JP6805707B2 - 画像形成装置および画像不良判断プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および画像不良判断プログラムに関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

画像形成装置においては、画像形成した用紙においてヤレ等の画像不良が発生する場合があり、当該画像不良を検出する画像読取装置を備えた構成が知られている。例えば、特許文献１に記載の構成では、用紙に出力された画像を画像読取装置において読み取ることにより、画像不良が発生しているか否かを判断する。

特開２０１６−９９３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、画像読取装置を設けるための後処理装置が必要となるため、機械設置面積が大きくなるという問題があった。また、用紙に出力された画像から画像不良を判断するため、各画像形成プロセスに起因して発生した画像不良が混在した場合、画像不良発生の原因を特定するのが困難であり、ひいては各画像形成プロセスへの精度の良いフィードバックが困難になるという問題があった。

本発明の目的は、機械設置面積を大きくすることなく、画像不良の原因を容易に切り分けすることが可能な画像形成装置および画像不良判断プログラムを提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体からトナーが供給される像担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流の実測値を検出する現像電流検出部と、
画像形成条件に基づいて現像電流の試算値を算出する現像電流算出部と、
前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値と、前記現像電流算出部により算出された前記現像電流の試算値とに基づいて、画像不良が発生するか否かを判断する画像不良判断部と、
を備え、
前記現像電流算出部は、前記画像形成条件から前記像担持体に付着するトナー量を算出し、算出した前記トナー量と、前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値との相関関係に近似する一次直線から前記現像電流の試算値を算出する。

本発明に係る画像不良判断プログラムは、
現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体からトナーが供給される像担持体と、を備える画像形成装置の画像不良判断プログラムにおいて、
コンピューターに、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流の実測値を検出する現像電流検出処理と、
画像形成条件に基づいて現像電流の試算値を算出する現像電流算出処理と、
前記現像電流検出処理により検出された前記現像電流の実測値と、前記現像電流算出処理により算出された前記現像電流の試算値とに基づいて、画像不良が発生するか否かを判断する画像不良判断処理と、
を実行させ、
前記現像電流算出処理において、前記画像形成条件から前記像担持体に付着するトナー量を算出し、算出した前記トナー量と、前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値との相関関係に近似する一次直線から前記現像電流の試算値を算出する。

本発明によれば、機械設置面積を大きくすることなく、画像不良の原因を容易に切り分けすることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 画像形成された用紙において、通紙方向の所定位置におけるトナー付着量の算出領域を示す図である。 通紙方向の各位置におけるトナー付着量を示す図である。 通紙方向の各位置における現像電流の実測値を示す図である。 トナー付着量と現像電流の実測値の相関関係をプロットした図である。 通紙方向の各位置における現像電流の実測値と現像電流の試算値とを比較するための図である。 通紙方向の各位置における現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分を示す図である。 通紙方向の任意の位置における現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分の印刷枚数に対する変化を示す図である。 画像形成された用紙において、画像不良が発生しやすい領域を説明するための図である。 画像端部の長さに対する、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分における閾値を示す図である。 画像形成装置における画像不良判断制御の動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況、画像形成装置１の内部の情報等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。感光体ドラム４１３は、本発明の「像担持体」に対応する。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。なお、本実施の形態における感光体ドラム４１３の直径は６０ｍｍであり、線速は３１４ｍｍ／ｓである。

帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２が有する現像スリーブ４１２Ａ（本発明の「現像剤担持体」に対応）は、回転しながら現像剤を担持し、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム４１３に供給することによって感光体ドラム４１３の表面にトナー像を形成する。

なお、本実施の形態におけるベタ画像における感光体ドラム４１３におけるトナー付着量は、Ｙ成分が４．３ｇ／ｍ^２、Ｍ成分が４．３ｇ／ｍ^２、Ｃ成分が４．０ｇ／ｍ^２、Ｋ成分が４．５ｇ／ｍ^２である。また、本実施の形態におけるトナーの帯電量は、４０μＣ／ｇである。また、本実施の形態における現像スリーブ４１２Ａと感光体ドラム４１３とのニップ幅は３ｍｍである。

