JP2011197097A

JP2011197097A - 光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の濃度補正方法

Info

Publication number: JP2011197097A
Application number: JP2010061072A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ishikawa; 徹也石川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2011-10-06

Abstract

【課題】複数の像担持体と像担持体上に現像された画像を転写する対象とを当接及び離間させる機能を備えた画像形成装置において、転写される画像の濃度の調整を正確に行うこと。
【解決手段】複数の感光体に静電潜像を描画する光書き込み装置であって、黒色の感光体のみが搬送ベルトに当接した状態でパターンを描画し、濃度の判断及び補正値の算出を実行する補正Ａと、全ての感光体が搬送ベルトに当接した状態でパターンを描画して濃度を判断すると共に黒色の感光体のみを当接させて濃度を判断し、両者の濃度のオフセット値の算出及び補正値の算出を行うことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の濃度補正方法に関し、特に、複数の感光体の一部を搬送体に対して当接若しくは離間させた場合のオフセットの補正に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を描画し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、形成される画像の階調、即ち画像の濃度を調整する動作（以降、階調補正とする）が実行される。画像の濃度調整においては、各色に対応した感光体において濃度の異なる複数の調整用パターンが形成され、この調整用パターンを光学センサで読み取って適切な階調濃度になるように感光体ドラムのバイアス電圧が補正される。

このような階調補正の技術として、調整に要する時間を短縮するため、ブラックのみの階調補正と、ブラック以外のカラーのみの階調補正とを別個に実行可能とし、判定部による判定結果に従って切り替えて実行する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上述した電子写真方式の画像形成装置としては、感光体上に現像されたトナー画像を中間転写ベルトに転写した後に用紙に転写及び定着する中間転写方式と、感光体上に現像されたトナー画像を用紙に直接転写する直接転写方式とがある。そして、いずれの場合においても、感光体が転写対象の搬送体に当接した状態においてトナー画像が転写される。尚、以下の説明においては、中間転写方式における中間転写ベルト、直接転写方式において用紙を搬送する搬送ベルトを総じて搬送体とする。

更に、タンデム式のカラー画像形成装置においては、モノクロでの画像形成を行う場合、黒以外の色を作像する感光体ドラムを上述した搬送体から離間することが行われている。これは、黒以外の感光体から漏れ出したトナーが搬送体に付着することによる画像の乱れを防ぐためである。

画像形成装置の装置内温度や湿度の変化等により、現像された画像を転写する際の転写圧等が変化し、結果として転写される画像の濃度に微差が生じるため、上述した階調補正は、所定のタイミングで繰り返し実行される。しかしながら、特許文献１においては、上述したように感光体と搬送体とが当接している場合及び離間している場合の変化について考慮されていない。

階調補正処理においては、原則として全色の階調補正を行うことが必要である。従って、原則として全ての感光体が搬送体に当接した状態にて上記階調補正が実行される。このように全ての感光体が搬送体に当接した状態において実行した階調補正の結果は、全ての感光体が搬送体に当接した状態においては有効である。

しかしながら、上述したように黒以外の色を作像する感光体が搬送体から離間した状態から当接した状態に遷移した場合、感光体が当接することによって搬送体に撓みが生じ、感光体と搬送体との押しつけの圧力が変化する。逆に、全ての感光体が搬送体に当接した状態から、一部の感光体が搬送体から離間した状態に遷移すると、上記当接によって生じていた撓みが解消されるため、同様に感光体と搬送体との押しつけの圧力が変化する。つまり、全ての感光体が搬送体に当接した状態にて実行された調整処理の結果は、一部の感光体が離間した状態においては、不適切である可能性がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、複数の像担持体と像担持体上に現像された画像を転写する対象とを当接及び離間させる機能を備えた画像形成装置において、転写される画像の濃度の調整を正確に行うことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、副走査方向に複数並べられた感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を描画する光書き込み装置であって、前記光ビームを照射する光源と、前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記感光体上に現像された画像が転写される搬送体の表面を撮像するセンサの出力信号に基づいて前記搬送体の表面に転写された画像の読み取り信号を取得する画像検知部と、前記取得された読み取り信号に基づき、前記光源制御部による制御に従って描画された所定のパターンであって、前記搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正用パターンの濃度を判断する濃度判断部と、前記補正用パターンの濃度の基準となる値であって前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のいずれか一方に対応した基準値を取得する基準値取得部と、前記判断された濃度及び前記取得された基準値の差に基づいて搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記補正用パターンが描画され、前記補正用パターンの濃度が判断されて前記補正値の算出が実行される第１の補正処理と、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態において前記補正用パターンが描画され、前記補正用パターンの濃度が判断されて前記補正値の算出が実行される第２の補正処理とが実行可能であり、前記補正値算出部は、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のうち、前記基準値が対応している状態とは異なる状態において前記補正値を算出する際に、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度と、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度とのオフセット値を前記基準値に適用して前記補正値を算出することを特徴とする。

また、本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上記光書込み装置を備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様は、副走査方向に複数並べられた感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を描画する光書き込み装置の濃度補正方法であって、前記光書込み装置は、前記光ビームを照射する光源と、前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記感光体上に現像された画像が転写される搬送体の表面を撮像するセンサの出力信号に基づいて前記搬送体の表面に転写された画像の読み取り信号を取得する画像検知部と、前記取得された読み取り信号に基づき、前記光源制御部による制御に従って描画された所定のパターンであって、前記搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正用パターンの濃度を判断する濃度判断部と、前記補正用パターンの濃度の基準となる値であって前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のいずれか一方に対応した基準値を取得する基準値取得部と、前記判断された濃度及び前記取得された基準値の差に基づいて搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記光源制御部が前記補正用パターンを描画し、前記濃度判断部が前記補正用パターンの濃度を判断し、前記補正値算出部が前記補正値を算出する第１の補正処理と、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態において前記光源制御部が前記補正用パターンを描画し、前記濃度判断部が前記補正用パターンの濃度を判断し、前記補正値算出部が前記補正値を算出する第２の位置ずれ補正処理とを実行可能であり、前記補正値算出部が、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のうち、前記基準値が対応している状態とは異なる状態において前記補正値を算出する際に、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度と、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度とのオフセット値を前記基準値に適用して前記補正値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、複数の像担持体と像担持体上に現像された画像を転写する対象とを当接及び離間させる機能を備えた画像形成装置において、転写される画像の濃度の調整を正確に行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す上面図である。本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す側断面図である。本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る基準値記憶部に記憶されている情報を示す図である。本発明の実施形態に係る階調補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。本発明の実施形態に係る補正値記憶部に記憶される情報の例を示す図である。本発明の実施形態に係る階調補正動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る階調補正Ａと階調補正Ｂとの何れを実行するかの判断例を示す図である。本発明の他の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体に静電潜像を描画するための光書き込み装置における、画像の階調補正がその要旨である。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｎｔＦｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１１０、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。

