JP2008170549A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像を、装置の使用環境に応じて自動的に出力し読み取り、異常画像を発生前に対処可能とする。
【解決手段】帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像を、装置の使用環境に応じて自動的に出力し読み取る。入力画像と出力画像を比較し、異常画像が発生しているかどうかを判別する。発生していた場合、その程度をランク付けし、そのランクによってユーザ、管理者、サポートセンターにネットワークを経由して通知し、通常使用時の画像に異常画像として現れる前に帯電ユニット等の交換を促す。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に帯電ユニットの異常を画像への異常発生前に検知することができる画像形成装置に関する。

電子写真装置における帯電プロセスは、感光体、即ち潜像担持体である特殊な誘電体を均一に帯電させるプロセスである。このように感光体を帯電させる方法には大きく分けて非接触帯電と接触帯電の二つがある。現在一般的に用いられている帯電方法には、非接触帯電方式であるコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器に代表されるコロナ帯電方式がある。しかしコロナ帯電方式による帯電器ではオゾンが発生するため、近年環境問題によるオゾン規制から、低速から中速領域の電子写真装置では、オゾン発生量の少ないローラ帯電器やブラシ帯電器に代表される接触帯電へとその主流が移りつつある。スコロトロン帯電器では電流の流れるワイヤの近傍にグリッドを設けたり、ローラ帯電器ではＤＣにＡＣを重畳したりするなどして、より均一な帯電を目指している。

特許文献１には画像の色ずれ補正や色補正を行うために、入力画像と出力画像とをｎ分割し、分割されたブロックごとにパターンマッチングをして比較すると記載があるが、これは画像形成装置の現状の品質しか把握することができず、通常使用時に色ずれなどの異常画像が発生することを予測することはできない。

また、特許文献２には異常画像検知チャートを画像読取装置で読み取ることにより、斜行などの異常画像の要因が、プリンター側か読み込み側のどちらにあるかを特定すると記載があるが、これも現状の品質しか把握することができず、通常使用時に色ずれなどの異常画像が発生することを予測することはできない。

特開２００４−３４５０９１号公報 特開２００５−１７６０４５号公報

しかしながら帯電プロセスには以下のような課題が残る。すなわち、非接触帯電や接触帯電において、ワイヤやローラなど直接感光体に帯電させる部分に放電や、汚れなどによる帯電不良箇所が経時で発生し、画像上にも通常は色スジとして副走査方向に線となって現れる。一度帯電不良となった箇所の回復は難しく、多くの場合、帯電ユニットが付属するユニットの寿命の原因となってしまっている。帯電不良による異常画像が発生すると正常な画像を得ることが出来ない。また、帯電不良による異常画像を防ぐために、ある程度の余裕をもってユニットの寿命を決めなければいけないため、寿命を最大限に利用することができずコストアップにつながってしまっている。

そこで本発明は、上記問題を十分回避可能である画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、画像入力手段と、該画像入力手段から入力された入力画像データに基づいて出力画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と、該画像形成手段により画像を記録された記録媒体を排出するための排出手段と、前記排出された記録媒体を読み取った読取画像データを出力する画像読取手段と、前記画像形成手段の帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像データを出力する異常検知用画像発生手段と、該異常検知用画像発生手段が発生させた前記異常検知用画像データに基づいて出力画像が形成された記録媒体を読み取った前記画像読取手段からの出力画像データ及び前記入力された異常検知用画像データを比較して判定結果を出力する比較手段を有し、該比較手段の判定結果に基づいて前記帯電ユニットの異常の有無を検知可能な判断手段を有することを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１に記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像発生手段が前記異常検知用画像データを生成する手法が、感光体表面電位と現像バイアスの差である地肌ポテンシャルを変化させることにより生成する手法を含み、記録媒体に形成される出力画像に前記帯電ユニットに起因した異常が発生する以前に前記帯電ユニットの異常を検知可能としてなることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記比較手段は、前記異常検知用画像データと前記画像形成手段からの出力画像データとを複数のブロックに分割し、分割されたブロックごとにパターンマッチングすることで比較を行うものであることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像データ発生手段は、異常検知用画像データを画像形成装置の設置場所の温湿度、カラー比率、出力枚数を含む使用環境に基づいて決定した出力時期に前記異常検知用画像データを出力することを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像読取手段は、異常検知用画像データに基づいて形成された記録媒体が排出されたときに該記録媒体に記録された画像を自動的に読み取ることを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置において、ネットワークを経由して使用者、機器管理者及びサービスセンターの少なくとも１つに送信する通信手段を備え、前記比較手段が、その判定結果をその異常の程度に応じた数値に変換する変換手段を備え、前記通信手段は、前記比較手段が出力する前記変換手段により変換された数値が予め定めた値のとき、読取画像データ、判定結果、前記数値のうち少なくとも１つを前記ネットワークを経由して使用者、機器管理者及びサービスセンターの少なくとも１つに送信することを特徴とする。

