JP2009288350A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対向ローラ等の無端ベルトを駆動する駆動ローラに異物が付着している場合に、適確に動的装置特性を求める画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置は、対向ローラ上の異物情報を光学センサで判定し、異物情報がないと判定された場合は対向ローラにおける公称の周長を用いて中間転写ベルトのプロファイル検知を実行する。また、光学センサが異物情報を検知した場合は、対向ローラの周長を測定し、測定した対向ローラの周長を用いて中間転写ベルトのプロファイル検知を実行する。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式を用いた画像形成装置の高速化、高画質化が進められている。特に、カラー画像形成装置では、正確な色再現性や色味安定性が要求されるため、自動で画像濃度を制御する機能を有していることが一般的となっている。

画像濃度制御では、一般に、像担持体上に、作像条件を変えながら形成された複数の試験用トナー像（パッチ）を画像形成装置内に配備した画像濃度検知器で検知し、それをトナー付着量に換算し、その換算結果を基に最適な作像条件が決定される。

また、複数種類の作像条件に対してそれぞれの最適値を求めるため、複数種類の画像濃度制御を実行することも一般的に行われている。ここで、作像条件の種類としては、帯電電圧、露光強度及び現像電圧等の条件や、ハーフトーン画像を形成する際のホスト側からの入力信号を出力画像データへ変換する際のルックアップテーブル設定等がある。使用する環境の変化や各種消耗品の使用履歴などにより色味は変動するため、常に色味を安定させるために、定期的にこの画像濃度制御を実行する必要がある。

光学式画像濃度検知器における検知原理は、発光素子から照射された光に対するパッチや像担持体自体からの反射光を受光素子で取得し、その結果を基に、当該パッチのトナー付着量を演算するというものである。実際のトナー付着量への換算は、像担持体上にトナーが付着していない時の受光素子の出力と像担持体上にトナーが付着している時の受光素子の出力関係を基に実行される。

像担持体表面の反射率は、像担持体の位置によって異なる。よって、精度よくトナー付着量を演算するためには、像担持体上の同一の位置で、トナーの有り無しの出力を取得する必要がある。そこで、一般的には、トナーが付着していない時の受光素子の下地出力ＶＢを特定の位置で取得した後、像担持体を少なくとも１周させ、同一の位置にパッチを作成して、受光素子のパッチ出力ＶＰを取得する。このように、下地出力ＶＢは、像担持体の下地からの反射光に対応し、パッチ出力ＶＰはパッチからの反射光に対応している。なお、像担持体における同一の位置を特定するには、像担持体の周長を知る必要がある。なぜなら、像担持体上の特定位置が一周するのに要する時間は、周長を像担持体の周速度（プロセススピード）で除算すれば得られるからである。

しかし、像担持体の周長は、部品のバラツキ、画像形成装置の雰囲気環境などにより変化してしまう。即ち、周長を固定値として取り扱えば、位置の特定に誤差が生じてしまう。そこで、像担持体の周長に関わる情報を動的に測定する必要がある。

そして、中間転写方式を採用している画像形成装置において、中間転写体の表面にマークを貼り、そのマークからの反射光を光学式センサで受光することにより像担持体の周長を測定する手法が提案されている。当該マークは、中間転写体の像形成に使用される像形成面ではなく、長手方向の端部に設置される。

一方、特許文献１には、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラが５．２周する毎に中間転写ベルトが１周することに基づき、対向ローラ周期の偏心成分を求め、これから中間転写ベルトの厚みムラを反映した周期プロファイルを得る技術が提案されている。なお、対向ローラとは、光学センサに、被駆動ベルトを介して、対向して設けられていることからこのように呼ばれている。そして、特許文献１では、求めた周期プロファイルに基づいて正確な濃度検出を行なっている。このように、従来より、駆動ローラの影響を加味して、濃度特性などの経時要因や環境要因で変動し得る動的装置特性を求める技術が知られている。
特開２００２−２１４８５４号公報

しかしながら、従来技術においては、上述のように駆動ローラの偏心成分を加味しているとはいえ、以下に記載する問題がある。例えば、画像形成装置を長い間稼動させていくと、磨耗によるモールド削れかすや、転写ローラの削れかすが発生する。このような異物が対向ローラと像担持体の間へ混入し、対向ローラ上に異物が付着する場合がある。この場合に像担持体に光を照射し、その反射光を検知すると、対向ローラが１回転する毎にその影響が検出結果に現れてくる。

そして、対向ローラの異物付着は、被検出対象物からの光検出結果に大きく影響を及ぼし、これにより、適確な光検出結果、或いは当該光検出結果から演算される装置動的特性を適確に求めることができないという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、対向ローラ等の無端ベルトを駆動する駆動ローラに異物が付着している場合に、適確に動的装置特性を求める画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置として実現できる。本画像形成装置は、無端ベルト或いは無端ベルトの上に形成されたトナー像からの光を検出する検出手段と、駆動ローラに異物が付着しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により異物が付着していると判定した場合に、駆動ローラが１回転したときの無端ベルトの表面の移動量を決定するための第１決定方法であって、異物が付着している場合に対応した第１決定方法により移動量を決定し、判定手段により異物が付着していないと判定された場合に、移動量を決定するための第２決定方法であって、異物が付着していない場合に対応した第２決定方法により移動量を決定する決定手段と、決定手段により、第１決定方法又は第２決定方法で、決定された移動量に従う検出手段による検出結果に基づき画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段を有することを特徴とする。

本発明は、例えば、駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置として実現できる。本画像形成装置は、無端ベルトの表面から反射される反射光を検知する第１検知手段及び第２検知手段と、第１検知手段及び第２検知手段により検知された検知結果の各々について、駆動ローラに異物が付着しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により異物が付着していない検出結果が得られた検知手段により、無端ベルトの表面から反射される反射光を検知し、当該検知手段による検出結果に基づき画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段とを有することを特徴とする。

本発明は、例えば、駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置として実現できる。本画像形成装置は、無端ベルトの表面から反射される反射光を検知する第１検知手段及び第２検知手段と、第１検知手段及び第２検知手段により検知された検知結果の各々について、駆動ローラに異物が付着しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により異物が付着していない検出結果が得られた検知手段により、無端ベルトの表面から反射される反射光を検知し、当該検知手段による検出結果に基づき画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段とを有することを特徴とする。

本発明は、例えば、対向ローラ等の無端ベルトを駆動する駆動ローラに異物が付着している場合に、適確に動的装置特性を求める画像形成装置を提供できる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１の実施形態＞
まず、図１乃至図１５を参照して、第１の実施形態について説明する。本実施形態は、カラー画像形成装置に本発明を適用した事例である。なお、本発明は、モノクロ画像形成装置にも適用できる。画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリである。また、ここでは、一例として、中間転写方式について説明する。中間転写方式は、トナー画像をドラム状の像担持体に形成し、そのトナー像を中間転写体（中間転写ベルト）へ一次転写し、トナー像を中間転写体から記録材に二次転写する方式のことである。なお、記録材は、例えば、転写材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。

［画像形成装置システム］
図１は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。ここでは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）トナーに対応した４つの画像形成ステーションが設けられている。各画像形成ステーションの構成は、説明の便宜上、現像剤（トナー）の色を除いて共通であるものとする。

プロセスカートリッジ３２は、感光ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５及びクリーニングブレード６を備えている。これらプロセスカートリッジ（画像形成ステーション）３２で形成したそれぞれ色の異なるトナー像が、一次転写ローラ１４によって中間転写ベルト３１上に順次に一次転写される。中間転写ベルト３１は、像形成に使用される回転体の一例である。中間転写ベルト３１上に形成された多色画像は、記録材Ｓ上に二次転写ローラ３５によって二次転写される。記録材Ｓは、給紙ユニット１５から搬送されてくる。その後、定着器１８が記録材Ｓ上に多色画像を定着させる。なお、中間転写ベルト３１に残存しているトナーは、クリーナ３３によって回収される。

感光ドラム２は、繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体であり、予め決められた周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。プロセススピードは、例えば、１８０ｍｍ／ｓｅｃである。感光ドラム２は、一次帯電器３の一次帯電ローラにより予め決められた極性・電位に一様に帯電処理される。露光器４は、例えば、レーザダイオード、ポリゴンスキャナ、レンズ群、等を備え、感光ドラム２を画像露光する。これにより、感光ドラム２には、静電潜像が形成される。

次いで、現像器５により、像担持体に形成された静電潜像へトナーを付着させるための現像処理が行われる。現像器５の現像ローラは感光ドラム２に対して順方向に回転しながら、感光ドラム２に対して接触するように配設されている。

中間転写ベルト３１は、各感光ドラム２と接触しながら、感光ドラム２とほぼ同じ周速度をもって、駆動ローラ８の作用で回転駆動する。また、中間転写ベルト３１は、例えば、１０Ｅ８〜１０Ｅ１２Ωｃｍの体積固有抵抗率を持たせた厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成される。中間転写ベルト３１の像形成に使用される像形成面（以下、表面と称する。）は、例えば、黒色で反射率が比較的に大きいとする。中間転写ベルト３１は、ベルト製造時の公差（理想寸法値に対して±１．０ｍｍ程度）や、使用環境の温度・湿度による変動（１５℃１０％環境〜３０℃８０％環境で約５ｍｍ程度変動する）で伸び縮みする。しかし、テンションローラ１０により張架されている為、中間転写ベルト３１は、周長が変動したとしても、正常に回転移動出来る。

一次転写ローラ１４は、例えば、１０Ｅ７〜１０Ｅ９Ωに抵抗調整されたソリッドゴムローラである。なお、一次転写後に感光ドラム２上に残留する残トナーは、クリーニングブレード６によって除去回収される。

給紙ユニット１５から給紙された記録材Ｓは、予め決められたタイミングにて駆動回転するレジストローラ対１７によって、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５のニップ部に向けて給送される。続いて、二次転写ローラ３５に印加した高圧による静電気の作用で、中間転写ベルト３１上のトナー画像が記録材Ｓに転写される。

［画像形成装置の制御構成］
図２は、第１の実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された各種制御プログラムに基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用い画像形成装置の各部を制御する。ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラム、各種データ、テーブルなどが格納されている。ＲＡＭ１０３にはプログラムロード領域、ＣＰＵ１０１の作業領域、各種データの格納領域などが確保される。なお、図２中のＣＰＵ１０１には、特に特徴的機能として、周長測定部１１１及び濃度制御部１１２が含まれている。

