JP2021076809A - 画像形成装置及び画像不良位置の特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置において、画像不良の原因となった異常個所の特定に要する時間を短縮できるようにし、生産性の低下を抑制する。【解決手段】画像形成装置によれば、制御部は、現像装置による感光体ドラムへの画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される感光体ドラムの長手方向の位置が変化するパターン画像を感光体ドラムに形成している間の現像電流の値の時間変化を現像電流検出部により検出させ、検出された現像電流の値の時間変化に基づいて、感光体ドラムの長手方向における画像不良の発生位置を特定する。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置及び画像不良位置の特定方法に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体と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を備え、画像形成条件に基づいて算出した現像電流の試算値と現像電流の実測値とを比較して、画像不良が発生しているか否かを判断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−０６３３６４号公報

特許文献１に記載の技術では、画像不良が発生しているか否かを判断することはできるが、画像不良が発生している、像担持体の長手方向の位置を特定することができない。そのため、オペレーターが画像不良の原因となった異常個所を特定して修復するのに時間を要しており、これらの作業にかかるダウンタイム（画像形成時間の停止時間）が生産性を落としていた。

本発明の課題は、電子写真方式の画像形成装置において、画像不良の原因となった異常個所の特定に要する時間を短縮できるようにし、生産性の低下を抑制することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
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ことによって画像が形成される像担持体と、
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値を検出する現像電流検出部と、
前記像担持体への画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が変化するパターン画像を前記像担持体に形成している間の前記現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部により検出させ、検出された前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する制御部と、
を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記制御部は、前記パターン画像の形成中に前記現像電流検出部により検出された現像電流の値の平均値を算出し、前記検出された現像電流の値と前記平均値との差分が所定の閾値未満の状態から前記所定の閾値以上へと変化し始めた時点の前記画像形成開始からの経過時間ｔ１と、前記差分が前記所定の閾値以上の状態から前記所定の閾値未満の状態に戻る直前の時点の前記画像形成開始からの経過時間ｔ２とに基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、

前記パターン画像は、前記経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が一端から他端に連続的に変化する斜め帯状のパターンを有する画像であって、
前記制御部は、前記経過時間ｔ１において前記像担持体に前記パターンが形成された位置における前記他端の側の位置と前記経過時間ｔ２において前記像担持体に前記パターンが形成された位置における前記一端の側の位置の間の位置を前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置として特定する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、
前記パターンの前記長手方向の幅は一定である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記パターン画像の画像形成開始からの経過時間と、前記経過時間のタイミングで前記パターンの形成が行われる前記長手方向の位置との対応関係が記憶された記憶部を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、
前記パターン画像内の前記パターンの階調は一定であり、
前記制御部は、前記パターンの階調が異なる複数の前記パターン画像を前記像担持体に形成し、それぞれの前記パターン画像を形成している間の現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部に検出させ、前記検出された複数の前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、
前記制御部は、前記パターン画像を同一条件で前記像担持体に複数回形成して前記現像電流検出部に前記パターン画像の形成中の現像電流の値の時間変化の検出を複数回行わせ、複数回の検出結果に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する。

請求項８に記載の発明は、
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ことによって画像が形成される像担持体と、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値を検出する現像電流検出部と、を備える画像形成装置の画像不良位置の特定方法であって、
前記像担持体への画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が変化するパターン画像を前記像担持体に形成している間の前記現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部により検出する工程と、
前記検出された前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する工程と、
を含む。

本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置において、画像不良が発生している像担持体の長手方向の場所を自動的に特定することが可能となるので、画像不良の原因となった異常個所の特定に要する時間を短縮することが可能となり、生産性の低下を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 パターン画像の一例を示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 図２の制御部により実行される画像不良検出処理を示すフローチャートである。 現像電流のプロファイル上にｔ１とｔ２を示した図である。 画像不良の発生位置の特定手法を説明するための図である。 図３Ａのパターン画像を形成した場合の画像不良の発生位置の特定手法を説明するための図である。 図３Ｂのパターン画像を形成した場合の画像不良の発生位置の特定手法を説明するための図である。 図３Ｃのパターン画像を形成した場合の画像不良の発生位置の特定手法を説明するための図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。

