JP4993222B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に光学センサを用いて各種の測定を行う機能を備えた画像形成装置に関する。

従来より画像形成装置として、光学センサを用いて各種の測定を行う機能を備えたものが知られている。具体的には、例えば、光学センサによりベルト上に形成したパターンに照射した光の反射光を受光し、その受光量に応じた出力に基づいて画像の形成位置や濃度のずれを測定し、その結果に応じて画像の補正を行うものがある。また、このような光学センサによって、ベルトに照射した光の反射光を受光したときの出力に基づく測定を行い、光学センサ自体の感度を調整する技術も知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−１３４３３３公報

上述のように光学センサを用いて各種の測定を行う際には、例えばベルト表面の傷や汚れなど、様々な原因により測定値がばらつき、そのばらつきによって測定値の信頼性が下がることがある。そして、その信頼性が下がった測定値に基づいて画像に関する補正を行うと画像品質を確保できなくなるおそれがある。一般には、同等の測定を数多く行って、得られた複数の測定値の平均をとれば、信頼性が高い値を得ることができる。しかしながら、信頼性を高めるためには測定を数多く行う必要が生じ、測定に時間がかかるなどの不都合が生じる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、画像品質に関わる測定の信頼性を保ち、画像品質を確保することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る画像形成装置は、画像を形成する形成手段と、対象物に光を照射する投光手段及び前記対象物からの光を受光しその受光量に応じた出力を行う受光手段を有する光学センサと、前記光学センサの出力に基づいた測定値を取得するための測定を実質同等の条件下で複数回行う測定手段と、前記測定手段により取得された複数の測定値のうち少なくとも一部の測定値について、基準との差が大きい測定値の重みが基準との差が小さい測定値の重みよりも小さくなるように重み付けを調整し、それらの重み付けが調整された測定値に基づいて結果値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された結果値を利用して前記形成手段により形成される画像に関する補正を行う補正手段と、を備える。

第１の発明によれば、実質同等の条件下で光学センサを用いた測定を複数回行い、得られた複数の測定値の少なくとも一部について、基準との差が大きい測定値の重みがそれよりも基準との差が小さい測定値の重みよりも小さくなるように重み付けを調整し、それらの測定値に基づいて結果値を算出する。即ち、基準との差が大きい測定値については、何らかの事情で特異な値が測定された可能性が高く、その測定値を基準との差が小さい測定値と同等の重みで結果値に反映させると、結果値の信頼性が下がってしまうことになる。一方で、基準との差が大きい測定値を除外し結果値に反映させないと、結果値に反映させる測定値が偏って、やはり信頼性が下がる場合がある。そこで、基準との差が大きい測定値については、重みが低くなるように重み付けを調整した上で結果値に反映させることで、結果値の信頼性を確保することができる。そして、その結果値を利用して形成される画像に関する補正を行うことで、画像品質を確保することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記算出手段は、前記測定手段により取得された複数の測定値のうち、規定範囲外の測定値を除外し、前記規定範囲内の測定値のみに基づいて前記結果値を算出する。

第２の発明によれば、取得された複数の測定値のうち、規定範囲外のものを除外し、規定範囲内の測定値のみに基づいて結果値を算出する。即ち、規定範囲から外れた測定値は、明らかな異常値と判断することができるため、そのような値を結果値に反映させないことで、結果値の信頼性を確保することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記測定手段は、前記算出手段により前記規定範囲外として除外された測定値が存在する場合に、除外された測定値と同数の測定値を再取得し、前記算出手段は、前記再取得された測定値を含んだ複数の測定値に基づいて結果値を算出する。

第３の発明によれば、規定範囲外として除外された測定値と同数の測定値を再取得し、それによって得られた測定値を含んだ複数の測定値に基づいて結果値を算出する。これにより、結果値に反映する測定値の数を減らさずに済むため、結果値の信頼性を確保することができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、前記測定手段により取得された複数の測定値のばらつきが大きい程、次回の測定を実行するまでの間隔が短くなるように設定する間隔設定手段を備える。

第４の発明によれば、測定値のばらつきが大きい程、次回の測定を実行するまでの間隔が短くなるように設定する。即ち、測定値のばらつきが大きい場合には、装置が不安定な状態にあって測定により得られる結果値も変化しやすいと考えられる。そこで、測定値のばらつきが大きい程、測定の実行間隔を短くすることで、結果値の信頼性を確保することができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明において、前記対象物は、着脱可能なベルトであって、前記形成手段は、前記ベルト上にパターンを形成可能であり、前記補正手段は、前記光学センサにより前記パターンの検出を行った結果に基づいて画像に関する補正を行い、さらに、前記算出手段により算出された結果値に従って前記パターンの検出時における前記光学センサの感度を調整する調整手段を備える。

