(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向して配置された現像剤担持体上に担持されている現像剤を該潜像担持体と該現像剤担持体とが対向する現像領域へ搬送し、該現像剤中のトナーを該潜像担持体上の静電潜像に付着させてトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
少なくとも１つの発光手段と、該発光手段から照射された光の反射光を受光する少なくとも１つの受光手段とを有する光学センサと、
互いに異なる画像濃度となるように形成した複数のトナーパッチを該潜像担持体上に形成し、該潜像担持体上の該複数のトナーパッチ又は該潜像担持体から被転写体上へ転写した後の該複数のトナーパッチを上記光学センサで検出し、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値から得られる各トナーパッチのトナー付着量に基づいて画像濃度を調整する画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備えており、
上記光学センサによるトナーパッチの検出時に該トナーパッチを担持する上記潜像担持体又は上記被転写体は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材であり、
上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの最大出力値と最小出力値との差分値が予め決められた規定差分値以上であるという条件を含む所定の異常条件を満たすか否かを、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値について判断し、該所定の異常条件を満たすと判断された出力値について所定の異常対応処理を行ってから、上記画質調整制御を実行するものであり、
上記規定差分値は、トナーパッチごとに異なる値に設定されており、
上記所定の異常対応処理は、上記所定の異常条件を満たすと判断された上記光学センサの出力値を補正し、補正後の出力値が上記画質調整制御に用いられるようにする処理であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体に対向して配置された現像剤担持体上に担持されている現像剤を該潜像担持体と該現像剤担持体とが対向する現像領域へ搬送し、該現像剤中のトナーを該潜像担持体上の静電潜像に付着させてトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
少なくとも１つの発光手段と、該発光手段から照射された光の反射光を受光する少なくとも１つの受光手段とを有する光学センサと、
互いに異なる画像濃度となるように形成した複数のトナーパッチを該潜像担持体上に形成し、該潜像担持体上の該複数のトナーパッチ又は該潜像担持体から被転写体上へ転写した後の該複数のトナーパッチを上記光学センサで検出し、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値から得られる各トナーパッチのトナー付着量に基づいて画像濃度を調整する画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備えており、
上記光学センサによるトナーパッチの検出時に該トナーパッチを担持する上記潜像担持体又は上記被転写体は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材であり、
上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの出力値の標準偏差が予め決められた規定標準偏差以上であるという条件を含む所定の異常条件を満たすか否かを、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値について判断し、該所定の異常条件を満たすと判断された出力値について所定の異常対応処理を行ってから、上記画質調整制御を実行するものであり、
上記規定標準偏差は、トナーパッチごとに異なる値に設定されており、
上記所定の異常対応処理は、上記所定の異常条件を満たすと判断された上記光学センサの出力値を補正し、補正後の出力値が上記画質調整制御に用いられるようにする処理であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの最大出力値と最小出力値との差分値が予め決められた規定差分値以上であるという条件も上記所定の異常条件に含めて、上記画質調整制御を実行するものであり、
上記規定差分値は、トナーパッチごとに異なる値に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記画質調整制御手段は、上記無端ベルト状部材の回転位置情報を用いずに上記画質調整制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記複数のトナーパッチの数が１０以下である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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、使用環境（温度や湿度）の変化あるいは経時変化によって画像濃度が変化するという問題がある。そのため、電子写真方式の画像形成装置の多くは、常に安定した画像濃度を得るために、所定タイミングで画像濃度調整制御を実施する。画像濃度調整制御は、一般に、目標画像濃度が互いに異なる複数のトナーパッチで構成される濃度検知用の階調パターン（トナーパターン）を感光体等の像担持体上に作成し、そのパターンの各パッチ濃度を光学センサにより検出する。そして、各パッチ濃度の検出結果（光学センサの出力値）から各パッチのトナー付着量を算出し、現像ポテンシャルに対するトナー付着量を示す関係式（この関係式の傾きを「現像γ」といい、Ｘ軸切片を「現像開始電圧」という。）を求める。その後、求めた現像ポテンシャルとトナー付着量の関係式から、特定の画像濃度で目標とするトナー付着量が得られるように、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスなど）を変更する。また、必要に応じて、トナー濃度制御基準値も変更して現像剤中のトナー濃度が適正値となるように調整する。
【０００３】
階調パターンを構成する各トナーパッチのトナー付着量を検出するための光学センサは、ＬＥＤなどの発光素子と、フォトトランジスタなどの受光素子とで構成されている。この種の光学センサは、正反射光のみを検出するタイプと、拡散反射光のみを検出するタイプと、両者を検出するタイプのいずれかが、一般に用いられている。光学センサを用いて階調パターンを構成する各トナーパッチのトナー付着量を検出する場合、像担持体の表面（検出対象面）に作成された各トナーパッチにＬＥＤ光を照射し、その反射光（正反射光、拡散反射光）を受光素子で検知して、その検出結果（光学センサの出力値）をトナー付着量に変換することにより、各トナーパッチに付着しているトナー量を得る。
【０００４】
このような光学センサにおいては、検出対象（各トナーパッチ）との距離（検出距離）を精度よく一定に維持することが重要である。検出距離が変動するとセンサ特性が変化して検出精度が低下し、画像濃度調整制御に悪影響を及ぼす場合があるからである。
ここで、検出対象であるトナーパッチを担持する像担持体が中間転写ベルトなどの無端ベルト状部材であると、光学センサと各トナーパッチとの距離（検出距離）を精度よく一定に維持することが困難な場合がある。具体的に説明すると、このような無端ベルト状像担持体は、通常、駆動ローラとの間でスリップが生じないように、かなりの張力で複数の支持ローラに張架されている。また、無端ベルト状像担持体は、画像形成装置の小型化のため、支持ローラに対する巻き付け角度が大きく、かつ、支持ローラの径が小さい場合が多いため、支持ローラに巻き付いたベルト部分が大きく急激に曲げられる。そのため、無端ベルト状像担持体の駆動停止状態が継続すると、支持ローラに巻き付いた無端ベルト状像担持体のベルト部分がローラ曲面に沿って変形してしまう場合がある。以下、この変形を「カール癖」という。特に、高湿環境下において停止状態の無端ベルト状像担持体が長時間放置されると、カール癖が顕著に発生する。これは、樹脂等のベルト材料が吸湿して伸び量が増えるためである。このようなカール癖が発生した場合、そのカール癖発生部分に付着したトナーパッチと光学センサとの距離（検出距離）が、カール癖が発生していない平坦なベルト部分の検出距離とは異なるものとなる。その結果、そのカール癖発生部分ではセンサ特性が変化して検出誤差が生じる。このような検出誤差を含んだセンサ出力値に基づいて画像濃度調整制御を行っても、適正な画像濃度には調整できない。
【０００５】
また、複数の潜像担持体それぞれに形成した複数のトナー像を互いに重ね合わせて画像形成を行ういわゆるタンデム型の画像形成装置では、使用環境（温度や湿度）の変化あるいは経時変化によって各トナー像の重ね合わせ位置が相対的にずれてしまう色ズレと呼ばれる問題がある。そのため、タンデム型の画像形成装置では、所定タイミングで、色ズレ調整制御を実施する。色ズレ調整制御では、各潜像担持体上に形成したトナーパッチを中間転写体上に転写し、各トナーパッチの位置を光学センサで検出し、各トナーパッチの相対位置が目標相対位置となるように調整する。中間転写体が無端ベルト状部材であり、上述したようなカール癖が発生すると、色ズレ調整制御にも悪影響が出る。具体的には、色ズレ調整制御では、通常、トナーパッチの正反射光を受光することでトナーパッチを検出する。カール癖発生部分では、光学センサの検出領域を通過するときのベルト面の向きが、カール癖が発生していない平坦なベルト部分のベルト面の向きとは異なるものとなる。そのため、カール癖発生部分が光学センサの検出領域を通過したときに、光学センサの受光素子にはベルト面やトナーパッチからの正反射光が受光されず又はその正反射光の受光量が極端に少なくなる場合がある。この場合、例えば、ベルト面からの正反射光の受光量よりもトナーパッチからの正反射光の受光量の方が少ないケースでは、そのカール癖発生部分にトナーパッチが付着していなくても、そのカール癖発生部分にトナーパッチが付着していると誤検出してしまい、色ズレを適正に調整できないおそれがある。
【０００６】
特許文献１には、画像形成を行わない待機中に中間転写ベルトを連続もしくは間欠回転させることでカール癖の発生を抑える画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、更に、支持ローラ部近傍の環境水分量を検知する水分量検知手段を備え、カール癖が顕著になる高湿環境下では中間転写ベルトの回転動作を実行する時間間隔が短くなるように制御する。この画像形成装置によれば、画像形成装置が使用されずに長時間放置された場合でも、支持ローラに巻き付いたベルト部分のカール癖の増大を抑えることが可能となる。しかしながら、上記特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成動作中以外でも駆動動作を行うため、消費電力の増加を招くなどの不具合が生じる。
【０００７】
特許文献２には、ウォームアップ時あるいは画像形成動作に先んじて中間転写ベルトを所定時間以上回転させることにより、長時間放置されている間に中間転写ベルトに発生したカール癖を復元させてから、画像形成動作を実行するようにした画像形成装置が開示されている。しかしながら、上記特許文献２に記載の画像形成装置では、カール癖の影響がなくなるまで中間転写ベルトを駆動し続け、その間は画像形成動作を行うことができない。そのため、画像形成装置のダウンタイムが増大するという不具合が生じる。また、画像形成動作中以外でも駆動動作を行うため、消費電力の増加を招くなどの不具合も生じる。
