(57)【要約】【課題】  画像プロセスで形成される縦スジの要因に適応した交換すべきユニットを短時間、かつ、低コストで特定する。【解決手段】    所定方向へ回転駆動される感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、静電潜像を形成するため、帯電手段により帯電された前記感光体を露光する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、感光体上の前記画像をシートに転写する転写手段と、感光体、帯電手段、露光手段、現像手段を備える画像形成装置において、転写手段を制御してテスト画像が形成されたテストシートを出力させる。そして、読取装置から出力された、前記テストシートに関する読取データを取得し、該取得された前記読取データに基づいて異常箇所を判定する。この際、テスト画像において前記所定方向へのびたスジ画像の濃度に基づいて異常箇所を判定する。【選択図】  図１１
2018132682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向へ回転駆動される感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
静電潜像を形成するため、前記帯電手段により帯電された前記感光体を露光する露光手段と、
前記感光体上の前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、
前記感光体上の前記画像をシートに転写する転写手段と、
前記感光体、前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段を制御してテスト画像が形成されたテストシートを出力させる制御手段と、
読取装置から出力された、前記テストシートに関する読取データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記読取データに基づいて異常箇所を判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、前記テスト画像において前記所定方向へのびたスジ画像の濃度に基づいて前記異常箇所を判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記テスト画像において所定方向へのびたスジ画像の濃度が所定濃度以下ならば前記現像手段に異常が生じていると判定し、
前記判定手段は、前記テスト画像において所定方向へのびた前記スジ画像の濃度が前記所定濃度より濃ければ前記帯電手段に異常が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記所定方向へのびた前記スジ画像の幅が所定幅未満ならば、前記露光手段に異常が生じていると判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記テスト画像は、第１テスト画像と、前記第１テスト画像と異なる濃度の第２テスト画像とを含み、
前記判定手段は、前記第１テスト画像において前記所定方向へのびた第１スジ画像の濃度と、前記第２テスト画像において前記所定方向へのびた第２スジ画像の濃度とに基づいて前記異常箇所を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１スジ画像の濃度と前記第２スジ画像の濃度との差が閾値以下ならば前記現像手段に異常が生じていると判定し、
前記判定手段は、前記差が前記閾値より大きければ前記帯電手段に異常が生じていると判定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置の異常箇所を報知する報知手段をさらに有し、
前記報知手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて前記異常箇所を報知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、画像形成装置の一部を交換ユニットとして交換自在に構成する技術が知られている（特許文献１）。代表的な交換ユニットとしてはトナーを収納したトナーユニット、帯電部、現像部、クリーニング部のうちいずれか１つと感光体とを一体化したプロセスユニットがある。さらに、交換ユニットとしてはトナー容器、感光体、現像部、帯電部等の作像手段をすべて一体化したプロセスユニット等がある。
【０００３】
画像形成装置に対して交換ユニットを交換可能にすることで、使用者（ユーザ）およびサービスマンが画像形成装置のメンテナンスを容易に行うことができる。即ち、画像形成装置の一部を交換ユニットにすると、メンテナンスが必要な部分をユニット単位で交換するだけでメンテナンスが完了するので、ユーザおよびサービスマンの利便性が向上する。
【０００４】
しかしながら、ユーザおよびサービスマンは出力画像の異常を認識しても、どの交換ユニットを交換すべきか判定できない場合が多い。例えば、出力画像に白く抜けるスジがある場合、現像器の状態に異常があるのか、露光部に毛髪等が付着して露光状態に異常があるのか判定できない。
そのため、画像形成装置のメンテナンスを行う際には異常な部分を特定するために長い時間がかかり、画像形成装置を稼動させることができない長時間のダウンタイムが発生していた。
また、ユーザおよびサービスマンが異常な部分を正確に特定できない場合、異常が発生していない部分まで交換することがあり、メンテナンスコストが増大することがあった。
【０００５】
また、画像に発生する異常の一つに、記録材の搬送方向に発生するスジ画像（以下、縦スジと称す）がある。縦スジの発生原因には、露光部の汚れ、現像部の現像剤のコートムラ、帯電部の帯電不良により発生するものが同業者の間で周知である。
【０００６】
このような課題に対して、特許文献２では装置に異常が発生した場合には、異常を解決するために交換すべき交換ユニットの特定が特定手段によって行われる。そして、特定手段による特定結果に基づいて交換すべきユニットの情報が報知手段によって報知される画像形成装置が提案されている。