現像電流検出部４１２Ｂは、感光体ドラム４１３と現像スリーブ４１２Ａとの間に流れる現像電流の実測値を検出する。現像電流検出部４１２Ｂは、図示しない現像バイアス印加部により現像バイアスを現像スリーブ４１２Ａに印加することによる現像電流の実測値を検出し、制御部１００に出力する。なお、本実施の形態における現像電流の検出ばらつきは０．２μＡである。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１はＡ方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり、一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、バックアップローラー４２３Ｂに二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの表面側、つまり、中間転写ベルト４２１と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面であるトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面である定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。

搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対等を有する。給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

ところで、画像形成装置１では、画像形成した用紙Ｓにおいてヤレ等の画像不良が発生する場合がある。画像形成装置１においては、当該画像不良を検出する画像読取装置を備えた構成が知られている。画像読取装置を備える構成の場合、用紙Ｓに出力された画像を画像読取装置において読み取ることにより、画像不良が発生しているか否かを判断する。

しかしながら、画像読取装置を設けるためには、画像読取装置を備えた後処理装置が必要となるため、機械設置面積が大きくなるという問題があった。また、用紙Ｓに出力された画像から画像不良を判断するため、各画像形成プロセスに起因して発生した画像不良が混在した場合、画像不良発生の原因を特定することが困難となり、ひいては各画像形成プロセスへの精度の良いフィードバックが困難になるという問題があった。

画像不良発生の原因としては、一例として現像以前の画像形成プロセスに起因するものが考えられる。現像以前の画像形成プロセスとは、帯電装置４１４における帯電プロセス、露光装置４１１における露光プロセス、現像装置４１２における現像プロセスのことである。

現像以前の画像形成プロセスに起因する画像不良は、例えば、大量のトナーを消費する第１画像形成処理が行われた後、その次に行われる第２画像形成処理において発生しやすい。

例えば、第１画像形成処理において大量にトナーが消費されていることに起因して、現像装置４１２内にトナー量が少なくなった状態で第２画像形成処理が行われると、第２画像形成処理におけるトナー濃度が、所望のトナー濃度よりも薄くなるという画像不良が発生する。

また、画像形成処理が行われた後、感光体ドラム４１３の表面が除電されるが、第１画像形成処理の履歴が感光体ドラム４１３上に残ってしまった場合、帯電状態や露光状態が所望の状態に対して差が生じてしまい、所望のトナー濃度よりもトナー濃度が異なるという画像不良が発生する。

また、通紙方向における画像の端部の位置においては、トナーが存在しない部分とトナーが存在する部分との境界部分であるので、境界部分においてトナー濃度に差がある当該端部の位置に静電気的にトナーが移動してしまい、所望のトナー濃度と、実際のトナー濃度に差が生じてしまうような画像不良が発生する。

このように現像以前の画像形成プロセスに起因した画像不良は、所望のトナー濃度と、実際のトナー濃度とに差が生じることに起因した画像不良であることから、画像形成条件において想定される現像電流と、実際の現像電流とに差が生じることにより発生するものと考えられる。

そこで、本実施の形態では、制御部１００が、現像電流検出部４１２Ｂにより検出された現像電流の実測値と、画像形成条件に基づく現像電流の試算値とに基づいて、画像不良が発生するか否かを判断する制御を行う。このようにして画像不良を判断することにより、現像以前の画像形成プロセスを起因とした画像不良であるか否かを正確に判断することができる。以下、本実施の形態における制御について説明する。制御部１００は、本発明の「現像電流算出部」および「画像不良判断部」に対応する。

まず、画像形成条件に基づく現像電流の試算値の算出について説明する。
図３に示すように、制御部１００は、通紙方向の各位置における主走査方向（通紙方向に直交する方向）における感光体ドラム４１３へのトナー付着量を画像形成条件から算出する。具体的には、図３に示すような用紙Ｓの場合、１ドット線幅あたりに相当する部分Ｘにおけるトナー付着量を通紙方向における各位置において算出する。

通紙方向の各位置におけるトナー付着量をまとめると、例えば図４のようなデータが得られる。図４のデータは、カバレッジが８０％で、トナー付着量が主走査方向における全色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）合計で６．６ｇ／ｍ^２の画像によるものである。