請求項７に係るものは、請求項６に記載の画像形成装置において、前記通信手段は、前記判断手段による判定結果の通知として少なくともサービスコールを行うことを特徴とする。

請求項８に係るものは、請求項６または７に記載の画像形成装置において、表示手段を備え、前記判断手段による判定結果が予め定めた値であるときは、該判定結果に関する情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

請求項９に係るものは、請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記判定結果に基づいて、地肌ポテンシャル値を含む作像に寄与する各種値を帯電に起因する異常画像が出にくい値に自動的に再設定し、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属するユニットが交換されるまでの間、通常使用時の画像において帯電に起因する異常画像が発生しにくい設定にする再設定手段を備えることを特徴とする。

請求項１０に係るものは、請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像発生手段は、前記異常検知用画像のために生成された出力画像が課金されない旨を記録媒体に記載していることを特徴とする。

請求項１１に係るものは、請求項６から１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属する機器ユニットが、情報記録媒体と、前記判定結果を前記情報記録媒体に書き込む手段を備えることを特徴とする。

請求項１２に係るものは、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記情報記録媒体に書き込まれた比較結果を読み取る読取手段を備えることを特徴とする。

請求項１３に係るものは、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記読取手段によって得られた比較結果に基づいて、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属するユニットに関する情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

請求項１４に係るものは、請求項１から１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記排出手段と前記画像読取手段とを近接配置してなることを特徴とする。

請求項１５に係るものは、請求項１から１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記排出手段により媒体が排出される直前または直後に出力画像を読み取ることを特徴とする。

本発明の異常画像検知手法を用いる画像形成装置では、帯電ユニットに起因する異常画像を通常使用時に発生するよりも前に、帯電ユニットに起因する異常画像の発生を予測し、異常画像の回復のための帯電ユニット、または帯電ユニットが付属するユニットを交換する時間を確保することが可能である。さらにユニットの寿命に大きな影響を与えている帯電ユニットに起因する異常画像を検知することにより、帯電ユニット、または帯電ユニットが付属するユニットの寿命を最大限に利用し、ユニット交換に伴うコストを削減することも可能である。

本発明の実施形態では、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像を、装置の使用環境に応じて自動的に出力し読み取る。そして、入力画像と出力画像を比較し、画像に帯電ユニットに起因する異常画像が発生しているかどうかを判別する。異常画像が発生していた場合、その程度をランク付けし、そのランクによってユーザ、管理者、サポートセンターにネットワークを経由して通知し、通常使用時の画像に異常画像として現れる前に帯電ユニット、または帯電ユニットが付属するユニットを交換することができるようにする。

さらに判別の結果によって、地肌ポテンシャルを広げる等、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しにくい設定に自動的に再設定し、ユニット交換までの間のダウンタイムを限りなくゼロにすることを可能とする。

また、異常検知用画像において地肌ポテンシャルを段階的に変化させながら、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい画像を出力することで、通常使用において異常画像が発生するよりも前に異常画像発生の可能性を予測することを可能とする。

さらにユニットの状態を把握できる手段を有することにより、従来大まかに決定していたユニットの寿命を、個々の装置、個々のユニットで把握することを可能とし、ユニット交換に伴うコストを削減することをも可能とする。

