JP2006234862A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビーム出射強度の調整によってプリントアウト画像の主走査方向における濃度ムラを抑えつつ、その調整に起因するプリントアウト画像全体の画像濃度不足や画像濃度過多を回避することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 ビーム強度調整制処理（Ｓ６）を実施する場合には、その後の画像情報に基づくプリントアウト動作に先立って、所定の基準トナー像を感光体に形成し、その感光体上の基準トナー像、又は感光体から中間転写ベルトに転写した基準トナー像、に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、作像手段の作像能力を調整する作像能力調整処理を実施する作像能力調整制御手段を設けた。
【選択図】 図９

Description

本発明は、感光体等の潜像担持体の表面に形成した潜像を現像してトナー像を得た後、これを直接あるいは中間転写ベルトを介して記録紙等の記録体に転写する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置においては、潜像担持体に潜像を書き込むための潜像書込手段の特性により、トナー像に主走査方向の濃度ムラを引き起こすことがあった。例えば、潜像書込手段としての光ビーム走査光学系では、潜像担持体たる感光体表面上での光ビーム強度が主走査方向にばらつくことにより、トナー像の濃度が主走査方向にばらついてしまうことがある。この光ビーム強度のバラツキは、光ビームが発光素子から出射されてから感光体表面に到達するまでに経由するレンズやミラーにおいて光透過率や光反射率が光ビームの入射角によって異なるいわゆるシェーディング特性によって引き起こされる。また、複数の発光素子を主走査方向に並べた発光素子アレイによる光ビーム走査光学系では、各発光素子からの光ビーム出射光量がばらつくことによっても引き起こされる。

そこで、特許文献１において、光ビーム走査光学系における光源からの光ビーム出射光量を主走査方向で増減させることで、感光体表面での光ビーム強度を主走査方向に均一化させるようにした画像形成装置が提案されている。この画像形成装置においては、調整用パターン潜像の顕像のトナー付着量に応じて上記光量を増減調整する。これによれば、光ビーム走査光学系のシェーディング特性に起因するトナー像の主走査方向の濃度ムラを抑えることができる。

一方、従来より、予め定められた画素パターンからなる基準トナー像を所定のタイミングで形成し、その基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量の検知結果に基づいて作像能力を調整する画像形成装置が知られている（例えば特許文献２に記載のもの）。この種の画像形成装置によれば、環境変動や経時使用に伴って作像能力が変動した場合に、前述のトナー付着量の変動に基づいてその作像能力の変動を検知する。そして、検知結果に応じて、潜像担持体の一様帯電電位、潜像担持体に対する潜像書込強度、現像バイアス、現像剤のトナー濃度などを補正することで、作像能力を元通りに復帰させる。そして、このことにより、作像能力の変動に起因するトナー像の濃度変動を抑えることができる。

特開２００４−２９２１７号公報 特開平９−２１１９１１号公報

トナー像の主走査方向の濃度ムラは、上述した潜像書込手段の特性とは異なる要因によって生ずることもある。例えば、感光体等の潜像担持体を交換した場合、その寸法誤差や真直度誤差などに起因し、潜像担持体の主走査方向において、潜像書込手段から潜像担持体表面に至るまでの距離が交換前と大きく変わってしまう箇所が発生する場合がある。このような場合には、光ビーム走査光学系等の潜像書込手段を交換していなくても、潜像書込手段からの距離の変化に起因して前述の箇所における光ビーム強度が交換前と異なってしまう。よって、潜像書込手段からのビーム出射強度については、トナー像の主走査方向における濃度ムラを所定のタイミングで検知し、その結果に応じて主走査方向の強弱パターンを調整するなどして、ある程度の頻度で補正することが望ましい。

ところが、本発明者らは、このようにして補正を行った場合、次に説明する理由により、プリントアウト画像全体の濃度不足や濃度過多を引き起こすおそれがあることを見出した。即ち、ビーム出射強度の主走査方向における強弱パターンの調整は、目標濃度に近い画像濃度を得るために行うものではなく、あくまでも潜像担持体表面上で主走査方向に均一なビーム強度（潜像書込強度）を得るために行うものである。このため、均一化後のビーム強度で目標に近い画像濃度が得られるとは限らない。例えば、潜像担持体表面におけるビーム強度に主走査方向のバラツキがあって上記顕像のトナー付着量にバラツキがある場合に、バラツキの範囲の中心値を基準にしてビーム強度の均一化が図られたとする。すると、その中心値によっては、ビーム強度が主走査方向の全領域で不足したり過剰になったりする。そして、主走査方向において均一な画像濃度が得られるようになるものの、プリントアウト画像全体の画像濃度が目標濃度に比べて低くなったり高くなったりするという事態が起こる。

