(57)【要約】【課題】パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮すること。【解決手段】中間転写ベルト２７上の第１位置に形成されたパッチ画像からの反射光量と中間転写ベルト２７の第１位置からの反射光量とに基づいてパッチ画像の濃度に関する値を求めるエンジン制御部７５は、中間転写ベルト２７の表面状態に応じて（Ｓ１０２）中間転写ベルト２７の第１位置からの反射光量（Ｓ１０６）を、パッチ画像が形成された状態における、パッチ画像が形成されていない中間転写ベルト２７の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める（Ｓ１０５）、又はパッチ画像が形成されていない状態における、中間転写ベルト２７の第１位置からの反射光量を濃度センサ４１により検知すること（Ｓ１０３）により求める。【選択図】図５
2019028245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体にパッチ画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体又は前記パッチ画像である被照射部に向けて光を照射する発光部と前記被照射部からの反射光を受光する受光部とを有する検知手段と、
第１位置に形成された前記パッチ画像からの反射光量と前記像担持体の前記第１位置からの反射光量とに基づいて前記パッチ画像の濃度に関する値を求める制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記像担持体の表面状態に応じて前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める、又は前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成されていない状態における、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記検知手段により検知することにより求めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記像担持体の前記表面状態を、前記像担持体の使用時間に応じた第１のパラメータ、前記像担持体の前記パッチ画像が形成されていない位置からの反射光量の変動幅に応じた第２のパラメータ、前記像担持体の前記パッチ画像が形成されていない位置からの反射光量の変動傾向に応じた第３のパラメータ、及び前記像担持体の傷又は汚れの発生度合に応じた第４のパラメータに基づいて判断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】
前記制御手段は、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を、各々の前記パラメータと、前記パラメータに対応する係数と、に基づいて算出された値が閾値よりも大きい場合には、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求め、前記算出された値が前記閾値以下の場合には、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成されていない状態における、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記検知手段により検知することにより求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第４のパラメータの値が所定値よりも大きい場合には、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成されていない状態における、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記検知手段により検知することにより求める、又は予め前記検知手段により検知された前記像担持体の反射光量より求め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】
前記反射光量の変動幅は、前記像担持体の前記パッチ画像が形成されていない位置からの反射光量の最大光量値と最小光量値との差分であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記反射光量の変動傾向は、前記像担持体の前記パッチ画像が形成されていない位置からの反射光量の変化が直線状の場合には小さく、前記反射光量の変化が曲線状でばらつく場合には大きいことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める場合、前記反射光量の変動幅が所定の変動幅よりも大きい場合には、前記検知手段による前記反射光量の検知周期を前記反射光量の変動幅が所定の変動幅以下の場合よりも短くすることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める場合、前記第１位置に形成された前記パッチ画像の幅が所定の幅よりも大きい場合には、前記検知手段による前記反射光量の検知周期を前記パッチ画像の幅が所定の幅以下の場合よりも短くすることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検知手段の前記受光部の前記反射光量を検知する分解能が低い場合には、前記検知手段による前記反射光量の検知周期を短くすることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める場合、前記反射光量の変動傾向が小さい場合には、前記第１位置からの前記反射光