JP2016148781A - 画質調整装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アレイ状の光学検出手段を用いる場合でも記憶部の記憶容量を低減する。
【解決手段】本発明に係る画像調整装置６００は、像担持体２０６の主走査方向Ｗに延びていて、画像形成部１００（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）により像担持体２０６の像担持面２０６ａに作像されたトナー像を主走査方向に走査して検出値を出力するアレイ状の光学検出手段６０１と、画像形成部により像担持面に画質調整用のトナー像が作像される画像濃度調整時に、光学検出手段にて走査された画質調整用のトナー像の検出値Ａが所定範囲Ｘ１内であるか否かを判定する出力判定部６０２と、出力判定部によって所定範囲でないと判断された検出値Ａ１を記憶する記憶部６０３を有している。
【選択図】図９

Description

本発明は、画質調整装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置には、感光体や中間転写ベルトなどの像担持体上の未定着トナー像の濃度を、像担持体の主走査方向に延伸して配置されたアレイ状の光学検出手段であるラインセンサで検出し、この検出結果をメモリ等の記憶部に一旦保存するとともに、保存された検出結果に基づいて画質調整や異常画像検出を行うものが知られている（例えば、特許文献１）。

ラインセンサで検出する像担持体上の範囲は、像担持体における「主走査方向の長さ×副走査方向の長さ」であるので、ラインセンサからの検出値の出力数が多く、これらを全て記憶するには大容量の記憶部が必要となってしまう。
本発明は、アレイ状の光学検出手段を用いる場合でも記憶部の記憶容量を低減することを、その目的とする。

本発明に係る画像調整装置は、像担持体の主走査方向に延びていて、画像形成部によって像担持体の像担持面に作像されたトナー像を主走査方向に走査して検出値を出力するアレイ状の光学検出手段と、画像形成部により像担持面に画質調整用のトナー像が作像される画像濃度調整時に、光学検出手段にて走査された画質調整用のトナー像の検出値が所定範囲内であるか否かを判定する出力判定部と、出力判定部によって所定範囲でないと判断された検出値を記憶する記憶部を有することを特徴としている。

本発明によれば、アレイ状の光学検出手段で検出された検出値の内、基準範囲内のものは基準値と見做し、基準範囲から外れたものだけを記憶部に記憶するので、アレイ状の光学検出手段を用いる場合でも記憶部の記憶容量を低減することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の主要部の示す概略構成図。 画像形成装置が備えている画像形成部の一実施形態を説明する図。 転写手段の一実施形態である中間転写ユニットの構成を説明する斜視図。 アレイ状の光学検出手段の一実施形態の構成を説明する断面図。 本発明に係る画像形成装置の制御系によって制御されるハードウェアの主要部の構成を説明するブロック図。 本発明に係る画像調整装置の一実施形態を説明するブロック図。 像担持体である中間転写ベルトに作像された画像調整用の帯状のトナーパターン像を説明する図。 像担持体である中間転写ベルトに形成された画像調整用の階調トナーパターン像を説明する図。 本発明に係る画像調整装置による出力値処理の制御内容を示すフローチャート。 本発明に画像形成装置の制御部による画像調整時の制御内容を示すフローチャート。 本発明に係る画像調整装置による別な制御内容を示すフローチャート。 画像調整装置による出力値処理の別な実施形態を示すフローチャート。 アレイ状の光学検出手段でイエローの階調トナーパターン像を検出した際の、出力値とトナーパターン濃度との関係を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。実施形態の説明において、同一部材または同一機能を有する部材には、基本的には同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。なお、図中Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した構成部材に付す添え字であり、適宜省略する。

図１は、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの主要部を示す概略構成図である。本プリンタは、パーソナルコンピュータ等の外部端末装置から有線又は無線などによって画像情報が入力されることで、入力された画像情報を可視化してプリントアウトするものである。
プリンタは、転写手段としての転写ユニット２００を装置本体内に備えている。転写ユニット２００は、駆動ローラ２０１、クリーニングバックアップローラ２０２、１次転写ニップ入口ローラ２０３、２次転写ニップ入口ローラ２０５等の複数のローラと、４つの１次転写部材としての１次転写ローラ２０４Ｙ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｋ、転写部材であり像担持体である中間転写ベルト２０６、ベルトクリーニング装置２０７、２次転写部材としての２次転写ローラ２０８等を有している。転写ユニット２００は、ベルト部材としての無端状の中間転写ベルト２０６を、ベルトループ内側に配設された複数のローラによって張架しながら、駆動ローラ２０１が回転駆動されることで図中反時計回り方向に無端移動するように構成されている。

プリンタは、転写ユニット２００の下方に、中間転写ベルト２０６の下部張架面に沿って並ぶように配設されて画像形成部としてのＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の４つの画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋを備えている。画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋ、各感光体を一様帯電させる帯電装置１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋ、現像装置１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３Ｋ、ドラムクリーニング装置１２０Ｙ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｋなどを備えている。感光体１０１Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋの像担持面となる周面１０１Ｙａ，１０１Ｃａ，１０１Ｍａ，１０１Ｋａの頂部は、中間転写ベルト２０６の下部張架面に当接していて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを形成している。４つの画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、トナー像を作像するものである。ここでいうトナー像には、入力される画像情報に対応したプリント用のトナー像と、画質調整用のトナー像が含まれる。

図１において、転写ユニット２００の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像剤としてのトナーをそれぞれ個別に収容しているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナーボトル９０Ｙ，９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｋが配設されている。トナーボトル９０Ｙ，９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｋに収容されているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナーは、それぞれＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー補給装置１４０Ｙ，１４０Ｃ，１４０Ｍ，１４０Ｋの駆動によって現像装置１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３Ｋにトナー補給時に補給される。