具体的には、画像判定用のベタトナー画像を像担持体である転写ベルト上に形成し、長手方向にわたり配列されるＣＣＤで画像濃度を検知する。その後、読み取られたベタ画像濃度をコントローラによって解析し、異常なプロセスユニットの特定を行う。そして、コントローラによる特定結果に基づいて報知手段である液晶パネルに交換すべき交換ユニットの情報を報知する。その際、コントローラが交換すべき交換ユニットがないものと判定した場合、液晶パネルにその旨が報知される。
また、特許文献３では、露光がない状態と露光が有る状態でテスト画像を形成することで画像不良の原因が露光部か帯電部かを判定する画像形成装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2005−128414号公報
【特許文献２】特開2009―42691号公報
【特許文献３】特開2009―63810号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の構成によれば、交換ユニットがイエローステーション、マゼンタステーション、シアンステーション、ブラックステーションの何れであるかを特定できる。
しかしながら、帯電部、現像部、露光部、の何れの部材を交換またはメンテナンス作業をすべきかまでは十分に特定を行えていない。
【０００９】
特許文献３の構成では、露光がない状態での画像（以下「アナログ画像」という。）と露光がある状態での画像（以下「デジタル画像」という。）を用いて、露光部に原因があるかを特定している。
しかしながら、アナログ画像を形成すると、主走査方向の画像形成可能領域の全域にわたって画像が形成される。図１６に示すように、アナログ画像とデジタル画像の違いを示す。図１６(a)のデジタル画像では非画像部があるのに対し、図１６(b)のアナログ画像では主走査方向全域が画像部となることがわかる。
【００１０】
このため、感光体部が記録材よりも大きい場合、使用する記録材の用紙外まで画像形成することになり、転写部ベルトクリーニング部への負荷が大きくなり、クリーニング不良の原因となる。また、トナーが無駄に消費されることになる。また、通常のプリントと異なる専用の画像形成条件を備える必要がある。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、画像プロセスで形成される縦スジの要因に適応した交換すべきユニットを短時間、かつ、低コストで特定できる仕組みを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は以下に示す構成を備える。
所定方向へ回転駆動される感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、静電潜像を形成するため、前記帯電手段により帯電された前記感光体を露光する露光手段と、前記感光体上の前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、前記感光体上の前記画像をシートに転写する転写手段と、前記感光体、前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段を制御してテスト画像が形成されたテストシートを出力させる制御手段と、読取装置から出力された、前記テストシートに関する読取データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記読取データに基づいて異常箇所を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段は、前記テスト画像において前記所定方向へのびたスジ画像の濃度に基づいて前記異常箇所を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画像プロセスで形成される縦スジの要因に適応した交換すべきユニットを短時間、かつ、低コストで特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置を説明する断面図である。
【図２】画像形成装置を含むシステムの構成を示す図である。
【図３】現像スリーブ上にコートされるトナー状態を説明する図である。
【図４】現像コート不良が原因の白スジの状態を説明する図である。
【図５】露光不良が原因の白スジの状態を説明する図である。
【図６】レーザースポット径と異物との関係を示す図である。
【図７】感光ドラム表面上の光量変化特性を示す図である。
【図８】感光ドラム表面上の抵抗変化特性と濃度特性を示す図である。
【図９】色別の縦スジ検出チャートを示す図である。
【図１０】画像診断処理を示すフローチャート図である。
【図１１】解析処理を示すフローチャート図である
【図１２】表示装置に表示するＵＩ画面を示す図である。
【図１３】色別の縦スジ検出チャートを示す図である。
【図１４】画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１５】感光体に形成されるスジ部の状態を示す図である。
【図１６】感光体の帯電特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜システム構成の説明＞
〔第１実施形態〕
［画像形成装置］
図１は、画像形成装置1の概略断面図である。画像形成装置1は、リーダ200とプリンタ115とを備える。リーダ200は原稿201を読み取り、プリンタ115はリーダ201の読取結果に基づいて画像を形成する。画像形成装置1はＰＣなどから転送された印刷データに基づいて画像を印刷する。画像形成装置1は電子写真方式の画像形成装置である。つまり、画像形成装置1は感光体上にトナー画像を形成し、当該トナー画像を感光体から記録材（シート）Ｐに転写し、定着装置40を用いて記録材Ｐに画像を定着させる。なお、画像形成装置1は電子写真方式の画像形成装置に限らず、例えば、インクジェット方式の画像形成装置であってもよい。感光体11は、矢印で示す所定方向へ回転駆動される。
【００１６】
まず、リーダ200について説明する。リーダ200は読取手段として機能する。リーダ200は、原稿台ガラス202、光源203、レンズ204、ＣＣＤセンサー205、リーダ画像処理部208を備える。
