(57)【要約】【課題】周長測定に伴うダウンタイムを削減することでユーザビリティーを向上する。【解決手段】画像形成装置は、例えば、像形成に使用される回転体と、測定手段と、調整手段と、検知手段と、測定制御手段とを備える。測定手段は、回転体の周長を測定する。調整手段は、画像形成条件の調整を実行するための調整実行条件が成立したことに応じて、回転体の周長を用いて画像形成条件を調整する。検知手段は、周長の変動に関連するパラメータを検知する。測定制御手段は、検知手段により検知されたパラメータが周長測定条件を満たしていれば周長の測定を実行させる。一方、測定制御手段は、検知手段により検知されたパラメータが周長測定条件を満たしていなければ、周長の測定をスキップさせる。【選択図】  図１２
2010008804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
像形成に使用される回転体と、
前記回転体の周長を測定する測定手段と、
画像形成条件の調整を実行するための調整実行条件が成立したことに応じて、前記回転体の周長を用いて画像形成条件を調整する調整手段と、
前記周長の変動に関連するパラメータを検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された前記パラメータが周長測定条件を満たしていれば前記周長の測定を実行させ、前記検知手段により検知された前記パラメータが前記周長測定条件を満たしていなければ、前記周長の測定をスキップさせる測定制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
周長を示す情報を予め記憶する記憶手段をさらに備え、
前記周長の測定がスキップされたときは、前記調整手段は、前記記憶手段に予め記憶されている周長の情報に基づき、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記測定手段は、
前記回転体からの光を検出する検出手段による検出に基づき、前記回転体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、前記回転体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
をさらに備え、
前記測定手段は、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、前記回転体の周長を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記回転体上における任意の位置を起点とした該回転体の全周にわたる該回転体の下地からの反射光のデータである各下地データと、該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パッチ画像からの反射光のデータから、形成される画像の濃度制御を実行する濃度制御手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記測定制御手段は、消耗部材が交換されたことで前記調整手段により前記画像形成条件の調整を実行する場合に、前記パラメータが周長測定条件を満たしていなければ、前記回転体の周長の測定をスキップさせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記パラメータは、実行中の印刷についての、前記調整実行条件が成立したときから印刷終了までの残りの印刷枚数であり、
前記測定制御手段は、前記調整実行条件が成立すると、
印刷の実行中における前記残りの印刷枚数が所定範囲内であれば、前記回転体の周長の測定をスキップさせ、
前記残りの印刷枚数が前記所定範囲を超えていれば、前記調整手段による前記画像形成条件の調整の前に、前記回転体の周長の測定を実行させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記パラメータとして、前記画像形成装置の環境を示す環境パラメータを検知するセンサを備え、
前記測定制御手段は、前記調整実行条件が成立すると、
前記周長の測定が前回実行されたときに測定された前回の環境パラメータと、今回測定された今回の環境パラメータとの差が所定範囲内であれば、前記周長の測定をスキップさせ、
前記差が前記所定範囲内でなければ、前記調整手段による前記画像形成条件の調整の前に、前記周長の測定を実行させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記パラメータは、前記回転体の表面状態を示すものであり、
前記測定制御手段は、
前記パラメータが表面状態の一定以上のバラツキを示す場合に前記周長の測定を実行させ、
前記パラメータが表面状態の一定以上のバラツキを示していない場合に前記周長の測定をスキップさせる
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
像形成に使用される回転体と、
前記回転体の周長を測定する測定手段と、
調整実行条件が成立することに応じて、前記回転体の周長を用いて画像の形成条件を調整する調整手段と
を含む画像形成装置の制御方法であって、
前記周長の変動に関連するパラメータを検知する検知工程と、
前記検知工程において検知された前記パラメータが周長測定条件を満たしていなければ前記周長の測定を実行させ、前記検知工程において検知された前記パラメータが前記周長測定条件を満たしていなければ、前記周長の測定をスキップさせる測定制御工程と
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
画像形成装置であって、
像形成に使用される回転体と、
前記回転体の周長を測定する測定手段と、
前記測定された周長を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記測定手段による前記回転体の周長の測定を実行するか又はスキップするかを、前記周長の変動特性から定義された特定の条件に基づいて決定する決定手段と、
前記回転体の周長の測定を実行すると決定された場合、前記測定手段により前記回転体の周長の測定を実行させることで得られた前記回転体の周長に応じて画像の形成条件を調整し、前記回転体の周長の測定をスキップすると決定された場合、前記記憶手段に予め記憶されている前記回転体の周長の情報に応じて画像の形成条件を調整する調整手段と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に設けられた回転体の周長測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。すなわち、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。
【０００８】
特許文献１によれば、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。
【０００９】
また、特許文献２によれば、直接転写方式を採用する画像形成装置において、静電吸着ベルトの周長を測定する手法が提案されている。具体的には、特許文献２に記載の手法は、光学式画像濃度検知器の直下にパッチを形成し、対象とする静電吸着ベルトの周長を測定している。
