JP2017181763A - 画像形成装置および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】回転駆動される回転部材の状態を正確にモニタすることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は、副走査方向に所定画像を第１の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成するための画像形成部と、副走査方向における画像パターンの濃度を光学的に検出するための濃度検出部と、濃度検出部の検出結果から、第１の周期に対応する第２の周期で特徴画像を検出するための周期画像検出部と、状態判断部とを備える。状態判断部は、周期画像検出部が特徴画像を検出した場合に、画像形成装置を構成する回転部材の外周に応じた周期と第２の周期とが対応するか否かを判断し、対応すると判断した場合に回転部材の状態が劣化していると判断する。
【選択図】図１

Description

この開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、回転駆動する回転部材の状態を判断する画像形成装置に関する。

一般的に画像形成装置は、用紙などの媒体を搬送するための搬送ローラーなど多数の回転駆動される回転部材を含む。これらの回転部材は、使用するにつれて、軸受けの摩耗、およびギアの摩耗が進み、回転部材の振動が増加し、場合によっては異音が発生する。

この回転部材の振動に関し、特開２０１５−１０２２１４号公報（特許文献１）は、駆動源を駆動させることによって生じる振動や騒音を低減するとともに、駆動源の回転力を被駆動部に高精度に伝達する構成を開示している。より具体的には、特許文献１に開示される技術は、駆動プーリの導電部とベルトの金属層との間に電位差を与えて両者を静電的に吸着させるとともに、従動プーリの導電部と金属層との間に電位差を与えて両者を静電的に吸着させる。

特開２０１５−１０２２１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術は、回転部材の振動が大きくなる早さを低減する制御であって、振動の発生そのものを防ぐ技術ではない。そのため、回転部材の振動は使用に伴い徐々に大きくなり、最終的には画像不良などの異常を引き起こす。回転部材の振動が大きくなり故障すると、他の部材の故障にも繋がることが多い。そのため、回転部材の状態をモニタし、回転部材が故障する前に当該回転部材を交換することが望ましい。

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、回転駆動される回転部材の状態を正確にモニタすることができる画像形成装置および当該画像形成装置で用いられる制御プログラムを提供することである。

画像形成装置は、副走査方向に所定画像を第１の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成するための画像形成部と、副走査方向における画像パターンの濃度を光学的に検出するための濃度検出部と、濃度検出部の検出結果から、第１の周期に対応する第２の周期を有する特徴画像を検出するための周期画像検出部と、周期画像検出部が特徴画像を検出した場合に、画像形成装置を構成する回転部材の外周に応じた周期と第２の周期とが対応するか否かを判断し、対応すると判断した場合に回転部材の状態が劣化していると判断する状態判断部とを備える。

好ましくは、周期画像検出部は、濃度検出部の検出結果から基準濃度を算出する。第２の周期は、基準濃度を基準とした画像パターンの濃度の振幅が第１の振幅よりも大きくなる周期を含む。

さらに好ましくは、第２の周期は、第１の振幅よりも大きくなる画像パターンの濃度の振幅のうち、略同じ振幅が検出される周期を含む。

好ましくは、所定画像は、第１の周期における一部の期間にわたって形成される一様な画像を含む。

好ましくは、所定画像は、第１の周期の少なくとも一部の期間にわたって濃度が連続的に変化する画像を含む。

さらに好ましくは、基準濃度は、第１の周期よりも長い所定期間における画像パターンの濃度のうち最も低い濃度を含む。

さらに好ましくは、基準濃度は、第１の周期よりも長い所定期間における非画像領域の平均濃度を含む。

好ましくは、状態判断部は、回転部材の外周に応じた周期と第２の周期とが対応すると判断した場合に、特徴画像の濃度の振幅が大きいほど、回転部材がより劣化していると判断する。

さらに好ましくは、状態判断部は、特徴画像の濃度の振幅が第２の振幅を超えたときに、回転部材の寿命であると判断する。

さらに好ましくは、画像形成部は、印字速度が異なる複数の条件で画像パターンを媒体に形成する。状態判断部は、複数の条件で検出される特徴画像のうち、振幅が最も大きい特徴画像の振幅に基づいて回転部材の状態を判断する。

さらに好ましくは、ユーザーに情報を提示するための表示部をさらに備える。状態判断部は、回転部材の寿命と判断した場合に、表示部に警告を表示する。

好ましくは、画像形成装置を構成する複数の回転部材の各々の外周に関連する情報を記憶するための記憶部をさらに備える。状態判断部は、周期画像検出部が特徴画像を検出した場合に、第２の周期と複数の回転部材の各々の外周に応じた周期とをそれぞれ対比させて、複数の回転部材のうち第２の周期に対応する一の回転部材の状態が劣化していると判断する。

好ましくは、入力された画像データを印字するための通常モードと、回転部材の状態を判断するためのテストモードとを切り替え可能に構成される制御部をさらに備える。制御部は、テストモードにおいて、通常モードとは異なる印字条件で画像パターンを媒体に形成する。

さらに好ましくは、制御部は、所定のタイミングでテストモードに切り替える。
さらに好ましくは、潜像を担持搬送するための像担持体と、像担持体に画像パターンを露光するための露光装置とをさらに備える。画像形成部は現像剤担持体を含み、当該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して画像パターンに対応する潜像に現像剤を供給することにより画像パターンを像担持体上で現像する。制御部は、テストモードにおいて、露光装置の光量を通常モードよりも減らす制御、および現像バイアス電圧を通常モードより高く設定する制御のうち少なくとも一方の制御を実行する。

好ましくは、濃度検出部から投光される光束のスポット径は、第１の周期と回転部材の外周に応じた周期との最小公倍数の周期を回転部材の表面速度で除した値よりも小さくなるように構成される。

好ましくは、画像形成部は、電子写真方式により画像パターンを媒体に形成する。
他の局面に従うと、制御プログラムは、画像形成装置のコンピュータに実行させる、当該画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断するための制御プログラムであって、制御プログラムは、作像装置に、副走査方向に所定画像を第１の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成させるステップと、光学センサに、副走査方向における画像パターンの濃度を光学的に検出させるステップと、光学センサの検出結果から、第１の周期に対応する第２の周期を有する特徴画像を検出するか否かを判断するステップと、第２の周期で特徴画像を検出した場合に、回転部材の外周に応じた周期と第２の周期とが対応するか否かを判断するステップと、回転部材の外周に応じた周期と第２の周期とが対応すると判断した場合に、回転部材の状態が劣化していると判断するステップとを備える。