【００１７】
原稿台ガラス202上に置かれた原稿201は、光源203によって照射されレンズ204を介してＣＣＤセンサー205に結像される。ＣＣＤセンサー205は3列に配列されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサーを複数備える。ＣＣＤセンサー205は、ラインセンサー毎にレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。光源203、レンズ204、及びＣＣＤセンサー205は矢印の方向に移動することにより原稿201を読み取る。ＣＣＤセンサー205は、原稿201の画像信号をリーダ画像処理部208へ転送する。
【００１８】
リーダ200は、原稿台ガラス202に載置された原稿201をつき当てて、原稿201の位置を規制するつき当て部材207を備える。さらに、リーダ200は、ＣＣＤセンサー205をキャリブレーションするために用いる基準白色板206を備える。リーダ画像処理部208は、ＣＣＤセンサー205からの画像信号に画像処理を施し、コントローラ102へ転送する。コントローラ102は画像形成装置1を制御する。コントローラ102は、例えば、画像形成装置1により形成される画像の階調特性を理想的な階調特性に修正するために、入力された画像信号に画像処理を施す。
【００１９】
次に、プリンタ115について説明する。
プリンタ115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画像形成部10を備えている。画像形成部10は図１の左側から順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した画像を形成する。画像形成部10の各々は感光ドラム11を備えている。各画像形成部10は、感光ドラム11の周囲に帯電器12、露光装置13、現像剤を収容する現像器14、一次転写ローラ17、ドラムクリーナ15を備える。中間転写ベルト31は、ローラ36と駆動ローラ37と二次転写ローラ34とに掛け回される。中間転写ベルト31には画像形成部10によって形成されたトナー画像が転写される。二次転写ローラ34は中間転写ベルト31上のトナー画像を記録材Ｐへ転写する。転写クリーナ35は、中間転写ベルト31から記録材Ｐへ転写されずに中間転写ベルト31に残留したトナーを除去する。二次転写ローラ34は、感光体11上から中間転写ベルト3に転写された画像をシートに転写する。
【００２０】
次に、記録材Ｐ上にトナー画像を形成するまでの手順について説明する。ここでは、ブラック（Ｂｋ）のトナー画像を形成する手順について詳しく説明を行う。他色のトナー画像を形成する手順も同様です。
感光ドラム11は駆動源（不図示）によって矢印方向に回転する。感光ドラム11の表面が帯電器12によって均一に帯電される。露光装置13は画像データに基づいて感光ドラム11を露光する。これによって感光ドラム11の表面には静電潜像が形成される。現像器14は、非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアとを含む二成分現像剤を用いて、感光ドラム11上の静電潜像を現像する。これによってレーザ光が露光された部分に現像剤（トナー）が付着し、感光ドラム11上にはトナー像が形成される。
【００２１】
ブラックの感光ドラム11上のトナー画像は一次転写ローラ17によって、中間転写ベルト31に一次転写され、ブラックの感光ドラム11に残ったトナーはドラムクリーナ15によって除去される。こうして、ブラックの感光ドラム11は次の画像形成が可能な状態となる。
【００２２】
一方、給送カセット20または給送トレイ25に置かれた記録材Ｐは、給送機構（不図示）によって1枚ずつ給紙されてレジストレーションローラ対23へ向けて搬送される。記録紙Ｐは、中間転写ベルト31上のトナー画像が記録材Ｐの所望の位置に転写されるように、記録材Ｐを中間転写ベルト31と二次転写ローラ34との間に搬送する。
二次転写ローラ34には高圧電源（不図示）から転写バイアスが印加されており、二次転写ローラ34は中間転写ベルト31上のトナー画像を記録材Ｐに転写する。中間転写ベルト31上に残ったトナーは転写クリーナ35によって除去され、中間転写ベルト31は次の画像形成が可能な状態となる。トナー画像が転写された記録材Ｐは定着装置40へ搬送される。定着装置40はヒータを備えたローラ対を備え、トナー画像が転写された記録材Ｐを加熱および加圧する。これによって記録材Ｐ上のトナー画像は記録材Ｐに定着される。トナー像が定着した記録材Ｐは排紙ローラ63によって排紙トレイ64に排紙される。
【００２３】
なお、感光ドラム11、帯電器12およびドラムクリーナ15は一つのプロセスカートリッジ50に保持されている。プロセスカートリッジ50は画像形成装置1に脱着可能である。
従って、プロセスカートリッジ50を交換するのみで、感光ドラム11、帯電器12、ドラムクリーナ15の交換を行うことができる。このため、ユーザおよびサービスマンが装置をメンテナンスする際の煩雑さ、およびメンテナンス時間の短縮を図ることができる。さらに、現像器14は、画像形成装置1に脱着可能である。
【００２４】
さらに、一次転写ローラ17、中間転写ベルト31は転写ユニットに保持される。転写ユニットは画像形成装置1に脱着可能である。転写ユニットの交換のみで一次転写ローラ17、中間転写ベルト31の交換を行うことができるので、ユーザおよびサービスマンが装置をメンテナンスする際の煩雑さ、およびメンテナンス時間の短縮を図ることができる。
さらに、画像形成装置1では転写クリーナ35は画像形成装置1に脱着可能である。
【００２５】
［画像形成装置のシステム構成］
次に、画像形成装置1のシステム構成について説明する。
図２は、画像形成装置1を含むシステムの構成を示す図である。
図２において、画像形成装置1はネットワーク123を介して他のネットワーク対応機器と通信可能に接続されている。また、ＰＣ124はネットワーク123を介して画像形成装置1と接続されている。ＰＣ124内のプリンタドライバ125は画像形成部10へ印刷データを送信する。
【００２６】
