JP2018063299A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の回転体と第２の回転体との回転位相の関係を考慮せずに副走査方向の濃度ムラを補正する場合と比較して、第１の回転体及び第２の回転体の回転位相差により発生する副走査方向の濃度ムラを精度良く補正することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】第１の回転体及び第２の回転体の回転速度の比が変更された状態で、中間転写体又は記録媒体に形成された画像の濃度を検出し、検出された画像の濃度から、第１の回転体に起因する画像の第１濃度ムラを算出し、算出した第１濃度ムラから第１の回転体に起因する濃度ムラを補正するための第１補正量を算出し、画像を形成する際、形成される画像の濃度を、算出された第１補正量で第１の回転体の回転毎に補正する。【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、画像形成に用いられる第１のサブモジュールと、前記第１のサブモジュールの位相を検知する第１の位相検知部と、前記第１のサブモジュールとともに画像形成に用いられる第２のサブモジュールと、前記第２のサブモジュールの位相を検知する第２の位相検知部と、前記第１のサブモジュールおよび前記第２のサブモジュールを用いて形成された画像の濃度を検知する濃度検知部と、前記濃度検知部にて検知された画像の濃度データに基づき、前記第１のサブモジュールに起因する副走査方向の濃度変動を補正するための第１のパラメータおよび前記第２のサブモジュールに起因する副走査方向の濃度変動を補正するための第２のパラメータを設定する補正設定部と、前記補正設定部にて設定された前記第１のパラメータから、前記第１の位相検知部にて検知された前記第１のサブモジュールの位相に対応する第１補正値を取得するとともに、当該補正設定部にて設定された前記第２のパラメータから、前記第２の位相検知部にて検知された前記第２のサブモジュールの位相に対応する第２補正値を取得し、当該第１補正値と当該第２補正値とを合成した補正値を出力する出力設定部と、前記出力設定部より出力される前記補正値に応じて作像条件を変更する作像条件変更部とを含む画像形成装置が開示されている。

特開２００７−１４０４０２号公報

一般的な画像形成装置において、第１の回転体（例えば、現像ロール）による濃度推移の波と第２の回転体（例えば、像保持体）による濃度推移の波との重なり具合によって、相互に濃度ムラが弱め合ったり強め合ったりする。これにより、第１の回転体及び第２の回転体の周方向（副走査方向）に周期的な濃度ムラが発生する場合がある。

従来、濃度ムラは、回転体の周期に応じて発生するため、各々の回転体の周期に基づいて各々の部材の濃度ムラへの寄与を分離できると想定していた。そのため、中間転写ベルト等にテストパターンを形成させ、形成されたテストパターンの濃度を検出し、検出した濃度を各々の回転体の周期毎に抽出して平均し、平均した濃度に基づいて、上述した副走査方向の濃度ムラを補正するための補正量を算出していた。

しかし、例えば、像保持体が鋼を５枚繋げることにより形成されていた場合、像保持体の回転周期の１／５周期で濃度ムラが発生する。この場合、像保持体の１／５周期と、現像ロールの周期とが類似していると、濃度ムラを分離することができないことがわかった。

