JP6589593B2 - 少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法、評価プログラム、および画像形成装置 - Google Patents

Description

この開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、画像形成装置を構成する要素の状態評価に関する。

電子写真方式に従う画像形成装置は、像担持体である感光体に静電潜像を形成し、形成された静電潜像にトナーを付着させることによってトナー像を形成する。この感光体は、光疲労やクリーニングブレードによる表面減耗といった影響を受け、徐々に劣化する消耗品である。

この感光体の寿命を判断する技術に関し、特開平１０−３９６９１号公報（特許文献１）は、感光体を帯電させる帯電手段に印加するバイアスの印加条件を複数備え、この印可条件に対応するバイアス印加時間の積算値を算出し、バイアスの印可条件毎に異なる係数を積算値に乗じ、これらの値の総和を電子写真感光体のダメージ指数とする構成を開示している。そして、このダメージ指数が予め定められた値を超えたときに感光体の寿命が来たと判断する。

また、特開２０１１−２８１０２号公報（特許文献２）は、電圧値が異なる各直流電圧に所定の交流電圧を重畳した複数の帯電電圧を複数回にわたって印加し、帯電ローラに流れる各交流電流値を検出し、各交流電流値の差に基づいて感光体の状態の判定を行う構成を開示している。

特開平１０−３９６９１号公報 特開２０１１−２８１０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術は、印刷時における温度，湿度などの外部環境条件、印字率、および連続印字枚数などの影響が考慮されておらず、ダメージ指数に基づく寿命と実質的な寿命とが乖離する可能性がある。

また、特許文献２に開示される技術は、感光体の膜厚に基づいて寿命を判断しているため、感光体上に局所的な汚れ、削れが生じている場合に、これらの異常を検知できない可能性がある。

加えて、特許文献１および２に開示される技術は、感光体以外の構成要素についての寿命（異常）を判断することができない。

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を従来よりも高精度に評価する方法を提供することである。また、別の局面における目的は、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を従来よりも高精度に評価するプログラムを提供することである。また、別の局面における目的は、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を従来よりも高精度に評価する画像形成装置を提供することである。

電子写真方式に従う画像形成に用いる、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法であって、第１の直流電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、第１の直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光するステップと、露光された像担持体にトナーを付着することで一様なパターンに対応する第１のトナー像を形成するステップと、第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出し、検出された濃度の最大値と最小値とから濃度の変位幅を算出するステップと、第２の直流電圧および交流電圧を含む交番電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、交番電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光するステップと、交番電圧の印加により帯電されかつ一様なパターンで露光された像担持体にトナーを付着することで一様なパターンに対応する第２のトナー像を形成するステップと、第２のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出し、検出された濃度の最大値と最小値とから濃度の変位幅を算出するステップと、第１のトナー像について算出された濃度の変位幅が第２のトナー像について算出された濃度の変位幅以上である場合、構成要素に異常が発生していることを示す警告画面を表示するステップとを備える。

好ましくは、一様なパターンに関連付けて所定の濃度範囲を設定するステップをさらに備える。警告画面を表示するステップでは、第１のトナー像について算出された濃度の変位幅が第２のトナー像について算出された濃度の変位幅以上である場合であって、かつ、第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度変化が所定の濃度範囲内に収まっていない場合に、警告画面を表示する。

さらに好ましくは、設定するステップは、第２のトナー像内の濃度変化の変位量に基づいて、所定の濃度範囲を決定するステップを含む。

さらに好ましくは、第１の直流電圧の絶対値は、第２の直流電圧の絶対値よりも大きい。

さらに好ましくは、第１の直流電圧の値は、第２の直流電圧の値および交流電圧の振幅に基づいて設定される。

好ましくは、第１のトナー像の濃度における最大値と所定の濃度範囲の上限値との差分、または第１のトナー像の濃度における最小値と所定の濃度範囲の下限値との差分に基づいて構成要素の劣化度合いを判断するステップをさらに備える。

好ましくは、第１のトナー像の副走査方向における濃度が所定の濃度範囲内に収まっていないと判断した場合に、所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応するか否かをさらに判定するステップをさらに備える。所定の周期は、構成要素のうち像担持体に当接して回転する構成要素の回転周期、および像担持体の回転周期のうち少なくとも一方の回転周期に対応する周期を含む。

さらに好ましくは、所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応すると判断した場合に、対応する所定の周期から劣化している構成要素を特定するステップをさらに備える。

好ましくは、第１のトナー像を第１の記録材に印刷するステップと、第２のトナー像を第２の記録材に印刷するステップとをさらに備える。
好ましくは、構成要素は、像担持体と像担持体を帯電させるための帯電装置とを含む。

さらに好ましくは、構成要素は、像担持体にトナー像を付着させる現像装置をさらに含む。

好ましくは、第１のトナー像の濃度および第２のトナー像の濃度は、像担持体に形成されたトナー像の濃度である。
好ましくは、画像形成を行う装置は、像担持体に形成されたトナー像を受け取って搬送し記録媒体にトナー像を転写する中間転写体を含む。第１のトナー像の濃度および第２のトナー像の濃度は、中間転写体に転写されたトナー像の濃度である。

好ましくは、一様なパターンは、ハーフトーンで構成されるパターンである。
他の局面に従うと、プログラムは、上記方法を、画像形成を行なう装置のコンピュータに実行させる。

他の局面に従うと、電子写真方式の画像形成装置は、制御部と、表示部と、トナー画像を担持する像担持体と、像担持体を帯電させるための帯電装置と、帯電装置に第１の直流電圧を印加する電源装置と、第１の直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光する露光装置と、露光された像担持体にトナーを付着することで一様なパターンに対応する第１のトナー像を形成する現像装置とを備える。電源装置は、帯電装置に第２の直流電圧および交流電圧を含む交番電圧を印加する。露光装置は、交番電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光する。現像装置は、交番電圧の印加により帯電されかつ一様なパターンで露光された像担持体にトナーを付着することで一様なパターンに対応する第２のトナー像を形成する。制御部は、第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出することにより、検出された濃度の最大値と最小値とから濃度の変位幅を算出する。制御部は、第２のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出することにより、検出された濃度の最大値と最小値とから濃度の変位幅を算出する。制御部は、第１のトナー像について算出された濃度の変位幅が第２のトナー像について算出された濃度の変位幅以上である場合、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素に異常が発生していることを示す警告画面を表示部に表示させる。

