CN102736491A - 图像形成装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置及其控制方法。所述图像形成装置缩短周长检测所花费的时间，并且以高精度测量周长而不妨碍装置的小型化。为了实现这一点，图像形成装置在任意的定时上检测随时间改变的转动构件的图像形成表面的物理图案。在第二周中，图像形成装置在任意定时之后预定时间的定时上检测第二图案。通过使用检测到的图案，图像形成装置获得与转动构件的周长相关的信息。

Description

图像形成装置及其控制方法

本分案申请是基于申请号为200910145658.0，申请日为2009年5月27日，发明名称为“图像形成装置及其控制方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通过电子照相方法形成图像的诸如复印机、打印机或传真装置的图像形成装置以及所述图像形成装置的控制方法。

背景技术

目前，使用电子照相方法的图像形成装置正实现更高的速度和更高的质量。特别地，彩色图像形成装置需要精确的颜色再现性和色调稳定性，并且一般具有自动控制图像浓度的功能。

在图像浓度校准（calibration）控制中，图像形成装置中包含的图像浓度检测器检测在改变图像形成条件时在图像载体上形成的多个试验调色剂图像（块（patch））。检测的调色剂图像被转换成调色剂附着相当（substantial）量，并且，基于转换结果确定最佳的图像形成条件。

一般执行多种类型的图像浓度校准控制操作，以获得多种类型的图像形成条件的最佳值。图像形成条件的类型包括诸如充电电压、曝光强度和显影电压的条件，以及用于在形成半色调图像时将从主机输入的信号转换成输出图像数据的查找表设定。色调根据使用图像形成装置的环境的变化、各种消耗品的使用日志等改变。图像浓度校准控制需要被周期性地执行以总是使色调稳定。

根据光学图像浓度检测器的检测原理，光接收元件接收从发光元件发射并被块或图像载体自身反射的光。从接收的光计算附着于块上的调色剂的量。基于当没有调色剂附着于图像载体上时来自光接收元件的输出和当调色剂附着于图像载体上时来自光接收元件的输出之间的关系，执行向调色剂附着相当量的转换。

图像载体表面的反射率根据图像载体的位置改变。为了以高精度计算调色剂附着量，需要在图像载体上的同一位置处获取存在调色剂时以及不存在调色剂时的输出。一般地，在特定的位置处获取不存在调色剂时的来自光接收元件的背景输出VB。然后，图像载体转动至少一周。在同一位置处形成块，以从光接收元件获取块输出VP。背景输出VB与被图像载体的背景反射的光对应。块输出VP与被块反射的光对应。指定图像载体上的位置需要图像载体的周长。这是由于，通过将图像载体的周长除以周边速度（circumferential speed）（处理速度），获得图像载体上的特定位置转动所需要的时间。

但是，图像载体的周长根据部件的变化、图像形成装置的环境等改变。如果作为固定值使用周长，那么在指定位置时出现误差。为了防止这一点，需要动态测量与图像载体的周长有关的信息。

日本专利公开No.10-288880提出用于采用中间转印方法的图像形成装置的以下方法。更具体而言，将标记附于中间转印构件的表面。光学传感器接收被标记反射的光以测量图像载体的周长。该标记不被附于用于图像形成的图像形成表面，而是被附于中间转印构件的纵向端部。

日本专利公开No.2006-150627提出采用直接转印方法的图像形成装置中的静电吸引带的周长测量方法。更具体而言，根据在日本专利公开No.2006-150627中公开的方法，紧接光学图像浓度检测器之下形成块。光学图像浓度检测器测量目标静电吸引带的周长。

但是，常规的技术存在以下的问题。例如，在采用中间转印方法的日本专利公开No.10-288880中的图像形成装置中，中间转印构件需要转动直到标记设定位置，并且进一步转动一周。这是由于，当开始周长测量时，标记不总是位于光学传感器附近。在最坏的情况下，除非中间转印构件几乎转动两周，否则不能检测周长。长的周长测量时间延长了不能形成图像的时段（所谓的停机时间），从而损害可用性。

即使可用性可被维持，成本也由于如上所述的用于测量中间转印构件的周长的光学检测标记和光学传感器而上升。

在日本专利公开No.2006-150627中公开的图像形成装置形成周长测量块，从而与不形成块的情况相比消耗较大量的调色剂。对于用户来说，希望尽可能地节省调色剂。在一些情况下，清洁会花费长的时间。

发明内容

本发明使得能够实现缩短周长检测所花费的时间、减少使用的调色剂的量、并且测量周长或检测精确浓度的图像形成装置。

本发明的一个方面提供一种图像形成装置，该图像形成装置具有被用于图像形成或承载打印材料的转动构件、和检测来自转动构件的光的检测器，该装置包括：基于检测器的检测获取转动构件的表面的第一波形数据的第一获取单元；基于检测器的检测获取转动构件的表面的第二波形数据的第二获取单元，该第二波形数据从其上已检测到第一波形数据的转动构件的表面的被检测区间（section）的至少一部分被检测到；和基于获取的第一波形数据和第二波形数据之间的匹配来计算与转动构件的周长相关的信息的计算器。

本发明的另一方面提供一种图像形成装置，该图像形成装置具有被用于图像形成或承载打印材料的转动构件、检测来自转动构件的光的检测器、和在转动构件上形成块的块形成单元，该检测器检测用光照射块时的反射光，该装置包括：基于检测器的检测获取转动构件的表面的第一波形数据的第一获取单元；和基于检测器的检测获取转动构件的表面的第二波形数据的第二获取单元，该第二波形数据从其上已检测到第一波形数据的转动构件的表面的被检测区间的至少一部分被检测到，其中，浓度基于获取的第一波形数据和第二波形数据之间的匹配以及被检测器检测到的反射光而被检测。

本发明的又一方面提供一种图像形成装置的控制方法，该图像形成装置具有被用于图像形成或承载打印材料的转动构件、和检测来自转动构件的光的检测器，该方法包括：基于检测器的检测获取转动构件的表面的第一波形数据；基于检测器的检测获取转动构件的表面的第二波形数据，该第二波形数据从其上已检测到第一波形数据的转动构件的表面的被检测区间的至少一部分被检测到；以及基于获取的第一波形数据和第二波形数据之间的匹配来计算与转动构件的周长相关的信息。

本发明的再一方面提供一种图像形成装置的控制方法，该图像形成装置具有被用于图像形成或承载打印材料的转动构件、检测来自转动构件的光的检测器、和在转动构件上形成块的块形成单元，该检测器检测用光照射块时的反射光，该方法包括：基于检测器的检测获取转动构件的表面的第一波形数据；以及基于检测器的检测获取转动构件的表面的第二波形数据，该第二波形数据从其上已检测到第一波形数据的转动构件的表面的被检测区间的至少一部分被检测到，其中，浓度基于获取的第一波形数据和第二波形数据之间的匹配以及被检测器检测到的反射光而被检测。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将是明显的。

附图说明

图1是根据第一实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图；

图2是示出根据第一实施例的控制单元的例子的框图；

图3是示出光学传感器104的例子的示图；

图4是例示中间转印带（intermediate transfer belt）的多个位置处的背景输出变化和块输出变化的曲线图；

图5是示出根据第一实施例的图像浓度校准控制的例子的流程图；

图6是示出发射定时、中间转印带转动定时和块图像形成定时的例子的时序图；

图7是用于解释背景浓度和块图像浓度的采样的时序图；

图8是示出保持调色剂附着相当量、图像浓度和调色剂附着量之间的关系的表的例子的图像浓度校准控制结果的转换图；

图9是示出根据第一实施例的用于获得与中间转印带的实际周长有关的信息的处理的流程图；

图10是示出各采样点和反射光输出值之间的关系的例子的曲线图；

图11是用于解释从第一周的采样开始定时t1到第二周的采样结束定时t6的定时的时序图；

图12是示出根据第一实施例的第一周和第二周的波形分布图（profile）与累加（accumulated）值之间的关系的曲线图；

图13是示出当光接收元件302接收被中间转印带31的背景反射的光时中间转印带31的位置依赖性的曲线图，所述曲线图示出全新状态和长期操作之间的中间转印带的输出差异；

图14是示出当通过用作比较例的周长测量方法检测块时的定时的时序图；

图15是示出清洁器的操作的示图；

图16是根据第二实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图；

图17是示出根据第二实施例的用于获得与转印带的实际周长有关的信息的处理的流程图；

图18是用于解释用作比较例的周长测量方法的示图；

图19是根据第三实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图；

图20是示出根据第三实施例的用于获得与感光鼓的实际周长有关的信息的处理的流程图；

图21是用于解释用作比较例的周长测量方法的示图；

图22是根据第四实施例的中间转印带单元的示意性截面图；以及

图23是示出根据第七实施例的波形数据的例子的曲线图。

具体实施方式

现在参照附图详细描述本发明的实施例。应当注意，除非另外特别说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数值表达式和数值不限制本发明的范围。

