(57)【要約】【課題】  剤劣化を総合的に判定することができるようにする。【解決手段】  像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成工程（Ｓ１０７）と、前記画質検出用パターンを形成工程で形成された画質検出用パターンからの反射光量を検出し（Ｓ１０８）、画像特性を演算する演算工程（Ｓ１０９）と、前記演算工程で演算された画像特性から画質劣化の度合を判断する判断工程（Ｓ１１０）と、前記判断工程で判断された画質劣化の度合が予め設定された度合以上の場合に、前記像担持体上に濃度検出用パターンを形成する濃度検出用パターン形成工程（Ｓ１１２）と、前記濃度検出用パターン形成工程で形成された濃度検出用パターンとこの濃度検出用パターンが形成されていない部分の濃度をそれぞれ検出する濃度検出工程（Ｓ１１３）と、前記濃度検出工程で検出された濃度に基づいて現像剤の劣化の度合を判断する剤劣化判断工程（Ｓ１１５）とを備えた。【選択図】  図３４
2005189493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成装置において、
像担持体上に形成された画像の画質を検出する画質検出手段と、
前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段の検出結果に基づいて現像剤の交換の是非を判断する制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画質検出手段が、
前記像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成手段と、
前記画質検出用パターン形成手段によって形成された画質検出用パターンからの反射光量を微小領域において検出する反射光量検出手段と、
前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記像担持体上に形成された画像の特性を演算する演算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画質検出手段が、
前記像担持体上に形成されたパターンが転写される専用の転写部材と、
この専用の転写部材に対向して設けられた反射光量検出手段と、
前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記転写部材上に形成された画像の特性を演算する演算手段と、
を備え、ユニット化されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画質検出手段の検出結果に基づいて画質の制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画質の制御は、現像バイアス、現像スリーブ線速、ＬＤ出力及び帯電グリッドバイアスの少なくともいずれか２つを組み合わせて行われることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体上に濃度検出用パターンを形成する濃度検出用パターン形成手段をさらに備え、
前記画質検出手段が前記濃度検出パターン形成手段によって形成された濃度検出用パターンからトナー濃度を検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画質検出手段は、前記濃度検出用パターンの濃度に加え、前記濃度検出用パターンが形成されていない像担持体の非画像部の濃度も検出することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の経年変化を検出する経年変化検出手段をさらに備え、
前記制御手段は前記経年変化検出手段によって経年変化を検出した後、前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段による検出を実行することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記経年変化検出手段によって検出される経年変化が、前記像担持体の傷、汚れ、フィルミング、画像部と非画像部の電位、膜厚及び残存電位の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記経年変化検出手段は予め設定された閾値に基づいて経年変化の状態を検出し、前記経年変化が画質に影響を与えていると前記制御手段が判断したときには、前記制御手段は前記閾値を変更して経年変化の状態と画質への影響を再度判断することを特徴とする請求項８または９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体が、感光体、中間転写体、記録紙搬送部材、及び専用の転写部材のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記経年変化検出手段の検出結果、前記画質検出手段の検出結果及び前記制御手段の判断結果の少なくとも１つの結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記結果の表示の後、前記表示手段に画像形成を続行するか否かを問う表示を行わせることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記経年変化検出手段の検出結果、前記画質検出手段の検出結果及び前記制御手段の判断結果の少なくとも１つの結果を外部装置に送信する送信手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
画質が保証できない場合においても、ユーザが画像形成の実行を指示入力する入力手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジにおいて、
像担持体上に形成された画像の画質を検出する画質検出手段を備え、前記画像形成装置側に設けられた制御手段が前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段の検出結果に基づいて現像剤の交換の是非を判断することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
前記画質検出手段が、
前記像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成手段と、
前記画質検出用パターン形成手段によって形成された画質検出用パターンからの反射光量を微小領域において検出する反射光量検出手段と、
前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記像担持体上に形成された画像の特性を演算する演算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１６記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
前記画質検出手段が、
前記像担持体上に形成されたパターンが転写される専用の転写部材と、
この専用の転写部材に対向して設けられた反射光量検出手段と、
前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記転写部材上に形成された画像の特性を演算する演算手段と、
を備え、ユニット化されていることを特徴とする請求項１６記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１９】
現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成方法において、
像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成工程と、
前記画質検出用パターンを形成工程で形成された画質検出用パターンからの反射光量を検出し、画像特性を演算する演算工程と、
前記演算工程で演算された画像特性から画質劣化の度合を判断する判断工程と、
前記判断工程で判断された画質劣化の度合が予め設定された度合よりも小さい場合に、画質制御を実行する画質制御工程と、
を備えていることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２０】
現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成方法において、
像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成工程と、
前記画質検出用パターンを形成工程で形成された画質検出用パターンからの反射光量を検出し、画像特性を演算する演算工程と、
前記演算工程で演算された画像特性から画質劣化の度合を判断する判断工程と、
前記判断工程で判断された画質劣化の度合が予め設定された度合以上の場合に、前記像担持体上に濃度検出用パターンを形成する濃度検出用パターン形成工程と、
前記濃度検出用パターン形成工程で形成された濃度検出用パターンとこの濃度検出用パターンが形成されていない部分の濃度をそれぞれ検出する濃度検出工程と、
濃度検出工程で検出された濃度に基づいて現像剤の劣化の度合を判断する剤劣化判断工程と、
を備えていることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２１】
前記画質検出用パターン形成工程を行う前に、さらに、
像担持体の経時変化を検出する経時変化検出工程と、
前記経時変化検出工程で検出された検出結果に基づいて経時変化があるかどうかを判断する経時変化判断工程と、
前記経時変化判断工程で経時変化があったと判断されたときに、その経時変化が画質に影響を与えるかどうかを判断する画質影響判断工程と、
前記画質影響判断工程で判断の基準を変更しても画質への影響を排除できない場合には、経時変化があると判断された部材の交換を指示および／または表示させる交換指示工程と、
を備えていることを特徴とする請求項１９または２０記載の画像形成方法。
【請求項２２】
前記画質検出用パターン形成工程を行う前に、さらに、
像担持体の経時変化を検出する経時変化検出工程と、
前記経時変化検出工程で検出された検出結果に基づいて経時変化があるかどうかを判断する経時変化判断工程と、
前記経時変化判断工程で経時変化があったと判断されたときに、その経時変化が画質に影響を与えるかどうかを判断する画質影響判断工程と、
を備え、
前記画質影響判断工程で判断の基準を変更したときに画質への影響が排除できた場合には、前記画質検出用パターン形成工程に移行することを特徴とする請求項１９または２０記載の画像形成方法。
【請求項２３】
機器内の温度及び湿度を検出する温湿度検出工程をさらに備え、
前記剤劣化判断工程において、前記温湿度検出工程で検出された温度及び湿度に基づいて前記濃度検出工程で検出された濃度から前記現像剤の劣化の度合を判断することを特徴とする請求項２０記載の画像形成方法。
【請求項２４】
前記剤劣化判断工程の前記判断結果を外部機器に送信する送信工程を備えていることを特徴とする請求項２０または２３記載の画像形成方法。
【請求項２５】
前記剤劣化判断工程の前記判断結果を表示手段に表示する表示工程を備えていることを特徴とする請求項２０または２３記載の画像形成方法。
【請求項２６】
前記剤劣化判断工程の判断結果にかかわらず画像形成を続行するか否かを表示し、画像形成を続行する旨の指示があったとき、画像形成を行う画像形成工程を備えていることを特徴とする請求項２０、２３、２４および２５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項２７】
請求項１９ないし２６のいずれか１項に記載の画像形成方法をコンピュータで実行するための手順が含まれていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２８】
請求項２７記載のコンピュータプログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像材の劣化を判定する機能を有し、トナーを用いて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置、その画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジ、現像材の劣化を判定する現像材劣化判断機能を有する画像形成方法、この画像形成方法を実現するためのコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として例えば特許文献１ないし３に開示された発明が公知である。この内、特許文献１には、一様に帯電した感光体を現像剤で現像し、感光体に付着したトナー付着量（カブリ量という）を付着量センサで検出し、一様に帯電した感光体上に所定条件で形成した潜像を現像剤で現像し、感光体に付着した基準トナー像のトナー付着量（現像量という）を付着量センサで検出し、感光体周辺の湿度を検出し、上記のカブリ量、現像量および湿度から現像剤がライフを経過したか否かを判定する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、画像形成装置内の相対湿度を測定する湿度測定手段と、前記現像装置に収容される現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段の出力に基づき、トナー濃度を一定に維持するトナー濃度調整手段と、前記像担持体の表面の電位を検知する電位測定手段と、前記像担持体上に所定の面積率の基準パッチを形成する像光を射出するように前記露光装置を制御する露光制御手段と、前記像担持体の表面の移動方向における前記現像装置の下流側で、前記電位測定手段の上流側にあって、前記像担持体の電位を消滅させる除電露光手段と、前記基準パッチ部分で測定された電位を基準値と比較する演算手段と、前記演算手段で測定値と比較する基準値を相対湿度の値と対応して記憶する記憶手段とを有する画像形成装置が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、第１、第２現像手段を含む現像手段のうちの少なくとも２つの現像手段が２成分現像手段からなり、画像形成装置は、形成した最大濃度のパッチの潜像電位を確認する手段、現像したパッチの濃度を測定する手段、および測定したパッチの濃度に応じて２成分現像手段の現像剤を自動交換する手段を備え、該自動交換手段は、２成分現像手段から現像剤を排出する手段、２成分現像手段にキャリアを供給する手段およびトナーを供給する手段を含んで構成された多色画像形成装置が開示されている。