一実施形態に従う画像形成装置は、当該画像形成装置に含まれ、回転駆動する回転部材の状態を正確にモニタすることができる。

実施形態に従う画像形成装置に含まれる回転部材の状態をモニタする制御についての概要を説明する図である。 実施形態１に従う画像形成装置の構成例を説明する図である。 実施形態１に従う制御部のハードウェア構成および周辺デバイスの説明である。 回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図（その１）である。 回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図（その２）である。 回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図（その３）である。 実施形態に従う特徴画像の検出方法を説明するフローチャートである。 実施形態１に従う画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。 実施形態２に従う特徴画像の振幅と印字枚数との関係を説明する図である。 実施形態２に従う画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。 実施形態２に従う外周テーブルを説明する図である。 実施形態２に従う制御部の機能構成を説明する機能ブロック図である。 実施形態３に従う回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図である。 実施形態３に従う特徴画像の検出方法を説明するフローチャートである。 実施形態４に従う画像パターンについて説明する図である。 実施形態５に従う特徴画像の振幅と印字速度との関係について説明する図（その１）である。 実施形態５に従う特徴画像の振幅と印字速度との関係について説明する図（その２）である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

［Ａ．概要］
図１は、実施形態に従う画像形成装置に含まれる回転部材の状態をモニタする制御の概要を説明する図である。図１（ａ）を参照して、画像形成装置は、感光体と、露光装置と、転写ベルトを挟んで当該感光体と対向する転写ローラーとを有する。また、画像形成装置は、転写ベルト上に転写されたトナー画像の濃度を光学的に測定する濃度センサを有する。

露光装置は、図１（ｂ）に示されるテスト用画像パターン（以下、「画像パターン」とも称する）を感光体に露光する。画像パターンは、一様な画像領域（トナーが付着される領域）と非画像領域（トナーが付着されない領域）とから構成される単位データを副走査方向に周期Ｔ１ごとに繰り返し形成することによって形成される。

図１（ａ）に示される例において、転写ローラーはギアの摩耗などの原因により振動している。図１（ｃ）は、転写ローラーの振動について説明する図である。図１（ｃ）を参照して、転写ローラーは、周期Ｔｖで振動している。この周期Ｔｖは、転写ローラーの外周を当該転写ローラーの回転速度で除した値となる。また、転写ローラーの振動の振幅は、使用に伴い大きくなる。

図１（ｄ）は、転写ローラーが大きく振動している条件において、転写ベルトに形成された、画像パターンに対応するトナー画像（出力データ）である。図１（ｂ）および（ｄ）に示されるように、入力データである画像パターンと、出力データとが異なる。これは、転写ローラーの振動の振幅が大きくなるタイミングと、画像パターンにおける画像領域が感光体に形成されるタイミングとが重なった場合に、干渉が生じて濃度が高くなるためである。当該干渉は、転写ローラーが振動する周期Ｔｖと画像領域が形成される周期Ｔ１との最小公倍数の周期で生じる。以下、回転駆動する回転部材（たとえば、転写ローラー）の振動と、画像パターンとが干渉して濃度が高くなる画像領域を「特徴画像」とも称する。

実施形態に従う画像形成装置は、回転駆動する回転部材の振動と画像パターンとの干渉が生じる特性を利用して、転写ローラーなどの回転部材の状態を判断する。図１（ｅ）は、濃度センサによって測定された、出力データの副走査方向における濃度変化を説明する図である。画像形成装置は、濃度センサの検出結果から、特徴画像が検出される周期Ｔ２を算出する。続いて、画像形成装置は、算出した周期Ｔ２と、転写ローラーの振動の周期Ｔｖとが対応するか否かを判断する。より具体的には、画像形成装置は、周期Ｔ２を周期Ｔｖを除した値が整数または整数に近い値になった場合に周期Ｔ２と周期Ｔｖが対応すると判断する。画像形成装置は、周期Ｔ２と周期Ｔｖとが対応すると判断した場合に、転写ローラーが劣化していると判断する。

上記の通り、干渉は、回転部材の振動する周期と周期Ｔ１との最小公倍数の周期で生じる。そのため、転写ローラーが振動する周期Ｔｖを整数倍した周期と、特徴画像が生じる周期（干渉が生じる周期）Ｔ２とが一致する場合、当該干渉は、画像形成装置を構成する複数の回転部材のうち、転写ローラーの振動によって引き起こされたものであると推測できる。一方、画像形成装置は、周期Ｔ２と周期Ｔｖとが対応しないと判断した場合、転写ローラーが大きく振動しておらず劣化していない、と判断する。

上記によれば、実施形態に従う画像形成装置は、当該画像形成装置を構成する回転部材の振動の周期と、干渉が生じる周期とを比較することによって、当該回転部材の状態を判断することができる。

また、転写ベルト上のトナー濃度を測定する濃度センサは、画像濃度を制御する目的で画像形成装置に一般的に搭載される。そのため、実施形態に従う画像形成装置は、回転部材の状態を検知するための新たなセンサなどを搭載することなく、当該回転部材の状態を判断することができる。以下、この画像形成装置の構成および制御について詳しく説明する。

［Ｂ．実施形態１−干渉周期と回転部材の振動の周期とを比較して状態判断］
（ｂ１．画像形成装置１００）
図２は、実施形態１に従う画像形成装置１００の構成例を説明する図である。画像形成装置１００は、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図２に示されるように、画像形成装置１００は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト１に沿って並んで配置され、回転可能に構成される感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをそれぞれ有している。

像担持体である各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラー４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、各現像ローラー６ＹＲ、６ＭＲ、６ＣＲ、６ＫＲに対応する現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、中間転写ベルト１を挟んで各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと対向する１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋとがそれぞれ配置されている。作像ユニット２Ｋの下流側には、中間転写ベルト１上に形成されたトナー濃度を光学的に測定する濃度センサ９が配置される。

中間転写ベルト１の中間転写ベルト駆動ローラー１０で支持された部分には、２次転写ローラー１１が圧接されており、当該領域で２次転写が行なわれる。２次転写領域後方の搬送路Ｒ１の下流位置には、定着ローラー１２と加圧ローラー１３とを含む定着装置２０が配置されている。

画像形成装置１００の下部には、給紙カセット３０が着脱可能に配置されている。給紙カセット３０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラー３１の回転によって最上部の用紙から１枚ずつ搬送路Ｒ１に送り出され、ローラー４２およびローラー４４によって搬送される。画像形成装置の上部には、排紙トレイ６０と表示部８０とが配置される。

なお、本実施形態において、画像形成装置１００は、一例として、タンデム式の中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。具体的には、電子写真方式であって、サイクル方式を採用する画像形成装置であってもよいし、現像装置から用紙に直接トナーを転写する直接転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。また、いわゆるインクジェット方式に従う画像形成装置であってもよい。