画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋの下方には、露光部としての光書込ユニット２９０が設けられている。光書込ユニット２９０は、光書込ユニット２９０の内部に設けられている半導体レーザーが駆動されることで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の書込光Ｌｂをそれぞれ各感光体に向かって出射する。これら書込光Ｌｂは、それぞれ感光体１０１Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋを主走査方向に光走査されることで、図中時計回り方向に回転駆動する感光体１０１Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋの周面１０１Ｙａ，１００Ｃａ，１００Ｍａ，１００Ｋａに静電潜像を形成する。なお、各書込光Ｌｂの光源は、レーザーに限るものではなく、例えばＬＥＤ（light emitting diode）であってもよい。

図２を用いて、画像形成ユニットの構成を説明する。なお、各色の画像形成ユニットは、使用するトナーの色が異なる以外は同様の構成であるので、ここではＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字を省略して説明する。画像形成ユニット１００は、感光体１０１の周囲に、帯電装置１０２、現像装置１０３、ドラムクリーニング装置１２０などが配設されている。帯電装置１０２は、電源部から帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体１０１に接触させる接触帯電方式のものであり、感光体１０１の周面１０１ａを一様帯電させる。帯電ローラを採用した接触帯電方式の代わりに、帯電ブラシを採用した接触放電方式や、スコロトロンチャージャーを採用した非接触帯電方式を採用してもよい。

現像装置１０３は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を撹拌する攪拌部１０４と、現像スリーブ１０９を収容している現像部１０５とをケーシング内に有している。攪拌部１０４には、撹拌搬送部材としての第１スクリュー１０６と第２スクリュー１０７とが平行配設されており、攪拌部１０４内において二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）を攪拌しながら搬送する。現像スリーブ１０９には、第２スクリュー１０７が回転することで、現像剤が供給される。現像装置１０３は、トナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）１０８を備えていて、第１スクリュー１０６によって搬送される現像剤中のトナー濃度を検知する。この検知結果は、トナー濃度信号として図５に示す制御部５００に送信される。
現像部１０５には、現像剤を保持する筒状の現像スリーブ１０９が配設されていて、駆動手段によって回転駆動されることで、感光体１００との対向部（現像領域）へと現像剤を搬送し、現像剤中のトナーを感光体１０１の静電潜像に転移する。この転移により、感光体１０１上の静電潜像は可視像としてのトナー像に現像される。
本実施形態では、２成分現像剤を用いる２成分現像方式を採用した現像装置１０３について説明したが、磁性キャリアを含まない１成分現像剤（トナー）を用いる１成分現像方式の現像装置を採用してもよい。

感光体１０１の周面１０１ａに形成されたトナー像は、図中時計回り方向への感光体１０１の回転に伴って、感光体１０１と中間転写ベルト２０６との当接により形成されている１次転写ニップに進入して、中間転写ベルト２０６の像担持面である、おもて面２０６ａに１次転写される。１次転写ニップを通過した感光体１０１の表面は、ドラムクリーニング装置１２０との対向位置に進入し、ドラムクリーニング装置１２０が備えるファーブラシ１２２によって転写残トナーが除去される。図２中、符号Ｔはトナー像を示す。

帯電装置１０２によって感光体１０１の表面は、例えば−７００［Ｖ］に一様帯電され、光書込ユニット２９０によってレーザー光が照射された静電潜像部分の電位は、例えば−１２０［Ｖ］となる。これに対して、現像スリーブ１０９に印加される現像バイアスの電圧は例えば−４７０［Ｖ］であり、これによって３５０［Ｖ］の現像ポテンシャルが発生する。このような作像条件は、画像形成時や画像調整時に行われる画像調整制御の結果によって適時変更される。

図１において、１次転写ローラ２０４Ｙ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｋは、中間転写ベルト２０６におけるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップの裏側に当接している。１次転写ローラ２０４Ｙ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｋには、電源部によって１次転写バイアスが印加されている。本実施形態では、１次転写部材として、１次転写ローラ２０４Ｙ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｋを採用しているが、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。

中間転写ベルト２０６は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、その像担持面（おもて面）２０６ａにＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。これにより、Ｋ用の１次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａには、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像の重ね合わせによる重ね合わせトナー像が形成されている。
中間転写ベルト２０６のループ外側に配設された２次転写ローラ２０８は、ループ内側に配設された駆動ローラ２０１との間にベルトを挟み込むようにして、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａに当接して２次転写ニップを形成している。２次転写ローラ２０８にはトナーと逆極性の２次転写バイアスが印加されている。

本プリンタは、記録媒体としての記録紙Ｐが収納された給紙カセットを備えていて、給紙カセットから２次転写ニップに向かって記録紙Ｐが送り出される。送り出された記録紙Ｐは、レジストローラ対２５０によって、２次転写ニップで記録紙Ｐを中間転写ベルト２０６上の重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出される。２次転写ニップに送られた記録紙Ｐには、２次転写ニップにおいて中間転写ベルト２０６上の重ね合わせトナー像が一括で２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。なお、転写ユニット２００において、２次転写部材としては、２次転写ローラ２０８に代えて、転写チャージャを用いてもよい。
２次転写ニップの上方には、定着装置２６０が配設されている。この定着装置２６０は発熱源を内包する定着ローラ２６１と、加圧ローラ２６２とを互いに当接させて定着ニップを形成している。そして、両ローラを定着ニップで互いに同方向に表面移動させるように回転駆動する。２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、定着装置２６０に進入した後、定着ニップに挟み込まれることで、ニップ圧や加熱によってフルカラー画像が定着される。