【０００５】
なお、現像剤の劣化を像担持体に付着したトナー濃度を検出する以外の方法で検出する技術としては、特許文献４ないし８に開示された発明が公知である。このうち特許文献４には、像担持体上のトナー像の電位を検出し、その検出結果から剤劣化を判断する発明が開示されている。特許文献５には、現像機内に対向電極と入れて現像剤の抵抗値を検知し、剤劣化を判断する発明が開示されている。特許文献６には、現像ローラに定電圧バイアス電源を接続し、現像ローラに供給される現像バイアス電流を検出し、非画像部に対応する現像バイアス電流値から剤劣化を判断する発明が開示されている。特許文献７には、現像ローラと間隔をおいて配置された対向電極に電圧を印加し、対向電極に付着する現像剤を通して流れる電流を検出して剤劣化を判断する発明が開示されている。さらに、特許文献８には、現像機内に剤劣化検知用の透磁率センサを配置し、トナー濃度が基準値のときのセンサ出力から剤劣化を判断する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２６６２２３号公報
【特許文献２】特開平８−１２３２６３号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６８３１号公報
【特許文献４】特開２００１−２２２１４０号公報
【特許文献５】特開平６−１０２７４３号公報
【特許文献６】特開昭６０−１１２０７６号公報
【特許文献７】特開平６−０８３１７９号公報
【特許文献８】特開平６−１３０８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電子写真装置において剤劣化の検知は、像担持体にトナー像を作成し、そのトナー像の濃度に比例した物理量を検知し、その検知結果とあらかじめ測定しておいた基準値と比較し、剤劣化を判断するという方法が取られている。例えば特許文献１記載の発明では、感光体上の画像部と非画像部のトナーの付着量を測定し、環境（湿度）を考慮して現像剤の劣化を判断している。特許文献２記載の発明では、帯電電位や現像バイアス、露光装置の光量、現像装置内のトナー濃度を一定に制御し、その状態で像担持体上に基準パッチを形成し、形成されたトナー層の電位を測定し、基準値と比較してトナーの劣化程度を判断している。特許文献３記載の発明では、像担持体上の最大濃度のパッチの潜像電位を確認し、現像したパッチの濃度を測定し、その測定結果に応じて現像剤を排出し、キャリアとトナーを供給している。これらの３つの例では、いずれの場合も像担持体上のパッチの濃度を測定し、その測定結果から剤劣化を判定している。劣化の判定は、あらかじめ測定された基準値との比較で行われている。これらの例では、パッチの濃度のみを剤劣化の指標としている。
【０００７】
しかし、剤劣化は像担持体上の濃度だけでなく画質にも影響を及ぼす。よって画質も剤劣化の指標とするべきである。上記の例において、剤劣化の判定に用いる基準値を決定するときに剤劣化と画質の関係を調べておくこともできるが、その関係というものはあらかじめ実験等で求められたものである。しかし、画像形成装置が設置される環境や使われ方は多種多様であり、実際に濃度や画質という特性は温湿度の影響を大きく受けることはよく知られている。あらゆる状況における剤劣化と画質の関係を、あらかじめ一意的に決定するのは不可能である。したがって、実際には画質は劣化していないにもかかわらず剤劣化と判定されて剤交換が行われる可能性もある。その場合の剤交換は不必要であり、ユーザに手間をかけるどころか、金銭的に無駄な負担をかけさせてしまう。
【０００８】
また、特許文献４ないし８には、像担持体のトナー像を使用しないで剤劣化を判断する発明が開示されているが、これらの発明では、トナー像の画質を見るわけではないので、画質との関連で剤劣化を判断するものではない。
【０００９】
一方、画質を構成するものには、前記階調性およびベタ濃度だけでなくその他の多くの要素があることが知られている。その中でも特に画質を大きく左右してしまう要素として「粒状性（人間の視覚に訴える画像ざらつき感）」が挙げられる。電子写真プロセスにおける高画質化実現のためには、この粒状性を低い状態で維持する技術が必須となっている。この粒状性は初期的な画像形成条件によって決定されるところも大きいが、それに加えて経持的に変化（悪化）してしまうことが知られている。この経時変化の原因としては、温湿度などの環境変動に起因するものもあれば、現像剤や感光体などの劣化に起因するものもある。したがって、経持に渡って高画質の画像を維持し続けるためには、何らかの手段により粒状性もしくは粒状性と強い相関のある画質を検知し、その検知結果に基づいて画像形成条件を変更することが必要である。
【００１０】
しかし、粒状性に注目して画質検知を行えるような手段に関してはこれまでに公開されているものはない。粒状性は画像の形成されている平面空間における濃度ムラであり、人間の視覚特性を考慮した場合には
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラにより粒状性が決定され、特に、
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
約０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラが、特に問題となる。
【００１１】
したがって、このような人間の視覚特性に関連のある粒状性情報を得るには、前述の空間周波数で存在する濃度ムラを検出する手段と、この手段によって検出された濃度ムラ信号を空間周波数特性に変換する手段とが必要となり、このような手段を用いて画質を評価し、剤劣化と関連づけて剤劣化を評価することが望ましいと考えられる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、剤劣化を総合的に判定することができるようにすることにある。
【００１３】
また、他の目的は、剤劣化を総合的に判定する際に低コストで判定ができるようにすることにある。
【００１４】
さらに、他の目的は、剤劣化を判断し、この判断に応じて画像形成の是非を決定することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、第１の手段は、現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成装置において、像担持体上に形成された画像の画質を検出する画質検出手段と、前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段の検出結果に基づいて現像剤の交換の是非を判断する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
第２の手段は、第１の手段において、前記画質検出手段が、前記像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成手段と、前記画質検出用パターン形成手段によって形成された画質検出用パターンからの反射光量を微小領域において検出する反射光量検出手段と、前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記像担持体上に形成された画像の特性を演算する演算手段とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第３の手段は、第１の手段において、前記画質検出手段が、前記像担持体上に形成されたパターンが転写される専用の転写部材と、この専用の転写部材に対向して設けられた反射光量検出手段と、前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記転写部材上に形成された画像の特性を演算する演算手段とを備え、ユニット化されていることを特徴とする。
【００１８】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記制御手段は、前記画質検出手段の検出結果に基づいて画質の制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
第５の手段は、第４の手段において、前記画質の制御は、現像バイアス、現像スリーブ線速、ＬＤ出力及び帯電グリッドバイアスの少なくともいずれか２つを組み合わせて行われることを特徴とする。
【００２０】
第６の手段は、第１ないし第３の手段において、前記像担持体上に濃度検出用パターンを形成する濃度検出用パターン形成手段をさらに備え、前記画質検出手段が前記濃度検出パターン形成手段によって形成された濃度検出用パターンからトナー濃度を検出することを特徴とする。
【００２１】
第７の手段は、第６の手段において、前記画質検出手段は、前記濃度検出用パターンの濃度に加え、前記濃度検出用パターンが形成されていない像担持体の非画像部の濃度も検出することを特徴とする。
【００２２】
第８の手段は、第１ないし第７の手段において、前記像担持体の経年変化を検出する経年変化検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記経年変化検出手段によって経年変化を検出した後、前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段による検出を実行することを特徴とする。
【００２３】
第９の手段は、第８の手段において、前記経年変化検出手段によって検出される経年変化が、前記像担持体の傷、汚れ、フィルミング、画像部と非画像部の電位、膜厚及び残存電位の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする。
【００２４】
第１０の手段は、第８または第９の手段において、前記経年変化検出手段は予め設定された閾値に基づいて経年変化の状態を検出し、前記経年変化が画質に影響を与えていると前記制御手段が判断したときには、前記制御手段は前記閾値を変更して経年変化の状態と画質への影響を再度判断することを特徴とする。
【００２５】
第１１の手段は、第１ないし第９の手段において、前記像担持体が、感光体、中間転写体、記録紙搬送部材、及び専用の転写部材のいずれかであることを特徴とする。
【００２６】
第１２の手段は、第１ないし第１１の手段において、前記経年変化検出手段の検出結果、前記画質検出手段の検出結果及び前記制御手段の判断結果の少なくとも１つの結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。
【００２７】
第１３の手段は、第１２の手段において、前記制御手段は、前記結果の表示の後、前記表示手段に画像形成を続行するか否かを問う表示を行わせることを特徴とする。
【００２８】
第１４の手段は、第１ないし第１１の手段において、前記経年変化検出手段の検出結果、前記画質検出手段の検出結果及び前記制御手段の判断結果の少なくとも１つの結果を外部装置に送信する送信手段を備えていることを特徴とする。
【００２９】
第１５の手段は、第１ないし第１１の手段において、画質が保証できない場合においても、ユーザが画像形成の実行を指示入力する入力手段を備えていることを特徴とする。
【００３０】
第１６の手段は、現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジにおいて、像担持体上に形成された画像の画質を検出する画質検出手段を備え、前記画像形成装置側に設けられた制御手段が前記現像剤劣化度合検出手段及び前記画質検出手段の検出結果に基づいて現像剤の交換の是非を判断することを特徴とする。
【００３１】
第１７の手段は、第１６の手段において、前記画質検出手段が、前記像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成手段と、前記画質検出用パターン形成手段によって形成された画質検出用パターンからの反射光量を微小領域において検出する反射光量検出手段と、前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記像担持体上に形成された画像の特性を演算する演算手段とを備えていることを特徴とする。
【００３２】
第１８の手段は、第１６の手段において、前記画質検出手段が、前記像担持体上に形成されたパターンが転写される専用の転写部材と、この専用の転写部材に対向して設けられた反射光量検出手段と、前記反射光量検出手段によって検出された反射光量に基づいて前記転写部材上に形成された画像の特性を演算する演算手段とを備え、ユニット化されていることを特徴とする。
【００３３】
第１９の手段は、現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成方法において、像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成工程と、前記画質検出用パターンを形成工程で形成された画質検出用パターンからの反射光量を検出し、画像特性を演算する演算工程と、前記演算工程で演算された画像特性から画質劣化の度合を判断する判断工程と、前記判断工程で判断された画質劣化の度合が予め設定された度合よりも小さい場合に、画質制御を実行する画質制御工程とを備えていることを特徴とする。
【００３４】