上記課題を鑑みて、本発明は、第１の回転体と第２の回転体との回転位相の関係を考慮せずに副走査方向の濃度ムラを補正する場合と比較して、第１の回転体及び第２の回転体の回転位相差により発生する副走査方向の濃度ムラを精度良く補正することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、第１の回転体及び第２の回転体の回転速度の比を変更する変更手段と、前記変更手段により前記第１の回転体及び前記第２の回転体の回転速度の比が変更された状態で、中間転写体又は記録媒体に形成された画像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記画像の濃度から、前記第１の回転体に起因する前記画像の第１濃度ムラを算出し、算出した前記第１濃度ムラから前記第１の回転体に起因する濃度ムラを補正するための第１補正量を算出する算出手段と、画像を形成する際、形成される画像の濃度を前記算出手段により算出された前記第１補正量で前記第１の回転体の回転毎に補正する補正手段と、を備える。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１記載の発明において、前記算出手段は、前記検出手段により検出された前記画像の濃度から、前記第２の回転体に起因する前記画像の第２濃度ムラを算出し、算出した前記第２濃度ムラから前記第２の回転体に起因する濃度ムラを補正するための第２補正量を算出し、前記補正手段は、画像を形成する際、形成される画像の濃度を、前記算出手段により算出された前記第１補正量で前記第１の回転体の回転毎に補正すると共に、前記算出手段により算出された前記第２補正量で前記第２の回転体の回転毎に補正する。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項２記載の発明において、前記算出手段は、フーリエ変換解析により、前記検出手段により検出された前記画像の濃度から前記第１濃度ムラ、及び前記第２濃度ムラを算出する。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項２又は３記載の発明において、前記第１の回転体は、予め定めた回転位相となった場合に前記算出手段に第１基準情報を出力し、前記第２の回転体は、予め定めた回転位相となった場合に前記算出手段に第２基準情報を出力し、前記算出手段は、前記第１基準情報を基準位相として前記第１補正量を算出し、前記第２基準情報を基準位相として前記第２補正量を算出する。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項１記載の発明において、前記第１の回転体が現像ロールであり、前記第２の回転体が像保持体であり、前記補正手段は、前記像保持体の露光光量を前記第１補正量で補正する。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項２〜４の何れか１項記載の発明において、前記第１の回転体が現像ロールであり、前記第２の回転体が像保持体であり、前記補正手段は、前記像保持体の露光光量を前記第１補正量及び前記第２補正量で補正する。

請求項１の発明によれば、第１の回転体と第２の回転体との回転位相の関係を考慮せずに副走査方向の濃度ムラを補正する場合と比較して、第１の回転体及び第２の回転体の回転位相差により発生する副走査方向の濃度ムラを精度良く補正することができる。

請求項２の発明によれば、第２の回転体の濃度ムラを考慮せずに副走査方向の濃度ムラを算出した場合と比較して、副走査方向の濃度ムラを精度良く算出することができる。

請求項３の発明によれば、フーリエ変換解析を用いずに副走査方向の濃度ムラを算出した場合と比較して、副走査方向の濃度ムラを精度良く算出することができる。

請求項４の発明によれば、第１の回転体及び第２の回転体の基準位相を考慮せずに副走査方向の濃度ムラを補正する場合と比較して、副走査方向の濃度ムラを精度良く補正することができる。

請求項５の発明によれば、現像ロール及び像保持体の回転位相の関係によって発生する濃度ムラを精度良く補正することができる。

請求項６の発明によれば、像保持体の濃度ムラを考慮せずに副走査方向の濃度ムラを算出した場合と比較して、現像ロール及び像保持体の回転位相の関係によって発生する濃度ムラをより精度良く補正することができる。

実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略側面図である。 実施形態に係る像保持体及び現像ロールの配置状態の一例を示す概略側面図である。 実施形態に係る像保持体及び現像ロールの配置状態の別例を示す概略側面図である。 実施形態に係る画像形成装置における像保持体による副走査方向における濃度推移と現像ロールによる副走査方向における濃度推移の一例を示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置における像保持体による副走査方向における濃度推移と現像ロールによる副走査方向における濃度推移とを合成した濃度推移の一例を示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置における像保持体による副走査方向における濃度推移と現像ロールによる副走査方向における濃度推移の別例を示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置における像保持体による副走査方向における濃度推移と現像ロールによる副走査方向における濃度推移とを合成した濃度推移の別例を示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置における像保持体による副走査方向における濃度推移と現像ロールによる副走査方向における濃度推移とを合成した濃度推移を回転位相毎に示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置の機能的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置における位相特定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る画像形成装置におけるテストパターンの一例を示す模式図である。 実施形態に係る画像形成装置において現像ロールの回転速度を変更した場合の濃度ムラの一例を示すグラフである。 実施形態に係る画像形成装置において現像ロールの回転速度を変更していない場合の濃度ムラの一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について詳細に説明する。なお、各実施形態に係る画像形成装置として、カラーの間接転写方式の画像形成装置を用いた場合について説明する。しかし、画像形成装置はこれに限らず、複数の回転体が回転することにより記録媒体に画像を形成させる画像形成装置であれば良い。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０の筐体１０Ａの内部には、画像処理部１２、露光装置１４、及び、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが設けられている。以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して記載する。