<第一实施例>

参照图1~15解释第一实施例。在第一实施例中，本发明被应用于彩色图像形成装置。本发明也可应用于单色图像形成装置。图像形成装置为例如打印机、复印机、多功能外设或传真装置。第一实施例将例示中间转印方法。中间转印方法在鼓状图像载体上形成调色剂图像，将调色剂图像初步转印到中间转印构件（中间转印带），并将调色剂图像从中间转印构件二次转印到打印材料。打印材料也被称为例如转印材料、打印介质、纸、片材或转印纸。

[图像形成装置系统]

图1是根据第一实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图。彩色图像形成装置包含与Y（黄色）、M（品红色）、C（青色）和Bk（黑色）调色剂对应的四个图像形成站（station）。为了便于描述，除了显影剂（调色剂）的颜色以外，图像形成站具有共同的布置。

各处理盒32包含感光鼓2、充电器3、曝光单元4、显影单元5和清洁刀片6。通过处理盒（图像形成站）32形成的不同颜色的调色剂图像通过一次转印辊14依次被一次转印到中间转印带31上。中间转印带31是用于图像形成的转动构件的例子。二次转印辊35将在中间转印带31上形成的多色图像二次转印到打印材料S上。打印材料S是从给纸单元15传送的。然后，定影单元18将多色图像定影到打印材料S上。清洁器33回收留在中间转印带31上的调色剂。

感光鼓2是反复使用的转动鼓型电子照相感光体。感光鼓2被驱动从而以预定的周边速度（处理速度）转动。处理速度为例如180mm/sec。一次充电器3的一次充电辊将感光鼓2均匀充电至预定的极性和电势。曝光单元4包含激光二极管、多边形扫描器、透镜单元等。曝光单元4将感光鼓2曝光于图像，从而在感光鼓2上形成静电潜像。

显影单元5执行显影处理，以将调色剂附着于在图像载体上形成的静电潜像。显影单元5的显影辊被布置为在相对于感光鼓2沿向前的方向转动的同时与感光鼓2接触。

驱动辊8驱动中间转印带31，以使其以与感光鼓2的周边速度几乎相同的周边速度与各感光鼓2接触着而转动。中间转印带31由例如体积电阻率例如为10E8~10E12Ωcm、约50~150μm厚的无端（endless）膜构件形成。例如，用于中间转印带31上的图像形成的图像形成表面（以下称为表面）对于黑色具有相对高的反射率。中间转印带31根据制造带时的公差（相对于理想尺寸值约±1.0mm）与依赖于使用环境的温度和湿度的变化（从在15°C和10%的环境中到在30°C和80%的环境中，中间转印带31变化约5mm）而伸展（expand）和收缩。但是，张紧辊10保持中间转印带31拉紧，使得即使周长变化，中间转印带31也可正常转动。

一次转印辊14是其电阻被调整到10E7~10E9Ω的固体橡胶辊。清洁刀片6去除和回收一次转印之后留在感光鼓2上的调色剂。

通过被驱动为在预定的定时转动的一对对齐辊17，向中间转印带31和二次转印辊35之间的压合部（nip）传送从给纸单元15进给的打印材料S。通过由施加到二次转印辊35的高电压产生的静电作用，中间转印带31上的调色剂图像被转印到打印材料S。

[图像形成装置的控制布置]

图2是示出根据第一实施例的控制单元的例子的框图。CPU 101通过使用RAM 103作为工作区域，基于存储在ROM 102中的各种控制程序，控制图像形成装置的各单元。ROM 102存储各种控制程序、各种数据、表等。RAM 103提供程序加载区域、用于CPU 101的工作区域、各种数据存储区域等。作为特征性的功能，图2中的CPU 101包含周长测量单元111和浓度校准控制单元112。

驱动控制单元108根据来自CPU 101的指令，控制用于驱动感光鼓2、充电器3、曝光单元4、显影单元5和中间转印带31的马达以及充电偏压、显影偏压等。

非易失性存储器109是保存用于执行图像浓度校准控制的、诸如光量设定数据和与中间转印带31的周长有关的信息的各种数据的存储器。

周长测量单元111基于通过光学传感器104从中间转印带31获取的数据，测量中间转印带31的周长。周长测量单元111是计算与转动构件的实际周长有关的信息的计算器的例子。与实际周长有关的信息是指用于把握由于任何原因而改变的转动构件的周长的信息。该信息对于在转动构件转动时在一定的时间之后指定/检测与给定的定时上的给定位置相同的位置是必要的。该信息的例子是转动构件随时间从转动构件的标称（nominal）周长（没有任何制造公差或环境变化的理想尺寸值）伸展或收缩的长度（后面描述的X_{分布图结果}）。另一例子是转动构件的一周的实际周长信息（后面描述的式（3）给出的实际周长）。信息的实体也可以是表示时间的数字数据（计数值）或表示长度的数字数据（计数值）。

浓度校准控制单元112使用通过使用光学传感器104获取的用于浓度校准控制的块图像所反射的光量、和获得的与中间转印带31的实际周长有关的信息，调整图像形成条件。

第一实施例将例示CPU 101执行周长测量和浓度校准控制的情况。但是，本发明不限于此。例如，当图像形成装置包含ASIC（专用集成电路）或SOC（芯片上系统）时，ASIC或SOC也可执行周长测量处理和浓度校准控制处理的一部分或全部。SOC是将CPU和ASIC集成到单个封装中的芯片。当ASIC执行周长测量和浓度校准控制时，这可减少CPU 101上的处理负荷。

[光学传感器]

图3是示出光学传感器104的例子的示图。光学传感器104包含诸如LED的发光元件301、两个诸如光电二极管的光接收元件302和303、以及保持器。例如，发光元件301向中间转印带31上的块或背景发射红外光（波长：950nm）。光接收元件302和303测量被块或背景反射的光量。CPU 101的浓度校准控制单元112基于由光学传感器104获得的反射光量计算调色剂附着量。

被块或背景反射的光包含镜面反射分量和漫反射分量。光接收元件302检测镜面反射分量和漫反射分量两者。光接收元件303仅检测漫反射分量。当调色剂附着于中间转印带31时，它切断光，从而减少镜面反射光。即，来自光接收元件302的输出减少。

黑色调色剂吸收在本实施例中使用的950nm的红外光，而黄色、品红色和青色调色剂使它漫反射。由此，对于黄色、品红色和青色调色剂而言，对于中间转印带31的较大调色剂附着量增加了来自光接收元件303的输出。光接收元件302也受大的调色剂附着量的影响。即，即使当黄色、品红色和青色调色剂使中间转印带31被完全遮光，来自光接收元件302的输出也仍然保持。

第一实施例将发光元件301的照射角度设为15°，将光接收元件302的光接收角度设为15°，并将光接收元件303的光接收角度设为45°。这些角度相对于中间转印带31的垂线限定光轴。为了使漫反射分量的影响最小化，光接收元件302的开口（aperture）直径被设为比光接收元件303的开口直径小。例如，发光元件301的开口直径为0.9mm，光接收元件302的开口直径为1.5mm，光接收元件303的开口直径为2.9mm。发光元件301的开口直径被设为较小，以当发光元件301在浓度校准控制块图像的检测和位置偏移检测标记的检测之间被共享时，将重点放在位置偏移检测标记的检测精度上。当检测从发光元件301发射的光的反射光时，即使相对局部的浓度变化也可以以高灵敏度被检测出。

已描述了光学传感器104的典型例子。但是，本领域技术人员很容易想到，可通过诸如使用红外光作为照射光的传感器的各种众所周知类型的传感器实现光学传感器104。

[图像浓度校准控制的必要性]

在图像形成装置100中，用作光学检测器的光学传感器104被布置为面对中间转印带31。一般地，在电子照相彩色图像形成装置中，在诸如消耗品的更换、环境的变化（例如，温度或湿度的变化、或装置的劣化）和打印片材的数量的各种条件下，各单元和打印材料的电特性以及对于调色剂的吸引力发生变化。特性的变化表现为图像浓度的变化或颜色再现的变化。这种变化妨碍获得精确的原色再现。

在第一实施例中，为了总是获得精确的颜色再现，在非图像形成状态中在改变图像形成条件的同时形成多个块（调色剂图像）作为试验图像。光学传感器104检测这些块的浓度。非图像形成状态是指不形成用户创建的一般文档等的状态。基于检测结果，浓度校准控制单元112执行图像浓度校准控制。影响图像浓度的因素有充电偏压、显影偏压、曝光强度、查找表等。第一实施例将例示通过校正查找表来调整图像形成条件的情况。将在后面描述图像浓度校准控制的具体操作。

[测量与实际周长有关的信息的必要性]

