学濃度が等しくなるように調整したが、アナログパターンＡ１の現像電圧Ｖｃ_Ａ１とアナログパターンＡ２の現像電圧Ｖｃ_Ａ２は異なってもよい。

なお、非接触帯電方式が用いられる場合、帯電電源６８が金属ワイヤに流す電流の量を変えることで、感光ドラム１１の帯電電位が調整される。これにより、非接触帯電方式でもアナログパターンＡ１とアナログパターンＡ２が形成される。

なお、デジタルパターンＤと、２種類のアナログパターンＡ１、Ａ２の光学濃度が一致する場合（ｄＤ＝ｄＡ１＝ｄＡ２）について説明したが、デジタルパターンＤと、２種類のアナログパターンＡ１、Ａ２の光学濃度を一致させる必要はない。ただし、濃度を一致させない場合には、濃度が異なるスジに対して、濃度の差を補正してスジの程度を比較する必要がある。

［パッチ検センサ８１構成］
光学センサ８１は、一次転写部の下流に設けられる（図１参照）。図２０はセンサ８１の構成を示す図である。センサ８１は、ＬＥＤなどの発光部８１１、フォトダイオード等の受光部８１２、８１３および発光部８１１の発光光量を制御するＩＣ８１４から構成される。

発光部８１１は、中間転写ベルト３５の法線に対して４５度の角度で設置されており、中間転写ベルト３５に光を照射する。受光部８１２は、中間転写ベルト３５の法線を中心に発光部８１１と対称の位置に設置されており、トナーパッチＰｃｈ−Ａからの正反射光を受光する。受光部８１３は、トナーパッチＰｃｈ−Ａからの乱反射光を受光する。なお、本実施例でのトナー濃度の検知は、ブラックのトナーは正反射光を用い、イエロー、マゼンタ、シアンは、乱反射光を用いる。 図２０では、トナーパッチＰがセンサ８１の検知領域を通過する場合が示されている。なお、本実施形態での受光部８１２及び８１３の検出電圧の検出可能範囲は、０．０［Ｖ］〜５．０［Ｖ］とする。

［パッチ濃度検出方法］
次にパッチ濃度検出方法について説明する。
ブラックは、受光部８１２で検出したトナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ）の正反射光の検出値（Ｐ−Ｐｃｈ−Ａ）とトナーが形成されていない中間転写ベルト３５からの正反射光の検出値（Ｐ−Ｂａｓｅ）により、数式（１）に従って計算することで、ブラックのパッチ信号値（Ｓｉｇ（Ｋ））を得る。
Ｓｉｇ（Ｋ）＝Ｐ−Ｐｃｈ−Ａ／Ｐ−Ｂａｓｅ×１０２３ …… （１）

イエロー、マゼンタ、シアンは、受光部８１３で検出したトナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ）の乱反射光の検出値（Ｓ−Ｐｃｈ−Ａ）により、数式（２）に従って計算することで、ブラックのパッチ信号値（Ｓｉｇ（Ｙ、Ｍ、Ｃ））を得る。
Ｓｉｇ（Ｙ、Ｍ、Ｃ）＝Ｓ−Ｐｃｈ−Ａ …… （２）

トナーパッチＰｃｈ−Ａのパッチ濃度信号値（ＳｉｇＤｅｎｓ）は、図２１に示す濃度変換テーブル５２０により変換することで得る。なお、濃度変換テーブルは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにより別々のテーブルを用いる。濃度変換テーブル５２０は予めＲＯＭ５２に記憶してあるテーブルであり、センサ８１の出力特性に合わせて作成されている。なお、本実施例では濃度（０．０から２．０）をＳｉｇＤｅｎｓ（０から１０２３）に線形に対応づけている。

［非露光トナー画像によるパッチ検制御］
本発明の特徴であるテスト画像の非露光トナー画像（アナログパターン）がスジ検出に適した中間調（濃度０．４程度）となるアナログパターンの画像形成条件を決めるための非露光トナー画像によるパッチ検制御について説明する。

＜トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ）の形成方法及び構成＞
図２２を用いて、非露光トナー画像によるパッチ検制御に用いる非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ）のパッチ形成方法とその構成を説明する。本実施例では、帯電電位Ｖｄ（−７００［Ｖ］）を一定として、現像電位Ｖｄｃを通常のデジタルパターンの画像形成時の現像電位Ｖｄｃ（−６００［Ｖ］）から高圧設定を切り替えて現像電位Ｖｄｃを３水準（−７５０［Ｖ］、−８００［Ｖ］ 、−８５０［Ｖ］）に変更することで、濃度の異なる３水準の非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ１、Ｐｃｈ−Ａ２、Ｐｃｈ−Ａ３）を形成する。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを色毎にそれぞれ実施する。

なお、本実施例では、非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａ）を中間転写ベルト３５へ形成する場合について説明したが、感光体ドラム１１へ形成し、感光体ドラム１１上でパッチ検センサを用いて検出する構成でもよい。