なお、上述した特許文献２に記載の画像形成装置は、目標濃度に近い画像濃度を得る目的で作像能力を調整するものである。しかしながら、この画像形成装置のように作像能力を調整したとしても、その後にビーム出射強度の主走査方向における強弱パターンを調整すれば、次に説明する理由により、画像全体の濃度不足や濃度過多を引き起こすおそれがある。即ち、同画像形成装置では、潜像担持体表面の主走査方向における基準トナー像の形成位置を基準にして、作像能力を主走査方向全域で一律に増減させる。例えば、基準トナー像を潜像担持体における主走査方向の端部付近に形成する場合には、その端部付近において所望の画像濃度が得られるように現像バイアスを増減させるなどして、作像能力を主走査方向で一律に増減させる。この増減により、基準トナー像形成位置では適切な画像濃度が得られるようになるが、主走査方向における他の位置では上述のシェーディング特性などに起因して画像濃度が不足したり過剰になったりする場合がある。このような不足や過剰が生じる状態でビーム出射硬度の主走査方向における強度パターンを調整すると過程する。すると、上記調整用パターン潜像の顕像のトナー付着量におけるバラツキの範囲の中心値によっては、画像全体の濃度不足や濃度過多が生じてしまうのである。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、ビーム出射強度の調整によってプリントアウト画像の主走査方向における濃度ムラを抑えつつ、その調整に起因するプリントアウト画像全体の画像濃度不足や画像濃度過多を回避することができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報を取得する画像情報取得手段と、移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該画像情報取得手段によって取得された画像情報に基づいて発したビームによって該潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段とを有する作像手段と、表面を無端移動させる無端移動体又はこれの表面に保持される記録体に対して該潜像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、該潜像書込手段による、該潜像担持体の表面における移動方向と直交する方向である主走査方向のビーム出射強度の分布を調整するためのビーム強度調整制御を所定のタイミングで実施するビーム強度調整制御手段と、を備える画像形成装置において、上記ビーム強度調整制御が実施された場合には、その後の上記画像情報に基づく潜像の形成に先立って、所定の基準トナー像を上記潜像担持体に形成し、該潜像担持体上の該基準トナー像、又は該潜像担持体から上記無端移動体に転写された該基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて上記作像手段の作像能力を調整する作像能力調整制御を実施する作像能力調整制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー付着量検知手段として、上記潜像担持体又は無端移動体上のトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を上記主走査方向の互いに異なる位置で検知する複数のものを設け、且つ、上記ビーム強度調整制御として、所定の標準トナー像を該複数のトナー付着量検知手段にそれぞれ個別に検知させるように複数並べて上記潜像担持体に形成した後、該複数のトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて上記ビーム出射強度の分布を調整する制御を実施させるように、上記ビーム強度調整制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成された上記基準トナー像や標準トナー像を上記無端移動体の表面に転写させるように上記転写手段を構成するとともに、該表面に転写された該基準トナー像や標準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知させるように、上記複数のトナー付着量検知手段を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像手段との組合せとして、互いに異なる色のトナー像を形成する複数のものを設け、それぞれの該潜像担持体上に形成された上記画像情報に基づくトナー像を上記無端移動体又はこれの表面に保持される記録体に重ね合わせて転写させるように上記転写手段を構成したことを特徴とするものである。

これらの発明においては、潜像担持体に対するビーム出射強度の主走査方向の分布（強弱パターン）を調整するビーム強度調整制御を所定のタイミングで実施することで、トナー像の主走査方向における濃度ムラを抑えることができる。
但し、このビーム強度調整制御により、主走査方向の濃度ムラが抑えられる代わりに、画像濃度が主走査方向の全域で過不足するおそれがある。そこで、本発明においては、ビーム強度調整制御を実施した場合には、その後に画像情報に基づく潜像を形成するのに先立ち、即ち、プリントアウト用の潜像の書込を行うのに先立ち、作像能力調整制御を実施する。かかる構成では、ビーム強度調整制御を実行した直後の作像能力が、主走査方向において画像濃度を全体的に不足させたり過剰にしたりするものであったとしても、作像能力調整制御の実施によってそれらの過不足を引き起こさないように作像能力を適切に調整してからプリントアウトを行うことになる。よって、ビーム強度調整制御を実施したことに起因するプリントアウト画像全体の画像濃度不足や画像濃度過多を回避することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真プロセスによって画像を形成するレーザー複写機（以下、単に複写機という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、本複写機は、記録体たる図示しない転写紙に画像を形成するプリンタ部１００、これに向けて転写紙を供給する給紙部２００、原稿を読み取るスキャナ３００、これに原稿を供給する原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００等を備えている。

プリンタ部１００には、無端ベルト状の中間転写ベルトである中間転写ベルト１０が複数のローラによって無端移動可能に設けられている。この中間転写ベルト１０は、ループ内周面側から外周面側に向けて順次積層された基層、弾性層、表面層を有している。基層は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料などからなる。また、弾性層は、フッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどからなる。また、表面層は、フッ素系樹脂等のトナー離型性に優れた材料からなる。

かかる構成の中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け渡たされ、何れか１つの支持ローラの回転駆動によって図中計回りに無端移動せしめられる。支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１７が設けられている。また、中間転写ベルト１０における支持ローラ１４と指示ローラ１５との間の展張箇所の上方には、その移動に沿って、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像をそれぞれ電子写真プロセスで形成する４つのトナー像形成手段１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃが横に並べて配置されてタンデム型画像形成部２０が構成されている。このタンデム型画像形成部２０の上には、さらに潜像書込手段たるレーザー書込装置２１が配設されている。

