画像形成装置
【課題】トナーパッチの検知処理の処理効率の向上、必要とする記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成する。
【解決手段】トナーパッチ作成手段と、トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段とを備え、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及びトナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出するとともに、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らす。
【解決手段】トナーパッチ作成手段と、トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段とを備え、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及びトナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出するとともに、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らす。
【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。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、感光体及び中間転写ベルト等の像担持体上に濃度検知用トナーパッチ（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）を作成し、そのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルを変更（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）をする技術が確立されている。
【０００３】
トナーパッチ濃度の光学的検知手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサが一般的に用いられる。このセンサを用いたトナーパッチ濃度検知方法としては、像胆持体にトナーパッチを作成し始めたタイミングなど任意のトリガタイミングを基準にし、装置のメカレイアウトを元に、トナーパッチがセンサに到達する時間及びパッチがセンサ上を通過し終わる時間を算出し、そのタイミングに合わせて検知を行う方法が知られている。
【０００４】
トナー濃度調整の技術においては、近年の画像形成装置の高速化や省エネ需要の高まり等により、高速線速での実現、省時間、省トナーでの実現が求められているが、今までの技術では（１）高速線速への対応、（２）トナー消費削減及びトナー濃度調整時間短縮のため、より短いトナーパッチの作成、（３）感光体や中間転写ベルトの経時劣化や周辺環境の変化による特性の変化、といった要因により、感光体ドラム軸のぶれ、中間転写ベルトの伸縮、ソフトウェア処理時間誤差等が大きくなった場合に、検知範囲がトナーパッチから大きく前後にずれてしまい、トナーパッチ濃度を正確に表すことができず、結果として濃度調整ができないもしくは調整精度が落ちてしまうという問題があった。
【０００５】
このような問題があることから、例えば特許文献１では、トナー濃度調整のために発生するダウンタイムの低減のためや、トナー濃度調整においてトナーを多く消費することによって発生するクリーニング不良の防止のために、短いトナーパッチを用いたトナー濃度調整を行う場合でも、その精度を維持することを目的として、予め検知したトナーパッチ濃度を用いて当該トナーパッチ濃度を算出する構成が提案されている。
【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、特許文献１に開示の技術は、検知範囲がトナーパッチから大きく前後にずれが発生した場合にも、トナーパッチ濃度及びそれを使用するトナー濃度調整の精度を保つようにしたものであるが、（１）地肌部分の余計な部分も検知処理を行うため処理効率の低下、（２）全トナーパッチを検知してから予測するため、そのデータをＲＡＭに保持する必要があり、ＲＡＭ容量の増加、（３）全トナーパッチを検知してから予測するため、トナー濃度調整時間の増加、といった問題は解消できていない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像形成性装置のトナー濃度調整処理において、トナーパッチの検知処理の処理効率の向上、必要とする記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、前記検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らすように制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、前記像担持体上に形成された傷を検知し、前記トナーパッチ作成手段により、前記傷が検知された箇所を避けるようにトナーパッチを作成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、前記検知手段による検知結果から得られる前記トナーパッチのトナーパッチ長を元に像担持体の駆動誤差を検出し、該駆動誤差をトナーパッチ濃度算出に反映させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーパッチ濃度検知結果から検知範囲のずれ量を予測し、ずれ量が少なかった場合には、検知回数を削減するようにしたので、トナーパッチの検知処理における処理効率の向上、必要な記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態の画像形成装置のハードウェア構成について説明する図である。
【図２】図２は、本実施形態の画像形成装置のソフトウェア構成について説明する図である。
【図３】図３は、タンデムタイプの画像形成装置における画像形成およびトナー濃度検知に係る機構構成について説明する図である。
【図４】図４は、トナーパッチ濃度検知のタイミングについて説明する図である。
【図５】図５は、トナーパッチ濃度検知のタイミングのずれについて説明する図である。
【図６】図６は、トナーパッチのパターンについて説明する図である。
【図７】図７は、従来のトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【図８】図８は、従来技術において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【図９】図９は、従来技術において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【図１０】図１０は、本実施形態において特徴的なトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【図１１】図１１は、本実施形態において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施形態において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【図１３−１】図１３−１は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。
【図１３−２】図１３−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−１】図１４−１は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−２】図１４−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−３】図１４−３は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−４】図１４−４は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１５】図１５は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第３の濃度算出方法について説明する図である。
【図１６】図１６は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第４の濃度算出方法について説明する図である。
【図１７】図１７は、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図１８】図１８は、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法および後述の第３の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１７に傷判定を付加したトナーパッチ濃度の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１８に傷判定を付加したトナーパッチ濃度の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図２１】図２１は、ずれ量を測定する処理について説明するフローチャートである。
【図２２】図２２は、ずれ量に基づくトナーパッチ検知方式の切替処理について説明するフローチャートである。
【図２３】図２３は、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する場合について説明する図である。
【図２４】図２４は、ずれ量に基づいてサンプリング数を削減する処理（別法）について説明する図である。
【図２５】図２５は、検知範囲の後端方向の検知回数の削減について説明する図である。
【図２６】図２６は、検知範囲の先端方向の検知回数の削減について説明する図である。
【図２７】図２７は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数を削減する処理について説明するフローチャートである。
【図２８】図２８は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数の削減をする場合について説明する図である。
【図２９】図２９は、中間転写ベルト１５の傷がある場合について説明する図である。
【図３０】図３０は、本実施例において、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明する図である。
【図３１】図３１は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図３２】図３２は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図３３】図３３は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差（駆動誤差）を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【図３４】図３４は、上記線速誤差検出及び検出された線速誤差に応じてトナーパッチ算出方法の補正のためのパラメータ算出の具体例を示すフローチャートである。
【図３５】図３５は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の画像形成装置のハードウェア構成について説明する図である。
【００１５】