【特許文献１】特開平１０−２８８８８０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、２に記載の発明は、中間転写体の周長が変動しても、動的に周長を検知できる点で極めて優れている。
【００１１】
つまり、中間転写体の周長が、環境等により動的に変化し得ることを考慮すると、正確な濃度制御を行うには、その都度、中間転写体や静電吸着ベルトの周長を計測することが望ましい。この計測は、特許文献１、２によって達成できるだろう。
【００１２】
しかしながら、濃度制御等のある処理に付随して、毎回のように回転体の周長を計測していたので、ダウンタイムが長くなってしまうおそれがある。周長測定を省略することができれば、ダウンタイムの削減やユーザビリティーの向上を期待できよう。
【００１３】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、周長測定に伴うダウンタイムを削減することでユーザビリティーを向上することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、例えば、像形成に使用される回転体と、測定手段と、調整手段と、検知手段と、測定制御手段とを備える。測定手段は、回転体の周長を測定する。調整手段は、画像形成条件の調整を実行するための調整実行条件が成立したことに応じて、回転体の周長を用いて画像形成条件を調整する。検知手段は、周長の変動に関連するパラメータを検知する。測定制御手段は、検知手段により検知されたパラメータが周長測定条件を満たしていれば周長の測定を実行させる。一方、測定制御手段は、検知手段により検知されたパラメータが周長測定条件を満たしていなければ、周長の測定をスキップさせる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明によれば、状況に応じて周長の測定をスキップすることで、ダウンタイムが削減され、ユーザビリティーが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、中位概念およ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。
【００１７】
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、プリンター、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転写材に二次転写する方式のことである。なお、転写材は、例えば、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。
【００１８】
［画像形成装置システム］
図１は、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。
【００１９】
プロセスカートリッジ３２は、感光ドラム２、一次帯電器３、露光器４、現像器５及びクリーニングブレード６とを備えている。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、転写材Ｓ上に二次転写ローラ３５によって二次転写される。転写材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が転写材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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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の表面は、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。
【００２３】
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。
【００２４】
給紙ユニット１５から給紙された転写材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上のトナー画像が転写材Ｓに転写される。
【００２５】
［画像形成装置の制御構成］
図２は、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。
【００２６】
環境センサ１０５は、画像形成装置１００が設置されている環境における環境パラメータを検出するセンサである。環境パラメータは、物理的なパラメータの一種で、例えば、雰囲気の温度、湿度、絶対水分量などである。環境センサ１０５は、周長の変動に関連するパラメータを検知する検知手段の一例である。
【００２７】
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、一次帯電器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。
【００２８】
不揮発性メモリ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。
【００２９】
なお、ＣＰＵ１０１には、周長測定部１１１、濃度制御部１１２及び測定制御部１１３が含まれるか、制御プログラムを実行することでこれらを実現してもよい。
【００３０】
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。なお、ここでの周長とは周長を把握するための情報を意味し、周長を測定するとは、この周長を把握するための情報を求めることを意味する。また、周長測定部１１１又は光学センサ１０４は、回転体の周長を測定する測定手段の一例である。
【００３１】
濃度制御部１１２は、中間転写ベルトの周長に応じて、画像の形成条件を調整する調整手段の一例である。測定制御部１１３は、周長が変動している可能性が高いことを検知されたパラメータが示していれば周長の測定を実行させる測定制御手段の一例である。また、測定制御部１１３は、周長が変動している可能性が低いことを検知されたパラメータが示していれば、周長の測定をスキップさせる測定制御手段の一例である。検知されるパラメータは、例えば、上述した環境パラメータや、画像濃度制御実行条件が成立したときの残り印刷枚数、中間転写ベルトにおける反射率の特異点の有無である。反射率の特異点は、例えば、キズや汚れなどによって発生する。なお、濃度制御部１１２は、回転体の周長の測定を実行すると決定された場合、測定手段により回転体の周長の測定を実行させることで得られた回転体の周長に応じて画像の形成条件を調整する調整手段の一例である。濃度制御部１１２は、回転体の周長の測定をスキップすると決定された場合、記憶手段に予め記憶されている回転体の周長の情報に応じて画像の形成条件を調整する調整手段の一例でもある。なお、測定制御部１１３は、測定手段による回転体の周長の測定を実行するか又はスキップするかを、周長の変動特性から定義された特定の条件に基づいて決定する決定手段の一例である。
【００３２】
なお、本実施形態では、ＣＰＵ１０１により周長測定や濃度制御や各種判断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、例えば画像形成装置に実装されている特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）やＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  Ｃｈｉｐ）が周長測定や濃度制御の処理の一部或いはすべてを実行しても良い。ここで、ＳＯＣとは、ＣＰＵとＡＳＩＣを同一パッケージ内に一体化して構成されたチップを示す。このように、周長測定や濃度制御をＡＳＩＣやＳＯＣで実行すればＣＰＵ１０１の処理負荷を低減させることができる。