一方、無端移動体たる中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２が配設されている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３に、無端ベルトである紙搬送ベルト２４を掛け回している。そして、紙搬送ベルト２４を、中間転写ベルト１０における支持ローラ１６による掛け回し箇所に当接させて、２次転写ニップを形成している。紙搬送ベルト２４には、図示しない転写バイアス印加手段たる２次転写用高圧電源によって２次転写バイアスが印加されている。中間転写ベルト１０の表面（ループ外周面）には、後述する理由により、４色重ね合わせトナー像が形成される。この４色重ね合わせトナー像は、中間転写ベルト１０の無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。この進入と同期するように、２次転写ニップには転写紙が送り込まれる。そして、上述の２次転写バイアスやニップ圧の影響により、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が転写紙上に２次転写され、転写紙の白色と相まってフルカラートナー像となる。なお、２次転写装置２２としては、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよい。また、本複写機においては、中間転写ベルト１０等を有するベルトユニットと、２次転写装置２２との組合せにより、感光体上のトナー像を記録体たる転写紙に転写する転写手段が構成されている。

２次転写装置２２の図中左側方には、定着装置２５が配設されている。上述の２次転写ニップでフルカラートナー像が２次転写された転写紙は、紙搬送ベルト２４の表面に保持されながら、この定着装置２５に向けて搬送される。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて定着ニップを形成している。紙搬送ベルト２４によって搬送される転写紙は、紙搬送ベルト２４からこの定着ニップに向けて送り込まれる。そして、この定着ニップを通過する過程で、フルカラー画像が定着せしめられる。

２次転写装置２２や定着装置２５の図中下方には、転写紙を反転搬送するための反転搬送装置２８が配設されている。この反転搬送装置２８は、定着装置２５から排出された転写紙の裏表を反転させながら、上述の２次転写ニップに向けて再搬送する。再搬送された転写紙は、そのもう一方の面にもフルカラートナー像が形成された後、定着装置２５に再び送り込まれる。そして、排紙ローラ対５６を経由して機外へと排出される。

原稿のコピーをとるときには、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。あるいは、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットした後、原稿自動搬送装置４００を閉じてコンタクトガラス３２上の原稿を原稿自動搬送装置４００で押さえる。次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットされた原稿が原稿自動搬送装置４００によって搬送されてコンタクトガラス３２上セットされる。そして、スキャナ３００が、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させ、第１走行体３３上の光源がコンタクトガラス３２上の原稿を照明する。原稿の表面で反射した反射光は、第１走行体３３のミラー及び第２走行体３４のミラーで反射した後、結像レンズ３５を通過して読取りセンサ３６に進入する。これにより、コンタクトガラス３２上の原稿の画像が読み取られる。読取りセンサ３６は、結像レンズ３５からの入射光を３原色、例えば赤、青、緑に色分解して受光することにより原稿画像を赤、青、緑の各色成分に色分解して読み取る。

一方、上述のスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータにより３つの支持ローラ１４，１５，１６のうちの何れか１つが回転駆動されて中間転写ベルト１０が無端移動する。そして、各トナー像形成手段１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃが、それぞれ感光体４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを図示しない駆動モータにより回転駆動させて各感光体４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上にそれぞれ、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの単色トナー像をそれぞれ形成する。これら単色トナー像は、中間転写ベルト１０のループ内側に配設された１次転写装置６２Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト１０上の順次に重ね合わせて転写せしめられる。これにより、中間転写ベルト１０の表面に４色重ね合わせトナー像が形成されるのである。

また一方、上述のスタートスイッチが押されると、給紙装置２００内の３つの給紙ローラ４２のうちの何れか１つが選択的に回転せしめられ、３つの給紙カセットのうちの何れか１つから転写紙が送り出される。この転写紙は、分離ローラ４５によって１枚だけに分離された後に給紙路４６に入り、搬送ローラ４７によってプリンタ部１００内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ対４９のローラ間に挟み込まれる。

レジストローラ対４９は中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像にタイミングを合わせて回転して、転写紙を２次転写ニップに向けて送り出す。すると、２次転写ニップで中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像に密着せしめられた転写紙に、その４色重ね合わせトナー像が２次転写されてフルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１０表面に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７によって除去される。レジストローラ対４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、紙粉除去のためにバイアスを印加する構成としてもよい。

上述したタンデム型画像形成部２０のトナー像形成手段１８Ｋは、例えば図２に示すように、ドラム状の感光体４０Ｋの周りに、帯電装置６０Ｋ、電位センサ７１０Ｋ、現像装置６１Ｋ、感光体クリーニング装置６３Ｋ、図示しない除電装置などを備えている。電位センサ７１０Ｋは感光体４０Ｋの表面電位を検出する。

画像形成時には、感光体４０Ｋは、図示しない駆動モータによって回転駆動される。そして、帯電装置６０Ｋによって一様帯電せしめられた後、レーザー書込装置２１からの書き込み光Ｌによって露光されて静電潜像を担持する。スキャナ３００からのカラー画像信号は、図示しない画像処理部で色変換処理などの画像処理が施され、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色の画像信号としてレーザー書込装置２１へ出力される。レーザー書込装置２１は、画像処理部からのＫの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて感光体４０Ｋを走査して露光することで静電潜像を形成する。

この感光体４０Ｋ上の静電潜像は現像装置６１Ｋによって現像されてＫトナー像となり、１次転写装置６２Ｋによって感光体４０Ｋ上のＫトナー像が中間転写ベルト１０上の転写紙Ｓに一次転写される。感光体４０Ｋは、トナー像転写後に感光体クリーニング装置６３Ｋによって残留トナーがクリーニングされ、図示しない除電装置により除電されて次の画像形成に備えられる。

同様にして、トナー像形成手段１８Ｙ，Ｍ，Ｃは、ドラム状の感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃの周りに、帯電装置、電位センサ、現像装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。そして、感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０ＣにＹ，Ｍ，Ｃトナー像を形成し、これらは中間転写ベルト１０上に重ね合わせて１次転写される。