（画像形成装置１の構成）
図１は、本発明の実施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、第１の実施形態に係る画像形成装置１の主要な機能的構成を示すブロック図である。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）の各色トナー画像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

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に各色トナー画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、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、記憶部７０、通信部８０、現像電流検出部９０及び制御部１００を備えている。

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図２に示す画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。

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は、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できる。

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又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及び操作部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、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。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、入力された画像データに対して、初期設定又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、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は、画像形成部４０に入力される。

画像形成部４０は、入力された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。図示及び説明の便宜上、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、又は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（本発明の「像担持体」に対応）４１３、帯電装置４１４、ドラムクリーニング装置４１５等を備える。画像形成ユニット４１を構成する各装置（感光体ドラム４１３を含む）は、図１に示すｘ方向を長手方向としている。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］の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。

制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、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、二成分現像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画像を形成する。現像装置４１２が有する現像ローラー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。

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、及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１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。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

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へトナー画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ローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）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へトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成される。

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上のトナー画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（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、トナー画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上のトナー画像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４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、トナー画像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、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。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、トナー画像が二次転写され、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にトナー画像を定着させる。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部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）があらかじ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のトナー画像が用紙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。

なお、用紙Ｓは、長尺紙やロール紙であってもよい。この場合、用紙Ｓは、画像形成装置１と接続された給紙装置（図示せず）に収容されており、給紙装置が保有する用紙Ｓは、当該給紙装置から用紙給紙口５４を介して画像形成装置１へと供給され、搬送経路部５３へと送り出される。

記憶部７０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等により構成される。記憶部７０には、画像形成装置１に係る各種設定情報を始めとする各種データが記憶されている。

例えば、記憶部７０には、パターン画像情報７０１が記憶されている。パターン画像情報７０１は、後述する画像不良検出処理で画像不良の検出に用いられるパターン画像（図３Ａ〜図３Ｃ参照）を形成するための情報であり、少なくとも、感光体ドラム４１３へのパターン画像の画像形成開始からの経過時間ｔと、経過時間ｔにパターン（トナーが載る画像部分）が形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置の対応関係を示す情報が含まれる。

通信部８０は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）カード等の通信制御カードで構成され、ＬＡＮ、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。

現像電流検出部９０は、各画像形成ユニット４１に配置され、感光体ドラム４１３と現像ローラー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９０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ローラー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。

（画像形成装置１の動作）
次に、画像形成装置１の動作ついて説明する。
画像形成装置１の制御部１００は、例えば、ジョブにより所定枚数の画像形成が行われたタイミング等の所定のタイミングで、画像不良検出処理を実行する。
図４は、画像不良検出処理の流れを示すフローチャートである。画像不良検出処理は、制御部１００と記憶部７０に記憶されているプログラムとの協働により実行される。

ここで、図１に示すように、露光装置４１１、現像装置４１２、帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の周囲に、感光体ドラム４１３と平行に配置され、上述したように感光体ドラム４１３に対して帯電、露光、現像等の処理を行う。そのため、感光体ドラム４１３及びこれらの露光装置４１１、現像装置４１２、帯電装置４１４のいずれかにおいて長手方向の或る位置に異常（例えば、露光装置４１１や帯電装置４１４の汚れ、現像装置４１２の穂詰まり、感光体ドラム４１３の滑剤塗布ムラ等）あった場合、感光体ドラム４１３に形成されるトナー画像の異常個所に対応する部分に、主に感光体ドラム４１３の回転方向（長手方向に直交する方向）に延びるスジや帯等の画像不良が表れる。画像不良検出処理は、これらのスジや帯を検出してこれらが発生した感光体ドラム４１３の長手方向の位置を特定する処理である。
以下、図４を参照して画像不良検出処理について説明する。

