(57)【要約】【課題】画像濃度制御によるダウンタイムを低減する画像形成装置を提供する。【解決手段】本画像形成装置は、センサを用いて、複数の測定位置で回転体から下地データを取得し、複数の測定位置で回転体に形成されるパッチ画像から濃度データを取得する。また、画像形成装置は、第１下地データに基づき濃度データを正規化し第１補正濃度データを演算すると共に、第２下地データであって、第１下地データから測定位置がずらされた第２下地データに基づき濃度データを正規化し、第２補正濃度データを演算し、第１補正濃度データと第２補正濃度データのうち、ばらつきが小さい方のデータに従い補正後の濃度データを獲得する。【選択図】図１
2011227459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像形成に使用される回転体と、
検出対象に光を照射し、前記検出対象からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出対象を前記回転体とし、前記検出手段の検出に基づき前記回転体における複数の測定位置における下地データを取得する第１取得手段と、
前記回転体上に形成された画像濃度を調整する為のトナー像を前記検出対象とし、前記検出手段の検出に基づき複数の測定位置における前記トナー像の濃度データを取得する第２取得手段と、
前記第１取得手段の取得結果における複数の測定位置の第１下地データに基づき前記濃度データを正規化し第１補正濃度データを演算すると共に、
前記取得結果における複数の測定位置の第２下地データであって、前記第１下地データから測定位置がずらされた前記第２下地データに基づき前記複数の測定位置の前記濃度データを正規化し第２補正濃度データを演算する演算手段と、
前記第１補正濃度データと前記第２補正濃度データのうち、各補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつきが小さい方を判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段の判断に従い補正後の濃度データが取得されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正後の濃度データとされた前記第１補正濃度データ又は前記第２補正濃度データから前記回転体の周長を特定する特定手段をさらに備え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】
前記判断手段は、前記各補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつきの度合を評価する評価手段を備え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】
前記評価手段は、
前記第１補正濃度データ及び前記第２補正濃度データにおいて、所定の演算式に従う演算により前記ばらつきの度合を評価することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー像として、各測定位置において異なる濃度を有するグラデーショントナー像、或いは、各測定位置において略均一の濃度を有する単色トナー像を形成する形成手段をさらに備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー像は互いに色、或いは濃度の異なる複数のトナー像であり、
前記演算手段は、前記複数のトナー像の各々について前記第１補正濃度データ及び前記第２補正濃度データを演算し、
前記評価手段は、前記複数のトナー像の各々について、前記第１補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつき度合の評価値を求めると共にそれらを合計し、更に、前記複数のトナー像の各々について、前記第２補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつき度合の評価値を求めると共にそれらを合計し、
前記判断手段は、前記評価手段によって求められた前記第１補正濃度データの評価値の合計と、前記第２補正濃度データの評価値の合計と、に基づき、前記ばらつきが小さい方を判断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像形成に使用される回転体を備え、前記回転体上にトナー像を形成し、前記トナー像の濃度を、前記回転体の下地データに従い補正し、補正後の濃度データを取得する画像形成装置であって、
検出対象に光を照射し、前記検出対象からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出対象を前記回転体とし、前記検出に基づき前記回転体における複数の測定位置における下地データを取得する第１取得手段と、
前記回転体上に形成された画像濃度を調整する為のトナー像を前記検出対象とし、前記検出に基づき複数の測定位置における前記トナー像の濃度データを取得する第２取得手段と、
前記第１取得手段の取得結果における複数の測定位置の第１下地データと前記濃度データとの相関性を示す第１相関値を演算すると共に、
前記取得結果における複数の測定位置の第２下地データであって、前記第１下地データから測定位置がずらされた前記第２下地データと前記濃度データと相関性を示す第２相関値を演算する演算手段と、を備え、
前記トナー像は互いに色、或いは濃度の異なる複数のトナー像であり、
前記演算手段は、前記複数のトナー像の各々について前記第１相関値及び第２相関値を演算し、且つ前記複数のトナー像の各々の前記第１相関値を合計し、且つ前記複数のトナー像の各々の前記第２相関値を合計し、
更に、前記第１相関値の合計値と前記第２相関値の合計値とから相関性の高いほうを判断する判断手段を備え、
前記判断手段の判断により相関性が高いと判断されたほうの下地データに従い補正後の濃度データが取得され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、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。画像濃度制御では、一般に、像担持体（回転体）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、その換算結果を基に最適な作像条件が決定される。
【０００３】
このときトナー像検知について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、精度よく濃度検知を行う為には、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し、トナー無しの出力で有りの出力を正規化する必要がある。一方、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い、周長を固定値として取り扱えば、像担持体上の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。
【０００４】
