JP2017201381A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力画像の全域で周期的な濃度ムラが同じ程度になるように周期的な濃度ムラを全体的に抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体上に形成したパターン画像の濃度の検出結果に基づいて、出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件の少なくとも一つの要素について、出力画像の濃度ムラを抑制するように濃度補正データを決定し、その濃度補正データで補正された要素を含む画像形成条件に基づいて濃度ムラ確認用画像を記録媒体上に出力する。入力手段で入力された調整データに基づいて濃度補正データを微調整し、要素の濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像を形成する。【選択図】図３８

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、像担持体上に形成した所定のパターン画像のトナー像の濃度ムラを濃度センサで検出し、その検出結果に基づいて、濃度ムラを抑制するように画像形成条件を補正する画像濃度補正制御を行う画像形成装置が知られている。

特許文献１には、かかる画像形成装置であって、回転体（感光体や現像剤担持体）を有する画像形成手段によって中間転写ベルト（像担持体）上のテストパターン画像を形成し、そのテストパターン画像の濃度ムラ（濃度の変化）を検出するものが開示されている。この画像形成装置では、テストパターン画像の濃度ムラの検出結果に基づいて、出力画像の画像形成時に用いる画像形成条件を補正することにより、上記回転体の回転周期に対応して周期的に変化する濃度ムラを打ち消すことができるとされている。

上記回転体の回転周期に対応して周期的に変化する濃度ムラは、その回転体の表面移動方向と直交する幅方向（主走査方向）で互いに異なる場合がある。このような場合に、テストパターン画像の濃度ムラの検出結果に基づいて画像形成条件を補正しても、出力画像の幅方向（主走査方向）における一部に比較的大きな周期的な濃度ムラが残ってしまうおそれがある。

上記課題を解決するために、本発明は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段で前記像担持体上に形成したパターン画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像濃度検出手段で検出された前記パターン画像の濃度の検出結果に基づいて、出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件の少なくとも一つの要素について、出力画像の濃度ムラを抑制するように濃度補正データを決定する濃度補正データ決定手段と、を備えた画像形成装置であって、前記濃度補正データで補正された前記要素を含む画像形成条件に基づいて濃度ムラ確認用画像を前記トナー像形成手段で形成して記録媒体上に出力する濃度ムラ確認用画像出力手段と、前記濃度補正データを微調整するための調整データを入力する入力手段と、前記入力手段で入力された調整データに基づいて前記濃度補正データを微調整する調整手段と、前記調整手段によって前記要素の濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像を形成するように前記トナー像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、出力画像の全域で周期的な濃度ムラが同じ程度になるように周期的な濃度ムラを全体的に抑制できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の更に他の構成例を示す概略構成図。 図１に示した画像形成装置に備える画像濃度検出手段の設置態様の概略を示した斜視図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、画像濃度検出手段によって濃度が検出されるパターン画像の構成態様の例を示した概略平面図。 回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号、画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号、これらの信号を元に作成される画像形成条件の関係の例を示す図。 画像濃度検出手段、回転位置検出手段の信号に基づいてパターン画像が作成されることを示す概略制御ブロック図。 画像濃度検出手段の信号と、回転位置検出手段の信号との関係を示すタイミングチャート。 位相補正データを取得して反映するための制御の概略を示したフローチャート。 単に振幅補正データを用いて画像形成を行うと制御の遅れが生じることを説明するための概念図。 （ａ）及び（ｂ）は、画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１に示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことで位相補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフ。 位相補正データを振幅補正データに適用するための制御の概略を示したフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）は、画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことで振幅補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフ。 回転位置検出手段の構成例を示した概略斜視図。 図１４に示した回転位置検出手段からの信号の例を示したタイミングチャート。 図１４に示した回転位置検出手段からの信号と画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号との関係を示したタイミングチャート。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１４に示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことで濃度補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフ。 画像濃度が高いほど濃度ムラの振幅が大きいことを説明するためのグラフ。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、位相補正データを取得するためのパターン画像をハーフトーンパターンとする方法を説明するための、かかるハーフトーンパターンの一例の一部の拡大図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、現像ポテンシャルが通常の画像形成条件によって得られる場合よりも小さくなるように画像形成条件を設定するための原理を説明するための概念図。 （ａ）は本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ユニットの一構成例における軸方向中央部の断面図。（ｂ）は図２１（ａ）のＸ方向から見た現像ユニットの内部を透視した側面図。（ｃ）は同現像ユニットにおける現像剤の搬送方向を示す説明図。 （ａ）は本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ユニットの他の構成例における軸方向中央部の断面図。（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同現像ユニットの軸方向における一端部及び他端部の断面図。（ｄ）は同現像ユニットにおける現像剤の搬送方向を示す説明図。 本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ローラの回転振れの一例を示すグラフ。 現像ローラの軸方向の前側の位置（Ｆ）、中央位置（Ｃ）及び後側の位置（Ｒ）における一回転周期濃度ムラを説明する図。 図２４の画像の各位置（Ｆ，Ｃ，Ｒ）における副走査方向の濃度分布を示すグラフ。 比較例に係る画像形成装置における図２５の状態から濃度ムラ補正制御を実施した際の画像の各位置の副走査方向の濃度分布を示すグラフ。 図２６の状態から濃度ムラ補正の微調整を実施した際の画像の各位置における副走査方向の濃度分布を示すグラフ。 本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ローラの軸方向での回転振れを測定した結果を示すグラフ。 現像ローラの軸方向奥側の回転振れが大きな現像ローラを使用した場合（図２８）の、主走査方向に３分割した領域の濃度分布を測定した結果を示すグラフ。 比較例に係る画像形成装置における図２９の状態から濃度ムラ補正制御を実施した際の画像の各位置の副走査方向の濃度分布を示すグラフ。 本実施形態の画像形成装置における画像濃度補正制御を行ったときの濃度ムラを示すグラフ。 本実施形態の画像形成装置における濃度ムラ微調モードのメイン入力画面の一例を示す説明図。 同濃度ムラ微調モードの補正対象の色を選択する色選択入力画面の一例を示す説明図。 マゼンタ及びシアンが選択された状態の色選択入力画面の一例を示す説明図。 同濃度ムラ微調モードの振幅調整におけるチェック画像濃度の入力画面の一例を示す説明図。 同振幅調整における微調補正用のチェック画像の一例を示す説明図。 同濃度ムラ微調モードの振幅調整における振幅の補正量の入力画面の一例を示す説明図。 同濃度ムラ微調モードのカスタムモードにおける入力画面の一例を示す説明図。 同濃度ムラ微調モードのカスタムモードにおける振幅微調値及び位相微調値の確認画面の一例を示す説明図。 本実施形態に係る画像形成装置の制御系の要部構成の一例を示すブロック図。

以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。図１は、本発明を適用可能な電子写真式の画像形成装置であり、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例を示している。図１において、画像形成装置１００は、像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１を有している。また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１の展張面すなわち張架面に沿って並設された、潜像担持体としての回転体である複数の感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを有している。

なお、図中の符号に付記したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を示している。各色のトナー像形成手段としての作像ステーションは互いに同様な構成を有しているので、以下、イエローのトナー像形成手段としての作像ステーションを代表して説明する。

感光体ドラム２Ｙの周りには、その回転方向順に次の構成要素が配置されている。すなわち、帯電手段としての帯電装置である帯電チャージャ３Ｙと、感光体ドラム２Ｙの回転位置すなわち位相を検出する回転位置検出手段としての像担持体回転位置検出手段であるフォトインタラプタ１８Ｙとが配置されている。感光体ドラム２Ｙの上方には、その感光体ドラム２Ｙに露光を行って静電潜像を書き込む光書込手段としての露光手段である光書込ユニット４Ｙが配置されている。その露光位置の感光体ドラム表面移動方向下流側には、感光体ドラム２Ｙの表面電位を検出する電位検出手段としての表面電位センサ１９Ｙと、現像手段としての現像装置である現像ユニット５Ｙと、一次転写手段としての一次転写ローラ６Ｙとが配置されている。更に、ブレード及びブラシ等を備えた潜像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニングユニット７Ｙと、除電手段としてのクエンチングランプ（ＱＬ）８Ｙとが配置されている。

中間転写ベルト１にトナー像を形成するトナー像形成手段は、感光体ドラム２Ｙ、帯電チャージャ３Ｙ、光書込ユニット４Ｙ、現像ユニット５Ｙ、一次転写ローラ６Ｙ等を用いて構成されている。他の色（Ｍ、Ｃ、Ｋ）の作像ステーションにおいても同様である。

中間転写ベルト１は、複数の支持部材としてのローラ１１、１２、１３で回転可能に支持されており、ローラ１２に対向する部位には、ブレード及びブラシ等を備えたベルトクリーニングユニット１５が設けられている。これら中間転写ベルト１、ローラ１１、１２、１３及びベルトクリーニングユニット１５は中間転写ユニット３３を構成している。また、ローラ１３に対向する部位には、転写手段としての二次転写ローラ１６が設けられている。

各色の光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋを備えた光書込ユニット４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の上方には、画像読み取り手段としてのスキャナ部９、自動原稿供給手段としてのＡＤＦ１０等が設けられている。

装置本体９９の下部には、記録媒体供給手段としての複数の給紙部である給紙トレイ１７が設けられている。各給紙トレイ１７に収容された記録媒体としての記録紙２０は、ピックアップローラ２１及び給紙ローラ２２で給紙され、シート搬送部材としての記録媒体搬送部材である搬送ローラ対２３で搬送される。そして、記録紙２０は、レジストローラ対２４により所定のタイミングで中間転写ベルト１と二次転写ローラ１６とが互いに対向した二次転写部位であるニップ部Ｎ２へ送られる。ニップ部Ｎ２の用紙搬送方向下流側には、定着手段としての定着ユニット２５が設けられている。

更に、画像形成装置１００は、定着ユニット２５で定着された記録紙が排出される排紙トレイ２６と、記録紙の搬送方向を反転するためのスイッチバックローラ対２７と、制御手段としての制御部３７とを備えている。制御部３７は、例えば、ＣＰＵ並びに不揮発性メモリ及び揮発性メモリ等の記憶素子が搭載されている。

現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋはそれぞれ、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋとある一定の距離である現像ギャップをとって対向配置された、現像剤担持体としての回転体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａを有している。現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａは、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ内のトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持するローラ部材であり、その軸部に所定の現像バイアスを印加することができる。現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａはそれぞれ、担持した２成分現像剤中のトナーを感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向する現像ニップで感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに選択的に付着させる。これにより、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上の静電潜像が現像され、トナー像（画像）が形成される。

なお、ここでは１本の現像ローラを用いた１段現像方式の現像装置を用いた説明としているが、本実施形態の画像形成装置１００に用いる現像装置は２段現像方式を実施形態としており、１段現像方式と異なる構成となる部分については後述する。

フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋは、例えば特許文献２の図４に開示される構成を採用可能である。本実施形態では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転位置（位相）を検出する回転位置検出手段としてフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋを用いている。但し、回転位置検出手段は、ロータリエンコーダなど、回転位置を検出するものであれば、この構成に限らない。これらのことは、後述するように現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａそれぞれの回転位置すなわち位相を検出する回転位置検出手段についても同様である。また、２段現像方式の現像装置に関しても同様に、回転位置検出手段は、２本ある現像ローラのうちのどちらか一方に設けてもよい。

表面電位センサ１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋは、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにより書き込まれた感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上の静電潜像の電位を検出する。
すなわち、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋは、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋによってトナーが付着されて現像される前の感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面電位を検出する。検出された表面電位は、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋの現像バイアスの制御に用いられるようにすることが可能である。この検出された表面電位は、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの帯電バイアス、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋのレーザーパワーなどの作像条件（プロセス条件）にフィードバックしてもよい。この表面電位のフィードバックにより画像濃度の安定性を保つことが可能になる。

光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、出力画像や制御用のパターン画像の画像情報に基づいて、レーザー制御部によって４つの半導体レーザーを駆動する。これにより、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにより暗中にて一様に帯電された感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのそれぞれを照射する４つの書込光を出射する。光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、この書込光により、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのそれぞれを暗中にて走査して、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像を書き込む。

本実施形態では、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋとして、半導体レーザーから出射したレーザー光によって、次のように光走査を行うものを用いている。すなわち、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋとして、かかるレーザー光をポリゴンミラーによって偏向させながら、反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。

次に、図１に示す構成の画像形成装置１００における画像形成動作を一通り説明する。
画像形成装置１００において、プリント開始命令が入力されると、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周辺、中間転写ベルト１の周辺、給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、給紙トレイ１７から記録紙の給紙が開始される。

一方、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは帯電チャージャ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによってその表面を一様な電位に帯電され、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋから照射される書込み光により、その一様に帯電された表面が画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンからなる潜像が静電潜像である。この静電潜像を担持した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋからトナーが供給されることにより、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに担持されている静電潜像が特定色に現像される。

図１の構成においては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に現像されることになる。

各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に現像されたトナー像は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと中間転写ベルト１との接点である１次転写部としてのニップ部Ｎ１において、次のようにして中間転写ベルト１上に転写される。すなわち、かかるトナー像は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向して設置された一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに印加される一次転写バイアス及び押圧力によって、中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作をタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、ニップ部Ｎ２において、レジストローラ対２４によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙２０に転写される。このとき、二次転写ローラ１６に印加される二次転写バイアス及び押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像が転写された記録紙２０は、定着ユニット２５を通過することにより、その記録紙２０の表面に担持されているトナー像が加熱定着される。

ここで、記録紙２０の片面に画像を形成する片面（おもて面）プリントの場合は、定着ユニット２５を通過した記録紙２０はそのまま直線搬送されて排紙トレイ２６へ搬送される。一方、記録紙２０の表裏の両面に画像を形成する両面プリントの場合は、定着ユニット２５を通過した記録紙２０は搬送方向を下向きに変えられ用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙２０は、スイッチバックローラ対２７により搬送方向を逆転されて記録紙の後端から用紙反転部を出て行く。この記録紙の動作をスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙２０の表裏が反転される。表裏反転された記録紙２０は定着ユニット２５の方には戻らず、再給紙搬送経路を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は、片面（おもて面）プリントの時と同じ様に記録紙２０の裏面にトナー像が転写され、両面にトナー像が形成された記録紙２０は定着ユニット２５を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。

