(57)【要約】【課題】トナー濃度センサの検出値からリップルノイズの影響を除去する。【解決手段】まずトナー濃度センサの付近に存在する１以上の交流成分発生源の交流成分により発生するリップルノイズの周波数に基づいてサンプリング周期を設定する。次に、交流成分発生源から交流成分が発生しているときのトナー濃度センサの暗電流値を、上記設定したサンプリング周期により検知する。次に、交流成分発生源から交流成分が発生しているときの暗電流値と、交流成分発生源から交流成分が発生していないときの暗電流値との差分値を算出する。次に、交流成分発生源から交流成分が発生している状態においてパッチ画像を上記サンプリング周期と同周期及び同位相により検知する。そして、上記差分値を用いて、トナー濃度センサが出力するパッチ画像の検出値を補正する。【選択図】図４
2014222334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に担持された補正用トナー像を検出するトナー濃度センサの出力に応じて画像形成条件を変更する画像形成装置において、
前記トナー濃度センサの暗電流値を所定のサンプリング周期により検知する暗電流検知部と、
前記トナー濃度センサの付近に存在する１以上の交流成分発生源の交流成分により発生するリップルノイズの周波数を解析し、解析の結果に基づいて当該リップルノイズの周期を算出するリップルノイズ周期演算部と、
前記リップルノイズ周期演算部で算出された前記リップルノイズの周期に基づいて、前記暗電流検知部及び前記トナー濃度センサのサンプリング周期を設定するサンプリング周期制御部と、
前記サンプリング周期制御部により設定された前記サンプリング周期に従い、前記トナー濃度センサから出力される前記補正用トナー像の検出値を補正する補正部と、を備え、
前記暗電流検知部が、前記サンプリング周期制御部により設定された前記サンプリング周期により、前記交流成分発生源から交流成分が発生している状態における前記トナー濃度センサの暗電流値を検知し、
前記補正部が、前記交流成分発生源から交流成分が発生している状態における暗電流値と、前記交流成分発生源から交流成分が発生していない状態における暗電流値との差分値を算出し、
前記トナー濃度センサが前記サンプリング周期制御部により設定された前記サンプリング周期と同周期及び同位相の条件により検出した、前記像担持体に担持された補正用トナー像を、前記補正部が算出した前記差分値を用いて補正する
画像形成装置。
【請求項２】
前記リップルノイズ周期演算部は、前記暗電流に含まれるリップルノイズの周波数が１つの場合には、当該リップルノイズの周期を、前記暗電流検知部と前記トナー濃度センサのサンプリング周期として設定し、
前記暗電流に含まれるリップルノイズの周波数が複数の場合には、当該複数のリップルノイズの周期の最小公倍数を、前記暗電流検知部と前記トナー濃度センサのサンプリング周期として設定する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記交流成分発生源から交流成分が発生している状態における前記トナー濃度センサの暗電流値が設定した閾値の範囲内であるかどうかを判定し、当該暗電流値が前記閾値の範囲外であるとき、リップルノイズが発生していると判定するリップルノイズ判定部、を更に備える
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上のトナーの濃度を検出するトナー濃度センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、所定の画像パターンを有するパッチ画像を形成し、トナー濃度センサの出力に応じて画像形成条件を調整することで、所望の画像濃度を安定して得られるようにしている。
【０００３】
ところで、トナー濃度センサの近傍に存在する除電極等の交流成分発生源が発生する交流成分からの不要輻射により、トナー濃度センサの出力に交流バイアスによるリップルノイズが発生してしまう。
【０００４】
ノイズを除去する手段としては、例えばトナー濃度センサの出力にノイズが含まれる可能性のあるデータを検知した際に、隣接するデータからノイズ成分を算出し、ノイズ成分をオフセットして正確な出力を得る画像形成装置が知られている（特許文献１を参照）。具体的には、パッチ画像のある領域を読み取ったサンプリングデータの平均値から、一定以上離れた値のデータを、隣接するデータの平均値に置き換えることで正確なセンサ出力を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３６１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された技術では、特異的なノイズを除去できるもののリップルノイズを除去することができない。以下、図９及び図１０を参照してその理由を説明する。
【０００７】
図９は、従来のノイズ除去処理方法を示す説明図である。図１０は、リップルノイズ発生時に従来のノイズ除去処理方法を実施した場合の説明図である。図９及び図１０の横軸はサンプリング点の位置、縦軸はトナー濃度センサで検出される検出値（サンプリング値）を示している。