そして、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、中間転写体端部（回転体）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８８８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術においては以下に記載する問題がある。例えば、特許文献１に記載の中間転写方式を採用する画像形成装置では、マークの設定位置まで中間転写体を回転させ、そこからさらに１周回転させる必要がある。即ち、周長測定を開始したときに、光学式センサのすぐそばにマークが位置しているとは限らないからである。最悪のケースでは、中間転写体を約２周させないと、周長を検知できないことになろう。画像濃度制御において、周長測定に時間を費やせば、画像形成を実行できない期間（いわゆるダウンタイム）も長くなるため、ユーザビリティーに欠けることとなる。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、画像濃度制御によるダウンタイムを低減する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、像形成に使用される回転体と、検出対象に光を照射し、検出対象からの反射光を検出する検出手段と、検出対象を回転体とし、検出手段の検出に基づき回転体における複数の測定位置における下地データを取得する第１取得手段と、回転体上に形成された画像濃度を調整する為のトナー像を検出対象とし、検出手段の検出に基づき複数の測定位置におけるトナー像の濃度データを取得する第２取得手段と、第１取得手段の取得結果における複数の測定位置の第１下地データに基づき濃度データを正規化し第１補正濃度データを演算すると共に、取得結果における複数の測定位置の第２下地データであって、第１下地データから測定位置がずらされた第２下地データに基づき複数の測定位置の濃度データを正規化し、第２補正濃度データを演算する演算手段と、第１補正濃度データと第２補正濃度データのうち、各補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつきが小さい方を判断する判断手段と、を備え、判断手段の判断に従い補正後の濃度データが取得されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、例えば、画像濃度制御によるダウンタイムを低減する画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】パッチ画像の測定点と下地の測定点の計算位置を示す図である。
【図２】画像形成装置１００の概略断面の一例を示す図である。
【図３】画像形成装置の制御構成の一例を示すブロック図である。
【図４】光学検知センサ４０の構成例を示す図である。
【図５】中間転写ベルト３１の表面におけるセンサ出力と同一箇所にハーフトーンを印字したときのセンサ出力の相関を示す図である。
【図６】画像濃度制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】画像濃度制御のタイミングチャートである。
【図８】パッチ画像及びパッチ画像の測定点と下地の測定点を示す図である。
【図９】各下地データに基づき演算した濃度を示す図である。
【図１０】各下地データに基づき演算した濃度計算結果のグラフである。
【図１１】演算された濃度のばらつきの度合を演算した結果を示す図である。
【図１２】中間転写ベルトの比較例と本構成例の比較を示す図である。
【図１３】本画像濃度制御と比較制御例との画像濃度制御時間の比較を示す図である。
【図１４】パッチ画像及びパッチ画像の測定点と下地の測定点を示す図である。
【図１５】各下地データに基づき演算した濃度を示す図である。
【図１６】各下地データに基づき演算した濃度計算結果のグラフである。
【図１７】パッチ画像及びパッチ画像の測定点と下地の測定点を示す図である。
【図１８】演算された濃度のばらつき度合の程度を演算した結果を示す図である。
【図１９】各下地データに基づき演算した濃度を示す図である。
【図２０】各下地データに基づき演算した濃度計算結果のグラフである。
【図２１】演算された濃度のばらつき度合の程度を演算した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施例を示す。以下で説明される個別の実施例は、本発明の上位概念、中位概念及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、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。
【００１２】
＜第１の実施例＞
まず、図１乃至図１３を参照して、第１の実施例について説明する。本実施例は、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、複写機、複合機、ファクシミリである。また、記録材は、例えば、転写材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。
【００１３】
＜画像形成装置の構成＞
まず、図２を参照して、本実施例に係る画像形成装置１００の構成について説明する。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。
【００１４】
プロセスカートリッジ３２は、感光ドラム２、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上に形成された多色画像は、記録材Ｓ上に二次転写ローラ３５によって二次転写される。記録材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が記録材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、クリーニングブレード３３によって回収される。なお、以下では、中間転写ベルト３１を、像形成に使用される回転体の一例として説明する。しかしながら、本発明は、これに限定されず、回転体として、像担持体である記録材担持体を適用してもよい。
【００１５】
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。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。
【００１６】
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。中間転写ベルト３１の像形成に使用される像形成面（以下、表面と称する。）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ため、中間転写ベルト３１は、周長が変動したとしても、正常に回転移動できる。
【００１７】
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。給紙ユニット１５から給紙された記録材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上のトナー画像が記録材Ｓに転写される。光学検知センサ４０は中間転写ベルト３１上に形成されたトナー画像（画像、調整パッチなど）を検出し、トナー付着量を測定するために用いる。光学検知センサ４０の詳細については図３及び図４を用いて後述する。
【００１８】
＜画像形成装置の制御構成＞
次に、図３を参照して、画像形成装置１００の制御部構成について説明する。画像形成装置１００は、制御構成として、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、光学検知センサ４０、及び画像形成部１０８を備える。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１００の各部を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、画像形成動作や以下に示す使用環境の変化に起因する画像の色味変動を低減して色味を安定させるための画像濃度制御等を行う。ここで、使用環境の変化とは、例えば、湿度、温度、消耗品の使用状況の変化などを示す。ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや各種データ、テーブルが格納されている。ＲＡＭ１０３には、ＣＰＵ１０１の作業領域、各種データの格納領域などが設けられる。光学検知センサ４０は、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー画像（画像、調整パッチなど）を検出し、トナー付着量を測定するために用いる。画像形成部１０８には、上記説明した感光ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５、１次転写ローラ１４等などが含まれる。
【００１９】
また、本実施例では、ＣＰＵ１０１で周長測定や濃度制御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、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）やＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  Ｃｈｉｐ）が画像形成装置に実装されている場合には、これらに周長測定や濃度制御の処理の一部或いは全てを実行させても良い。ここで、ＳＯＣとは、ＣＰＵとＡＳＩＣを一体化して同一パッケージに設けたチップを示す。このように、周長測定や濃度制御をＡＳＩＣで実行すればＣＰＵ１０１の処理負荷を低減させることができる。