上記画像処理部は、スキャナ３００からの赤，緑，青という各色のデジタル画像データに対して、スキャナγ補正、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の画像データへの変換、これら各色の画像データの選択、ディザ処理による多値化などを行う。このとき、文字モード、写真モードなどの画像種類選択モードなどに応じて、使用するディザパターンを切り換える。文字モード、写真モードなどの画像種類選択モードは操作部のモード選択手段としてのモード選択キーにより選択され、画像処理部はその選択された画像種類選択モードに応じて、ディザ処理に用いるディザパターンを切り換える。

図３は、本複写機における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、本複写機は、メイン制御部７４５と、これに接続される周辺制御部とからなる制御手段を備えている。この制御手段は、本複写機の作像能力を調整する作像能力調整制御手段として機能するとともに、主走査方向における光ビームの出射強度の分布を調整するビーム強度調整制御手段としても機能する。

メイン制御部７４５は、メインＣＰＵ７４６と、制御プログラム及び各種データを記憶したＲＯＭ７４７と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ７４８とを有している。メイン制御部７４５には、各周辺制御部との間で信号の授受を行うためのＩ／Ｏインターフェース部７４９を介してレーザー書込装置制御部７５０、電源回路７５１、トナー濃度センサ７５２Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、トナー補給回路７５３、中間転写ベルト駆動制御回路７５４、電位センサ７１０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ等が接続されている。また、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４等も接続されている。なお、これらフォトセンサの役割については後述する。

レーザー書込装置制御部７５０はメイン制御部７４５からＩ／Ｏインターフェース部７４９を介して入力される指令に基づいてレーザー書込装置２１を構成するレーザー書込装置を制御する。また、電源回路７５１はメイン制御部７４５からＩ／Ｏインターフェース部７４９を介して入力される指令に基づいて、トナー像形成手段１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各帯電装置に高電圧を印加するととも、トナー像形成手段１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各現像装置の現像ローラにそれぞれ現像バイアスを印加する。

トナー濃度センサ７５２Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、それぞれ対応する色の現像装置に取り付けられ、現像装置内に収納されている２成分現像剤のトナー濃度をそれぞれ検知する。トナー補給回路７５３は、メイン制御部７４５からＩ／Ｏインターフェース部７４９を介して入力される指令に基づいて、各色のトナー補給部におけるトナー補給モータを制御して図示しない各色のトナーボトルから各現像装置内の２成分現像剤へのトナー補給を制御する。

メイン制御部７４５は各色毎にトナー濃度センサ７５２Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの出力値に基づいて現像装置内の２成分現像剤のトナー濃度が基準レベルになるような指令をＩ／Ｏインターフェース部７４９を介してトナー補給回路７５３へ出力する。中間転写ベルト駆動制御回路７５４は、メイン制御部７４５からＩ／Ｏインターフェース部７４９を介して入力される指令に基づいて、中間転写ベルト１０を回転させる駆動モータの駆動制御を行う。

図４はレーザー書込装置（２１）におけるＫ用の回路構成を示すブロック図である。同図において、シェーディング補正回路７５５Ｋは、上記画像処理部から入力される多値を表す画像データに対して、不揮発性メモリに記憶されている各色毎の補正テーブルを用いてビーム強度調整処理を行う。これにより、主走査方向全域において、感光体表面上におけるレーザー照射強度が均一になるように、主走査方向におけるレーザー出射強弱パターンを補正する。

ビーム強度調整処理において、上述の補正テーブルは各色毎に例えば６つの補正テーブル１〜６が用いられる。これら補正テーブル１〜６は、各主走査位置１〜９によって書き込み光量の補正量の設定が可能であり、その補正量の数値は、レーザー書込装置２１における半導体レーザー７１２Ｋの駆動電流を補正する値である。例えば、図５に示す補正テーブル１において０．９とは半導体レーザーの駆動電流を、主走査方向中心位置５での値に対して９％上げるように補正する値である。このように、シェーディング補正回路７５５Ｋは、上記画像処理部から入力される多値の画像データに対して、補正テーブル１〜６の何れか１つを用いて、感光体４０Ｋの表面上におけるレーザー照射強度が主走査方向で均一になるように、主走査方向の各位置１〜９で段階的なレーザー出射強度補正が行われる。

使用するディザパターンが異なると、画像の濃度差の現れ方が異なる。そこで、シェーディング補正回路７５５Ｋは、画像処理部でディザ処理に使用するディザパターンの違い（使用するディザパターンの切り換え）によって補正テーブル（上記補正テーブル１〜６のうち使用する補正テーブル）を変更して画像データの補正値を最適な値に変更する。また、画像種類選択モードの違いによって、使用するディザパターンが異なって画像の濃度差の現れ方が異なる。そこで、シェーディング補正回路７５５Ｋは、操作パネルにより選択された画像種類選択モードの違いによって（選択された画像種類選択モードに応じて）補正テーブル（上記補正テーブル１〜６のうち使用する補正テーブル）を変更して画像データの補正値を最適な値に変更する。