【０００８】
特許文献３には、中間転写ベルトを停止させる位置を毎回同じ位置になるようにして、中間転写ベルト上に発生するカール癖の位置を固定し、カール癖が生じるベルト部分にはトナーパッチを作成しない画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、検出されるトナーパッチはカール癖がないベルト部分に形成されたものとなるので、トナーパッチの誤検出や検出誤差の発生を防ぐことが可能となる。しかしながら、上記特許文献３に記載の画像形成装置では、ベルト停止位置を毎回同じ位置にする制御を実現するために、ベルトの回転位置を検出するためのセンサが必要になるとともに、ベルトの回転位置をセンサで検出するためのマークをベルト上に設ける必要がある。そのため、コストが増大するという不具合が生じる。
【０００９】
一方、特許文献４には、カール癖が発生した位置にトナーパッチが形成されているか否かを判断し、カール癖の位置にトナーパッチが形成されている場合には当該トナーパッチを画像濃度調整制御や色ズレ調整制御などの画質調整制御には用いないようにした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、ベルト駆動開始から時間をカウントし、中間転写ベルトユニットにおける支持ローラと光学センサとの位置関係から、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分が光学センサの検出領域に到達するタイミングを予測する。そして、そのタイミングでは光学センサによるトナーパッチの検出を行わない、もしくは、そのタイミングで得た光学センサの出力値については画質調整制御に使用しないように処理する。
この画像形成装置によれば、画像形成動作中以外に上記特許文献１や上記特許文献２に記載のようなベルト駆動を行う必要がないので、画像形成装置のダウンタイムが増大するという不具合や、消費電力の増加を招くという不具合は生じない。また、この画像形成装置では、ベルトの回転位置を検出する必要がないので、その検出に必要なセンサやマークを設けることによるコスト増大という不具合も生じない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献４に記載の画像形成装置においては、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されるトナーパッチの検出結果（光学センサの出力値）を一律に使用しない。ところが、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分であっても、カール癖が発生しているとは限らない。例えば、ベルト駆動開始前におけるベルト停止時間が非常に短い場合やカール癖が生じ難い使用環境である場合には、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に、トナーパッチの誤検出や検出誤差を生じさせるほどのカール癖が生じない場合がある。画像濃度調整制御や色ズレ調整制御などの画質調整制御に用いるトナーパッチの数が減ることは、その画質調整制御の調整精度の悪化につながるので、誤検出や検出誤差を生じさせないトナーパッチはできるだけ除外せずに使用することが望まれる。ここで、予め余分にトナーパッチを形成しておけば、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されるトナーパッチの検出結果に係る光学センサの出力値を一律に使用しない場合でも、画質調整制御の調整精度の悪化を防ぐことが可能である。しかしながら、トナーパッチを余分に形成することは、トナーを余分に消費することになり、好ましくない。
【００１１】
また、中間転写ベルト上に埃があった場合や中間転写ベルトの表面にキズが生じていた場合において、そのベルト部分にトナーパッチが形成されたときも、カール癖が生じているベルト部分にトナーパッチが形成されたときと同様、トナーパッチの誤検出や検出誤差を生じさせる。上記特許文献４には、このような場合に生じるトナーパッチの誤検出や検出誤差に対処可能な別の画像形成装置も開示されている。詳しく説明すると、中間転写ベルト上の埃やキズなどは、カール癖と同様にトナーパッチの誤検出や検出誤差を生じさせる要因ではあるが、カール癖のように支持ローラと光学センサとの位置関係からその発生箇所を特定することができない。そのため、上記特許文献４に記載の上記別の画像形成装置では、トナーパッチを作成する前に、中間転写ベルトを一周させて中間転写ベルトの表面状態を検査する検査処理を行う。そして、この検査処理によって埃やキズが存在するベルト部分を把握し、そのベルト部分に形成されるトナーパッチの検出結果に係る光学センサの出力値は画質調整制御に使用しないように処理している。この画像形成装置では、検査処理を行う時間だけ画像形成装置のダウンタイムが増大し、また、その検査処理において中間転写ベルトを少なくとも一周させる必要があるので消費電力の増加を招くなどの不具合が生じる。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置のダウンタイムの増大や消費電力の増加を招かず、像担持体の回転位置検出に必要なセンサやマークを設ける必要がなく、トナーパッチの検出結果に係る光学センサの出力値を無駄に除外せずに、カール癖等によるトナーパッチの検出誤差に起因した画質調整制御の調整精度の悪化を防ぐことが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体に対向して配置された現像剤担持体上に担持されている現像剤を該潜像担持体と該現像剤担持体とが対向する現像領域へ搬送し、該現像剤中のトナーを該潜像担持体上の静電潜像に付着させてトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、少なくとも１つの発光手段と、該発光手段から照射された光の反射光を受光する少なくとも１つの受光手段とを有する光学センサと、互いに異なる画像濃度となるように形成した複数のトナーパッチを該潜像担持体上に形成し、該潜像担持体上の該複数のトナーパッチ又は該潜像担持体から被転写体上へ転写した後の該複数のトナーパッチを上記光学センサで検出し、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値から得られる各トナーパッチのトナー付着量に基づいて画像濃度を調整する画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備えており、上記光学センサによるトナーパッチの検出時に該トナーパッチを担持する上記潜像担持体又は上記被転写体は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材であり、上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの最大出力値と最小出力値との差分値が予め決められた規定差分値以上であるという条件を含む所定の異常条件を満たすか否かを、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値について判断し、該所定の異常条件を満たすと判断された出力値について所定の異常対応処理を行ってから、上記画質調整制御を実行するものであり、上記規定差分値は、トナーパッチごとに異なる値に設定されており、上記所定の異常対応処理は、上記所定の異常条件を満たすと判断された上記光学センサの出力値を補正し、補正後の出力値が上記画質調整制御に用いられるようにする処理であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、潜像担持体に対向して配置された現像剤担持体上に担持されている現像剤を該潜像担持体と該現像剤担持体とが対向する現像領域へ搬送し、該現像剤中のトナーを該潜像担持体上の静電潜像に付着させてトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、少なくとも１つの発光手段と、該発光手段から照射された光の反射光を受光する少なくとも１つの受光手段とを有する光学センサと、互いに異なる画像濃度となるように形成した複数のトナーパッチを該潜像担持体上に形成し、該潜像担持体上の該複数のトナーパッチ又は該潜像担持体から被転写体上へ転写した後の該複数のトナーパッチを上記光学センサで検出し、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値から得られる各トナーパッチのトナー付着量に基づいて画像濃度を調整する画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備えており、上記光学センサによるトナーパッチの検出時に該トナーパッチを担持する上記潜像担持体又は上記被転写体は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材であり、上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの出力値の標準偏差が予め決められた規定標準偏差以上であるという条件を含む所定の異常条件を満たすか否かを、各トナーパッチに対応する光学センサの出力値について判断し、該所定の異常条件を満たすと判断された出力値について所定の異常対応処理を行ってから、上記画質調整制御を実行するものであり、上記規定標準偏差は、トナーパッチごとに異なる値に設定されており、上記所定の異常対応処理は、上記所定の異常条件を満たすと判断された上記光学センサの出力値を補正し、補正後の出力値が上記画質調整制御に用いられるようにする処理であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、上記画質調整制御手段は、上記光学センサの出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する該光学センサの最大出力値と最小出力値との差分値が予め決められた規定差分値以上であるという条件も上記所定の異常条件に含めて、上記画質調整制御を実行するものであり、上記規定差分値は、トナーパッチごとに異なる値に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記画質調整制御手段は、上記無端ベルト状部材の回転位置情報を用いずに上記画質調整制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記複数のトナーパッチの数が１０以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、埃やキズあるいはカール癖などの存在により誤検出や検出誤差が生じている光学センサの出力値（センサ出力値）を、各トナーパッチに対応するセンサ出力値が所定の異常条件を満たすか否かによって特定することができる。そして、所定の異常条件を満たすと判断されたセンサ出力値が画質調整制御に用いられないように除外したり、そのセンサ出力値を補正したりする所定の異常対応処理を行った後、画質調整制御が実行される。これにより、光学センサによるトナーパッチの検出時にトナーパッチを担持する潜像担持体又は被転写体を、画像形成動作中以外に駆動しなくても、トナーパッチの語検出や検出誤差の画質調整制御への悪影響を抑制できる。よって、画像形成装置のダウンタイムが増大するという不具合や、消費電力の増加を招くという不具合が生じない。また、光学センサによるトナーパッチの検出時にトナーパッチを担持する潜像担持体又は被転写体の回転位置を検出する必要がないので、その検出に必要なセンサやマークを設けることによるコスト増大という不具合も生じない。