【００３３】
［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の光量に基づいてトナー付着量を演算する。
【００３４】
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、すなわち、受光素子３０２の出力は低下する。
【００３５】
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。すなわち、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。
【００３６】
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０．７ｍｍ、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３０１のアパーチャ径を小さくしたのは、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この発光素子３０１を共用する上で、位置ずれ検出用マークの検出を正確に行うことに重きをおいたからである。したがって、発光素子３０１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。
【００３７】
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、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に理解できるであろう。
【００３８】
［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、各ユニットや転写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。すなわち、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。
【００３９】
そこで、上記の消耗品の交換、環境の変化、印刷枚数等の諸条件（キャリブレーション実行条件［調整実行条件］）が画像濃度制御すべき状況に合致すると、画像濃度制御が実行される。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。
【００４０】
［周長測定の必要性］
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。
【００４１】
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。
【００４２】
一方で、中間転写ベルト３１の周長は、製造公差、環境や通紙耐久（装置の長時間稼動）が原因で変動してしまう。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の周長を正確に測定する必要がある。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手法の詳細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。
【００４３】
［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。
【００４４】
図５は、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、不揮発性メモリ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。
【００４５】
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。
【００４６】
ステップＳ５０５で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１自体（すなわち下地）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。
【００４７】
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。
【００４８】
図６は、発光タミング、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。
【００４９】
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。すなわち、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。例えば、周長測定結果が理想値より１．０ｍｍだけ長かった場合、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。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。
【００５０】
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。
【００５１】
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演算する。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。
【００５２】
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。
【００５３】
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または不揮発性メモリ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。
【００５４】
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。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７）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。
【００５５】
図７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。
【００５６】
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、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。
【００５７】
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とに基づき、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、各パッチ画像の検出結果は、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パッチ画像からの反射光のデータである。
