JP2020020968A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】的確な濃度むら補正を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、光走査装置２３と、転写ベルト２８１の周面に対して互いに離間する位置に各々対向して配置された第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂと、印刷メディアに印刷された濃度むら測定用のチャートに基づき得られた主走査方向の濃度むら特性の補正のため、主走査方向の各位置におけるビーム光量を補正する濃度むら補正を実行するシェーディング補正部７３と、前記濃度むら補正の実行又は中止に関する情報を報知する判定部７６とを備える。判定部７６は、光量キャリブレーション後に、前記濃度むら補正後に得られると想定される第１濃度センサー１６Ａの第１出力値Ａ１及び第２濃度センサー１６Ｂの第２出力値Ａ２を求め、Ａ１とＡ２との差分が予め定められた閾値Ｔｈを超過する場合に、前記濃度むらの補正の中止を促すエラー報知を行う。【選択図】図１１

Description

本発明は、トナー像の形成のために被走査面上を走査する光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

レーザープリンターや複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムの周面（被走査面）を走査用のビームで走査して潜像を形成する光走査装置を備える。前記潜像がトナーで現像されることにより、前記感光体ドラムの周面にトナー像が形成される。このトナー像には、種々の要因によって主走査方向において濃度むらが発生することがある。前記濃度むらを打ち消すには、前記ビームの光量を補正する手段が取られる。具体的には、主走査方向の各位置と、前記ビームの補正光量とを関連付けたプロファイルデータが用いられ、主走査方向の各位置の走査時に前記補正光量に基づきビーム光量が加減される。前記プロファイルデータは、実際に濃度むら測定用のトナーチャートを印刷メディアに印刷させ、これをスキャナ等で光学的に読み取ることで濃度むら特性を測定して作成される。

また、画像形成装置においては、狙いとする濃度でトナー像が得られるように光量キャリブレーションを行う必要がある。光量キャリブレーションは、狙いのトナー濃度が得られるビームの光量（レーザーダイオードの駆動電流）を求め、設定値との乖離があればこれを是正する処理である。光量キャリブレーションに際しては、感光体ドラムや中間転写ベルトなどのトナー担持体の周面に濃度検出用のトナーパッチが形成され、前記周面に対向して配置された濃度センサーにより前記トナーパッチのトナー濃度が検出される。検出されたトナー濃度と狙いのトナー濃度との乖離に応じて、走査範囲全体においてビームの光量が増減される。前記濃度センサーは、色ずれ防止のためのカラーレジストの検出用にも用いられ、特許文献１では、主走査方向に複数の濃度センサーが配置される構成が開示されている。

特開２０１３−２３８６７２号公報

しかし、上記の濃度むら補正を印刷メディアに印刷されたトナーチャートに基づき行う一方で、光量キャリブレーションをトナー担持体の周面に形成されたトナーパッチに基づいて行うと、複数の濃度センサーの出力値が異なるものとなる場合がある。これは、前記トナーパッチとは異なり、トナーチャートが印刷メディアに印刷されるまでの間に、トナー担持体から印刷メディアへの転写、印刷メディアへの定着というプロセスが介入することに起因する。

例えば、転写効率が主走査方向において異なる場合、トナー担持体上では均一濃度のトナー像が得られていても、転写効率が低い部分では低濃度となる画像が印刷メディアに印刷されてしまう。この場合、その低濃度領域のビーム光量を増強するような濃度むら補正が行われることから、元々は均一濃度であったトナー担持体上のトナー像に濃度むらが生じてしまい、複数の濃度センサーの出力値が異なる結果となるものである。濃度センサーは、外乱の影響を受け易いトナー濃度の校正のために設けられている。従って、複数の濃度センサーの出力値が異なる状況となると、校正のための制御が不安定となる懸念がある。また、調整が必要な組立不良等に起因して濃度むらが生じているにも拘わらず、濃度むら補正によって見かけ上は組立不良等を帳消しにしてしまい、誤って製品出荷を行ってしまうケースも生じ得る。