更に、光学センサによるトナーパッチの検出時にトナーパッチを担持する潜像担持体又は被転写体が複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材である。本発明においては、そのベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチであっても、誤検出や検出誤差を生じさせるほどのカール癖が生じない場合には、そのトナーパッチに対応するセンサ出力値は、所定の異常条件を満たさず、画質調整制御に用いられる。よって、トナーパッチに対応するセンサ出力値が無駄に除外されることもない。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、画像形成装置のダウンタイムの増大や消費電力の増加を招かず、像担持体の回転位置検出に必要なセンサやマークを設ける必要がなく、トナーパッチの検出結果に係る光学センサの出力値を無駄に除外せずに、カール癖等によるトナーパッチの検出誤差に起因した画質調整制御の調整精度の悪化を防ぐことが可能となるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
【図２】同レーザプリンタに設けられるプロセスユニットのうちのイエローのプロセスユニットの概略構成を示す拡大図である。
【図３】同プロセスユニットに設けられる現像装置内を示す分解斜視図である。
【図４】中間転写ベルトの外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設された光学センサの概略断面図である。
【図５】同レーザプリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。
【図６】プロセスコントロール時の制御フローの概要を示すフローチャートである。
【図７】中間転写ベルト上に形成される各色階調パターンのトナーパッチの位置を説明するための説明図である。
【図８】トナーパッチのトナー付着量と、トナーパッチ検出時のセンサ出力値Ｖｓｐ及びベルト地肌部検出時のセンサ出力値Ｖｓｇとの関係を示すグラフである。
【図９】トナーパッチのトナー付着量と△Ｖｓｐ及び△Ｖｓｇと感度補正係数αとの関係を示すグラフである。
【図１０】トナーパッチのトナー付着量と拡散反射成分と正反射成分との関係を示すグラフである。
【図１１】正反射光における正反射成分の正規化値と、地肌部変動補正後の拡散光による出力値との関係を示すグラフである。
【図１２】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図１３】転写ユニットを高湿環境下に長時間放置し、そのユニットを用いて中間転写ベルトの駆動を行って光学センサによりベルト地肌部の正反射光出力を測定したときのグラフである。
【図１４】階調パターンを構成する５つのトナーパッチの１つがカール癖の生じているベルト部分に形成された場合における光学センサの出力値を示す説明図である。
【図１５】実施形態１における異常なセンサ出力値を排除する処理のフローチャートである。
【図１６】カール癖等による異常なセンサ出力値を除外しない場合に、カール癖等の影響で生じる誤差を説明するためのグラフである。
【図１７】カール癖等による異常なセンサ出力値を除外する実施形態１を適用した場合のグラフである。
【図１８】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフに、現像γ等の算出に用いる有効付着量範囲を示した説明図である。
【図１９】実施形態２における異常なセンサ出力値に対応する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した一実施形態１（以下、本実施形態１を「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、本実施形態１に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
このレーザプリンタは、画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段たるプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示す。）を備えている。このプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを有する感光体ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと、現像手段たる現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとを備えている。
【００１８】
４色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図中上方には、無端状ベルト部材からなる被転写体としての中間転写ベルト６を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット５０が配設されている。転写手段たる転写ユニット５０は、中間転写ベルト６のほかに、ベルトクリーニングユニット５１、４つの一次転写ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ、二次転写バックアップローラ５３、駆動ローラ５４なども備えている。中間転写ベルト６は、これらローラに張架されながら、駆動ローラ５４の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの一次転写ローラ５２Ｙ，５２Ｃ，５２Ｍ，５２Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト６を感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト６の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト６は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト６上に４色重ね合わせトナー像（以下「カラー画像」という。）が形成される。カラー画像は、中間転写ベルト６の回転（表面移動）に伴って二次転写ローラ３との間の二次転写部に搬送される。
【００１９】
また、本レーザプリンタは、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのほか、その下方に図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットが配置されており、さらにその下に図示しない給紙カセットが配置されている。図１中の一点鎖線は、記録材としての転写紙の搬送経路を示している。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで二次転写部に供給される。そして、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が、転写紙上に二次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００２０】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのうち、イエローのプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。
なお、他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図２において、プロセスユニット１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像装置２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体表面を一様帯電する帯電手段たる帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００２１】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体１１Ｙの表面に図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットで変調及び偏向されたレーザ光ＬＹが走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像装置２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。感光体１１Ｙと中間転写ベルト６とが対向する一次転写部では、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされた後、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２２】
図３は、現像装置２０Ｙ内を示す分解斜視図である。
現像装置２０Ｙは、図２や図３に示すように、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー２４Ｙが配設された第１剤収容室２９Ｙを有している。また、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュー２３Ｙ、現像剤担持体としての現像ローラ２２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード２５Ｙなどが配設された第２剤収容室２１Ｙも有している。循環経路を形成しているこれら２つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる二成分現像剤である図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュー２４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第１剤収容室２９Ｙ内のＹ現像剤をプリンタ本体のリア側（図２中で紙面に直交する方向の奧側）に向けて搬送する。そして、第１搬送スクリュー２４Ｙにより第１剤収容室２９Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口を経て第２剤収容室２１Ｙ内に進入する。
【００２３】
第２剤収容室２１Ｙ内の第２搬送スクリュー２３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Ｙ現像剤をプリンタ本体のフロント側（図２中で紙面に直交する方向の手前側）に向けて搬送する。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュー２１Ｙの上方には、現像ローラ２２Ｙが第２搬送スクリュー２３Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ローラ２２Ｙは、図中時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ内に固定配置されたマグネットローラを内包した構成となっている。第２搬送スクリュー２１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラの磁力によって現像スリーブの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード２５Ｙによってその層厚が規制された後、感光体１１Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体１１Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体１１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブの回転に伴って第２搬送スクリュー２３Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュー２３Ｙにより第２剤収容室２１Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口を経て第１剤収容室２９Ｙ内に戻る。このようにして、Ｙ現像剤は現像装置内を循環搬送される。