第５の発明によれば、光学センサによりベルト上に形成されたパターンを検出し、その検出結果に基づいて形成される画像に関する補正を行い、またベルトを対象物とした測定の結果得られた結果値に基づいてパターン検出時における光学センサの感度調整を行う。即ち、光学センサの感度調整を行うことで、パターン検出の精度を確保でき、そのパターン検出の結果に基づいて補正を行うことで画像品質を確保することができる。

第６の発明は、第５の発明において、さらに、前記ベルトの着脱を検知する検知手段を備え、前記測定手段は、前記検知手段により前記ベルトの着脱が検知された場合に、前記測定を実行する。

第６の発明によれば、ベルトの着脱が検知された場合に測定を実行し、その測定に基づいて算出された結果値に基づいて光学センサの感度を調整する。即ち、ベルトが別のものに交換された場合には、以前の感度のままでは精度の良いパターンの検出を行うことができない可能性がある。そこで、ベルトの着脱を検知した場合に、光学センサの感度調整を行うことで、パターン検出時の精度を確保することができる。

本発明によれば、実質同等の条件下で光学センサを用いた測定を複数回行い、得られた複数の測定値の少なくとも一部について、基準との差が大きい測定値の重みがそれよりも基準との差が小さい測定値の重みよりも小さくなるように重み付けを調整し、それらの測定値に基づいて結果値を算出する。即ち、基準との差が大きい測定値については、何らかの事情で特異な値が測定された可能性が高く、その測定値を基準との差が小さい測定値と同等の重みで結果値に反映させると、結果値の信頼性が下がってしまうことになる。一方で、基準との差が大きい測定値を除外し結果値に反映させないと、結果値に反映させる測定値が偏って、やはり信頼性が下がる場合がある。そこで、基準との差が大きい測定値については、重みが低くなるように重み付けを調整した上で結果値に反映させることで、結果値の信頼性を確保することができる。そして、その結果値を利用して形成される画像に関する補正を行うことで、画像品質を確保することができる。

本発明の一実施形態におけるプリンタの概略構成を示す側断面図 プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図 パターンセンサの回路構成を示す図 位置ずれ測定処理の流れを示すフローチャート 位置ずれ測定用のパターンを示す図 位置ずれ測定時における受光信号の電圧変化を示すグラフ 感度調整の流れを示すフローチャート 投光回路の投光量を定めるＰＷＭ値と受光信号のレベル（電圧）との関係を示すグラフ

次に本発明の一実施形態について図１から図８を参照して説明する。

（プリンタの全体構成）
図１は、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。本プリンタ１は４色（ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）のトナーを用いてカラー画像を形成するダイレクトタンデム式のカラープリンタである。以下の説明においては、図１における左側を前方とする。また、図１において、各色間で同一の構成部品については、適宜符号を省略する。

プリンタ１は、本体ケーシング２を備えており、その上面には開閉可能なカバー２Ａが設けられている。本体ケーシング２内の底部には、複数の用紙３（被記録媒体の一例）を積載可能な供給トレイ４が設けられている。供給トレイ４に積載された用紙３は、給紙ローラ５によりレジストローラ６へ送り出され、レジストローラ６によりベルトユニット１１上に搬送される。

ベルトユニット１１は、前側に配置されたベルト支持ローラ１２Ａと、後側に配置されたベルト駆動ローラ１２Ｂとの間に、ポリカーボネート等からなる環状のベルト１３を張架した構成となっている。ベルト１３は、後側のベルト駆動ローラ１２Ｂの回転によって図１の時計周り方向に循環移動し、ベルト１３上面に静電吸着された用紙３を後方に搬送する。

ベルト１３の内側には、後述する各プロセス部１９Ｋ〜１９Ｃの感光ドラム２８とベルト１３を挟んで対向する位置に転写ローラ１４が設けられている。ベルトユニット１１は、本体ケーシング２のカバー２Ａを開け、全てのプロセス部１９Ｋ〜１９Ｃを取り外した状態で、本体ケーシング２に対して着脱可能である。

また、ベルト１３の下面に対向して、後述する位置ずれ測定時にベルト１３上に形成されるパターンの検出などを行うためのパターンセンサ１５（光学センサ、検知手段の一例）が設けられている。パターンセンサ１５の構成については後述する。さらに、ベルトユニット１１の下側には、ベルト１３表面に付着したトナーや紙粉等を回収するクリーナ１６が設けられている。

ベルトユニット１１の上方には、４つの露光部１７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃと、４つのプロセス部１９Ｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃとが前後方向に並んで設けられている。露光部１７Ｋ〜１７Ｃ、プロセス部１９Ｋ〜１９Ｃ及び既述の転写ローラ１４は、それぞれ一つずつで一組の画像形成部２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ（形成手段の一例）を構成しており、プリンタ１全体では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した４組の画像形成部２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃが設けられている。