画像形成装置１は、本実施形態に係る主要部として、中央演算装置１１、記憶装置１２、タイマー１３、センサ１４、中間転写ベルト１５、帯電器１６、露光器１７、現像器１８、および感光体１９を備える。中央演算装置１１は、装置全体の制御を司り、その制御プログラムや各種処理の際生成されたデータ等は記憶装置１２に記憶される。タイマー１３は計時機能を有するデバイスであり、各種タイミングを計るために使用される。センサ１４は、各種センサからなり、例えば、用紙の位置を検出したり、トナーパッチ濃度を検出したりする。感光体１９は、画像形成に際し、その外周面が帯電器１６により一様に帯電された後、露光器１７からの画像に対応したレーザ光により露光されて、静電潜像が形成される。その後、現像器１８により感光体１９上にトナー像が形成され、中間転写ベルト１５にこのトナー像が転写される。中間転写ベルト１５上のトナー像は印刷用紙に転写されて、図示しない定着器により定着される。
【００１６】
図２は、本実施形態の画像形成装置のソフトウェア構成について説明する図である。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置１における主なソフトウェア構成として、図２に示すように、ずれ量制御部２１、トナー濃度調整制御部２２、タイマー計測部２３、不揮発性記憶領域管理部２４、感光体制御部と帯電・露光・現像制御部と中間転写ベルト制御部とを含む作像制御部２５、センサ検知制御部２６、および中央演算制御部２７が含まれる。ずれ量制御部２１は、トナー能動調整機能を有するトナー濃度調整制御部２２によるトナーパッチを用いたトナー濃度検出の結果から、ずれ量を算出し、このずれ量を記憶装置１２の不揮発性記憶領域に不揮発性記憶領域管理部２４を介して保存する。また、ずれ量制御部２１は、算出したずれ量に基づいて、計測範囲を変更する。なお、このずれ量制御部２１は、トナー濃度調整制御部２２の一機能としてトナー濃度調整制御部２２に含める構成としてもよい。タイマー計測部２３は、タイマー１３の計時機能を利用して各種タイミングを計る。不揮発性記憶領域管理部２４は、記憶装置１２の不揮発性記憶領域を管理し、作像制御部２５は、中間転写ベルト１５、帯電器１６、露光器１７、現像器１８、および感光体１９を制御して指定された画像やトナーパッチ等の画像形成を実施する。センサ検知制御部２６は、濃度検知センサを含むセンサ１４を制御するとともに、センサ１４から取得される検知結果を必要とする各制御部に与える。中央演算制御部２７は、所定の演算処理を行う。
【００１８】
図３は、タンデムタイプの画像形成装置における画像形成およびトナー濃度検知に係る機構構成について説明する図である。
【００１９】
感光体１９に対して、帯電器１６および露光器１７によって静電潜像が形成され、現像器１８によって感光体１９の外周面にトナーが付着され、トナー画像が形成される。さらに感光体１９から中間転写ベルト１５にトナーが転写される。中間転写ベルト１５は、回転駆動される駆動ローラ３１とテンションローラ３２とに巻回されたエンドレスのベルトであり、図示しない駆動モータにより回転駆動される。中間転写ベルト１５上の画像が移動し、濃度検知センサ１４ａの位置に到達すると、濃度検知センサ１４ａが、中間転写ベルト１５に付着したトナー濃度を検知する。
【００２０】
図４は、トナーパッチ濃度検知のタイミングについて説明する図である。
【００２１】
感光体１９に対して、帯電器１６および露光器１７によってトナーパッチの静電潜像が作られ、現像器１８によって感光体１９の外周面の一部にトナーが付着され、トナーパッチが形成される。さらに感光体１９から中間転写ベルト１５にトナーパッチが転写される。中間転写ベルト１５上のトナーパッチの画像が移動し、濃度検知センサ１４ａの位置に到達すると、濃度検知センサ１４ａが、中間転写ベルト１５に付着したトナーパッチ濃度を検知する。この時のセンサ検知のタイミングは、例えばＫトナーパッチの帯電のタイミングを基準とした場合、そこから濃度検知センサ１４ａまでの感光体１９と中間転写ベルト１５の距離（理論値）と線速とからトナーパッチの画像が濃度検知センサ１４ａの位置に到達するタイミングを算出し、そのタイミングで濃度検知センサ１４ａで検知をするようにする。
【００２２】
図５は、トナーパッチ濃度検知のタイミングのずれについて説明する図である。
【００２３】
経時劣化や環境変動等により中間転写ベルト１５が伸びた場合、Ｋトナーパッチの帯電から濃度検知センサ１４ａまでの距離も伸びることになる。このため、図５に示すように、理論値で算出したタイミングと実際タイミングがずれる。
【００２４】
図６は、トナーパッチのパターンについて説明する図である。
【００２５】
例えば、濃度の異なるトナーパッチを５段階で作成する場合、図６に示すように、Ｋ：１（１→５に向かってトナー濃度が濃い）を先頭に、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各トナー色×５パッチのパターンとなる。
【００２６】
図７は、従来のトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【００２７】
図４で説明した中間転写ベルト１５上のトナーパッチが到達する時間（理論値）と、１トナーパッチが通過する時間を算出し、濃度検知センサ１４ａにより、パッチ毎にトナーパッチ全体の先頭から後尾までの検知を行う。
【００２８】
図８は、従来技術において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【００２９】
例えば、１トナーパッチに対してパッチを捕らえる検知ポイントを１９ポイントとした場合、検知した濃度分布は図８のようになる。ここでトナーパッチの濃度算出方法としては、１９ポイントの中心ポイントである１０ポイント目と前後４ポイントの平均を算出し、当該トナーパッチの濃度とする方法がとられる。
【００３０】
図９は、従来技術において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【００３１】
例えば、中間転写ベルト１５が伸び、トナーパッチの濃度検知センサ１４ａの位置までの到達タイミングが遅れた場合、トナーパッチが到達するよりも早く検知を開始するため、濃度分布は図９のようになる。その場合、１９ポイントの中心ポイントである１０ポイント目と前後４ポイントの平均を算出しても、本来のトナーパッチの濃度が得られない。また、ずれを考慮して検知範囲にバッファを加え、トナーパッチを検出できた場合でも、上記の濃度算出方法では本来のトナーパッチ濃度は得られない。
【００３２】
図１０は、本実施形態において特徴的なトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【００３３】
本実施形態では、トナーパッチの先頭が到達する時間と全トナーパッチが通過する時間を算出し、上述の従来の方法と異なり、トナーパッチ全体の先頭から後尾までの検知を行う。
【００３４】
図１１は、本実施形態において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【００３５】
例えば、図１１（Ａ）に示すように、全トナーパッチに対してパッチを捕らえる検知ポイントを５００ポイントとした場合、検知した濃度分布は図１１（Ｂ）に示すようになる。なお、本実施形態におけるトナーパッチの濃度算出方法は後述にて説明する。
【００３６】
図１２は、本実施形態において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【００３７】
例えば中間転写ベルト１５が伸び、トナーパッチ到達タイミングが遅れた場合であっても（図１２（Ａ））、トナーパッチの濃度検知センサ１４ａの位置への到達よりも早く検知を開始するため、濃度分布は図１２（Ｂ）に示すように検知される。
【００３８】
図１３−１，図１３−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。ここでは、さらに図１７のフローチャートを参照し説明する。図１７は、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【００３９】
事前にトナーパッチの濃度分布を推測し、トナーパッチを特定するための閾値を決めておく。図１３−１に示すように、まず、Ｙ色の濃度分布の後端の抽出起点からデータを順に抽出し、閾値と比較することで、閾値以下となるポイントを抽出し（図１７：ステップＳ１０１）、Ｙ：パッチ５（Ｙ：Ｐａｔｃｈ：５）を特定する。この抽出ができた場合（図１７：ステップＳ１０２でＹｅｓ）、トナーパッチのパターン中心位置を算出する（図１７：ステップＳ１０３）。なお、あるトナー色について閾値以下となるポイントを抽出できなかった場合は（図１７：ステップＳ１０２でＮｏ）、他の１トナー色で本フローを再実施する（図１７：ステップＳ１０７）。
【００４０】
Ｙ：パッチ４〜１の特定は、パッチレイアウトを基に、先頭パッチに向ってＹ：パッチ５からパッチ間隔で決まる固定ピッチ分特定位置を移動させて算出することにより特定する（図１７：ステップＳ１０４）。他色：パッチ５についても、閾値以下となるポイントまでのＹ：パッチ５の抽出起点からのポイント数を適用し特定する（図１７：ステップＳ１０５）。そして、図１３−２に示すように、各トナーパッチのパターン中心位置の前後７ポイントの濃度値の平均を求め、その値を該当トナーパッチの濃度として算出する。
【００４１】
図１４−１〜図１４−４は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。ここでは、さらに図１８のフローチャートを参照し説明する。図１８は、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法および後述の第３の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【００４２】
図１４−１に示すように、色毎のトナー濃度特性および色毎の感光体特性（作像バイアス値）により、色毎にトナーパッチ濃度の濃度分布が異なり、また感光体速度差によりパッチ位置も異なるものとなる（図１４−２）。この点を加味して事前にトナーパッチの濃度分布を推測し、トナーパッチを特定するための閾値を決めておく（図１４−３）。なお、ここでトナー濃度は、トナーに一定光量を照射した時の反射光量とする。
【００４３】
図１４−４では、各色の濃度分布の後端の抽出起点からデータを順に抽出し、閾値と比較することで、閾値以下となるポイントを抽出し（図１８：ステップＳ２０１）、各色：パッチ５を特定する。この抽出ができた場合（図１８：ステップＳ２０２でＹｅｓ）、トナーパッチのパターン中心位置を算出する（図１８：ステップＳ２０４）。なお、図１５を用いて後述するように、エラーにより、あるトナー色について閾値以下となるポイントを抽出できなかった場合は（図１８：ステップＳ２０２でＮｏ）、他のトナー色について抽出されたポイントを適用（（１）１色を適用／（２）３色の平均を適用）して（図１８：ステップＳ２０６）、パターン中心位置を算出する（図１８：ステップＳ２０４）。各色：パッチ４〜１の特定は、パッチレイアウトを基に、先頭パッチに向って各色：パッチ５からパッチ間隔で決まる固定ピッチ分特定位置を移動させて算出することにより特定する（図１８：ステップＳ２０５）。
【００４４】
図１５は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第３の濃度算出方法について説明する図である。図１５は、特に、エラーによりある色（Ｙ）のパターン抽出に失敗した場合を例示している。
【００４５】
図１５の例では、Ｙ：パッチ５の特定に失敗した場合（図１８：ステップＳ２０２でＮｏ）、Ｙの代わりにＭ：５パッチの特定を行い、他色：パッチ５の特定は、閾値以下となるポイントまでのＭ：パッチ５の抽出起点からのポイント数を適用し特定する。また、Ｍ色の特性を平滑化するため、ＭＣＫのポイント数の平均（３色の平均）を用いて特定する場合もある（図１８：ステップＳ２０６）。
【００４６】
図１６は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第４の濃度算出方法について説明する図である。図１６は、特に、中間転写ベルト１５に傷がある場合を例示している。
【００４７】