図９に示すように、中間転写ベルト６の駆動方向に沿って付着したパッチ画像Ｉｐのサンプリング値２０２は、他の複数のサンプリング点のサンプリング値を平均化した値（平均値）から大きく離れており、ノイズが含まれている。ノイズが含まれているサンプリング値２０２を検出した場合には、当該サンプリング点のサンプリング値を、隣接している２つのサンプリング点２０１，２０３のサンプリング値の平均値２０２´に置き換える。
【０００８】
しかし、図１０に示すように、交流波形を有するリップルノイズ２１０の影響により、サンプリングする位置によってはサンプリング値はリップルノイズ２１０がない場合の正常値（実線）から矢印で示すオフセットした平均値（破線）が出力される。すなわち、リップルノイズ発生時において、従来のノイズ除去処理方法を実施した場合は、リップルノイズが検知されず、画像形成条件を適切に調整することができなかった。
【０００９】
上記の状況から、トナー濃度センサの検出値からリップルノイズの影響を除去する手法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面の画像形成装置は、像担持体に担持された補正用トナー像を検出するトナー濃度センサの出力に応じて画像形成条件を変更する画像形成装置において、
トナー濃度センサの暗電流値を所定のサンプリング周期により検知する暗電流検知部と、トナー濃度センサの付近に存在する１以上の交流成分発生源の交流成分により発生するリップルノイズの周波数を解析し、解析の結果に基づいて当該リップルノイズの周期を算出するリップルノイズ周期演算部と、リップルノイズ周期演算部で算出されたリップルノイズの周期に基づいて、暗電流検知部及びトナー濃度センサのサンプリング周期を設定するサンプリング周期制御部と、サンプリング周期制御部により設定されたサンプリング周期に従い、トナー濃度センサから出力される補正用トナー像の検出値を補正する補正部と、を備える。
上記構成において、上記暗電流検知部が、サンプリング周期制御部により設定された前記サンプリング周期により、交流成分発生源から交流成分が発生している状態におけるトナー濃度センサの暗電流値を検知する。
上記補正部が、交流成分発生源から交流成分が発生している状態における暗電流値と、交流成分発生源から交流成分が発生していない状態における暗電流値との差分値を算出する。
そして、トナー濃度センサがサンプリング周期制御部により設定されたサンプリング周期と同周期及び同位相の条件により検出した、像担持体に担持された補正用トナー像を、補正部が算出した前記差分値を用いて補正する。
【００１１】
上記構成では、交流成分発生源の交流成分によるリップルノイズの周波数からリップルノイズの周期が設定される。設定されたサンプリング周期により、交流成分が発生している時の暗電流値が検出される。この設定したサンプリング周期で検出された交流成分が発生している時の暗電流値と、交流成分が発生していない時の暗電流値との差分値が算出される。そして、設定したサンプリング周期と同周期及び同位相により補正用トナー像のサンプリングを行う。このように、差分値を算出する際における交流成分が発生している時のサンプリング点と、補正用トナー像を検出する際における交流成分が発生している時のサンプリング点の周期及び位相を合わせる。そして、暗電流の差分値を用いて、トナー濃度センサの検出値を適切に補正する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナー濃度センサの検出値からリップルノイズの影響を除去し、画像を適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を備えた画像形成システムの全体構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の要部とリップルノイズ除去部の内部構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置によるリップルノイズ除去処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るトナー濃度センサの暗電流によるリップルノイズの有無の判定方法を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る、交流成分発生源が１つの場合にトナー濃度センサが出力するサンプリングデータの一例を示すグラフである。
【図７】除電極及び分離極から出力される交流波形の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る、交流成分発生源が２つの場合にトナー濃度センサが出力するサンプリングデータの一例を示すグラフである。
【図９】従来のノイズ除去処理方法を示す説明図である。
【図１０】リップルノイズ発生時に従来のノイズ除去処理方法を実施した場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１５】
［画像形成システムの全体構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を備えた画像形成システムの全体構成図である。なお、図１では、画像形成システムの構成のうち、本発明の説明に必要と考える部分を中心に記載している。
【００１６】