各露光部１７Ｋ〜１７Ｃは、カバー２Ａの下面に支持されており、その下端部に複数のＬＥＤが一列に並んで設けられたＬＥＤヘッド１８を備えている。露光部１７Ｋ〜１７Ｃは、それぞれ画像データに基づいて発光制御され、ＬＥＤヘッド１８から対応する感光ドラム２８の表面に一ライン毎に光を走査する。

各プロセス部１９Ｋ〜１９Ｃは、カートリッジフレーム２１と、このカートリッジフレーム２１に対し着脱可能に装着される現像カートリッジ２２とを備えている。カバー２Ａを開放すると、各露光部１７Ｋ〜１７Ｃがカバー２Ａと共に上方に退避して、各プロセス部１９Ｋ〜１９Ｃが本体ケーシング２に対して個別に着脱可能となる。

各現像カートリッジ２２は、トナー（現像剤の一例）を収容するトナー収容部２３を備え、その下側に供給ローラ２４、現像ローラ２５、層厚規制ブレード２６等を備えている。トナー収容部２３から放出されたトナーは、供給ローラ２４により現像ローラ２５上に供給され、両ローラ２４，２５間で正に摩擦帯電される。現像ローラ２５上のトナーは、層厚規制ブレード２６により薄層となり、さらに摩擦帯電される。

カートリッジフレーム２１の下部には、表面が正帯電性の感光層によって覆われた感光ドラム２８と、スコロトロン型の帯電器２９とが設けられている。感光ドラム２８の表面は、帯電器２９により正帯電され、その正帯電された部分が露光部１７Ｋ〜１７Ｃの走査により露光されて静電潜像が形成される。そして、その静電潜像に現像ローラ２５からトナーが供給されることで、感光ドラム２８上にトナー像（現像剤像）が形成される。

各感光ドラム２８上に担持されたトナー像は、ベルト１３上の用紙３が、感光ドラム２８と転写ローラ１４との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１４に印加される負極性の転写電圧によって用紙３に順次転写される。トナー像が転写された用紙３は、定着器３１によってトナー像の熱定着が行われた後、カバー２Ａの上面に排出される。

（プリンタの電気的構成）
図２は、プリンタ１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。

プリンタ１は、同図に示すように、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２、ＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）４３、ネットワークインターフェイス４４を備え、これらに既述の画像形成部２０Ｋ〜２０Ｃ、パターンセンサ１５が接続され、さらに表示部４５、操作部４６、カバーセンサ４７などが接続されている。

ＲＯＭ４１には、後述する位置ずれ測定処理など、プリンタ１の各種動作を実行するためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵ４０（測定手段、算出手段、補正手段、間隔設定手段、調整手段の一例）は、ＲＯＭ４１から読み出したプログラムに従って、その処理結果をＲＡＭ４２またはＮＶＲＡＭ４３に記憶させながら各部の制御を行う。ネットワークインターフェイス４４は、通信回線を介して外部のコンピュータ（図示せず）等に接続され、これにより相互のデータ通信が可能となっている。

表示部４５は、液晶ディスプレイやランプ等を備え、各種の設定画面や装置の動作状態等を表示することが可能である。操作部４６は、複数のボタンを備え、ユーザにより各種の入力操作が可能である。カバーセンサ４７は、カバー２Ａの開閉状態に応じた検知信号を出力する。

（パターンセンサ）
図３は、パターンセンサ１５の回路構成を示す図である。パターンセンサ１５は、同図に示すように、ベルト１３に向けて光を照射する投光素子５１を有する投光回路１５Ａと、ベルト１３からの反射光を受光する受光素子５４を有する受光回路１５Ｂと、受光回路１５Ｂからの出力を基準レベルと比較する比較回路１５Ｃとを備えている。

投光回路１５Ａは、ＬＥＤからなる投光素子５１のカソード側をＰＷＭ信号平滑回路５２に接続し、アノード側を電源ラインＶｃｃに接続した構成となっている。ＣＰＵ４０は、ＰＷＭ信号平滑回路５２にＰＷＭ信号（制御信号）を与えるとともに、そのＰＷＭ信号のＰＷＭ値（デューティ比）を変化させることで投光素子５１に流れる電流を調整し、投光回路１５Ａの投光量を調整する。

受光回路１５Ｂは、フォトトランジスタからなる受光素子５４のエミッタ側を接地し、コレクタ側を、抵抗５５を介して電源ラインＶｃｃに接続した構成となっている。受光素子５４のコレクタからは、ベルト１３からの反射光の受光量に応じたレベル（電圧値）の受光信号Ｓ１が、ローパスフィルタ５６を介して比較回路１５Ｃに与えられる。ローパスフィルタ５６は、例えばＣＲフィルタやＬＣフィルタであり、受光信号Ｓ１に含まれるスパイクノイズ等を低減する。