（ｂ２．画像形成装置１００の概略動作）
次に、以上の構成からなる画像形成装置１００の概略動作について説明する。制御部７０は、画像形成装置１００の全体動作を司る。外部装置（たとえば、パソコン等）から画像信号が入力されると、制御部７０は、この画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを発光させて露光を行なう。

これにより、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像ローラー６ＹＲ、６ＭＲ、６ＣＲ、６ＫＲによりトナーを供給されることによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの作用により、図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写される。

このようにして中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラー１１の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

用紙Ｐに２次転写されたトナー画像は、定着装置２０に到達する。トナー画像は、定着装置２０よって用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラー５０を介して排紙トレイ６０に排出される。

また、画像形成装置１００は、画像濃度を調節するにあたって、濃度調節用のパッチ画像を印字するとともに、当該パッチ画像に対する濃度センサ９の測定結果に基づいて、帯電ローラー４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに印加する帯電バイアス電圧および現像ローラー６ＹＲ、６ＭＲ、６ＣＲ、６ＫＲに印加する現像バイアス電圧の大きさを調節して画像ムラを抑制する。

（ｂ３．制御部７０）
次に、制御部７０について説明を行なう。図３は、実施形態１に従う制御部７０のハードウェア構成および周辺デバイスの説明である。図３に示されるように、制御部７０は、その主要な制御要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７６と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７８とを含む。

ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７６に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、画像形成装置１００の全体処理を実現する。なお、ＣＰＵ７２は、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）およびその他の演算機能を有する回路のいずれであってもよい。

ＲＡＭ７４は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などであり、ＣＰＵ７２がプログラムを動作するために必要なデータや画像データを一時的に記憶する。したがって、ＲＡＭ７４は、いわゆるワーキングメモリとして機能する。

ＲＯＭ７６は、典型的には、フラッシュメモリなどであり、ＣＰＵ７２で実行されるプログラムや、画像形成装置１００の動作に係る各種設定情報を記憶する。

インターフェイス７８は、濃度センサ９と、表示部８０と、記憶装置９０と、電気的に接続され、各種装置との信号のやりとりを行なう。記憶装置９０には、画像形成装置１００の制御に関する制御プログラムと９２と、後述する外周テーブルＴａ１とが格納される。

（ｂ４．回転部材の振動）
図４は、回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図（その１）である。実施形態に従う制御部７０は、回転部材の状態を検知するにあたって、図４（ａ）に示される画像パターンを用いる。一例として、画像パターンは、主走査方向に２０ｍｍ、６００ｄｐｉの条件下において副走査方向に５ｏｎ４５ｏｆｆ（５ドットの画像領域の後、４５ドットの非画像領域）、すなわち２．１ｍｍの単位データを周期Ｔ１で繰り返し形成することにより構成される。

なお、濃度センサ９から投光される光束のスポット径は、画像パターンと状態判断の対象となる回転部材の振動との干渉が生じる間隔、すなわち、周期Ｔ１と回転部材の振動の周期（以下、「振動周期」とも称する）との最小公倍数の周期を回転部材の表面速度で除した値よりも小さくなるように構成されることが好ましい。その理由は、回転部材の状態を正確に判断するためである。濃度センサ９のスポット径は、一例として２ｍｍとする。

図４（ｂ）に示される例において、回転部材の一例として、ローラー４４が大きく振動している。そのため、図４（ｃ）に示されるように、ローラー４４の振動周期Ｔｖ１と周期Ｔ１との最小公倍数の周期Ｔ２で干渉が生じ、特徴画像が表れている。図４（ｄ）を参照して、濃度センサ９が検出する特徴画像の濃度の振幅Ａ１は、ローラー４４の振動が大きい程（すなわち、振幅が大きい程）、より大きくなる。そのため、図５に示されるように、ローラー４４の振動が中程度である場合の、特徴画像の濃度の振幅Ａ２は、振幅Ａ１に比して小さくなる。また、図６に示されるように、ローラー４４の振動が十分に小さい場合、ローラー４４の振動と画像パターンとの干渉が生じないため、特徴画像が現れない。

（ｂ５．特徴画像の検出）
図７は、実施形態に従う特徴画像の検出方法を説明するフローチャートである。図７に示される処理は、制御部７０が記憶装置９０に格納される制御プログラム９２を実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。なお、これらの条件は、以降のフローチャートでも同様のものとする。

図７を参照して、ステップＳ１０において、制御部７０は、濃度センサ９から画像パターンの濃度波形を受け取る。ステップＳ１２において、制御部７０は、特徴画像の振幅を算出するにあたって、画像パターンの濃度波形から基準濃度Ｖａを算出する。より具体的には、所定期間における最も低い濃度を基準濃度とする。所定期間は、画像領域が形成される周期Ｔ１よりも長い期間であって、一例として、周期Ｔ１の３０倍とする。なお、他の局面において、制御部７０は、所定期間における非画像領域の平均濃度を基準濃度として用いてもよい。

ステップＳ１４において、制御部７０は、画像パターンの濃度から基準濃度Ｖａを差し引いた濃度差（振幅）を算出し、しきい値振幅Ｖｔｈ１よりも高い振幅を有する画像領域を検出するか否かを判断する。しきい値振幅Ｖｔｈ１は、一例として、画像形成装置１００の印字枚数が１０万枚未満の状態（すなわち、画像形成装置を構成する回転部材があまり使用されていない状態）で測定される、所定期間における画像領域の平均濃度の１．２倍とする。

制御部７０は、しきい値振幅Ｖｔｈ１よりも高い振幅を有する画像領域を検出したと判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、当該画像領域を特徴画像として判断する（ステップＳ１６）。一方、制御部７０は、しきい値振幅Ｖｔｈ１よりも高い振幅を有する画像領域を検出しなかったと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、特徴画像を検出しなかったと判断する（ステップＳ１８）。

上記によれば、実施形態に従う画像形成装置１００は、当該画像形成装置を構成する回転部材の振動と画像パターンとが干渉する特徴画像を検出することができる。

なお、上記の例において、制御部７０は、特徴画像を検出するにあたって、基準濃度Ｖａを基準とした振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ１を超えるか否かを判断する構成であるが、これに限らない。他の局面において、制御部７０は、トナー濃度が所定値を超える画像領域を特徴画像として判断する構成であってもよい。ただし、画像パターンの濃度は、画像形成装置１００の環境（たとえば、温度，湿度）に応じて変動するため、基準濃度との濃度差（振幅）に基づいて判断する構成の方が、より精度よく特徴画像を検出することができる。