上記片面プリント動作又は両面プリント動作が行われると、ニップ部Ｎ１を通過した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋはその表面に一次転写残トナーを担持している。この一次転写残トナーが感光体クリーニングユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより除去される。その後、ＱＬ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。また、ニップ部Ｎ２を通過した中間転写ベルト１に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、この二次転写残トナーはベルトクリーニングユニット１５によって除去され、次のトナー像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。

上記構成の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１の外周面に形成されたトナー像の濃度を検出する画像濃度検出手段として、光学センサなどで構成された光学センサユニットである画像濃度センサ３０を備えている。画像濃度センサ３０は、中間転写ベルト１上のトナーの付着量を検出して画像の濃度ムラを検出するために中間転写ベルト１上の画像であるトナー像の濃度を検出する画像濃度検出手段としての濃度むら検出手段であるトナー付着量検出センサとして機能する。

画像濃度センサ３０により、画像濃度ムラの補正制御に用いるために中間転写ベルト１の表面に形成された後述する補正制御用のパターン画像のトナー像の濃度が検出される。

図１に示した構成例では、中間転写ベルト１のローラ１１に巻き付いている部分に対向する位置である二次転写前の位置Ｐ１に、画像濃度センサ３０が配置されている。

なお、画像濃度センサ３０は、同図に示すように、ニップ部Ｎ２のベルト移動方向下流側の位置である二次転写後の位置Ｐ２に配置してもよい。画像濃度センサ３０を位置Ｐ２のようなニップ部Ｎ２の下流側に配置する場合には、次のように構成してもよい。すなわち、同図に示すように、中間転写ベルト１の内方に中間転写ベルト１の振れ止めのためのローラ１４を設け、このローラ１４に対向するように画像濃度センサ３０を設けてもよい。

画像濃度センサ３０の上述した二種類の配置位置のうち、二次転写前の位置Ｐ１は、二次転写工程前の中間転写ベルト１上のトナー像からなるパターン画像を検出する位置であり、マシンレイアウトの制約がなければ、この構成が採用されることが多い。この構成は、補正制御用のパターン画像のトナー像を形成してすぐに検出するため、待ち時間も少なく、また、パターン画像のトナー像にニップ部Ｎ２をすり抜けさせる必要がないため、そのための工夫が不要だからである。

しかしながら、４色目（図１の例ではブラック）の作像ステーション直後がニップ部Ｎ２のような二次転写位置になっている機種も多く、その場合、上述の位置Ｐ１に画像濃度センサ３０を設置するのはスペース的に困難である。このような場合は、二次転写後の位置である位置Ｐ２に画像濃度センサ３０を設置し、中間転写ベルト１上に形成したパターン画像のトナー像を、ニップ部Ｎ２をスルーさせた後、そのトナー像の濃度を画像濃度センサ３０で検出することになる。ニップ部Ｎ２をスルーさせる方式としては、二次転写ローラ１６の中間転写ベルト１からの離間、二次転写ローラ１６への逆バイアスの印加等が考えられるが、ここでは特に限定しない。

図２及び図３はそれぞれ、本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図である。なお、図２及び図３において図１と共通する部分については同じ符号を付し、これらの構成例の詳細説明は割愛する。

図２に示す画像形成装置１００’は、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機であり、ドラム状の潜像担持体である感光体ドラム２と、これに対向する現像手段としてのリボルバ現像ユニット５１とを備えた構成である。リボルバ現像ユニット５１は、そのユニットの回転軸を中心にして各色の現像ユニット５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋが配置されている。この構成では、中間転写ベルト１上に形成されたトナー像が、搬送ベルトユニット２８の転写搬送ベルト２８ａで搬送されている記録紙２０に転写される。この構成の場合、転写搬送ベルト２８ａで搬送されている記録紙２０、又は転写搬送ベルト２８ａは、補正制御用のパターン画像のトナー像を担持する像担持体としても機能する。

また、図３に示す画像形成装置１００”は、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機であり、４組の作像ステーションの下方に、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに形成されたトナー像を記録紙２０に転写する転写ユニット２９を備えた構成である。この構成では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上上に形成されたトナー像が、転写ユニット２９の回転体としての搬送ベルト２９ａで搬送されている記録紙２０に転写される。この構成の場合、搬送ベルト２９ａは、補正制御用のパターン画像のトナー像を担持する像担持体としても機能する。

次に、上記構成の画像形成装置１００におけるパターン画像の濃度の検出結果に基づく画像濃度ムラの補正制御について説明する。この補正制御は、画像形成装置１００で形成する出力画像の高画質化を図るため、補正制御用のパターン画像を形成し、形成されたパターン画像の画像濃度を用いて、ユーザーの指定によって形成する出力画像の濃度を調整するものである。

なお、以下の説明では、図１の画像形成装置１００に適用した場合について説明するが、図２及び図３に示す画像形成装置１００’、１００”についても同様に適用可能である。

本実施形態においては、補正制御用のパターン画像として、大別して２種類のパターン画像が形成される。第１の補正制御用のパターン画像は、画像の濃度を均一化するための濃度補正データを取得することを目的として形成される補正条件算出用のパターン画像である。第２の補正制御用のパターン画像は、濃度補正データを、画像の濃度ムラを打ち消すように適切に適用するための位相補正データ（タイミング補正データ）を取得すること目的として形成される位相ずれ検出用のパターン画像である。

また、本実施形態においては、出力画像の濃度を均一化するために、画像の濃度を調整可能な要素として、第１の要素である現像条件（具体的には、例えば現像バイアス）と、第２の要素である帯電条件（具体的には、例えば帯電バイアス）とを用いる。よって、画像形成装置１００は、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを、第１の要素である現像バイアスを用いて画像の濃度の調整可能な第１の画像形成手段として有している。また、画像形成装置１００は、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを、第２の要素である帯電バイアスを用いて画像の濃度の調整可能な第２の画像形成手段として有している。

本実施形態では、濃度補正データを現像バイアスと帯電バイアスとについて取得するため、２種類の補正条件算出用のパターン画像が形成される。また、位相ずれ検出用のパターン画像も、濃度補正データを現像バイアスと帯電バイアスとについて取得するため、２種類が形成される。

以下の説明において、位相補正データを現像バイアスについて取得するための位相ずれ検出用のパターン画像を、第１の画像である第１のパターン画像ともいう。また、位相補正データを帯電バイアスについて取得するための位相ずれ検出用のパターン画像を、第２の画像である第２のパターン画像ともいう。更に、濃度補正データを現像バイアスについて取得するための補正条件算出用のパターン画像を、第３の画像である第３のパターン画像ともいう。また、濃度補正データを帯電バイアスについて取得するための補正条件算出用のパターン画像を、第４の画像である第４のパターン画像ともいう。

図４は、画像濃度センサ３０の設置状況の一例を示す部分斜視図である。図４は、画像形成装置１００における二次転写前の位置Ｐ１に画像濃度センサ３０を設置した例を示している。画像濃度センサ３０は、センサ基板３２に４つの濃度検出手段としての光学センサであるセンサヘッド３１を搭載した４ヘッドタイプすなわちヘッド４個品の画像濃度センサである。そのため、図４の例は、記録紙２０の搬送方向と直交する主走査対応方向すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの軸方向に平行な幅方向における複数箇所それぞれにセンサヘッド３１を設置している。この構成であれば、主走査対応方向（幅方向）における４箇所のトナー付着量を同時に測定可能であって、各センサヘッド３１を各色専用に用いることが可能である。

各センサヘッド３１は、検出対象物である中間転写ベルト１のベルト表面との間に、検出距離として５ｍｍ程度の距離を設けて対向するように配設されている。本実施形態では、画像濃度センサ３０を中間転写ベルト１近傍に設け、中間転写ベルト１上のトナー付着量に基づいて作像条件を決定するとともに中間転写ベルト１上のトナー付着位置に基づいて作像タイミングを決定する。

なお、画像濃度センサ３０は、中間転写ベルト１に対向させるのではなく、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように配設されていても構わない。また、画像濃度センサ３０は、中間転写ベルト１から画像を転写された記録紙２０に対向するように、例えば図２に示した転写搬送ベルト２８ａに対向する位置に配設されていてもよい。なお、画像濃度センサ３０を感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように配設する場合には、例えば次のように配置する。すなわち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転方向において、現像位置の下流側かつ転写位置の上流側の位置で感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように画像濃度センサ３０を配置する。

画像濃度センサ３０からの出力は、制御部３７において所定の付着量変換アルゴリズムによってトナー付着量に変換され、トナー付着量すなわち画像濃度が認識され、制御部３７に備えられた不揮発性メモリまたは揮発性メモリに画像濃度として記憶される。この点、制御部３７は画像濃度記憶手段として機能する。画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、かかる画像濃度を時系列データとして記憶する。付着量変換アルゴリズムについては従来技術と同様であるため省略する。

制御部３７に備えられた不揮発性メモリ又は揮発性メモリなどの記憶手段には、他のデータや情報も記憶されている。例えば、制御部３７の記憶手段には、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋ、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋ等の各センサの出力や補正用データ、制御結果等に関する様々な情報が記憶されている。制御部３７は、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋによって検出された表面電位を記憶する点において、表面電位記憶手段として機能する。また、制御部３７は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を記憶する点において、回転位置記憶手段として機能する。

第１〜第４のパターン画像は、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色について、図５に示すように、中間転写ベルト１の表面移動方向である搬送方向に長い、互いに同一形状の帯パターンとなるように形成される。但し、同図は、第３のパターン画像を示したものとなっている。同図に示されているように、第３のパターン画像のみが、画像濃度が高濃度となるシャドウ部を形成するようにベタ帯パターンによるベタ画像として形成される。

第１、第２、第４のパターン画像はそれぞれ、画像濃度が第３のパターン画像よりも低い中間調部を形成するようにハーフトーンによる帯パターンでハーフトーンパターンとして形成される。

なお、第３のパターン画像は、本実施形態では高濃度のベタ画像であるが、画像濃度の変動が検出されるのであれば、これよりも濃度の低い画像であってもよい。また、第３のパターン画像を構成しているベタ帯パターンとは、画像濃度センサ３０の検出感度領域内での高濃度パターンという意味である。本実施形態において、ベタ帯パターンは、カラー色すなわちイエロー、シアン、マゼンタについては画像濃度１００％の高濃度パターンとなっているが、黒については、実際には、画像濃度７０％程度の高濃度パターンとなっている。第１、第２、第４のパターン画像は、画像濃度４０％となっている。また、第３のパターン画像と、第１、第２、第４のパターン画像とでの画像濃度の変化のさせ方は、面積階調方式でもよいし、アナログ方式でもよい。これらの方式については後述する。

第１、第２のパターン画像は、位相補正データを現像バイアス及び帯電バイアスについて順次取得するために形成される。よって、位相補正データを取得する場合、まず第１のパターン画像が形成され、第２のパターン画像は、第１のパターン画像の後、中間転写ベルト１の搬送方向における下流側に形成される。

第３、第４のパターン画像は、濃度補正データを現像バイアス及び帯電バイアスについて順次取得するために形成される。よって、濃度補正データを取得する場合、まず第３のパターン画像が形成され、第４のパターン画像は、第３のパターン画像の後、中間転写ベルト１の搬送方向における下流側に形成される。

すでに述べたことから明らかなように、第１〜第４のパターン画像は、図５の左右方向に対応した副走査方向（ベルト搬送方向）、すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転方向に沿った方向に長い帯パターンとなるように形成される。副走査方向における第１〜第４のパターン画像の長さは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分とされ、本実施形態では３周長分としている。これは、画像形成装置１００における画像の濃度の調整が、次の画像濃度のムラを抑制するように行われるようにするためである。かかる調整が、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとの間隔である現像ギャップの変動及び感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラに基づく画像濃度のムラを抑制するように行われるようにするためである。

この点についてより詳しく説明する。かかる現像ギャップの変動の要因の１つとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れが挙げられ、この回転振れの要因として、例えば感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転中心位置の偏心が挙げられる。よって、現像ギャップの変動に基づく画像濃度のムラには、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に応じて発生する成分である回転変動成分が含まれている。そして、この成分を検出するには、副走査方向におけるパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。

第３のパターン画像は、後述するように、かかる回転変動成分によって生じる濃度ムラを打ち消すことを目的として、現像バイアスについての濃度補正データを得るために形成される。よって、副走査方向における第３のパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。

また、第４のパターン画像は、後述するように、第３のパターン画像によって得られた現像バイアスについての濃度補正データの適用によって生じる濃度ムラを打ち消すことを目的として、帯電バイアスについての濃度補正データを得るために形成される。この理由によっても、副走査方向におけるパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。

更に、濃度補正データを得るためには、後述する平均処理を行うことが望ましいことから、本実施形態では、副走査方向における第３、第４のパターン画像の長さを、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの３周長分としている。この長さであれば、かかる平均処理による精度が得られるとともに、第３、第４のパターン画像を形成するために要するトナー量が比較的少量で済むという利点も得られる。

また、第１、第２のパターン画像についても、位相補正データを得るためには、後述する平均処理を行うことが望ましいため、本実施形態では、副走査方向における第１、第２のパターン画像の長さを、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの３周長分としている。この長さであれば、かかる平均処理による精度が得られるとともに、第１、第２のパターン画像を形成するために要するトナー量が比較的少量で済むという利点も得られる。

図５（ａ）においては、各色のベタ帯パターンを、同図の上下方向に対応した主走査方向（幅方向）、すなわち副走査方向に直交する方向において、互いに同位置に形成している。この位置は、主走査方向における画像濃度センサ３０の検出領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。なお、この位置は、図５（ａ）においては、主走査方向における中央部となっているが、これに限らず、主走査方向における端部であってもよい。

図５（ｂ）においては、各色のベタ帯パターンを、主走査方向において、互いに異なる位置に形成している。これらの位置はそれぞれ、主走査方向における画像濃度センサ３０の検出領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。

図５（ａ）に示したようにパターン画像を形成すると、パターン画像の画像濃度を検出するセンサヘッド３１の数が１つで済むという利点がある。一方、図５（ｂ）に示したようにパターン画像を形成すると、各色のパターン画像を副走査方向において重複するように形成することで、画像濃度の検出を完了するまでの時間が短くて済むという利点がある。

