JP6586826B2 - 画像形成装置、及び画像形成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成プログラムに関する。

特許文献１には、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、記録媒体上に、予め設定された濃度を有する基準画像を形成する基準画像形成手段と、前記記録媒体上に形成された基準画像の濃度を光学的に検出する濃度検出手段と、該濃度検出手段により検出された基準画像の濃度に基づく濃度分布の特性値を算出する算出手段と、算出された特性値に応じて、前記記録媒体又は前記濃度検出手段の汚れを判定する判定手段とを備える画像形成装置が開示されている。

特開平１０−３３３５０１号公報

本発明は、現在の基準トナー像の濃度と、中間転写体の使用が開始された際の基準トナー像の濃度との差分のみを用いる場合と比較して、トナーの蓄積により発生する転写不良を精度良く検出することができる画像形成装置、及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、
前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、を備え、前記出力手段は、前記第２差分が前記第２閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さいか否かの判定を行う。

請求項２に係る画像形成装置は、中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、を備え、前記出力手段は、前記中間転写体の使用開始からの画像形成枚数が、転写不良の発生の可能性を判定するための第１判定閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいか否かの判定を行う。

請求項３に係る画像形成装置は、中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、を備え、前記出力手段は、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいと連続して判定した回数が、転写不良の発生を判定するための第２判定閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から請求項３までの何れか１項記載の発明において、前記中間転写体の使用が開始された際の前記基準トナー像の濃度は、前記中間転写体の使用が開始されてから前記検出手段により検出された予め定めた回数分の前記基準トナー像の濃度の代表値である。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項１記載の発明において、前記出力手段は、前記中間転写体の使用開始からの画像形成枚数または画像形成時間が、転写不良の発生の可能性を判定するための第１判定閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいか否かの判定を行う。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から請求項５までの何れか１項記載の発明において、前記形成手段は、前記基準トナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写ロールを備え、前記中間転写体の上側に前記中間転写体に残ったトナーを清掃する清掃手段が配置され、前記清掃手段より下側に前記一次転写ロールが配置されている。

請求項７に係る画像形成プログラムは、コンピュータを、請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の画像形成装置の出力手段として機能させる。

請求項１、７の発明によれば、現在の基準トナー像の濃度と、中間転写体の使用が開始された際の基準トナー像の濃度との差分のみを用いる場合と比較して、トナーの蓄積により発生する転写不良を精度良く検出することができる。

請求項２の発明によれば、画像形成枚数が第１判定閾値以下の場合にもトナーの蓄積により発生する転写不良を判定する場合と比較して、不要な処理が行われることを回避することができる。

請求項３の発明によれば、１回のトナーの蓄積により発生する転写不良の発生で不具合情報を出力する場合と比較して、不具合情報の誤出力を防止することができる。

請求項４の発明によれば、１回分の基準トナー像の濃度を中間転写体の使用が開始された際の基準トナー像の濃度として用いる場合と比較して、トナーの蓄積により発生する転写不良の判定の精度を向上させることができる。

請求項５の発明によれば、画像形成枚数または画像形成時間が第１判定閾値以下の場合にもトナーの蓄積により発生する転写不良を判定する場合と比較して、不要な処理が行われることを回避することができる。

請求項６の発明によれば、中間転写体に残ったトナーを清掃する清掃手段より上側に、基準トナー像を中間転写体に一次転写する一次転写ロールが配置されている場合と比較して、トナーの蓄積により発生する転写不良を検出して対処することにより顕著な効果を得ることができる。

実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図（破断側面図）である。 実施形態に係る一次転写ユニットを示す概略構成図（破断側面図）である。 実施形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る一次転写記憶部に記憶される一次転写情報を示す模式図である。 実施形態に係る初期値検出処理のプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る転写不良検出処理のプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る画像形成装置における、一次転写ユニットを取り付けてからの画像形成枚数と、濃度センサの検出値と、の関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る転写不良検出処理のプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕

まず、第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０の筐体１０Ａの内部には、画像処理部１２、露光装置１４、及び、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが設けられている。以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して記載する。

画像処理部１２は、画像形成の対象とする画像データを取得する。また、画像処理部１２は、取得した画像データをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の階調データに変換する。

露光装置１４は、筐体１０Ａの中央部に設けられていて、画像処理部１２から階調データを受け取って、レーザ光ＬＢによる画像露光を行う。また、各々の画像形成ユニット１６は、露光装置１４の上方に設けられていて、水平方向に間隔をおいて配置されている。

各々の画像形成ユニット１６は、予め決められた速度で矢印Ａ方向に回転駆動する円柱状の像保持体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、及び、像保持体１８の外周面を帯電する一次帯電用の帯電部材２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを有している。