一実施形態に従う、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法は、従来よりも高精度に当該構成要素の状態を評価することができる。

帯電方式の違いによる感光体の表面電位およびトナー濃度について説明する図である。 帯電方式の違いによる画像パターンについて説明する図である。 実施形態に従う画像形成装置の構成例を説明する図である。 実施形態に従う帯電ローラについて説明する図である。 実施形態に従う電源装置について説明する図である。 実施形態に従う制御部の構成について説明する図である。 実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。 実施形態に従う検査画像について説明する図である。 実施形態に従うトナー濃度の変位について説明する図である。 他の実施形態に従うトナー濃度の変位について説明する図である。 他の実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。 他の実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。 ＣＰＵの機能構成について説明するブロック図である。 トナー濃度の変位について説明する図である。 さらに他の実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。 さらに他の実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。 変形例に従う検査画像について説明する図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

＜Ａ．導入＞
図１は、帯電方式の違いによる感光体の表面電位およびトナー濃度について説明する図である。図１（ａ−１）では、帯電ローラに直流電圧および交流電圧を含む電圧（以下、「交番電圧」とも称する。）を印加して感光体を帯電させている。図１（ａ−２）は、Ａ点を基準として帯電ローラによって帯電された感光体の表面電位を時計回りにプロットした図である。

交番電圧を印加する帯電方法は、帯電ローラと感光体との間でプラス方向の放電とマイナス方向の放電が交互に発生する結果、感光体の表面を所望の電位で均一に帯電することができる。そのため、図１（ａ−２）に示されるように、感光体上にある程度の汚れや削れ等が存在していても、感光体の表面電位を均一に帯電することができる。その結果、ある程度の汚れや削れ等が存在する感光体であっても、感光体に現像されるトナー像の濃度は、均一になる。

一方、図１（ｂ−１）では、帯電ローラに直流電圧のみを印加して感光体を帯電させている。直流電圧のみを印加する帯電方式は、プラス方向／マイナス方向の放電しか発生しない。そのため、図１（ｂ−２）に示されるように、感光体上に汚れや削れ等が存在している場合、この部分と帯電ローラとの間で形成される電界強度が変動し、表面電位が不均一となる。その結果、感光体に形成されるトナー像の濃度は、汚れや削れ等に応じて、不均一となる。

感光体の表面電位が不均一となる原因としては、感光体表面の減耗、傷、汚れなど感光体に起因するもの以外に、感光体に接する帯電ローラおよびクリーニング用のブレード（不図示）によるものがある。たとえば、帯電ローラによる原因としては、帯電ローラの高抵抗化、摩擦係数の低下による鏡面化、傷、および汚れなどが挙げられる。たとえば、ブレードによる原因としては、ブレードの減耗が挙げられる。

上記によれば、感光体および帯電ローラ等に何らかの状態異常が生じている場合において、交番電圧による帯電方式よりも、直流電圧による帯電方式の方が、感光体に形成されるトナー像の濃度変動が顕著に生じる。

この性質を利用して、直流電圧による帯電方式を用いて感光体に形成されるトナー濃度を測定することで、感光体、帯電ローラおよびブレードの状態（劣化具合）を高感度に検出することができる。

交番電圧および直流電圧による帯電方式を用いた場合の画像パターンの例を図２に示す。図２（ａ）〜（ｆ）は、共通する一様な静電潜像を現像した画像パターンである。

図２（ａ）は、帯電ローラに交番電圧を印加して感光体を帯電させたときの画像パターンである。前述のように、感光体や帯電ローラなどの状態に多少の異常があったとしても、感光体の表面電位が均一に形成されるため、画像濃度（トナー濃度）は均一となる。

図２（ｂ）〜（ｆ）は帯電ローラに直流電圧のみを印加して感光体を帯電させたときの画像パターンである。感光体や帯電ローラなどの状態に異常があると、感光体の表面電位は不均一になる。この表面電位のムラに応じて感光体上にトナー像が形成されため、画像濃度は、図２（ｂ）〜（ｆ）に示されるように不均一となる。

たとえば、感光体の軸方向に削れが生じている場合、または帯電ローラの軸方向に汚れが付着している場合は、図２（ｂ）に示されるように周期性を持った横筋（主走査方向の筋）が生じる。

このように、直流電圧による帯電方式を用いることによって感光体および帯電ローラ等の状態異常を顕在化させ、感度よく検知することができる。以下に、この性質を利用して感光体および帯電ローラ等の状態を評価する方法について説明を行う。

＜Ｂ．実施形態１−濃度範囲の変動に基づいて判断＞
（ｂ１．画像形成装置１００）
図３は、実施形態に従う画像形成装置１００の構成例を説明する図である。画像形成装置１００は、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図３に示されるように、画像形成装置１００は、内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト１に沿って並んで配置され、像担持体としてドラム式の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをそれぞれ有している。

各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、ブレード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、接触帯電方式の帯電ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、露光装置であるプリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、各現像ローラ６ＹＲ、６ＭＲ、６ＣＲ、６ＫＲに対応する現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、濃度センサ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋと、中間転写ベルト１を挟んで各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと対向する１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋがそれぞれ配置されている。

各帯電ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、ローラの表面を清掃する清掃ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが配置され、さらに、各帯電ローラに電源を供給する電源装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと電気的に接続される。

各作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおいて、それぞれの、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、帯電ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、清掃ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、ブレード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとから構成される感光体ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、画像形成装置１００と着脱可能に構成される。

中間転写ベルト１の中間転写ベルト駆動ローラ１４で支持された部分には、２次転写ローラ１５が圧接されており、当該領域で２次転写が行なわれる。２次転写領域後方の搬送路Ｒ１の下流位置には、定着ローラ１６と加圧ローラ１７とを有する定着加熱部１８が配置されている。定着ローラ１６と加圧ローラ１７との圧接部によって定着加熱が行なわれる。

画像形成装置１００の下部には、給紙カセット３０が着脱可能に配置されている。給紙カセット３０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラ３１の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路Ｒ１に送り出されることになる。