なお、画像濃度センサ３０は、すでに述べたように、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対して設け、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に形成された画像の濃度を検出するようにしてもよい。このようにすれば、中間転写ベルト１の走行変動による影響が回避される。また、画像濃度センサ３０は、すでに述べたように、中間転写ベルト１から画像を転写された記録紙２０に対向するように設け、記録紙２０上に形成された画像の濃度を検出するようにしてもよい。このようにすれば、記録紙２０の走行変動による影響が回避される。

画像濃度のムラに含まれる上述した回転変動成分を検出するため、第３のパターン画像を形成するときの画像形成条件（作像条件）、具体的には画像を形成するための要素は、一定に維持される。すなわち、例えば帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおける帯電条件と、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける露光条件（書き込み条件）とが一定に維持される。また、例えば現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおける現像条件、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋにおける転写条件等の要素が一定に維持される。ここでの帯電条件としては帯電バイアスが挙げられ、書き込み条件としては書込光の強度が挙げられ、現像条件としては現像バイアスが挙げられ、転写条件としては転写バイアスが挙げられる。

一方、第４のパターン画像を形成するときは、第３のパターン画像を形成して得られた現像条件についての濃度補正データが適用される。そのため、上述した画像形成条件のうち、現像条件は濃度補正データに従って変動し、他の画像形成条件は一定に維持される。

また、第１のパターン画像を形成するときは、現像条件についての位相補正データを得るために、後述するように、現像条件が積極的に変調され、他の画像形成条件は一定に維持される。第２のパターン画像を形成するときは、帯電条件についての位相補正データを得るために、後述するように、帯電条件が積極的に変調され、他の画像形成条件は一定に維持される。

なお、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋ等は、パターン画像を作成するにあたって、次のように機能する。すなわち、これらは、現像、帯電、露光等の一連の電子写真式画像形成装置の作像プロセスを担うパターン画像作成手段としてのパターン形成手段（図７参照）として機能する。

現像ギャップの変動、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラなどがなければ、画像形成条件を一定に維持してベタ画像などの画像を形成すると、その画像濃度は均一となる。しかし、画像形成条件を一定に維持して画像を形成しても、上述のように、実際には、現像ギャップの変動、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラなどによって、画像濃度は変動する。この画像濃度の変動は、画像濃度センサ３０によって、副走査方向に長い帯状パターンである第３のパターン画像の画像濃度を検出することによって検出される。

なお、他の第１、第２、第４のパターン画像の画像濃度の変動も、画像濃度センサ３０によって検出される。そして、画像濃度センサ３０の検出信号は、制御部３７に時系列データとして入力され、制御部３７において、トナー付着量が時系列で認識され、画像濃度記憶手段としての機能により、時系列の画像濃度として記憶される。

画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋからの信号に基づき、かかる画像濃度を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付け、次の処理を行い、記憶する。すなわち、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で平均処理を行うことで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する（後述のｆ（ｔ）に相当）。

本制御方式は、原則的には、着荷時に回転振れ成分を算出しておけば、感光体ドラムの状態がその着脱・交換時などにおいて変化しない限り、制御効果を保ち続けるものである。すなわち、かかる着脱時等に感度ムラによる画像濃度への影響を除去する制御テーブルを生成すれば、原則的には、かかる着脱時等以外は制御テーブルを作成する必要がない。

上述のように、画像を形成するための要素として、帯電条件、露光条件、現像条件、転写条件が挙げられる。本実施形態においては、すでに述べたように現像条件を第１の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第１の画像形成手段を現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとしている。

制御部３７は、画像の濃度を調整するために、現像条件についての具体的な濃度補正データすなわち第１の濃度補正データである第３の画像形成条件としての第３の条件を決定する第３の画像形成条件決定手段として機能する。第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、画像濃度センサ３０によって検出された、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第３の条件を決定する。

第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときに、画像濃度センサ３０によって第３のパターン画像の濃度ムラを検出する。そして、第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、かかる濃度ムラのうち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの現像ギャップ変動成分を構成する回転変動成分に起因する画像濃度のムラを抽出する。更に、第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、この抽出したムラを抑制するように、第３の条件を決定する。

現像条件は、他の要素に比べて、画像の濃度の調整に対する感度が高いため、第１の要素として選択したものである。但し、露光条件も比較的かかる感度が高いため、これを現像条件に代えて、あるいは現像条件とともに、第１の要素としてのパラメータとして選択してもよい。この点、第１の画像形成手段は、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及び／又は光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋである。

すでに述べたように、第３の条件である現像条件は現像バイアスである。なお、現像バイアスでなくても、画像の濃度を調整可能であれば、これを現像条件としてもよい。露光条件を第３の要素とする場合の第３の条件は露光強度言い換えると露光パワーとすることが可能である。

現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、出力画像の画像形成にあたり、このようにして決定された第３の条件に応じて動作する。この動作は、制御部３７によって制御される。この点、制御部３７は、画像の濃度を均一化するための第３の条件を用いて第１の画像形成手段としての現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを制御する画像濃度制御手段、具体的には第１の画像濃度制御手段としての第３の制御手段として機能する。

ここで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときとは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの初期取付時、交換時、着脱時の少なくとも１つである。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化すると、現像ギャップの変化に起因する濃度ムラの発生パターンが変化することから、これを制御するための制御テーブルであるプロファイル、ここでは現像条件を変化させる必要が生じるためである。

画像形成条件の決定及び制御テーブルの作成・更新を、感光体ドラムがセットされた直後である初期セット時、交換時、脱着時等に行うのは次のような理由による。即ち、感光体ドラムをメカ的に取り外した場合には、感光体ドラム周期での画像濃度ムラの発生状況が変化する可能性が高いからである。また、設置されている感光体ホームポジションセンサ、ここではフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋとの位置関係がずれてしまうという理由もある。

元々、制御テーブルが作成されていない感光体ドラム初期セット時には、まず一連の補正制御を行う制御テーブルを作成する必要がある。感光体ドラム交換時には、今まで使っていた感光体ドラムに対して、新しい感光体ドラムではフレ特性や光感度特性ムラの違いがあるため、新しい感光体ドラムに応じた制御テーブルを再作成する必要がある。また、メンテナンスの為に、単に感光体ドラムを脱着した場合においても、制御テーブルを再作成する必要がある。これは、感光体脱着に伴う感光体の取り付け状況変化、例えば感光体軸と回転軸とのずれ方の変化が生じる可能性があるとともに、感光体のフレ特性及び光感度特性ムラの位置と感光体ドラムホームポジションセンサとの位置関係がずれてしまうためである。このような理由により、感光体ドラムがセットされた直後には画像形成条件の決定、言い換えると制御テーブルの作成・更新を行う必要がある。

但し、すでに述べたように、画像の濃度は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラによっても変動する。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラは、現像ギャップの変動のみならず、画像形成が一定回数行われたとき、画像形成装置１００の使用環境が変化するなどして装置本体９９内の環境条件に変動が生じたとき、などによって生ずる。すなわち、例えば、露光に対する感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度に、経時劣化、環境変動等の要因によってばらつきが発生する場合、一定の露光量で露光しても、濃度変動が生じて、濃度ムラが生じる。これは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの露光後の電位である明電位に差が出るため、かかる電界が変動することによるものである。

この点、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときよりも後のタイミングで第３の条件を更新すれば、かかる感度ムラの変動による濃度ムラをも抑制可能となる。この第３の条件の更新のタイミングは、画像形成が一定回数行われたとき、画像形成装置１００の使用環境が変化するなどして装置本体９９内の環境条件に変動が生じたとき、などのタイミングである。このための第３のパターン画像の形成、読み取り等は、ユーザー指定の画像形成が行われていないときなどの、かかる適宜のタイミングで行うようにすることが可能である。また、ユーザー指定で形成される画像が感光体周期以上の均一の高濃度画像を含むときにこれを利用して第３の条件を更新するようにしてもよい。これらのことは、次に述べる第４の条件についても同様である。

次に、第４の条件について説明する。
本実施形態においては、帯電条件を、すでに述べたように第２の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第２の画像形成手段を帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとしている。制御部３７は、画像の濃度を調整するために、帯電条件についての具体的な濃度補正データすなわち第２の濃度補正データである第４の画像形成条件としての第４の条件を決定する第４の画像形成条件決定手段として機能する。

第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、画像濃度センサ３０によって検出された、第４のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第４の条件を決定する。第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、上述のように、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たとき等に、画像濃度センサ３０によって第４のパターン画像の濃度ムラを検出する。そして、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、かかる濃度ムラのうち、特に第３の条件に起因する画像濃度のムラを抽出する。更に、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、この抽出したムラを抑制するように、第４の条件を決定する。

次に、第３の条件に起因する画像濃度のムラについて説明する。
画像濃度の変動によって、トナー付着量についての感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度を決定する電位差の種類が変化することで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度変化が生ずる。具体的に、トナー付着量が多いベタ画像部などの高濃度部であるシャドウ部においては、明電位と現像バイアスの電位差、すなわち現像ポテンシャルが支配的となる。逆に、シャドウ部よりもトナー付着量の少ない中間調やハイライト部の画像では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの非露光部の電位である暗電位と現像バイアスの電位差、すなわち地肌ポテンシャルが支配的となる。

現像ポテンシャルが支配的である高濃度の画像のムラについて現像バイアス等の第３の条件を用いてこれを抑制することはすでに述べたとおりである。しかし、第３の条件だけで補正を行った場合、中間調やハイライト部分に濃度ムラが発生する。これは、第３の条件によって生じる地肌ポテンシャルの変動によって、中間調やハイライト部分のトナー付着量が変化するためである。そして、地肌ポテンシャルが支配的である中間調やハイライト部の画像のムラについては、第３の条件と異なる条件を用いてこれを制御する必要がある。この条件が第４の条件である。画像を形成するための要素のうち、地肌ポテンシャルを制御するには、帯電条件が有効である。

そこで、本実施形態では、第４の条件として、帯電条件、具体的には帯電バイアスを用いることとしている。なお、帯電バイアスでなくても、画像の濃度を調整可能であれば、これを帯電条件としてもよい。

第４の条件を取得するために形成する第４のパターン画像を中間調の濃度とした理由は、次のとおりである。すなわち、帯電条件によって制御される地肌ポテンシャルが支配的な画像濃度領域が中間調やハイライト部であることである。また、これに加えて、第３の条件である現像条件等によって制御される画像濃度領域は高濃度領域であり、第３のパターン画像が高濃度で形成されるが、これよりも低濃度の領域についても濃度ムラを制御する必要があることである。

上述のように、本実施形態では、第４の条件として、帯電条件、具体的には帯電バイアスを用いる。このように本実施形態においては、帯電条件を、すでに述べた制御方式による制御対象である第２の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第２の画像形成手段を帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとする。

第４の条件は、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７により、すでに述べたように、第３の条件によって補正される濃度よりも、低濃度の画像のムラを抑制するように決定される。そのため、高濃度の画像の濃度ムラについては第３の条件を用いた画像濃度制御である第１の画像濃度制御としての第３の制御によってこれを制御する。そして、これよりも低濃度の中間調やハイライト部の画像の濃度ムラについては第４の条件を用いた画像濃度制御である第２の画像濃度制御としての第４の制御を用いてこれを制御することとなる。このように、第４の条件は、現像ポテンシャルを変化させる第３の条件とともに用いられるものである。そうすると、第３の条件によって地肌ポテンシャルが変化することとなり、第４の条件も変化させることを要することとなる。第３の条件は、高濃度の画像に対して支配的であるが、第４の条件にも影響を与える。第３の条件と第４の条件とは、互いに影響を与え得る。

濃度ムラは、より高濃度の画像において認識され易いため、本実施形態のように、第３の条件と第４の条件とでは、第３の条件を先に決定し、第４の条件を、第３の条件による影響に配慮した上で、この影響をキャンセルするように決定してもよい。よって、すでに述べたように、第４のパターン画像を形成するときは、第３のパターン画像を形成して得られた現像条件については第３の条件を適用して変動させ、他の画像形成条件は一定に維持される。ここにいう「他の画像形成条件」は、現像条件以外の要素である。すなわち例えば帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおける帯電条件、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける露光条件言い換えると書き込み条件、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋにおける転写条件等の要素である。

このように、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、上述した第４のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第３の条件によって補正される濃度よりも低濃度の画像濃度を調整するために、第４の条件を決定する。すなわち、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、第３のパターン画像の濃度ムラと、第３の条件による画像濃度への影響とに基づいて、第３のパターン画像よりも低濃度の画像の濃度を調整するために、第４の条件を決定する。このとき、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、第３の条件による、第３のパターン画像よりも低濃度の画像への影響をキャンセルするように、第４の条件を決定する。

帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、出力画像の画像形成にあたり、このようにして決定された第４の条件に応じて動作する。この動作は、制御部３７によって制御される。この点、制御部３７は、画像の濃度を均一化するための第４の条件を用いて第２の画像形成手段としての帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを制御する画像濃度制御手段具体的には第２の画像濃度制御手段としての第４の制御手段として機能する。したがって、第３の条件および第４の条件の決定後の画像形成は、次のように行われる。すなわち、かかる画像形成は、第３、第４の制御手段として機能する制御部３７が、第３の条件に応じて現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを動作させるとともに、第４の条件に応じて帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを動作させることによって行われる。

図６に、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出される回転位置検出信号と、画像濃度センサ３０によるトナー付着量検知信号と、これらの信号を元に作成される画像形成条件である制御テーブルとの関係の例を示す。同図は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの２周分の信号を示している。

なお、第３の条件と第４の条件とを重畳したものは、図６において、決定した画像形成条件として示されている。但し、この決定した画像形成条件は、厳密には、第３の条件と第４の条件とを重畳したものに、更に現像バイアス及び帯電バイアスについての位相補正データを適用した状態の条件となっている。この条件を「タイミング適正化条件」といい、この条件を表すデータを「タイミング適正化データ」という。

また、パターン画像の濃度ムラは、同図において、トナー付着量検知信号として示されている。ここにいうパターン画像は、厳密には、第３、第４のパターン画像とは必ずしも一致しない。

図６に示されているように、トナー付着量検知信号は回転位置検出信号の周期と同じ周期で変動している。これに合わせて、以下の制御事項（１）〜（４）は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期させて行われる。