また、各々の画像形成ユニット１６は、露光装置１４の露光によって帯電した像保持体１８の外周面に形成された静電潜像を、予め決められた色のトナーで現像してトナー像として可視化する現像部材２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ，２２Ｋを有している。

また、露光装置１４には、各々の画像形成ユニット１６に共通に構成された、図示しない４つの半導体レーザが設けられており、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋが階調データに応じて出射される。

なお、半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介して回転多面鏡であるポリゴンミラー２６に照射され、このポリゴンミラー２６によって偏向走査される。そして、このポリゴンミラー２６によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、像保持体１８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

また、露光装置１４は、下方から像保持体１８上に画像を走査露光するものであるため、露光装置１４には、上方に位置する各々の画像形成ユニットの現像部材２２等からトナー等が落下する可能性がある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２８によって密閉されている。そして、フレーム２８の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各々の画像形成ユニット１６の像保持体１８上に向けて透過させる透明なガラス製のウインドウ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが設けられている。

一方、各々の画像形成ユニット１６の上方には、一次転写ユニット２１が取り付けられている。一次転写ユニット２１は、図１及び図２に示すように、無端状の中間転写ベルト３２が巻き掛けられ、回転駆動して中間転写ベルト３２を矢印Ｂ方向に周回させる駆動ロール４０を有している。中間転写ベルト３２は、駆動ロール４０により回転駆動されることにより、各部位が重力方向の下側の一方の端部から他方の端部まで移動した後に上側に折り返される。また、中間転写ベルト３２は、駆動ロール４０により回転駆動されることにより、各部位が重力方向の上側の一方の端部から他方の端部まで移動した後に下側に折り返される。中間転写ベルト３２は、これらの動作を繰り返すことにより、周回する。また、一次転写ユニット２１は、中間転写ベルト３２に張力を付与する張力付与ロール３６を有している。また、一次転写ユニット２１は、中間転写ベルト３２の重力方向の上側に位置する外周面を清掃する清掃ブレード３８を有している。また、一次転写ユニット２１は、中間転写ベルト３２の重力方向の下側に位置する部分を挟んで像保持体１８の反対側に配置される一次転写ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを有している。さらに、一次転写ユニット２１は、図２に示すように、不揮発性メモリ等を有する一次転写記憶部６４を備えている。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０には、中間転写ベルト３２に転写されたトナー像の濃度を検出する濃度センサ６６を備えている。なお、本実施形態では、濃度センサ６６として、発光素子及び受光素子を有する反射型の光学センサを用いるが、これに限らず、トナー像の濃度を検出する従来既知のセンサを適用すればよい。

このような構成により、一次転写ロール３４によって、像保持体１８上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が、中間転写ベルト３２の重力方向の下側に位置する外周部に、多重に転写される。また、中間転写ベルト３２の上側に清掃ブレード３８が配置され、清掃ブレード３８より下側に一次転写ロール３４が配置されている。

また、中間転写ベルト３２を挟んで駆動ロール４０の反対側には、二次転写ロール４２が設けられている。中間転写ベルト３２上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト３２により搬送される。そして、各色のトナー像は、駆動ロール４０と二次転写ロール４２に挟まれ、用紙搬送経路５６に沿って搬送される記録媒体としてのシート部材Ｐに二次転写される。

さらに、二次転写ロール４２に対してシート部材Ｐの搬送方向の下流側（以下、単に下流側と言う）には、シート部材Ｐに転写されたトナー像を熱及び圧力によりシート部材Ｐに定着させる定着装置４４が設けられている。また、定着装置４４の下流側には、トナー像が定着したシート部材Ｐを画像形成装置１０の筐体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出する排出ロール４６が設けられている。

一方、筐体１０Ａの内部の下側には、シート部材Ｐが積載される給紙部材５０、及び、給紙部材５０に積載されたシート部材Ｐを用紙搬送経路５６へ送り出す給紙ロール５２が設けられている。また、給紙ロール５２の下流側には、シート部材Ｐを１枚ずつ分離して搬送する分離ロール５４が設けられている。また、分離ロール５４の下流側には、搬送タイミングを合わせる位置合せロール５８が設けられている。

このような構成により、給紙部材５０から供給されたシート部材Ｐは、予め決められたタイミングで回転する位置合せロール５８によって中間転写ベルト３２と二次転写ロール４２とが接する位置（二次転写位置）へ送り出される。