事前にベルト傷の濃度分布を推測し、トナーパッチのエッジ間隔の閾値を決めておく。図１６（Ｂ）では、正常なエッジ間隔：１５ポイントに対し、エッジ間隔の閾値を１０ポイントとし、それ以下（図１６（Ａ）では３ポイント）であれば中間転写ベルト１５の傷とみなす。この傷判定を図１７のフローチャートに加えたものが図１９であり、図１８のフローチャートに加えたものが図２０である。いずれも共通する処理には同一の符号を附している。両フローチャートにおいて、閾値以下となるポイントが抽出されたか否かの判定（ステップＳ１０２／ステップＳ２０２）に続いて、傷判定を行うようにしており、傷判定でＯＫの場合（ステップＳ１１０／ステップＳ２１０でＹｅｓ）、前述したパターン中心位置の算出処理以降を行う。この傷判定でＯＫでない場合は（ステップＳ１１０／ステップＳ２１０でＮｏ）、最初に戻り、続く処理を再実行する。
【００４８】
図２１は、ずれ量を測定する処理について説明するフローチャートである。
【００４９】
ずれ量制御部２１は、トナー検知のためのサンプリングが開始されると、サンプリング数のカウントアップを開始する（ステップＳ３０１）。
【００５０】
サンプリング値が、トナーパッチ部の閾値以上になるまでサンプリング数をカウントアップさせる（この場合、ステップＳ３０２でＮｏと判定されステップＳ３０１が繰り返し実行される）。
【００５１】
サンプリング値が、上記閾値以上になったとき（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、事前に推測した地肌部分のサンプリング数と実測した地肌部分のサンプリング数を比較する（ステップＳ３０３）。
【００５２】
そして、ずれ量を決定する（ステップＳ３０４）。例えば、先端方向に５ポイント地肌部分を余計にサンプリングする場合に、実際のサンプリング数は３ポイントだった場合、２ポイント先端方向にずれていると判断することができる。また、本実施形態では、ずれ量は過去１０回実施した測定結果の平均値を用いるとする。なお、本処理では、サンプリング開始時にずれ量測定をしているが、全サンプリング終了後のデータからずれ量測定をしても良い。
【００５３】
図２２は、ずれ量に基づくトナーパッチ検知方式の切替処理について説明するフローチャートである。
【００５４】
ずれ量制御部２１は、ずれ量の測定結果から制御方式を切り替える。図２２において、一定値ｄ１は一定値ｄ２より大きいものとする。
【００５５】
ずれ量制御部２１にて、ずれ量が一定値ｄ１より大きいと判断した場合に（ステップＳ４０１でＮｏ）、サンプリング数を元の初期値の範囲に戻す（ステップＳ４０２）。例えば、先端と後端の地肌部分のサンプリング数がそれぞれ初期値５ポイントに対し、現在それぞれ３ポイントであった場合、それぞれ初期値の５ポイントに戻す。一方、ずれ量が一定値ｄ１以下であると判断される場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ステップＳ４０３へ移行する。
【００５６】
ずれ量が一定値ｄ１以下で一定値ｄ２より大きい場合（すなわち、ステップＳ４０３でＮｏ）、サンプリング数はそのままにする（ステップＳ４０４）。一方、ずれ量が一定値ｄ２以下の場合は、サンプリング数を削減する（ステップＳ４０５）。
【００５７】
サンプリング数を削減する方式としては、地肌部分を検知範囲としないでトナーパッチ毎にサンプリングを行う方式を採用することができる。あるいは、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に、測定する地肌部分のサンプリング数を削減する方法を採用することもできる。例えば、サンプリング箇所の前後のサンプリング数を均等に例えば２ポイントずつ削減する方法を採用することができる。
【００５８】
図２３は、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する場合について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量「０」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（先端および後端において、地肌部分３ポイント余分にサンプリング）を示している。
【００５９】
この図２３を用いて、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する方式について説明する。ずれ量が、前述の一定値ｄ２以下であると判断される場合は（すなわち、ずれ量が「０」または無視できる場合は）、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する前後のサンプリング数を均等に削減する。
【００６０】
例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２３（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２３（Ｂ））、ずれ量が「０」と判断される。そして、１１回目のトナーパッチサンプリングからは、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を３ポイントとする（図２３（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９６ポイントのサンプリングに削減される。
【００６１】
図２４は、ずれ量に基づいてサンプリング数を削減する処理（別法）について説明する図である。この図を用いて、ずれ量制御部２１のサンプリング数削減の方法についてさらに説明する。
【００６２】
ずれ量が先端方向に現われている場合は（ステップＳ５０１でＹｅｓ）、後端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ５０２）。一方、ずれ量が後端方向に現われている場合は（ステップＳ５０１でＮｏ）、先端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ５０３）。
【００６３】
図２５は、検知範囲の後端方向の検知回数の削減について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量先「先端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（後端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００６４】
この図２５を用いて、後端方向のサンプリング数を削減する方法について説明する。ずれ量が先端方向に現われた場合、ずれ量制御部２１は、後端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２５（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２５（Ｂ））、ずれ量が先端方向に３ポイントあると判断される。これに応じて、１１回目からは、後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとする（図２５（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００６５】
図２６は、検知範囲の先端方向の検知回数の削減について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量「後端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（先端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００６６】
この図２６を用いて、先端方向のサンプリング数を削減する方法について説明する。ずれ量が後端方向に現われる場合は、先端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２６（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２６（Ｂ））、ずれ量が後端方向に３ポイントあると判断される。これに応じて、１１回目からは、先端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとする（図２５（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００６７】
図２７は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数を削減する処理について説明するフローチャートである。この図２７を用いて、ずれ量制御部２１によるサンプリング数削減の方法について説明する。
【００６８】
図２７の例は、先端にずれ量が現われ、後端方向のサンプリング数を削減する場合の例である。ステップＳ３０３までは、図２１に示すフローチャートと同様である。図２１では、そのステップＳ３０４でずれ量を決定しているが、本例では、ステップＳ３０４’にて、先端のずれ量を決定している。
【００６９】
現在計測中にずれ量が先端方向にあると判断される場合は（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、現在計測中であるサンプリングに対して後端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ３０６）。先端のずれ量がない場合（あるいは無視できる場合）は（ステップＳ３０５でＮｏ）、サンプリング数は変更せず終了する。
【００７０】
図２８は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数の削減をする場合について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、現在検知中のトナーパッチ検知サンプリング位置（ずれ量「先端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回検知するトナーパッチ検知サンプリング位置（後端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００７１】
この図２８を用いて、サンプリング数削減の方法についてさらに説明する。ずれ量制御部２１は、ずれ量が先端方向にあると判断した場合は、現在計測中であるサンプリングに対して後端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２８（Ａ））、現在検知中のサンプリングから、ずれ量が先端方向に３ポイントあると判断される（図２８（Ｂ））。これに応じて、現在の計測中のサンプリングにおいて、先端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとし、後端側も２ポイントとする（図２８（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００７２】
本実施形態では、トナーパッチ濃度検知結果から検知範囲のずれ量を予測し、ずれ量が少なかった場合には、検知回数を削減するようにしたので、トナーパッチの検知処理における処理効率の向上、必要な記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することができる。
【００７３】
（その他の実施例１）
中間転写ベルト１５に傷があった場合は、その傷がトナーパッチを形成していない箇所にある場合、取得できる反射光量はかなり低くなる。また、トナーパッチを形成した箇所から取得できる反射光量も同等である。そのため、傷をトナーパッチとして誤検知する可能性があった。もちろん傷の上にトナーパッチが形成された場合においても、正確なトナー濃度を取得することができない。
【００７４】
図２９は、中間転写ベルト１５の傷がある場合ついて説明する図である。なお、特定座標におけるトナーパッチがない状態でのベルトの地肌濃度は取得できているものとする。例えば、図２９（Ａ）に示す傷があった場合、図２９（Ｂ）に示すような濃度分布が得られる。従って、図２９（Ｂ）に示す濃度分布を考慮して、傷の位置を特定することができる。この傷の位置は、濃度調整のたびに中間転写ベルト１５を一周回して傷の位置を再取得するようにしてもよいし、前のトナー濃度調整時に取得した傷の位置を用いるようにしてもよい。