（１）・第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７による第３の条件の算出、決定
（２）・第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７による第４の条件の算出、決定
（３）・第３の条件に応じた現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋおよび／または光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの動作
（４）・第４の条件に応じた帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの動作

図６からわかるように、第３の条件と第４の条件とを重畳した画像形成条件は、濃度ムラをキャンセル、言い換えると相殺する波形となる時系列データとして作成される。そのため、画像形成条件である制御テーブルはトナー付着量検知信号と逆位相になるように決定されている。

ここで、第３の条件として用いられ得る画像濃度制御パラメータである現像バイアスや露光パワー、第４の条件として用いられる画像濃度制御パラメータである帯電バイアスは、符号がマイナスである場合や、その絶対値が大きくなると付着量が減る場合がある。そのため、“逆位相”と表現するのが適切でない場合があるが、トナー付着量検知信号が示す付着量変動を打ち消す方向の制御テーブルを作る、つまり逆位相の付着量変動を作り出す制御テーブルを作るという意味で、ここでは“逆位相”と表現している。

上記制御テーブルを決定する際のゲイン、すなわちトナー付着量検知信号の変動量［Ｖ］に対して制御テーブルの変動量を何［Ｖ］にするか、について（後述の各調整ゲインに相当）は、原理的には理論値から求められる。但し、実機搭載に際しては、理論値を元に実機検証して、最終的には実験データから決定することになる可能性が高いと想定される。このようにして決められたゲインで決定された制御テーブル（例えば後述のＶＢ（ｔ）に相当）が、回転位置検出信号との間に、例えば図６に示すタイミング関係を持っている。同図に示されている例では、制御テーブルの先頭は回転位置検出信号発生時点とされている。

フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期させて行われる制御事項は、上記の事項（１）〜（４）の他にも、次の制御事項（５）がある。

（５）・第１〜第４のパターン画像の形成

図６に示されている例では、副走査方向におけるパターン画像の先頭位置が回転位置検出信号の立ち上がりタイミングと同期するように、パターン画像の形成が行われるようになっている。このタイミングでのパターン画像の形成を可能とするため、図７に示すように、制御部３７に、感光体回転位置検出信号が入力される。この感光体回転位置検出信号は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に関する検出信号である。この検出信号は、制御部３７を介して、パターン形成手段に送信され、パターン形成手段は、入力された検出信号に基づいてパターン画像を形成する。

また、図７に示されているように、制御部３７に、画像濃度センサ３０によって検出されたパターン画像の濃度に関する検出信号が入力される。これらの検出信号の入力により、画像濃度センサ３０で検出した濃度ムラ情報と、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋで検出した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置との関係は、例えば図８に示すようにして得られる。

なお、制御部３７のＣＰＵにおいては、画像濃度センサ３０によって取得したパターン画像の演算、具体的には、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの信号に基づいた、上述の平均処理等が実施される。かかる平均処理により、本実施形態では、第３の条件及び第４の条件は、回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に対応した濃度補正データとなっている。第３の条件及び第４の条件は、制御部３７に記憶され、制御テーブルを構成する。本実施形態における第３の条件及び第４の条件の算出に関するその他の事項については、後述する。

なお、後述するように、平均処理は、回転体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期に対応して行ってもよいため、図７においては、便宜的に、現像ローラ回転位置検出信号を併せて図示している。

第３の条件及び第４の条件は、回転体の回転周期に対応した、画像の濃度を均一化するための、画像の濃度を調整可能な要素についての濃度補正データであれば、以上述べた手法あるいは後述する関数を用いた手法によって取得されるのに限られない。例えば、第３の条件及び第４の条件は、画像形成装置１００の出荷時に制御部３７の不揮発性メモリ等に制御テーブルとして予め記憶されたものであってもよいし、周知のいわゆるプロセスコントロールによって取得されるものであってもよい。また、第３の条件及び第４の条件は、関数でない形式で与えられていてもよい。

ここで、図６に示した制御テーブルが現像バイアス制御テーブルであるとすると、現像ニップ−画像濃度センサ３０間の距離すなわちトナー像の移動距離を考慮して制御テーブル適用のタイミングを決める必要がある。かかる距離が、感光体周長のちょうど整数倍である場合、回転位置検出信号のタイミングに合わせて、制御テーブルを先頭から適用すればよい。かかる距離が感光体ドラムの周長の整数倍からずれている場合は、ずれの距離分だけタイミングをずらして制御テーブルを適用すればよい。これは、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋで検出した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に基づいて抽出した濃度ムラの波形の位相がずれないようにするためである。

同様に、露光パワーの制御テーブルであれば露光位置−画像濃度センサ３０間距離を考慮して制御テーブルを適用することになる。同様に、帯電バイアスの制御テーブルであれば帯電位置−画像濃度センサ３０間距離を考慮して制御テーブルを適用することになる。

しかしながら、実際にそれぞれのレイアウト距離ずれ分を考慮して制御テーブルを適用しても、濃度ムラと、この濃度ムラを補正しようとする制御テーブルの実効位置とが十数ｍｓ程度ずれてしまい、濃度ムラの制御効果を低下させてしまうことが分かった。これは、第３の条件及び第４の条件をそのまま適用しても、現像バイアスや帯電バイアスを印加するための電源である高圧パワーパックの応答遅れや部品ばらつきなどによるレイアウト誤差などの影響によって生じてしまうものであることも分かった。更に、高周波ほど１ｍｓ当たりのずれ量が大きいため、比較的視認しやすい高周波のむらの低減が難しいことも分かった。この解決策としては、画像を見ながら制御テーブルの位相を調整することが考えられるが、画像形成装置の一台一台につき、全色に対して調整が必要となるため、生産効率の低下やダウンタイムを増加させてしまう。更に、レイアウト距離の誤差を低減するため部品精度を向上させる案も考えられるが、コストアップとなるため部品精度だけの対策は非現実的である。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００においては、電源の出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離以外の位相ずれを、以下の動作モードで測定し、制御テーブル適用に反映させることで、濃度ムラ補正効果が得られるようになっている。

かかる動作モードは、位相ずれ検出用の第１、第２のパターン画像を形成して、濃度補正データである第３、第４の条件を、画像の濃度ムラを打ち消すように適切に適用するための位相補正データを取得するモードすなわちタイミング取得モードである。現像バイアスについての濃度補正データである第３の条件についての位相補正データすなわち第１の位相補正データを、第３の条件の位相ずれを防止するための第１の画像形成条件としての第１の条件とする。帯電バイアスについての濃度補正データである第４の条件についての位相補正データすなわち第２の位相補正データを、第４の条件の位相ずれを防止するための第２の画像形成条件としての第２の条件とする。そのため、第１の条件の取得にあたっては、現像バイアスを変化させながら、具体的には、現像バイアスを回転体周波数すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で揺らして第１のパターン画像を形成する。

第１のパターン画像は、第１の要素である現像バイアスの制御作用点から画像濃度センサ３０までの遅れ、言い換えると位相ずれを測定するために形成される。第１のパターン画像をハーフトーンパターンとしたのは、純粋な位相ずれを計測するために、第１のパターン画像の濃度を、ギャップ変動の影響等が後述のように小さくなる中間調やハイライト部とするためである。

また、第２の条件の取得にあたっては、帯電バイアスを変化させながら、具体的には、帯電バイアスを回転体周波数すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で揺らして第２のパターン画像を形成する。第２のパターン画像は、第２の要素である帯電バイアスの制御作用点から画像濃度センサ３０までの遅れ、言い換えると位相ずれを測定するために形成される。第２のパターン画像をハーフトーンパターンとしたのは、純粋な位相ずれを計測するために、第２のパターン画像の濃度を、ギャップ変動の影響等が後述のように小さくなる中間調やハイライト部とするためである。

そして、第１、第２のパターン画像をそれぞれ画像濃度センサ３０で計測し、第１、第２の条件を取得する。具体的には、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に基づいて、画像濃度センサ３０から入力した波形と計測結果から、次のデータを算出する。すなわち、高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる、レイアウト距離以外のずれ、例えば遅れを算出する。このずれの算出には、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などの周波数解析などを用いる。

図９は、現像バイアス及び帯電バイアスを制御する場合の遅れを測定するために、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａ及び帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋから画像濃度センサ３０までの位相遅れを測定するフローチャートである。

図９に沿って説明すると、まず、位相ずれ検出のための作像条件として現像バイアス、帯電バイアスの何れかをセットする（ステップＳ９１）。このときの各バイアスの変化の量、具体的には振幅の大きさは、第３の条件における現像バイアスの変化量、第４の条件における帯電バイアスの変化の量より十分大きいものとする。

次に、現像バイアスをセットしたときは第１のパターンを形成し、帯電バイアスをセットしたときは第２のパターン画像を形成して、そのパターン画像の濃度ムラを感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周期成分すなわち回転周期で検出する（ステップＳ９２）。この回転周期における濃度ムラに基づき、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによる濃度ムラを算出し、この算出された濃度ムラに基づいて、現像バイアスまたは帯電バイアスの遅れ時間を算出する（ステップＳ９３）。この遅れ時間が、上述した位相ずれに相当し、現像バイアスについては第１の条件、帯電バイアスについては第２の条件となる。

第１の条件、第２の条件の算出、取得は、制御部３７によって行われる。制御部３７は、第１の要素である現像バイアスを変化させながら形成され画像濃度センサ３０によって検出された第１のパターン画像の濃度の変化に基づいて、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの駆動タイミングを補正するための第１の条件を取得する。この点、制御部３７は、位相補正データ取得手段である第１の位相補正データ取得手段として機能するとともに、第１の画像形成条件決定手段として機能する。

制御部３７は、第２の要素である帯電バイアスを変化させながら形成され画像濃度センサ３０によって検出された第２のパターン画像の濃度の変化に基づいて、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの駆動タイミングを補正するための第２の条件を取得する。この点、制御部３７は、位相補正データ取得手段である第２の位相補正データ取得手段として機能するとともに、第２の画像形成条件決定手段として機能する。

そして、制御部３７により、第１の条件が第３の条件に反映される第１の制御が行われ、第２の条件が第４の条件に反映される第２の制御が行われる（ステップＳ９４）。この点、制御部３７は、第１の制御を行う第１の制御手段として機能し、第２の制御を行う第２の制御手段として機能する。

第３の制御手段として機能する制御部３７によって第３の条件を用いて現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが制御されるとき、第３の条件は、第１の制御手段として機能する制御部３７によって、第１の条件を適用された状態とされている。よって、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、タイミング適正化条件としての第１のタイミング適正化条件により、タイミング適正化データとしての第１のタイミング適正化データで駆動される。

また、第４の制御手段として機能する制御部３７によって第４の条件を用いて帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋが制御されるとき、第４の条件は、第２の制御手段として機能する制御部３７によって、第２の条件を適用された状態とされている。よって、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、タイミング適正化条件としての第２のタイミング適正化条件により、タイミング適正化データとしての第２のタイミング適正化データで駆動される。

第３、第４の条件に第１、第２の条件が適用された状態、すなわち、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データは、例えば次のようにして得られる。すなわち、第３、第４の条件を記憶した制御テーブルが、第１、第２の条件を反映されていないものであるときは、次のタイミングに基づいて第１、第２の条件が反映されて、第３、第４の条件による現像バイアス、帯電バイアスが印加される。このような反映により、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが得られ、これらのデータにより、画像形成が行われる。かかるタイミングとは、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの所定の回転位置が検出されたタイミングである。

また、第３、第４の条件を記憶した制御テーブルは、第１、第２の条件を反映した状態で第３、第４の条件を記憶していてもよい。この場合には、このような反映により得られた第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが制御テーブルに記憶されている。よって、制御テーブルをそのまま用いて、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データによる現像バイアス、帯電バイアスが印加され、画像形成が行われる。

次に、図９に示した制御の内容及び流れをより詳細に説明する。
〔・ステップＳ９１について〕
本ステップでは、位相ずれ検出すなわち位相ずれ量測定のために第１のパターン画像を形成するにあたっては、現像バイアスを以下の式で変調し、また、第２のパターン画像を形成するにあたっては、帯電バイアスを以下の式で変調する。
ＯＵＴ（ｔ）＝ＯＦＦＳＥＴ＋Ａｍｐ×｛ｓｉｎ｛ω（ｔ＋ｔｌ）｝＋ｓｉｎ｛２×ω（ｔ＋ｔｌ）｝＋・・・＋ｓｉｎ｛ｎ×ω（ｔ＋ｔｌ）｝｝・・（式１）
ここで、
ＯＵＴ（ｔ）：帯電バイアスまたは現像バイアスへの入力信号、
ＯＦＦＳＥＴ：ベースとなる固定値、
Ａｍｐ：振幅、
ω：感光体ドラムの角速度、
ｎ：制御次数、及び、
ｔｌ：現像・帯電バイアス作用点からのレイアウト分の位相ずれ時間、
である。

ＯＦＦＳＥＴは、所定の画像濃度となるように、別の制御動作によって定められた作像条件のことで、本実施形態では現像バイアス−５００［Ｖ］、帯電バイアス−６５０［Ｖ］、露光パワー７０％である。

Ａｍｐは正弦波の振幅で、パターン画像に悪影響例えば地汚れやキャリア付着が発生しない程度、かつ濃度ムラの影響を受けないよう十分に大きな振幅で与える。そのため、Ａｍｐの値は±３０［Ｖ］以上±１００［Ｖ］以下とするのがよく、望ましくは±５０［Ｖ］である。

角速度ωは制御対象としている回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各速度であり、後述するように制御対象の回転体が現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａである場合はその角速度とする。

制御次数は１次正弦波としている。よって、（式１）は２項目までとなる。

ｔｌは時間を表す値であるためｔｌ［ｔ］と表してもよい。第１のパターン作像時には、ｔｌは、第１の要素すなわち現像バイアスの作用点とみなした現像ニップから画像濃度センサ３０までの設計上レイアウト距離を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除した余りを意味する。現像ニップは、具体的には、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとが最も接近している位置としている。第２のパターン作像時には、ｔｌは、第２の要素すなわち帯電バイアスの作用点とみなされる位置から画像濃度センサ３０までの設計上レイアウト距離を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除した余りを意味する。かかる位置は、帯電バイアスの制御作用点であって、Ａ１方向において帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋが感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向している領域における中心位置としている。

