JP6747010B2 - 画像形成装置および制御プログラム - Google Patents
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Description
さらに好ましくは、潜像を担持搬送するための像担持体と、像担持体に画像パターンを露光するための露光装置とをさらに備える。画像形成部は現像剤担持体を含み、当該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して画像パターンに対応する潜像に現像剤を供給することにより画像パターンを像担持体上で現像する。制御部は、テストモードにおいて、露光装置の光量を通常モードよりも減らす制御、および現像バイアス電圧を通常モードより高く設定する制御のうち少なくとも一方の制御を実行する。
他の局面に従うと、制御プログラムは、画像形成装置のコンピュータに実行させる、当該画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断するための制御プログラムであって、制御プログラムは、作像装置に、副走査方向に所定画像を第1の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成させるステップと、光学センサに、副走査方向における画像パターンの濃度を光学的に検出させるステップと、光学センサの検出結果から、第1の周期に対応する第2の周期を有する特徴画像を検出するか否かを判断するステップと、第2の周期で特徴画像を検出した場合に、回転部材の外周に応じた周期と第2の周期とが対応するか否かを判断するステップと、回転部材の外周に応じた周期と第2の周期とが対応すると判断した場合に、回転部材の状態が劣化していると判断するステップとを備える。
図1は、実施形態に従う画像形成装置に含まれる回転部材の状態をモニタする制御の概要を説明する図である。図1(a)を参照して、画像形成装置は、感光体と、露光装置と、転写ベルトを挟んで当該感光体と対向する転写ローラーとを有する。また、画像形成装置は、転写ベルト上に転写されたトナー画像の濃度を光学的に測定する濃度センサを有する。
(b1.画像形成装置100)
図2は、実施形態1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2に示されるように、画像形成装置100は、内部の略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、回転可能に構成される感光体3Y、3M、3C、3Kをそれぞれ有している。
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。制御部70は、画像形成装置100の全体動作を司る。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像信号が入力されると、制御部70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。
次に、制御部70について説明を行なう。図3は、実施形態1に従う制御部70のハードウェア構成および周辺デバイスの説明である。図3に示されるように、制御部70は、その主要な制御要素として、CPU(Central Processing Unit)72と、RAM(Random Access Memory)74と、ROM(Read Only Memory)76と、インターフェイス(I/F)78とを含む。
図4は、回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図(その1)である。実施形態に従う制御部70は、回転部材の状態を検知するにあたって、図4(a)に示される画像パターンを用いる。一例として、画像パターンは、主走査方向に20mm、600dpiの条件下において副走査方向に5on45off(5ドットの画像領域の後、45ドットの非画像領域)、すなわち2.1mmの単位データを周期T1で繰り返し形成することにより構成される。
図7は、実施形態に従う特徴画像の検出方法を説明するフローチャートである。図7に示される処理は、制御部70が記憶装置90に格納される制御プログラム92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。なお、これらの条件は、以降のフローチャートでも同様のものとする。
図8は、実施形態1に従う画像形成装置100を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。図8に示される例において、制御部70は、回転部材としてブラックの感光体3Kの状態を判断するものとする。図8を参照して、制御部70は、ステップS30において、所定のタイミングか否かを判断する。所定のタイミングとは、たとえば、画像形成装置100に電源を投入されたタイミングが挙げられる。他の局面において、所定のタイミングは、印字枚数が予め定められた値を超えたタイミングであってもよい。さらに他の局面において、所定のタイミングは、画像形成装置100の環境が予め定められた条件を満たしたタイミングであってもよい。予め定められた条件は、一例として、前回に回転部材の状態を判断してから、温度が5℃以上変動した場合、および湿度が10%RH以上変動した場合、のうち少なくとも一方が満たされたときとする。所定のタイミングは、上記で説明した例を任意に組み合わせたタイミングであってもよい。