さらに、排出ロール４６に隣接するように、定着装置４４によって片面に画像が定着されたシート部材Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８にそのまま排出せずに、両面用搬送経路６２に搬送する搬送ロール６０が設けられている。これにより、両面用搬送経路６２に沿って搬送されるシート部材Ｐは、 表裏が反転された状態で、位置合せロール５８へと再度搬送され、シート部材Ｐの裏面にトナー像が転写・定着されて排出部４８に排出される。

上述した構成により、以下のようにシート部材Ｐに画像が形成される。

先ず、画像処理部１２から露光装置１４に各色の階調データが順次出力される。また、露光装置１４から階調データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、帯電部材２０によって帯電した像保持体１８の外周面に走査露光され、像保持体１８の外周面に静電潜像が形成される。像保持体１８上に形成された静電潜像は、現像部材２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

さらに、各々の画像形成ユニット１６の上方に渡って配置された一次転写ユニット２１の一次転写ロール３４によって、像保持体１８上に形成された各色のトナー像が、周回する中間転写ベルト３２上に多重に転写される。

また、中間転写ベルト３２上に転写された各色のトナー像は、二次転写ロール４２により、給紙部材５０から給紙ロール５２、分離ロール５４、位置合せロール５８によって用紙搬送経路５６に予め定めたタイミングで搬送されたシート部材Ｐに二次転写される。

さらに、トナー像が転写されたシート部材Ｐは、定着装置４４へと搬送される。シート部材Ｐに転写されたトナー像は、定着装置４４によってシート部材Ｐに定着され、その後、シート部材Ｐは、画像形成装置１０の筐体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出ロール４６によって排出される。

さらに、シート部材Ｐの両面に画像を形成させる場合は、定着装置４４によって片面に画像が定着されたシート部材Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８上にそのまま排出せずに、搬送方向を切り替え、搬送ロール６０を介して両面用搬送経路６２へと搬送する。そして、両面用搬送経路６２に沿ってシート部材Ｐを搬送することで、シート部材Ｐの表裏が反転され、シート部材Ｐが再度位置合せロール５８へと搬送される。シート部材Ｐは、裏面にトナー像が転写・定着された後、排出部４８上に排出ロール４６によって排出される。

次に、図３を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１０の電気系の要部構成について説明する。

図３に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、画像形成装置１０の全体的な動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）７０、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）７２を備えている。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）７４、及び不揮発性メモリ等を有する主記憶部７６を備えている。

また、画像形成装置１０は、外部装置と通信情報の送受信を行う通信回線Ｉ／Ｆ（Interface）部７８を備えている。また、画像形成装置１０は、画像形成装置１０に対するユーザからの指示を受け付けると共に、ユーザに対して画像形成装置１０の動作状況等に関する各種情報を通知する操作表示部８０を備えている。なお、操作表示部８０は、例えば、プログラムの実行により操作指示の受け付けを実現する表示ボタン、各種情報等が表示されるタッチパネル式のディスプレイと、テンキー、スタートボタン等のハードウェアキーとを含む。

また、画像形成装置１０は、画像形成部８２を備えている。画像形成部８２は、前述した画像形成工程の画像形成に関する各種処理を行う各構成部品を含んで構成されている。

また、一次転写記憶部６４は、上述したように、一次転写ユニット２１に設けられている。そして、一次転写ユニット２１が画像形成装置１０に取り付けられることにより一次転写記憶部６４がバス８４に電気的に接続されると共に、画像形成装置１０から取り外されることにより一次転写記憶部６４のバス８４との接続が解除される。

一例として図４に示すように、一次転写記憶部６４には、後述する転写不良検出処理において使用される一次転写情報として、第１検出値、第２検出値、画像形成枚数、及び転写不良カウンタが記憶される。

第１検出値は、中間転写体の使用が開始された際、すなわち一次転写ユニット２１が画像形成装置１０に取り付けられてから初めて転写不良検出処理を行った際の基準トナー像のトナー濃度（以下、「初期のトナー濃度」ともいう。）である。本実施形態では、第１検出値として、一次転写ユニット２１が画像形成装置１０に取り付けられてから転写不良検出処理を５回行った際の５回分のトナー濃度を記憶する。

また、第２検出値は、現在より予め定めた期間前、すなわち直近に転写不良検出処理を行った際の基準トナー像のトナー濃度（以下、「直近のトナー濃度」ともいう。）である。本実施形態では、第２検出値として、直近の５回分のトナー濃度を記憶する。すなわち、転写不良検出処理を行う毎に、第２検出値として、最も古い基準トナー像のトナー濃度を削除して新たな基準トナー像のトナー濃度を記憶することにより、第２検出値として常に直近の５回分の基準トナー像のトナー濃度が記憶されている状態とする。