图4是例示中间转印带的多个位置处的背景输出变化和块输出变化的曲线图。块是以相同的半色调浓度形成的调色剂图像。背景输出表示当在中间转印带上不形成块时由光接收元件302检测到的反射光量。块输出表示当在中间转印带上形成块时由光接收元件302检测到的反射光量。如图4所示，来自光接收元件302的输出受用作本实施例中的图像载体（转动构件）的中间转印带31的表面反射率影响。出于这种原因，尽管块是以相同的浓度形成的，但块输出值互不相同。这同样适用于光接收元件303。

如果在中间转印带31的背景的反射率的影响下执行图像浓度校准控制，那么打印的半色调图像的浓度数据与来自光接收元件302和303的输出彼此具有较小的相关性。结果，图像浓度校准控制的精度降低。为了消除中间转印带31的表面的反射率的影响，有必要在中间转印带31上的同一位置处在存在调色剂和不存在调色剂时测量被光接收元件302和303接收到的反射光束。将在后面描述消除中间转印带31的表面（背景）的反射率的影响的计算方法。

中间转印带31的周长根据制造公差、环境和纸耐久性（装置的长期操作）而改变。为了在中间转印带31上的同一位置处测量与调色剂的存在和不存在对应的反射光束，需要精确地把握中间转印带31的周长。只要可测量伸展/收缩时的周长、或中间转印带伸展或收缩的量，就可以基于伸展/收缩时的周长或者伸展量和收缩量、以及处理速度来计算任意位置转动一周所花费的时间。计算的任意位置转动一周所花费的时间对应于中间转印带31上的所述任意位置通过光学传感器104的检测点的周期。由此，当定时器测量中间转印带31的周期时，定时器的计数值代表中间转印带上的绝对位置。将在后面描述第一实施例中的周长测量的详细机制。第一实施例中的任意位置甚至包含这样的位置：在所述位置，当例如多个测量开始定时被事先确定并且最接近测量开始指令的输入的测量开始定时已到来时，开始测量。以下描述将使用包含上述含义的“任意位置”和“任意定时”。

[图像浓度校准控制]

参照图5和图6解释第一实施例中的图像浓度校准控制的具体例子。CPU 101通过将存储在ROM 102中的控制程序加载到RAM 103中，执行以下的处理。

图5是示出根据第一实施例的图像浓度校准控制的例子的流程图。在步骤S501中，浓度校准控制单元112开始转动中间转印带31。在与步骤S501并行的步骤S502中，浓度校准控制单元112使得光学传感器104以被存储在非易失性存储器109中并被用于执行图像浓度校准控制的光量设定而发光。

在步骤S503中，浓度校准控制单元112指示驱动控制单元108使中间转印带31转动两周。驱动控制单元108控制中间转印带31的驱动马达，以使得中间转印带31转动两周。然后，清洁器33去除附着于中间转印带31的调色剂。在与步骤S503并行的步骤S504中，浓度校准控制单元112监视来自光接收元件302和303的输出信号，并且等待，直到光学传感器104的发射稳定化。在浓度校准控制单元112确认发射已稳定化之后，处理前进到步骤S505。

在步骤S505中，浓度校准控制单元112开始对于被中间转印带31自身（即，背景）反射的光获取来自光接收元件302和303的反射光信号Bb和Bc。反射光信号Bb与来自光接收元件302的背景输出对应。反射光信号Bc与来自光接收元件303的背景输出对应。

在步骤S506中，浓度校准控制单元112获取与在中间转印带31上形成的从低浓度到高浓度的各色调对应的反射光信号Pb和Pc。反射光信号Pb与来自光接收元件302的块输出对应。反射光信号Pc与来自光接收元件303的块输出对应。更具体而言，浓度校准控制单元112等待，直到中间转印带31又转动一周。然后，浓度校准控制单元112控制各图像形成站以形成各颜色的块图像（图6）。反射光信号Pb和Pc对应于被块图像的中心反射的光束。

图6是示出发射定时、中间转印带转动定时和块图像形成定时的例子的时序图。在直到发光元件稳定化的待机时间期间执行中间转印带的清洁。然后，检测背景输出，并且检测块输出。各图像形成站以单色形成块图像。但是，各颜色的块图像具有不同的浓度（不同的图像形成条件）。

在步骤S505和S506中，浓度校准控制单元112进行控制，以在中间转印带31上的同一位置处获取背景输出和块输出。通过上述的使用周长的定时控制来实现该位置控制。更具体而言，浓度校准控制单元112在获取任意位置处的背景输出的定时之后已过去与通过周长测量单元111获得的周长对应的时间的定时，获取块输出。这可使得在同一位置处获取的背景输出和块输出相互对应。定时不必是时钟的时间，是定时器的计数值就够了。以此方式，浓度校准控制单元112和周长测量单元111用于使用与转动构件的周长相关的信息指定转动构件上的单个位置。

在完成从光接收元件302和303获取所有的反射光信号Pb和Pc时，处理前进到步骤S511。浓度校准控制单元112关掉光学传感器104的发光元件301。

参照图7详细解释上述的步骤S505和S506。图7是用于解释背景浓度和块图像浓度的采样的时序图。根据第一实施例的图像浓度校准控制采取以下方法，以获取表示在中间转印带31上的同一位置处被背景和块图像反射的光束的信号。

在第一周中的背景采样开始时，定时器启动。通过使用激活的定时器的值（计数值或时间）作为基准，在事先存储在ROM 102中的预定定时上对中间转印带31的背景信号进行采样。

基于与在周长测量中测量的实际周长相关的信息监视中间转印带31转动一周的时间。更具体而言，当开始第一周中的背景采样之后已过去中间转印带31转动一周的时间时，开始第二周中的块图像形成和块采样。可通过监视在开始采样时激活的定时器的值，确定是否已过去中间转印带31转动一周的时间。将更详细地解释第二周中的采样。例如，当检测到的周长测量结果比标称值（没有任何制造公差或环境变化的理想尺寸值）长1.0mm时，预定的块图像写入定时和采样开始定时被延迟与1.0mm对应的时间。该控制可使得背景位置和块位置相互一致（coincide）。与第一周中的采样类似，第二周中的采样也使用激活的定时器的值（计数值或时间）作为基准，在存储在ROM 102中的预定定时上获取块图像信号。

作为本发明的特征，当执行该图像浓度校准控制时，在短停机时间内以低成本获取用于获得需要精确值但会变化的中间转印带31的周长的信息。将在后面详细解释这一点。

重新参照图5，在与步骤S511并行的步骤S507中，浓度校准控制单元112基于获取的用作与各色调对应的块图像的检测结果的块输出和与块图像对应的背景输出，计算调色剂附着相当量。调色剂附着相当量差不多为附着到中间转印带上的调色剂的量的倒数。作为转换方法，多种方法是可用的。

例如，可使用Bb、Bc、Pb和Pc计算调色剂附着相当量：

调色剂附着相当量＝(Pb-α*(Pc-Bc))/Bb    …（1）这里，α是常数。常数α也可被存储在ROM 102、RAM 103或非易失性存储器109中，或从存储在它们中的数据被计算出。α对于各模型会改变，并且通过实验或模拟被确定。

如上所述，在实际中，较小的调色剂附着相当量的值增加调色剂附着量。这是由于在高的调色剂浓度上反射光量减少。用作式（1）的分母的Bb是指在用光照射背景时被光接收元件302接收的净镜面反射光（通过减去漫反射分量获得）。通过使用存储在ROM 102中的表（图8），调色剂附着相当量可进一步被转换成调色剂附着量或在纸上实际打印时的实际图像浓度。

图8是示出保持调色剂附着相当量和图像浓度之间的关系、以及调色剂附着相当量和调色剂附着量之间的关系的表的例子的曲线图。使用该表使得能够进一步将计算的调色剂附着相当量转换成调色剂附着量或图像浓度。

在步骤S508中，浓度校准控制单元112更新查找表，使得将各颜色的各色调的检测结果转换成调色剂附着相当量、调色剂附着量或图像浓度的结果与原始色调对应。通过更新查找表，可以以设定的图像浓度在打印材料上形成图像。

以此方式，浓度校准控制单元112是基于各背景数据和各块检测结果来控制所形成图像的浓度的单元的例子。各背景数据是在从转动构件上的任意位置开始的转动构件的整个周长上被转动构件的背景反射的光的数据。各块检测结果是在与已获取各背景数据的位置相同的位置处在另一周中被用调色剂形成的块反射的光的数据。

在与步骤S507并行的步骤S509中，浓度校准控制单元112指示驱动控制单元108清洁在中间转印带31上形成的块图像。在中间转印带31的两周中进行该清洁。在完成清洁时，在步骤S510中，浓度校准控制单元112指示驱动控制单元108停止中间转印带31的转动。

[周长测量方法的细节]

将详细解释第一实施例中的周长测量（计算）方法。在第一实施例中，周长测量目标是用作转动构件的例子的中间转印带31。可使用还被用于图像浓度校准控制中的光学传感器104来测量中间转印带31的周长。使用光学传感器104可减少传感器的数量。在第一实施例中，关于中间转印带31的图像形成表面的多个波形数据被检测，以通过使用检测到的图案来获得与中间转印带31的实际周长相关的信息，将在后面描述这一点。

