JP2010145792A - 濃度検出装置、画像形成装置、濃度検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルトがローラに巻き掛けられた状態で停滞したときに発生する巻き癖に重ねて基準画像を転写した場合によるセンサの検出誤差を、本構成を有しない場合に比べて低減する。
【解決手段】確定したパッチ１１０（中間転写ベルト１６の素面）の濃度平均値が予め定めた許容範囲σを超えた場合に、１パッチのサンプリング数を増加（＋６ポイント）するようにしている。パッチ１１０における中間転写ベルト１６の移動方向寸法を拡大し、同一搬送速度、同一サンプリング周期（２msec）で＋６ポイントとなるようにした。サンプリングポイント数が増加すればするほど、平均値を演算するときの分母の数が増え、結果として巻き癖跡によって変動している誤差を緩和することになる。
【選択図】図６

Description

本発明は、濃度検出装置、画像形成装置、濃度検出プログラムに関する。

現像剤としてトナーを用い、原画像に基づいて画像を形成する画像形成装置では、原画像（例えば、画像データ）に基づいて、感光体ドラムに静電潜像を形成した状態で、トナーを供給することでトナー像を生成する。

トナー像は、記録用紙に転写されたトナー像は、定着部を通過することで定着し、排出される。

上記画像形成装置では、原画像（画像データ）に忠実なトナー濃度で記録用紙に画像形成することが要求される。このため、転写ベルトに「トナーマーク」、「パッチ」、「基準パターン」等と称される基準画像を形成し、この基準画像のトナー濃度（トナー付着量）をセンサで検出し、この検出値に基づいて、適正な濃度に補正することがなされている。この場合、検出した基準画像の濃度は、転写ベルトの素面の濃度状態の影響を受けるため、当該素面の濃度も併せて検出され考慮される。

なお、このセンサによる検出値は、装置内に蓄積されているトナーの残量の判定にも利用可能である。

特許文献１には、静電潜像担持体に形成した基準パターンの潜像を現像手段でトナーを付着させて可視化した後、転写ベルト又は転写ドラムに転写し、転写後の基準パターンの濃度を検出して画像濃度を自動調整する画像形成装置において、基準パターン転写前に、回動中の該転写ベルト又は該転写ドラム上の基準パターン転写位置の地肌状態（素面）を検出する地肌状態検出手段を有し、転写ベルト又は転写ドラム上の地肌状態が、予め定められた差分対象値よりも大きく変化する値の領域を回避した位置に基準パターンを形成し、基準パターンの濃度を検出し、基準パターン濃度検出値と地肌状態（素面）検出値を用いて、画像濃度を自動調整する。
特開平１１−２４９３４９号（特許第３８１７８９１号）公報

本発明は、転写ベルトがローラに巻き掛けられた状態で停滞したときに発生する巻き癖に重ねて基準画像を転写した場合によるセンサの検出誤差を、本構成を有しない場合に比べて低減することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ローラに巻き掛けられることで方向転換しながら移動し、少なくとも現像された画像が転写される転写ベルトと、転写ベルト上に、基準画像を転写する基準画像転写手段と、前記転写ベルトの素面の状態及び前記基準画像面の濃度を検出するセンサと、前記転写ベルトの素面領域及び前記基準画像面領域のそれぞれにおける前記センサからの出力値を、予め設定した標準回数だけ抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した前記センサからの出力値に基づいて、前記基準画像面の濃度を確定する濃度確定手段と、前記中間転写ベルトの素面における前記センサの出力値が予め定めた基準の範囲を超えている場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を適宜増加させる抽出数調整手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記濃度確定手段が、前記抽出した出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を、確定濃度とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記濃度確定手段が、前記センサの前記転写ベルトの素面に対する出力値との差分を用いて、前記基準画像面の濃度を確定する。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記抽出数調整手段が、前記濃度確定手段で確定した濃度が、前記基準濃度の範囲に戻った場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を前記標準回数に戻す。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記抽出数調整手段が、前記転写ベルトの移動状況に基づいて、前記標準回数に戻す。

請求項６に記載の発明は、画像データに基づいて、像担持体上に静電潜像を形成し、かつトナーを供給することで現像する画像形成部と、ローラに巻き掛けられることで方向転換しながら移動し、少なくとも前記トナー画像が転写される転写ベルトと、転写ベルト上に、基準画像を転写する基準画像転写手段と、前記転写ベルトの素面の状態及び前記基準画像面の濃度を検出するセンサと、前記転写ベルトの素面領域及び前記基準画像面領域のそれぞれにおける前記センサからの出力値を、予め設定した標準回数だけ抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した前記センサからの出力値に基づいて、前記基準画像面の濃度を確定する濃度確定手段と、前記転写ベルトの素面における前記センサの出力値が、予め定めた基準の範囲を超えている場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を適宜増加させる抽出数調整手段と、を有している。
する画像形成装置。