ネットワークＩ/Ｆ122は印刷データ等の受信を行う。コントローラ102はＣＰＵ127やインタプリタ104、レンダラ112、画像処理部114を備える。インタプリタ104は受信した印刷データに基づいて画像データ（中間言語データ105）を生成する。
【００２７】
ＣＭＳ106ではソースプロファイル107及びデスティネーションプロファイル108を用いて色変換を行い、中間言語データ（ＣＭＳ後）111を生成する。ここでＣＭＳ106は後述するプロファイルの情報を用いて色変換を行う。また、ソースプロファイル107はＲＧＢやＣＭＹＫ等のデバイスに依存する色空間をＣＩＥ（国際照明委員会）が定めたＬ*ａ*ｂ*（以下「Ｌａｂ」という。）やＸＹＺ等のデバイス非依存の色空間に変換するためのプロファイルである。
ＸＹＺはＬａｂと同様にデバイス非依存の色空間であり、3種類の刺激値で色を表現する。
また、デスティネーションプロファイル108はデバイス非依存色空間を画像形成装置1に依存したＣＭＹＫ色空間に変換するためのプロファイルである。
【００２８】
一方、ＣＭＳ109はデバイスリンクプロファイル110を用いて色変換を行い、中間言語データ（ＣＭＳ後）111を生成する。ここでデバイスリンクプロファイル110はデバイス依存色空間を画像形成装置1に依存したＣＭＹＫ色空間に直接変換するためのプロファイルである。ＣＰＵ127は、プリンタドライバ125における設定に基づいて、ＣＭＳ106とＣＭＳ109とのいずれか一方を選択し、色変換を実行する。
【００２９】
レンダラ112は、生成した中間言語データ（ＣＭＳ後）111からラスター画像113を生成する。画像処理部114はラスター画像113やリーダ200が読み取った画像データに対して画像処理を行う。画像処理部114について詳細は後述する。リーダ200が原稿を読み取った場合、画像処理部104はリーダ画像処理部208から転送された画像データに画像処理を実行する。リーダ画像処理部208は、ＲＧＢの画像信号値をＣＭＹＫ色空間に変換して画像処理部104へ転送する。
表示装置118はユーザへの指示や画像形成装置1の状態を表示するＵＩ（ユーザーインターフェース）である。コピー、送信処理等の他、後述する画像診断結果を表示する。入力装置120はユーザからの入力を受け付けるためのインタフェースである。なお、表示装置118と入力装置120とはタッチパネルディスプレイであってもよい。メモリ121はコントローラ102によって処理されたデータやコントローラ102が受け取ったデータを保存する。画像診断部126はテストシートである検出チャートの読取データの結果を解析して異常箇所の画像診断処理を行う。画像診断部126は検出チャートにスジ画像があるか否かを判定する。さらに、画像診断部126は、スジ画像が白スジ画像であるか黒スジ画像であるかを判定する。
【００３０】
サーバー128はネットワーク130を介して画像形成装置1と通信可能に接続される。ネットワーク130は、ネットワーク123とつながっている。図２において、サーバー128は画像形成装置1とのみつながっているが、複数の画像形成装置と通信可能に接続されている。
ＣＰＵ127はプリンタ115を制御して、記録材Ｐを給紙させ、記録材Ｐに画像を形成させ、記録材Ｐを排紙させる。さらに、ＣＰＵ127はプリンタ115を制御して検出チャートを印刷させる。
【００３１】
[縦スジ画像] 
次に、プリンタ115が印刷する出力物において発生する縦スジについて現象と特徴を説明する。
【表１】
2018132682.tif 000003
表1は、プリンタ115が印刷する出力物において発生する縦スジの種類、交換すべきユニット、スジの特徴を説明するものである。なお、白スジは適正な濃度よりも薄いスジ画像であり、黒スジは適正な濃度よりも濃いスジ画像である。
【００３２】
〔現像コート不良が原因の白スジ〕
まず、第一の縦スジは現像コート不良白スジである。
図３は、図１に示した現像器14の現像スリーブ上にコートされる現像剤の様子を説明する図である。
図３(a)に示すように、現像器14は内部にマグネット141を内包して回転自在に現像容器143に支持される現像スリーブ142と、現像スリーブ142に担持される現像剤の厚みを規制する規制ブレード146とを備える。現像スリーブ142は現像剤を担持する現像剤担持体として機能する。規制ブレード146は現像スリーブ142と所定間隔だけ離して配置されている。
【００３３】
しかしながら、図３(b)に示すように、異物148が現像スリーブ142と規制ブレード146との間に詰まると、現像スリーブ141に現像剤が担持されない可能性がある。ここで、異物148は、例えば、埃、又は髪の毛などである。これによって、図４(a)に示すように、現像スリーブ142上に現像剤が担持されない領域（Ａ）が発生する。そのため、出力画像には一直線の連続する白スジが発生する。一般に、スジ部の濃度は、0.2以下である。
〔現像コート不良が原因の白スジに対する対処例〕
現像白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。
【００３４】
現像コート不良が原因の白スジの特徴を説明する。
異物148のサイズにより縦スジの幅が決まるので、記録材Ｐが搬送される方向に直交する方向の白スジの幅は任意の幅になる。また、現像スリーブ142上に現像剤が担持されないので、画像信号値が増加しても、現像スリーブ142上に担持される現像剤の量は変化しない。そのため、図４(b)の特性図に示すように、白スジの濃度は所定値以上に濃くならない。
【００３５】
〔露光不良が原因の白スジ〕
次に、第二の縦スジは露光不良が原因の白スジである。
図５(a)に示すように、露光不良が原因の白スジは露光装置13の防塵ガラス132の長手方向の一部にホコリ又は髪の毛又はトナーなどの異物135が付着することが原因である。これによって、感光ドラム11の表面に照射されるレーザー光が遮られるので、レーザー光が感光ドラム11を走査する方向に直行する方向縦スジが形成される。なお、レーザ光が感光ドラム11を走査する方向に直行する方向は記録材Ｐが搬送される方向と同じである。ここで、画像形成装置1は感光ドラム11上のトナーが付着する部分にレーザー光を照射する。