〔・ステップＳ９２について〕
本ステップでは、現像バイアス及び帯電バイアスの入力はフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期して行う。第１のパターン作像時には、現像バイアスの作用点とみなした現像ニップから画像濃度センサ３０までの設計上レイアウト距離における位相ずれを計測する。第２のパターン作像時には、帯電バイアスの作用点とみなされる位置から画像濃度センサ３０までの設計上レイアウト距離における位相ズレを計測する。これらの位相ズレの計測は、次に述べるように、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を基準として行う。

図１０に、上記（式１）による入力信号と、画像濃度センサ３０、および感光体ホームポジションセンサであるフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力信号との関係を示す。

図１０中のＡの位置すなわち時点において、入力指令信号として（式１）で表される入力信号を与える。この時点ではソフトの誤差などがない限り、遅れが発生していないはずである。よって、回転位置検出センサであるフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で、ｔｌ［ｔ］だけ位相が進んだ波形が出力される。

図１０中のＢ点では高圧パワーパックから出力された各バイアスが観測される。各バイアスの出力は、高圧パワーパックの応答特性によりズレ、具体的には遅れが生じている。

図１０中のＣ点において、パターン画像を形成後に、画像濃度センサ３０で検出した付着量波形を、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で比較すると、ｔｄだけ遅れた波形が計測される。このｔｄは、バイアス印加から画像濃度センサ３０によって検出されるまでの位相遅れ量すなわち位相ズレであって、現像バイアスについては第１の条件、帯電バイアスについては第２の条件となる、位相補正データの値に相当する。

〔・ステップＳ９３について〕
図１１に、画像濃度センサ３０で検出した付着量波形を、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で比較した実波形を示す。

図１１（ａ）は、第１、第２のパターン画像を、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期して画像濃度センサ３０で計測した出力波形を示している。画像濃度センサ３０の位置では、ほぼ正弦波に近い周期的な波形が観測されることが分かる。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した画像濃度センサ３０による付着量の観測と同期して取得したフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの回転位置情報に基づいて、付着量データを抽出する様子を示している。この抽出は、制御部３７において、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で行っている。この抽出においては、他周波数成分の影響を除去するため、回転位置を合わせて周回ごとの平均をとる。平均周回波形や周波数解析後の近似波形に対して、入力した正弦波と、出力した正弦波との位相ずれの差分を算出する。これが上述したｔｄであり、これを現像バイアス、帯電バイアスの遅れ時間として制御部３７内に記憶させる。なお、高圧パワーパックの応答遅れやレイアウト距離の誤差が無ければｔｄ＝０となる。

本実施形態では、理論上のレイアウト距離以外の位相ずれ量を計測するため、（式１）を用いて、第１、第２のパターン画像形成の作像条件、具体的には現像バイアス及び帯電バイアスを与えている。ここで、位相ずれが測定されればよいため、次の（Ａ）〜（Ｃ）にう示すように作像条件を与えてもよい。

（Ａ）・ｔｌ＝０として、レイアウト分を含めずに現像バイアス、帯電バイアスの入力信号をセットする。この場合制御テーブルにはレイアウト分を反映せず、算出した遅れのみを反映する。
（Ｂ）・指定した周期成分のみ印加し、（式１）の２項目以降の少なくとも１つの周波数成分を与える。
（Ｃ）・入力信号は、正弦波に限らず、所望の位相ずれが取得できるような形状であれば、何でも構わない。

次に、図１２に沿って、第３、第４の条件の算出、決定の具体的手法と、決定された第３、第４の条件への第１、第２の条件の適用について説明する。
図１２において、まず、第３のパターン画像を図５に示したように形成して画像濃度センサ３０で計測するとともにフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号を同期して受信する。これにより、図１３（ａ）に示すように、トナー付着量の時系列データを得る（ステップＳ２１）。このとき、前述のように第３のパターン画像形成時の、現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー、一次転写電圧などの画像形成条件は、全て一定である。

次に、第１、第２のパターン画像の周期抽出と同等の処理を行った、図１３（ｂ）に示す第３のパターン画像の感光体周期濃度むらデータから、第３の条件を算出する（ステップＳ２２）。第３の条件の算出にあたっては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期の濃度むら成分に周波数解析を行い、次の（式２）に示すように感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周波数の整数倍の重ね合わせで濃度ムラを表現する。

ｆ（ｔ）＝ＯＦＦＳＥＴ＋Ａ１×ｓｉｎ（ωｔ＋θ１）＋Ａ２×ｓｉｎ（２×ωｔ＋θ２）＋・・・＋Ａｎ×ｓｉｎ（ｎ×ωｔ＋θ３）・・・（式２）
ここで、
ｆ（ｔ）：感光体ドラム周期平均濃度むら、
ＯＦＦＳＥＴ：平均付着量、
Ａｎ：振幅、
ω：感光体角速度、及び、
θ：位相
である。

（式２）のように、感光体ドラム周期平均の濃度むらプロファイルを、正弦波の重ね合わせで表現することで、他のノイズによる誤差が低減されるとともに、情報が振幅と位相のみとなるため制御上の管理が容易となる。なお、ここでも、制御次数は１次正弦波としているため、（式２）は２項目までとなる。

次に、（式２）の形式で表現した濃度ムラを補正するため、前述したレイアウト分の時間および位相遅れ量を考慮し、第１の条件を第３の条件に反映した現像バイアスの駆動信号ＶＢ（ｔ）を下記の（式３）で与える（ステップＳ２３）。この現像バイアスの駆動信号ＶＢ（ｔ）が第１のタイミング適正化条件（第１のタイミング適正化データ）である。

ＶＢ（ｔ）＝α×ｆ（ｔ＋ｔｌ−ｔｄ）・・・（式３）
ここで、
ＶＢ（ｔ）：現像バイアス［Ｖ］、
ｔｌ：設計上のレイアウト距離［ｓ］、
ｔｄ：位相遅れ量［ｓ］、及び、
α：調整ゲイン１
である。

ここで用いたｔｄは、図９のステップＳ９３において算出された位相遅れ量すなわち位相遅れ時間であり、第１の条件に相当する。この位相遅れ時間を考慮して第３の条件を補正し、第１のタイミング適正化条件、第１のタイミング適正化データを作成して現像バイアスを印加することにより、濃度ムラの補正精度が向上する。

ｔｌは、現像ニップから画像濃度センサ３０までの設計上のレイアウト距離の整数倍の余りを感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除したものである。すでに述べたように、第１の要素である現像バイアスの制御を行うため、レイアウト距離は現像ニップから画像濃度センサ３０までである。また、現像ニップは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとが最も接近している位置である。

このような現像バイアスの出力で濃度ムラを補正することで、たとえレイアウト距離が感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期の整数倍でなく及び／又は位相遅れが生じていても、濃度ムラの補正が良好に行われる。フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号に基づいて作成した制御テーブルを、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号を基準として適用するためである。

ここで、調整ゲイン１：αは環境変化などによる現像剤の状態変化に応じて変化するようにしてもよい。また、第３の条件が、（式２）のような関数ではないテーブルとして設定されている場合は、ｔｌ及びｔｄに応じてテーブルの開始位置をずらせばよい。

図１２において、第４の条件の決定は、基本的には第３の条件の決定方法と同じ処理によって行われる。すなわち、第４のパターン画像を形成、検出し（ステップＳ２４）、その結果を用いて第４の条件を決定する（ステップＳ２５）。第４のパターン画像の抽出や処理方法は（式２）と同様であり、第２の条件を第４の条件に反映した帯電バイアスの駆動信号は、各種調整ゲインこそ異なるが上述の（式３）のように与える（ステップＳ２６）。この帯電バイアスの駆動信号が第２のタイミング適正化条件、第２のタイミング適正化データである。

第４の条件の決定が第３の条件の決定と異なる点は、次の点である。
・帯電バイアスが決定される点
・用いるパターン画像が異なっている点
・現像バイアスがステップＳ２３によって決定されているため一定でない点
・ｔｌが帯電バイアスの作用点とみなされる位置から画像濃度センサ３０までの設計上レイアウト距離を用いる点
・ｔｄが、第２のパターン画像から得られたｔｄである点
・αが調整ゲイン２となって調整ゲイン１と異なる値となる点

第１の条件を第３の条件に反映した第１のタイミング適正化条件、第１のタイミング適正化データによる現像バイアスの駆動信号についての各種調整ゲインは、実際の波形に合わせてチューニングする。同様に、第２の条件を第４の条件に反映した第２のタイミング適正化条件、第２のタイミング適正化データによる帯電バイアスの駆動信号についての各種調整ゲインは、実際の波形に合わせてチューニングする。

各種調整ゲインは、画像形成装置１００の使用環境、例えば温度や湿度等の影響を受ける場合には、次のようにして使用されるようにすることが可能である。すなわち、各種調整ゲインは、かかる使用環境に対応したテーブルを構成するように予め準備され、制御部３７に備えられた不揮発性メモリおよび揮発性メモリに記憶され、画像形成装置１００の使用環境に応じて読み出されて使用されるようにしてもよい。

なお、以上の図１２に沿って説明した処理は、複数回繰り返してもよい。すなわち、決定された第１〜第４の条件を適用して現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを動作させるなどして第１〜第４のパターン画像を形成して画像濃度センサ３０によって濃度を検出する。そして、改めて第１〜第４の条件を決定し、この第１〜第４の条件に応じてユーザー指定の画像形成を行うようにしてもよい。

本制御を実機に搭載する場合、過補正を防ぐために制御テーブル作成時のゲインを弱めに設定しておく可能性があるため、一度の補正制御で画像濃度ムラを除去し切れない場合が生じ得る。よって、一連の補正制御を繰り返すことによって濃度ムラを更に軽減することが可能である。繰り返しは１回でも複数回でもよいが、パターン画像を繰り返して描くと、制御時間、トナーイールドの面で不利となってしまう。よって、一度の補正で制御効果が現れるゲイン設定とし、補正制御を複数回繰り返すことなく終了してもよい。

以上述べたように、第３、第４の条件が算出され、感光体ドラム周期濃度ムラを補正するための制御テーブルが形成される。第３の条件と第４の条件とでは、画像濃度に応じた感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの濃度ムラに対応した補正量が異なっている。第３の条件、第４の条件にそれぞれ、実際の高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離以外の位相ずれ量を考慮して第１の条件、第２の条件を適用したことで、部品精度を向上させることなく次の利点が得られる。すなわち、各個体に応じた位相ずれ量を考慮することができ、補正精度が向上するという利点が得られる。

以上の説明においては、現像ギャップを形成する回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとのうち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転変動成分である回転振れを考慮したものとなっている。すなわち、本実施形態では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによって、現像ギャップの変動が生じる場合を想定しているが、現像ギャップの変動は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転変動成分である回転振れによっても生じる。

しかし、画像形成装置１００は、画像濃度センサ３０によって濃度が検出されるパターン画像を形成する回転体として、回転周期が異なる複数、具体的には２つの回転体を備えている。この２つの回転体とは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとである。通常、感光体ドラムよりも現像ローラの方が径は小さく、生じる回転振れによる濃度ムラのピッチは現像ローラ起因のもののほうが小さく、視認されやすい。そのため、本実施形態の画像形成装置は、現像ローラの回転振れに起因したの濃度ムラを補正する機能を有している。

以下に、本実施形態の画像形成装置に具備される、現像ローラ回転振れ起因の濃度ムラ補正制御装置について説明する。

＜現像ローラ回転振れ起因の濃度ムラ補正制御＞
画像濃度センサ３０によって濃度が検出されるパターン画像を形成する回転体を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに代えて現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとしている。そして、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋのような回転位置検出手段を用いて現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出し、検出された回転位置に基づいて、濃度ムラの検出、第１〜第４の条件の決定を行うようにしている。

図１４に、現像剤担持体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出する回転位置検出手段としての現像回転位置検出手段であるフォトインタラプタ７１を備えた現像回転位置検出装置７０の構成例を示す。

現像回転位置検出装置７０は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａのそれぞれに対して別個に設けられた現像ローラホームポジションセンサであるが、互いに同構成であって、同図に示す構成となっている。また、図１４に示されているように、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａはそれぞれ、その回転中心軸をなす軸７６が、カップリング７７を介して駆動モータ７８の出力軸である軸７９に接続され、駆動モータ７８の駆動によって回転駆動される。

回転位置検出装置７０は、フォトインタラプタ７１の他に、軸７９と一体に設けられ軸７９の回転に伴って回転移動する遮光部材７２を有している。遮光部材７２は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転に従い、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａが所定の回転位置を占めたときにフォトインタラプタ７１によって検出される。これにより、フォトインタラプタ７１は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出するようになっている。上述のフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋも同様にして感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を検出するようになっている。

なお、図１４に示した例では、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの駆動に関し、駆動モータ直結のダイレクトドライブ方式を用いているが、駆動モータ７８からの動力伝達の間に減速機構が入っていてもよい。但し、減速機構を採用する場合、遮光部材７２は現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａと同じ回転数になるよう、軸７６上に設置しておいてもよい。このことは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を検出する場合についても同様である。

図１５は、フォトインタラプタ７１の出力例を示している。現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａと同期して回転する遮光部材７２がフォトインタラプタ７１を通過するときに出力がほぼ０Ｖまで低下していることが分かる。このエッジを利用して、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出する。このような現像回転位置検出装置７０により検出した回転位置信号に基づいて、上述したデータ処理や、各種補正と同様の処理、補正、制御を実施する。例えば、画像濃度センサ３０によって検出された第１〜第４のパターン画像の画像濃度の平均処理は、フォトインタラプタ７１からの信号に基づいて行われる。すなわち、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、フォトインタラプタ７１からの信号に基づき、かかる画像濃度を、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの位相と関連付け、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期で平均処理を行う。これにより、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する（上述のｆ（ｔ）に相当）。これを測定データに沿って説明すると次のとおりである。

図１６に、画像濃度センサ３０によって検出されたパターン画像の画像濃度の測定結果と、フォトインタラプタ７１の出力信号とを、同図に示されたグラフの横軸にとった時間軸上に、同期した状態で重ね合わせて示す。同図に示されたグラフの縦軸はトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ^２×１０００］である。