まず、制御部１００は、画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋのそれぞれにおいて、パターン画像の形成を開始する（ステップＳ１）。
ステップＳ１において、制御部１００は、記憶部７０に記憶されているパターン画像情報７０１に基づいて、各画像形成ユニット４１にパターン画像の画像形成を開始させる。

パターン画像は、画像不良の検出及び感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置の特定に用いられる画像である。パターン画像は、感光体ドラム４１３への画像形成開始時間ｔ０から画像形成終了時間ｔＥまでにおいて、時間ｔ０からの経過時間ｔによってパターンが形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置が変化する画像である。パターンが形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置は、経過時間ｔによって連続的に変化してもよいし（図３Ａ参照）、所定時間ごとに変化してもよい（図３Ｂ、図３Ｃ参照）。
このパターン画像は、画像不良の検出漏れのないように、ｔ０〜ｔＥのいずれかのタイミングで感光体ドラム４１３の長手方向の各位置にパターンが形成されるように構成されていることが好ましい。
また、パターン画像は、画像不良の検出精度の観点から、走査ラインごとに形成されるトナー量が一定となる画像であることが好ましい。本実施形態では、パターン画像が、感光体ドラム４１３の走査ラインごとに形成されるパターンの幅（画素数）が一定であり、かつ階調が一定のパターンを有する画像であることとして説明する。

図３Ａ〜図３Ｃに、パターン画像の例を示す。図３Ａ〜図３Ｃにおいてハッチングで示す領域は、パターンが形成された領域（すなわち、トナーが形成された領域）を示している。
図３Ａは、画像の左上から左下まで一定の幅の斜めの帯状のパターンを有するパターン画像を示す図である。図３Ａに示すパターン画像では、パターンが形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置が左端から右端へ経過時間ｔによって連続的に変化している。
図３Ｂは、画像の左上から右下まで斜めに所定サイズの矩形状のブロックのパターンを配置したパターン画像を示す図である。
図３Ｃは、図３Ｂに示す矩形状のブロックの位置を感光体ドラム４１３の長手方向に複数ブロックが重ならない範囲で変更したパターン画像である。
図３Ｂ、図３Ｃに示すパターン画像では、パターンが形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置が所定時間ごとに変化している。

なお、図３Ａに示すパターン画像における斜めのパターンの幅や、図３Ｂ、図３Ｃに示す矩形状のブロックの長手方向の幅の長さは特に限定されないが、小さすぎるとノイズとの区別がつかず、大きすぎると、図３Ｂ、図３Ｃにおいては画像不良の位置が特定しづらくなる。そこで、例えば、感光体ドラム４１３の長手方向の幅を３２分割した長さ程度とすれば、画像不良の位置が特定しやすくなるので好ましい。

制御部１００は、パターン画像の画像形成を開始すると、現像電流検出部９０から現像電流値を取得し（ステップＳ２）、取得した現像電流値を感光体ドラム４１３への画像形成開始時間ｔ０からの経過時間ｔと対応付けてＲＡＭに記憶する（ステップＳ３）。
例えば、制御部１００は、感光体ドラム４１３に１つの走査ラインの画像を形成するごとに、現像電流検出部９０に現像電流値の検出を行わせる。

次いで、制御部１００は、パターン画像の画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ４）。
パターン画像の画像形成が終了していないと判断した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、制御部１００は、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返し実行する。

パターン画像の画像形成が終了したと判断した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、制御部１００は、現像電流値のプロファイル（現像電流値の時間変化を示すグラフ）を作成する（ステップＳ５）。

図５は、ステップＳ５で形成される現像電流値のプロファイルの一例を示す図である。
ここで、現像ローラー４１２Ａから感光体ドラム４１３にトナーが移動すると、現像ローラー４１２Ａと感光体ドラム４１３との間に、移動したトナー量に応じた現像電流が流れる。上述のように、画像形成されるパターン画像は、走査ラインごとに現像ローラー４１２Ａから感光体ドラム４１３に移動するトナー量が一定となる画像である。そのため、画像不良がなければ、現像電流検出部９０により検出される時間ｔ０〜ｔＥの単位時間当たりの現像電流値はほぼ一定となる。一方、スジや帯などの画像不良が生じた場合は、現像電流値が周囲より高くなる（黒スジ発生時）か又は低くなる（白スジ発生時）ため、画像不良の発生を検出することができる。