【００５８】
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。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。
【００５９】
［周長測定手法の詳細］
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、周長測定の対象は、回転体の一例である中間転写ベルト３１である。また、中間転写ベルト３１の周長測定は画像濃度制御にも使用される光学センサ１０４を用いて行うのが好適である。これにより、センサの数を削減できる利点がある。
【００６０】
なお、本実施形態に係る光学センサ１０４は、好適な発光手段としてＬＥＤを採用している。ＬＥＤが照射する光は、コヒーレント光を照射するレーザ等とは異なり、インコヒーレント光である。コヒーレント光は、光の波長や位相が揃っており、物体に反射して得られるスペックルパターンを計測することができるため、例えば、物体表面の凹凸を観察する目的で使用される。このようなコヒーレント光を照射するレーザ等は、一般的に高価であるため、製品のコストを増大させてしまう。また、スペックルパターンを計測するには、イメージセンサを用いるのが一般的である。イメージセンサは、フォトダイオード等の受光素子と比べて非常に高価である。したがって、中間転写ベルト３１の周長を測定するために、安価なＬＥＤを用いることができる点で有利であるといえよう。
【００６１】
とりわけ、本実施形態では、画像濃度制御の直前に、周長測定を行うか否かが判断される。周長測定を実行すると判断した場合は、周長測定、画像濃度制御の順で実行される。周長測定を行うべきかの判断手法については、後述する。
【００６２】
図８は、本実施形態における、２つの波形データをＣＰＵ１０１に取得させ、その２つの波形データのマッチング処理に基づく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。
【００６３】
ステップＳ８０１で、ＣＰＵ１０１の周長測定部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。
【００６４】
ステップＳ８０２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。
【００６５】
ステップＳ８０３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、１周目のサンプリングを実行する。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。また後述で説明するが、この周長測定部１１１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。
【００６６】
このサンプリングは、例えば、０．１ｍｍ間隔で、１０００データを取得する。これは、１００ｍｍに相当する。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。すなわち、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つながる。
【００６７】
図９は、ＲＡＭ１０３から取得される２つの波形データについて、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９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週目の波形プロファイルに含まれるサンプル値が１週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、周長の変動量（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。
【００６８】
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、いず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。例えば、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周長だけ回転するため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８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減算し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、タイマーにしたがったタイミングが到来すると、ステップＳ８０４に進む。
【００６９】
また、図１０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る。一部の区間についてだけ波形データをサンプリングするため、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。
【００７０】
ステップＳ８０４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、２周目のサンプリングを実行する。ここでは、２週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。
【００７１】
図１０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、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を示している。また、ｔ４は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。
【００７２】
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。
【００７３】
また、ｔ１からｔ３までの時間は、中間転写ベルトの周長が変動により最短とることで、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。すなわち、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。したがって、多少余分にサンプリングを行うのであれば、ｔ１からｔ３までの時間をさらに短くしても良い。
【００７４】
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。
【００７５】
２週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週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おおい。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９に示したとおりである。
【００７６】