（ｂ６．回転部材の状態判断）
図８は、実施形態１に従う画像形成装置１００を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。図８に示される例において、制御部７０は、回転部材としてブラックの感光体３Ｋの状態を判断するものとする。図８を参照して、制御部７０は、ステップＳ３０において、所定のタイミングか否かを判断する。所定のタイミングとは、たとえば、画像形成装置１００に電源を投入されたタイミングが挙げられる。他の局面において、所定のタイミングは、印字枚数が予め定められた値を超えたタイミングであってもよい。さらに他の局面において、所定のタイミングは、画像形成装置１００の環境が予め定められた条件を満たしたタイミングであってもよい。予め定められた条件は、一例として、前回に回転部材の状態を判断してから、温度が５℃以上変動した場合、および湿度が１０％ＲＨ以上変動した場合、のうち少なくとも一方が満たされたときとする。所定のタイミングは、上記で説明した例を任意に組み合わせたタイミングであってもよい。

制御部７０は、所定のタイミングであると判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、処理をステップＳ３２に進め、入力された画像データを印字するための通常モードから、回転部材の状態を判断するためのテストモードに切り替える。一方、制御部７０は、所定のタイミングでないと判断した場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、処理をステップＳ３４に進め、通常モードを維持する。

ステップＳ３６において、制御部７０は、現像ローラー６ＫＲに印加する現像バイアス電圧を、通常モードよりも２００Ｖ高く設定する。続いて、ステップＳ３８において、制御部７０は、プリントヘッド部５Ｋの露光強度を通常モードよりも３０％低く設定する。ステップＳ３６およびステップＳ３８の制御により、特徴画像とそれ以外の部分との明暗がより顕著になる。そのため、当該条件において、制御部７０は、通常モードの印字条件よりも高い精度で特徴画像を検出することができる。

ステップＳ４０において、制御部７０は、作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを停止した状態で作像ユニット２Ｋを用いてテスト用の画像パターンを作像する。その理由は、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの外周が同じ、すなわち、各感光体が振動する周期が同じであるためである。仮に、ブラック以外の感光体が駆動（振動）した状態で画像パターンを形成した場合、制御部７０は、特徴画像を検出したとしても、当該特徴画像がどの感光体の振動周期と画像パターンとの干渉により生じたのかを特定することができない。したがって、制御部７０は、テストモードにおいて、単一の作像ユニットのみを駆動させて画像パターンを形成する。図８に示される例において、制御部７０は、感光体３Ｋの状態を判断するため、感光体３Ｋを含む作像ユニット２Ｋのみを駆動させて画像パターンを形成する。

ステップＳ４２において、制御部７０は、図７に示されるフローチャートに従い特徴画像を検出したか否かを判断する。制御部７０は、特徴画像を検出しなかったと判断した場合（ステップＳ４２においてＮＯ）、作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを構成する回転部材を除く、画像形成装置１００を構成する回転部材に異常がないと判断する（ステップＳ４６）。

一方、制御部７０は、特徴画像を検出したと判断した場合、処理をステップＳ４３に進め、特徴画像が検出される周期Ｔ２を算出する。この周期Ｔ２は、周期Ｔ１の整数倍の周期となる。続いて、制御部７０は、感光体３Ｋの振動周期Ｔｖ２と特徴画像が検出される周期Ｔ２とが対応するか否かを判断する。より具体的には、制御部７０は、周期Ｔ２を周期Ｔｖ２で除した値が、整数または整数に近い値になるか否かを判断する。整数に近い値は、一例として、誤差１％を含む値であるとする。この場合、３．０１や２．９９は整数に近い値として判断される。感光体３Ｋの振動周期Ｔｖ２は、感光体３Ｋの外周を、画像パターンを作成時の当該感光体３Ｋの表面速度（印字速度）で除した値である。すなわち、感光体３Ｋの振動周期Ｔｖ２は、感光体３Ｋの外周に応じた値である。

制御部７０は、周期Ｔｖ２と周期Ｔ２とが対応すると判断した場合（ステップＳ４４においてＹＥＳ）、感光体３Ｋの状態が劣化していると判断する。一方、制御部７０は、周期Ｔｖ２と周期Ｔ２とが対応しないと判断した場合（ステップＳ４４においてＮＯ）、感光体３Ｋの状態が劣化していないと判断する。

上記によれば、実施形態１に従う画像形成装置１００は、当該画像形成装置を構成する回転部材の振動周期と、干渉が生じる周期とを比較することによって、当該回転部材の状態を判断することができる。

また、実施形態１に従う画像形成装置１００は、干渉により濃度が濃くなる特徴画像の周期に基づいて回転部材の状態を判断する。そのため、実施形態１に従う画像形成装置１００は、画像パターンとして単に副走査方向に一様なベタ画像やハーフトーン画像を用いる場合に比して、高感度に回転部材の状態を判断することができ、濃度センサ９として感度が低く、価格が安いセンサを利用しても、回転部材の状態を正確に判断することができる。

加えて、濃度センサ９は、画像濃度を制御する目的で画像形成装置に一般的に搭載される。そのため、実施形態に従う画像形成装置１００は、回転部材の状態を検知するため追加のセンサを搭載することなく、当該回転部材の状態を判断することができる。

なお、上記の例において、制御部７０は、特徴画像が検出される周期Ｔ２を時間として算出しているが、他の局面において、画像パターンを構成する単位データの数で算出してもよい（たとえば、単位データ４個につき１個の割合でしきい値振幅Ｖｔｈ１を超える場合は、４個）。この場合、制御部７０は、検査対象の回転部材（感光体３Ｋなど）の外周と周期Ｔ１とから定まる特徴画像が検出される周期としての単位データの数（たとえば、４個）を予め記憶しておき、実際に算出した周期としての単位データの数と一致するか否かに基づいて、回転部材が劣化しているか否かを判断する。

また、上記の例において、画像形成装置は、中間転写ベルト１上に形成された画像パターンの濃度を検出するように濃度センサ９を配置する構成であったが、これに限られない。他の局面において、画像形成装置は、各作像ユニットの感光体上の画像パターンの濃度を検出するように構成されてもよい。さらに他の局面において、画像形成装置は、用紙などの記録材に形成された画像パターンを、図示しないスキャナで読み取り、画像パターンの濃度を検出する構成であってもよい。

［Ｃ．実施形態２−振動している回転部材の特定］
実施形態１に従う画像形成装置１００は、特徴画像が検出される周期Ｔ２と特定の回転部材の振動周期とが対応するか否かを判断し、対応する場合に当該特定の回転部材が干渉を引き起こす程度に振動している、すなわち、劣化していると判断する構成であった。実施形態２に従う画像形成装置は、当該画像形成装置を構成する複数の回転部材の各々の外周を記憶し、周期Ｔ２と対応する回転部材、すなわち、劣化している回転部材を特定する。また、実施形態２に従う画像形成装置は、基準濃度Ｖａを基準とした特徴画像の濃度の振幅（以下「特徴画像の振幅」とも称する。）に基づいて、特定した回転部材の状態をより詳しく判断する。なお、実施形態２に従う画像形成装置の基本構成は、実施形態１に従う画像形成装置１００の基本構成と略同じであるので、相違する点についてのみ説明する。

