(57)【要約】【課題】トナー濃度調整に伴うダウンタイムを削減すること。【解決手段】プリンタ制御部４０は中間転写ベルト５１の表面のうち先行するトナー画像と後続のトナー画像との間に生じる空き表面（紙間）の反射光の強度を光センサ６０により検知する。プリンタ制御部４０は複数の空き表面の反射光の強度を統合して中間転写ベルト５１の一周にわたる表面の反射光の強度を示すプロファイルを作成する。【選択図】図１
2016206351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体と、
階調補正条件に基づいて画像データを補正する補正手段と、
前記補正された画像データに基づいて、前記像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記像担持体上に形成された前記画像を記録材に転写する転写手段と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射部と、反射光を受光する受光部とを有し、前記受光部により受光された前記反射光の強度に応じた信号を出力する出力手段と、
前記画像形成手段により前記画像が形成されていない位置を決定する決定手段と、
前記画像形成手段が複数の画像を形成している間に、前記決定手段により決定された前記位置に対応する前記出力手段の第１信号を取得し、前記像担持体の１周分の補正データを生成する生成手段と、
前記画像形成手段に、前記像担持体に測定用画像を形成させ、前記出力手段により前記測定用画像からの反射光の強度に応じた第２信号と、前記生成手段により生成された前記補正データとに基づいて、前記階調補正条件を更新する更新手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記画像形成手段が複数のトナー画像を連続して形成している間に前記画像が形成されていない前記像担持体上における複数の空き表面を利用して前記１周分の補正データを生成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】
前記生成手段は、前記複数の空き表面のうち同一の位置について重複して複数の前記第１信号を取得したときは、当該位置についてはより新しく取得された前記第１信号でもって前記補正データを生成す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】
前記生成手段は、前記複数の空き表面のうち同一の位置について重複して複数の前記第１信号を取得したときは、当該位置については当該複数の第１信号に基づく平均値でもって前記補正データを作成す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５】
前記決定手段は、前記像担持体に設けられた位置検知部材の位置を検知し、前記位置検知部材の位置を基準として前記像担持体の各表面の位置を検知する位置検知手段を有し、
前記表面の各位置は前記位置検知部材の位置からの距離として管理されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記像担持体に設けられた位置検知部材の位置を検知し、前記位置検知部材の位置を基準として前記像担持体の各表面の位置を検知する位置検知手段を有し、
前記表面の各位置は前記位置検知部材の位置を基準とした前記像担持体の回転移動量として管理されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前記像担持体に設けられた位置検知部材の位置を検知し、前記位置検知部材の位置を基準として前記像担持体の各表面の位置を検知する位置検知手段を有し、
前記表面の各位置は前記位置検知部材を検知したタイミングからの経過時間として管理されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、無端状ベルトであり、
前記位置検知部材は、前記無端状ベルトの内周面に設けられていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記位置検知部材は、光学的または磁気的に検知される部材であることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体の周長は、前記像担持体に形成されたトナー画像を転写される記録材の長さであって前記記録材の搬送方向における長さと、前記像担持体の表面の移動方向における前記画像の形成されない空き表面の長さとの和の整数倍とは異なっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記記録材の長さは、定形サイズの記録材であって、複数の異なる定形サイズの記録材のうち最も多く使用される定形サイズの記録材の長さであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像の形成数を計測する計測手段と、
前記計測手段による前記画像の形成数が所定の閾値を超えたかどうかを判定する判定手段と、をさらに有し、
前記更新手段は、前記画像の形成数が前記所定の閾値を超えると、前記階調補正条件を更新することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
無端状の像担持体と、
前記像担持体にトナー画像または濃度調整用のトナーパッチを形成する画像形成手段と、
前記像担持体の表面からの反射光の強度および前記トナーパッチからの反射光の強度を検知する光検知手段と、
前記像担持体に設けられた位置検知部材の位置を検知し、前記位置検知部材の位置を基準として前記像担持体の各表面の位置を検知する位置検知手段と、
