JP2016114730A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テスト画像を効率的に形成する。【解決手段】画像形成装置は、濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成部と、前記画像形成部において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部により出力された検出信号に基づいて、前記回転体の回転周期の位相を検出する（Ｓ３）制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定し（Ｓ２）、前記検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始させる（Ｓ４）。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、原画像データに基づいて露光した感光ドラム上にトナー等の色材を供給して現像した画像を、中間転写ベルトを介して用紙上に転写するというプロセスを経て、用紙上に画像を形成している。
画像形成部材の特性、経時変化等によって、画像の濃度ムラが生じることがあるため、テスト画像を形成してその濃度分布から濃度ムラを検出し、検出した濃度ムラを相殺するように原画像データを補正することが一般的である（例えば、特許文献１及び２参照。）。

濃度ムラのなかには、感光ドラム、中間転写ベルト等の回転体に起因して、副走査方向に回転体の回転周期で現れる濃度ムラがある。テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラの周期数が多いほど、濃度ムラを正確に特定することができ、精度の高い補正が可能となるが、１枚の用紙上のテスト画像から得られる濃度分布には限りがある。
例えば、感光ドラムの回転周期が２０ｃｍ／周期であり、テスト画像の形成に、副走査方向の長さが４２ｃｍであるＡ３サイズの用紙を用いた場合、１枚の用紙から得られるのは感光ドラムの回転周期の２周期数程度の濃度分布である。

用紙の長さよりも回転周期が長周期である場合は、テスト画像を１枚の用紙に形成するだけでは、１周期数の濃度分布も得られない。
例えば、中間転写ベルトの回転周期が１００ｃｍ／周期である場合、上記Ａ３サイズの用紙を用いても、１枚の用紙からは、中間転写ベルトの回転周期の０．４周期程度の濃度分布が得られるのみである。

回転周期の一定周期数の濃度分布を得るためには、テスト画像を複数枚の用紙に形成して、テスト画像から得られる濃度分布を増やせばよい（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００９−１９２８９６号公報 特開２０１０−２２０１８２号公報 特開２０１４−１１６７１１号公報

しかしながら、複数枚の用紙を用いる場合、用紙と用紙の間ではテスト画像を形成できないため、回転周期の全位相の濃度分布が得られない。このような一部の位相の濃度分布の欠落を考慮すると、回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得るためには、余分に多めの用紙にテスト画像を形成しなければならない。用紙やトナー等を無駄に消費してしまうため、非効率的であった。

本発明の課題は、テスト画像を効率的に形成することである。

請求項１に記載の発明によれば、
濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成部と、
前記画像形成部において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部により出力された検出信号に基づいて、前記回転体の回転周期の位相を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定し、前記検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始させることを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記回転周期と前記用紙の副走査方向の長さとから、前記回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得るために最低限必要な用紙の枚数を決定し、決定した枚数の用紙のそれぞれへの前記テスト画像の形成を開始する位相を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記制御部は、各テスト画像の形成を開始する位相を、先のテスト画像の形成を終了する位相と同じ位相に決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記画像形成部は、用紙を循環させて、１枚の用紙上の異なる位置に複数のテスト画像を形成し、
前記制御部は、前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において前記１枚の用紙への前記複数のテスト画像の形成を開始する位相をそれぞれ決定し、前記検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記決定した各位相に至るタイミングで前記１枚の用紙の異なる位置への各テスト画像の形成を開始させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記用紙上に形成された前記テスト画像の濃度を検出する濃度検出部を備え、
前記濃度検出部は、前記１枚の用紙上の異なる位置に形成された前記複数のテスト画像のそれぞれの位置に合わせて移動することにより、各テスト画像の濃度を順番に検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
画像形成部により、濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成方法であって、
（ａ）前記画像形成部において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を、信号出力部により出力するステップと、
（ｂ）前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定するステップと、
（ｃ）前記信号出力部により出力された検出信号に基づいて、前記回転体の回転周期の位相を検出するステップと、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記ステップ（ｂ）において決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始するステップと、
を含むことを特徴とする画像形成方法が提供される。