駆動制御部１０８は、ＣＰＵ１０１からの命令にしたがって、感光ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５、中間転写ベルト３１を駆動するためのモータや、帯電バイアスや現像バイアスなどを制御する。

不揮発メモリ１０９は、画像濃度制御実行時の光量設定データや中間転写ベルト３１の周長の情報など、各種データを保存する記憶装置である。

周長測定部１１１は、光学センサ１０４により中間転写ベルト３１から取得されたデータに基づいて、中間転写ベルト３１の周長を測定する。周長測定部１１１は、回転体の実周長に関わる情報を求める上での演算手段の一例である。ここで、実周長に関わる情報とは、回転体が回転している中で、ある時間のある位置と同一の位置をある時間後に特定／検出する上で必要となってくる、何かしらの原因で変動する回転体の周長を把握する為の情報を意味する。例えば、回転体の公称（製造公差や環境変動がない場合の理想寸法値）の周長から経時変化により伸縮した長さ（後述するＸ_{プロファイル結果}）や、回転体の１周分の実周長情報（後述の式３で表される実周長）がこれに相当する。また、情報の実体として、時間を表すデジタルデータ（カウント値）であっても良いし、長さを表すデジタルデータ（カウント値）であっても良い。

濃度制御部１１２は、光学センサ１０４を用いて取得した濃度制御を行うためのパッチ画像からの反射光量と、求められた中間転写ベルト３１の実周長に関わる情報とを用いて像形成条件を調整する。

また、本実施形態では、ＣＰＵ１０１で周長測定や濃度制御を実行する例を説明する。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）やＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）が画像形成装置に実装されている場合には、これらに周長測定や濃度制御の処理の一部或いは全てを実行させても良い。ここで、ＳＯＣとは、ＣＰＵとＡＳＩＣを一体化して同一パッケージに設けたチップを示す。このように、周長測定や濃度制御をＡＳＩＣで実行すればＣＰＵ１０１の処理負荷を低減させることができる。

［光学センサ］
図３は、光学センサ１０４の一例を示す図である。光学センサ１０４は、ＬＥＤなどの発光素子３０１、フォトダイオード等のふたつの受光素子３０２、３０３及びホルダーを備えている。発光素子３０１は、例えば、中間転写ベルト３１上のパッチや下地に赤外光（波長９５０ｎｍ）を照射する。受光素子３０２、３０３は、そこからの反射光量を測定する。ＣＰＵ１０１の濃度制御部１１２は、光学センサ１０４によって得られた反射光量に基づいてトナー付着量を演算する。

パッチや下地からの反射光には正反射成分と乱反射成分が含まれている。受光素子３０２は、正反射成分と乱反射成分の両方を検出し、受光素子３０３は、乱反射成分のみを検出する。中間転写ベルト３１上にトナーが付着すると、トナーによって光が遮断されるため、正反射光は減少する、即ち、受光素子３０２の出力は低下する。

一方、本実施形態で使用した９５０ｎｍの赤外光を、黒トナーは吸収し、イエロー、マゼンタ、シアントナーは乱反射させる。よって、中間転写ベルト３１上のトナー付着量が増大すると、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては、受光素子３０３の出力が大きくなる。なお、受光素子３０２も、トナー付着量が増大したことによる影響を受ける。即ち、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては、トナーで中間転写ベルト３１を完全に遮断しても、受光素子３０２の出力はゼロにはならない。

本実施形態において、発光素子３０１の照射角度を１５°、受光素子３０２の受光角度を１５°、受光素子３０３の受光角度を４５°に設定してある。これらの角度は、中間転写ベルト３１の垂線と光軸とのなす角度である。なお、受光素子３０２のアパーチャ径（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、受光素子３０３のアパーチャ径よりも小さくしてある。これは、乱反射成分の影響をできるだけ小さくするためである。例えば、発光素子３０１のアパーチャ径は０．９ｍｍ、受光素子３０２のアパーチャ径は、１．５ｍｍ、受光素子３０３のアパーチャ径は、２．９ｍｍである。なお、発光素子４０ａのアパーチャ径を小さくしたのは、この発光素子４０ａを濃度制御用のパッチ画像、及び位置ずれ検出用マークの検出の双方で共有する上で、位置ずれ検出用マークの検出を正確に行なうことを重きをおいたからである。従って、発光素子４０ａの発光に対する反射光を検出する上で、比較的、局所的な濃度変動をも敏感に検出することができるのである。

以上の説明が光学センサ１０４の代表的なものであるが、その他、照射光に赤外線を用いるものなど、既に知られている様々な方式のセンサを光学センサ１０４に適用できることは当業者であれば明らかであろう。

［画像濃度制御の必要性］
画像形成装置１００では、中間転写ベルト３１の対向部に光学検知手段としての光学センサ１０４が配置される。一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置では、消耗品の交換、環境の変化（温度、湿度、装置の劣化など）、印刷枚数等の諸条件によって、各ユニットや記録材の電気特性やトナーに対する付着力が変化する。特性の変化は、画像濃度の変動、色再現性の変化として顕在化する。即ち、この変動により、本来の正しい色再現性が得られなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、常に正確な色再現性が得られるようにするため、非画像形成状態において、作像条件を変えながら、複数のパッチ（トナー像）を試験的に形成し、それらの濃度を光学センサ１０４で検知する。なお、ここでの非画像形成状態とは、通常のユーザが作成したドキュメント等を画像形成していない状態を指す。そして、その検知結果を基に、濃度制御部１１２が画像濃度制御を実行する。画像濃度に影響を与える因子としては、帯電バイアス、現像バイアス、露光強度、ルックアップテーブル等がある。本実施形態では、ルックアップテーブルの補正により像形成条件を調整する例を説明する。画像濃度制御の具体的な動作については後述する。

［実周長に関わる情報の測定の必要性］
図４は、中間転写ベルト上の複数の位置における下地出力の変動とパッチ出力の変動とを例示した図である。各パッチは、同一のハーフトーン濃度で形成されたトナー像である。下地出力は、中間転写ベルトにパッチが形成されていないときに受光素子３０２によって検出された反射光の光量である。また、パッチ出力は、中間転写ベルトに形成されたパッチについて受光素子３０２によって検出された反射光の光量である。図４が示すように、受光素子３０２の出力は、本実施形態の像担持体（回転体）である中間転写ベルト３１の表面反射率の影響を受ける。そのため、同一の濃度でパッチを形成したにもかかわらず、パッチ出力の値が異なっている。受光素子３０３に関しても同様である。

中間転写ベルト３１の下地の反射率の影響を受けた状態で画像濃度制御を実行すると、印刷したハーフトーンの濃度データと受光素子３０２、３０３の出力との相関が小さくなる。よって、画像濃度制御の精度が低下してしまう。中間転写ベルト３１表面の反射率の影響をキャンセルするには、中間転写ベルト３１における同一の位置でのトナー有り無しに対応した受光素子３０２、３０３の反射光を測定する必要がある。中間転写ベルト３１の表面（下地）の反射率の影響をキャンセルする演算手法に関しては後述する。

一方で、中間転写ベルト３１は、製造公差、環境や通紙耐久（装置の長時間稼動）により周長が変動してしまう。中間転写ベルト３１の同一位置でトナー有り無しのそれぞれに対応した反射光を測定するためには、中間転写ベルト３１の周長を正確に把握する必要がある。伸縮後の周長や、どれだけ中間転写ベルトが伸縮したかを測定できれば、伸縮後の周長或いは伸縮量と、プロセススピードと、に基づき任意の位置が１周する時間を演算できる。演算された任意の位置が１周する時間は、中間転写ベルト３１の上の任意の位置が光学センサ１０４の検知点を通過する周期に相当する。よって、中間転写ベルト３１の周期をタイマーにて計時すれば、タイマーのカウント値が中間転写ベルト上の絶対位置を示すことになる。なお、本実施形態における周長測定の詳細な仕組みに関しては後述する。また、本実施形態における任意の位置とは、例えば複数の計測可能開始タイミングが予め定められており、計測開始の指示入力から、最も近い計測開始タイミングが到来した時に計測開始する場合の位置も含む。以下の説明において、「任意の位置」や、「任意のタイミング」なる、言葉を用いて説明を行なうが、今説明したような場合も、意味として含むものとする。また、上で説明した中間転写ベルト３１のように周長のように、経時的或いは経年的要因や、温度或いは湿度のような環境要因で変動し得る、画像形成装置の特性を動的装置特性と以下では呼ぶ。

［画像濃度制御］
次に、本実施形態における画像濃度制御の具体例について図５、図６を用いて説明する。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１０１によってＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムがＲＡＭ１０３にロードされて実行される。

図５は、第１の実施形態に係る画像濃度制御の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５０１で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の回転動作を開始する。ステップＳ５０１と並行したステップＳ５０２で、濃度制御部１１２は、不揮発メモリ１０９に格納された画像濃度制御実行時の光量設定で、光学センサ１０４を発光させる。

ステップＳ５０３で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１を２周させるよう駆動制御部１０８に命令する。駆動制御部１０８は、中間転写ベルト３１の駆動モータを制御して、中間転写ベルト３１を２週させる。これにより、中間転写ベルト３１上に付着したトナーがクリーナ３３の作用で、除去される。ステップＳ５０３と並行したステップＳ５０４で、濃度制御部１１２は、受光素子３０２、３０３からの出力信号を監視し、光学センサ１０４の発光が安定するまで待機する。発光が安定したことを確認すると、ステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０５で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１自体（即ち下地）からの反射光について受光素子３０２、３０３からの反射光信号Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。反射光信号Ｂｂは、受光素子３０２から出力された下地出力に対応している。また、反射光信号Ｂｃは、受光素子３０３から出力された下地出力に対応している。

ステップＳ５０６で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１上に形成された低濃度から高濃度に至る各階調に対応したパッチ画像からの反射光信号Ｐｂ、Ｐｃを取得する。反射光信号Ｐｂは、受光素子３０２から出力されたパッチ出力に対応している。また、反射光信号Ｐｃは、受光素子３０３から出力されたパッチ出力に対応している。具体的に説明すると、まず、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１がさらに１周回転するまで待機する。その後、濃度制御部１１２は、色毎のパッチ画像（図６）を形成するよう、各画像形成ステーションを制御する。なお、反射光信号Ｐｂ、Ｐｃは、パッチ画像の中央部において反射された反射光に対応している。

図６は、発光タイミング、中間転写ベルトの回転タイミング及びパッチ画像の形成タイミングの一例を示した図である。発光素子の安定するまでの待機時間に中間転写ベルトのクリーニングが実行される。その後、下地出力が検出され、続いて、パッチ出力が検出される。パッチ画像は、各画像形成ステーションごとに、単色で形成される。ただし、各色のパッチ画像は濃度（画像形成条件）が異なっている。