次に、制御部１００は、現像電流検出部４１２Ｂより現像電流の実測値を通紙方向の各位置で取得する。これらの実測値をまとめると、例えば図５のようなデータが得られる。

図４に示すデータと図５に示すデータとを照合して、トナー付着量と、現像電流の実測値との相関関係をプロットすると図６に示すようなグラフとなる。ここで、黒のドットで示される点に近似する一次直線である近似直線Ｌが現像電流の試算値となる。

また、白のドットで示される点は、近似直線Ｌからやや離れた位置に位置している。画像不良が発生すると、現像電流の実測値が画像形成条件において想定される現像電流と差異が生じるため、白のドットで示される点は、画像不良が発生しやすい位置であることが想定される。

ここで、通紙方向における画像の端部の部分においては、掃き寄せ、かすれ、白抜け等の画像不良が発生しやすいことが知られている。そのため、通紙方向における画像の端部に相当する部分は、近似直線Ｌから離れた位置にプロットされる可能性が高いと想定される。

そこで、本実施の形態では、制御部１００は、トナー付着量と現像電流の実測値との相関関係のうち、画像形成条件から画像不良が発生する可能性が高いと想定される部分、つまり、通紙方向における画像の端部に相当する部分については、現像電流の試算値の算出からは除外する。

これにより、白のドットで示される点のいくつかが現像電流の試算値の算出から除外されるので、画像形成条件において想定される現像電流に近い現像電流の試算値を算出することができる。

図７に示すように、用紙Ｓの通紙方向において１枚分に相当する現像電流の実測値と現像電流の試算値を重ね合わせると、画像不良が発生している部分においては、現像電流の実測値と、現像電流の試算値とで大きな差異が生じる。現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分を抽出すると、図８に示すようなグラフとなる。

ここで、制御部１００は、現像電流の実測値と、現像電流の試算値との差分の絶対値が閾値（図８では４μＡ）以上である場合、画像不良が発生していると判断する。これにより、現像以前の画像形成プロセスに起因した画像不良であることを容易に特定することができる。閾値の決定方法については後述する。

ところで、例えば、１回や２回程度、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分の絶対値が閾値以上となっても、実際には軽微な画像不良であり、実用上問題ない場合も想定し得る。しかし、連続で所定回数以上、通紙方向における同じ位置で、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分が閾値以上となる場合、当該位置において画像不良が発生しているという蓋然性が高い。

そこで、制御部１００は、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分の絶対値が閾値以上となった回数が連続で所定回数（例えば、５回）以上続いた場合、画像不良が発生すると判断するようにしても良い。

より詳細には、制御部１００は、図９に示すように、通紙方向の各位置に置いて、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分を印刷枚数が進行する度に取得し続けており、当該差分の絶対値が閾値以上となった回数が連続で所定回数以上続いた場合、画像不良が発生したと判断する。図９の例の場合、印刷枚数が１５枚付近となった時点で画像不良と判断される。このようにすることで、より確実に画像不良が発生していることを判断することができる。

なお、図９では、同一の画像を連続で印刷している場合を例示しているため、閾値は常時一定となっているが、異なる画像を連続で印刷する場合、閾値も印刷枚数に応じて変動する。

また、制御部１００は、例えば、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分が閾値以上になった場合、画像不良が発生しないように画像形成部４０を制御する。具体的には、制御部１００は、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分を画像形成部４０にフィードバックして、当該差分が閾値以上とならないような制御を行う。このようにすることで、画像不良の発生を未然に防ぐことができる。

当該差分を閾値未満に抑える制御としては、例えば、現像スリーブ４１２Ａに印加される現像バイアス、露光装置４１１における露光量、帯電装置４１４における帯電量を調整する制御等が挙げられる。

また、制御部１００は、画像不良が発生していると判断した場合、画像不良が発生した第１用紙の次に排出される第２用紙以降の用紙Ｓを、第１用紙が排出された排出トレイとは別の排出トレイに排出する制御を行っても良い。このようにすることで、排紙トレイに積載された用紙の束の一番上に乗っている用紙Ｓが、画像不良が発生した用紙Ｓであるため、用紙Ｓの仕分けをしやすくすることができる。ただし、この制御を行う場合、画像形成装置１が複数の排出トレイを備えている必要がある。