画像処理部１２は、画像形成の対象とする画像データを取得する。また、画像処理部１２は、取得した画像データをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の階調データに変換する。

露光装置１４は、筐体１０Ａの中央部に設けられていて、画像処理部１２から階調データを受け取って、レーザ光ＬＢによる画像露光を行う。また、各々の画像形成ユニット１６は、露光装置１４の上方に設けられていて、水平方向に間隔をおいて配置されている。

各々の画像形成ユニット１６は、予め決められた速度で図１のＡ方向に回転駆動する円柱状の像保持体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、及び、像保持体１８の外周面を帯電する一次帯電用の帯電部材２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを有している。

また、各々の画像形成ユニット１６は、露光装置１４の露光によって帯電した像保持体１８の外周面に形成された静電潜像を、予め決められた色のトナーで現像してトナー像として可視化する現像部材２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ，２２Ｋを有している。各々の現像部材２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ，２２Ｋは、帯電したトナーを像保持体１８に搬送する現像ロール２２ａを有している。

また、露光装置１４には、各々の画像形成ユニット１６に共通に構成された、図示しない４つの半導体レーザが設けられており、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋが階調データに応じて出射される。

なお、半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介して回転多面鏡であるポリゴンミラー２６に照射され、このポリゴンミラー２６によって偏向走査される。そして、このポリゴンミラー２６によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、像保持体１８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

また、露光装置１４は、下方から像保持体１８上に画像を走査露光するものであるため、露光装置１４には、上方に位置する各々の画像形成ユニットの現像部材２２等からトナー等が落下する可能性がある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２８によって密閉されている。そして、フレーム２８の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各々の画像形成ユニット１６の像保持体１８上に向けて透過させる透明なガラス製のウインドウ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが設けられている。

一方、各々の画像形成ユニット１６の上方には、図１に示すように、無端状の中間転写ベルト３２が巻き掛けられると共に、回転駆動して中間転写ベルト３２を図１のＢ方向に周回させる駆動ロール４０が設けられている。すなわち、Ｂ方向は、中間転写ベルト３２の移動方向である。また、各々の画像形成ユニット１６の上方には、中間転写ベルト３２に張力を付与する張力付与ロール３６が設けられている。また、中間転写ベルト３２の上方には、中間転写ベルト３２の外周面を清掃する清掃ブレード３８が設けられている。また、中間転写ベルト３２の周回経路の内部には、中間転写ベルト３２を挟んで像保持体１８の反対側に配置される一次転写ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋが設けられている。

また、中間転写ベルト３２の一次転写ユニット２１より下流側には、中間転写ベルト３２上に形成された画像の濃度を検出する濃度センサ６４が設けられている。濃度センサ６４は、検出手段の一例である。濃度センサ６４は、中間転写ベルト３２に対して光を出射する出射部、及び、出射された光が中間転写ベルト３２で反射した反射光を検出する検出部を有している。濃度センサ６４は、出射部から予め定めた強度の光を出射させると共に、検出部により検出された反射光の強度によって、中間転写ベルト３２に形成された画像の濃度を検出する。

このような構成により、一次転写ロール３４によって、画像形成ユニット１６の像保持体１８上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が、中間転写ベルト３２上に、多重に転写される。

また、中間転写ベルト３２を挟んで駆動ロール４０の反対側には、二次転写ロール４２が設けられている。中間転写ベルト３２上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト３２により搬送される。そして、各色のトナー像は、駆動ロール４０と二次転写ロール４２に挟まれ、用紙搬送経路５６に沿って搬送される記録媒体としての用紙Ｐに二次転写される。

さらに、二次転写ロール４２に対して用紙Ｐの搬送方向の下流側（以下、単に下流側と言う）には、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱及び圧力により用紙Ｐに定着させる定着装置４４が設けられている。また、定着装置４４の下流側には、トナー像が定着した用紙Ｐを画像形成装置１０の筐体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出する排出ロール４６が設けられている。

一方、筐体１０Ａの内部の下側には、用紙Ｐが積載される給紙部材５０、及び、給紙部材５０に積載された用紙Ｐを用紙搬送経路５６へ送り出す給紙ロール５２が設けられている。また、給紙ロール５２の下流側には、用紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送する分離ロール５４が設けられている。また、分離ロール５４の下流側には、搬送タイミングを合わせる位置合せロール５８が設けられている。