【００２０】
＜光学検知センサ＞
次に、図４を参照して、検出手段として機能する光学検知センサ４０について説明する。光学検知センサ４０は、ＬＥＤなどの発光素子４０ａ、フォトダイオード等のふたつの受光素子４０ｂ、４０ｃ及びホルダーを備えている。発光素子４０ａ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４０ｂ、４０ｃは、そこからの反射光量を測定する。ＣＰＵ１０１の濃度制御部は、光学検知センサ４０によって得られた反射光量に基づいてトナー付着量に関連したトナー量データやトナー位置ずれ量を示すデータを演算する。
【００２１】
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４０ｂは、正反射成分と乱反射成分の両方を検出し、受光素子４０ｃ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、即ち、受光素子４０ｂの出力は低下する。
【００２２】
一方、本実施例で使用した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４０ｃの出力が大きくなる。なお、受光素子４０ｂも、トナー付着量が増大したことによる影響を受ける。即ち、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４０ｂの出力はゼロにはならない。
【００２３】
以上の説明が光学検知センサ４０の代表的なものであるが、その他、照射光に赤外線を用いるものなど、既に知られている様々な方式のセンサを光学検知センサ４０に適用できることは当業者であれば明らかであろう。
【００２４】
＜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検知センサ４０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、各ユニットや記録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。即ち、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。
【００２５】
そこで、本実施例では、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検知センサ４０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。本実施例では、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。
【００２６】
＜パッチ測定箇所に対するパッチ形成部の中間転写ベルト表面の反射光量の測定の必要性＞
次に、図５を参照して、中間転写ベルト３１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について説明する。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４０ｂ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４０ｂ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４０ｂの出力は、本実施例の像担持体（回転体）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４０ｃに関しても同様である。
【００２７】
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４０ｂ、４０ｃ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４０ｂ、４０ｃ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。
【００２８】
一方で、中間転写ベルト３１は、製造公差、環境や通紙耐久（装置の長時間稼動）により周長が変動してしまう。このような場合には、周長変動に合わせて、同一の位置でトナー有り無しに対応した受光素子４０ｂ、４０ｃの反射光を測定する必要がある。
【００２９】
＜画像濃度制御＞
次に、図６乃至図８を参照して、本実施例における画像濃度制御について説明する。図６は、画像濃度制御の制御手順を示すフローチャートである。図７は、画像濃度制御のタイミングチャートである。
【００３０】
図８は、画像濃度制御に用いるパッチ画像と、パッチ画像の測定点と下地の測定点を示す。なお、パッチ画像とは、画像形成部１０８によって中間転写ベルト３１等の回転体上に形成される画像濃度を調整する為のトナー像である。ここで、実際には受光素子が光を収集している部分はある領域に対応している。測定点とは、その領域のことを指す。またその領域における代表点と解釈しても良い。光学検知センサ４０によって測定する下地又はパッチ画像の中間転写ベルト３１の表面における測定位置を示す。
【００３１】
図８（Ａ）は、中間転写ベルト３１の周長と、下地と、パッチ画像の全体とを示している。パッチ画像Ｐ１ｋ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｍ、Ｐ１ｙは、連続して濃度が高くなるグラデーションパターンのパッチ画像（グラデーショントナー像）である。グラデーションパターンにおいては、最大濃度を２５５とした場合において、各測定点における設定濃度を２、４、６・・・６２、６４とする。パッチ画像Ｐ２ｋ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｍ、Ｐ２ｙは、複数の均一濃度のパッチ画像（単色トナー像）が４つ連続して配置されているパッチ画像である。尚、ここでの均一濃度とはパッチ画像の基となるデータが略均一の濃度を示しているということであり、実際に形成されたトナー像の濃度が完全に均一ということではない。濃度はそれぞれ順に、８０、１２０、４０、１８０とする。そしてこれらパッチ画像は、ＣＰＵ１０１の指示のもと、上述の図２で説明した電子写真プロセスにより形成される。
【００３２】
図８（Ｂ）は下地の測定点を示している。下地測定点の開始点から終了点の間の長さは全パッチ長に対して両端の夫々で６ｍｍづつ合計１２ｍｍ長くなっている。
【００３３】
図８（Ｃ）はパッチ画像Ｐ１と測定点との関係を、図８（Ｄ）はパッチ画像Ｐ２と測定点との関係を示している。例えば中間転写ベルト３１が伸縮のない理想長であった場合には、図８（Ｂ）の左から４番目の下地測定点と、パッチ画像Ｐ１の１つ目の測定点が、中間転写体３１の同一位置で検出されることになる。詳細は後述するがこれは図１（Ｄ）に対応する。
【００３４】
図８（Ｂ）及び（Ｃ）で、本実施例における中間転写ベルト３１においては、乱反射成分より正反射成分の方が中間転写ベルト３１の表面反射率の影響を受けやすい。正反射成分を検出する光学検知センサ４０の受光素子４０ｂの測定位置が、隣の測定位置とオーバーラップしないようにする為、受光素子４０ｂのアパーチャ径１．５ｍｍ以上の測定間隔となる設定が望ましい。本実施では一例として２ｍｍの間隔を用いる。尚、正反射光の測定位置がオーバーラップしていた場合でも、若干の検出低下は見られるものの、後述の図１０で説明する場合と同様の効果を得られることが確認されている。従って、測定点の間隔は２ｍｍに限定されるものではない。
【００３５】
また、図８（Ｂ）で、全パッチ画像の長さは、中間転写ベルト３１の周長よりも短く設定してある。中間転写ベルト３１の全長と下地の全長との関係を図８（Ａ）の上部に示す。また、下地の測定点は全パッチ画像に対して、パッチ画像の開始前及び終了後から６ｍｍ（測定点としては前に３点、後ろに３点）長く設定する。上述したように、中間転写ベルト３１の周長は変化する。従って、想定される基準周長に対しての周長変化量に応じて、下地の測定点を全パッチ画像の測定点よりも長めに確保するように設定する。尚、本実施例で用いた６ｍｍとは、本実施例における中間転写ベルト３１に対して想定される周長の最大変化長である。即ち、中間転写ベルト３１の材質や製造方法が変更された場合には６ｍｍではなく、他の値を採用してもよいことはいうまでもない。