本発明の目的は、的確な濃度むら補正を行うことができる画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、トナー像を担持する周面を有するトナー像担持体と、前記トナー像の形成のため、ビームで所定の被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置と、前記トナー像担持体の周面の、主走査方向において互いに離間する位置に各々対向して配置され、前記周面に担持されたトナー像の濃度を各々検出する第１濃度センサー及び第２濃度センサーと、印刷メディアに印刷された濃度むら測定用のチャートに基づき得られた主走査方向の濃度むら特性の補正のため、主走査方向の各位置における前記ビームの光量を補正する濃度むら補正を実行可能な濃度補正部と、前記濃度補正部による、前記濃度むら補正の実行又は中止に関する情報を報知する判定部と、を備え、前記判定部は、所定の光量キャリブレーションにより出力値が既知とされた前記第１濃度センサー及び前記第２濃度センサーについて、前記濃度むら補正後に得られると想定される前記第１濃度センサーの第１出力値及び前記第２濃度センサーの第２出力値を求め、前記第１出力値と前記第２出力値との差分が予め定められた閾値を超過する場合に、前記濃度むらの補正の中止を示す情報を報知することを特徴とする。

この画像形成装置によれば、濃度むら補正を考慮した前記第１出力値と前記第２出力値との差分が、予め定められた閾値を超過する場合には、前記濃度むらの補正を中止させる情報が報知される。このため、トナー担持体の周面に形成されたトナーパッチに基づく濃度検出結果と、印刷メディアに印刷されたチャートに基づく濃度検出結果とに大きな乖離がある場合に、強引に濃度むら補正で前記乖離を打ち消してしまうような不具合、例えば組立不良等に起因する転写不良や定着不良の見逃し等の不具合を防止することができる。また、複数の濃度センサーの出力値が異なることによって制御が不安定になることを回避することができる。

上記の画像形成装置において、前記光量キャリブレーションの結果として、前記第１濃度センサーによる第１濃度検出位置において所定の基準光量のビームで露光した場合に、当該第１濃度センサーが所定の基準濃度値を出力する一方で、前記第２濃度センサーによる第２濃度検出位置において前記基準光量のビームで露光した場合に、当該第２濃度センサーが比較濃度値を出力することが把握され、前記判定部は、前記基準濃度値を前記第１出力値と扱い、前記基準濃度値と前記比較濃度値との差分と、前記第２濃度検出位置における濃度むらの補正値とから、前記第２出力値を求めることが望ましい。

この画像形成装置によれば、前記第１出力値及び前記第２出力値を、前記基準濃度値及び前記比較濃度値と、前記第２濃度検出位置における濃度むらの補正値とを参照して、容易に算出させることができる。

上記の画像形成装置において、前記濃度補正部は、前記濃度むら補正において、前記光走査装置の前記ビームの光量を、前記第１濃度検出位置では不変とする一方で、前記被走査面の主走査方向の他の位置では前記第１濃度検出位置に対して相対的に変更することが望ましい。

この画像形成装置によれば、前記基準濃度値を得る第１濃度検出位置を基準位置として濃度むら補正が行われるので、濃度むら補正及び光量キャリブレーションを精度良く行わせることができる。

本発明によれば、的確な濃度むら補正を行うことができる画像形成装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 図２は、複数の濃度センサーの配置状態を示す斜視図である。 図３は、光走査装置の内部構成を模式的に示す斜視図である。 図４は、マルチビーム方式による感光体ドラムの露光態様を説明するための模式的な斜視図である。 図５は、前記画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 図６（Ａ）は、主走査方向における濃度むらの一例を示すグラフ、図６（Ｂ）は、前記濃度むらを補正するための光量補正プロファイルの一例を示すグラフである。 図７（Ａ）〜（Ｃ）は、光量補正プロファイルを得るための濃度むら測定の手順を示す図である。 図８は、光量キャリブレーションの例を説明するための図である。 図９は、光量キャリブレーション結果の例を示すグラフである。 図１０は、光量キャリブレーション結果の例を示すグラフである。 図１１は、判定部による濃度むら補正許否の判定処理を示すフローチャートである。