なお、本実施形態において、画像形成装置１００は、一例として、複数の作像ユニット（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）を有する中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。画像形成装置は、電子写真方式であればよい。具体的には、画像形成装置は、単一の作像ユニットを備えていてもよいし、ロータリー方式であってもよい。

また、感光体の帯電手段として帯電ローラ（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）を用いているが、これに限らず、たとえば、接触帯電方式の帯電ブラシ、非接触帯電方式のコロナ放電装置などを用いてもよい。

また、感光体ユニットの構成要素として、感光体、帯電ローラ、清掃ローラ、ブレードが含まれるものとしているが、これに限られず、たとえば、感光体、帯電ローラおよび作像ユニットの任意の構成要素を感光体ユニットとして、着脱可能に構成してもよい。

また、ブレード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは必ずしも画像形成装置１００に搭載している必要はなく、非搭載としてもよい。

（ｂ２．画像形成装置１００の概略動作）
次に、以上の構成からなる画像形成装置１００の概略動作について説明する。外部装置（たとえば、パソコン等）から画像形成装置１００の制御部７０に画像信号が入力されると、制御部７０ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを発光させて露光を行なう。

これにより、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。濃度センサ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、それぞれ、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの軸方向の中央に配置され、現像されたトナー画像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検知する。本例において、一例として、濃度センサは、光を照射する発光素子（不図示）と、この発光素子から照射されて反射された反射光を受光する受光素子（不図示）とを含む、反射型光センサとする。各濃度センサの発光素子から感光体表面に光が照射されると、感光体上のトナー像で反射された反射光を受光素子が検知する。そして、この受光素子に発生する光電流（検知電圧）に基づいて、感光体に付着したトナーの濃度が検出される。

なお、本例において、濃度センサは、１つしか配置されていないが、複数配置されていてもよい。たとえば、感光体の軸方向の両端付近に１つずつ（合計２つ）配置されていてもよい。また、濃度センサは、ラインセンサであって、感光体の軸方向の全幅をモニタしてもよい。

各色のトナー画像は、各１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの作用により、図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写される。

１次転写後、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、表面に残存するトナーをブレード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋで各感光体の表面を極僅かに削り取られることで清掃される。

このようにして中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラ１６の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

用紙Ｐに２次転写されたトナー画像は、定着加熱部１８に達する。トナー画像は、定着ローラ１６、および加圧ローラ１７の作用により用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ５０を介して排紙トレイ６０に排出される。

（ｂ３．帯電ローラ）
次に、図４を用いて帯電ローラの構造について説明する。各帯電ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、内部の中心に、芯金２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋを備え、その周囲は、導電性弾性層２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが配置される。各導電性弾性層の外周には、粗さ粒子を含む表面層２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋが配置される。

導電性弾性層２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、たとえば、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ等）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）や天然ゴム（ＮＲ）等を用いることができる。これらの材料は、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。上記材料の中で、エチレンプロピレンジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、およびニトリルゴムを使用することが好ましい。

導電性弾性層に導電性を持たせる導電剤には、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、およびイオン導電剤を用いることができる。イオン導電材には、たとえば、テトラメチルアンモニウムパークロレート、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が用いられる。

粗さ粒子を含む表面層２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、表面のコーティング樹脂に粗さ付与粒子を添加した物をゴム弾性層の外部に塗布することで形成される。粗さ付与粒子は、有機微粒子または無機微粒子から構成され、平均粒子径が数μｍ〜数十μｍのサイズで、粒子サイズと添加量、塗布厚みによって粗さ調整が可能である。

（ｂ４．電源装置）
次に、図５を用いて電源装置の構成について説明する。図５を参照して、各電源装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、直流電源２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋと、交流電源２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、スイッチ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋとを備える。制御部７０は、スイッチ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋと電気的に接続され、各交流電源を短絡可能に構成される。

また、画像形成装置１００では各帯電ローラに電源装置が設けられる構成をとっているが、これに限られない。たとえば、共通する電源装置から各帯電ローラに電力を供給する構成を採用してもよい。

（ｂ５．制御部）
次に、制御部７０の構成について図６を用いて説明を行う。制御部７０は、その主要な制御要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３と、補助記憶装置７４と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７５とを含む。

ＣＰＵ７１は、後述するＲＯＭ７３などに記憶されたプログラムを読み出して実行することで、画像形成装置１００の全体処理を実現する。なお、ＣＰＵ７１は、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）およびその他の演算機能を有する回路のいずれであってもよい。

ＲＡＭ７２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などであり、ＣＰＵ７１がプログラムを動作するために必要なデータや画像データを一時的に記憶する。したがって、ＲＡＭ７２は、いわゆるワーキングメモリとして機能する。

ＲＯＭ７３は、典型的には、フラッシュメモリなどであり、ＣＰＵ７１で実行されるプログラムや、画像形成装置１００の動作に係る各種設定情報を記憶する。

補助記憶装置７４は、典型的には、ハードディスクなどで構成される。補助記憶装置７４は、比較的大容量のデータを不揮発的に格納することができ、画像形成装置１００で利用される画像データを記憶する。

インターフェイス７５は、各帯電ローラ４Ｙ，４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、各プリントヘッド部５Ｙ，５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、各現像器６Ｙ，６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、各濃度センサ７Ｙ，７Ｍ、７Ｃ、７Ｋと、各電源装置１０Ｙ，１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、電気的に接続され、各種装置との信号のやりとりを行う。

（ｂ６．感光体を含む構成要素の評価方法）
次に、感光体および帯電ローラ等の状態異常を検知する方法について説明する。以下、説明を分かりやすくするために、作像ユニット２Ｋを用いたモノクロ印刷について説明を行うが、これに限定されず、カラー印刷についても同様の制御を行なうことが可能である。

制御部７０は、通常モードと検査モードとの２種類のモードを有する。通常モードにおいて、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＦＦにする。これにより、電源装置１０Ｋは、帯電ローラ４Ｋに直流電圧に交流電圧を重畳した交番電圧を印加する。ユーザが印刷を行うなど、画像形成装置１００を用いた基本的な画像形成に関する動作は、通常モードによって制御される。

一方、検査モードにおいて、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＮにする。これにより電源装置１０Ｋは、帯電ローラ４Ｋに直流電圧のみを印加する。その結果、感光体および帯電ローラ等の状態異常が顕在化される。