次いで、制御部１００は、取得した現像電流値の平均値（Ａｖｅ）を算出する（ステップＳ６）。

次いで、制御部１００は、図６に示すように、生成した現像電流値のプロファイルにおいて、現像電流値の平均値（Ａｖｅ）に対してｎ％以上（例えば、ｎ＝３）の差分がある箇所があるか否かを判断する（ステップＳ７）。
現像電流値の平均値に対してｎ％以上（例えば、ｎ＝３）の差分がある箇所がないと判断した場合（ステップＳ７；ＮＯ）、制御部１００は、画像不良が検出されなかったものとして、画像不良検出処理を終了する。

一方、現像電流値のプロファイルにおいて、現像電流値の平均値に対してｎ％以上（例えば、ｎ＝３）の差分がある箇所（差分箇所と呼ぶ）が存在すると判断した場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、制御部１００は、図５に示すように、現像電流値と平均値との差分がｎ％未満でほぼ一定の状態（すなわち、現像電流値がほぼ一定の状態）からその差分箇所に向かって変化し始めた時点の画像形成開始からの経過時間ｔ１と、差分箇所の状態（すなわち、現像電流値と平均値との差分が上記ｎ％以上の状態）から現像電流値と平均値との差分が上記ｎ％未満でほぼ一定の状態（すなわち、現像電流値がほぼ一定の状態）に戻る直前の時点の画像形成開始からの経過時間ｔ２を取得する（ステップＳ８）。
現像電流値と平均値との差分（又は現像電流値）の時間方向の変化がほぼ一定であるか否かは、現像電流値と平均値との差分（又は現像電流値）の時間方向の変化が所定の基準値以下であるか否かにより判断する。

なお、現像電流値と平均値との差分がｎ％未満でほぼ一定の状態から差分箇所に向かって変化し始めた時点が特定できない場合（例えば、時間ｔ０においてパターンが形成された位置において画像不良が発生していた場合）は、時間ｔ０をｔ１として取得する。また、現像電流値との差分が上記ｎ％未満でほぼ一定の状態に戻る時点が特定できない場合（例えば、ほぼ一定に戻ることなくｔＥとなった場合）は、時間ｔＥをｔ２として取得する。

次いで、制御部１００は、時間ｔ１と時間ｔ２に基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置を特定する（ステップＳ９）。
ステップＳ９において、制御部１００は、記憶部７０に記憶されているパターン画像情報７０１を参照し、時間ｔ１において感光体ドラム４１３へパターンが形成された位置と、時間ｔ２において感光体ドラム４１３へパターンが形成された位置に基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置を特定する。

例えば、パターン画像が図３Ａに示す斜めのパターンを有する画像である場合、図７Ａに示すように、時間ｔ１において画像不良が発生している位置ｔ１（ｘ）は、時間ｔ１においてパターンが形成された位置（長さＬの幅をもつ）における右端の位置である。また、時間ｔ２において画像不良が発生している位置ｔ２（ｘ）は、時間ｔ２においてパターンが形成された位置（長さＬの幅をもつ）における左端の位置である。そこで、ｔ１（ｘ）とｔ２（ｘ）の間の位置を、感光体ドラム４１３の長手方向において画像不良が発生した位置Ｘとして特定する。
図３Ａに示すパターン画像は、左上から右下への斜めの帯状のパターンを有する画像であるが、パターン画像は、右上から左下への斜めの帯状のパターンを有する画像であってもよい。この場合、時間ｔ１において画像不良が発生している位置ｔ１（ｘ）は、時間ｔ１においてパターンが形成された位置（長さＬの幅をもつ）における左端の位置である。また、時間ｔ２において画像不良が発生している位置ｔ２（ｘ）は、時間ｔ２においてパターンが形成された位置（長さＬの幅をもつ）における右端の位置である。そこで、ｔ１（ｘ）とｔ２（ｘ）の間の位置を、感光体ドラム４１３の長手方向において画像不良が発生した位置Ｘとして特定する。