更に、画像形成枚数は、一次転写ユニット２１の使用が開始されてから、すなわち一次転写ユニット２１が画像形成装置１０に取り付けられてから現在までに形成された画像の枚数である。

そして、転写不良カウンタは、後述する転写不良検出処理において連続して転写不良と判定した回数を示すカウンタである。

そして、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、主記憶部７６、通信回線Ｉ／Ｆ部７８、操作表示部８０、画像形成部８２、及び濃度センサ６６の各部がアドレスバス、データバス、及び 制御バス等のバス８４を介して互いに接続されている。

また、筐体１０Ａの内部に一次転写ユニット２１が取り付けられることにより、一次転写記憶部６４がバス８４に電気的に接続される。

上述した電気的な構成により、本実施形態に係る画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０により、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、及び主記憶部７６に対するアクセス、通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介した通信情報の送受信を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０により、操作表示部８０を介した各種情報の取得、及び操作表示部８０に対する各種情報の表示を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０により、画像形成部８２による画像の形成を行う。また、画像形成装置１０は、濃度センサ６６による検出値を取得する。さらに、画像形成装置１０は、筐体１０Ａの内部に取り付けられた一次転写ユニット２１に設けられている一次転写記憶部６４から各種情報を読み込んだり、一次転写記憶部６４に各種情報を書き込んだりする。

ここで、本実施形態では、トナーに磁性キャリアが混合された二成分現像剤を用いてトナー像を形成する。磁性キャリアは、鉄またはフェライトの微粒子磁性粉に樹脂がコーティングされることで形成され、トナーを摩擦し帯電させる役割と、トナーを像保持体１８上に搬送する役割とを担っている。そして、トナーは、磁性キャリアとの摩擦で帯電し、像保持体１８上に静電的に吸着した後、中間転写ベルト３２に転写される。この際、トナーは消費される一方で、磁性キャリアは回収され再利用されるため、画像形成を繰り返すたびにトナーと磁性キャリアとの混合比が変化し、トナー濃度が変化していく傾向がある。そのため、二成分現像剤を用いてトナー像を形成する場合には、通常、トナー濃度が一定の値となるように現像部材２２に補充するトナーの補充量を補正する濃度補正処理を行う。

本実施形態では、この濃度補正処理において濃度センサ６６によりトナー濃度を光学的に検出してトナーの補充量を補正する。具体的には、トナー濃度を補正する際に用いるトナー濃度として予め定めた基準濃度に対応する強度のレーザ光ＬＢを像保持体１８に照射することにより、像保持体１８にトナー濃度の補正用の基準トナー像を形成させる。また、中間転写ベルト３２に転写された基準トナー像のトナー濃度を濃度センサ６６の検出値から算出する。そして、算出したトナー濃度とトナー濃度の目標値との差分を打ち消すようにトナーの補充量を補正することによりトナー濃度を補正する濃度補正処理を行う。

なお、本実施形態では、上述したように、基準トナー像のトナー濃度を検出する際に、反射型の光学センサである濃度センサ６６を用いる。そのため、濃度センサ６６の検出値が高くなる程、基準トナー像のトナー濃度は薄くなり、濃度センサ６６の検出値が低くなる程、基準トナー像のトナー濃度は濃くなる。

一方、一般的な画像形成装置は、中間転写ベルトにおいてベルトクリーナーで回収しきれなかった廃トナーが一次転写ロールに落下し、蓄積していく。一次転写ロールの廃トナーが蓄積した部分には画像形成用のトナーが付着しないために転写不良が発生する。一次転写ロールが中間転写ベルトの下部に設けられている場合には、特に、この転写不良が発生しやすい。

この転写不良は、トナー濃度の低下によって検出される。しかし、現像剤として二成分現像剤を用いている場合には、一般的に、上述した濃度補正処理を行うことによりトナー濃度の調整を行うが、このトナー濃度の調整の不具合によってもトナー濃度の低下が発生する。従って、トナー濃度の低下がトナー濃度の調整の不具合によるものか、転写不良によるものかを判別する必要がある。