図７は、実施形態に従う状態異常の検知方法について説明するフローチャートである。図７に示される処理は、ＣＰＵ７１がＲＯＭ７３に格納される制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。

ステップＳ２において、制御部７０は、検査モードであるか否かを判断する。検査モードでないと判断した場合（ステップＳ２において通常）、当該制御をステップＳ４に進める。ステップＳ４において、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＦＦにした状態で帯電ローラ４Ｋに交番電圧を印加させ、印刷等の動作を行う。

通常モードにおいて、帯電ローラ４Ｋに印加される帯電バイアスは、一例として、正弦波、２．５ｋＨｚ、直流バイアスＶｄｃ＝−５５０Ｖ、交流バイアスＶｐｐ（最大値と最小値との差分）＝１８００Ｖに設定される。また、現像ローラ６ＫＲに印加される現像バイアスは、一例として、矩形波、ＤＵＴＹ比５０％、５ｋＨｚ、Ｖｄｃ＝−５５０Ｖ、Ｖｐｐ＝１８００Ｖに設定される。このとき、かぶり現象が生じないように、感光体の地肌部の表面電位と現像剤担持体のバイアス電位との間の電位差（カブリマージン）を、一例として、１５０Ｖに設定する。かぶり現象とは、現像操作によって本来白抜けとなるべき非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる現象をいう。

一方、制御部７０は、検査モードであると判断した場合（ステップＳ２において検査）、当該制御をステップＳ６に進める。ステップＳ６において、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＮにした状態で、帯電ローラ４Ｋに直流電圧のみを印加させ、感光体３Ｋを帯電させる。

検査モードにおいて、帯電バイアスは、一例として、Ｖｄｃ＝−１１００Ｖに設定される。また、現像バイアスは、通常モード時と同じ印加電圧に設定される。

なお、検査モードにおける帯電バイアスの絶対値は、通常モードにおけるＶｄｃ（−４００Ｖ）の絶対値よりも大きく設定されることが好ましい。これは、検査モードにおける感光体の表面電位と、通常モードにおける感光体の表面電位とを同程度に設定するためである。

また、検査モードにおける帯電バイアス（直流バイアス）は、通常モードにおけるＶｄｃおよびＶｐｐに基づいて設定される。また、通常モードにおけるＶｄｃが固定されている場合、検査モードにおける帯電バイアスは、Ｖｐｐの変位量によって設定されてもよい。

ステップＳ８において、制御部７０は、プリントヘッド部５Ｋに、予め定められた検査画像の画像パターンに従って感光体３Ｋ上にビームを照射させる。一例として、検査画像は、図８に示される１ｏｎ１ｏｆｆのドットパターンによる一様なハーフトーン画像とする。その理由は、感光体などの状態異常が基準となるトナー濃度に対する変位量として表現されるため、当該基準となるトナー濃度が極度に薄い／濃い場合、感光体などの状態異常を検出できない可能性があるためである。これにより、感光体などの状態異常を高精度に検出することができる。なお、ハーフトーン画像は、１ｏｎ１ｏｆｆのドットパターンに限られず、一様なパターンであればよい。

また、この検査画像の横幅（主走査方向の幅）は、感光体３Ｋの横幅に対応していることが好ましい。また、検査画像の縦幅（副走査方向の幅）は、少なくとも感光体３Ｋの外周以上であることが好ましい。

続いて、制御部７０は、現像器６Ｋに、露光された感光体３Ｋ上に対してトナーを付着させ、検査画像に対応するトナー像を形成させる。

ステップＳ１０において、制御部７０は、濃度センサ７Ｋから出力される検知電圧に基づいて、感光体３Ｋ上に形成されたトナー濃度を検出する。本例において、このトナー濃度は、副走査方向のトナー濃度である。

ステップＳ１２において、制御部７０は、検出したトナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっているか否かを判断する。当該ステップを、図９を用いて説明する。

図９は、トナー濃度の変位について説明する図である。図９では、縦軸に濃度センサ７Ｋの検知電圧を、横軸に時間をプロットしている。感光体３Ｋが回転するにともない、濃度センサ７Ｋがトナー濃度を検出する感光体３Ｋ上の回転位置が変化する。

図９（ａ）に示されるように、図８に示される検査画像を用いた場合、濃度センサ７Ｋは、感光体３Ｋなどに状態異常がない位置において約２．０Ｖのトナー濃度を得る。そこで、本例において、一例として、所定の濃度範囲は、２．０Ｖ±０．５Ｖに設定される。

図９（ａ）では、基準となるトナー濃度２．０Ｖから最も離れた濃度が１．６Ｖであるため、制御部７０は、得られたトナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっていると判断し（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、当該制御をそのまま終了する。

一方、図９（ｂ）では、基準となるトナー濃度から最も離れた濃度が１．２Ｖであるため、制御部７０は、得られたトナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっていないと判断し（ステップＳ１２においてＮＯ）、当該制御をステップＳ１４に進める。

ステップＳ１４において、制御部７０は、警告画像を画像形成装置１００の表示部（不図示）に表示する。この警告画像の内容は、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋのいずれかの部品に何らかの状態異常が生じている可能性が高い旨を示すものとする。

また、濃度センサ７Ｋは、現像器６Ｋの下流に配置されるため、トナー濃度の変動は、現像器６Ｋの状態異常も考慮される。ただし、現像器６Ｋの状態異常は直流電圧による帯電方式によって顕在化されない。そのため、上記警告画像の内容に、現像器６Ｋに何らかの状態異常が低確率で生じている旨を、併せて表示してもよい。

他の局面において、警告画像の内容は、感光体ユニット１２Ｋ（感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋを含む）の交換提案を行うものであってもよい。これにより、当該画像を認識したユーザまたはサービスマンは、交換する感光体ユニットの準備をスムーズに行うことができ、感光体ユニットの交換時に発生するタイムロスの削減を図れる。

上記によれば、直流電圧による帯電方式によって、帯電および静電潜像の形成のプロセスに関連する構成要素である感光体３Ｋおよび帯電ローラ４Ｋに加え、ブレード１１Ｋの状態異常を顕在化させ、これらの構成要素（部品）の状態を精度よく検出することができる。