このような構成により、給紙部材５０から供給された用紙Ｐは、予め決められたタイミングで回転する位置合せロール５８によって中間転写ベルト３２と二次転写ロール４２とが接する位置（二次転写位置）へ送り出される。

さらに、排出ロール４６に隣接するように、定着装置４４によって片面に画像が定着された用紙Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８にそのまま排出せずに、両面用搬送経路６２に搬送する搬送ロール６０が設けられている。これにより、両面用搬送経路６２に沿って搬送される用紙Ｐは、 表裏が反転された状態で、位置合せロール５８へと再度搬送され、用紙Ｐの裏面にトナー像が転写・定着されて排出部４８に排出される。

上述した構成により、以下のように用紙Ｐに画像が形成される。

先ず、画像処理部１２から露光装置１４に各色の階調データが順次出力される。また、露光装置１４から階調データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、帯電部材２０によって帯電した像保持体１８の外周面に走査露光され、像保持体１８の外周面に静電潜像が形成される。像保持体１８上に形成された静電潜像は、現像部材２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

さらに、各々の画像形成ユニット１６の上方に渡って配置された一次転写ユニット２１の一次転写ロール３４によって、像保持体１８上に形成された各色のトナー像が、周回する中間転写ベルト３２上に多重に転写される。

また、中間転写ベルト３２上に転写された各色のトナー像は、二次転写ロール４２により、給紙部材５０から給紙ロール５２、分離ロール５４、位置合せロール５８によって用紙搬送経路５６に予め定めたタイミングで搬送された用紙Ｐに二次転写される。

さらに、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置４４へと搬送される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着装置４４によって用紙Ｐに定着され、その後、用紙Ｐは、画像形成装置１０の筐体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出ロール４６によって排出される。

さらに、用紙Ｐの両面に画像を形成させる場合は、定着装置４４によって片面に画像が定着された用紙Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８上にそのまま排出せずに、搬送方向を切り替え、搬送ロール６０を介して両面用搬送経路６２へと搬送する。そして、両面用搬送経路６２に沿って用紙Ｐを搬送することで、用紙Ｐの表裏が反転され、用紙Ｐが再度位置合せロール５８へと搬送される。用紙Ｐは、裏面にトナー像が転写・定着された後、排出部４８上に排出ロール４６によって排出される。

ここで、一般的な画像形成装置において、複数の回転体を回転させることにより用紙Ｐに画像を形成させる際、回転体の周方向（副走査方向）に周期的な濃度ムラが発生する場合がある。一例として図２に示すように、第１の回転体（例えば、現像ロール２２ａ）がＡ方向に回転し、第２の回転体（例えば、像保持体１８）がＣ方向に回転している場合、副走査方向に周期的な濃度ムラが発生する場合がある。このような周期的な濃度ムラを発生させる原因は複数存在する。

例えば、図３では、像保持体１８及び現像ロール２２ａの設計形状をそれぞれ点線１８ａ、２２ｂで示している。一例として図３に示すように、円筒状の現像ロール２２ａの断面は設計形状では円形であるが、例えば現像ロール２２ａの断面が楕円形に歪んでしまっている場合には、現像ロール２２ａの表面から像保持体１８の表面までの距離が周期的に変動する。そのため、一次転写ロール３４又は用紙Ｐに形成される画像において、副走査方向に周期的な濃度ムラが発生する。

また、例えば、現像ロール２２ａによる濃度ムラの発生周期及び像保持体１８による濃度ムラの発生周期が近い場合には、相互の濃度ムラが干渉して濃度ムラの大きさが変動する場合がある。この場合には、例えば、用紙Ｐ毎に濃度ムラの大きさが変動することにより、形成される画像の濃度が用紙Ｐ毎に異なってしまう。

すなわち、一例として図２に示すように、現像ロール２２ａがＡ方向に回転し、像保持体１８がＣ方向に回転しているとする。この場合、例えば、像保持体１８の濃度ムラの発生周期と、現像ロール２２ａの濃度ムラの発生周期とが類似している場合、それらの濃度ムラは相互に干渉し合い、その重なり具合によって濃度ムラが相互に弱め合ったり強め合ったりする。