【００２４】
現像ケース内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下するので、トナー濃度センサ２６Ｙの出力値Ｖｔに基づいて、必要により図１に示したトナーカートリッジ３０Ｙから粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値Ｖｔと目標出力値であるトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は差分値Ｔｎの絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値Ｖｔがトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの値に近づくようにして行う。
【００２５】
また、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｋのみ中間転写ベルト６に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは中間転写ベルト６に対して接離可能となっている。転写紙上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６に当接する。一方、転写紙上にブラックの単色画像を形成する場合、各カラー用の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを中間転写ベルト６から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｋのみを中間転写ベルト６に当接させるようにする。
【００２６】
図４は、中間転写ベルト６の外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設された光学センサ６９の概略断面図である。
トナーパッチ検出手段たる光学センサ６９は、二次転写部よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側で、中間転写ベルト６の外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサ６９は、発光手段としての発光素子３１１と、正反射光を受光するための正反射光受光手段としての正反射受光素子３１２と、拡散反射光を受光するための拡散反射受光素子３１３とを有している。各素子３１１，３１２，３１３は、プリント基板３１４上に実装されている。各素子３１１，３１２，３１３は、黒色の樹脂で成型したケース３１５に封入されている。発光素子３１１から発した光を、中間転写ベルト６の表面に向けて出射する。中間転写ベルト６の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで正反射した正反射光を正反射受光素子３１２によって受光して、その受光量に応じた電圧（正反射光出力値）を出力する。更に、中間転写ベルト６の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで拡散反射した拡散反射光を拡散反射受光素子３１３によって受光して、その受光量に応じた電圧（拡散反射光出力値）を出力する。
【００２７】
光学センサの発光素子３１１としては、ピーク発光波長が９４０［ｎｍ］のＧａＡｓ発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。また、正反射受光素子３１２及び拡散反射受光素子３１３としては、ピーク分光感度波長が８５０［ｎｍ］のＳｉフォトトランジスタとを有したものを使用している。すなわち、この光学センサは、色による反射率に顕著な差のない８３０［ｎｍ］以上の赤外光を検出するものである。このような光学センサを用いることで、一つのセンサで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全色のトナーパッチを検出することができる。
【００２８】
図５は、本レーザプリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。
同図において、制御手段たる制御部１００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、データ記憶手段たる不揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、データ記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等を有している。この制御部１００には、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、光書込ユニット６８、転写ユニット５０、光学センサ６９などが電気的に接続されている。そして、制御部１００は、ＲＡＭ１０２やＲＯＭ１０３内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種機器を制御するようになっている。
【００２９】
制御部１００は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける各帯電ローラ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋに対して帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用に個別設定した各目標帯電電位にそれぞれ一様帯電せしめられる。また、制御部１００は、光書込ユニット６８のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する４つの半導体レーザのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける各現像ローラに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用に個別設定した各現像バイアス値の現像バイアスをそれぞれ印加する制御を実施する。これにより、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの静電潜像と現像ローラとの間には、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる色ごとに適正化された現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像することができる。
【００３０】
図６は、プロセスコントロール時の制御フローの概要を示すフローチャートである。
制御部１００は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行うたびに、各色の画像濃度を適正化するための画質調整制御としての画像濃度調整制御たるプロセスコントロールを実行する。なお、図６に示すフローチャートは、電源投入時におけるプロセスコントロールの制御フローを例示したものである。
【００３１】
まず、電源が投入され、装置が立ち上がったら（Ｓ１）、制御部１００は、光学センサ６９の校正を行う（Ｓ２）。具体的には、光学センサ６９の正反射受光素子３１２の出力が予め決められた所定範囲内（例えば４±０．５［Ｖ］）になるように、発光素子３１１の発光強度を調整する。具体的には、光学センサ６９の校正を開始したら、発光素子３１１をＯＮして、中間転写ベルト６の地肌部から正反射光出力を得る。そして、この正反射光出力値が４±０．５［Ｖ］となるように、発光素子３１１であるＬＥＤに流す電流値を調整する。本実施形態１では、二分探索法を用いて、正反射光出力値が４「Ｖ」に最も近くなる電流値を特定する。二分探索法の結果、正反射光出力値が４±０．５［Ｖ］の範囲に入らない場合には、光学センサ６９の校正処理は失敗となる。この失敗が連続して３回続いた場合、異常が発生したと判断して本レーザプリンタの動作を停止する。また、本実施形態１では、発光素子３１１に流す電流値の上限値を３０［ｍＡ］と定めている。これは、発光素子３１１が破損しないように設定された値である。正反射光出力値が４±０．５［Ｖ］の範囲内に入った場合には、そのときの電流値を本体に保存する。
【００３２】
なお、光学センサ６９の校正処理には時間がかかるため、前回調整時における電流値を用いて中間転写ベルトの地肌部に対して発光素子３１１から光を照射し、その正反射光を検出し、検出した正反射光出力の平均値を求めた上で、その平均値が所定範囲内である場合には、光学センサ６９の校正処理を行う必要性がないと判断して、光学センサ６９の校正を行わなくてもよい。
【００３３】
次に、制御部１００は、トナー濃度センサ２６Ｙの出力値Ｖｔを取得して（Ｓ３）、各色の現像装置内のトナー濃度を把握してから、図７に示すような、階調パターンを中間転写ベルト６上における各光学センサ６９に対向する位置を通過するように色ごとに自動形成する（Ｓ４）。各色の階調パターンは、設定画像濃度が互いに異なる５個程度のトナーパッチからなり、中間転写ベルト６の移動方向（回転方向）に沿って、パッチ間隔が５．６［ｍｍ］で、Ｋ色の階調パターン、Ｃ色の階調パターン、Ｍ色の階調パターン、Ｙ色の階調パターンの順で、中間転写ベルト６上に形成される。各トナーパッチは、主走査線方向（中間転写ベルト６の移動方向に対して直交する方向：ベルト幅方向）の幅が１０［ｍｍ］、副走査線方向（中間転写ベルト６の移動方向）の幅が１４．４［ｍｍ］となっている。階調パターンは、帯電、現像バイアス条件をトナーパッチ毎に変更し、露光条件は、予め決められた所定値（感光体が十分除電されるフル露光）で形成される。なお、階調パターンの各トナーパッチの現像バイアス、帯電バイアスの設定については、後述する。
【００３４】
ここで、作成する各色の階調パターンの数は、各色の階調パターンの副走査線方向における全長が感光体間ピッチよりも短くなる数とするのが望ましい。なぜなら、作成する各色の階調パターンの全長が感光体間ピッチよりも長い場合、各色の階調パターンの作成を同時に開始したときに、一部のトナーパッチが他の色のトナーパッチと重なってしまうためである。なお、各色の階調パターンの作成開始タイミングをずらせば、トナーパッチが重なってしまうことを防ぐことができるが、この場合、全色の階調パターンを作成するのに要する時間が長くなってしまうので、プロセスコントロールの処理時間が長くなり、ダウンタイムの増大につながるので好ましくない。本実施形態１では、感光体間ピッチが１００ｍｍであるので、作成する各色の階調パターンの全長を感光体間ピッチよりも短くなる各色の階調パターンの最大数は、感光体間ピッチ：１００［ｍｍ］／（１個のトナーパッチの副走査方向長さ：１４．４［ｍｍ］＋パッチ間隔：５．６［ｍｍ］）より、５個となる。
【００３５】
このようにして中間転写ベルト上の各色の階調パターンは、光学センサ６９により光学的に検出される（Ｓ５）。本実施形態１において、光学センサ６９による階調パターンの検出は、４［ｍｓ］のサンプリング間隔で検出を行う。この場合、中間転写ベルト６上の１個のトナーパッチが光学センサ６９の検出領域を通過する間に、その１個のトナーパッチについて複数の検出結果（センサ出力値）を得ることができる。本実施形態１では、１個のトナーパッチについて得られる複数のセンサ出力値をサンプリング点数で平均化し、その結果を当該トナーパッチの検出結果であるセンサ出力値Ｖｓｐとする。