入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ４０等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ４０等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録紙）１０４を搬送する搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際して、給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト１０５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト１０５により最初の画像形成部１０６ＢＫに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。即ち、搬送ベルト１０５が、画像の転写対象である用紙を搬送する搬送体として機能する。

画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書き込み装置１１１、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに対してレーザビームを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのブラック画像に対応したレーザビームにより書き込みが行われ、静電潜像を形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５上の用紙１０４とが当接する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にブラックのトナーによる画像が形成される。転写器１１５ＢＫは、感光体ドラム１０９ＢＫとの間に転写電圧を印加することにより、感光体ドラム１０９ＢＫ上に形成されたトナー像を要旨１０４に転写させる。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫでブラックのトナー画像を転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５によって次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙１０４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙１０４上に重畳されて転写される。こうして、用紙１０４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙１０４は、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙ上に形成される転写画像の濃度階調や、各色間の濃度バランスが意図した状態にならないことがある。これは、画像形成装置１が運用されている環境の温度や湿度等の状態による現像特性の変化や、上述した現像器及び転写器の経時的な変化に基づくものである。

このような濃度階調や各色間の濃度バランスを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙによって搬送ベルト１０５上に転写された階調補正用パターンを読み取るための光学センサである。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの下流側において支持されている。パターン検知センサ１１７による階調補正の態様については、後に詳述する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を上面から見た図である。また、図５は、本実施形態に係る光書き込み装置を側面から見た断面図である。図４、図５に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに書き込みを行うレーザビームは光源である光源装置２８１ＢＫ、２８１Ｙ、２８１Ｍ、２８１Ｃ（以降、総じて光源装置２８１とする）から照射される。尚、本実施形態に係る光源装置２８１は、半導体レーザ、コリメータレンズ、スリット、プリズム、シリンダレンズ等で構成されている。

光源装置２８１から照射されたレーザビームは、反射鏡２８０によって反射される。各レーザビームは図示しないｆθレンズ等の光学系によって夫々ミラー２８２ＢＫ、２８２Ｙ、２８２Ｍ２８２Ｃ（以降、総じて２８２とする）に導かれ、更にその先の光学系によって各感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙの表面へと走査される。

反射鏡２８０は６面体のポリゴンミラーであり、回転することによってポリゴンミラー１面につき主走査方向のライン分のレーザビームを走査することができる。本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、４つの光源装置を２８１ＢＫ、２８１Ｙと、２８１Ｍ、２８１Ｃの２色ずつの光源装置に分けて反射鏡２８０の異なる反射面を用いて走査を行うことによって、１つの反射面のみを用いて走査する方式よりコンパクトな構成で、同時に異なる４つの感光体ドラムに書き込むことを可能としている。

また、反射鏡２８０によってレーザビームが走査される範囲の走査開始位置近傍には、水平同期検知センサ２８３が設けられている。光源装置２８１から照射されたレーザビームが水平同期検知センサ２８３に入射することにより、主走査ラインの走査開始位置のタイミングが検知され、光源装置２８１を制御する制御装置と反射鏡２８０との同期がとられる。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、光源装置２８１、水平同期検知センサ２８３及びパターン検知センサ１１７との接続関係を示す図である。

図６に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、書込み制御部１２１、階調判断部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含む。尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図６に示すような光書込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２若しくはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより構成される。

書込み制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づき、水平同期検知センサ２８３による同期検知信号に応じて光源装置２８１を制御する光源制御部である。また、書込み制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいて光源装置２８１を駆動する他、上述した階調補正処理において階調補正用のパターンを描画するために、光源装置２８１を駆動する。

更に、書込み制御部１２１は、感光体ドラム１０９上に形成された静電潜像を顕色剤であるトナーによって現像する際に、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙと現像器１１２ＢＫ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｙとの間に印加する電圧（以降、バイアス電圧とする）や、感光体ドラム状に現像された画像を転写する際に、転写機１１５ＢＫ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｙと感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙとの間に印加する電圧（以降、転写電圧とする）を制御する電圧制御部としても機能する。階調補正によって生成される補正値は、図６に示す補正値記憶部１２６に階調補正値として記憶され、書込み制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている階調補正値に基づき、バイアス電圧及び転写電圧を制御する。

センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７と連動して、搬送ベルト１０５上に形成された階調補正用パターンを読みとるパターン読み取り部である。センサ制御部１２３は、上記階調補正用パターンを読み取ると、その読取信号を階調判断部１２２に入力する。

階調判断部１２２は、センサ制御部１２３から入力された読取信号に基づき、搬送ベルト１０５上に形成された階調補正用パターンの階調を判断する。階調判断部１２２は、階調補正用パターンの階調を判断すると、その判断結果を調整値算出部１２４に入力する。

補正値算出部１２４は、階調判断部１２２から入力された階調補正用パターンンの階調の判断結果に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された基準値に基づいて補正値を算出する。図７に、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値の例を示す。図７に示すように、基準値記憶部１２５には、濃度階調基準値が記憶されている。