前記像担持体の表面のうち先行するトナー画像と後続のトナー画像との間に生じる空き表面の反射光の強度を検知するよう前記光検知手段を制御するとともに、前記光検知手段により検知された複数の空き表面の反射光の強度を統合して前記像担持体の一周にわたる表面の反射光の強度を示すプロファイルを作成する作成手段と、
前記作成手段により作成されたプロファイルとして、前記光検知手段により前記像担持体の表面について検知された反射光の強度と、前記位置検知手段により検知された当該反射光の強度を取得された表面の位置とを対応付けて記憶する第１記憶手段と、
前記光検知手段により前記像担持体の表面に形成されたトナー画像について検知された反射光の強度と、前記位置検知手段により検知された当該反射光の強度を取得された表面の位置とを対応付けて記憶する第２記憶手段と、
前記像担持体の表面の各位置について前記第１記憶手段に記憶されている反射光の強度を、前記第２記憶手段に記憶されている反射光の強度を用いて補正して前記表面の影響を低減する補正手段と、
前記補正手段により補正された反射光の強度を用いて前記像担持体に形成されるトナー画像の濃度を調整する調整手段と
を有す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、画像形成装置により形成される画像の濃度調整制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置はトナー画像の階調特性や色再現性を所望の特性に維持するために、トナーパッチを測定して現像バイアス等の画像形成条件を調整する（トナー濃度調整）。トナーパッチからの反射光の強度は像担持体の表面（下地と呼ばれることもある）の状態に依存する。そのため、特許文献１によれば、予め像担持体の一周分の下地からの反射光の強度を測定し、トナーパッチの測定結果に対応するセンサ出力値からトナーパッチが形成された下地の領域に対応するセンサ出力値を差し引くことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の画像形成装置はトナーパッチからの反射光の強度の検知精度を向上できる点で優れている。しかし、画像形成装置は、トナー濃度調整の実施タイミングごとに像担持体を一周以上空回転させ、その下地からの反射光の強度のプロファイル（以下、下地プロファイルという）を取得しなくてはならなかった。下地プロファイルを取得するためには画像形成装置が画像形成を停止させなくてはならない。よって、ユーザが画像形成装置を使用できない時間（いわゆるダウンタイム）が発生してしまう。そこで、本発明はトナー濃度調整に伴うダウンタイムを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に記載の画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、階調補正条件に基づいて画像データを補正する補正手段と、前記補正された画像データに基づいて、前記像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記像担持体上に形成された前記画像を記録材に転写する転写手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射部と、反射光を受光する受光部とを有し、前記受光部により受光された前記反射光の強度に応じた信号を出力する出力手段と、前記画像形成手段により前記画像が形成されていない位置を決定する決定手段と、前記画像形成手段が複数の画像を形成している間に、前記決定手段により決定された前記位置に対応する前記出力手段の第１信号を取得し、前記像担持体の１周分の補正データを生成する生成手段と、前記画像形成手段に、前記像担持体に測定用画像を形成させ、前記出力手段により前記測定用画像からの反射光の強度に応じた第２信号と、前記生成手段により生成された前記補正データとに基づいて、前記階調補正条件を更新する更新手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、トナー濃度調整に伴うダウンタイムを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像形成装置の構成を示す図
【図２】ＨＰマークと光センサを説明する図
【図３】プリンタ制御部のブロック図
【図４】トナーパッチの一例を示す図
【図５】下地やトナーパッチについての反射光の強度の一例を示す図
【図６】下地プロファイルの取得時期を示す図
【図７】下地プロファイルの取得時期を示す図
【図８】下地プロファイルの取得時期を示す図
【図９】ＣＰＵの機能の一例を示す図
【図１０】画像形成中に実行されるトナー濃度調整を示すフローチャート
【図１１】下地プロファイルの作成処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてシート（記録用紙、ＯＨＴシート、布、樹脂等）に多色画像を形成することのできる複写機であり、プリンタ部１０とリーダ部２０とを有している。
【０００９】
プリンタ部１０は、トナー像を形成する像形成手段として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）を有している。各画像形成部の構成は、使用するトナーの色を除いて同じである。プリンタ制御部４０は、リーダ部２０から出力された画像信号に基づき４つの画像形成部を制御する。
【００１０】