なお、ここでは、第１の周期と第２の周期との差分が予め定めた閾値未満である場合に、第１の周期と第２の周期とが類似しているという。ここでの予め定めた閾値は、第１の周期と第２の周期とが干渉するか否かを判定するための閾値であり、例えば、第１の周期と第２の周期とが干渉しない第１の周期と第２の周期との差分の範囲の最小値とする。

一例として図３に示すように、像保持体１８の断面及び現像ロール２２ａの断面は設計形状のように完全な円形ではなく、歪んでいる場合がある。例えば、像保持体１８が鋼を５枚繋げることにより形成されていた場合、像保持体１８の回転周期の１／５の発生周期で濃度ムラが発生する。すなわち、像保持体１８の回転周期と現像ロール２２ａの回転周期が類似していないにも関わらず、像保持体１８の濃度ムラの発生周期が例えば５７ｍｍであり、現像ロール２２ａの回転周期、すなわち現像ロール２２ａの濃度ムラの発生周期が例えば５２ｍｍであった場合には、それらの濃度ムラの発生周期が類似しているため、像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとが相互に干渉し合う。

一例として図４に示すように、副走査方向における像保持体１８による濃度ムラの山の位置と、現像ロール２２ａによる濃度ムラの山の位置とが近い状態が一定時間継続したとする。この場合には、一例として図５に示すように、像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとを合成した場合に、副走査方向における像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとは相互に弱め合う。

一方、一例として図６に示すように、副走査方向における像保持体１８による濃度ムラの山の位置と、現像ロール２２ａによる濃度ムラの谷の位置とが近い状態が一定時間継続したとする。この場合には、一例として図７に示すように、像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとを合成した場合に、副走査方向における像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとは相互に強め合う。

なお、像保持体１８の回転周期の１／ｎ（ｎは自然数）周期と、現像ロール２２ａの回転周期とが類似していない場合には、濃度ムラを時間毎に平均することにより、像保持体１８による濃度ムラと現像ロール２２ａによる濃度ムラとが分離可能である。

しかし、像保持体１８の回転周期の１／ｎ周期と、現像ロール２２ａの回転周期とが類似している場合には、上述した干渉により、各々の濃度ムラが分離不可能となる場合がある。なぜなら、周期的に回転する２種類の回転体により発生している各々の濃度ムラの大きさは、一方の回転体の回転周期の１／ｎ周期と、他方の回転体の回転周期とが類似している場合、相互の回転位相の関係によって決定されるからである。

一方の回転体の回転周期の１／ｎ周期と、他方の回転周期とが類似している場合、一般的には、一方の回転体の回転速度を変化させることで一方の回転体の回転周期を変更し、濃度ムラが干渉しないように設計する。しかしながら、回転体の回転周期を変更すると、線の太さ、線の位置、階調特性等の画質特性にも影響を与えるため、画質特性を優先させると濃度ムラの干渉を容認せざるを得ない場合がある。

また、第１の回転体に起因する濃度ムラ及び第２の回転体に起因する濃度ムラが干渉している場合に濃度ムラを補正することも考えられる。その場合、補正パラメータを作成した時点と、画像を形成する時点で、濃度ムラの大きさが異なる場合があるため、濃度ムラを精度良く補正することは難しい。

また、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform；FFT）解析等を用いて第１の回転体の濃度ムラ及び第２の回転体の濃度ムラを分離することも考えられる。その場合、第１の回転体の濃度ムラの発生周期及び第２の回転体の濃度ムラの発生周期が近ければ近いほど、画像の濃度推移を確認するためのテストパターンを長くしたり、濃度の検出間隔を短くしたりする必要がある。

ＦＦＴ解析の周波数分解能Δｆは、サンプリング周波数をｆｓ、サンプリング点数をＮとすると、下記（１）式で表される。

…（１）

よって、周波数分解能Δｆを高めるためには、すなわち周波数分解能Δｆを小さくするためには、サンプリング周波数ｆｓを低くしたり、サンプリング点数Ｎを大きくしたりする必要がある。この場合には、画像の濃度を補正するために要する所要時間が長くなる等により製造コストが上がってしまう等の二次障害が発生する。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１０では、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の少なくとも一方の回転速度を変更することにより、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更した状態で検出した濃度ムラに基づき、露光光量の補正量を決定する。この際、現像ロール２２ａによる濃度ムラ及び像保持体１８による濃度ムラの各々のを分離し、現像ロール２２ａの回転周期に応じて発生する、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラを補正するための補正量、及び像保持体１８の回転周期に応じて発生する、像保持体１８に起因する濃度ムラを補正するための補正量を合成することにより、露光光量の補正量を決定する。