また、制御部１００は、画像不良が発生していると判断した場合、画像形成装置１の動作を停止するようにしても良い。

次に、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分における閾値の決定方法について説明する。図１０は、所定の画像が形成された用紙における画像不良が発生しやすい箇所を明示する図である。

図１０に示すように、現像以前の画像形成プロセスにおける画像不良は、通紙方向における画像端部、具体的には、破線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３で囲った部分において発生しやすい。

破線Ｌ１で囲った部分は、画像Ｔが形成された箇所から画像Ｔがない箇所の境界部分であり、画像Ｔの通紙方向の後端部に相当する部分である。当該部分においては、掃き寄せが発生しやすく、現像電流が近似直線Ｌよりも高い値になりやすい。

破線Ｌ２で囲った部分は、画像Ｔがない箇所から画像Ｔが形成された箇所の境界部分であり、画像Ｔの通紙方向の前端部に相当する部分である。当該部分においては、かすれが発生しやすく、現像電流が近似直線Ｌよりも低い値になりやすい。

破線Ｌ３で囲った部分は、画像濃度が薄い部分Ｔ１と画像濃度が濃い部分Ｔ２との境界部分であり、画像濃度が薄い部分の端部および画像濃度が濃い部分の端部に相当する部分である。当該部分においては、画像濃度が薄い部分において白抜けが発生しやすく、現像電流が近似直線Ｌよりも低い値になりやすい。

この画像端部の長さによって、画像不良の発生する頻度が変わってくる。図１１は、画像端部の長さと、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分における閾値との関係を示す図である。図１１に示す実線Ｌ４は、閾値を示している。

図１１に示すように、画像端部の長さが長くなるほど、現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分における閾値が大きくなることが実験的に確認されている。現像電流の実測値と現像電流の試算値との差分が実線Ｌ４以上となると、画像不良が発生する頻度が多くなる。なお、画像端部の長さは、画像の主走査方向における長さであり、通紙方向において同じ位置する画像端部の長さの和を表している。

そこで、本実施の形態では、制御部１００は、画像端部の長さに応じて閾値を決定する。具体的には、画像端部の長さに応じた、図１１に示す実線Ｌ４の値を閾値として設定する。これにより、画像不良の発生する可能性が高い位置に対応した閾値を設定することができるので、より正確に画像不良の発生を判断することができる。

次に、画像形成装置１における画像不良判断制御の動作例について説明する。図１２は、画像形成装置１における画像不良判断制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図１２における処理は、印刷ジョブ中における用紙Ｓを１枚画像形成処理する度に実行される。

図１２に示すように、制御部１００は、１枚の用紙の画像形成処理を開始する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１００は、画像形成情報から感光体ドラム４１３上のトナー付着量を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、制御部１００は、画像形成情報から画像端部の長さから閾値を算出する（ステップＳ１０３）。次に、制御部１００は、現像電流検出部４１２Ｂから現像電流の実測値を取得する（ステップＳ１０４）。

次に、制御部１００は、現像電流の実測値と、トナー付着量との相関関係を算出する（ステップＳ１０５）。次に、制御部１００は、当該相関から現像電流の試算値を算出する（ステップＳ１０６）。

次に、制御部１００は、現像電流の実測値と現像電流の試算値の差分を算出する（ステップＳ１０７）。次に、制御部１００は、現像電流の実測値と現像電流の試算値の差分がステップＳ１０３で算出された閾値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０８）。

判定の結果、現像電流の実測値と現像電流の試算値の差分が閾値より小さい場合（ステップＳ１０８、ＮＯ）、処理はステップＳ１１０に遷移する。一方、現像電流の実測値と現像電流の試算値の差分が閾値以上である場合（ステップＳ１０８、ＹＥＳ）、制御部１００は、画像不良が発生していると判断する（ステップＳ１０９）。

次に、制御部１００は、印刷ジョブが終了したか否かについて判定する（ステップＳ１１０）。判定の結果、印刷ジョブが終了していない場合（ステップＳ１１０、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、印刷ジョブが終了した場合（ステップＳ１１０、ＹＥＳ）、本制御は終了する。