根据第一实施例的光学传感器104采用LED作为发光单元。与发射相干光的激光器等不同，从LED发射的光是非相干光。相干光具有均匀的波长和相位，并且允许测量在被物体反射时获得的斑纹图案。例如，相干光被用于观察物体表面的粗糙度。发射相干光的激光器等一般是昂贵的，并且增加产品的成本。一般地，使用图像传感器以测量斑纹图案。图像传感器比诸如光电二极管的光接收元件昂贵。由此，对于测量中间转印带31的周长来说，成本比激光器等低的LED是有利的。

图9是示出第一实施例中的使得CPU 101获取两个波形数据并基于所述两个波形数据之间的匹配获得与中间转印带的实际周长有关的信息的处理的流程图。CPU 101通过将存储在ROM 102中的控制程序加载到RAM 103中，执行以下的处理。

在步骤S901中，CPU 101的周长测量单元111确定是否测量周长。用于确定是否测量周长的条件包括以下的例子。该确定与是否执行图像浓度校准控制的确定对应。

·前次周长测量之后传送的片材的数量等于或大于预定的片材数量的情况。

·环境参数已从前次周长测量中的环境变化了预定值或更大的情况。

·最后打印作业之后的放置时间（standing time）等于或长于预定时间的情况。

·处理盒已被更换的情况。

在步骤S902中，周长测量单元111指示驱动控制单元108驱动中间转印带31。然后，开始中间转印带31的驱动。

在步骤S903中，周长测量单元111使得光学传感器104的发光元件301发射与图像浓度校准控制中的光量相同的光量。背景反射从发光元件301发射的光，并且，光接收元件302接收反射的光。光接收元件302输出与反射光量对应的信号。

在步骤S904中，周长测量单元111对于被光接收元件302接收的反射光的输出值执行第一周的采样。各采样点处的反射光输出值作为第一周的波形分布图（第一波形数据）被存储在RAM 103中。即，周长测量单元111是获取图案作为波形分布图的获取单元的例子。周长测量单元111多次获取波形分布图，将在后面描述这一点。各定时上的获取也可被称为第一获取、第二获取等。由于采样在任意位置处开始，因此第一周的波形分布图是转动构件上的任意区间中的反射光的任意分布图。以下的描述将使用术语“波形分布图”。波形分布图是指测量的波形数据的特性或特征。

通过该采样，以0.1mm的周期获取1000个数据。这1000个数据与100mm对应。考虑标称周长为800mm，因此100mm的长度为整个长度的约1/8。第一周中的测量开始定时是任意的。即，直到特定的标记到达检测点，中间转印带才需要转动。这导致短的停机时间。该采样不需要获取中间转印带31的一周的数据。获取整个长度的约1/8的数据就够了，从而减少用于存储获取的数据的存储器消耗量。

图10是示出对于从RAM 103获取的两个波形数据的各采样点和反射光输出值之间的关系的例子的曲线图。图10示出第一周和第二周的波形分布图。由于存在偏移区域，因此第二周的波形分布图包含比第一周的波形分布图多的样本值。偏移区域是用于获得对于标称周长的偏移量的余量（margin）。考虑作为中间转印带31的周长变化量（伸展和收缩特性）的最大值的最大周长变化量，确定偏移区域。

基于第一周的波形数据检测定时（例如，在与采样开始相同的时间），周长测量单元111激活用于确定第二周的采样开始定时的定时器。第二周的波形数据被采样，使得第一周和第二周的波形数据之一的图像形成表面的区间落入与另一波形数据对应的图像形成表面的区间内。换句话说，当周长测量单元111从RAM 103获取两个波形数据时，与一个波形数据对应的图像形成表面的区间落入与另一个波形数据对应的图像形成表面的区间内。由此，在通过使用第一周的波形数据检测定时作为基准从中间转印带31仅转动一周所需要的预定基准时间调整预定时间的定时上，第二周的波形数据被采样。RAM 103存储采样的波形数据。在图9的情况下，在定时器中设定通过从一个标称周长减去最大周长变化量的一半而获得的值。当设定定时器时从一个标称周长减去的值不限于最大周长变化量的一半。只要不频繁出现测量误差，也可以设定预定的值。当在定时器中设定的定时已到来时，处理前进到步骤S905。

如图10所示，从RAM 103获取的波形数据与用作转动构件的中间转印带31的一部分的区间对应。在采样中存储在RAM 103中的数据量可被减少，从而抑制存储器利用。

在步骤S905中，周长测量单元111对于被光接收元件302接收的反射光的输出值执行第二周的采样。第二周中的采样点的数量比第一周中的采样点的数量多，并且与长的检测时间对应。考虑对于标称周长的偏移量，一个波形数据与比另一波形数据长的采样时间（检测时间）对应。

图11是用于解释从第一周的采样开始定时t1到第二周的采样结束定时t6的定时的时序图。t1表示第一周的采样开始定时（第一定时）。t2表示第一周的采样结束定时，而t3表示第二周的采样开始定时（第二定时）。t4表示从用作开始点的t1算起与标称周长对应的定时。t5表示当周长的伸展量最大化时的定时。

t1和t2之间的间隔表示第一周的采样时段（第一时段）。t3和t6之间的间隔表示第二周的采样时段（第二时段）。

t1和t3之间的间隔与当中间转印带31的周长变为最短时中间转印带转动所需要的最短时间对应。即，t1和t3之间的间隔是通过将一长度除以处理速度而计算出的时间，这一长度是通过从中间转印带的标称周长减去最大周长变化量的一半而获得的。其目的是，使得第一周的采样开始点落入已获取第二周的波形分布图的区间内。如果稍稍过度地执行采样，那么t1和t3之间的间隔还会进一步缩短。

t1和t4之间的间隔是通过将中间转印带31的标称周长除以处理速度获得的时间。t1和t4之间的间隔是具有标称周长的中间转印带31转动一周所需要的基准时间。

与第一周类似，第二周的采样间隔为0.1mm。但是，第二周中的采样点的数量比第一周中的采样点的数量多。当第一周中的采样点的数量为1000个并且偏移量为100个点时，第二周中的采样点的数量为1100个。在本例子中，最大周长变化量为10mm。RAM 103还存储第二周的波形分布图（第二波形数据）。图10示出各采样点和反射光输出值之间的关系。

在图9的流程图中，所有的采样数据作为波形数据被处理，但是数据不限于它们。获取用于图案匹配计算的数据（将在后面描述）就够了。例如，也可在开始和/或结束定时上进行额外的采样，以从存储器获取图案匹配计算所需要的两个波形数据。作为例子，将例示仅对图案匹配计算所需要的数据进行采样的情况。

在第一周和第二周中的采样结束之后，表示偏移量的变量X在步骤S906中被初始化为0。如后面将描述的那样，周长测量单元111将第一周的波形分布图与多个波形分布图（第三波形数据）相比较，所述多个波形分布图（第三波形数据）在第二周的波形分布图中被偏移不同的偏移量并且长度等于第一周的波形分布图。第三波形数据是从基准位置偏移不同偏移量的多个区间中的反射光比较分布图，该基准位置基于从已获取第一周的波形分布图的区间的开始位置所开始的一个标称周长。

在步骤S907中，为了执行两个波形数据之间的图案匹配，周长测量单元111累加第一周的波形分布图和第二周的波形分布图（第三波形数据）之间的差值绝对值（difference absolute value）。例如，通过下式执行累加：

这里，I（X）是偏移量X的累加值，V_第一周（i）是第一周中的点i处的反射光输出值，而V_第二周（i+X）是第二周中的点i+X处的反射光输出值。注意，X＝0、1、2、…、100。

在步骤S908中，周长测量单元111在RAM 103中存储累加值I（X）。在步骤S909中，周长测量单元111将X值加1。在步骤S910中，周长测量单元111确定X值是否已超过最大偏移量。如果X值没有超过最大偏移量，那么处理返回至步骤S907。如果X值已超过最大偏移量，那么处理前进到步骤S911。以此方式，周长测量单元111对于从X＝0到X＝100的所有X计算累加值I（X）。

在步骤S911中，周长测量单元111确定计算的累加值I（X）中的最小值。当作为两个波形数据之一的V_第一周（i）被用作基准波形数据时，可通过确定最小累加值的处理来提取匹配V_第一周（i）的波形数据。在步骤S911中，类似地，提取与最小累加值I对应的X。指定的X表示对于用作基准的预定标称周长的偏移（伸展或收缩）。因此，X是对应于在用作基准波形数据的V_第一周（i）和与给出最小累加值I的X对应的波形数据之间的间隔的信息（间隔信息）。随着基准波形数据和与给出最小累加值I的X对应的波形数据之间的间隔变大，X值变大，反之亦然。