比較回路１５Ｃは、オペアンプ５８、抵抗５９，６０、可変抵抗６１を備えて構成されている。オペアンプ５８の負入力端子には、ローパスフィルタ５６の出力が接続されている。オペアンプ５８の出力端子は、プルアップ抵抗５９を介して電源ラインＶｃｃに接続されると共に、ＣＰＵ４０に接続されている。オペアンプ５８の正入力端子には、抵抗６０，６１からなる分圧回路の分圧電圧が、基準レベルとして与えられている。ＣＰＵ４０は、可変抵抗６１の抵抗値を変更することで、基準レベルを設定することができる。このような構成により、オペアンプ５８は、負入力端子に入力される受光信号Ｓ１のレベルと、基準レベルとを比較し、その比較結果に応じた二値化信号Ｓ２をＣＰＵ４０に出力する。

（位置ずれ測定処理）
図４は、位置ずれ測定処理の流れを示すフローチャートであり、図５は、位置ずれ測定用のパターンＰを示す図である。また、図６は、位置ずれ測定時における受光信号Ｓ１の電圧変化を示すグラフである。

この位置ずれ測定処理は、各色の画像形成位置のずれを測定するものであり、印刷時には、この測定の結果に基づいて画像形成位置の補正が行われる。位置ずれ測定処理は、例えば、電源投入直後や、カバーセンサ４７によりカバー２Ａが開閉されたことを検知した場合、若しくは前回の位置ずれ測定から所定の時間が経過するか、または所定枚数の印刷を行った場合など、所定の条件が満たされた場合にＣＰＵ４０の制御により実行される。

ＣＰＵ４０は、図４に示す位置ずれ測定処理を開始すると、まずＮＶＲＡＭ４３に記憶されたパターンセンサ１５の感度調整に関する情報を参照し、前回の感度調整が正常に行われたかを判断する（Ｓ１０１）。そして、前回の感度調整で何らかのエラーが起きた場合、若しくは感度調整が１度も行われていない場合には、正常に行われていないと判断し（Ｓ１０１：Ｎｏ）、感度調整を実行する（Ｓ１０２）。後述するように、この感度調整では、パターンＰの測定を行う際のパターンセンサ１５の感度を適正に設定するための感度設定値（ＰＷＭ値）を求めて、その値をＮＶＲＡＭ４３上に記憶する。

また、前回の感度調整が正常に行われた場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）には、前回の感度調整からの印刷枚数が設定された枚数Ｚに至ったかを判断する（Ｓ１０３）。後述のようにこの枚数Ｚは、感度調整の実行間隔を定める値として前回の感度調整の際に設定されたものである。前回の感度調整からの印刷枚数が枚数Ｚに至った場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）には、Ｓ１０２に進み感度調整を実行する。前回の感度調整からの印刷枚数が設定された枚数Ｚに満たない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）には、さらに前回の感度調整後にベルトユニット１１の交換が行われたかを判断する（Ｓ１０４）。

ここで、ベルトユニット１１が交換されたかを判断するには、例えば、ユーザが操作部４６からベルトユニット１１の交換に関する情報を入力し、その情報に基づいて判断しても良く、あるいはベルトユニット１１の有無を検知する専用のセンサ（検知手段の一例、図示せず）を設け、その出力に基づいて判断しても良い。また、ベルトユニット１１専用のセンサを設けずに、例えばプロセス部１９Ｋ〜１９Ｃの着脱を検知するセンサ（検知手段の一例、図示せず）により全てのプロセス部１９Ｋ〜１９Ｃの着脱が検知された場合に、ベルトユニット１１が交換されたとみなしても良い。さらに、カバーセンサ４７によりカバー２Ａの開放が検知されたときに、パターンセンサ１５によりベルト１３面に光を照射したときの二値化信号Ｓ２が所定期間以上ローとなる（ベルトユニット１１が外されたため、ベルト１３からの反射光を受光しない状態と推定される）ことをもって、ベルトユニット１１が交換されたと判断しても良い。

ベルトユニット１１が交換（あるいは着脱）されると、ベルト１３表面の反射率が変化してパターンセンサ１５の感度に影響を与える可能性がある。そこで、ＣＰＵ４０は、前回の感度調整からベルトユニット１１の交換が行われたと判断した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）には、Ｓ１０２に進んで感度調整を行う。前回の感度調整からベルトユニット１１の交換が行われていないと判断した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）には、感度調整を実行しない。