本発明によれば、回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、各テスト画像の形成を開始するタイミングを、回転体の回転周期の位相に同期させることができる。用紙と用紙の間の位相の濃度分布を欠落させることなく、テスト画像を形成することができ、テスト画像を効率的に形成することができる。

本実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す正面図である。 画像形成装置の構成を機能ごとに示すブロック図である。 感光ドラムと露光部の概略構成を示す斜視図である。 画像形成装置が、濃度ムラの補正データを生成する際の処理手順を示すフローチャートである。 テスト画像の形成を開始するタイミングを調整せずに、テスト画像を形成した用紙と、当該テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示す図である。 図５Ａに示すテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示す図である。 テスト画像の形成を開始するタイミングを調整して、テスト画像を形成した用紙と、当該テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示す図である。 図６Ａに示すテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示す図である。 テスト画像の形成を開始するタイミングを調整せずに、テスト画像を形成した用紙と、当該テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示す図である。 図７Ａに示すテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示す図である。 テスト画像の形成を開始するタイミングを調整して、テスト画像を形成した用紙と、当該テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示す図である。 図８Ａに示すテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示す図である。 複数のテスト画像を異なる位置に形成した１枚の用紙と、各テスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示す図である。 １枚の用紙上の異なる位置に形成された複数のテスト画像のそれぞれの濃度を、並行して検出する場合の濃度検出部を示す上面図である。 １枚の用紙上の異なる位置に形成された複数のテスト画像のそれぞれの濃度を、位置を移動することにより順番に検出する場合の濃度検出部を示す上面図である。

以下、本発明の画像形成装置及び画像形成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の画像形成装置１の概略構成を示している。
画像形成装置１は、図１に示すように、用紙上に画像を形成する画像形成部１８と、画像形成部１８により用紙上に形成された画像の濃度を検出する濃度検出部１９と、を備えている。

図２は、画像形成装置１の構成を機能ごとに示すブロック図である。
画像形成装置１は、図２に示すように、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像処理部１７、画像形成部１８、濃度検出部１９及び信号出力部２０を備えている。

制御部１１は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することにより画像形成装置１の各部を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成することができる。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６により生成された原画像データを画像処理部１７により画像処理させて、画像処理後の原画像データの各画素の階調値に応じて画像形成部１８により用紙上に画像を形成させる。

制御部１１は、画像形成部１８により形成される画像に、画像形成部１８において画像形成部材として用いられる回転体に起因して当該回転体の回転周期で現れる濃度ムラを減らすための補正データを生成することができる。
具体的には、制御部１１は、画像形成部１８により濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上に形成させ、各用紙上に形成されたテスト画像の濃度を濃度検出部１９により検出させる。制御部１１は、濃度検出部１９により得られた各テスト画像の濃度分布に基づいて濃度ムラを検出し、検出した濃度ムラの補正データを生成する。

テスト画像の形成時、制御部１１は、複数のテスト画像から、回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定する。制御部１１は、信号出力部２０から出力された検出信号に基づいて回転体の回転周期の位相を検出し、検出した位相が決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始させる。

記憶部１２は、制御部１１により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部１２としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。
また、記憶部１２は、画像形成部材として用いられる回転体ごとにその回転周期、回転体に起因する濃度ムラの補正に必要な濃度分布の回転周期数等の情報を記憶している。例えば、記憶部１２は、感光ドラムの回転周期が２０ｃｍ／周期であり、感光ドラムに起因する濃度ムラの補正に３周期数の濃度分布が必要であること、中間転写ベルトの回転周期が１００ｃｍ／周期であり、中間転写ベルトに起因する濃度ムラの補正に１周期数の濃度分布が必要であること等の情報を記憶している。

操作部１３及び表示部１４は、ユーザーインターフェイスとして、図１に示すように画像形成装置１の上部に設けられている。
操作部１３は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部１１に出力する。操作部１３としては、例えばキー、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等が挙げられる。
表示部１４は、制御部１１の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部１４としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro Luminescence Display）等を用いることができる。