図１に示すように、画像形成システム１は、給紙装置２０と、画像形成装置１０と、定着装置３０を備える。
【００１７】
給紙装置２０は、用紙のサイズや種類に応じて複数の用紙収納部２０ａが設けられている。給紙装置２０では、画像形成装置１０からの指示に基づいて該当する用紙収納部２０ａが選択され、不図示の給紙部により用紙Ｓが取り出され、画像形成装置１０の搬送路Ｃに送られる。
【００１８】
画像形成装置１０は、静電気を用いて画像の形成を行う電子写真方式を採用しており、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１０は、操作表示部１０５と、画像形成部５と、中間転写ベルト６（像担持体）と、２次転写部７を有する。
【００１９】
画像形成部５は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備えている。また、画像形成装置１０は、用紙を搬送するための複数のローラ（搬送ローラ）１１，１２，１３を備えている。ローラ１１，１２，１３は、通常、ローラ対により構成される。以降に説明する各ローラについても同様の構成である。操作表示部１０５は、例えば画像形成処理等のジョブの開始を指示する操作部としての機能を備えている。
【００２０】
画像形成装置１０は、画像形成モードにおいて、画像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが有する感光体５１を帯電させると共に原稿画像に合わせて電荷を消去して露光し、感光体５１に静電潜像を形成する。そして、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの感光体５１の静電潜像に対し現像部を用いてトナーを付着させ、各色のトナー画像を形成する。次に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの感光体５１に形成されたトナー画像を、矢印の方向へ回転する中間転写ベルト６の表面に順次、１次転写する。
【００２１】
次に、２次転写部７（２次転写ローラ）により、中間転写ベルト６上に１次転写された各色のトナー画像を、給紙装置２０から供給されてローラ１１，１２により搬送される用紙Ｓに２次転写する。中間転写ベルト６上の各色のトナー画像が用紙Ｓに２次転写されることにより、カラー画像が形成される。画像形成装置１０は、カラーのトナー画像が形成された用紙Ｓを、ローラ１３により定着装置３０へ排出する。
【００２２】
中間転写ベルト６と画像形成ユニットの感光体５１で形成される１次転写ニップ部の下流側であって２次転写部７の用紙搬送方向の上流側には、トナー濃度センサ１５が配置されている。トナー濃度センサ１５は、２次転写部７で２次転写される前の中間転写ベルト６に転写された各色のトナー画像のトナー濃度を検出し、検出結果を後述する制御部１００へ出力する。
【００２３】
トナー濃度センサ１５には、例えば発光部材と受光部材が対向配置された透過型のフォトセンサ、又は出射した光の物体による反射光を検出する反射型のフォトセンサなどが用いられる。あるいは、発光部材と複数の光電変換素子を用紙幅方向の一部又は全域にわたって直線状に配列したラインセンサ、もしくは光電変換素子をマトリクス状に配置したイメージセンサが使用される。ラインセンサ及びイメージセンサとしては、ＣＣＤ型のイメージセンサやＣＭＯＳ型（ＭＯＳ型を含む）のイメージセンサを利用できる。
【００２４】
定着装置３０は、画像形成装置１０から供給される、カラーのトナー画像が形成された用紙Ｓに定着処理を行う装置である。定着装置３０は、例えば定着部３１と、搬入口付近のローラ３２と、排出口付近のローラ３３を備えている。
【００２５】
定着装置３０に設けられた定着部３１は、搬送された用紙Ｓを加圧及び加熱して、転写されたトナー画像を用紙Ｓに定着させる。定着部３１は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ及び定着下ローラで構成されている。定着上ローラ及び定着下ローラは、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラと定着下ローラとの圧接部として定着ニップ部が形成される。
【００２６】
定着上ローラの内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラの外周部にあるローラ部が温められる。そして、定着上ローラのローラ部の熱が用紙へ伝達されることにより、用紙上のトナー画像が熱定着される。
【００２７】
用紙Ｓは、２次転写部７によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラと向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙には、定着上ローラと定着下ローラとによる加圧と、定着上ローラのローラ部の熱による加熱が行われる。定着部３１により定着処理が行われた用紙Ｓは、ローラ３３によって排紙トレイ５０に排出される。
【００２８】
［画像形成システムの制御系の構成］
次に、画像形成システム１が備える画像形成装置１０の制御系について説明する。
