JP5007489B2

JP5007489B2 - 画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP5007489B2
Application number: JP2005057358A
Authority: JP
Inventors: 陽一山田; 貴幸川上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2006243245A

Description

この発明は、トナーを貯留する現像器を装着して画像を形成する画像形成装置およびその画像形成方法に関するものである。

プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などトナーを使用して画像を形成する画像形成装置では、装置を使用するにつれて、例えば装置の劣化やトナーの残量低下など装置の状態変化に起因する画像品質の劣化が発生する。このような場合に直ちに画像の形成を禁止すればさらなる画像品質の劣化は防止される。しかし、画像品質が多少劣化した状態であっても、ユーザは引き続き画像形成を行いたい場合もある。このような要求に応えるため、例えば、特許文献１に記載の印刷装置では、トナー残量が第１所定値を下回ったときには、印刷物がかすれる可能性がある旨のメッセージを表示することでユーザに対し警告を行いつつ、少なくとも現在処理途中の印刷ジョブデータについては、ユーザの操作に応じて印刷物として出力できるようにしている。こうしてユーザの上記要求に応えることを可能とし、ユーザにとっての利便性を高めることができる。

特開２００２−１９６６２８号公報

この種の画像形成装置では、装置の劣化の程度を把握しないまま画像を形成した結果、得られた画像にかすれや濃度不足などの画像欠陥を生じることがある。特に、大量の画像を連続的に形成したときにこのような画像欠陥が生じると、記録用紙や処理時間を無駄に消費してしまうこととなる。そこで、実際に形成された画質評価用画像に基づいてユーザが装置の状態を事前に確認できるようにすれば、ユーザにとって便宜である。しかしながら、このような目的のためにどのような画質評価用画像を形成するのが好ましいかについては従来あまり議論されていなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナーを貯留する現像器を装着して画像を形成する画像形成装置およびその画像形成方法において、ユーザが装置の状態を把握するのに好適な画像およびその形成方法を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、トナーを貯留するとともに、該トナーを表面に担持して回転するトナー担持ローラを有する複数の現像器と、画像品質を評価するための画質評価用画像の画像内容を設定する設定手段と、前記現像器に貯留されたトナーを使用して、前記設定手段により設定された画像内容を有する前記画質評価用画像を記録材上に形成する像形成手段とを備え、前記画質評価用画像は、前記複数の現像器のうちトナー残量が所定値よりも少ない現像器によりそれぞれ形成される、前記トナー担持ローラ表面の移動方向に沿った長さが前記トナー担持ローラの周長に相当する長さよりも長い帯状パターンを含み、しかも、複数の前記現像器により形成される前記帯状パターンは前記記録材上で互いに隙間を空けて形成されることを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、トナーを貯留するとともに、該トナーを表面に担持して回転するトナー担持ローラを有する複数の現像器を用いて画像品質を評価するための画質評価用画像を形成する画像形成方法であって、前記画質評価用画像の画像内容を設定する設定工程と、前記現像器に貯留されたトナーを使用して、前記設定工程において設定された画像内容を有する前記画質評価用画像を記録材上に形成する像形成工程とを備え、前記画質評価用画像は、前記複数の現像器のうちトナー残量が所定値よりも少ない現像器によりそれぞれ形成される、前記トナー担持ローラ表面の移動方向に沿った長さが前記トナー担持ローラの周長に相当する長さよりも長い帯状パターンを含み、しかも、複数の前記現像器により形成される前記帯状パターンは前記記録材上で互いに隙間を空けて形成されることを特徴としている。

これらのように構成された発明では、画質評価用画像の内容が一義的に定められているのではなく、画質評価用画像を形成するに際して、トナーを貯留する現像器の状態に応じてその画像内容が設定される。そのため、使用する現像器の状態に応じた画質評価用画像を形成することができるので、ユーザに対し、装置の状態を適切な態様で知らせることができ、その結果、ユーザにとっての利便性を向上させることができる。

本発明において形成される画質評価用画像は、トナー担持ローラ表面の移動方向に沿った長さがトナー担持ローラの周長に相当する長さよりも長い帯状パターンを含む。こうすることによって、画像形成に伴って次第に現れてくる画像欠陥の発見が容易となる。また、各帯状パターンを記録材上で隙間を空けて配置することにより、各帯状パターンの外縁を明確にすることができる。

この発明では、前記複数の現像器のうち、トナーの残量が所定値より少ないものによって帯状パターンが形成される。トナーの残量が十分にある現像器については、ユーザが常時その状態を把握しておく必要は必ずしもない。その一方、トナー残量が少なくなった現像器については、その現像器を使用して形成した画像にかすれや濃度不足などの画像欠陥が生じる可能性があるため、ユーザは現像器の状態を的確に把握する必要がある。そこで、トナーの残量が所定値より少ないものについての情報を含んだ画質評価用画像を形成することによって、ユーザはどの現像器が交換時期に近づいているのか、またその現像器を使用して形成した画像がどの程度の画像品質を有しているのかを把握することができる。

