JP2022189064A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切にトナー像の画像濃度を調整することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、画像形成装置は、転写体と、回転部材と、センサと、プロセッサと、を備える。転写体は、トナー像が形成される。回転部材は、前記転写体に前記トナー像を形成する。センサは、前記転写体に形成された前記トナー像の画像濃度を測定する。プロセッサは、前記回転部材を用いて第１のテストパターンを前記転写体に転写し、前記センサを用いて前記第１のテストパターンの画像濃度を測定し、前記第１のテストパターンの画像濃度を測定して得られた画像濃度検出値に基づいて前記トナー像の画像濃度を調整する調整値を設定する第１の画像濃度調整を行い、前記第１の画像濃度調整を所定の回数行うと、所定の個数の前記画像濃度検出値又は前記調整値の第１のバラツキを算出し、前記第１のバラツキが所定の閾値以上である場合、前記回転部材を用いて、前記回転部材の周長よりも副走査方向に長い第２のテストパターンを前記転写体に転写する。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。

画像形成装置には、転写ベルトなどの転写体にトナーでテストパターンを形成して、トナー像の濃度を制御するものがある。そのような画像形成装置は、トナー像から形成される印刷画像の濃度が適切な画像濃度となるように現像バイアスなどを調整する。

しかしながら、画像形成装置は、画像の進行方向（副走査方向）において画像濃度ムラを生じることがある。そのような場合、画像形成装置は、テストパターンを形成した位置によっては適切に画像濃度を調整できないことがある。

特開２０１０－９１７２１号公報

上記の課題を解決するため、適切にトナー像の画像濃度を調整することができる画像形成装置を提供する。

実施形態によれば、画像形成装置は、転写体と、回転部材と、センサと、プロセッサと、を備える。転写体は、トナー像が形成される。回転部材は、前記転写体に前記トナー像を形成する。センサは、前記転写体に形成された前記トナー像の画像濃度を測定する。プロセッサは、前記回転部材を用いて第１のテストパターンを前記転写体に転写し、前記センサを用いて前記第１のテストパターンの画像濃度を測定し、前記第１のテストパターンの画像濃度を測定して得られた画像濃度検出値に基づいて前記トナー像の画像濃度を調整する調整値を設定する第１の画像濃度調整を行い、前記第１の画像濃度調整を所定の回数行うと、所定の個数の前記画像濃度検出値又は前記調整値の第１のバラツキを算出し、前記第１のバラツキが所定の閾値以上である場合、前記回転部材を用いて、前記回転部材の周長よりも副走査方向に長い第２のテストパターンを前記転写体に転写する。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る形成部の構成例を示す図である。 図３は、実施形態に係る第１のテストパターンの例を示す図である。 図４は、実施形態に係る第２のテストパターンの例を示す図である。 図５は、実施形態に係る画像濃度の例を示す図である。 図６は、実施形態に係る補正後の画像濃度の例を示す図である。 図７は、実施形態に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
実施形態に係る画像形成装置は、トナーを用いて用紙などの媒体に画像を形成する。画像形成装置は、転写ベルトなどの転写体にトナー像を形成する。画像形成装置は、転写体上に形成されたトナー像を用紙などの媒体に転写する。画像形成装置は、トナー像を転写された媒体を加熱することで媒体にトナーを定着させる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置１の構成例を示すブロック図である。
図１が示すように、画像形成装置１は、プロセッサ１１、メインメモリ１２、記憶装置１３、通信インターフェース１４、操作パネル１５、スキャナ１６、入力画像処理部１７、ページメモリ１８、出力画像処理部１９、形成部２０及びセンサ２１などを備える。これらの各部は、データバスなどを介して互いに接続される。

なお、画像形成装置１は、図１が示すような構成の他に必要に応じた構成を具備したり、画像形成装置１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

プロセッサ１１は、画像形成装置１全体の動作を制御する機能を有する。プロセッサ１１は、内部メモリ及び各種のインターフェースなどを備えてもよい。プロセッサ１１は、内部メモリ又は記憶装置１３などが予め記憶するプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。

なお、プロセッサ１１がプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウエア回路により実現されるものであってもよい。この場合、プロセッサ１１は、ハードウエア回路により実行される機能を制御する。

メインメモリ１２は、揮発性のメモリである。メインメモリ１２は、ワーキングメモリ、あるいはバッファメモリである。メインメモリ１２は、プロセッサ１１からの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムを格納する。また、メインメモリ１２は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

記憶装置１３は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。記憶装置１３は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）又はフラッシュメモリなどから構成される。記憶装置１３は、画像形成装置１の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション及び種々のデータなどを格納する。