請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、前記濃度確定手段が、前記抽出した出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を確定濃度とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記濃度確定手段が、前記センサの前記転写ベルトの素面に対する出力値との差分を用いて、前記基準画像面の濃度を確定する。

請求項９に記載の発明は、前記請求項６〜請求項８の何れか１項記載の発明において、前記抽出数調整手段が、前記濃度確定手段で確定した濃度が、前記基準濃度の範囲に戻った場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を前記標準回数に戻す。

請求項１０に記載の発明は、前記請求項６〜請求項８の何れか１項記載の発明において、前記抽出数調整手段が、前記転写ベルトの移動状況に基づいて、前記標準回数に戻す。

請求項１１に記載の発明は、前記請求項６〜請求項１０の何れか１項記載の発明において、前記基準画像が、前記転写ベルトの移動方向に沿って、制御対象に応じて複数種類転写され、この制御対象が、少なくとも、前記トナーの静電容量を含む現像状態を制御するトナーコンディション制御、前記記録用紙に最終的に転写されたときの濃度を制御する画像濃度制御、前記画像データにより指示する指示値と実際の濃度値との特性を制御する指示値−濃度値特性制御を含む。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の濃度検出装置として機能させるための濃度検出プログラムである。

請求項１記載の発明によれば、転写ベルトがローラに巻き掛けられた状態で停滞したときに発生する巻き癖に重ねて基準画像を転写した場合によるセンサの検出誤差を、センサから出力値を抽出する回数を増加させない構成に比べて低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を確定濃度としない場合に比べて、濃度確定の精度を上げることができる。

請求項３に記載の発明によれば、転写ベルトの経時的変化や場所の違いによる濃度差を相殺することができる。

請求項４に記載の発明によれば、センサからの出力値を抽出する回数を標準回数に戻さない構成に比べ、無駄なセンサ出力値の抽出を減らすことができる。

請求項５に記載の発明によれば、センサからの出力値を抽出する回数を標準回数に戻さない構成に比べ、無駄なセンサ出力値の抽出を減らすことができる。

請求項６に記載の発明によれば、中間転写ベルトがローラに巻き掛けられた状態で停滞したときに発生する巻き癖に重ねて基準画像を転写した場合によるセンサの検出誤差を、センサから出力値を抽出する回数を増加させない構成に比べて低減することができる。

請求項７に記載の発明によれば、出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を確定濃度としない場合に比べて、濃度確定の精度を上げることができる。

請求項８に記載の発明によれば、転写ベルトの経時的変化や場所の違いによる濃度差を相殺することができる。

請求項９に記載の発明によれば、センサからの出力値を抽出する回数を標準回数に戻さない構成に比べ、無駄なセンサ出力値の抽出を減らすことができる。

請求項１０に記載の発明によれば、センサからの出力値を抽出する回数を標準回数に戻さない構成に比べ、無駄なセンサ出力値の抽出を減らすことができる。

請求項１１に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、少なくとも、トナーコンディション制御、画像濃度制御、指示値−濃度値特性制御を精度よく実行することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、転写ベルトがローラに巻き掛けられた状態で停滞したときに発生する巻き癖に重ねて基準画像を転写した場合によるセンサの検出誤差を、センサから出力値を抽出する回数を増加させない構成に比べて低減することができる。

図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。プリンタ１０は、フルカラー画像又は白黒画像を形成するデジタルプリンタである。

プリンタ１０内部の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別する。

トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、それぞれトナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの一端が接続されている。なお、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、円管部材で構成されており、プリンタ１０の側面に沿って下方側へ向けられた配置となっているが、途中経路の図示は省略している。

また、プリンタ１０内部の中央には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤に対応する４つの画像形成ユニット１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が、図１の正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。

画像形成ユニット１２は、感光体２８を備えている。感光体２８の周囲には、感光体２８の表面に接触して感光体２８を一様に帯電する帯電装置の一例としての帯電ロールと、前述の露光光Ｌにより感光体２８上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像部と、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプと、除電後の感光体２８の表面を清掃するクリーニングユニットとが設けられている。

現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの他端が、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにそれぞれ接続されており、各色のトナーが各画像形成ユニット１２に供給されるようになっている。