レーザー書込装置２１は、図示したＫ用の回路構成の他、同様のＹ，Ｍ，Ｃ用の回路構成も備えている。また、Ｋと同様なＣ用半導体レーザーユニット、Ｍ用半導体レーザーユニット、Ｙ用半導体レーザーユニットを有する。Ｋ用半導体レーザーユニット７５７Ｋ、Ｃ用半導体レーザーユニット、Ｍ用半導体レーザーユニット、Ｙ用半導体レーザーユニットの各半導体レーザー７１２Ｋからの各レーザービームは走査手段としてのポリゴンミラーにより主走査方向に走査されて感光体４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃへそれぞれ照射される。ビーム強度調整処理においては、Ｋと同様にして、Ｙ，Ｍ，Ｃにおけるレーザー出射強度の主走査方向における強弱パターンが補正される。

Ｋ用同期検知回路７６０ＫはＫ用半導体レーザーユニット７５７Ｋの半導体レーザー７１２Ｋからポリゴンミラー、主走査開始側の同期ミラーを介して入射するレーザービームを検知してライン同期信号を発生する。同様に図示しないＣ用同期検知回路、Ｍ用同期検知回路、Ｙ用同期検知回路は、それぞれＣ用半導体レーザーユニット、Ｍ用半導体レーザーユニット、Ｙ用半導体レーザーユニットの各半導体レーザーからの各レーザービームからポリゴンミラー、主走査開始側の同期ミラーを介して入射するレーザービームを検知してライン同期信号を発生する。

Ｋ用ビデオデータ出力回路７５８Ｋはシェーディング補正回路７５５からのシェーディング補正後のＫ画像データを同期検知回路７６０Ｋからのライン同期信号に同期して半導体レーザー（ＬＤ）駆動回路７５９Ｋへ出力し、ＬＤ駆動回路７５９ＫはＫ用ビデオデータ出力回路７５８Ｋからの画像データによりＬＤ７１２Ｋを駆動して、Ｋ画像データで変調されたレーザービームを出射させる。

同様に、Ｃ用ビデオデータ出力回路、Ｍ用ビデオデータ出力回路、Ｙ用ビデオデータ出力回路は、それぞれシェーディング補正回路７５５からのシェーディング補正後のＣ画像データ、Ｍ画像データ、Ｙ画像データをそれぞれＣ用同期検知回路、Ｍ用同期検知回路、Ｙ用同期検知回路からの各ライン同期信号に同期してＣ用ＬＤ駆動回路、Ｍ用ＬＤ駆動回路、Ｙ用ＬＤ駆動回路へ出力し、このＣ用ＬＤ駆動回路、Ｍ用ＬＤ駆動回路、Ｙ用ＬＤ駆動回路はＣ用ビデオデータ出力回路、Ｍ用ビデオデータ出力回路、Ｙ用ビデオデータ出力回路からのＣ画像データ、Ｍ画像データ、Ｙ画像データによりＣ用半導体レーザーユニット、Ｍ用半導体レーザーユニット、Ｙ用半導体レーザーユニットの各半導体レーザーをそれぞれ駆動して、Ｃ画像データ、Ｍ画像データ、Ｙ画像データでそれぞれ変調されたレーザービームを出射させる。

次に、本複写機によって実施される作像能力調整処理について説明する。作像能力調整処理では、書き込みレーザー書込装置制御部７５０がメイン制御部７４５からＩ／Ｏインターフェース部７４９を介して入力される指令に基づいてレーザー書込装置２１などを制御する。そして、各色について、それぞれ予め定められた画素パターンからなる１４個の基準トナー像からなる基準トナー像群を形成する。これら基準トナー像群において、それぞれその１４個の基準トナー像は、互いに異なるトナー付着量になるように形成される。

例えば、Ｋ基準トナー像群ＳＫを例にすると、これは、段階的にトナー付着量が徐々に増えていくＹ基準トナー像ＳＫ１、ＳＫ２・・・・ＳＫ１３、ＳＫ１４という１４個の基準トナー像から構成されている。これら基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量は、それぞれ、先に図３に示した第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４の何れかによって検知される。そして、検知結果は、出力値Ｖｐｉ（ｉ＝１〜１４）として、Ｉ／Ｏインターフェース部７４９を介してＲＡＭ７４８に送られる。Ｋと同様にして、Ｙ，Ｍ，Ｃについても、それぞれ１４個の基準トナー像に対するトナー付着量の検知結果である出力値Ｖｐ１〜１４がＲＡＭ７４８内に記憶される。

メイン制御部７４５は、ＲＡＭ７４８に記憶されたこれら出力値と、ＲＯＭ７４７内に格納されているデータテーブルとに基づいて、単位面積当りのトナー付着量に換算し、トナー付着量データとしてＲＡＭ７４８に格納する。

図６は、感光体の電位とトナー付着量との関係をｘｙ座標にプロットしたグラフである。同図において、ｘ軸には現像ポテンシャル（パッチパターン作像時の現像バイアス電圧と感光体４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面電位との差：単位Ｖ）を割り振り、ｙ軸には単位面積当りのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ^２）を割り振っている。

メイン制御部７４５は、ＲＡＭ７４８内に記憶されている電位データとトナー付着量データから、各色毎に、電位データとトナー付着量データとの関係（現像特性）が直線となる領域のものを選択し、これらのデータの平滑化処理を行う。そして、その平滑化処理後の電位データ及びトナー付着量データに対して最小自乗法を適用することによって各現像装置の現像特性の直線近似を行う。更に、各現像装置の現像特性の直線方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを各色毎に求めた後、この直線方程式における傾きａに基づいて各トナー像形成手段（１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）における作像能力を調整する。作像能力を調整する方法としては、特開平９−２１１９１１号公報に記載されているように、感光体一様帯電電位や現像バイアスを調整する方法が挙げられる。また、二成分現像剤のトナー濃度を調整してもよい。