（ｃ１．特徴画像の振幅に基づく回転部材の状態判断）
図９は、実施形態２に従う特徴画像の振幅（基準濃度と特徴画像の濃度との濃度差）と印字枚数との関係を説明する図である。図９を参照して、画像形成装置１００による印字枚数が約３０万枚に到達するまでは、特徴画像の振幅に大きな変動は見られない。これは、図６で説明したように、画像形成装置１００を構成する回転部材の振動が十分に小さく、当該回転部材の振動と画像パターンとの干渉を特徴画像として検出することができないためである。

回転部材は、ある程度使用すると、軸受けおよびギアの摩耗が進み、その振動が大きくなる。そのため、画像形成装置１００による印字枚数が３０万枚を超えると、印字枚数が増えるにつれて、回転部材の振動の振幅が大きくなるとともに、特徴画像の振幅が大きくなることが読み取れる。この特性を利用して、実施形態２に従う画像形成装置は、特徴画像の振幅が大きいほど、対応する回転部材が劣化していると判断する。

（ｃ２．劣化している回転部材の特定および寿命の判断）
次に、特徴画像が検出される周期Ｔ２から劣化している回転部材を特定する制御について説明する。図１０は、実施形態２に従う画像形成装置１００を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。なお、図８と同一符号を付している部分については同じであるため、その部分についての説明は繰り返さない。

図１０を参照して、ステップＳ６０において、制御部７０は、外周テーブルＴａ１と特徴画像を検出する周期Ｔ２とを比較して、干渉している回転部材を特定する。図１１は、実施形態２に従う外周テーブルＴａ１を説明する図である。図１１を参照して、外周テーブルＴａ１には、画像形成装置１００を構成する複数の回転部材と、当該回転部材の外周、および当該回転部材の振動周期とが関連付けられた状態で格納されている。制御部７０は、図８のステップＳ４４で行なった作業、すなわち、周期Ｔ２と振動周期とが対応するか否かの判断を、外周テーブルＴａ１に格納される各回転部材の振動周期について、それぞれ行う。制御部７０は、外周テーブルＴａ１に格納される回転部材のうち、周期Ｔ２に対応する振動周期を有する回転部材を、干渉している回転部材であると特定する。

ステップＳ６１において、制御部７０は、特徴画像の振幅を算出する。より具体的には、制御部７０は、特徴画像の濃度から基準濃度Ｖａを差し引いて特徴画像の振幅を算出する。

ステップＳ６２において、制御部７０は、算出した特徴画像の振幅が、回転部材が故障と判断されるしきい値振幅Ｖｔｈ２よりも大きいか否かを判断する。なお、他の局面において、外周テーブルＴａ１には、各回転部材の別に故障と判断されるしきい値振幅Ｖｔｈ２がさらに関連付けられた状態で格納されてもよい。当該構成によれば、制御部７０は、各回転部材ごとの故障しているか否かの判断をより正確に行うことができる。

制御部７０は、特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２以上であると判断する場合（ステップＳ６２においてＹＥＳ）、ステップＳ６０で特定した回転部材がすでに故障していると判断し、表示部８０にその旨を警告する警告画像を表示する（ステップＳ６４）。

一方、制御部７０は、特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２未満であると判断する場合（ステップＳ６２においてＮＯ）、特徴画像の振幅としきい値振幅Ｖｔｈ２との差分に基づいて、ステップＳ６０で特定した回転部材の寿命を算出し、当該算出した寿命を表示部８０に表示する（ステップＳ６８）。回転部材の寿命は、一例として、当該回転部材が故障と判断されるしきい値振幅Ｖｔｈ２に到達するまでの印字枚数である。より具体的には、制御部７０は、図９に示される特徴画像の振幅と印字枚数とが関連付けられた履歴情報を２点以上用いて、特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２に到達するときの印字枚数Ｎｅを算出し、現在の印字枚数との差分を寿命として表示する。係る場合、制御部７０は、印字枚数Ｎｅを予測する際に、記憶装置９０に格納される複数の近似式を利用するとともに、決定係数の最も高い近似式を利用する構成であってもよい。

上記によれば、実施形態２に従う画像形成装置は、干渉が生じる周期に対応する振動周期を有する回転部材を特定することにより、画像形成装置を構成する回転部材のうち、どの回転部材が劣化しているのかを特定することができる。

さらに、実施形態２に従う画像形成装置は、特徴画像の振幅に基づいて、劣化していると特定した回転部材がどの程度劣化しているのかを詳しく判断し、当該回転部材の寿命を正確に判断することができる。そのため、実施形態２に従う画像形成装置のユーザーは、回転部材が故障する直前に交換することができる。この点、従来の画像形成装置は、故障が発生する前に部品を交換するにあたって、各部品をモニタするための多数のセンサを搭載する、またはサービスマンが症状から診断する、といった手段を採用している。しかしながら、前者は多数のセンサを搭載するためのコストがかかる上に装置が大型化するという問題がある。また、後者は故障特定のための時間とコストがかかる上に、人間による判断であるため寿命判断の精度が低いという問題があった。これらの問題に対し、実施形態２に従う画像形成装置は、画像調整用の濃度センサ９をそのまま流用して、複数の回転部材の状態をモニタすることができるため、低コスト、および小型化を実現できる上に、短時間での測定、および高精度の劣化検出を可能にする。

次に、上記の一連の制御を実現するための制御部７０の機能構成について説明する。図１２は、実施形態２に従う制御部７０の機能構成を説明する機能ブロック図である。図１２を参照して、制御部７０は、周期画像検出部７２０と、状態判断部７４０とを有する。周期画像検出部７２０は、受付部７２２と、基準濃度算出部７２４と、振幅算出部７２６と、特徴抽出部７２８とを有する。状態判断部７４０は、周期判断部７４１と、部材特定部７４２と、振幅比較部７４４と、寿命判断部７４６と、警告画像表示部７４８とを有する。

受付部７２２は、濃度センサ９から画像パターンの濃度波形の入力を受け、これらのデータを基準濃度算出部７２４と振幅算出部７２６とにそれぞれ出力する。基準濃度算出部７２４は、画像パターンの濃度波形の所定期間における最低濃度を基準濃度Ｖａとして決定し、決定した基準濃度Ｖａを振幅算出部７２６に出力する。