次に、ＣＰＵ４０は、各画像形成部２０Ｋ〜２０Ｃによりベルト１３上に位置ずれ測定用のパターンＰを形成する（Ｓ１０５）。このパターンＰは、図５に示すように、主走査方向に細長い各色のマーク６５Ｋ，６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃから構成され、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に並んだ４つのマーク６５Ｋ〜６５Ｃを一組として、複数組のマーク６５Ｋ〜６５Ｃを副走査方向に間隔を開けて、例えばベルト１３の全周にわたって配置したものである。隣り合うマーク６５Ｋ〜６５Ｃの間隔は、各マーク６５Ｋ〜６５Ｃが位置ずれのない理想位置に形成された場合に等しくなる。そしてＣＰＵ４０は、各組のマーク６５Ｋ〜６５Ｃについて、各マーク６５Ｋ〜６５Ｃがパターンセンサ１５の検出位置を通過するタイミングをパターンセンサ１５からの信号により測定する（Ｓ１０６）。

ここで、図６は、パターンＰの測定時における受光信号Ｓ１の時間変化の一例を示している。同図に示すように、受光信号Ｓ１のレベルは、ベルト１３表面からの反射光を受光したとき（Ｂで示す箇所）に高く、各マーク６５Ｋ〜６５Ｃからの反射光を受光したとき（Ｍｋ，Ｍｙ，Ｍｍ，Ｍｃで示す箇所）に低くなる。なお、ここでは、受光回路１５Ｂの電源ラインＶｃｃに加えられる電圧を３．３Ｖとしており、ベルト１３からの反射光を受光したときの受光信号Ｓ１のレベルは、飽和レベル付近（３．０Ｖを超える程度を飽和レベルとする）となる。ＣＰＵ４０は、ベルト１３表面からの反射光に対応するレベルとマーク６５Ｋ〜６５Ｃからの反射光に対応するレベルとの中間のレベルを基準レベルＴＨ（例えば１．６Ｖ）としてオペアンプ５８に与える。

ＣＰＵ４０は、二値化信号Ｓ２が各マーク６５Ｋ〜６５Ｃに対応する箇所（Ｍｋ〜Ｍｃ）でハイからローに切り替わるタイミングに基づいて各マーク６５Ｋ〜６５Ｃの位置を測定する。そして、その結果に基づいてブラックのマーク６５Ｋを基準とする他の色（補正色という）のマーク６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃの副走査方向の位置ずれ量を求める。続いて、各補正色の位置ずれ量について、全組の平均値をそれぞれ算出し、この平均値の位置ずれを打ち消すための新たな補正値を算出し、その値でＮＶＲＡＭ４３に記憶される各補正色の位置ずれ補正値を更新して（Ｓ１０７）、この位置ずれ測定処理を終了する。

ＣＰＵ４０は、印刷を行う際に、上述のようにしてＮＶＲＡＭ４３に記憶された位置ずれ補正値に基づいて、例えば各露光部１７Ｋ〜１７Ｃによる走査開始タイミングを調整すること等により、副走査方向における各色間の画像形成位置のずれを補正する。

（感度調整）
図７は、感度調整の流れを示すフローチャートであり、図８は、投光回路１５Ａの投光量を定めるＰＷＭ値と受光信号Ｓ１のレベル（電圧）との関係を示すグラフである。

上述したパターンＰの測定の際には、パターンセンサ１５の感度が適正に設定されていないと、マーク６５Ｋ〜６５Ｃの位置を精度良く検出することができなくなる。そこで、この感度調整では、パターンＰの測定時におけるパターンセンサ１５の感度を適正にするための設定を行う。より具体的には、ベルト１３表面からの反射光を受光したときの受光信号Ｓ１のレベルが飽和レベル付近（３．０Ｖ付近）に達するように、投光回路１５Ａの投光量を調整するための感度設定値（ＰＷＭ値）を測定によって求める。なお、このように、ベルト１３表面からの反射光を受光したときの受光信号Ｓ１のレベル（Ｂ）が飽和レベル付近となることで、ベルト１３表面の傷などによるノイズの影響を抑えることができる。

図８は、投光回路１５Ａの投光量を定めるＰＷＭ値と受光信号Ｓ１のレベル（電圧）との関係を示すグラフである。同図に示すように、ＰＷＭ値と受光信号Ｓ１のレベルとの関係はある範囲（同図のＰ１からＰｄを含む範囲）内でほぼ線形性を有すると考えられる。この感度調整では、受光信号Ｓ１のレベルが３．０ＶになるときのＰＷＭ値Ｐｄに相当する値を求めることを目標とする。

ＣＰＵ４０は、図７に示す感度調整処理を開始すると、カウンタｉに１をセットし（Ｓ２０１）、続いてカウンタｉが規定回数（例えば３）に達したかを判断する（Ｓ２０２）。そして、以下に示すようにＰＷＭ値の測定を行うことで測定値Ｓｉ（ｉ回目の測定値）を求める（Ｓ２０３）。ここで、目標とするＰＷＭ値Ｐｄを求めるには、例えば、比較回路１５Ｃの基準レベルを３．０Ｖに設定した状態で、投光回路１５Ａに供給するＰＷＭ値を徐々に変化させ、二値化信号Ｓ２の値がハイからローになるときのＰＷＭ値を測定する方法もある。しかしながら、３．０Ｖは飽和レベルに近いため、この方法では測定の精度を出しにくい。そこで以下に示す手順により測定を行う。