通信部１５は、ユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等のネットワーク上の外部装置と通信する。
例えば、通信部１５は、ユーザー端末からネットワークを介して、画像を形成する指示内容がページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたデータ（以下、ＰＤＬデータという）を受信する。

画像生成部１６は、通信部１５により受信したＰＤＬデータをラスタライズ処理し、画素ごとに階調値を有するビットマップ形式の原画像データを、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。階調値は画像の濃淡を表すデータ値であり、例えば８ｂｉｔのデータ値は０〜２５５階調の濃淡を表す。

画像形成装置１は、図１に示すようにコピー用の画像読取部１６１を備え、この画像読取部１６１によってユーザーがセットした原稿の画像を読み取ることにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色の原画像データを生成することもできる。

画像処理部１７は、画像生成部１６により生成された原画像データに、階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。階調補正処理は、原画像データの各画素の階調値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正された階調値に変換する処理である。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

画像処理部１７は、画像読取部１６１により生成されたＲ、Ｇ及びＢの原画像データを色変換し、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の原画像データを生成することもできる。
また、画像処理部１７は、制御部１１により生成された濃度ムラの補正データを用いて、原画像データに濃度ムラの補正処理を施すことができる。

画像形成部１８は、画像処理部１７により画像処理された原画像データの各画素の階調値に応じて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。
画像形成部１８は、図１に示すように、４つの書込みユニット１８１、中間転写ベルト１８２、２次転写ローラー１８３、定着装置１８４、給紙トレイ１８５、循環経路１８６及び反転経路１８７を備えている。各書込みユニット１８１は、中間転写ベルト１８２のベルト面に沿って直列に配置されている。中間転写ベルト１８２は、複数のローラーにより巻き回されて回転する。複数のローラーのなかには、１次転写ローラー１８ｆ及び２次転写ローラー１８３が含まれる。２次転写ローラー１８３及び定着装置１８４は、給紙トレイ１８５から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。

４つの書込みユニット１８１は、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色の画像を形成する。各書込みユニット１８１の構成は同じであり、図１に示すように、露光部１８ａ、感光ドラム１８ｂ、現像部１８ｃ、帯電部１８ｄ、クリーニング部１８ｅ及び１次転写ローラー１８ｆを備えている。

画像形成時、各書込みユニット１８１において、帯電部１８ｄにより感光ドラム１８ｂに電圧を印加して帯電させる。各書込みユニット１８１には対応する色Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの原画像データが変調されて入力されるので、入力された原画像データの各画素の階調値に応じて露光部１８ａによりレーザービームを照射し、感光ドラム１８ｂを露光する。
図３は、露光部１８ａと感光ドラム１８ｂの概略構成を示している。
図３に示すように、露光部１８ａにおいて光源ａ１から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラーａ２によって偏向されて、感光ドラム１８ｂの表面上を走査する。この走査方向が主走査方向ｘであり、主走査方向ｘと感光ドラム１８ｂの表面上で直交する方向が副走査方向ｙである。ポリゴンミラーａ２のミラー面が切り替わるごとに１ラインの走査が行われるので、感光ドラム１８ｂの回転によって１ラインの走査位置を副走査方向ｙにずらすことにより、ラインごとの画像を形成することができる。

現像部１８ｃによりトナー等の色材を供給して、露光により感光ドラム１８ｂ上に形成された静電潜像を現像すると、各書込みユニット１８１の感光ドラム１８ｂ上に各色の画像が形成される。
各感光ドラム１８ｂ上の画像は、各１次転写ローラー１８ｆにより中間転写ベルト１８２上に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１８２上には複数の色からなる画像が形成される。画像の転写後、各書込みユニット１８１において、クリーニング部１８ｅにより感光ドラム１８ｂ上に残留する色材を除去する。

その後、中間転写ベルト１８２上の画像を用紙に転写するタイミングに合わせて、給紙トレイ１８５により用紙を給紙すると、２次転写ローラー１８３によって中間転写ベルト１８２上の画像を用紙上に転写する。転写後の用紙を定着装置１８４により加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。
１枚の用紙の同じ面上に再度画像を形成する場合、循環経路１８６を経由して用紙を再度２次転写ローラー１８３へ向けて搬送する。１枚の用紙の両面に画像を形成する場合は、反転経路１８７に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、循環経路１８６を経由して再度２次転写ローラー１８３へ用紙を搬送する。