画像形成部には、像担持体として円筒型の感光体である感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１は矢印Ｒ１の方向に回転する。感光ドラム１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ２によって一様の電位に帯電する。露光手段としてのレーザービームスキャナ３は、プリンタ制御部４０によって光量を制御されながら光ビームを感光ドラム１の表面に照射し、静電潜像を形成する。現像手段としての現像器４は、高圧ドライバ（不図示）から所定の現像電圧を供給され、トナーを静電潜像に付着させて、トナー像（可視像）を現像する。本実施例の現像器４は、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と、磁性キャリア粒子（キャリア）とを有した２成分現像剤を収容している。現像器４は、感光ドラム１に対向して配置された現像剤担持体としての現像スリーブ４４を有する。そして、この現像スリーブ４４上に担持された現像剤から感光ドラム１にトナーを供給することにより、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像へと現像される。トナー像は、一次転写ローラ６によって中間転写ベルト５１に一次転写される。中間転写ベルト５１は無端状ベルトであり、像担持体および中間転写体として機能する。中間転写ベルト５１は矢印Ｒ２で示した方向に回転する。一次転写されずに残ったトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去される。中間転写ベルト５１に形成されたトナー像は、二次転写ローラ対（ローラ７１とローラ７２）によってシートに二次転写される。シートに二次転写されたトナー像は定着装置７３によってシート上に定着する。なお、シートは、記録媒体、記録材、用紙、転写紙、転写材、転写媒体と呼ばれることもある。
【００１１】
リーダ部２０は、いわゆるイメージスキャナである。原稿台２２に置かれた原稿２１に対して光源２３が照明光を照射する。原稿２１からの反射光はレンズなどの光学系２４を介してＣＣＤセンサ２５上に結像する。ＣＣＤセンサ２５は、原稿２１からの反射光に応じた画像信号を出力するイメージセンサである。とりわけ、トナー像からの反射光の強度はトナー像の反射濃度（輝度値）を示している。光源２３、光学系２４およびＣＣＤセンサ２５で構成される読み取り部は、図１に示された矢印Ａの方向（副走査方向）に移動することで、原稿２１の全体をスキャンする。画像処理部２６は、ＣＣＤセンサ２５からのアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して画像データを生成する。画像データは、反射濃度（輝度値）の集合である。画像処理部２６は、ＲＧＢの輝度値からなる画像データをＹＭＣＫの濃度値からなる画像データに変換してプリンタ制御部４０へ出力する。
【００１２】
＜中間転写ベルトの表面位置の検知＞
中間転写ベルト５１の内周側にはＨＰマーク５３が設けられている。ＨＰセンサ５２は中間転写ベルト５１のホームポジション（ＨＰ）を検知するセンサである。ＨＰセンサ５２は位置検知部材であるＨＰマーク５３を検知する度に検知信号を出力する。位置検知部材は、たとえば、光学的または磁気的に検知可能な部材である。
【００１３】
図２（Ａ）が示すように、ＨＰマーク５３はＨＰセンサ５２の検知領域５４を通過するように中間転写ベルト５１の内周面に貼付けられている。ＨＰマーク５３が光学的な部材である場合、ＨＰセンサ５２は光学センサである。ＨＰセンサ５２は、中間転写ベルト５１の内周面の反射率とＨＰマーク５３の反射率の違いからＨＰマーク５３を検知できる。
【００１４】
光センサ６０は、中間転写ベルト５１の表面（外周面、画像形成面または下地と呼ばれてもよい）からの反射光や表面に形成されたトナー画像からの反射光を検知する光検知手段である。光センサ６０の受光面は中間転写ベルト５１の表面に対向して配置されている。
【００１５】
＜反射光の強度の検知＞
図２（Ｂ）には中間転写ベルト５１の表面に形成されたトナー画像１０４が光センサ６０の検知領域を通過する瞬間が示されている。ＬＥＤ駆動部１０６は発光部であるＬＥＤ１０７を駆動する回路である。受光回路１０９は受光部であるフォトダイオード１０８から出力される検知信号を増幅したり、デジタル値に変換したり、変換された検知信号に基づき反射光の強度を示すデータを演算したりする回路である。受光回路１０９はさらにこのデータからトナー画像のトナー濃度を演算して出力してもよい。受光回路１０９が備えるこれらの演算機能は後述するプリンタ制御部４０のＣＰＵに実装されてもよい。ただし、以下では、受光回路１０９が反射光の強度のデータを出力するものとする。このように光センサ６０は、反射光の強度を示すアナログの検知信号を出力してもよいし、デジタルの検知信号（データ）を出力してもよい。アナログの検知信号は、光センサ６０の外部に設けられたアナログデジタル変換回路でデジタルデータに変換されてＣＰＵに入力される。アナログデジタル変換回路はＣＰＵに内蔵されていてもよい。いずれにしても光センサ６０は画像が形成されていない下地から反射光の強度に応じた第１信号と測定用画像からの反射光の強度に応じた第２信号とを出力することになる。
【００１６】
ＬＥＤ１０７の光軸と中間転写ベルト５１の法線とがなす角度は、たとえば、４５度である。つまり、光の照射角度は法線に対して４５度傾いている。フォトダイオード１０８は、ＬＥＤ１０７に対して中間転写ベルト５１の法線を中心に対称の位置に設置されている。フォトダイオード１０８は中間転写ベルト５１の表面またはトナー画像１０４からの反射光を受光し、反射光の強度に応じた検知信号を受光回路１０９に出力する。
【００１７】
中間転写ベルト５１は、たとえば、ポリイミド等の樹脂フィルムから構成される。中間転写ベルト５１の表面の反射率はトナー画像１０４の反射率よりも高い。この反射率の違いを光センサ６０が検知し、トナー画像１０４の反射光の強度（トナー濃度）を算出する。