濃度階調基準値とは、上述したように各色毎に描画された階調補正用パターン夫々についての濃度の基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、センサ制御部１２３によって判断された階調補正用パターンの濃度と、濃度階調基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。このようにして算出された補正値は、上述したように補正値記憶部１２６に記憶される。このように、補正値記憶部１２６に補正値が記憶されることにより、書込み制御部１２１は、その補正値を参照してバイアス電圧及び転写電圧制御することが可能となる。

次に、本実施形態に係る階調補正動作について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る階調補正動作において、書込み制御部１２１によって制御された光源装置２８１によって搬送ベルト１０５上に描画されるマーク（以降、階調補正用マークとする）を示す図である。図８に示すように、本実施形態に係る階調補正用マーク４００は、副走査方向にブラック階調パターン４０１ａ、イエロー階調パターン４０２、マゼンタ階調パターン４０３、シアン階調パターン４０４及びブラック階調パターン４０１ｂが並べられて構成されている。

階調補正用マーク４００に含まれる各色の階調パターンは、本実施形態においては濃度の異なる４つの方形状のパターンによって構成されており、この方形状のパターンが、濃度の順に副走査方向に並べられて構成されている。そして、各色の階調パターンは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、副走査方向に並べられて配置されている。尚、図８に示すように、本実施形態に係る階調補正用マーク４００は、パターン検知センサ１１７に対応した位置に描画されている。また、図８においては、各方形状のパターンに施されているハッチングの数によって、各パターンの濃度が示されている。

階調補正用マーク４００に含まれる各パターンのうち、ブラック階調パターン４０１ａ、イエロー階調パターン４０２、マゼンタ階調パターン４０３、シアン階調パターン４０４は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの全てが搬送ベルト１０５に当接した状態において描画されたパターンである。

これに対して、ブラック階調パターン４０１ｂは、感光体ドラム１０９ＢＫのみが搬送ベルト１０５に当接した状態において描画されたパターンである。図８に示すように、光書き込み装置制御部１２０が光源装置２８１を制御して階調補正用マーク４００を描画させる際、ブラック階調パターン４０１ａ、イエロー階調パターン４０２、マゼンタ階調パターン４０３、シアン階調パターン４０４を描画した後、感光体ドラム１０９ＢＫ以外の感光体ドラムを搬送ベルト１０５から離間させる離間処理を行った上で、ブラック階調パターン４０１ｂが描画される。

図８に示す階調補正用マーク４００を用いた階調補正においては、調整値算出部１２４が、パターン検知センサ１１７による各色の階調パターンの読み取り信号に基づいた濃度を示す情報を階調判断部１２２から取得し、現像バイアスの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される濃度階調基準値は、各色の階調パターンに含まれる濃度の異なる４つのパターン夫々の濃度の基準となる値である。

階調補正用マーク４００のこのような構成により、全ての感光体ドラムが搬送ベルト１０５に当接した状態と、感光体ドラム１０９ＢＫのみが搬送ベルト１０５に当接した状態の両方において、描画される画像の階調補正を実行することが可能となる。

尚、本実施形態においては、全ての感光体ドラムを搬送ベルト１０５に当接させた状態の他、感光体ドラム１０９ＢＫのみを搬送ベルト１０５に当接させたモノクロ印刷の状態について、描画される画像の階調を補正する場合を例として説明する。この他、単色印刷としては、モノクロに限らず、他の色を用いる場合も考慮し、感光体ドラム１０９ＢＫ以外の他の感光体ドラムのみを搬送ベルト１０５に当接させる場合もあり得る。

また、単色印刷であっても、例えば赤、緑、青等の色で単色印刷を行う場合等、感光体ドラム１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙのうち２つを搬送ベルト１０５に当接させる場合もあり得る。単色印刷に限らず、フルカラーではない印刷を行う場合も同様である。これらの場合であっても、階調補正用マーク４００を構成するにあたり、夫々に対応した状態、即ち、当接させるべき感光体ドラムのみを当接させた状態でパターンを描画すると共に、基準値記憶部１２５に夫々のパターンに対応した基準値を記憶させることにより、上記と同様に階調補正を実行することが可能となる。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成において、各感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ（以降、総じて感光体ドラム１０９とする）を、搬送ベルト１０５に当接及び離間させる機構について説明する。図３においては、図示されるように、全ての感光体ドラム１０９が、搬送ベルト１０５から離間している状態が示されている。図９に、全ての感光体ドラム１０９と搬送ベルト１０５とが当接している状態を示す。

図３に示す状態と図９に示す状態とを遷移させるためには、感光体ドラム１０９自体を上下させても良いし、搬送ベルト１０５を保持している駆動ローラ１０７及び従動ローラ１０８を上下させても良い。図１０は、感光体ドラム１０９ＢＫのみを搬送ベルト１０５に当接させる場合の一態様を示す図である。図１０の態様においては、駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８の高さを異ならせることにより、感光体ドラム１０９に対向する搬送ベルト１０５の面を傾いた状態に保持して、感光体ドラム１０９ＢＫのみが搬送ベルト１０５に当接するように配置している。これは、本実施形態に係るプリントエンジン２６のように、感光体ドラム１０９ＢＫが副走査方向の端部に配置されている場合に可能な態様である。

図１１は、感光体ドラム１０９ＢＫのみを搬送ベルト１０５に当接させる場合の他の態様を示す図である。図１１の態様においては、図１０と同様に、駆動ローラ１０７を従動ローラ１０８よりも低い位置に配置させた上で、感光体ドラム１０９ＢＫと感光体ドラム１０９Ｍとの間にベルト高調整ローラ１１８を設け、且つベルト高調整ローラ１１８の上側の高さと従動ローラ１０８の上側の高さとが等しくなるように配置している。これにより、搬送ベルト１０５がベルト高調整ローラ１１８と従動ローラ１０８とによって支持され、感光体ドラム１０９ＢＫに当接するように配置される。