操作パネル１５は、画像形成装置１の操作者によって、種々の指示が入力される。操作パネル１５は、操作者に入力された指示を示す信号をプロセッサ１１へ送信する。操作パネル１５は、操作部として、たとえば、キーボード、テンキー、及び、タッチパネルなどを備える。

また、操作パネル１５は、画像形成装置１の操作者に対して、種々の情報を表示する。即ち、操作パネル１５は、プロセッサ１１からの信号に基づいて、種々の情報を示す画面を表示する。操作パネル１５は、表示部として、たとえば、液晶ディスプレイなどを備える。

スキャナ１６は、原稿を光学的に走査し、原稿の画像を画像データとして読み取る。スキャナ１６は、原稿をカラー画像として読み取る。スキャナ１６は、主走査方向に形成されるセンサ列などから構成される。スキャナ１６は、副走査方向にセンサ列を移動し、原稿全体を読み取る。

入力画像処理部１７は、スキャナ１６が読み取った画像データを処理する。なお、入力画像処理部１７は、スキャナ１６以外からの画像データを処理してもよい。たとえば、入力画像処理部１７は、ＵＳＢメモリ、ＰＣ、又は、スマートフォンなどから送られた画像データを処理してもよい。

ページメモリ１８は、入力画像処理部１７が処理した画像データを格納する。
出力画像処理部１９は、形成部２０が画像データを用紙に印刷できるように、ページメモリ１８が格納する画像データを処理する。

形成部２０は、プロセッサ１１の制御に基づいて、出力画像処理部１９が処理した画像データを用紙に印刷する。
形成部２０は、たとえば、電子写真方式により画像データを用紙に印刷する。また、形成部２０は、転写体、転写体を駆動するためのローラ及び感光体ドラムなどから構成される。形成部２０については、後述する。

センサ２１は、形成部２０の後述する転写体３１上に形成されるトナー像を検知する。センサ２１は、転写体３１上のトナーの濃度を検知する。センサ２１は、トナーの画像濃度を示す画像濃度検出値をプロセッサ１１に出力する。センサ２１は、光学センサであり、たとえば、反射光量にてトナーの画像濃度を測定する光学センサが用いられる。センサ２１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどから構成されてもよい。また、センサ２１は、転写体３１を照らすライトなどを備えるものであってもよい。

次に、形成部２０について説明する。
図２は、形成部２０の構成例を示す図である。図２が示すように、形成部２０は、感光体ドラム３０、転写体３１、ローラ３２、帯電器３３、除電器３４、感光体クリーナ３５、一次転写ローラ３６、二次転写ローラ３７、定着器３８、転写体クリーナ３９、現像器４０、撹拌器４１、現像ローラ４２、電圧印加部４３、給紙カセット５１及び搬送路５２などを備える。

転写体３１は、中間転写体である。転写体３１は、ベルト状に形成される。即ち、転写体３１は、所定の幅で環状に形成される。

ローラ３２は、転写体３１を駆動するためのローラである。各ローラ３２ａ乃至３２ｄは、転写体３１の内側に形成される。各ローラ３２ａ乃至３２ｄは、転写体３１を内側から所定の張力で引っ張り平面状に形成する。

各ローラ３２ａ乃至３２ｄは、駆動部からの駆動力によって回転する。各ローラ３２ａ乃至３２ｄは、回転することで転写体３１を駆動する。なお、ローラ３２ａ乃至３２ｄのいくつかは、受動的に回転するものであってもよい。

形成部２０は、感光体ドラム３０、帯電器３３、除電器３４、感光体クリーナ３５、一次転写ローラ３６、現像器４０、撹拌器４１、現像ローラ４２及び電圧印加部４３をトナーの色毎に備える。ここでは、形成部２０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のトナーについて、それぞれ感光体ドラム３０、帯電器３３、除電器３４、感光体クリーナ３５、一次転写ローラ３６、現像器４０、撹拌器４１、現像ローラ４２及び電圧印加部４３を備える。

即ち、形成部２０は、感光体ドラム３０として、感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ及び３０Ｋを備える。また、形成部２０は、帯電器３３として、帯電器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ及び３３Ｋを備える。また、形成部２０は、除電器３４として、除電器３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ及び３４Ｋを備える。また、形成部２０は、感光体クリーナ３５として、感光体クリーナ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ及び３５Ｋを備える。

また、形成部２０は、一次転写ローラ３６として、一次転写ローラ３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ及び３６Ｋを備える。また、形成部２０は、現像器４０として、現像器４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋを備える。また、形成部２０は、撹拌器４１として、撹拌器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ及び４１Ｋを備える。また、形成部２０は、現像ローラ４２として、現像ローラ４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ及び４２Ｋを備える。また、形成部２０は、電圧印加部４３として、電圧印加部４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ及び４３Ｋを備える。