また、一次転写ロールに蓄積した廃トナーを除去することは難しいため、転写不良が発生した場合には、一次転写ユニットを取り換えることが一般的である。そして、一次転写ユニットの一次転写ロールへの廃トナーの蓄積により、一次転写ユニットを取り換えてからの画像形成枚数に応じて一次転写ロールの汚染が進んでいく。これにより、一例として図７に示すように、一次転写ユニットを取り換えてからの画像形成枚数に応じてトナー濃度が薄く（濃度センサ６６の検出値が高く）なっていく。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１０は、一次転写ユニット２１の不具合を検出する転写不良検出処理を行う。すなわち、画像形成装置１０は、まず、中間転写体である中間転写ベルト３２に基準トナー像を形成し、基準トナー像の濃度を検出する。ここで、現在の基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に検出手段により検出された基準トナー像の濃度と、の第１差分とし、現在の基準トナー像の濃度と、中間転写体の使用が開始された際に検出された基準トナー像の濃度と、の第２差分とする。そして、画像形成装置１０は、第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、中間転写ベルト３２に関する不具合情報を出力する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が、一次転写ユニット２１の使用が開始された際の基準トナー像のトナー濃度を検出する初期値検出処理を行う際の処理の流れを、図５に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、初期値検出処理は、上述した濃度補正処理を行ったタイミングで実行される。

また、本実施形態では、初期値検出処理のプログラムは予め主記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、初期値検出処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて主記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された初期値検出処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等で読み込まれることにより、初期値検出処理が実行されるようにしてもよい。

ステップＳ１０１では、一次転写記憶部６４に記憶されている画像形成枚数を取得し、画像形成枚数が予め定めた初期判定閾値Ｔ０（図７参照）以下であるか否かを判定する。初期判定閾値Ｔ０は、一次転写ユニット２１の設置環境や固有特性に依存すること、センサにばらつきがあることを考慮し、中間転写ベルト３２に転写されたトナー像のトナー濃度が安定しているか否かを判定するための閾値である。本実施形態では、初期判定閾値Ｔ０を例えば５回とするが、初期判定閾値Ｔ０はこれに限らず、１回であっても５回以外の複数回であっても構わない。

ステップＳ１０１で画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０以下であると判定された場合はステップＳ１０３に移行し、画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０より多いと判定された場合は本初期値検出処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ１０３では、中間転写ベルト３２に基準トナー像を形成する。基準トナー像は、例えば、予め定めた濃度で内部をベタ塗りした円形の画像である。なお、本実施形態では、基準トナー像の形成をＹＭＣＫの色毎に独立して行うものとし、ここでは、基準トナー像の形成をＹＭＣＫのうちの何れか１色について行う場合について説明する。また、本実施形態では、上述したように濃度補正処理を行ったタイミングで初期値検出処理を実行するため、本ステップでは基準トナー像を形成せず、上述した濃度補正処理を行う際に形成した基準トナー像を、本ステップで形成した基準トナー像として用いる。

ステップＳ１０５では、中間転写ベルト３２に形成した基準トナー像のトナー濃度を濃度センサ６６により検出する。

ステップＳ１０７では、基準トナー像のトナー濃度を第１検出値として一次転写記憶部６４に記憶し、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が上述した転写不良検出処理を行う際の処理の流れを、図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、転写不良検出処理は、上述した濃度補正処理を行ったタイミングで実行される。

また、本実施形態では、転写不良検出処理のプログラムは予め主記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、転写不良検出処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて主記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された転写不良検出処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等でを介して読み込まれることにより、転写不良検出処理が実行されるようにしてもよい。

ステップＳ２０１では、一次転写記憶部６４に記憶されている画像形成枚数を取得し、画像形成枚数が上述した初期判定閾値Ｔ０より多いか否かを判定する。ステップＳ２０１で画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０より多いと判定され場合はステップＳ２０３に移行し、画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０以下であると判定された場合は本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２０３では、現在より予め定めた期間Ｘ（図７参照）前のトナー濃度、すなわち直近のトナー濃度を取得する。本実施形態では、一次転写記憶部６４に第２検出値として記憶されているトナー濃度の代表値を、直近のトナー濃度とする。本実施形態では、図４に示すように、第２検出値として５回分のトナー濃度が記憶されており、本ステップでは、最も古いトナー濃度を取得する。これにより、現在から５回分遡って転写不良検出処理を行った際の基準トナー像のトナー濃度が取得される。しかし、直近のトナー濃度は、これに限らず、第２検出値として記憶されているトナー濃度の平均値、中央値、最小値等であっても良い。なお、直近のトナー濃度を検出するために遡る期間Ｘは、トナーの補給不足が発生してトナー濃度が低下してからトナー濃度が回復するまでの期間より短くなるように、実験により決定する。

ステップＳ２０５では、中間転写ベルト３２に上述した基準トナー像を形成する。なお、本実施形態では、上述したように濃度補正処理を行ったタイミングで転写不良検出処理を実行するため、本ステップでは基準トナー像を形成せず、上述した濃度補正処理を行う際に形成した基準トナー像を、本ステップで形成した基準トナー像として用いる。