図１２は、図１１の変形例として、２つの感光体ドラムを搬送ベルト１０５に当接させる場合の例を示す図である。図１２の態様においては、図１０と同様に、駆動ローラ１０７を従動ローラ１０８よりも低い位置に配置させた上で、感光体ドラム１０９Ｍと感光体ドラム１０９Ｃとの間にベルト高調整ローラ１１８を設け、且つベルト高調整ローラ１１８の上側の高さと従動ローラ１０８の上側の高さとが等しくなるように配置している。これにより、搬送ベルト１０５がベルト高調整ローラ１１８と従動ローラ１０８とによって支持され、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍのみに当接するように配置される。

図１３は、感光体ドラム１０９ＢＫのみを搬送ベルト１０５に当接させる場合の更に他の態様を示す図である。図１３の態様においては、図３の場合と同様に駆動ローラ１０７及び従動ローラ１０８を配置させた上で、感光体ドラム１０９ＢＫと従動ローラ１０８との間、及び感光体ドラム１０９ＢＫと感光体ドラム１０９Ｍとの間にベルト高調整ローラ１１８を設け、２つのベルト高調整ローラ１１８の上側の高さが等しく且つ駆動ローラ１０７及び従動ローラ１０８よりも高くなるように配置している。これにより、搬送ベルト１０５が２つのベルト高調整ローラ１１８によって支持され、感光体ドラム１０９ＢＫに当接するように配置される。

このような感光体ドラム１０９と搬送ベルト１０５との当接・離間機構により、例えば、図９の状態から図１０の状態に遷移させた場合、駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８との配置が変わることによって、搬送ベルト１０５に僅かな伸縮が生じる可能性がある。これにより、感光体ドラム１０９上に形成された画像が搬送ベルト１０５によって搬送される用紙に転写される際の転写圧力にずれが生じ、結果的に用紙上に転写された画像の階調誤差となる。

また、図９の状態においては、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５とは、感光体ドラム１０９ＢＫの鉛直方向の一番下の点において接触するが、図１０の状態においては、搬送ベルト１０５が傾いているため、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５との接触位置が変化する。これによっても、感光体ドラム１０９上に形成された画像が搬送ベルト１０５によって搬送される用紙に転写される際の転写圧力にずれが生じ、結果的に用紙上に転写された画像の階調誤差となる。

上述した搬送ベルト１０５の伸縮によるずれに対して、図９の場合のような、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５との接触位置の変化によるずれは、影響が大きい。従って、本実施形態に係る階調補正機構は、図９のような当接／離間機構を採用するプリントエンジン２６において、特に有効である。図９に示すようなプリントエンジン２６の当接／離間機構は、例えば、駆動ローラ１０７の高さのみを上下する機構を設けることにより実現可能であるため、他の態様に比べてコスト的にメリットがある。

このような、階調誤差の課題に対して、図８において説明したような階調補正用マーク４００を用いて補正動作を行うことが本実施形態に係る要旨である。本実施形態においては、図８に示す階調補正用マーク４００のうち、ブラック階調パターン４０１ｂのみを描画することにより実行される補正動作（以降、階調補正Ａとする）と、階調補正用マーク４００を全て描画することにより実行される補正動作（以降、階調補正Ｂとする）との何れかが選択的に実行される。

本実施形態に係る画像形成装置１は、図３において説明したように、４色の感光体ドラム１０９を含むフルカラー印刷が可能であり、上述した階調補正用マーク４００を描画して補正を行うことにより画像の階調を補正する階調補正Ｂが基本となる。従って、図７において説明した濃度階調基準値についても、図９に示すように、全ての感光体ドラム１０９が搬送ベルト１０５に当接した状態（以降、当接状態とする）における基準値が格納されている。

更に、階調補正用マーク４００に含まれる全てのパターンが描画されることにより、光書込み装置制御部１２０は、ブラック階調パターン４０１ａとブラック階調パターン４０１ｂとの読取信号に基づいて判断された濃度階調の差を算出することができる。この差をオフセット値として補正値記憶部１２６に記憶することにより、図１０、図１１及び図１３のような状態（以降、離間状態とする）における画像の濃度階調を好適に補正することが可能となる。

階調補正Ａの場合、上述したように、描画されるパターンはブラック階調パターン４０１ｂのみである。モノクロ印刷を実行する場合においては、画像が描画される感光体ドラムは、感光体ドラム１０９ＢＫのみであるため、これで十分である。また、モノクロ印刷においては、感光体ドラム１０９ＢＫ以外の感光体ドラムは離間状態であるため、階調補正もそれらの感光体ドラムが離間した状態で実行することが望ましく、この点においても有効である。

階調補正Ａを実行する場合、求められるのは図１０、図１１及び図１３のような離間状態における、ブラック階調パターン４０１ｂについて検知された階調濃度である。ここで、上述したように、基準値記憶部１２５に記憶されている階調濃度基準値は、当接状態における値であるため、そのまま適用することはできない。これに対して、階調補正Ｂにおいて求められたオフセット値を適用することにより、基準値記憶部１２５に記憶されている濃度階調基準値を用いて、離間状態における階調補正を正確に行うことができる。

また、本実施形態においては、基準値記憶部１２５に記憶させておく濃度階調基準値は、図９に示すような当接状態の値のみで良いため、離間状態の基準値をも記憶させておく場合に対して、基準値記憶部１２５の記憶領域を削減することができる。

尚、基準値記憶部１２５に記憶させておく濃度階調基準値を、離間状態における基準値とすることも可能である。しかしながら、現行の画像形成装置における濃度階調基準値は、当接状態を前提とした値であるため、濃度階調基準値を、離間状態における基準値とする場合、仕様変更による負荷が高くなる。他方、濃度階調基準値を、従来と同様、当接状態における基準値とすることにより、容易に現行の画像形成装置に上記実施形態を適用することができる。

次に、補正値記憶部１２６に記憶されている情報について、図１４を参照して説明する。図１４に示すように、本実施形態に係る補正値記憶部１２６には、“階調補正Ａ実行情報”、“階調補正Ｂ実行情報”及び“補正値情報”が記憶されている。“階調補正Ａ実行情報”は、“実行日時”、“機内温度”、“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”を含む。