なお、図８のフローチャートでは、サンプリングしたデータのすべ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ためのデータを取得できれば良いのである。例えば、サンプリングを、上で説明した開始と終了タイミングとの双方または一方に対して余分に行う。取得されメモリに格納されたサンプリング値（波形データ）のうち、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するような形態でも良い。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う例を説明する。
【００７７】
１周目及び２周目のサンプリング終了後、ステップＳ８０５でずらし量を示す変数Ｘをゼロに初期化する。なお、２周目の波形プロファイルは、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周長だけ離れた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。
【００７８】
ステップＳ８０６で、２つの波形データのパターンマッチング処理を行うべく、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２に基づいて実行する。
【００７９】
【数１】
2010008804.tif 000003
【００８０】
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。Ｖ１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。Ｖ２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。
【００８１】
ステップＳ８０７で、周長測定部１１１は、積算値Ｉ（Ｘ）をＲＡＭ１０３に格納する。ステップＳ８０８で、周長測定部１１１は、Ｘの値を１つ増分する。ステップＳ８０９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Ｓ８０６に戻る。超えていれば、ステップＳ８１０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。
【００８２】
ステップＳ８１０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する。この場合に、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、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た、当該基準からのずれ（伸縮）を示す。よって、Ｘは、基準の波形データとしての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。
【００８３】
図１１は、実施形態に係る１周目と２週目の各波形プロファイルと積算値との関係を示し図である。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手段の一例である。
【００８４】
ステップＳ８１１で、周長測定部１１１は、周長を演算し、ＲＡＭ１０３又は不揮発性メモリ１０９に格納する。このとき求められる周長は、周長そのものでも良いが、中間転写ベルトの周長を把握するための情報であって、波形データの間隔に応じた情報（間隔情報）であれば良い。よって、ＲＡＭ１０３又は不揮発性メモリ１０９は、測定された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。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の実周長を求めている。
【００８５】
実周長 ＝ 公称の周長  −  最大周長変動分／２  ＋  Ｘ＊０．１    ・・・式３
なお、乗算係数である「０．１」は、０．１ｍｍ間隔でサンプリングしたことを意味する。例えば０．２ｍｍ間隔でサンプリングした場合には、乗算係数が０．２となる。また、求められた周長を把握するため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、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の一例である。
【００８６】
そして、周長を測定した場合には、その測定した最新の周長を用いて、ＣＰＵ１０１（濃度制御部１１２）は、上述の濃度制御を実行する。
【００８７】
［周長測定実行要否の判断］
次に、本実施形態における周長測定実行要否判断について説明する。画像濃度制御は、画像濃度の変動を抑えるために行われる。よって、画像濃度が変動するタイミングで制御が実行されることが望ましい。以下に、画像濃度制御の代表的な契機（トリガー）を列挙する。
【００８８】
・画像形成装置の電源投入時
・プロセスカートリッジ３２の交換時、
・前回画像濃度制御実行時からの雰囲気環境（温度、湿度、絶対水分量）の変化量が有意な値になったとき
・所定枚数プリント時
濃度制御の契機（トリガー）となる雰囲気環境の変化量については、濃度変動が許容範囲を超える前に濃度制御が実行されるよう、実験やシミュレーションなどにより予め決定しておく。印刷枚数も同様の観点から決定される。
【００８９】
また、上記濃度制御の契機（トリガー）とは別に、周長を測定すべき条件（パラメータ値）が、濃度制御の場合と同様に、実験やシミュレーションなどにより予め決定されている。
【００９０】
そして、本実施形態においては、周長の変動に関連するパラメータを検知し、周長を測定するべき条件に該当している、即ち周長が変動している可能性が高いことをパラメータが示していれば周長の測定を実行させる。一方で、検知されたパラメータが、周長を測定すべき条件に該当していない、即ち周長が変動している可能性が低いことをパラメータが示していれば、周長の測定をスキップさせる。この周長の変動に関連するパラメータには、例えば、雰囲気環境の変化量や、印刷ジョブの実行中にキャリブレーション実行条件（例えば画像濃度制御実行条件）が成立してから印刷ジョブが終了するまでの残枚数がある。また、他のパラメータとして、後述の回転体である中間転写体の表面状態（傷、ムラ状況）などを挙げることもできる。
【００９１】
図１２は、実施形態に係る像形成に用いられる回転体の周長測定要否判断処理の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
ステップＳ１２０１で、ＣＰＵ１０１の濃度制御部１１２は、濃度制御の開始タイミングか否かを判定する。即ち、キャリブレーション実行条件が成立したか否かを判定する。なお、以下では、このキャリブレーション実行条件の文言を用いていくが、キャリブレーションとは、例えば画像濃度制御のことを指す。勿論、画像濃度制御に限定されるものではなく、中間転写体などの回転体の周長を用いる調整であれば、この調整がキャリブレーションに該当する。また、濃度制御の開始タイミングと、周長検知タイミングとの各々の開始タイミングと同期する場合もあるが、同期しない場合もある。図１２のフローチャートの説明に戻ると、濃度制御の開始タイミングになるとステップＳ１２０２に進む。
【００９３】
ステップＳ１２０２で、測定制御部１１３は、中間転写体等の回転体の周長の測定を実行するか否かを判定するためのパラメータを検知する。検知されるパラメータは、例えば、上に述べたように、雰囲気環境の変化量や、印刷ジョブの実行中にキャリブレーション実行条件（例えば画像濃度制御実行条件）が成立してから印刷ジョブが終了するまでの残印刷枚数がある。また、他のパラメータとして、回転体である中間転写体の表面状態（傷、ムラ状況）などを挙げることもできる。なお、繰り返しになるが、周長測定についての、雰囲気環境の変化量については、画像濃度制御とは別に定めされているものとする。