なお、ステップＳ５０５とＳ５０６では、中間転写ベルト３１上の同一位置で下地出力とパッチ出力とが取得されるよう、制御される。このような位置の制御は、上述したように、周長を用いたタイミング制御によって実現される。即ち、濃度制御部１１２は、任意の位置で下地を出力した時刻（タイミング）から、周長測定部１１１によって得られた周長に相当する時間が経過した時刻（タイミング）にパッチ出力を取得する。これによって、同一の位置で取得された下地出力とパッチ出力とを対応付けることができる。なお、時刻は、時計の時刻である必要は無く、タイマーによるカウント値で十分である。このように、濃度制御部１１２や周長測定部１１１は、回転体の周長の情報を用いて、回転体上における同一の位置を特定するよう機能する。

受光素子３０２、３０３による反射光信号Ｐｂ、Ｐｃの取得がすべて完了すると、ステップＳ５１１に進み、濃度制御部１１２は、光学センサ１０４の発光素子３０１を消灯させる。

ここで、上述のステップＳ５０５及びステップＳ５０６について図７を用いて詳細に説明する。図７は、下地の濃度とパッチ画像の濃度のサンプリングを説明する図である。本実施形態における画像濃度制御では、中間転写ベルト３１上の同一箇所で下地とパッチ画像からの反射光を表す信号を取得するため、以下の手法を用いている。

まず、１周目の下地サンプリングを開始する際に、タイマーを起動させる。以後、起動されたタイマー値（カウント値又は時間）を基準にし、ＲＯＭ１０２に予め記憶された所定のタイミングにて中間転写ベルト３１の下地信号をサンプリングする。

次に、周長測定にて測定された実周長に関わる情報に基づいて、中間転写ベルト３１が１周する時間を監視する。具体的には、１周目の下地サンプリング開始から、中間転写ベルト３１が１周する時間が経過するのをもって、２周目のパッチ画像形成及びパッチのサンプリングを開始する。なお、中間転写ベルト３１が１周する時間が経過したか否かは、サンプリング開始と共に起動されたタイマー値を監視することで特定することができる。ここで、２周目のサンプリングについて、さらに具体的に説明する。例えば、求められた周長測定結果が公称値（製造公差や環境変動がない場合の理想寸法値）より１．０ｍｍ周長が長く検出された場合は、予め規定されたパッチ画像の書き出し時間及びサンプリング開始時間を１．０ｍｍ分だけ遅らせる。以上の制御を行うことで、下地とパッチの位置を合わせることができる。そして、２周目のサンプリングについても、１周目と同様に、起動されたタイマー値（カウント値或いは時間）を基準とし、ＲＯＭ１０２により予め決められたタイミングでパッチ画像の信号を取得する。

後述にて詳しく説明を行なうが、本発明は、例えばこの画像濃度制御を行なう際に、正確な値が必要となる中間転写ベルト３１の変動し得る周長について、周長を求める為の情報を、低コスト且つダウンタイムを短縮して求めることを特徴とする。

図５の説明に戻る。また、ステップＳ５１１と並行したステップＳ５０７で、濃度制御部１１２は、取得した各階調に対応したパッチ画像の検出結果であるパッチ出力及び対応する下地出力に基づきトナー付着相当量を算出する。トナー付着相当量は、概ね、中間転写ベルト上に付着したトナーの付着量（トナー付着量）の逆数になっている。なお、換算方法は、種々のものが考えられる。

例えば、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｐｂ、Ｐｃを用いて、以下のような式で演算することが可能である。

トナー付着相当量＝（Ｐｂ−α＊（Ｐｃ−Ｂｃ））／Ｂｂ ・・・（式１）
ここで、αは定数であり、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９に格納されているか、これらに格納されているデータから演算された値であってもよい。αは、機種ごとに異なる可能性があるため、実験やシミュレーションによって定められよう。

上述したように、トナー付着相当量の値が小さくなるほど、実際にはトナー付着量が多くなる。これは、トナー濃度が濃いと反射光が少なくなるためである。式１の分子であるＢｂは、パッチ画像に光を照射した際に受光素子３０２によって受光される正味の正反射光（乱反射成分を差し引いたもの）を意味している。さらに、このトナー付着相当量は、ＲＯＭ１０２に内蔵してあるテーブル（図８）を用いて、トナー付着量や実際に紙へ印刷した際の実際の画像濃度に換算可能である。

図８は、トナー付着相当量と画像濃度との関係、及びトナー付着相当量とトナー付着量との関係を保持したテーブルの一例を示す図である。このテーブルを用いれば、演算されたトナー付着相当量を、さらに、トナー付着量や画像濃度へ換算できる。

ステップＳ５０８で、濃度制御部１１２は、各色において、各階調の検出結果のトナー付着相当量或いはトナー付着量又は画像濃度への換算結果が、本来の各諧調に対応した値となるよう、動的装置特性であるルックアップテーブルを更新する。このルックアップテーブルの更新により、記録材に設定通りの画像濃度を形成することが可能となる。

このように、濃度制御部１１２は、各下地データと各パッチの検出結果に基づき、形成される画像の濃度制御を実行する手段の一例である。なお、各下地データは、回転体上における任意の位置を起点とした回転体の全周にわたる回転体の下地からの反射光のデータである。また、各現像剤像データは、各下地データが取得された位置と同一の位置に別の周回において形成された各現像剤像からの反射光のデータである。

ステップＳ５０７と並行したステップＳ５０９で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１上に形成したパッチ画像をクリーニングするよう駆動制御部１０８に命令する。このクリーニングは中間転写ベルト３１の２周分行なわれる。クリーニングが完了すると、ステップＳ５１０で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の回転を停止するよう駆動制御部１０８に指示する。

［周長に関わる情報の測定手法の詳細］
次に、本実施形態における周長測定方式の詳細な説明を行う。本実施形態では、動的装置特定の測定対象の一例として中間転写ベルト３１の周長を測定する。図９は、第１の実施形態における中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１０１によってＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムがＲＡＭ１０３にロードされて実行される。

まず、ステップＳ９０１で、ＣＰＵ１０１の周長測定部１１１は、周長測定を行うべきか否かを判定する。この周長測定を行なうか否かの判定条件としては、以下のようなが例ある。これは画像濃度制御を行なうか否かの判定に相当する。
・前回の周長測定時からの通紙枚数が所定枚数以上である場合。
・前回の周長測定時の環境から所定値以上の環境パラメータ変動がある場合。
・最後のプリントジョブからの放置時間が所定時間以上の場合。
・プロセスカートリッジが交換された場合。

次に、ステップＳ９０２で、周長測定部１１１は、中間転写ベルト３１を駆動するよう駆動制御部１０８に命令する。これにより、中間転写ベルト３１の駆動が開始される。

ステップＳ９０３で、周長測定部１１１は、光学センサ１０４の発光素子３０１を画像濃度制御時と同等の光量で発光させる。発光素子３０１から出力された光は、下地で反射され、その反射光が受光素子３０２によって受光される。受光素子３０２は、反射光の光量に応じて信号を出力する。

ステップＳ９０４で、周長測定部１１１は、受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、中間転写ベルト３１の下地波形のサンプリングを実行する。具体的には、周長測定部１１１は、受光素子３０２で中間転写ベルト３１からの反射光成分を受光することで検出し、受光に応じた信号をＲＡＭ１０３に記憶させることでサンプリングを実行する。なお、本ステップのサンプリングは、光学センサ１０４の対向ローラである駆動ローラ８（以下、対向ローラと称する。）に起因する異物が存在するか否かを判別するためのものである。ここでのサンプリング領域は、少なくとも「対向ローラの公称の周長＋対向ローラ外径最大変動分」であればよい。

また、ここでいうサンプリング領域とは、サンプリング中に発光素子３０１により光が照射される部分の、サンプリング対象物の移動方向への移動距離を示す。また、本実施形態の画像形成装置によれば、対向ローラの公称の周長は９２．０ｍｍであり、最大変動分は±１．０ｍｍ（±１．２％）である。さらに、サンプリング間隔は、０．１ｍｍ間隔にて実施する。もちろん、対向ローラの公称の周長及び最大変動分は、適宜、画像形成装置の用途等に応じて、適当な値を採用することができ、ここでの数値に限定されるわけではない。

そして、ステップＳ９０５にて、周長測定部１１１は、ステップＳ９０４の取得結果に基づき、光学センサ１０４直下の対向ローラ上に異物が付着しているか否かを判定する。後述にて詳しく説明するが、図９のフローチャートによれば、対向ローラが１回転したときの中間転写ベルト３１の表面の移動量を決定するため方法を、異物付着有無の判定結果に応じて適切に切り分ける。そして、これら切り分けられる方法のことを、第１決定方法、第２決定方法と称呼し、区別することとする。

ここで、ステップＳ９０４での判定処理について詳しく説明する。まずステップＳ９０４で受光素子３０２のサンプリング結果の平均出力値を算出する。続いて、周長測定部１１１は、ステップＳ９０４でのサンプリング値の最大値及び最小値を求める。そして、Ｓ９０４でのサンプリング結果の平均値と、求められた最大値及び最小値の何れかの差分が一定の閾値を超えていた場合は、対向ローラ上に異物が存在すると判定する。異物が存在すると判定した場合、後述するステップＳ９０６の対向ローラが１回転する間に中間転写ベルト３１の表面が移動する移動量の測定を実施する。なお、この対向ローラが１回転する間に中間転写ベルト３１の表面が移動する移動量のことを、以下ではＡＢＳＭと略して説明を行なっていく。したがって、このＡＢＳＭは、対向ローラの周長に相当する。ＡＢＳＭは、Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ Ｂｅｌｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｏｎｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｃｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒの内、Ａｍｏｕｎｔ、Ｂｅｌｔ、Ｓｕｒｆａｃｅ、Ｍｏｖｅｍｅｎｔの頭文字から取ったものである。

一方、ステップＳ９０４でのサンプリング値の最大値及び最小値の何れかと、サンプリング結果の平均値との差分が一定の閾値を超えていない場合、周長測定部１１１は、対向ローラ上に異物が存在しないと判定し、ステップＳ９０８の処理を実行する。ここで、対向ローラ補正とは、対向ローラによる光学センサ検出結果への影響をキャンセルする処理を示す。なお、本実施形態の画像形成装置では、異物判定の閾値を０．３Ｖに設定するが、異物が対向ローラと中間転写ベルト３１の間に存在した場合に、その異物がどれほどの信号の大きさになるかによって適当な値を設定すればよい。