この測定では、ＣＰＵ４０は、ベルト１３を駆動させた状態で、投光回路１５Ａに供給するＰＷＭ値を徐々に増加させることで、ベルト１３面に照射する光の光量を徐々に上げる。そして、比較回路１５Ｃの基準レベルとして第１基準値Ｖ１（例えば１．０Ｖ）をセットし、受光信号Ｓ１のレベルが第１基準値Ｖ１に到達したときのＰＷＭ値Ｐ１を求める。ここで、受光信号Ｓ１は実際には絶えず上下に変動することから、ＣＰＵ４０は、ＰＷＭ値を増加させる度に二値化信号Ｓ２の値のサンプリングを所定回数行い、ハイとローの値の割合が例えば５０パーセントを超えた時のＰＷＭ値を第１基準値Ｖ１に到達したときのＰＷＭ値Ｐ１とする。

続いて、ＣＰＵ４０は、比較回路１５Ｃの基準レベルとして第２基準値Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２、例えば２．５Ｖ）をセットし、受光信号Ｓ１のレベルが第２基準値Ｖ２に到達したときのＰＷＭ値Ｐ２を同様に求める。そして、ＰＷＭ値と受光信号Ｓ１のレベルとの線形性に基づいた次式により、受光信号Ｓ１が３．０Ｖ（次式ではＶｄで示す）のときのＰＷＭ値Ｐｄを求める。
Ｐｄ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｖｄ−Ｖ２）
こうして求めたＰｄをｉ回目の測定により取得された測定値Ｓｉとする（１回目の測定値をＳ１、ｎ回目の測定値をＳｎのように示す）。

続いて、ＣＰＵ４０は、カウンタｉに１を加え（Ｓ２０４）、Ｓ２０１に戻り、同様の測定をカウンタｉが規定回数に至るまで繰り返す。そして、測定回数が規定回数ｎに至った場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）には、測定値Ｓ１〜Ｓｎの平均値Ｓａを算出する（Ｓ２０５）。ここでは、例えば測定値Ｓ１〜Ｓｎの相加平均を平均値Ｓａとし、規定回数ｎが３であれば、Ｓａ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）／３になる。

次に、ＣＰＵ４０は、測定値Ｓ１〜Ｓｎの標準偏差Ｓｄを算出する（Ｓ２０６）。なお、標準偏差Ｓｄは、測定値のばらつきを示す値であり、次式により求められる。
Ｓｄ＝√（（Σ（Ｓｉ−Ｓａ）^２）／ｎ）

続いて、ＣＰＵ４０は、次回の感度調整を行うまでの印刷枚数Ｚを設定する（Ｓ２０７）。ここでは、次式のように標準偏差Ｓｄに基づいて印刷枚数Ｚを求め、その値をＮＶＲＡＭ４３に記憶する。
Ｚ＝Ｍ／Ｓｄ（Ｍは定数）
これにより、測定値のばらつきが大きい程、次回の感度調整を実行するまでの間隔が短くなるように設定される。

次にＣＰＵ４０は、（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値（ＳｉはＳ１〜Ｓｎ）が第１規定値Ｘ１以下であるかを調べる（Ｓ２０８）。そして、第１規定値Ｘ１以下でない場合、即ちある測定値Ｓｉが規定範囲外である場合には、その測定値Ｓｉの値を削除し（Ｓ２０９）、その測定値Ｓｉを取得するための測定（Ｓ２０３と同様の測定）を再度行う（Ｓ２１０）。例えば８５，７５，１１０という測定値が得られた場合に、測定値が１１０のとき（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値が第１規定値Ｘ１より大きくなる場合には、その測定値１１０を削除して、再度測定をやり直し、得られた測定値を測定値１１０と置き換える。そして、Ｓ２０５に戻り、平均値Ｓａ及び標準偏差Ｓｄを再測定された測定値Ｓｉを含めて再度算出し、次回の感度調整を行うまでの印刷枚数Ｚを再設定する。Ｓ２０５〜Ｓ２１０の処理は、全ての測定値が規定範囲内になるまで繰り返される。

ＣＰＵ４０は、（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値がＸ１以下である場合、即ち全ての測定値が規定範囲内である場合には、続いて（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値が第２規定値Ｘ２（Ｘ２＜Ｘ１）以下であるかを調べる（Ｓ２１１）。（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値がＸ２以下である場合（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）、平均値Ｓａを感度設定値（結果値）としてＮＶＲＡＭ４３に記憶する（Ｓ２１２）。これによりパターンＰの測定を行う際に、パターンセンサ１５の感度（投光回路１５ＡのＰＷＭ値）が感度設定値に従って適正な設定される。