［画像形成装置の全体説明］
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略断面図である。画像形成装置１は、カラープリンターであって、略直方体のハウジングからなる本体ハウジング１０を含む。なお、本発明は、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリ、各種機能を備えた複合機にも適用可能である。

本体ハウジング１０は、シートに対して画像形成処理を行う複数の処理ユニットを内部に収容する。本実施形態では、処理ユニットとして、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、光走査装置２３、中間転写ユニット２８及び定着ユニット２９を含む。本体ハウジング１０の上面には排紙トレイ１１が備えられている。排紙トレイ１１に対向して、シート排出口１２が開口している。本体ハウジング１０の側壁には、手差し給紙トレイ１３が開閉自在に取り付けられている。本体ハウジング１０の下部には、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット１４が、着脱自在に装着されている。

画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を、コンピューター等の外部機器から伝送された画像情報に基づき形成するもので、水平方向に所定の間隔でタンデムに配置されている。各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、静電潜像及びトナー像を担持する周面を有する感光体ドラム２１、感光体ドラム２１の周面を帯電させる帯電器２２、前記静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像器２４、この現像器２４に各色のトナーを供給するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナーコンテナ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂｋ、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる一次転写ローラー２６、及び感光体ドラム２１の周面の残留トナーを除去するクリーニング装置２７を含む。

光走査装置２３は、各色の感光体ドラム２１の周面を被走査面としてビームで主走査方向に走査し、前記周面上にトナー像の形成のための静電潜像を形成する。本実施形態の光走査装置２３は、１つの筐体内に各色用に準備された複数の光源と、これら光源から発せられたビームを各色の感光体ドラム２１の周面に結像及び走査させる走査光学系とを含む。各色の走査光学系は互いに独立した光学系ではなく、一部の光学系が共用されている。この光走査装置２３の構成については、後記で詳述する。

中間転写ユニット２８は、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる。中間転写ユニット２８は、各感光体ドラム２１の周面に接触しつつ周回する転写ベルト２８１（トナー像担持体）と、転写ベルト２８１が架け渡される駆動ローラー２８２および従動ローラー２８３とを含む。転写ベルト２８１は、トナー像を担持する周面を外周側に有し、当該外周側の周面が一次転写ローラー２６によって各感光体ドラム２１の周面に押し付けられている。各色の感光体ドラム２１上のトナー像は転写ベルト２８１上の同一箇所に重ね合わせて一次転写される。これにより、フルカラーのトナー像が転写ベルト２８１上に形成される。

駆動ローラー２８２に対向して、転写ベルト２８１を挟んで二次転写ニップ部Ｔを形成する二次転写ローラー１５４が配置されている。転写ベルト２８１上のフルカラートナー像は、前記二次転写ニップ部Ｔにおいてシート上に二次転写される。シート上に転写されずに転写ベルト２８１の周面に残留したトナーは、従動ローラー２８３に対向して配置されたベルトクリーニング装置２８４によって回収される。

定着ユニット２９は、熱源が内蔵された定着ローラー２９１と、定着ローラー２９１と共に定着ニップ部を形成する加圧ローラー２９２とを含む。定着ユニット２９は、二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像が転写されたシートを、定着ニップ部において加熱及び加圧することで、トナーをシートに溶着させる定着処理を施す。定着処理が施されたシートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１に向けて排出される。

本体ハウジング１０の内部には、シートを搬送するためのシート搬送路が設けられている。シート搬送路は、本体ハウジング１０の下部付近から上部付近まで、二次転写ニップ部Ｔ及び定着ユニット２９を経由して、上下方向に延びるメイン搬送路Ｐ１を含む。メイン搬送路Ｐ１の下流端は、シート排出口１２に接続されている。両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路Ｐ２が、メイン搬送路Ｐ１の最下流端から上流端付近まで延設されている。また、手差しトレイ１３からメイン搬送路Ｐ１に至る手差しシート用搬送路Ｐ３が、給紙カセット１４の上方に配置されている。