ステップＳ９０６では、周長測定部１１１は、ステップＳ９０４でサンプリングした中間転写ベルト３１の下地波形の信号から、異物の影響がある信号（異物情報）を抽出し、当該異物情報に基づきＡＢＳＭ測定を実施する。本実施形態において周期測定は、検出精度を向上させるため、中間転写ベルト３１が約２周回転する間において実行される。図１に示すカラー画像形成装置では、中間転写ベルト３１が約２周する間に、対向ローラが１７回転する。したがって、ステップＳ９０６では、対向ローラの１７回転分の周期測定を行なう。

ここで、図１０を参照して、ＡＢＳＭ測定について説明する。図１０は、第１の実施形態に係る対向ローラに付着した異物を判定する図である。図１０において、横軸は対向ローラが回転する時間（タイマ値：ｔｉ）を示し、縦軸は光学センサ１０４の出力を示す。さらに、図１０に示す特異点（白丸）とは、センサ出力が異物判定閾値を超えた時のサンプリング点を示す。

図１０に示すように、まずＡＢＳＭ（対向ローラ１回転当たりのベルト表面移動量）の公称値ごとに、異物判定の閾値を超えた時のタイマ値ｔｉ（ｉは各領域の番号１，２，…１７）をＲＡＭに記録する。ここで、１７は、中間転写ベルト３１が約２周する間の対向ローラの回転数を示す。このとき、一つの領域内に複数の異物閾値を超えるものが検出された場合は、領域内で最後に検出されたタイマ値のみをＲＡＭに保存する。

次に、隣接する領域間で得られた異物判定閾値を超えた時間の差分を算出する。このとき対向ローラは１７周分回転しているので、図１１で示すように各領域間の時間の差分値は合計１６データ分算出される。図１１は、第１の実施形態に係る対向ローラの周長の測定方法を説明する図である。図１１において、横軸は対向ローラの周長（つまり、ＡＢＳＭ）を示し、縦軸は図１０の隣接する領域間で得られる差分値のポイントを示す。例えば、ポイント６では、図１０に示すｔ７及びｔ８のタイマ値の差分となる。

各時間の差分値にプロセススピードを掛けることにより求められた対向ローラの周長に対して、多数決を行うことにより対向ローラの周長（つまり、ＡＢＳＭ）を決定する。このようにＡＢＳＭの決定においては、多数決方式を採用することで、誤ったサンプリングデータを除いて、対向ローラの周長を算出することが可能となる。また、サンプリングデータの小数点を細かくすれば、全ての異物判定の閾値を超えたデータが異なる可能性もある。この場合には、ある一定の範囲に含まれるデータを対象にそれらのデータを平均化すればよい。なお、本実施形態では、ＡＢＳＭの測定精度を確保するために、ＡＢＳＭ測定で対向ローラを１７周分回転（複数回回転）させたが、必ずしも１７周分回転させる必要はなく、数回転程度でもよい。

また、差分タイマ値がＡＢＳＭとして想定される値より外れている場合は、「範囲外」としてカウントする。本実施形態の画像形成装置では、対向ローラの外径変動分は±１ｍｍであるため、タイマ値の差分データにプロセススピードをかけることにより得られるＡＢＳＭが９１ｍｍ〜９３ｍｍの範囲内に入っていない場合は、「範囲外」としてカウントする。

なお、本実施形態の画像形成装置において、中間転写ベルト３１の公称の周長値は７９１．７ｍｍであり、プロセススピードは１８０ｍｍ／ｓｅｃであるため、ステップＳ９０６のＡＢＳＭ測定には約９秒程度時間を要する。従って、なるべく、ＡＢＳＭを更新する必要性が低い場合には、ＡＢＳＭ測定を省略したほうが、画像形成装置のダウンタイムを短縮でき、ユーザに使い勝手がよくなる。

図９の説明に戻る。ステップＳ９０７において、周長測定部１１１は、ステップＳ９０６で測定したＡＢＳＭを用いて、対向ローラの影響をキャンセルする。一方、ステップＳ９０５で対向ローラ上に異物が付着していないと判定された場合は、周長測定部１１１は、ステップＳ９０８でメモリに予め記憶された対向ローラの公称の周長値を用いて対向ローラの影響をキャンセルする。そして、先に説明したステップＳ９０６における、対向ローラ周長を決定する為の方法を第一決定方法と称し、この対向ローラの周長をメモリから読み出して決定する方法を第２決定方法と称し区別することができる。

ここで、図１２を参照して、対向ローラにおける周長の変動をキャンセルする演算手法について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る対向ローラの影響をキャンセルする処理を説明する図である。図１２に示すように、ステップＳ９０９では、対向ローラの異物成分を抽出するため、任意のタイミングで対向ローラ３回転分のサンプリングを行う。ここで、ＡＢＳＭは、先のＳ９０７で求めた周期をＡＢＳＭとして、サンプリングは０．１ｍｍ間隔で実施し、各位相ごとに３回転分の平均化処理を行う。

次に、ステップＳ９１０において、周長測定部１１１は、ステップＳ９０９の対向ローラ補正用データのサンプリングを終了すると、引き続き受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、中間転写ベルト３１の１周目のサンプリングを実行する。なお、対向ローラ補正要データのサンプリングを周長し、引き続き中間転写ベルト３１の１周目のサンプリングを実行すると、例えば最初のサンプリング点を、対向ローラの最初のサンプリング点の位相と一致することになる。従って、どれだけ中間転写ベルト３１が移動したかを管理すれば、ステップＳ９０７で対抗ローラの周長を求めているので、新たにサンプリングしたデータが対向ローラのどの位相に対応するかを特定することができる。なお、この中間転写ベルト３１がどれだけ移動したかは、中間転写ベルト３１の移動速度が一定なので、経過時間やサンプリング数などで管理することができる。このように引き続き中間転写ベルト３１の１周目のサンプリングを継続することで、後述の数式（２）、数式（３）を演算できるのである。

このステップＳ９１０のサンプリングは、中間転写ベルト３１の周長を測定するために用いられる。各サンプリングポイントにおける反射光出力値は１周目の波形プロファイル（第１波形データ）としてＲＡＭ１０３に格納される。即ち、周長測定部１１１は、パターンを波形プロファイルとして取得する取得手段の一例である。また後述で説明するが、この周長測定部１１は、波形プロファイルを複数回取得するので、夫々のタイミングでの取得を第１取得、第２取得などと呼ぶこともできる。なお、１周目の波形プロファイルは、任意の位置からサンプリングが開始されるため、回転体上の任意の区間における反射光の任意プロファイルといえよう。以下の説明においては、波形プロファイルという言葉を用いて説明を行なうが、波形プロファイルとは計測された波形データの特性又は特徴を意味する。また、周長測定部１１１は、第１取得手段の一例である。

このサンプリングは、例えば、０．１ｍｍ周期で、１０００データを取得する。これは、１００ｍｍに相当する。公称の周長が約８００ｍｍであることを考慮すると、１００ｍｍは、全体の約１／８の長さとなる。なお、１周目の測定開始タイミングは、任意のタイミングである。即ち、従来のように、特定のマークが検知点に到来するまで、中間転写ベルトを回転させる必要がない。これは、ダウンタイムの短縮に繋がる。また、このサンプリングでは、中間転写ベルト３１の１周分のデータを取得する必要はなく、全体の約１／８の長さのデータを取得するだけでよいため、取得したデータを格納するためのメモリ消費量を低減させることができる。

図１３は、各サンプリングポイントと反射光出力値の関係の一例を示す図である。図１３によれば、１周目の波形プロファイルと、２周目の波形プロファイルとが示されている。２周目の波形プロファイルに含まれるサンプル値が１周目の波形プロファイルに含まれるサンプル値よりも多いのは、ずらし領域が存在するからである。ずらし領域は、公称の周長に対するずらし量を求めるために設けられたマージンである。ずらし領域は、中間転写ベルト３１の周長変動量（伸縮特性）の最大値である最大周長変動分を考慮して決定される。

周長測定部１１１は、１周目の波形データの検出タイミングを基準に（例えばサンプリングの開始と同時に）２周目のサンプリング開始タイミングを決定するためのタイマーを起動させる。２周目の波形データのサンプリングは、１周目、２周目の波形データのうち、何れか一方の波形データの像形成面の区間が、他方の波形データに対応する像形成面の区間に含まれるように、行なわれる。言い換えれば、周長測定部１１１がＲＡＭ１０３から２つの波形データを取得した場合、一方の波形データに対応する像形成面での区間が、他方の像形成面での区間に包含されていることになる。従って、１周目の波形データの検出タイミングを基準として、中間転写ベルト３１が１周長だけ回転する為に必要な予め定められた基準時間から所定時間調整されたタイミングで２周目の波形データのサンプリングが行なわれ、それがＲＡＭ１０３に格納される。そして、図９の場合では、タイマーには、公称の１周長から最大周長変動分の半分の値を差し引いて得られた値が設定される。なお、タイマーを設定する際に公称の１周長から差し引かれる値は、最大周長変動分の半分の値に限定されることはない。計測エラーが頻繁に出ない程度であれば、所定の値を設定するようにしても良い。そして、タイマーに従ったタイミングが到来すると、ステップＳ９１１に進む。

また、図１３に示されるように、ＲＡＭ１０３から取得される波形データは、回転体としての中間転写ベルト３１の一部の区間に対応するものであり、サンプリングにおいてＲＡＭ１０３に格納すべきデータ量を少なくでき、メモリ使用量を抑えることができる。

ステップＳ９１１にて、周長測定部１１１は、受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、２周目のサンプリングを実行する。ここでは、２周目のサンプリング数は、１周目のサンプリング数よりも多く長い検出時間に対応したものとなっている。この一方の波形データが他方の波形データよりも長いサンプリング時間（検出時間）に対応したものとするのは、公称の周長に対するズレ量（ずらし量）を考慮しているからである。なお、ステップＳ９１１で２周目のサンプリングを実行するときに、各々のサンプリング点が、ステップＳ９０９でサンプリングされた対向ローラの位相のどの位相に該当するかが特定されている。先にも説明したように、ステップＳ９０７で求められた対抗ローラの周長と、どれだけ中間転写ベルト３１が移動したかとに基づき、新たにサンプリングしたデータが対向ローラのどの位相に対応するかを特定することができる。