量を線形補間により求め、前記反射光量の変動傾向が大きい場合には、前記第１位置からの前記反射光量を非線形補間により求めることを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体の第２位置及び第３位置は、前記検知手段により前記反射光量を検知された前記像担持体の前記パッチ画像が形成されていない位置のうち、前記パッチ画像が形成された前記第１位置を介して、前記パッチ画像の最も近傍の位置であることを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２のパラメータ、前記第３のパラメータ、及び前記第４のパラメータは、前記像担持体の全周について算出されることを特徴とする請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記像担持体の全周を複数のエリアに分割し、
前記第２のパラメータ、前記第３のパラメータ、及び前記第４のパラメータは、前記エリア毎に算出されることを特徴とする請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記像担持体の前記エリアの表面状態に応じて前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める、又は前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成されていない状態における、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記検知手段により検知することにより求めることを特徴とする請求項１３の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用す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、使用環境の温度や湿度の条件や画像形成を行うプロセスステーションの使用度合いにより、形成される画像濃度が変動する。画像形成装置では、この変動を補正するために、画像濃度の制御が行われる。画像形成装置は、画像が形成される感光体上、又は感光体上に形成された画像が転写される中間転写ベルトや、画像が転写される用紙を搬送する静電吸着搬送ベルト上に各色の濃度測定用のパッチ画像を形成する。形成されたパッチ画像（パッチともいう）の濃度を濃度センサで測定し、測定結果に基づいて、露光装置のレーザ光量や各部材に印加する高電圧の調整といったプロセス形成条件へのフィードバックを行う。このようにして、画像形成装置は、各プロセスステーションのトナーの最大濃度やハーフトーン階調特性の調整を行う。
【０００３】
一般的に、濃度センサは、発光部と受光部とを有し、形成された濃度測定用のパッチに発光部から光ビームを照射し、パッチからの反射光量を受光部の受光センサで検知する。そして、検知された反射光量に基づいて、プロセス形成条件へのフィードバックが行われる。濃度センサの検知方式は、反射光の乱反射成分を検知する方式と、反射光の正反射成分を検知する方式の２つの方式に大別される。乱反射成分を検知する方式は、色として感じる反射の成分を検知するので、黒トナーを除く有彩色トナー（例えばイエロー等）を検知するのに適しているが、黒トナーの検知には適していない。一方、正反射成分を検知する方式は、パッチが形成される下地からの反射光を主として検知するので、トナー及びパッチが形成される下地の色によらず濃度検知を行うことができる。下地からの反射光を主として検知する正反射光検知タイプの濃度センサを使用する場合には、パッチが形成される中間転写ベルトや静電吸着搬送ベルトの使用度合いにより表面状態が変動すると、パッチからの反射光量も変動してしまう。そこで、例えば特許文献１では、濃度測定用パッチの反射光量を下地の反射光量で除して比率を算出した後に濃度情報に変換するなどの補正（以下、下地補正ともいう）を行うのが有効であることが示されている。なお、下地補正のための下地からの反射光量の測定は、静電吸着搬送ベルト又は中間転写ベルトの材質むらや経時変化を考慮して、なるべく濃度測定用パッチを作成するのと同じタイミング、濃度測定用パッチと同じ位置で行うことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、下地補正のための下地からの反射光量の測定は、少なくとも静電吸着搬送ベルト又は中間転写ベルトの周長分（１周分の長さ）の測定を濃度測定用パッチの作成前に実施する必要がある。そのため、パッチの濃度測定に要する時間が長くなるという課題がある。そこで、予め工場出荷時等に下地反射光量を測定して保存しておき、濃度測定時に、保存しておいた下地反射光量を参照することにより、パッチの濃度測定時の下地反射光量の測定を省略する方法もある。ところが、工場出荷時等に測定された下地反射光量は中間転写ベルトや静電吸着搬送ベルトが新品状態の場合の測定値であるため、静電吸着搬送ベルト又は中間転写ベルトの材質むらや使用度合いによる経時変化に追従できない。