実施形態1に従う画像形成装置100は、特徴画像が検出される周期T2と特定の回転部材の振動周期とが対応するか否かを判断し、対応する場合に当該特定の回転部材が干渉を引き起こす程度に振動している、すなわち、劣化していると判断する構成であった。実施形態2に従う画像形成装置は、当該画像形成装置を構成する複数の回転部材の各々の外周を記憶し、周期T2と対応する回転部材、すなわち、劣化している回転部材を特定する。また、実施形態2に従う画像形成装置は、基準濃度Vaを基準とした特徴画像の濃度の振幅(以下「特徴画像の振幅」とも称する。)に基づいて、特定した回転部材の状態をより詳しく判断する。なお、実施形態2に従う画像形成装置の基本構成は、実施形態1に従う画像形成装置100の基本構成と略同じであるので、相違する点についてのみ説明する。
図9は、実施形態2に従う特徴画像の振幅(基準濃度と特徴画像の濃度との濃度差)と印字枚数との関係を説明する図である。図9を参照して、画像形成装置100による印字枚数が約30万枚に到達するまでは、特徴画像の振幅に大きな変動は見られない。これは、図6で説明したように、画像形成装置100を構成する回転部材の振動が十分に小さく、当該回転部材の振動と画像パターンとの干渉を特徴画像として検出することができないためである。
次に、特徴画像が検出される周期T2から劣化している回転部材を特定する制御について説明する。図10は、実施形態2に従う画像形成装置100を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。なお、図8と同一符号を付している部分については同じであるため、その部分についての説明は繰り返さない。
上記の実施形態では、単独の回転部材が振動している場合の制御について説明した。しかしながら、画像形成装置の使用が進むと、複数の回転部材が大きく振動することも考えられる。そこで、実施形態3に従う画像形成装置は、複数の回転部材が振動している場合であっても、振動している回転部材を特定するとともに、特定した回転部材の寿命を判断する。以下、その制御について説明する。なお、実施形態3に従う画像形成装置の基本構成は、実施形態1に従う画像形成装置100と略同じであるため、相違する点についてのみ説明する。
実施形態3に従う画像形成装置は、画像領域が形成される周期T1が1種類の画像パターンを用いて、複数の回転部材の状態を判断する構成であった。しかしながら、当該構成は、大きく振動する回転部材が3つ、4つと増えるにつれて処理が複雑になるとともに、回転する部材の特定に時間がかかる。たとえば、大きく振動する回転部材が3つある場合、ステップS70における特徴部分の種類は7(=3C1+3C2+3C3)種類となる。そこで、実施形態4に従う画像形成装置は、特定の回転部材の振動と顕著に干渉する周期T1の画像パターンを、故障するおそれのある回転部材の別に用意して、それぞれの回転部材の状態を個別に判断する。
図16は、実施形態5に従う特徴画像の振幅と印字速度との関係について説明する図(その1)である。図16を参照して、感光体の表面速度(印字速度)が100mm/secおよび300mm/secで画像パターンを形成したとき、特徴画像の振幅は振幅A3となる。
上記の実施形態において、画像パターンを構成する単位データは、周期T1における一部の期間にわたって形成される一様な画像であったが、これに限られない。他の局面において、画像パターンを構成する単位データは、周期T1にわたってトナー濃度が連続的に変化するグラデーション画像であってもよい。さらに他の局面において、画像パターンを構成する単位データは、周期T1における一部の期間にわたって濃度が連続亭に変化する画像であってもよい。これらの条件であっても、回転部材の振動と画像パターンとの干渉が生じるため、画像形成装置は、回転部材の状態を判断できる。
Claims (18)
- 画像形成装置であって、
副走査方向に所定画像を第1の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成するための画像形成部と、
副走査方向における前記画像パターンの濃度を光学的に検出するための濃度検出部と、
前記濃度検出部の検出結果から、前記第1の周期に対応する第2の周期を有する特徴画像を検出するための周期画像検出部と、
前記周期画像検出部が前記特徴画像を検出した場合に、前記画像形成装置を構成する回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応するか否かを判断し、対応すると判断した場合に前記回転部材の状態が劣化していると判断する状態判断部とを備え、
前記画像形成部は、印字速度が異なる複数の条件で前記画像パターンを媒体に形成し、 前記状態判断部は、
前記回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応すると判断した場合に、前記特徴画像の濃度の振幅が大きいほど、前記回転部材がより劣化していると判断し、
前記複数の条件で検出される特徴画像のうち、振幅が最も大きい特徴画像の振幅に基づいて前記回転部材の状態を判断する、画像形成装置。 - 前記所定画像は、前記第1の周期における一部の期間にわたって形成される一様な画像を含む、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記所定画像は、前記第1の周期の少なくとも一部の期間にわたって濃度が連続的に変化する画像を含む、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記周期画像検出部は、前記濃度検出部の検出結果から基準濃度を算出し、
前記第2の周期は、前記基準濃度を基準とした前記画像パターンの濃度の振幅が第1の振幅よりも大きくなる周期を含む、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2の周期は、前記第1の振幅よりも大きくなる前記画像パターンの濃度の振幅のうち、略同じ振幅が検出される周期を含む、請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記所定画像は、前記第1の周期における一部の期間にわたって形成される一様な画像を含む、請求項4または5に記載の画像形成装置。