图12是示出根据第一实施例的第一周和第二周的波形分布图与累加值之间的关系的曲线图。图12示出当两个波形分布图之间的相关性最大化时，累加值最小化。这是基于在同一位置处检测到的反射光输出值几乎彼此相等的事实。相比之下，在不同的位置处检测到的反射光输出值具有低的相关性和不同的波形分布图。因此，累加值变得相对大。由此，周长测量单元111具有从多个比较分布图中提取最接近任意分布图的比较分布图的功能。以此方式，第一周的波形和第二周的波形之间的相关性高的部分由式（2）指定，从而计算出与中间转印带31的周长相关的信息。这是本发明的特征。

在步骤S912中，周长测量单元111计算实际周长，所述实际周长是用于把握中间转印带的周长的信息、和与波形数据之间的间隔对应的信息（间隔信息）。周长测量单元111将计算的实际周长存储在RAM103或非易失性存储器109中。RAM 103或非易失性存储器109是存储表示测量的实际周长的信息的存储单元的例子。例如，可使用给出最小累加值的X值通过式（3）计算实际周长。式（3）从标称周长以及通过将提取的波形数据和基准波形数据相比较而获得的偏移量来计算转动构件的实际周长：

实际周长＝（X_{分布图结果}－X_ITB理想）*0.1+标称周长…（3）这里，X_{分布图结果}是给出在步骤S911中获得的最小累加值的X，X_ITB理想是当ITB周长具有标称值时的X（在这种情况下，X＝50），而标称周长为当ITB周长没有任何制造公差或环境变化时的理想尺寸值（对于第一实施例的中间转印带31，为792.1mm）。式（3）中的项“（X_{分布图结果}－X_ITB理想）*0.1”表示对于测量的中间转印带31的周长没有任何制造公差或环境变化时的理想尺寸值的偏移（单位：mm）。“*0.1”对应于以0.1mm的间隔采样。当以0.2mm的间隔执行采样时，乘以0.2就够了。

当存储获得的用于把握实际周长的信息时，该信息也可被转换成时间或长度。简言之，如参照图7描述的那样，可以使用信息以精确地监视中间转印带31转动一周所经过的时间。周长测量单元111还用作从与提取的比较分布图对应的偏移量和标称周长计算转动构件的实际周长的单元。

CPU 101的浓度校准控制单元112使用用作与在步骤S912中已最终确定的中间转印带31的实际周长相关的信息的式（3）计算出的值，执行上述的图像浓度校准控制。作为与实际周长相关的信息，也可从通过从给出最小累加值的X减去50计算出的值获得伸展和收缩量，并且，也可基于获得的伸展和收缩量计算出任意位置转动一周的时间。更具体而言，将与获得的伸展和收缩量对应的时间（对于负的伸展和收缩量为负值）加到具有标称周长的中间转印带31转动一周所花费的时间上。结果，可以精确地执行图像浓度校准控制。

在执行图像浓度校准控制之后，CPU 101再次返回步骤S101。如果满足周长测量条件，那么CPU 101执行图9所示的流程。

图13是示出当光接收元件302接收被中间转印带31的背景反射的光时的中间转印带31的位置依赖性的曲线图。如图13所示，当中间转印带31为新的中间转印带时，不管中间转印带31上的位置是什么，背景反射光都几乎是均匀的。当中间转印带31在传送许多纸（许多打印纸）之后接近其使用寿命的终点时，背景反射光变得依赖于中间转印带31上的位置而不均匀。

根据第一实施例的周长测量方法，通过检测第一周和第二周的波形分布图相互一致的部分，获得中间转印带31的周长。随着依赖于中间转印带31上的位置的背景反射光的不均匀性变大，检测结果的可靠性变高。即使中间转印带31随时间变化，也可获得周长。

参照图14和表1，通过与用作比较例的周长测量方法的结果相比较，解释通过使用根据第一实施例的周长测量方法检测中间转印带31的周长的结果。图14是示出通过用作比较例的周长测量方法检测块时的定时的时序图。表1表示当通过根据第一实施例的周长测量方法检测中间转印带31的周长50次时的周长检测精度和周长检测所花费的最大时间、以及用作比较例的周长测量方法的检测精度和周长检测所花费的最大时间。根据用作比较例的周长测量方法，将标记附于中间转印带的表面，并且光学传感器接收被标记反射的光，由此测量中间转印带的周长。

如图14所示，根据用作比较例的周长测量方法，周长检测所花费的最大时间最多为中间转印带31转动两周所花费的时间。如表1所示，最大时间长达8.8秒。相比之下，第一实施例的周长测量方法可在任意的定时开始周长测量，并且，可从比较例的时间将时间缩短约4秒。即，第一实施例的周长测量方法可缩短测量中间转印带31的周长所花费的处理时间。与比较例类似，第一实施例的周长测量方法的周长检测精度高达0.4mm。

[表1]

参照图15解释根据第一实施例的周长测量方法对于使装置小型化有效的原因。图15是示出清洁器的操作的示图。对于比较例的周长测量，布置1501是必要的。对于第一实施例的周长测量，布置1502是必要的。

在比较例中，当标记存在于布置1501中的清洁器的清洁区域中的纵向范围内时，清洁器通过标记，从而使清洁器的清洁性能劣化。为了防止这一点，如布置1501所示的那样，必须将标记布置在它不与清洁器33的清洁区域中的纵向范围重叠的位置处。周长检测标记需要被布置在纵向的端部处。结果，比较例不能使图像形成装置小型化。为了即使当带子歪斜最大量时也通过周长检测传感器检测周长检测标记，周长检测标记一般被设为8~10mm的尺寸。相比之下，如布置1502所示的那样，根据第一实施例的周长测量方法既不需要周长检测传感器也不需要标记，并且对于使装置小型化是有利的。

如上所述，根据第一实施例的图像形成装置在任意的定时上检测转动构件的图像形成表面的波形数据。所述图像形成装置在第二周中的从所述任意的定时过去预定时间的定时上检测第二周的波形数据。所述图像形成装置使用各检测到的波形数据，获得与转动构件的实际周长相关的信息。与作为比较例描述的周长测量方法不同，所述图像形成装置既不需要采用标记也不需要采用用于检测标记的光学传感器，其中在所述作为比较例描述的周长测量方法中，在转动构件的端部处形成标记，以使用用于检测标记的光学传感器测量转动构件的实际周长。为了维持检测精度，在不是图像形成表面的转动构件的端部处形成标记。在端部处形成的标记使得转动构件较宽。并且，用于检测标记的光学传感器需要被布置在它可检测标记的位置处。这增大装置尺寸和成本。与比较例不同，根据第一实施例的图像形成装置通过检测转动构件的图像形成表面的波形数据，获得与转动构件的实际周长相关的信息。因此，所述图像形成装置对于减小装置的尺寸和成本是有利的。

在比较例中，由于为了测量周长标记被检测两次，因此转动构件需要被驱动以根据第一标记位置最多转动两周。但是，根据第一实施例的图像形成装置在任意的定时上开始检测第一周的波形数据。在所述图像形成装置中，检测波形数据所花费的时间是通过将转动构件转动一周所花费的时间和检测第二周的波形数据所花费的时间相加而获得的时段。与比较例相比，所述图像形成装置可缩短周长测量所花费的时间。

所述图像形成装置不需要形成用于测量转动构件的周长的块图像等，并且在处理负荷和调色剂消耗方面是有利的。并且，在所述图像形成装置中，为了获取波形分布图，光学传感器向转动构件的图像形成表面发光。作为光学传感器，浓度校准控制光学传感器或颜色对准失调（misalignment）校准控制光学传感器是可用的，从而降低成本。所述图像形成装置可通过使用转动构件的图像形成表面的波形数据，检测转动构件上的相对位置以及转动构件的伸展和收缩特性。所述图像形成装置即使对于长期操作之后的转动构件，也可执行较高精度的周长测量。

所述图像形成装置在两个获取的波形数据之间执行图案匹配。即使中间转印带31劣化，与劣化的带表面对应的两个波形数据也被比较，从而精确获得与周长相关的信息。即，所述图像形成装置对于随时间的劣化有抵抗力。所述图像形成装置可通过仅获取部分区间的波形分布图而获得与转动构件的实际周长相关的信息。保持获取的波形分布图的存储器的利用效率可增大。

根据第一实施例的图像形成装置可缩短转动构件的周长检测所花费的时间，以高精度测量周长，并且执行更精确的浓度校准控制。另外，根据第一实施例的图像形成装置可防止当组装用于获得与转动构件的实际周长相关的信息的机构时的成本增加。

<第二实施例>

参照图16~18解释第二实施例。第二实施例采用使用级联（tandem）型直接转印方法的图像形成装置（ETB型）。根据级联型直接转印方法，多个图像形成站被串联布置以形成不同颜色的调色剂图像。调色剂图像被依次转印到诸如打印纸的打印材料上。图像形成装置的控制布置、光学检测传感器的布置、以及图像浓度校准控制和周长测量的算法与第一实施例中的相同，将不重复对它们的描述。