また、ＣＰＵ４０は、（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値が第２規定値Ｘ２以下でない場合には、以下に示すように各測定値Ｓ１〜Ｓｎの重み付けを調整した上で各測定値に基づいて感度設定値（結果値）を求め、ＮＶＲＡＭ４３に記憶する（Ｓ２１３）。ここでは、例えば、各測定値Ｓ１〜Ｓｎにそれぞれ重み付け係数をかけるとともに、（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値が最大となる測定値Ｓｉの重み付け係数を他の測定値よりも小さな値とした上で、それらの値の例えば相加平均を求める。

例えば、測定値が（８０，８０，９０）の３つであり、測定値（９０）について、（Ｓｉ−Ｓａ）の絶対値の最大値が第２規定値Ｘ２以下でないとすると、測定値（９０）の重み付け係数を０．３、他の測定値の重み付け係数を１として、次式のように求めた値を感度設定値（結果値）とする。
（８０×１＋８０×１＋９０×０．３）／（１＋１＋０．３）＝８１．３

ここで、上記各測定値の重み付けを調整しない場合、即ち平均値Ｓａを求めると、
（８０×１＋８０×１＋９０×１）／（１＋１＋１）＝８３．３
となる。上記のような測定値（平均との差が第２規定値Ｘ２より大きくなる測定値）は、ベルト１３の傷や汚れ等により特異な値が測定された可能性が高い。そのため、特に取得した測定値の数が少ない場合には、こうした特異な測定値（基準との差が大きい測定値）を含んだ複数の測定値から重み付けを調整しないで結果値を求めた場合、その特異な測定値のために結果値が大きく偏ってしまう（本実施形態では、測定値が大きくなる方向に偏る）ことがある。一方で、この特異な測定値を結果値（感度設定値）から除去すると、ベルト１３表面のうち傷や汚れがなく比較的反射率の高い部分だけを抽出して結果値を求めることになり、やはり結果値が偏ってしまう（測定値が低くなる方向に偏る）可能性が高い。

そこで、上述のように特異な測定値に対しては重み付けを低減させた上で、各測定値に基づいて結果値を求めることにより、ベルト１３の傷や汚れの影響がある程度反映された値が得られ、測定値の数が比較的少なくても、ベルト１３の平均的な表面状態に基づいて求められた値に近い値が得られる可能性が高い。従って、このような結果値をパターンセンサ１５に対する感度設定値とすることで、パターンＰの測定時の精度を確保し、ひいては画像品質を確保することができる。

（本実施形態の効果）
以上のように本実施形態によれば、実質同等の条件下でパターンセンサ１５を用いた測定を複数回行い、得られた複数の測定値の少なくとも一部について、基準との差が大きい測定値の重みがそれよりも基準との差が小さい測定値の重みよりも小さくなるように重み付けを調整し、それらの測定値に基づいて結果値を算出する。即ち、基準との差が大きい測定値については、何らかの事情で特異な値が測定された可能性が高く、その測定値を基準との差が小さい測定値と同等の重みで結果値に反映させると、結果値の信頼性が下がってしまうことになる。一方で、基準との差が大きい測定値を除外し結果値に反映させないと、結果値に反映させる測定値が偏って、やはり信頼性が下がる場合がある。そこで、基準との差が大きい測定値については、重みが低くなるように重み付けを調整した上で結果値に反映させることで、結果値の信頼性を確保することができる。そして、その結果値を利用して形成される画像に関する補正を行うことで、画像品質を確保することができる。また、本実施形態によれば、測定の回数が比較的少なくて済むので測定に要する時間やトナーの消費等を抑えることができる。

また、取得された複数の測定値のうち、規定範囲外のものを除外し、規定範囲内の測定値のみに基づいて結果値を算出する。即ち、規定範囲から外れた測定値は、明らかな異常値と判断することができるため、そのような値を結果値に反映させないことで、結果値の信頼性を確保することができる。

また、規定範囲外として除外された測定値と同数の測定値を再取得し、それによって得られた測定値を含んだ複数の測定値に基づいて結果値を算出する。これにより、結果値に反映する測定値の数を減らさずに済むため、結果値の信頼性を確保することができる。

また、測定値のばらつきが大きい程、次回の測定を実行するまでの間隔が短くなるように設定する。即ち、測定値のばらつきが大きい場合には、装置が不安定な状態にあって測定により得られる結果値も変化しやすいと考えられる。そこで、測定値のばらつきが大きい程、測定の実行間隔を短くすることで、結果値の信頼性を確保することができる。

また、パターンセンサ１５によりベルト１３上に形成されたパターンＰを検出し、その検出結果に基づいて形成される画像に関する補正を行い、またベルト１３を対象物とした測定の結果得られた結果値に基づいてパターン検出時におけるパターンセンサ１５の感度調整を行う。即ち、パターンセンサ１５の感度調整を行うことで、パターン検出の精度を確保でき、そのパターン検出の結果に基づいて補正を行うことで画像品質を確保することができる。