各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材としての一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像を、記録用紙Ｐに転写させる二次転写ロール２０とを有している。

中間転写ベルト１６は、図示しないモータで駆動される駆動ロール２２と、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションロール２４と、二次転写ロール２０と対向配置されたバックアップロール２６とで構成されるローラ群に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール２２により、図１の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に周回駆動されるようになっている。

一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）と対向配置されている。また、一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール２０も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ロール２２が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備えており、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

プリンタ１０の記録用紙Ｐの搬送経路と反対側の側面近傍には、プリンタ１０の各部の駆動制御を行う制御ユニット３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する露光ユニット４０が設けられている。

露光ユニット４０は、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに共通の１つのユニットで構成されており、４つの半導体レーザ（図示省略）を各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光ユニット４０は、各画像形成ユニット１２毎に個別に設けてもよい。

また、露光ユニット４０は、矩形のフレーム３８で密閉されており、内部には、各露光光Ｌを主走査方向に走査するためのｆθレンズ（図示省略）及びポリゴンミラー４２が設けられている。フレーム３８の上面には、４本の露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８に向けて出射するためのガラス窓４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋが設けられている。

ここで、露光ユニット４０の半導体レーザから出射された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫはポリゴンミラー４２に照射され、このポリゴンミラー４２から反射した光がｆθレンズを介して偏向走査される。ポリゴンミラー４２で偏向走査された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、結像レンズ及び複数枚のミラーからなる光学系（図示省略）を介して、感光体２８上の露光ポイントに走査露光される。

一方、露光ユニット４０の下側には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の端部から鉛直方向上方には、記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送路５０が設けられている。

用紙搬送路５０には、記録用紙Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ロール４８と、記録用紙Ｐを１枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール５４とが設けられている。ここで、給紙カセット４６から給紙ロール４８によって順次送出された記録用紙Ｐは、用紙搬送路５０を経由して、間欠的に回転する用紙先端位置合わせロール５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。

二次転写ロール２０の上方には、定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱された加熱ロール６２と、この加熱ロール６２に圧接された加圧ロール６４とを備えている。ここで、二次転写ロール２０によって各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、加熱ロール６２と加圧ロール６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ロール６６によって、プリンタ１０の上部に設けられた排出部６８に排出されるようになっている。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。

図２に示される如く、制御ユニット３６は、メインコントロール部７０を含んでいる。メインコントロール部７０は、ＣＰＵ７２、ＲＡＭ７４、ＲＯＭ７６、Ｉ／Ｏ（入出力部）７８、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス８０を有している。

Ｉ／Ｏ７８には、前記プリンタ１０における搬送系や、画像形成のための走査露光系、現像系等の各処理系を制御し、管理するための印刷制御管理部８８が接続されている。

より詳細には、印刷制御管理部８８には、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８が接続され、各部の制御を管理している。

印刷制御管理部８８は、Ｉ／Ｏ７８ではなく、直接バス８０に接続された構成であってもよい。また、ここでは、印刷に関する制御を印刷制御管理部８８に集約する構成としたが、当該制御をメインコントロール部７０で実行する構成であってもよい。

また、Ｉ／Ｏ７８には、ＵＩ（ユーザ・インターフェイス）８２が接続されている。ＵＩ８２は、ユーザーからの入力指示を受け付け、かつユーザーへ画像処理に関する情報を報知する役目を有している。さらに、Ｉ／Ｏ７８には、ハードディスク８４が接続されている。また、Ｉ／Ｏ７８は、Ｉ／Ｆ８６を介して通信回線網９０に接続されている。

ここで、プリンタ１０では、トナーを用いて現像する場合に、当該トナーの需要と供給のバランスによって、相対的に長期間攪拌されるトナーと、相対的に短期間攪拌されるトナーとがあり、トナーの静電容量を含むコンディション（ＴＣ）が変化する場合がある（画像形成要素１）。

また、画像形成行程における経時的変化や記録用紙の材質等により、所望の画像濃度を得られない場合がある（画像形成要素２）。

さらに、画像データに基づいて生成される階調データ（Ｃin）と結果として記録用紙Ｐ上に形成される画像の濃度データ（Ｄout）との特性曲線が変化する場合がある（画像形成要素３）。

このような、画像形成要素１〜３を含み、本実施の形態では、図３（Ａ）に示される如く、中間転写ベルト１６上に基準画像１１０（以下、「パッチ１１０」という）を形成し、このパッチ１１０の表面の濃度は、中間転写ベルト１６の搬送経路上の適宜位置（例えば、図１のテンションロール２４とバックアップロール２６との間の対向位置）に設けられたセンサ１１２で読み取られるようになっている。センサ１１２で読み取られた出力データは、画像形成要素の調整に適用される。