なお、画質評価用画像に含めるべき画像の内容は様々なものが考えられるが、一様な画像パターンを有する帯状パターンを含むものとした場合には、通常なら画像濃度が一様となるべき帯状パターンに濃度ムラやかすれ等の画像欠陥が認められるか否かによって、現像器の状態を簡単に判定することができる。このような帯状パターンとしては、例えばベタ画像のような高濃度画像が適している。このような高濃度画像では、帯状パターン形成の初期段階から多くのトナーが使用されるため次第に画像欠陥を生じやすくなり、その発見が容易となるからである。また、複数の現像器のそれぞれに対応する帯状パターンを形成する場合には、それらの帯状パターンが互いに重ならないようにすることが好ましい。複数の現像器を用いてそれぞれ形成した画像が互いに重なっていたのでは、各現像器の状態を個別に判定することが困難となるからである。

また、前記複数の現像器それぞれに貯留されているトナーの色の組み合わせによって、前記画像内容の設定の結果を異ならせることが望ましい。特に、複数色のトナーによるフルカラー画像を形成可能な装置であって、同一のトナー色によるモノクロ画像をも形成することができるように構成された装置においてはこのようにすることが望ましい。その理由は以下の通りである。フルカラー画像では各トナー色の濃度バランスの崩れは色味の異常となって現れるのに対し、モノクロ画像とでは画像全体の濃度がある程度変動しても直ちに画像品質が劣化したとされるわけではない。このように、一般的な使用方法においては、フルカラー画像とモノクロ画像とでそれぞれ許容されうる画像品質のレベルに隔たりがあると考えられる。このように、同じ装置であっても、フルカラー画像の形成に使用される場合と、モノクロ画像の形成に使用される場合とでは求められる画像品質のレベルは異なっており、画質評価用画像の内容もそれに応じたものとすることが好ましい。

例えば、前記複数の現像器それぞれに貯留されているトナーの色が互いに異なる場合には、装置はフルカラー画像を形成可能な状態である。そこで、この場合の画質評価用画像については、画像パターンが一様で比較的長い第１の長さを有する帯状パターンを含むものとするのが好ましい。面積の大きいパターンを形成することで画像欠陥の発見が容易となり、また長いパターンを形成することで、装置構成に起因する周期的な濃度変動の有無についても判定が可能となるからである。

一方、各現像器に貯留されているトナーの色が同一である場合には、装置はモノクロ画像のみを形成可能な状態にある。そこで、この場合には、より短い第２の長さの帯状パターンを含む画質評価用画像を形成することによって、トナーの浪費を抑えることができる。これらの場合においても、装置に装着された全ての現像器について帯状パターンを形成する必要はなく、必要のない現像器については画像内容の設定を行わず当該現像器による画像の形成を省いてもよい。

また、画質評価用画像の画像内容を、前記帯状パターンの近傍に当該帯状パターンに対応する現像器に関する情報表示を配したものとしてもよい。このようにすると、例えば、どの帯状パターンが装置に装着された現像器のうちのどれを使用して形成されたかを表示するようにすれば、ユーザは各現像器の状態を個別に把握することが可能となる。また、現像器の交換が必要な場合であっても、ユーザはがどの現像器を交換すればよいのか容易に知ることができる。また、各現像器のその時点でのトナー残量を表示するようにすれば、現像器の交換時期を予測することが可能となるほか、表示されるトナー残量とそのときの画像品質との対応がわかれば、その後の画像品質の劣化の程度を予測することもできる。

ここで、各現像器に貯留されているトナーの色が互いに異なる場合には、形成された画像の色によってその画像を形成するのに使用した現像器を特定することが可能であるが、各現像器に貯留されているトナーの色が同一であった場合には、画質評価用画像がどの現像器を使用して形成されたものであるかはユーザにとって重要な情報である。したがって、特に各現像器に貯留されているトナーの色が同一である場合に、このような情報表示を伏す効果が顕著である。

図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。

このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。

そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。

図３は現像器の構造を示す断面図である。各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記所定位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。

また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４５が配置されている。この規制ブレード４５は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４５１と、板状部材４５１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４５２とで構成されている。この板状部材４５１の後端部はハウジング４１に固着されており、図３の矢印に示す現像ローラ４４の回転方向において、板状部材４５１の先端部に取り付けられた弾性部材４５２が板状部材４５１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４５２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。

このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、エンジンコントローラ１０からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。

上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。

このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。

また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。

また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。

また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。

なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

さらに、符号２００はトナー消費量を求めるためのトナーカウンタである。このトナーカウンタ２００は、画像形成動作の実行に伴って消費されるトナーの量を各トナー色毎に計算し記憶する。トナー消費量の計算方法は任意であり種々の公知技術を適用することができる。例えば、外部装置から入力された画像信号を解析して各トナー色ごとのトナードットの形成個数をカウントし、そのカウント値からトナー消費量を計算することができる。