また、本実施形態に従う構成要素の評価方法は、画像形成装置１００を用いて用紙Ｐに印刷された画像パターンに何らかの異常が生じており、この異常の原因を特定する場面においても効果を奏する。具体的には、本方法で異常を検出した場合、異常の原因は、感光体、帯電ローラ、およびブレードのいずれかである可能性が高いと判断できる。一方、本方法で異常を検出しなかった場合、異常の原因は、現像プロセスより下流のプロセスに関連する構成要素（たとえば、１次転写ローラや、定着加熱装置など）であると判断できる。

これにより、ユーザまたはサービスマンは、画像形成装置１００の異常に対するトラブルシューティングをスムーズに行うことができる。

なお、図７のステップＳ１２において、制御部７０は、検出したトナー濃度が所定の濃度範囲に収まっているか否かを判断しているが、判断基準はこれに限られない。たとえば、制御部７０は、検出したトナー濃度を所定の時間間隔（たとえば、１０ｍｓｅｃ）ごとに微分し、得られた値（時間に対する濃度の変位量）の絶対値が基準値を超えた場合に、警告画像を表示する構成であってもよい。

また、所定の濃度範囲は、２．０Ｖ±０．５Ｖと固定で設定されているが、可変に設定されてもよい。感光体３Ｋの膜厚は、ブレード１１Ｋの影響などを受け薄くなる。そのため、感光体の表面電位は、感光体３Ｋの膜厚に応じて徐々に変化する可能性がある。この場合、濃度センサ７Ｋが検出するトナー濃度も、感光体３Ｋの膜厚に応じて徐々に変化する可能性がある。そこで、制御部７０は、検出したトナー濃度の中央値を基準として、当該基準となる濃度に対して±０．５Ｖの濃度範囲を所定の濃度範囲として設定してもよい。

また、上記において、制御部７０は、得られたトナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっていると判断した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、何らの警告もせずに制御を終了しているが、これに限られない。具体的には、制御部７０は、得られたトナー濃度のうち基準となるトナー濃度（２．０Ｖ）から最も離れた濃度を検出し、当該濃度と、所定の濃度範囲の上限値および下限値のうち近い値との差分を算出する。たとえば、図９（ａ）に示される場合、基準となるトナー濃度から最も離れた濃度は１．６Ｖであって、所定の濃度範囲の下限値との差分は０．１Ｖである。制御部７０は、この差分に基づいて、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、およびブレード１１Ｋの劣化具合（使用可能期間）を画像形成装置１００の表示部に表示してもよい。他の局面において、制御部７０は、この差分に基づいて、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、およびブレード１１Ｋを含む感光体ユニット１２Ｋの劣化具合を表示部に表示してもよい。

＜Ｃ．実施形態２−通常モード（交番電圧印加時）との比較に基づいて判断＞
（ｃ１．概要）
実施形態１に従う評価方法は、確率は低いものの現像器６Ｋの状態異常も含めて構成要素（部品）の状態異常を判断する場合がある。この場合、実施形態１に従う評価方法では、感光体ユニット１２Ｋ（感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、およびブレード１１Ｋを含む）および現像器６Ｋのいずれの構成要素が異常の原因であるかを特定できない。そのため、感光体ユニット１２Ｋを交換したものの、画像不良が解消されず、現像器６Ｋも交換する、といった不要な構成要素の交換が生じる可能性がある。

このような不要な構成要素の交換を防ぐため、現像器６Ｋの状態異常を検出せず、感光体ユニット１２Ｋの状態異常のみを検出する評価方法について、以下に説明を行う。

なお、本実施形態において、画像形成装置の構成は実施形態１と同様であるため、その詳細については繰り返さない。

（ｃ２．感光体を含む構成要素の評価方法）
上述のとおり、直流電圧による帯電方式を用いることによって感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋの状態異常を顕在化させることができる。そこで、通常モード（交番電圧による帯電方式）による検査画像のトナー濃度の変位幅（以下、「通常変位幅」とも称する。）と、検査モード（直流電圧による帯電方式）による検査画像のトナー濃度の変位幅（以下、「検査変位幅」とも称する。）とを比較する。検査変位幅の方が通常変位幅よりも大きくなった場合、制御部は、上記の感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋのいずれかに状態異常が発生していると判断することができる。

図１０を用いて、通常変位幅と検査変位幅について説明を行う。図１０（ａ）は、通常モードによる検査画像のトナー濃度（以下、「通常トナー濃度」とも称する。）をプロットしている。図１０（ａ）において、通常トナー濃度の最大値は２．１Ｖで、最小値は１．７Ｖである。したがって、通常変位幅は０．４Ｖとなる。

図１０（ｂ）は、検査モードによる検査画像のトナー濃度（以下、「検査トナー濃度」とも称する。）をプロットしている。図１０（ｂ）において、検査トナー濃度の最大値は２．２Ｖで、最小値は１．５Ｖである。したがって、検査変位幅は０．７Ｖとなる。

このとき、検査変位幅は通常変位幅よりも大きいため、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋのいずれかに状態異常が発生していると判断することができる。以下に、この評価方法を実現する制御について説明を行う。

図１１は、本実施形態に従う評価方法について説明するフローチャートである。なお、図７と同一符号を付している部分については同じであるので、その説明は繰り返さない。

ステップＳ２０において、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＦＦにした状態で、帯電ローラ４Ｋに交番電圧を印加させて感光体３Ｋを帯電させる。続いて、制御部７０は、プリントヘッド部５Ｋに、検査画像の画像パターンに従って感光体３Ｋ上にビームを照射させる。さらに制御部７０は、現像器６Ｋに、露光された感光体３Ｋ上に対してトナーを付着させ、検査画像に対応するトナー像を形成させる。

ステップＳ２２において、制御部７０は、濃度センサ７Ｋから出力される検知電圧に基づいて通常トナー濃度を検出する。

ステップＳ２４において、制御部７０は、通常トナー濃度の最大値と最小値とから通常変位幅を算出するとともに、当該通常変位幅をＲＡＭ７２に格納する。

ステップＳ２６において、制御部７０は、電源装置１０Ｋのスイッチ２７ＫをＯＮにした状態で、帯電ローラ４Ｋに直流電圧のみを印加させて感光体３Ｋを帯電させる。続いて、制御部７０は、プリントヘッド部５Ｋに、検査画像の画像パターンに従って感光体３Ｋ上にビームを照射させる。その後、制御部７０は、現像器６Ｋに、露光された感光体３Ｋ上に対してトナーを付着させ、検査画像に対応するトナー像を形成させる。