図２は、画像形成装置１０の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、画像形成装置１０は、制御部１００を備えている。制御部１００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムやデータ等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。ＲＯＭ１０２には、例えば各種ジョブの制御プログラムやリップルノイズ除去処理に用いる設定値のデータ等が保存されている。なお、ＲＯＭ１０２としては、例えば、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。制御部１００は、各ブロックの制御すなわち装置全体の制御を行う。
【００３０】
制御部１００は、ＨＤＤ（Hard disk drive）１０４、操作表示部１０５にそれぞれシステムバス１０７を介して接続されている。また、制御部１００は、システムバス１０７を介して、画像読取部４、画像処理部１０６、画像形成部５、２次転写部７にそれぞれ接続されている。さらに、制御部１００は、システムバス１０７を介して、トナー濃度センサ１５、リップルノイズ除去部１１１にそれぞれ接続されている。
【００３１】
ＨＤＤ１０４は、画像読取部４で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする大容量記憶装置である。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイとタッチセンサ（操作部の一例）からなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて入力信号を生成し、制御部１００に出力する。
【００３２】
画像読取部４によって生成された画像データや、画像形成装置１０に接続された外部装置の一例であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信された画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。
【００３３】
通信部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介して制御部１００に送る。
【００３４】
制御部１００は、ジョブ情報に基づいて、画像形成部５、２次転写部７の駆動を制御する。なお、制御部１００が、定着装置３０に配置された定着部３１の定着処理を制御するように構成してもよい。
【００３５】
トナー濃度センサ１５は、制御部１００の制御の下、発光部材を予め設定された基準発光設定値で点灯し、トナー画像が１次転写された中間転写ベルト６からの反射光を受光し、所定のサンプリング周期で検出値（検出信号）を制御部１００へ出力する。制御部１００は、トナー濃度センサ１５の検出値とトナー付着量とを対応付けるトナー付着量特性情報に基づいて、中間転写ベルト６に転写されたトナー画像のトナーの付着量（トナー濃度）を算出する。そして、制御部１００は、算出したトナー濃度を、判定テーブル又は変換式などの判定手段に適用し、画像形成部５において中間転写ベルト６に転写するトナー画像のトナー量を制御する。トナー付着量特性情報及び判定手段に係るデータについては、予めＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４に保存しておく。
【００３６】
中間転写ベルト６に付着させるトナー付着量の制御因子としては、例えば、画像形成部５の現像部内のトナー濃度、現像バイアス、露光部による感光体への露光光量、帯電部による感光体への帯電電圧、画像データの内容などが挙げられる。ＲＯＭ１０２にトナー付着量とその制御因子とを対応付けるテーブルを保持し、制御部１００は、そのテーブルを参照して画像形成条件としてのトナー付着量の制御を行う。
【００３７】
リップルノイズ除去部１１１は、制御部１００の制御の下、トナー濃度センサ１５のサンプリング周期を適切に可変し、トナー濃度センサ１５の検出値からリップルノイズの影響を取り除く。トナー濃度センサ１５のサンプリング周期は、トナー濃度センサ１５の付近に存在する交流成分発生源から出力される交流成分の周波数に基づいて決定される。制御部１００は、設定されたサンプリング周期に従ってトナー濃度センサ１５が出力する複数のサンプリング値を平均化処理し、画像形成部５が形成するトナー像を補正する補正部として機能する。平均化処理は、例えば加算平均により行ってもよい。
【００３８】
なお、本実施の形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータ１２０を適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。
【００３９】
［リップルノイズ除去部の内部構成］
以下、リップルノイズ除去部１１１について詳細に説明する。
図３は、画像形成装置１０の要部とリップルノイズ除去部１１１の内部構成を示す説明図である。