【００７５】
図３０は、本実施例において、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明する図である。
【００７６】
中間転写ベルト１５上にトナーパッチを形成する際、どのタイミングでトナーパッチを形成するかは適宜決めることができる。図３０の例では、トナーパッチ形成スタートタイミング位置からａ［ｍｍ］の箇所からｂ［ｍｍ］迄、ｃ［ｍｍ］からｄ［ｍｍ］迄、ｅ［ｍｍ］からｆ［ｍｍ］迄の範囲にトナーパッチを形成している。そして、トナーパッチの位置に傷があるか否かについては、先に特定された傷座標と比較して決まる。
【００７７】
仮に、上記ａ〜ｂ，ｃ〜ｄ，ｅ〜ｆの間に傷があった場合はスタートタイミングをずらす、つまりは遅らせることで傷とトナーパッチが重なることがないように制御することが可能である。例えば、傷とトナーパッチが重複していた場合は、トナーパッチを後ろに１ｍｍずらして確認、１ｍｍ前に進めて確認、といった具合に、前後５ｍｍほど検索を行い、どの程度ずらすかを決定する。
【００７８】
図３１は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【００７９】
図３１に示すように、まず、トナーパッチ形成スタートタイミングか否か判定し、スタートタイミングである場合（ステップＳ６０１でＹｅｓ）、トナーパッチと傷の位置が重複するか判定する（ステップＳ６０２）。
【００８０】
トナーパッチと傷の位置が重複する場合（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、上記のように前後５ｍｍほど検索を行い、トナーパッチと傷が重複しない位置を判定し特定する（ステップＳ６０３）。
【００８１】
トナーパッチ形成スタートタイミングでない場合（ステップＳ６０１でＮｏ）や、トナーパッチ形成スタートタイミングであっても、トナーパッチと傷が重複しない場合（ステップＳ６０２でＮｏ）は、特に何も行わない。
【００８２】
なお、図３１に示したフローで制御しても、トナーパッチが傷と重複してしまう場合は、パッチレイアウトそのものを変えることも可能である。具体的にはａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのパラメータを変更することで傷の位置を避けるようにする。基本的には本制御で傷を避けることができると予想されるが、余りに傷が多い場合は傷を避けられないこともある。さらに、傷を避けても、十分な領域にトナーパッチを形成できない場合は、濃度調整ができないため、異常であるとして、画像形成装置１自体を停止させる。
【００８３】
具体的な処理の流れを、図３２のフローチャートに示す。図３２は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。同図において、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３までは図３１と同様である。
【００８４】
図３２のステップＳ６０４で、トナーパッチと傷の位置が重複しない位置が見つかったか判定をし、見つかっている場合は（Ｙｅｓの判定）そのまま終了し、見つかっていない場合（Ｎｏの判定）は、トナーパッチのパターンのパラメータを変更して、傷の位置と重複しない位置を決める処理を行う（ステップＳ６０５）。
【００８５】
ステップＳ６０５の処理でトナーパッチと傷の位置が重複しない位置がみつかった場合（ステップＳ６０６でＹｅｓ）、トナーパッチを十分に形成できるか判断をし、十分に形成できる場合は（ステップＳ６０７でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ６０５の処理でトナーパッチと傷の位置が重複しない位置がみつからない場合（ステップＳ６０６でＮｏ）、または、トナーパッチが十分に形成できないと判定される場合（ステップＳ６０７でＮｏ）、マシンを異常停止させるか判断をして、所定の条件の元、異常停止させると決定された場合は（ステップＳ６０８でＹｅｓ）、異常として、マシン停止させる（ステップＳ６０９）。異常停止させない場合は（ステップＳ６０８でＮｏ）、そのまま終了する。
【００８７】
本実施例では、中間転写ベルト１５に傷があった場合でも、正確なトナー濃度を取得することができるようになる。
【００８８】
（その他の実施例２）
図３３は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差（駆動誤差）を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【００８９】
従来のトナーパッチ濃度算出を実施する直前に線速誤差を検出し（ステップＳ７０１）、検出された線速誤差に応じてトナーパッチ濃度算出方法の補正のためのパラメータ算出（ステップＳ７０２）を行っておくことにより、トナーパッチ濃度算出開始（ステップＳ７０３）の際、このトナーパッチ濃度算出に線速誤差を考慮したフィードバックをかけることができる。
【００９０】
図３４は、上記線速誤差検出及び検出された線速誤差に応じてトナーパッチ算出方法の補正のためのパラメータ算出の具体例を示すフローチャートである。
【００９１】
図３４の例では、１トナー色において、図１４−３〜図１６で示された閾値を元に、閾値を下回ったポイントを抽出し（ステップＳ８０１）、そのポイント数を予め設定された値と比較することにより、線速アップ／ダウン／不変を判断し、結果に応じてトナーパッチ濃度算出に用いる閾値の値を調整した上でトナーパッチ濃度算出を開始する。
【００９２】
ポイント数が第１の規定範囲未満でない場合（ステップＳ８０２でＮｏ）、線速ダウンとして閾値を補正し（ステップＳ８０４）、ポイント数が第１の規定範囲未満（ステップＳ８０２でＹｅｓ）かつ第２の規定範囲以上である（ステップＳ８０３でＹｅｓ）場合、線速アップとして閾値を補正する（ステップＳ８０５）。ポイント数が第２の規定範囲未満（ステップＳ８０３でＮｏ）の場合は、補正なしとする。なお、この補正は、例えば、予め設定された値とのポイント数差分に、一定の係数を乗算した値を閾値から増減させるような形で実現される。
【００９３】
図３５は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【００９４】
図３３と異なる点は、ステップＳ７０１で検出された線速誤差に応じて、ステップＳ７０２’にて、トナーパッチ濃度分布予測値に補正演算を行っておくことにより、トナーパッチ算出に線速誤差を考慮したフィードバックをかけるようにした点である。
【００９５】
本実施例では、さらに、線速誤差を考慮したトナーパッチ濃度算出を実施することができる。
【００９６】
以上、本発明に係る実施形態ならびに諸実施例について説明した。なお、本発明に係る画像形成装置としては、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機のほか、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の単機能の画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 画像形成装置
１１ 中央演算装置
１２ 記憶装置
１３ タイマー
１４ センサ
１４ａ 濃度検知センサ
１５ 中間転写ベルト
１６ 帯電器
１７ 露光器
１８ 現像器
１９ 感光体
２１ ずれ量制御部
２２ トナー濃度調整制御部
２３ タイマー計測部
２４ 不揮発性記憶領域管理部
２５ 作像制御部
２６ センサ検知制御部
２７ 中央演算制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００５−１４８６３６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、感光体及び中間転写ベルト等の像担持体上に濃度検知用トナーパッチ（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）を作成し、そのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルを変更（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）をする技術が確立されている。
【０００３】
トナーパッチ濃度の光学的検知手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサが一般的に用いられる。このセンサを用いたトナーパッチ濃度検知方法としては、像胆持体にトナーパッチを作成し始めたタイミングなど任意のトリガタイミングを基準にし、装置のメカレイアウトを元に、トナーパッチがセンサに到達する時間及びパッチがセンサ上を通過し終わる時間を算出し、そのタイミングに合わせて検知を行う方法が知られている。
【０００４】
トナー濃度調整の技術においては、近年の画像形成装置の高速化や省エネ需要の高まり等により、高速線速での実現、省時間、省トナーでの実現が求められているが、今までの技術では（１）高速線速への対応、（２）トナー消費削減及びトナー濃度調整時間短縮のため、より短いトナーパッチの作成、（３）感光体や中間転写ベルトの経時劣化や周辺環境の変化による特性の変化、といった要因により、感光体ドラム軸のぶれ、中間転写ベルトの伸縮、ソフトウェア処理時間誤差等が大きくなった場合に、検知範囲がトナーパッチから大きく前後にずれてしまい、トナーパッチ濃度を正確に表すことができず、結果として濃度調整ができないもしくは調整精度が落ちてしまうという問題があった。
【０００５】
このような問題があることから、例えば特許文献１では、トナー濃度調整のために発生するダウンタイムの低減のためや、トナー濃度調整においてトナーを多く消費することによって発生するクリーニング不良の防止のために、短いトナーパッチを用いたトナー濃度調整を行う場合でも、その精度を維持することを目的として、予め検知したトナーパッチ濃度を用いて当該トナーパッチ濃度を算出する構成が提案されている。
【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、特許文献１に開示の技術は、検知範囲がトナーパッチから大きく前後にずれが発生した場合にも、トナーパッチ濃度及びそれを使用するトナー濃度調整の精度を保つようにしたものであるが、（１）地肌部分の余計な部分も検知処理を行うため処理効率の低下、（２）全トナーパッチを検知してから予測するため、そのデータをＲＡＭに保持する必要があり、ＲＡＭ容量の増加、（３）全トナーパッチを検知してから予測するため、トナー濃度調整時間の増加、といった問題は解消できていない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像形成性装置のトナー濃度調整処理において、トナーパッチの検知処理の処理効率の向上、必要とする記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、前記検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らすように制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、前記像担持体上に形成された傷を検知し、前記トナーパッチ作成手段により、前記傷が検知された箇所を避けるようにトナーパッチを作成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、前記トナー濃度調整手段により、トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、前記検知手段による検知結果から得られる前記トナーパッチのトナーパッチ長を元に像担持体の駆動誤差を検出し、該駆動誤差をトナーパッチ濃度算出に反映させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーパッチ濃度検知結果から検知範囲のずれ量を予測し、ずれ量が少なかった場合には、検知回数を削減するようにしたので、トナーパッチの検知処理における処理効率の向上、必要な記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態の画像形成装置のハードウェア構成について説明する図である。