パッチ１１０は、それぞれの画像形成要素毎に、中間転写ベルト１６におけるセンサ１１２の検出軌跡上に沿って、設けられている。図３（Ａ）に示される如く、このセンサ１１２に向けて、中間転写ベルト１６が図３（Ａ）の右方向に移動する（周回する）ようになっている。

図３（Ａ）に示される如く、センサ１１２に最も近いパッチ群は、疑似パッチ群Ｇ１であり、中間転写ベルト１６の素面の濃度を検出する。

図３（Ａ）に示される如く、センサ１１２から２番目に近いパッチ群は、ＴＣ調整用パッチ群Ｇ２であり、中間転写ベルト１６の素面の濃度と、各色（ＣＭＹＫ）毎に形成されたパッチ１１０の表面の濃度を検出する。

図３（Ａ）に示される如く、センサ１１２から３番目に近いパッチ群は、画像濃度用パッチ群Ｇ３であり、各色（ＣＭＹＫ）毎に形成されたパッチ１１０の表面の濃度を検出する。

図３（Ａ）に示される如く、センサ１１２から最も遠いパッチ群は、Ｃin−Ｄout調整用パッチ群Ｇ４であり、各色（ＣＭＹＫ）毎に形成された相対的に薄い濃度と濃い濃度の２種類のパッチ１１０の表面の濃度を検出する。

センサ１１２でのパッチ１１０の表面（中間転写ベルト１６の素面を含む）の濃度を読み取る場合、通常時は、搬送方向に沿って１パッチ当たり、１０ポイントのサンプリングポイントを設定している（図４（Ａ）参照）。言い換えれば、センサ１１２の検出点がパッチ１１０上の移動しているときに、１０箇所の出力データを抽出（サンプリング）している。

サンプリング周期は、中間転写ベルト１６の搬送速度、パッチ１１０のサイズによって決まるが、本実施の形態では、サンプリング周期は２msecとされ、これにより、１０ポイントをサンプリングすることになる。

この１０ポイントのサンプリングした出力データは、その最大値と最小値が排除され、残りの８データが平均値が、当該パッチ１１０の濃度として確定する。

ところで、このパッチ１１０の形成の際、中間転写ベルト１６とセンサ１１２との距離が一定であることが前提となっている。中間転写ベルト１６は、前述したようにローラ群２２、２４、２６に巻き掛けられて、周回しているため、肉厚方向の変動はほとんどなく移動する。

ところが、中間転写ベルト１６の材質によっては、プリンタ１０の動作停止状態の継続で、中間転写ベルト１６の特定の一部の領域がローラ群２２、２４、２６の何れかに巻き掛けられた状態となる。この結果、中間転写ベルト１６の当該一部の領域に巻き癖跡が残ることがある。

この巻き癖跡は、図３（Ｂ）に示される如く、中間転写ベルト１６の肉厚方向に波状に変動する形状となる。

このような巻き癖跡に重なるように、前記パッチ１１０が形成されると（図３（Ｃ）参照）、センサ１１２との対向距離のみならず、対向角度も変化するため、センサ出力値に誤差が生じ、例えば、誤った画像形成要素調整が実行されたり、トナーが十分充填されているのにも関わらず、トナー補給指示が出る可能性がある。

図５は、中間転写ベルト１６に巻き癖跡が残っている状態で、中間転写ベルト１６の素面を、センサ１１２で複数周回検出した結果である（サンプリング周期：２msec）。

中間転写ベルト１６の素面のセンサ１１２からの出力値は、通常は、ほぼ２．０Ｖ程度に維持されるが、当該中間転写ベルト１６の巻き癖跡の発生位置では、センサ出力値が大きく上下に触れていることがわかる。

そこで、本実施の形態では、前記確定したパッチ１１０（中間転写ベルト１６の素面）の濃度平均値が予め定めた許容範囲σを超えた場合に、１パッチのサンプリング数を増加（＋６ポイント）するようにしている（図４（Ｂ）参照）。

より具体的には、図３（Ｃ）の実線図示から一点鎖線図示のように、パッチ１１０における中間転写ベルト１６の移動方向寸法を拡大し、同一搬送速度、同一サンプリング周期（２msec）で＋６ポイントとなるようにした。