そして、ＣＰＵ１０１は、トナーカウンタ２００により求められた各色ごとのトナー消費量を各現像器４Ｙ等に貯留されたトナー量の初期値から減算することにより、各時点における現像器内のトナー残量を把握する。そして、必要に応じて、各色ごとのトナー残量やトナー切れの発生などをユーザに知らせるためのメッセージを表示部１２に表示させる。

具体的には、いずれかの現像器におけるトナー残量が所定の基準値以下となった場合には、当該トナー色について現像器を交換すべき時期が近づいていることを示すメッセージを表示（以下、「ニアエンド表示」という）する。この場合の基準値は、トナー残量がこの基準値にまで低下した状態で画像形成を行っても所定の画像品質が維持されるような値に設定される。ニアエンド表示を行うことにより、トナー切れによる著しい画質劣化が生じる前に新たな現像器を用意するための時間的余裕がユーザに与えられる。

トナー残量がさらに低下し画像品質の劣化が大きいと想定されるレベルに達すると、ＣＰＵ１０１は、当該現像器の交換を促すメッセージを表示し（以下、「エンド表示」という）、以後の画像形成動作を禁止する。こうすることで、画像品質の著しく劣る画像が形成されるのを防止する。ただし、トナーをできるだけ使い切りたいユーザや、画質の劣化を許容して画像を形成したいユーザの要求に応えるため、ユーザの操作によってこの禁止を解除することができるようにしてもよい。

ニアエンド表示がなされてからエンド表示がなされるまでの間は、トナー残量の低下に伴い画像の品質劣化を生じる可能性が次第に高くなる。このような画質劣化がどの程度まで許容されるかは、ユーザの要望によって、また形成する画像の種類によって異なる。したがって、どのタイミングで現像器を交換すべきかについてトナー残量から一義的に求めることは困難である。そこで、この実施形態では、ニアエンド表示がなされて以降、ユーザからの要求があった場合には、所定パターンの画像を含むステータスシートを出力し、ユーザに画質の確認を行わせる。

図４はこの実施形態におけるステータスシートの一例を示す図である。このステータスシートＳＳでは、中央部、左端部、右端部の３箇所それぞれに、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙの４つのトナー色で形成された４本の帯状パターンの画像が形成されている。より詳しくは、シートの左端部に、ブラック色の帯状パターン３０１、マゼンタ色の帯状パターン３０２、シアン色の帯状パターン３０３、イエロー色の帯状パターン３０４を所定の間隔を空けて互いに平行に配置した左端部テストパターン３００が形成される。同様に、ブラック色、マゼンタ色、シアン色およびイエロー色の帯状パターン３１１〜３１４を並行配置した中央部テストパターン３１０がシートの中央部に、また同じ色順の帯状パターン３２１〜３２４からなる右端部テストパターン３２０がそれぞれ形成される。

また、各帯状パターンの上端近傍には、それぞれの帯状パターンの色を示す色記号（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙのいずれか）３５３が付される。この色記号３５３は、各パターンの色を表すとともに、それぞれの帯状パターンを形成するのに使用された現像器を表している。また、各テストパターンの両側部近傍には、シート搬送方向に沿って等間隔に目盛パターン３５２が設けられる。さらに、シートの上端付近には、４つのトナー色のうち既にエンド状態となっているトナー色を示す文字情報３５１が印字される。図４の例では、４色全てのトナーが、残量が所定値以下であるエンド状態となっていることを表している。

次に、ステータスシートＳＳをこのような画像内容とした理由について説明する。まず、各トナー色ごとに、シート搬送方向に沿って延びる帯状パターンを形成するのは、現像ローラ４４の回転に伴って次第に顕著になるかすれなどの画像欠陥を見つけやすくするためである。現像器内のトナーが少なくなったりその特性が劣化した状態であっても、画像形成の初期段階で形成される画像の先頭部は比較的高濃度である。画像の形成を開始する前に現像ローラ４４が回転することによって、現像ローラ４４の表面にトナーが寄せ集められるからである。一方、画像形成が開始されると、新たに現像ローラ４４に供給されるトナーの量が画像形成に使用されるトナーの量に追いつかず、画像は次第にかすれてしまう。画像パターンを現像ローラ４４表面の移動方向に沿って延びる帯状とすることによって、このように次第に現れてくる画像欠陥を見つけやすくすることができる。特に、帯状パターンの長さを現像ローラ４４の周長よりも長くすると、画像欠陥の発見がさらに容易になる。この実施形態では、帯状パターンの長さを現像ローラ４４よりも直径の大きな感光体２２の長さとしているので、この要件は満たされている。