その結果、時間の経過に伴い、濃度測定の精度が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）像担持体と、前記像担持体にパッチ画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体又は前記パッチ画像である被照射部に向けて光を照射する発光部と前記被照射部からの反射光を受光する受光部とを有する検知手段と、第１位置に形成された前記パッチ画像からの反射光量と前記像担持体の前記第１位置からの反射光量とに基づいて前記パッチ画像の濃度に関する値を求める制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記像担持体の表面状態に応じて前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を、前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成された状態における、前記パッチ画像が形成されていない前記像担持体の第２位置及び第３位置からの反射光量から求める、又は前記像担持体の前記第１位置に前記パッチ画像が形成されていない状態における、前記像担持体の前記第１位置からの反射光量を前記検知手段により検知することにより求めることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１〜３の画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】実施例１〜３の濃度センサの構成を説明する図
【図３】実施例１〜３の画像形成装置の機能ブロック図
【図４】実施例１〜３の濃度測定用パッチの一例を示す図
【図５】実施例１〜３の濃度制御のフローチャート
【図６】実施例１の反射光量の予測信頼度の算出処理を説明する図
【図７】実施例１のパッチ下地成分からの反射光量の算出方法を説明する図
【図８】実施例２のパッチ下地成分からの反射光量の算出方法を説明する図
【図９】実施例３の中間転写ベルトの位置に応じたパッチ下地成分からの反射光量の算出方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成］
図１は、実施例１のカラー画像形成装置７２（以下、画像形成装置７２という）の構成を示す断面図である。図１に示すように、画像形成装置７２は、画像形成手段である４つのプロセスステーションを有する。４つのプロセスステーションは、無端の中間転写ベルト２７の回転方向（時計回り方向）に沿って図中、左側より、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に配置されている。また、図中の符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添字を省略することとする。
【００１３】
次に、画像形成装置７２による画像形成動作について説明する。給紙カセット２１ａや手差しトレイ２１ｂからは、記録媒体である転写材１１が給紙される。感光体である感光ドラム２２は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成されており、駆動モータ（不図示）により駆動されて回転する。また、各帯電器２３は帯電スリーブ２３Ｓを備えており、帯電スリーブ２３Ｓを介して感光ドラム２２の表面を一定の電位に帯電する。次に、露光装置２４から感光ドラム２２の表面を露光する光ビーム（図中、一点鎖線で示す）が出射され、感光ドラム２２の表面を露光する。これにより、感光ドラム２２の表面に静電潜像が形成される。なお、感光ドラム２２は、一定の偏心成分（速度変動）を有して回転しているが、静電潜像が形成される時点では、各感光ドラム２２の位相関係は、転写ローラ２８において同じ偏心影響になるように調整されている。現像器２６は現像スリーブ２６Ｓを備えており、トナーカートリッジ２５から供給される記録剤（トナー）を、現像スリーブ２６Ｓを介して感光ドラム２２上に形成された静電潜像に付着させることにより、静電潜像を現像する。なお、各現像器２６は、画像形成装置７２に着脱自在に取り付けられている。
【００１４】
像担持体である中間転写ベルト２７は各感光ドラム２２に接触しており、中間転写ベルト駆動ローラ４２によって画像形成時には時計回り方向に回転し、各感光ドラム２２から単色トナー像が重畳して転写され、多色トナー像が形成される。そして、給紙された転写材１１を中間転写ベルト２７と転写ローラ２８とにより狭持搬送することにより、転写材１１には中間転写ベルト２７上に形成された多色トナー像が転写され、転写材１１は定着器３０へと搬送される。なお、転写ローラ２８は、転写材１１上にトナー像を転写する画像形成時には、図中、位置２８ａに移動して転写材１１に当接した状態となり（実線）、画像形成が終了した後は、図中、位置２８ｂに移動して離間した状態となる（破線）。
【００１５】
図１に示すように、定着器３０は、転写材１１を加熱する定着ローラ３１と、転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２とを備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４を内蔵している。定着器３０は、搬送された転写材１１を加熱、加圧することにより、中間転写ベルト２７から転写された多色トナー像を溶融し、転写材１１に定着させる。そして、多色トナー像が定着された転写材１１は、その後、排出ローラ（不図示）によって排紙トレイ（不図示）に排出されて、画像形成動作が終了する。クリーニング部２９は、転写材１１に転写されず、中間転写ベルト２７上に残ったトナーをクリーニングする装置であり、除去されたトナーは、クリーナ容器に蓄えられる。濃度センサ４１は反射光を検知する検知面が中間転写ベルト２７に対向して配置されている。濃度センサ４１は、中間転写ベルト２７の表面上に形成された試験画像であるトナーパッチに光ビームを照射し、中間転写ベルト２７の表面に反射した反射光及びトナーパッチに反射した反射光の光量に基づいてトナーパッチの濃度を測定する。
【００１６】
［濃度センサの構成］