ここでは、代表して、感光体ドラム３０Ｋ、帯電器３３Ｋ、除電器３４Ｋ、感光体クリーナ３５Ｋ、一次転写ローラ３６Ｋ、現像器４０Ｋ、撹拌器４１Ｋ、現像ローラ４２Ｋ及び電圧印加部４３Ｋについて説明する。

現像器４０Ｋは、トナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容する容器である。現像器４０Ｋは、トナーカートリッジから送り出されたトナーを受け取る。現像剤は、製造時又は使用開始時などにおいて現像器４０Ｋ内に収容される。

現像器４０Ｋ内には、撹拌器４１Ｋが形成されている。撹拌器４１Ｋは、現像器４０Ｋ内の現像剤を撹拌する。撹拌器４１Ｋは、現像剤を撹拌するためのスクリュー及びスクリューを回転させるモータなどから構成される。

また、現像器４０Ｋ内には、現像ローラ４２Ｋが形成されている。現像ローラ４２Ｋは、内蔵されている磁石（不図示）によって現像剤を引き寄せ、現像器４０内で回転することにより、表面に現像剤を付着させる。現像ローラ４２Ｋは、モータなどによって回転する。現像ローラ４２Ｋは、転写体３１にトナー像を形成するための回転部材の１つである。

電圧印加部４３Ｋは、プロセッサ１１の制御に従って、現像ローラ４２Ｋに現像バイアスを印加する。たとえば、電圧印加部４３Ｋは、現像ローラ４２Ｋに現像バイアスを印加する。現像ローラ４２Ｋに付着した現像剤のトナーは、現像バイアスにより生じる電界によって感光体ドラム３０Ｋに付着し、トナー像を形成する。

感光体ドラム３０Ｋは、円筒状のドラムと、ドラムの外周面に形成された感光層とを備える感光体である。感光体ドラム３０Ｋは、モータから伝達される動力によって一定の速度で回転する。感光体ドラム３０Ｋは、転写体３１にドナー像を形成するための回転部材の１つである。
帯電器３３Ｋは、感光体ドラム３０Ｋの表面を一定の電位で帯電させる。

感光体ドラム３０Ｋには、帯電した状態で図示されない露光部からのレーザを回転しながら照射される。その結果、感光体ドラム３０Ｋには、レーザによって静電潜像が形成される。

一次転写ローラ３６Ｋは、転写体３１を挟んで感光体ドラム３０Ｋと対向する位置に形成される。一次転写ローラ３６Ｋは、感光体ドラム３０Ｋに転写体３１を接触させる。一次転写ローラ３６Ｋは、感光体ドラム３０Ｋに形成されたトナー像を転写体３１に転写させる。感光体ドラム３０Ｋは、トナー像を形成するための回転部材の１つである。一次転写ローラ３６Ｋは、転写体３１にトナー像を形成するための回転部材の１つである。

感光体クリーナ３５Ｋは、感光体ドラム３０Ｋの表面と接触するブレードなどから構成される。感光体クリーナ３５Ｋは、ブレードを用いて感光体ドラム３０Ｋの表面に残留したトナーを除去する。
除電器３４Ｋは、感光体ドラム３０Ｋの帯電電荷を除去する。

センサ２１は、一次転写ローラ３６よりも下流に形成される。ここで、下流とは、転写体３１が駆動する方向における下流を示す。即ち、センサ２１は、各一次転写ローラ３６によって転写された各トナー像の画像濃度を測定する。

給紙カセット５１は、媒体としての用紙を収容するカセットである。給紙カセット５１は、画像形成装置１の筐体の外部から用紙を供給可能な構造を有する。たとえば、給紙カセット５１は、筐体から引き出し可能な構造を有する。

搬送路５２は、用紙を搬送する。たとえば、搬送路５２は、給紙カセット５１から用紙を１枚ずつ取り出して搬送する。たとえば、搬送路５２は、ローラ及び搬送ベルトなどから構成される。

二次転写ローラ３７は、転写体３１上に形成されたトナー像を用紙に転写する。図２が示すように、二次転写ローラ３７は、転写体３１を挟んでローラ３２ａに対向する位置に形成される。二次転写ローラ３７は、搬送路５２が搬送する用紙に対して転写体３１上のトナー像を転写する。

定着器３８は、用紙の搬送方向において二次転写ローラ３７よりも下流に形成される。定着器３８は、用紙に転写されたトナー像を定着させる。定着器３８は、トナー像を定着温度に加熱することでトナー像を用紙に定着させる。たとえば、定着器３８は、ヒータなどから構成される。

転写体クリーナ３９は、転写体３１の表面と接触するブレードなどから構成される。転写体クリーナ３９は、ブレードを用いて転写体３１の表面に残留したトナーを除去する。

形成部２０は、転写体３１上にトナー像を形成する。形成部２０は、二次転写ローラ３７を用いて、転写体３１上に形成されたトナー像を用紙上に転写する。形成部２０は、定着器３８を用いてトナー像を転写された用紙を加熱しトナー像を用紙に定着させる。形成部２０は、搬送路５２を用いてトナー像を定着させた用紙を外部に排出する。