また、帯状パターンの側方に付した目盛パターン３５２は、画質劣化の程度をユーザにより直感的に把握させるためのものである。すなわち、ユーザは単に各帯状パターンに画像欠陥が生じているか否かを確認するだけでなく、どの目盛位置で画像欠陥の発生が始まっているかによって、画質劣化の程度を知ることができる。なお、帯状パターンに画像欠陥が発生したからといって、以後に形成する画像の品質が急激に落ちるというものではない。というのは、この帯状パターン３０１等は現像ローラ４４表面の移動方向に沿って連続的に形成されたベタ画像であり、現像ローラ４４表面から失われるトナーの量が最大となる画像パターンを有しているからである。通常の画像を形成する際にはこのような極端なトナー消費が行われることはあまりないので、これほど顕著な画像欠陥を生じるわけではない。

ただし、画像欠陥が図４において上部から始まるほど、画質の劣化が早く起こることも事実である。そこで、各目盛位置と、形成可能と推定される画像の枚数とを対応付けて（例えば、１目盛あたり１００枚というように）、各目盛パターンの近傍や装置の取扱説明書等に表示しておけば、ユーザは引き続き形成可能な画像の概数を把握することが可能となり、より利便性が向上する。

また、各帯状パターンの長さは、ほぼ感光体２２の周長と同じである。これは、感光体２２の偏心やたわみ等に起因してその周長を周期として現れる濃度変動や画像欠陥を見つけやすくするためである。帯状パターンがこれより短いと、このような周期的な濃度変動を見落としてしまう場合がある。

一方、このような周期的な濃度変動や画像欠陥は、現像ローラ４４の周長を周期として現れる場合がある。そこで、この実施形態では、目盛パターン３５２の間隔を現像ローラ４４と同じとすることによって、現像ローラ４４の回転に起因するこのような周期的な濃度変動を見つけやすくしている。また、同じような濃度変動が、現像器内に設けられて現像ローラ４４表面にトナーを供給する供給ローラ４３の周長に対応して現れる場合もあるので、帯状パターンの長さや目盛パターンの間隔については、このような濃度変動の現れ方に応じて適宜定めるのが望ましい。

なお、この実施形態では、現像ローラ４４および感光体２２の対向位置における両者の表面移動速度が同じであるので、目盛の間隔を現像ローラ４４周長としている。しかしながら、特に非接触現像方式の画像形成装置では、両者の移動速度が同じでない場合がある。この場合には、目盛間隔（あるいは帯状パターンの長さ）を現像ローラ４４周長に相当する長さに応じて適宜変更するのが好ましい。具体的には、現像ローラ４４が１周する間に現像ローラ４４との対向位置において感光体２２の表面が移動する距離が、この場合の「現像ローラ４４周長に相当する長さ」となる。

また、４本の帯状パターンからなるテストパターン３１０，３００，３２０をそれぞれシートの中央および左右の３箇所に１組ずつ形成しているが、これは、感光体２２や現像ローラ４４の偏心やたわみ等に起因してその回転軸に平行な方向に沿って現れる濃度ムラを見つけやすくするためである。

また、エンド状態にあるトナー色を示す文字３５１を印字しているので、ユーザはどの色のパターンを特に注意して見ればよいかがわかる。さらに、帯状パターンに発生した画像欠陥がトナー切れによるものか、他の原因によるものかを区別することができる。すなわち、エンド状態にある現像器を使用して形成したパターンが画像欠陥を含んでいた場合には、その原因が当該現像器におけるトナー切れにある蓋然性が高い。一方、エンド表示がされていない現像器を使用して形成したパターンがパターンに画像欠陥がある場合には、トナー切れとは別の原因、例えば装置の故障によるものである可能性が高い。

なお、各帯状パターンについては、トナー色ごとの画像欠陥の有無を正しく評価するために、それぞれ単色画像であることが望ましい。一方、帯状パターンの上部に表示する色記号３５３、文字情報３５１および目盛パターン３５２については、所定の基準で選択した色による単色画像および２色以上のトナーを重ね合わせてなる混色画像のいずれであってもよい。これらの情報はユーザに判読可能な状態で表示される必要があり、これらの情報がかすれてしまったのでは情報がユーザに正しく伝わらない。そこで、これらの情報を単色画像とする場合には、十分な濃度が得られるように、例えば次のようにして使用するトナー色を定めることができる。第１には、各現像器のうち最もトナー残量の多いものを使用すれば、かすれを生じる可能性は最も低くなる。また、十分なトナー残量がある現像器が複数ある場合には、その中で最も判読容易な色のものを使うことができる。いずれの場合でも、イエロー単色画像は反射率が高く一般ユーザには視認しにくいので、例えばシートＳが白色である場合には上記情報をイエロー単色画像とすることは避けた方が好ましい。また、十分なトナー残量のある現像器がなかったときに限り、目盛パターン等を混色画像とするようにしてもよい。