[图像形成装置系统]

图16是根据第二实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图。根据第二实施例的图像形成装置1600包含四个图像形成站1601、1602、1603和1604。例如，图像形成站1601形成黄色（Y）图像，图像形成站1602形成品红色（M）图像，图像形成站1603形成青色（C）图像，图像形成站1604形成黑色（Bk）图像。

将解释图像形成站1601。其余的图像形成站1602~1604也具有相同的布置，并且将不重复对它们的描述。图像形成站1601包含感光鼓1611、曝光单元1612、显影单元1613、一次充电辊1614和清洁器1615。通过在诸如铝柱体（cylinder）的电接地的基体上形成有机光电导层（OPC光电导层）作为表面层，配置感光鼓1611。如图16中的箭头所示的那样，感光鼓1611被驱动从而以预定的周边速度（处理速度）顺时针转动。根据第二实施例的图像形成装置的处理速度为180mm/sec。

在转动期间，一次充电辊1614将感光鼓1611的表面均匀充电至预定极性（在第二实施例中为负极性）的电势。曝光单元1612基于图像信息将感光鼓1611曝光于图像，从而在感光鼓1611上形成静电潜像。

显影单元1613用与各图像形成站对应的颜色的调色剂（带负电的调色剂）使在感光鼓1611上形成的静电潜像显影。静电潜像被可视化为例如黄色调色剂图像。显影单元1613采用单部件接触显影方法。显影单元1613包含与感光鼓1611接触的显影辊。显影辊支撑调色剂薄层并且将其携带到显影部分。通过被施加到显影辊的显影偏压（在第二实施例中为负电压），潜像被显影。调色剂是不包含磁性物质的所谓的非磁性调色剂。

沿用作用于沿纵向（垂直方向向上）传送打印材料的打印材料载体的静电吸引传送带（转印带）1605的移动方向，布置图像形成站1601~1604。转印带1605环绕（loop）在驱动辊1606和两个张紧辊1607之间，并且被驱动从而以与感光鼓1611的周边速度几乎相同的周边速度由箭头所示逆时针转动。

对于图像形成站1601~1604，布置有分别与高电压电源（恒定电压电源）55~58连接的转印辊51~54。转印辊51~54从转印带1605的背表面与感光鼓的压合部（转印部分）接触。

转印带1605接收经由一对对齐辊（未示出）从纸盒（未示出）进给的诸如纸的打印材料。从高电压电源（恒定电流电源）向与转印带1605接触的吸引辊1608和面对吸引辊1608的张紧辊1607之间的间隔供给吸引电流。然后，打印材料在转印带1605的压合部（吸引部分）处被静电吸引到转印带1605的表面。打印材料随着转印带1605的转动沿纵向被传送。通过在芯部上施加固体橡胶形成吸引辊1608。对于芯部施加用于吸引的高电压偏压。

通过从高电压电源55向转印辊51施加的转印电压（在第二实施例中为正电压），在感光鼓1611上形成的第一颜色的黄色调色剂图像被转印到被传送到图像形成站1601的转印压合部的打印材料上。在各图像形成站中，第二颜色的品红色调色剂图像、第三颜色的青色调色剂图像和第四颜色的黑色调色剂图像被依次转印到打印材料上。结果，在打印材料上形成四种颜色的调色剂图像的全色图像。

承载所有颜色的调色剂图像的打印材料通过带子的曲率（curvature）而与转印带1605的上端分离，并且被传送到定影单元（定影辊对）1609。定影单元1609加热调色剂图像并将其定影到打印材料上。然后，打印材料从装置中被排出。在转印结束之后，通过用清洁器1615的清洁刀片刮擦在转印之后留在表面上的调色剂，清洁感光鼓1611。感光鼓1611等待下一图像形成。

在第二实施例中，转印带1605是其电阻率通过添加离子导体被调整到10E9Ωcm的厚度为100μm的无端PVDF单层树脂带。为了防止增加电荷时的转印电压的上升、并在准备下一图像形成中使转印带1605的充电电势充分衰减，转印带1605的体积电阻率可被设为10E7~10E11Ωcm。为了吸引打印材料，希望选择在正常环境中体积电阻率比打印材料高的转印带。如上所述，第二实施例采用具有10E9Ωcm的体积电阻率的转印带。

在清洁中通过施加相反极性的偏压来清洁转印带1605，以将留在转印带1605上的调色剂回收到各感光鼓中。转印带1605不需要诸如清洁刀片的清洁构件。

在根据第二实施例的图像形成装置1600中，也可通过在带子的纵向端部处布置周长检测标记和周长检测传感器，测量转印带1605的周长。作为替代方案，也可通过紧接光学传感器1610之下形成块并从块之间的间隔指定转印带1605的周长，测量转印带1605的周长。

用于执行图像浓度校准控制的光学传感器1610被布置在它面对驱动辊1606的位置处。在第二实施例中，使用也被用于图像浓度校准控制的光学传感器1610，测量转印带1605的周长。与第一实施例类似，图像形成装置1600中的转印带1605的标称周长值为792.1mm。与第一实施例类似，转印带1605的周长由于制造公差、使用环境和耐久性而从标称周长值改变。

图17是示出第二实施例中的使得CPU 101获取两个波形数据并基于所述两个波形数据之间的匹配获得与转印带的实际周长相关的信息的处理的流程图。与第一实施例类似，CPU 101通过将存储在ROM102中的控制程序加载到RAM 103中，执行图17所示的流程图。第一实施例已例示作为转动构件的中间转印带31经受周长检测。第二实施例将例示作为转动构件的静电吸引传送带（转印带）1605经受周长检测。即使静电吸引传送带（转印带）1605代替图9的流程图中的周长检测目标，本领域技术人员也将理解图17中的流程图。出于这种原因，将不重复描述与图9所示的流程图中相同的处理。更具体而言，S1701和S1703~S1712中的处理与S901和S903~S912中的处理相同，将不重复对它们的描述。

在步骤S1702中，周长测量单元111指示驱动控制单元108驱动用作静电吸引传送带的目标转印带1605。然后，开始转印带1605的驱动。

参照图18和表2，通过与用作比较例的周长测量方法的结果相比较，解释通过使用根据第二实施例的周长测量方法检测转印带1605的周长的结果。图18是用于解释用作比较例的周长测量方法的示图。表2表示当通过根据第二实施例的周长测量方法检测转印带1605的周长50次时的周长检测精度和周长检测所花费的最大时间、以及用作比较例的周长测量方法的检测精度和周长检测所花费的最大时间。表2中的比较例1是使用图15所示的布置1501的周长测量方法。比较例2是将参照图18描述的周长测量方法。

如图18所示，在比较例2中，在转印带上形成周长检测块，并且通过光学传感器对其进行检测以获得转印带的周长。更具体而言，在比较例2中，测量形成块之后直到检测到它的时间。从测量的时间和转印带的周边速度，可以获得转印带的周长。周长检测块在检测前总是通过吸引辊。

如表2所示，根据第二实施例的周长测量结果显示，在维持与比较1中相同的检测精度的同时，周长检测所花费的最大时间缩短约4秒。在比较例2中，可以在任意的定时上开始周长检测，因此周长检测所花费的最大时间短，但是检测精度降低到0.8mm。这是由于，如参照图18描述的那样，周长检测块总是一度（once）通过吸引辊，并且通过由吸引辊的偏压散射的调色剂或通过摩擦吸引辊的压合部处的块而被弄脏（smeared）。

相比之下，根据第二实施例的周长测量方法不形成用于测量周长的块。该周长测量方法可在任意的定时上开始周长检测，而不降低检测精度。因此，该方法缩短周长检测所需要的最大时间。

[表2]

如上所述，本发明也适用于含有用作打印材料载体的转印带的图像形成装置。第二实施例可实现与第一实施例相同的效果。

<第三实施例>

参照图19~21解释第三实施例。第三实施例采用在感光鼓上执行图像浓度校准控制的图像形成装置。图像形成装置的控制布置、光学传感器的布置、以及图像浓度校准控制和周长测量的算法与第一实施例中的相同，将不重复对它们的描述。

[图像形成装置系统]

图19是根据第三实施例的彩色图像形成装置的示意性截面图。图19所示的四全色图像形成装置1900包含用作第一图像载体的鼓型电子照相感光体（以下称为“感光鼓”）1901。

感光鼓1901被驱动，从而以120mm/sec的周边速度沿箭头R1的方向转动。充电辊1902将感光鼓1901的表面均匀充电至-700V的暗电势VD。根据第一图像信息被开/关控制的激光束1903对感光鼓1901进行扫描和曝光，从而以-100V的亮电势VL形成第一静电潜像。显影器件1904使形成的静电潜像显影（可视化）。在显影器件1904中，可沿箭头的方向转动的转动体4A包含存储黄色调色剂的显影单元4a、存储品红色调色剂的显影单元4b、存储青色调色剂的显影单元4c、和存储黑色调色剂的显影单元4d。首先，显影单元4a使第一静电潜像显影（可视化）。