ステップＳ２０７では、中間転写ベルト３２に形成した基準トナー像のトナー濃度を濃度センサ６６により検出して、第２検出値として一次転写記憶部６４に記憶する。

ステップＳ２０９では、ステップＳ２０７で検出した現在の基準トナー像のトナー濃度と、ステップＳ２０３で取得した直近の基準トナー像のトナー濃度との差分である、第１差分を算出する。例えば、１０枚の画像を形成する毎に転写不良検出処理を行う場合には、５回前の転写不良検出処理を行った時点から現在までに、５０枚の画像を形成したことになり、第１差分は、５０枚の画像を形成する間の基準トナー像のトナー濃度の差分となる。この第１差分は、主に、現像部材２２内のトナーの増減により発生した差分に依存していることが予想される。

ステップＳ２１１では、一次転写ユニット２１の使用が開始された際の基準トナー像のトナー濃度、すなわち初期のトナー濃度を取得する。本実施形態では、一次転写記憶部６４に第１検出値として記憶されているトナー濃度の代表値を取得する。ここでいうトナー濃度の代表値は、トナー濃度の平均値、中央値、最大値等のうちの何れかとする。

ステップＳ２１３では、ステップＳ２０７で検出した現在の基準トナー像のトナー濃度と、ステップＳ２１１で取得した初期の基準トナー像のトナー濃度との差分である、第２差分を算出する。例えば、今回の転写不良検出処理が一次転写ユニット２１の使用が開始されてから３０００回目の転写不良検出処理であり、かつ１０枚の画像を形成する毎に転写不良検出処理を行う場合を考える。この場合、一次転写ユニット２１の使用が開始されてから現在までに、３００００枚の画像を形成したことになり、第２差分は、３００００枚の画像を形成する間の基準トナー像のトナー濃度の差分となる。この第２差分は、主に、一次転写ロール３４の汚れにより発生した差分に依存していることが予想される。

なお、上述したように、第１差分を算出する期間については、画像形成枚数に換算して５０枚と例示し、第１判定閾値Ｔ１については、画像形成枚数で１５０００枚と例示している。これらの画像形成枚数は一例であり、画像形成装置１０により適宜決定されるものであるが、例示の枚数からも分かるように、第１判定閾値Ｔ１は第１差分を算出する画像形成枚数よりも十分大きく、１０の３乗のオーダーの違いがある。

ステップＳ２１５では、画像形成枚数が予め定めた第１判定閾値Ｔ１（図７参照）より多いか否かを判定する。第１判定閾値Ｔ１は、転写不良の発生の可能性を判定するための閾値である。本実施形態では、一次転写ユニット２１の寿命が一例として画像形成枚数で約３００００枚である場合を想定し、第１判定閾値Ｔ１を例えば１５０００枚とする。しかしながら、第１判定閾値Ｔ１はこれに限らない。転写不良が発生するまでの画像形成枚数を予め実験によって求めておき、転写不良が発生する画像形成枚数より予め定めた枚数だけ少ない画像形成枚数を第１判定閾値Ｔ１としても良い。

ステップＳ２１５で画像形成枚数が第１判定閾値Ｔ１より多いと判定された場合はステップＳ２１７に移行し、画像形成枚数が第１判定閾値Ｔ１以下であると判定された場合はステップＳ２２５に移行する。

ステップＳ２１７では、第１差分が予め定めた第１閾値より小さいか否かを判定する。第１閾値は、第１差分によって示されるトナー濃度の変化が、トナー補充不足によるものであるか否かを判定するための閾値である。本実施形態では、第１差分が第１閾値より小さければ、転写不良によるトナー濃度の変化であり、第１差分が第１閾値以上であれば、トナーの補給不足が発生した場合のトナー濃度の変化であるとみなす。

ステップＳ２１７で第１差分が第１閾値より小さいと判定した場合はステップＳ２１９に移行し、第１差分が第１閾値以上であると判定した場合はステップＳ２２３に移行する。

ステップＳ２１９では、第２差分が予め定めた第２閾値より大きいか否かを判定する。第２閾値は、第２差分によって示されるトナー濃度の変化が、転写不良によるものであるか否かを判定するための閾値である。転写不良によるトナー濃度の低下は一次転写ユニット２１の使用に応じて徐々に蓄積され、トナー濃度が下がっていくことを考慮し、第２差分が第２閾値より大きい場合に、転写不良が発生したとみなす。

ステップＳ２１９で第２差分が第２閾値より大きいと判定した場合はステップＳ２２１に移行し、第２差分が第２閾値以下であると判定した場合はステップＳ２２３に移行する。

ステップＳ２２１では、転写不良が発生しているとして、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタに１を加算して、再度、転写不良カウンタを一次転写記憶部６４に記憶する。