【００３６】
ここで、階調パターン作成のために露光を開始するタイミングから光学センサ６９の検出領域にその階調パターンが到達するまでの時間は、装置レイアウトとプロセス線速によって決まる。そのため、本実施形態１では、ソフトウェアで実現されるタイマーを用い、階調パターンの露光開始タイミングを基準トリガーとしてタイマーをスタートさせ、光学センサ６９の検出領域に階調パターンが到達する時間が経過したタイミングで、光学センサ６９の出力値をサンプリングし、トナーパッチごとに平均化したセンサ出力値を各トナーパッチの検出結果として取得する。平均化に用いるサンプリング点は、トナーパッチの中央部付近の数点を用いるのが好ましい。これは、トナーパッチのエッジ部分ではエッジ効果によりトナー付着量が多いので、エッジ部分のセンサ出力値を平均値算出に含めると、実際のトナーパッチのトナー付着量よりも多いトナー付着量に対応するセンサ出力値が出てしまうためである。
【００３７】
このようにして、各色の階調パターンの各トナーパッチを検出した後、本実施形態１では、中間転写ベルト６のカール癖が生じている部分にトナーパッチが形成されて異常な値が検出されたセンサ出力値や、中間転写ベルト６に付着する埃等の異物あるいはキズの箇所にトナーパッチが形成されて異常な値が検出されたセンサ出力値を排除する処理を行う（Ｓ１０）。この処理の詳細については後述する。なお、以下の説明において、異常なセンサ出力値が検出される原因となるカール癖、埃等の異物の付着、キズなどを、「カール癖等」という。
【００３８】
各色の階調パターンの各トナーパッチを検出して得られた光学センサ６９の出力値（平均値）は、トナー付着量とセンサ出力値との関係に基づき構築された付着量算出アルゴリズムを用いて、トナー付着量（画像濃度）へ変換処理される（Ｓ６）。本実施形態１においては、特開２００６−１３９１８０号に記載のように、トナーパッチからの正反射光と拡散反射光の両方を用いてトナー付着量を算出する。正反射光と拡散反射光の両方を用いてトナー付着量を算出することで、正反射光のみを用いてトナー付着量を算出するものに比べて、高トナー付着量の有効検出範囲を広げることができる。また、上記特開２００６−１３９１８０号に記載のトナー付着量算出アルゴリズムを用いることで、温度変化、経時劣化などにより発光素子や受光素子の出力が変化したり、中間転写ベルト６の経時劣化によって受光素子の出力が変化したりしても、正確なトナー付着量を求めることが可能である。
【００３９】
以下に、本実施形態１における付着量算出アルゴリズムについて、具体的に説明する。
なお、以下の説明文中における記号を次のように定義する。
Ｖｓｇ：転写ベルト地肌部を検知する光学センサからの出力電圧値（地肌部検知電圧）
Ｖｓｐ：各基準パッチを検知する光学センサからの出力電圧値（パッチ検知電圧）
Ｖｏｆｆｓｅｔ：オフセット電圧（ＬＥＤをＯＦＦしているときの出力電圧値）
＿ｒｅｇ：正反射光出力（Ｒｅｇｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）
＿ｄｉｆ：拡散反射光出力（Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）（ｃｆ．ＪＩＳ  Ｚ  ８１０５  色に関する用語）
［ｎ］  要素数：ｎの配列変数
【００４０】
まず、Ｋトナーの付着量算出アルゴリズムについて説明する。
（ｉ）以下の式を用いて、正反射光からオフセット電圧を減ずる。
ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ［Ｋ］
（ｉｉ）正反射データを正規化する。
正規化値Ｒｎ［Ｋ］＝ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］
（ｉｉｉ）ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて、正規化値をトナー付着量に変換する。
正規化値に対応する付着量変換テーブル（ＬＵＴ）を予め作成しておき、それに対応させてトナー付着量を得る。
【００４１】
次に、カラートナーの付着量算出アルゴリズムについて説明する。
カラートナー付着量においては、以下に示すＳＴＥＰ１〜７という７段階の処理によって演算する。
【００４２】
［ＳＴＥＰ１］
ＳＴＥＰ１では、データサンプリングを行って、ΔＶｓｐやΔＶｓｇを算出する。
まず、正反射光出力，拡散反射光出力ともに、全トナーパッチ［ｎ］個についてオフセット電圧との差分を計算する。これは、最終的に、センサ出力の増分をカラートナーの付着量による増分のみで表したいためである。
【００４３】
正反射光出力の増分については、次の数１に示す式より求める。
【数１】
0005850300.tif 000002
また、拡散反射光出力の増分については、次の数２に示す式より求める。
【数２】
0005850300.tif 000003
但し、オフセット出力電圧値（Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ、Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｆ）が無視できるほど十分に小さい値となるＯＰアンプを用いた場合、このような差分処理は省略しても構わない。
このようなＳＴＥＰ１により、図８に示す特性曲線を得る。
【００４４】
［ＳＴＥＰ２］
ＳＴＥＰ２では、感度補正係数αを算出する。
まず、ＳＴＥＰ１にて求めたΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［ｎ］やΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］から、トナーパッチごとに、（ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］）を算出する。そして、後述するＳＴＥＰ３で正反射光出力の成分分解を行う際に、拡散反射光出力（ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］）に乗ずるための感度補正係数αを、次の数３に示す式より算出する。
【数３】
0005850300.tif 000004
このようなＳＴＥＰ２により、図９に示すような特性曲線を得る。なお、感度補正係数αをΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［ｎ］とＶｓｐ＿Ｄｉｆ［ｎ］との最小値としたのは、正反射光出力の正反射成分の最小値がほぼゼロであり、かつ正の値となることが予めわかっているからである。
【００４５】
［ＳＴＥＰ３］
ＳＴＥＰ３では、正反射光の成分分解を行う。
正反射光出力の拡散反射光成分については、次の数４に示す式より求める。
【数４】
0005850300.tif 000005
また、正反射光出力の正反射成分については、次の数５に示す式より求める。
【数５】
0005850300.tif 000006
このようにして成分分解を行うと、感度補正係数αが求まるパッチ検出電圧にて、正反射光出力の正反射成分がゼロとなる。そして、図１０に示すように、正反射光出力が正反射光成分と拡散反射光成分とに成分分解される。
【００４６】
［ＳＴＥＰ４］
ＳＴＥＰ４では、正反射光出力の正反射成分を正規化する。
すなわち、次の数６に示す式より、各パッチ検出電圧における地肌検出電圧との比（中間転写ベルト６の地肌部露出率）を求めて、０〜１までの正規化値へ変換する。
【数６】
0005850300.tif 000007
【００４７】
［ＳＴＥＰ５］
また、ＳＴＥＰ５では、拡散反射光出力の地肌部変動補正を行う。
すなわち、次の数７に示す式より、ベルト地肌部からの拡散反射光出力成分を、拡散反射光出力電圧から除去する。
【数７】
0005850300.tif 000008
【００４８】
［ＳＴＥＰ６］
ＳＴＥＰ６では、拡散反射光出力の感度を補正する。
具体的には、図１１に示すように、正反射光出力の正反射成分の正規化値に対し、地肌部変動補正後の拡散反射光出力をプロットし、そのプロット線を近似することで、拡散反射光出力の感度を求め、この感度があらかじめ定めた狙いの感度となるように補正を行う。具体的には、正反射光の正反射成分の正規化値に対し、地肌部変動補正後の拡散反射光出力をプロットしたプロット線を多項式近似（本実施形態１では二次式近似とする。）して、感度補正係数ηを算出する。
【００４９】
まず、プロット線を二次近似式（ｙ＝ξ１・ｘ２＋ξ２・ｘ＋ξ３）で近似し、下記の数８に示す式（１）〜（３）を用いて、最小二乗法によって係数ξ１、ξ２、ξ３を求める。なお、式（１）〜（３）中における「ｍ」はデータ数であり、「ｘ［ｉ］」は正反射光出力の正反射成分の正規化値であり、「ｙ［ｉ］」は地肌部変動補正後の拡散反射光出力である。なお、計算に用いるｘの範囲は０．１≦ｘ≦１．０である。
【数８】
0005850300.tif 000009
【００５０】
上記式（１）〜（３）の連立方程式を解くことで、係数ξ１、ξ２、ξ３を求めることができる。こうして近似されたプロット線から計算される正規化値ａが所定値ｂとなるような感度補正係数ηを求める。
【数９】
0005850300.tif 000010
【００５１】
ＳＴＥＰ５で求めた地肌部変動補正後の拡散反射光出力ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ’［ｎ］に対し、ＳＴＥＰ６で求めた感度補正係数ηを乗じることで、付着量と拡散反射光出力との関係が予め定められた関係となるように補正する。すなわち、この補正後の拡散反射光出力ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ’’は、下記の数１０に示す式より得られる。
【数１０】
0005850300.tif 000011
【００５２】
［ＳＴＥＰ７］
ＳＴＥＰ７では、センサ出力値をトナー付着量に変換する。
ＳＴＥＰ６までの処理により、発光素子（ＬＥＤ）３１１の光量低下などによって生ずる拡散反射光出力の経時的な変動に対する補正処理がすべて行われたため、最後に、センサ出力値をトナー付着量変換テーブルに基づいてトナー付着量に変換するのである。
以上が、カラートナーの付着量算出アルゴリズムである。
【００５３】
上述したトナー付着量算出アルゴリズムを用いて各トナーパッチのトナー付着量を算出したら、各トナーパッチのトナー付着量と各トナーパッチを作成したときの各現像ポテンシャルとの関係から、図１２に示すように、最小二乗法により線形近似した現像性能直線たる現像ポテンシャル−トナー付着量直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を、色ごとに求める。この現像ポテンシャル−トナー付着量直線から、現像γ（傾きａ）および現像開始電圧Ｖｋ（ｘ軸切片ｂ）を色ごとに算出する（Ｓ７）。
【００５４】
次に、制御部１００は、目標トナー付着量を得るのに必要な現像バイアスＶｂを求める（Ｓ８）。 具体的には、上記現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づき、目標付着量（縦軸）に対応する現像ポテンシャル（横軸）を求める。目標付着量は、最高濃度を得るのに必要な値に決められている。この値は、トナー顔料の着色度合いとトナー粒径で決まるが、一般的には０．４〜０．６［ｍｇ／ｃｍ2］程度である。次に、以下の式より、求めた現像ポテンシャルを現像バイアスＶｂに変換する。
現像バイアスＶｂ［−Ｖ］  ＝  現像ポテンシャル  ＋  露光部電位：Ｖｌ［−Ｖ］
【００５５】