レーザー光が遮られると露光光量が低下し、感光ドラム11の表面電位が変化する。この結果、現像されるトナーが減少して白スジが発生する。
〔露光不良が原因の白スジに対する対処例〕
露光不良が原因の白スジを解消するためには、防塵ガラス132の清掃作業を行うか露光装置を交換する必要がある。
【００３６】
露光不良が原因の白スジの特徴を説明する。
露光不良が原因の白スジは光量が一律で低くなることに起因するので、図５(b)に示すように、正常部の濃度が増加するほどスジ画像の濃度も増加する。つまり、画像信号によってスジ画像の濃度が変化する。なお、図５(b)の縦軸は、濃度を示し、横軸は、画像信号を示す。
次に、露光不良が原因の白スジの幅について説明する。
レーザー光は感光ドラム11の表面において焦点が合うように光学設計されている。このため、防塵ガラス132上では焦点が合わず、レーザースポット136は、0.5〜2.0[mm]程度の幅をもつ。なお、レーザースポット136の幅は、露光装置13の装置構成と防塵ガラス132から感光ドラム11の表面までの距離によって決まる。防塵ガラス132上でのレーザースポット136の幅は、例えば1.0[mm]である。
【００３７】
図６は、図５に示した感光ドラム1と、防塵ガラス132との配置構成に基づくレーザースポット径を説明する図である。
図６の例は、レーザー光が感光ドラム11を走査する際に、防塵ガラス132に付着した異物135によりレーザー光が遮られ始める点Ａでのレーザースポットと、レーザー光の遮りが終わる点Ｂでのレーザースポットとを模式的に示している。
ここで、防塵ガラス132上に付着した異物135は、0.20[mm]以下とする。防塵ガラス132上でのレーザースポット136の幅は1.0[mm]よりも小さい。また、感光ドラム11面上の光量は防塵ガラス132上でのレーザースポット136が積分された積分光量となる。
以上より、図６においてレーザー光が点Ａから点Ｂへ走査する際に、異物135が遮る光量は一定である。そして、露光光量が低下する幅は、防塵ガラス132上でのレーザースポット136の幅で決まる。防塵ガラス132上でのレーザースポット136の幅に対して、感光ドラム11面上での走査位置は、露光装置13の構成で決まり、図６の点Ａ'から点Ｂ'までの範囲において、光量が低下し白スジが現れる。
露光不良が原因の白スジの幅は、例えば1.4[mm]である。なお、実験によれば、一般的な画像形成装置1の構成では、露光不良が原因の白スジの幅は、0.5から3.0[mm]程度である。また、防塵ガラス132上でのレーザースポット136の幅が小さいほど、同じ異物135が露光量を遮る割合が大きくなる。
【００３８】
図７は、図１に示した感光ドラム表面上の光量変化特性を示す図である。なお、横軸は、ドラム表面上の主走査方向位置[mm]を示し、縦軸は、光量変化率[%]を示す。
図７に示すように、異物135の幅を50μm、100μm、200μm、と変えた際に、異物135の幅によらず、光量変化が起こる幅は変化しない。以上より、露光不良が原因の白スジの幅は、異物135のサイズによらずの固有の幅となることがわかる。
【００３９】
〔帯電不良が原因の白スジ〕
次に、第三の縦スジは帯電不良が原因の白スジである。
図８(a)は、図１に示した感光ドラム11の表面の抵抗変化特性を示す図である。横軸は、レーザー光が走査する方向（主走査方向）において感光ドラム11の表面上の位置[mm]を示し、縦軸は、帯電された感光ドラム11の表面電位（帯電電位）Vdを示す。図８(a)は、画像信号と濃度との関係を示す特性図であり、横軸は画像信号[%]を示し、縦軸は、濃度を示す。
帯電器12は、帯電器12を感光ドラム11に接触させて帯電を行う接触方式を用いる。接触方式の帯電では、主走査方向の特定の位置で感光ドラム11のクリーニング不良により、現像剤に含まれる外添剤が帯電器12に付着する可能性がある。その結果、図８(a)に示すように、感光ドラム11の表面電位Ｖｄは、部分的に変化してしまう。帯電電位Ｖｄが増加すると、図８(b)に示すように、同じ画像信号に基づいて形成された画像の濃度が正常部に対して相対的に低下する。これによって、感光ドラム11の表面に付着する現像剤の量が減少するので帯電不良が原因の白スジが現れる。
【００４０】
帯電不良が原因の白スジの特徴は、主に感光体ドラム11のクリーニング不良により、外添剤が帯電器12に付着する事が原因なので、主走査方向において白スジの幅は任意の幅となる。
また、帯電不良が原因の白スジは、正常部の濃度が増加ほど白スジの濃度も増加する。
【００４１】
〔帯電不良が原因の黒スジ〕
次に、第四の縦スジは帯電不良が原因の黒スジである。
接触方式の帯電器12では、主走査方向の特定の位置で感光体ドラム11のクリーニング不良により、トナーが帯電器12に付着することがある。帯電器12にトナーが付着すると、帯電器12の抵抗値は部分的に小さくなる。また、帯電器12の表層が剥れることによって、帯電器12の抵抗値が部分的に小さくなる。
その結果、図８(a)に示すように、感光ドラム11の表面電位Ｖｄは、部分的に変化してしまう。帯電電位Ｖｄが低下すると、図８(b)に示すように、同じ画像信号に基づいて形成された画像の濃度が正常部に対して相対的に増加する。これによって、感光ドラム11の表面に付着する現像剤の量が増加するので帯電不良が原因の黒スジが現れる。
【００４２】
帯電不良が原因の黒スジの特徴は、主に感光ドラム11のクリーニング不良により、トナーが帯電器12に付着すること、または、帯電器12の表層が剥れる事が原因なので、主走査方向において黒スジの幅は任意の幅となる。また、正常部の濃度が増加するほど、帯電不良が原因の黒スジの濃度も増加する
【００４３】
[縦スジ検出チャート]
次に、縦スジが発生する原因を診断するためにプリンタ115が印刷する検出チャートについて説明する。
【００４４】
検出チャートは、特別な画像形成条件ではなく、通常のプリントに用いる画像形成条件（出力画像を形成するための画像形成条件）に基づいて形成される。このため、予め検出チャートをプリントするための専用の画像形成条件を画像形成装置1に設定する必要がない。ここで、画像形成条件とは、帯電器12に印加される帯電バイアス、現像装置14の現像スリーブ141に供給される現像バイアス、露光装置13のレーザー光の強度、一次転写ローラ17及び二次転写ローラ34に供給される転写バイアスである。