在感光鼓1901面对被驱动为沿箭头R5的方向转动的中间转印带1905的转印部分6a处，第一可视化调色剂图像以静电的方式被一次转印到中间转印带1905的表面上。中间转印带1905由被调整到50~200μm的厚度和10E8~10E14Ω·cm的体积电阻率的诸如PVdF、PET、聚碳酸酯、聚乙烯或硅氧烷（silicone）的树脂形成为无端带。中间转印带1905具有比沿传送方向的打印材料P的长度稍长的周长，并且环绕在悬架（suspension）辊7a、7b和7c之间。当中间转印带1905通过一次转印辊1908以预定的压力与感光鼓1901压接（pressagainst）时，它被驱动为以与感光鼓1901的周边速度几乎相同的周边速度在沿感光鼓1901的转动方向的向前方向上转动。当高电压电源1909向一次转印辊1908施加极性与调色剂的充电极性相反的电压（一次转印偏压）时，在感光鼓1901的表面上形成的调色剂图像以静电的方式被一次转印到中间转印带1905的表面上。清洁器1910在一次转印结束之后，去除稍许留在感光鼓1901的表面上的调色剂（残留的一次转印调色剂）。

然后，对于黄色以外的剩余的品红色、青色和黑色三种颜色依次重复上述的一系列的充电、曝光、显影、一次转印和清洁，从而依次将调色剂图像一次转印到中间转印带1905的表面上。在各颜色的一次转印处理中，被施加到一次转印辊1908的一次转印偏压可依次上升几V到几十V。

二次转印辊1911被布置为可沿箭头K11的方向与中间转印带1905的表面分离。与中间转印带1905的表面分开的二次转印辊1911以预定的压力与中间转印带1905的表面接触。然后，二次转印辊1911被驱动以转动。高电压电源1912向二次转印辊1911施加极性与调色剂的充电极性相反的电压（二次转印偏压）。在中间转印带1905的表面上形成的调色剂图像被一起（at once）二次转印到在预定的定时上被传送到第二转印部分6b的打印材料P的表面上。打印材料P被传送到图像被定影为永久图像的定影单元（未示出）。然后，从装置主体排出打印材料P。清洁辊1913被布置为可沿箭头K13的方向与中间转印带1905的表面分离。清洁辊1913在二次转印结束之后，去除留在中间转印带1905的表面上的调色剂（残留的二次转印调色剂）。

在第三实施例采用的图像形成装置中，感光鼓1901的标称周长值被设计为400.0mm。不管使用环境条件是什么，感光鼓1901的周长都不改变，但是感光鼓1901的周长根据制造公差和耐久性而改变。用于执行图像浓度校准控制的光学传感器1940被布置在它面对感光鼓1901的位置处。第三实施例即使对于感光鼓1901的周长测量也使用光学传感器1940。

图20是示出第三实施例中的使得CPU 101获取两个波形数据并基于所述两个波形数据之间的匹配获得与感光鼓的实际周长相关的信息的处理的流程图。与第一实施例类似，CPU 101通过将存储在ROM102中的控制程序加载到RAM 103中，执行图20所示的流程图。第一实施例已例示作为转动构件的中间转印带31经受周长检测。第三实施例将例示作为转动构件的感光鼓1901经受周长检测。即使感光鼓1901代替图9的流程图中的周长检测目标，本领域技术人员也将理解图20中的流程图。出于这种原因，将不重复描述与图9所示的流程图中相同的处理。更具体而言，S2001和S2003~S2012中的处理与S901和S903~S912中的处理相同，将不重复对它们的描述。

在步骤S2002中，周长测量单元111指示驱动控制单元108驱动目标感光鼓1901。然后，开始感光鼓1901的驱动。

参照图21和表3，通过与用作比较例的周长测量方法的结果相比较，解释通过使用根据第三实施例的周长测量方法检测感光鼓1901的周长的结果。图21是用于解释用作比较例的周长测量方法的示图。表3表示当通过根据第三实施例的周长测量方法检测感光鼓1901的周长50次时的周长检测精度和周长检测所花费的最大时间、以及用作比较例的周长测量方法的检测精度和周长检测所花费的最大时间。参照图21解释表3中的比较例。

图21中所示的比较例使用被布置在感光鼓的纵向端部处的周长检测标记、和用于检测标记的周长检测传感器。在比较例中，测量周长检测传感器检测标记之后直到它再次检测标记的时间。从感光鼓的周边速度获得周长。在比较例中，当清洁器去除留在感光鼓上的调色剂时，调色剂的一部分被积累在纵向端部处，从而导致较差的检测精度。

在比较例中，如表3所示的那样，检测精度为0.8mm，并且周长检测所花费的最大时间为6.7秒。在根据第三实施例的周长测量方法中，光学传感器1940没有被定位于纵向端部处。因此，与比较例不同，所有的残留调色剂被去除，并且检测精度不降低。由于可以在任意的定时上进行周长检测，因此周长检测所花费的最大时间变得比比较例中的短2.5秒。

[表3]

如上所述，根据本发明的周长测量方法也适用于用作图像载体的感光鼓。第三实施例可获得与第一实施例相同的效果。

<第四实施例>

在以上的实施例中，基于转动构件的第一周中的采样结果的波形数据为1000个数据，而基于第二周中的采样结果的波形数据为1100个数据。换句话说，基于第一周中的采样获取的一个波形数据的检测时间比基于第二周中的采样获取的另一波形数据的检测时间长。但是，波形数据不限于它们。例如，波形数据之间的关系也可与实施例中的关系相反。即，基于第二周中的采样获取的一个波形数据的检测时间也可比基于第一周中的采样获取的另一波形数据的检测时间长。

在这种情况下，参照用于作为转动构件的典型例子的中间转印带31的图9，主要对于与第一实施例的不同解释与转动构件的实际周长相关的信息的计算。

执行与步骤S901~S903对应的处理。

然后，在与步骤S904对应的处理中，周长测量单元111对于被光接收元件302接收的反射光的输出值，从任意的位置执行第一周的采样。在与第一周的采样的开始相同的时间，周长测量单元111激活用于确定第二周的采样开始定时的定时器。此时，与第一实施例不同，与100点的偏移量对应，第一周中的采样点的数量为1100个。第四实施例与上述实施例的不同之处在于：如何通过使用第一周的波形数据检测定时作为基准，从中间转印带31转动一周所需要的预定基准时间调整预定时间。更具体而言，在定时器中设定通过将最大周长变化量的一半加到标称周长上而获得的值。

但是，与上述的实施例类似，第二周的波形数据被采样，使得第一周和第二周的波形数据之一的图像形成表面的区间落入与另一波形数据对应的图像形成表面的区间内。并且，与上述的实施例类似，当周长测量单元111从RAM 103获取两个波形数据时，与一个波形数据对应的图像形成表面的区间落入与另一波形数据对应的图像形成表面的区间内。

重新参照流程图，如果定时器已达到设定值，那么在与步骤S905对应的处理中开始第二周的波形分布图的采样。此时，与第一实施例中的1100不同，在第四实施例中第二周中的采样点的数量为1000个点。

在与第一实施例类似地执行与步骤S906对应的处理之后，与步骤S907~S909对应的处理继续，直到在与步骤S910对应的处理中确定了“是”。

此时，累加从第一周的波形分布图提取的波形数据（与第三波形数据对应）和第二周的波形分布图之间的差值绝对值：

与第一实施例类似，X＝0、1、2、…、100。

在与步骤S911对应的处理中，周长测量单元111确定多个计算的累加值I（X）中的最小值。可使用给出最小累加值的X值来计算实际周长：

实际周长＝（（100－X_{分布图结果}）－X_ITB理想）*0.1+标称周长…（5）在与步骤S912对应的处理中，CPU 101的浓度校准控制单元112基于与已通过式（5）计算的实际周长相关的信息，执行图像浓度校准控制。

如上所述，即使如第四实施例那样，当在第一周的采样中获取与长检测时间对应的波形数据时，也可获得与上述实施例相同的效果。

第一到第四实施例揭示了以下的事实。更具体而言，两个获取的波形数据被定义为第一波形数据和第二波形数据。波形数据之一被设为基准波形数据。从另一波形数据提取与基准波形数据匹配的波形数据。获得与基准波形数据和提取的波形数据之间的间隔对应的间隔信息，从而获得与实际周长相关的信息。

<第五实施例>

在上述的实施例中，对于转动构件的周长测量，使用用于图像浓度校准控制的一个光学传感器。但是，本发明也适用于沿转动构件的移动方向布置用于图像浓度校准控制的两个光学传感器的图像形成装置。