次に、画像形成装置１が実現する機能について説明する。画像形成装置１が実現する機能は、プロセッサ１１が記憶装置１３などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

まず、プロセッサ１１は、トナーを用いて用紙に画像を印刷する機能を有する。
たとえば、ユーザは、スキャナ１６に原稿をセットする。プロセッサ１１は、スキャナ１６を駆動させ、セットされた原稿の画像データを取得する。なお、プロセッサ１１は、通信インターフェース１４を通じて、外部装置から画像データを取得してもよい。

また、プロセッサ１１は、電圧印加部４３を用いて、現像ローラ４２に現像バイアスを印加する。また、プロセッサ１１は、現像ローラ４２を回転させる。

また、プロセッサ１１は、感光体ドラム３０を回転させる。
感光体ドラム３０は、帯電器３３によって所定の電位に帯電される。プロセッサ１１の制御に基づいて、露光部は、感光体ドラム３０にレーザを照射する。感光体ドラム３０においてレーザが照射された領域の電位が変化する。電位の変化によって、感光体ドラム３０の表面上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム３０の表面上の静電潜像は、現像ローラ４２に現像バイアスが印加され、現像ローラ４２に付着した現像剤のトナーが感光体ドラム３０に移動することによって現像される。すなわち、感光体ドラム３０の表面上に、トナー像が形成される。

感光体ドラム３０の表面上に形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と対向する一次転写ローラ３６によって、転写体３１上に転写される。転写後、トナー像に含まれるトナーの一部が、転写体３１に転写されずに感光体ドラム３０上に残る場合がある。

感光体クリーナ３５は、感光体ドラム３０上に残留するトナーを感光体ドラム３０から取り除く。

また、プロセッサ１１は、各感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が互いに重なるように、転写体３１に転写する。

トナー像を転写体３１に転写すると、プロセッサ１１は、搬送路５２を用いて給紙カセット５１から用紙をピックアップする。用紙をピックアップすると、プロセッサ１１は、搬送路５２を用いて、転写体３１と二次転写ローラ３７との間に用紙を供給する。即ち、プロセッサ１１は、転写体３１上に形成されたトナー像を用紙に転写する。

たとえば、二次転写ローラ３７とローラ３２ａとの間には電圧（バイアス）が印加されている。そのため、二次転写ローラ３７とローラ３２ａとの間に電界が生じている。この電界によって、転写体３１上に形成されたトナー像は、用紙に転写される。

トナー像を用紙に転写すると、プロセッサ１１は、トナー像が転写された用紙を定着器３８に搬送する。用紙を定着器３８に搬送すると、プロセッサ１１は、定着器３８を用いて所定の温度でトナー像を加熱する。プロセッサ１１は、トナー像が定着する温度にトナー像を加熱する。トナー像は、加熱されることで用紙に定着する。

トナー像を加熱すると、プロセッサ１１は、搬送路５２を用いて、用紙を排出する。

プロセッサ１１は、用紙に画像を印刷する回数をカウントする。ここでは、記憶装置１３は、用紙に画像を印刷した回数をカウントする印刷回数カウンタを備える。プロセッサ１１は、用紙に画像を印刷する度に印刷回数カウンタをカウントアップする。

また、プロセッサ１１は、第１のテストパターンを転写体３１上に形成して、形成部２０が用紙に印刷する印刷画像の画像濃度を調整する機能を有する（第１の画像濃度調整）。
たとえば、プロセッサ１１は、所定の枚数（たとえば、１０００枚）の用紙に画像を印刷するごとに、第１の画像濃度調整を行う。即ち、プロセッサ１１は、印刷回数カウンタが所定の値に達するごとに、第１の画像濃度調整を行う。なお、プロセッサ１１は、所定の時間が経過するごと、又は、形成部２０の駆動時間が所定の値に達するごとに、第１の画像濃度調整を行ってもよい。

図３は、第１のテストパターンの例を示す。図３が示すように、第１のテストパターンは、所定の画像濃度（たとえば、最大濃度又は中間濃度）の各色のベタから構成される。

第１のテストパターンは、副走査方向にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのベタを備える。各ベタは、矩形に形成されている。

たとえば、プロセッサ１１は、各現像器４０のトナーを用いて各感光体ドラム３０にベタのトナー像を形成する。各感光体ドラム３０にベタを形成すると、プロセッサ１１は、各一次転写ローラ３６を用いて各感光体ドラム３０のベタを転写体３１に転写して、第１のテストパターンを転写体３１に形成する。