なお、左上から右下への斜めのパターンを有するパターン画像を用いた場合において、例えば、時間ｔ０をｔ１として取得した場合、感光体ドラム４１３の長手方向において画像不良が発生した位置Ｘは、ｔ０においてパターンが形成された範囲の左端の位置からｔ２（ｘ）の間の範囲内であると特定する。また、例えば、時間ｔ２をｔＥとして取得した場合、画像不良が発生した位置は、ｔ１（ｘ）とｔＥにおいてパターンが形成された範囲の右端の位置の間の範囲内であると特定する。右上から左下への斜めのパターンを有するパターン画像を用いた場合において、例えば、時間ｔ０をｔ１として取得した場合、画像不良が発生した位置は、ｔ０においてパターンが形成された範囲の右端の位置からｔ２（ｘ）の間の範囲内であると特定する。また、例えば、時間ｔ２をｔＥとして取得した場合、画像不良が発生した位置は、ｔ１（ｘ）とｔＥにおいてパターンが形成された範囲の左端の位置の間の範囲内であると特定する。

また、例えば、パターン画像が図３Ｂ又は図３Ｃに示す矩形状ブロックのパターンを有する画像である場合、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、画像不良が発生した位置Ｘは、時間ｔ１（又は時間ｔ２）においてパターンが形成された位置（長さＬの幅をもつ）の範囲内であると特定する。

そして、制御部１００は、特定した画像不良の位置Ｘを表す位置情報を表示部２１に表示させ（ステップＳ１０）、画像不良検出処理を終了する。
なお、ステップＳ１０においては、感光体ドラム４１３上に形成したパターン画像を位置Ｘの位置情報とともに用紙上に形成して出力してもよい。

なお、単純に、現像電流値の平均値に対してｎ％以上（例えば、ｎ＝３）の差分がある区間の開始時点の画像形成開始からの経過時間をｔ１、当該区間の終了時点の画像形成開始からの経過時間をｔ２として取得して、画像不良が発生した位置は、時間ｔ１（又は時間ｔ２）においてパターンが形成された位置Ｘ（長さＬの幅をもつ）の範囲内であると特定してもよい。

上述のように、従来、画像不良が発生した長手方向の位置を特定できなかったため、スジや帯などの画像不良が発生した場合、オペレーターは、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、及び帯電装置４１４の全体のなかから画像不良の原因のある異常個所を目視で特定して修復作業等を行う必要があり、時間がかかっていた。上記画像不良検出処理では、画像不良が発生した場合、その画像不良が発生した感光体ドラム４１３の長手方向の位置を自動的に特定することができるので、オペレーターは、画像形成ユニット４１の各装置の長手方向において、感光体ドラム４１３の長手方向において特定された位置Ｘに対応する位置だけを見て異常個所を特定すればよく、異常個所を特定する時間を大幅に短縮することが可能となる。その結果、ダウンタイムを低減し、生産性の低下を大幅に抑制することができる。

なお、感光体ドラム４１３へのトナー画像の形成時に、現像ローラー４１２Ａと感光体ドラム４１３に振れがあると現像電流検出部９０で検出する現像電流が変化してしまい、画像不良の検出に影響してしまう。そこで、これを回避するため、制御部１００は、パターン画像の形成を同一条件で複数回行って現像電流検出部９０による現像電流値の時間変化の検出を複数回行わせ、複数回検出した経過時間ｔごとに現像電流値の平均値を算出してそのプロファイルを生成して、生成したプロファイルに基づいて、画像不良が発生した感光体ドラム４１３の長手方向の位置を特定することが好ましい。これにより、精度よく画像不良が発生した位置を特定することが可能となる。