第２０の手段は、現像剤の劣化の度合を検出する現像剤劣化度合検出手段を有し、前記現像剤によって現像されたトナー画像を記録媒体上に形成する画像形成方法において、像担持体上に画質検出用パターンを形成する画質検出用パターン形成工程と、前記画質検出用パターンを形成工程で形成された画質検出用パターンからの反射光量を検出し、画像特性を演算する演算工程と、前記演算工程で演算された画像特性から画質劣化の度合を判断する判断工程と、前記判断工程で判断された画質劣化の度合が予め設定された度合以上の場合に、前記像担持体上に濃度検出用パターンを形成する濃度検出用パターン形成工程と、前記濃度検出用パターン形成工程で形成された濃度検出用パターンとこの濃度検出用パターンが形成されていない部分の濃度をそれぞれ検出する濃度検出工程と、濃度検出工程で検出された濃度に基づいて現像剤の劣化の度合を判断する剤劣化判断工程とを備えていることを特徴とする。
【００３５】
第２１の手段は、第１９または第２０の手段において、前記画質検出用パターン形成工程を行う前に、さらに、像担持体の経時変化を検出する経時変化検出工程と、前記経時変化検出工程で検出された検出結果に基づいて経時変化があるかどうかを判断する経時変化判断工程と、前記経時変化判断工程で経時変化があったと判断されたときに、その経時変化が画質に影響を与えるかどうかを判断する画質影響判断工程と、前記画質影響判断工程で判断の基準を変更しても画質への影響を排除できない場合には、経時変化があると判断された部材の交換を指示および／または表示させる交換指示工程とを備えていることを特徴とする。
【００３６】
第２２の手段は、第１９または第２０の手段において、前記画質検出用パターン形成工程を行う前に、さらに、像担持体の経時変化を検出する経時変化検出工程と、前記経時変化検出工程で検出された検出結果に基づいて経時変化があるかどうかを判断する経時変化判断工程と、前記経時変化判断工程で経時変化があったと判断されたときに、その経時変化が画質に影響を与えるかどうかを判断する画質影響判断工程とを備え、前記画質影響判断工程で判断の基準を変更したときに画質への影響が排除できた場合には、前記画質検出用パターン形成工程に移行することを特徴とする。
【００３７】
第２３の手段は、第２０の手段において、機器内の温度及び湿度を検出する温湿度検出工程をさらに備え、前記剤劣化判断工程において、前記温湿度検出工程で検出された温度及び湿度に基づいて前記濃度検出工程で検出された濃度から前記現像剤の劣化の度合を判断することを特徴とする。
【００３８】
第２４の手段は、第２０または第２３の手段において、前記剤劣化判断工程の前記判断結果を外部機器に送信する送信工程を備えていることを特徴とする。
【００３９】
第２５の手段は、第２０または第２３の手段において、前記剤劣化判断工程の前記判断結果を表示手段に表示する表示工程を備えていることを特徴とする。
【００４０】
第２６の手段は、第２０、第２３、第２４および第２５のいずれかの手段において、前記剤劣化判断工程の判断結果にかかわらず画像形成を続行するか否かを表示し、画像形成を続行する旨の指示があったとき、画像形成を行う画像形成工程を備えていることを特徴とする。
【００４１】
第２７の手段は、第１９ないし第２６のいずれかの手段に係る画像形成方法をコンピュータで実行するための手順がコンピュータプログラムに含まれていることを特徴とする。
【００４２】
第２８の手段は、第２７の手段に係るコンピュータプログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【００４３】
なお、後述の実施例において、現像剤劣化度合検出手段はＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む制御回路ＣＯＮに、像担持体は感光体６１、中間転写ベルト５、記録紙搬送用ベルト６９及び専用転写ローラ１０９ａに、画質検出手段および経年劣化検出手段はセンサ１００ａ、演算回路１３０及び制御回路ＣＯＮ、あるいはセンサユニット１００ｃおよび制御回路ＣＯＮに、制御手段は制御回路ＣＯＮに、画質検出用パターン形成手段は制御回路ＣＯＮ、帯電部６２、露光部６５及び現像ユニット６３、及びこれらに加えて一次転写ローラ５３および／または二次転写ローラ５１に、反射光量検出手段は発光素子１０１、受光素子１０３、レンズ１０２，１０４，１０６及びファイバ１０５，１０７、あるいはセンサヘッド１０８に、演算手段は演算回路１３０あるいは演算部１３０ａに、専用の転写部材は専用転写ローラ１０９ａに、濃度検出用パターン形成手段は制御回路ＣＯＮ、帯電部６２、露光部６５及び現像ユニット６３、あるいはこれらに加えて一次転写ローラ５３および／または二次転写ローラ６９に、表示手段および入力手段は操作表示部１ａに、送信手段は外部Ｉ／Ｆ１ｅにそれぞれ対応する。
【００４４】
また、画質検出用パターン形成工程はステップＳ１０７に、演算工程はステップＳ１０８，Ｓ１０９に、判断工程はステップＳ１１０に、画質制御工程はステップＳ１１１に、濃度検出用パターン形成工程はステップＳ１１２に、濃度検出工程はステップＳ１１３に、剤劣化判断工程はステップＳ１１５に、経時変化検出工程はステップＳ１０１に、経時変化判断工程はステップＳ１０２に、画質影響判断工程はステップＳ１０３に、交換指示工程はステップＳ１０６に、温湿度検出工程はステップＳ１１４に、送信する送信工程はステップＳ１１６，Ｓ１１９に、表示工程はステップＳ１１７，Ｓ１２０に、画像形成工程はステップＳ１２２，Ｓ１２３にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、画質形成装置内に画質を検知し、演算し、判定する手段を設け、画質劣化判定手段が画質劣化と判定した場合に、剤劣化判定を行うので、剤劣化を総合的に判定することができる。
【００４６】
また、画質検知手段が濃度検知手段を兼ねるので、剤劣化を総合的に判定する際に低コストで判定を行うことができる。
【００４７】
さらに、剤劣化を判断し、この判断による画質劣化を勘案して画像形成の是非を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００４９】
１．画質検出の概略
まず、最初に画質検出の概略について図１ないし図１１を参照して説明する。
【００５０】
１．１  全体構成
図１は画質検出の対象となる画像形成装置全体の概略構成を示す図、図２は図１の画像形成装置に使用される潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【００５１】
図１において、タンデム型のカラー画像形成装置ＭＦＰの略中央に画像形成部１が配置され、この画像形成部１のすぐ下方には給紙部２が配置され、給紙部２には各段に給紙トレイ２１が設けられている。また、画像形成部１の上方には、原稿を読み取るスキャナ部３が配設されている。画像形成部１の用紙搬送方向下流側（図示左側）には排紙収納部、所謂排紙トレイ４が設けられ、排紙された画像形成済みの記録紙が積載される。
【００５２】
画像形成部１では、図２に示すように無端状のベルトからなる中間転写ベルト５の上方に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）用の複数の作像ユニット６が並置されている。各々の作像ユニット６では、各色毎に設けられたドラム状の感光体（感光体ドラム）６１の外周に沿って、帯電チャージャ６２、露光部６５、現像ユニット６３、クリーニングユニット６４、イレーサ（ＱＬ）６７などが配置されている。帯電チャージャ６２は、感光体６１の表面に帯電処理を行い、露光部６５では、画像情報を感光体６１表面にレーザ光で照射する書込ユニット７からのレーザ光が照射される。現像ユニット６３は、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー現像して可視化し、クリーニングユニット６４は転写後に感光体６１の表面に残留したトナーを除去回収する。
【００５３】
作像プロセスとしては、中間転写ベルト５上に各色毎の画像が作像され、中間転写ベルト５上に４色が重畳されて１つのカラー画像が形成される。その際、最初に、イエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５に一次転写装置（ローラ）６６によって転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写しする。次に、マゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、中間転写ベルト５に転写し、最後に、ブラック（Ｋ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写し、４色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト５上に転写された４色のトナー像は、給紙部２から給紙されてきた記録紙２０に二次転写装置（ローラ）５１で転写され、定着ユニット８によって定着された後、排紙ローラによって排紙トレイ４に排紙され、あるいは両面ユニット９に搬送される。両面印刷時は、搬送経路は分岐部９１で分岐され、両面ユニット９を経由して、記録紙２０は反転される。そして、レジストローラ２３で用紙のスキューが補正され、表面への画像形成動作と同様にして裏面への画像形成動作が行われる。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト５の表面に残留したトナーはクリーニングユニット５２によって除去回収される。なお、符号９２は両面ユニット９からの際給紙反転経路である。また、図２では、各部の符号の後に色を表すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを付けて各色の作像部を区別している。
【００５４】
給紙部２は、給紙トレイ２１に未使用の記録紙２０が収容されており、最上位の記録紙２０がピックアップローラ２５によってピックアップされ、給紙ローラ２６の回転により、縦搬送路２７を介してレジストローラ２３側へと搬送される。レジストローラ２３は記録紙２０の搬送を一時止め、中間転写ベルト５上のトナー像と記録紙２０の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって記録紙２０を送り出す。
【００５５】
スキャナ部３では、コンタクトガラス上に載置される原稿の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１および第２の走行体が往復移動する。この走行体により走査された画像情報は、レンズによって後方に設置されているＣＣＤの結像面に集光され、ＣＣＤによって画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、書込ユニット７内のレーザダイオードＬＤの発光により感光体６１の表面に光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。また、スキャナ部３の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３６が取り付けられている。
【００５６】
なお、本実施例に係るカラー画像形成装置ＭＦＰは、前述のように光走査して原稿を読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能によって形成された画像も同様の画像形成プロセスによって記録紙２０上に画像が形成され、すべて１つの排紙トレイ４に排紙され、収納される。画質劣化を検出して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を自動的に行うことができるために、現像剤や感光体などを即座に交換する必要がなく、現像剤や感光体などの寿命を極限まで長くすることができる。
【００５７】
なお、図１では、本発明に係る画像形成装置の一例として４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機が図示されているが、これは画像形成装置の代表例として描いているだけであり、後述のように４連タンデム型直接転写方式や１ドラム型中間転写方式などのフルカラー機でも良いし、直接転写方式のモノクロ機に、あるいは他の方式の画像形成装置においても本発明は適用できる。
【００５８】
１．２  画質
図３及び図４は６００ｄｐｉ書き込み系を有する前記図１及び図２の画像形成装置によって記録紙２０上に形成された網点画像（１つの網点の大きさは「２ピクセル×２ピクセル」）の拡大写真（記載上の都合により便宜上、写真撮影時に２値化処理を施している）であり、図３は初期の画像ＰＴ１を、図４はある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像ＰＴ２を示す。図３に示すように初期的には均一であったハーフトーン画像ＰＴ１が、長期の作像過程における現像剤や感光体の劣化などの諸要素により、ざらつき感のあるハーフトーン画像ＰＴ２となってしまっている。このようなざらつき感は微細な濃度ムラの空間周波数特性として数値化することができ、例えば「粒状度」といった特性値として表現される。
【００５９】
すなわち粒状度の高い（粒状性の悪い）画像はざらつき感の大きな画像を示し、粒状度の低い（粒状性の良い）画像はざらつき感の少ない均一な画像を示す。しかし、濃度ムラの全てが視覚に訴えるざらつき感となる訳ではなく、プリント画像の画質に関しては人間が目視した時にざらつき感を感じなければ良い。濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を図５に示す。このように、人間の視覚により濃度ムラを感じる空間周波数は、前述のように約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］をピークとして
０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数領域に限定されることが知られている。
【００６０】
１．３  画質検出装置