図２は、本実施例の検知手段である濃度センサ４１の構成を説明する図である。図２に示すように、濃度センサ４１は、ＬＥＤなどの光ビームを出射する発光素子５１、発光素子５１から出射された光ビームの反射光の光量を検知するフォトダイオード等の受光素子５２、発光素子５１及び受光素子５２を制御するＩＣ（不図示）で構成される。発光素子５１は、中間転写ベルト２７や中間転写ベルト２７上に形成された被照射部である濃度測定用のパッチ６１（以下、パッチ画像６１や単にパッチ、パッチ画像ともいう）に対して光ビームを照射する。受光素子５２は、中間転写ベルト２７又はパッチ６１からの反射光を受光することにより反射光量を検知する。また、受光素子５２は、乱反射光量を検知する受光素子５２ａと、正反射光量を検知する受光素子５２ｂから構成されている。２つの受光素子５２ａ、５２ｂにより、正反射光量と乱反射光量の両方を検知することが可能であり、高濃度から低濃度までのトナーパッチの濃度を検知することができる。
【００１７】
［画像形成装置の制御部の構成］
図３は、本実施例の画像形成装置７２の制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置７２は、コントローラ部７３とエンジン部７４を備え、コントローラ部７３は、ホストコンピュータ７１から受信した画像データを変換して、露光装置２４からレーザ光を出射するための画像情報を生成する。エンジン部７４は、前述した画像形成動作により転写材１１に画像形成を行う。また、エンジン部７４は、コントローラ部７３からの画像情報に基づいて各色の濃度測定用のトナーパッチ画像を形成し、形成したトナーパッチ画像の濃度測定結果に基づいて画像濃度制御を行う。
【００１８】
エンジン部７４は、各種動作を制御する制御手段であるエンジン制御部７５、露光装置２４から出射されるレーザ光の光量を制御するレーザ制御部７６、帯電器２３や現像器２６等に印加される高電圧を制御する高圧制御部７７、濃度センサ４１を備えている。濃度センサ４１によるパッチ画像や中間転写ベルト２７からの反射光量の検知結果は、画像濃度制御部７５１により記憶部７５２に保存される。また、濃度検知結果に基づいて、下地成分算出部７５１ａでは中間転写ベルト２７からの反射光量を算出する。濃度算出部７５１ｂでは、濃度センサ４１により検知されたパッチ画像からの反射光量と、下地成分算出部７５１ａで算出された中間転写ベルト２７からの反射光量に基づいてパッチ画像の濃度が算出される。そして、算出されたパッチ画像の濃度を、レーザ制御部７６が制御するレーザ光の発光量や高圧制御部７７が印加する電圧値にフィードバックし、画像形成時のプロセス形成条件に反映することで、各色のトナーの最大濃度やハーフトーン階調特性を調整する。
【００１９】
［濃度測定用パッチ］
図４は、本実施例の濃度測定用のトナーパッチの一例を示す図である。図中、（ａ）は画像濃度が２０％、（ｂ）は画像濃度が４０％、（ｃ）は画像濃度が６０％、（ｄ）は画像濃度が８０％、（ｅ）は画像濃度が１００％（ベタ画像）のトナーパッチの例を示している。なお、トナーパッチの数や種類は図４に示す例に限られるものではなく、中間転写ベルト２７の周長や濃度制御にかける時間、要求される精度などによって変えてもよい。
【００２０】
［画像濃度制御の制御シーケンス］
図５は、本実施例の画像濃度制御の制御シーケンスを示すフローチャートである。図５に示す処理は、画像濃度の測定を行う場合に、図３に示すエンジン制御部７５が実行する。図５のステップ（以下、Ｓという）１０１では、エンジン制御部７５は、パッチ下地成分である中間転写ベルト２７の反射光量を予測によって算出する場合の予測値の信頼性を表すパッチ下地成分の予測信頼度を算出する。なお、パッチ下地成分の予測信頼度の具体的な算出方法については後述する。次に、Ｓ１０２では、エンジン制御部７５は、Ｓ１０１で算出したパッチ下地成分の予測信頼度に基づいてパッチ下地成分算出方法を決定する。エンジン制御部７５は、算出したパッチ下地成分の予測信頼度が閾値以下であり、そのため、パッチ下地成分である中間転写ベルト２７に光ビームを照射し、中間転写ベルト２７からの反射光量の測定が必要（実測）と判断した場合には処理をＳ１０３に進める。一方、エンジン制御部７５は、算出したパッチ下地成分の予測信頼度が閾値よりも大きく、そのため、パッチ下地成分からの反射光量の測定は不要（予測）と判断した場合には処理をＳ１０４に進める。Ｓ１０３では、エンジン制御部７５は、濃度センサ４１を用いて、濃度センサ４１の発光素子５１から中間転写ベルト２７上の基準位置に照射した光ビームが中間転写ベルト２７の表面で反射した反射光量を受光素子５２で測定する（第２の取得手段）。そして、エンジン制御部７５は、測定した反射光量データを下地測定データとして記憶部７５２に保存する。
【００２１】
Ｓ１０４では、エンジン制御部７５は、上述した画像形成動作により、濃度測定用のパッチを中間転写ベルト２７上の所定の位置に形成する。Ｓ１０５では、エンジン制御部７５は、濃度センサ４１を用いて、濃度センサ４１の発光素子５１から濃度測定用のパッチ画像に照射した光ビームがパッチ画像に反射した反射光量を受光素子５２で測定する（第１の取得手段）。そして、エンジン制御部７５は、濃度センサ４１により測定された反射光量データをパッチ測定データとして、記憶部７５２に保存する。更に、エンジン制御部７５は、濃度センサ４１を用いて、濃度測定用のパッチの近傍の位置も含めて、中間転写ベルト２７に照射した光ビームが中間転写ベルト２７の表面に反射した反射光量も測定する。そして、エンジン制御部７５は、パッチ近傍の測定データを含む測定データとして記憶部７５２に保存する。
【００２２】