サンプリングポイント数が増加すればするほど、平均値を演算するときの分母の数が増え、結果として巻き癖跡によって変動している誤差を緩和することになる。

図６は、印刷制御管理部８８におけるパッチ１１０（中間転写ベルト１６の素面を含む）の濃度検出制御を、機能的示したブロック図である。なお、このブロック図は、あくまでも機能別に分類したものであり、印刷制御管理部８８のハード構成を限定するものではない。

印刷制御管理部８８には、画像形成実行制御部１１４が設けられ、前記搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８がそれぞれ接続されている。

この画像形成実行制御部１１４には、パッチ形成指示信号が入力されるようになっている。画像形成実行制御部１１４では、パッチ形成指示信号の入力に基づき、前記搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８のそれぞれを制御して、中間転写体１６上にパッチ１１０を形成する。

パッチ１１０の形成に応じて、画像形成実行制御部１１４では、センサ１１２によるパッチ１１０のサンプリング周期のクロックを発生しており、このクロックは、サンプリング実行指示部１１６へ出力される。

サンンプリング実行指示部１１６は、センサ出力データ抽出部１１８に接続されており、中間転写体１６上におけるパッチ１１０の形成処理に準じて、センサ１１２によるデータ抽出を開始するべく、センサ出力データ抽出部１１８にサンプリング実行を指示する。

また、サンプリング実行指示部１１６には、サンプリングポイント数読出部１２０が接続されている。

サンプリングポイント数読出部１２０は、前記画像形成実行制御部１１４からパッチ形成開始情報が入力されると、サンプリングポイント数メモリ１２２から、現在記憶されているサンプリングポイント数を読み出し、当該サンプリングポイント数情報をサンプリング実行指示部１２０に送出するようになっている。

例えば、通常時では、サンプリングポイント数は１０ポイントに設定され（サンプリングポイント数メモリ１２２に「１０」が記憶されている。）、サンプリング実行指示部１１６では、センサ出力データ抽出部１１８に対して、１パッチあたり、１０ポイント分の出力データを抽出する。なお、中間転写ベルト１６の素面に対しても、１０ポイント分の出力データを抽出する。このデータ抽出は、図３（Ａ）に示した各群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のそれぞれにおいて実行される。

一方、巻き癖対応時では、その巻き癖の影響度合い（センサ出力誤差）に応じて、１パッチあたりのサンプリングポイント数が増加される。例えば、本実施の形態では、１回の増加が＋６ポイントとなっている。なお、増加ポイント数は限定されるものではなく、固定的であってもよいし、毎回異なる増加ポイント数であってもよい。

センサ出力データ抽出部１１８は、センサ出力データ一時格納部１２４に接続され、抽出した出力データをこのセンサ出力データ一時格納部１２４へ格納する。

出力データ一時格納部１２４は、サンプリングポイント数メモリ１２２から得た、サンプリグポイント数の格納が完了した時点で、一時格納したセンサ出力データをセンサ出力データ解析部１２６へ送出するようになっている。

センサ出力データ解析部１２６では、入力した所定数（通常時は１０、巻き癖対応時は巻き癖の度合いに応じて＋６ずつ加算）の最大値と最小値を除く平均値を演算する。

このセンサ出力データ解析部１２６における演算結果（平均値）が各パッチ１１０（及び中間転写ベルト１６の素面）の濃度データとなる。

センサ出力データ解析部１２６は、センサ出力データ適否判定部１２８に接続されている。このセンサ出力適否判定部１２８には、許容範囲σメモリ１３０が接続されている。

ここで、センサ出力適否判定部１２８では、センサ出力データ解析部１２６から入力されるパッチ１１０（及び中間転写ベルト１６の素面）の平均値（濃度データ）と、許容範囲σメモリ１３０から入力される許容範囲σとが比較され、前記濃度データが許容範囲か否かを判断し、許容範囲内であれば適正な濃度データであると判定し、許容範囲外であれば巻き癖に起因した不適正な濃度データであると判定する。

センサ出力データ適否判定部１２８は、適正サンプリングポイント数設定部１３２及びパッチ再形成要否判定部１３４のそれぞれに接続され、その両方に適否判定結果情報を送出する。

適正サンプリングポイント数設定部１３２では、次回からのサンプリングポイント数を設定する。例えば、本実施の形態では、適正判定情報が入力された場合には、次回からのサンプリングポイント数を通常時（１０ポイント）とし、不適正判定情報が入力された場合には、次回からのサンプリングポイント数を現在＋６ポイントとする設定を実行する。

適正サンプリングポイント数設定部１３２は、サンプリングポイント数更新部１３６に接続されており、設定した次回からのサンプリングポイント数情報をこのサンプリングポイント数更新部１３６へ送出する。