以下、本発明の実施例に関して添付の図面を参照して説明する。図示の画像形成装置としての複写機１０は、主に、原稿を読み取る読取部１１と、原稿の画像が形成される転写紙を収容、供給する給紙部１２と、読取部１１で読み取った原稿の画像データに基づいてトナー画像を作像する作像ユニット１３と、作像ユニット１３で形成されたトナー画像を転写紙に転写する転写ユニット１４と、定着部１５と、トナー画像が形成された用紙を排出する排紙部１６とで構成されている。

作像ユニット１３は、一定の方向（矢印方向）に回転する像担持体である４個の感光体２１と、各感光体２１の周囲にそれぞれ配置されて帯電ユニットを構成する帯電ローラ２２、各感光体２１に対してレーザ光を照射して潜像を形成するための書き込み部２３、この潜像をトナーで現像して顕像化する４個の現像ローラ、そして除電部、及びクリーニング部とを有する。各作像ユニット１３は、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの４色のトナー画像をそれぞれ形成する作像ステーション（Ｙステーション、Ｃステーション、Ｍステーション、及びＢｋステーション）で構成されている。

転写ユニット１４は、転写部材としての中間転写ベルト２５と、中間転写ベルト２５が接触部（１次転写部）で各感光体２１の回転と同期して送られるように駆動するローラ２６と、２次転写部近傍にて中間転写ベルト２５上のトナー層の表面電位を検知する検知手段としての表面電位センサ２７とで構成されている。２次転写部は、中間転写ベルト２５と転写ローラ２８との間を搬送される図示しない転写紙にトナー像を転写する部分である。

複写機１０は、各感光体２１を一様に帯電させ、書き込み部２３からのＬＤ（又はＬＥＤ）光によって、各感光体２１上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像部１５でトナー像化され、トナー像は１次転写部にて感光体２１上から転写部材上へ転写される。そして２次転写部にて転写部材上から転写紙上へ転写された後、定着部１５にて転写紙上に定着される。

サービスマンは任意の時期に異常検知用画像を出力し、これを自動あるいは手動にて読取部１１にて読み取る。その際出力する異常検知用画像は、感光体各感光体２１の表面電位と現像バイアスの差である地肌ポテンシャルを変化させる等によって、帯電ユニットに起因する異常画像が出やすい条件に一時設定され出力される。これにより、読取部１１にて入力された画像データと画像形成手段によって形成された画像データを比較することで、通常使用時に帯電ユニット起因の異常画像が発生する前にその発生の可能性を検知することを可能とする。

異常検知用画像出力の時期としては任意の時期でも良いが、画像形成装置が設置されている環境や使用状況によって自動的に適当な出力時期を判別することもできる。また、ここで出力した異常検知用画像は、課金（パフォーマンスチャージ等と称して画像形成１回あるいは複数回について徴収する代金）の対象外とするとよい。

このようにして読み取った画像は機器側にて異常の程度をランク付けし、ネットワーク経由でサービスセンターに読み取り内容を知らせ、これをもとにサービスマンが訪問したり、機器のディスプレイやＰＣ上のドライバに異常発生予知情報を表示したりすることができる。なおネットワークを利用したデータの送受については周知であるので図示は省略する。

その他、例えば作像ユニット１３等のユニット自体が情報記録媒体を有する場合には、上述のようにランク付けされた情報をこの媒体に保存しておくことにより、ユニットの運用法により仮にこのユニットが別の機器に装着されたとしても、そのユニット自体の状態をその機器に通知することができる。

一方、ここで異常検知用画像を読み取って、近い将来異常が発生することを予測した場合、その予測した時期まで帯電に起因する異常画像が出にくい作像条件に一時設定して、機器の使用を継続することが可能である。

異常検知用画像の作像条件の一例について説明する。なお、以下に説明する例は、地肌ポテンシャルを変化させることによる異常検知用画像出力であるが、本発明はこの例に限定されない。