ステップＳ２２３では、転写不良が発生していないとして、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタをリセットして、再度、転写不良カウンタを一次転写記憶部６４に記憶する。なお、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタが０の場合には、本ステップを省略しても良い。

ステップＳ２２５では、転写不良カウンタが予め定めた第２判定閾値より大きいか否かを判定する。第２判定閾値は、転写不良の発生をより精度良く判定するための閾値である。第２判定閾値は、誤判定を回避するために設けられ、本実施形態では、例えば３回とする。すなわち、転写不良が発生すると、連続してトナー濃度が低い値となることを考慮し、第２閾値より大きいと複数回連続して判定された場合に転写不良が発生していると判定される。

ステップＳ２２５で転写不良カウンタが第２判定閾値より大きいと判定した場合はステップＳ２２７に移行し、転写不良カウンタが第２判定閾値以下であると判定した場合は、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２２７では、一次転写ユニット２１に関する不具合情報を出力し、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。ユーザは、一次転写ユニット２１に関する不具合情報を確認すると、必要に応じて一次転写ユニット２１を交換する作業を行う。

〔第２実施形態〕

次に、第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。

第２実施形態に係る画像形成装置は、第１実施形態に係る画像形成装置１０と同じであるため、各構成の説明を省略する。

上記第１実施形態では、上述した画像形成枚数が第１判定閾値より多い場合に、転写不良が発生しているか否かの判定を行う場合について説明した。一方、本第２実施形態では、上述した第２差分が第２閾値より大きい場合に、転写不良が発生しているか否かの判定を行う場合について説明する。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０により実行される初期値検出処理のプログラムの処理の流れは、第１実施形態と同じであるため、各処理の流れの説明を省略する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が転写不良検出処理を行う際の処理の流れを、図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、初期値検出処理は、上述した濃度補正処理を行ったタイミングで実行される。

また、本実施形態では、転写不良検出処理のプログラムは予め主記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、転写不良検出処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて主記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された転写不良検出処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等でを介して読み込まれることにより、転写不良検出処理が実行されるようにしてもよい。

ステップＳ３０１では、図６のステップＳ２０１と同様に、一次転写記憶部６４に記憶されている画像形成枚数を取得し、画像形成枚数が上述した初期判定閾値Ｔ０より多いか否かを判定する。ステップＳ２０１で画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０より多いと判定され場合はステップＳ３０３に移行し、画像形成枚数が初期判定閾値Ｔ０以下であると判定された場合は、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ３０３では、図６のステップＳ２０５と同様に、中間転写ベルト３２に上述した基準トナー像を形成する。

ステップＳ３０５では、図６のステップＳ２０７と同様に、中間転写ベルト３２に形成した基準トナー像のトナー濃度を濃度センサ６６により検出して、第２検出値として一次転写記憶部６４に記憶する。

ステップＳ３０７では、図６のステップＳ２１１と同様に、一次転写ユニット２１の使用が開始された際の基準トナー像のトナー濃度、すなわち初期の基準トナー像のトナー濃度を取得する。本実施形態では、一次転写記憶部６４に第１検出値として記憶されているトナー濃度を、一次転写ユニット２１の使用が開始された際の基準トナー像のトナー濃度とする。

ステップＳ３０９では、図６のステップＳ２１３と同様に、ステップＳ３０３で検出した現在の基準トナー像のトナー濃度と、ステップＳ３０７で取得した初期の基準トナー像の濃度との差分である、第２差分を算出する。

ステップＳ３１１では、図６のステップＳ２１９と同様に、第２差分が予め定めた第２閾値より大きいか否かを判定する。

ステップＳ３１１で第２差分が第２閾値より大きいと判定した場合はステップＳ３１３に移行し、第２差分が第２閾値以下であると判定した場合はステップＳ３２１に移行する。

ステップＳ３１３では、図６のステップＳ２０３と同様に、現在より予め定めた期間Ｘ前の基準トナー像のトナー濃度、すなわち直近の基準トナー像のトナー濃度を取得する。

ステップＳ３１５では、図６のステップＳ２０９と同様に、ステップＳ３０３で検出した現在の基準トナー像のトナー濃度と、ステップＳ３１３で取得した直近の基準トナー像のトナー濃度との差分である、第１差分を算出する。