“実行日時”、“機内温度”は、夫々最後に階調補正Ａが実行された際の日時及び画像形成装置１内の温度を示す情報である。尚、“機内温度”の記録に際しては、画像形成装置１内部に温度計を設けてその温度を記録する場合の他、画像形成装置１の動作状況に応じて温度を推測することにより、その温度を記録することもできる。

“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”は、センサ制御部１２３によるブラック階調パターン４０１ｂの検知信号に基づいて階調判断部１２２によって判断された、階調補正Ａにおけるブラック階調パターン４０１ｂの濃度である。

また、図１４に示すように、“階調補正Ｂ実行情報”は、“実行日時”、“機内温度”、“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”、“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”を含む。“実行日時”、“機内温度”は、上述した“階調補正Ａ実行情報”に含まれる同名の情報と同様である。

“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”は、センサ制御部１２３によるブラック階調パターン４０１ａの検知信号に基づいて階調判断部１２２によって判断された、階調パターン４０１ａの濃度である。また、“ブラック階調補正パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”は、センサ制御部１２３によるブラック階調パターン４０１ｂの検知信号に基づいて階調判断部１２２によって判断された、階調補正Ｂにおけるブラック階調パターン４０１ｂの濃度である。

“補正値情報”は、“バイアス電圧補正値（当接）”、“転写電圧補正値（当接）”、“バイアス電圧補正値（離間）”、“転写電圧補正値（離間）”、“オフセット値”を含む。“バイアス電圧補正値（当接）”及び“転写電圧補正（当接）”は、図８に示すブラック階調パターン４０１〜シアン階調パターン４０４と、基準値記憶部１２５に記憶されている濃度階調基準値に基づいて算出された値であり、当接状態において画像形成が実行される際に、書込み制御部１２１が、バイアス電圧及び転写電圧を好適な状態に補正するために参照する補正値である。

“バイアス電圧補正値（離間）”及び“転写電圧補正（離間）”は、図８に示すブラック階調パターン４０１ｂと、基準値記憶部１２５に記憶されている“濃度階調基準値”及び図１４に示す“オフセット値”に基づいて算出された値であり、図１０、図１１等の離間状態において画像形成が実行される際に、書込み制御部１２１が、バイアス電圧及び転写電圧を好適な状態に補正するために参照する補正値である。

尚、感光体ドラム１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙの当接・離間状態が遷移することにより変化が生じるのは、上述したように、転写器１１５による転写時のパラメータである。従って、本実施形態においては、バイアス電圧補正値についても、“当接”及び“離間”を夫々別々に記憶しているが、バイアス電圧補正値については、単一の値としても良い。

“オフセット値”は、上述した“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”と、“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”若しくは“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”との差として算出された値である。ここで、“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”と“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”との何れを用いるかについては、後に詳述する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の階調補正動作、即ち、図１４に示す各情報を補正値記憶部１２６に記憶させる際の具体的な処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係る画像形成装置１の階調補正動作における光書き込み装置制御部１２０の処理を示すフローチャートである。図１５に示すように、光書込み装置制御部１２０は、階調補正動作を開始すると、まず、階調補正Ａか階調補正Ｂかを判断する（Ｓ１５０１）。

図１６は、Ｓ１５０１における判断方法を示す表である。図１６に示すように、本実施形態においては、カラー印刷の実行前及び実行中に階調補正を行う場合にのみ、階調補正Ｂを行い、他の場合は、階調補正Ａを行う。これは、階調補正Ｂを行うタイミングを必要最低限のタイミングとすることにより、カラートナーの消費量を低減するためである。また、図８に示す階調補正用マーク４００全てを描画するよりも、ブラック階調パターン４０１ｂのみを描画する方が処理に要する時間が短いため、ユーザの指示に対する応答時間を短縮し、ユーザの利便性を向上することができる。

尚、本実施形態においては、階調補正Ａと階調補正Ｂとの判断態様として、図１６のような例を用いて説明するが、更に他の条件を用いることも可能である。例えば、電源ＯＮ時や、待機状態、省電力状態からの復帰時等のウォームアップ動作に際して、ジョブの内容が未だ不明な場合が考えられる。この場合、過去の画像形成出力の実行履歴を参照し、モノクロ印刷の方が多ければ階調補正Ａを実行し、カラー印刷の方が多ければ、階調補正Ｂを実行する等の態様も可能である。

Ｓ１５０１の結果、階調補正Ａのタイミングであった場合（Ｓ１５０１／ＹＥＳ）、書込み制御部１２１は、図８に示すパターンのうち、ブラック階調パターン４０１ｂのみを描画するように、光源装置２８１を制御する（Ｓ１５０２）。Ｓ１５０２の処理には、感光体ドラム１０９若しくは搬送ベルト１０５の配置状態を変更して、離間状態とする処理も含まれる。

Ｓ１５０２の処理の後、センサ制御部１２３がパターン検知センサ１１７の出力信号に基づいてブラック階調パターン４０１ｂを検知すると（Ｓ１５０３）、階調判断部１２２は、検知信号に基づいてブラック階調パターン４０１ｂの階調を判断し（Ｓ１５０４）、その判断結果を補正値算出部１２４に入力する。即ち、センサ制御部１２３が画像検知部として機能し、階調判断部１２２が濃度判断部として機能する。

補正値算出部１２４は、階調判断部１２２からブラック階調パターン４０１ｂの階調の判断結果を取得すると、“階調補正Ａ実行情報”の“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”として補正値記憶部１２６に記憶させる。また、補正値算出部１２４は、同時に、“階調補正Ａ実行情報”の“実行日時”、“機内温度”も記憶させる。

光書き込み装置制御部１２０は、Ｓ１５０４までの処理を完了すると、既に補正値記憶部１２６に記憶されている“オフセット値”の情報を更新するか否かの判断に進む。この処理は、補正値算出部１２４が実行する。即ち、補正値算出部１２４が、オフセット値更新可否判断部として機能する。まず、補正値算出部１２４は、現在の機内温度を参照すると共に、補正値記憶部１２６に記憶されている“階調補正Ｂ実行情報”の“機内温度”を参照し、両者の値の差が所定の範囲内であるか否か判断する（Ｓ１５０５）。