ステップＳ２８において、制御部７０は、濃度センサ７Ｋから出力される検知電圧に基づいて検査トナー濃度を検出するとともに、検査トナー濃度の最大値と最小値とから検査変位幅を算出する。

ステップＳ３０において、制御部７０は、検査変位幅が通常変位幅未満であるか否かを判断する。制御部７０は、検査変位幅が通常変位幅未満であると判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、警告画像を表示することなく当該制御を終了する。一方、制御部７０は、検査変位幅が通常変位幅異常であると判断した場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、当該制御をステップＳ１４に進めて警告画像を表示する。

この警告画像の内容は、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋのいずれかの部品に何らかの状態異常が生じている旨を示すものとする。また、他の局面において、警告画像の内容は、感光体ユニット１２Ｋ（感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、ブレード１１Ｋを含む）の交換提案を行うものであってもよい。

上記によれば、本実施形態に従う構成要素の評価方法は、帯電および静電潜像の形成のプロセスに関連する構成要素である感光体３Ｋおよび帯電ローラ４Ｋに加え、ブレード１１Ｋの状態異常を顕在化させ、これらの構成要素（部品）の状態を精度よく検出することができる。

さらに、本評価方法は、画像形成装置１００を用いて用紙Ｐに印刷された画像パターンに何らかの異常が生じた場合において、その原因を、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、およびブレード１１Ｋのいずれかであるか否かを特定することができる。そのため、感光体ユニット１２Ｋおよび現像器６Ｋを不要に交換される、という問題を解消することができる。

なお、図１１のステップＳ３０において、検査変位幅が通常変位幅未満であるか否かを判断しているが、検査変位幅の比較対象を通常変位幅と所定の濃度変位幅（たとえば、０．１Ｖ）とを足し合わせた範囲としてもよい。これにより、測定誤差による誤検知を防ぐことができる。

（ｃ３．変形例）
測定誤差による誤検知を防ぐ他の方法について図１２を用いて説明する。なお、図１１と同一符号を付している部分については同じであるので、その説明は繰り返さない。

制御部７０は、検査変位幅が通常変位幅以上であると判断した場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、当該制御をステップＳ１２に進め、得られたトナー濃度が所定の濃度範囲内であるか否かをさらに判断する。

これにより、ステップＳ３０において、測定誤差によって検査変位幅が通常変位幅以上であると判断された場合であっても、得られたトナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっている場合は、異常を検知しない。これにより、測定誤差による誤検知を防ぐことができる。

本変形例に従う制御を実行するためのＣＰＵ７１の機能ブロックを図１３に示す。図１３を参照して、ＣＰＵ７１は、変位幅検出部８１と、比較部８２と、判定部８３とを含む。

変位幅検出部８１には、濃度センサ７Ｋから通常トナー濃度および検査トナー濃度が入力される。変位幅検出部８１は、通常トナー濃度の最大値および最小値を特定し、通常変位幅を算出するとともに当該通常変位幅をＲＡＭ７２に出力する。続いて、変位幅検出部８１は、検査トナー濃度の最大値および最小値を特定し、検査変位幅を算出するとともに当該検査変位幅を比較部８２へ出力する。

比較部８２は、ＲＡＭ７２から通常変位幅を取得し、検査変位幅が通常変位幅未満であるか否かを比較する。続いて、比較部８２は、当該比較結果を判定部８３へ出力する。

判定部８３は、検査変位幅が通常変位幅未満であるとする比較結果が比較部８２から入力された場合、警告画像を表示部に表示しない。

一方、検査変位幅が通常変位幅以上であるとする比較結果が比較部８２から入力された場合、判定部８３は、ＲＡＭ７２から取得した検査トナー濃度および所定の濃度範囲を取得する。続いて、判定部８３は、検査トナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっているか否かを判断する。判定部８３は、検査トナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっていると判断した場合、警告画像を表示部に表示しない。一方、判定部８３は、検査トナー濃度が所定の濃度範囲内に収まっていないと判断した場合、警告画像を表示部に表示する。

＜Ｄ．実施形態３−原因となる構成要素を特定＞
（ｄ１．概要）
図２（ｂ）、図２（ｄ）および図２（ｆ）に示される画像パターンには、周期的に画像ムラが生じている。この周期は、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、および現像ローラ６ＫＲが回転体であることに起因しており、これらいずれかの構成要素の回転周期（外周）に対応する。

そこで、画像ムラ（トナー濃度のムラ）が生じる周期を分析することで、状態異常が生じている構成要素を特定できる。

図１４は、トナー濃度の変位について説明する図である。図１４において、一例として、感光体３Ｋに傷と、帯電ローラ４に汚れ付着が生じているとする。これらの影響を受け、所定の濃度範囲を超えるトナー濃度が、周期的に表れている。

異常の原因に応じて、得られるトナー濃度の基準濃度（２．０Ｖ）からの乖離度合い（濃度ムラ）は異なる。図１４に示される例では、帯電ローラ４の汚れ付着によって、感光体３Ｋの表面電位が乱れた部分のトナー濃度は１．１Ｖとなり、感光体３Ｋの傷によって表面電位が乱れた部分のトナー濃度は１．４Ｖになるとする。

この場合、トナー濃度が１．１Ｖになる周期Ｔ１は、帯電ローラ４Ｋの外周に対応した周期となる。より具体的には、周期Ｔ１に感光体３Ｋの回転速度を乗ずると、帯電ローラ４Ｋの外周となる。また、トナー濃度が１．４Ｖになる周期Ｔ２は、感光体３Ｋの外周に対応した周期となる。

そのため、所定の濃度範囲を超えたトナー濃度であって、かつ、同程度のトナー濃度が生じる周期を取得することによって、状態異常が生じている構成要素を特定することができる。

（ｄ２．構成要素の評価方法）
上記を実現するための具体的な制御の流れについて、図１５を用いて説明する。なお、図７と同一符号を付している部分については同じであるので、繰り返し説明しない。また、本実施形態において、画像形成装置の構成は実施形態１と同様であるため、その詳細については繰り返さない。