【００３６】
図６のフローチャートについて説明する。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムをＲＡＭ１０３に読み出して実行することにより実現される。
【００３７】
Ｓ１０１において、画像濃度制御を開始すると、ＣＰＵ１０１は、駆動ローラ８を回転駆動させることにより、中間転写ベルト３１の回転動作を開始する。続いて、Ｓ１０２において、ＣＰＵ１０１は、所定の光量設定で、光学検知センサ４０の発光素子４０ａを発光させる。その後、Ｓ１０３において、ＣＰＵ１０１は、第１取得手段として機能し、所定時間の発光素子４０ａの光量安定待ちを行う。そしてその後、Ｓ１０４において、受光素子４０ｂ、４０ｃにより、ベルト３１の下地からの各反射光信号（下地データ）Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。即ち、Ｓ１０４で、ＣＰＵ１０１は、図８（Ａ）で説明した下地データを光学検知センサ４０により検出し、検出データをＲＡＭ１０３に記憶する。
【００３８】
次に、Ｓ１０５において、ＣＰＵ１０１は、第２取得手段として機能し、画像形成部１０８の各部を制御することにより、図８に示すＰ１ｋ〜Ｐ２ｋの色毎のパッチ画像を形成させ、受光素子４０ｂ、４０ｃによってパッチ画像からの各反射光信号（パッチデータ）Ｐｂ、Ｐｃを取得する。Ｓ１０４のときと同様に、ＣＰＵ１０１は、図８（Ａ）で説明した下地データを光学検知センサ４０により検出し、検出データをＲＡＭ１０３に記憶する。
【００３９】
このとき、ＣＰＵ１０１は、画像形成部１０８によって、下地データの取得開始位置から中間転写ベルト３１の周長の所定変化分（本実施例では中間転写ベルト３１の周長の最大変化長分の６ｍｍ）ずらした位置へパッチ画像を形成させる。例えば、画像形成部１０８は、下地データの取得開始タイミングを基準とし、中間転写ベルト３１の基準周長＋６ｍｍの長さから、露光器４による感光ドラム２の露光位置から光学検知センサ４０までの距離を引いた長さだけ中間転写ベルト３１が回転したタイミングでパッチ画像の露光を開始する。尚、反射光信号Ｐｂ、Ｐｃのパッチデータとは、検出対象のパッチ画像の濃度に応じた光強度を示す。また、後述にて、トナーパッチデータを補正したものをトナーパッチ反射光データとして定義するが、補正前のパッチデータもトナーパッチ反射光データの一種である。
【００４０】
次に、Ｓ１０６において、ＣＰＵ１０１は、光学検知センサ４０による全パッチ画像におけるパッチデータの取得が終了すると、光学検知センサ４０の発光素子４０ａを消灯する。続いて、Ｓ１０７において、ＣＰＵ１０１は、各パッチデータに対して、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データの位置を選択する。つまり、ここでは、パッチデータの各測定点の測定位置と、下地データの各測定点の測定位置とが略一致する下地データを選択している。なお、下地データを選択するとは、各測定点のパッチデータの夫々に対してどの測定点の下地データを対応させるかということを意味する。下地データの選択方法については後述する。また、本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、例えば、Ｓ１０５の取得結果によるパッチ画像Ｐ１ｋのみのパッチデータと、Ｓ１０４の取得結果による下地データの中で当該Ｐ１ｋのパッチデータの測定点における測定位置の近傍で取得された下地データとを用いて、上記下地データの選択を行う。しかし、これに限定されず、上記下地データを選択する為に、Ｓ１０５で取得したパッチデータの全て（Ｐ１ｋ〜Ｐ２ｙ）又は一部と、それらに対応する下地データとを用いてもよい。
【００４１】
その後、Ｓ１０８において、ＣＰＵ１０１は、各パッチデータＰｂ、Ｐｃと、各パッチを形成した下地と最も近い位置の下地データＢｂ、Ｂｃの結果（Ｓ１０７で選択された下地データ）とに基づき、下地（回転体の表面）の影響を軽減させたパッチ画像の濃度を算出する。例えば、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｐｂ、Ｐｃを用いて、以下のような式で形成されたパッチ画像の濃度を算出する。
【００４２】
トナーパッチ反射光データ（ＴＤ）＝（Ｐｂ−（α＊Ｐｃ））／（Ｂｂ−（α＊Ｂｃ））    ・・・数式１
濃度＝２５５−（２５５×ＴＤ×β）        ・・・数式２
ここで、パッチ画像、下地ともに、乱反射成分を差し引いているのは、図４に示したように、受光素子４０ｂで検出される反射光のうち乱反射光成分を除去し、より正確な正反射光成分を検出する為である。また、α、βは定数である。αは各色パッチ画像に対する正反射光量と乱反射光量の受光素子の感度比により決定される値である。即ち、αは受光素子４０ｂと、受光素子４０ｃとの間の受光感度の差異を解消するための値である。βはトナーパッチ反射光データ（ＴＤ）をパッチ濃度の入力値と同じレベルに合わせるための定数である。定数α、βは、光学検知センサ４０の特性、及び光学検知センサ４０に対する各パッチ画像の反射光量の特性により決定される。本実施例では定数α、βは予めＲＯＭ１０２に格納しているものを用いる。
【００４３】
上記数式１は、パッチ画像の正反射信号Ｐｂに対して、定数αと乱反射信号（Ｐｃ−Ｂｃ）との乗算結果を差し引くことにより、乱反射成分の正反射成分へ置き換える。また、下地の反射光量Ｂｂで除算することにより、パッチ画像に光を照射した際に受光素子４０ｂによって受光される正味の正反射光を算出している。トナーパッチ反射光データ（ＴＤ）は、実際のトナー付着量が多くなる程０に近づき、トナー付着量が少なくなる程１に近づく。
【００４４】
上記数式２はトナーパッチ反射光データ（ＴＤ）を、パッチ濃度の入力値と同じレベルに合わせるための計算式である。本実施例では、トナーパッチ反射光データ（ＴＤ）に対する濃度は一次直線で置換できる場合の例である。一方、光学検知センサ４０やトナーの特性により一次直線で置換できない場合は、各トナーパッチ反射光データ（ＴＤ）に対応する濃度を１対１のテーブルで変換する方法を用いることが望ましい。なお、上記Ｓ１０７において、上記数式１及び数式２を用いて、Ｓ１０５の取得結果によるパッチデータ（濃度データ）の一部（Ｐ１ｋ）を正規化し、補正濃度データを演算する。その際、演算に用いる下地データの測定位置を所定量ずらした複数の下地データ（第１下地データ及び第２下地データを含む。）ごとに、上記補正濃度データを演算し、各補正濃度データに含まれる複数の濃度値間のばらつきが最も小さい演算結果を判断する。そしてＣＰＵ１０１は該判断に従い最もばらつきが小さい演算結果を補正後の補正濃度データとして選択する。ここで選択された演算結果に用いられた下地データの測定位置は、パッチデータの測定位置に最も近い位置となる。したがって、その後のＳ１０８においては、選択された演算結果に用いられた下地データと同じずらし量の下地データを用いて、残りのパッチデータに対する補正濃度データを演算する。
【００４５】
次に、Ｓ１０９において、ＣＰＵ１０１は、演算した濃度に基づいて、ＲＯＭ１０２等に格納されたルックアップテーブルを更新する。続いて、Ｓ１１０において、ＣＰＵ１０１は、クリーニングブレード３３によって、中間転写ベルト３１上に付着したトナーを完全に除去させ、Ｓ１１１で駆動ローラ８の回転駆動を停止することにより、中間転写ベルト３１の回転を停止し、画像濃度制御を終了する。
【００４６】
以上説明した処理は、図６のフローチャートに示す手順のみに限定されず、連続する処理は各部において並行して行われてもよい。例えば、図７に示すタイミングチャートのように、発光素子４０ａの消灯と、中間転写ベルト３１のクリーニングと、濃度の演算及びルックアップテーブルの更新とは並行して行われてもよい。
【００４７】
＜濃度データと下地データのマッチング＞