図６は画像の微細な濃度ムラを測定する画質検出装置の概略構成を示す図である。同図において、画質検出装置１００は、光反射型センサ（フォトリフレクタ）１１０と、この光反射型センサ１１０からの電気信号を増幅する増幅回路１２０と、この増幅回路１２０によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う演算手段としての演算回路１３０と、この演算回路１３０からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成する信号生成手段としての信号生成回路１４０とからなる。前記光反射型センサ１１０は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード−発光素子）１０１と、ＬＥＤ１０１からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する集光レンズ１０２と、像担持体１５０上の画像パターン１５１からの反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子（受光素子）１０３と、光電変換素子１０３の結像面に前記画像パターン１５１からの反射光を結像させる結像レンズ１０４とからなる。光反射型センサ１１０は、図７の走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図から分かるように照射ビーム径を絞ってスポット光ＳＰとした光反射型センサを用いる。
【００６１】
光反射型センサ１１０は、ＬＥＤ１０１からなる光源からの照射ビームを集光レンズ１０２によって集光し、像担持体１５０上に形成された画像パターン１５１面における円形ビーム径がおおよそ４００［μｍ］になるようにしている。ここから反射する光はフォトダイオードなどの光電変換素子１０３によって検出され、画像パターン１５１内のトナー粒子１５２の付着ムラは光電変換素子１０３へ入射する光量変動として捕らえることができる。
【００６２】
トナー付着量に応じた光量変動を捕らえる方法としては、トナー粒子と像担持体表面における正反射特性もしくは乱反射特性の違いによって検出する方法や、トナー粒子と像担持体表面の反射分光特性の違いによって検出する方法などがあり、これらを組み合わせることでより感度の高い検出を行うこともできる。正反射特性もしくは乱反射特性の違いを利用する場合には、一般にトナー像は乱反射特性が強いことから、像担持体１５０表面は光沢度が高く正反射特性の強い材質とするのが好ましい。また、反射分光特性の違いによって検出する場合には、トナー粒子１５２の反射分光特性と像担持体１５０表面の反射分光特性とが大きく異なる光源波長を用いることが好ましい。図６の測定装置は、８７０［ｎｍ］の発光波長を有するＬＥＤ１０１を用い、トナー粒子１５２と像担持体１５０表面との乱反射特性の違いを利用した検出方法を実施する例である。ビーム径に関しては図５に示したような人間の視覚の空間周波数特性において最も感度の高い約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の濃度ムラが検出できるように、少なくともスポット光ＳＰの走査方向に関するビーム径（図７のｄ１）は１［ｍｍ］以下とする必要がある。このビーム径ｄ１は、図５における空間周波数が最大となる値１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の逆数である１［ｍｍ］から導かれ、ここでは、ビーム径（ｄ１）は、およそ４００［μｍ］としている。前記ビーム径ｄ１は、ビーム照射面における前記スポット光ＳＰの単位面積当たりのパワーが最大値の１／ｅに低下する光ビームの両側の点の間の距離でここでは定義している。
【００６３】
前述の図２は図６の光反射型センサ（画質センサ）１０を現像工程直後の中間転写ベルト５に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。スポット光ＳＰによる感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ上の画像の走査は感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋの回転駆動によってなされ、図３または図４に示したような画像ＰＴ１，ＰＴ２を用紙搬送方向（図においては長手方向）に走査したときの反射光の出力を検出する。この反射光の前記増幅回路２０からの光量（電圧）変動の状態を図８に示す。このときのスポット光ＳＰの走査条件は、走査速度が２００［ｍｍ／ｓ］、走査距離が約１１［ｍｍ］、データのサンプリング周期が７５［μｓ］、すなわち、画像上でのサンプリング間隔は約１５［μｍ］ピッチであり、平均処理工程などを含まない１回の走査のみである。なお、図８の光量平均値を求めることによってパターンに付着するトナー粒子１５２の平均付着量を算出することもできる。
【００６４】
１．４  視覚ノイズ（画質）
１．４．１  ノイズ量の算出
図８に示した時間をパラメータとして光量を出力する出力状態のままでは、画像濃度ムラの空間周波数特性が読み取れないため、前記演算回路１３０によって空間周波数特性を算出する。空間周波数特性の算出においては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の公知の手法を適用するのが処理速度的にも好ましい。高速フーリエ変換による変換結果を図９に示す。なお、図９の６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］に見られるピークは図３および図４のドットパターンの繰り返し周波数によるものである。
【００６５】
図５から分かるように視覚特性は１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近の空間周波数をもつ濃度ムラに非常に敏感であることから、例えば図９における１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近のノイズ量を比較することにより、図４に示したパターン（画像ＰＴ２）の図３のパターン（画像ＰＴ１）に対する画質低下度を知ることができる。このように画質の低下が検出された場合には、適切な画像形成条件の制御を促すよう図６の測定装置における信号生成回路４０により信号の生成を行う。この信号を受けて、図６に示した画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮによって画像形成条件を自動的に制御し、可能な限り正常な画質に復元できるような自動制御を行う。
【００６６】
自動制御のみでは画質の復元が不可能と判断された場合には、制御回路ＣＯＮは、図示しない表示装置に現像剤や感光体等のパーツの交換を指示し、前記パーツの交換を促す。これらの手続きにより現像剤や感光体などの寿命を最大限に延ばすことができる。また、最低限必要なパターンの大きさが、約１［ｍｍ］×約１０［ｍｍ］程度であるため、パターン画像形成によって消費されてしまうトナー量も最小レベルに抑えることができる。
【００６７】
なお、図２の例では中間転写ベルト５表面の画質を検出するようにスポット光ＳＰが照射されているが、感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ表面や記録媒体２０に形成された画像に対してスポット光ＳＰを照射するように構成することもできる。
【００６８】
１．４．２  視覚ノイズ量の算出
図９の空間周波数特性を得た後に、前記演算回路１３０によって前記空間周波数特性に対して図５に示した視覚空間周波数特性の重み付けを行い、視覚ノイズ量を求める。図１０は、この視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図で、演算回路１３０の視覚ノイズ量の出力状態を示している。この重み付けは図９の特性に対して図５の特性を乗算することによって行う。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検出が容易に行える。また、６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去することも可能となるので、注目している画質に関係のない情報を除去することもできる。このように画質に関係のない情報を除去することができると、誤検出の発生をほとんどなくすことができる。
【００６９】
１．４．３  視覚ノイズの総量
図１０に示した視覚ノイズ量を演算回路１３０を用いて０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の空間周波数領域に関して積分すると、図１１に示すように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
【００７０】
なお、後述の画質評価パターンは５０％程度のハーフトーン画像を使用するのが良い。これは粒状性が目立ちやすいからである。まず、図６に示したような単眼センサの場合には画像パターン上、副走査方向の濃度変動連続データ、ラインセンサの場合には主副両走査方向の濃度変動連続データを収集する。モノクロセンサの場合にはある特定波長（色）のみの連続データ、カラーセンサの場合には複数波長（色）の連続データが収集される。この収集された連続データを前述のようにしてフーリエ変換して濃度変動のパワースペクトラムを得る。このパワースペクトラムの平方根（変動の振幅）に視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）を乗算し、前述のように周波数領域において視覚特性に基づいた濃度変動の重み付けを行う。この重み付けされた濃度変動量を積分することによって、粒状度を求める。これは濃度基準の粒状度の求め方であるが、最近は人間の視覚とのリニアリティーが良い明度の粒状度も採用されている。よって明度の粒状度を求める場合には、最初に濃度データを明度データに変換しておく必要がある。またカラー粒状度を求める場合には、明度情報に色度情報も加えて粒状度を算出する。以上が濃度変動データからの、粒状性情報の求め方である。このようにして求められた粒状性情報に基づいてフィードバック制御をかけることにより、粒状性の安定した画像を連続出力することができる。
【００７１】
濃度ムラに基づいて画質を検出するためのパターンは前述の図３に示すようなパターン以外に例えば最小単位が６００ｄｐｉのドットを２ピクセル×２ピクセルで１つの単位とし、スポット光ＳＰの走査方向におけるドット配列の繰り返し周期ｚ１を例えばおよそ１７０［μｍ］（空間周波数ｆ１はおよそ５．９［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］）とすると、前述のように４００［μｍ］程度のビーム径を有するスポット光ＳＰによって走査を行った場合には、図９のように６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近の空間周波数にスペクトルが現れる。この画像パターンそのものに起因するスペクトルが画質検出信号検出領域と重複してしまうのを避けるためには、走査方向におけるドット配列の繰り返し周期ｚ１は２５０［μｍ］よりも小さく、好ましくは２００［μｍ］よりも小さくする必要がある。そこで、ここではｚ１＝１７０［μｍ］としている。
【００７２】
いずれにしても、後述の図３４のフローチャートに示すように画質の検出を行うために前記像担持体上に画像パターンを形成する手順と、前記画像パターンに対してスポット光を照射する手順と、前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検出する手順と、前記検出された光量に基づいて画質を検出する手順とを備えたコンピュータプログラムにより画質検出機能を実現することも可能であり、このようなコンピュータプログラムはコンピュータによって読み取り可能に記録された記録媒体から、あるいはネットワークを介してサーバなどからダウンロードされて使用される。
【００７３】
なお、この制御は画質検出装置１００の信号生成回路１４０からの出力信号に基づいて画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮのＣＰＵが実行する。ＣＰＵは、図示しないＲＯＭあるいはダウンロードされたプログラムに基づいて図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながら各処理を実行する。プログラムデータは図示しないネットワークを介してサーバから、あるいは図示しない記録媒体駆動装置を介して例えばＣＤ−ＲＯＭやＳＤカードなどの記録媒体から図示しないハードディスクなどの記憶装置にダウンロードされ、あるいはバージョンアップが行われる。
【００７４】
２．第１実施例
２．１  画像形成部
図１２ないし図１４は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す図である。図１２は直接転写方式のモノクロの画像形成装置、図１３は図１及び図１２でも触れた４連タンデム型中間転写方式のフルカラーの画像形成装置、図１４は４連タンデム型直接転写方式のフルカラーの画像形成装置の画像形成部をそれぞれ示す。
【００７５】
図１２に示すモノクロの画像形成部は、感光体（ドラム）６１の外周面に沿って帯電ユニット６２、露光部６５、現像ユニット６３、一次転写ローラ５３、感光体クリーニングユニット６４及びクエンチングランプ６７が配置され、一次転写ローラ５３と感光体６１とのニップには記録紙搬送ベルト６９が通されている。この記録紙搬送ベルト６９の用紙搬送方向上流側にはレジストローラ２３が、下流側には定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとからなる定着ユニット８が設けられている。露光は帯電ユニット６２と現像ユニット６３との間に設けられた露光部６５において図示しない露光ユニットから出射されたレーザビームによって行われる。なお、この図１２に示す実施例では、露光部６５と現像ユニット６３との間に画像形成部近傍の雰囲気温度及び湿度を検出する温湿度センサ６８が配されている。