＜非露光トナー画像の画像形成条件の決め方＞
パッチ検センサ８１を用いて、３水準の非露光トナーパッチから検出した非露光トナーパッチ濃度（Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａ１、Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａ２、Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａ３）から、テスト画像の非露光トナー画像（アナログパターン）の画像形成条件を決める方法を説明する。本実施例では、非露光トナー画像（アナログパターン）として、帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１と帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の画像形成条件の決め方をそれぞれ説明する。

まず、帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の画像形成条件の決め方を説明する。図２３に示すように、非露光トナー画像（アナログパターン）の現像電圧（現像電位Ｖｄｃ−帯電電位Ｖｄ）と検出した非露光トナーパッチ濃度の関係から、ターゲットとなるスジ検出に適した中間調（濃度０．４程度）に対応するＴａｒｇｅｔ−ＳｉｇＤｅｎｓ＝１０２３×０．４÷２．０≒２０５となる現像電圧（Ｖｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ［Ｖ］）を線形補間などにより求める。本実施例では、Ｖｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ＝−８０［Ｖ］とする。

帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の帯電電位Ｖｄ＿Ａ１は、数式（３）に従って、デジタルパターンの帯電電位Ｖｄ＿Ｄと一致させる。本実施例では帯電電位Ｖｄ＿Ａ１＝−７００［Ｖ］となる。
帯電電位Ｖｄ＿Ａ１＝帯電電位Ｖｄ＿Ｄ …… （３）

帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の現像バイアスＶｄｃ＿Ａ１は、数式（４）に従って、−７００［Ｖ］＋（−８０）［Ｖ］＝−７８０［Ｖ］となる。
現像バイアスＶｄｃ＿Ａ１＝帯電電位Ｖｄ＿Ａ１＋Ｖｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ …… （４）

次に、帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の画像形成条件の決め方を説明する。

帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の帯電電位Ｖｄ＿Ａ２は、数式（５）に従って、０[Ｖ] に設定する。ただし、帯電の出力設定を０［Ｖ］ としても完全に０［Ｖ］まで電位が下がりきらない。その理由は、前露光などで除電しても除電しきらない電荷がドラムに残留するためである。本実施例では、
帯電電位Ｖｄ＿Ａ２を０［Ｖ］ とするが、残留電荷を考慮して、数十［Ｖ］ 程度の固定値として計算してもよい。
帯電電位Ｖｄ＿Ａ２＝０ …… （５）

帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の現像バイアスＶｄｃ＿Ａ２は、数式（６）に従って、０［Ｖ］＋（−８０）［Ｖ］＝−８０［Ｖ］となる。
現像バイアスＶｄｃ＿Ａ２＝帯電電位Ｖｄ＿Ａ２＋Ｖｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ …… （６）

表１に示すように、以上説明した「非露光トナー画像によるパッチ検制御」により決定した画像形成条件を用いて前述した［チャート］を形成すことで、帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の濃度範囲を０．４±０．０５程度にすることが可能となる。また、帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の濃度範囲を０．４±０．１０にすることができる。ここで、帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の濃度範囲の方が帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の濃度範囲よりも大きくなってしまう原因は、帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の帯電電位Ｖｄ＿Ａ２を固定値として、推定して計算しているため、制御精度がその分低下する。

［縦スジ］
図５を用いて、本実施例の画像形成装置１で発生する画像エラーの一つである縦スジについて説明する。図５は縦スジの種類、交換部品または対処方法、白地部の状態、スジが発生するパターンの色、デジタルパターン及びアナログパターンの各々においてスジ発生の有無、帯電処理が適用されずに形成されるアナログパターンＡ２において帯電不良に起因したスジが発生しないことを示している。なお、スジが存在しない正常部よりも濃度が薄くなるスジは白スジと呼ばれる。正常部に対して濃度が濃くなるスジは黒スジと呼ばれる。

＜現像コート不良に起因したスジ＞
図５が示す現像コート不良スジとは、現像コートが不十分で発生する縦スジである。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は現像コート不良に起因したスジが発生する要因を説明する図である。現像コートとは現像スリーブ１４２の表面に現像剤を均一の厚さで付着させることをいう。現像スリーブ１４２の内部には現像剤担持体として機能するマグネット１４１が設けられている。現像スリーブ１４２は回転自在に現像容器１４３に支持されている。最近接部１４５は現像スリーブ１４２と感光ドラム１１との距離が最も近い部分である。現像スリーブ１４２の回転方向において最近接部１４５よりも上流側に規制ブレード１４６が設けられている。規制ブレード１４６は、現像スリーブ１４２に対する距離が一定となるように配置されており、最近接部１４５に供給される二成分現像剤の量を規制する。

図６（Ｂ）が示すように、ホコリや髪の毛などの異物１４８が現像スリーブ１４２と規制ブレード１４６との間に詰まることがある。この場合、異物１４８が現像剤の流れを妨げてします。図６（Ｃ）が示すように、現像スリーブ１４２上に現像剤が担持されない縦スジ１５１が発生する。縦スジ１５１には現像剤が存在しないため、感光ドラム１１の表面のうち縦スジ１５１に対向する部分には現像剤が供給されない。よって感光ドラム１１の表面には一直線の連続する縦スジ１５２が発生する。図５（Ａ）が示すように、このような現像コート不良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。