Ｓ１５０５の判断において、機内温度の差が所定の範囲外であった場合（Ｓ１５０５／ＮＯ）、補正値算出部１２４は、オフセット値の更新はキャンセルし、Ｓ１５０４において取得した“ブラック階調パターン４０１検知濃度Ａ”と、基準値記憶部１２５に記憶されている“濃度階調基準値”と、既に補正値記憶部１２６に記憶されている“オフセット値”に基づいて“バイアス電圧補正値（離間）”及び“転写電圧補正値（離間）”を算出して補正値記憶部１２６に記憶させ（Ｓ１５０８）、処理を終了する。即ち、補正値算出部１２３が、基準値取得部としても機能する。

他方、Ｓ１５０５の判断において、機内温度の差が所定の範囲内であった場合（Ｓ１５０５／ＹＥＳ）、補正値算出部１２４は、次に補正値記憶部１２６に記憶されている“階調補正Ｂ実行情報”の“実行日時”の情報を参照し、１か月以内等、所定の期間以内の情報であるか否か判断する（Ｓ１５０６）。

Ｓ１５０６の判断において、“階調補正Ｂ実行情報”が、所定の期間以内の情報ではなかった場合（Ｓ１５０６／ＮＯ）、補正値算出部１２４は、オフセット値の更新はキャンセルし、上述したＳ１５０８の処理を実行し、処理を終了する。

他方、Ｓ１５０６の判断において、“階調補正Ｂ実行情報”が、所定の期間以内の情報であった場合（Ｓ１５０６／ＹＥＳ）、補正値算出部１２４は、オフセット値を更新するために、既に補正値記憶部１２６に記憶されている“階調補正Ｂ実行情報”の“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を取得し、取得した“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”とＳ１５０４において入力された“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ａ”との差を算出して“オフセット値”を求め、補正値記憶部１２６に記憶させる（Ｓ１５０７）。即ち、補正値算出部１２４が、オフセット値更新部として機能する。

そして、補正値算出部１２４は、Ｓ１５０４において取得した“ブラック階調パタン４０１ｂ検知濃度Ａ”と、基準値記憶部１２５に記憶されている“濃度階調基準値”と、上記算出した“オフセット値”に基づいて“バイアス電圧補正値（離間）”及び“転写電圧補正値（離間）”を算出して補正値記憶部１２６に記憶させ（Ｓ１５０７）、処理を終了する。

Ｓ１５０２〜Ｓ１５０８までの処理が、階調補正Ａの処理である。ここで、上述したオフセット値の更新判断について説明する。本実施形態においては、上述したように、“機内温度”及び“実行日時”を条件として、オフセット値の更新要否を判断する。これは、オフセット値を更新するに当たり、“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”が必要となるところ、“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を新たに求めるためには、上述した各種の弊害がある階調補正Ｂを実行する必要があるため、既に補正値記憶部１２６に記憶されている“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を用いることが可能か否か判断していることに等しい。

既に記憶されている“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を用いるためには、その“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を取得して記録した際の搬送ベルト１０５をはじめとした装置の状態が現在の状態に近い必要があり、更には同一であることが好ましい。これは、搬送ベルト１０５の伸縮状態等が異なる状態において記録された“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を用いてオフセット値を算出すると、不正確なオフセット値が算出される可能性が高いからである。

本実施形態においては、搬送ベルト１０５の状態や、“バイアス電圧”及び“転写電圧”の制御パラメータが変化する要因として、温度変化及び経時変化を考慮し、夫々の条件について現在の状態と、最後に階調補正Ｂが実行された際の状態とが近い場合に、搬送ベルト１０５をはじめとした装置の状態が近く、既に補正値記憶部１２６に記憶されている“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”を用いることが可能であると判断する。これにより、条件が整っている場合には、上述したような各種の弊害がある階調補正Ｂを実行することなく、オフセット値を更新することができる。

他方、“機内温度”、“実行日時”の条件が満たされない場合、“オフセット値”の更新がキャンセルされるため、Ｓ１５０８の処理として、厳密には、正確な“オフセット値”とは異なる値が用いられている可能性がある。しかしながら、不正確なオフセット値を用いたとしても、それによる画像濃度のずれは微小であり、本実施形態のようにオフセット値を更新しながら装置を運用することにより、大きな問題を生ずることなく画像形成出力を行うことができる。

Ｓ１５０１の結果、階調補正Ｂのタイミングであった場合（Ｓ１５０１／ＮＯ）、書込み制御部１２１は、図８に示す階調補正用マーク４００全体を描画するように、光源装置２８１を制御する（Ｓ１５０９）。Ｓ１５０９の処理は、感光体ドラム１０９と搬送ベルト１０５とが図９に示す当接状態において、図８に示すブラック階調パターン４０１ａ、イエロー階調パターン４０２、マゼンタ階調パターン４０３、シアン階調パターン４０４を描画した後、図１０、図１１及び図１３に示す離間状態に遷移させてから図８に示すブラック階調パターン４０１ｂを描画する処理である。

Ｓ１５０９の処理の後、センサ制御部１２３がパターン検知センサ１１７の出力信号に基づいて階調補正用マーク４００に含まれる各パターンを検知すると（Ｓ１５１０）、階調判断部１２２は、検知信号に基づいて階調補正用マーク４００に含まれる各パターンの階調を判断し（Ｓ１５１１）、その判断結果を補正値算出部１２４に入力する。

補正値算出部１２４は、階調判断部１２２から階調補正用マーク４００に含まれる各パターンの判断結果を取得すると、その中からブラック階調パターン４０１ａ及びブラック階調パターン４０１ｂについての判断結果を抽出し、“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”及び“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”として補正値記憶部１２６に夫々記憶させる。また、補正値算出部１２４は、同時に、“階調補正Ｂ実行情報”の“実行日時”、“機内温度”も記憶させる。