パターン画像は、図５に示して説明したとおりであり、これを画像濃度センサ３０で検出し、トナー付着量に変換している。付着量変換アルゴリズムについては、すでに述べたとおり、従来技術と同様である。

図１６中において山型の線は画像濃度に対応したトナー付着量を示し、矩形型の線が、フォトインタラプタ７１の出力を示している。同図に示されたトナー付着量より、パターン画像には現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期に対応した周期的なムラが発生していることがわかる。この周期的な濃度ムラには、他の周期的変動成分、例えば感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによる濃度ムラ等のノイズが含まれている。

そこで、画像濃度センサ３０によって検出されたパターン画像の画像濃度を、フォトインタラプタ７１の出力信号で切出し、平均処理を施して、この結果を画像濃度に関する補正データ、言い換えると、トナー付着量に関する補正データとする。そして、この補正データを、画像濃度記憶手段としての制御部３７により、時系列の画像濃度として記憶する。

図１７に、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転毎にトナー付着量を切出した波形を示す。図１７（ａ）に示されているように、１回転毎にみると、画像濃度センサ３０によって検出されたパターン画像の画像濃度を示すＮ１〜Ｎ１０で示される細線の波形が、他の周期変動成分を含んで暴れている。しかし、図１７（ｂ）に太線で示した平均処理結果で示されているとおり、平均処理を行うことで、本来の現像ローラ周期成分が抽出される。

すでに述べた、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期での平均処理も、このようにして行っている。よって、本実施形態において、感光体周期濃度ムラデータ、現像ローラ周期濃度ムラデータは、平均処理を行ったデータで論じている。

なお、図１７（ｂ）に示されている例では、Ｎ１〜Ｎ１０まで、１０周分のデータを取得し、その中で５周分のデータを選択して単純平均処理言い換えると相加平均処理を施しているが、現像ローラ周期の成分が抽出されれば、他の平均処理を施してもよい。

このようにして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置とを検出する構成では、パターン画像の濃度ムラから、２つの濃度ムラ成分が独立して抽出される。すなわち、かかる構成では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに起因する濃度ムラ成分と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａに起因する濃度ムラ成分とが独立して抽出される。これらの成分は、第３、第４のパターン画像の濃度ムラとして重畳されて検出されるが、上述のように独立して抽出可能である。そして、これらがキャンセルされるように、各成分に対する補正量が重畳されて、第３の条件、第４の条件を決定可能である。この場合のパターン画像の長さ、形成位置等は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周長と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの周長とのうち、長い方の周長、回転位置、レイアウト距離、プロセス線速に基づいて設定される。通常は、前者の方が長いため、上述の説明と同様に設定される。

感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期とをともに用いた制御を行う場合には、それぞれの周期について第３の条件および第４の条件を決定する。そして、それぞれの回転位置検出センサに基づいて補正信号を生成、重畳して現像バイアスおよび帯電バイアスに印加する。このときの第１の条件および第２の条件であるｔｄは、回転周期が短い方、すなわちこの場合は現像ローラ周期で求めた値を用いることが望ましい。これは周期が短い方で算出したほうが算出精度が高いためである。すなわち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期とをともに用いる場合に第３、第４の条件に適用する第１、第２の条件である位相ずれ量ｔｄは、次のように算出すること好ましい。すなわちかかる位相ずれ量ｔｄは、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置検出結果および回転周期に基づいて算出することが好ましい。

感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置とのうちの後者の回転位置を検出する構成では、次の制御が行われることとなる。すなわち、第３、第４のパターン画像の濃度ムラから、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａに起因する濃度ムラ成分が抽出され、こがれキャンセルされるように、第３の条件、第４の条件が決定される。そして、第３の条件、第４の条件に、別途決定された第１の条件、第２の条件が適用されて第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが取得される。よって、第１、第２のタイミング適正化条件の重畳、あるいは第１、第２のタイミング適正化データの重畳によって形成されるタイミング適正化条件、タイミング適正化データによって画像形成が行われることとなる。

この場合の第１、第２のパターン画像の長さ、形成位置等は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの周長、回転位置、レイアウト距離、プロセス線速に基づいて設定される。ここで、レイアウト距離は、現像ニップと、画像濃度センサ３０によるパターン画像の検出位置との間の区間の、副走査方向に沿った方向における距離を意味する。

また、第１、第２のパターン画像の形成は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置に基づいてパターン作像タイミングを取って行われる。かかる現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置はフォトインタラプタ７１によって検出されたものである。

なお、パターン画像の形成タイミングを計るという点においては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置との何れかが取得されればよい。そのためには、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋと、フォトインタラプタ７１との何れかが設けられればよい。すなわち、画像濃度センサ３０によって濃度が検出されるパターン画像を形成する回転体を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋまたは現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとする。

ところで、すでに述べたように、本実施形態では、第１、第２のパターン画像としてハーフトーン画像を用いて位相遅れ量を検出するようになっているが、位相遅れ量を高精度に検出するためには、元々のパターン画像に濃度ムラの影響がない方が好ましい。

図１８に、入力画像濃度の画像濃度と濃度ムラとの関係の例を示す。この例は、図５に示したような帯状のパターン画像を画像濃度センサ３０のような濃度センサで検出し、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋのような回転位置検出手段に基づいて感光体数周分で平均処理したものである。本実験で用いた感光体径はφ１００ｍｍである。また、本実験では、プロセス線速を４４０ｍｍ／ｓ、帯電・現像・ＬＤパワーをそれぞれ−７００Ｖ、−５００Ｖ、７０％（ベタ画像形成時）とし、シアン色で濃度１００％〜１５％の帯状パターンを作像して、感光体周期５周分を平均処理した。

図１８の１００％と示されている波形は、シアン１００％のベタ画像の帯状パターンの濃度ムラを示すものであり、他の波形は、かかる条件と露光条件のみを異ならせて作像した、シアンの各画像濃度の帯状パターンの濃度ムラを示すものである。

図１８からわかるように、画像濃度が高いほど、すなわち濃いほど、濃度ムラの振幅が大きい。よって、第１、第２のパターン画像を、画像濃度が高いパターンで作像した場合、この濃度ムラの影響を受けて算出精度が低下してしまうこととなる。これは、現像バイアスないし帯電バイアスを変調しながら第１、第２のパターン画像を作像して濃度センサで検出することで、高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによるレイアウト距離以外の遅れを測定する場合に、次の不具合が生じ得ることを意味する。すなわち、第１、第２のパターン画像として高画像濃度のパターンを用いると、ギャップ変動による濃度ムラの影響を受け、位相遅れ量を算出するための測定値の信頼性が低下してしまうという不具合である。

位相遅れ量を取得するうえで、この元々の濃度ムラすなわちパターン画像の濃度ムラの影響を避けるためには、パターン画像を形成するときに画像形成条件を変調する振幅を十分に大きくする構成も考えられる。しかしながら、例えば現像バイアスなどの振幅を十分に大きくした場合、地肌ポテンシャルの変動により非画像部へのトナー・キャリア付着など画像不良が周期的に発生する可能性があり、現実的ではない。

そこで、本実施形態では、第１、第２のパターン画像を、ギャップ変動に対する濃度ムラの影響が少ないハーフトーンパターンとすることで、かかる不具合の回避を図っている。

図１９に、第１、第２のパターン画像を構成するハーフトーンパターンの例を示す。同図１９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、ドット状、ライン状の面積階調パターンによるハーフトーンパターンを示している。同図中の黒い領域は、露光手段により一画素単位で露光され、同領域にトナーが付着した状態を示している。このような階調表現方法は面積階調パターンと呼ばれ、同図に示されているように、入力画像濃度によって露光領域と非露光領域の面積率を変化させること、すなわち感光体の露光面積率を調整することによって階調を表現する方法である。第１、第２のパターン画像は、このように、露光領域を変化させることによって実現することが可能である。

図１９（ｃ）は、露光手段の露光強度（Ｄｕｔｙ）変化・バイアス変化して形成したハーフトーン画像の一例を示している。このハーフトーン画像は、図２０に示すように、現像ポテンシャルが通常の画像形成条件によって得られる場合よりも小さくなるように、画像形成条件を設定することで形成されている。

図２０は、現像バイアスを感光体ドラム又は現像ローラの回転周期で変調させた場合の例である。図２０（ａ）は、露光手段の露光強度（Ｄｕｔｙ）を通常の印刷条件よりも小さい設定に調整することで感光体の露光後電位を高めとし、現像ポテンシャルを小さくすることにより一面に濃度が薄いハーフトーンパターンを形成する場合の例を示している。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）と同様の原理であるが、露光強度（Ｄｕｔｙ）は印刷時と同等とし、現像バイアス、帯電バイアスを印刷時よりも低い設定に調整してハーフトーンパターンを形成する場合の例を示している。

このように、第１、第２のパターン画像の濃度の変化を検出するための、現像バイアス、帯電バイアスの変化の幅は、現像ポテンシャルが得られるように設定されればよく、特に、第１、第２のパターン画像がハーフトーンパターンとなるように設定されればよい。よって、現像ポテンシャルを得るための現像バイアス、帯電バイアスの変化の幅は、第３、第４のパターン画像、あるいはユーザー指定の通常の画像すなわち出力画像を形成するときの帯電電位と現像バイアスの差以下とされればよい。

第１、第２のパターン画像は、ベタの画像面積を１００とし場合、その１５％〜７０％であることが好ましく、４０％程度がより望ましいため、本実施形態においては、すでに述べたように４０％とされている。なお、第４のパターン画像も４０％とされている。

本実施形態では、第１、第２のパターン画像の画像濃度を４０％とするとともに、現像バイアス、帯電バイアスの振幅（Ａｍｐ．１）を５０Ｖとしてこれを現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期で変調し、位相遅れを測定している。

以上述べた装置構成、制御、方法から、回転変動に対する濃度ムラの影響を極力受けずに実際の高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離による遅れが高精度に実測される。そのため、回転体周期で現像バイアス、帯電バイアス、その他必要に応じて露光光量を変調した濃度ムラ補正の補正効果が向上する。

次に、本実施形態の画像形成装置において出力画像の全域で周期的な濃度ムラが同じ程度になるように周期的な濃度ムラを全体的に抑制するように行う画像形成条件の濃度補正データを微調整について説明する。

本実施形態の画像形成装置１００に用いられる現像装置である現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、以下に説明するとおり現像ローラを２本有する２段現像方式の現像ユニットである。一般的に知られているように、２段現像方式では、１本の現像ローラを用いる１段現像方式と比較して高い現像能力が得られることにより、広面積画像印刷へ対応することができ印刷品質の向上を図ることができる。更に、２段現像方式は、現像剤中のトナー含有量を低下させることができ、かつ現像ローラ回転スピードを低減することが可能であり、トナーの飛散、現像剤への負荷低減による現像剤の長寿命化が可能である。そのため、本実施形態の画像形成装置では、２段現像方式を用いている。

図２１及び図２２は、本実施形態の画像形成装置１００に用いることができる現像ユニット５の構成例を示す模式図である。なお、以下に示す現像ユニットの構成は、前述の現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに共通に用いることできるため、図２１及び図２２では、各色を示す記号：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して説明する。

図２１（ａ）は現像ユニット５の一構成例における軸方向中央部の断面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＸ方向から見た現像ユニット５の内部を透視した側面図であり、図２１（ｃ）は同現像ユニット５における現像剤の搬送方向を示す説明図である。図２１中の矢印は現像剤の搬送方向を示す。

本実施形態の現像ユニット５は、２本の現像ローラ５ａ、５ｂと、３本の現像剤攪拌搬送部材としてのスクリュ５０９、５１０、５１１と、現像剤規制部材としての規制ブレード５１２と、それらを収容するケース部材５２２とを有している。

現像ローラ５ａ、５ｂは、回転可能なスリーブと、そのスリーブ内に固定配置された複数の磁石とを有する。スクリュ５０９、５１０、５１１のそれぞれの回転軸５１６、５１７、５１３は、潜像担持体としての感光体ドラム２に対して互いに平行である。更に、上下関係に配置した上方の第一のスクリュ（供給スクリュ）５０９と下方の第二のスクリュ（回収スクリュ）５１０の間の高さの位置に、第三のスクリュ（攪拌スクリュ）５１１が設けられている。

スクリュ５０９、５１０、５１１は駆動源の駆動力によって回転して現像装置内の現像剤を攪拌搬送する。供給スクリュ５０９は、現像ローラ５ａに現像剤を攪拌搬送しながら供給する。時計回りに回転する現像ローラ５ａのスリーブは供給された現像剤を磁力により保持して磁気ブラシを形成する。規制ブレード５１２は、形成された磁気ブラシの高さを規制して供給スクリュ５０９に規制した現像剤を戻している。現像ローラ５ａに供給されずに供給スクリュ５０９の下流位置（図中左側）に攪拌搬送された現像剤は、滞留により移動して開口部Ｎ３から回収スクリュ５１０の周囲に落下する。

規制ブレード５１２を通過した現像剤は、感光体ドラム２の静電潜像をトナー像化し、現像ローラ５ｂへと移動し、再び感光体ドラム２の潜像をトナー像化する。現像によってトナー濃度が低下した現像剤は、現像ローラ５ｂから回収スクリュ５１０の攪拌搬送によって回収され、回収スクリュ５１０の下流位置（図２１（ｂ）、（ｃ）中左側）に搬送される。回収スクリュ５１０の下流位置に搬送されたそれぞれの現像剤は、一定量の滞留により開口部Ｎ１を通り斜め上方にある攪拌スクリュ５１１に移動する。移動した現像剤は補給口Ｎ４から補給されたトナーとともに攪拌スクリュ５１１の攪拌搬送によって、下流位置（図２１（ｂ）、（ｃ）中右側）に搬送される。攪拌スクリュ５１１の現像剤の攪拌搬送は、感光体ドラム２が静電潜像を形成する画像領域の幅において、他のスクリュの攪拌搬送している現像剤と混じらないように設けた隔壁５１５で遮断されて行っている。

図２２（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ユニット５の他の構成例における軸方向中央部の断面図である。図２２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ同現像ユニット５の軸方向における一端部及び他端部の断面図であり、図２２（ｄ）は、図２２（ａ）のＹ方向からみた現像ユニット５の内部を透視した側面図である。