次に、図１、図９乃至図１３を参照して、濃度を演算する際の、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データを選択する方法について説明する。図１は、図８で示したパッチ画像Ｐ１の一部と、パッチ画像Ｐ１を形成した近傍の下地の測定点を示す。なお、図１の測定点の番号は、数式１、数式２により演算する下地の測定点とパッチ画像の測定点の位置の関係を示すための番号であり、図８で説明した測定点の番号とは関係ない。上述したパッチ画像の形成タイミング及びパッチデータ取得タイミングにより、パッチ画像Ｐ１に対し、中間転写ベルト３１の周長が基準周長のまま変化していない場合に、パッチ画像Ｐ１に最も近い下地位置が（Ｄ）となる。即ち、（Ｄ）における測定点の測定位置が基準位置となる。
【００４８】
中間転写ベルト３１の周長が変化している場合、パッチ画像Ｐ１に対して最も近い下地位置となる測定点は、それぞれ周長の変化に応じて、（Ｄ）を除く（Ａ）〜（Ｇ）となる。即ち、（Ｄ）を除く（Ａ）〜（Ｇ）は、測定点の基準位置を示す（Ｄ）から、測定点が所定量ずつずれていることを示す。（Ａ）は基準周長マイナス６ｍｍを示す。（Ｂ）は基準周長マイナス４ｍｍを示す。（Ｃ）は基準周長マイナス２ｍｍを示す。（Ｅ）は基準周長プラス２ｍｍを示す。（Ｆ）は基準周長プラス４ｍｍを示す。（Ｇ）は基準周長プラス６ｍｍを示す。つまり、（Ａ）〜（Ｇ）の下地データは、光学検知センサ４０によって中間転写ベルト３１の表面を複数の測定点で検出した検出データの測定位置を基準位置からそれぞれ所定量ずらしたデータとなる。なお、図１に示される（Ａ）〜（Ｄ）の各下地データに関し、何れかの下地データを第１下地データと称し、他の下地データを第２下地データと称し区別する。一方、（Ａ）〜（Ｇ）のパッチデータ（パッチ画像の濃度データ）は、光学検知センサ４０によってパッチ画像を複数の測定位置で検出した検出データとなる。本実施形態によれば、複数の下地データ（第１下地データ及び第２下地データ）の夫々と、濃度データとの、夫々の組み合わせにおいて、上記数式１、２を用いて上記濃度データを正規化した補正濃度データ（第１補正濃度データ、第２補正濃度データ）を演算する。さらに、複数の組み合わせの演算結果から、各データにおける濃度値間のばらつきが最も小さい演算結果に用いられた下地データを選択する。当該選択した下地データは、パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データとなる。以下で詳細に説明する。
【００４９】
まず、ＣＰＵ１０１は、上述した数式１、数式２を用いて、パッチ画像Ｐ１の各測定点１から３２に対する濃度を、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して求める。演算結果の一例を図９に示す。また、図１０は、図１の（Ａ）〜（Ｇ）のそれぞれについて、設定濃度を横軸に、演算した濃度を縦軸にグラフ化したものである。なお、これら図９、図１０に示したデータは全てＲＡＭ１０３に格納されている。図５を用いて上述したように、パッチデータは下地の影響を受ける。よって、パッチ画像を形成した位置と近い位置の下地データを用い、下地の影響を軽減させて濃度を演算した場合が、最もばらつきが小さくなる。本実施例では、中間転写ベルト３１の周長は周長基準値のまま変化していない場合の測定例であり、中間転写ベルト位置（Ｄ）の位置が最もばらつきが小さいことがグラフから確認できる。パッチ画像Ｐ１は連続して濃度が変化する画像であるため、ばらつきの度合は、例えば、以下の式により求めることが可能である。
ばらつきの度合＝Σｎｉ＝２｜Ｘｉ−Ｘｉ−１｜・・・数式３
ここで、ｉはパッチ画像Ｐ１の測定点を示す。Ｘｉは測定点ｉにおける濃度を示す。ｎは測定数を示す。
【００５０】
上記数式３は隣り合うパッチデータの濃度の差分絶対値の合計値を示している。ＣＰＵ１０１は、数式３により、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対するパッチデータの濃度の演算結果のばらつきの度合をそれぞれ求めることができる。図１１は各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して、数式３により演算した結果の一例を示す。図９、図１０と同様に示されたデータは全てＲＡＭ１０３に格納されている。そして、１１０１に示す演算した各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）における合計値の中で、最も合計値の小さいもの（ばらつきの小さいもの）をパッチ画像Ｐ１に対する下地データとする。本実施例においては（Ｄ）を選択する。
【００５１】
１１０２は、各中間転写ベルト位置を横軸、合計値を縦軸にグラフ化したものである。各パッチ画像を形成した下地に、より近い位置の下地データを用いて濃度を演算したデータが、よりばらつきが小さいことが確認できる。また、選択した下地データ位置により、中間転写ベルト３１の周長を求めることができる。ここでは、各中間転写ベルト位置（Ｄ）を選択したため、中間転写ベルト３１の周長は基準周長のまま変化していないと判断している。つまり、第１下地データ又は第２下地データにおける測定点のずらし量から中間転写ベルト３１の周長を特定することができる。これは、測定点が一定間隔で設けられ、かつ、上記ずらし量が段階的に、例えば、２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍとなっているため可能となる。パッチ画像Ｐ２は、求めた中間転写ベルト３１の周長（ここでは、基準周長となる。）から、各パッチ画像に対応する下地データ位置を選択する。上記処理を各色それぞれに行い、各パッチデータに対する下地データ選択処理を終了する。つまり、パッチ画像Ｐ２では、パッチ画像Ｐ１の演算結果を流用する。本実施形態における濃度制御においては中間転写ベルト３１の周長を特定する必要はないが、特定した中間転写ベルト３１の周長を濃度制御以外に利用することができる。例えば、特定した中間転写ベルト３１の周長と、当該中間転写ベルト３１の回転速度とを用いて、中間転写ベルト３１に転写されたトナー像が二次転写位置に到達するまでの到達時間を正確に把握することができる。これにより、二次転写位置において記録材へトナー像を転写する際のレジスト精度（記録材とトナー像の副走査方向における相対位置関係）を向上させることができる。
【００５２】
＜比較例との差異＞
次に、図１２を参照して、本実施例と比較例との画像濃度制御時間及び画像形成装置の構成の差異について説明する。図１２は、本実施例と比較例との中間転写ベルト近傍の構成の差異を示す。図１２に示すように、比較例では、本実施例とは異なり、中間転写ベルトの周長を測定するための周長検知センサ及び周長検知マークが設置されている。つまり、比較例では、周長検知センサにより周長検知マークを検出し、周長検知マークが１周する時間を測定することにより中間転写ベルトの周長を求めることが可能となっている。
【００５３】
比較例のような構成における画像濃度制御では、周長検知センサ及び周長検知マークにより中間転写ベルトの周長を測定した後、下地データの取得、及びパッチデータの取得を行い、中間転写ベルトの周長に基いて各パッチデータに対する下地データを選択する方法がある（比較例１）。或いは、周長検知マークの検出タイミングを基準として下地データの取得を行い、パッチデータの取得に対しても中間転写ベルトの１周後の周長検知マークの検出タイミングを基準としてデータ取得を行い、各パッチデータに対する下地位置を選択する方法もある（比較例２）。また、感光ドラムに画像形成時とは逆のバイアスを印加し、中間転写ベルト上のトナーを感光ドラムへ転写し、プロセスカートリッジのクリーニングブレードによりクリーニングを行うクリーニング装置を有する画像形成装置もある。このような構成で、画像濃度制御用のパッチ画像とは異なる周長検知マーク（パッチ画像）を形成し、周長検知マークを有する構成と同様の方法で下地データを選択する方法もある（比較例３）。
【００５４】
次に、図１３を参照して、上述した比較例１乃至３における画像濃度制御と、本実施例における画像濃度制御の時間差について説明する。本実施例においては、発光素子４０ａの光量が安定したタイミングから中間転写ベルト３１の下地データの取得が可能であるため、比較例で必要となる周長検知マーク検出までの時間と、中間転写ベルト３１の周長検知時間とを短縮することが可能となる。また、周長検知センサ及び周長検知マークが設置されている比較例１、２と比較した場合には、周長検知センサ及び周長検知マークを設置する必要がなくなるというコスト的な効果もある。