【図２】図２は、本実施形態の画像形成装置のソフトウェア構成について説明する図である。
【図３】図３は、タンデムタイプの画像形成装置における画像形成およびトナー濃度検知に係る機構構成について説明する図である。
【図４】図４は、トナーパッチ濃度検知のタイミングについて説明する図である。
【図５】図５は、トナーパッチ濃度検知のタイミングのずれについて説明する図である。
【図６】図６は、トナーパッチのパターンについて説明する図である。
【図７】図７は、従来のトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【図８】図８は、従来技術において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【図９】図９は、従来技術において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【図１０】図１０は、本実施形態において特徴的なトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【図１１】図１１は、本実施形態において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施形態において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【図１３−１】図１３−１は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。
【図１３−２】図１３−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−１】図１４−１は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−２】図１４−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−３】図１４−３は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１４−４】図１４−４は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。
【図１５】図１５は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第３の濃度算出方法について説明する図である。
【図１６】図１６は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第４の濃度算出方法について説明する図である。
【図１７】図１７は、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図１８】図１８は、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法および後述の第３の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１７に傷判定を付加したトナーパッチ濃度の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１８に傷判定を付加したトナーパッチ濃度の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【図２１】図２１は、ずれ量を測定する処理について説明するフローチャートである。
【図２２】図２２は、ずれ量に基づくトナーパッチ検知方式の切替処理について説明するフローチャートである。
【図２３】図２３は、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する場合について説明する図である。
【図２４】図２４は、ずれ量に基づいてサンプリング数を削減する処理（別法）について説明する図である。
【図２５】図２５は、検知範囲の後端方向の検知回数の削減について説明する図である。
【図２６】図２６は、検知範囲の先端方向の検知回数の削減について説明する図である。
【図２７】図２７は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数を削減する処理について説明するフローチャートである。
【図２８】図２８は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数の削減をする場合について説明する図である。
【図２９】図２９は、中間転写ベルト１５の傷がある場合について説明する図である。
【図３０】図３０は、本実施例において、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明する図である。
【図３１】図３１は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図３２】図３２は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図３３】図３３は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差（駆動誤差）を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【図３４】図３４は、上記線速誤差検出及び検出された線速誤差に応じてトナーパッチ算出方法の補正のためのパラメータ算出の具体例を示すフローチャートである。
【図３５】図３５は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の画像形成装置のハードウェア構成について説明する図である。
【００１５】
画像形成装置１は、本実施形態に係る主要部として、中央演算装置１１、記憶装置１２、タイマー１３、センサ１４、中間転写ベルト１５、帯電器１６、露光器１７、現像器１８、および感光体１９を備える。中央演算装置１１は、装置全体の制御を司り、その制御プログラムや各種処理の際生成されたデータ等は記憶装置１２に記憶される。タイマー１３は計時機能を有するデバイスであり、各種タイミングを計るために使用される。センサ１４は、各種センサからなり、例えば、用紙の位置を検出したり、トナーパッチ濃度を検出したりする。感光体１９は、画像形成に際し、その外周面が帯電器１６により一様に帯電された後、露光器１７からの画像に対応したレーザ光により露光されて、静電潜像が形成される。その後、現像器１８により感光体１９上にトナー像が形成され、中間転写ベルト１５にこのトナー像が転写される。中間転写ベルト１５上のトナー像は印刷用紙に転写されて、図示しない定着器により定着される。
【００１６】
図２は、本実施形態の画像形成装置のソフトウェア構成について説明する図である。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置１における主なソフトウェア構成として、図２に示すように、ずれ量制御部２１、トナー濃度調整制御部２２、タイマー計測部２３、不揮発性記憶領域管理部２４、感光体制御部と帯電・露光・現像制御部と中間転写ベルト制御部とを含む作像制御部２５、センサ検知制御部２６、および中央演算制御部２７が含まれる。ずれ量制御部２１は、トナー能動調整機能を有するトナー濃度調整制御部２２によるトナーパッチを用いたトナー濃度検出の結果から、ずれ量を算出し、このずれ量を記憶装置１２の不揮発性記憶領域に不揮発性記憶領域管理部２４を介して保存する。また、ずれ量制御部２１は、算出したずれ量に基づいて、計測範囲を変更する。なお、このずれ量制御部２１は、トナー濃度調整制御部２２の一機能としてトナー濃度調整制御部２２に含める構成としてもよい。タイマー計測部２３は、タイマー１３の計時機能を利用して各種タイミングを計る。不揮発性記憶領域管理部２４は、記憶装置１２の不揮発性記憶領域を管理し、作像制御部２５は、中間転写ベルト１５、帯電器１６、露光器１７、現像器１８、および感光体１９を制御して指定された画像やトナーパッチ等の画像形成を実施する。センサ検知制御部２６は、濃度検知センサを含むセンサ１４を制御するとともに、センサ１４から取得される検知結果を必要とする各制御部に与える。中央演算制御部２７は、所定の演算処理を行う。
【００１８】
図３は、タンデムタイプの画像形成装置における画像形成およびトナー濃度検知に係る機構構成について説明する図である。
【００１９】
感光体１９に対して、帯電器１６および露光器１７によって静電潜像が形成され、現像器１８によって感光体１９の外周面にトナーが付着され、トナー画像が形成される。さらに感光体１９から中間転写ベルト１５にトナーが転写される。中間転写ベルト１５は、回転駆動される駆動ローラ３１とテンションローラ３２とに巻回されたエンドレスのベルトであり、図示しない駆動モータにより回転駆動される。中間転写ベルト１５上の画像が移動し、濃度検知センサ１４ａの位置に到達すると、濃度検知センサ１４ａが、中間転写ベルト１５に付着したトナー濃度を検知する。
【００２０】
図４は、トナーパッチ濃度検知のタイミングについて説明する図である。
【００２１】
感光体１９に対して、帯電器１６および露光器１７によってトナーパッチの静電潜像が作られ、現像器１８によって感光体１９の外周面の一部にトナーが付着され、トナーパッチが形成される。さらに感光体１９から中間転写ベルト１５にトナーパッチが転写される。中間転写ベルト１５上のトナーパッチの画像が移動し、濃度検知センサ１４ａの位置に到達すると、濃度検知センサ１４ａが、中間転写ベルト１５に付着したトナーパッチ濃度を検知する。この時のセンサ検知のタイミングは、例えばＫトナーパッチの帯電のタイミングを基準とした場合、そこから濃度検知センサ１４ａまでの感光体１９と中間転写ベルト１５の距離（理論値）と線速とからトナーパッチの画像が濃度検知センサ１４ａの位置に到達するタイミングを算出し、そのタイミングで濃度検知センサ１４ａで検知をするようにする。
【００２２】
図５は、トナーパッチ濃度検知のタイミングのずれについて説明する図である。
【００２３】
経時劣化や環境変動等により中間転写ベルト１５が伸びた場合、Ｋトナーパッチの帯電から濃度検知センサ１４ａまでの距離も伸びることになる。このため、図５に示すように、理論値で算出したタイミングと実際タイミングがずれる。
【００２４】
図６は、トナーパッチのパターンについて説明する図である。
【００２５】
例えば、濃度の異なるトナーパッチを５段階で作成する場合、図６に示すように、Ｋ：１（１→５に向かってトナー濃度が濃い）を先頭に、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各トナー色×５パッチのパターンとなる。
【００２６】
図７は、従来のトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【００２７】
図４で説明した中間転写ベルト１５上のトナーパッチが到達する時間（理論値）と、１トナーパッチが通過する時間を算出し、濃度検知センサ１４ａにより、パッチ毎にトナーパッチ全体の先頭から後尾までの検知を行う。
【００２８】
図８は、従来技術において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【００２９】
例えば、１トナーパッチに対してパッチを捕らえる検知ポイントを１９ポイントとした場合、検知した濃度分布は図８のようになる。ここでトナーパッチの濃度算出方法としては、１９ポイントの中心ポイントである１０ポイント目と前後４ポイントの平均を算出し、当該トナーパッチの濃度とする方法がとられる。