振幅算出部７２６は、画像パターンの濃度から基準濃度Ｖａを差し引いた振幅を算出し、算出した振幅を特徴抽出部７２８に出力する。特徴抽出部７２８は、入力された振幅波形のうち、しきい値振幅Ｖｔｈ１（８０２）よりも大きい振幅（特徴画像に対応）を抽出し、抽出した情報を周期判断部７４１に出力する。

周期判断部７４１は、しきい値振幅Ｖｔｈ１（８０２）よりも大きい振幅が検出される周期Ｔ２を算出するとともに、当該周期Ｔ２を部材特定部７４２に出力する。部材特定部７４２は、外周テーブルＴａ１（８０４）に格納される各回転部材の振動周期と、周期Ｔ２とを対比させて、振動（劣化）している回転部材を特定する。振幅比較部７４４は、周期Ｔ２に対応する特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２（８０６）以上であるか否かを比較して、その比較結果を寿命判断部７４６へ出力する。また、振幅比較部７４４は、特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２（８０６）未満であると判断した場合、これらの振幅の差分を併せて寿命判断部７４６へ出力する。

寿命判断部７４６は、振幅比較部７４４の比較結果に基づいて、部材特定部７４２が特定した回転部材の寿命を判断し、その結果を警告画像表示部７４８へ出力する。警告画像表示部７４８は、寿命判断部の判断結果に応じた警告画像（８０８）を表示部８０に出力する。

なお、上記のしきい値振幅Ｖｔｈ１（８０２）、外周テーブルＴａ１（８０４）、しきい値振幅Ｖｔｈ２（８０６）、警告画像（８０８）は全て記憶装置９０に格納されているものとする。

［Ｄ．実施形態３−複数の回転部材が振動している場合の制御（その１）］
上記の実施形態では、単独の回転部材が振動している場合の制御について説明した。しかしながら、画像形成装置の使用が進むと、複数の回転部材が大きく振動することも考えられる。そこで、実施形態３に従う画像形成装置は、複数の回転部材が振動している場合であっても、振動している回転部材を特定するとともに、特定した回転部材の寿命を判断する。以下、その制御について説明する。なお、実施形態３に従う画像形成装置の基本構成は、実施形態１に従う画像形成装置１００と略同じであるため、相違する点についてのみ説明する。

図１３は、実施形態３に従う回転部材の振動と特徴画像との関係を説明する図である。図１３に示される例において、外周の異なる２つの回転部材であるローラー４２および４４が大きく振動している場合について説明する。ローラー４２は振動周期Ｔｖ３で、ローラー４４は振動周期Ｔｖ１でそれぞれ周期的に振動している。そのため、振動周期Ｔｖ１および振動周期Ｔｖ３のそれぞれの周期と、画像領域が形成される周期Ｔ１との最小公倍数の周期で干渉が生じる。以下、図１４を用いて、複数の回転部材が振動している場合の、振動している回転部材の特定について説明する。

図１４は、実施形態３に従う画像形成装置１００を構成する回転部材の状態を判断する制御について説明するフローチャートである。なお、図１０と同一符号を付している部分についての説明は繰り返さない。図１４を参照して、ステップＳ７０において、制御部７０は、特徴画像の種類をカウントする。より具体的には、制御部７０は、略同じ振幅（たとえば、誤差１％以内に含まれる振幅）を有する特徴画像を同じ種類であると判断する。図１３に示される例では、制御部７０は、振幅Ｖ４２、振幅Ｖ４４、振幅Ｖｍｉｘを有する３種類の特徴画像が存在すると判断する。

ステップＳ７２において、制御部７０は、各特徴画像に対応する未定部材を特定する。より具体的には、まず、制御部７０は、３種類の特徴画像が存在することから、２つの回転部材が振動していると判断する。制御部７０は、この２つの回転部材が何であるか現時点では特定できないため、これらを便宜的に未定部材として部材Ａおよび部材Ｂと定義する。制御部７０は、振幅Ｖｍｉｘが最も大きい振幅を有することから、振幅Ｖｍｉｘに対応する特徴画像を、部材Ａの振動および部材Ｂの振動の両方が画像パターンと干渉している特徴画像であると判断する。続いて、制御部７０は、振幅Ｖ４２およびＶ４４に対応する特徴画像を、それぞれ部材Ａ、部材Ｂの振動と画像パターンと干渉している特徴画像だと判断する。

ステップＳ７４において、制御部７０は、各未定部材の振動と画像パターンとの干渉による特徴画像が検出される周期（以下、「未定部材の周期」とも称する。）を検出する。図１３に示される例においては、制御部７０は、振幅Ｖ４２または振幅Ｖｍｉｘが検出される周期から、部材Ａの周期Ｔ２Ａを算出し、振幅Ｖ４４または振幅Ｖｍｉｘが検出される周期から、部材Ｂの周期Ｔ２Ｂを算出する。

ステップＳ７６において、制御部７０は、未定部材の周期のそれぞれについて、外周テーブルＴａ１に格納される複数の回転部材の振動周期とを比較して、各未定部材の周期に対応する回転部材を特定する。図１３に示される例においては、制御部７０は、周期Ｔ２Ａに対応する回転部材としてローラー４２を、周期Ｔ２Ｂに対応する回転部材としてローラー４４をそれぞれ特定する。

ステップＳ７８において、制御部７０は、特定した回転部材に対応する特徴画像の振幅がしきい値振幅Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断する。図１３に示される例においては、制御部７０は、ローラー４２にのみ対応する特徴画像の振幅Ｖ４２、ローラー４４にのみ対応する特徴画像の振幅Ｖ４４がそれぞれしきい値振幅Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断する。

ステップＳ８０において、制御部７０は、しきい値振幅Ｖｔｈ２以上であると判断した特徴画像に対応する回転部材について、すでに故障していると判断し、表示部８０にその旨を警告する警告画像を表示する。

ステップＳ８２において、制御部７０は、しきい値振幅Ｖｔｈ２未満であると判断した特徴画像に対応する回転部材について、しきい値振幅Ｖｔｈ２との差分に基づいて、それぞれの寿命を算出する。ステップＳ８４において、制御部７０は、算出した寿命を表示部８０に表示する。

上記によれば、実施形態３に従う画像形成装置は、複数の回転部材が振動している場合であっても、各回転部材の振動と画像パターンとの干渉に対応する特徴画像が検出される周期を、各回転部材（未定部材）について算出し、どの回転部材が振動しているかを特定することができる。さらに、当該画像形成装置は、特定した回転部材の寿命も判断することができる。