濃度検出部１９は、図１に示すように、用紙の搬送経路上に配置され、画像形成部１８により用紙上に形成された画像の濃度を検出する。
濃度検出部１９としては、検出範囲がスポットである光学センサーを用いてもよいし、より広範囲な検出範囲が必要な場合はラインセンサー、エリアセンサー等を用いることができる。

信号出力部２０は、画像形成部１８において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を生成して出力する。
信号出力部２０により基準位置を検出する回転体は、形成する画像の副走査方向における濃度ムラの原因となり得る回転体である。そのような回転体としては、例えば露光部１８ａに用いられるポリゴンミラー、感光ドラム１８ｂのような感光体、現像部１８ｃに用いられる現像スリーブ、中間転写ベルト１８２、１次転写ローラー１８ｆ、２次転写ローラー１８３等の転写体、定着装置１８４において加熱及び加圧を行うローラー等が挙げられる。

例えば、感光ドラム１８ｂの基準位置を検出する場合、信号出力部２０を図３に示すように配置することができる。
図３に示すように、感光ドラム１８ｂの回転軸の円周上には、感光ドラム１８ｂの基準位置を示す２つのマークＭが半周ごとに設けられ、回転軸上部の２つのマークＭに対応する位置に信号出力部２０が配置されている。
信号出力部２０は、この基準位置の検出信号を生成して出力する。検出信号は、感光ドラム１８ｂの回転によって一方のマークＭを検出すると立ち上がり、半回転後に他方のマークＭを検出すると立ち下がる信号であってもよいし、マークＭを検出するごとに立ち上がる信号であってもよい。このような検出信号によれば、副走査方向ｙにおける回転周期の位相を０．５周期ごとに検出することができる。

上述したように、上記画像形成装置１は、制御部１１により画像形成部材として用いられる回転体の回転周期で現れる濃度ムラを検出し、その補正データを生成することができる。
図４は、制御部１１が濃度ムラの補正データを生成する際の処理手順を示している。

図４に示すように、制御部１１は、回転体の回転周期とテスト画像の形成に使用する用紙の副走査方向の長さとから、回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得るために、最低限必要な用紙の枚数を決定する(ステップＳ１)。
テスト画像としては、例えば濃度ムラが生じやすい中間調の階調値を有する画像を用いることができる。副走査方向の濃度分布が得られればよいので、用紙の全領域にテスト画像を形成するのではなく、副走査方向に長い帯状の画像をテスト画像として用いることができる。この場合、トナー等の消費量を抑えてコストを減らすことができ、好ましい。
濃度分布の一定周期数は、濃度ムラの補正を精度良く行うために必要な周期数として、回転体ごとにあらかじめ設定され、記憶部１２に記憶されている周期数であってもよいし、ユーザーにより回転体ごとに指定された周期数であってもよい。

例えば、感光ドラム１８ｂの回転周期が２０ｃｍ／周期であり、この回転周期の３．０周期数の濃度分布を得るためには、副走査方向の長さが６０ｃｍ（２０ｃｍ／周期×３．０周期数）のテスト画像を形成する必要がある。副走査方向の長さが４２ｃｍの用紙を用いる場合、長さが６０ｃｍのテスト画像の形成に最低限必要な用紙の枚数は２枚である。
また、回転体が１００ｃｍ／周期の回転周期を有する中間転写ベルト１８２である場合、１．０周期数の濃度分布を得るためには、副走査方向の長さが１００ｃｍ（１００ｃｍ／周期×１．０周期数）のテスト画像の形成が必要である。この長さのテスト画像を形成するには、最低限３枚の用紙が必要である。

次に、制御部１１は、回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、回転周期において、決定した枚数の用紙のそれぞれへのテスト画像の形成を開始する位相を決定する(ステップＳ２)。
具体的には、制御部１１は、各テスト画像の形成を開始する位相を、先のテスト画像の形成を終了する位相と同じ位相に決定する。