給紙カセット１４は、シートの束を収容するシート収容部を備える。給紙カセット１４の右上付近には、シート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すピックアップローラー１５１と、そのシートをメイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出す給紙ローラー対１５２とが備えられている。手差しトレイ１３に載置されたシートも、手差しシート用搬送路Ｐ３を通して、メイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出される。メイン搬送路Ｐ１の二次転写ニップ部Ｔよりも上流側には、所定のタイミングでシートを転写ニップ部に送り出すレジストローラー対１５３が配置されている。

本体ハウジング１０内には、複数の濃度センサー１６が配置されている。本実施形態では濃度センサー１６は、二次転写ニップ部Ｔよりもやや周回方向上流の位置（所定位置）において、転写ベルト２８１の外周面（トナー像が担持される面）に対向して配置されている。濃度センサー１６は、転写ベルト２８１に形成されたトナー像の濃度を光学的に検出し、電気信号に変換するものであって、転写ベルト２８１の外周面に検査光を照射する発光部と、ベルト外周面からの反射光を受光する受光部とを含む。濃度センサー１６の出力情報は、狙いとするトナー濃度を得るための光量キャリブレーション動作や、各色のトナー像の位置合わせのためのパッチ位置検出動作等に用いられる。

図２は、複数の濃度センサー１６の配置例を示す斜視図である（図１とは上下方向を反転させている）。図２では、複数の濃度センサー１６として、主走査方向において互いに離間して配置された第１濃度センサー１６Ａ及び第２濃度センサー１６Ｂが例示されている。第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ転写ベルト２８１の外周面であるトナー担持面２８Ｔの第１、第２濃度検出位置ＤＰ１、ＤＰ２に対向して配置され、トナー担持面２８Ｔに担持されたトナー像の濃度を各々検出する。なお、第１、第２濃度検出位置ＤＰ１、ＤＰ２は、前記発光部が検査光を照射するトナー担持面２８Ｔ上の位置である。

図２の例では、第１濃度センサー１６Ａがトナー濃度を検出する第１濃度検出位置ＤＰ１は像高＝−１２０ｍｍの主走査位置に、第２濃度センサー１６Ｂがトナー濃度を検出する第２濃度検出位置ＤＰ２は像高＝＋１２０ｍｍの主走査位置に、各々設定されている。転写ベルト２８１は、図２において白抜き矢印で示す方向に周回移動するので、第１濃度センサー１６Ａは、第１濃度検出位置ＤＰ１から副走査方向に延びる第１検査ラインＤＬ１（像高＝−１２０ｍｍの副走査ライン）に沿ってトナー濃度を検出する。また、第２濃度センサー１６Ｂは、第２濃度検出位置ＤＰ２から副走査方向に延びる第２検査ラインＤＬ２（像高＝＋１２０ｍｍの副走査ライン）に沿ってトナー濃度を検出する。

以上説明した画像形成装置１において、シートに片面印刷（画像形成）処理が行われる場合、給紙カセット１４又は手差しトレイ１３からシートがメイン搬送路Ｐ１に送り出され、該シートに二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像の転写処理が、定着ユニット２９において転写されたトナーをシートに定着させる定着処理が、各々施される。その後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。一方、シートに両面印刷処理が行われる場合、シートの片面に対して転写処理及び定着処理が施された後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に一部が排紙される。その後、該シートはスイッチバック搬送され、反転搬送路Ｐ２を経て、メイン搬送路Ｐ１の上流端付近に戻される。しかる後、シートの他面に対して転写処理及び定着処理が施され、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。