なお、制御部７０は、３つ以上の回転部材が振動している場合であっても、図１４に示されるフローチャートを実行することで各未定部材の周期を算出することができる。

また、他の局面において、実施形態３に従う画像形成装置は、振動している回転部材の数を特定し、略同じ振幅の特徴画像を検出する周期のうち、周期が短いものから順に未定部材の周期として定義する構成であってもよい。当該構成によれば、制御部７０は、Ｓ７２の制御を省略することができるため、より高速に未定部材の周期を算出することができる。

［Ｅ．実施形態４−複数の回転部材が振動している場合の制御（その２）］
実施形態３に従う画像形成装置は、画像領域が形成される周期Ｔ１が１種類の画像パターンを用いて、複数の回転部材の状態を判断する構成であった。しかしながら、当該構成は、大きく振動する回転部材が３つ、４つと増えるにつれて処理が複雑になるとともに、回転する部材の特定に時間がかかる。たとえば、大きく振動する回転部材が３つある場合、ステップＳ７０における特徴部分の種類は７（＝_３Ｃ_１＋_３Ｃ_２＋_３Ｃ_３）種類となる。そこで、実施形態４に従う画像形成装置は、特定の回転部材の振動と顕著に干渉する周期Ｔ１の画像パターンを、故障するおそれのある回転部材の別に用意して、それぞれの回転部材の状態を個別に判断する。

図１５は、実施形態４に従う画像パターンについて説明する図である。一例として、制御部７０は、ローラー４２および４４の状態を判断するものとする。ローラー４２および４４の外周は、それぞれ、６２ｍｍ、３８ｍｍとする。

一例として、制御部７０は、ローラー４２の状態を判断するために、画像領域が形成される副走査方向の間隔が３１ｍｍとなるように周期Ｔ１＿４２を設定した画像パターンを副走査方向に１２４ｍｍ形成する。当該条件によれば、ローラー４２の振動と画像パターンとの干渉は６２ｍｍ間隔で発生する。一方、ローラー４４の振動と当該画像パターンとの干渉は１１７８ｍｍ間隔で発生する。したがって、制御部７０は、ローラー４２の振動と画像パターンとの干渉の周期を検出することはできるが、ローラー４４の振動と画像パターンとの干渉の周期を検出することができない。制御部７０は、当該条件において、特徴画像を検出する周期Ｔ２が、ローラー４２の振動周期（すなわち、６２ｍｍを中間転写ベルト１の表面速度で除した値）に対応するか否かを判断し、対応した場合ローラー４２が劣化していると判断する。

次に、制御部７０は、ローラー４４の状態を判断するために、画像領域が形成される副走査方向の間隔が１９ｍｍとなるように周期Ｔ１＿４４を設定した画像パターンを副走査方向に７６ｍｍ形成する。当該条件によれば、ローラー４４の振動と画像パターンとの干渉は３８ｍｍ間隔で発生する。一方、ローラー４２の振動と当該画像パターンとの干渉は１１７８ｍｍ間隔で発生する。したがって、当該条件において制御部７０は、ローラー４４の振動と画像パターンとの干渉の周期を検出することはできるが、ローラー４２の振動と画像パターンとの干渉の周期を検出することができない。制御部７０は、当該条件において、特徴画像を検出する周期Ｔ２が、ローラー４４の振動周期（すなわち、３８ｍｍを中間転写ベルト１の表面速度で除した値）に対応するか否かを判断し、対応した場合ローラー４４が劣化していると判断する。

ところで、トナー消費量削減、および感光体等の走行距離低減の観点から、画像パターンの副走査方向の距離は短いことが好ましい。この点について、実施形態４に従う画像形成装置は、ローラー４２および４４の状態を把握するにあたって、画像領域が形成される周期Ｔ１＿４２の画像パターンを１２４ｍｍ、周期Ｔ１＿４４の画像パターンを７６ｍｍ、計２００ｍｍの画像パターンを形成すればよい。一方、実施形態３に従う画像形成装置は、ローラー４２および４４の状態を把握するにあたって、少なくとも１１７８ｍｍの画像パターンを形成する必要がある。

上記によれば、実施形態４に従う画像形成装置は、故障するおそれのある各回転部材について、各回転部材の振動と顕著に干渉する周期の画像パターンを用意するため、副走査方向に短い画像パターンを用いて複数の回転部材の状態を判断することができる。また、実施形態４に従う画像形成装置は、図１４に示されるステップＳ７０〜Ｓ７４のような複雑な処理を行なう必要がないため、実施形態３に従う画像形成装置に比して複数の回転部材の状態を短い期間で判断できる場合がある。

［Ｆ．実施形態５−画像パターンを形成する速度］
図１６は、実施形態５に従う特徴画像の振幅と印字速度との関係について説明する図（その１）である。図１６を参照して、感光体の表面速度（印字速度）が１００ｍｍ／ｓｅｃおよび３００ｍｍ／ｓｅｃで画像パターンを形成したとき、特徴画像の振幅は振幅Ａ３となる。

一方、図１７に示されるように、印字速度が２００ｍｍ／ｓｅｃで画像パターンを形成したときの特徴画像の振幅は、振幅Ａ４である。図１６および図１７において、異なる条件は画像パターンを形成するときの印字速度のみであるのにも関わらず、特徴画像の振幅Ａ３よりも振幅Ａ４の方が大きい。

図１６および１７に示されるように、特徴画像の振幅は印字速度に依存して変動する。上記で説明した通り、実施形態に従う画像形成装置は、特徴画像の振幅に基づいて回転部材の寿命を判断する。そのため、特徴画像の振幅が変動すると、画像形成装置は、不正確な回転部材の寿命を算出する可能性がある。そこで、実施形態５に従う画像形成装置１００は、印字速度による特徴画像の振幅変動の影響を抑えるために、複数の印字速度で画像パターンを形成し、回転部材の状態を判断する。なお、実施形態５に従う画像形成装置の基本構成は、実施形態１に従う画像形成装置１００と略同じであるため、相違する点についてのみ説明する。

実施形態５に従う画像形成装置１００は、一例として、１００ｍｍ／ｓｅｃ、２００ｍｍ／ｓｅｃ、３００ｍｍ／ｓｅｃの３種類の印字速度で画像パターンを形成する。制御部７０は、各印字速度における特徴画像の振幅を算出するとともにＲＡＭ７４に記憶する。

続いて、制御部７０は、算出した特徴画像の振幅のうち、最も振幅の大きい特徴画像の振幅を判断し、当該特徴画像の振幅に基づいて回転部材の特定および回転部材の寿命判断を行なう。