さらに、図５を用いて、現像コートの不良で発生する白スジの特徴を説明する。まず、画像パターンが形成されない白地部Ｗにはスジが発生しない。そして、スジが発生する色は、現像コート不良が起こった現像器の色のみである。

図７（Ａ）はデジタルパターンＤを形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図７（Ｂ）はデジタルパターンＤを形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図７（Ｃ）はアナログパターンＡ１を形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図７（Ｄ）はアナログパターンＡ１を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図７（Ｅ）はアナログパターンＡ２−Ｐを形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図７（Ｆ）はアナログパターンＡ２を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。これらが示すように、現像コート不良スジは現像スリーブ１４２上に現像剤が供給されないことに起因する。したがって、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１およびアナログパターンＡ２のすべてで縦スジが発生する。さらに、アナログパターンＡ１に発生するスジの濃度とアナログパターンＡ２に発生するスジの濃度に差はない。

＜露光不良に起因したスジ＞
次に、図５に示した露光不良に起因した白スジについて説明する。図８（Ａ）は露光不良に起因した白スジの発生メカニズムを説明する図である。露光器１３から出力されるレーザ光が通過する光路には防塵ガラス１３２が設けられている。防塵ガラス１３２の一部に髪の毛やトナーなどの異物１３５が付着すると、感光ドラム１１の表面に照射されるレーザ光が遮られてしまう。つまり、感光ドラム１１の表面のうち異物１３５によってレーザ光が照射されなかった部分の静電潜像の電位が低下し、縦スジが発生する。この縦スジは、トナーの付着量が減少することで発生するため、白スジとなる。露光不良に起因した白スジを低減するための対処方法は、防塵ガラス１３２の清掃作業を行うか、露光器１３を交換することである。

図５を用いて露光不良に起因した白スジの特徴を説明する。まず、画像パターンが形成されない白地部Ｗにはスジが発生しない。そして、デジタルパターンＤ−Ｐにおいてスジが発生する色は、露光不良の起こった露光器１３が担当している色である。

図９（Ａ）はデジタルパターンＤを形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図９（Ｂ）はデジタルパターンＤを形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図９（Ｃ）はアナログパターンＡ１を形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図９（Ｄ）はアナログパターンＡ１を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図９（Ｅ）はアナログパターンＡ２を形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図９（Ｆ）はアナログパターンＡ２を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。

図９（Ａ）や図９（Ｂ）が示すように、白スジは露光不良（露光光量が少なくなること）が原因で発生する。このため、デジタルパターンＤでは、感光ドラム１１の主走査位置の一部において表面電位がＶｌ_Ｄよりも高くなることで白スジが発生する。一方、図９（Ｃ）ないし図９（Ｆ）が示すように、アナログパターンＡ１、Ａ２は露光が適用されずに形成されるため、スジが発生しない。

＜帯電不良に起因したスジ＞
本実施例の帯電器１２は帯電部材を感光ドラム１１に接触させて帯電を行う接触帯電方式を採用している。接触帯電方式では、感光ドラム１１の表面のうち主走査方向のある位置でクリーニングが不十分となることで、シリコンなどの外添剤が帯電部材に付着しうる。図１０（Ａ）は感光ドラム１１の表面電位（帯電電位）を示す図である。図１０（Ｂ）は画像信号と光学濃度との関係を示す図である。図１０（Ａ）が示すように、感光ドラム１１の表面のうち一部の主走査位置において帯電部材の抵抗が大きくなり、その位置の帯電電位が高くなる。抵抗が大きくなった主走査領域は高抵抗化部と呼ばれる。帯電電位が高くなると、図１０（Ｂ）が示すように、感光ドラム１１の各主走査位置を同じ画像信号を用いて露光しても、高抵抗化部の濃度は正常部の濃度よりも低くなり、白スジが発生する。

一方、感光ドラム１１の表面のうち一部の主走査位置においてクリーニング不良が発生すると、トナーが帯電部材に付着することがある。帯電部材の表面のうちトナーが付着した部分の抵抗は小さくなる。帯電部材は耐久により徐々に高抵抗化するが、帯電部材の表層が剥れることでも帯電部材の抵抗が部分的に小さくなる。その結果、図１０（Ａ）が示すように、一部の主走査領域で部分的に帯電部材の抵抗が小さくなり、帯電電位が低くなる。この部分は低抵抗化部と呼ばれる。帯電電位が低くなると、図１０（Ｂ）が示すように、感光ドラム１１の各主走査位置を同じ画像信号を用いて露光しても、低抵抗化部の濃度は正常部の濃度よりも高くなり、黒スジが発生する。

図５を用いて帯電不良スジの特徴を説明する。まず、画像パターンが形成されない白地部Ｗにはスジが発生しない。そして、ＹＭＣＫのうちスジの発生する色は、帯電不良の起こった帯電器１２が担当している色である。