【００９４】
ステップＳ１２０３で、測定制御部１１３は、検知されたパラメータが特定の条件を満たしているか否かを判定する。なお、特定の条件が複数ある場合は、少なくとも１つの特定条件が満たされれば、全体として、合致しているものと判定する。例えば、電源投入時でもプロセスカートリッジの交換時でなくても、環境パラメータの変化量が閾値を超えていれば、周長測定を実施すべきと判定する。
【００９５】
特定条件が満たされていれば周長が変動している可能性が高いため、ステップＳ１２０４に進む。ステップＳ１２０４で、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をアクティブにし、上述の図８にて説明した周長測定を実行させる。
【００９６】
一方、検知されたパラメータが特定条件を満たしていなければ周長が変動している可能性が低いため、ステップＳ１２０５に進む。ステップＳ１２０５で、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をディアクティブにし、ＲＡＭ１０３から前回測定された周長の情報を読み出し、濃度制御部１１２に渡す。このように、周長の測定がスキップされたときは、記憶装置に予め記憶されている過去に測定された周長の情報が濃度制御部１１２によって使用されることになる。また記憶装置に予め記憶されている周長の情報は、公称の周長などにしても良い。
【００９７】
ステップＳ１２０６で、濃度制御部１１２は、ステップＳ１２０４、或いはステップＳ１２０５を経由して取得された周長の情報を用いて上述の図５のフローチャートに示した濃度制御を実行する。
【００９８】
以下、図１２のステップＳ１２０３で説明した、周長測定条件が満たされているか否かの判断について、図１３乃至図１６を用いて、具体例を説明していく。なお、図１３乃至図１６のフローチャートの説明は個々に記載されているが、個々に実行させても良いし、すべて或いは幾つかを並行して実行させても良い。
【００９９】
［プロセスカートリッジ交換時における周長測定実行要否判断］
一般に、プロセスカートリッジ３２の交換時は色味が大きく変化するので濃度制御が必要となる。一方で、回転体としての中間転写体ベルトの周長はプロセスカートリッジ３２の交換されたか否かには依存しない。すなわち、前回の濃度制御実行時に測定された周長の値と、現在の周長との差には有意な変化が生じていないと考えられる。よって、周長の差が濃度制御の精度に及ぼす影響も比較的に小さいと考えられる。よって、プロセスカートリッジ３２の交換に起因した濃度制御の際には、他の周長測定条件が満たされていなければ、周長の測定をスキップすることにする。
【０１００】
図１３は、プロセスカートリッジ交換が行われキャリブレーション実行条件が成立したときに、画像濃度制御を実行する前に行われる、像形成に用いられる回転体の周長測定実行要否判断を示すフローチャートである。なお、既に説明したステップには、同一の参照番号を付与することで、説明を簡潔にする。
【０１０１】
ステップＳ１３０１で、測定制御部１１３は、濃度制御の起動の原因がプロセスカートリッジ３２交換によるものか否かを判定する。プロセスカートリッジ３２の交換が原因であれば、ステップＳ１３０２に進む。ステップＳ１３０２で、測定制御部１１３は、周長測定を実行するための特定条件（周長測定条件）が成立しているか否かを判定する。周長測定条件は、上述した例のいずれであってもよい。特定条件が成立してなければ、周長測定をスキップすべく、ステップＳ１２０５に進む。一方、特定条件が成立していれば、周長測定を実行すべく、ステップＳ１２０４に進む。
【０１０２】
プロセスカートリッジ３２の交換が原因でなければ、ステップＳ１３０３に進む。ステップＳ１３０３で、測定制御部１１３は、周長測定を実行するための特定条件（周長測定条件）が成立しているか否かを判定する。周長測定条件は、上述した例のいずれであってもよい。特定条件が成立してなければ、周長測定をスキップすべく、ステップＳ１２０５に進む。一方、特定条件が成立していれば、周長測定を実行すべく、ステップＳ１２０４に進む。
【０１０３】
このように、消耗部材の一例であるプロセスカートリッジの交換に起因して起動された濃度制御では、周長検知を省略する。これにより、周長測定に要する時間を省くことができ、ダウンタイムが削減され、ユーザビリティーが向上する。
【０１０４】
［所定枚数プリント時における周長測定実行要否判断］
図１４は、キャリブレーション実行条件が成立し、画像濃度制御を実行する際における印刷枚数に基づいた、像形成に用いられる回転体の周長測定実行要否判断を示すフローチャートである。また、以下、各ステップの詳細を説明していくが、ここでは、その他の周長測定条件が満たされていない場合を想定するものとする。即ち、他の周長測定条件については、他のフローチャートが実行されることにより、周長測定実行要否の有無が判断されるものとする。
【０１０５】
ステップＳ１４０１で、ＣＰＵ１０１の測定制御部１１３は、キャリブレーション実行条件が成立してから、現在印刷実行中の印刷ジョブについて、印刷終了までの残りの印刷枚数である残数を演算する。ＣＰＵ１０１は、現在の印刷完了枚数をカウンタによりカウントしている。よって、測定制御部１１３は、キャリブレーション実行条件が成立したタイミングにおいて、印刷ジョブのトータルの印刷枚数から印刷完了枚数を減算することで、印刷ジョブが終了するまでの残数を演算できる。
【０１０６】
ステップＳ１４０２で、測定制御部１１３は、演算された残数が所定枚数（例：５０枚）以下か否かを判定する。残数が所定枚数以下でなければ、ユーザビリティーを優先するために、ステップＳ１４０３に進む。
【０１０７】
ステップＳ１４０３で、ＣＰＵ１０１は、印刷を続行する。ステップＳ１４０４で、ＣＰＵ１０１は、印刷が終了したか否か（残数が０になったか否か）を判定する。印刷が終了していなければ、ステップＳ１４０３に戻る。終了していれば、ステップＳ１４０５に進む。
【０１０８】
ステップＳ１４０５で、周長測定部１１１は、上述の図８で説明した周長測定を実行する。ステップＳ１４０６で、濃度制御部１１２は、上述の図５で説明した濃度制御を実行する。
【０１０９】
残数が所定枚数以下の場合、一連のプリントが完了してから周長測定と濃度制御が実行されるため、濃度変動の観点から言えば不利となる。しかし、この場合は、５０枚以下のプリントであれば濃度変動は小さいため、実用上、画像品質で問題となることは少ないとする。
【０１１０】
ステップＳ１４０２で、キャリブレーション実行条件が成立したタイミングから印刷ジョブが終了するまでの残数が所定枚数を超えていれば、ステップＳ１４０７に進む。ステップＳ１４０７で、測定制御部１１３は、残数が所定範囲内（例：５１枚から１００枚）か否かを判定する。残数が所定範囲内であれば、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をディアクティブに設定し、ステップＳ１４０８に進む。
【０１１１】