まず、異常検知用画像を出力する際、そのとき使用している作像時の帯電ＤＣ／現像バイアス、あるいは固定値の帯電ＤＣ／現像バイアスを用いることを基本とする。一例として、通常作像時の現像バイアス（Ｖｂ）が−７００Ｖ、帯電ＤＣバイアス（Ｖｃ）が−８４０Ｖとし、帯電ＤＣバイアス設定値は現像バイアス設定値より１４０Ｖ低い値を設定し、したがって地肌ポテンシャルは１４０Ｖということになるものとする。すると、現像バイアス（Ｖｂ）＝−７００Ｖ、帯電ＤＣバイアス（Ｖｃ）＝−８４０Ｖで書込みを行わなければ、その部分は当然白紙となる。画像領域先端より、まずはその状態から現像バイアス（Ｖｂ）を固定したまま、帯電ＤＣバイアス（Ｖｃ）を−８４０Ｖから−８２０Ｖ、−８００、・・・−７４０Ｖと２０Ｖずつ段階的に上げていく。すると、画像領域の概念図としては図２のようになり、Ａ３サイズの用紙一枚の中に地肌ポテンシャルの異なる領域が段階的に形成された状態となる。

なお、上述の例は書込みを行わない場合であるが、２ｂｙ２等の全面ハーフトーンを書込む場合に関しても同様にバイアス設定を行う。この場合は、全面ハーフトーン画像の中に、地肌ポテンシャルの異なる領域が段階的に形成されることになる。

次に、異常検知用画像の判別手段とランク付けについて説明する。上述のようにして出力された異常検知用画像の判別には大きく分けて３つの手段、すなわち、出力紙をスキャナで読み取る方法、出力紙をサービスマン等が目視判断する方法、像担持体上の画像をセンサ検知する方法がある。ここでは、一例としてスキャナで読み取る方法について説明するが、もちろん本発明は他の方法を用いても実施できる。

まず、上述のようにして用紙に出力された異常検知用画像をスキャナで読み取る。この画像に対し、例えば複写機１０が内蔵するマイクロコンピュータ及び所要の機能を有するソフトウェア等からなる判断手段を用いて判断するものとする。その判断に際しては、まず、例えば図２中の右側縁に記載した数字１〜６のように地肌ポテンシャルの高い方から番号を付与し、次に読み取った画像に対し各領域毎の画像の判断に移る。このとき、番号１〜６の順で帯電ローラ汚れによる縦色スジが出やすい領域であるものとし、帯電ローラが今後の作像過程において色スジを発生させる可能性を秘めている場合、例えば４以後の領域に色スジが発生しているものとした場合には、この番号４以後の領域を、例えばパターンマッチングの手法によって検知、判断する。そして、その後、仮に帯電ユニットの寿命のニアエンドの閾値を、番号４の領域で色スジが発生すると設定していた場合に、複写機１０の表示部などでアラート表示を行ったり、ネットワークに接続していればネットワーク経由で他の端末機へ通報する等のニアエンド通知動作を行うようにすればよい。もちろん、判断に使用する手法、機器等は上述の例には限定されず、種々採用できる。

すなわち、既述のように、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像を、装置の使用環境に応じて自動的に出力し読み取ることで、入力画像と出力画像を比較し、画像に帯電ユニットに起因する異常画像が発生しているかどうかを判別し、発生していた場合にはその発生している異常画像の程度をランク付けし、そのランクによってユーザ、管理者あるいはサポートセンターにネットワークを経由して通知し、通常使用時の画像に異常画像として現れる前に帯電ユニット、または帯電ユニットが付属するユニットを交換することができるが、さらに判別の結果によっては、地肌ポテンシャルを広げる等、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しにくい設定に自動的に再設定し、ユニット交換までの間のダウンタイムを限りなく０にすることができる。さらに、異常検知用画像において地肌ポテンシャルを段階的に変化させながら、帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい画像を出力することで、通常使用において異常画像が発生するよりも前に異常画像発生の可能性を予測することが可能である。さらにユニットの状態を把握できる手段を有することにより、従来大まかに決定していたユニットの寿命を、個々の装置、個々のユニットで把握することができるため、ユニット交換に伴うコストを削減することも可能である。