更に、補正値算出部１２４は、“ブラック階調パターン４０１ａ検知濃度”と“ブラック階調パターン４０１ｂ検知濃度Ｂ”との差を算出して“オフセット値”を求め、補正値記憶部１２６に記憶させる（Ｓ１５１２）。また、補正値算出部１２４は、Ｓ１５１１において取得した階調補正用マーク４００に含まれる各パターンの検知濃度と、基準値記憶部１２５に記憶されている“階調の度基準値”に基づいて“バイアス電圧補正（当接）”及び“転写電圧補正値（当接）”を算出して補正値記憶部１２６に記憶させ（Ｓ１５１３）、処理を終了する。このような処理により、本実施形態に係る階調補正動作が完了する。

尚、図８に示すように、本実施形態に係るブラック階調パターン４０１ａ及びブラック階調パターン４０１ｂは、濃度の異なる４つの方形状のパターンを含む。従って、上記オフセット値を算出する際は、この４つのパターン夫々の濃度の平均値を比較することにより求める。この他、４つのパターン夫々について比較して差を求めたうえでその平均値をオフセット値としても良いし、４つのパターン夫々の比較結果のうちのいずれか１つをオフセット値としても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１は、当接状態及び離間状態における階調補正を行うことによりオフセット値を算出すると共に、当接時の補正値を算出する階調補正Ｂと、階調補正Ｂによって求められたオフセット値を用いて離間状態における階調補正を行うことにより離間時の補正値を算出する階調補正Ａとを実行可能である。これにより、当接状態と離間状態との搬送ベルト１０５と感光体ドラムとの押しつけ圧力の違いによる画像の階調誤差を補正することが可能である。

また、階調補正Ｂを行う場合を、カラー印刷を行う場合等、各色の色ずれを補正する必要がある場合に限定することにより、図８に示す階調補正用マーク４００を描画する回数を減らすことができる。これにより、カラートナーの消費量を低減することが可能となる。更に、階調補正Ｂを行う場合は図８に示す階調補正用マーク４００全体を描画する必要があるところ、階調補正Ａを行う場合は、ブラック階調パターン４０１ｂのみを描画すれば良いため、階調補正に要する時間を低減し、ユーザの指示に対する装置の応答速度を向上することができる。

尚、上記実施形態においては、当接状態と離間状態とで切り替える補正値の例として、バイアス電圧及び転写電圧を対象として説明した。この他、画像の濃度に関係するパラメータであれば、切り替えの対象とすることが好ましい。例えば、光源装置２８１が感光体を露光する際のレーザ露光パワー等である。光源装置２８１のレーザ露光パワーを制御するのは、書込み制御部１２１であるため、レーザ露光パワーを補正する補正値を補正値記憶部１２６に記憶させることにより、上記実施形態と同様に実現可能である。

また、上記実施形態においては、図３や図９等に示すように、搬送ベルト１０５によって搬送される用紙の紙面上に感光体ドラム１０９から直接画像を転写する方式を例として説明した。即ち、搬送体としての搬送ベルト１０５が、用紙を搬送する場合を例として説明した。

また、図１５のＳ１５０２、Ｓ１５０９の処理においては、図８に示すパターンを複数回描画し、Ｓ１５０３、Ｓ１５１０の処理において複数回分検知し、Ｓ１５０４、Ｓ１５１１の処理において複数回分の検知信号について濃度を判断し、その複数回分の濃度を平均して検知濃度を求めても良い。これにより、検知誤差による影響を低減することができる。また、検知誤差による影響を更にていげんするため、複数回検知して判断した濃度のうち、大きい値の上位４つと、小さい値の上位４つを省き、検知回数ｎ回に対して“ｎ−８”で平均しても良い。

この他、図１７に示すように、感光体ドラム１０９から搬送ベルト１０５上に転写されて形成された画像を更に用紙の紙面上に転写する中間転写方式であっても、上記実施形態を適用することが可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、中間転写ベルトである搬送ベルト１０５は、搬送体として画像を搬送する。

また、上記実施形態において、階調補正用マーク４００は、図８に示すように、パターン検知センサ１１７に対応する位置において、副走査方向に一列に形成されている場合を例として説明した。これに限らず、階調補正用マーク４００は、少なくともパターン検知センサ１１７によって検知可能な位置に形成されていれば良く、パターン検知センサ１１７が複数の検知素子を含む場合は、夫々の素子に応じた位置に各階調パターンを分割して形成することも可能である。

また、上記実施形態においては、図１５のＳ１５０５〜Ｓ１５０７に示すように、階調補正Ａを実行する場合において、オフセット値の更新要否判断（Ｓ１５０５、Ｓ１５０６）及びオフセット値の更新処理（Ｓ１５０７）を実行する場合を例として説明した。しかしながら、上述したように、モノクロ印刷において、オフセット値のずれは大きな問題にならないため、Ｓ１５０５〜Ｓ１５０７の処理を省略しても良い。

１画像形成装置、
１０ＣＰＵ、
１１ＲＡＭ、
１２ＲＯＭ、
１３エンジン、
１４ＨＤＤ、
１５Ｉ／Ｆ、
１６ＬＣＤ、
１７操作部、
１８バス、
２０コントローラ、
２１ＡＤＦ、
２２スキャナユニット、
２３排紙トレイ、
２４ディスプレイパネル、
２５給紙テーブル、
２６プリントエンジン、
２７排紙トレイ、
２８ネットワークＩ／Ｆ、
３０主制御部、
３１エンジン制御部、
３２入出力制御部、
３３画像処理部、
３４操作表示制御部、
１０１給紙トレイ、
１０２給紙ローラ、
１０３分離ローラ、
１０４用紙、
１０５搬送ベルト、
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ画像形成部、
１０７駆動ローラ、
１０８従動ローラ、
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ感光体ドラム、
１１０ＢＫ帯電器、
１１１光書き込み装置、
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ現像器、
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ除電器、
１１５ＢＫ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ転写器、
１１６定着器、
１１７パターン検知センサ、
１１８ベルト高調整ローラ
１２０光書き込み装置制御部、
１２１書込み制御部、
１２２階調判断部、
１２３センサ制御部、
１２４補正値算出部、
１２５基準値記憶部、
１２６補正値記憶部、
１７０センサ素子、
２８０反射鏡、
２８１、２８１ＢＫ、２８１Ｙ、２８１Ｍ、２８１Ｃ光源装置、
２８２、２８２ＢＫ、２８２Ｙ、２８２Ｍ、２８２Ｃミラー
２８３水平同期検知センサ
４００階調補正用マーク、
４０１ａブラック階調パターン
４０１ｂブラック階調パターン
４０２マゼンタ階調パターン、
４０３シアン階調パターン、
４０４イエロー階調パターン