図１１（Ａ）はデジタルパターンＤを形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図１１（Ｂ）はデジタルパターンＤを形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図１１（Ｃ）はアナログパターンＡ１を形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図１１（Ｄ）はアナログパターンＡ１を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。図１１（Ｅ）はアナログパターンＡ２を形成したときの感光ドラム１１の各主走査位置における電位を示している。図１１（Ｆ）はアナログパターンＡ２を形成したときのシートＰの各主走査位置における光学濃度を示している。

図１１（Ａ）や図１１（Ｂ）が示すように、デジタルパターンＤでは露光された感光ドラム１１の一部の主走査位置における帯電電位がＶｌ_Ｄとは異なる。帯電電位がＶｌ_Ｄよりも低い位置では黒スジが発生し、帯電電位がＶｌ_Ｄよりも高い位置では白スジが発生する。図１１（Ｃ）や図１１（Ｄ）が示すように、アナログパターンＡ１でも、主走査方向の一部で帯電電位がＶｄ_Ａ１とは異なるため、黒スジや白スジが発生する。帯電不良は帯電部材の抵抗差に起因して発生するため、帯電器１２の帯電電位を低下させすることで帯電不良が低減する。図１１（Ｅ）や図１１（Ｆ）が示すように、アナログパターンＡ２は、帯電処理を適用されずに形成されるため、帯電不良に起因したスジが発生しなくなる。

＜中間転写ベルトの塑性変形に起因したスジ＞
次に、図５に示した中間転写ベルト３１の塑性変形に起因したスジについて説明する。長期の使用による中間転写ベルト３１の内面が削れて粉が発生しうる。転写ユニットを構成する部品の一部などがローラ３６、３７の表面に付着することがある。図８（Ｂ）が示すように、中間転写ベルト３１の一部が凸形状に塑性変形する。この部分は凸形状部３１１と呼ばれる。このように中間転写ベルト３１に凸形状部３１１が発生すると、凸形状部３１１の両側は感光ドラム１１やシートＰと接触しにくくなる。よって、両側部分はシートＰに対してトナー画像を二次転写しにくくなり、白スジが発生する。凸形状部３１１はシートＰに対して多くのトナーを二次転写するため、黒スジが発生する。よって、中間転写ベルト３１の塑性変形によるスジを解消するために交換すべき部品は中間転写ユニットである。なお、白スジとは白色のスジではなく濃度が薄くなる（トナーが少なくなる）淡スジのことである。また、黒スジとは濃度が濃くなる（トナーが多くなる）濃スジのことである。

図５を用いて塑性変形に起因したスジの特徴を説明する。画像パターンが形成されない白地部Ｗにはスジが発生しない。ＹＭＣＫのうちスジの発生する色は全ての色である。なぜなら、このタイプのスジは二次転写部分で発生するためである。また、露光の有無や帯電電位とは無関係であるため、デジタルパターンＤだけでなく、アナログパターンＡ１、Ａ２でもスジが発生する。

＜感光ドラムのクリーニング不良に起因したスジ＞
感光ドラム１１のクリーニング不良に起因したスジは黒スジとなる。ドラムクリーナ１５のうち、感光ドラム１１との当接部材（ブレード）の一部が欠損することがある。この欠損部分は、一次転写後に感光ドラム１１上に残ったトナーを掻き取ることができない。これが黒スジの原因となる。このタイプの黒スジは、クリーニング不良が発生したドラムクリーナ１５が担当している色で発生する。たとえば、イエローステーションのドラムクリーナ１５でクリーニング不良が発生すると、イエローのスジが発生する。また、クリーニング不良にともなう黒スジは白地部Ｗにほぼ一直線状のスジとして発生する。よって、感光ドラム１１のクリーニング不良に伴うスジを低減するために交換すべき部品はプロセスカートリッジ５０である。このようにドラムクリーナ１５を含むアセンブリユニットが交換部品となる。

図５を用いてクリーニング不良に起因したスジの特徴を説明する。
クリーニング不良に起因してスジが発生するため、画像パターンが形成されない白地部Ｗにもスジが発生する。白地部に発生するスジの色は、ドラムクリーナ１５に蓄積されたトナーの色と同じ色である。よってこのタイプのスジは単色のスジとなる。スジは画像を形成していない色でも発生するため、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全ての色のパターンで発生する。たとえば、イエローを担当するドラムクリーナ１５が欠損すると、シートＰの副走査方向の全域にわたってイエローのスジが発生するため、すべての色のパターンにスジが発生する。また、露光の有無や帯電電位とは無関係であるため、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２のいずれでもスジが発生する。

＜中間転写ベルトのクリーニング不良に起因したスジ＞
図５を用いて中間転写ベルト３１のクリーニング不良に起因して発生する黒スジについて説明する。転写クリーナ３５のうち中間転写ベルト３１との当接部材（ブレードなど）の一部が欠損すると、黒スジが発生する。これは二次転写後に中間転写ベルト３１上に残存しているトナーを掻き取ることができないために発生する。このタイプのスジの色は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが混ざった色（混色）となる。よって、中間転写ベルト３１のクリーニング不良に起因して発生する黒スジを低減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。