【００３０】
図９は、従来技術において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布と濃度算出方法について説明する図である。
【００３１】
例えば、中間転写ベルト１５が伸び、トナーパッチの濃度検知センサ１４ａの位置までの到達タイミングが遅れた場合、トナーパッチが到達するよりも早く検知を開始するため、濃度分布は図９のようになる。その場合、１９ポイントの中心ポイントである１０ポイント目と前後４ポイントの平均を算出しても、本来のトナーパッチの濃度が得られない。また、ずれを考慮して検知範囲にバッファを加え、トナーパッチを検出できた場合でも、上記の濃度算出方法では本来のトナーパッチ濃度は得られない。
【００３２】
図１０は、本実施形態において特徴的なトナーパッチ濃度検知方法について説明する図である。
【００３３】
本実施形態では、トナーパッチの先頭が到達する時間と全トナーパッチが通過する時間を算出し、上述の従来の方法と異なり、トナーパッチ全体の先頭から後尾までの検知を行う。
【００３４】
図１１は、本実施形態において、トナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【００３５】
例えば、図１１（Ａ）に示すように、全トナーパッチに対してパッチを捕らえる検知ポイントを５００ポイントとした場合、検知した濃度分布は図１１（Ｂ）に示すようになる。なお、本実施形態におけるトナーパッチの濃度算出方法は後述にて説明する。
【００３６】
図１２は、本実施形態において、タイミングずれが起こった場合のトナーパッチ濃度を検知した結果の濃度分布について説明する図である。
【００３７】
例えば中間転写ベルト１５が伸び、トナーパッチ到達タイミングが遅れた場合であっても（図１２（Ａ））、トナーパッチの濃度検知センサ１４ａの位置への到達よりも早く検知を開始するため、濃度分布は図１２（Ｂ）に示すように検知される。
【００３８】
図１３−１，図１３−２は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法について説明する図である。ここでは、さらに図１７のフローチャートを参照し説明する。図１７は、トナーパッチ濃度の第１の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【００３９】
事前にトナーパッチの濃度分布を推測し、トナーパッチを特定するための閾値を決めておく。図１３−１に示すように、まず、Ｙ色の濃度分布の後端の抽出起点からデータを順に抽出し、閾値と比較することで、閾値以下となるポイントを抽出し（図１７：ステップＳ１０１）、Ｙ：パッチ５（Ｙ：Ｐａｔｃｈ：５）を特定する。この抽出ができた場合（図１７：ステップＳ１０２でＹｅｓ）、トナーパッチのパターン中心位置を算出する（図１７：ステップＳ１０３）。なお、あるトナー色について閾値以下となるポイントを抽出できなかった場合は（図１７：ステップＳ１０２でＮｏ）、他の１トナー色で本フローを再実施する（図１７：ステップＳ１０７）。
【００４０】
Ｙ：パッチ４〜１の特定は、パッチレイアウトを基に、先頭パッチに向ってＹ：パッチ５からパッチ間隔で決まる固定ピッチ分特定位置を移動させて算出することにより特定する（図１７：ステップＳ１０４）。他色：パッチ５についても、閾値以下となるポイントまでのＹ：パッチ５の抽出起点からのポイント数を適用し特定する（図１７：ステップＳ１０５）。そして、図１３−２に示すように、各トナーパッチのパターン中心位置の前後７ポイントの濃度値の平均を求め、その値を該当トナーパッチの濃度として算出する。
【００４１】
図１４−１〜図１４−４は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法について説明する図である。ここでは、さらに図１８のフローチャートを参照し説明する。図１８は、トナーパッチ濃度の第２の濃度算出方法および後述の第３の濃度算出方法を説明するフローチャートである。
【００４２】
図１４−１に示すように、色毎のトナー濃度特性および色毎の感光体特性（作像バイアス値）により、色毎にトナーパッチ濃度の濃度分布が異なり、また感光体速度差によりパッチ位置も異なるものとなる（図１４−２）。この点を加味して事前にトナーパッチの濃度分布を推測し、トナーパッチを特定するための閾値を決めておく（図１４−３）。なお、ここでトナー濃度は、トナーに一定光量を照射した時の反射光量とする。
【００４３】
図１４−４では、各色の濃度分布の後端の抽出起点からデータを順に抽出し、閾値と比較することで、閾値以下となるポイントを抽出し（図１８：ステップＳ２０１）、各色：パッチ５を特定する。この抽出ができた場合（図１８：ステップＳ２０２でＹｅｓ）、トナーパッチのパターン中心位置を算出する（図１８：ステップＳ２０４）。なお、図１５を用いて後述するように、エラーにより、あるトナー色について閾値以下となるポイントを抽出できなかった場合は（図１８：ステップＳ２０２でＮｏ）、他のトナー色について抽出されたポイントを適用（（１）１色を適用／（２）３色の平均を適用）して（図１８：ステップＳ２０６）、パターン中心位置を算出する（図１８：ステップＳ２０４）。各色：パッチ４〜１の特定は、パッチレイアウトを基に、先頭パッチに向って各色：パッチ５からパッチ間隔で決まる固定ピッチ分特定位置を移動させて算出することにより特定する（図１８：ステップＳ２０５）。
【００４４】
図１５は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第３の濃度算出方法について説明する図である。図１５は、特に、エラーによりある色（Ｙ）のパターン抽出に失敗した場合を例示している。
【００４５】
図１５の例では、Ｙ：パッチ５の特定に失敗した場合（図１８：ステップＳ２０２でＮｏ）、Ｙの代わりにＭ：５パッチの特定を行い、他色：パッチ５の特定は、閾値以下となるポイントまでのＭ：パッチ５の抽出起点からのポイント数を適用し特定する。また、Ｍ色の特性を平滑化するため、ＭＣＫのポイント数の平均（３色の平均）を用いて特定する場合もある（図１８：ステップＳ２０６）。
【００４６】
図１６は、本実施形態における、トナーパッチ濃度の第４の濃度算出方法について説明する図である。図１６は、特に、中間転写ベルト１５に傷がある場合を例示している。
【００４７】
事前にベルト傷の濃度分布を推測し、トナーパッチのエッジ間隔の閾値を決めておく。図１６（Ｂ）では、正常なエッジ間隔：１５ポイントに対し、エッジ間隔の閾値を１０ポイントとし、それ以下（図１６（Ａ）では３ポイント）であれば中間転写ベルト１５の傷とみなす。この傷判定を図１７のフローチャートに加えたものが図１９であり、図１８のフローチャートに加えたものが図２０である。いずれも共通する処理には同一の符号を附している。両フローチャートにおいて、閾値以下となるポイントが抽出されたか否かの判定（ステップＳ１０２／ステップＳ２０２）に続いて、傷判定を行うようにしており、傷判定でＯＫの場合（ステップＳ１１０／ステップＳ２１０でＹｅｓ）、前述したパターン中心位置の算出処理以降を行う。この傷判定でＯＫでない場合は（ステップＳ１１０／ステップＳ２１０でＮｏ）、最初に戻り、続く処理を再実行する。
【００４８】
図２１は、ずれ量を測定する処理について説明するフローチャートである。
【００４９】
ずれ量制御部２１は、トナー検知のためのサンプリングが開始されると、サンプリング数のカウントアップを開始する（ステップＳ３０１）。
【００５０】
サンプリング値が、トナーパッチ部の閾値以上になるまでサンプリング数をカウントアップさせる（この場合、ステップＳ３０２でＮｏと判定されステップＳ３０１が繰り返し実行される）。
【００５１】
サンプリング値が、上記閾値以上になったとき（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、事前に推測した地肌部分のサンプリング数と実測した地肌部分のサンプリング数を比較する（ステップＳ３０３）。
【００５２】
そして、ずれ量を決定する（ステップＳ３０４）。例えば、先端方向に５ポイント地肌部分を余計にサンプリングする場合に、実際のサンプリング数は３ポイントだった場合、２ポイント先端方向にずれていると判断することができる。また、本実施形態では、ずれ量は過去１０回実施した測定結果の平均値を用いるとする。なお、本処理では、サンプリング開始時にずれ量測定をしているが、全サンプリング終了後のデータからずれ量測定をしても良い。
【００５３】
図２２は、ずれ量に基づくトナーパッチ検知方式の切替処理について説明するフローチャートである。
【００５４】
ずれ量制御部２１は、ずれ量の測定結果から制御方式を切り替える。図２２において、一定値ｄ１は一定値ｄ２より大きいものとする。
【００５５】
ずれ量制御部２１にて、ずれ量が一定値ｄ１より大きいと判断した場合に（ステップＳ４０１でＮｏ）、サンプリング数を元の初期値の範囲に戻す（ステップＳ４０２）。例えば、先端と後端の地肌部分のサンプリング数がそれぞれ初期値５ポイントに対し、現在それぞれ３ポイントであった場合、それぞれ初期値の５ポイントに戻す。一方、ずれ量が一定値ｄ１以下であると判断される場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ステップＳ４０３へ移行する。
【００５６】
ずれ量が一定値ｄ１以下で一定値ｄ２より大きい場合（すなわち、ステップＳ４０３でＮｏ）、サンプリング数はそのままにする（ステップＳ４０４）。一方、ずれ量が一定値ｄ２以下の場合は、サンプリング数を削減する（ステップＳ４０５）。
【００５７】
サンプリング数を削減する方式としては、地肌部分を検知範囲としないでトナーパッチ毎にサンプリングを行う方式を採用することができる。あるいは、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に、測定する地肌部分のサンプリング数を削減する方法を採用することもできる。例えば、サンプリング箇所の前後のサンプリング数を均等に例えば２ポイントずつ削減する方法を採用することができる。
【００５８】
図２３は、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する場合について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量「０」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（先端および後端において、地肌部分３ポイント余分にサンプリング）を示している。
【００５９】
この図２３を用いて、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に削減する方式について説明する。ずれ量が、前述の一定値ｄ２以下であると判断される場合は（すなわち、ずれ量が「０」または無視できる場合は）、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する前後のサンプリング数を均等に削減する。
【００６０】
例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２３（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２３（Ｂ））、ずれ量が「０」と判断される。そして、１１回目のトナーパッチサンプリングからは、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を３ポイントとする（図２３（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９６ポイントのサンプリングに削減される。
【００６１】
図２４は、ずれ量に基づいてサンプリング数を削減する処理（別法）について説明する図である。この図を用いて、ずれ量制御部２１のサンプリング数削減の方法についてさらに説明する。
【００６２】