画像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋのそれぞれは、感光体５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋを備えている。中間転写ベルト６と各感光体５１とのニップ部の下流側には、除電極８が配置されている。ここでは感光体５１Ｋを代表して説明する。除電極８は、制御部１００の制御の下、感光体５１に残った電荷を消去する。また、２次転写部７の下流側には、分離極９が配置されている。分離極９は、制御部１００の制御の下、２次転写後の用紙Ｓに残った電荷を消去し、中間転写ベルト６から用紙Ｓを分離する。除電極８と分離極９は、トナー濃度センサ１５の近くにある交流成分発生源の一例である。
図３の例では、トナー濃度センサ１５は、除電極８の下流側であって、２次転写部７の上流側に配置されている。
【００４０】
上述したように、トナー濃度センサ１５は、フォトセンサ、ラインセンサ又はイメージセンサ等の半導体デバイスから構成されるため、光を遮断した状態で電荷（暗電流）が発生する。トナー濃度センサ１５の付近に交流成分発生源が存在する場合、この暗電流は、交流成分発生源が出力する交流成分によって変動する。そこで、トナー濃度センサ１５の暗電流を解析し、トナー濃度センサ１５の出力に含まれるリップルノイズの影響を除去する。
【００４１】
リップルノイズ除去部１１１は、暗電流検知部１１２と、暗電流値記憶部１１３と、リップルノイズ判定部１１４と、リップルノイズ周期演算部１１５と、ノイズ周期最小公倍数記憶部１１６と、サンプリング周期制御部１１７と、を有する。
【００４２】
暗電流検知部１１２は、光を遮断時においてトナー濃度センサ１５が所定のサンプリング周期の際に出力するサンプリング値により暗電流を検知し、検知結果をリップルノイズ判定部１１４及び暗電流値記憶部１１３へ出力する。
【００４３】
暗電流値記憶部１１３は、暗電流検知部１１２が出力するトナー濃度センサ１５の暗電流の検知結果を記憶する記憶部である。暗電流値記憶部１１３には、ＲＡＭ１０３又はＨＤＤ１０４を用いてもよい。
【００４４】
リップルノイズ判定部１１４は、暗電流検知部１１２から入力された暗電流の検知結果に基づいて、暗電流に影響を除去する必要のあるリップルノイズが含まれるか否かを判定し、判定結果をリップルノイズ周期演算部１１５に出力する。より具体的には、交流成分発生源（例えば除電極８、分離極９）が交流成分を発生している場合に暗電流検知部１１２で検知されるトナー濃度センサ１５の暗電流値（振幅）が、設定した閾値の範囲内であるかどうかを判定する。そして、その暗電流値が設定した閾値の範囲外であるとき、影響を除去する必要のあるリップルノイズが発生していると判定する。
【００４５】
リップルノイズ周期演算部１１５は、暗電流検知部１１２によって検知されたトナー濃度センサ１５の暗電流に含まれるリップルノイズの周波数を解析し、解析結果（交流周波数情報）に基づいて当該リップルノイズの周期を演算する。周波数の解析には、例えば高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform:FFT）装置を用いることができる。リップルノイズ周期演算部１１５は、リップルノイズの周波数を解析した結果、複数の周波数のリップルノイズが検出された場合には複数のリップルノイズの周期の最小公倍数を算出し、ノイズ周期最小公倍数記憶部１１６へ出力する。また、リップルノイズの周波数が１つの場合には、リップルノイズ周期演算部１１５は、最小公倍数の周期として当該リップルノイズの周期を出力する。
【００４６】
ノイズ周期最小公倍数記憶部１１６は、リップルノイズ周期演算部１１５から出力されるリップルノイズの周期（最小公倍数）を記憶する記憶部である。ノイズ周期最小公倍数記憶部１１６には、例えばＲＡＭ１０３又はＨＤＤ１０４等の書き換え可能な記憶手段を用いてもよい。
【００４７】
サンプリング周期制御部１１７は、リップルノイズ周期演算部１１５で演算されたリップルノイズの周期に基づいて、トナー濃度センサ１５のサンプリング周期を設定（可変）する制御部である。
【００４８】
なお、トナーの帯電量などにより画像品質悪化レベルが変わるため、除電極８の最適出力値は可変される。また、紙種により中間転写ベルト６と用紙との間の分離性が変化するため、２次転写後の分離極９の出力値は可変される。例えば、除電極８の出力値と分離極９の出力値は、一例として以下の範囲で可変可能である。これらの出力値は、例えばユーザが操作表示部１０５を操作してトナー画像の画質等を設定することにより変化する。
・除電極８の出力  ＡＣ：１〜１０ｋＶ、ＤＣ：−５〜１ｋＶ、周波数：５００Ｈｚ〜３ｋＨｚ
・分離極９の出力  ＡＣ：１〜１０ｋＶ、ＤＣ：−５〜０ｋＶ、周波数：１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ
【００４９】
除電極８や分離極９などの交流成分発生源が発生する交流成分の周波数は予め設定されるので、その設定値を記憶手段に記憶する。記憶手段としては、例えばＲＡＭ１０３又はＨＤＤ１０４等の書き換え可能な記憶手段が用いられる。
【００５０】
上述したリップルノイズ除去部１１１は、ハードウェア又はソフトウェアを用いて構成することができる。ソフトウェアを用いて構成する場合、制御部１００内のＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されているリップルノイズ除去プログラムを読み出して実行することで、その機能が実現される。