図５を用いて中間転写ベルト３１のクリーニング不良に起因したスジの特徴を説明する。クリーニング不良が原因であるため、画像パターンが形成されない白地部にもスジが発生する。そして、白地部ＷＴに発生するスジは転写クリーナ３５に蓄積されたトナーによるものなので、スジの色はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの混色となる。また、露光の有無や帯電電位とは無関係であるため、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２のいずれでもスジが発生する。

［交換部品の特定処理］
図１２を用いて交換部品を特定するためのチャート７０の作成処理と交換部品の特定処理が説明される。ＣＰＵ６０は、入力装置６２から交換部品の特定指示またはチャート７０の作成指示が入力されると、以下の処理を実行する。

Ｓ１０１でＣＰＵ６０（チャート生成部６４）はプリンタ３を制御してシートＰに白地部Ｗ、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２を形成することで、チャート７０を作成する。チャート生成部６４は、白地部を形成するために帯電器１２に所定の帯電電位を設定し、現像器１４に所定の現像電位を設定し、かつ、露光器１３に発光を禁止する。これにより、シートＰ（チャート７０）に白地部が形成される。さらに、チャート生成部６４は、デジタルパターンＤＹを形成するために、イエローステーションの帯電器１２に帯電電位Ｖｄ_Ｄを設定する。また、チャート生成部６４は、イエローステーションの現像器１４に現像電位Ｖｄｃ_Ｄを設定する。さらに、チャート生成部６４は、イエローステーションの露光器１３にデジタルパターンＤＹを形成するための画像信号を出力する。

これにより、デジタルパターンＤＹが形成される。同様に、デジタルパターンＤＭ、ＤＣ、ＤＢｋが形成される。次に、ＣＰＵ６０はアナログパターンＡ１Ｙを形成するために、各色のステーションの帯電器１２に帯電電位Ｖｄ_Ａ１を設定する。また、チャート生成部６４は、各色のステーションの現像器１４に現像電位Ｖｄｃ_Ａ１を設定する。これにより、アナログパターンＡ１Ｙ、Ａ１Ｍ、Ａ１Ｃ、Ａ１Ｂｋが形成される。次に、ＣＰＵ６０はアナログパターンＡ２Ｙを形成するために、各色のステーションの帯電器１２に帯電電位Ｖｄ_Ａ２を設定する。また、チャート生成部６４は、各色のステーションの現像器１４に現像電位Ｖｄｃ_Ａ２を設定する。これにより、アナログパターンＡ２Ｙ、Ａ２Ｍ、Ａ２Ｃ、Ａ２Ｂｋが形成される。以上によりチャート７０が形成され、画像形成装置１の排出トレイに排出される。なお、チャート７０をユーザまたはサービスマンが目視により交換部品を特定する場合は、以下の処理が省略される。

Ｓ１０２でＣＰＵ６０（診断部６７）はイメージリーダー２を制御し、チャート７０を読み取る。診断部６７はチャート７０を原稿台ガラス２２に載置して、読取開始ボタンを押すことを促すガイダンスを表示装置６１に表示してもよい。チャート７０の読取結果は記憶装置６３に格納される。

Ｓ１０３でＣＰＵ６０（診断部６７）はチャート７０の読取結果からスジを検出する。たとえば、診断部６７は読取結果である画像データを解析し、スジを検出するための特徴量を取得してもよい。読取結果にはＲＧＢの輝度値が含まれており、診断部６７はＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像に読取結果を分割して、色ごとに個別に解析を実行する。つまり、診断部６７は、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像の各々の画像データについて縦スジを検出する。なお、診断部６７はＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像をＹ画像、Ｍ画像、Ｃ画像、Ｋ画像に変換してから各色について縦スジを検出してもよい。診断部６７は、画像データの縦方向（チャート７０の搬送方向やイメージリーダー２のスキャン方向）に並んだ複数の画素の輝度値の平均値を演算する。これは、イメージリーダー２で重畳された電気的なノイズを低減するためである。

本実施例では、白地部Ｗの領域の幅（副走査方向の長さ）が１０ｍｍであることから、１０ｍｍに相当する複数の画素に平均化が適用される。一方、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２では、各色のパターンの幅（副走査方向の長さ）が３０ｍｍであることから、３０ｍｍに相当する複数の画素に平均化が適用される。診断部６７は、画像データの横方向（縦方向に垂直な方向、主走査方向）に沿って輝度値（縦方向での平均値）の傾きを補正する傾き補正処理を行う。これによりイメージリーダー２や画像パターンの濃度ムラの影響が低減される。診断部６７は、画像データにおいて一様な部分（正常部）に対して輝度値の差がある画素群（領域）を検出する。たとえば、診断部６７は、画像パターンの全体での平均輝度値と各主走査位置の輝度値（傾き補正された輝度値）との差分（輝度差）を算出する。診断部６７は、輝度差が予め定められた閾値（例：平均値の２０％）を超える画素群を縦スジとして検出する。

診断部６７は、正常部の輝度よりも輝度が低い（濃度が高い）スジを黒スジと判別し、逆に輝度が高い（濃度が低い）スジを白スジと判別してもよい。診断部６７は、スジが検出された主走査位置および副走査位置、スジの色、輝度差などをスジの特徴量として記憶装置６３に格納する。なお、スジの位置は白地部Ｗ、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２のどこでスジが発生しているかを示している。スジの色は、交換部品を特定するのに役立つ。アナログパターンＡ１におけるスジについての輝度差とアナログパターンＡ２におけるスジについての輝度差はスジが良化しているどうかを判定するのに役立つ。