ずれ量が先端方向に現われている場合は（ステップＳ５０１でＹｅｓ）、後端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ５０２）。一方、ずれ量が後端方向に現われている場合は（ステップＳ５０１でＮｏ）、先端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ５０３）。
【００６３】
図２５は、検知範囲の後端方向の検知回数の削減について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量先「先端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（後端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００６４】
この図２５を用いて、後端方向のサンプリング数を削減する方法について説明する。ずれ量が先端方向に現われた場合、ずれ量制御部２１は、後端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２５（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２５（Ｂ））、ずれ量が先端方向に３ポイントあると判断される。これに応じて、１１回目からは、後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとする（図２５（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００６５】
図２６は、検知範囲の先端方向の検知回数の削減について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、推測されたトナーパッチ検知位置（例：過去１０回の平均、ずれ量「後端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回実施するトナーパッチ検知サンプリング位置（先端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００６６】
この図２６を用いて、先端方向のサンプリング数を削減する方法について説明する。ずれ量が後端方向に現われる場合は、先端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２６（Ａ））、過去１０回の平均からずれ量を測定した結果（図２６（Ｂ））、ずれ量が後端方向に３ポイントあると判断される。これに応じて、１１回目からは、先端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとする（図２５（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００６７】
図２７は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数を削減する処理について説明するフローチャートである。この図２７を用いて、ずれ量制御部２１によるサンプリング数削減の方法について説明する。
【００６８】
図２７の例は、先端にずれ量が現われ、後端方向のサンプリング数を削減する場合の例である。ステップＳ３０３までは、図２１に示すフローチャートと同様である。図２１では、そのステップＳ３０４でずれ量を決定しているが、本例では、ステップＳ３０４’にて、先端のずれ量を決定している。
【００６９】
現在計測中にずれ量が先端方向にあると判断される場合は（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、現在計測中であるサンプリングに対して後端方向のサンプリング数を削減する（ステップＳ３０６）。先端のずれ量がない場合（あるいは無視できる場合）は（ステップＳ３０５でＮｏ）、サンプリング数は変更せず終了する。
【００７０】
図２８は、現在の計測結果から得られる検知範囲のずれ量によってサンプリング数の削減をする場合について説明する図である。同図（Ａ）は、トナーパッチ検知サンプリングの初期設定（地肌部分５ポイント余分にサンプリング）を示し、（Ｂ）は、現在検知中のトナーパッチ検知サンプリング位置（ずれ量「先端方向に３ポイント」）を示し、（Ｃ）は、今回検知するトナーパッチ検知サンプリング位置（後端６ポイント削減してサンプリング）を示している。
【００７１】
この図２８を用いて、サンプリング数削減の方法についてさらに説明する。ずれ量制御部２１は、ずれ量が先端方向にあると判断した場合は、現在計測中であるサンプリングに対して後端方向のサンプリング数を削減する。例えば、初期設定として、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を５ポイントとすると（図２８（Ａ））、現在検知中のサンプリングから、ずれ量が先端方向に３ポイントあると判断される（図２８（Ｂ））。これに応じて、現在の計測中のサンプリングにおいて、先端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を２ポイントとし、後端側も２ポイントとする（図２８（Ｃ））。これにより、５００ポイントのサンプリングから４９４ポイントのサンプリングに削減される。
【００７２】
本実施形態では、トナーパッチ濃度検知結果から検知範囲のずれ量を予測し、ずれ量が少なかった場合には、検知回数を削減するようにしたので、トナーパッチの検知処理における処理効率の向上、必要な記憶容量の削減、およびトナー濃度調整時間の削減を達成することができる。
【００７３】
（その他の実施例１）
中間転写ベルト１５に傷があった場合は、その傷がトナーパッチを形成していない箇所にある場合、取得できる反射光量はかなり低くなる。また、トナーパッチを形成した箇所から取得できる反射光量も同等である。そのため、傷をトナーパッチとして誤検知する可能性があった。もちろん傷の上にトナーパッチが形成された場合においても、正確なトナー濃度を取得することができない。
【００７４】
図２９は、中間転写ベルト１５の傷がある場合ついて説明する図である。なお、特定座標におけるトナーパッチがない状態でのベルトの地肌濃度は取得できているものとする。例えば、図２９（Ａ）に示す傷があった場合、図２９（Ｂ）に示すような濃度分布が得られる。従って、図２９（Ｂ）に示す濃度分布を考慮して、傷の位置を特定することができる。この傷の位置は、濃度調整のたびに中間転写ベルト１５を一周回して傷の位置を再取得するようにしてもよいし、前のトナー濃度調整時に取得した傷の位置を用いるようにしてもよい。
【００７５】
図３０は、本実施例において、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明する図である。
【００７６】
中間転写ベルト１５上にトナーパッチを形成する際、どのタイミングでトナーパッチを形成するかは適宜決めることができる。図３０の例では、トナーパッチ形成スタートタイミング位置からａ［ｍｍ］の箇所からｂ［ｍｍ］迄、ｃ［ｍｍ］からｄ［ｍｍ］迄、ｅ［ｍｍ］からｆ［ｍｍ］迄の範囲にトナーパッチを形成している。そして、トナーパッチの位置に傷があるか否かについては、先に特定された傷座標と比較して決まる。
【００７７】
仮に、上記ａ〜ｂ，ｃ〜ｄ，ｅ〜ｆの間に傷があった場合はスタートタイミングをずらす、つまりは遅らせることで傷とトナーパッチが重なることがないように制御することが可能である。例えば、傷とトナーパッチが重複していた場合は、トナーパッチを後ろに１ｍｍずらして確認、１ｍｍ前に進めて確認、といった具合に、前後５ｍｍほど検索を行い、どの程度ずらすかを決定する。
【００７８】
図３１は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。
【００７９】
図３１に示すように、まず、トナーパッチ形成スタートタイミングか否か判定し、スタートタイミングである場合（ステップＳ６０１でＹｅｓ）、トナーパッチと傷の位置が重複するか判定する（ステップＳ６０２）。
【００８０】
トナーパッチと傷の位置が重複する場合（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、上記のように前後５ｍｍほど検索を行い、トナーパッチと傷が重複しない位置を判定し特定する（ステップＳ６０３）。
【００８１】
トナーパッチ形成スタートタイミングでない場合（ステップＳ６０１でＮｏ）や、トナーパッチ形成スタートタイミングであっても、トナーパッチと傷が重複しない場合（ステップＳ６０２でＮｏ）は、特に何も行わない。
【００８２】
なお、図３１に示したフローで制御しても、トナーパッチが傷と重複してしまう場合は、パッチレイアウトそのものを変えることも可能である。具体的にはａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのパラメータを変更することで傷の位置を避けるようにする。基本的には本制御で傷を避けることができると予想されるが、余りに傷が多い場合は傷を避けられないこともある。さらに、傷を避けても、十分な領域にトナーパッチを形成できない場合は、濃度調整ができないため、異常であるとして、画像形成装置１自体を停止させる。
【００８３】
具体的な処理の流れを、図３２のフローチャートに示す。図３２は、トナーパッチの位置を傷の位置に重ならないように制御するための処理を説明するフローチャートである。同図において、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３までは図３１と同様である。
【００８４】
図３２のステップＳ６０４で、トナーパッチと傷の位置が重複しない位置が見つかったか判定をし、見つかっている場合は（Ｙｅｓの判定）そのまま終了し、見つかっていない場合（Ｎｏの判定）は、トナーパッチのパターンのパラメータを変更して、傷の位置と重複しない位置を決める処理を行う（ステップＳ６０５）。
【００８５】
ステップＳ６０５の処理でトナーパッチと傷の位置が重複しない位置がみつかった場合（ステップＳ６０６でＹｅｓ）、トナーパッチを十分に形成できるか判断をし、十分に形成できる場合は（ステップＳ６０７でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ６０５の処理でトナーパッチと傷の位置が重複しない位置がみつからない場合（ステップＳ６０６でＮｏ）、または、トナーパッチが十分に形成できないと判定される場合（ステップＳ６０７でＮｏ）、マシンを異常停止させるか判断をして、所定の条件の元、異常停止させると決定された場合は（ステップＳ６０８でＹｅｓ）、異常として、マシン停止させる（ステップＳ６０９）。異常停止させない場合は（ステップＳ６０８でＮｏ）、そのまま終了する。
【００８７】
本実施例では、中間転写ベルト１５に傷があった場合でも、正確なトナー濃度を取得することができるようになる。
【００８８】
（その他の実施例２）
図３３は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差（駆動誤差）を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【００８９】
従来のトナーパッチ濃度算出を実施する直前に線速誤差を検出し（ステップＳ７０１）、検出された線速誤差に応じてトナーパッチ濃度算出方法の補正のためのパラメータ算出（ステップＳ７０２）を行っておくことにより、トナーパッチ濃度算出開始（ステップＳ７０３）の際、このトナーパッチ濃度算出に線速誤差を考慮したフィードバックをかけることができる。
【００９０】
図３４は、上記線速誤差検出及び検出された線速誤差に応じてトナーパッチ算出方法の補正のためのパラメータ算出の具体例を示すフローチャートである。
【００９１】
図３４の例では、１トナー色において、図１４−３〜図１６で示された閾値を元に、閾値を下回ったポイントを抽出し（ステップＳ８０１）、そのポイント数を予め設定された値と比較することにより、線速アップ／ダウン／不変を判断し、結果に応じてトナーパッチ濃度算出に用いる閾値の値を調整した上でトナーパッチ濃度算出を開始する。