また、ベルト１３の着脱が検知された場合に測定を実行し、その測定に基づいて算出された結果値に基づいてパターンセンサ１５の感度を調整する。即ち、ベルト１３が別のものに交換された場合には、以前の感度のままでは精度の良いパターンの検出を行うことができない可能性がある。そこで、ベルト１３の着脱を検知した場合に、パターンセンサ１５の感度調整を行うことで、パターン検出時の精度を確保することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記測定値からの結果値の算出方法などは一例であり、主旨に沿った範囲で適宜変更することができる。

（２）上記実施形態では、画像に関する補正として副走査方向の画像形成位置のずれを測定し補正するものを示したが、これに限らず、例えば、主走査方向の画像形成位置のずれを測定し補正しても良く、あるいは画像形成濃度のずれを測定し補正しても良い。
（３）上記実施形態では、感度調整の実行間隔を印刷枚数に基づいて判断するものを示したが、例えば、前回の感度調整からの時間に基づいて判断しても良い。

（４）上記実施形態では、本発明を直接転写タンデム方式のカラーＬＥＤプリンタに適用した例を示したが、これに限らず、本発明は、例えば中間転写方式や、４サイクル方式など他の方式の画像形成装置に適用することができる。また、本発明は、カラーの画像形成装置のみならず、モノクロの画像形成装置にも適用することができる。
（５）上記実施形態では、感度調整を行う際に投光素子の投光量を調整するものを示したが、本発明によれば、例えば、受光回路に可変抵抗（デジタルポテンショメータ）を組み込み、その抵抗値をＣＰＵから出力される信号値に応じて変更させることで受光側の感度（受光信号の増幅率）を調整する構成としても良い。

（６）上記実施形態では、感度調整の際の測定値の重み付けを調整するものを示したが、本発明によれば、例えば、ベルトやその他の部材に形成したパターンを測定し、その測定値の重み付けを調整した上で画像形成位置のずれや濃度のずれを算出し、その結果に基づいて位置ずれや濃度の補正を行っても良い。

１…プリンタ（画像形成装置）
１３…ベルト（対象物）
１５…パターンセンサ（光学センサ、検知手段）
２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ…画像形成部（形成手段）
４０…ＣＰＵ（測定手段、算出手段、補正手段、間隔設定手段、調整手段）

Claims (6)

1. 画像を形成する形成手段と、
   対象物に光を照射する投光手段及び前記対象物からの光を受光しその受光量に応じた出力を行う受光手段を有する光学センサと、
   前記光学センサの出力に基づいた測定値を取得するための測定を実質同等の条件下で複数回行う測定手段と、
   前記測定手段により取得された複数の測定値のうち少なくとも一部の測定値について、基準との差が大きい測定値の重みが基準との差が小さい測定値の重みよりも小さくなるように重み付けを調整し、それらの重み付けが調整された測定値の平均値を結果値として算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された結果値を利用して前記形成手段により形成される画像に関する補正を行う補正手段と、
   前記測定手段により取得された複数の測定値のばらつきが大きい程、次回の測定を実行するまでの間隔が短くなるように設定する間隔設定手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記算出手段は、前記測定手段により取得された複数の測定値のうち、規定範囲外の測定値を除外し、前記規定範囲内の測定値のみの平均値を前記結果値として算出する、画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記測定手段は、前記算出手段により前記規定範囲外として除外された測定値が存在する場合に、除外された測定値と同数の測定値を再取得し、
   前記算出手段は、前記再取得された測定値を含んだ複数の測定値の平均値を結果値として算出する、画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記対象物は、着脱可能なベルトであって、
   前記形成手段は、前記ベルト上にパターンを形成可能であり、
   前記補正手段は、前記光学センサにより前記パターンの検出を行った結果に基づいて画像に関する補正を行い、
   さらに、前記算出手段により算出された結果値に従って前記パターンの検出時における前記光学センサの感度を調整する調整手段を備える、画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   さらに、前記ベルトの着脱を検知する検知手段を備え、
   前記測定手段は、前記検知手段により前記ベルトの着脱が検知された場合に、前記測定を実行する、画像形成装置。
6. 画像を形成する形成手段と、
   対象物に光を照射する投光手段及び前記対象物からの光を受光しその受光量に応じた出力を行う受光手段を有する光学センサと、
   前記光学センサの出力に基づいた測定値を取得するための測定を実質同等の条件下で複数回行う測定手段と、
   前記測定手段により取得された複数の測定値のばらつきが大きい程、次回の測定を実行するまでの間隔が短くなるように設定する間隔設定手段と、
   を備える画像形成装置。

Images