なお、帯電バイアスＶｃは、キャリアが感光体に飛翔しない程度の値であらかじめ決定されている。一般には、現像バイアスＶｂが４００〜７５０［−Ｖ］程度であるとき、帯電バイアスＶｃは、現像バイアスＶｂ［−Ｖ］に１００〜２００［−Ｖ］程度を加算した値に設定される。このようにして求めた現像バイアスＶｂと帯電バイアスＶｃを作像時のバイアスとして設定する。
【００５６】
制御部１００は、現像バイアスＶｂを算出したら、現像γと上記Ｓ３で取得したトナー濃度センサ２６の出力値Ｖｔとを用いて、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正する（Ｓ９）。まず、目標現像γと、算出した現像γとの差分値Δγ（Δｒ＝算出した現像γ−目標現像γ）を算出する。目標現像γは、例えば、１．０［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］とする。この値は、現像開始電圧Ｖｋが０［Ｖ］、現像ポテンシャルが１［ｋＶ］のときに、トナー付着量が１．０［ｍｇ／ｃｍ２］となる値である。すなわち、現像開始電圧Ｖｋ＝０Ｖで、目標付着量が０．５［ｍｇ／ｃｍ２］、露光後の感光体電位Ｖｌが５０Ｖであれば、目標現像γから算出される現像バイアスＶｂは、５５０Ｖとなる。
【００５７】
制御部１００は、算出したΔγが所定範囲外のときは、次回の現像バイアス調整時に、算出される現像バイアスＶｂが、上述の設定範囲を超える可能性がある。よって、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行って、次のプロセスコントロールまでに、現像γを目標現像γに近づける補正を行う。なお、現像γを目標現像γに近づけるようトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正すると、算出した現像バイアスで作像しても規定の画像濃度が得られなくなってしまう。しかし、いきなり現像装置内のトナー濃度が、目標のトナー濃度になるわけではなく、徐々に現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度となるようにトナー補給制御を行うので、現像γが急激に変化するわけではない。よって、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正しても、始めのうちは、算出した現像バイアスで、所定の画像濃度を得ることができる。そして、徐々に規定の画像濃度から離れていく。しかし、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正量は、算出した現像バイアスで作像しても画像濃度が、規定の画像濃度から大幅にかけ離れるような補正量には設定しない。よって、画像が大きく劣化することはない。ただし、階調パターン作成時のトナー濃度センサ２６の出力値Ｖｔが、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆから大幅に異なっている場合において、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正をしてしまうと、逆に、目標の現像γから外れてしまうおそれがある。このため、階調パターン作成時のトナー濃度センサ２６の出力値Ｖｔと、階調パターン作成時のトナー濃度センサ２６の出力値Ｖｔとの関係性も考慮にいれて、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行うか否かを決める。
【００５８】
具体的な一例を示すと、Δγ≧０．３０［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧−０．２［Ｖ］のとき、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２［Ｖ］下げて、現時点よりもトナー濃度を下げる補正を行う。また、Δγ≦−０．３０［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧０．２［Ｖ］のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２［Ｖ］上げて、現時点よりもトナー濃度を上げる補正を行う。また、−０．３０［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］＜Δγ＜０．３０［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正は行わない。
以上が、プロセスコントロールの制御フローである。
【００５９】
次に、本実施形態１の特徴的部分に関わるカール癖による光学センサ６９の出力値への影響について説明する。
図１３は、転写ユニット５０を高湿環境下に長時間放置し、そのユニットを用いて中間転写ベルト６の駆動を行って光学センサ６９によりベルト地肌部の正反射光出力を測定したグラフである。
図１３からわかるように、一部でセンサ出力値が大きく変動していることが分かる。このセンサ出力値が大きく変動している部分が、カール癖の生じている箇所に対応する箇所である。このように、中間転写ベルト６にカール癖が生じると、その影響により光学センサ６９と検出対象（ここではベルト地肌部）との距離に変動が生じる。その結果として、正反射光出力値が変化するのである。これは、カール癖の生じているベルト部分に形成されたトナーパッチを光学センサ６９で検出する場合には、正反射光出力値の誤差や拡散反射光出力値の誤差となって現れ、安定した画像濃度制御の妨げとなる。
【００６０】
図１４は、階調パターンを構成する５つのトナーパッチの１つがカール癖の生じているベルト部分に形成された場合における光学センサ６９の出力値を示す説明図である。この説明図は、階調パターンの１つ目のトナーパッチ（最も濃度が低いトナーパッチ）がカール癖の生じているベルト部分に重なった様子を図中上部に示し、これに対応するように光学センサ６９の正反射光出力値を図中下部に示したものである。
図１４に示すように、カール癖の生じているベルト部分に形成されたトナーパッチのセンサ出力値は、図１３に示したベルト地肌部のセンサ出力値のものと同様、大きく変動していることがわかる。そのため、図６に示したプロセスコントロールのフローチャートにおける上記Ｓ５のように、１つのトナーパッチについての複数のセンサ出力値を平均化したものを当該トナーパッチのセンサ出力値として用いる場合には、本来の検出結果（すなわち、カール癖の生じていないベルト部分に形成された場合の検出結果）からズレが生じることになる。例えば、図１４に示すように、カール癖によってセンサ出力値が平均して低下している場合、その平均化した結果は本来の結果よりも小さいセンサ出力値となる。そのため、図６に示したプロセスコントロールのフローチャートにおける上記Ｓ６で算出される当該トナーパッチのトナー付着量に誤差が生じることになり、上記Ｓ７において算出される現像γ等に誤差が生じることになる。その結果、目標付着量を得るための作像条件にズレが生じ、狙いの画像濃度を得ることができなくなる。
【００６１】
また、カール癖の生じているベルト部分にトナーパッチが形成される場合と同様に、中間転写ベルト６に付着する埃等の異物あるいはキズの箇所にトナーパッチが形成される場合にも、異常なセンサ出力値が検出される。
【００６２】
そこで、本実施形態１においては、カール癖等によるセンサ出力変動に起因した付着量誤検出を防ぐために、以下の方法を用いて制御を行う。要するに、トナーパッチを検出したセンサ出力値のデータから、そのセンサ出力値がカール癖等の影響を受けているか否かの判定を行い、カール癖等の影響があると判定した場合には、そのセンサ出力値を除去して、各トナーパッチのトナー付着量と現像γ等の算出を行う。
【００６３】
図１４に示すように、トナーパッチの正常なセンサ出力値はほぼ一定の値である。これは、本実施形態１では作成する１つのトナーパターン内では、トナー付着量が一様であるためである。しかしながら、カール癖等の影響を受けているトナーパッチ内でのセンサ出力値は大きく変動する。そのため、単一のトナーパッチ内でセンサ出力値の変動が検出された場合には、そのトナーパッチがカール癖等の影響を受けていると判断することが可能である。そして、この方法でカール癖等の影響を受けているトナーパッチが検出された場合、そのトナーパッチについてのセンサ出力値を使用しないようにすれば、付着量誤検出による現像γ等の算出精度の低下を防ぐことができる。
【００６４】
特に、最近ではトナー消費量低減の点から、プロセスコントロール時に作成する階調パターンのトナーパッチ数を低減することが求められている。本実施形態１においても各色５階調パターンとし、そのトナーパッチ数が少ない。このように少ないトナーパッチ数で現像γ等を算出する場合、現像γ等の算出精度に対するトナーパッチ１つの重みは大きい。そのため、カール癖等の影響によって１つのトナーパッチについて付着量検出の誤差が生じると、現像γ等の算出精度に与える影響が大きく、目標付着量を得るための現像ポテンシャルが本来の値から大きくずれて設定され、結果として画像濃度のズレが顕著となる。よって、カール癖等の影響があるトナーパッチについてのセンサ出力値を現像γ等の算出に使用しないようにすることで、当該トナーパッチの付着量誤検出による現像ポテンシャル設定値のズレを低減でき、安定した画像濃度を得ることが可能となる。
【００６５】
一方で、本実施形態１では、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分であっても、そのベルト部分にカール癖等が生じてない場合には、そのベルト部分に形成されたトナーパッチのセンサ出力値は現像γ等の算出精度に使用される。上述したように、最近ではトナー消費量低減の点から、プロセスコントロール時に作成する階調パターンのトナーパッチ数を少なくすると、現像γ等の算出精度に対するトナーパッチ１つの重みが大きくなる。よって、現像γ等の算出に用いるトナーパッチが１つ減った場合に、現像γ等の算出精度が悪化する程度は比較的大きい。この場合の現像γ等の算出精度の悪化の程度は、付着量の誤検出を生じさせるトナーパッチをそのまま用いる場合の現像γ等の算出精度の悪化ほどではないが、センサ出力値が正常なトナーパッチについてはできるだけ除外せずに現像γ等の算出精度に使用することが望まれる。ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチの検出結果を一律に除外するような従来の方法では、そのベルト部分にカール癖等が生じてない場合のようにカール癖等の影響が出ていないトナーパッチについての正常なセンサ出力値も除外されてしまう。これに対し、本実施形態１においては、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチであっても、そのセンサ出力値がカール癖等の影響を受けていない場合には、除外されずに、現像γ等の算出に用いられる。
【００６６】
次に、中間転写ベルト６のカール癖等が生じている部分にトナーパッチが形成されて異常な値が検出されたセンサ出力値を排除する具体的な手順について説明する。
図１５は、本実施形態１における異常なセンサ出力値を排除する処理のフローチャートである。
まず、トナーパッチごとに、サンプリングした複数のセンサ出力値の最大値と最小値を抽出する（Ｓ１１）。次に、各トナーパッチのセンサ出力値の変動幅として、トナーパッチごとに最大値と最小値の差分値を算出する（Ｓ１２）。そして、この差分値が予め設定された規定値未満であるか否かを判断し（Ｓ１３）、規定値以上であると判断したら、当該トナーパッチのセンサ出力値については、後の処理（Ｓ６以降の処理）に用いられないように除外する処理を行う（Ｓ１４）。
【００６７】