一方、これらの文字情報を２色以上の混色画像とすれば、それらのうち１色が十分な濃度であれば、支障なく情報を判読することができる。特に、４色全ての混色画像とした場合には、全ての現像器がトナー切れとならない限り、情報の判読が困難となるほどのかすれが生じることはまずない。なお、上記した文字情報や目盛のそれぞれを異なるトナー色で形成するようにしてもかまわない。

次に、４つの現像器のうち一部の現像器のみエンド状態となっているときに形成されるステータスシートについて説明する。ここでは、マゼンタおよびシアン色についてはトナー残量が所定値以下のエンド状態である一方、ブラックおよびシアン色については十分なトナー残量がある場合を例として説明する。この場合には、以下に説明するように、エンド状態となっているトナー色についてのみ帯状パターンが形成されることとなる。

図５はこの実施形態におけるステータスシートの他の例を示す図である。このステータスシートＳＳ２では、エンド状態にあるトナー色についてのみ、帯状パターンを形成する。すなわち、文字情報４５１に示されるように、この場合においてはマゼンタおよびイエロートナーがエンド状態にある。これに対応して、各テストパターン４００，４１０，４２０は、それぞれマゼンタ色およびイエロー色による二本の帯状パターン４０２および４０４，４１２および４１４，４２２および４２４からなっている。これらの帯状パターンの上端部付近には、図４に示すステータスシートＳＳと同様に、それぞれのトナー色を示す色記号４５３が表示され、また帯状パターンの側方部には、一定間隔の目盛パターン４５２が設けられる。このように、必要のないトナー色については帯状パターンの形成を省き、エンド状態にあるトナー色についてのみ帯状パターンを形成するようにすれば、エンド状態にあるトナー色については画質の確認を行うことができる一方、エンド状態に至っていないトナー色については無用なトナーの消費を抑えることができる。

図６はステータスシートの作成処理を示すフローチャートである。ここでは、ステータスシートを構成する各画像パターンのうち帯状パターン以外の文字情報や目盛パターンについては、エンド状態にあるトナー色による混色画像として形成するものとする。この方法では文字情報等の印刷色が一定しないことになるが、帯状パターンを形成しないトナー色についてはステータスシートの作成には一切使用しないため、ステータスシートの形成を短時間で行うことができるという利点がある。また、以下の説明では、マゼンタおよびシアン色がエンド状態にある場合を想定している。

この実施形態では、少なくとも１つの現像器がエンド状態にあり、しかもユーザから要求があったときには（ステップＳ１０１）、ステータスシートの作成が開始される。なお、「少なくとも１つの現像器がエンド状態にある」か否かについては、例えば、いずれかの現像器のトナー残量が所定値以下となったときにセットされ、当該現像器が新しいものに交換されたときにリセットされるようなフラグの状態により判断することができる。

まず、現像器４Ｋ内のブラック（Ｋ）色トナーの残量を確認する（ステップＳ１０２）。このとき、トナー残量が所定値以下でありブラック色トナーがエンド状態であるときには、ブラック色による所定パターンの画像形成動作を実行する（ステップＳ１０３）。この例ではブラック色トナーの残量は十分にあるので（ステップＳ１０２において「ＯＫ」と判断）、ステップＳ１０３はスキップされる。

次いで、現像器４Ｍ内のマゼンタ（Ｍ）色トナーの残量を確認する（ステップＳ１０４）。この例では、マゼンタ色トナーはエンド状態であるので、続いてマゼンタ色による所定パターンの画像形成動作を実行する（ステップＳ１０５）。

図７はステータスシート作成処理における画像形成動作を示すフローチャートである。この画像形成動作では、エンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１から、マゼンタ色用の画像パターン（後述）に対応する画像信号が生成される（ステップＳ２０１）。そして、この画像信号に対応する静電潜像の形成が感光体２２上において開始され（ステップＳ２０２）、マゼンタ色現像器４Ｍが感光体２２と対向する現像位置に位置決めされ現像ローラ４４に現像バイアスが印加されると（ステップＳ２０３、Ｓ２０４）、感光体２２上において静電潜像がマゼンタ色トナーにより顕像化される。

図８はステータスシート作成過程における中間転写ベルトの状態を示す図である。この時点で、中間転写ベルト７１上に予め設定された画像領域ＩＡには、ステータスシートＳＳ２を構成する画像のうちマゼンタ色トナーにより形成される画像のみが担持された状態となる。すなわち、画像領域ＩＡには、マゼンタ色の帯状パターン５０２，５１２，５２２と、それらの上部に表示された「Ｍ」「Ｙ」の色記号５５３と、目盛パターン５５２と、文字情報５５１とが担持された状態となっている。

図６に戻って、ステータスシート作成処理の説明を続ける。こうしてマゼンタ色の画像の形成が終了すると、続いてシアン色のトナー残量を確認する（ステップＳ１０６）。この例ではシアン色のトナー残量は十分にあるので、シアン色による画像形成動作（ステップＳ１０７）は実行されない。次いで、イエロー色のトナー残量を確認し（ステップＳ１０７）、イエロー色トナーがエンド状態であるため画像形成動作を実行する（ステップＳ１０９）。画像形成動作の内容は図７に示した通りである。