上記によれば、実施形態５に従う画像形成装置１００は、印字速度による特徴画像の振幅変動の影響を抑え、回転部材の状態を正確に判断することができる。

なお、他の局面において、実施形態５に従う画像形成装置１００は、所定の印字速度で画像パターンを形成するとともに、振動している回転部材を特定した後に、特定した回転部材が振動しやすい印字速度で画像パターンを形成し、当該条件における特徴画像の振幅に基づいて特定した回転部材の状態を判断する構成であってもよい。当該構成に従う画像形成装置は、特定した回転部材が振動しやすい印字速度で画像パターンを形成するため、回転部材の状態をより正確に判断することができる。なお、係る場合、各回転部材の振動しやすい印字速度は、回転部材の外周、質量、および画像形成装置における配置位置などによって定まるものであって、予め測定した上で記憶装置９０に格納されていることが好ましい。

［Ｇ．変形例１−画像パターン］
上記の実施形態において、画像パターンを構成する単位データは、周期Ｔ１における一部の期間にわたって形成される一様な画像であったが、これに限られない。他の局面において、画像パターンを構成する単位データは、周期Ｔ１にわたってトナー濃度が連続的に変化するグラデーション画像であってもよい。さらに他の局面において、画像パターンを構成する単位データは、周期Ｔ１における一部の期間にわたって濃度が連続亭に変化する画像であってもよい。これらの条件であっても、回転部材の振動と画像パターンとの干渉が生じるため、画像形成装置は、回転部材の状態を判断できる。

なお、上記で説明した実施形態１〜５および変形例１は任意の組み合わせを採用することができる。

また、コンピュータを機能させて、上述のフローで説明したような制御を実行させる制御プログラム９２を提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびメモリカードなどの一時的でないコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

なお、プログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。また、本発明にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。

提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 中間転写ベルト、９ 濃度センサ、７０ 制御部、８０ 表示部、９０ 記憶装置、９２ 制御プログラム、１００ 画像形成装置、Ｔａ１ 外周テーブル。

Claims (18)

1. 画像形成装置であって、
   副走査方向に所定画像を第１の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成するための画像形成部と、
   副走査方向における前記画像パターンの濃度を光学的に検出するための濃度検出部と、
   前記濃度検出部の検出結果から、前記第１の周期に対応する第２の周期を有する特徴画像を検出するための周期画像検出部と、
   前記周期画像検出部が前記特徴画像を検出した場合に、前記画像形成装置を構成する回転部材の外周に応じた周期と前記第２の周期とが対応するか否かを判断し、対応すると判断した場合に前記回転部材の状態が劣化していると判断する状態判断部とを備える、画像形成装置。
2. 前記周期画像検出部は、前記濃度検出部の検出結果から基準濃度を算出し、
   前記第２の周期は、前記基準濃度を基準とした前記画像パターンの濃度の振幅が第１の振幅よりも大きくなる周期を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の周期は、前記第１の振幅よりも大きくなる前記画像パターンの濃度の振幅のうち、略同じ振幅が検出される周期を含む、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定画像は、前記第１の周期における一部の期間にわたって形成される一様な画像を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記所定画像は、前記第１の周期の少なくとも一部の期間にわたって濃度が連続的に変化する画像を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記基準濃度は、前記第１の周期よりも長い所定期間における前記画像パターンの濃度のうち最も低い濃度を含む、請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記基準濃度は、前記第１の周期よりも長い所定期間における、前記一様な画像が形成される領域を除く非画像領域の平均濃度を含む、請求項４に記載の画像形成装置。
8. 前記状態判断部は、前記回転部材の外周に応じた周期と前記第２の周期とが対応すると判断した場合に、前記特徴画像の濃度の振幅が大きいほど、前記回転部材がより劣化していると判断する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記状態判断部は、前記特徴画像の濃度の振幅が第２の振幅を超えたときに、前記回転部材の寿命であると判断する、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成部は、印字速度が異なる複数の条件で前記画像パターンを媒体に形成し、
    前記状態判断部は、前記複数の条件で検出される特徴画像のうち、振幅が最も大きい特徴画像の振幅に基づいて前記回転部材の状態を判断する、請求項８または９に記載の画像形成装置。
11. ユーザーに情報を提示するための表示部をさらに備え、
    前記状態判断部は、前記回転部材の寿命と判断した場合に、前記表示部に警告を表示する、請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成装置を構成する複数の回転部材の各々の外周に関連する情報を記憶するための記憶部をさらに備え、
    前記状態判断部は、前記周期画像検出部が前記特徴画像を検出した場合に、前記第２の周期と前記複数の回転部材の各々の外周に応じた周期とをそれぞれ対比させて、前記複数の回転部材のうち前記第２の周期に対応する一の回転部材の状態が劣化していると判断する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 入力された画像データを印字するための通常モードと、前記回転部材の状態を判断するためのテストモードとを切り替え可能に構成される制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記テストモードにおいて、前記通常モードとは異なる印字条件で前記画像パターンを媒体に形成する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記制御部は、所定のタイミングで前記テストモードに切り替える、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 潜像を担持搬送するための像担持体と、
    前記像担持体に前記画像パターンを露光するための露光装置とをさらに備え、
    前記画像形成部は、現像剤担持体を含み、当該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記画像パターンに対応する潜像に現像剤を供給することにより前記画像パターンを前記像担持体上で現像し、
    前記制御部は、前記テストモードにおいて、前記露光装置の光量を前記通常モードよりも減らす制御、および前記現像バイアス電圧を前記通常モードより高く設定する制御のうち少なくとも一方の制御を実行する、請求項１３または１４に記載の画像形成装置。
16. 前記濃度検出部から投光される光束のスポット径は、前記第１の周期と前記回転部材の外周に応じた周期との最小公倍数の周期を前記回転部材の表面速度で除した値よりも小さくなるように構成される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記画像形成部は、電子写真方式により前記画像パターンを媒体に形成する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 画像形成装置のコンピュータに実行させる、当該画像形成装置を構成する回転部材の状態を判断するための制御プログラムであって、
    前記制御プログラムは、
    作像装置に、副走査方向に所定画像を第１の周期で繰り返す画像パターンを媒体に形成させるステップと、
    光学センサに、副走査方向における前記画像パターンの濃度を光学的に検出させるステップと、
    前記光学センサの検出結果から、前記第１の周期に対応する第２の周期を有する特徴画像を検出するか否かを判断するステップと、
    前記第２の周期で前記特徴画像を検出した場合に、前記回転部材の外周に応じた周期と前記第２の周期とが対応するか否かを判断するステップと、
    前記回転部材の外周に応じた周期と前記第２の周期とが対応すると判断した場合に、前記回転部材の状態が劣化していると判断するステップとを前記コンピュータに実行させる、制御プログラム。

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