また、検出チャートを出力する記録材ＰとしてはＡ3サイズ（幅方向長さ297[mm]、搬送方向長さ420[mm]）を用いているが、検出チャートを出力する記録材Ｐのサイズは前述のサイズに限るものではない。
【００４５】
検出チャートは、図９に示すように、イエロー（Ｙ）の画像パターンＰＹ1、マゼンタ（Ｍ）の画像パターンＰＭ1、シアン（Ｃ）の画像パターンＰＣ1、及びブラック（Ｂｋ）の画像パターンＰＫ1を含む。画像パターンＰＹ1、ＰＭ1、ＰＣ1、及びＰＫ1は所定濃度となるような画像信号値（50％）を用いて形成される。ここで、所定濃度とは人間の目が濃度の違いに気づきやすい濃度、又は、リーダの読取感度が高い濃度であることが好ましい。そこで、所定濃度は、例えば、０．６とする。また、画像パターンＰＹ1、ＰＭ1、ＰＣ1、及びＰＫ1の長手方向は主走査方向に相当する。つまり、画像パターンＰＹ1、ＰＭ1、ＰＣ1、及びＰＫ1の長手方向は記録材Ｐの搬送方向に直行する方向に相当する。
【００４６】
以下、検出チャートの画像パターンの大きさについて説明する。
記録材Ｐが搬送される方向において各画像パターンの長さは100[mm]とした。なお、記録材Ｐが搬送される方向において各画像パターンの長さは30[mm]以上あれば、縦スジの検出は可能である。記録材Ｐが搬送される方向に直交する方向（主走査方向）の画像パターンの幅は画像形成可能領域全域とした。
【００４７】
［画像診断処理]
画像形成装置1が実行する画像診断処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。図１０は、表1に示した4種類の縦スジを検出する処理例である。なお、図１０の各処理はコントローラ102内のＣＰＵ127がメモリ121に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。さらに、取得されたデータはメモリ121に保存される。出力画像の画質に問題が発生した場合にユーザ又はサービスマンが画像形成装置1に実行させる処理であり、画像診断部126にて制御される。
【００４８】
まず、ＣＰＵ127は、画像診断の実行コマンドを入力されると、プリンタ115を制御して検出チャートを印刷する (S301）。例えば、ユーザ又はサービスマンが入力装置120を介して画像診断の実行ボタンを押下すると、入力装置120はＣＰＵ127へ画像診断の実行コマンドを入力する。ステップＳ301において、プリンタ115は、現在の画像形成条件に基づいて図９に示す検出チャートを印刷する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ127は、検出チャートのスキャン画像を取得する（Ｓ303）。ユーザ又はサービスマンが検出チャート302を原稿台ガラス202に載置し、ユーザまたはサービスマンが入力装置120のスキャン開始ボタンを押下すると、ＣＰＵ127はリーダ200を制御して検出チャートの読み取りを実行する。これによって、リーダ200から検出チャートの読取結果に対応するスキャン画像データが画像診断部126へ転送される。画像診断部126は、スキャン画像データに対して解析処理を実行する(S305）。
【００５０】
画像診断部126は、検出チャートに対応するスキャン画像データに基づいて、検出チャートに含まれるスジ画像を検出する。画像診断部126は、縦スジの画像特徴量として、スジ画像の種類（白スジ画像または黒スジ画像）、スジ画像の幅、正常部の濃度、スジ画像の濃度、スジ画像の発生している主走査方向における位置を取得してメモリ121に保持する。
画像診断部126は、予め定めた閾値と画像特徴量を比較し、縦スジが発生しているか否かを判定する。さらに、画像診断部126は、故障箇所および交換ユニットを選択する。
【００５１】
次に、ＣＰＵ127は、故障箇所、交換ユニット、又は故障箇所と交換ユニットとの両方のいずれか1つを表示装置118に表示する(S309）。表示装置118への表示例を図１２に示す。図１２に示す表示例は、故障箇所と交換ユニットとの両方が表示される例である。
図１２は、図２に示した表示装置118に表示するＵＩ画面を示す図である。
図１２において、表示装置108には、画像診断の結果が、メッセージ1201とコード化した情報1202によって表示されている。
また、ＣＰＵ127は、ステップＳ307において画像診断部126が縦スジの発生は無いと判定した場合、画像形成装置1の画質に問題はないという旨のメッセージを表示装置118に表示する。
これにより、具体的な情報で縦スジ発生および交換ユニットの内容がわかるため、ユーザおよびサービスマンが交換ユニットを容易に判定することができる。
【００５２】
図１１は、画像診断部126が検出チャートのスジ画像を解析する解析処理を説明するフローチャートである。以下、解析処理を図１１に基づいて説明する。なお、各ステップは、画像診断部126がメモリ121に記憶された解析処理のプログラムを実行することにより実現される。以下、スジ画像を解析して得られる判定結果に従って異常箇所を報知する処理を説明する。
【００５３】
画像診断部126は、検出チャートの読取結果に対応するスキャン画像データに基づいて主走査方向における位置ごとにスジ画像が発生しているか否かを判定する（Ｓ1102）。なお、画像診断部126は、すべての画像パターンＰＹ1、ＰＭ1、ＰＣ1、及びＰＫ1にスジ画像が発生しているか否かを判定する。
次に、ステップＳ1102において、画像診断部126によってスジ画像が発生していないと判定された場合、ＣＰＵ127はスジ画像が発生していない旨のメッセージを表示装置118に表示する（Ｓ1107）。そして、ＣＰＵ127は解析処理を終了する。
一方、ステップS1102において、画像診断部126によってスジ画像が発生していると判定された場合、ＣＰＵ127は画像診断部126を制御して、スジ画像が発生している色を特定する(S1103）。画像診断部126は、画像パターンデータＰＹ1にスジ画像が発生していると判定した場合、イエローにスジが発生していると判定する。なお、リーダ200は、検出チャートを読み取る際、記録材Ｐの搬送方向に並ぶ画像パターンデータＰＹ1、ＰＭ1、ＰＣ1、及びＰＫ1を読み取るので、1スキャンによってスジ画像が発生している色を特定することができる。