【００１８】
＜プリンタ制御部の機能＞
図３は、本実施形態に係るプリンタ制御部４０のブロック図である。ＣＰＵ２０１はプリンタ制御部４０における中心的な演算処理部である。プロファイルメモリ２０２は、中間転写ベルト５１の表面からの反射光の強度と、この反射光の強度を取得された表面の位置とを対応付けて記憶する第１記憶手段として機能する。反射光の強度は光センサ６０により取得されたものである。反射光の強度を取得された表面の位置はＨＰセンサ５２により検知されたものである。パッチメモリ２０３は、中間転写ベルト５１の表面に形成されたトナー画像について光センサ６０により検知された反射光の強度と、この反射光の強度を取得された表面の位置とを対応付けて記憶する第２記憶手段として機能する。タイマー２０４はＨＰマーク５３が検知されたタイミングからの経過時間などを計測する。この経過時間は、ＨＰマーク５３が設けられた位置を基準とした、中間転写ベルト５１上の各表面の位置を示す。なお、中間転写ベルト５１は所定の回転速度となるように制御されている。そのため、タイマー２０４により計測された経過時間は、ＨＰマーク５３が設けられた位置を基準とした、中間転写ベルト５１の回転移動量を示している。ＣＰＵ２０１は、ＨＰセンサ５２や光センサ６０の出力結果を基にトナー濃度を算出し、所望のトナー濃度を保つようにプリンタ部１０の画像形成条件（階調補正条件）を制御する。なお、様々なタイミングや経過時間を測定するために複数のタイマー２０４が設けられてもよい。以下で説明するタイミングや経過時間は複数のタイマー２０４のいずれかによって計測される。なお、タイマー２０４はカウンタやリアルタイムクロックであってもよい。
【００１９】
＜トナーパッチ（測定用画像）＞
図４は中間転写ベルト５１の表面に形成されたトナーパッチの一例を示している。トナーパッチは縦横のサイズがそれぞれ２５ｍｍの正方形をしている。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれについて８段階の濃度階調度でトナーパッチが形成される。つまり、中間転写ベルト５１上には回転方向に沿って合計で３２個のトナーパッチが形成される。ここで、トナーパッチは、破線で示された光センサ６０の検知領域６１を通過するように配置される。各トナーパッチに対する濃度階調度は次のように設定される。
【００２０】
Ｙ１、Ｍ１、Ｃ１、Ｋ１＝１２．５％
Ｙ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｋ２＝２５％
Ｙ３、Ｍ３、Ｃ３、Ｋ３＝３７．５％
Ｙ４、Ｍ４、Ｃ４、Ｋ４＝５０％
Ｙ５、Ｍ５、Ｃ５、Ｋ５＝６２．５％
Ｙ６、Ｍ６、Ｃ６、Ｋ６＝７５％
Ｙ７、Ｍ７、Ｃ７、Ｋ７＝８７．５％
Ｙ８、Ｍ８、Ｃ８、Ｋ８＝１００％
＜反射光の強度の補正＞
図５（Ａ）は、トナー像が形成されていない中間転写ベルト５１を光センサ６０が測定した場合にフォトダイオード１０８から出力された検知信号を示している。図５（Ｂ）は、中間転写ベルト５１上に形成されたトナーパッチＭ１〜Ｍ４が検知領域６１を通過した場合にフォトダイオード１０８から出力された検知信号を示している。なお、横軸はＨＰマーク５３を検知したタイミングを原点とした中間転写ベルト５１の回転移動量ｘを示している。回転移動量ｘは、距離で示されてもよいし、時間で示されてもよい。ここでは、回転移動量ｘを距離の単位を有するパラメータとして説明する。図５（Ａ）に示す中間転写ベルト５１の領域と、図５（Ｂ）に示す中間転写ベルト５１の領域とは同じ領域である。
【００２１】
図５（Ａ）が示めすように、トナー像が形成されていない中間転写ベルト５１に対応する検知信号にはムラが生じる。これは、中間転写ベルト５１の表面には微小な凹凸があるからである。また、中間転写ベルト５１の表面は、中間転写ベルト５１と感光ドラム１との摺擦、中間転写ベルト５１とローラ７２との摺擦、中間転写ベルト５１を清掃する清掃部材との摺擦によって変化することも知られている。なお、図５（Ｂ）が示すようにトナーパッチＭ１〜Ｍ４に対応する検知信号にも中間転写ベルト５１の表面状態に起因したムラが生じてしまう。中間転写ベルト５１の表面の凹凸は光センサ６０によるトナーパッチの測定精度を低下させる原因となっていた。そのため、トナー像が形成されていない中間転写ベルト５１に対応する検知信号のムラの影響を低減できれば、測定精度が高まる。
【００２２】
ＣＰＵ２０１はＨＰセンサ５２の出力に基づき、中間転写ベルト５１の周方向（回転方向）における各トナーパッチが形成された領域（以下、表面領域という）を特定する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、ＨＰセンサ５２がＨＰマーク５３を検知すると、タイマー２０４により経過時間Ｔを測定し、中間転写ベルト５１の周方向の回転移動量ｘを算出する。なお、回転移動量ｘとして経過時間Ｔがそのまま使用されてもよい。回転移動量ｘは経過時間Ｔに中間転写ベルト５１の周速度ｖを乗算することで得られる。本実施形態では、中間転写ベルト５１の周長ｘｂは８９５ｍｍであり、周速度Ｖは２４６ｍｍ／ｓであるものと仮定する。このため、経過時間Ｔが２秒だとすると、回転移動量ｘは４９２ｍｍとなる。ＣＰＵ２０１はトナーパッチ先端の回転移動量ｘ１と後端の回転移動量ｘ２を算出し、トナーパッチの表面領域Ｘを特定する。このように表面領域Ｘは、トナーパッチが形成されている表面の範囲を示すデータとして使用されてもよい。表面領域Ｘｉは、たとえば、表面位置ｘｊから表面位置ｘｋまでの表面領域として定義されてもよい。
【００２３】