以上のように構成された画像形成装置１によれば、現像電流の実測値と現像電流の試算値とに基づいて画像不良が発生するか否かについて判断するので、機械設置面積を大きくすることなく、現像以前の画像形成プロセスにおける画像不良を判断することができる。そのため、画像不良発生の原因を容易に切り分けすることができ、ひいては現像以前の画像形成プロセスへの精度の良いフィードバックを容易に行うことができる。

なお、上記実施の形態では、画像読取装置を備えた後処理装置を設けていないが、当該後処理装置を設ける場合、画像読取装置における判断結果と本実施の形態における制御の判断結果とを組み合わせることで、画像不良の発生原因をさらに容易に切り分けすることができる。

また、上記実施の形態において各処理を画像形成装置１の制御部１００（コンピューター）に実行させるプログラムは、外部の装置、例えばパソコン等のコンピューターや画像形成装置に適したプリンタドライバ等にも適用することができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

１ 画像形成装置
１００ 制御部
４１２Ａ 現像スリーブ
４１２Ｂ 現像電流検出部
４１３ 感光体ドラム

Claims (9)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体からトナーが供給される像担持体と、
   前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流の実測値を検出する現像電流検出部と、
   画像形成条件に基づいて現像電流の試算値を算出する現像電流算出部と、
   前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値と、前記現像電流算出部により算出された前記現像電流の試算値とに基づいて、画像不良が発生するか否かを判断する画像不良判断部と、
   を備え、
   前記現像電流算出部は、前記画像形成条件から前記像担持体に付着するトナー量を算出し、算出した前記トナー量と、前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値との相関関係に近似する一次直線から前記現像電流の試算値を算出する、
   画像形成装置。
2. 前記画像不良判断部は、前記現像電流の実測値と前記現像電流の試算値との差分の絶対値が閾値以上である場合、前記画像不良が発生していると判断する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像電流算出部は、前記相関関係のうち、前記画像形成条件から前記画像不良が発生する可能性が高いと想定される部分については、前記現像電流の試算値の算出から除外する、
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像不良判断部は、前記現像電流の実測値と前記現像電流の試算値との差分の絶対値が閾値以上である場合、前記画像不良が発生していると判断し、前記画像不良の発生を判断する画像の通紙方向における端部の、前記通紙方向に直交する主走査方向の長さに応じて、前記閾値を決定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像不良判断部は、前記現像電流の実測値と前記現像電流の試算値との差分が前記閾値以上となった回数が連続で所定回数以上続いた場合、前記画像不良が発生していると判断する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤担持体と、前記像担持体とを有し、前記像担持体に前記トナーを付着させてトナー像を形成する画像形成部を備え、
   前記画像不良判断部は、前記画像不良が発生していると判断した場合、前記画像形成部に前記画像不良が発生している旨をフィードバックして、前記画像不良が発生しないように前記画像形成部を制御する、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成された用紙が排出される複数の排出トレイを備え、
   前記画像不良判断部は、前記画像不良が発生していると判断した場合、前記画像不良が発生した第１用紙の次に排出される第２用紙以降の用紙を、前記第１用紙が排出された排出トレイとは別の排出トレイに排出する制御を行う、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像不良判断部は、前記画像不良が発生していると判断した場合、前記画像形成装置の動作を停止する、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体からトナーが供給される像担持体と、を備える画像形成装置の画像不良判断プログラムにおいて、
   コンピューターに、
   前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流の実測値を検出する現像電流検出処理と、
   画像形成条件に基づいて現像電流の試算値を算出する現像電流算出処理と、
   前記現像電流検出処理により検出された前記現像電流の実測値と、前記現像電流算出処理により算出された前記現像電流の試算値とに基づいて、画像不良が発生するか否かを判断する画像不良判断処理と、
   を実行させ、
   前記現像電流算出処理において、前記画像形成条件から前記像担持体に付着するトナー量を算出し、算出した前記トナー量と、前記現像電流検出部により検出された前記現像電流の実測値との相関関係に近似する一次直線から前記現像電流の試算値を算出する、
   画像不良判断プログラム。

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