図５Ａは、テスト画像の形成を開始するタイミングを調整することなく、テスト画像を形成した２枚の用紙と、これらテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示している。
図５Ｂは、図５Ａに示す２枚の用紙上のテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示している。
用紙の副走査方向の長さが回転体の回転周期の１．５周期数に相当する場合、２枚の用紙を使用すれば、計算上３．０周期数の濃度分布を得ることができる。
しかしながら、図５Ａに示すようにタイミングが調整されずに形成されたテスト画像の濃度分布には、図５Ｂに示すように３．０周期数以上の濃度ムラが検出できる位相範囲Ｙ１、Ｙ２及びＹ３がある一方、２．０周期数しか検出できない位相範囲Ｙ４もある。精度の高い補正を行うために少なくとも３．０周期数の濃度分布が必要である場合は、位相範囲Ｙ４の補正精度が低くなってしまう。

図６Ａは、制御部１１によりテスト画像の形成を開始するタイミングを調整して、テスト画像を形成した２枚の用紙と、これらテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示している。
図６Ｂは、図６Ａに示す２枚の用紙上のテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示している。
図６Ａに示すように、１枚の用紙により１．５周期数の濃度分布が得られるので、１枚目の用紙へのテスト画像の形成を開始する位相を０．０周期に決定すると、１枚目の用紙のテスト画像からは０．０〜１．０及び０．０〜０．５周期の位相範囲の濃度分布を得ることができる。１枚目の用紙へのテスト画像の形成を終了する０．５周期の位相を、２枚目の用紙へのテスト画像の形成を開始する位相として決定することにより、２枚目の用紙のテスト画像からは０．５〜１．０及び０．０〜１．０周期の位相範囲の濃度分布が得られる。結果として、図６Ｂに示すように、各テスト画像の濃度分布からはどの位相範囲Ｙ１〜Ｙ４でも３．０周期数の濃度ムラを検出することができる。

このように、各テスト画像の濃度分布の位相を連続させることにより、必要最低限の枚数の用紙で、回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得ることができ、テスト画像の形成が効率的となる。

回転体の回転周期が用紙の副走査方向の長さよりも長周期である場合、少なくとも１．０周期数の濃度分布を得るには、複数枚の用紙にテスト画像を形成する必要がある。
この場合もタイミングを調整せずにテスト画像を形成すると、回転周期のすべての位相において必要な周期数の濃度分布が得られない場合がある。

例えば、用紙の副走査方向の長さが回転体の回転周期の０．７５周期数に相当する場合、２枚の用紙を使用すれば、計算上１．５周期数の濃度ムラを検出することが可能である。
しかしながら、図７Ａに示すようにタイミングを調整することなく、２枚の用紙にそれぞれテスト画像を形成すると、図７Ｂに示すようにそれぞれのテスト画像から得られる濃度分布には、２．０周期数の濃度ムラを検出できる位相範囲Ｙ１〜Ｙ３もあれば、濃度ムラを検出できない位相範囲Ｙ４もある。

図８Ａは、制御部１１によりテスト画像の形成を開始するタイミングを調整して、テスト画像を形成した２枚の用紙と、これらテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを示している。
図８Ｂは、図８Ａに示す２枚の用紙上のテスト画像の濃度分布から検出できる濃度ムラを位相ごとに示している。
図８Ａに示すように、１枚目と２枚目の用紙のそれぞれにテスト画像を形成するタイミングを回転周期の０．０周期と０．７５周期の位相に調整することにより、図８Ｂに示すように、各テスト画像の濃度分布からはどの位相範囲Ｙ１〜Ｙ２でも少なくとも１．０周期数の濃度ムラを検出できる。