［光走査装置の構成］
図３は、光走査装置２３の内部構成を模式的に示す斜視図である。図３では、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋのうちの１つの感光体ドラム２１に対する光学系を模式的に示している。光走査装置２３は、ハウジング２３Ｈと、該ハウジング２３Ｈ内に収容されるレーザー光源ユニット３０と、レーザー光源ユニット３０が発するビームで被走査面上を主走査方向に走査させる走査光学系とを含む。本実施形態では走査光学系は、前記ビームを偏向して被走査面を走査させるポリゴンユニット４０、前記偏向されたビームを感光体ドラム２１の周面に結像させる結像光学系、及び第１、第２ＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）センサー６Ａ、６Ｂを含む。結像光学系は、コリメータレンズ５１、シリンドリカルレンズ５２、第１走査レンズ５３、第２走査レンズ５４、ミラー５５及び第１、第２集光レンズ５６Ａ、５６Ｂを含む。

レーザー光源ユニット３０は、主走査方向に並ぶ複数のビームを発生可能なマルチビーム光源であり、マルチビーム発光部３１と、該マルチビーム発光部３１に給電するためのリード部３２とを含む。図４は、マルチビーム方式による感光体ドラム２１の露光態様を説明するための模式的な斜視図である。

マルチビーム発光部３１は、円柱状のプラグ部材を備え、その先端面に一定間隔で１列に配列された４個のレーザーダイオード（ＬＤ）を備えた発光部である。マルチビーム発光部３１としては、４個のＬＤが主走査方向及び副走査方向のそれぞれに対して傾斜角度を有するライン上に配列されてなる、モノリシックマルチレーザーダイオードを用いることができる。４個のＬＤは、それぞれビームＬＢ−１、ＬＢ−２、ＬＢ−３、ＬＢ−４を発する。

コリメータレンズ５１は、レーザー光源ユニット３０から発せられ拡散するビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を平行光に変換するレンズである。シリンドリカルレンズ５２は、前記平行光のビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を主走査方向に長い線状光に変換してポリゴンユニット４０（ポリゴンミラー４１）に結像させるレンズである。

ポリゴンユニット４０は、ポリゴンミラー４１及びポリゴンモーター４２を含む。ポリゴンミラー４１は、シリンドリカルレンズ５２により結像されたビームＬＢ−１〜ＬＢ−４が入射される複数のミラー面Ｍを有する。ポリゴンミラー４１は、ビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を偏向すると共に、これらビームＬＢ−１〜ＬＢ−４で感光体ドラム２１の周面を走査させる。ポリゴンミラー４１は、矢印Ｒの方向に所定速度で回転し、感光体ドラム２１の軸方向（主走査方向）をビームＬＢ−１〜ＬＢ−４が走査するように、ビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を偏向する。ポリゴンモーター４２は、ポリゴンミラー４１を所定速度で回転させる回転力を発生する。ポリゴンモーター４２の回転軸４３にポリゴンミラー４１が連結され、ポリゴンミラー４１は回転軸４３の軸回りに回転する。

第１走査レンズ５３及び第２走査レンズ５４は、ｆθ特性を有するレンズである。これら走査レンズ５３、５４は、ポリゴンミラー４１から感光体ドラム２１の周面に向かう光軸上で互いに対向して配置されている。第１、第２走査レンズ５３、５４は、ポリゴンミラー４１によって反射されたビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を集光し、感光体ドラム２１の周面に結像させる。

ミラー５５は、第１走査レンズ５３及び第２走査レンズ５４から出射したビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を、ハウジング２３Ｈに設けられた図略の開口部に向けて反射させ、感光体ドラム２１に照射させる。第１集光レンズ５６Ａ及び第２集光レンズ５６Ｂは、ポリゴンミラー４１による感光体ドラム２１の周面の有効走査領域の範囲外の光路上に設置され、それぞれビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を第１ＢＤセンサー６Ａ及び第２ＢＤセンサー６Ｂに結像させるレンズである。

第１ＢＤセンサー６Ａ及び第２ＢＤセンサー６Ｂは、一の走査ラインＳＬについて感光体ドラム２１の周面にビームの照射を開始させる書き始めタイミングの同期を取るために、前記ビームを検出する。第１ＢＤセンサー６Ａは、走査ラインＳＬの走査開始側に、第２ＢＤセンサー６Ｂは、走査ラインＳＬの走査終了側にそれぞれ配置されている。第１、第２ＢＤセンサー６Ａ、６Ｂは、フォトダイオード等からなり、レーザービームを検知していないときはハイレベルの信号を出力し、レーザービームがその受光面を通過している間はローレベルの信号を出力する。