イエロー色で形成される画像は、イエロー色の帯状パターンと、その他の画像（目盛パターンや文字情報）とである。中間転写ベルト７１上では、イエロー色の帯状パターンはマゼンタ色の帯状パターンの隣に転写され、イエロー色で形成したその他の画像はマゼンタ色で形成された同じ画像と重ね合わされる。こうして形成された画像は中間転写ベルト７１からシートＳ上に転写・定着されて、ステータスシートＳＳ２として出力される（ステップＳ１１０）。

なお、目盛パターン等を単色画像とする場合には、その形成に使用するトナー色についてはトナー残量の多少に関係なく画像形成動作を行うようにすればよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、目盛パターン等を形成するトナー色についてのみそれらのパターンを含む画像信号を出力し、他の色については帯状パターンのみを含む画像信号を出力するようにすればよい。

ところで、上記のように構成された画像形成装置は、フルカラー画像を形成可能な装置であるが、ユーザの希望により、モノクロ画像のみを形成するモノクロ専用画像形成装置としても機能する。すなわち、この装置では、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫのトナー色それぞれに対応した４つの現像器に代えて、全て同一トナー色の４つの現像器をロータリー現像ユニット４に装着した状態で、当該トナー色による画像形成動作が可能である。この場合、外部装置から画像信号が与えられると、４つの現像器のうち適宜の判断基準に基づき選択された１つが使用されて画像形成動作が実行される。

以下では、図１の装置がモノクロ専用画像形成装置として使用されるときに作成されるステータスシートについて説明する。なお、モノクロ専用画像形成装置では、各現像器のトナー色が同一であるのでトナー色によって現像器を特定することができない。そこで、以下では、現像ユニット４への現像器の装着位置によって各現像器を区別することとする。すなわち、図１に示す現像器４Ｋの位置に装着されるものを現像器４ａと称する。同様に、現像器４Ｍ、４Ｃ、４Ｙの位置に装着されるものを、それぞれ現像器４ｂ、４ｃ、４ｄと称することとする。

モノクロ専用画像形成装置として使用される場合においても、いずれかの現像器のトナー残量が所定値以下となった時点でその現像器はエンド状態と判断される。そして、この状態でユーザから要求があった場合には、その要求に応じて以下に説明するステータスシートが作成される。

図９はモノクロ画像によるステータスシートの一例を示す図である。ここでは４つの現像器のいずれもがエンド状態となった場合を示している。このステータスシートＳＳ３では、それぞれ４本の帯状パターンからなるテストパターン６１０，６００および６２０がシートの中央部、左端部および右端部に形成される。各テストパターンを構成する４本の帯状パターンは同一色のトナーで形成されているが、それぞれの形成に使用された現像器は同じではない。すなわち、左端部に形成されたテストパターン６００を構成する帯状パターン６０１は、現像器４ａに貯留されていたトナーにより形成されている。同様に、帯状パターン６０２，６０３，６０４は、それぞれ現像器４ｂ、４ｃ、４ｄを使用して形成されたものである。

各帯状パターンの上端部付近には、当該帯状パターンの形成に使用した現像器を示す現像器記号６５３が付されている。例えば、帯状パターン６０１の上部には、当該パターンが現像器４ａを使用して形成されたことを示す記号「ａ」が表示される。もちろん「４ａ」と表示されてもよい。また、各テストパターンの側方部には一定間隔の目盛パターン６５２が設けられる。さらに、シートの上部には、現在エンド状態にある現像器がどれであるかを示す文字情報６５１が表示される。これらの情報は、１つまたは複数の現像器によって形成することができる。この場合には、複数の現像器による画像を重ね合わせても元の色と同じ色となる。

これらの画像の構成は、トナー色が互いに異なる４つの現像器を装着した場合（フルカラー）のものと基本的には同じである。ただし、全ての現像器のトナー色が同一であることに起因して注意すべきことがいくつかある。まず、各帯状パターンが同じ色で形成されるので、それぞれがどの現像器を使用して形成されたかを示す情報は必須である。この実施形態では、フルカラーの場合もこのような情報を付しているので大きな差異はないが、フルカラーではこれらの情報表示を省略することができるのに対して、モノクロではこれを省くと各パターンの区別ができなくなる。

また、フルカラーの場合には、各帯状パターンを互いに接するように配置しても問題ないが、モノクロの場合にこのようにすると各パターンの境界がわからなくなってしまう。そこで、この実施形態では、各帯状パターン間に一定の隙間を設けることで各パターンの外縁を明確にするようにしている。