【００５４】
次に、画像診断部126は、スジ画像の種類が白スジ画像であるか黒スジ画像であるかを判定する(S1104）。
ステップS1104において、画像診断部126がスジ画像は白スジ画像でないと判定した場合、画像診断部126は、帯電不良が原因の黒スジ画像が発生していると判定する(S1108）。そして、ＣＰＵ103は、プロセスカートリッジ50の交換を促すためのメッセージを表示装置118に表示させ(S1112）、解析処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップS1104において、画像診断部126がスジ画像は白スジ画像であると判定した場合、画像診断部126は、露光不良が原因の白スジ画像であるか、帯電不良が原因の白スジ画像であるかを判定する。画像診断部126は、白スジ画像の幅が所定範囲内か否かを判定する（Ｓ1105）。
【００５６】
ここで、前述したように、露光不良が原因の白スジ画像なら、白スジ画像の幅が所定範囲内（例えば、1.4[mm]）となるはずである。そこで、ステップS1105において、画像診断部126は、白スジ画像の検出精度を考量して、白スジの幅が1.2[mm]から1.6[mm]の範囲（所定幅未満）にあるか否かを判定する。
ステップＳ1105において、画像診断部126は白スジ画像の幅が1.2[mm]から1.6[mm]までの範囲にあると判定した場合、画像診断部126は、露光不良が原因の白スジ画像が発生していると判定する(S1109）。そして、ＣＰＵ127は、露光装置13の清掃若しくは露光装置13を交換する旨のメッセージを表示装置118に表示させ(S1013）、解析処理を終了する。ここで、スジ画像の特徴量のうち、主走査方向におけるスジ画像の幅が所定範囲内であれば、ＣＰＵ127は露光装置13の交換が必要であると判定する。
一方、S1105において、画像診断部126は白スジ画像の幅が1.2[mm]から1.6[mm]の範囲内ではないと判定した場合、画像診断部126はスジ画像の濃度が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ1106）。画像診断部126は、閾値（濃度）を0.2として、スジ画像の濃度を測定する。ここで、画像診断部126は、スジ画像の濃度が0.2（所定濃度以下）以下でなければ、帯電不良が原因の白スジ画像が発生していると判定する(S1110）。そして、ＣＰＵ127は、該当色のプロセスカートリッジ51の交換を促すメッセージを表示装置118に表示させ(S1114）、解析処理を終了する。
一方、ステップS1106において、画像診断部126は、スジ画像の濃度が0.2以下であれば、現像コート不良が原因の白スジ画像が発生していると判定する(S1111）。そして、ＣＰＵ127は、該当色の現像器14の交換を促すメッセージを表示装置118に表示させ(S1115）、解析処理を終了する。ステップS1115において、スジ画像の特徴量のうち、スジ画像の濃度が閾値よりも小さければＣＰＵ127は現像器14の交換が必要であると判定する。
【００５７】
なお、ＣＰＵ127は、スジ画像の解析結果および交換すべきユニットを表示装置118に表示して、ユーザおよびサービスマンに報知する。しかしながら、ＣＰＵ127は、例えば、ネットワークを介してサービスマンに報知する構成であっても良い。この構成とする場合、サービスマンが事前に交換すべきパーツを知ることができるので、交換すべきパーツをメンテナンスに要する時間を抑制することができる。
なお、画像診断部126は、複数のスジ画像を検知した場合、スジ画像ごとに判定フローを実施する。これは、異なる位置に発生したスジ画像は、別の発生原因によるものである可能性があるためである。そのため、複数の画像不良が起こった際にも、複数の発生原因を特定することができる。
【００５８】
〔第1実施形態の効果〕
本実施形態によれば、画像形成装置1により形成される出力画像に発生した縦スジ画像が、帯電器12、現像器14、露光装置13の何れに要因があるのかを、検出チャートの読取結果に基づいて診断できる。
これにより、画像形成装置1の各ユニットを全て交換するよりもダウンタイムを低減し、交換不要なユニットまで交換することによるメンテナンスコストの増大を抑制できる。
具体的には、従来は、デジタル現像の検出チャートとアナログ現像の検出チャートとをそれぞれ別の記録材に印刷して、露光不良が原因の白スジ画像であるか、帯電不良が原因の白スジ画像であるか、または現像コート不良が原因の白スジ画像であるかを判定していた。本実施形態によれば、アナログ現像の検出チャートを印刷することなく、適切に画像診断を行うことができる。その結果、検出チャートの出力枚数も削減でき、かつメンテナンスのためのダウンタイムを抑制できる。実験によれば、本実施形態に示す1枚の検出チャートを用いて画像診断を実施する構成は、アナログ現像とデジタル現像との2枚の検出チャートを用いて画像診断を実施する構成と比べて、ダウンタイムを2割程度短縮することができた。
【００５９】
また、図９に示す検出チャートは、各色1階調の画像パターンを有する。
【表２】
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しかしながら、縦スジ画像の種類によって、表2に示すように、検出に有利な濃度域が異なる。現像コート不良が原因の白スジは、画像パターンの濃度を濃くしても白スジ画像の濃度は変化しない。そのため、高濃度の画像パターンを形成すれば、現像コート不良が原因のスジ画像と正常部との濃度差が増加する。つまり、現像コート不良が原因の白スジを高精度に検知するためには高濃度の画像パターンを形成することが好ましい。一方、画像パターンの濃度を増加させると、露光不良が原因の白スジ、帯電不良が原因の白スジ、及び黒スジの濃度も増加してしまう。そのため、露光不良が原因の白スジ、帯電不良が原因の白スジ、及び黒スジを高精度に検知するためには高濃度の画像パターンよりも低濃度の画像パターンが適している。１つの濃度（１階調）の画像パターンしか有していない検出チャートでは、発生した縦スジ画像の種類や程度によっては、適切に診断できない可能性がある。