クリーニングバックアップローラ２０２に対する掛け回し箇所には、ベルトクリーニング装置２０７が配置されている。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａに付着している転写残トナーや後述する画像調整用の帯状のトナーパターン像や階調トナーパターン像が、ベルトクリーニング装置２０７によってベルト表面から除去される。
フルカラー画像が定着された記録紙Ｐは、プリンタの外部へと搬送され排紙トレイ上に排出される。
単色のプリント画像を得るには、該当する色の感光体に静電潜像を形成し、同色の現像装置によって現像してトナー像を作像し、１次転写ニップで中間転写ベルト２０６へ１次転写する。そして、２次転写ニップにおいて記録紙Ｐに単色のトナー像を２次転写した後、定着装置２６０で定着し、排紙トレイへと排出する。

次に図３を用いて転写ユニット２００の駆動系と中間転写ベルト２０６上のおもて面２０６ａに作像される各種トナー像の検出について説明する。
中間転写ベルト２０６の周方向における全域のうち、駆動ローラ２０１とクリーニングバックアップローラ２０２に巻き掛けられた上部張架面の上方には、光学検出手段としてのラインセンサ６１０が中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａと対向配置されている。ラインセンサ６１０は、符号Ｗで示す主走査方向（ベルト幅方向）に延びていて、光源と集光レンズと受光素子とが主走査方向（ベルト幅方向）Ｗに複数直線状に配置されたアレイ構造のラインセンサ６１０である。符号Ｗ１は、主走査方向Ｗと直交する副走査方向を示す。図中、斜線部は、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａにおける画像形成領域を示し、そのうち２０６ｂは地肌部を示す。

ラインセンサ６１０の構成は、例えば図４に示すように、白色の光を照射する発光素子としてＬＥＤからなる１つの光源６１１と、主走査方向Ｗに配置され、赤、緑、青色の反射光を受光する３つの受光素子６１２Ｒ、６１２Ｇ、６１２Ｂと、受光レンズ６１３とを１つのセルとしてケーシング６１４で支持するものである。本実施形態において、ラインセンサ６１０には、カラーセンサの１つである密着イメージセンサ（ＣＩＳ）を用いている。ラインセンサ６１０としては、ＣＩＳではなく、ＣＣＤイメージセンサを用いてもよい。また、光源としては、白色の光源（ＬＥＤ）の１色ではなく、３色（赤、緑、青色）の光源を用いても良い。
ＣＩＳからなるラインセンサ６１０は、主走査方向Ｗに直線状に並んだ単位セル毎に増幅器を有し、受光素子１３２で光変換された電気信号の読み出しによる電気ノイズの発生が抑えられている。この電気信号は、図１、図５に示す制御部５００に入力される。
図３に示すように、転写ユニット２００は、駆動ローラ２０１を回転駆動して中間転写ベルト２０６を無端移動するための駆動源としてのベルト駆動モータ２１１を備えている。駆動ローラ２０１の近傍には、副走査方向Ｗ１への中間転写ベルト２０６やトナー像の位置を検出する位置情報検出手段としての位置情報検出センサ２１３が配置されている。

次にプリンタの制御系について説明する。プリンタは、図５に示す制御部５００を備えている。制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５０２と、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)５０３を備えている。制御部５００には、各種の周辺機器が信号線５１０を介して接続されている。図５においては、それら周辺機器のうち、主要なものだけを示している。
すなわち、制御部５００には、各色のトナー濃度センサ１０８Ｙ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｋ、ラインセンサ６１０、ベルト駆動モータ２１１、位置情報検出センサ２１３、各現像装置の駆動部５１１、光書込ユニット２９０の駆動部５１２、各トナー補給装置の駆動部５１３、各種電源部５１４が信号線５１０を介して接続されている。各種センサ類は、検出した検出値を制御部５００に出力し、制御部５００は、出力された各種検出値をＲＡＭ５０２に一時保存する。

制御部５００は、ＲＯＭ５０３に記憶されている制御プログラムに基づいて、プリンタによる画像情報に応じたプリント動作を制御するとともに、画像調整（作像条件調整）の制御を実行する機能を備えている。制御部５００は、画像調整時に、画像調整用のトナー像である図７に示す帯状のトナーパターン像（以下「帯状パターン像」と記す）と、図８に示す複数の階調トナーパターン像（以下「階調パターン像」と記す）を中間転写ベルト２０６の画像領域（斜線領域）内に形成し、トナー濃度を求めて、上述した作像条件を算出し、作像条件を更新（切換る）する機能を備えている。なお、中間転写ベルト２０６は無端状であるが、図７、図８では２次元に展開した一部を示している。
制御部５００は、各色のトナー濃度センサ１０８Ｙ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｋから出力されるトナー濃度信号に基づいて、各色のトナー補給装置１４０Ｙ，１４０Ｃ，１４０Ｍ，１４０Ｋを適宜駆動することで、現像装置１０３内に適量のトナーを補給させる。補給されたトナーは、第１スクリュー１０６と第２スクリュー１０７とによって撹拌搬送される。これにより、現像装置１０３内の現像剤のトナー濃度は調整される。