【００５１】
［リップルノイズ除去処理］
図４は、画像形成装置１０のリップルノイズ除去部１１１によるリップルノイズ除去処理を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置１０の制御部１００は、操作表示部１０５から入力される操作信号又は通信部１０８を介して入力されるジョブ情報に基づき、ジョブ開始を検知する。制御部１００は、ジョブ開始を検知するとリップルノイズ除去処理を開始する。
【００５２】
そして、制御部１００の制御の下、リップルノイズ除去部１１１の暗電流検知部１１２は、交流成分発生源が交流成分を発生していない状態（以下、「交流出力オフ」と記す）においてトナー濃度センサ１５の暗電流を任意のサンプリング周期で検知する（ステップＳ１）。暗電流検知部１１２は、検知した交流出力オフの時の暗電流のサンプリング値を平均化処理し、暗電流値記憶部１１３に記憶する（ステップＳ２）。
【００５３】
次に、暗電流検知部１１２は、交流成分発生源が交流成分を発生している状態（以下、「交流出力オン」と記す）においてトナー濃度センサ１５の暗電流を任意のサンプリング周期で検知する。そして、検知した交流出力オンの時の暗電流のサンプリング値を平均化処理する（ステップＳ３）。交流出力オンの時には、制御部１００は、交流成分発生源である例えば除電極８及び分離極９に、上述したような設定値に基づく交流成分を発生させる。すなわち、通常、画像形成の実行中以外では交流出力オフであるため、暗電流検知時において交流出力オンにする制御が行われる。
【００５４】
次に、リップルノイズ判定部１１４は、交流出力オンの時のトナー濃度センサ１５の暗電流値と、交流出力オフの時のトナー濃度センサ１５の暗電流値を比較し、交流出力オンの時の暗電流値が所定の範囲（−ａ≦ｘ≦ａ  ｘ：トナー濃度センサ出力値）内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００５５】
ここで、図５は、暗電流によるリップルノイズの有無の判定方法を示す説明図である。図中、横軸はサンプリング点の位置、縦軸はトナー濃度センサ１５で検出される検出値（暗電流値）を示している。なお、暗電流の測定は、例えばトナー画像の補正に使用するトナー濃度センサ１５の検知時間以外の時間Ｔ、すなわちトナー濃度センサ１５がオフ状態のときに行われる。
【００５６】
図５に示すように、トナー濃度センサ１５の暗電流値がリップルノイズ発生閾値（−ａ≦ｘ≦ａ）の範囲内（ステップＳ４のＹＥＳ）である場合には、リップルノイズ判定部１１４は、リップルノイズが発生していないと判定し、リップルノイズ除去処理を終了する。
一方、トナー濃度センサ１５の暗電流値がリップルノイズ発生閾値（−ａ≦ｘ≦ａ）の範囲外（ステップＳ４のＮＯ）である場合、リップルノイズ判定部１１４は、除去すべきリップルノイズ１２１が発生していると判定し、その判定結果をリップルノイズ周期演算部１１５に出力する。
【００５７】
リップルノイズがある場合、リップルノイズ周期演算部１１５は、リップルノイズの周波数を解析し、当該リップルノイズの周期を演算してノイズ周期最小公倍数記憶部１１６に記憶する（ステップＳ５）。ここで、リップルノイズ周期演算部１１５は、複数の周波数のリップルノイズが検出された場合には複数のリップルノイズの周期の最小公倍数を求める。また、リップルノイズの周波数が１つの場合には、当該リップルノイズの周期を最小公倍数の周期として処理する。
【００５８】
次に、サンプリング周期制御部１１７は、トナー濃度センサ１５のサンプリング周期を、ノイズ周期最小公倍数記憶部１１６に記憶されたリップルノイズの周期で置き換える変更を行う（ステップＳ６）。
【００５９】
暗電流検知部１１２は、交流出力オンの時のトナー濃度センサ１５の暗電流を、変更後のサンプリング周期で検知し、検知した暗電流のサンプリング値を平均化処理し、暗電流値記憶部１１３に記憶する（ステップＳ７）。
【００６０】
そして、補正部である制御部１００は、交流出力オフの時に任意のサンプリング周期により検出した暗電流値と、交流出力オンの時に変更後のサンプリング周期により検出した暗電流値との差分値（オフセット量）を算出する（ステップＳ８）。上述したステップＳ１〜ステップＳ８までの処理が、トナー濃度センサ１５でパッチ画像（補正用トナー像）を検出する前の準備である。以下、ステップＳ９，Ｓ１０は、パッチ画像を検出する時に実行する処理である。
【００６１】
次に、制御部１００は、画像形成部５を駆動してパッチ画像を形成し、中間転写ベルト６に転写する。トナー濃度センサ１５は、中間転写ベルト６に転写されたパッチ画像を、サンプリング周期制御部１１７により設定された変更後のサンプリング周期と同周期及び同位相で検出する（ステップＳ９）。
【００６２】
次に、制御部１００は、変更後のサンプリング周期で検出したパッチ画像の検出値（サンプリング値）に上記差分値を加算して補正する（ステップＳ１０）。
【００６３】
制御部１００は、補正したパッチ画像の検出値を用いて、画像形成条件を変更し、形成するトナー画像の補正を行う。
【００６４】