ＣＰＵ２０１は算出した表面領域Ｘに対応する下地プロファイルを、プロファイルメモリ２０２を参照して取得する。図５（Ａ）に示したように、プロファイルメモリ２０２には予め測定された中間転写ベルト５１の一周分の下地プロファイルが記憶されている。つまり、下地プロファイルは中間転写ベルト５１上の位置と当該位置を光センサ６０が測定したときの検知信号とを対応付けたデータである。
【００２４】
ＣＰＵ２０１はトナーパッチに対応する検知信号Ａｉから、トナーパッチが形成された位置に対応する検知信号Ｂｉの差分を演算する。そして、ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１の表面の凹凸の影響が低減された検知信号Ａｉ'を決定する。なお、ｉは表面領域Ｘｉを示す。図５（Ｃ）には中間転写ベルト５１の表面の凹凸の影響が低減された検知信号が示されている。図５（Ｂ）と図５（Ｃ）とを比較すると分かるように、中間転写ベルト５１の表面状態に起因した検知信号のムラが低減されている。
【００２５】
光センサ６０の検知信号を補正する方法はこの方法に限定されるわけではない。なぜなら、本実施形態の特徴は下地プロファイルの作成方法に特徴があるからである。たとえば、ＣＰＵ２０１は予め正規化された下地プロファイルを作成し、トナーパッチに対応する検知信号を補正してもよい。より具体的には、ＣＰＵ２０１が予め取得した下地プロファイルを正規化し、正規化された下地プロファイルからトナーパッチが形成された領域（ＨＰマーク５３からの回転移動量ｘ）に応じた補正倍率を算出する。そして、ＣＰＵ２０１はトナーパッチに対応する検知信号に対して、トナーパッチの形成された表面領域に対応する補正倍率を乗算する。これにより中間転写ベルト５１の表面状態に起因した検知信号のムラが低減される。
【００２６】
＜トナー濃度調整（画像形成条件の補正）＞
ＣＰＵ２０１は検知信号Ａｉ'を基にトナー濃度調整を実施する。トナー濃度調整の方法はここで説明する方法にのみ限定されるものではない。なぜなら、本実施形態の特徴は下地プロファイルの作成方法に特徴があるからである。ＣＰＵ２０１は現像器４に印加される現像バイアスを調整することで、トナー濃度を所望の濃度に維持する。また、ＣＰＵ２０１は、プリンタ部１０により形成されるトナー像の階調特性を理想的な階調特性に補正するルックアップテーブルを生成する構成としてもよい。ルックアップテーブルとは、入力される画像信号の値と、目標濃度の画像を形成するための信号値との対応関係を示した変換テーブルである。つまり、ルックアップテーブルは階調補正条件を保持している。ＣＰＵ２０１は、外部ＰＣから転送された画像信号をルックアップテーブルに基づいて変換したり、リーダ部２０から出力された画像信号をルックアップテーブルに基づいて変換したりする。そして、変換された信号値に基づいてプリンタ部１０がトナー像を形成する。例えば、ＣＰＵ２０１は、トナーパッチに対応する検知信号Ａｉ'に基づきルックアップテーブルを更新すればよい。このようにルックアップテーブルを補正することも本実施形態では画像形成条件の補正方法である。
【００２７】
ＣＰＵ２０１は、例えば、トナー濃度調整を前回実施してからプリンタ部１０により形成された画像のページ数が閾値に達した後にトナー濃度調整を実行する。ＣＰＵ２０１は中間転写ベルト５１が交換されたとき（画像形成装置１００に電源が投入されたとき）にリセットされるカウンタを備える。ＣＰＵ２０１は、カウンタによってカウントされたトナー画像の形成枚数が閾値を超えると、トナー濃度調整を開始する。トナー濃度調整を実行すると、ＣＰＵ２０１はカウンタをリセットする。なお、トナー画像の形成枚数の他に、画像形成装置１００に電源が投入されてから経過した時間が所定時間を越えた後にトナー濃度調整が実行される構成でもよい。或いは、プリンタ部１０がトナー濃度調整を前回実施した時刻からの経過時間が所定時間を越えた後にトナー濃度調整が実行される構成でもよい。つまり、ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１の表面状態の劣化と相関のある情報に基づいてトナー濃度調整を実行する。なお、操作部を通じてユーザにトナー濃度調整の実行を指示された場合にＣＰＵ２０１がトナー濃度調整を実行する構成としてもよい。
【００２８】
＜下地プロファイルの作成方法＞
図６（Ａ）に従来例の下地プロファイルの取得タイミングを示す。従来例では、トナー濃度調整を実行する直前に中間転写ベルト５１を空回転させ、下地プロファイルを取得していた。空回転とは、中間転写ベルト５１の表面にトナー画像が形成されていない状態で中間転写ベルト５１を回転させることをいう。この空回転の実行中は、画像形作が中断されてしまう。とりわけ、多数のトナー画像を連続して形成するジョブ（連続プリント）が実行されているときは、ダウンタイムが発生する。
【００２９】
連続プリント中には、中間転写ベルト上において、先行するトナー画像と後続のトナー画像との間にトナー画像が形成されない領域（紙間または非画像形成領域）が発生する。よって、紙間を利用して中間転写ベルト５１の一周分にわたる下地プロファイルを作成できれば、ダウンタイムを削減できるであろう。
【００３０】
図６（Ｂ）は本実施形態における下地プロファイルの取得タイミングを示している。本実施形態では、ＣＰＵ２０１は、複数の紙間で下地からの反射光の強度を取得し、中間転写ベルト５１の一周分にわたる下地プロファイルを作成する。つまり、ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１の一周にわたる表面の反射光の強度を光センサ６０により検知し、複数の紙間に対応する光センサ６０の検知信号から下地プロファイルを作成する。つまり、複数の紙間に対応する光センサ６０の検知信号を統合することで下地プロファイルを作成することが可能となる。
【００３１】