【００７６】
図１３は図２に対応する画像形成部を示すもので、図１及び図２に対して記録紙搬送ベルト６９を図示した点と、温湿度センサ６８を設けた点が異なるだけなので、重複する説明は省略する。なお、温湿度センサ６８はこの実施例では、ブラックＫの作像部の下流側に設けられている。
【００７７】
図１４は図１３の例に対して中間転写ベルト５に代えて記録紙搬送ベルト６９を配置し、この記録紙搬送ベルト６９とＹＣＭＫの各感光体（ドラム）６１との間に用紙を通過させて、用紙表面にＹＣＭＫの順に画像を転写して各色を順次重畳してフルカラーの画像を形成するように構成したものである。この実施例においては温湿度センサ６８はレジストローラ２３と用紙搬送方向最上流側のＹの作像部の間に配置されている。その他、特に説明しない各部は前述の各実施例と同等に構成されている。
【００７８】
図１５はこれらの実施例に使用される画質検出装置のセンサ部の一例を示すもので、図６の画質検出装置が光ファイバを用いない直接投受光式であるのに対してセンサ光学系に光ファイバを用いた例である。
【００７９】
このような画像形成動作を行う画像形成装置ＭＦＰにおいて、画質を検出する場合は、感光体６１上に画質検出用パターン２００を形成し、そのパターン２００からの反射光量を微小領域において検出し、その検出結果から画像の特性を演算する演算回路１３０を備え、画質を検出する。さらに前記演算回路１３０の演算結果に基づいてフィードバック制御を行うようにしてもよい。図１５にはフィードバック制御系を描いていないが、図６に示したように演算回路１３０からの出力を画像形成装置本体の制御回路ＣＯＮが受け取って、フィードバック制御をかけることになる。
【００８０】
発光素子１３０にはＬＤやＬＥＤ等が用いられ、これらからの光がコリメートレンズ１０２を通して光ファイバ１０５に入光する。光は光ファイバ１０５の先端から射出された後、レンズ１０６によって光束の径が所望の大きさに絞られ、検出対象である像担持体（感光体）１５０及びその表面上のトナー像からなる検出パターン１５１に照射される。像担自体（感光体）１５０や検出パターン１５１から反射されてきた光は今度は受光側の光ファイバ１０７に入光し、レンズ１０４を介して受光素子１０３に照射される。受光素子１０３の近傍には増幅回路１２０が設置されており、受光素子１０３で発生する微弱電流若しくは微弱電圧を、ある程度の大きさの出力電圧に増幅する。更にこの増幅回路１２０からの増幅信号が演算回路１３０に入力され、典型的には粒状度等の画質情報として算出される。画質情報として粒状度を計算するならば、この演算回路１３０においては、前述のようにフーリエ変換による信号のノイズスペクトラムの算出、人間の視覚の空間周波数特性ＶＴＦによるノイズスペクトラムデータの重み付け、有効周波数帯域のデータ積分、等の処理を行うことになる。
【００８１】
図１５に示した検出部１１１と演算回路１３０を備えた画質検出センサ１００ａが、図１２及び図１４の画像形成部の現像ユニット６３と一次転写ローラ５３間の感光体６１に対向する位置に設置されている。各設置位置ともに記録紙２０に転写する直前の画像を検出する構成となっており、記録紙２０上の画像と近い状態の画像を検出している。
【００８２】
２．２  反射光と画質検出装置（センサ）との関係
図１６は正反射光を検出する画質検出センサの検出時の状態を示す、図１７は乱反射光を検出する画質検出センサの検出時の状態を示す図である。いずれも光ファイバを利用した形態で描かれており、図１６においては投光ファイバ１０５に対して受光ファイバ１０７を正反射の位置に設置している様子を、図７においては検出面に対して傾けて投光ファイバ１０５と受光ファイバ１０７とが同軸に形成された同軸ファイバを設置することにより乱反射光を受光している様子を示している。効率良い検出を達成するためには、投受光共になるべく検出面に対して垂直に立てるのが良いという実験データが得られているので、図１６に示した正反射光を検出する場合には投受光ファイバ１０５，１０７とも垂直上方から、図１７に示した乱反射光を検出する場合には同軸ファイバの傾きをなるべく浅くして垂直上方に近い角度で乱反射光を受光するようにすると、効率の良い検出が行われる。また、これらの図においては光ファイバ１０５，１０７を利用して描いているが、直接投受光タイプのセンサでも何ら問題はない。
【００８３】
正反射光で検出すべきか、または乱反射光で検出すべきかは、像担持体（感光体）１５０の色や表面光学特性やトナー色の組み合わせで決定される。像担持体１５０の色やトナー色については、投光波長に対して感度があるかないかということであり、像担持体１５０の表面光学特性については、光沢面（光を正反射的に反射する）か拡散面（光を乱反射的に反射させる）かということである。また、像担持体１５０上のトナー像１５２は光を乱反射的に散乱させる性質を持っている。分かり易くするために、以下では光源波長を６５０ｎｍとする。この波長に対して感度を有する色はＹ、Ｍ、Ｒ、Ｗ（白）、感度のない色はＣ、Ｇ、Ｂ、Ｋである。像担自体１５０は黒っぽいものが多く、この波長に対してはあまり感度がないものが多い。よってトナー色に関しては感度のある色をＭ、感度のない色をＫとして、像担持体１５０の表面光学特性（光沢面または拡散面）との組み合わせを考える。
【００８４】
図１８は像担持体１５０の色を感度のない黒として、表面光学特性（光沢面または拡散面）とトナー色（ＭまたはＫ）の４つの組み合わせについて、それぞれの反射の状態を概念的に描いた図である。図１８の（ａ）〜（ｄ）の各条件において、画像パターン（トナー像）１５１の表面と像担持体（感光体）１５０表面からの正反射光、乱反射光の大きさが図示されている。
【００８５】
まず、画像パターン１５１表面からの反射に注目すると、（ａ）、（ｂ）はＭトナー、（ｃ）、（ｄ）はＫトナーである。トナー像は拡散面を形成するので、理想的にはどの角度にも均等に反射光を発生する。実験的には、投光方向に最も強い反射光を返し、角度が大きくなるにしたがって反射光量が減るという傾向が出ている。しかし、これはトナー粒子自体の表面性にも影響され、絶対値としては普遍的なことではないので、ここでは理想的な拡散面と考えて図を描いている。６５０ｎｍの赤色投光に対して、Ｍトナーは感度よく反射し、Ｋトナーは殆ど反射しない。よって（ａ）、（ｂ）のＭトナーからの反射光は、正反射、乱反射共にある程度の大きさを持っているが、（ｃ）、（ｄ）のＫトナーからの反射光は、反射方向に関わらず微弱である。
【００８６】
次に像担持体１５０表面からの反射を考える。拡散面における反射の状態は、同じく拡散面であるトナー像１５２と同様に考えて良いが、光沢面からの反射は、正反射光に限って言えば感度のない色からでも生じる。表面性だけで光が反射されてくるのである。つまり、光源に対して正反射の位置に目を置けば、光の当たっているところが何色かに見えるということではなく、そこに光源が写って見えるということになる。これが（ａ）、（ｃ）の図において、感光体表面（黒、光沢面）から正反射光が生じているという意味である。この正反射光の強さはもちろん光沢度にもよるので、ここで絶対値は論じられない。このような検討に基づいて（ａ）〜（ｄ）の反射光強度を描いているのであるが、図中、トナー像１５２からの反射光と、像担持体１５０表面からの反射光に差のあるものは測定可能で、差のないものは測定不可能である。どちらの反射光に差があるかを読み取った結果を図１９に示す。図１９は光沢面及び拡散面と正反射及び乱反射の関係を示している。
【００８７】
２．３  粒状性の演算、制御
粒状性の演算・制御であるが、粒状性は図６あるいは図１５に示した演算回路１３０で計算されるが、ここでは図２０を用いてさらに詳細に説明する。粒状性は画像の濃度に影響されることがわかっている。よって測定する画像パターンが一階調であると、濃度の影響を受け、正確な粒状性の検出が行えない。この実施例では粒状性を測定するための画像パターンとして数種類から十数種類の階調パッチを使用し、そのうちのある画像濃度の範囲に入ってくる階調パッチを検出に用いる。このように常に同じ濃度範囲のパターンを検出することにより、画像全体の濃度が変動したとしても検出する粒状性から濃度変動の影響を排除することができる。
【００８８】
画像濃度は各階調パッチ２００ａ〜２００ｉからのセンサ出力を用いる。どのようなパターンで各階調パッチを作り出すのがいいのかは明白な指標がないが、パターン形状の不均一性が粒状性を左右すると言われているので、同じ形状のパターンが繰り返し形成されているパッチであれば、パターン形状はそれほど重要ではないと思われる。この階調パターン２００をセンサで検出することにより、各パッチ２００ａ〜２００ｉに対して図２０中左端２００ａの時間に対するセンサ出力生データが取れる。この各パッチ２００ａのセンサ出力を画像濃度に変換し、予め定められたある濃度範囲に入ってくるパッチの生データだけを使用する。
【００８９】
次に使用する各データをＦＦＴ変換することによって周波数領域に変換したのが中央のグラフで、この縦軸の値ＳＳ（ｆ）が各パッチ２００ａ〜２００ｉの空間周波数特性を表している。更に、人間の視覚の空間周波数特性であるＶＴＦをこのＳＳ（ｆ）に乗算し、これを積分した値に明度補正を加える。最後に数種のパッチの値を平均することにより粒状性としている。この粒状性は下記の式によって示される。
【００９０】
粒状性＝ｈ（Ｄ）∫ＳＳ（ｆ）×ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ
図２１に上式によって算出される粒状性の指数と実際の紙上の画像の粒状度との比較を示す。相関係数が０．９４１であり、紙上の粒状度と非常に相関が取れていることがわかる。このようにして算出される粒状性が変動した場合、粒状性を制御できる制御因子を変化させることによって、粒状性を良い状態に保つことができる。制御因子としては現像バイアス、帯電グリッドバイアス、ＬＤパワー、現像スリーブ線速、等が考えられる。これらの制御因子によって粒状性を良好に保つことにより、画像視認者に画像のざらつきを感じさせない画像を形成し続けることができる。
【００９１】
２．４  鮮鋭性の演算、制御
鮮鋭性は画像の空間周波数特性（ＭＴＦ）を算出することにより評価している。ＭＴＦの算出方法は色々あるのでここでは特に説明しないが、実際的には図２２に示すような周波数パターン２１０を微小領域濃度検出可能なセンサ、例えば前記図６あるいは図１５に示した画質検出センサ１００ａで検出して解析・演算するのが現実的である。鮮鋭性が劣化してくると周波数パターン２１０のエッジがぼやけて、解像できなくなってくる。これを防ぐために、鮮鋭性を制御できる制御因子で制御するのである。これらの因子は粒状性と同様、現像バイアス、帯電グリッドバイアス、ＬＤパワー、現像スリーブ線速等が考えられる。
【００９２】
２．５  階調性の演算、制御
階調性は数種類（若しくは十数種類）の階調パターンを出力して、これを画像濃度センサで検出して評価している。これは市場に出ている機種で以前から行われていることであり、濃度センサを利用して実施されている。よって、技術としては目新しくないが、粒状性・鮮鋭性を検出できる微小領域濃度センサ（ここでは、画質検出センサ１００ａ）で階調性制御も兼ねられるというところが利点であり、濃度センサを置き換えることができる。また、濃度センサは光束を絞っていないためにある程度（２０ｍｍ角程度）の大きさの階調パターンが必要だったが、微小領域濃度センサは光束を１ｍｍ以下程度に絞っているので、階調パターンの主走査方向の長さは従来のＰセンサ用パターンよりもかなり小さくできることになる。また、副走査方向の長さに関しても、微小領域濃度センサ（ここでは、画質検出センサ１００ａ）は粒状性・鮮鋭性などの微小濃度ムラを検出するために、高応答速度でデータを収集しているため、従来の濃度センサパターンよりもかなり短くできることになる。なお、階調性の制御因子はＬＤパワーである。
【００９３】
２．６  画質の制御因子
粒状性、鮮鋭性といった画質の制御因子としては、現像バイアス、帯電グリッドバイアス、ＬＤパワー、現像スリーブ線速であり、これらはすべて現像条件である。さらに現像バイアス、帯電グリッドバイアス、ＬＤパワーは現像ポテンシャル（電位的な現像能力）の調整であり、現像スリーブ線速は現像チャンス（物理的な現像能力）の調整ということになる。どちらもトナー付着量を変化させる能力があるが、現像バイアスを上げると静電潜像に対して山盛り状にトナーを載せる効果、現像スリーブ線速を上げると静電潜像に対して電位井戸形状に忠実にトナーを擦り切って載せる効果がある。
【００９４】
現像ポテンシャルが不足している場合は現像バイアス、帯電グリッドバイアス、ＬＤパワーの調整、現像チャンスが不足している場合は現像スリーブ線速の調整で画質（粒状性、鮮鋭性）を改善することができる。これらの現像条件のうち、現像バイアスと現像スリーブ線速を組み合わせて制御した場合の粒状性変動の様子を図２３に示す。同図において、横軸はトナー付着量で縦軸は粒状性である。図中右上がりの１点鎖線が等スリーブ線速線Ｍで、右下がりの点線が等現像バイアス線Ｎである。つまり現像スリーブ線速を変化させていくと、その時固定されている現像バイアス値に従って等スリーブ線速線Ｍ上を粒状性とトナー付着量が動いていく。現像バイアスを変化させた場合はその逆である。よってこの２者を組み合わせて制御した場合には、例えば図２３中の“標準画質”の点から、経時劣化によって“劣化画質”の点まで画質が劣化した場合に、矢印Ｓ１，Ｓ２のような制御で画質を復元できる。また、トナー付着量が別の制御アルゴリズムで制御されている場合も考えられるが、その場合はトナー付着量を変動させないように矢印Ｔ１，Ｔ２のように制御して、画質のみを標準画像の値に復元する（画質Ａの点）ことも可能である。
【００９５】