特開２００９−５３６６８号公報

Claims

副走査方向に複数並べられた感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を描画する光書き込み装置であって、
前記光ビームを照射する光源と、
前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、
前記感光体上に現像された画像が転写される搬送体の表面を撮像するセンサの出力信号に基づいて前記搬送体の表面に転写された画像の読み取り信号を取得する画像検知部と、
前記取得された読み取り信号に基づき、前記光源制御部による制御に従って描画された所定のパターンであって、前記搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正用パターンの濃度を判断する濃度判断部と、
前記補正用パターンの濃度の基準となる値であって前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のいずれか一方に対応した基準値を取得する基準値取得部と、
前記判断された濃度及び前記取得された基準値の差に基づいて搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記補正用パターンが描画され、前記補正用パターンの濃度が判断されて前記補正値の算出が実行される第１の補正処理と、
前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態において前記補正用パターンが描画され、前記補正用パターンの濃度が判断されて前記補正値の算出が実行される第２の補正処理とが実行可能であり、
前記補正値算出部は、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のうち、前記基準値が対応している状態とは異なる状態において前記補正値を算出する際に、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度と、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度とのオフセット値を前記基準値に適用して前記補正値を算出することを特徴とする光書き込み装置。
前記第２の補正処理において、更に前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記補正用パターンが描画されて前記濃度の判断が行われ、前記オフセット値が算出されて記憶されることを特徴とする請求項１に記載の光書き込み装置。
前記基準値は、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度の基準となる値であり、
前記補正値算出部は、前記第１の補正処理において、前記判断された濃度及び前記取得された基準値並びに前記算出されたオフセット値に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み装置。
前記第１の補正処理において、前記算出されて記憶されたオフセット値の更新が可能であるか否かを判断するオフセット値更新可否判断部と、前記オフセット値の更新が可能であると判断された場合に、既に実行された前記第２の補正処理において判断されて記憶された前記補正用パターンの濃度と、処理中である前記第１の補正処理において判断された前記補正用パターンの濃度との差に基づいて前記オフセット値を算出することによりオフセット値を更新するオフセット値更新部とを更に含み、
前記補正値算出部は、前記第１の補正処理において前記オフセット値が更新された場合、更新後の前記オフセット値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項３に記載の光書込み装置。
前記オフセット値更新可否判断部は、既に実行された前記第２の補正処理の実行時の温度と現在の温度との差が所定の範囲内である場合に、前記オフセット値の更新が可能であると判断することを特徴とする請求項４に記載の光書込み装置。
前記オフセット値更新可否判断部は、既に実行された前記第２の補正処理が実行されたタイミングが現在から所定の期間内である場合に、前記オフセット値の更新が可能であると判断することを特徴とする請求項４または５に記載の光書き込み装置。
前記搬送体は、複数のローラに架け渡された無端状のベルトであり、前記複数のローラのうち少なくとも１つが移動することによってその表面が水平方向に対して傾いて前記感光体の一部と当接することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の光書込み装置。
前記第２の補正処理は、前記複数の感光体がすべて前記搬送体に当接した状態において前記静電潜像の描画が行われる場合にのみ実行されることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の光書き込み装置。
前記第１の補正処理は、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記静電潜像の描画が行われる場合に実行されることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の光書込み装置。
前記複数の感光体の一部は、黒色の画像を形成する感光体であり、
前記第１の補正処理は、黒一色の画像を形成するための静電潜像の描画が行われる場合に実行されることを特徴とする請求項９に記載の光書込み装置。
前記第１の補正処理は、前記光書き込み装置のウォームアップ動作において実行されることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の光書込み装置。
請求項１乃至１１いずれかに記載の光書込み装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
副走査方向に複数並べられた感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を描画する光書き込み装置の濃度補正方法であって、
前記光書込み装置は、
前記光ビームを照射する光源と、
前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、
前記感光体上に現像された画像が転写される搬送体の表面を撮像するセンサの出力信号に基づいて前記搬送体の表面に転写された画像の読み取り信号を取得する画像検知部と、
前記取得された読み取り信号に基づき、前記光源制御部による制御に従って描画された所定のパターンであって、前記搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正用パターンの濃度を判断する濃度判断部と、
前記補正用パターンの濃度の基準となる値であって前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のいずれか一方に対応した基準値を取得する基準値取得部と、
前記判断された濃度及び前記取得された基準値の差に基づいて搬送体の表面に転写される画像の濃度に関するパラメータを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態において前記光源制御部が前記補正用パターンを描画し、前記濃度判断部が前記補正用パターンの濃度を判断し、前記補正値算出部が前記補正値を算出する第１の補正処理と、
前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態において前記光源制御部が前記補正用パターンを描画し、前記濃度判断部が前記補正用パターンの濃度を判断し、前記補正値算出部が前記補正値を算出する第２の位置ずれ補正処理とを実行可能であり、
前記補正値算出部が、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態及び前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態のうち、前記基準値が対応している状態とは異なる状態において前記補正値を算出する際に、前記複数の感光体が全て前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度と、前記複数の感光体の一部が前記搬送体に当接した状態における前記補正用パターンの濃度とのオフセット値を前記基準値に適用して前記補正値を算出することを特徴とする光書き込み装置の濃度補正方法。