制御部７０は、得られたトナー濃度が所定の範囲内でないと判断した場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、当該制御をステップＳ４２に進める。

ステップＳ４２において、制御部７０は、所定濃度を超えるトナー濃度を検出する位置（タイミング）が周期的であるか否かを判断する。より具体的には、制御部７０は、所定濃度を超えるトナー濃度および当該トナー濃度を検出する位置（タイミング）を関連付けてＲＡＭ７２に格納する。さらに、同程度のトナー濃度を検出する位置が周期的であるか否かを判断する。

制御部７０は、同程度のトナー濃度を検出する位置が周期的でないと判断した場合（ステップＳ４０においてＮＯ）、ステップＳ１４において警告画像を表示して当該制御を終了する。

一方、同程度のトナー濃度を検出する位置が周期的であると判断した場合（ステップＳ４０においてＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ４２において、検出した周期が、所定の周期に対応するか否かを判断する。

所定の周期は、一例として、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、および現像ローラ６ＫＲの外周（回転周期）に対応する周期とする。

制御部７０は、検出した周期が所定の周期に対応しないと判断した場合（ステップＳ４２においてＮＯ）、ステップＳ１４において警告画像を表示して当該制御を終了する。

一方、検出した周期が所定の周期に対応すると判断した場合（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ４４において、原因を特定して警告画像を表示する。

より具体的には、制御部７０は、検出した周期が、感光体３Ｋ、帯電ローラ４Ｋ、および現像ローラ６ＫＲのいずれの外周に対応する周期かを特定することによって、状態異常の原因となる構成要素を特定する。続いて、制御部７０は、特定した構成要素に何らかの状態異常が生じている旨の表示を行う。

上記によれば、状態異常に起因する構成要素を、より具体的に特定することができる。たとえば、感光体３Ｋが状態異常であると判断された場合、感光体ユニット１２Ｋごと交換するのではなく、感光体３Ｋのみを交換することによって、不要な構成要素の交換を抑制することができる。

＜Ｅ．実施形態４−目視による検査＞
（ｅ１．概要）
濃度センサとしてラインセンサを用いることによって、トナー像内において、主走査方向の幅広い領域の状態異常（濃度変化）を検知することができる。しかしながら、ラインセンサは高価であるため、安価な工業製品への搭載は避けることが好ましい。

一方、１つまたは少数の受光素子しかもたない濃度センサを用いた場合、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）のような濃度ムラを検知できない可能性もある。

そこで、目視によって感光体などの構成要素の状態を評価する方法について以下に説明する。なお、本実施形態において、画像形成装置の構成は実施形態１と同様であるため、その詳細については繰り返さない。

（ｅ２．目視による評価方法）
図１６は、目視による評価方法について説明するフローチャートである。なお、図１１と同一符号を付している部分については同じであるので、その説明は繰り返さない。

図１６を参照して、ステップＳ２０において、制御部７０は、通常モード（交番電圧による帯電方式）によって検査画像を感光体上に露光および現像し、ステップＳ５０において、露光した検査画像を用紙Ｐに印刷する。

ステップＳ２６において、制御部７０は、検査モード（直流電圧のみによる帯電方式）によって検査画像を感光体上に露光および現像し、ステップＳ５２において、露光した検査画像を用紙Ｐに印刷する。

ステップＳ５４において、ユーザまたはサービスマンは、通常モードおよび検査モードで印刷されたそれぞれの画像パターンを目視にて比較して検査を行う。

ステップＳ５６において、ユーザまたはサービスマンは、検査モードで印刷された画像に異常があるか否かを判断する。より具体的には、検査モードで印刷された画像内の濃度ムラが、通常モードで印刷された画像内の濃度ムラに比べて大きい場合に、異常があると判断する。

ユーザまたはサービスマンは、検査モードで印刷された画像に異常があると判断した場合（ステップＳ５６においてＹＥＳ）、ステップＳ５８において、感光体ユニット１２Ｋの交換、または、感光体ユニット１２Ｋが寿命に達した旨を画像形成装置１００に入力する。

ユーザまたはサービスマンは、検査モードで印刷された画像に異常がないと判断した場合（ステップＳ５６においてＮＯ）、当該検査を終了する。

上記によれば、高価なラインセンサを各作像ユニットに設けることなく、印刷された画像を比較するだけで、感光体、帯電ローラ、およびブレードのいずれかに状態異常が生じているか否かを判断することができる。

また、検査画像として図８に示されるハーフトーン画像を用いることによって、人間の眼は高感度に濃度変化を認識することができる。

（ｅ３．変形例１−画像パターン）
画像形成装置１００のように、作像ユニットが複数（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）存在する場合、図１７に示されるような検査画像を用いて目視検査を行う。この検査画像は、上からイエローのトナーのみを用いて印刷した領域、続いてマゼンタ、シアン、およびブラックのトナーのみを用いて印刷した領域が存在する。各領域は、それぞれ図８に示されるようなハーフトーン画像パターンが印刷される。また、各領域の縦幅（副走査方向の幅）は、少なくとも感光体の外周に相当する距離印刷される。

これにより、ユーザまたはサービスマンは、２度の印刷（検査モードおよび通常モードの印刷）を行って印刷された画像を比較するだけで、状態異常が発生している作像ユニットの特定を行うことができる。

（ｅ４．変形例２−スキャナ）
上記の例では、検査モードおよび通常モードで印刷された画像を目視によって比較しているが、これに限られない。たとえば、印刷された画像をスキャナ（に付属のラインセンサ）で読みとって、上記実施形態１〜３に示した検査を行ってもよい。

これにより、スキャナのラインセンサを用いて主走査方向に広く検査を行うことができるため、目視検査よりも高精度に検査を行うことができる。また、画像形成装置１００の作像ユニットにラインセンサを設けずともよいので、画像形成装置１００の生産コストを削減することができる。

＜Ｆ．実施形態５−中間転写体上で検査＞
上記実施形態では、各作像ユニット（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）に濃度センサ（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）が設けられている。これにより、状態異常の原因が１次転写より上流のプロセスで生じていることを特定することができるが、画像形成装置１００の生産コストが高くなる。

そこで、本実施形態では、ひとつの濃度センサ１３を用いて各作像ユニットの状態異常を検査する。具体的には、濃度センサ１３は、中間転写ベルト駆動ローラ１４に対向する位置に配置され、中間転写ベルト１に１次転写されたトナー画像の濃度を検出する。