Ｓ１０４でＣＰＵ６０（診断部６７）はチャート７０の読取結果（スジの検出結果）に基づきスジの原因と交換部品（または対処方法）を特定する。たとえば、診断部６７は記憶装置６３に記憶したスジの特徴量に基づき白地部ＷやＹＭＣＫのパターンごとにスジの有無やスジの色（単色（ＹＭＣＫ）／混色など）を判別する。診断部６７は、この判別結果と、原因および交換部品を特定するための特定条件とを比較することで、原因および交換部品を特定する。

Ｓ１０５でＣＰＵ６０（診断部６７）は交換部品や対処方法を示すメッセージを表示装置６１に表示したり、通信ＩＦ５５を介してＰＣ１２４やサーバ１２８に送信したりする。

図１３は交換部品や対処方法を示すメッセージの一例を示している。この例では、チャート７０に縦スジ（副走査方向に延在するスジ）が発生していることや、原因を示すコード、交換部品の名称などの情報が含まれている。ユーザやサービスマンはメッセージを参照することで、スジの原因や交換部品を容易に理解することができる。なお、縦スジが検出されなければ、診断部６７は画像形成装置１が正常であることを示すメッセージを表示装置６１に表示する。このように、具体的な情報で縦スジの発生および交換部品がわかるため、ユーザおよびサービスマン等が交換部品を容易に理解できるようになる。

［交換部品の特定処理の詳細］
図１４は交換部品や対処方法を特定する処理の詳細を示すフローチャートである。ＣＰＵ６０（診断部６７）は、主走査位置ごと（例：１ｍｍごと）に縦スジを検出する。このため、複数の主走査位置で縦スジが検出されることもあろう。また、複数の縦ジスの原因がそれぞれ異なることもある。したがって、ＣＰＵ６０（診断部６７）はスジごとに原因と交換部品を特定する。なお、スジの発生原因を特定することで、交換部品が特定されてもよい。図１４に示した各判定処理は、交換部品や原因を特定するための特定条件の集合体でもある。

Ｓ２００でＣＰＵ６０は記憶装置６３から特徴量を読み出し、白地部Ｗにスジが無いかどうかを判定する。チャート７０における白地部Ｗの座標は既知である。ＣＰＵ６０はスジの位置と白地部Ｗの座標とを比較することで、白地部Ｗにおけるスジの有無を判別する。白地部Ｗにスジが有れば、ＣＰＵ６０はＳ２０１に進む。

Ｓ２０１でＣＰＵ６０はスジの色が混色かどうかを判定する。スジの色が混色であればＣＰＵ６０はＳ２０２に進む。Ｓ２０２でＣＰＵ６０は、スジの原因を中間転写ベルト３１のクリーニング不良と判別し、転写クリーナ３５を交換部品に特定する。一方で、スジの色がＹＭＣＫいずれかの単色であればＣＰＵ６０はＳ２０３に進む。Ｓ２０３でＣＰＵ６０はスジの原因を感光ドラム１１のクリーニング不良と判別し、スジの色に対応したプロセスカートリッジ５０を交換部品に特定する。Ｓ２００で白地部Ｗにおいてスジが検出されなければ、ＣＰＵ６０はＳ２０４に進む。

Ｓ２０４でＣＰＵ６０は記憶装置６３から特徴量を読み出し、デジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋにスジが存在するかどうかを判定する。チャート７０におけるデジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋの座標は既知である。ＣＰＵ６０はスジの位置とデジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋの座標とを比較することで、デジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋにおけるスジの有無を判別する。デジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋのいずれにもスジがなければ、ＣＰＵ６０はＳ２０５に進む。Ｓ２０５でＣＰＵ６０は交換部品がない（正常）と特定する。一方で、ＣＰＵ６０はデジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋのいずれかにスジを検出すると、Ｓ２０６に進む。

Ｓ２０６でＣＰＵ６０は記憶装置６３から特徴量を読み出し、スジが特定色で発生しているかどうかを判定する。これはスジが全色（デジタルパターンＤＹ〜ＤＢｋのすべて）で発生しているかどうかを判定することと同じである。スジが全色で発生していれば、ＣＰＵ６０はＳ２０７に進む。Ｓ２０７でＣＰＵ６０はスジの原因を中間転写ベルト３１の塑性変形と判別し、中間転写ベルト３１を含む転写ユニットを交換部品に特定する。一方で、スジが特定色でのみ発生していれば、ＣＰＵ６０はＳ２０８に進む。