Ｓ１０６では、エンジン制御部７５は、Ｓ１０２で決定したパッチ下地成分の反射光量の算出方法を用いて、パッチ画像が形成された中間転写ベルト２７上の位置に対応する下地成分の反射光量を算出し、算出した下地成分の反射光量をパッチ下地データとする。すなわち、エンジン制御部７５は、Ｓ１０２で中間転写ベルト２７からの反射光量の測定が必要と判断した場合には、Ｓ１０３で測定したパッチ画像が形成された位置の中間転写ベルト２７からの反射光量データをパッチ下地データとする。一方、エンジン制御部７５は、Ｓ１０２でパッチ下地成分からの反射光量の実測による測定は不要と判断した場合には、Ｓ１０５で測定した最もパッチに近傍した位置の測定データに基づいて算出した中間転写ベルト２７からの反射光量をパッチ下地データとする。なお、パッチ近傍測定データからのパッチ下地データの具体的な算出方法は後述する。
【００２３】
Ｓ１０７では、エンジン制御部７５は、Ｓ１０６で算出したパッチ下地データと、Ｓ１０５で取得したパッチ測定データの反射光量に基づいて、濃度測定用のパッチ画像の濃度（パッチ濃度）を算出する。すなわち、Ｓ１０５で取得したパッチ測定データの反射光量は、下地（中間転写ベルト２７）上にパッチ画像（トナー画像）が形成された状態の反射光量（（下地＋トナー画像）の反射光量）である。一方、Ｓ１０６で算出したパッチ下地データは、トナー画像が形成されていない下地（中間転写ベルト２７）の反射光量である。濃度測定用のパッチ画像の濃度（パッチ濃度）は、（下地＋トナー画像）の反射光量から、下地（中間転写ベルト２７）の反射光量をキャンセルすることにより求める。したがって、パッチ濃度は、Ｓ１０５で取得したパッチ測定データの反射光量とＳ１０６で算出したパッチ下地データとの差分、又はＳ１０５で取得したパッチ測定データの反射光量をＳ１０６で算出したパッチ下地データで除した比率により算出する。Ｓ１０８では、エンジン制御部７５は、算出したパッチ濃度に基づいて、プロセス形成条件へのフィードバックを行う。なお、前述した下地補正処理は、上述したＳ１０７の処理に含まれる処理である。
【００２４】
［パッチ下地成分の予測信頼度の算出］
図６は、上述した図５のＳ１０１での濃度測定用のパッチが形成される中間転写ベルト２７からの反射光量の予測値の信頼度を算出する処理（「下地表面状態判定」）を説明する図である。パッチ下地成分の予測信頼度の算出処理により算出された結果に基づいて、図５のＳ１０２でのパッチ下地成分の算出方法が選択される。図６に示すように、本実施例のパッチ下地成分の予測信頼度算出処理には、次の４つの入力パラメータＸ１〜Ｘ４が用いられる。寿命進行度Ｘ１は、中間転写ベルト２７の使用開始からの経過時間に応じた値を示す第１のパラメータである。下地成分の振幅Ｘ２は、下地成分である中間転写ベルト２７に照射された光ビームの全周における反射光量の最大光量値と最小光量値との差分（変動幅）に応じた値を示す第２のパラメータである。下地成分の周波数Ｘ３は、中間転写ベルト２７に照射された光ビームの反射光量の変化の傾向（変動傾向）に応じた値を示す第３のパラメータである。例えば、中間転写ベルト２７の表面が滑らかで反射光量の変化が小さい（所定範囲内）場合は、周波数Ｘ３は低いといい、中間転写ベルト２７の表面が滑らかではなく、そのため反射光量の変化が所定範囲よりも大きい場合は、周波数Ｘ３は高いという。また、傷・汚れの発生率Ｘ４は、例えば使用される材質等により中間転写ベルト２７の表面に生じる傷や汚れの発生度合（発生しやすさ）に応じた値を示す第４のパラメータである。Ｓ１０１の処理では、上述したパラメータＸ１〜Ｘ４を用いて、パッチ下地成分の予測信頼度Ｙを算出する。
【００２５】
一般に、中間転写ベルト２７が使用開始されてからの時間が長くなり、寿命進行度Ｘ１が大きくなるほど、下地成分の振幅Ｘ２や周波数Ｘ３の値が大きくなるほど、更に傷・汚れの発生率Ｘ４が高いほど、予測によるパッチ下地データの算出精度は低くなる。そこで、本実施例では、以下に示す式（１）を用いて、予測によりパッチ下地成分の反射光量を算出した場合の予測信頼度Ｙを算出する。
【００２６】
Ｙ＝α（１−Ｘ１）＋β（１−Ｘ２）＋γ（１−Ｘ３）＋δ（１−Ｘ４）・・・（１）
なお、式（１）において、各入力パラメータＸ１〜Ｘ４は、寿命進行度（Ｘ１）や下地成分の振幅（Ｘ２）、周波数（Ｘ３）の大きさ、傷・汚れの発生率（Ｘ４）の大きさに応じて、０〜１の範囲の値が割り付けられている。更に、エンジン制御部７５は、各入力パラメータＸ１〜Ｘ４の値は、電源投入時やプリントの準備動作時、プリントの後処理動作時、工場出荷時等、濃度制御を実行するまでの任意のタイミングで記憶部７５２に設定するものとする。例えば、寿命進行度Ｘ１については、工場出荷時に、中間転写ベルト２７の使用時間に応じた、０〜１の値を割り付けたデータが記憶部７５２に書き込まれており、エンジン制御部７５は、測定された使用時間に応じたＸ１の値を記憶部７５２に格納する。また、下地成分の振幅Ｘ２や下地成分の周波数Ｘ３についても、エンジン制御部７５は、直近の濃度測定用のパッチの反射光量を測定した際の測定データに基づいて、下地成分の振幅や周波数を判断して決定したＸ２、Ｘ３の値を記憶部７５２に格納する。なお、入力パラメータの種類や数、記憶部７５２に格納するタイミングについては、本実施例の記載に限定されない。
【００２７】
また、式（１）の各係数α、β、γ、δは、以下に示す式（２）の関係を満たす範囲で、予測信頼度Ｙへの影響度に応じて設定することが可能である。
α＋β＋γ＋δ＝１・・・（２）
【００２８】
式（１）、（２）より、算出される予測信頼度Ｙは、０＜Ｙ＜１を満たす値であり、予測信頼度Ｙは１に近いほど、予測によるパッチ下地データ、すなわち中間転写ベルト２７からの反射光量データの算出精度が高いことを示している。
【００２９】