第１のテストパターンを転写体３１に形成すると、プロセッサ１１は、転写体３１を回転させる。転写体３１を回転させることで、プロセッサ１１は、センサ２１が画像濃度を測定可能な位置に第１のテストパターンを移動させる。プロセッサ１１は、転写体３１を回転させながら、センサ２１を用いて第１のテストパターンの各ベタの画像濃度を測定する。ここでは、プロセッサ１１は、センサ２１から、画像濃度を示す検出値（画像濃度検出値）を色毎に取得する。

各ベタの画像濃度を測定すると、プロセッサ１１は、各画像濃度検出値が所定の目標値と整合するかを判定する。たとえば、プロセッサ１１は、各画像濃度検出値と所定の目標値との差が所定の閾値以下であるかを判定する。

画像濃度検出値が所定の目標値と整合しない場合、プロセッサ１１は、トナー像の濃度が所定の目標値と整合するように、当該画像濃度検出値に対応する色のトナー像の画像濃度を調整する。ここでは、プロセッサ１１は、当該色のトナー像の画像濃度を調整するための調整値を設定又は更新する。

調整値は、所定の色において、用紙に印刷される印刷画像の画像濃度を調整するための値である。即ち、調整値は、転写体３１に形成されるトナー像の画像濃度を調整する。

たとえば、調整値は、現像ローラ４２に印可される現像バイアスを調整する。調整値は、デフォルトの現像バイアスの電圧値に加算又は積算されて、現像バイアスの電圧値を調整する。また、調整値は、現像バイアスの電圧値であってもよい。

また、調整値は、現像器４０が格納する現像剤のトナー濃度(重量パーセント濃度)を調整するものであってもよい。この場合、調整値は、デフォルトのトナー濃度に加算又は積算されて、現像剤のトナー濃度を調整する。また、調整値は、現像剤のトナー濃度であってもよい。

なお、調整値の構成は、特定の構成に限定されるものではない。
プロセッサ１１は、色ごとに調整値を設定又は更新する。

また、プロセッサ１１は、色ごとの画像濃度検出値及び調整値の履歴を記憶装置１３に格納する。
また、プロセッサ１１は、第１の画像濃度調整を行った回数をカウントする。たとえば、記憶装置１３は、第１の画像濃度調整を行った回数をカウントする調整回数カウンタを備える。プロセッサ１１は、第１の画像濃度調整を行うごとに、調整回数カウンタをカウントアップする。

プロセッサ１１は、以降の印刷動作において、調整値に基づいて形成部２０を動作させる。即ち、プロセッサ１１は、調整値に基づく画像濃度でトナー像を転写体３１上に形成する。

また、プロセッサ１１は、画像濃度検出値又は調整値のバラツキ（第１のバラツキ）を算出する機能を有する。

たとえば、プロセッサ１１は、所定の回数（たとえば、１０回）の第１の画像濃度調整を行うごとに、第１のバラツキを算出する。即ち、プロセッサ１１は、調整回数カウンタが所定の閾値以上である場合、第１のバラツキを算出する。

プロセッサ１１は、記憶装置１３から画像濃度検出値又は調整値の履歴を取得する。プロセッサ１１は、履歴として、所定の個数（たとえば、１０個）の画像濃度検出値又は調整値を取得する。

所定の個数の画像濃度検出値又は調整値を取得すると、プロセッサ１１は、取得された画像濃度検出値又は調整値に基づいて第１のバラツキを算出する。たとえば、プロセッサ１１は、第１のバラツキとして、画像濃度検出値又は調整値の分散又は標準偏差を算出する。また、プロセッサ１１は、第１のバラツキとして、画像濃度検出値又は調整値の最大値と最小値との差を算出してもよい。なお、プロセッサ１１が第１のバラツキを算出する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

プロセッサ１１は、各色について、第１のバラツキを算出する。

プロセッサ１１は、第１のバラツキに基づいて第２のテストパターンを転写体３１上に形成して、第２のテストパターンの複数の点において画像濃度を測定する機能を有する。

第１のバラツキを算出すると、プロセッサ１１は、各第１のバラツキが所定の閾値以下であるかを判定する。ここでは、ブラックの第１のバラツキが所定の閾値より大きいものとする。

ブラックの第１のバラツキが所定の閾値より大きいと判定すると、プロセッサ１１は、形成部２０を用いて、ブラックのトナーから構成される第２のテストパターンを転写体３１上に形成する。

図４は、第２のテストパターンの２つの例を示す。図４が示すように、第２のテストパターンは、所定の画像濃度（たとえば、最大濃度又は中間濃度）でブラックのベタから構成される。

１つの第２のテストパターン（図４の上側）は、副走査方向に所定の長さのベタである。第２のテストパターンは、副走査方向に、感光体ドラム３０Ｋの周長よりも長い。ここでは、第２のテストパターンは、副走査方向に、感光体ドラム３０Ｋの周長の２倍よりも長い。