ステップＳ１４０８で、濃度制御部１１２は、ＲＡＭ１０３から前回取得された周長の情報を読み出し、回転体の周長測定をスキップする。なおＲＡＭ１０３から読み出される周長の情報は、例えば装置本体の電源起動時に不揮発性メモリ１０９からロードされた情報である。ステップＳ１４０９で、濃度制御部１１２は、前回取得された周長を利用して上述の図５で説明した濃度制御を実行する。
【０１１２】
ステップＳ１４１０で、ＣＰＵ１０１は、プリントを続行する。ステップＳ１４１１で、ＣＰＵ１０１は、プリントが終了したか否か（残数が０になったか否か）を判定する。プリントが終了していなければ、ステップＳ１４１０に戻る。終了していれば、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をアクティブに設定し、ステップＳ１４１２に進む。
【０１１３】
ステップＳ１４１２で、周長測定部１１１は、上述した周長測定を実行する。このように、一連のプリントが終了したのち周長測定を実行することで、濃度変動を抑えつつ、周長測定に伴うダウンタイムが削減される。よって、ユーザビリティーが向上しよう。なお、周長の変動が顕在化する枚数よりも、濃度の変動が顕在化する枚数は少ない。よって、周長測定の実行間隔は、濃度制御の実行間隔よりも長くすることができる。このような背景もあり、ステップＳ１４１２のタイミングで周長測定を行うことは有用なのである。
【０１１４】
一方、ステップＳ１４０７で、残数が所定範囲内でなければ（例：残数が１００枚以上）、ステップＳ１４１３に進む。ステップＳ１４１３で、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をアクティブにし、上述の図８で説明した周長測定を実行する。ステップＳ１４１４で、濃度制御部１１２は、上述の図５で説明した濃度制御を実行する。ステップＳ１４１５で、ＣＰＵ１０１は、プリントを続行する。ステップＳ１４１６で、ＣＰＵ１０１は、プリントが終了したか否か（残数が０になったか否か）を判定する。プリントが終了していなければ、ステップＳ１４１５に戻る。終了していれば、連続印刷ジョブを終了する。
【０１１５】
このように、残数が１０１枚以上の場合は、濃度制御と周長測定を実行しないと濃度変動が大きくなり、画像品質上問題となりうる。濃度制御は勿論であるが、特に周長についても、残りのプリント残数が、１０１枚以上の場合は、濃度変動への影響を無視できない。よって、濃度制御と周長測定との両方が実行される。
【０１１６】
なお、ステップＳ１４０２、Ｓ１４０７にどのような印刷枚数を割り当てるかについて、上で説明した形態に限定されるものではない。カラー画像形成装置の本体特性、使用環境等に応じて、適宜、適当な印刷枚数を設定すればよい。
【０１１７】
［雰囲気環境の変化量に基づいた周長測定実行要否判断］
雰囲気環境の変動量が大きくなると、周長の変動量も無視できない値になっている可能が高い。そこで、ＣＰＵ１０１は、環境センサ１０５を用いて雰囲気環境の変動量を監視することで、周長測定が必要か否かを判断する。具体的には、周長の測定が前回実行されたときに測定された前回の環境パラメータと、今回測定された今回の環境パラメータとの差が所定範囲内であれば、周長の測定をスキップさせる。
【０１１８】
図１５は、環境パラメータに基づいた周長測定実行要否判断を示すフローチャートである。本判断処理は、例えばキャリブレーション実行条件が成立し、濃度制御が起動された際に実行される。ここでは、環境パラメータの一例として温度を採用する。以下、各ステップの詳細を説明していくが、ここでは、その他の周長測定条件が満たされていない場合を想定するものとする。即ち、他の周長測定条件については、他のフローチャートが実行されることにより、周長測定実行要否の有無が判断されるものとする。
【０１１９】
ステップＳ１５０１で、ＣＰＵ１０１の測定制御部１１３は、ＲＡＭ１０３に格納されている前回の周長測定を実行したときに検知した温度データを読み出す。ステップＳ１５０２で、測定制御部１１３は、環境センサ１０５を用いて現時点の雰囲気環境の温度を測定する。
【０１２０】
ステップＳ１５０３で、測定制御部１１３は、前回の温度と現時点の温度との温度差が所定閾値（例：５℃）以上であるか否かを判定する。周長が変動している可能性が高いといえるような値を実験又はシミュレーションにより求め、求められた値を閾値とする。
【０１２１】
前回の周長検知実行時の温度と、現時点での雰囲気環境の温度差が５℃以上の場合に周長測定を実行する理由について、少し具体的に説明する。
【０１２２】
本実施形態では、中間転写ベルト３１の材質としてＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂ベルトを採用している。ＰＶｄＦ樹脂ベルトの場合、線膨張係数が１８×１０−５／℃であるため、温度が５℃変化した場合は、中間転写ベルト３１の周長は０．７ｍｍ変化する。
【０１２３】
図１７は、ベルト下地とパッチ画像の位置ズレ量と、画像濃度制御時の色度バラツキの相関を示す表である。本検討は、ベルト下地とパッチ画像の位置をずらした状態で、画像制御及びハーフトーン画像のプリントを５０回実施し、プリント画像間におけるハーフトーン濃度の最大バラツキを示している。
【０１２４】
図１７に示した表からはベルト下地とパッチ画像の位置が０．７ｍｍずれている場合が一番プリント画像間のハーフトーンバラツキが大きく、見た目の印象においても濃度バラツキが大きかった。本結果から、画像濃度制御バラツキを抑制するために、周長変動が０．７ｍｍを超えそうな場合は、周長測定制御を実施し、下地とパッチの位置合わせを正確に行う必要があることがいえる。
【０１２５】
また、中間転写ベルト３１の材質として、ＰＩ（ポリイミド）樹脂ベルトのように線膨張係数が８×１０−５／℃と低い材質を採用すれば、ステップＳ１５０３における温度閾値を１０℃程度にすることが可能となる。この場合は周長測定頻度をさらに減らすことができ、ユーザビリティーをより向上させることが可能となる。
【０１２６】
このように、ステップＳ１５０３において、どのような温度が設定されるかは、回転体である中間転写ベルト３１にどのような材質を用い、また、どれほどの画像濃度ムラ（対応するベルト下地とパッチ画像の位置ズレ量）を許容するかで決まる。
【０１２７】
そして、ステップＳ１５０３の判断により、温度差が所定閾値以上でなければ、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をディアクティブにする。さらに、測定制御部１１３は、ＲＡＭ１０３に保持されている周長の情報を読み出して、濃度制御部１１２へ渡す。その後、ステップＳ１５０６に進む。ステップＳ１５０６で、濃度制御部１１２は、前回測定された周長を用いて上述した濃度制御を実行する。
【０１２８】
一方、温度差が所定閾値以上であれば、ステップＳ１５０４に進む。ステップＳ１５０４で、周長測定部１１１は、上述した周長測定を実行する。ステップＳ１５０５で、測定制御部１１３は、環境センサ１０５を用いて測定した現時点の雰囲気環境の温度をＲＡＭ１０３に書き込む。ステップＳ１５０６で、濃度制御部１１２は、今回測定された周長を用いて上述した濃度制御を実行する。
【０１２９】
なお、画像形成装置の本体電源投入時に実行される画像濃度制御に伴う周長測定は、毎回、実行されることが望ましい。中間転写体ベルトの周長が雰囲気環境温度以外の要因（例：経時変化）により変化する可能性があるためである。
【０１３０】
［中間転写体ベルト上の傷やムラの有無に基づいた周長測定実行要否判断］