ラインセンサ６１０は、図７に示すように、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａに主走査方向Ｗに向かって画像形成領域内に形成される帯状パターン像と、図８に示すように、主走査方向Ｗに向かって画像形成領域内に複数形成され、濃度を違えた複数の階調パターン像及びトナー像のない中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａの地肌部２０６ｂの状態を検出する。なお、帯状パターン像と階調パターン像は、画質調整用のトナー像であり、画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋによって画像調整時に作像される。
帯状パターン像は、図７に示すように、ベルト移動方向の先頭から順にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の４色の帯状パターン像Ｋａ、Ｃａ、Ｍａ、Ｙａとして副走査方向Ｗ１に間隔を空けて作像されるもので、同一の濃度として形成される。これら帯状パターン像Ｋａ、Ｃａ、Ｍａ、Ｙａはラインセンサ６１０の主走査方向Ｗへの濃度偏差の補正時に、その出力（検出値）が用いられる。
階調パターン像は、帯状パターン像の作像後に作造されるもので、ベルト移動方向から順にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の４色の階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂとして副走査方向Ｗ１に間隔を空けて作像される。階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂは、主走査方向Ｗにおいて一方側から他方側に向かって濃度が変化して複数の階調パターンで形成されている。すなわち、各色の階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂは、互いに単位面積あたりのトナー付着量の異なるパッチ状のテスト用トナー像を、ここでは９個ずつ備えていて、トナー濃度の算出にその出力（検出値）が用いられる。
これら帯状パターン像と階調パターン像は、ラインセンサ６１０との対向部を通過する際にラインセンサ６１０によってその濃度や状態が検出される。ラインセンサ６１０は、これら帯状パターン像、階調パターン像及び、帯状パターン像や階調パターン像の形成されていないおもて面２０６ａの地肌部２０６ｂを検出すると、検出値を出力して出力判定部６０２に送信する。

位置情報検出センサ２１３は、図３に示すように、駆動ローラ２０１に設けられたスリット板２１２と相まって、駆動ローラ２０１の回転を検出する。中間転写ベルト２０６の副走査方向Ｗ１への位置情報を検出する。
トナー補給装置の駆動部５１３は、トナー補給時に作動して各色のトナー補給装置を駆動するものである。各種電源部５１４は、上述した各色用の１次転写バイアス、２次転写バイアス、各色の現像装置の現像スリーブに印加するための現像バイアスなどを出力するものである。

ところで、ラインセンサ６１０をフォトセンサ等に換えて用いる場合、フォトセンサとは構成が異なることから次のような課題がある。たとえば、濃度検出に用いられていたフォトセンサは、１発光１受光、１発光２受光などの構成で、出力信号は１つ乃至２つ程度、また、信号もアナログ出力（たとえば、電圧値）で取り扱うことが多く、使用波長領域も赤外光でＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの色の区別はつけていないものが多い。
これに対し、ラインセンサ６１０は、光源６１１、受光素子６１２Ｒ、６１２Ｇ、６１２Ｂ、受光レンズ６１３が直線状に多数並んでおり（たとえば、６００ｄｐｉ）、カラーセンサ（可視光領域に感度をもち、ＲＧＢの区別が可能）であるため、その出力信号もデジタル信号で処理されるので出力情報が多くなる。すなわち、ラインセンサ６１０は、直線状に受光素子が多数配置されているため、入力信号が多く、さらにカラーセンサであることから、１点の検出（センシング）に対し、ＲＧＢの３つの情報を取得することで、その膨大な情報の処理能力というものもフォトセンサからの置き換えとしては重要なポイントとなる。
つまり、ラインセンサ６１０で中間転写ベルト２０６（像担持体）上の画像調整用のトナー像を検出する際には、以下３つの校正や補正が必要となる。
・ラインセンサ６１０自体の感度の校正
・ラインセンサ６１０自体の感度ばらつきの補正
・中間転写ベルト２０６（像担持体）の地肌部２０６ｂの反射特性の補正

ラインセンサ６１０は、光センサであるため、まず、感度の補正を行う。
感度補正処理は、白基準（白い拡散反射板）と黒基準（ラインセンサ６１０の発光素子が照射オフ状態の受光素子の出力）におけるラインセンサの出力を調整しながら検出する。白基準での出力と黒基準での出力が、たとえば１０ビット(０〜１０２３段階)の０と１０２３（もしくは任意の基準値）となるよう、正規化する。これを第１処理とする。
しかしながら、ラインセンサ６１０は複数の受光素子が配列されているため、各検出値（出力値）をすべて等しく正規化することは難しい。このため、ラインセンサ６１０の各受光素子での検出値が等しくなるよう、検出した値を補正することが必要となる。第２処理
経時劣化や環境特性によるラインセンサ６１０自体の出力変化が想定されるので、第１処理と第２処理は所定の頻度で実施されることが望ましい。

さらに、地肌部２０６ｂの表面特性の補正を行う。
例えば、中間転写ベルト２０６は、黒色（照射オフ時の黒とは黒のレベルが異なる。）であり、“色“を有する反射体である。このため、地肌部（本実施形態では２０６ｂ）の出力を補正する必要がある。中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａ（像担持体の表面）は、製法などによって反射特性にムラが発生する場合もあり、また、部品寿命の間使い続けるので、表面状態は傷がついたり、磨耗したりと、経時変化を伴う。このように地肌部の表面状態が変化すると、トナー像を検出する際、地肌部２０６ｂの表面特性が混在してくるので、トナー像の検出特性にはノイズとして混入してきてしまう。特にハイライトやハーフトーンなどは影響が顕著に現れる。よって、第１処理と第２処理とともに、所定の頻度で地肌部特性の補正を実施する必要がある。