また、他方の第２のテストパターン（図４の下側）は、副走査方向に並ぶ複数のベタから構成される。同様に、第２のテストパターンの合計の長さは、副走査方向に、感光体ドラム３０Ｋの周長よりも長い。ここでは、第２のテストパターンの合計の長さは、副走査方向に、感光体ドラム３０Ｋの周長の２倍よりも長い。

たとえば、プロセッサ１１は、現像器４０Ｋのトナー（ブラックのトナー）を用いて感光体ドラム３０Ｋに第２のテストパターンを形成する。感光体ドラム３０Ｋに第２のテストパターンを形成すると、プロセッサ１１は、一次転写ローラ３６Ｋを用いて感光体ドラム３０Ｋの第２のテストパターンを転写体３１に転写して、第２のテストパターンを転写体３１に形成する。

第２のテストパターンを転写体３１に形成すると、プロセッサ１１は、転写体３１を回転させる。転写体３１を回転させることで、プロセッサ１１は、センサ２１が画像濃度を測定可能な位置に第２のテストパターンを移動させる。プロセッサ１１は、転写体３１を回転させながら、センサ２１を用いて第２のテストパターンの複数の点において画像濃度を測定する。即ち、プロセッサ１１は、副走査方向に並ぶ複数の点において画像濃度を測定する。ここでは、プロセッサ１１は、センサ２１から、画像濃度を示す検出値（画像濃度検出値）を取得する。

図５は、第２のテストパターンの複数の点における画像濃度検出値を示す。図５では、横軸は、第２のテストパターンにおける副走査方向の位置を示す。また、縦軸は、画像濃度検出値（画像濃度）を示す。

また、図５では、目標の画像濃度（所定の目標値）を破線で示す。
図５が示す例では、第２のテストパターンの濃度検出値は、所定の周期で振幅する。また、ここでは、画像濃度検出値の中間濃度は、目標の画像濃度よりも低いものとする。中間濃度は、画像濃度検出値の平均値又は中央値である。また、中間濃度は、画像濃度検出値の最大値と最小値との中間値であってもよい。

また、プロセッサ１１は、第２のテストパターンの複数の点における画像濃度検出値のバラツキ（第２のバラツキ）を算出する機能を有する。
第２のテストパターンの複数の画像濃度検出値を取得すると、プロセッサ１１は、複数の画像濃度検出値の第２のバラツキを算出する。たとえば、プロセッサ１１は、第２のバラツキとして、第２のテストパターンの画像濃度検出値の分散又は標準偏差を算出する。また、プロセッサ１１は、第２のバラツキとして、第２のテストパターンの画像濃度検出値の最大値と最小値との差を算出してもよい。なお、プロセッサ１１が第２のバラツキを算出する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

また、プロセッサ１１は、第２のバラツキが所定の閾値以下である場合、第２のテストパターンの画像濃度検出値に基づいて形成部２０が用紙に印刷する印刷画像の濃度を調整する機能を有する（第２の画像濃度調整）。

第２のバラツキを算出すると、プロセッサ１１は、第２のバラツキが所定の閾値以下であるかを判定する。第２のバラツキが所定の閾値以下であると判定すると、プロセッサ１１は、第２のテストパターンの中間濃度が所定の目標値と整合するように、調整値（ここでは、ブラックの調整値）を設定又は更新する。なお、プロセッサ１１は、第２のテストパターンの中間濃度が目標の画像濃度と整合する場合には調整値を設定又は更新しなくともよい。

図６は、プロセッサ１１が調整値を設定又は更新した場合における第２のテストパターンの例を示す。図６における第２のテストパターンは、転写体３１に形成されなくともよい。図６における第２のテストパターンは、調整値の設定又は更新後に予測される第２のテストパターンであってもよい。

図６における第２のテストパターンの画像濃度検出値は、図５におけるそれよりも高い。図６における第２のテストパターンの中間濃度は、目標の画像濃度と整合する。

また、プロセッサ１１は、第２のバラツキが所定の閾値より大きい場合、故障箇所を提示する機能を有する。

第２のバラツキが所定の閾値よりも大きいと判定すると、プロセッサ１１は、第２のテストパターンの複数の画像濃度検出値に対して周波数分析を行う。ここでは、プロセッサ１１は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。

形成部２０のいずれかの要素が故障している場合、周波数分析によって得られる周波数スペクトルにピークが生じる。即ち、故障している要素に対応する周波数においてピークが生じる。ピークは、故障している要素に応じた周期で第２のテストパターンに生じる異常によって生じる。

たとえば、感光体ドラム３０が故障している場合、感光体ドラム３０の回転周波数又は回転周波数の整数倍の周波数などにおいてピークが生じる。また、現像ローラ４２が故障している場合、現像ローラ４２の回転周波数又は回転周波数の整数倍の周波数などにおいてピークが生じる。