なお、一定周期数の濃度ムラを検出できるのであれば、各テスト画像の濃度分布の位相を連続させるのではなく、一部重複させてもよい。
図８Ａに示す調整例の場合、１．０周期数の濃度分布を得るには、１枚目の用紙のテスト画像により得られなかった０．７５〜１．０周期の位相範囲の濃度分布が、２枚目のテスト画像から得られればよい。よって、２枚目の用紙へのテスト画像の形成を開始する位相を０．２５周期として、２枚目のテスト画像から０．２５〜１．０周期の位相範囲の濃度分布できるようにタイミングを調整することもできる。この場合、位相範囲Ｙ２及びＹ３において２．０周期数の濃度ムラを検出できる濃度分布が得られる。

位相の決定後、制御部１１は、信号出力部２０から出力される検出信号に基づいて、回転体の回転周期における位相を検出する(ステップＳ３)。
例えば、図３に示す２つのマークＭの検出によって出力される検出信号は、図６Ａ、図８Ａ等に示すように、立ち上がりと立ち下がりが０．５周期ごとの位相を示している。よって、制御部１１は、立ち上がり又は立ち下がり時の位相から何ラインの画像を形成したかをカウントすることによって、感光ドラム１８ｂが１．０周期中のどの位相にあるかを検出することができる。カウントには、各ラインの開始位置を示す同期信号に応じてカウントアップし、基準位置が検出されるごとにカウント値がリセットされるカウンターを用いることができる。

制御部１１は、ステップＳ３において検出した位相が、ステップＳ２において決定した位相に至るタイミングで、画像形成部１８により用紙にテスト画像の形成を開始させる。また、制御部１１は、濃度検出部１９により当該テスト画像の濃度を検出させる。
画像形成部１８は、制御部１１により指示されたタイミングで用紙を搬送して、テスト画像を形成する(ステップＳ４)。
濃度検出部１９は、画像形成部１８により用紙上に形成されたテスト画像の濃度を検出する(ステップＳ５)。

制御部１１は、濃度検出部１９により検出された各テスト画像の濃度分布を解析し、回転体の回転周期で現れる濃度ムラを検出する(ステップＳ６)。次いで、制御部１１は、検出した濃度ムラの補正データを生成する(ステップＳ７)。
例えば、図６Ｂに示す濃度ムラの補正データを生成する場合、制御部１１は３周期数の濃度分布を用いて、位相範囲Ｙ１〜Ｙ４ごとに濃度の平均値を算出する。制御部１１は、算出した濃度の平均値を正規化して階調値に変換し、テスト画像の階調値から変換した階調値を引いた値を各位相範囲Ｙ１〜Ｙ４の補正値とする補正データを生成する。

濃度ムラの補正処理時、画像処理部１７は、原画像データの各ラインの副走査方向の位置が対応する回転体の回転周期の位相を特定し、特定した位相が対応する位相範囲Ｙ１〜Ｙ４の補正値を補正データから取得して、原画像データの各ラインの画素の階調値に加算する。補正値の加算により濃度ムラを減らして、目標の濃度となるように補正することができる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置１は、濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成部１８と、画像形成部１８において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を出力する信号出力部２０と、信号出力部２０により出力された検出信号に基づいて、回転体の回転周期の位相を検出する制御部１１と、を備える。制御部１１は、複数のテスト画像から、回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定し、検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、決定した各位相に至るタイミングでテスト画像の形成を開始させる。

これにより、回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得られるように、各テスト画像の形成を開始するタイミングを、回転体の回転周期の位相に同期させることができる。用紙と用紙の間の位相の濃度分布を欠落させることなく、テスト画像を形成することができ、テスト画像を効率的に形成することができる。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

〔変形例１〕
上記実施の形態では、１枚の用紙に１つのテスト画像を形成していたが、テスト画像として図６Ａ等に示す帯状の画像を用いる場合、画像形成部１８は、用紙を循環させて、１枚の用紙上の異なる位置に複数のテスト画像を形成することもできる。制御部１１は、複数のテスト画像から、回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、回転周期において１枚の用紙への複数のテスト画像の形成を開始する位相をそれぞれ決定し、検出信号により検出した回転体の回転周期の位相が決定した各位相に至るタイミングでテスト画像の形成を開始させることもできる。