この例では現像バイアスと現像スリーブ線速を組み合わせて制御しているが、現像バイアスと帯電グリッドバイアスとＬＤパワーは現像ポテンシャルを変化させる因子であり、他の組み合わせ（帯電グリッドバイアスと現像スリーブ線速、またはＬＤパワーと現像スリーブ線速）やこれら４つの因子をすべて組み合わせて制御しても、同じ効果が得られる。このように、制御因子を組み合わせることによって画質制御の幅を広げることができる。
【００９６】
２．７  濃度検出
次に濃度を検出する場合を考える。濃度は、像担持体（感光体）１５０上のパターンの濃度を光学的に検出しているが、検出するパターンが異なるだけで、画質を検出する場合の反射光量検出手段と同じ検出手段（ここでは、画質検出センサ１００ａ）によって検出することができる。濃度を検出する場合は、像担持体（感光体）１５０上に濃度検出用パターンを形成し、そのパターンからの反射光量を微小領域において検出し、得られたセンサ出力の平均値から求めてきている。像担持体（感光体）１５０上のパターンの濃度を正反射光（図１６）で検出すべきか、または乱反射光（図１７）で検出すべきかは、像担持体（感光体）１５０の色や表面光学特性やトナー色の組み合わせで決定される。これも画質検出の場合と同様であり、図１８や図１９での説明が濃度検出の場合にもあてはまる。
【００９７】
濃度検出用パターンとしては階調パターンが用いられる。図２４に網点画像パターンでのセンサ出力と実際の濃度（像担持体上の付着量）との相関を示す。この場合も相関係数が０．９５８という非常に高い相関が得られており、画質検出手段によって濃度検出も精度よく行えることを示している。
【００９８】
２．８  環境変動（温湿度）検出
像担持体（感光体）１５０上の濃度や画質は、環境変動（温湿度）の影響を大きく受ける。よって図１２ないし図１４に示すように画像形成装置ＭＦＴ内に温湿度センサ６８を設置し、温度と湿度を検出している。この温湿度センサ６８の設置位置については、図１２〜１４に示した位置以外にもいろいろ考えられ、設置位置を限定するものではなく、画像形成装置ＭＦＴ内の画質形成領域の温度や湿度を検出できる位置ならどこでもよい。しかし、定着ユニット８の近傍では、定着ローラ８ａの温度の影響を受け、画像形成装置ＭＦＴ内の温度や湿度を正確に検出できないので、定着ユニット８の近傍は避ける必要がある。
【００９９】
像担持体（感光体）１５０上の濃度（トナー付着量）が温湿度から受ける影響について図２５及び図２６に示す。図２５は濃度（トナー付着量）の温度依存性を示す特性図であり、温度が上がるにつれて像担持体（感光体）１５０上の濃度（トナー付着量）も大きくなっていることが分かる。図２６は濃度の湿度依存性を示す特性図であり、湿度が上がるにつれて像担持体（感光体）１５０上の濃度（トナー付着量）も大きくなっていることが分かる。このように像担持体（感光体）１５０上のトナー濃度は環境変動（温湿度）に大きく影響される。
【０１００】
図２７及び図２８は画質が温湿度から受ける影響について示す図である。ここでは、粒状度を縦軸に取っている。粒状度とは前述のように画質を決定づける重要な因子のことであり、値が大きいほど画質が劣化していることを示す。図２７は画質の温度依存性を示す特性図で、この図から低温から温度を上げていくと画質がよくなっていき、１５〜２０℃付近で最小値を取り、さらに温度を上げていくと画質はまた悪くなっていることが分かる。図２８は画質の湿度依存性を示す図で、温度の場合と同じような変化をしていることが分かる。このように画質も環境変動（温湿度）に大きく影響される。このことは、剤劣化判定を行う場合には、環境変動（温湿度）の影響も考慮するべきであることを示している。
【０１０１】
２．８  経時劣化
２．８．１  像担持体
濃度や画質の検出に影響を与えるのもとして、像担持体（感光体）１５０の経時変化も考えられる。像担持体（感光体）１５０の表面は、紙紛や残トナーによる汚れや、帯電・転写時による放電やクリーニング部での摩耗などによってキズや削れが発生し、経時で表面劣化が起こる。このような汚れやキズや削れなどによって表面が劣化した像担持体（感光体）１５０上で濃度や画質を検出する場合、パターンや像担持体（感光体）１５０上からの反射光量が汚れやキズ・削れの影響を受け、正確な濃度や画質の検出が行えない。実際には現像剤は劣化していないのにもかかわらず、濃度や画質が異常値を示し、剤劣化と判定され、無駄な現像剤交換が行われる可能性は十分考えられる。よって、濃度や画質を検出する前に、像担持体（感光体）１５０の表面状態の検出を行っている。
【０１０２】
実際には、感光体６１上にトナー像を形成しない状態で感光体６１表面からの反射光量を微小領域で検出している。検出手段は、濃度の場合と同様、画質を検出する反射光量検出手段（画質検出センサ１００ａ）と同じ検出手段で検出できる。感光体６１の表面が劣化していない場合、反射光量は一定値を示すが、感光体６１の表面に汚れやキズや削れがある場合、反射光量が異常値を示し、劣化が検出できる。感光体６１の表面劣化を検出した場合は、画像形成装置ＭＦＴの表示部に該当部材の交換のメッセージを表示させたり、外部管理装置に表面劣化の情報を送信する。
【０１０３】
２．８．２  その他の経時劣化（フィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷）
さらに濃度や画質の検出に影響を与える経時変化として、フィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷が考えられる。そこで、これらの経時変化を検出する場合には、図２９に示すようにクエンチングランプ６７の感光体回転方向下流側に第１の電位センサ２１０を、さらにその下流側にフィルミング検出センサ２１１を、露光部６５の下流側に第２の電位センサ２１３を設け、また、膜厚検出測定器２１２を帯電ユニット（帯電ローラ）に接続する。
【０１０４】
このように構成すると、フィルミングの検出は感光体６１の表面に光を照射し、その反射光量を検出することによって行うことができる。正反射光で検出するべきか、拡散反射光で検出するべきかは、画質検出や濃度検出の場合と同様に、図１８や図１９を参照して説明したようにして決定される。フィルミングが発生していない部分からの反射光量と比べ、フィルミングが発生している部分からの反射光量は異常値を示すので、反射光量を検出することによってフィルミングの検出ができる。
【０１０５】
感光体６１の膜厚の検出は、帯電時に感光体６１の表面に流れ込む電流値を膜厚測定器２１２によって測定することによって行う
感光体６１上の画像部と非画像部の電位は、露光後の感光体６１の表面の電位を第２の電位センサ２１３で検出することによって行う。除電後の残存電荷は、クエンチングランプ６７で除電を行った後の感光体６１の表面の電位を第１の電位センサ２１０で検出することによって行う。感光体６１の経時変化異常を検出した場合は、画像形成装置ＭＦＰの表示部に該当部材の交換のメッセージを表示させ、あるいは外部管理装置に異常の情報を送信する。
【０１０６】
２．９  剤劣化
図３０は現像剤の劣化と粒状度との関係を示す特性図である。劣化状態のうち「初期」は新しい現像剤のことであり、劣化はまったくない状態である。「劣化小」は多少劣化しているが許容範囲の劣化状態である。「劣化大」はかなり劣化が進んでおり、劣化剤と判定できる程度の状態である。図３０から現像剤の劣化が進むにつれて粒状度の値が大きくなっており、画質が劣化していることが分かる。
【０１０７】
図３１は現像剤の劣化と感光体のトナーの付着量（濃度）の関係の一例を示す特性図である。現像剤が劣化した場合の濃度の変化であるが、この図３１から現像剤の劣化が進むにつれてトナーの付着量が低下していることが分かる。よって、感光体６１上のパターンの濃度から現像剤の劣化の程度を判定することができる。
【０１０８】
また、現像剤が劣化してくると、帯電の弱いトナー（弱帯電トナー）や逆極性に帯電したトナー（逆帯電トナー）が発生してくる。図３２は初期剤と劣化剤での電荷Ｑ／粒径ｄの測定データを示す図である。トナーの粒径分布はそれほど広がっていないので、図３２は電荷分布と考えることができる。図３２から劣化剤では−０．２〜＋０．１［ｆＣ／μｍ］あたりに弱帯電や逆帯電トナーが見られる。この弱帯電トナーや逆帯電トナーは感光体６１上の非画像部に付着しやすく、地汚れやチリの原因となり、画質劣化につながる。よって、非画像部の弱帯電トナーや逆帯電トナーを検出することによって、画質劣化や剤劣化が分かる。弱帯電トナーや逆帯電トナーの検出は、感光体６１上の非画像部の濃度を検出することによって行う。
【０１０９】
２．１０  剤劣化の判定
画質劣化は、算出した粒状性、階調性、鮮鋭性の各指標と、それぞれの閾値とを比較することにより行う。それぞれの閾値に関しては、あらかじめ実験などで求め、画像形成装置ＭＦＰ内のＲＡＭに記憶しておく。同様に剤劣化についても、得られた濃度と閾値との比較、非画像部の濃度の値に基づいて判定する。濃度については温湿度によって濃度が影響を受けるので、温湿度の検出結果を用いて閾値のキャリブレーションを行う。
【０１１０】
２．１０．１  制御回路
画質や剤の劣化は画像形成装置ＭＦＰ内の制御回路ＣＯＮによって行われる。この制御構成を図３３に示す。図３３は本実施例に係るデジタル複合機の制御装置の概略を示すブロック図である。同図において、ＡＤＦ３６、書き込みユニット７、作像ユニット６、定着ユニット８、給紙部２、スキャナ部３の制御を制御回路ＣＯＮが司り、また、操作表示部１ａ、画像処理部１ｂ、画像メモリ１ｃ、不揮発メモリ１ｄ、画質検出センサ１００ａ、各種センサ１００ｂがそれぞれ制御回路ＣＯＮに接続されている。制御回路ＣＯＮは、操作表示部１ａからの指示入力によりユーザが所望する制御を実行し、スキャナ部３で読み取った画像データを一旦画像メモリ１ｃに格納した上で、所定のあるいはユーザが所望する画像処理を画像処理部１ｂで行って書き込みユニット７に出力し、作像ユニット６で作像し、給紙部２から給紙された記録紙２０に転写し、定着部８で定着した後、排紙し、あるいは両面ユニット９側に搬出する。これらの制御プログラムは不揮発メモリ１ｄに格納され、制御回路ＣＯＮはこの制御プログラムに従って所定の制御を実行する。
【０１１１】
２．１０．２  制御手順
剤劣化判定および剤劣化判定を勘案した画像形成の制御手順を図３４に示す。この処理では、まず、画像形成装置の画像形成に関連する部分の経年劣化をチェックし、その後、画質のチェック、剤劣化のチェックを行う。これらのチェックを行うタイミングであるが、これは限定しない。電源が投入されたときでもいいし、一定時間経過後、一定枚数出力後、ある量のトナーが消費された後のいずれでも良い。また、ユーザやサービスマンや外部管理装置からの指示を受けてから行ってもよい。
【０１１２】
この処理では、前述のようにまず最初に像担持体（感光体）１５０の経時劣化の検出を行う（ステップＳ１０１）。経時劣化には前術のように像担持体の傷及び汚れのチェック、フィルミングのチェック、画像部、非画像部の電位のチェック、膜厚のチェック、残存電位のチェックがあり、これらがパラレルあるいはシリアルに行われ、前記チェックのに１つでも異常（経時劣化）があれば（ステップＳ１０２−Ｎ）、その経時劣化したものが画質に影響を与えるかどうかをさらにチェックする（ステップＳ１０３）。
【０１１３】
画質に影響があると判断された場合には、その異常な（経時劣化した）ものの異常と判断するための判断基準を変えて（判断基準となる予め設定された閾値を変更して（下げて）−ステップＳ１０５）画質の影響を再度チェックする（ステップＳ１０３）。これを何度か繰り返し、画質に影響を与えないような閾値を設定することができない場合には、経時劣化が進んでおり画像制御では対応できないのでその部品の交換が必要である旨、画像形成装置の操作表示部１ａに表示する。同時に、外部管理装置にその情報を送信するようにすることもできる（ステップＳ１２４）。
【０１１４】
ステップＳ１０１でチェックした各部の全てに経時劣化が認められなかった場合（ステップＳ１０２−Ｎ）、あるいはステップＳ１０２で経時劣化が認められたが、画像制御の変更で対応できる場合には、像担持体（感光体）１５０上に図２０に示した画質検出用パターン２００を作成し（ステップＳ１０７）、その画質検出用パターン２００に発光素子１０１からの光が照射される。パターン２００からの反射光量を受光素子１０３で検出し（ステップＳ１０８）、その検出結果から粒状性や鮮鋭性などの画像特性を演算する（ステップＳ１０９）。
【０１１５】
次いで、演算された画像特性を予め設定された特性と比較して画質劣化の度合いを判断する（ステップＳ１１０）。そして、画質劣化の度合いが予め設定された値以上であれば、画質劣化が進展しているとして濃度検出用パターンを像担持体（感光体）１５０上に形成する。濃度検出用パターンとしては従来から使用されている階調パターンが用いられる。一方、ステップＳ１１０の判断で画像劣化の度合いが予め設定された値まで達していなければ、画質が劣化していないと判断し、濃度一定の制御を行うために、像担持体上１５０に濃度検出用のパターンを形成し、パターンの濃度を検出する。その検出結果に基づいて、帯電グリッドバイアスや現像バイアスやＬＤパワーを制御して、濃度一定の制御を行う。さらにその後に、スリーブ線速と帯電グリッドバイアス・現像バイアス・ＬＤパワーを組み合わせて、濃度一定のまま画質を回復させて画質制御を行う（ステップＳ１１１）。そして、最後にγカーブの制御を行い、コピーを実行する（ステップＳ１２３）。
【０１１６】
他方、ステップＳ１１０で画質劣化の度合いが所定値以上で、画質劣化が進行していると認められる場合には、像担持体（感光体）１５０上に濃度検出用パターンを形成し、パターンの濃度と非画像部の濃度を検出する（ステップＳ１１３）。さらに、温湿度センサ６８によって画像形成装置ＭＦＰ内の温度と湿度を検出する（ステップＳ１１４）。その温度と湿度の検出結果を用いて、画像形成装置ＭＦＰの不揮発メモリ１ｄ内に記憶されている濃度の閾値のキャリブレーションを行う。キャリブレーションされた閾値と検出された濃度とが比較され、剤劣化が総合的に判定される（ステップＳ１１５）。
【０１１７】