また、プロセッサ１１は、想定される周期の中で最も短い周期の半分以下の間隔で第２のテストパターンの画像濃度を測定するものとする。

周波数分析を行うと、プロセッサ１１は、スペクトルにピークが生じた周波数を特定する。ピークが生じた周波数を特定すると、プロセッサ１１は、特定された周波数に対応する要素を、故障している要素として特定する。たとえば、記憶装置１３は、周波数と要素とを対応付けるテーブルを予め格納する。プロセッサ１１は、当該テーブルを参照して、特定された周波数に対応する要素を特定する。

故障している要素を特定すると、プロセッサ１１は、特定された要素が故障していることを示す情報を操作パネル１５に表示する。

なお、プロセッサ１１は、ピークが生じた周波数として複数の周波数を特定した場合、各周波数に対応する要素を、故障している要素として特定する。プロセッサ１１は、特定された複数の要素が故障していることを示す情報を操作パネル１５に表示する。

また、プロセッサ１１は、機械学習のモデル（ネットワークなど）を用いて、スペクトル（又は、第２のテストパターンの画像濃度検出値）から故障している要素を特定してもよい。

プロセッサ１１が故障している要素を特定する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

次に、画像形成装置１の動作例について説明する。
図７は、画像形成装置１の動作例について説明するためのフローチャートである。

たとえば、画像形成装置１のプロセッサ１１は、第１の画像濃度調整を行った後に以下の動作を行う。

まず、プロセッサ１１は、調整回数カウンタが所定の閾値以上であるかを判定する（Ｓ１１）。調整回数カウンタが所定の閾値以上であると判定すると（Ｓ１１、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、過去の画像濃度検出値又は調整値から第１のバラツキを算出する（Ｓ１２）。

第１のバラツキを算出すると、プロセッサ１１は、算出された第１のバラツキが所定の閾値以上であるかを判定する（Ｓ１３）。算出された第１のバラツキが所定の閾値以上であると判定すると（Ｓ１３、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、形成部２０を用いて、第２のテストパターンを転写体３１に形成する（Ｓ１４）。

第２のテストパターンを転写体３１に形成すると、プロセッサ１１は、センサ２１を用いて、第２のテストパターンの複数の点において画像濃度検出値を取得する（Ｓ１５）。画像濃度検出値を取得すると、プロセッサ１１は、画像濃度検出値から第２のバラツキを算出する（Ｓ１６）。

第２のバラツキを算出すると、プロセッサ１１は、第２のバラツキが所定の閾値以下であるかを判定する（Ｓ１７）。

第２のバラツキが所定の閾値以下であると判定すると（Ｓ１７、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、画像濃度検出値に基づいて調整値を設定又は更新する（Ｓ１８）。

第２のバラツキが所定の閾値より大きいと判定すると（Ｓ１７、ＮＯ）、プロセッサ１１は、画像濃度検出値に対して周波数分析を行う（Ｓ１９）。周波数分析を行うと、プロセッサ１１は、周波数分析の結果に基づいて故障している要素を特定する（Ｓ２０）
故障している要素を特定すると、プロセッサ１１は、特定された要素が故障していることを示す情報を操作パネル１５に表示する（Ｓ２１）。

調整回数カウンタが所定の閾値より小さいと判定した場合（Ｓ１１、ＮＯ）、算出された第１のバラツキが所定の閾値より小さいと判定した場合（Ｓ１３、ＮＯ）、画像濃度検出値に基づいて調整値を設定又は更新した場合（Ｓ１８）、又は、特定された要素が故障していることを示す情報を操作パネル１５に表示した場合（Ｓ２１）、プロセッサ１１は、動作を終了する。

なお、プロセッサ１１は、動作を終了すると、調整回数カウンタをリセットしてもよい。

また、プロセッサ１１は、第１のテストパターンの画像濃度検出値から調整値をシミュレーションしてもよい。即ち、プロセッサ１１は、第１のテストパターンの画像濃度検出値から調整値を予測する。調整値を予測すると、プロセッサ１１は、予測された調整値（予測値）と設定されている調整値との差を算出する。プロセッサ１１は、第１の画像濃度調整を行うごとに同様に差を算出する。第１の画像濃度調整を所定の回数行うと、プロセッサ１１は、差のバラツキを算出する。差のバラツキが所定の閾値以上である場合、プロセッサ１１は、第２の画像濃度調整を行う。