図２２の現像ユニット５において、複数のスクリュのうち少なくとも１本のスクリュ５１１Ａは、現像剤の搬送方向に対して、上流の回転軸端部５１３Ａよりも下流の回転軸端部５１３Ｂが高い位置に設置されている。また、スクリュ５１１Ａは、他のスクリュの攪拌搬送している現像剤が混じらない隔壁５１５により遮断されて現像剤の攪拌搬送を行う。現像に用いられてトナー濃度が低下した現像剤は、回収スクリュ５１０の攪拌搬送によって回収され、回収スクリュ５１０の下流に搬送される。下流に搬送された現像剤は、下流位置の滞留によって、開口部Ｎ１を通り側方にある攪拌スクリュ５１１Ａの上流の回転軸端部５１３Ａ（図中左側）に移動する。移動した現像剤は、補給口Ｎ４から補給されたトナーとともに、他のスクリュの攪拌搬送している現像剤と混じらない隔壁５１５で遮断されて、攪拌スクリュ５１１Ａが攪拌搬送して下流の回転軸端部５１３Ｂ（図２２（ｄ）中右側）に搬送される。下流の回転端部５１３Ｂの周辺に搬送された現像剤は、滞留によって開口部Ｎ２を通り側方にある供給スクリュ５０９に移動する。供給スクリュ５０９に移動した現像剤は、現像ローラ５ａに供給される。

次に、本実施形態の画像形成装置１００に具備される現像ローラ回転振れ起因の濃度ムラ補正制御の微調整機能について説明する。

＜濃度ムラ補正の微調整＞
現像ローラ５ａ，５ｂは、現像剤の搬送性の向上及び安定性の確保を目的に、その表面に加工処理を施す。その加工上の都合により、現像ローラの振れ公差が大きくなってしまう。特に、搬送性に優れた処理であるブラスト加工を行うと、現像ローラ５ａ，５ｂは楕円上に振れが大きくなってしまう。

更に、二成分現像方式に用いられる現像ローラは、その構造上、軸方向の振れの振幅と位相が異なる傾向が強い。すなわち、現像ローラ５ａ，５ｂは、内部に回転しない磁極を帯びたマグローラと、現像剤を搬送する回転する現像スリーブとの多重構造となっている。そのため、マグローラを担持する軸と、現像スリーブを担持する軸とは、同軸にすることはできず、どちらか一方の軸が倒れる構造となってしまう。これにより、例えば、現像ローラ５ａ，５ｂの軸方向の中央部分振れと端部振れ量が同一とはならず、また、振れの回転位相が異なることになる。これにより、現像ローラ５ａ，５ｂの振れにより生じる現像ローラ回転周期の濃度ムラは、主走査方向でそのムラの強弱や位相が異なるものが発生してしまう。

図２３は、本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ローラの軸方向での回転振れを測定した結果を示す図である。なお、図２３に示される現像ローラ回転振れは、主走査方向で振幅が異なり位相は同じ例である。また、図２３中の主走査方向（幅方向）の位置Ｆ，Ｃ，Ｒはそれぞれ、現像ローラの軸方向（図１、図２１（ａ）、図２２（ａ）の紙面に垂直な方向）における前側、中央及び後側の位置である（以下の説明においても同様）。

図２３に示すように、感光体ドラムに近づく箇所では、現像電界が大きくなるので画像濃度は濃くなり、感光体ドラムから離れる箇所では現像電界が小さくなるため、画像濃度は薄くなる。通常、本実施形態で用いられるような現像ローラ５ａ，５ｂでは一回転成分（現像ローラの一次成分）での回転振れが顕著となる。しかるに、画像上は、現像ローラ一回転周期の濃淡差が生じる。

前述のとおり、現像ローラ５ａ，５ｂは、構造上の要因と表面加工の加工法による要因とで、現像ローラ５ａ，５ｂの回転振れは、軸方向で同一ではなく、振幅や位相が異なる。そのために、画像上に生じる現像ローラ一回転周期の濃度ムラも主走査方向で同一にはならない。

図２４は、現像ローラ軸方向奥側の回転振れが大きな現像ローラを使用した場合の主走査方向に３分割した領域の濃度の説明図であり、図２５は、同現像ローラの主走査方向に３分割した領域の濃度分布を測定した結果を示すグラフである。なお、図中の位置Ｆ，Ｃ，Ｒはそれぞれ、現像ローラの軸方向における前側の位置、中央部の位置及び後側であり、図１、図２１（ａ）及び図２２（ａ）における紙面に垂直な方向から見て手前側の位置、中央部の位置及び奥側の位置である。以下の説明においても同様である。

図２４及び図２５に示されるように、位置Ｒ側に相当する部分の現像ローラの回転振れが、他の領域に相当する部分の回転振れよりも大きいために、濃度ムラもそれに準じた濃度分布となる。

図２６は、図２５の状態から前述の濃度ムラ補正制御を実施した際の画像の各位置における副走査方向の濃度分布を示すグラフである。コスト面を考慮すると、濃度ムラ補正の補正テーブルを取得する際には、主走査方向の所定の領域のみの濃度ムラを検出して補正を行う。図２６の濃度ムラ補正制御では、画像濃度センサ３０のセンサヘッド３１が位置Ｒに該当する位置に設置されていた場合であり、位置Ｒ側の濃度ムラは適正に低減させることができている。一方、位置Ｆ・Ｃに対しては、過剰な補正により、補正前よりも現像ローラ周期の濃度ムラが悪化してしまっている。

なお、図２６では、位置Ｒ側の濃度ムラが他よりも大きい場合を示したが、現像ローラの軸方向の不均一性はローラ毎にそれぞれで異なり、別のローラを使った場合には例えば位置Ｃのムラが大きいケースもありえる。したがって、全ての現像ローラで、主走査方向全域での現像ローラ周期の濃度ムラを低減するには、主走査全域に画像濃度センサ３０のセンサヘッド３１を配置し、検出パターンを全域に作成するしかなく、高コストにつながってしまう。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、前述の濃度ムラ補正制御で得られた補正データ（補正量）をマニュアルで微調整することができるようにしている。

図２７は、本実施形態の画像形成装置１００において図２６で示す濃度ムラ補正制御後の補正データ（補正量）をマニュアルで微調整した場合の画像の各位置における副走査方向の濃度分布を示すグラフである。図２６で示す濃度ムラ補正制御後に形成した画像全体を見ながら、濃度ムラ補正制御後の補正データ（補正量）を微調整することにより、位置Ｆ・Ｃ・Ｒの現像ローラ周期の濃度ムラを互いに同程度になるように全体的に低減させることが可能となる。なお、図２７の例は、濃度ムラ補正として与える正弦波の振幅をマニュアルで微調整した結果である。

大まかな星恵データ（補正量）は前述の濃度ムラ制御により決めており、そこから微調を施すだけなので、画像濃度センサ３０や検出パターン画像に用いるトナー消費量を増加させず、画像全体の濃度ムラ低減が可能となる。

また、現像ローラの回転振れは、主走査方向でその回転位相が異なる場合もある。

図２８は、本実施形態の画像形成装置に用いられる現像ローラの軸方向での回転振れを測定した結果であり、主走査方向で振幅は同じであるが、位相が異なる例である。また、図２９は、現像ローラの軸方向奥側（Ｒ）の位置で回転振れが大きな現像ローラを使用した場合（図２８）の主走査方向に３分割した領域の濃度分布を測定した結果を示すグラフである。図２９に示されるように、位置Ｒに相当する領域（部分）の現像ローラの回転位相が、他の位置に相当する領域（部分）の回転位相に比べるとずれており、濃度ムラもそれに準じた濃度分布となる。

図３０は、比較例に係る画像形成装置における図２９の状態から濃度ムラ補正制御を実施した際の画像の各位置の副走査方向の濃度分布を示すグラフである。図３０の濃度ムラ補正制御では、濃度ムラ検出センサが位置Ｒに該当する位置に設置されていた場合であり、まず、前述の濃度ムラ補正制御を行い、濃度補正テーブルを取得する。その際は、主走査方向の所定の領域のみの濃度ムラを検出して補正を行う。

図３０の濃度ムラ補正制御では、濃度ムラ検出センサが位置Ｒに該当する位置に設置されているため、位置Ｒ側の濃度ムラは適正に低減させることができている。一方、位置Ｆ・Ｃに対しては、過剰な補正により、補正前よりも現像ローラ周期の濃度ムラが悪化してしまっている。

前述の図２９では、位置Ｒ側の濃度ムラの位相が他よりも異なる場合を記したが、現像ローラの軸方向の不均一性は、ローラ毎にそれぞれで異なり、別のローラを使った場合には、例えば位置Ｆの回転位相が他と異なるケースもありえる。従って、全ての現像ローラで、主走査方向全域での現像ローラ周期の濃度ムラを低減するには、主走査全域に画像濃度センサ３０のセンサヘッド３１を具備し、濃度ムラ検出用のパターン画像を全域に作成するしかなく、高コストにつながってしまう。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、前述の濃度ムラ補正制御で得られた補正データ（補正量）をマニュアルで微調整することができるようにしている。

図３１は、本実施形態の画像形成装置１００において図３０で示す濃度ムラ補正制御後の位相補正データ（補正量）をマニュアルで微調整した場合の画像の各位置における副走査方向の濃度分布を示すグラフである。図３０で示す濃度ムラ補正制御後に形成した画像全体を見ながら、濃度ムラ補正制御後の補正データ（補正量）を微調整することにより、位置Ｆ・Ｃ・Ｒの現像ローラ周期の濃度ムラを互いに同程度になるように全体的に低減させることが可能となる。なお、図２７の例は、濃度ムラの補正データとして与える正弦波の位相をマニュアルで微調整した結果である。

大まかな星恵データ（補正量）は前述の濃度ムラ制御により決めており、そこから位相の微調を施すだけなので、画像濃度センサ３０や検出パターン画像に用いるトナー消費量を増加させず、画像全体の濃度ムラ低減が可能となる。

＜濃度ムラ微調モード＞
次に、本実施形態の画像形成装置１００に搭載される上記濃度ムラ補正制御の補正データ（補正量）をマニュアルで微調整できるようにしたモードについて説明する。なお、以下に示す実施形態は、濃度ムラ微調モードの一例であって、これに限られるものではない。従来の濃度ムラ補正制御の方法により決められた正弦波で与えられる画像形成条件（例えば、現像バイアス又は帯電バイアス）の正弦波状の補正データの振幅及び位相を、ユーザーによりさらに微調できる形態であればよい。

本実施形態の濃度ムラ微調モードは、前述の比較例に係る濃度ムラ補正制御の方法により決められた画像形成条件（例えば、現像バイアス又は帯電バイアス）の正弦波状の補正データの振幅及び位相をに対して微調整するものである。微調整できる幅としては、実験的にあらかじめ求めておく必要があるが、±５％あれば十分であることがわかっている。そこで、以下に示す例では、±５％の微調整幅で微調整を行う方法について説明する。

本実施形態の濃度ムラ微調モードは、オペレータが出力画像を目視で確認し、出力画像に副走査方向のピッチ上の濃度ムラが目立つと判断した際に実行される。具体的には、画像形成装置１００の操作表示パネルに表示されるメイン入力画面９００に設けられた“濃度ムラ微調モード”の実行ボタン９０１を押すことで濃度ムラ微調モードが実行される（図３２参照）。なお、後述するが、この画面９００には、“キャンセル”ボタン９０２及び“カスタム”ボタン９０３も設けている。“カスタム”ボタン９０３を押す事で、カスタムモードに移行する。

次に、色選択入力画面９１０における色選択ボタン９１１〜９１４を操作して濃度補正データの微調整を実行する色を選択する（図３３参照）。このとき、ＹＭＣＫの４色から、複数の色を指定できる。つまり、Ｃｙａｎの１色だけの選択も可能であるし、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａの２色の選択もできるし、４色全部の選択もできる。（図３３参照）。この画面９１０には、“キャンセル”ボタン９１６及び“選択完了”ボタン９１５も設けている。“選択完了”ボタン９１５を押す事で振幅調整画面に移行する。

なお、複数色選択した場合には、下記のフローに対し、選択した色毎になされるものとする。以下では、特定色（例えば、Ｃｙａｎ）を選択した場合について説明する。図３４には、参考として、ＣｙａｎとＭａｇｅｎｔａの２色を選択した場合の色選択入力画面９１０を示す。

次に、振幅量の微調補正用のチェック画像の出力を行うか否かの選択画面９２０が表示される（図３５参照）。この選択画面９２０には、チェック画像の各色の濃度を入力するための欄が設けられている。“行う”ボタン９２２を選択して押した場合には補正量チェック画像の出力が行われ、“行わない“ボタン９２３を選択して押した場合には、本モードは終了となる。

振幅量の微調補正用のチェック画像（図３６参照）は、全面が選択された色のハーフトーン画像であり、振幅の補正量−５％，−４％，−３％，−２％，−１％，０％，＋１％，＋２％，＋３％，＋４％，＋５％に設定されて出力される。

次に、出力されたチェック画像をオペレータが目視で確認し、出力画像の副走査方向のピッチ上の濃度ムラが一番目立たない画像を選択し、その画像に記された補正量を、操作画面上の補正量入力画面９４０の補正値入力欄９４１に入力をする（図３７参照）。

なお、図３６に示されるように、補正量は画像上、出力された用紙９３０の通紙方向右側先端部に記される。ここで、出力されるハーフトーン画像の濃度（画像処理のディザ面積率）は、オペレータにより選択可能としている。本実施形態の画像形成装置１００に搭載されるバイアスの補正により濃度ムラを補正する手段の場合、ハーフトーン画像のディザ面積率によっても適正な補正量が異なってくる。すなわち、オペレータが濃度ムラを指摘した出力画像が、ベタ画像（面積率が高い）に近い場合と、薄い濃度のＨＴ（面積率が低い）では、現像特性が違うために、適切な補正量が変わってきてしまうのである。

そのため、本実施形態の画像形成装置１００に搭載される濃度ムラ微調モードで出力する補正量チェック画像は、濃度を選択できるように設定した。選択したディザ面積率は、識別できるようにするため、図３６に示されるように、チェック画像の通紙方向の左側先端部に、“○○％ＨＴ”と記すようになっている。なお、デフォルトでは７０％のディザ面積率のＨＴ画像としている。これは、画像形成装置により異なるところもあるが、その面積率のＨＴ画像が、副走査方向の濃度ムラとして感度が高いことが実験的にわかっているからである。