図７は、本実施形態において、中間転写ベルト５１が一周する間における下地プロファイルの取得タイミングを示す図である。ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１に対する紙間の表面領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを特定する。上述したように表面領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃは、タイマー２０４による経過時間に基づいて特定可能である。図７によれば、表面領域Ｘａは、時刻ｔａ０からｔａ１までの期間に対応している。表面領域Ｘｂは、時刻ｔｂ０からｔｂ１までの期間に対応している。表面領域Ｘｃは、時刻ｔｃ０からｔｃ１までの期間に対応している。ＣＰＵ２０１は、表面領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃに対応付けて表面領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃの検知信号をプロファイルメモリ２０２に保存する。表面領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃはさらに複数の表面領域に分割されている。中間転写ベルト５１の一周が１０２４個の表面領域に分割される場合、表面領域Ｘ１〜Ｘ１０２４が存在することになる。また、トナーが形成されていない状態での中間転写ベルト５１の１周分の反射光の強度に対応する検知信号も１０２４個取得されることになる。
【００３２】
中間転写ベルト５１の周長ｘｂは紙間で中間転写ベルト５１の一周分の下地プロファイルを取得するために適した長さに設計される。周回毎に紙間が同一の表面領域に限定されてしまうと、中間転写ベルト５１の一周分の下地プロファイルを取得できない。そのため、中間転写ベルト５１を一回転させるごとに異なる表面領域が紙間となるように、周長ｘｂは設計される。
【００３３】
図８は定型サイズの用紙（例：Ａ４用紙）を横送りで連続して通紙したときの下地プロファイルの更新時期を示している。一例として、周長ｘｂは８９５ｍｍとし、Ａ４用紙の搬送方における長さＬを２１０ｍｍとし、紙間の長さＰｓを５５ｍｍと仮定する。図８が示すように、２７枚のＡ４サイズのトナー画像が形成されると、中間転写ベルト５１の一周分の下地プロファイルが取得される。
【００３４】
このように、ＣＰＵ２０１は、連続プリントにおいてＡ４サイズの画像を２７ページ形成する度に、中間転写ベルト５１の１周分の下地プロファイルを更新する。そのため、トナー濃度調整の直前に中間転写ベルト５１を空回転させて下地プロファイルを取得する必要がなくなる。これにより、トナー濃度調整が実行された場合に、中間転写ベルト５１を空回転させずに中間転写ベルト５１上にトナーパッチが形成できるので、トナー濃度調整時のダウンタイムが低減される。
【００３５】
＜ＣＰＵ２０１の機能とフローチャート＞
図９、図１０および図１１を用いてＣＰＵ２０１の機能について説明する。ＣＰＵ２０１の機能は制御プログラムを実行することで実現されてもよいし、ＡＳＩＣなどの論理回路によって実現されてもよい。また、一部がソフトウエアによって実現され、他の部分がハードウエアによって実現されてもよい。図９にＣＰＵ２０１の機能を示す。ＣＰＵ２０１は操作部を通じて原稿の複写を指示されたり、外部機器からプリントジョブを受信したりすると、図１０に示されたフローチャートにしたがってプリンタ部１０の制御を開始する。
【００３６】
Ｓ７０１でＣＰＵ２０１（判定部８４）は計測部８３により計測されたトナー画像を形成した数が閾値以下であるかどうかを判定する。形成数が閾値以下であれば、ＣＰＵ２０１は下地プロファイルを作成するためにＳ７０２に進み、閾値を超えていればトナー濃度調整を実行するためにＳ７０４に進む。
【００３７】
Ｓ７０２でＣＰＵ２０１（作成部８０）は下地プロファイルを作成し、下地プロフィルをプロファイルメモリ２０２に格納する。このとき、ＣＰＵ２０１は、プリンタ部１０にトナー像を形成させながら、紙間が検知領域６１を通過する度に光センサ６０から出力される検知信号を取得する。なお、ＣＰＵ２０１は、紙間に対応する検知信号が取得される度に、プロファイルメモリ２０２に記憶された下地プロファイルの紙間に対応するデータを更新する。Ｓ７０３でＣＰＵ２０１（計測部８３）はトナー画像の形成枚数をカウントアップする。その後、ＣＰＵ２０１はＳ７０８に進み、連続プリントのジョブが完了したかどうかを判定する。ジョブが完了すると、ＣＰＵ２０１は待機モードに遷移する。ジョブが完了していなければ、ＣＰＵ２０１はＳ７０１に戻る。
【００３８】
Ｓ７０４でＣＰＵ２０１はトナー濃度調整を開始するために画像形成を中断するようプリンタ部１０を制御する。Ｓ７０５でＣＰＵ２０１（濃度調整部８２、光量補正部８１）はトナー濃度調整を実行する。濃度調整部８２は、トナーパッチが形成される中間転写ベルト５１の位置を特定するため、ＨＰマーク５３からの回転移動量ｘを算出する。濃度調整部８２はプリンタ部１０を制御して中間転写ベルト５１にトナーパッチを形成し、光センサ６０から出力された検知信号を取得する。濃度調整部８２は光センサ６０から出力された検知信号をパッチメモリ２０３に記憶する。光量補正部８１は、中間転写ベルト５１の表面の各位置についてパッチメモリ２０３に記憶されている検知信号を、プロファイルメモリ２０２に記憶されている下地プロファイルを用いて補正する。濃度調整部８２は、光量補正部８１により補正された検知信号を、濃度変換テーブルに基づいて中間転写ベルト５１に形成されるトナーパッチの濃度に変換する。そして、濃度調整部８２は、トナーパッチの濃度が目標濃度となるように、画像形成条件を更新する。上述したように濃度調整部８２はトナーパッチの濃度に基づいて画像形成条件である現像バイアスやルックアップテーブルを更新する。たとえば、トナーパッチの濃度が目標濃度より濃い場合、現像バイアスが低下される。なお、トナー濃度調整はＹＭＣＫのそれぞれについて実行される。