【００５５】
以上説明したように、本実施例における画像形成装置は、各パッチ画像に対する下地位置の近傍の複数の中間転写ベルト位置に対して、各パッチ画像の濃度を求め、求めた結果の中で最もばらつきの小さい結果の下地位置を選択する。これにより、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地を選択することが可能となる。また、選択した下地位置に基づいて、中間転写ベルトの周長を求めることが可能となる。なお、本実施例では、下地位置選択のために、ばらつきの度合を計る計算を差分絶対値の積算にて行っているものの、パッチ濃度の入力値に対する出力値の相関係数を求め、相関係数が最も１に近づく下地位置を選択する方法を用いてもよい。例えば、各測定点ｉに対するパッチ濃度の入力値をＸｉ、演算した各パッチ画像の濃度をＹｉ、測定数をｎとすると、相関係数は以下の式で表すことができる。
【００５６】
【数４】
2011227459.tif 000003
【００５７】
ここで、Ｘａｖｇ、Ｙａｖｇは、それぞれのデータの相加平均を示す。他にも分散、標準偏差、最小二乗法による近似曲線からの乖離度などによって演算しても同様の効果が得られることは言うまでもない。ＣＰＵ１０１により、ばらつき度合を評価するにあたり、様々な所定の演算式から求まる評価値を採用することができる。また各パッチ画像の設定濃度や、測定点の数や間隔も一例であり、上述した値に限定されるものではない。
【００５８】
また、図１で説明したように、図６のＳ１０５で取得した各測定点のパッチデータに対応させる下地データを、図６のＳ１０４で取得した下地データの中から抽出開始点を異ならせることで決定した。即ち、（Ａ）〜（Ｇ）の下地データの各々は、概ねのデータが重複しており、（Ａ）〜（Ｇ）の複数通りの下地データを用意するにあたり、メモリ容量を節約することができる。
【００５９】
＜第２の実施例＞
次に、図１４乃至図１８を参照して、第２の実施例について説明する。本実施例では、第１の実施例とは異なる画像濃度制御のパッチ画像における、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データの選択方法について説明する。本実施例においても、第１の実施例で、図１乃至図９を参照して説明した画像形成装置のシステム構成が使用される。したがって、共通の画像形成装置及び画像形成動作、画像濃度制御の説明は第１の実施例と同様のため、ここでは説明を省略する。
【００６０】
＜画像濃度制御に用いるパッチ画像＞
まず、図１４を参照して、本実施例における画像濃度制御で用いるパッチ画像について説明する。図１４（Ａ）は、下地とパッチ画像全体図を示す。パッチ画像Ｐ１ｋ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｍ、Ｐ１ｙは、トナー色の異なる均一濃度のパッチ画像である。夫々が単色のトナー色で形成されたトナー像である。パッチ画像Ｐ２、Ｐ３も同様である。パッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の濃度はそれぞれ、最大濃度を２５５とした場合において、４０、８０、１８０とする。図１４（Ｂ）は下地の測定点を示す。図１４（Ｃ）はパッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定点を示す。
【００６１】
全パッチ画像の長さは中間転写ベルト３１の周長よりも短く設定してあり、下地の測定点は全パッチ画像に対し、パッチ画像の開始前及び終了後から６ｍｍ（測定点としては前後各３箇所）長く設定している。上述した理由により中間転写ベルト３１の周長は変化する。基準周長に対して想定される周長の変化量分だけ、下地の測定点を全パッチ画像の測定点よりも長めに確保するように設定する。パッチ画像に対する下地の測定点の設定方法、パッチ画像及び下地の測定点の間隔は第１の実施例と光学検知センサ４０の構成が同じであり、第１の実施例と同様の理由から上記のように決定する。
【００６２】
＜濃度データと下地データのマッチング＞
次に、図１、図１５及び図１６を参照して、濃度計算時の各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データを選択する方法について説明する。図１は、図１４に示すパッチ画像Ｐ１の一部と、パッチ画像Ｐ１を形成した近傍の下地の測定点を示す。第１の実施例と同様に、上述したパッチ画像の形成タイミング及びパッチデータ取得タイミングにより、パッチ画像Ｐ１に対し、中間転写ベルト３１の周長が基準周長のまま変化していなければ、パッチ画像Ｐ１に最も近い下地位置が（Ｄ）となる。一方、中間転写ベルト３１の周長が変化している場合、パッチ画像Ｐ１に対して最も近い下地位置となる測定点は、それぞれ周長の変化量に応じて、（Ａ）〜（Ｇ）となる。
【００６３】
まず、ＣＰＵ１０１は、上述した数式１、数式２を用いて、パッチ画像Ｐ１の各測定点１から３２に対する濃度を、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して求める。演算結果の一例を図１５の１５０１に示す。また、図１６は、（Ａ）〜（Ｇ）についてそれぞれ、測定点をＸ軸に、上述した演算した濃度をＹ軸にグラフ化したものである。これら図１５、図１６に示されるデータは全てＲＡＭ１０３に格納されているものとする。図５を用いて上述した通り、パッチデータＰｂ、Ｐｃは下地の影響を受ける。よって、パッチ画像を形成した位置と近い位置の下地データを用い、下地の影響を軽減させて濃度を演算した場合が、最もばらつきが小さくなる。ここでは、中間転写ベルト３１の周長は周長基準値からマイナス２ｍｍ変化している場合の測定例であり、中間転写ベルト位置（Ｃ）の位置が最もばらつきが小さいことがグラフから確認できる。パッチ画像Ｐ１は均一濃度の画像であるため、ばらつきの度合は、例えば、以下の式により求めることが可能である。
Ｘａｖｇ＝（１／ｎ）＊Σｎｉ＝１Ｘｉ
ばらつきの度合＝Σｎｉ＝１（Ｘａｖｇ−Ｘｉ）２・・・数式５
ここで、ｉはパッチ画像Ｐ１の測定点を示す。Ｘｉは測定点ｉにおける濃度を示す。ｎは測定数を示す。
【００６４】
上記数式５は、各パッチデータにおける濃度の偏差の２乗の合計値を示している。ＣＰＵ１０１は、数式５により、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対するパッチデータの濃度における演算結果のばらつきの度合をそれぞれ求める。図１５の１５０１は各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して、数式５により演算した結果の一例を示す。そして、ＣＰＵ１０１は、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）における演算結果の中で、最も合計値の小さいもの（ばらつきの小さいもの）をパッチ画像Ｐ１に対する下地データとする。本実施例においては（Ｃ）を選択する。図１５の１５０２は、各中間転写ベルト位置を横軸、ばらつきの度合を縦軸にグラフ化したものである。各パッチ画像を形成した下地に、より近い位置の下地データを用いて濃度を演算したデータが、よりばらつきが小さいことが確認できる。また、ＣＰＵ１０１は、選択した下地データ位置により、中間転写ベルト３１の周長を求める。本実施例では、各中間転写ベルト位置（Ｃ）を選択したため、中間転写ベルト３１の周長は基準周長マイナス２ｍｍと判断する。さらに、ＣＰＵ１０１は、求めた中間転写ベルト３１の周長から、パッチ画像Ｐ２及びＰ３について各パッチ画像に対応する下地データを選択する。ＣＰＵ１０１は、上記処理を各色それぞれに行い、各パッチデータに対する下地データ選択処理を終了する。
【００６５】
以上説明したように、本実施例における画像形成装置は、均一濃度のパッチ画像においても、各パッチ画像に対する下地位置の近傍の複数の中間転写ベルト位置に対して、各パッチ画像の濃度を求める。さらに、求めた結果の中で最もばらつきの小さい結果の下地位置を選択することにより、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地を選択することが可能となる。また、選択した下地位置に基づいて、中間転写ベルトの周長を求めることが可能となる。