サンプリングポイント数更新部１３６は、前記サンプリングポイント数メモリ１２２に接続され、現在記憶されているサンプリングポイント数を、前記適正サンプリングポイント数設定部１３２から入力されたサンプリングポイント数に書き替える役目を有している。

一方、パッチ再形成要否判定部１３４は、入力された適否判定情報に基づき、パッチの再形成の要否を判定する。

すなわち、本実施の形態では、適正判定情報が入力された場合には、画像形成要素調整制御部１３８へ実行指示を出力する。

また、不適正判定情報が入力された場合には、前記画像形成実行制御部１１４へパッチ再形成を指示する。このとき、パッチ再形成要否判定部１３４には、適正サンプリングポイント数設定部１３２で設定されたサンプリングポイント数情報が入力されおり、この設定されたサンプリングポイント数に対応したサイズのパッチ１１０の再形成が指示される。

本実施の形態では、現在のサンプリングポイント数が１０ポイントであり、次回が１６ポイントであった場合、中間転写ベルト１６の搬送速度、並びにサンプリング周期が固定（２msec）であれば、当然パッチ１１０のサイズを中間転写ベルト１６の搬送方向に延長する必要がある。（図３（Ｃ）の実線サイズから一点鎖線サイズへの変更）。

画像形成要素調整制御部１３８は、少なくともＴＣ調整（画像形成要素１）、画像濃度調整（画像形成要素２）、Ｃin−Ｄout調整（画像形成要素３）を実行するべく、前記画像形成実行制御部１１４と連携して処理するようになっている。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成手順）
画像データは、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、各感光体２８に走査露光を行い、潜像（静電潜像）が形成される。

感光体２８上に形成された静電潜像は、現像部によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕在化される（現像）。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８上に順次形成された各色のトナー像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。

中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール２０によって、搬送されてきた記録用紙Ｐ上に二次転写される。そして、記録用紙Ｐ上の各色のトナー像が定着装置６０で定着され、定着後の記録用紙Ｐは、排出トレイ６８に排出される。

トナー像の転写工程が終了した後の感光体２８の表面は、クリーニングユニット７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置３０で除去される。

（パッチによる画像形成要素調整）
ところで、プリンタ１０では、トナーの静電容量を含むコンディション（ＴＣ）が変化したり、所望の画像濃度を得られなかったり、階調データ（Ｃin）と濃度データ（Ｄout）との特性曲線が変化する場合がある（画像形成要素１〜３）。

本実施の形態では、中間転写ベルト１６上にパッチ１１０を形成し、このパッチ１１０の表面の濃度をセンサ１１２で読み取り、画像形成要素１〜３の調整を行っている。

（パッチ形成から濃度読取手順）
図７は、本実施の形態に係る、画像形成要素調整のためのパッチ１１０の形成からその濃度読み取りまでの手順を示す制御フローチャートである。

ステップ１５０では、パッチ形成指示があったか否かが判断され、否定判定された場合はこのルーチンは終了する。また、ステップ１５０で肯定判定されると、ステップ１５２へ移行して、フラグＦがリセット（０）されているか否かが判断される。

このフラグＦは巻き癖によるサンプリングポイント数の増加（加算）があるか否かを判定するフラグである。

ステップ１５２で肯定判定された場合には、通常時である（巻き癖によるサンプリングポイント数の増加無し）と判断し、ステップ１５４へ移行して標準サイズのパッチ形成処理を実行し、ステップ１５８へ移行する。

一方、ステップ１５２で否定判定された場合は、巻き癖対応時である（巻き癖によるサンプリングポイント数の増加有り）と判断し、ステップ１５６へ移行して指定サイズのパッチ形成処理を実行し、ステップ１５８へ移行する。

ステップ１５８では、サンプリングポイント数メモリ１２２からサンプリングポイント数を読み出し、ステップ１６０へ移行する。

ステップ１６０では、読み出したサンプリングポイント数に応じて、中間転写ベルト１６の素面のセンサ出力データを抽出し、次いで、ステップ１６２へ移行して読み出したサンプリングポイント数に応じて、パッチ１１０面のセンサ出力データを抽出する。

なお、この抽出は、パッチ１１０の形成位置が明確でなくても、中間転写ベルト１６の素面の出力データがほぼ決まっている（図５では、２．０Ｖｏｌｔ前後）ため、センサ１１２の出力データが大きく変化することで、パッチ１１２上の出力データであることを認識可能である。