Ｓ２０８でＣＰＵ６０はスジが発生しているデジタルパターンＤの色と同じ色のアナログパターンＡ１にスジが発生しているかどうかを判定する。アナログパターンＡ１にスジがなければ、ＣＰＵ６０はＳ２０９に進む。Ｓ２０９でＣＰＵ６０は、スジの原因を露光不良と判別し、スジの色に対応した露光器１３を交換部品に特定する。なお、ＣＰＵ６０は、スジの色に対応した露光器１３の清掃を対処方法として特定してもよい。スジが発生しているデジタルパターンＤの色と同じ色のアナログパターンＡ１にスジが発生していれば、ＣＰＵ６０はＳ２１０に進む。

Ｓ２１０でＣＰＵ６０は、記憶装置６３から特徴量を読み出し、アナログパターンＡ２にスジが無いかどうかを判定する。アナログパターンＡ２にスジが存在すれば、ＣＰＵ６０はＳ２１１に進む。アナログパターンＡ２にスジが無ければ、ＣＰＵ６０はＳ２１２に進む。つまり、アナログパターンＡ２にスジが無ければ、ＣＰＵ６０は帯電不良をスジの原因として特定し、帯電器１２を含むプロセスカートリッジ５０を交換部品として特定する。また、交換部品は、スジの色に対応した交換部品である。たとえば、イエローのアナログパターンＡ１にスジがあるものの、イエローのアナログパターンＡ２にスジがなければ、イエローを担当しているプロセスカートリッジ５０が交換部品として特定される。

このようにＣＰＵ６０はチャート７０を作成し、チャート７０に発生したスジを分析することでスジの原因と交換部品を特定する。また、ＣＰＵ６０はスジの原因や交換部品を示すメッセージを表示装置６１などに出力してもよい。これのより、ユーザやサービスマンがスジの原因や交換部品を容易に認識できるようになる。そのため、メンテナンスに必要な作業時間（ダウンタイム）が大幅に短縮されよう。また、スジに関与した部品が特定されるため、スジに関与していない部品まで交換されることはなくなるであろう。よって、メンテナンス時間に加えてメンテナンスコストも削減されよう。スジの原因や交換部品を示すメッセージはネットワークを介してサービスマンのサーバ１２８に送信されてもよい。サービスマンは事前に交換部品を把握できるため、交換部品を確実に携帯してメンテナンスを行うことができる。図１４に示したスジの原因や交換部品等を特定する処理はユーザやサービスマンがチャート７０を目視して実行してもよい。ここでは、カラープリンタが一例として採用されているが、モノクロプリンタに本実施例が適用されてもよい。

図３に示したチャート７０は一例に過ぎない。チャート７０における白地部Ｗ、デジタルパターンＤ、アナログパターンＡ１、Ａ２の順序は他の順序であってもよい。要するに、アナログパターンが含まれていればよい。

縦スジ以外の画像エラーの例としては、シートＰの搬送方向に直交した方向に回転部品の回転周期に応じて発生する横スジや回転部品に傷がついて発生する画像傷がある。チャート７０の搬送方向の長さを、横スジや画像傷の原因となる回転部品の長さ以上とすること、横スジや画像傷なども検出可能となる。横スジや画像傷の特徴と、その特徴に対応する部品とを対応付けた特定条件が記憶装置６３に格納されていてもよい。この場合、ＣＰＵ６０は検出された横スジや画像傷の特徴と特定条件とを比較することで交換部品を特定する。

［実施例２］
実施例１では、帯電を印加しない第二のアナログパターンの画像形成条件は、帯電を印加して非露光トナー画像を形成する「非露光トナー画像によるパッチ検制御」の結果を用いて演算することで求めた。

しかしながら、帯電を印加しない第二のアナログパターンにおける帯電電位は、完全に０［Ｖ］まで電位が下がりきらない。その理由は、前露光などで除電しても除電しきらない電荷がドラムに残留するためである。また、第二のアナログパターンにおける帯電電位は、ドラムに残留する電荷量やドラムの膜厚などで変化するドラム容量により変化するため常に一定の値とならない。

このため、実施例１の方法では、帯電を印加しない第二のアナログパターンの濃度を精度高くスジ検出に適した中間調（濃度０．４程度）に制御する事が出来ない場合がある。

そこで、実施例２では、「帯電を印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御」を実施して、帯電を印加しない第二のアナログパターンにおける帯電電位を直接決めることで、帯電を印加しない第二のアナログパターンの濃度を精度高くスジ検出に適した中間調（濃度０．４程度）に制御することが可能となる。なお、第二のアナログパターンにおける帯電電位の決め方を除き、実施例２は実施例１と同様である。よって、すでに説明した部分は省略される。

［帯電を印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御］
帯電を印加する非露光トナー画像の画像形成条件は、実施例１と同様であるので省略する。実施例２では、帯電を印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御」を実施して、帯電を印加しない第二のアナログパターンにおける帯電電位を直接決めることが特徴である。

＜帯電印加しないトナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）の形成方法及び構成＞
図２４を用いて、帯電印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御に用いる帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）のパッチ形成方法とその構成を説明する。

帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）は、帯電電位Ｖｄ≒０［Ｖ］と一定にして、現像電位Ｖｄｃを帯電印加しない非露光トナーパッチの直前の設定である現像電位Ｖｄｃ（０［Ｖ］）から高圧設定を切り替えて現像電位Ｖｄｃを３水準（−５０［Ｖ］、−１００［Ｖ］ 、−１５０［Ｖ］）に変更することで、濃度の異なる３水準の帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ１、Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ２、Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ３）を形成する。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを色毎にそれぞれ実施する。