そこで、第２実施形態では、濃度域の異なる画像パターンを含む検出チャートを用いることで、縦スジの種類や程度によらず高精度に縦スジを検出する。
【００６０】
[縦スジ検出チャート] 
図１３は、検出チャートの変形例を示す図である。なお、変形例の検出チャートは、図９に示す検出チャートと同様に通常のプリントに用いる画像形成条件（出力画像を形成するための画像形成条件）に基づいて形成される。
図１３に示す検出チャートは、各色画像信号の異なる2階調からなる計８つの画像パターンから構成されている。
以下の説明においては、イエロー（Ｙ）の画像パターンＰＹ2、マゼンタ（Ｍ）の画像パターンＰＭ2、シアン（Ｃ）の画像パターンＰＣ2、及びブラック（Ｂｋ）の画像パターンＰＫ2を形成するための信号値は、例えば30％とする。さらに、イエロー（Ｙ）の画像パターンＰＹ3、マゼンタ（Ｍ）の画像パターンＰＭ3、シアン（Ｃ）の画像パターンＰＣ3、及びブラック（Ｂｋ）の画像パターンＰＫ3を形成するための信号値は、例えば100％とする。
信号値30％に対する各色の濃度は0.3であり、信号値100％に対する各色の濃度は1.5である。なお、画像パターンの数は上記構成に限らず、3以上の複数の異なる階調を含む画像パターンであってもよい。なお、本実施形態の検出チャートは、搬送方向における画像パターンの長さを例えば50mmとし、搬送方向に直交する方向（主走査方向）における画像パターンの長さは画像形成可能領域全域とした。
【００６１】
[故障個所および交換ユニット判定処理]
図１４は、画像診断部126が検出チャートのスジ画像を解析する解析処理を説明するフローチャートである。以下、解析処理を図１１に基づいて説明する。なお、各ステップは、ＣＰＵ126が画像診断部126をメモリ121に記憶された解析処理のプログラムに基づいて制御することによって実現される。
【００６２】
画像診断部126は、検出チャートの読取結果に対応するスキャン画像データに基づいて画像パターンにスジ画像が発生しているか否かを判定する（S1502）。
【００６３】
S1502で、画像診断部126は、スジが発生していると判定した場合、処理をS1503に進め、スジが発生していないと判定した場合、画像診断部126は処理をS1507へ進める。S1507で、ＣＰＵ127は、スジ画像が発生していない旨のメッセージを表示装置118に表示して、ＣＰＵ127は解析処理を終了する。
。
一方、ステップS1502において、画像診断部126によってスジ画像が発生していると判定された場合、画像診断部126はスジ画像が発生している画像パターンの色を特定する(S1503）。
【表３】
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検出チャートには、表3に示すように、異なる濃度の画像パターンの両方に白スジが表れるか、異なる濃度の画像パターンの両方に黒スジが表れるか、何れか一方の画像パターンに白スジが表れるか、又は、何れか一方の画像パターンに黒スジが表れる。
なお、表3の画像パターン（1）と画像パターン（2）は画像信号値の違いを示している。例えば、画像パターンＰＹ2、ＰＹ3に白スジが発生した場合、及び画像パターンＰＹ2またはＰＹ3の何れかに白スジが発生した場合は、イエローに白スジが発生していると判定する。
【００６４】
S1506、S1510、S1511、S1514、S1515以外の処理は図１１と同様に処理されるので。その詳細は省略する。
S1506で、画像診断部126は、現像コート不良が原因の白スジであるか否かの判定を行う。
図１５(a)に現像コート不良が原因の白スジが発生した際の例を示す。ＰＹ2のスジ部とＰＹ3のスジ部に濃度差はほとんどない。これは、現像コート不良白スジでは、前述で説明したように、図３(b)のように画像信号によらずスジ部の濃度が変化しないためである。
【００６５】
一方、露光不良が原因の白スジまたは、帯電不良が原因の白スジでは、図１５(b)に示すように、画像パターンＰＹ2のスジ部と画像パターンＰＹ3のスジ部に濃度差が発生する。これは、前述で説明したように、図５(b)及び図８(b)ように画像信号によりスジ部の濃度が変化するためである。
【００６６】
よって、S1506において、画像診断部126は、濃度の異なる画像パターンのスジ部の濃度を比較した際に、濃度差が閾値以下であると判定した場合、現像コート不良が原因の白スジが発生したと判定して(S1510）、処理をS1511へ進める。
一方、S1506において、画像診断部126は、濃度差が閾値より大きいと判定した場合、帯電不良が原因の白スジが発生したと判定して(S1510）、処理をS1510へ進める。
なお、閾値は、例えば0.1から0.3までの範囲とする。なお、画像パターンを形成するための信号値の差を大きくすることで、より切り分けには有利になる。
【００６７】
[第２実施形態の効果]
本実施形態によれば、濃度域の異なる画像パターンを含む検出チャートを用いることで、第１実施形態に比べて、画像不良の原因に対して、より検出に有利な濃度域を用いることができる。
このため、帯電部、現像部、露光部の何れに要因を高精度に診断することができる。
また、１つの検出チャートを読み込むことで帯電部、現像部、露光部の何れの要因によって縦スジが発生しているかを特定できるので、画像診断処理のダウンタイムを短縮できる。さらに、交換すべきユニットを高精度に特定できるので、交換不要なユニットまで交換して、メンテナンスコストの増大を抑制できる。
【００６８】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えばＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６９】
103 ＣＰＵ
114 画像処理部
115 プリンタ
118 表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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