このリップルノイズ除去処理は、上述のようにジョブ開始時又はジョブ開始前に実施してもよいし、画像形成の実行中に実施してもよい。例えば、あるジョブに基づいて画像を形成中に何らかの理由で交流成分の設定値が変化したとき、紙間でリップルノイズ除去処理を実施し、トナー濃度センサ１５のサンプリング周期を変更するようにしてもよい。
【００６５】
上述した実施の形態によれば、まず交流出力オフの時の暗電流値と交流出力オンの時の暗電流値の差分値（オフセット量）を算出する。交流出力オンの時には、リップルノイズ周期の最小公倍数に変更したサンプリング周期によりトナー濃度センサ１５の暗電流を検出する。そして、トナー濃度センサ１５は、パッチ画像を変更後のサンプリング周期と同周期及び同位相で検出し、当該差分値を用いて、パッチ画像の検出値を補正する。
ここで、暗電流のオフセット量のサンプリング周期及び位相と、パッチ画像の検出値（サンプリング値）のサンプリング周期及び位相は同一であるため、パッチ画像の検出値に対して正確なオフセット量を加算することができる。したがって、トナー濃度センサ１５から出力されるパッチ画像の検出値を、オフセット量１２４により正確に補正することができる。それにより、トナー濃度センサ１５の検出値からリップルノイズの影響を除去した正常値を得ることができる。その結果、このトナー濃度センサ１５の正常値に基づいて画像形成条件を変更し、形成するトナー画像を適切に補正することができる。
【００６６】
なお、上述した図４の例では、リップルノイズ判定部１１４でリップルノイズが発生しているかどうかを判定する際に、交流出力オフの時の暗電流を検出しているため、これによりその時点における交流出力オフの時の正確な暗電流値を得ることができる。ただし、トナー濃度センサ１５のデバイスごとに決まる暗電流値を用いてもよい。なお、トナー濃度センサ１５の既知の暗電流値は、ＲＯＭ１０２等に格納しておく。
【００６７】
［交流成分発生源が１つの場合：除電極のみ］
上述のとおり、ユーザ設定に応じてリップルノイズ周波数が変化するため、その都度サンプリング周期を変更しなければならない。以下に、トナー濃度センサ１５の近傍に交流成分発生源が１つだけ存在する場合におけるリップルノイズ除去処理の例を説明する。本例では、交流成分発生源として除電極８の設定値に対する適切なサンプリング周期の変更例を示す。
【００６８】
図６は、交流成分発生源が１つの場合にトナー濃度センサ１５が出力するサンプリングデータの一例を示すグラフである。横軸はサンプリング点（白丸）の位置（ｍｓｅｃ）、縦軸はトナー濃度センサ１５で検出される検出値（サンプリング値）を示している。パッチ画像は、中間転写ベルト６の駆動方向に沿って中間転写ベルト６表面に形成される。パッチ画像の走査方向は中間転写ベルト６の駆動方向と逆向きとなる。一例として、除電極８の出力値を以下のように設定する。これらはユーザが操作表示部１０５を操作して設定可能である。
・除電極８の出力値  ＡＣ：４ｋＶ、ＤＣ：−２ｋＶ、周波数ｆ：１ｋＨｚ
【００６９】
除電極８の出力値の周波数ｆが１ｋＨｚのときリップルノイズ１２１の周期は１ｍｓｅｃ（＝１／ｆ）であることから、サンプリング周期制御部１１７は、サンプリング周期を１ｍｓｅｃに変更する。トナー濃度センサ１５は変更後のサンプリング周期により、交流出力オンの時の暗電流平均値１２３を検出する。そして、制御部１００は、交流出力オフの時の暗電流平均値１２２と交流出力オンの時の暗電流平均値１２３からオフセット量１２４を算出する。
【００７０】
そして、パッチ画像の検出時においても、トナー濃度センサ１５が、変更後のサンプリング周期と同周期及び同位相の条件でパッチ画像のサンプリングを行い、パッチ画像の検出値１２５（サンプリング点）を得る。これにより、オフセット量を算出する際における交流出力オンの時のサンプリング点とパッチ画像を検出する際における交流出力オンの時のサンプリング点の周期及び位相が一致する。したがって、トナー濃度センサ１５から出力されるパッチ画像の検出値（サンプリング値）を、オフセット量１２４を考慮することにより正確に補正することができる。
【００７１】
［交流成分発生源が２つの場合：除電極及び分離極］
図７は、除電極８及び分離極９から出力される交流波形の一例を示す説明図である。また、図８は、交流成分発生源が２つの場合にトナー濃度センサ１５が出力するサンプリングデータの一例を示すグラフである。一例として、交流成分発生源である除電極８及び分離極９の出力値及び補正条件を以下のように設定する。これらはユーザが操作表示部１０５を操作して設定可能である。
・除電極８の出力値  ＡＣ：４ｋＶ、ＤＣ：−２ｋＶ、周波数ｆ：５００Ｈｚ
・分離極９の出力値  ＡＣ：２ｋＶ、ＤＣ：−１ｋＶ、周波数ｆ：２００Ｈｚ
【００７２】
図７に示すように、除電極８の出力値の周波数ｆが５００Ｈｚのとき、除電極８によるリップルノイズ１２５ａの周期は２ｍｓｅｃ（＝１／ｆ）である。同様に、分離極９によるリップルノイズ１２５ｂの周期Ｎは５ｍｓｅｃである。よって、除電極８及び分離極９から出力されるリップルノイズ１２５ａ及びリップルノイズ１２５ｂの合成波形１２５（図８参照）の周期は５ｍｓｅｃである。また、除電極８と分離極９の出力値の周期の最小公倍数は１０ｍｓｅｃである。
【００７３】