地肌部２０６ｂの表面状態の変化は、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａのどの位置にどれくらい生じるものかの推定は難しい。そこで、中間転写ベルト２０６の位置を含めた反射特性とするため、位置（速度）情報を特定可能な位置情報検出センサ２１３を駆動ローラ２０１に取り付けて、その情報と、ラインセンサ６１０から出力された検出値とに相関をもたせるのが好ましい。
ラインセンサ６１０でトナー像を検出する際も同様に、座標位置情報とともに、トナー像を検出する。その上で中間転写ベルト２０６上の同位置(ある基準を設けて、それに対する同座標箇所)の、地肌部の出力と、階調パターン像の出力から、適正なトナーパターン像の出力を算出する。
このような補正を行う際に、地肌部の出力特性を、地肌全面に渡って保持することは容易に考えられるが、現実には、相当量の記録容量が必要になってしまう。たとえば、６００ｄｐｉのラインセンサ（３２０ｍｍ長）（：主走査方向）で、像担持体１２００ｍｍ（：副走査方向）を走査した検出結果をすべて（主走査方向×副走査方向）を保持しようとすると、主走査方向だけで７０００ｐｏｉｎｔ以上の検出値があるので、副走査方向のサンプリングを考えても大容量の記憶部が必要となる。

そこで、本実施形態では、階調パターンや地肌部２０６ａの検出値を用いて画像調整を行う際に、ラインセンサ６１０からの出力される全ての検出値を記憶して保存するのではなく、特定の情報に特化して保持することで、記憶部の量を削減するようにしている。つまり、本実施形態において、プリンタは、図６に示すように画像調整装置６００を備えている。画像調整装置６００は、画像調整時（作像条件調整）にラインセンサ６１０から出力される検出値の処理と、画質調整時の異常判定時に異常判定をする機能を備えている。すなわち、画像調整装置６００はラインセンサ６１０と、ラインセンサ６１０のから出力された検出値を判定する出力判定部６０２と、記憶部６０３と、中間転写ベルト２０６上の走査位置情報である任意の位置情報（座標位置情報）を検出する走査状態検出手段６０４と、範囲算出部６０５と、異常判定部６０６を備えている。

出力判定部６０２は、画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋによって中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａに作像された図７に示す画質調整用の階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂをラインセンサ６１０にて走査した検出値Ａが所定範囲Ｘ内であるか否かを判定するものである。記憶部６０３は、出力判定部６０２によって所定範囲Ｘでないと判断された検出値Ａ１を記憶するものである。特定の情報とは、所定範囲Ｘでないと判断された検出値Ａ１である。本実施形態において、出力判定部６０２は、制御部５００のＣＰＵ５０１によって達成され、記憶部６０３は制御部５００のＲＯＭ５０３によって達成される。

走査状態検出手段６０４は、出力値として電気信号を出力するラインセンサ６１０の受光素子１３２の位置から主走査方向Ｗの位置を検出するとともに、位置情報検出センサ２１３からの副走査方向Ｗ１への位置情報とラインセンサ６１０からの主走査方向Ｗへの位置情報から中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａの座標を特定するものである。走査状態検出手段６０４は、位置情報検出センサ２１３と制御部５００によって達成される。
範囲算出部６０５は、画像濃度調整時に、予め設定された走査位置における、ラインセンサ６１０にて走査されたトナー像がない地肌部２０６ｂの検出値を平均化して情報保持可否判定に用いる基準値Ｘを算出し、基準値Ｘから所定範囲Ｘ１を算出するものである。範囲算出部６０５は、制御部５００によって達成される。
異常判定部６０６は、出力判定部６０２によって所定範囲Ｘ１でないと判断された検出値Ａ１から画像異常を判定するものである。具体的には、異常判定部６０６は、検出値Ａ１と予め設定された異常判定用の所定範囲Ｘ２とを比較して、検出値Ａ１が判定範囲Ｘ２から外れている場合には装置に異常がある異常判定を行う。異常判定範囲Ｘ２はＲＯＭ５０３に記憶されている。

次に、ラインセンサ６１０の検出値処理の制御内容について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、ここでは図１０に示す画像調整処理のサブルーチンとして機能する形態として説明するが、図１０に示す画像調整処理に組み込んだ形態であっても良い。図９に示す検出値処理は、画像調整装置６００によって実行される。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ１において、像担持体である中間転写ベルト２０６の地肌部２０６ｂの状態をラインセンサ６１０で検出する。この場合、ラインセンサ６１０は、上述の白基準と黒基準の校正が行われたものを用いる。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ２において、予め設定した座標位置におけるラインセンサ６１０で検出した地肌部２０６ｂの検出値をＲＡＭ５０２に保存する。この座標位置は、走査状態検出手段６０４で求められたものである。また、予め設計する座標位置(複数個所)には、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａ（画像形成領域）全域に渡っていることが望ましく、概ねの平均値が取得可能な複数の箇所を指定するのが望ましい。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ３において、ＲＡＭ５０２に保存した検出値を平均化し、情報保持可否判定の基準値Ｘを制御部５００で算出し、ＲＡＭ５０２内に保存して設定する。画像調整装置６００は、ステップＳＴ４において、算出した基準値Ｘと、予め定めた公差（たとえば、基準値±xx）で規定される所定範囲Ｘ１を設定する。つまり、所定範囲Ｘ１は、任意の基準値Ｘに対し、所定の公差内であるか否かを判定基準としている。

ステップＳＴ１〜ＳＴ４まで処理は、範囲算出部６０５によって実行される。ステップＳＴ１〜ＳＴ４までの処理は、例えばプリンタの設置時に行っても良いし、工場出荷前に行って所定範囲Ｘ１をＲＯＭ５０３に保存しておいても良い。あるいは、画像濃度調整時の度に実行するようにしても良い。この場合、所定範囲Ｘ１を中間転写ベルト２０６の地肌部の経年劣化を考慮した最新の値に設定することができるのでより好ましい。またステップＳＴ１〜ＳＴ４までの処理は、以下に説明するステップＳＴ５からＳＴ７までの処理とは個別なルーチンとしてもよい。