ステップＳ３１７では、図６のステップＳ２１７と同様に、第１差分が予め定めた第１閾値より小さいか否かを判定する。

ステップＳ３１７で第１差分が第１閾値より小さいと判定した場合はステップＳ３１９に移行し、第１差分が第１閾値以上であると判定した場合はステップＳ３２１に移行する。

ステップＳ３１９では、図６のステップＳ２２１と同様に、転写不良が発生しているとして、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタに１を加算して、再度、転写不良カウンタを一次転写記憶部６４に記憶する。

ステップＳ３２１では、ステップＳ２２３と同様に、転写不良が発生していないとして、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタをリセットして、再度、転写不良カウンタを一次転写記憶部６４に記憶する。なお、一次転写記憶部６４に記憶されている転写不良カウンタが０の場合には、本ステップを省略しても良い。

ステップＳ３２３では、図６のステップＳ２２５と同様に、転写不良カウンタが予め定めた第２判定閾値より大きいか否かを判定する。

ステップＳ３２３で転写不良カウンタが第２判定閾値より大きいと判定した場合はステップＳ３２５に移行し、転写不良カウンタが第２判定閾値以下であると判定した場合は、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ３２５では、図６のステップＳ２２７と同様に、一次転写ユニット２１に関する不具合情報を出力し、本転写不良検出処理のプログラムの実行を終了する。

なお、第１実施形態及び第２実施形態では、転写不良が発生しているか否かの判定に画像形成枚数を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、転写不良が発生しているか否かの判定に、画像形成枚数の代わりに、画像形成装置１０に一次転写ユニット２１を取り付けてからの総トナー使用量を用いて良い。この場合には、総トナー使用量が予め定めた閾値より大きい場合に、転写不良が発生しているか否かの判定を行う。なお、総トナー使用量は、例えば、画像を形成する毎に、形成される画像１枚分のドット数である像密度を累積することにより求められる。

また、転写不良が発生しているか否かの判定に、画像形成枚数の代わりに、画像形成装置１０に一次転写ユニット２１を取り付けてからの画像形成時間を用いても良い。この場合には、画像形成時間が予め定めた閾値より大きい場合に、転写不良が発生しているか否かの判定を行う。なお、画像形成時間は、画像を形成する毎に、画像の形成に要した時間を累積することにより求められる。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、転写不良検出処理をＹＭＣＫの色毎に独立して行う場合について説明したが、これに限らない。ＹＭＣＫの各色についてまとめて基準トナー像を形成し、各色の平均値を用いて転写不良検出処理を行っても良い。

１０ 画像形成装置
１２ 画像処理部
１４ 露光装置
１６ 画像形成ユニット
１８ 像保持体
２１ 一次転写ユニット
３２ 中間転写ベルト
３４ 一次転写ロール
３８ 清掃ブレード
６４ 一次転写記憶部
６６ 濃度センサ

Claims (7)

1. 中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、
   前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記出力手段は、前記第２差分が前記第２閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さいか否かの判定を行う、
   画像形成装置。
2. 中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、
   前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記出力手段は、前記中間転写体の使用開始からの画像形成枚数が、転写不良の発生の可能性を判定するための第１判定閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいか否かの判定を行う、
   画像形成装置。
3. 中間転写体に基準トナー像を形成する形成手段と、
   前記基準トナー像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、現在より予め定めた期間前に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第１差分が予め定めた第１閾値より小さく、かつ前記検出手段により検出された現在の前記基準トナー像の濃度と、前記中間転写体の使用が開始された際に前記検出手段により検出された前記基準トナー像の濃度と、の第２差分が予め定めた第２閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記出力手段は、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいと連続して判定した回数が、転写不良の発生を判定するための第２判定閾値より大きい場合に、前記中間転写体に関する不具合情報を出力する、
   画像形成装置。
4. 前記中間転写体の使用が開始された際の前記基準トナー像の濃度は、前記中間転写体の使用が開始されてから前記検出手段により検出された予め定めた回数分の前記基準トナー像の濃度の代表値である
   請求項１から請求項３までの何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記出力手段は、前記中間転写体の使用開始からの画像形成枚数または画像形成時間が、転写不良の発生の可能性を判定するための第１判定閾値より大きい場合に、前記第１差分が前記第１閾値より小さく、かつ前記第２差分が前記第２閾値より大きいか否かの判定を行う、請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記形成手段は、前記基準トナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写ロールを備え、
   前記中間転写体の上側に前記中間転写体に残ったトナーを清掃する清掃手段が配置され、前記清掃手段より下側に前記一次転写ロールが配置されている
   請求項１から請求項５までの何れか１項記載の画像形成装置。
7. コンピュータを、請求項１から請求項６までの何れか１項記載の画像形成装置の出力手段として機能させるための画像形成プログラム。

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