図１４は、１周目のサンプリング開始タイミングｔ１から２周目のサンプリング終了タイミングｔ６を説明するための図である。なお、ｔ１は、１周目のサンプリング開始タイミング（第１タイミング）を示している。ｔ２は１周目のサンプリング終了タイミング、ｔ３は２周目のサンプリング開始タイミング（第２タイミング）を示している。また、ｔ４はｔ１を起点として公称の周長に対応したタイミング、ｔ５は周長の伸び量が最大となったときのタイミングである。

ｔ１からｔ２までの時間は、１周目のサンプリング期間（第１期間）を示す。また、ｔ３からｔ６までの時間は、２周目のサンプリング期間（第２期間）を示す。

ｔ１からｔ３までの時間は、中間転写ベルト３１の周長が変動により最短となる場合に、中間転写ベルトが１周するのに必要となる最短時間に相当する。即ち、ｔ１からｔ３までの時間は、中間転写ベルトの公称の周長から、最大周長変動分の半分を差し引いた長さをプロセススピードで除算することで得られた時間である。これは１周目のサンプリング開始点が２周目の波形プロファイルを取得した区間に含まれるようにすることを目的としている。従って、多少余分にサンプリングを行なうのであれば、ｔ１からｔ３までの時間を更に短くしても良い。

また、ｔ１からｔ４までの時間は、中間転写ベルト３１の公称の周長をプロセススピードで除算することで得られる時間である。即ち、ｔ１からｔ４までの時間は、中間転写ベルト３１が公称の周長である場合の１回転するために必要となる基準時間を示す。

２周目のサンプリング間隔は、１周目と同様に０．１ｍｍ間隔である。ただし、２周目のサンプリング数は１周目のサンプリング数よりもずらし量の分だけ多い。１周目のサンプリング数が１０００ポイントで、ずらし量が１００ポイントであれば、２周目のサンプリング数は１１００ポイントとなる。ここでは、最大周長変動分を１０ｍｍとしている。２周目の波形プロファイル（第２波形データ）もＲＡＭ１０３に格納される。各サンプリングポイントと反射光出力値との関係は、図１３に示したとおりである。

なお、図９のフローチャートでは、サンプリングしたデータの全てを波形データとして取り扱うよう説明するが、これに限定されるものでない。要は、後述のパターンマッチング演算の為のデータを取得できれば良く、例えば、サンプリングを、上述した開始及び又は終了タイミングに対して余分に行い、その中から、パターンマッチング演算に必要な２つの波形データをメモリから取得してもよい。以下の説明では、好適な場合として、パターンマッチング演算に用いる分のみのサンプリングを行なう例を説明する。

１周目及び２周目のサンプリング終了後、ステップＳ９１２で、周長測定部１１１は、ステップＳ９１３で１周目と２周目の差分絶対値の積算を演算するための前処理を実行する。具体的には、周長測定部１１１は、ずらし量を示す変数Ｘをゼロに初期化する。なお、周長測定部１１１は、２周目の波形プロファイルの中でそれぞれ異なるずらし量だけずらされてなる１周目の波形プロファイルと同じ長さの複数の波形プロファイル（第３波形データ）と、１周目の波形プロファイルとを後述のように比較する。即ち、第３波形データは、１周目の波形プロファイルが取得された区間の開始位置を起点として公称の１周長に基づく基準位置からそれぞれ異なるずらし量でずらされた複数の区間における反射光の比較プロファイルといえる。

さらに、ステップＳ９１２の前処理において、周長測定部１１１は、ステップＳ９１０、ステップＳ９１１でサンプリングした結果に対して、１周目のサンプリング時に測定した結果から該当する位相成分毎の成分を減算する。これにより、異物付着及び対向ローラの周長（ＡＢＳＭ）の変動による影響を適確にキャンセルすることができる。対向ローラの影響をキャンセルした後のサンプリングデータは以下の数式（２）で表される。

Ｖ’１周目（ｉ）：ポイントｉにおける対向ローラの影響をキャンセルした後の光学センサ１０４が受光した反射光出力値。
Ｖ１周目（ｉ）：１周目のポイントｉにおける光学センサ１０４が受光した生の反射光出力値。
Ｖ１_対Ｒ１（Ｊ）、Ｖ１_対Ｒ２（Ｊ）、Ｖ１_対Ｒ３（Ｊ）：対向ローラの位相Ｊの時のＡＢＳＭ補正用の光学センサ１０４が受光した反射光出力値（左から順に対向ローラ１周目、２周目、３周目に対応）。

また、数式（２）の演算時において、サンプリングポイントｉと対向ローラの位相Ｊの関係は以下の数式（３）で示される。なお、ここでの剰余箇所とは、例えばｉ＝１００で、Ｌｄ９２ｍｍの場合には、Ｊ＝１００／（９２×１０）＝１００となる。また、例えばｉ＝１０００で、Ｌｄ９２ｍｍの場合には、Ｊ＝１０００／（９２×１０）＝８０となる。

ここで、Ｌｄは、ＡＢＳＭ（ｍｍ）となる。また、２周目のサンプリング時も数式（３）にて演算を行うことにより、対向ローラの影響をキャンセルした後の光学センサ１０４が受光した反射光出力値であるＶ’２周目（ｉ）を算出することができる。

ステップＳ９１３で、２つの波形データのパターンマッチング処理を行なうべく、周長測定部１１１は、１周目の波形プロファイルと２周目の波形プロファイル（第３波形データ）とについて差分絶対値の積算を実行する。積算は、例えば、以下の式に基づいて実行する。

ここで、Ｉ（Ｘ）は、ずらし量がＸのときの積算値を示している。Ｖ’１周目（ｉ）は１周目のポイントｉにおける反射光出力値を示している。Ｖ’２周目（ｉ＋Ｘ）は２周目のポイントｉ＋Ｘにおける反射光出力値を示している。なお、Ｘ＝０，１，２，…，１００である。

ステップＳ９１４で、周長測定部１１１は、積算値Ｉ（Ｘ）をＲＡＭ１０３に格納する。ステップＳ９１５で、周長測定部１１１は、Ｘの値を１つ増分する。ステップＳ９１６で、周長測定部１１１は、Ｘの値が最大ずらしを超えたか否かを判定する。超えていなければ、ステップＳ９１３に戻る。超えていれば、ステップＳ９１７に進む。このようにして、Ｘ＝０からＸ＝１００となるまですべてのＸに対する積算値Ｉ（Ｘ）が演算される。ステップＳ９１７で、周長測定部１１１は、演算した複数の積算値Ｉ（Ｘ）のうち最小値を決定する。この最小積算値を求める処理により、２つの波形データの一方であるＶ１周目（ｉ）を基準の波形データとした場合に、そのＶ１周目（ｉ）にマッチングする波形データを抽出することができるのである。また同じくステップＳ９１１では、し、最小の積算値Ｉに対応するそのときのＸを抽出する。この特定されたＸは、予め定められた公称の周長を基準とし、当該基準からのずれ（伸縮）を示すので、基準の波形データとしてのとＶ１周目（ｉ）と、積算値Ｉが最小になった時のＸに対応する波形データと、の間隔に応じた情報（間隔情報）に相当する。つまり、基準の波形データと、積算値Ｉが最小になった時のＸに対応する波形データとの間隔が離れれば、Ｘの値は大きくなり、他方、狭まればＸの値は小さくなる。

図１５は、第１の実施形態に係る１周目と２周目の各波形プロファイルと積算値との関係を示す図である。ここでは、２つの波形プロファイル間の相関が最大となるときに積算値が最小になることを示している。これは、同一の地点から検出された反射光出力値は極めて類似しているという事実に基づいている。一方で、異なる位置同士では相関が低く波形プロファイルが類似しないため、積算値は相対的に大きなものとなる。このように、周長測定部１１１は、複数の比較プロファイルのうち任意プロファイルに最も近い比較プロファイルを抽出する機能を備える。このように、式２により１周目と２周目の波形の相関が高い箇所を特定することにより、中間転写ベルト３１の周長に関わる情報を算出する点が本発明の特徴となっている。

ステップＳ９１２で、周長測定部１１１は、中間転写ベルトの周長を把握する為の情報であって、波形データの間隔に応じた情報（間隔情報）である、実周長を演算し、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９に格納する。よって、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９は、測定された実周長を示す情報を記憶する記憶手段の一例である。実周長は、例えば、最小の積算値を与えたＸの値を用いて次式により演算できる。次式では、抽出された波形データと、基準の波形データとの比較より得られたずらし量と公称の周長とから回転体である中間転写ベルト３１の動的装置特性である実周長に関わる情報を求めている。

実周長＝（Ｘ_{プロファイル結果}−Ｘ_{ＩＴＢ理想}）＊０．１＋公称の周長・・・数式（５）
ここで、Ｘ_{プロファイル結果}はステップＳ９１３で求められた積算値が最小のＸを示す。Ｘ_{ＩＴＢ理想}はＩＴＢ周長が公称値であるときのＸ（ここではＸ＝５０）を示す。また、公称の周長は、ＩＴＢ周長に製造公差や環境変動がない場合の理想寸法値（本実施形態の中間転写ベルト３１では７９２．１ｍｍとなる。）を示す。なお、数式（５）中の（Ｘ_{プロファイル結果}−Ｘ_{ＩＴＢ理想}）＊０．１の項に関しては、測定された中間転写ベルト３１の周長が製造公差や環境変動がない場合の理想寸法値からのずれ（単位：ｍｍ）を表す。なお、「＊０．１」については、０．１ｍｍ間隔でサンプリングした場合に対応し、例えば０．２ｍｍ間隔でサンプリングした場合には、０．２を乗算すれば良い。

なお、求められた実周長を把握する為の情報を記憶する場合には、時間に換算した情報としても良いし、長さとして記憶しても良い。要は、図７で説明したように、中間転写ベルト３１が正確に１周する時間を経過するのを監視する場合に利用できる形態の情報であれば良い。このように、周長測定部１１１は、抽出された比較プロファイルに対応するずらし量と公称の周長とから回転体の実周長を演算する手段としても機能する。

ステップＳ９１７で確定した中間転写ベルト３１の実周長に関わる情報としての式３で求められた値を用いて、ＣＰＵ１０１の濃度制御部１１２は、上述した画像濃度制御を実行する。なお、実周長に関わる情報として、最小の積算値を与えたＸから５０を減算した値から伸縮量を求め、当該求められた伸縮量に基づき任意の位置が１周する時間を演算しても良い。この場合、より具体的には、公称の中間転写ベルト３１が１周に要する時間に、求められた伸縮量分の時間（負の値の場合には負の値を加算）を加算すれば、画像濃度制御を正確に行なうこともできる。