画像調整装置６００は、ステップＳＴ５において、階調パターン像を検出したラインセンサ６１０からの検出値Ａが所定範囲Ｘ１内か否かを、出力判定部６０２で判定する。画像調整装置６００は、検出値Ａが所定範囲Ｘ１内である場合には、ステップＳＴ６に進んで、出力値Ａを基準値Ｘと見做して保存せず、検出値Ａが所定範囲Ｘ１内でない場合には、ステップＳＴ７に進んで、所定範囲Ｘ１外の検出値Ａ１としてＲＡＭ５０２に保存する。このとき、検出値Ａ１は、その座標位置情報と関係づけて保存される。

このように、ラインセンサ６１０で検出された階調パターン像の検出値Ａの内、基準範囲Ｘ１内のものは基準値Ｘと見做し、基準範囲Ｘ１から外れた検出値Ａ１だけをＲＡＭ５０２（記憶部）に保存するので、画像形成においてアレイ状の光学センサを用いる場合でもＲＡＭ５０２（記憶部）の記憶容量を低減することができる。すなわち、このようにすることで、ラインセンサ６１０による中間転写ベルト２０６全域の検出結果をすべて保持する必要はなくなり、ＲＡＭ５０２（記憶部）の容量を削減させることができるようになる。
基準範囲Ｘ１から外れた検出値Ａ１をＲＡＭ５０２（記憶部）に保存するに際し、座標位置情報と相関させて保存するので、ラインセンサ６１０からの出力値によって得られる情報を選択的にＲＡＭ５０２（記憶部）に保存することになり、よりＲＡＭ５０２（記憶部）の容量を削減することができる。なお、座標位置情報は絶対座標ではなく、相対座標や近接する検出値Ａ１との差分による位置情報とするなど、適宜、データ量を低減（圧縮）させてもよい。
中間転写ベルト２０６は転写紙Ｐと異なり、使い続けるため経時劣化し、製法によってはおもて面２０６ａ（地肌部２０６ｂ）が不均一になる場合もある。このため、その上に形成されるトナー像をラインセンサ６１０によって検知すると、地肌部２０６ｂである像担持面の特性の影響がノイズとなり、正しいトナー像の反射特性を得ることができないことがある。しかし、中間転写ベルト２０６上のどの位置にトナー像が形成されたかを知ることができるよう、トナー像が位置する中間転写ベルト２０６上の走査位置情報としての座標位置情報を走査状態検出手段６０４で検出して把握しながら、画質調整に用いる階調トナーパターンの出力をラインセンサ６１０で検出する。そして、両者を関連づけてＲＡＭ５０２（記憶部）に保存することで、地肌部２０６ｂからのノイズを適切に除去することができる。
また、判定方法は煩雑であると、判定処理に時間がかかってしまうが、本実施形態では、検出値を平均化して基準値Ｘを算出し、予め定めた公差（たとえば、基準値±xx）で規定される所定範囲Ｘ１を設定する。このため、判定基準を単純化することができ、ラインセンサ６１０で検出した検出値を処理する処理時間を低減することができる。

次に画像調整処理の制御内容について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。なお、センサの校正(白色版、黒色版)と情報保持可否判定の基準値の算出はトナー像検出の前に実施しているものとする。
制御部５００は、図１０のステップＳＴ１１において、画像調整実行時期か否かを、例えば印刷枚数や印刷時間などから制御部５００で判断する。そして画像調整実行時期であればステップＳＴ１２に進み、画像調整実行時期でなければこの制御は実行しない。
制御部５００は、ステップＳＴ１２において、ラインセンサ６１０を用いて像担持体である中間転写ベルト２０６の画像形成用のトナー像のない地肌部２０６ｂの状態を検出し、ステップＳＴ１３において検出値を記憶部であるＲＡＭ５０２に保存する。

制御部５００は、ステップＳＴ１４において、各色の帯状パターン像Ｋａ、Ｃａ、Ｍａ、Ｙａを図７に示すように中間転写ベルト２０６の画像形成領域内に作像し、ステップＳＴ１５において、各色の帯状パターン像Ｋａ、Ｃａ、Ｍａ、Ｙａを主走査方向Ｗへ検出する。
制御部５００は、ステップＳＴ１６において、ラインセンサ６１０の主走査方向Ｗへの濃度偏差を、ステップＳＴ１５で検出した検出値に基づいて均一になるように補正する。具体的には、光書込ユニット２９０の駆動部５１２の制御にフィードバックする。
制御部５００は、ステップＳＴ１７において、各色の階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂを図８に示すように中間転写ベルト２０６の画像形成領域内に作像し、ステップＳＴ１８において、各色の階調パターン像Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂを主走査方向Ｗへ検出する。検出後は、図９で説明した出力値処理を画像調整装置６００で行い、所定範囲Ｘ１から外れた出力値Ａ１のみを記憶し、ステップＳＴ１９へと進む。

制御部５００は、ステップＳＴ１９においてプリント時のトナー濃度を出力値Ａ１に基づいて算出し、ステップＳＴ２０において、算出したトナー濃度を達成可能な作像条件を算出し、ＲＯＭ５０３に記憶されている前回の作像条件を更新し、ステップＳＴ２１において作像条件を切り替える。
すなわち、作像条件（現像電位、帯電電位、露光パワーなど）もしくは画像処理のデジタルγへフィードバックし、所定の濃度や階調性が得られるよう画質調整を実行する。