次のステップ１６４では、設定されたサンプリングポイント数の出力データを解析する。本実施の形態では、まず、サンプリングした出力データの最大値と最小値とを排除し、かつ残りのサンプリングポイントの出力データの平均値を演算し、これをもって、パッチ１１０の濃度データ（及び、中間転写ベルト１６の素面の濃度データ）とする。

次のステップ１６６では、演算した平均値と、予め設定した許容範囲σとが比較される。このステップ１６６では、平均値が許容範囲σ以内であれば、濃度データは適正と判断し、平均値が許容範囲σ外であれば、濃度データは不適正と判断する。

ステップ１６６で適正と判断されると、ステップ１６８へ移行して、前記フラグＦをリセット（０）し、次いでステップ１７０へ移行して、サンプリングポイント数を標準値（通常時）に更新し、ステップ１７２へ移行する。

ステップ１７２では、パッチ１１０（及び中間転写ベルト１６の素面）の濃度データが適正に得られたため、画像形成要素１〜３の調整を実行し、このルーチンは終了する。

一方、ステップ１６６で不適正と判定されると、ステップ１７４へ移行して、前記フラグＦをセット（１）し、次いでステップ１７６へ移行してサンプリングポイント数を加算して更新する。例えば、現在のサンプリングポイント数に＋６加算する。現在が通常時であればサンプリングポイント数は１０ポイントであり、この状態で不適正と判定された場合は、サンプリングポイント数が１６ポイントとなる。

次のステップ１７８では、パッチサイズを指定してパッチ再形成を指示して、ステップ１５２へ戻る。すなわち、本実施の形態では、適正な濃度データが得られない限り、画像形成要素調整は実行されず、何度もパッチ形成を繰り返すことになる。

なお、この場合、迅速処理に対応しきれない場合があるため、例えば、不適正な濃度データであった場合、今回の画像形成要素調整処理をキャンセルして、通常の画像形成処理に移行し、次回（例えば、ＰＶ（プリントボリューム）に応じた定期的な画像形成要素調整時期のパッチ形成時に反映させるようにしてもよい。

或いは、１回だけ、パッチ再形成を行って、適正となった場合は画像形成要素調整を行い、不適正となった場合は画像形成要素調整をキャンセルするようにしてもよい。

また、本実施の形態では、センサ１１２からの出力データが適正であった場合に、サンプリングポイント数を標準回数（１０ポイント）に戻すようにしたが、中間転写ベルト１６の巻き癖が解消することを予測して、指定された期間、中間転写ベルト１６が移動を継続した場合に、サンプリングポイント数を標準回数の戻すようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、パッチ１１０の適否判定開始時期について言及しなかったが、例えば、中間転写ベルト１６が移動することで、巻き癖が徐々に解消することを予測して、様々な条件をもって、パッチ１１０の適否判定を行ってもよい。以下に適否判定条件を列挙するが、条件はこれに限られるものではない。

（適否判定条件１） 予め定められた期間以上、中間転写ベルト１６の移動がなかった場合は適否判定を開始する。

（適否判定条件２） 予め定められた期間内での、中間転写ベルト１６の累積停止時間がしきい値を超えた場合は、適否判定を開始する。

（適否判定条件３） 中間転写ベルト１６，並びにローラ群等の周辺部材が交換された場合は、適否判定を開始する。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略図である。 本実施の形態に係るプリンタにおける制御ユニットのハード構成を示すブロック図である。 （Ａ）は本実施の形態に係る中間転写ベルトの展開図、（Ｂ）は中間転写ベルトにおける巻き癖がついた領域の側面図、（Ｃ）は図３（Ｂ）の上面図である。 （Ａ）通常時におけるパッチの平面図、（Ｂ）巻き癖対応時のパッチの平面図である。 横軸をサンプリング周期、縦軸を中間転写ベルトの素面の出力データとした場合の、本実施の形態に係るセンサ出力特性図である。 本実施の形態に係る印刷制御管理部におけるパッチ形成処理のための機能ブロック図である。 本実施の形態に係るパッチ形成処理から濃度読み取りまでの手順を示す制御フローチャートである。