以下に示す表１は、本実施例での各係数α、β、γ、δの値を示す表である。表１において、左側の欄は、係数の種類α、β、γ、δを示し、中央の欄は、各係数α、β、γ、δの値を示し、右側の欄は、各係数α、β、γ、δが影響する入力パラメータを示している。表１に示す各係数値は、中間転写ベルト２７の使用時間の経過により耐久寿命が進行する下地成分（中間転写ベルト２７）の変動よりも、下地成分の振幅Ｘ２や周波数Ｘ３の値の方が反射光量の予測精度に大きな影響を与える場合を想定した値を設定している。なお、各係数α、β、γ、δは表１のように固定値として設定してもよいし、温度や湿度に応じて変更してもよい。すなわち、画像形成装置７２に設けられた環境センサ（不図示）により使用環境の温度や湿度を測定し、測定された温度や湿度に応じて、入力パラメータＸ１〜Ｘ４の係数α、β、γ、δを動的に調整してもよい。
【００３０】
【表１】
2019028245.tif 000003
【００３１】
［パッチ下地成分の反射光量の算出方法の選択］
本実施例では、図５のＳ１０２の処理では、Ｓ１０１の処理により算出したパッチ下地成分予測信頼度Ｙに応じて、パッチ下地成分からの反射光量を実際に測定して求めるのか、又は予測により算出するのかを決定する。本実施例では、Ｓ１０１の処理により算出した予測可能信頼度Ｐを用いて、以下に示す式（３）を満足する場合には予測によるパッチ下地成分からの反射光量の算出は可能と判断して実際の測定は行わない。一方、Ｓ１０１の処理により算出した予測可能信頼度Ｐが式（３）を満足しない場合には、パッチ下地成分からの反射光量を実際に測定する。
Ｙ＞Ｐ・・・（３）
【００３２】
本実施例では、閾値Ｐを固定値である０．７として設定する。本実施例では、閾値Ｐを固定値としているが、例えば環境センサ（不図示）により測定された環境温度や湿度などに応じて閾値Ｐを調整してもよい。例えば、環境温度が高くなると、中間転写ベルト２７が伸びて、表面が波打つような状態になることがある。中間転写ベルト２７の表面がこのような状態になると、中間転写ベルト２７からの反射光量が大きい場合と小さい場合の差（振幅Ｘ２）が大きくなったり、反射光量の変化が一定でなくなって大きく変化したり（周波数Ｘ３が大きくなったり）することになる。そのため、例えば振幅Ｘ２の係数βや周波数Ｘ３の係数γを変更し、予測信頼度Ｙを算出する際の重み付けを変更してもよい。
【００３３】
［パッチ下地成分の反射光量の算出］
ここでは、図５のＳ１０６のパッチ下地成分の反射光量の算出処理について説明する。上述したように、パッチ下地成分である中間転写ベルト２７からの反射光量を算出する方法には、実測による算出方法と、予測による算出方法の２つがある。
【００３４】
実測により反射光量を算出する場合は、濃度測定用のパッチ形成を行う前に、濃度センサ４１により中間転写ベルト表面の全周分の反射光量を測定し、下地測定データとして記憶部７５２に保存する。そして、記憶部７５２に保存された下地測定データのうち、濃度測定用のパッチが形成される中間転写ベルト２７上の位置と同じ位置の下地測定データを参照することにより、パッチ下地データを求める。なお、パッチ下地データとは、パッチが形成された中間転写ベルト２７からの反射光量データのことである。
【００３５】
予測により反射光量を算出する場合は、濃度測定用のパッチ画像近傍の中間転写ベルト２７の表面の反射光量、すなわち上述したパッチ近傍測定データを用いて、パッチ下地成分からの反射光量を算出する。図７は、本実施例における予測によるパッチ下地成分からの反射光量を算出する方法を説明する図である。図７は、中間転写ベルト２７上に形成された濃度測定用のパッチ画像６１を濃度センサ４１で測定したときの反射光量をプロットした図であり、縦軸は濃度センサ４１で検知された反射光量、横軸は中間転写ベルト２７上の周方向の位置を示す。図７において、黒丸で示すＤ（１）〜Ｄ（Ｎ）は、濃度センサ４１で測定された中間転写ベルト２７、又は濃度測定用のパッチ画像６１からの反射光量を示す。Ｄ（ｎ）は、第１位置に形成された濃度測定用のパッチ画像６１からの反射光量を示している。Ｄ（ｎ−１）及びＤ（ｎ＋１）は、濃度測定用のパッチ画像６１からの反射光量を測定した前後のタイミングで測定された、パッチ近傍の第２位置及び第３位置に形成された反射光量を示している。図７に示す本実施例の中間転写ベルト２７からの反射光量のグラフは、一定の変位量で推移する直線状に描かれている。反射光量が一定の変位量で変化するような直線状に描かれる場合、下地成分の周波数Ｘ３が低いという。そのため、予測したいパッチ下地データをＤ’（ｎ）とすると、Ｄ’（ｎ）は、パッチ近傍測定データであるＤ（ｎ−１）、Ｄ（ｎ＋１）から、次の式（４）により求めることができる。
Ｄ’（ｎ）＝（Ｄ（ｎ−１）＋Ｄ（ｎ＋１））／２・・・（４）
式（４）は、パッチ画像６１からの反射光量を測定したデータＤ（ｎ）の前後のタイミングで測定したパッチ近傍データである中間転写ベルト２７の反射光量であるデータＤ（ｎ−１）とデータ（ｎ＋１）の平均値を求めた、最も単純な線形補間式である。このような２点間の平均値を求める線形補間ではなく、例えばパッチ近傍測定データまでの距離に応じて重み付けを行った線形補間を用いてもよい。図５のＳ１０７では、実測することで求めた中間転写ベルト２７の反射光量、又はパッチ近傍測定データを用いて算出した反射光量の予測データと、濃度測定用のパッチ画像６１からの反射光量を用いて、パッチ濃度を算出する。
【００３６】
以上説明したように、本実施例では、中間転写ベルトの表面状態からパッチ下地成分予測信頼度を算出し、その算出結果に応じてパッチ下地成分の反射光量の算出方法を選択する。選択された算出方法が予測により反射光量を算出する方法の場合には、下地成分からの反射光量を測定する処理を省略することができるため、パッチの濃度測定に要する時間を短縮することができる。更に、中間転写ベルトの表面状態から算出したパッチ下地成分予測信頼度に基づいて濃度測定を行っているため、濃度測定の精度を保つこともできる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００３８】