図１１は、画像調整装置６００による検出値処理の変形例を示すフローチャートである。図１１に示す検出値処理と図９に示す検出値処理との違いは、図１１では異常判定部６０６による処理が追加されている点にある。図９、図１１は、この異常判定部６０６による処理以外は同一であるので、相違点についてのみ説明する。

画像調整装置６００は、ステップＳＴ５において、検出値Ａが所定範囲Ｘ１内でない場合には、範囲外の検出値Ａ１としてステップＳ８に進んで異常判定部６０６で異常判定を行う。ここでは、検出値Ａ１と異常判定用の所定範囲Ｘ２とを比較して、検出値Ａ１が所定範囲Ｘ２外か否かを判定する。検出値Ａ１が所定範囲Ｘ２外でない場合には異常がないのとしてステップＳＴ７に進み、検出値Ａ１が所定範囲Ｘ２外の場合にはステップＳＴ９に進んで装置に異常があるものとしてステップＳＴ９に進んで異常判定を行う。そして、画像調整処理を中止するべく図１０に戻って装置を停止する。
このように、出力判定部６０２によって所定範囲Ｘでないと判断された検出値Ａ１に基づいて画像異常を判定する。少ない数に絞り込まれた検出値Ａ１から画像異常判定をすることができるので、画像異常の判定をする処理時間を低減することができる。

図１２は、画像調整装置６００による検出値処理の変形例を示すフローチャートである。図１２に示す検出値処理と図９に示す検出値処理との違いは、範囲検出部での処理内容が異なっている。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ３１において、像担持体である中間転写ベルト２０６の地肌部２０６ｂの状態をラインセンサ６１０で検出する。この場合も、ラインセンサ６１０は、上述の白基準と黒基準の校正が行われたものを用いる。
画像調整装置６００は、ステップＳ３２において、画像形成領域を複数の領域に分割し、分割領域を例えばＲＡＭ５０２に保存する。分割領域の区分は、走査状態検出手段６０４で検出される座標位置情報に基づいて区分する。つまりここでは座標位置情報をＲＡＭ５０２に保存する。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ３３において、区分された領域内に位置する検出値Ａを平準化して画像形成領域全体の平均値となる基準値Ｘａを算出してＲＡＭ５０２に保存して設定する。
画像調整装置６００は、ステップＳＴ３４において、算出した基準値Ｘａと、予め定めた公差（たとえば、基準値±xx）で規定される所定範囲Ｘ１ａを設定する。つまり、所定範囲Ｘ１ａは、任意の基準値Ｘａに対し、所定の公差内であるか否かを判定基準としている。
これらステップＳＴ３１〜３４の処理は範囲検出部６０５Ａによって実行される。

画像調整装置６００は、ステップＳＴ３５において、階調パターン像を検出したラインセンサ６１０からの検出値Ａが所定範囲Ｘ１ａ内か否かを、出力判定部６０２で判定する。画像調整装置６００は、検出値Ａが所定範囲Ｘ１ａ内である場合には、ステップＳＴ３６に進んで、出力値Ａを基準値Ｘａと見做して保存せず、検出値Ａが所定範囲Ｘ１ａ内でない場合には、ステップＳＴ３７に進んで、所定範囲Ｘ１ａ外の検出値Ａ１ａとしてＲＡＭ５０２に保存する。このとき、検出値Ａ１ａは、その座標位置情報と関係づけて保存される。

このように、ラインセンサ６１０で検出された階調パターン像の検出値Ａの内、基準範囲Ｘ１ａ内のものは基準値Ｘａと見做し、基準範囲Ｘ１ａから外れた検出値Ａ１ａだけをＲＡＭ５０２（記憶部）に保存するので、画像形成においてアレイ状の光学センサを用いる場合でもＲＡＭ５０２（記憶部）の記憶容量を低減することができる。すなわち、このようにすることで、ラインセンサ６１０による中間転写ベルト２０６全域の検出結果をすべて保持する必要はなくなり、ＲＡＭ５０２（記憶部）の容量を削減させることができるようになる。
基準範囲Ｘ１ａから外れた検出値Ａ１ａをＲＡＭ５０２（記憶部）に保存するに際し座標位置情報と相関させて保存するので、ラインセンサ６１０からの出力値によって得られる情報を選択的にＲＡＭ５０２（記憶部）に保存することになり、よりＲＡＭ５０２（記憶部）の容量を削減することができる。

中間転写ベルト２０６上のどの位置にトナー像が形成されたかを知ることができるよう、トナー像が位置する中間転写ベルト２０６上の座標位置情報を走査状態検出手段６０４で検出して把握しながら、画質調整に用いる階調トナーパターンの出力をラインセンサ６１０で検出する。そして、両者を関連づけてＲＡＭ５０２（記憶部）に保存するので、地肌部２０６ｂからのノイズを適切に除去することができる。
また、本実施形態では、検出値を平均化して基準値Ｘａを算出し、予め定めた公差（たとえば、基準値±ｘｘ）で規定される所定範囲Ｘ１ａを設定する。このため、判定基準を単純化することができ、ラインセンサ６１０で検出した検出値を処理する処理時間を低減することができる。

本実施形態において、光学検出手段たるラインセンサ６１０には、その分解能が、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａ上のトナー像の解像度と等しいかそれより粗いもの用いている。トナー像を検出するラインセンサ６１０の解像度が細かすぎると処理する情報が膨大になるので、ラインセンサ６１０の分解能を、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａ上のトナー像の解像度と等しいかそれより粗いものにすることで、情報処理の負荷を軽減させることができるので好ましい。