【００６６】
＜第３の実施例＞
次に、図１７乃至図２１を参照して、本実施例では、上記実施例で説明した、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データ選択方法の精度をより向上させる制御例について説明する。本実施例においても、第１の実施例で、図１乃至図９を参照して説明した画像形成装置のシステム構成が使用される。したがって、共通の画像形成装置及び画像形成動作、画像濃度制御の説明は第１の実施例と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６７】
＜画像濃度制御に用いるパッチ画像＞
まず、図１７を参照して、本実施例における画像濃度制御で用いるパッチ画像について説明する。図１７（Ａ）は、下地とパッチ画像全体図を示す。パッチ画像Ｐ１ｋ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｍ、Ｐ１ｙは、トナー色の異なる均一濃度のパッチ画像である。パッチ画像Ｐ２、Ｐ３も同様である。パッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の濃度はそれぞれ、最大濃度を２５５とした場合において、４０、８０、１８０とする。図１７（Ｂ）は下地の測定点を示す。図１７（Ｃ）はパッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定点を示す。
【００６８】
全パッチ画像の長さは中間転写ベルト３１の周長よりも短く設定してあり、下地の測定点は全パッチ画像に対し、パッチ画像の開始前及び終了後から６ｍｍ（測定点としては前後各３箇所）長く設定している。上述した理由により中間転写ベルト３１の周長は変化する。基準周長に対して想定される周長の変化量分だけ、下地の測定点を全パッチ画像の測定点よりも長めに確保するように設定する。第２の実施例で使用した画像濃度制御におけるパッチ画像との相違点は、パッチ画像長が短く、パッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれの測定点が６点となっている点である。なお、本実施例では、第２の実施例で使用したパッチ画像を利用する例について説明するが、第１の実施例で使用したパッチ画像を利用してもよい。
【００６９】
＜ばらつきの評価とデータ測定数との関係＞
図１８は、第２の実施例で説明したパッチ画像Ｐ１の測定数ｎを減らし、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して、測定数別に第２の実施例で上述した数式５による偏差の２乗の合計値を演算したものである。図１８（Ａ）は演算結果、図１８（Ｂ）は各中間転写ベルト位置を横軸、偏差の２乗の合計値を縦軸にグラフ化したものである。この結果からの読み取れるように、測定数ｎが低下すると、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データと、その他の下地データとを用いてばらつきの度合を演算した結果の差が小さくなる。つまり、測定数ｎが小さい場合、下地データ選択の精度が低下してしまう。
【００７０】
＜濃度データと下地データのマッチング＞
次に、図２０及び図２１を参照して、濃度計算時の各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地データを選択する方法について説明する。まず、ＣＰＵ１０１は、上述した数式１、数式２を用いて、パッチ画像Ｐ１の各測定点１から６に対する濃度を、各中間転写ベルト位置（Ａ）〜（Ｇ）に対して求める。さらに、ＣＰＵ１０１は、パッチ画像Ｐ２、パッチ画像Ｐ３に対しても同様に求める。演算結果の一例を図１９に示す。図２０は、測定点を横軸に、演算した濃度を縦軸にグラフ化したものである。
【００７１】
本実施例では、中間転写ベルト３１の周長は周長基準値からマイナス２ｍｍ変化している場合の測定例であるものの、本実施例においては各パッチ画像のおける測定数が少ないため、グラフからは中間転写ベルト位置（Ｃ）の位置が最もばらつきが小さいことを容易には確認しづらい。しかしながら、図５を用いて上述した通り、パッチデータは下地の影響を受けているため、パッチ画像を形成した位置と近い位置の下地データを用い、下地の影響を軽減させて濃度を演算した場合が、最もばらつきが小さくなる。
【００７２】
パッチ画像Ｐ１、パッチ画像Ｐ２、パッチ画像Ｐ３はそれぞれ均一濃度の画像であるため、ＣＰＵ１０１は、ばらつきの度合として、第２の実施例で上述した数式５により、各パッチ画像の測定点に対する偏差の２乗の合計値を求める。そして、ＣＰＵ１０１は、パッチデータ毎に求めた偏差の２乗の合計値を、中間転写ベルト位置毎にさらに合計する。図２１（Ａ）に平均値、パッチデータ毎の偏差の２乗の合計値（Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３）、全てのパッチデータの偏差の２乗の合計値（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）の計算結果の一例を示す。図２１（Ｂ）は各中間転写ベルト位置を横軸、パッチデータ毎の偏差の２乗の合計値（Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３）及び全てのパッチデータの偏差の２乗の合計値（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）を縦軸にグラフ化したものである。
【００７３】
パッチ画像Ｐ１及びパッチ画像Ｐ２における偏差の２乗の合計値（Ｐ１及びＰ２）は位置（Ｃ）が最も小さい値を示しているものの、パッチ画像Ｐ２における偏差の２乗の合計値（Ｐ３）は位置（Ｄ）が最も小さい値を示している。つまり、測定点が少ない場合、パッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の何れかのみを用いた場合においては正しい下地データを選択することができない可能性がある。しかしながら、全てのパッチデータの偏差の２乗の合計値（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）を比較することにより、正しい下地データを選択することが可能となる。本実施例では、全てのパッチ画像を用いて演算することにより下地データの選択を行う例を説明したが、下地の影響はパッチ画像の濃度が薄い程影響が大きくなるため、単純に全てのパッチ画像を用いるのではなく、濃度の薄いパッチ画像から選択して使用し、ばらつきの度合が判断可能である十分な測定数を確保することが望ましい。
【００７４】
尚、上の説明では、トナー濃度の異なるパッチ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を測定する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の３つのパッチ画像に代わり、濃度が同じでトナー色が異なるブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４つのパッチ画像を相当させても良い。また、トナー濃度、トナー色の双方を異ならせた複数のパッチ画像を相当させても良い。この場合にも、同様の効果が得られる。
【００７５】
以上説明したように、本実施例における画像形成装置は、均一濃度のパッチ画像が小さく、測定数が少ない場合のパッチ画像を複数用いる。さらに、各パッチ画像に対する下地位置の近傍の複数の中間転写ベルト位置に対して、各パッチ画像の濃度を求め、各パッチ画像の濃度のばらつきの合計が小さい結果に用いられた下地位置を選択する。これにより、各パッチ画像を形成した下地と最も近い位置の下地を選択することが可能となる。また、選択した下地位置に基づいて、中間転写ベルトの周長を求めることが可能となる。
【００７６】