実施例１では、予測に基づいてパッチ下地成分（中間転写ベルト）の反射光量を算出する際に、パッチ近傍測定データの線形補間を行って算出する方法を用いた実施例について説明した。しかしながら、中間転写ベルトの下地成分の反射光量の振幅が大きかったり、下地成分の反射光量の周波数の値が高い場合には、反射光量を測定するサンプリング周期の間で反射光量が大きく変化することがある。その結果、予測に基づいて算出したパッチ下地成分の反射光量の精度が低下してしまうことがある。そこで、実施例２では、予測に基づいてパッチ下地成分の反射光量を算出する際に、中間転写ベルトの表面状態に応じて、パッチ下地成分の反射光量を算出する手法を切り替える実施例について説明する。なお、画像形成装置の構成や、画像形成装置を制御する制御部等の構成については、実施例１と同様であり、同じ構成には同じ符号を用いることで、ここでの説明を省略する。
【００３９】
［パッチ下地成分の反射光量の算出］
図８は、本実施例における中間転写ベルト２７の下地成分の周波数が高い、すなわち中間転写ベルト２７の反射光量の変化が直線状ではなく、曲線状となるような、大きく変動する場合の反射光量を算出する方法を説明する図である。図８は、実施例１の図７と同様に、中間転写ベルト２７上に形成された濃度測定用のパッチ画像６１を濃度センサ４１で測定した反射光量をプロットした図であり、縦軸は濃度センサ４１で検知された反射光量、横軸は中間転写ベルト２７上の周方向の位置を示す。図８において、黒丸で示すＤ（１）〜Ｄ（Ｎ）は、濃度センサ４１で測定された中間転写ベルト２７、又は濃度測定用のパッチ６１からの反射光量を示す。Ｄ（ｎ）は、濃度測定用のパッチからの反射光量を示し、Ｄ（ｎ−２）、Ｄ（ｎ−１）、Ｄ（ｎ＋１）、Ｄ（ｎ＋２）は、濃度測定用のパッチの反射光量を測定した前後のタイミングで測定された、パッチ近傍の反射光量である。実施例１の図７に示された中間転写ベルト２７の反射光量のグラフは、一定の変位量で推移する直線状のグラフであった。一方、本実施例の図８では、中間転写ベルト２７の反射光量の大小の幅（下地成分の振幅Ｘ２）が大きく、測定された隣り合うサンプリング地点での反射光量の変化量がばらついているので、反射光量をプロットしたグラフは曲線状となる。そのため、実施例１の場合のように、濃度検知用のパッチ画像６１が形成された位置の中間転写ベルト２７の反射光量を線形補間により精度良く算出することが難しい。したがって、このような場合は、算出に用いるパッチ近傍測定データの数を増やすと共に、曲線的な予測が可能な算出手法を用いることが望ましい。
【００４０】
そこで、本実施例では、中間転写ベルト２７の下地成分の振幅Ｘ２及び周波数Ｘ３に応じて、予測によるパッチ下地成分の反射光量の算出に用いるパッチ近傍測定データのサンプリング周期と、予測手法の種類を切り替える。具体的には、下地成分である中間転写ベルト２７の全周における反射光量の振幅Ｘ２（変動幅）が所定値（所定の変動幅）よりも大きい場合は、濃度測定用のパッチ画像が形成された中間転写ベルト２７の前後の位置での反射光量の変動が大きい可能性がある。そのため、パッチ近傍測定データに基づく予測データの信頼性を向上させるために、パッチ近傍測定データ区間のサンプリング周期（検知周期）を短くなるように設定し、反射光量の測定回数を増やす。例えば実施例１の図７では、パッチ近傍測定データの取得は、濃度測定用のパッチ６１の前後１回ずつであったが、本実施例の図８では、濃度測定用のパッチ６１の前後２回ずつ（Ｄ（ｎ−２）、Ｄ（ｎ−１）、Ｄ（ｎ＋１）、Ｄ（ｎ＋２））、取得を行っている。また、中間転写ベルト２７の隣り合う地点の反射光量の変化が大きい、すなわち下地成分の周波数Ｘ３が高い場合には、例えばスプライン曲線を用いたスプライン補間のような非線形補間を用いることで対応する。なお、非線形補間に用いる多項式の次数を周波数Ｘ３に応じて設定することも可能である。
【００４１】
以下に示す表２は、中間転写ベルト２７の表面状態に応じた、濃度検知用のパッチが形成された中間転写ベルト２７（下地成分）の反射光量を算出する際のサンプリング周期及び予測手法をまとめた表である。表２において、左側の欄は中間転写ベルト２７の表面状態を示す下地成分の振幅Ｘ２、下地成分の周波数Ｘ３の組み合わせを示している。右側の欄は、中間転写ベルト２７の表面状態に応じて、パッチ近傍の反射光量を測定するときのサンプリング周期、及び取得されたパッチ近傍測定データから反射光量を算出する際に用いる予測手法を示している。表２より、下地成分の振幅（変動幅）Ｘ２が小さい（所定の変動幅以下）場合にはパッチ近傍のサンプリング周期は低く（長く）、下地成分の振幅Ｘ２が大きい場合にはパッチ近傍のサンプリング周期は高く（短く）設定される。また、表２より、反射光量の予測データを算出する際に、下地成分の周波数Ｘ３が低い場合には線形補間を用いて予測データを算出し、下地成分の周波数Ｘ３が高い場合には非線形補間を用いて予測データを算出する。
【００４２】
【表２】
2019028245.tif 000004
【００４３】