なお、本実施形態では、上述したように、第１の回転体が像保持体１８であり、第２の回転体が現像ロール２２ａである場合について説明するが、これに限らない。例えば、第１の回転体及び第２の回転体は、像保持体１８及び帯電部材２０、像保持体１８及び一次転写ロール３４、駆動ロール４０及び二次転写ロール４２、定着装置４４（１対の定着ロール）等であっても良い。また、本実施形態では、補正対象を露光装置１４の露光光量とした場合について説明するが、これに限らない。例えば、第１の回転体及び第２の回転体が像保持体１８及び帯電部材２０である場合には、帯電部材２０による帯電量を補正しても良い。また、例えば、第１の回転体及び第２の回転体が像保持体１８及び一次転写ロール３４、又は駆動ロール４０及び二次転写ロール４２である場合には、転写バイアスを補正しても良い。また、例えば、第１の回転体及び第２の回転体が定着装置４４である場合には、定着の際の圧力及び温度の少なくとも一方を補正しても良い。

図９を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１０の機能的な構成について説明する。図９に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、露光装置１４による露光光量を補正する露光光量補正部６６を有している。また、露光光量補正部６６は、濃度取得部７０、補正情報算出部７２、補正情報記憶部７４、及び、露光光量決定部７６を有している。

濃度取得部７０は、濃度センサ６４から、中間転写ベルト３２上に形成されたテストパターン（帯画像）の濃度の検出値の時系列変化を表す濃度推移情報を取得する。

補正情報算出部７２は、変更手段及び算出手段の一例であり、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の少なくとも一方の回転速度を変更させ、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更する。また、補正情報算出部７２は、濃度取得部７０により取得された濃度推移情報に対してＦＦＴ解析等を行うことにより現像ロール２２ａ及び像保持体１８の周期的な濃度ムラの大きさを算出する。この際、ＦＦＴ解析を用いた場合には、解析対象とする副走査方向の長さに応じて解析結果が変わるため、例えば現像ロール２２ａの１回転毎にＦＦＴ解析を行う。そして、補正情報算出部７２は、現像ロール２２ａの基準位相からの回転位相（基準位相に対する位相差）−光量振幅値の相関データを作成する。ここでの光量振幅値は、露光装置１４による露光光量の振幅値である。また、例えば像保持体１８の１回転毎にＦＦＴ解析を行う。そして、補正情報算出部７２は、像保持体１８の基準位相からの回転位相（基準位相に対する位相差）−光量振幅値の相関データを作成する。ここでの光量振幅値は、露光装置１４による露光光量の振幅値である。

ここで、基準位相について説明する。現像ロール２２ａは、予め定めた角度で第１基準情報を補正情報算出部７２に対して出力する。そこで、補正情報算出部７２は、第１基準情報を受信した際の現像ロール２２ａの位相を基準位相として、当該基準位相からの位相差を回転位相とする。同様に、像保持体１８は、予め定めた角度で第２基準情報を補正情報算出部７２に対して出力する。そこで、補正情報算出部７２は、第２基準情報を受信した際の像保持体１８の位相を基準位相として、当該基準位相からの位相差を回転位相とする。そして、補正情報算出部７２は、回転位相−光量振幅値の相関データを作成する。

補正情報記憶部７４は、補正情報算出部７２により算出された、回転位相−光量振幅値の相関データを記憶している。

露光光量決定部７６は、補正手段の一例であり、画像を形成する際、現像ロール２２ａの基準位相に応じた露光光量の補正量（光量振幅値）を補正情報記憶部７４から取得すると共に、像保持体１８の基準位相に応じた露光光量の補正量（光量振幅値）を補正情報記憶部７４から取得する。また。露光光量決定部７６は、現像ロール２２ａの基準位相に応じた露光光量の補正量と、像保持体１８の基準位相に応じた露光光量の補正量とを合成することにより、露光光量の補正量を決定する。また、露光光量決定部７６は、画像を形成する際、決定した露光光量の補正量で、露光装置１４の露光光量を補正する。