尚、第３の実施例においては、ＣＰＵ１０１によるばらつきを評価する際の評価値について、第２の実施例で説明した数式５による偏差の２乗の合計値を演算する例を説明した。しかしこれに限定されることはない。ＣＰＵ１０１に第１の実施形態で説明した数式３、４で演算を行わせても良い。またＣＰＵ１０１に、分散、標準偏差、最小二乗法による近似曲線からの乖離度などを求める演算を行わせても良く、この場合にも同様の効果が得られる。また、これらのことは第２の実施例についても同様である。
【００７７】
また、上記のような、ばらつき度合を評価する手法以外の手法を採用することもできる。例えば、正規化前の光学検知センサ４０の濃度データ（各反射光信号（パッチデータ））のデータ列と、下地データのデータ列と、の相関関係を、ＣＰＵ１０１が演算する手法も考えられる。
【００７８】
具体的に説明すると、この場合でも、形成されるパッチ画像は、互いに色、或いは濃度の異なる複数のトナー像（例えばＰ１、Ｐ２、Ｐ３）である。そして、ＣＰＵ１０１は、上記複数のトナー像の各々において、濃度データと下地データとの相関値（第１相関値に相当）を演算する。具体的には、個々のトナー像に関して、例えば図１７（Ｃ）で説明した如く、複数の測定点で、濃度データ及び下地データを検知する。そして、ＣＰＵ１０１は、濃度データのデータ列と下地データのデータ列とについて、相関性を示す相関値を演算する。
【００７９】
また、ＣＰＵ１０１は、上述した如く下地データの測定位置を所定量ずらした別の下地データのデータ列を用意する。そして、同じ複数のトナー像の各々において、濃度データのデータ列と用意した別の下地データのデータ列との相関値（第２相関値に相当）を演算する。尚、相関値の演算手法については公知の多様な演算を適用できる。
【００８０】
そして、ＣＰＵ１０１は、上記複数のトナー像の各々の第１相関値を合計し合計値を演算すると共に、上記複数のトナー像の各々の第２相関値を合計し合計値を演算する。そしてＣＰＵ１０１は、第１相関値の合計値と、第２相関値の合計値とを比較し、どちらの場合のほうが相関性が高いかを判断する。尚、合計値がより大きい場合に相関性が高いか、その逆かは、どのような相関性に係る演算式を採用するかで決まる。そして、相関性が高いと判断された方の下地データに従い、上に説明したメカニズムにて補正後の濃度データが取得される。
【００８１】
＜第４の実施例＞
上述の各実施例では、図１で説明した如く、図６のＳ１０５で取得した各測定点のパッチデータに対応させる下地データを、図６のＳ１０４で取得した下地データの中から抽出開始点を異ならせることで決定してきた。しかし、この形態に限定されない。
【００８２】
例えば、下地データの測定点の間隔を、一定間隔（例えば２ｍｍ間隔）ではなく、（・・・２ｍｍ、２ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ、２ｍｍ・・・）というように、所々に４ｍｍの間隔を入れるようにしても良い。なお、その場合には、パッチの測定点の間隔も同様の間隔にする必要がある。このように、（Ａ）〜（Ｇ）の下地データを設定した後は、上述の実施例と同様の処理を行えばよいので、詳しい説明は省略する。
【００８３】
また、さらに別の例として、パッチデータや下地データを記憶するメモリ容量が十分に大きい場合には、下地データの測定点の各間隔を全て任意にしてもよい。この場合にも、先の説明と同様に、パッチデータの測定点の間隔も同様の間隔パターンにする必要がある。より具体的には、図１で説明した（Ａ）〜（Ｇ）の下地データについて、全て別下地データとして、図６Ｓ１０４にて取得する。そして、（Ａ）〜（Ｇ）の下地データとしてＲＡＭ１０３に記憶した後は、上述の各実施例と同様の処理を行えば良い。
【００８４】
＜その他の実施例＞
上述した実施例に限定されず様々な変形が可能である。例えば、上述においては、中間転写ベルト３１を有する画像形成装置について述べたが、感光ドラム２に現像されたトナー像を転写材に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。即ち、中間転写ベルト３１を転写材搬送ベルト（記録材担持体上）に置き換え、この転写材搬送ベルト上にパッチ画像を形成するようにしても同様の効果を得ることができる。転写材搬送ベルト上には、パッチのトナー像を担持可能であり、この点で、中間転写ベルト３１と同様に像担持体として機能させることができるのである。
【００８５】
また上述においては濃度をパラメータに説明を行ってきたが、濃度はトナーパッチ反射光データに１対１に対応するものであり、トナーパッチ反射光データをパラメータに実施を行っても良い。
【００８６】
また上述の図１０、図１６にかかわる説明では、正規化後の濃度データについて、最もばらつきが小さい場合の、下地データを取得するよう説明したが、それには限定されない。例えば、ばらつき度合と下地データとの関係から、補間処理等により、更に正確な下地データを演算し取得するようにしてもよい。そうすることで、画像濃度制御の精度をより一層向上させることができる。
【００８７】
第１、第２の実施例の説明においては、正規化後（規格化後）の濃度について、そのばらつき度合を評価するよう説明してきた。しかし、第１、第２の実施例でも、第３の実施例のように、正規化前の光学検知センサ４０の検出値データ（各反射光信号（濃度データ））のデータ列と、下地データのデータ列の相関関係を演算し、相関が大きい場合の下地データを採用するようにしても良い。ここで、各反射光信号（濃度データ）とは、例えば上で説明した、「Ｐｂ」或いは「Ｐｂ−（α＊Ｐｃ）」等を相当させることができる。また、下地データには、例えば上で説明した「Ｂｂ」或いは「（Ｂｂ−（α＊Ｂｃ）」を相当させることができる。
【００８８】
相関関係の演算に関し、より具体的に図１を流用して説明すると、ＣＰＵ１０１は、パッチ画像Ｐ１の測定点１〜３２に対する反射光信号と、各中間転写ベルトにおける位置（Ａ）〜（Ｇ）の下地データと、の相関関係を演算する。図１（Ｃ）を例にすれば、ＣＰＵ１０１は、パッチ画像からの各反射光信号（１、２、３・・・）（濃度データ）と、下地データ（３、４、５・・・・）と、の相関関係を演算する。そしてＣＰＵ１０１は、この演算を、下地データ（Ａ）〜（Ｇ）の全てにおいて行い、最も互いに相関性が高い場合の下地データを用い、上述した各種演算を行う。
【００８９】
一方で、精度の面では、正規化後の濃度データのばらつきを評価する手法が、正規化前の各反射光信号（濃度データ）と下地データとの相関関係を求める手法よりも好ましい。これについて以下に説明する。データ列Ａｎと、データ列Ｂｎ１、Ｂｎ２・・・Ｂｎｋと、の相関関係を評価する手法としては、例えば自己相関関数の演算結果の極大値（評価値）を評価したり、差分の二乗和の極小値（評価値）を評価する手法が考えられる。尚、Ｂｎ１、Ｂｎ２・・・Ｂｎｋには、図１（Ａ）〜（Ｇ）の夫々の下地データを相当させることができる。しかし、この相関を演算する手法によれば、データ列Ａｎ及びデータ列Ｂｎｋにおける各対応する値の大小関係により、総和の値が変わってくる。つまり、データ列Ａｎとデータ列Ｂｎｋに関して相関関係が最良でないにも関わらず自己相関関数の演算値が極大値をとる場合があり得る。また、データ列Ａｎとデータ列Ｂｎｋに関して相関関係が最良でないにも関わらず演算値が極小値をとる場合があり得る。
【００９０】
一方、ＣＰＵ１０１が、正規化後の濃度データのばらつきを評価演算する場合には、そのような精度の低下を少なくとも抑止できる。パッチの濃度検出においては、下地データの変化が、反射光信号の変化になって表れる。従って、互いのデータ列に高い相関関係がある場合に、下地データと反射光信号とは相似の関係になっている。そして、互いのデータ列に高い相関関係がある場合に限って、正規化後の濃度データのばらつきが小さくなる。このような理由で正規化後の濃度データのばらつきを評価演算する手法は高い精度を期待できる。
【００９１】
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図８】
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【図１４】
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【図１７】
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