ここで、非露光トナーパッチの直前の設定は、現像電位Ｖｄｃを０［Ｖ］とし、帯電電位Ｖｄを−１００［Ｖ］は、かぶりとり電圧Ｖｂ＝１００［Ｖ］の確保のためと、帯電電位Ｖｄを小さくするために高圧を切り替える応答性の影響を最小限にするためである。

また、帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａoff）の全ての長さ（Ｌｅｎｇｔｈ−Ｐｃｈ−ＡｏｆｆＡＬＬ）は感光体ドラム１１の１周の長さよりも小さくする。この理由は、帯電を印加しないトナー画像を感光体ドラム１１から中間転写ベルト３５へ転写する際に、感光体ドラム１１へ転写による電界が加わる。このため、感光体ドラム１１の残留電荷量が変化する。よって、感光体ドラム１１の１周以上にわたって帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）を形成すると、感光体ドラム１１の１周後の帯電を印加しない帯電電位が変化してしまう。

よって本実施例では、帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）の搬送方向の長さを３０ｍｍとし、帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）の全ての長さ（Ｌｅｎｇｔｈ−Ｐｃｈ−ＡｏｆｆＡＬＬ）が９０ｍｍとなり、感光体ドラム１１の１周の長さ９４．２ｍｍよりも小さくしている。

なお、本実施例では、帯電印加しない非露光トナーパッチ（Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ）を中間転写ベルト３５へ形成する場合について説明したが、感光体ドラム１１へ形成し、感光体ドラム１１上でパッチ検センサを用いて検出する構成でもよい。

＜帯電印加しない非露光トナー画像の画像形成条件の決め方＞
パッチ検センサ８１を用いて、３水準の帯電印加しない非露光トナーパッチから検出した非露光トナーパッチ濃度（Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ１、Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ２、Ｄｅｎｓ−Ｐｃｈ−Ａｏｆｆ３）から、テスト画像の帯電印加しない非露光トナー画像（アナログパターン）の画像形成条件を決める方法を説明する。なお帯電を印加する第一のアナログパターンＡ１の画像形成条件の決め方は実施例１と同様であるので省略する。

図２５に示すように帯電印加しない非露光トナー画像（アナログパターン）の現像電圧（現像電位Ｖｄｃ−帯電電位Ｖｄ）と検出した帯電印加しない非露光トナーパッチ濃度の関係から、ターゲットとなるスジ検出に適した中間調（濃度０．４程度）に対応するＡｏｆｆＴａｒｇｅｔ−ＳｉｇＤｅｎｓ＝２０５となる現像電圧（ＡｏｆｆＶｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ［Ｖ］）を線形補間などにより求める。本実施例では、ＡｏｆｆＶｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ＝−８０［Ｖ］とする。

帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の帯電電位Ｖｄ＿Ａ２は、帯電印加しないトナーパッチの帯電電位Ｖｄと同じ０［Ｖ］ に設定する。帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の現像バイアスＶｄｃ＿Ａ２は、数式（７）に従って、−８０［Ｖ］となる。
現像バイアスＶｄｃ＿Ａ２＝ＡｏｆｆＶｃ＿Ｒｅｓｕｌｔ …… （７）

表２に示すように、以上説明した「帯電を印加しない非露光トナー画像によるパッチ検制御」により決定した画像形成条件を用いて前述した［チャート］の帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２を形成すことで、帯電を印加しない第二のアナログパターンＡ２の濃度範囲を０．４±０．０５にすることができる。

１ 画像形成装置
２ イメージリーダー
３ プリンタ
１１ 感光観光ドラム
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ 現像器

Claims (4)

1. 像担持体と、前記像担持体の表面を所定の電位となるように帯電させる帯電手段と、前記像担持体に対して光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像が一次転写される中間転写体と、前記トナー画像を前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体に一次転写されたトナー画像をシートに二次転写する二次転写手段と、前記シートに二次転写されたトナー画像を当該シートに定着させる定着手段と、
   交換部品を特定するためのテスト画像であって、前記テスト画像には、非露光トナー画像を含み、前記テスト画像の画像形成前に、中間転写体上（またはドラム上）に、非露光トナー画像パッチを形成し、形成した非露光トナー画像パッチの濃度を検出して、前記テスト画像における非露光トナー画像の画像形成条件を決めることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記テスト画像に帯電を印加したに非露トナー画像を含み前記テスト画像の画像形成前に、帯電を印加しない非露トナー画像パッチの濃度を検出して、前記テスト画像における非露光トナー画像の画像形成条件を決めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記テスト画像に帯電を印加しない非露トナー画像を含み、
   前記テスト画像の画像形成前に、帯電を印加する非露光トナー画像パッチの濃度を検出して、
   前記テスト画像における記テスト画像に帯電を印加しない非露トナー画像の画像形成条件を決めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電を印加しない非露トナー画像パッチの合計の長さが像担持体の１周の長さよりも小さくなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   

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