図３７に示されるように、振幅の微調整値を入力する画面９４０には、同時に、位相の微調補正用のチェック画像の出力を行うか否かの選択ができ、“行う”ボタン９４２を選択した場合には補正量チェック画像の出力が行われる。一方、“行わない“ボタン９４３を選択して押した場合には、本モードは終了となる。“行う”ボタンを選択して押した場合には、上記の振幅と同フローにて微調量を決定する。

次に、図３２において、カスタムボタン９０３が押された場合を説明する。カスタムモードでは、オペレータが所定の微調整値を指定した上で、上記微調補正用の濃度ムラ確認用画像としてのチェック画像９３０をその微調整値にて出力され、濃度ムラを確認できるようにしたものである。微調整モードは熟練してくれば、おおよその微調整値はおおよその予想はできるものと考えられ、そのような場合には、微調整モードにて、１％毎に画像が出力されれば、微調整作業が煩雑なものとなってしまう。このようなケースを想定してカスタムボタン９０３を設けた。

このモードのフローでは、前述の図３２において“カスタム”ボタン９０３が押されると、微調を行う色の指定９５１、チェックをするＨＴ画像のディザ面積率の指定９５２、微調値９５３、９５４が指定できる画面９５０が表示される。この画面９５０で夫々を所望値に設定した上で、選択完了ボタン９５５を押す（図３８参照）と、チェック画像が出力される。

次に、チェック画像の目視による確認により、再度実行するか、又は終了するかを、確認画面９６０により選択する（図３９参照）。この確認画面９６０には、各色について振幅微調値及び位相微調値の現在の設定値９６１が表示されている。確認画面９６０で再度実行ボタン９６３を押して再実行する場合には、前画面（図３８参照）に戻り、同様の作業を行う。また、終了ボタン９６２を押せば、前画面（図３８参照）にて選択した微調整が設定反映されて終了となる。

前述のように、副走査方向の濃度ムラを補正する正弦波の補正バイアスは、マシン状態やオペレータが出力するパターン画像によって、最適なところが異なってしまう。そこで、本実施形態の濃度ムラ微調機能を設けておくことにより、画像形成装置のマシン状態やオペレータの出力画像に適した補正とすることができる。

図４０は、本実施形態に係る画像形成装置１００の制御系の要部構成の一例を示すブロック図である。
画像形成装置１００は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置で構成された制御部３７を備えている。制御部３７は、画像形成装置１００内の他の各部と連携して、次の各手段として機能する。
・画像濃度センサ３０で検出されたパターン画像の濃度の検出結果に基づいて濃度補正データを決定する制御部３７などの濃度補正データ決定手段。
・濃度ムラ確認用画像を形成して記録媒体上に出力するパターン画像出力手段。
・操作表示パネル６００で入力された調整データに基づいて濃度補正データを微調整する調整手段。
・調整手段によって要素の濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像を形成するようにトナー像形成手段を制御する画像濃度制御手段。

制御部３７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１を備える。また、ＣＰＵ５０１にバスライン５０２を介して接続された記憶手段としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５０３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５０４と、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５とを備えている。ＣＰＵ５０１は、予め組み込まれているコンピュータプログラムである制御プログラムを実行することにより、各種演算や各部の駆動制御を実行する。ＲＯＭ５０３は、コンピュータプログラムや制御用のデータ等の固定的データを予め記憶する。ＲＡＭ５０４は、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能する。

制御部３７には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、装置本体（プリンタ部）９９のフォトインタラプタ７１、１８、表面電位センサ１９、画像濃度センサ３０、トナー濃度センサ３１２等の各種センサが接続されている。ここで、フォトインタラプタ７１、１８、画像濃度センサ３０、トナー濃度センサ３１２、表面電位センサ１９等の各種センサは、各センサで検出した情報を制御部３７に送り出す。また、制御部３７には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、帯電チャージャ３に所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス設定部（帯電バイアス電源）３３０が接続されている。更に、現像ユニット５の現像ローラ５ａに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス設定部（現像バイアス電源）３４０が接続されている。

また、制御部３７には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、一次転写ローラ６に所定の一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス設定部（一次転写バイアス電源）３５０が接続されている。更に、光書込ユニット４の光源に所定の電圧を印加したり所定の電流を供給したりする露光設定部（光源電源部）３６０が接続されている。

また、制御部３７には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、給紙トレイ１７を有する給紙装置１７０、スキャナ部９、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）１０、操作表示パネル６００などが接続されている。

制御部３７は、画像形成条件（例えば、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、一次転写バイアスなど）の制御目標値に基づいて、各部を制御する。

ＲＯＭ５０３またはＲＡＭ５０４には、例えば、画像濃度センサ３０の出力値に対する単位面積当りのトナー付着量への換算に関する情報を記憶した換算テーブルが格納されている。また、ＲＯＭ５０３またはＲＡＭ５０４には、画像形成装置１００における各色の作像ステーションの画像形成条件（例えば、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、一次転写バイアス）の制御目標値が格納されている。

なお、制御部３７は、マイクロコンピュータ等のコンピュータ装置ではなく、例えば画像形成装置１における制御用に作製された半導体回路素子としてのＩＣなどを用いて構成してもよい。

また、本実施形態で用いられるプログラムは、制御部３７に備えられた不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリのみならず、他の記憶媒体に記憶可能である。例えば、画像形成プログラムは、半導体媒体（例えば、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（例えば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）、その他の記憶媒体に記憶可能である。かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかる画像形成プログラムを記憶した場合に、かかる画像形成プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
中間転写ベルト１などの像担持体と、像担持体上にトナー像を形成する作像ステーションなどのトナー像形成手段と、トナー像形成手段で像担持体上に形成したパターン画像の濃度を検出する画像濃度センサ３０などの画像濃度検出手段と、画像濃度検出手段で検出されたパターン画像の濃度の検出結果に基づいて、出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件の少なくとも一つの現像バイアスや帯電バイアスなどの要素について、出力画像の濃度ムラを抑制するように濃度補正データを決定する制御部３７などの濃度補正データ決定手段と、を備えた画像形成装置であって、前記濃度補正データで補正された前記要素を含む画像形成条件に基づいて濃度ムラ確認用画像をトナー像形成手段で形成して記録媒体上に出力する作像ステーション及び制御部３７などのパターン画像出力手段と、濃度補正データを微調整するための調整データを入力する操作表示パネル６００などの入力手段と、入力手段で入力された調整データに基づいて濃度補正データを微調整する制御部３７などの調整手段と、調整手段によって要素の濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像を形成するようにトナー像形成手段を制御する制御部３７などの画像濃度制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、像担持体上に形成したパターン画像の濃度の検出結果に基づいて決定した濃度補正データで補正された画像形成条件に基づいて記録媒体上に濃度ムラ確認用画像を形成して出力する。この濃度ムラ確認用画像上に周期的な濃度ムラが残っている場合に、その濃度ムラ確認用画像の全域で周期的な濃度ムラが同じ程度になるように画像形成条件の濃度補正データを微調整するための調整データを入力手段で入力することができる。例えば、濃度ムラ確認用画像上で一番大きな周期的な濃度ムラを小さくするように調整データを入力手段で入力する。このように入力された調整データで濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像が形成されることにより、出力画像の全域で周期的な濃度ムラが同じ程度になるように周期的な濃度ムラを全体的に抑制することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記微調整する濃度補正データは、トナー像形成手段におけるトナー像の形成に用いられる回転体の回転周期にそれぞれ対応した、出力画像の濃度ムラを抑制するように前記要素の条件を補正する振幅補正データと位相補正データとを含み、前記微調整された要素の振幅補正データを用いて出願画像の画像形成時にトナー像形成手段が制御されるとき、その振幅補正データは、前記微調整された位相補正データが適用された状態とされている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成条件の振幅補正データ及び位相補正データを微調整することにより、出力画像の全域で同じ程度になるように周期的な濃度ムラをより精度よく抑制できる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、トナー像形成手段によって要素を変化させながら形成されたパターン画像の濃度の変化の検出結果に基づいて、位相補正データを取得するフォトインタラプタ７１及び画像濃度センサ３０などの手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、微調整対象の位相補正データを精度よく取得できる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｂ又はＣにおいて、前記トナー像形成手段は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋなどの潜像担持体の表面を帯電する帯電チャージャ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋなどの帯電手段と、帯電された潜像担持体の表面を露光する光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋなどのなどの露光手段と、露光によって潜像担持体に形成された潜像を、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａなどの現像剤担持体に担持された現像剤で現像してトナー像を形成する現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋなどの現像手段とを備え、振幅補正データ及び位相補正データに対応する要素は、潜像担持体と現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び潜像担持体を帯電させるときに帯電手段に印加される帯電バイアスの少なくとも一方である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像バイアス及び帯電バイアスの少なくとも一方によって影響を受けやすい出力画像の全域における周期的な濃度ムラを全体的にバランス良く抑制できる。
（態様Ｅ）
上記態様Ｄにおいて、前記位相補正データを取得するときに変化させる現像バイアス及び帯電バイアスの少なくとも一方の変化の幅は、所定の現像ポテンシャルが得られるように設定されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、精度の高い位相補正データを取得できる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｄ又はＥにおいて、前記位相補正データを取得するとき変化させる現像バイアス及び帯電バイアスの少なくとも一方の変化の幅は、±３０［Ｖ］以上±１００［Ｖ］以下である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、位相補正データをより高い精度で取得できる。
（態様Ｇ）
上記態様Ｃにおいて、トナー像形成手段を複数備え、複数のトナー像形成手段それぞれについて、前記要素を変化させながら形成されたパターン画像の濃度の変化の検出結果に基づいて、位相補正データを取得する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のトナー像形成手段それぞれについて位相補正データを精度よく取得し、各トナー像形成手段で形成される出力画像の全域で周期的な濃度ムラを確実に抑制できる。
（態様Ｈ）
上記態様Ａ乃至Ｇのいずれかにおいて、前記パターン画像は、中間調濃度を有するハーフトーンパターンである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、出力画像の全域で中間調濃度における周期的な濃度ムラを全体的にバランス良く抑制できる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｄ乃至Ｆのいずれかにおいて、前記パターン画像は、前記潜像担持体に対する露光面積率及び露光強度の少なくとも一方を調整することによって形成されたハーフトーンパターンである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記パターン画像として用いるハーフトーンパターンを確実に形成することができる。
（態様Ｊ）
上記態様Ｄ乃至Ｆのいずれかにおいて、前記パターン画像は、前記潜像担持体と前記現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び前記潜像担持体を帯電させるときに前記帯電手段に印加される帯電バイアスの少なくとも一方を調整することによって形成されたハーフトーンパターンである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記パターン画像として用いるハーフトーンパターンを確実に形成することができる。

１ 中間転写ベルト
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 感光体ドラム
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 帯電チャージャ
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 光書込ユニット
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 現像ユニット
５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａ 現像ローラ
３０ 画像濃度センサ
３７ 制御部

特開２０１４‐１７８４０４号公報 特開２０００−０９８６７５号公報

Claims (10)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像形成手段で前記像担持体上に形成したパターン画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、
   前記画像濃度検出手段で検出された前記パターン画像の濃度の検出結果に基づいて、出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件の少なくとも一つの要素について、出力画像の濃度ムラを抑制するように濃度補正データを決定する濃度補正データ決定手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記濃度補正データで補正された前記要素を含む画像形成条件に基づいて濃度ムラ確認用画像を前記トナー像形成手段で形成して記録媒体上に出力するパターン画像出力手段と、
   前記濃度補正データを微調整するための調整データを入力する入力手段と、
   前記入力手段で入力された調整データに基づいて前記濃度補正データを微調整する調整手段と、
   前記調整手段によって前記要素の濃度補正データが微調整された画像形成条件に基づいて出力画像を形成するように前記トナー像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、を備える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、
   前記微調整する濃度補正データは、前記トナー像形成手段におけるトナー像の形成に用いられる回転体の回転周期にそれぞれ対応した、出力画像の濃度ムラを抑制するように前記要素の条件を補正する振幅補正データと、前記要素の制御タイミングを補正する位相補正データとを含み、
   前記微調整された前記要素の振幅補正データを用いて出願画像の画像形成時に前記トナー像形成手段が制御されるとき、その振幅補正データは、前記微調整された前記位相補正データが適用された状態とされていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   前記トナー像形成手段によって前記要素を変化させながら形成されたパターン画像の濃度の変化の検出結果に基づいて、前記位相補正データを取得する手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記トナー像形成手段は、潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電された潜像担持体の表面を露光する露光手段と、前記露光によって前記潜像担持体に形成された潜像を、現像剤担持体に担持された現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段とを備え、
   前記振幅補正データ及び前記位相補正データに対応する要素は、前記潜像担持体と前記現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び前記潜像担持体を帯電させるときに前記帯電手段に印加される帯電バイアスの少なくとも一方であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   前記位相補正データを取得するときに変化させる前記現像バイアス及び前記帯電バイアスの少なくとも一方の変化の幅は、所定の現像ポテンシャルが得られるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５の画像形成装置において、
   前記位相補正データを取得するとき変化させる前記現像バイアス及び前記帯電バイアスの少なくとも一方の変化の幅は、±３０［Ｖ］以上±１００［Ｖ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項３の画像形成装置において、
   前記トナー像形成手段を複数備え、
   前記複数のトナー像形成手段それぞれについて、前記要素を変化させながら形成されたパターン画像の濃度の変化の検出結果に基づいて、前記位相補正データを取得することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置において、
   前記パターン画像は、中間調濃度を有するハーフトーンパターンであることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項４乃至６のいずれかの画像形成装置において、
   前記パターン画像は、前記潜像担持体に対する露光面積率及び露光強度の少なくとも一方を調整することによって形成されたハーフトーンパターンであることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項４乃至６のいずれかの画像形成装置において、
    前記パターン画像は、前記潜像担持体と前記現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び前記潜像担持体を帯電させるときに前記帯電手段に印加される帯電バイアスの少なくとも一方を調整することによって形成されたハーフトーンパターンであることを特徴とする画像形成装置。