当使用两个光学传感器时，第一光学传感器开始波形分布图的采样。在转动构件转动一周之前，第二光学传感器可开始第二波形分布图的采样。在图22中，可在转动构件移动L1之后执行第二采样。与上述的实施例相比，这可缩短转动构件的周长测量时间。图22示出其具体例子。

图22是从图1提取的图像形成装置的必要部分的示意性截面图。在图22中，张紧辊10可沿图22中的箭头110的方向根据中间转印带31的伸展和收缩而移动。沿转动构件的移动方向布置两个光学传感器1041和1042。这些光学传感器具有与上述的光学传感器104相同的机制。

在图22中，相互接触的中间转印带31和驱动辊8在点A处相互移动分开。相互分开的中间转印带31和辊34在点B处相互接触。

点A和点B是光学传感器1041和1042的测量点。

L1表示当中间转印带31既不伸展也不收缩时点A和点B之间沿中间转印带31经由张紧辊10的长度。L2表示剩余长度。

当光学传感器1041在任意的定时上开始采样时，它根据第一实施例中的式（2）开始1000个点处的采样。

在图9中，从通过从标称周长减去最大周长变化量的一半而获得的定时器值，确定第二采样开始定时。相比之下，当以间隔L1布置两个光学传感器时，第二采样开始定时基于通过从标称间隔L1减去最大周长变化量的一半而获得的值被设定就够了。在1100个点处执行第二采样。

对于通过光学传感器1041的第一采样获得的波形分布图、和通过光学传感器1042获得的波形分布图，执行与图9中的步骤S907~S911相同的处理。因此，可以提取与最小累加值I对应的X。与第一实施例类似，可以根据式（3）计算与实际周长相关的信息。通过下式计算最小累加值I：

$I\left(X\right)=\underset{i=1}{\overset{1000}{\mathrm{\&Sigma;}}}|V_{1041}\left(i\right)-V_{1042}(i+X)|...\left(6\right)$

第五实施例与第一实施例的不同之处在于，第一周中的采样与光学传感器1041的采样对应，而第二周中的采样与光学传感器1042的采样对应。

即使参照图22描述的机构也可计算与用作转动构件的中间转印带31的实际周长相关的信息。可以比第一到第三实施例中较早地获得与转动构件的实际周长相关的信息。除了与第一到第三实施例相同的效果以外，第五实施例可向用户提供能够缩短停机时间的附加效果。

对于本领域技术人员来说，很显然，上述的机构也适用于图17和图20，并且将省略对它们的详细描述。

<第六实施例>

本发明不限于上述的实施例，并且可以以各种方式被修改。例如，第一到第三实施例使用用于浓度校准控制的光学传感器执行周长测量。但是，本发明可使用颜色配准失调（misregistration）检测传感器作为用于周长测量的光学传感器，来测量转动构件的周长。使用镜面反射光测量周长。但是，根据要测量的转动构件的类型，也可使用漫反射光测量周长。波形分布图通过累加差值绝对值被计算。作为替代，也可通过计算标准偏差获得转动构件的周长。测量的转动构件的周长在上述的实施例中被用于图像浓度校准控制，但是也可被用于颜色配准失调校准控制。

更具体而言，将通过例示第一实施例解释周长测量单元111基于标准偏差执行计算的情况。此时的式子为：

这里，n是样本数，σ是标准偏差值。由于样本数Xi＝1000，因此n＝1000。其余的变量已在第一实施例中解释过。

对于X＝0、1、2、…、100，提取给出最小σ的X。在提取X之后，与第一实施例类似地获得与实际周长相关的信息。本领域技术人员很容易想到对于第二到第四实施例应用采用标准偏差的式（7）。

<第七实施例>

在上述的实施例（特别是第一实施例和第四实施例）中，当获得与转动构件的实际周长相关的信息时，获取包含一个波形数据（第一波形数据）的至少一部分的另一波形数据（第二波形数据）。换句话说，检测转动构件的表面。然后，获取用于检测一个波形数据（第一波形数据）的检测区间的至少一部分的另一波形数据（第二波形数据）。由此，获得与实际周长相关的信息。以下，作为上述的实施例的修改，解释第七实施例。

与上述的实施例类似，假定在第一周的背景采样中以例如0.1mm的周期检测并获取1000个数据。在第七实施例中，甚至也可以在第二周的背景采样中以0.1mm的周期检测并获取1000个数据。在这种情况下，当获得实际周长时，I（X）被定义为：

周长测量单元111对于从X＝0到X＝100的所有X计算累加值I（X）。周长测量单元111确定计算的累加值I（X）中的最小值。并且，周长测量单元111提取给出最小I（X）的X，并且计算实际周长：

实际周长＝（X－50）*0.1+标称周长（mm）…（9）

图23示出第一周的波形数据的获取结果2301（图23）以及第二周的波形数据的获取结果2302、2303和2304（图23）。与上述的实施例类似，图23所示的第一周和第二周的波形数据被光学传感器104检测、被存储在RAM 103中并被获取。

图23的获取结果2302与本申请人假定的转动构件的实际周长最短的情况对应。获取结果2303与转动构件的实际周长具有标称值的情况对应。获取结果2304与转动构件的实际周长最长的情况对应。

如图23所示，当转动构件的实际周长比标称周长短时，给出最小I（X）的X取接近0的值。当转动构件的实际周长等于标称周长时，给出最小I（X）的X为50。当转动构件的实际周长比标称周长长时，给出最小I（X）的X取接近100的值。

即使参照图23描述的计算方法也可以使用给出最小I（X）的X以高精度获得转动构件的实际周长。

作为另一计算方法，周长测量单元111还可根据上述的基于标准偏差的式子以高精度获得实际周长：

xi＝V_第一周（i）－V_第二周（i+X）

根据式（10），周长测量单元111计算当X从X＝0到X＝100变化时的标准偏差σ（X）。周长测量单元111获得给出最小σ（X）的X，并且根据式（9）计算实际周长。

对于从X＝0到X＝100，样本数Xi从1000到900变化。通过使用给出最小σ（X）的X，可以以高精度获得实际周长。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种图像形成装置，所述图像形成装置具有被用于图像形成或承载打印材料的转动构件、和检测来自所述转动构件的光的检测器，所述装置包括：

获取单元，基于所述检测器的检测获取没有形成图像的所述转动构件的表面的第一波形数据，并且基于所述检测器的检测获取没有形成图像的所述转动构件的所述表面的第二波形数据，其中所述第二波形数据的检测是在转动构件从开始第一波形数据的检测起旋转一周之前开始的，并且包括所述第一波形数据的至少一部分；和

计算器，基于获取的第一波形数据和第二波形数据之间的匹配，计算与所述转动构件的周长相关的信息。

2.根据权利要求1的装置，其中，所述转动构件的所述表面是用于图像形成的图像形成表面。

3.根据权利要求1的装置，其中，

所述计算器包括提取单元，所述提取单元将所述第一波形数据设为基准波形数据，并且从所述第二波形数据提取在匹配处理中被确定为匹配所述基准波形数据的波形数据，以及

作为与所述转动构件的周长相关的信息，所述计算器计算与所述基准波形数据和被所述提取单元提取的波形数据之间的间隔对应的间隔信息。

4.根据权利要求3的装置，其中，与所述基准波形数据和被提取的波形数据之间的间隔对应的所述间隔信息表示被所述提取单元提取的波形数据对于预定基准的偏移。

5.根据权利要求1的装置，其中，

所述计算器包括提取单元，所述提取单元从长度等于所述第一波形数据的长度且通过将所述第二波形数据偏移不同偏移量而获得的多个第三波形数据中提取匹配所述第一波形数据的第三波形数据，以及

所述计算器基于被所述提取单元提取的第三波形数据的偏移量，计算与所述转动构件的周长相关的信息。

6.根据权利要求5的装置，其中，所述提取单元对于所述多个第三波形数据计算形成所述第一波形数据的值和形成所述第三波形数据的值之间的差值绝对值的累加值，并且提取与多个计算的累加值中的最小累加值对应的第三波形数据。

7.根据权利要求1的装置，其中，

所述第一波形数据与所述转动构件的所述表面的一部分的区间的采样对应，以及，

所述第二波形数据与比所述第一波形数据的区间长的区间的采样对应。

8.根据权利要求1的装置，还包括：

块图像形成单元，在所述转动构件上形成块图像以在图像形成中执行浓度校准控制；和

设定单元，根据所述浓度校准控制来设定图像形成条件，

其中，所述设定单元基于通过所述检测器得到的来自所述块图像的光量的检测结果、和计算的与所述转动构件的周长相关的信息，调整所述图像形成条件。

9.根据权利要求1的装置，其中，所述转动构件包含以下中的一种：作为图像载体的感光体、用作图像载体的中间转印构件、以及用作打印材料载体的转印构件。

10.根据权利要求1的装置，其中，所述第二波形数据是在开始检测之后与所述第一波形数据的采样时段对应的特定时段期间被采样的数据。

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