除電極８と分離極９の出力値の周期の最小公倍数が１０ｍｓｅｃであることから、サンプリング周期制御部１１７は、サンプリング周期を１０ｍｓｅｃに変更する。トナー濃度センサ１５は変更後のサンプリング周期により、交流出力オンの時の暗電流平均値１２７を検出する。そして、制御部１００は、任意のサンプリング周期により、交流出力オフの時の暗電流平均値１２６と交流出力オンの時の暗電流平均値１２７からオフセット量１２８を算出する。
【００７４】
そして、図６の例と同様に、パッチ画像を検出時においても、トナー濃度センサ１５が、変更後のサンプリング周期と同周期及び同位相によりパッチ画像のサンプリングを行う。これにより、トナー濃度センサ１５から出力されるパッチ画像のサンプリング値を、オフセット量１２８を考慮することにより正確に補正することができる。
【００７５】
このように本例では、複数の交流成分発生源（本例では除電極８と分離極９）が出力する交流成分の複数の周波数の最小公倍数をサンプリング周期に設定する。暗電流及びパッチ画像をその最小公倍数のサンプリング周期によりサンプリングすることで、複数の交流成分を含むリップルノイズを同じ位相でサンプリングすることができるため、サンプリング値が安定する。それにより、交流成分発生源が２つ以上ある場合にも、トナー濃度センサ１５の検出値からリップルノイズの影響を除去した正常値を精度よく得ることができる。
【００７６】
図６〜図９を参照して説明したように、交流出力オフの時のトナー濃度センサ１５の暗電流値と交流出力オンの時のトナー濃度センサ１５の暗電流値間の差分値の周期及び位相と、パッチ画像を検出時のサンプリング点の周期及び位相を合わせている。それゆえ、トナー濃度センサ１５から出力されるパッチ画像のサンプリング値を、当該差分値を用いて正確に補正することができる。それにより、トナー濃度センサ１５の検出値からリップルノイズの影響を除去した正常値を得ることができる。その結果、このトナー濃度センサ１５の正常値に基づいて画像形成条件を変更し、形成するトナー画像を適切に補正することができる。
【００７７】
従来、リップルノイズを除去する手段として、（１）トナー濃度センサをシールドする、（２）トナー濃度センサの回路処理によりノイズを除去する、（３）トナー濃度センサの検知動作時に交流バイアス出力をオフする、などが挙げられる。しかし、（１）の除去手段では、設置スペースの増大及びコスト増加を招いてしまう。また、（２）の除去手段では、コスト増加及び回路面積の増大を招いてしまう。さらに、（３）の除去手段では、本来画像形成に必要な交流バイアス出力を停止するため、生産性及び画像品質の低下を招いてしまう。
これらに対し、本実施の形態の構成によれば、リップルノイズ周期を考慮して、暗電流測定及びパッチ画像測定のサンプリング周期を一様に可変することにより、トナー濃度センサ１５の正確な出力を得ることができ、生産性低下及びコスト増加、補正精度低下等を招くことなく、高品質な画像品質を得ることができる。
【００７８】
［変形例］
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００７９】
例えば、上述の実施の形態では、画像形成部５に４つの画像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを設けてカラー画像を形成する例を説明したが、画像形成部を１つだけ設けた単色画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。
【００８０】
また、上述の実施の形態では、感光体５１（感光体ドラム）に形成されたトナー像を中間転写ベルト６に転写し、この中間転写ベルト６から用紙にトナー画像を２次転写させる例を説明したが、像担持体として感光体５１から用紙に直接トナー像を転写させる画像形成装置に適用してもよい。
【００８１】
また、上述の実施の形態において、リップルノイズ除去部１１１においてリップルノイズ除去処理を実行する構成を説明したが、制御部１００がその一部又は全部を実行するようにしてもよい。
【００８２】
また、上述の実施の形態において、リップルノイズの周波数が複数ある場合には、閾値の範囲外にあるリップルノイズの周波数を特定し、特定した周波数のリップルノイズのみを除去する対象にしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
５…画像形成部、  ６…中間転写ベルト、  ７…２次転写部、  １０，１０Ａ…画像形成装置、  １５…トナー濃度センサ、  １１１…リップルノイズ除去部、  １１２…暗電流検知部、  １１３…暗電流値記憶部、  １１４…リップルノイズ判定部、  １１５…リップルノイズ周期演算部、  １１６…ノイズ周期最小公倍数記憶部、  １１７…サンプリング周期制御部、  １２２，１２６…暗電流平均値、  １２３，１２７…暗電流平均値（変更後のサンプリング周期）、  １２５…検出値、  １２４，１２８…オフセット量
【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】
2014222334.tif 000009
【図８】
2014222334.tif 000010
【図９】
2014222334.tif 000011
【図１０】
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