図９は、１枚の用紙を循環させて、同じ用紙上に２つのテスト画像を形成した例を示している。
図９に示すように、それぞれのテスト画像を形成するタイミングを０．０周期及び０．５周期の位相に調整することにより、図６Ａに示す調整例の場合と同様に、各テスト画像からは、図６Ｂに示すように各位相範囲Ｙ１〜Ｙ４において３．０周期数の濃度ムラを検出できる濃度分布が得られる。

このようなテスト画像の形成方法によれば、１枚の用紙から一定周期数の濃度ムラを検出することができるので、テスト画像に用いる用紙の枚数を減らすことができ、濃度ムラの補正に要するコストを減らすことができる。

〔変形例２〕
上述のように、１枚の用紙上に複数のテスト画像を形成する場合、図１０Ａに示すように、濃度検出部１９として主走査方向の全幅を検出範囲とするラインセンサー等を用いて、各テスト画像の濃度を並行して検出するようにしてもよい。
また、濃度検出部１９として検出範囲が小さい光学センサー等を用いる場合には、図１０Ｂに示すように、濃度検出部１９が、１枚の用紙上の異なる主走査方向の位置に形成された複数のテスト画像のそれぞれの位置に合わせて主走査方向に移動することにより、各テスト画像の濃度を順番に検出することができる。

〔変形例３〕
制御部１１は、一定周期数の濃度ムラの検出に必要な濃度分布の副走査方向の長さに合わせて、各用紙に形成するテスト画像の長さを調整するようにしてもよい。
例えば、図８Ａに示す例では、２枚目の用紙の副走査方向の全福にテスト画像を形成しているが、２枚目の用紙に形成するテスト画像の副走査方向の長さを０．７５〜１．０周期の位相の範囲に対応する長さとしても、必要な１．０周期数の濃度分布を得ることができる。
テスト画像の長さを必要最低限の長さとすることにより、テスト画像の形成によって消費するトナー量等を減らすことができ、テスト画像の形成に要するコストを減らすことができる。

その他、制御部１１に上記処理手順を実行させるためのプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

１ 画像形成装置
１１ 制御部
１７ 画像処理部
１８ 画像形成部
１９ 濃度検出部
２０ 信号出力部

Claims (6)

1. 濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成部と、
   前記画像形成部において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を出力する信号出力部と、
   前記信号出力部により出力された検出信号に基づいて、前記回転体の回転周期の位相を検出する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定し、前記検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記回転周期と前記用紙の副走査方向の長さとから、前記回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布を得るために最低限必要な用紙の枚数を決定し、決定した枚数の用紙のそれぞれへの前記テスト画像の形成を開始する位相を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、各テスト画像の形成を開始する位相を、先のテスト画像の形成を終了する位相と同じ位相に決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成部は、用紙を循環させて、１枚の用紙上の異なる位置に複数のテスト画像を形成し、
   前記制御部は、前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において前記１枚の用紙への前記複数のテスト画像の形成を開始する位相をそれぞれ決定し、前記検出信号により検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記決定した各位相に至るタイミングで前記１枚の用紙の異なる位置への各テスト画像の形成を開始させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記用紙上に形成された前記テスト画像の濃度を検出する濃度検出部を備え、
   前記濃度検出部は、前記１枚の用紙上の異なる位置に形成された前記複数のテスト画像のそれぞれの位置に合わせて移動することにより、各テスト画像の濃度を順番に検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 画像形成部により、濃度ムラを検出するための複数のテスト画像を少なくとも１枚の用紙上にそれぞれ形成する画像形成方法であって、
   （ａ）前記画像形成部において画像形成部材として用いられる回転体の副走査方向における基準位置の検出信号を、信号出力部により出力するステップと、
   （ｂ）前記複数のテスト画像から、前記回転体の回転周期のすべての位相において一定周期数の濃度分布が得られるように、前記回転周期において各テスト画像の形成を開始する位相を決定するステップと、
   （ｃ）前記信号出力部により出力された検出信号に基づいて、前記回転体の回転周期の位相を検出するステップと、
   （ｄ）前記ステップ（ｃ）において検出した前記回転体の回転周期の位相が、前記ステップ（ｂ）において決定した各位相に至るタイミングで各テスト画像の形成を開始するステップと、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。

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