なお、本実施例では、中間転写ベルト２７の反射光量の振幅（下地成分の振幅Ｘ２）や下地成分の周波数Ｘ３をサンプリング周期や予測手法を切り替える際の判断基準に利用したが、これ以外の判断基準を用いてもよい。例えば、濃度測定用に形成するパッチの幅や反射光を検知する濃度センサ４１の分解能等の性能等によって、パッチ下地成分算出手法を切り替えても良い。例えば、濃度測定用に形成するパッチ画像の幅が狭い（所定の幅以下）場合には、パッチ近傍の中間転写ベルト２７からの反射光量の測定が可能となるため、サンプリング周期を長くすることができ、予測手法も線形補間を適用することができる。一方、濃度測定用に形成するパッチの幅が広い（所定の幅より大きい）場合には、パッチ近傍の中間転写ベルト２７からの反射光量の測定ができない。そのため、パッチ近傍でのサンプリング周期を短くしてパッチ近傍の反射光量データの取得回数を増やし、反射光量データの変動が大きくなることを考慮して、予測手法に非線形補間を用いてもよい。また、濃度センサ４１の反射光を検知する分解能が低い場合には、サンプリング周期を増やすことで対応してもよい。更に、パッチ下地成分の反射光量を算出する手法に関しても、パッチ近傍測定データの利用区間を調整する等の本実施例に記載した以外の方法を用いてもよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施例では、パッチが形成された中間転写ベルト（下地成分）の反射光量の予測データを算出する際に、中間転写ベルトの表面状態に応じて、パッチ下地成分の反射光量の算出手法を切り替える。これにより、中間転写ベルトの表面状態に則した反射光量の予測を行うことが可能となり、その結果、濃度測定の精度を保ちつつ、反射光量の測定に要する時間を短縮することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例によれば、パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することができる。
【実施例３】
【００４６】
中間転写ベルト上に形成されたパッチの下地成分の反射光量の予測データを算出する際に、実施例１では、所定のサンプリング周期で収集したパッチ近傍測定データを用いて、線形補間により求めている。また、実施例２では、中間転写ベルトの表面状態に応じて、サンプリング周期を切り替えたり、予測手法も線形補間と非線形補間を切り替えたりして、反射光量の予測データを算出している。このように、１つの反射光量の算出方法を中間転写ベルト全域に渡って適用しているため、例えば局所的な表面状態の変動に対応することができない。そこで、実施例３では、中間転写ベルトの全周をいくつかのエリアに分割し、各エリアにおける中間転写ベルトの表面状態に基づいて、パッチが形成された下地成分の反射光量を算出する際のサンプリング周期や予測手法を切り替える実施例について説明する。
【００４７】
［パッチ下地成分の反射光量の算出］
図９は、本実施例のパッチ下地成分の反射光量を算出する手法を説明する表である。図９では、中間転写ベルト２７の全周を４つのエリア、エリア１〜エリア４に分け、それぞれのエリアにおける中間転写ベルト２７の表面状態を、下地成分の振幅Ｘ２、周波数Ｘ３、傷・汚れの発生率Ｘ４で示している。また、パッチ下地成分の算出手法の欄には、パラメータＸ２〜Ｘ４で示される中間転写ベルト２７の表面状態に応じて、パッチ下地成分の算出の際の反射光量のサンプリング周期や、下地成分の反射光量の予測データを算出する際に用いる予測手法を示している。
【００４８】
以下に、図９を参照して、本実施例におけるパッチ下地成分である中間転写ベルト２７の反射光量の算出手法について説明する。まず、中間転写ベルト２７の全周を複数のエリア、例えばエリア１〜４に分割し、エリア毎に中間転写ベルト２７の表面状態を表すパラメータＸ２〜Ｘ４を算出する。なお、寿命進行度Ｘ１は、中間転写ベルト２７全体に共通のパラメータであるので、図９からは削除している。なお、パラメータＸ１〜Ｘ４の値を設定するタイミングは、実施例１で説明したタイミングで行うものとする。
【００４９】
次に、中間転写ベルト２７の表面状態を表すパラメータＸ２〜Ｘ４に基づき、各エリアにおけるパッチ下地成分の反射光量を算出する際に用いる手法を選択する。なお、本実施例では、実施例１、２で説明した基準に基づいて、用いる手法が選択される。例えば、図９において、下地成分の振幅Ｘ２が小さいエリア１、２でのサンプリング周期は低く（長く）なっており、振幅Ｘ２が大きいエリア４では、サンプリング周期は高く（短く）なっている。また、下地成分の周波数Ｘ３が低いエリア１では、予測手法としては線形補間が用いられるが、周波数Ｘ３が高いエリア２、４では、予測手法としては非線形補間である多項式補間が用いられる。このようにエリア毎に、選択された手法を利用して、各エリアのパッチ下地成分を算出する。ところでエリア３のように、傷・汚れの発生率Ｘ４が高く、パッチ下地成分の反射光量の予測が困難で、実測が必要なエリアについては、下地成分の反射光量の実測を行うか、又は事前に測定して記憶部７５２に保存された下地測定データを利用する。なお、濃度測定用のパッチが形成されないため、下地成分の反射光量の測定を必要としないエリアに関しては、その限りではない。
【００５０】
以上説明したように、本実施例においては、特定の位置における中間転写ベルトの表面状態に基づき、中間転写ベルトの位置に応じてパッチ下地成分の算出手法を切り替えることを特徴とする。これにより、中間転写ベルトの局所的な表面状態の変動に適応した予測を行うことが可能となり、結果として濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、パッチの濃度測定の精度を保ちつつ、測定に要する時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００５２】
２７    中間転写ベルト
４１    濃度センサ
５１    発光素子
５２    受光素子
７５    エンジン制御部
【図１】
2019028245.tif 000005
【図２】
2019028245.tif 000006
【図３】
2019028245.tif 000007
【図４】
2019028245.tif 000008
【図５】
2019028245.tif 000009
【図６】
2019028245.tif 000010
【図７】
2019028245.tif 000011
【図８】
2019028245.tif 000012
【図９】
2019028245.tif 000013