符号の説明

Ｐ 記録用紙
１０ プリンタ（画像形成装置）
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 画像形成ユニット（画像形成部）
１４ 転写部（画像形成部）
１６ 中間転写ベルト
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ 一次転写ロール（画像形成部）
２０ 二次転写ロール（画像形成部）
２２ 駆動ロール
２４ テンションロール
２６ バックアップロール
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ 感光体（画像形成部）
３６ 制御ユニット
４０ 露光ユニット（画像形成部）
６０ 定着装置（定着部）
７０ メインコントロール部
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ Ｉ／Ｏ
８８ 印刷制御管理部
１００ 搬送制御部
１０２ 走査露光制御部
１０４ 現像制御部
１０６ 転写制御部
１０８ 定着制御部
１１０ パッチ（基準画像）
１１２ センサ
１１４ 画像形成実行制御部（基準画像形成転写手段）
１１６ サンプリング実行指示部
１１８ センサ出力データ抽出部（抽出手段）
１２０ サンプリングポイント数読出部
１２２ サンプリングポイント数メモリ
１２４ センサ出力データ一時格納部
１２６ センサ出力データ解析部（濃度確定手段）
１２８ センサ出力データ適否判定部
１３０ 許容範囲σメモリ
１３２ 適正サンプリングポイント数設定部（抽出数調整手段）
１３４ パッチ再形成要否判定部
１３６ サンプリングポイント数更新部
１３８ 画像形成要素調整制御部

Claims (12)

1. ローラに巻き掛けられることで方向転換しながら移動し、少なくとも現像された画像が転写される転写ベルトと、
   転写ベルト上に、基準画像を転写する基準画像転写手段と、
   前記転写ベルトの素面の状態及び前記基準画像面の濃度を検出するセンサと、
   前記転写ベルトの素面領域及び前記基準画像面領域のそれぞれにおける前記センサからの出力値を、予め設定した標準回数だけ抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段で抽出した前記センサからの出力値に基づいて、前記基準画像面の濃度を確定する濃度確定手段と、
   前記中間転写ベルトの素面における前記センサの出力値が予め定めた基準の範囲を超えている場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を適宜増加させる抽出数調整手段と、
   を有する濃度検出装置。
2. 前記濃度確定手段が、前記抽出した出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を、確定濃度とする請求項１記載の濃度検出装置。
3. 前記濃度確定手段が、前記センサの前記転写ベルトの素面に対する出力値との差分を用いて、前記基準画像面の濃度を確定する請求項１又は請求項２記載の濃度検出装置。
4. 前記抽出数調整手段が、前記濃度確定手段で確定した濃度が、前記基準濃度の範囲に戻った場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を前記標準回数に戻す請求項１〜請求項３の何れか１項記載の濃度検出装置。
5. 前記抽出数調整手段が、前記転写ベルトの移動状況に基づいて、前記標準回数に戻す請求項１〜請求項３の何れか１項記載の濃度検出装置。
6. 画像データに基づいて、像担持体上に静電潜像を形成し、かつトナーを供給することで現像する画像形成部と、
   ローラに巻き掛けられることで方向転換しながら移動し、少なくとも前記トナー画像が転写される転写ベルトと、
   転写ベルト上に、基準画像を転写する基準画像転写手段と、
   前記転写ベルトの素面の状態及び前記基準画像面の濃度を検出するセンサと、
   前記転写ベルトの素面領域及び前記基準画像面領域のそれぞれにおける前記センサからの出力値を、予め設定した標準回数だけ抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段で抽出した前記センサからの出力値に基づいて、前記基準画像面の濃度を確定する濃度確定手段と、
   前記転写ベルトの素面における前記センサの出力値が、予め定めた基準の範囲を超えている場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を適宜増加させる抽出数調整手段と、
   を有する画像形成装置。
7. 前記濃度確定手段が、前記抽出した出力値の最大値と最小値を除く出力値の平均値を確定濃度とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記濃度確定手段が、前記センサの前記転写ベルトの素面に対する出力値との差分を用いて、前記基準画像面の濃度を確定する請求項６又は請求項７記載の濃度検出装置。
9. 前記抽出数調整手段が、前記濃度確定手段で確定した濃度が、前記基準濃度の範囲に戻った場合に、前記抽出手段による前記センサから出力値を抽出する回数を前記標準回数に戻す請求項６〜請求項８の何れか１項記載の画像形成装置。
10. 前記抽出数調整手段が、前記転写ベルトの移動状況に基づいて、前記標準回数に戻す請求項６〜請求項８の何れか１項記載の画像形成装置。
11. 前記基準画像が、前記転写ベルトの移動方向に沿って、制御対象に応じて複数種類転写され、この制御対象が、少なくとも、前記トナーの静電容量を含む現像状態を制御するトナーコンディション制御、前記記録用紙に最終的に転写されたときの濃度を制御する画像濃度制御、前記画像データにより指示する指示値と実際の濃度値との特性を制御する指示値−濃度値特性制御を含む請求項６〜請求項１０の何れか１項記載の画像形成装置。
12. コンピュータを、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の濃度検出装置として機能させるための濃度検出プログラム。

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