次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
先に示した図１において、スキャナ３００は、原稿の読み取りによって、その原稿の画像情報を取得する画像情報取得手段として機能している。また、本プリンタは、図示しないデータ入力ポートを有しており、これによって図示しないパーソナルコンピュータからの画像情報を受信する。そして、受信した画像情報に基づいて、プリントアウトを実行するプリンタとしての機能も有している。よって、前述のデータ入力ポートも、画像情報を取得する画像情報取得手段として機能している。

本複写機は、これら画像情報取得手段によって取得した画像情報に基づいてプリント動作を行うが、所定のタイミングで、画像情報取得手段の画像情報に基づかないプリント動作も行う。上述したビーム強度調整処理における標準トナー像の形成や、作像能力調整処理における基準トナー像の形成のためのプリント動作である。但し、このプリント動作の場合、感光体上に形成した標準トナー像や基準トナー像を中間転写ベルト１０上に転写するものの、転写紙に２次転写しないまま、ベルトからクリーニングする。よって、標準トナー像や基準トナー像が転写紙にプリントアウトされることはない。

図７は、本複写機における中間転写ベルト１０を示す斜視図である。同図において、中間転写ベルト１０は、図中時計回りに無端移動せしめられる。中間転写ベルト１０の図中右側方には、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４が配設されている。これらは、何れも反射型フォトセンサから構成されている。そして、ベルト幅方向、即ち、主走査方向に所定のピッチで並べられており、それぞれ中間転写ベルト１０における支持ローラ１４による掛け回し箇所に対して、所定の間隙を介して対向している。第１フォトセンサ８０１は、中間転写ベルト１０のベルト幅方向の一端付近に対して光を照射し、その反射光を図示しない受光素子で受光して、反射光量に応じた電圧を出力する。この反射光量は、中間転写ベルト１０の光反射率に応じて変化する。そして、中間転写ベルト１０の光反射率は、ベルト表面に形成されたトナー像の単位面積あたりのトナー付着量に応じて変化する。よって、第１フォトセンサ８０１は、ベルト幅方向の一端付近に形成されたトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段として機能している。同様にして、第４フォトセンサ８０４は、ベルト幅方向のもう一端付近に形成されたトナー像の単位面積たりのトナー付着量を検知する。また、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３は、中間転写ベルト１０の中央付近に形成されたトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知する。

上述したビーム強度調整処理においては、図示のように、中間転写ベルト１０の表面に、主走査方向に所定のピッチで並ぶ４つのＫ標準トナー像ＴＫ１、ＴＫ２、ＴＫ３、ＴＫ４からなるＫ標準トナー像群ＴＫが形成される。そして、Ｋ標準トナー像ＴＫ１、ＴＫ２、ＴＫ３、ＴＫ４の単位面積あたりのトナー付着量が、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４によって検知される。また、Ｋ標準トナー像群ＴＫよりも、ベルト移動方向に少し距離をおいて、主走査方向に所定のピッチで並ぶ４つのＹ標準トナー像ＴＹ１、ＴＹ２、ＴＹ３、ＴＹ４からなるＹ標準トナー像群ＴＹが形成される。そして、Ｙ標準トナー像ＴＹ１、ＴＹ２、ＴＹ３、ＴＹ４の単位面積あたりのトナー付着量が、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４によって検知される。また、Ｙ標準トナー像群ＴＹよりも、ベルト移動方向に少し距離をおいて、主走査方向に所定のピッチで並ぶ４つのＹ標準トナー像ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４からなるＭ標準トナー像群ＴＭが形成される。そして、Ｍ標準トナー像ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４の単位面積あたりのトナー付着量が、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４によって検知される。また、Ｍ標準トナー像群ＴＭよりも、ベルト移動方向に少し距離をおいて、主走査方向に所定のピッチで並ぶ４つのＣ標準トナー像ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３、ＴＣ４からなるＣ標準トナー像群ＴＣが形成される。そして、Ｃ標準トナー像ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３、ＴＣ４の単位面積あたりのトナー付着量が、第１フォトセンサ８０１、第２フォトセンサ８０２、第３フォトセンサ８０３、第４フォトセンサ８０４によって検知される。

各標準トナー像群（ＴＫ、ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ）内のそれぞれ４つの標準トナー像は、互いにトナー付着量が同じになる条件で形成されるが、レーザー書込装置２１のシェーディング特性などにより、トナー付着量が微妙に異なる場合がある。トナー付着量が異なる場合には、上述のビーム強度調整処理により、レーザービームの主走査方向における出射強弱パターンが調整される。これにより、レーザー書込装置２１のシェーディング特性等に起因するトナー像の主走査方向の濃度ムラが抑えられる。なお、本プリンタは、これら４つの基準トナー像により、主走査方向における４つの位置の画像濃度を検知することになるが、先に図５に示したように、主走査方向におけるビーム強度の補正位置の数は９つである。そこで、４つの基準トナー像に対するトナー付着量に基づいて、主走査方向における濃度変化曲線を求めて、この濃度変化曲線に基づいて図５に示した位置１〜位置９までにおけるビーム強度を求めるようになっている。