剤劣化判定で現像剤が劣化していると判定された場合（ステップＳ１１５−Ｙ）、剤劣化判定の判定結果を通信手段によって外部管理装置に送信し（ステップＳ１１６）、また、剤劣化判定の判定結果を画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａに表示する（ステップＳ１１７）。
【０１１８】
これらの順序はいずれでも良く、剤劣化判定の判定結果を外部Ｉ／Ｆ１ｅから外部管理装置に送信することなく、操作表示部１ａへの表示に止め、ユーザがサービスステーションに連絡するようにしてもよい。その際、現像剤が劣化している場合には現像剤の交換が必要なので、現像剤交換のためのサービスマンコールを表示させてもよい。なお、画像形成装置ＭＦＰからの判定結果を受信した外部管理装置は、現像剤交換の指示をサービスマンに連絡し、あるいは、サービスセンタはユーザからの連絡により、サービスマンを派遣するようにする。
【０１１９】
次いで、画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａには、ユーザに対して画像劣化が生じているにもかかわらず画像形成を続行するかどうかを問う表示を行い（ステップＳ１２１）、ユーザは操作表示部１ａの表示を見て、現在実行使用しているジョブの画像形成を実行するかどうかを判断する（ステップＳ１２２）。そして、剤劣化が生じ、画質が劣化していたとしてもコピーの必要があればコピーを実行し（ステップＳ１２３）、画質が劣化したコピーは不要ならば、コピーを行わずに処理を終える。
【０１２０】
また、ステップＳ１１５で剤劣化ではないと判定された場合には、ステップＳ１１０でチェックした各部が原因でもなく、あるいは剤劣化が原因でもない要因が他にあると判断し（ステップＳ１１８）、その旨、通信手段によって外部管理装置に送信し（ステップＳ１１９）、また、剤劣化が画質劣化の要因でないことを画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａに表示する（ステップＳ１２０）。これらの順序はいずれでも良く、判定結果を通信手段によって外部管理装置に送信することなく、操作表示部１ａへの表示に止め、ユーザがサービスステーションに連絡するようにしてもよい。その際、原因を突き止めることが肝要なのでサービスマンコールを表示させてもよい。なお、画像形成装置からの判定結果を受信した外部管理装置は、原因不明であることをサービスマンに連絡し、あるいは、サービスセンタはユーザからの連絡により、サービスマンを派遣するようにする。
【０１２１】
次いで、画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａには、ユーザに対して画像劣化が生じているにもかかわらず画像形成を続行するかどうかを問う表示を行い（ステップＳ１２１）、ユーザは操作表示部１ａの表示を見て、現在実行使用しているジョブの画像形成を実行するかどうかを判断する（ステップＳ１２２）。そして、剤劣化が生じ、画質が劣化していたとしてもコピーの必要があればコピーを実行し（ステップＳ１２３）、画質が劣化したコピーは不要ならば、コピーを行わずに処理を終える。
【０１２２】
なお、画質の劣化の原因がステップＳ１０１でチェックした部分以外であって、剤劣化でもない場合には、例えば書き込みユニット７の不具合などが考えられる。どのような原因であるにしてもサービスマンでなければ対処できないので、サービスマンコールが必須となる。
【０１２３】
３．第２実施例
図３５は第２実施例に係る画像形成装置ＭＦＰの画像形成部１の要部を示す概略構成図である。この第２実施例では、画質や濃度を検出する場所が同じ像担持体１５０上ではあるが、第１実施例では感光体６１上で検出していたものを中間転写体（中間転写ベルト５）上としたものでセンサ１００ａの構成や検出方法等は第１実施例と同様である。
【０１２４】
センサ１００ａの設置位置は、図３５に示すように一次転写ローら６６と二次転写ローラ５１の間の中間転写ベルト５に対向する位置である。記録紙２０に転写する直前の画像を検出する構成となっており、記録紙２０上に転写される画像と近い状態の画像を検出している。
【０１２５】
濃度や画質に影響を与えるものとして、画質形成装置ＭＦＰ内の環境変動（温湿度）や感光体６１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷のほかに、中間転写ベルト５の表面の経時劣化も考えられる。中間転写ベルト５の表面は、紙紛や残トナーによる汚れや、転写時による放電やクリーニング部での偏摩耗などによってキズや削れが発生し、経時で表面劣化が起こる。このような汚れやキズや削れなどによって表面が劣化した中間転写ベルト５上で濃度や画質を検出する場合、パターン２００，２１０や像担持体１５０上からの反射光量が汚れやキズ・削れの影響を受け、正確な濃度や画質の検出を行うことができなくなる。そのため、実際には現像剤は劣化していないのにもかかわらず、濃度や画質が異常値を示し、剤劣化と判定され、無駄な現像剤交換が行われる可能性は十分考えられる。よって、濃度や画質を検出する前に、像担持体１５０としての中間転写ベルト５の表面状態の検出を行う（ステップＳ１０１）。
【０１２６】
実際には、中間転写ベルト５上にトナー像を形成しない状態で当該中間転写ベルト５表面からの反射光量を微小領域で検出している。検出手段は、濃度の場合と同様、画質を検出する反射光量検出手段（画質検知センサ１００ａ）と同じ検出手段で検出することができる。中間転写ベルト５の表面が劣化していない場合、反射光量は一定値を示すが、中間転写ベルト５の表面に汚れやキズや削れがある場合、反射光量が異常値を示し、劣化が検出できる。中間転写ベルト５の表面劣化を検出した場合は、画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａに該当部材の交換のメッセージを表示させたり、外部管理装置に表面劣化の情報を送信する。この中間転写ベルト５の表面のキズ・汚れ検出は、感光体６１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷の検出と同じ時に行う。
【０１２７】
その他、特に説明しない各部は、前述の第１実施例と同等に構成されている。
【０１２８】
４．第３実施例
図３６及び図３７は第３実施例に係る画像形成装置の画像形成部１の要部を示す概略構成図である。この第３実施例では、画質や濃度を検出する場所が同じ像担持体１５０上ではあるが、第１実施例では感光体６１上で検出していたものを記録紙搬送部材（記録紙搬送ベルト６９）上としたもので、センサ１００ａの構成や検出方法等は第１実施例と同様である。
【０１２９】
センサ１００ａの設置位置は、図３６及び図３７に示すように（図１２のようなモノクロの画像形成部１の場合も同様）画像形成部１の記録紙搬送ベルト６９と対向する位置である。この位置にセンサ１００ａを設置して記録紙搬送ベルト６９上に転写された画像を検出する構成となっている。
【０１３０】
濃度や画質に影響を与えるものとして、画質形成装置ＭＦＰ内の環境変動（温湿度）や感光体６１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷のほかに、記録紙搬送部ベルト（記録紙搬送部材）６９の表面の経時劣化も考えられる。記録紙搬送ベルト６９の表面は、紙紛による汚れやキズや削れが発生し、経時で表面劣化が起こる。このような汚れやキズや削れなどによって表面が劣化した記録紙搬送ベルト６９上で濃度や画質を検出する場合、パターン２００，２１０や記録紙搬送ベルト６９上からの反射光量が汚れやキズ・削れの影響を受け、正確な濃度や画質の検出が行えない。実際には現像剤は劣化していないのにもかかわらず、濃度や画質が異常値を示し、剤劣化と判定され、無駄な現像剤交換が行われる可能性は十分考えられる。よって、濃度や画質を検出する前に、記録紙搬送ベルト６９の表面状態の検出を行う。実際には、記録紙搬送ベルト６９上にトナー像を形成しない状態で記録紙搬送ベルト６９の表面からの反射光量を微小領域で検出する。検出手段は、濃度の場合と同様、画質を検出する反射光量検出センサ１００ａと同じ検出手段で検出できる。
【０１３１】
記録紙搬送ベルト６９の表面が劣化していない場合、反射光量は一定値を示すが、記録紙搬送ベルト６９表面に汚れやキズや削れがある場合、反射光量が異常値を示し、劣化が検出できる。記録紙搬送ベルト６９の表面劣化を検出した場合は、画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａに該当部材の交換のメッセージを表示させたり、外部管理装置に表面劣化の情報を送信する。この記録紙搬送ベルト６９の表面のキズ・汚れ検出は、感光体５１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷の検出と同じ時に行う。
【０１３２】
その他、特に説明しない各部は、前述の第１実施例と同等に構成されている。
【０１３３】
５．第４実施例
前述の第１ないし第３実施例では感光体６１や中間転写ベルト５や記録紙搬送部ベルト６９上に形成したあるいは転写された検出用パターン（画質検出パターン２００及び濃度検出パターン−以下、同様）をセンサ１００ａによって直接検出しているが、図３８に示すセンサユニット１００ｃでは、検出用パターンが転写される像担持体としての専用転写ローラ１０９ａを感光体５１、中間転写ベルト５、あるいは記録紙搬送ベルト６９とセンサヘッド１０８との間に設置し、前記専用転写ローラ１０９ａ上に転写された検出用パターンをセンサヘッド１０８で検出する。
【０１３４】
図３８は第４実施例に係るセンサユニット１００ｃの概略構成を示す図である。同図において、センサユニット１００ｃは、センサヘッド１０８、センサアンプ１２０ａ及び演算部１３０ａからなる検出部と、専用転写ローラ１０９ａと、クリーニング部１０９ｂとを備え、１つのユニットを構成している。センサヘッド１０８は図１５における発光素子１０１、受光素子１０３、レンズ１０２，１０４，１０６及びファイバ１０５，１０７から１つのユニットとして構成され、レンズ１０６が専用転写ローラ１０９ａ表面に対向している。センサアンプ１２０ａは図１５における増幅回路１２０に対応し、受光素子１０３で光電変換された出力を増幅し、演算部１３０ａに渡す。演算部１３０ａは図１５における演算回路１３０に対応し、増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う。
【０１３５】
専用転写ローラ１０９ａは感光体５１、中間転写ベルト５、あるいは記録紙搬送ベルト６９上に形成され、あるいは転写されたパターンがさらに転写されるもので、センサヘッド１０８はこの専用転写ローラ１０９ａ上に転写されたパターンを光学的に走査して前述の画質及び濃度の検出を行う。クリーニング部１０９ｂは例えばクリーニングブレードにより前記専用転写ローラ１０９ａ上のトナー像のクリーニングを行う。
【０１３６】
専用転写ローラ１０９ａの材質としては、導電性、非導電性、弾性ローラなどいろいろ考えられる。センサ部の構成は光ファイバ１０５，１０７を用いない直接投受光タイプのものでも構わないし、専用転写ローラ１０９ｂの清掃方式は図のようなブレードクリーニング方式でなくても良く、例えばファーブラシのクリーニング方式でも良いし、クリーニング部材を設置せずに、測定後に逆転写バイアス印加によって像担持体側に逆転写させるクリーニング方式でも構わない。いずれにしてもセンサヘッド１０８と専用転写ローラ１０９ａをこのように同一基準で位置決めする（つまりお互いに固定する）ことにより、専用転写ローラ１０９ａの表面に対するセンサヘッド１０８の位置決め精度を向上させることができる。さらに、これにより専用転写ローラ１０９ａ面での投光スポット径の安定化、受光素子１０３への安定的な反射光の入射等が実現し、検出・算出される画質データ精度の向上につながる。また、このセンサユニット１００ｃの場合、演算部１３０ａで演算された画質データ（デジタルデータ）が出力されるので、画像形成装置ＭＦＰ本体側から見たら取り扱いやすいというメリットがある。しかし、センサとしてはコスト高になる。
【０１３７】
そこで、もう一つの構成として、専用転写ローラ１０９ａと検出手段を一つのユニットとして、演算部１０３ａを本体側に設置するという構成がある。この構成の場合、演算部１３０ａがセンサ外に必要となるため、画像形成装置ＭＦＰの制御基板側でセンサアナログデータを受信し、制御基板上で演算処理を行うことになる。センサ自体に演算部１０３ａを設置しないため、センサ１０３ａの小型化、コストダウンには有利である。しかし、その反面、アナログ信号を画像形成装置ＭＦＰの制御基板側までもってくる必要があり、その間に信号に新たなノイズが発生してしまう虞がある。したがって、どのような構成を選択するかは、これらのメリットとデメリットを勘案して決定される。
【０１３８】
前述の図３８のように構成されたセンサユニット１００ｃを第１ないし第３実施例と同じ位置に設置する。各設置位置ともに記録紙に転写する直前の画像、若しくは記録紙に転写された画像を更に転写することに相当する（実際は記録紙ではなく記録紙搬送ベルト６９上に転写された画像を更に転写する）構成となっており、転写条件を最適に設定することにより記録紙上の画像を検出しているのと同様の状況を作り出している。また、専用転写ローラ１０９ａを感光体５１、中間転写ベルト５、記録紙搬送ベルト６９とは接離可能な構成にし、検出以外の時には、専用転写ローラ１０９ａと検出対象となる感光体５１、中間転写ベルト５あるいは記録紙搬送ベルト６９とを離しておく。こうすることによって、専用転写ローラ１０９ａの経時によるキズや汚れを軽減することができ、また、通常の画像出力状態において画像を乱すことがない。
【０１３９】
正反射光で検出するべきか、乱反射光で検出するべきかは、専用転写ローラ１０９ａの色、表面光学特性、トナーの色のそれぞれの組み合わせで決定される。専用転写ローラ１０９ａ上での検出の場合、専用転写ローラ１０９ａについては、その表面光学特性や色を任意に選んでくることができる。よって、色としては感度のあるＷ（白）と感度の無いＫ（黒）、表面光学特性としては光沢面と拡散面を任意に選べる。加えてトナー色としてＭ（マセンタ）とＫ（ブラック）があるので、条件としては８通りが考えられる。第１実施例の図１９の場合と同様に考えると、図３９のような結果が得られる。