上記Ｓ１３において用いる規定値は、判定対象のトナーパッチの目標濃度に応じて変更してもよい。トナー付着量が高いトナーパッチの場合、カール癖等の影響がセンサ出力値に出にくい。この場合には、トナー付着量が低い低濃度のトナーパッチの規定値は大きくし、トナー付着量が高い高濃度のトナーパッチの規定値は小さくように設定するとよい。このように設定すれば、低濃度のトナーパッチから高濃度のトナーパッチにかけて、センサ出力値がカール癖等の影響を受けているか否かを適切に判定することができる。
【００６８】
ここで、各トナーパッチにおけるセンサ出力値の変動幅（最大値−最小値）を用いて、各トナーパッチの異常判定を行う理由は、各トナーパッチのセンサ出力値の絶対値に依存せずにカール癖等の影響を判断できるからである。つまり、トナーパッチに付着しているトナーの量が異なっていても、同じ規定値により安定して異常判定を行うことができる。そのため、現像剤の現像能力が使用環境や放置時間などによって変化し、トナーパッチに付着するトナー量が変動しても、安定して確実にカール癖等による影響を受けた異常なセンサ出力値を検出することが可能である。
【００６９】
例えば、比較例として、各トナーパッチについてのセンサ出力値の平均値に対して異常判定を行う場合を考える。この場合、予め、各トナーパッチの正常なセンサ出力値を測定しておき、それの平均値を基準値として保持しておく。そして、プロセスコントロールの際に検出した各トナーパッチについてのセンサ出力値の平均値と当該基準値との差分値を求め、その差分値が規定値以上の場合に当該トナーパッチのセンサ出力値が異常であると判定するという方法が考えられる。しかしながら、作成するトナーパッチに付着するトナー付着量は、毎回常に一定になるとは限らない。言い換えると、トナーパッチのセンサ出力値の絶対値は常に一定になるわけではない。なぜなら、階調パターンを作成するときの作像条件（現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー等）を一定に設定したとしても、現像剤の現像能力等に応じて、作成されるトナーパッチに付着するトナー付着量は変化するためである。その結果、トナーパッチのセンサ出力値も変化することになる。このとき、現像能力の変動を考慮して、極端にセンサ出力値にズレが生じた場合のみ、そのトナーパッチのセンサ出力値を異常と判定するように設定すると、カール癖等の影響を受けている異常なセンサ出力値が異常と判定さないケースができくるという不具合が生じる。また、単一トナーパッチ内の複数のセンサ出力値が大小に振れ、その平均値がたまたま基準値に近い結果となった場合、カール癖等の影響を受けている異常なセンサ出力値であっても異常と判定さないという不具合も生じる。
以上の理由から、本実施形態１では、各トナーパッチにおけるセンサ出力値の変動幅（最大値−最小値）を用いて、各トナーパッチの異常判定を行うこととしている。
【００７０】
また、本実施形態１とは別の方法としては、例えば、各トナーパッチにおけるセンサ出力値の標準偏差を用いて、各トナーパッチの異常判定を行ってもよい。上述したように、各トナーパッチの正常なセンサ出力値は、単一のトナーパッチ内ではほぼ一定値をとるので、その標準偏差は０に近い小さな値となる。一方、カール癖等の生じているベルト部分に形成されたトナーパッチのセンサ出力値は、上下に大きく変動するため、その標準偏差は大きな値となる。よって、各トナーパッチにおけるセンサ出力値の標準偏差が規定値より大きい場合には、カール癖等による影響を受けた異常なセンサ出力値であると判定することが可能である。この方法も、各トナーパッチのセンサ出力値の絶対値に依存せずにカール癖等の影響を判断できる。
【００７１】
さらに、上述した最大値と最小値の差分値による異常判定と、上述した標準偏差による異常判定との両方の条件を満たす場合にのみ、異常と判定する方法を採用してもよい。例えば、中間転写ベルト６上に存在する細かいキズによって単一トナーパッチ内の１つのセンサ出力値だけが影響を受けて変動し、そのトナーパッチについての最大値と最小値の差分値が規定値以上となったとする。この場合、当該トナーパッチ内の他のセンサ出力値はほとんど変動していない正常値であるので、トナーパッチのサイズが大きく、１つのトナーパッチ内で多数のサンプリングが行える場合には、上述した平均化処理を行うことで、異常値を示す１つのセンサ出力値の影響をほとんど無視できる。そのため、最大値と最小値との差分値による異常判定だけで、そのトナーパッチのセンサ出力値を排除すると、カール癖等の影響を受けていないトナーパッチのセンサ出力値が排除されてしまう場合がある。このような場合でも、上述した標準偏差による異常判定によれば、そのトナーパッチのセンサ出力値の標準偏差は小さい値となるので、この場合でも当該トナーパッチのセンサ出力値が排除されない。
【００７２】
また、５つのトナーパッチから構成される階調パターンの範囲内にカール癖等の生じているベルト部分が存在する場合でも、そのカール癖等の生じているベルト部分がトナーパッチ間に位置するときには、カール癖等の影響がトナーパッチのセンサ出力値に出ない可能性が高い。ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチの検出結果を一律に除外するような従来の方法では、そのカール癖等の生じているベルト部分がトナーパッチ間に位置するときには、そのベルト部分に隣接する箇所に形成される２つのトナーパッチのセンサ出力値が除外されることがある。しかしながら、本実施形態１では、この場合でも、トナーパッチのセンサ出力値が異常でなければ、そのトナーパッチが除外されることはない。よって、現像γ等の算出に用いるトナーパッチ数が無駄に減少することはない。
【００７３】
また、本実施形態１では、予めベルト地肌部一周の検出結果などを見てカール癖等の生じているベルト部分を把握するための前処理が必要ないので、このような前処理を行う場合よりもダウンタイムを少なくできる。
また、本実施形態１においては、中間転写ベルト６のベルト回転位置を把握する必要がないので、ベルト回転位置を検知するためのセンサやマークなどの部材が不要であり、低コスト化が可能である。
【００７４】
また、本実施形態１では、異常なセンサ出力値であると判定されたトナーパッチについては、そのトナー付着量の算出処理（Ｓ６）からも除外される。上述したプロセスコントロールの付着量算出アルゴリズムで説明したように、本実施形態１では、トナーパッチのセンサ出力値を用いて光学センサ６９の感度補正を行っている。そのため、このトナー付着量の算出処理においてカール癖等による異常なセンサ出力値を使用すると、感度補正係数の算出結果にズレが生じ、トナー付着量の算出結果に誤差が生じることが考えられるからである。
【００７５】
次に、カール癖等による異常なセンサ出力値が検出される場合に、本実施形態１を適用したときの効果について説明する。
図１６は、カール癖等による異常なセンサ出力値を除外しない場合に、カール癖等の影響で生じる誤差を説明するためのグラフである。
このグラフは、カール癖等の生じているベルト部分には階調パターンを構成するいずれのトナーパッチも形成されていない場合（カール癖無し）に算出された現像ポテンシャル−トナー付着量直線（図中△でプロットされた点の近似直線）と、１つ目のトナーパッチがカール癖等の生じているベルト部分に形成されている場合（カール癖有り）に算出された現像ポテンシャル−トナー付着量直線（図中○でプロットされた点の近似直線）とを重ねて表示したものである。
【００７６】
図１６に示すように、カール癖有りの場合における当該１つ目のトナーパッチの付着量は、カール癖無しの場合（正常な場合）よりも高い値を示している。そのため、カール癖有りの場合に、当該１つ目のトナーパッチの異常なセンサ出力値を含めて得られる現像ポテンシャル−トナー付着量直線は、カール癖無しの正常な場合における現像ポテンシャル−トナー付着量直線とはズレが生じる。図示の例では、現像γ（傾き）が低下するので、目標付着量を得るための現像ポテンシャルが、カール癖無しの正常な場合からズレてしまう。
【００７７】
図１７は、カール癖等による異常なセンサ出力値を除外する本実施形態１を適用した場合のグラフである。
本実施形態１の場合、１つ目のトナーパッチがカール癖等の生じているベルト部分に形成されている場合（カール癖有り）、当該１つ目のトナーパッチのセンサ出力値は除外される。よって、この場合の現像ポテンシャル−トナー付着量直線（図中□でプロットされた点の近似直線）は、残りの４つのトナーパッチだけから求められる。その結果、当該１つ目のトナーパッチによる異常なセンサ出力値によって、現像ポテンシャル−トナー付着量直線の算出に誤差が生じることはない。よって、図１７に示すように、カール癖有りの場合でも、カール癖無しの正常な場合における現像ポテンシャル−トナー付着量直線とほぼ一致する現像ポテンシャル−トナー付着量直線を得ることができる。
【００７８】
また、上述したように、本実施形態１は、カール癖の生じているベルト部分にトナーパッチが形成されて異常なセンサ出力値が検出される場合だけでなく、中間転写ベルト６上に存在するキズ傷や埃等の異物の箇所にトナーパッチが形成されて異常なセンサ出力値が検出される場合にも、適切な異常判定を行うことができる。よって、カール癖が発生しにくい材質のベルトを採用している場合でも、本発明を適用することで、現像γの算出精度を向上させることが可能である。
【００７９】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様にレーザプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
上述した実施形態１では、センサ出力値が異常であると判定されたトナーパッチのセンサ出力値は、トナー付着量の算出や現像γ等の算出に使用されないように除外される。これに対し、本実施形態２では、センサ出力値が異常であると判定されたトナーパッチのセンサ出力値についても補正して使用する。なお、本実施形態２においては、トナーパッチのセンサ出力値で異常と判定された場合の処理方法が異なる以外は上記実施形態１と同様であるため、以下、上記実施形態１とは異なる点について説明する。
【００８０】
現像γ等を算出する際、光学センサ６９がトナーパッチのトナー付着量を正確に測定できる範囲に応じて、図１８に示すように、現像γ等の算出に用いる有効付着量範囲を設定するのが一般的である。この場合、作成したトナーパッチのセンサ出力値が上記有効付着量範囲外のトナー付着量を示すものであったとき、そのトナーパッチのセンサ出力値は、たとえ正常な値であっても、現像γ等の算出には使用されず、有効付着量範囲内に属する残りのトナーパッチの検出結果から現像γ等の算出が行われる。そのため、環境変動や長時間放置を行った場合など、現像剤の帯電量が大きく変動した場合に、作成した階調パターンを構成するトナーパッチの多くが有効付着量範囲外のトナー付着量をもつ可能性がある。有効付着量範囲外のトナー付着量をもつトナーパッチが増えると、その分だけ現像γ等の算出に用いられるトナーパッチの数が減るので、現像γ等の算出精度が悪化する。このような場合に、更に、有効付着量範囲内のトナー付着量をもつトナーパッチのセンサ出力値がカール癖等の影響を受けて除外されると、現像γ等の算出に用いられるトナーパッチの数が更に減ることになる。よって、カール等の影響による現像γ等の算出精度の悪化は防げても、使用するトナーパッチ数の減少による現像γ等の算出精度の悪化は避けられない場合がある。また、現像γ等の算出には最低でも有効付着量範囲内のトナー付着量をもつ２つのトナーパッチが必要である。そのため、図１８に示すように、現像剤の帯電量の変動などにより有効付着量範囲内のトナー付着量をもつトナーパッチの数が２つしか存在しない場合において、そのうちの一方がカール癖等の影響を受けていて除外されると、現像γ等の算出に用いられるトナーパッチの数が２つ未満となり、プロセスコントロールを実行できない。特に、作成する階調パターンのトナーパッチ数が少ない場合には、このようなことが起こりやすい。