図８は、上述の作像能力調整処理において中間転写ベルト１０上に形成される基準トナー像と、各フォトセンサとを示す平面模式図である。図示のように、作像能力調整処理においては、中間転写ベルト１０の移動方向（副走査方向）に所定のピッチで並ぶ１４個のＫ基準トナー像ＳＫ１、ＳＫ２・・・ＳＫ１３、ＳＫ１４からなるＫ基準トナー像群ＳＫが形成される。また、このＫ基準トナー像群ＳＫに対して主走査方向に隣り合うように、副走査方向に所定のピッチで並ぶ１４個のＹ基準トナー像ＳＹ１、ＳＹ２・・・ＳＹ１３、ＳＹ１４からなるＹ基準トナー像群ＳＹが形成される。また、このＹ基準トナー像群ＳＹに対して主走査方向に隣り合うように、副走査方向に所定のピッチで並ぶ１４個のＭ基準トナー像ＳＭ１、ＳＭ２・・・ＳＭ１３、ＳＭ１４からなるＭ基準トナー像群ＳＭが形成される。また、このＭ基準トナー像群ＳＭに対して主走査方向に隣り合うように、副走査方向に所定のピッチで並ぶ１４個のＣ基準トナー像ＳＣ１、ＳＣ２・・・ＳＣ１３、ＳＣ１４からなるＭ基準トナー像群ＳＣが形成される。

Ｋ基準トナー像群ＳＫ内の各Ｋ基準トナー像のトナー付着量は、それぞれ第４フォトセンサ８０４によって検知される。そして、この検知結果に基づいて、上述のようにしてＫトナー像形成手段１８Ｋにおける作像能力が調整される。また、Ｙ基準トナー像群ＳＹ内の各Ｙ基準トナー像のトナー付着量は、それぞれ第３フォトセンサ８０３によって検知される。そして、この検知結果に基づいて、上述のようにしてＹトナー像形成手段１８Ｙにおける作像能力が調整される。また、Ｍ基準トナー像群ＳＭ内の各Ｍ基準トナー像のトナー付着量は、それぞれ第２フォトセンサ８０２によって検知される。そして、この検知結果に基づいて、上述のようにしてＭトナー像形成手段１８Ｍにおける作像能力が調整される。また、Ｃ基準トナー像群ＳＣ内の各Ｃ基準トナー像のトナー付着量は、それぞれ第１フォトセンサ８０１によって検知される。そして、この検知結果に基づいて、上述のようにしてＣトナー像形成手段１８Ｃにおける作像能力が調整される。

本複写機は、第１タイミング、第２タイミングという２つのタイミングをそれぞれ検知するように構成されている。そして、第１タイミングが到来すると、上述のビーム強度調整処理を実施し、第２タイミングが到来すると、上述の作像能力調整処理を実施するようになっている。第１タイミングとしては、レーザー書込装置２１が交換されたタイミング、４つのトナー像形成手段１８Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが交換されたタイミング、及び、１０００枚プリントアウトする毎のタイミングを検知するようになっている。また、第２タイミングとしては、図示しない電源がＯＮされたタイミング、及び１００枚プリントアウトする毎のタイミングを検知するようになっている。

図９は、上述の制御手段によって実施される制御の要部フローを示すフローチャートである。同図において、制御手段は、まず、第１タイミングについて到来したか否かを判断する（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。そして、第１タイミングが到来していない場合には（Ｓ１でＮ）、次に、第２タイミングについて到来しているか否かを判断する（Ｓ２）。第１タイミングも第２タイミングも到来していない場合には（Ｓ２でＮ）、次に、プリント命令についてあるか否かを判断する（Ｓ３）。そして、ある場合にはプリントジョブを実行してから（Ｓ４）、ない場合にはそのまま、一連の制御フローが上記Ｓ１に戻される。

上記Ｓ２のステップにて、第２タイミングが到来していると判断されると（Ｓ２でＹ）、上述の作像能力調整処理が行われた後に（Ｓ５）、上記Ｓ３のステップに進む。ここで、第１タイミング、第２タイミング、それ以外のタイミング（以下、通常期間という）をそれぞれ比較すると、通常期間の出現頻度が最も高くなる。よって、殆どの場合には、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３という順でフローが進み、作像能力調整処理もビーム強度調整処理も行われないまま、必要に応じてプリントジョブが実行されるだけとなる。なお、第１タイミングと第２タイミングとを比較すると、後者の出現頻度が前者の出現頻度よりも高くなる。

第２タイミングが到来すると、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ３という順でフローが進み、作像能力調整処理が行われた後（Ｓ５）、必要に応じてプリントジョブが実行される（Ｓ３）。ここで、本複写機の最も特徴的な構成は、第１タイミングが到来したときに実施される制御フローにある。具体的には、第１タイミングが到来すると（Ｓ１でＹ）、上述したビーム強度調整処理が行われた後（Ｓ６）、第２タイミングが到来しているか否かにかかわらず、作像能力調整処理が行われる（Ｓ７）。そして、この後、必要に応じてプリントジョブが実行された後（Ｓ３、Ｓ４）、一連の制御フローが上記Ｓ１に戻される。即ち、本複写機においては、ビーム強度調整処理を行った場合には、画像情報に基づくプリントジョブを実行するのに先立って、必ず作像能力調整処理を実施するようになっている。かかる構成では、ビーム強度調整処理で感光体表面の基準トナー像形成位置に対する光ビーム強度を大きく変更したとしても、変更後の値を基準にして作像能力を調整してから、プリントアウトを行うことになる。これにより、ビーム強度調整処理を実施したことに起因するプリントアウト画像全体の画像濃度不足や画像濃度過多を回避することができる。