また、プロセッサ１１は、予測値と現在設定されている調整値との差が所定の閾値以上である場合、第２の画像濃度調整を行ってもよい。

以上のように構成された画像形成装置は、第１の画像濃度調整を所定の回数行うと、第１のテストパターンの画像濃度検出値から第１のバラツキを算出する。画像形成装置は、第１のバラツキが所定の閾値以上である場合、感光体ドラムの周長よりも長い第２のテストパターンを転写体に形成する。画像形成装置は、第２のテストパターンの複数の点における画像濃度検出値から第２のバラツキを算出する。画像形成装置は、第２のバラツキが所定の閾値以下である場合には、画像濃度検出値に基づいて調整値を設定又は更新する。

その結果、画像形成装置は、副走査方向に画像濃度ムラがある場合であっても、適切な調整値を設定又は更新することができる。また、画像形成装置は、第１のバラツキに応じて第２のテストパターンを形成するため、画像濃度調整のためのトナーの消費を抑制することができる。

また、画像形成装置は、第２のバラツキが所定の閾値よりも大きい場合には、故障している要素を提示する。その結果、画像形成装置は、調整値の設定又は更新では画像濃度調整が困難である場合には、オペレータに修理を促すことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…画像形成装置、１１…プロセッサ、１２…メインメモリ、１３…記憶装置、１４…通信インターフェース、１５…操作パネル、１６…スキャナ、１７…入力画像処理部、１８…ページメモリ、１９…出力画像処理部、２０…形成部、２１…センサ、３０…感光体ドラム、３０Ｃ…感光体ドラム、３０Ｋ…感光体ドラム、３０Ｍ…感光体ドラム、３０Ｙ…感光体ドラム、３１…転写体、３２…ローラ、３２ａ…ローラ、３２ｂ…ローラ、３２ｃ…ローラ、３２ｄ…ローラ、３３…帯電器、３３Ｃ…帯電器、３３Ｋ…帯電器、３３Ｍ…帯電器、３３Ｙ…帯電器、３４…除電器、３４Ｃ…除電器、３４Ｋ…除電器、３４Ｍ…除電器、３４Ｙ…除電器、３５…感光体クリーナ、３５Ｃ…感光体クリーナ、３５Ｋ…感光体クリーナ、３５Ｍ…感光体クリーナ、３５Ｙ…感光体クリーナ、３６…一次転写ローラ、３６Ｃ…一次転写ローラ、３６Ｋ…一次転写ローラ、３６Ｍ…一次転写ローラ、３６Ｙ…一次転写ローラ、３７…二次転写ローラ、３８…定着器、３９…転写体クリーナ、４０…現像器、４０Ｃ…現像器、４０Ｋ…現像器、４０Ｍ…現像器、４０Ｙ…現像器、４１…撹拌器、４１Ｃ…撹拌器、４１Ｋ…撹拌器、４１Ｍ…撹拌器、４１Ｙ…撹拌器、４２…現像ローラ、４２Ｃ…現像ローラ、４２Ｋ…現像ローラ、４２Ｍ…現像ローラ、４２Ｙ…現像ローラ、４３…電圧印加部、４３Ｃ…電圧印加部、４３Ｋ…電圧印加部、４３Ｍ…電圧印加部、４３Ｙ…電圧印加部、５１…給紙カセット、５２…搬送路。

Claims (5)

1. トナー像が形成される転写体と、
   前記転写体に前記トナー像を形成するための回転部材と、
   前記転写体に形成された前記トナー像の画像濃度を測定するセンサと、
   前記回転部材を用いて第１のテストパターンを前記転写体に形成し、前記センサを用いて前記第１のテストパターンの画像濃度を測定し、前記第１のテストパターンの画像濃度を測定して得られた画像濃度検出値に基づいて前記トナー像の画像濃度を調整する調整値を設定する第１の画像濃度調整を行い、
   前記第１の画像濃度調整を所定の回数行うと、所定の個数の前記画像濃度検出値又は前記調整値の第１のバラツキを算出し、
   前記第１のバラツキが所定の閾値以上である場合、前記回転部材を用いて、前記回転部材の周長よりも副走査方向に長い第２のテストパターンを前記転写体に転写する、
   プロセッサと、
   を備える画像形成装置。
2. 前記プロセッサは、
   前記センサを用いて、前記第２のテストパターンの複数の点において画像濃度を測定し、
   前記第２のテストパターンの複数の点において画像濃度を測定して得られた複数の画像濃度検出値の第２のバラツキを算出し、
   前記第２のバラツキが所定の閾値以下である場合、前記複数の濃度検出値に基づいて前記調整値を設定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プロセッサは、前記複数の画像濃度検出値の平均値、中央値、又は、最大値と最小値との中間値が目標の濃度となるように、前記調整値を設定する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記第２のバラツキが所定の閾値より大きい場合、前記複数の画像濃度検出値に対して周波数分析を行い、
   前記周波数分析の結果に基づいて、故障している要素を特定する、
   請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記回転部材は、感光体ドラムである、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
   

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