【０１４０】
画質や濃度の検出は、検出する場所が専用転写ローラ１０９ａ上に代わるだけで、検出方法等は第１実施例と同様である。
【０１４１】
濃度や画質に影響を与えるものとして、画質形成装置ＭＦＰ内の環境変動（温湿度）や感光体５１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷のほかに、専用転写ローラ１０９ａの表面の経時劣化も考えられる。専用転写ローラ１０９ａの表面は、残トナーによる汚れや、転写時による放電やクリーニング部での偏摩耗などによってキズや削れが発生し、経時で表面劣化が起こる。このような汚れやキズや削れなどによって表面が劣化した転写ローラ１０９ａ上で濃度や画質を検出する場合、パターンや専用転写ローラ１０９ａ上からの反射光量が汚れやキズ・削れの影響を受け、正確な濃度や画質の検出を行うことができない。そのため、実際には現像剤は劣化していないのにもかかわらず、濃度や画質が異常値を示し、剤劣化と判定され、無駄な現像剤交換が行われる可能性は十分考えられる。よって、濃度や画質を検出する前に、専用転写ローラ１０９ａの表面状態の検出を行う。実際には、専用転写ローラ１０９ａ上にトナー像を形成しない状態で専用転写ローラ１０９ａ表面からの反射光量を微小領域で検出する。検出手段は、濃度の場合と同様、画質を検出するセンサヘッド１０８、センサアンプ１２０ａ及び演算部１３０ａを使用する。
【０１４２】
専用転写ローラ１０９ａの表面が劣化していない場合、反射光量は一定値を示すが、専用転写ローラ１０９ａの表面に汚れやキズや削れがある場合、反射光量が異常値を示し、劣化が検出できる。専用転写ローラ１０９ａの表面劣化を検出した場合は、画像形成装置ＭＦＰの操作表示部１ａに専用転写ローラ１０９ａの交換のメッセージを表示させたり、外部管理装置に表面劣化の情報を送信する。この専用転写ローラ１０９ａの表面のキズや汚れの検出は、感光体６１のフィルミング、膜厚、画像部と非画像部の電位、除電後の残存電荷の検出と同じ時に行い、図３４のフローチャートのステップ１０１に対応する。
【０１４３】
その他の部分は第１実施例と同等に構成されている。
【０１４４】
以上のように第１ないし第４実施例によれば、以下のような効果を奏する。
【０１４５】
（１）画像形成装置内の制御回路ＣＯＮや演算回路１３０で画質の検出、検出結果の演算、および演算結果に基づいた剤劣化の判定を行う際、像担持体１５０上に形成したパターン上のトナーの濃度だけでなく画質も判定基準にすることができる。
【０１４６】
（２）画質劣化と判定された後、剤劣化を判定するので、剤劣化の判定を画質を基準に行うことができる。
【０１４７】
（３）画質を検出するセンサ１００ａ、演算回路１３０及び制御回路ＣＯＮが濃度も検出するので、１つのセンサ１００ａで画質と濃度の両方を検出することができ、画質を検出する手段を別途設けることによるコストアップを大幅に減少させることができる。
【０１４８】
（４）画像部の濃度だけでなく非画像部の濃度も検出するので、弱帯電や逆帯電のトナーも検出することが可能となり、剤劣化の判定を高精度に行うことができる。
【０１４９】
（５）感光体６１上のトナー像を直接記録紙２０に転写する方式のものでは、現像後かつ転写前の位置において画質や濃度を検出することによって、実際の記録紙２０上の画像と近い画像を検出することができる。
【０１５０】
（６）トナー画像を記録紙２０に転写する直前の位置において画質や濃度を検出することにより、実際の記録紙２０上の画像と近い画像を検出することができる。
【０１５１】
（７）記録紙２０の代わりに記録紙搬送ベルト６９に転写した直後の位置において画質や濃度を検出することにより、実際の記録紙２０上の画像と同等な画像を検出することができる。
【０１５２】
（８）画質・濃度パターン検出用の専用転写ローラ１０９ａを設置し、その専用転写ローラ１０９ａ上のパターンを検出することにより、機種による感光体６１や中間転写ベルト５の表面光学特性差の影響や、両者の経時劣化によるキズや汚れ等の影響を受けないパターン検出が可能となる。
【０１５３】
（９）専用転写ローラ１０９ａの表面光学特性を画質を検出するセンサ１００ａの光学系に合わせることにより、より高精度な検出を行うことができる。
【０１５４】
（１０）専用転写ローラ１０９ａの設置位置をトナー画像の記録紙２０への転写直前の位置、またはトナー画像が（記録紙２０の代わりに）記録紙搬送ベルト６９に転写された直後の位置に設定することにより、実際の記録紙２０上の画像と同等な画像を専用転写ローラ１０９ａ上に転写することが可能となり、これにより検出される画質や濃度は記録紙上の画像の画質や濃度と略同一なものとすることができる。
【０１５５】
（１１）パターンの濃度は温度や湿度に大きく影響されるので、濃度検出するときの温度や湿度を測定し、その結果もふまえて剤劣化の判定を行うことにより、高精度な判定を行うことができる。
【０１５６】
（１２）剤劣化と判定された場合、画質劣化や剤劣化の判定結果を表示することによりユーザやサービスマンに剤劣化や剤交換を知らせることができる。
【０１５７】
（１３）剤劣化と判定された場合、その判定結果を外部管理装置に送信することにより外部管理装置はサービスマンに剤交換を指示することが可能となり、ユーザにサービスマンコールの負担をかけることがなく、また、画像形成装置のダウンタイムを減少させることができる。
【０１５８】
（１４）剤劣化の判定を行う前に像担持体１５０の経時変化を検出し、正常であると確かめておくことにより、剤劣化の判定を高精度に行うことができる。
【０１５９】
（１５）剤劣化の判定を行う前に像担持体１５０の経時変化（傷、汚れ、フィルミング、膜厚変化、電位変化、残存電荷）を検出し、正常であると確かめておくことにより、実際に現像剤は劣化していないのに剤劣化と判断され、現像剤の交換が行われるということを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラーの画像形成装置全体を示す図である。
【図２】図１における感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【図３】６００ｄｐｉの書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像の初期の画像を示す図である。
【図４】６００ｄｐｉの書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像のある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像を示す図である。
【図５】濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における画像の微細な濃度ムラを測定する画質検出装置の概略構成及び画像形成装置の制御回路を示す図である。
【図７】走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図である。
【図８】図６反射光の増幅回路からの光量（電圧）変動を示す図である。
【図９】図８の測定結果から高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により算出された空間周波数特性を示す図である。
【図１０】視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図である。
【図１１】算出された視覚ノイズの総量を示す図である。
【図１２】第１実施例における直接転写方式のモノクロの画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図１３】第１実施例における４連タンデム型中間転写方式のフルカラーの画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図１４】第１実施例における４連タンデム型直接転写方式のフルカラーの画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図１５】第１実施例で使用される画質検出装置のセンサ部の一例を示す概略構成図である。
【図１６】正反射光を検出する画質検出センサの検出時の状態を示す図である。
【図１７】乱反射光を検出する画質検出センサの検出時の状態を示す図である。
【図１８】像担持体の色を感度のない黒として表面光学特性とトナー色の４つの組み合わせについてそれぞれの反射の状態を概念的に描いた図である。
【図１９】図１８に示した組み合わせにおける光沢面及び拡散面と正反射及び乱反射の関係を示す図である。
【図２０】粒状性を検知し、演算する際の演算式、パターン、特性を示す図である。
【図２１】粒状性の指数と実際の紙上の画像の粒状度との比較を示す図である。
【図２２】鮮鋭性の演算と制御に用いられる周波数パターンを示す図である。
【図２３】現像バイアスと現像スリーブ線速を組み合わせて制御した場合の粒状性変動の状態を示す図である。
【図２４】網点画像パターンでのセンサ出力と実際の濃度との相関を示す図である。
【図２５】像担持体上のトナー濃度の温度依存性を示す特性図である。
【図２６】像担持体上のトナー濃度の湿度依存性を示す特性図である。
【図２７】像担持体上に形成された画像の画質の温度依存性を示す特性図である。
【図２８】像担持体上に形成された画像の画質の湿度依存性を示す特性図である。
【図２９】経時変化を検出するための検出手段の配置を示す図である。
【図３０】現像剤の劣化と粒状度との関係を示す特性図である。
【図３１】現像剤の劣化と感光体のトナーの付着量（濃度）の関係を示す特性図である。
【図３２】初期剤と劣化剤での電荷Ｑ／粒径ｄの測定データを示す図である。
【図３３】画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３４】剤劣化判定および剤劣化判定を勘案した画像形成の制御手順を示すフローチャートである。
【図３５】中間転写ベルトに対向させてセンサを設けた第２実施例に係る画像形成装置の画像形成部の要部を示す概略構成図である。
【図３６】記録紙搬送ベルトに対向させてセンサを設けた第３実施例に係る画像形成装置の画像形成部の要部を示す概略構成図である。
【図３７】記録紙搬送ベルトに対向させてセンサを設けた第４実施例に係る画像形成装置の画像形成部の要部を示す概略構成図である。
【図３８】専用転写ローラ上に転写された検出用パターンをセンサヘッドで検出するセンサユニットの概略構成図である。
【図３９】専用転写ローラ上に転写された検出用パターンの図１８に示した組み合わせと同様の場合における光沢面及び拡散面と正反射及び乱反射の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  画像形成部
１ａ  操作表示部
１ｅ  外部Ｉ／Ｆ
５  中間転写ベルト
５１  二次転写ローラ
５３  一次転写ローラ
６１  感光体
６２  帯電部
６３  現像ユニット
６９  記録紙搬送ベルト
１００ａ  センサ
１００ｃ  センサユニット
１０９ａ  専用転写ローラ
１０１  発光素子
１０２，１０４，１０６  レンズ
１０３  受光素子
１０５，１０７  ファイバ
１０８  センサヘッド
１３０  演算回路
１３０ａ  演算部
１５０  像担持体
ＣＯＮ  制御回路
Ｐ  記録紙
【図１】
2005189493.tif 000003
【図２】
2005189493.tif 000004
【図３】
2005189493.tif 000005
【図４】
2005189493.tif 000006
【図５】
2005189493.tif 000007
【図６】
2005189493.tif 000008
【図７】
2005189493.tif 000009
【図８】
2005189493.tif 000010
【図９】
2005189493.tif 000011
【図１０】
2005189493.tif 000012
【図１１】
2005189493.tif 000013
【図１２】
2005189493.tif 000014
【図１３】
2005189493.tif 000015
【図１４】
2005189493.tif 000016
【図１５】
2005189493.tif 000017
【図１６】
2005189493.tif 000018
【図１７】
2005189493.tif 000019
【図１８】
2005189493.tif 000020
【図１９】
2005189493.tif 000021
【図２０】
2005189493.tif 000022
【図２１】
2005189493.tif 000023
【図２２】
2005189493.tif 000024
【図２３】
2005189493.tif 000025
【図２４】
2005189493.tif 000026
【図２５】
2005189493.tif 000027
【図２６】
2005189493.tif 000028
【図２７】
2005189493.tif 000029
【図２８】
2005189493.tif 000030
【図２９】
2005189493.tif 000031
【図３０】
2005189493.tif 000032
【図３１】
2005189493.tif 000033
【図３２】
2005189493.tif 000034
【図３３】
2005189493.tif 000035
【図３４】
2005189493.tif 000036
【図３５】
2005189493.tif 000037
【図３６】
2005189493.tif 000038
【図３７】
2005189493.tif 000039
【図３８】
2005189493.tif 000040
【図３９】
2005189493.tif 000041