また、このステータスシートＳＳ４では、帯状パターンがフルカラーの場合のステータスシートにおけるそれよりも短くなっている。その理由は以下の通りである。モノクロ専用画像形成装置では、フルカラー画像形成装置の場合と異なって、色バランスの崩れによる画質の劣化という問題が存在しない。また、モノクロ専用装置は、主として文書の印刷に使われることが多いと想定される。これらの理由から、モノクロの場合、フルカラーの場合ほど濃度不足や画像欠陥を問題にしなくてよい。そこで、比較的短い帯状パターンによって簡便な画質の確認を行うにとどめておくことで、トナー消費量を抑えることが可能となる。

なお、モノクロ色で使用されるトナー色は、大抵の場合フルカラー画像形成装置における複数色のうちの１色である。例えば、モノクロ色をブラックとすると、ブラック色はフルカラー画像の形成にも必要に応じて使用される。したがって、同じブラック色であっても、それがフルカラーのうちの１色として使用される場合と、モノクロ専用色として使用される場合とでは、上記のように扱いを異ならせることが望ましい。

例えば、装置をフルカラー画像形成装置として使用しており、各色のうちブラックのみがエンド状態となった場合を考えてみる。この場合、ステータスシート上に形成すべき帯状パターンはブラック色のみである。この場合のブラック色はフルカラーのうちの１色であるから、図４に示す長さの帯状パターンを形成することが望ましい。一方、モノクロ専用で使用されているときに、１つのブラック現像器のみで帯状パターンを形成するのであれば、図９に示すように、帯状パターンは短くてよいこととなる。

また、モノクロ用のステータスシートにおいても、フルカラー用のステータスシート（図５）の場合と同様に、エンド状態に至っていない現像器がある場合には、それらの現像器による帯状パターンの形成は行われない。

図１０はモノクロ画像によるステータスシートの他の例を示す図である。ここでは、４つの現像器のうち現像器４ａ，４ｃの２つがエンド状態となった場合を示している。このステータスシートＳＳ４では、４つの現像器のうちエンド状態にある現像器４ａ、４ｃについてのみ帯状パターンを形成している。

以上のように、この実施形態においては、ユーザが各現像器の状態を把握する助けとなるステータスシートを必要に応じて形成している。そして、ステータスシートに形成される画像の内容は、装置に装着された各現像器の状態によって異なったものとなる。

すなわち、この実施形態では、装置に装着された４つの現像器のうち、トナー残量が所定値以下となったものについて、当該現像器内のトナーによる帯状パターンを形成する。ユーザは、こうして形成された帯状パターンの画像欠陥の程度を評価して、画質の劣化の程度を判断することができる。また、トナー残量が十分にあり画像欠陥のおそれがない現像器については帯状パターンの形成を行わないので、無用なトナー消費を抑えることができる。

また、各現像器のトナー色の組み合わせによっても、形成される画像の内容は異なったものとなる。すなわち、４つの現像器が互いに異なるトナー色に対応するものである場合（フルカラー）と、いずれも同じトナー色に対応するものである場合（モノクロ）とでは、フルカラーの方が帯状パターンが長くなるようにしている。そのため、フルカラーの場合には各色トナーの状態を詳細にチェックすることができフルカラー画像の画質を良好に維持することができる一方、満たすべき基準がより緩やかなモノクロの場合には帯状パターンを短くすることでトナー消費量を抑えることが可能となる。

また、帯状パターンの長さを感光体２２の周長と同程度に設定するとともに、目盛パターンの間隔を現像ローラ４４の周長と同じとしているので、これらの回転に起因して周期的に発生する画像欠陥であっても容易に発見することが可能となる。

また、１つのトナー色による帯状パターンを、互いに位置を変えて複数個形成しているので、位置による画像濃度の変動があったとしても、画像欠陥を容易に見つけることができる。

また、目盛パターンやその他の文字情報等を、最も残量の多いトナー色による単色画像あるいは複数のトナー色による混色画像とすれば、これらの情報がかすれて判読できなくなるという問題の発生を抑制することができる。

以上説明したように、この実施形態においては、ＣＰＵ１０１およびエンジン部ＥＧが、本発明の「設定手段」および「像形成手段」としてそれぞれ機能している。また、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２０１が本発明の「設定工程」に相当するものである一方、ステップＳ２０２〜Ｓ２０３が本発明の「像形成工程」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、いずれかの現像器がエンド状態にあり、かつユーザから要求があったときにステータスシートを作成するようにしているが、ステータスシートの作成タイミングはこれに限定されず、例えば、ユーザからの要求があったときにはいつでも作成したり、装置の状態が所定の条件を満たすに至ったとき（例えば、画像形成枚数が所定値に達したときなど）にステータスシートが出力されるようにしてもよい。

また、例えば、装置に対し新しい現像器が装着されたことを検出したときに、ステータスシートを作成するようにしてもよい。こうすれば、新たに装着された現像器の動作の確認を行うことができるとともに、他に交換すべき現像器があるか否かを確認することができる。