そして、画像濃度制御実行後、ＣＰＵ１０１は、再度ステップＳ９０１に戻り、周長測定条件が成立した場合に、図９に示されるフローチャートを実行する。

＜変形例＞
以下では、本実施形態の変形例について説明する。上述では、回転体の１周目でのサンプリング結果に基づく波形データを１０００データとし、２周目でのサンプリング結果に基づく波形データを１１００データとして説明してきた。即ち、１周目のサンプリングに基づき取得される一方の波形データを、２周目のサンプリングに基づき取得される他方の波形データよりも長い検出時間に対応したものとしていた。しかし、これに限定されない。例えば、上述の逆、即ち、２周目のサンプリングに基づき取得される一方の波形データを、１周目のサンプリングに基づき取得される他方の波形データよりも長い検出時間に対応したものとしても良い。

この場合に、回転体の実周長に関わる情報を如何に演算するかを、回転体の代表例としての中間転写ベルト３１について、図９を用いて、上記実施形態との差異を中心に説明する。

まず、ステップＳ９０１乃至９０３相当の処理を実行する。

次に、ステップＳ９０４相当の処理において、周長測定部１１１は、受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、１周目のサンプリングを、任意の位置から開始する。また、このときに、１周目のサンプリング開始に伴い、２周目のサンプリング開始タイミングを決定するためのタイマーを起動させる。

ここで、ずらし量が１００ポイントであることに対応し、１周目のサンプリング数が１１００ポイントである点が上記実施形態と異なる。また、ここでは、１周目の波形データの検出タイミングを基準として、中間転写ベルト３１が１周長だけ回転する為に必要とな予め定められた基準時間から、どのように所定時間調整するかが上記実施形態と異なる。具体的には、タイマーには、公称の周長から最大周長変動分の半分の値が加算された値が設定される。

但し、タイマー値を、２周目の波形データのサンプリングを、１周目、２周目の波形データのうち、何れか一方の波形データの像形成面の区間が、他方の波形データに対応する像形成面の区間に含まれるよう行なう点は上記実施形態と同様である。周長測定部１１１がＲＡＭ１０３から２つの波形データを取得した場合、一方の波形データに対応する像形成面での区間が、他方の像形成面での区間に包含されていることも上記実施形態と同様である。

フローチャートの説明に戻る。そしてタイマーが設定された値に達すると、ステップＳ９０５相当の処理で、２周目の波形プロファイルのサンプリングを開始する。このとき、２周目のサンプリング数は、上記実施形態では１１００ポイントであったのに対して、ここでは１０００ポイントとなっている。

そして、次にステップＳ９０６相当の処理を上記実施形態と同様に実行した後、ステップＳ９０７乃至Ｓ９０９相当の処理を、ステップＳ９１０相当の処理でＹＥＳと判定するまで継続する
そして、このときには、以下の式５により、１周目の波形プロファイルから抽出される波形データ（第３波形データに相当）と２周目の波形プロファイルとについて差分絶対値の積算を実行する。なお、上記実施形態と同様に、Ｘ＝０，１，２，…，１００である。

そして、ステップＳ９１１相当の処理で、周長測定部１１１は、演算した複数の積算値Ｉ（Ｘ）のうち最小値を決定する。実周長は、例えば、最小の積算値を与えたＸの値を用いて次式により演算できる。
実周長＝（（１００−Ｘ_{プロファイル結果}）−Ｘ_{ＩＴＢ理想}）＊０．１＋公称の周長 ・・・式７
そして、ステップＳ９１２相当の処理で、式６により求められた実周長に関わる情報に基づき、ＣＰＵ１０１の濃度制御部１１２は画像濃度制御を実行する。

以上、説明してきたように、第４のように、１周目のサンプリングについて、長い検出時間に対応した波形データを取得したとしても、上記各実施形態と同様の効果が得られることがわかる。

また、上述の実施形態から、以下のことが考察される。即ち、まず、２つの取得される波形データを第１波形データ及び第２波形データとする。そして、何れか一方を基準の波形データとし、他方の波形データからマッチングする波形データを抽出し、基準の波形データと、抽出された波形データと、の間隔に応じた間隔情報を求めることで、実周長に関わる情報を求めることができる。

図１６は、第１の実施形態に係る周長測定方法と比較例となる周長測定方法との差異を説明する図である。図１６（ａ）は、中間転写ベルト３１の下地からの反射光を受光素子３０２で受光したときの、中間転写ベルト３１の位置依存性を示す。図１６（ａ）に示すように、中間転写ベルト３１の状態が新品時の場合は、中間転写ベルト３１の位置による下地反射光のムラは小さい。一方、装置の長時間稼働により中間転写ベルト３１が寿命末期となった場合は、中間転写ベルト３１の位置による下地反射光のムラは大きくなっている。

本実施形態に係る周長測定手法では、１周目と２周目の波形プロファイルが一致する箇所を求めることにより、中間転写ベルト３１の周長を求めるため、中間転写ベルト３１の位置による下地反射光ムラが大きい程検知結果の信頼性は高くなる。したがって、中間転写ベルト３１が経時変化した場合でも周長を求めることができる。

図１６（ｂ）は、比較例となる周長測定方法においてパッチを検出するタイミングを示す。ここで、比較例となる周長測定方法とは、中間転写ベルトの表面にマークを貼り、そのマークからの反射光を光学式センサで受光することにより中間転写ベルトの周長を測定する方法を示す。

図１６（ｂ）に示すように、比較例となる周長測定方法では、周長検知に要する最大時間は、最大で中間転写ベルト３１が２周する時間に相当する。一方、本実施形態の周長測定方法では、任意のタイミングで周長測定を開始することが可能であるため、比較例よりも時間を短縮することが可能である。即ち、中間転写ベルト３１の周長を測定する処理時間を短くすることができる。

ここで、図１６（ｃ）を参照して、本実施形態に係る周長測定方法が装置サイズの小型化に有効であることについて説明する。図１６（ｃ）は、クリーナの動作を示す。１６０１は、比較例による周長測定に必要な構成を示し、１６０２は、本実施形態による周長測定に必要な構成を示す。

比較例において、マークが、クリーナのクリーニング領域における１６０１に示す長手方向の範囲内に位置する場合は、クリーナがマークを通過することとなり、その結果クリーナのクリーニング性能が悪化してしまう。したがって、当該マークは、１６０１に示すようにクリーナ３３のクリーニング領域における長手方向と重ならない位置に配置しなければならない。よって、周長検知用のマークは必然的に長手方向の端部箇所に配置する必要性がでてくる。その結果、比較例においては、画像形成装置の小型化を妨げる構成となっていた。周長検知用のマークのサイズは、ベルトが最大量斜行した場合においても周長検知センサで検知できなければならないため、８〜１０ｍｍとすることが一般的である。その一方で、１６０２に示すように、本実施形態における周長測定方法では、周長検知センサとマークとを必要としないため、装置サイズの小型化に有利であるといえよう。

［第１の実施形態の効果］
以上説明してきたように、本実施形態によれば、対向ローラ等の無端ベルトを駆動する駆動ローラに異物が付着している場合に、適確に光学センサ１０４による検出結果を評価し、それに基づきより正確な動的装置特性を求めることができる。

対向ローラの膨張率は、その特性にも拠るが、例えば０．００００３／℃と対向ローラの周期変動に与える影響は小さいが、他方、異物付着による影響は、これに比べて大きい場合がある。従って、このような異物付着が発生した場合には、その異物付着を加味した適確な検出結果の評価が求められる。本実施形態によれば、そのような場合にも対応できる。

また、対向ローラに異物が付着することで、異物が付着した部分について、ローラの半径が長くなったことと等価になり、対向ローラの周長が変化したような状態が発生してしまう。つまり、対向ローラが１回転した場合に、その対向ローラにより駆動される像担持体（例えば、中間転写ベルト）表面の移動量が無視できない程度に変化してしまう。このような場合に、対向ローラの周長を一定として仮定した動的装置特性を求める仕組みでは、正確に動的装置特性を求めることができなくなる。

これに対し、本実施形態によれば、対向ローラの異物付着を考慮し、正確にＡＢＳＭを求めているので、従来の異物付着によるＡＢＳＭの変動を加味しない場合と比べて、精度良く動的装置特性としての像担持体の周長に係る情報を求めることができる。また、製造公差、耐久による磨耗などによりＡＢＳＭが動的に変動したとしても、それに柔軟に対応し、変動後のＡＢＳＭを用い、より正確な動的装置特性としての像担持体の周長に係る情報を求めることができる。

また、図９のステップＳ９０５で説明したように、対向ローラ上の異物情報を判定することで、ＡＢＳＭ測定を不必要に実行することがなくなる。これにより、キャリブレーション（動的装置特性を求める処理）の時間短縮が可能となる。また、対向ローラ上に異物が付着した場合においても周長測定の精度を落とさず、当該周長測定を実行することができる。

また、図１２では対向ローラの影響様子が、便宜上理解しやすくするために、正弦波で示されている。しかし、実際には、センサ精度や、対向ローラの偏心が少ない等の理由により、異物を除く対向ローラの影響による光学センサの出力は、図１２のように理想系にはならない場合が多い。この場合には、異物付着の影響による検知信号以外は、ノイズや、光学センサの検知誤差が多くを占め、この異物付着の影響を除く検知信号からＡＢＳＭを演算することは難しい。これに対して、図９のステップＳ９０６の処理では、対向ローラに付着した異物の影響である特異点を抽出しているので、容易に且つ精度良く、ＡＢＳＭを求めることができる。

また、異物付着による影響をノイズとみなして、ある一定量の突出したサンプリングデータを、前後のサンプリングデータの平均値として除去する方法も想定される。即ち、図１２に示される対向ローラの偏心成分、図１３のサンプリング結果から、ノイズとみなされるサンプリングデータを平均化編算により除去するのである。

しかし、異物付着の影響が反映されたサンプリングデータには中間転写ベルト３１の下地成分も含まれており、異物付着による影響が反映されたサンプリングデータを除去することは、その下地成分を除去することにもある。例えば、ある突出したサンプリングデータの出力電圧にのうち半分が中間転写ベルト３１の下地成分の影響である場合もある。従って、安易に異物付着の影響が反映されたサンプリングデータを除去してしまうと、ステップＳ９１３の演算処理に影響を及ぼし、良好な結果を得られなくなる恐れがある。特に、中間転写ベルト３１が劣化してきた場合（例えば図１６（ａ）耐久後のセンサ出力に相当）に、この事態が顕著になる。これに対して、本実施形態では、異物付着の影響が反映されたデータを安易に除去していないので、このような良好な結果を得られない事態を回避することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１７及び図１８を参照して第２の実施形態について説明する。図１７は、第２の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置では、像担持体（中間転写ベルト３１）の表面情報を検出する光学センサ４０、４１は、色ずれ検知センサと共用される。この２つの光学センサ（第１検知手段、第２検知手段）４０、４１は、図１７で示すように、中間転写ベルト３１の搬送方向に対して直交する方向に設けられている。