すなわち、本発明の異常画像検知手法を有する画像形成装置を用いることで、帯電ユニットに起因する異常画像を通常使用時に発生するよりも前に、帯電ユニットに起因する異常画像の発生を予測し、異常画像の回復のための帯電ユニット、又は帯電ユニットが付属するユニットを交換する時間を確保することが可能である。さらにユニットの寿命に大きな影響を与えている帯電ユニットに起因する異常画像を検知することにより、帯電ユニット、又は帯電ユニットが付属するユニットの寿命を最大限に利用し、ユニット交換に伴うコストを削減することも可能である。

本発明の適用対象となる画像形成装置（複写機）の一例を示す断面図 用紙一枚の中に地肌ポテンシャルの異なる領域が段階的に形成された状態の画像領域の概念図

符号の説明

１０ 複写機
１１ 読取部
１２ 給紙部
１３ 作像ユニット
１４ 転写ユニット
１５ 定着部
１６ 排紙部
２１ 感光体
２２ 帯電ローラ
２３ 書き込み部
２４ 現像ローラ
２５ 中間転写ベルト
２６ ローラ
２７ 表面電位センサ
２８ 転写ローラ

Claims (15)

1. 画像入力手段と、該画像入力手段から入力された入力画像データに基づいて出力画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と、該画像形成手段により画像を記録された記録媒体を排出するための排出手段と、前記排出された記録媒体を読み取った読取画像データを出力する画像読取手段と、前記画像形成手段の帯電ユニットに起因する異常画像が発生しやすい異常検知用画像データを出力する異常検知用画像発生手段と、該異常検知用画像発生手段が発生させた前記異常検知用画像データに基づいて出力画像が形成された記録媒体を読み取った前記画像読取手段からの出力画像データ及び前記入力された異常検知用画像データを比較して判定結果を出力する比較手段を有し、該比較手段の判定結果に基づいて前記帯電ユニットの異常の有無を検知可能な判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像発生手段が前記異常検知用画像データを生成する手法が、感光体表面電位と現像バイアスの差である地肌ポテンシャルを変化させることにより生成する手法を含み、記録媒体に形成される出力画像に前記帯電ユニットに起因した異常が発生する以前に前記帯電ユニットの異常を検知可能としてなることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記比較手段は、前記異常検知用画像データと前記画像形成手段からの出力画像データとを複数のブロックに分割し、分割されたブロックごとにパターンマッチングすることで比較を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像データ発生手段は、異常検知用画像データを画像形成装置の設置場所の温湿度、カラー比率、出力枚数を含む使用環境に基づいて決定した出力時期に前記異常検知用画像データを出力することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像読取手段は、異常検知用画像データに基づいて形成された記録媒体が排出されたときに該記録媒体に記録された画像を自動的に読み取ることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置において、ネットワークを経由して使用者、機器管理者及びサービスセンターの少なくとも１つに送信する通信手段を備え、前記比較手段が、その判定結果をその異常の程度に応じた数値に変換する変換手段を備え、前記通信手段は、前記比較手段が出力する前記変換手段により変換された数値が予め定めた値のとき、読取画像データ、判定結果、前記数値のうち少なくとも１つを前記ネットワークを経由して使用者、機器管理者及びサービスセンターの少なくとも１つに送信することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記通信手段は、前記判断手段による判定結果の通知として少なくともサービスコールを行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６または７に記載の画像形成装置において、表示手段を備え、前記判断手段による判定結果が予め定めた値であるときは、該判定結果に関する情報を前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記判定結果に基づいて、地肌ポテンシャル値を含む作像に寄与する各種値を帯電に起因する異常画像が出にくい値に自動的に再設定し、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属するユニットが交換されるまでの間、通常使用時の画像において帯電に起因する異常画像が発生しにくい設定にする再設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記異常検知用画像発生手段は、前記異常検知用画像のために生成された出力画像が課金されない旨を記録媒体に記載していることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項６から１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属する機器ユニットが、情報記録媒体と、前記判定結果を前記情報記録媒体に書き込む手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、前記情報記録媒体に書き込まれた比較結果を読み取る読取手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記読取手段によって得られた比較結果に基づいて、前記帯電ユニット、または前記帯電ユニットが付属するユニットに関する情報を前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記排出手段と前記画像読取手段とを近接配置してなることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記排出手段により媒体が排出される直前または直後に出力画像を読み取ることを特徴とする画像形成装置。