図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ１２において、中間転写ベルト２０６の地肌部２０６ｂの状態を検出する際に、地肌部２０６ｂの出力（検出値）と座標位置情報を検出し、所定の情報のみステップＳＴ３で保持するようにしても良い。この２つのステップは、画像調整実行時期に実施するようにしたが、例えば１つの印刷指令によるプリントが終了する毎に実行しても良い。

図１３は、図４に示すラインセンサ６１０（ＣＩＳ）にて、中間転写ベルト２０６の黒色の地肌部２０６ｂ上にイエローのトナーで作像された画像形成用のトナー像（階調パターン像Ｙｂ）を検出した結果である。このとき階調パターン像Ｙｂを構成するパッチ状のテスト用トナー像は１つが５ｍｍ×５ｍｍの正方形状であり、１０個としている。
そして、中間転写ベルト２０６を一定速度で移動してラインセンサ６１０にて、中間転写ベルト２０６の位置情報とともにトナー像の出力を検出する。
一例として、１０パッチ目（トナーパターン濃度（階調）０．５）の濃度を求める。
（１）１０パッチ目のパッチ内の各検出点の出力を求める。
１０パッチ目のパッチ内のある点、座標位置(１１１１，１２３４)；出力(ｇａ０)
保持していた地肌部２０６ｂ 座標位置(１１１１，１２３４)；出力(ｇ０)
パッチ内のある点の座標位置（１１１１，１２３４）の地肌補正後の出力は、
ｇａ０−ｇ０＝ｇａ
同様に、別のパッチ内の点の地肌補正後の出力を求める。
たとえば、ｇｂ、ｇｃ、ｇｄ・・・・(所定の個数。)
ここでは、単純に減算する補正を記載しているが、必ずしも減算のみである必要はなく、パッチの出力を地肌部の出力で適正に補正できればよい。
（２）パッチの濃度を求める。
パッチ内の地肌補正後の出力の平均値（ｇａ、ｇｂ、ｇｃ、ｇｄ…）の平均値（＝４９０）
このような処理を画像調整装置６００で実行することで、画像形成においてアレイ状の光学検出手段を用いる場合でも記憶部の記憶容量を低減することができる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、画像形成装置としては、モノクロ複写機であってもよい。画像形成装置としては、複写機ではなく、プリンタ、ファクシミリ単体、あるいは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも２つの機能を備えた複合機であってもよい。
本実施形態では、ラインセンサ６１０を用いて中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａに作像された階調トナーパターンを検出するようにしたが、像担持体としては、各色の感光体でもよい。この場合には、各感光体上に作像される階調トナーパターンを検出できるように、ラインセンサ６１０を各感光体とそれぞれ対向配置して配置すれは良い。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１００（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ） 画像形成部
１０１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）、２０６ 像担持体
１０１（Ｙａ、Ｃａ、Ｍａ、Ｋａ）、２０６ａ 像担持面（おもて面）
６００ 画質調整装置
６０２ 出力判定部
６０３ 記憶部
６０４ 走査状態検出手段
６０５ 範囲算出部
６０６ 異常判定部
６１０ 光学検出手段
Ａ 検出値
Ａ１ 範囲外の検出値
Ｋｂ、Ｃｂ、Ｍｂ、Ｙｂ 画質調整用のトナー像（階調パターン像）
Ｗ 主走査方向
Ｘ、Ｘａ 基準値
Ｘ１、Ｘ１ａ 所定範囲
Ｘ２ 異常判定用の所定範囲

特許第５４６９３９３号公報

Claims (10)

1. 像担持体の主走査方向に延びていて、画像形成部によって前記像担持体の像担持面に作像されたトナー像を主走査方向に走査して検出値を出力するアレイ状の光学検出手段と、
   前記画像形成部により前記像担持面に画質調整用のトナー像が作像される画像濃度調整時に、前記光学検出手段にて走査された前記画質調整用のトナー像の検出値が所定範囲内であるか否かを判定する出力判定部と、
   前記出力判定部によって所定範囲でないと判断された検出値を記憶する記憶部を有する画質調整装置。
2. 前記像担持体の走査位置を特定する走査状態検出手段を備え、
   前記所定範囲でないと判断された検出値を、前記走査状態検出手段で特定された走査位置情報とを関連づけて前記記憶部に記憶する請求項１記載の画質調整装置。
3. 前記所定範囲は、任意の基準値に対し、所定の公差内であるか否かを判定基準とする請求項２記載の画質調整装置。
4. 前記画像濃度調整時に、予め設定された走査位置における、前記光学検出手段にて走査された前記トナー像がない前記像担持面の検出値を平均化して情報保持可否判定に用いる基準値を算出し、前記基準値から前記所定範囲を算出する範囲算出部を有する請求項２記載の画質調整装置。
5. 前記出力判定部によって所定範囲でないと判断された検出値に基づいて、画像異常を判定する異常判定部を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像調整装置。
6. 前記光学検出手段は、カラーセンサである請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像調整装置。
7. 前記光学検出手段は、その分解能が、前記像担持面上のトナー像の解像度と等しいかそれより粗いものである請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像調整装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像調整装置を備えた画像形成装置。
9. 前記画像調整装置は、前記画像形成部によって前記像担持体上に画像調整用のトナー像が形成される画質調整時に機能する請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記画像調整装置は、前記画像形成部によって前記像担持体上に画像調整用のトナー像が形成される画質調整時の異常判定時に機能する請求項８に記載の画像形成装置。

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