【００８１】
そこで、本実施形態２では、トナーパッチのセンサ出力値にカール癖等の影響がある場合でも、直ちに当該トナーパッチのセンサ出力値を除外するのではなく、そのセンサ出力値を補正し、補正後のセンサ出力値が異常でないと判断されたときは、その補正後のセンサ出力値を現像γ等の算出に使用する。
【００８２】
図１９は、本実施形態２における異常なセンサ出力値に対応する処理のフローチャートである。
まず、トナーパッチごとに、サンプリングした複数のセンサ出力値の最大値と最小値を抽出する（Ｓ１１）。次に、各トナーパッチのセンサ出力値の変動幅として、トナーパッチごとに最大値と最小値の差分値を算出する（Ｓ１２）。そして、この差分値が予め設定された規定値未満であるか否かを判断し（Ｓ１３）、規定値以上であると判断したら、当該トナーパッチのセンサ出力値が異常であると判定する。ここまでは、上述した実施形態１と同様である。
【００８３】
本実施形態２では、センサ出力値が異常であると判定されたトナーパッチについては（Ｓ１３のＮｏ）、そのセンサ出力値の補正処理を行う（Ｓ２１）。この補正処理では、まず、当該トナーパッチについて検出された複数のセンサ出力値の中から、上記Ｓ１１で抽出した最大値と最小値を除去する処理を行う。この段階で除去される最大値と最小値を、第１最大値と第１最小値とし、これらの差分値を第１差分値とする。次に、第１最大値と第１最小値を除いた残りのセンサ出力値の中から、再度、最大値と最小値を抽出し、その差分値を算出する。ここで抽出される最大値と最小値を、第２最大値と第２最小値とし、これらの差分値を第２差分値とする。そして、この第２差分値が予め設定された規定値未満であるか否かを判断する（Ｓ２２）。
【００８４】
この判断において、第２差分値が規定値未満であると判断された場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、そのトナーパッチについての補正後のセンサ出力値（第１最大値と第１最小値が除外された残りのセンサ出力値）は、トナー付着量の算出や現像γ等の算出に用いられる。このように変動が大きいセンサ出力値が除去される結果、残りのセンサ出力値から得られる平均値は、除去前の平均値よりも、本来の値に近いものとなり、ズレの程度が抑制される。一方、この判断において第２差分値が規定値以上であると判断された場合には（Ｓ２２のＮｏ）、そのトナーパッチのセンサ出力値はトナー付着量の算出や現像γ等の算出に使用されないように除外される（Ｓ１４）。
【００８５】
なお、第２差分値と比較する上記Ｓ２２の規定値は、第１差分値と比較する上記Ｓ１３の規定値と同じ値でもよいが、変動が大きい第１最大値と第１最小値を除いた後のセンサ出力値に対する判定であることを考慮して、上記Ｓ１３の規定値よりも小さい値とし、判定条件を厳しくしてもよい。
【００８６】
本実施形態２によれば、カール癖等の影響により異常なセンサ出力値を示したトナーパッチであっても、これを補正して補正後の有効なセンサ出力値を用いて現像γ等の算出を行うので、現像γ等の算出に用いるトナーパッチ数が減ることによる現像γ等の算出精度の悪化を防ぐことができる。
なお、本実施形態２における補正処理では、変動が大きい第１最大値と第１最小値を除く場合について説明したが、例えば、更に、次に変動が大きい第２最大値と第２最小値を除くようにしてもよい。変動が大きいセンサ出力値をいくつ除外するかは、残りのセンサ出力値の数がトナーパッチのトナー付着量を精度良く得るのに十分な数となる範囲で決定するのがよい。
【００８７】
以上、本実施形態１及び２に係るレーザプリンタは、潜像担持体としての感光体１１に対向して配置された現像剤担持体としての現像ローラ２２上に担持されている現像剤を感光体１１と現像ローラ２２とが対向する現像領域へ搬送し、現像剤中のトナーを感光体１１上の静電潜像に付着させてトナー像を形成し、トナー像を最終的に記録材としての転写紙へ転移させることで転写紙上に画像を形成する画像形成装置であり、発光手段としての発光素子３１１と、発光素子３１１から照射された光の反射光を受光する２つの受光手段である正反射受光素子３１２及び拡散反射受光素子３１３とを有する光学センサ６９と、階調パターンを構成する複数のトナーパッチを感光体１１上に形成し、感光体１１から被転写体としての中間転写体である中間転写ベルト６上へ転写した後の複数のトナーパッチを光学センサ６９で検出し、光学センサ６９の出力値を用いて画質調整制御としての画像濃度調整制御を実行する画質調整制御手段としての制御部とを備えている。そして、制御部は、各トナーパッチに対応する光学センサ６９の出力値が所定の異常条件を満たすか否かを判断し、所定の異常条件を満たすと判断されたセンサ出力値について、そのセンサ出力値に対応するトナーパッチのセンサ出力値が画像濃度調整制御に用いられないよいにする処理や、そのセンサ出力値に対応するトナーパッチのセンサ出力値を補正し、補正後のセンサ出力値が画像濃度調整制御に用いられるようにする処理などの所定の異常対応処理を行ってから、画像濃度調整制御を実行する。このような画像形成装置であれば、埃等の異物やキズあるいはカール癖などの存在により誤検出や検出誤差が生じているセンサ出力値を、そのセンサ出力値が所定の異常条件を満たすか否かによって判定することができる。よって、中間転写ベルト６を駆動させる前処理が不要であり、前処理が必要な構成と比較して画像形成装置のダウンタイムが少なく、消費電力も抑制できる。
【００８８】
また、本実施形態１及び２においては、光学センサ６９によるトナーパッチの検出時にトナーパッチを担持する中間転写ベルト６は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状部材であるので、トナーパッチのセンサ出力値にカール癖の影響が出る可能性がある。本実施形態１及び２によれば、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチであっても、誤検出や検出誤差を生じさせるほどのカール癖が生じない場合、そのトナーパッチに対応するセンサ出力値は画質調整制御に用いられる。よって、ベルト駆動開始前に支持ローラに巻き付いていたベルト部分に形成されたトナーパッチのセンサ出力値を一律に除外する場合よりも、画像濃度調整制御に用いるトナーパッチ数の減少を抑制できる。したがって、画像濃度調整制御に用いるトナーパッチ数の減少によって調整精度が悪化する事態が抑制される。
特に、本実施形態１及び２においては、中間転写ベルト６の回転位置情報を用いずに画像濃度調整制御を実行するので、光学センサ６９によるトナーパッチの検出時にトナーパッチを担持する中間転写ベルト６の回転位置を検出する必要がない。そのため、その検出に必要なセンサやマークを設けることによるコスト増大という不具合が生じない。
【００８９】
また、本実施形態１及び２においては、光学センサ６９の出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する光学センサ６９の最大出力値と最小出力値との差分値が予め決められた規定差分値以上であるという条件を上記所定の異常条件に含めている。カール癖等の影響は、センサ出力値の変動となって現れるので、本実施形態１及び２によれば、カール癖等の影響を受けているトナーパッチのセンサ出力値を適切に特定することができる。
【００９０】
また、本実施形態１及び２においては、上述したように、光学センサ６９の出力値を１つのトナーパッチについて複数取得し、１つのトナーパッチに対応する光学センサ６９の出力値の標準偏差が予め決められた規定標準偏差以上であるという条件を所定の異常条件に含めてもよい。この場合も、センサ出力値の変動となって現れるカール癖等の影響を受けているトナーパッチのセンサ出力値を適切に特定することができる。
【００９１】
また、本実施形態１及び２においては、画質調整制御として、互いに異なる画像濃度となるように形成した複数のトナーパッチを感光体１１上に形成した後にこれらのトナーパッチを光学センサ６９で検出し、各トナーパッチに対応する光学センサ６９の出力値から得られる各トナーパッチのトナー付着量に基づいて画像濃度を調整する画像濃度調整制御を実行しており、上記規定差分値又は上記規定標準偏差がトナーパッチごとに異なる値に設定されている。これにより、低濃度のトナーパッチから高濃度のトナーパッチにかけて、センサ出力値がカール癖等の影響を受けているか否かを適切に判定することが可能となる。
【００９２】
また、本実施形態１及び２におけるレーザプリンタは、作成する階調パターンのトナーパッチ数が１０以下であるので、画像濃度調整制御に用いるトナーパッチ数が比較的少ない画像形成装置である。このような画像形成装置においては、１つのトナーパッチのセンサ出力値の誤差が画像濃度調整制御の調整精度に与える影響が大きい。よって、カール等の影響を受けた誤差のあるセンサ出力値を排除したり補正したりしてから画像濃度調整制御を実行することによって、画像濃度調整制御の調整精度の悪化を防止できるという本実施形態１及び２の効果は、このような画像形成装置において特に有益である。
【００９３】
また、本実施形態１においては、上記所定の異常対応処理が、所定の異常条件を満たすと判断されたトナーパッチについてのセンサ出力値を画像濃度調整制御に用いられないように除外する処理であるので、画像濃度調整制御の調整精度の悪化を安定して防止できる。
また、本実施形態２においては、上記所定の異常対応処理が、所定の異常条件を満たすと判断されたトナーパッチについてのセンサ出力値を補正し、補正後のセンサ出力値が画像濃度調整制御に用いられるようにする処理であるので、画像濃度調整制御の調整精度の悪化を安定して防止できるだけでなく、次のような効果も得られる。すなわち、画像濃度調整制御に用いられるトナーパッチ数がもともと少ない場合に更に、そのトナーパッチのセンサ出力値がカール癖等の影響を受けて除外されると、画像濃度調整制御に用いられるトナーパッチ数の減少による調整精度の悪化が懸念される。また、トナーパッチのセンサ出力値がカール癖等の影響を受けて除外されたときに、画像濃度調整制御に必要なトナーパッチ数を下回ると、画像濃度調整制御が実行できない事態も起こり得る。本実施形態２のように一旦は所定の異常条件を満たすと判断されたトナーパッチでも、そのセンサ出力値を補正して画像濃度調整制御に用いられるようにすることで、画像濃度調整制御に用いられるトナーパッチ数の減少による調整精度の悪化を抑制でき、また、画像濃度調整制御が実行できない事態の発生も抑制できる。
【００９４】
なお、以上の説明では、中間転写ベルト６上でトナーパッチを検出する場合について説明したが、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上でトナーパッチを検出する場合でも同様である。
また、以上の説明では、画質調整制御が画像濃度調整制御である場合について説明したが、色ズレ調整制御である場合でも同様である。なお、色ズレ調整制御の場合、中間転写ベルト６上に形成する複数のトナーパッチは、同じ濃度のものでよい。
【符号の説明】
【００９５】
６  中間転写ベルト
１１  感光体
２０  現像装置
２２  現像ローラ
６８  光書込ユニット
６９  光学センサ
１００  制御部
３１１  発光素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特開２００５−３３８７００号公報
【特許文献２】特開２００１−３１８５３８号公報
【特許文献３】特開２００７−３１００１０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２１７７９６号公報
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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