次に、図１０を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１０の電気系の要部構成について説明する。

図１０に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、画像形成装置１０の全体的な動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）８０、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）８２を備えて構成される。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ８０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）８４、及び不揮発性メモリ等を有する記憶部８６を備えて構成される。

また、画像形成装置１０は、外部装置と通信情報の送受信を行う通信回線Ｉ／Ｆ（Interface）部８８、及びユーザに対して画像形成装置１０の動作状況等に関する各種情報を通知する操作表示部９０を備えて構成される。なお、操作表示部９０は、例えば、プログラムの実行により操作指示の受け付けを実現する表示ボタン、各種情報等が表示されるタッチパネル式のディスプレイと、テンキー、スタートボタン等のハードウェアキーとを含む。

また、画像形成装置１０は、画像形成部９２を備えている。画像形成部９２は、形成対象とする画像を示す画像情報を取得し、前述した画像形成工程の画像形成に関する各種処理を行う各構成部品を制御し、記録媒体に画像を形成させる。

そして、ＣＰＵ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４、記憶部８６、通信回線Ｉ／Ｆ部８８、操作表示部９０、及び、画像形成部９２の各部がアドレスバス、データバス、及び 制御バス等のバス９４を介して互いに接続されている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１０が実行する位相特定処理を行う際の処理の流れを、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、本実施形態では、位相特定処理のプログラムは予め記憶部８６に記憶されているが、これに限らない。例えば、位相特定処理のプログラムは、外部装置から通信回線Ｉ／Ｆ部８８を介して受信して実行されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された位相特定処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等で読み込まれることにより、位相特定処理が実行されるようにしてもよい。

また、本実施形態では、位相特定処理のプログラムは、操作表示部９０を用いて位相特定処理の実行の指示が入力された場合に実行される。

ステップＳ１０１では、補正情報算出部７２が、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更する。本実施形態では、現像ロール２２ａの回転速度を変更することにより、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更する。

ステップＳ１０３では、補正情報算出部７２が、画像形成部９２に、中間転写ベルト３２上にテストパターンを形成させる。なお、本実施形態で形成されるテストパターン９６は、一例として図１２に示すように、副走査方向に沿って帯状に伸びたべた画像であり、例えば、現像ロール２２ａの副走査方向の長さより長くなるように形成される。

ステップＳ１０５では、補正情報算出部７２が、濃度取得部７０から、中間転写ベルト３２上に形成されたテストパターンの濃度の検出値を取得する。本実施形態では、用紙Ｐの画像形成領域の副走査方向における全域における濃度推移を表す濃度推移情報を取得する。

ステップＳ１０７では、補正情報算出部７２が、現像ロール２２ａから出力された第１基準情報、及び像保持体１８から出力された第２基準情報を取得する。

ステップＳ１０９では、補正情報算出部７２が、ＦＦＴ解析等により、第１基準情報に基づいて現像ロール２２ａの位相差を特定すると共に、第２基準情報に基づいて像保持体１８の位相差を特定する。すなわち、濃度推移において現像ロール２２ａの基準位相及び像保持体１８の基準位相を特定する。また、補正情報算出部７２が、ＦＦＴ解析等により、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの大きさ、及び像保持体１８に起因する濃度ムラの大きさを算出する。

なお、一例として図１３に、現像ロール２２ａの回転速度を変更して、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更することにより、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラ及び像保持体１８に起因する濃度ムラが干渉しないようにした場合の、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの周期及び像保持体１８に起因する濃度ムラの周期の一例を示した。

一方、比較例として図１４に、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラ及び像保持体１８に起因する濃度ムラが干渉するようにした場合の、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの周期及び像保持体１８に起因する濃度ムラの周期の一例を示した。

図１４では、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラ及び像保持体１８に起因する濃度ムラが干渉することにより、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラが像保持体１８に起因する濃度ムラに吸収されていて、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの周期及び像保持体１８に起因する濃度ムラの周期が区別されない。一方、図１３に示す例では、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラ及び像保持体１８に起因する濃度ムラが干渉しないようにしたため、現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの周期及び像保持体１８に起因する濃度ムラの周期の各々が区別される。