【００９２】
ポイント数が第１の規定範囲未満でない場合（ステップＳ８０２でＮｏ）、線速ダウンとして閾値を補正し（ステップＳ８０４）、ポイント数が第１の規定範囲未満（ステップＳ８０２でＹｅｓ）かつ第２の規定範囲以上である（ステップＳ８０３でＹｅｓ）場合、線速アップとして閾値を補正する（ステップＳ８０５）。ポイント数が第２の規定範囲未満（ステップＳ８０３でＮｏ）の場合は、補正なしとする。なお、この補正は、例えば、予め設定された値とのポイント数差分に、一定の係数を乗算した値を閾値から増減させるような形で実現される。
【００９３】
図３５は、本実施例におけるトナーパッチ濃度の濃度算出方法において、線速誤差を考慮したフィードバックをかける処理を説明するフローチャートである。
【００９４】
図３３と異なる点は、ステップＳ７０１で検出された線速誤差に応じて、ステップＳ７０２’にて、トナーパッチ濃度分布予測値に補正演算を行っておくことにより、トナーパッチ算出に線速誤差を考慮したフィードバックをかけるようにした点である。
【００９５】
本実施例では、さらに、線速誤差を考慮したトナーパッチ濃度算出を実施することができる。
【００９６】
以上、本発明に係る実施形態ならびに諸実施例について説明した。なお、本発明に係る画像形成装置としては、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機のほか、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の単機能の画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 画像形成装置
１１ 中央演算装置
１２ 記憶装置
１３ タイマー
１４ センサ
１４ａ 濃度検知センサ
１５ 中間転写ベルト
１６ 帯電器
１７ 露光器
１８ 現像器
１９ 感光体
２１ ずれ量制御部
２２ トナー濃度調整制御部
２３ タイマー計測部
２４ 不揮発性記憶領域管理部
２５ 作像制御部
２６ センサ検知制御部
２７ 中央演算制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００５−１４８６３６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、
トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、
前記検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らすように制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下と判断したとき、検知範囲を狭く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】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下と判断したとき、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に減らす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】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量がトナーパッチの先端方向あるいは後端方向に一定以下ずれていると判断したとき、検知範囲の後端または先端の検知回数を減らす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】
前記トナー濃度調整手段は、現在の計測結果から検知範囲のずれ量が、先端方向に一定以上あると判断したとき、検知範囲の後端の検知回数を減らす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６】
タイミングを計るタイマー手段をさらに備え、
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下であると判断したとき、本画像形成装置のメカレイアウトを元に、前記トナーパッチが前記検知手段の位置に到達する時間及び前記トナーパッチが前記検知手段の位置を通過し終わる時間を算出し、前記タイマー手段により計られるそのタイミングに合わせて検知を行う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７】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以上あると判断したとき、検知範囲を元に戻す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８】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、前記像担持体上に形成された傷を検知し、
前記トナーパッチ作成手段により、前記傷が検知された箇所を避けるようにトナーパッチを作成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記トナーパッチ作成手段により、前のトナー濃度調整時に取得した傷の位置を避けるようにトナーパッチを形成することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー濃度調整手段により、一度トナー濃度調整の直前に前記像担持体を一周回して傷の位置を再取得することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナーパッチ作成手段により、通常レイアウトのトナーパッチをどのように形成しても、傷の位置と重複してしまう場合は、トナーパッチレイアウトを変更することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、
トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、
前記検知手段による検知結果から得られる前記トナーパッチのトナーパッチ長を元に像担持体の駆動誤差を検出し、該駆動誤差をトナーパッチ濃度算出に反映させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記トナーパッチ長と基準値とを比較することにより、像担持体の駆動誤差を検出することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、
トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、先端のトナーパッチの外側と後端のトナーパッチの外側の余分に測定する地肌部分のサンプリング数を推測し、推測したサンプリング数と実際の検出結果とから検知範囲のずれ量を算出し、
前記検知範囲のずれ量に応じて、検知範囲を減らすように制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下と判断したとき、検知範囲を狭く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】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下と判断したとき、検知範囲の先端と後端の前後の検知回数を均等に減らす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】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量がトナーパッチの先端方向あるいは後端方向に一定以下ずれていると判断したとき、検知範囲の後端または先端の検知回数を減らす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】
前記トナー濃度調整手段は、現在の計測結果から検知範囲のずれ量が、先端方向に一定以上あると判断したとき、検知範囲の後端の検知回数を減らす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６】
タイミングを計るタイマー手段をさらに備え、
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以下であると判断したとき、本画像形成装置のメカレイアウトを元に、前記トナーパッチが前記検知手段の位置に到達する時間及び前記トナーパッチが前記検知手段の位置を通過し終わる時間を算出し、前記タイマー手段により計られるそのタイミングに合わせて検知を行う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７】
前記トナー濃度調整手段は、過去の計測結果から検知範囲のずれ量が一定以上あると判断したとき、検知範囲を元に戻す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８】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、前記像担持体上に形成された傷を検知し、
前記トナーパッチ作成手段により、前記傷が検知された箇所を避けるようにトナーパッチを作成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記トナーパッチ作成手段により、前のトナー濃度調整時に取得した傷の位置を避けるようにトナーパッチを形成することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー濃度調整手段により、一度トナー濃度調整の直前に前記像担持体を一周回して傷の位置を再取得することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナーパッチ作成手段により、通常レイアウトのトナーパッチをどのように形成しても、傷の位置と重複してしまう場合は、トナーパッチレイアウトを変更することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
濃度の異なるトナーパッチを像担持体に作成するトナーパッチ作成手段と、
前記トナーパッチの濃度を検知するための検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じてトナー濃度調整を実施するトナー濃度調整手段と、を備え、
前記トナー濃度調整手段により、
トナーパッチ間の地肌部分を含めた全トナーパッチの範囲を一つの範囲として略連続的に検知し、
トナー及び前記トナーパッチからの反射光の特性とパッチレイアウトとから、各トナーパッチの濃度分布を予め推測した上で、トナーパッチ濃度を算出し、
前記検知手段による検知結果から得られる前記トナーパッチのトナーパッチ長を元に像担持体の駆動誤差を検出し、該駆動誤差をトナーパッチ濃度算出に反映させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記トナーパッチ長と基準値とを比較することにより、像担持体の駆動誤差を検出することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１４−３】
【図１４−４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１４−３】
【図１４−４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１３−４４８６５（Ｐ２０１３−４４８６５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１４３８（Ｐ２０１１−１８１４３８）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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