以上、本複写機においては、トナー付着量検知手段として、無端移動体たる中間転写ベルト１０上のトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を主走査方向の互いに異なる位置で検知する複数のフォトセンサ（８０１〜８０４）を設けている。また、ビーム強度調整制御たるビーム強度調整処理として、所定の標準トナー像をこれら複数のフォトセンサにそれぞれ個別に検知させるように複数並べて感光体に形成した後、これら複数のフォトセンサによる検知結果に基づいてレーザー出射強度の主走査方向の分布を調整する制御を実施させるように、上述の制御手段を構成している。かかる構成では、各フォトセンサによる検知結果に基づいて、主走査方向におけるトナー像の濃度ムラを検知することができる。

また、本複写機においては、潜像担持体たる感光体上に形成された基準トナー像や標準トナー像を無端移動体たる中間転写ベルト１０の表面に転写させるように転写手段を構成するとともに、その表面に転写された基準トナー像や標準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知させるように、複数のフォトセンサを配設している。かかる構成では、次に説明する理由により、感光体上の基準トナー像や標準トナー像を検知させるようにそれぞれのフォトセンサを配設する場合に比べて、フォトセンサの数を減らすことができる。即ち、感光体上の基準トナー像や標準トナー像を検知させる場合には、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４つのトナー像形成手段１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃにおいて、それぞれ４つのフォトセンサからなるフォトセンサユニットを設ける必要がある。これに対し、本複写機のように、中間転写ベルト１０上の基準トナー像や標準トナー像を検知させるように各フォトセンサを配設した場合には、各色像を１つのフォトセンサユニットによって検知させることができる。

また、本複写機においては、潜像担持体たる感光体と、現像手段たる現像装置との組合せを有するトナー像形成手段として、互いに異なる色のトナー像を形成する４つのトナー像形成手段１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを設けている。そして、それぞれの感光体に形成された画像情報に基づくトナー像を無端移動体たる中間転写ベルト１０の表面に重ね合わせて転写させるように転写手段を構成している。かかる構成では、各色の重ね合わせによって他色像を形成することができる。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機のＫ用のトナー像形成手段を示す拡大構成図。 同複写機における電気回路の一部を示すブロック図。 同複写機のレーザー書込装置におけるＫ用の回路構成を示すブロック図。 同複写機によって記憶されている補正テーブルを示す模式図。 各基準トナー像に対するＲＡＭ内の電位データとトナー付着量データとの関係をｘｙ座標にプロットしたグラフ。 同複写機の中間転写ベルトを示す斜視図。 中間転写ベルト上に形成される基準トナー像と、各フォトセンサとを示す平面模式図。 同複写機の制御手段によって実施される制御の要部フローを示すフローチャート。

符号の説明

１０ 中間転写ベルト（転写手段の一部、無端移動体）
２１ レーザー書込装置（潜像書込手段）
２２ ２次転写装置（転写手段の一部）
４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ 感光体（潜像担持体）
６１Ｋ 現像装置（現像手段）
３００ スキャナ（画像情報取得手段）
７４５ メイン制御部（制御手段の一部）
７５０ レーザー書込装置制御部（制御手段の一部）
８０１ 第１フォトセンサ（トナー付着量検知手段）
８０２ 第２フォトセンサ（トナー付着量検知手段）
８０３ 第３フォトセンサ（トナー付着量検知手段）
８０４ 第４フォトセンサ（トナー付着量検知手段）

Claims (4)

1. 画像情報を取得する画像情報取得手段と、移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該画像情報取得手段によって取得された画像情報に基づいて発したビームによって該潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段とを有する作像手段と、
   表面を無端移動させる無端移動体又はこれの表面に保持される記録体に対して該潜像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
   該潜像書込手段による、該潜像担持体の表面における移動方向と直交する方向である主走査方向のビーム出射強度の分布を調整するためのビーム強度調整制御を所定のタイミングで実施するビーム強度調整制御手段と、を備える画像形成装置において、
   上記ビーム強度調整制御が実施された場合には、その後の上記画像情報に基づく潜像の形成に先立って、所定の基準トナー像を上記潜像担持体に形成し、該潜像担持体上の該基準トナー像、又は該潜像担持体から上記無端移動体に転写された該基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて上記作像手段の作像能力を調整する作像能力調整制御を実施する作像能力調整制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記トナー付着量検知手段として、上記潜像担持体又は無端移動体上のトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を上記主走査方向の互いに異なる位置で検知する複数のものを設け、且つ、上記ビーム強度調整制御として、所定の標準トナー像を該複数のトナー付着量検知手段にそれぞれ個別に検知させるように複数並べて上記潜像担持体に形成した後、該複数のトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて上記ビーム出射強度の分布を調整する制御を実施させるように、上記ビーム強度調整制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   上記潜像担持体上に形成された上記基準トナー像や標準トナー像を上記無端移動体の表面に転写させるように上記転写手段を構成するとともに、
   該表面に転写された該基準トナー像や標準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知させるように、上記複数のトナー付着量検知手段を配設したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記潜像担持体と上記現像手段との組合せとして、互いに異なる色のトナー像を形成する複数のものを設け、
   それぞれの該潜像担持体上に形成された上記画像情報に基づくトナー像を上記無端移動体又はこれの表面に保持される記録体に重ね合わせて転写させるように上記転写手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。

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