本実施形態では、光学センサが２つ存在しており、第１の実施形態で説明した異物情報の判定を両方のセンサで行い、その結果に基づきプロファイル周長測定の動作を切り替えている点で、第１の実施形態をより発展させた構成となっている。光学センサ４１の構成に関しては、光学センサ４０と同等であるため、説明は省略する。

また、以下では、光学センサ４０の発光素子、受光素子をそれぞれ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとし、光学センサ４１の発光素子、受光素子をそれぞれ４１ａ、４１ｂ、４１ｃとする。さらに、以下では、光学センサ以外の画像形成装置の構成、光学センサの構成、画像濃度制御方式などの第１の実施形態と同様の技術に関しては説明を省略し、本実施形態の特徴的な箇所についてのみ説明する。

図１８は、第２の実施形態に係る中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１０１によってＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムがＲＡＭ１０３にロードされて実行される。

なお、ステップＳ１８０１、Ｓ１８０２及びステップＳ１８１４〜Ｓ１８２１に関しては、第１の実施形態のステップＳ９０１、Ｓ９０２及びステップＳ９１０〜Ｓ９１７と同じであるため説明を省略する。即ち、本実施例の特徴的な箇所であるステップＳ１８０３〜ステップＳ１８１３についてのみ説明する。

ステップＳ１８０３では、周長測定部１１１は、光学センサ４０、４１の各発光素子４０ａ、４１ａを画像濃度制御時と同等の光量で照射させ、受光素子４０ｂ、４１ｂで中間転写ベルト３１からの反射光成分をそれぞれ受光する。

ステップＳ１８０４では、周長測定部１１１は、光学センサ４０、４１各々で中間転写ベルト３１の下地波形のサンプリングを実施する。なお、本ステップのサンプリングは、なお、本ステップのサンプリングは、光学センサ４０、４１の対向ローラに起因する異物が存在するか否かを判別するためのもであり、サンプリング領域については第１の実施形態と同じである。

ステップＳ１８０５において、周長測定部１１１は、ステップＳ１８０４の取得結果に基づき、光学センサ４０、４１直下の対向ローラ上に異物が付着しているか否かを判定する。判定手法に関しては第１の実施形態のステップＳ９０５と同じであるため、説明を省略する。ここで、光学センサ４０、４１共に対向ローラ上に異物が存在すると判定された場合、ステップＳ１８０６において、周長測定部１１１は、光学センサ４０でプロファイル検知を実行する。続いて、ステップＳ１８０７において、周長測定部１１１は、ＡＢＳＭの測定を実行し、測定したＡＢＳＭを用いてステップＳ１８０８で対向ローラ補正を実行する。このように、光学センサ４０、４１共に対向ローラ上の異物が存在すると判定された場合は、ＡＢＳＭ測定を行うため約９秒程度時間を要する。

一方、ステップＳ１８０５で光学センサ４０、４１共に異物が存在すると判定された場合以外では、ステップＳ１８０９において、周長測定部１１１は、光学センサ４０で対向ローラ上の異物が検出されたか否かを判定する。ここで、光学センサ４０で異物が検出されなかった場合、ステップＳ１８１０において、周長測定部１１１は、光学センサ４０を用いてプロファイル検知を実行する。続いて、ステップＳ１８１１において、周長測定部１１１は、公称のＡＢＳＭを用いて対向ローラ補正を実行する。また、Ｓ１８０９において光学センサ４０で異物が検出された場合、ステップＳ１８１２において、周長測定部１１１は、光学センサ４１を用いてプロファイル検知を実行する。続いて、ステップＳ１８１３において、周長測定部１１１は、公称のＡＢＳＭを用いて対向ローラ方正を実行する。このように、本実施形態によれば、光学センサ４０、４１の何れか一方で異物が検知された場合は、異物が検知されなかった方の光学センサを用いてプロファイル検知を実行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、対向ローラ上の異物情報を複数の光学センサで判定し、異物情報がないと判定された光学センサを用いてプロファイル検知を実行することが可能となる。したがって、第１の実施形態よりもキャリブレーション時間が長くなる回数を低減することができる。また、対向ローラに異物が付着した場合においても、周長測定の精度を低減させることなく、周長測定を実行できる。

＜第３の実施形態＞
次に、図１９を参照して第３の実施形態について説明する。本実施形態は、対向ローラ上の異物情報の判定結果を画像濃度制御に適用したものである。本実施形態に係る画像形成装置では、第２の実施形態と同様に、光学センサ４０、４１は、色ずれ検知センサと共用であるため、中間転写ベルト３１の搬送方向に対して直交する方向に２つ存在している。以下では、光学センサ４０の発光素子、受光素子をそれぞれ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとし、光学センサ４１の発光素子、受光素子をそれぞれ４１ａ、４１ｂ、４１ｃとする。さらに、以下では、光学センサ以外の画像形成装置の構成、光学センサの構成、画像濃度制御方式などの第１の実施形態と同様の技術に関しては説明を省略し、本実施形態の特徴的な箇所についてのみ説明する。

図１９は、第３の実施形態に係る画像制御方式の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１９０１〜Ｓ１９０４の動作については、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４と同じであるが、本実施形態では光学センサが複数になっている。

ステップＳ１９０５において、濃度制御部１１２は、光学センサ４０、４１各々で中間転写ベルト３１の下地波形のサンプリングを実施する。なお、本ステップのサンプリングは、なお、本ステップのサンプリングは、光学センサ４０、４１の対向ローラに起因する異物が存在するか否かを判別するためのもであり、サンプリング領域については第１及び第２の実施形態と同じである。

ステップＳ１９０６において、濃度制御部１１２は、ステップＳ１９０５の取得結果に基づき、光学センサ４０、４１直下の対向ローラ上に異物が付着しているか否かを判定する。判定手法に関しては第１の実施形態のステップＳ９０５と同じであるため、説明を省略する。ここで、光学センサ４０、４１共に対向ローラ上に異物が存在すると判定された場合、ステップＳ１９０７において、濃度制御部１１２は、光学センサ４０で画像濃度制御を実行する。続いて、ステップＳ１９０８において、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の下地からの反射光について受光素子４０ｂ、４０ｃからの反射光信号Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。さらに、ステップＳ１９０９において、濃度制御部１１２は、パッチ画像からの反射光について受光素子４０ｂ、４０ｃからの反射光信号Ｐｂ、Ｐｃの取得を開始する。次に、ステップＳ１９１０において、濃度制御部１１２は、光学センサ４０，４１共に対向ローラ上に異物が存在すると判定されているため、対向ローラ上に異物が存在した箇所の光学センサ４０ｂ、４０ｃの出力を画像濃度制御の計算から除外する。これにより、対向ローラ上の異物による画像濃度制御の精度が悪化することを防止することができる。

一方、Ｓ１９０６で光学センサ４０、４１共に対向ローラ上に異物が存在すると判定されなかった場合、ステップＳ１９１１に進む。ステップＳ１９１１において、濃度制御部１１２は、光学センサ４０直下の対向ローラ上に異物が付着しているか否かを判定する。

ここで、光学センサ４０で対向ローラ上の異物が検出されない場合、ステップＳ１９１２において、濃度制御部１１２は、光学センサ４０を用いて画像濃度制御を実行する。したがって、ここでは、光学センサ４０、４１が共に対向ローラ上に異物を検出しない場合と、光学センサ４０が異物を検出せず、光学センサ４１が異物を検出する場合とが想定される。続いて、ステップＳ１９１３において、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の下地からの反射光について受光素子４０ｂ、４０ｃからの反射光信号Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。さらに、ステップＳ１９１４において、濃度制御部１１２は、パッチ画像からの反射光について受光素子４０ｂ、４０ｃからの反射光信号Ｐｂ、Ｐｃの取得を開始する。

一方、Ｓ１９１１で光学センサ４０で対向ローラ上に異物が検出された場合、ステップＳ１９１５において、濃度制御部１１２は、光学センサ４１を用いて画像濃度制御を実行する。続いて、ステップＳ１９１６において、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の下地からの反射光について受光素子４１ｂ、４１ｃからの反射光信号Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。さらに、ステップＳ１９１７において、濃度制御部１１２は、パッチ画像からの反射光について受光素子４１ｂ、４１ｃからの反射光信号Ｐｂ、Ｐｃの取得を開始する。

ステップＳ１９１０、Ｓ１９１４、Ｓ１９１７の処理が終了すると、それぞれステップＳ１９１８へ進む。ステップＳ１９１８〜Ｓ１９２２の動作については、ステップＳ５０７〜Ｓ５１１と同じであるため、説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態によれば、対向ローラ上の異物情報を複数の光学センサで判定し、異物情報がないと判定された光学センサを用いて画像濃度制御を行うことが可能となる。したがって、対向ローラに付着した異物の影響によるキャリブレーション精度が悪化することを防止できる。また、複数配置された光学センサ全てで対向ローラ上の異物が検知された場合においても、対向ローラ上の異物情報を元に、異物が存在する箇所のパッチ出力を画像濃度制御の計算から除外するため、画像濃度制御の精度が悪化することを防止できる。また、本実施形態では異物が存在する箇所は画像濃度制御の計算から除外する方式としたが、異物が存在しない箇所にのみパッチを出力し、画像濃度制御を行う方式としても同様の結果が得られることは言うまでもない。

＜第４の実施形態＞
次に、図２０を参照して、第４の実施形態について説明する。本実施形態は、従来からの画像濃度制御に本発明を適用した場合について説明する。図２０は、従来から用いられている画像濃度制御におけるパッチ画像の測定方法を説明する図である。

図２０の２００１は、トナー無し部を示す。また、２００２〜２００５は、それぞれブラック、シアン、マゼンダ、イエローのトナーで形成されたパッチ画像を示す。図２０に示すように、パッチ画像群（パッチパターン）の中に対向ローラの１周長分のトナー無し部２００１を有しており、各パッチ画像２００２〜２００５の先頭間の距離Ｌｄは、対向ローラの公称の周長値と等しく９２．０ｍｍである。なお、パッチパターンは、トナー無し部２００１、ブラック２００２、シアン２００３、マゼンダ２００４、イエロー２００５の順番で形成される。