また、ハイライト（低階調。およそ濃度０％〜３０％。）で描画されたパターン画像の場合、白スジや白帯は検出しにくく、シャドウ（高階調。およそ濃度７０％〜１００％。）で描画されたパターン画像の場合、黒スジや黒帯は検出しにくい傾向がある。そこで、制御部１００は、パターンの階調が異なる複数のパターン画像を感光体ドラム４１３に形成し、それぞれのパターン画像を形成している間の現像電流値の時間変化を現像電流検出部９０に検出させ、検出された複数の現像電流値の時間変化に基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向において画像不良が発生した位置を特定することが好ましい。上記階調が異なる複数のパターン画像には、ハイライト、中間調、シャドウのそれぞれで描画されたパターンのパターン画像が含まれることが好ましい。これにより、画像不良が発生した位置を精度よく特定することが可能となる。

（検証実験）
上記実施形態の効果を検証するための検証実験を行った。
実施例では、上記の構成を有する画像形成装置で５０００枚プリントするごとに上述の画像不良検出処理を行い、画像不良がない場合はプリントに戻り、画像不良が検出された場合は、画像不良検出処理の処理結果に基づいてオペレーターが画像不良の原因となった異常個所を特定して修復作業を行い、修復作業後、プリントに戻る処理を繰り返し、１０万枚のプリントを行った。そして、オペレーターが画像形成装置を止めて画像不良の原因となった異常個所を特定するために要した時間を計測した。
また、比較例として、１０万枚のプリントを行っている最中にオペレーターが画像不良に気付いて画像形成装置を停止した場合の、画像形成装置の停止からオペレーターが異常個所を特定するまでの時間を計測した。

［表Ｉ］に検証実験の実験結果を示す。

［表Ｉ］に示すように、比較例では、異常個所が特定されるまでに１６９分かかったのに対し、実施例では、１０分であった。
以上より、本実施形態の画像不良検出処理を実行することにより、画像不良発生時の異常個所が特定されるまでの時間を大幅に短縮することができ、生産性の低下を大幅に抑制することができることが確認できた。

以上説明したように、画像形成装置１によれば、制御部１００は、感光体ドラム４１３への画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される感光体ドラム４１３の長手方向の位置が変化するパターン画像を感光体ドラム４１３に形成している間の現像電流の値の時間変化を現像電流検出部９０により検出させ、検出された現像電流の値の時間変化に基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置を特定する。
したがって、画像不良が発生している感光体ドラム４１３の長手方向の位置を自動的に特定することが可能となるので、オペレーターが画像不良の原因となった異常個所の特定に要する時間を短縮することが可能となり、生産性の低下を抑制することができる。

例えば、パターン画像の形成中に現像電流検出部９０により検出された現像電流の値の平均値を算出し、検出された現像電流の値と算出した平均値との差分が所定の閾値未満の状態から所定の閾値以上へと変化し始めた時点の画像形成開始からの経過時間ｔ１と、前記差分が所定の閾値以上の状態から所定の閾値未満の状態に戻る直前の時点の画像形成開始からの経過時間ｔ２とに基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置を特定することができる。

また、例えば、パターン画像を感光体ドラム４１３の長手方向の一端から他端に延びる斜め帯状のパターンを有するパターン画像とし、経過時間ｔ１において感光体ドラム４１３にパターンが形成された位置における上記他端の側の位置と経過時間ｔ２において感光体ドラム４１３にパターンが形成された位置における上記一端の側の位置の間の位置を感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置として特定することで、画像不良の発生位置をピンポイントで精度よく特定することができる。

また、パターン画像におけるパターンの長手方向の幅を一定とすることで、画像不良の発生位置を精度よく特定することが可能となる。

また、パターン画像の画像形成開始からの経過時間ｔと、経過時間ｔのタイミングでパターンの形成が行われる長手方向の位置との対応関係が記憶された記憶部を備えることで、経過時間ｔにおいてパターンが形成される位置を容易に特定することが可能となる。