- 前記所定画像は、前記第1の周期の少なくとも一部の期間にわたって濃度が連続的に変化する画像を含む、請求項4または5に記載の画像形成装置。
- 前記基準濃度は、前記第1の周期よりも長い所定期間における前記画像パターンの濃度のうち最も低い濃度を含む、請求項6または7に記載の画像形成装置。
- 前記基準濃度は、前記第1の周期よりも長い所定期間における、前記一様な画像が形成される領域を除く非画像領域の平均濃度を含む、請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記状態判断部は、前記特徴画像の濃度の振幅が第2の振幅を超えたときに、前記回転部材の寿命であると判断する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- ユーザーに情報を提示するための表示部をさらに備え、
前記状態判断部は、前記回転部材の寿命と判断した場合に、前記表示部に警告を表示する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置を構成する複数の回転部材の各々の外周に関連する情報を記憶するための記憶部をさらに備え、
前記状態判断部は、前記周期画像検出部が前記特徴画像を検出した場合に、前記第2の周期と前記複数の回転部材の各々の外周に応じた周期とをそれぞれ対比させて、前記複数の回転部材のうち前記第2の周期に対応する一の回転部材の状態が劣化していると判断する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 入力された画像データを印字するための通常モードと、前記回転部材の状態を判断するためのテストモードとを切り替え可能に構成される制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記テストモードにおいて、前記通常モードとは異なる印字条件で前記画像パターンを媒体に形成する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、所定のタイミングで前記テストモードに切り替える、請求項13に記載の画像形成装置。
- 潜像を担持搬送するための像担持体と、
前記像担持体に前記画像パターンを露光するための露光装置とをさらに備え、
前記画像形成部は、現像剤担持体を含み、当該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記画像パターンに対応する潜像に現像剤を供給することにより前記画像パターンを前記像担持体上で現像し、
前記制御部は、前記テストモードにおいて、前記露光装置の光量を前記通常モードよりも減らす制御、および前記現像バイアス電圧を前記通常モードより高く設定する制御のうち少なくとも一方の制御を実行する、請求項13または14に記載の画像形成装置。 - 前記濃度検出部から投光される光束のスポット径は、前記第1の周期と前記回転部材の外周に応じた周期との最小公倍数の周期を前記回転部材の表面速度で除した値よりも小さくなるように構成される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成部は、電子写真方式により前記画像パターンを媒体に形成する、請求項1〜16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置のコンピュータに実行させる、当該画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断するための制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、
作像装置に、副走査方向に所定画像を第1の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成させるステップと、
光学センサに、副走査方向における前記画像パターンの濃度を光学的に検出させるステップと、
前記光学センサの検出結果から、前記第1の周期に対応する第2の周期を有する特徴画像を検出するか否かを判断するステップと、
前記第2の周期で前記特徴画像を検出した場合に、前記回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応するか否かを判断するステップと、
前記回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応すると判断した場合に、前記回転部材の状態が劣化していると判断するステップとを前記コンピュータに実行させ、
前記作像装置に、副走査方向に所定画像を第1の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成させるステップは、印字速度が異なる複数の条件で前記画像パターンを媒体に形成し、
前記回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応すると判断した場合に、前記回転部材の状態が劣化していると判断するステップは、
前記回転部材の外周に応じた周期と前記第2の周期とが対応すると判断した場合に、前記特徴画像の濃度の振幅が大きいほど、前記回転部材がより劣化していると判断し、
前記複数の条件で検出される特徴画像のうち、振幅が最も大きい特徴画像の振幅に基づいて前記回転部材の状態を判断する、制御プログラム。
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