中間転写体ベルト上に生じた傷やムラは反射率の特異な点をもたらす。このような特異な点は、光学センサを用いた周長の測定に大きな影響を与えるため好ましくない。一方で、このような傷やムラが生じていなければ、光学センサを用いた周長の測定に与える影響も小さい。そこで、中間転写体ベルト上に生じた傷やムラが発生した可能性が低ければ、周長測定をスキップする。
【０１３１】
以下では、一例として、中間転写ベルトの一部又は全周にわたる下地出力が所定の範囲内か否かに応じて傷やムラを検出する方法について説明する。
【０１３２】
本実施形態では、傷やムラの有無を中間転写体ベルトの全周にわたり確認するため、サンプリング数は８０２１ポイントとなる。これは、中間転写体ベルトの周長（公称値）が＝７９２．１ｍｍで、サンプリング間隔が０．１ｍｍであり、かつ、最大周長変動分が１０ｍｍであることを考慮したものである。８０２１ポイントのうち、実１１００ポイントについては、上述した周長測定に使用してもよい。すなわち、キズの有無の検知と周長の検知とを並行して実行できることになる。
【０１３３】
図１６は、回転体としての中間転写体ベルト上の傷やムラの有無に応じて周長測定の事項要否を判断する方法の一例を示すフローチャートである。なお、図１６のフローチャートは、キャリブレーション実行条件が成立した際に実行されるようにしても良いし、或いは、キャリブレーション実行条件とは別のタイミングで実行させるようにしても良い。また、以下、各ステップの詳細を説明していくが、ここでは、その他の周長測定条件が満たされていない場合を想定するものとする。即ち、他の周長測定条件については、他のフローチャートが実行されることにより、周長測定実行要否の有無が判断されるものとする。
【０１３４】
ステップＳ１６０１で、測定制御部１１３は、中間転写ベルト３１を１周させ、その全周にわたって下地出力を取得し、取得した下地出力の平均値を演算する。ここでは、８０２１個のサンプル値が取得され、ＲＡＭ１０３に格納される。なお、サンプルの開始タイミングは任意のタイミングとしてよい。
【０１３５】
ステップＳ１６０２で、測定制御部１１３は、変数ｘを１に初期化する。ステップＳ１６０３で、測定制御部１１３は、ｘ番目の下地出力に基づいて回転体の表面状態を判定する。ここでは表面状態としてキズやムラの有無を判定する。例えば、測定制御部１１３は、ｘ番目の下地出力の値が所定範囲内にあるか否かを判定する。所定範囲は、この判定は、要は、パッチ画像の濃度に影響を与えるだけの表面状態のバラツキがないか否かを調べる処理に該当する。例えば、平均値に対して±１０％の範囲である。どのような範囲にするかは、実際にキズやムラが発生している中間転写ベルトについて実験を行い、平均値に対してキズやムラによって何％の差が生じるかに基づいて、決定することが望ましい。
【０１３６】
ｘ番目の下地出力の値が所定範囲内になければ、キズやムラ（回転体の表面状態のバラツキ）の発生が疑われるため、パッチ画像の濃度に影響してくるので、ステップＳ１６０７に進む。ステップＳ１６０７で、測定制御部１１３は、周長測定部１１１に周長測定を実行させる。すなわち、上述したような２周目のサンプリングも実行され、最終的に、回転体の周長が演算されることになる。
【０１３７】
一方、ｘ番目の下地出力の値が所定範囲内にあれば、ステップＳ１６０４で、変数ｘを１つ増分する。次に、ステップＳ１６０５で、測定制御部１１３は、すべてのサンプル値についてキズやムラの有無が判定されたか否かを判断する。まだ、判断されていないサンプル値が存在すれば、ステップＳ１６０３に戻る。すべてのサンプル値についてキズやムラの有無が判定されていれば、ステップＳ１６０６に進む。ステップＳ１６０６に進むときは、中間転写ベルトにキズやムラが発生していないと推定される場合に限られる。
【０１３８】
ステップＳ１６０６で、測定制御部１１３は、周長測定部１１１をディアクティブに設定し、周長測定をスキップさせる。すなわち、２周目のサンプリングが中断されることになる。このように、測定制御部１１３は、パラメータが表面状態の一定以上のバラツキを示す場合に周長の測定を実行させ、パラメータが表面状態の一定以上のバラツキを示していない場合に周長の測定をスキップさせる。
【０１３９】
本実施形態に係る中間転写体ベルトの傷やムラの判別処理は、例えば、画像形成装置の電源投入時、所定の印刷枚数ごと、中間転写体ユニットの交換時などに実行される。
【０１４０】
このように、中間転写体ベルト上に傷やムラがない場合、周長測定を中止することで、ダウンタイムを削減でき、ユーザビリティーが向上しよう。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】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。
【図２】実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。
【図３】光学センサ１０４の一例を示す図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】発光タミング、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ミングの一例を示した図である。
【図７】トナー付着相当量、画像濃度およ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。
【図８】本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。
【図９】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１０】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。
【図１１】実施形態に係る１周目と２週目の各波形プロファイルと積算値との関係を示し図である。
【図１２】実施形態に係る周長測定要否判断処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】プロセスカートリッジ交換時における周長測定実行要否判断のフローチャートである。
【図１４】印刷枚数に基づいた周長測定実行要否判断を示すフローチャートである。
【図１５】環境パラメータに基づいた周長測定実行要否判断を示すフローチャートである。
【図１６】中間転写体ベルト上の傷やムラの有無に応じて周長測定の事項要否を判断する方法の一例を示すフローチャートである。
【図１７】ベルト下地とパッチ画像の位置ズレ量と、画像濃度制御時の色度バラツキの相関を示す表である。
【符号の説明】
【０１４２】
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
１１３…測定制御部
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010008804.tif 000013
【図１１】
2010008804.tif 000014
【図１２】
2010008804.tif 000015
【図１３】
2010008804.tif 000016
【図１４】
2010008804.tif 000017
【図１５】
2010008804.tif 000018
【図１６】
2010008804.tif 000019
【図１７】
2010008804.tif 000020