本実施形態に従う検査方法は、図１７に示される検査画像を用いて上記実施形態に従う検査を実施する。これにより、各作像ユニットに濃度センサを設けずとも、ひとつの濃度センサを用いて各作像ユニットの状態異常を検査することができるため、画像形成装置１００の生産コストを削減することができる。

また、濃度センサ１３は、中間転写ベルト駆動ローラ１４によって押圧されることによって挙動が安定した中間転写ベルト１上のトナー濃度を検出する。これにより、濃度センサ１３は、振動などの影響を受けず、高精度にトナー濃度を検出することができる。

なお、コンピュータを機能させて、上述のフローで説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびメモリカードなどの一時的でないコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

なお、プログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。

また、本発明にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。

提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 中間転写ベルト、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 作像ユニット、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 感光体、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 帯電ローラ、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ プリントヘッド部、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ 現像器、６ＹＲ，６ＭＲ，６ＣＲ，６ＫＲ 現像ローラ、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ 濃度センサ、８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ １次転写ローラ、９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ 清掃ローラ、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 電源装置、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ ブレード、１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 感光体ユニット、１４ 中間転写ベルト駆動ローラ、７０ 制御部、７２ ＲＡＭ、７３ ＲＯＭ、７４ 補助記憶装置、７５ インターフェイス、８１ 変位幅検出部、８２ 比較部、８３ 判定部、１００ 画像形成装置。

Claims (16)

1. 電子写真方式に従う画像形成に用いる、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素の状態を評価する方法であって、
   第１の直流電圧を印加して像担持体を帯電させるステップと、
   前記第１の直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光するステップと、
   前記露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第１のトナー像を形成するステップと、
   前記第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出し、検出された前記濃度の最大値と最小値とから前記濃度の変位幅を算出するステップと、
   第２の直流電圧および交流電圧を含む交番電圧を印加して前記像担持体を帯電させるステップと、
   前記交番電圧の印加により帯電された像担持体を前記一様なパターンで露光するステップと、
   前記交番電圧の印加により帯電されかつ前記一様なパターンで露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第２のトナー像を形成するステップと、
   前記第２のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出し、検出された前記濃度の最大値と最小値とから前記濃度の変位幅を算出するステップと、
   前記第１のトナー像について算出された前記濃度の変位幅が前記第２のトナー像について算出された前記濃度の変位幅以上である場合、前記構成要素に異常が発生していることを示す警告画面を表示するステップとを備える、方法。
2. 前記一様なパターンに関連付けて所定の濃度範囲を設定するステップをさらに備え、
   前記警告画面を表示するステップでは、前記第１のトナー像について算出された前記濃度の変位幅が前記第２のトナー像について算出された前記濃度の変位幅以上である場合であって、かつ、前記第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度変化が前記所定の濃度範囲内に収まっていない場合に、前記警告画面を表示する、請求項１に記載の方法。
3. 前記設定するステップは、前記第２のトナー像内の濃度変化の変位量に基づいて、前記所定の濃度範囲を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の直流電圧の絶対値は、前記第２の直流電圧の絶対値よりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１の直流電圧の値は、前記第２の直流電圧の値および前記交流電圧の振幅に基づいて設定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第１のトナー像の濃度における最大値と前記所定の濃度範囲の上限値との差分、または前記第１のトナー像の濃度における最小値と前記所定の濃度範囲の下限値との差分に基づいて前記構成要素の劣化度合いを判断するステップをさらに備える、請求項２または３に記載の方法。
7. 前記第１のトナー像の前記副走査方向における濃度が前記所定の濃度範囲内に収まっていないと判断した場合に、前記所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応するか否かをさらに判定するステップをさらに備え、
   前記所定の周期は、前記構成要素のうち前記像担持体に当接して回転する構成要素の回転周期、および前記像担持体の回転周期のうち少なくとも一方の回転周期に対応する周期を含む、請求項２または３に記載の方法。
8. 前記所定の濃度範囲外となる位置が所定の周期に対応すると判断した場合に、対応する所定の周期から劣化している構成要素を特定するステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のトナー像を第１の記録材に印刷するステップと、
   前記第２のトナー像を第２の記録材に印刷するステップとをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記構成要素は、前記像担持体と前記像担持体を帯電させるための帯電装置とを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記構成要素は、前記像担持体にトナー像を付着させる現像装置をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１のトナー像の濃度および前記第２のトナー像の濃度は、前記像担持体に形成されたトナー像の濃度である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記画像形成を行う装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を受け取って搬送し記録媒体に前記トナー像を転写する中間転写体を含み、
    前記第１のトナー像の濃度および前記第２のトナー像の濃度は、前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記一様なパターンは、ハーフトーンで構成されるパターンである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法を、前記画像形成を行なう装置のコンピュータに実行させるプログラム。
16. 電子写真方式の画像形成装置であって、
    制御部と、
    表示部と、
    トナー画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体を帯電させるための帯電装置と、
    前記帯電装置に第１の直流電圧を印加する電源装置と、
    前記第１の直流電圧の印加により帯電された像担持体を一様なパターンで露光する露光装置と、
    前記露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第１のトナー像を形成する現像装置とを備え、
    前記電源装置は、前記帯電装置に第２の直流電圧および交流電圧を含む交番電圧を印加し、
    前記露光装置は、前記交番電圧の印加により帯電された像担持体を前記一様なパターンで露光し、
    前記現像装置は、前記交番電圧の印加により帯電されかつ前記一様なパターンで露光された像担持体にトナーを付着することで前記一様なパターンに対応する第２のトナー像を形成し、
    前記制御部は、
    前記第１のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出することにより、検出された前記濃度の最大値と最小値とから前記濃度の変位幅を算出し、
    前記第２のトナー像の主走査方向の所定位置における副走査方向の濃度を検出することにより、検出された前記濃度の最大値と最小値とから前記濃度の変位幅を算出し、
    前記第１のトナー像について算出された前記濃度の変位幅が前記第２のトナー像について算出された前記濃度の変位幅以上である場合、少なくとも帯電および静電潜像の形成を含むプロセスに関連する構成要素に異常が発生していることを示す警告画面を前記表示部に表示させる、画像形成装置。