ステップＳ１１１では、現像ロール２２ａの位相差と現像ロール２２ａに起因する濃度ムラの大きさとの関係、及び、像保持体１８の位相差と像保持体１８に起因する濃度ムラの大きさとの関係を示す相関データを作成し、本位相特定処理のプログラムの実行を終了する。

ここで作成された相関データは、画像を形成する際に使用される。すなわち、露光光量決定部７６は、画像を形成する際、現像ロール２２ａの第１基準情報、及び像保持体１８の第２基準情報から、相関データに基づき、露光装置１４の露光光量の補正量を決定し、決定した補正量で露光装置１４の露光光量を補正する。

このように、本実施形態では、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比を変更し、現像ロール２２ａ及び像保持体１８の回転速度の比が変更された状態で、中間転写ベルト３２又は用紙Ｐに形成された画像の濃度を検出する。また、検出された画像の濃度から、現像ロール２２ａに起因する画像の第１濃度ムラを算出し、算出した第１濃度ムラから現像ロール２２ａに起因する濃度ムラを補正するための第１補正量を算出する。そして、画像を形成する際、形成される画像の濃度を、算出された第１補正量で現像ロール２２ａの回転毎に補正する。

また、検出された画像の濃度から、像保持体１８に起因する画像の第２濃度ムラを算出し、算出した第２濃度ムラから像保持体１８に起因する濃度ムラを補正するための第２補正量を算出する。そして、画像を形成する際、形成される画像の濃度を、算出された第１補正量で像保持体１８の回転毎に補正すると共に、算出された第２補正量で像保持体１８の回転毎に補正する。

１０ 画像形成装置
１４ 露光装置
１８ 像保持体
２２ａ 現像ロール
６４ 濃度センサ
６６ 露光光量補正部
７０ 濃度取得部
７２ 補正情報算出部
７４ 補正情報記憶部
７６ 露光光量決定部
９２ 画像形成部

Claims (6)

1. 第１の回転体及び第２の回転体の回転速度の比を変更する変更手段と、
   前記変更手段により前記第１の回転体及び前記第２の回転体の回転速度の比が変更された状態で、中間転写体又は記録媒体に形成された画像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記画像の濃度から、前記第１の回転体に起因する前記画像の第１濃度ムラを算出し、算出した前記第１濃度ムラから前記第１の回転体に起因する濃度ムラを補正するための第１補正量を算出する算出手段と、
   画像を形成する際、形成される画像の濃度を前記算出手段により算出された前記第１補正量で前記第１の回転体の回転毎に補正する補正手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記算出手段は、前記検出手段により検出された前記画像の濃度から、前記第２の回転体に起因する前記画像の第２濃度ムラを算出し、算出した前記第２濃度ムラから前記第２の回転体に起因する濃度ムラを補正するための第２補正量を算出し、
   前記補正手段は、画像を形成する際、形成される画像の濃度を、前記算出手段により算出された前記第１補正量で前記第１の回転体の回転毎に補正すると共に、前記算出手段により算出された前記第２補正量で前記第２の回転体の回転毎に補正する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記算出手段は、フーリエ変換解析により、前記検出手段により検出された前記画像の濃度から前記第１濃度ムラ、及び前記第２濃度ムラを算出する
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１の回転体は、予め定めた回転位相となった場合に前記算出手段に第１基準情報を出力し、
   前記第２の回転体は、予め定めた回転位相となった場合に前記算出手段に第２基準情報を出力し、
   前記算出手段は、前記第１基準情報を基準位相として前記第１補正量を算出し、前記第２基準情報を基準位相として前記第２補正量を算出する
   請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記第１の回転体が現像ロールであり、
   前記第２の回転体が像保持体であり、
   前記補正手段は、前記像保持体の露光光量を前記第１補正量で補正する
   請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記第１の回転体が現像ロールであり、
   前記第２の回転体が像保持体であり、
   前記補正手段は、前記像保持体の露光光量を前記第１補正量及び前記第２補正量で補正する
   請求項２乃至４の何れか１項記載の画像形成装置。