また、パターン画像内のパターンの階調を一定とし、パターンの階調が異なる複数のパターン画像を感光体ドラム４１３に形成し、それぞれのパターン画像を形成している間の現像電流の値の時間変化を現像電流検出部９０に検出させ、検出された複数の現像電流の値の時間変化に基づいて、感光体ドラム４１３の長手方向における画像不良の発生位置を特定することで、精度よく位置を特定することが可能となる。

また、パターン画像を同一条件で感光体ドラム４１３に複数回形成して現像電流検出部９０にパターン画像の形成中の現像電流の値の時間変化の検出を複数回行わせ、複数回の検出結果に基づいて、像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定することで、精度よく位置を特定することが可能となる。

なお、上述の実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記した実施形態では、感光体ドラムに形成された画像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトから二次転写ローラーにより用紙に画像を転写するカラーの画像形成装置を例にとり説明したが、本発明は、感光体ドラムから転写ローラーにより直接用紙に画像を転写するモノクロの画像形成装置においても適用可能である。

また、上記実施形態においては、画像不良検出処理を所定の枚数をプリントするごとに実行することとして説明したが、これに限定されず、例えば、電源投入時に自動的に実行することとしてもよいし、所定の閾値を超える環境変化（温度や湿度の変化等）が生じた際に実行することとしてもよい。

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体として、不揮発性メモリー、ハードディスク等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

その他、画像形成装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 画像形成装置
１００ 制御部
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４１１ 露光装置
４１２ 現像装置
４１２Ａ 現像ローラー
４１３ 感光体ドラム
４１４ 帯電装置
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７０ 記憶部
７０１ パターン画像情報
８０ 通信部
９０ 現像電流検出部

Claims (8)

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ことによって画像が形成される像担持体と、
   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値を検出する現像電流検出部と、
   前記像担持体への画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が変化するパターン画像を前記像担持体に形成している間の前記現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部により検出させ、検出された前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記パターン画像の形成中に前記現像電流検出部により検出された現像電流の値の平均値を算出し、前記検出された現像電流の値と前記平均値との差分が所定の閾値未満の状態から前記所定の閾値以上へと変化し始めた時点の前記画像形成開始からの経過時間ｔ１と、前記差分が前記所定の閾値以上の状態から前記所定の閾値未満の状態に戻る直前の時点の前記画像形成開始からの経過時間ｔ２とに基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パターン画像は、前記経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が一端から他端に連続的に変化する斜め帯状のパターンを有する画像であって、
   前記制御部は、前記経過時間ｔ１において前記像担持体に前記パターンが形成された位置における前記他端の側の位置と前記経過時間ｔ２において前記像担持体に前記パターンが形成された位置における前記一端の側の位置の間の位置を前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置として特定する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記パターンの前記長手方向の幅は一定である請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記パターン画像の画像形成開始からの経過時間と、前記経過時間のタイミングで前記パターンの形成が行われる前記長手方向の位置との対応関係が記憶された記憶部を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記パターン画像内の前記パターンの階調は一定であり、
   前記制御部は、前記パターンの階調が異なる複数の前記パターン画像を前記像担持体に形成し、それぞれの前記パターン画像を形成している間の現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部に検出させ、前記検出された複数の前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記パターン画像を同一条件で前記像担持体に複数回形成して前記現像電流検出部に前記パターン画像の形成中の現像電流の値の時間変化の検出を複数回行わせ、複数回の検出結果に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 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ことによって画像が形成される像担持体と、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値を検出する現像電流検出部と、を備える画像形成装置の画像不良位置の特定方法であって、
   前記像担持体への画像形成開始からの経過時間によってパターンが形成される前記像担持体の長手方向の位置が変化するパターン画像を前記像担持体に形成している間の前記現像電流の値の時間変化を前記現像電流検出部により検出する工程と、
   前記検出された前記現像電流の値の時間変化に基づいて、前記像担持体の長手方向における画像不良の発生位置を特定する工程と、
   を含む画像不良位置の特定方法。

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