【００３９】
Ｓ７０６でＣＰＵ２０１（計測部８３）はトナー画像の形成数（カウント値）をゼロにクリア（リセット）する。Ｓ７０７でＣＰＵ２０１は画像形成を再開するようプリンタ部１０を制御する。その後、ＣＰＵ２０１はＳ７０８に進む。
【００４０】
図１１を用いて下地プロファイルの作成処理について説明する。Ｓ８０１でＣＰＵ２０１（作成部８０）は光センサ６０の検知領域６１が紙間かどうかを判定する。たとえば、１枚の画像について画像形成が終了したこと、または、レーザービームスキャナ３が消灯したタイミングから所定時間が経過すると、ＣＰＵ２０１は、光センサ６０の検知領域６１が紙間であると判定する。レーザービームスキャナ３によって形成された潜像が現像され中間転写ベルト５１にトナー画像として転写され、そのトナー画像の後端が検知領域６１を通過するまでの時間は固定値である。よって、ＣＰＵ２０１は、レーザービームスキャナ３が消灯したタイミングからの経過時間に基づいて、検知領域６１が紙間かどうかを判定できる。光センサ６０の検知領域６１が紙間であれば、Ｓ８０２に進む。このようにＣＰＵ２０１は紙間判定部としても機能する。
【００４１】
Ｓ８０２でＣＰＵ２０１（作成部８０）は、ＨＰマーク５３からの回転移動量ｘを算出し、中間転写ベルト５１の表面位置を特定する。Ｓ８０３でＣＰＵ２０１（センサ制御部８５）は光センサ６０のＬＥＤ１０７を点灯させる。たとえば、センサ制御部８５は光センサ６０に検知指示を送信する。検知指示は、単純に、光センサ６０への通電（電源投入）であってもよい。光センサ６０は検知指示にしたがってＬＥＤ１０７を点灯して中間転写ベルト５１からの反射光の強度を取得し、光センサ６０から出力された検知信号を作成部８０に出力する。なお、ＨＰセンサ５２はＨＰマーク５３を基準とした位置情報（回転移動量ｘ）をＣＰＵ２０１に出力する。
【００４２】
Ｓ８０４でＣＰＵ２０１（作成部８０）は、光センサ６０を用いて紙間に対応する検知信号を検知する。Ｓ８０５でＣＰＵ２０１（作成部８０）は、ＨＰマーク５３を用いて取得した表面位置（表面領域）と光センサ６０により取得された検知信号とを対応づけ、プロファイルメモリ２０２に記憶されている下地プロファイルのうち当該表面位置に対応する検知信号を更新する。
【００４３】
Ｓ８０６でＣＰＵ２０１（作成部８０）は光センサ６０の検知領域６１が紙間かどうかを判定する。紙間の長さは固定値であり、中間転写ベルト５１の周速度も一定である。作成部８０は、紙間の先端が検知領域６１に突入したタイミングからの経過時間に基づいて、光センサ６０の検知領域６１がまだ紙間かどうかを判定できる。紙間であればＣＰＵ２０１はＳ８０２に戻り、次の表面位置について下地プロファイルを更新する。一方で、紙間が終了すると、Ｓ８０７に進む。Ｓ８０７でＣＰＵ２０１（センサ制御部８５）はＬＥＤ１０７を消灯し、Ｓ７０３に進む。
【００４４】
＜まとめ＞
以上説明したように、プリンタ部１０は無端状の中間転写ベルト５１など回転駆動される像担持体上にトナー画像または濃度調整用のトナーパッチを形成する画像形成手段として機能する。光センサ６０は中間転写ベルト５１の表面からの反射光の強度およびトナーパッチからの反射光の強度を検知する光検知手段として機能する。つまり、光センサ６０は像担持体に向けて光を照射する照射部と、反射光を受光する受光部とを有し、受光部により受光された反射光の強度に応じた信号を出力する出力手段として機能する。ＨＰセンサ５２は中間転写ベルト５１に設けられたＨＰマーク５３の位置を検知し、ＨＰマーク５３の位置を基準として中間転写ベルト５１の各表面の位置を検知する位置検知手段として機能する。つまり、ＨＰセンサ５２は画像形成手段により画像が形成されていない位置を決定する決定手段として機能する。作成部８０は中間転写ベルト５１の表面のうち先行するトナー画像と後続のトナー画像との間の紙間（空き表面）からの反射光の強度を検知するよう光センサ６０を制御する。さらに、作成部８０は、光センサ６０により検知された複数の紙間に対応する検知信号を統合して中間転写ベルト５１の一周にわたるプロファイルを作成してプロファイルメモリ２０２に格納する。プロファイルメモリ２０２は、作成部８０によって作成されたプロファイルを記憶する。プロファイルは、光センサ６０により中間転写ベルト５１の表面について検知された反射光の強度と、ＨＰセンサ５２により検知された当該反射光の強度を取得された表面の位置とを対応付けたものである。つまり、プロファイルは、複数の画像が形成されている間に、画像が形成されていない位置に対応する光センサ６０の第１信号を取得して生成された、像担持体の１周分の補正データの一例である。このように作成部８０は画像形成手段が複数の画像を形成している間に、決定手段により決定された位置に対応する出力手段の第１信号を取得し、像担持体の１周分の補正データを生成する生成手段として機能する。パッチメモリ２０３は、光センサ６０により中間転写ベルト５１の表面に形成されたトナーパッチに対応する検知信号と、ＨＰセンサ５２により検知された当該トナーパッチが形成された中間転写ベルト５１の表面の位置とを対応付けて記憶する。トナーパッチに対応する検知信号は測定用画像からの反射光の強度に応じた第２信号の一例である。光量補正部８１は、トナーパッチが形成された状態の中間転写ベルト５１を光センサ６０が測定した場合に光センサ６０から出力された検知信号を、下地プロファイルに基づいて補正する。そして、濃度調整部８２は、補正された検知信号からトナーパッチの濃度を決定し、トナーパッチの濃度が目標濃度となるように画像形成条件（階調補正条件）を更新する。ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１において２つのトナー画像の間のトナーが形成されていない領域（紙間）に対応する検知信号を統合して下地プロファイルを作成する。そのため、画像形成の中断時間が減少し、トナー濃度調整に伴うダウンタイムが削減される。なお、光量補正部８１および濃度調整部８２は、画像形成手段に、像担持体に測定用画像を形成させ、出力手段により測定用画像からの反射光の強度に応じた第２信号と、生成手段により生成された補正データとに基づいて、階調補正条件を更新する更新手段の一例である。