上述のようにパッチ画像を形成して実行される画像濃度制御では、対向ローラの各位相における検知ずれを測定することによりパッチ画像の濃度計測値を補正する。これは、対向ローラ上に付着した異物に起因する検知ずれが、異物の大きさや形状へ依存し、対向ローラが回転する度にほぼ同じ割合で（周期的に）起こる特性を利用したものである。したがって、当該画像濃度制御では、各色パッチパターンのプロセス方向上流において、対向ローラ１周長分のトナー無し部２００１を設けることにより、そのデータをもとにパッチ画像データを換算することで理想値に近い結果が得られる。

具体的な換算方法を、イエロー２００５のトナー濃度測定を例に説明する。上述のパッチ画像を測定することにより得られたｎ番目のパッチ画像の規格化後センサ出力をＹ（ｎ）、トナー無し部におけるｎ番目のパッチ相当位置（＝対向ローラ上で同位相）の規格化後センサ出力をＷ（ｎ）とする。この場合、補正後のｎ番目のパッチ画像の規格化後センサ出力Ｙ（ｎ）‘は、
Ｙ（ｎ）‘＝Ｙ（ｎ）／Ｗ（ｎ）
で表される。このような演算方法で、４色全ての補正後の光学センサ４０の出力を用いて、画像濃度制御を実行する。これにより、ベルト下地の反射光量ばらつきをキャンセルするとともに、センサ対向ローラ上の異物等の影響による反射光量のずれもキャンセルすることも可能である。

しかしながら、上述の画像濃度制御では、各色パッチ先頭間の距離は対向ローラ周長の理想値（公称値）のみに固定してあるため、対向ローラの周長が変動した場合に、精度が低下してしまう。例えば、トナー無し部２００１からパッチ画像の形成位置が離れるほど、ＡＢＳＭ誤差が積算して、補正精度が悪化する可能性がある。つまり、対向ローラの周長が変動した場合に、上述の画像濃度制御における位相合わせが上手く制御できず、対向ローラの影響をキャンセルすることができなくなってしまう。例えば、図２０に示すパッチパターンでは、トナー無し部２００１から一番離れているイエロー２００５において対向ローラの影響をキャンセルすることが難しくなる。

しかし、上述のような画像濃度制御の方法においても、本発明を適用することで上記問題を解決することができる。具体的には、上述の実施形態で説明したように、画像濃度制御を実行する前に対向ローラ上に異物が存在するか否かを判定する。ここで、異物が存在すると判定した場合に、メモリに予め記憶された対向ローラの周長（例えば、公称の周長）を、上述した対向ローラの周長測定方法を用いて測定した周長に更新する。この周長の更新に関する処理は、第１の実施形態における図９のフローチャートで説明した通りなので、詳しい説明は省略する。そして、この更新後の周長を用いて形成間隔を更新したパッチパターンを形成し、動的装置特性である画像濃度に関わるルックアップテーブルの更新を行う。このように、対向ローラへの異物付着の影響を抑制することができる。

一方、異物が存在すると判定されなかった場合は、メモリに予め記憶された対向ローラの周長を用いてパッチパターンを形成し、動的装置特性である画像濃度に関わるルックアップテーブルの更新を行う。

以上説明したように、本実施形態によれば対向ローラ上の異物情報を光学センサで判定し、異物が付着していると判定された場合は、各色パッチ先頭間の距離を測定された対向ローラの周長とする。これにより、トナー無し部２００１から一番離れているイエロー２００５においても補正精度の悪化を低減することができる。また、対向ローラ上の異物情報がないと判定された場合は、ＡＢＳＭ測定を実行しないため、キャリブレーション時間を低減させることができる。

＜他の実施の形態＞
また、波形プロファイルの計算を差分絶対値の積算にて行っているが、標準偏差を演算することによっても回転体の周長を求めてもよい。さらに、上述の実施形態では、測定した回転体の周長を画像濃度制御に用いたが、色ずれ制御に用いてもよい。

少し具体的に説明すると、周長測定部１１１が、標準偏差により演算を行なう場合について、例えば第１の実施形態を例に説明すると、そのときの演算式は以下のようになる。ｎは標本数を示すので、標本数Ｘｉが１０００個なので、ｎ＝１０００となり、σが標準偏差値となる。なお、その他の変数は、第１の実施形態で説明した通りとなる。

そして、Ｘ＝０，１，２，…，１００に対して、最小のσとなるＸを抽出し、Ｘが抽出された後には、第１の実施形態と同様に実周長に関わる情報を求めればよい。なお、上記標準偏差方式を採用した演算方式を、第２乃至第４の実施形態に適用することは、当業者であれば、容易に想像できよう。

また、上述の各実施形態では、ＩＴＢ方式の画像形成装置を例に説明を行なってきたが、ＥＴＢ方式の画像形成装置に適用することもできる。この場合には、この場合には、周長検知対象を中間転写ベルト３１ではなく、静電吸着搬送ベルト（転写ベルト）とすればよい。

第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。 第１の実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。 光学センサ１０４の一例を示す図である。 中間転写ベルト上の複数の位置における下地出力の変動とパッチ出力の変動とを例示した図である。 第１の実施形態に係る画像濃度制御の一例を示すフローチャートである。 発光タイミング、中間転写ベルトの回転タイミング及びパッチ画像の形成タイミングの一例を示した図である 下地の濃度とパッチ画像の濃度のサンプリングを説明する図である。 トナー付着相当量、画像濃度及びトナー付着量との関係を保持したテーブルの一例を示す図である。 第１の実施形態における中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。 第１の実施形態に係る対向ローラに付着した異物を判定する図である。 第１の実施形態に係る対向ローラの周長の測定方法を説明する図である。 第１の実施形態に係る対向ローラの影響をキャンセルする処理を説明する図である。 各サンプリングポイントと反射光出力値の関係の一例を示す図である。 １周目のサンプリング開始タイミングｔ１から２周目のサンプリング終了タイミングｔ６を説明するための図である。 第１の実施形態に係る１周目と２周目の各波形プロファイルと積算値との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る周長測定方法と比較例となる周長測定方法との差異を説明する図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図を示す図である。 第２の実施形態に係る中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。 第３の実施形態に係る画像制御方式の処理手順を示すフローチャートである。 従来から用いられている画像濃度制御におけるパッチ画像の測定方法を説明する図である。

符号の説明

２…感光ドラム
３…一次帯電器
４…露光器
５…現像器
６…クリーニングブレード
１４…一次転写ローラ
１５…給紙ユニット
１７…レジストローラ対
１８…定着器
３１…中間転写ベルト
３２…プロセスカートリッジ（画像形成ステーション）
３３…クリーニングブレード
３５…二次転写ローラ
１０１…ＣＰＵ
１０２…ＲＯＭ
１０３…ＲＡＭ
１０４…光学センサ
１０６…環境センサ
１０８…駆動制御部
１０９…不揮発メモリ
１１１…周長測定部
１１２…濃度制御部
３０１…発光素子
３０２…正反射用の受光素子
３０３…乱反射用の受光素子

Claims (11)

1. 駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置であって、
   前記無端ベルト或いは前記無端ベルトの上に形成されたトナー像からの光を検出する検出手段と、
   前記駆動ローラに異物が付着しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により異物が付着していると判定した場合に、前記駆動ローラが１回転したときの前記無端ベルトの表面の移動量を決定するための第１決定方法であって、前記異物が付着している場合に対応した前記第１決定方法により前記移動量を決定し、前記判定手段により異物が付着していないと判定された場合に、前記移動量を決定するための第２決定方法であって、前記異物が付着していない場合に対応した前記第２決定方法により前記移動量を決定する決定手段と、
   前記決定手段により、前記第１決定方法又は前記第２決定方法で、決定された前記移動量に従う前記検出手段による検出結果に基づき前記画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動ローラが１回転したときの前記無端ベルトの表面の移動量を計測する計測手段をさらに有し、
   前記第１決定方法は、前記計測手段により前記駆動ローラが１回転したときの前記無端ベルトの表面の移動量を前記計測手段により計測する方法であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記計測手段は、前記駆動ローラに対向して設けられたセンサを含み、
   前記第１決定方法は、前記駆動ローラが複数回回転する間に前記無端ベルトから検知される検知結果により、閾値を超える特異点を抽出し、当該抽出された特異点の周期を求めて前記移動量を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２決定方法は、予め記憶手段に記憶された前記移動量の情報を前記記憶手段から読み込んだ前記移動量に決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記無端ベルトの表面から反射される反射光を検知する第１検知手段及び第２検知手段をさらに有し、
   前記判定手段が、前記第１検知手段の検知結果により異物が付着していると判定され、且つ、前記第２検知手段の検知結果により異物が付着していると判定された場合に、前記決定手段は、前記第１決定方法を用いて移動量を決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記演算手段は、
   前記判定手段によって前記異物が付着していないと判定された検知結果を出力した前記第１検知手段及び第２検知手段の何れかにより、前記動的装置特性を演算することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記動的装置特性とは、前記無端ベルトの周長に関わる情報であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記検出手段による検出に基づき、前記無端ベルトの像形成に使用される像形成面についての第１波形データを取得する第１取得手段と、
   前記検出手段による検出に基づき、前記無端ベルトの像形成に使用される像形成面についての第２波形データであって、少なくとも前記第１波形データの一部を含む第２波形データを取得する第２取得手段とを有し、
   前記演算手段は、前記取得された第１波形データ及び第２波形データのマッチングに基づき、前記無端ベルトの周長に関わる情報を求めることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記動的装置特性とは、トナー濃度であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置であって、
    前記画像形成装置に備えられる記憶手段に予め記憶された、前記駆動ローラが１回転したときの前記無端ベルトにおける表面の移動量を更新する更新手段と、
    前記更新手段により更新された更新後の前記移動量に基づき前記画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
11. 駆動ローラにより駆動され、無端ベルトにトナー像を形成する画像形成装置であって、
    前記無端ベルトの表面から反射される反射光を検知する第１検知手段及び第２検知手段と、
    前記第１検知手段及び前記第２検知手段により検知された検知結果の各々について、前記駆動ローラに異物が付着しているか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により異物が付着していない検出結果が得られた検知手段により、前記無端ベルトの表面から反射される反射光を検知し、当該検知手段による検出結果に基づき前記画像形成装置の動的装置特性を演算する演算手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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