また、上記実施形態における各帯状パターンの配列は各記載の内容に限定されるものではなく任意である。また、一部の現像器についてのみ帯状パターンを形成する場合、上記実施形態では帯状パターンの形成位置を調整してパターン間に大きな隙間ができないようにしているが、使用しない現像器に対応する帯状パターンの領域をそのまま空けておくようにしてもよい。

また、上記実施形態では、帯状パターンの形成に使用した現像器や、エンド状態にある現像器がどれであるかについてステータスシートに記載するようにしているが、これ以外に、各現像器のトナー残量や使用履歴等を併せて記載するようにしてもよい。

さらに、現像器以外の装置各部の状態に関する情報、例えば、露光ユニット６や感光体２２の使用時間、制御ソフトウェアのバージョンなどを、ステータスシートに表示する内容として付加するようにしてもよい。

この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。現像器の構造を示す断面図。この実施形態におけるステータスシートの一例を示す図。この実施形態におけるステータスシートの他の例を示す図。ステータスシートの作成処理を示すフローチャート。ステータスシート作成処理における画像形成動作を示すフローチャート。ステータスシート作成過程における中間転写ベルトの状態を示す図。モノクロ画像によるステータスシートの一例を示す図。モノクロ画像によるステータスシートの他の例を示す図。

符号の説明

４…ロータリー現像ユニット、４Ｋ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ…現像器、１０…エンジンコントローラ、２２…感光体、４４…現像ローラ、７１…中間転写ベルト、１０１…ＣＰＵ（設定手段）、ＥＧ…エンジン部（像形成手段）、ＳＳ，ＳＳ２〜ＳＳ４…ステータスシート（画質評価用画像）

Claims

トナーを貯留するとともに、該トナーを表面に担持して回転するトナー担持ローラを有する複数の現像器と、
画像品質を評価するための画質評価用画像の画像内容を設定する設定手段と、
前記現像器に貯留されたトナーを使用して、前記設定手段により設定された画像内容を有する前記画質評価用画像を記録材上に形成する像形成手段と
を備え、
前記画質評価用画像は、前記複数の現像器のうちトナー残量が所定値よりも少ない現像器によりそれぞれ形成される、前記トナー担持ローラ表面の移動方向に沿った長さが前記トナー担持ローラの周長に相当する長さよりも長い帯状パターンを含み、しかも、
複数の前記現像器により形成される前記帯状パターンは前記記録材上で互いに隙間を空けて形成される
ことを特徴とする画像形成装置。
前記複数の現像器それぞれに貯留されているトナーの色が互いに異なる場合には、画像パターンが一様で第１の長さの帯状パターンを含む前記画質評価用画像を形成する一方、
前記複数の現像器それぞれに貯留されているトナーの色が同一である場合には、画像パターンが一様で前記第１の長さよりも短い第２の長さの帯状パターンを含む前記画質評価用画像を形成する請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯状パターンの近傍に、当該帯状パターンに対応する現像器に関する情報表示のための画像を配した前記画質評価用画像を形成する請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記情報表示のための画像は、前記複数の現像器のうち当該情報表示に対応する現像器によって形成される請求項３に記載の画像形成装置。
前記帯状パターンの近傍に前記トナー担持ローラの周長に相当する間隔で目盛パターンを付した前記画質評価用画像を形成する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記帯状パターンの近傍に、形成可能な画像の推定枚数と関連付けた目盛パターンを付した前記画質評価用画像を形成する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記画質評価用画像は、前記帯状パターン以外に、前記複数の現像器のうちトナー残量の最も多いものにより形成された画像、前記複数の現像器のうちトナー残量が前記所定値よりも多いものにより形成された画像、および２以上のトナー色による混色画像として形成された画像、のいずれかを含む請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
一の現像器による前記帯状パターンが前記トナー担持ローラの軸方向に位置を異ならせて複数形成され、しかも、
それぞれ異なる現像器で形成されて互いに隣接する２つの前記帯状パターン間の前記隙間が一定となるように、前記帯状パターンの形成位置が設定される請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
トナーを貯留するとともに、該トナーを表面に担持して回転するトナー担持ローラを有する複数の現像器を用いて画像品質を評価するための画質評価用画像を形成する画像形成方法であって、
前記画質評価用画像の画像内容を設定する設定工程と、
前記現像器に貯留されたトナーを使用して、前記設定工程において設定された画像内容を有する前記画質評価用画像を記録材上に形成する像形成工程と
を備え、
前記画質評価用画像は、前記複数の現像器のうちトナー残量が所定値よりも少ない現像器によりそれぞれ形成される、前記トナー担持ローラ表面の移動方向に沿った長さが前記トナー担持ローラの周長に相当する長さよりも長い帯状パターンを含み、しかも、
複数の前記現像器により形成される前記帯状パターンは前記記録材上で互いに隙間を空けて形成される
ことを特徴とする画像形成方法。