【００４５】
とりわけ、作成部８０は、プリンタ部１０が複数のトナー画像を連続して形成している間に複数の紙間に対応する検知信号を統合して下地プロファイルを作成する。これよって、トナー濃度調整を実行する前に中間転写ベルト５１を１回転以上空回転させる必要がないので、トナー濃度調整が完了するまでのダウンタイムを低減できる。
【００４６】
作成部８０は、複数の紙間のうち同一の位置について重複して複数の検知信号を取得したときは、当該位置についてはより新しい検知信号でもって下地プロファイルを作成する。これにより、下地プロファイルを最新の状態に維持することが可能となり、光センサ６０によるトナー濃度の測定精度が向上する。
【００４７】
作成部８０は、複数の紙間に対応する検知信号のうち同一の位置について検知信号を取得した場合には、当該位置については前回の検知信号と今回の検知信号との平均値でもって下地プロファイルを作成してもよい。短時間に同一の位置について重複して複数の検知信号が取得されることがある。この場合、作成部８０は、同一の位置に関する前回の検知信号と今回の検知信号とを平均化することで、ノイズの影響を減らすことが可能となろう。なお、平均値は重みづけ平均値であってもよい。たとえば、今回の検知信号に掛け算される補正係数は前回の検知信号に掛け算される補正係数よりも大きい値に設定される。
【００４８】
ＣＰＵ２０１は、中間転写ベルト５１上の表面の各位置について、ＨＰマーク５３の位置からの距離として管理してもよい。また、ＣＰＵ２０１は、表面の各位置についてＨＰマーク５３の位置を基準とした中間転写ベルト５１の回転移動量ｘとして管理してもよい。さらに、ＣＰＵ２０１は、表面の各位置について、ＨＰセンサ５２がＨＰマーク５３を検知したタイミングからの経過時間として管理してもよい。
【００４９】
中間転写ベルト５１の周長ｘｂは、中間転写ベルト５１に形成されたトナー画像を転写される記録媒体の長さであって記録媒体の搬送方向における長さＬと、中間転写ベルト５１の表面の移動方向における紙間の長さＰｓとの和Ｓの整数倍とは異なっている（Ｓ＝Ｌ＋Ｐｓ）。もし、周長ｘｂが和Ｓの整数倍になっていると連続プリント中に発生する紙間はいずれも同じ表面位置になってしまう。なお、周長ｘｂがこの和Ｓにさらに紙間の長さＰｓを足したものとなっていれば、効率よく、プロファイルを作成することができる。このような関係が成立すると、中間転写ベルト５１を一回転させるごとに紙間の位置は長さＰｓだけずれるためである。
【００５０】
記録媒体の長さＬは、定形サイズの記録媒体であって、複数の異なる定形サイズの記録媒体のうち最も多く使用される定形サイズの記録媒体の長さであってもよい。たとえば、Ａ４サイズの記録媒体の長さが基準とされる。なお、さらに、記録媒体が横送りされるのか、それとも縦送りされるのかを基準としてもよい（Ａ４／Ａ４Ｒ）。なお、横送りとは、記録媒体の長辺と短辺とのうち、短辺が記録媒体の搬送方向と並行になることをいう。
【００５１】
ＣＰＵ２０１は、トナー画像の形成数を計測する計測部８３と、計測部８３によるトナー画像の形成数が所定の閾値を超えたかどうかを判定する判定部８４とをさらに有してもよい。濃度調整部８２は、トナー画像の形成数が所定の閾値を超えると、光量補正部８１により補正された反射光の強度を用いて中間転写ベルト５１に形成されるトナー画像の濃度を調整する。中間転写ベルト５１の表面状態はトナー画像の形成数と相関する。よって、濃度調整が必要となる条件は概ね予想可能であり、閾値もシミュレーションや実験により容易に定めることができる。
【００５２】
中間転写ベルト５１は無端状ベルトであり、ＨＰマーク５３は無端状ベルトの内周面に設けられていてもよい。これにより、中間転写ベルト５１の画像形成面にＨＰマーク５３を配置する必要がなくなる。中間転写ベルト５１の外周面（画像形成面）にはＨＰマーク５３を配置するスペースが少なく、配置の自由度が少ない。また、ＨＰマーク５３がトナーによって汚れてしまい、ＨＰセンサ５２の検知精度が低下しうる。よって、ＨＰマーク５３を内周面に設けることで、配置の自由度が増し、検知精度も向上しよう。なお、ＨＰマーク５３は、光学的または磁気的に検知される位置検知部材であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１...感光体ドラム、４０...プリンタ制御部、５１...中間転写ベルト、５２...ＨＰセンサ、５３...ＨＰマーク、６０...光センサ
【図８】
2016206351.tif 000003
【図１】
2016206351.tif 000004
【図２】
2016206351.tif 000005
【図３】
2016206351.tif 000006
【図４】
2016206351.tif 000007
【図５】
2016206351.tif 000008
【図６】
2016206351.tif 000009
【図７】
2016206351.tif 000010
【図９】
2016206351.tif 000011
【図１０】
2016206351.tif 000012
【図１１】
2016206351.tif 000013