図４を参照して、マルチビーム発光部３１のＬＤ１〜ＬＤ４から４本のビームＬＢ−１〜ＬＢ−４が、ポリゴンミラー４１のミラー面Ｍに向けて出射される。ポリゴンミラー４１は、ポリゴンモーター４２によって回転軸４３の軸回りに矢印Ｒの方向に高速回転する。あるタイミングでは、４本のビームＬＢ−１〜ＬＢ−４は、複数のミラー面Ｍのうちの一つのミラー面Ｍに照射され、当該ミラー面Ｍで感光体ドラム２１の周面方向に反射（偏向）される。ポリゴンミラー４１の回転に伴い、４本のビームＬＢ−１〜ＬＢ−４は、感光体ドラム２１の周面を主走査方向Ｄ２に沿って走査する。これにより、感光体ドラム２１の周面には、４本の走査ラインＳＬが描画される。ビームＬＢ−１〜ＬＢ−４は、画像データに応じて変調されているので、画像データに応じた静電潜像が感光体ドラム２１の周面に形成されることになる。

［画像形成装置の電気的構成］
図５は、画像形成装置１の電気的構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、当該画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する制御部７０と、操作部７７とを備える。制御部７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。操作部７７は、タッチパネル、テンキー、スタートキー及び設定キー等を備え、画像形成装置１に対するユーザーの操作や各種の設定を受け付ける。

制御部７０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより画像形成装置１の各部を制御し、当該画像形成装置１による画像形成動作を制御する。制御部７０は、光走査制御部７１、画像形成制御部７２、シェーディング補正部７３（濃度補正部）、キャリブレーション制御部７４、チャート印刷制御部７５及び判定部７６を含む。

画像形成制御部７２は、主として画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、中間転写ユニット２８及び定着ユニット２９の動作を制御し、シートへの画像形成動作を制御する。光走査制御部７１は、光走査装置２３による感光体ドラム２１の周面に対する光走査動作を制御する制御部として機能する。

光走査制御部７１は、機能的に、記憶部７１１、ＬＤ駆動制御部７１２及びポリゴンミラー駆動制御部７１３を含む。記憶部７１１は、走査光学系に関する各種の設定情報や、ポリゴンミラー４１のミラー面Ｍごとに測定された等倍度情報などの計測情報などが記憶される。さらに、記憶部７１１には、予め測定された濃度むらに関する情報も記憶される。具体的には、感光体ドラム２１の周面に濃度むら測定用のチャートをトナー像で形成すると共に該チャートを印刷させ、そのチャートに基づいて取得した主走査方向の濃度むら特性に基づく光量補正データ（プロファイルデータ）を記憶する。この光量補正データは、マルチビーム発光部３１の各ＬＤが発するビームの光量を、濃度むらを解消するように補正するためのデータであり、主走査方向の各位置と補正光量とを関連付けたプロファイルを備えたデータである。

光走査装置２３には、マルチビーム発光部３１の各ＬＤを駆動するドライバーであるＬＤドライバー３３が備えられている。ＬＤ駆動制御部７１２は、ＬＤドライバー３３を制御して、マルチビーム発光部３１の各ＬＤをそれぞれ、形成すべき画像（潜像）データに応じて、必要なタイミングにおいて必要な光量で発光させ、ビームＬＢ−１〜ＬＢ−４を出射させる。ポリゴンミラー駆動制御部７１３は、ポリゴンミラー４１を回転させるための回転制御信号をポリゴンモーター４２に与える。ポリゴンモーター４２は、当該回転制御信号に従い、ポリゴンミラー４１を回転駆動する。

シェーディング補正部７３は、感光体ドラム２１の周面に担持されるトナー像の主走査方向における濃度むら補正のため、光走査装置２３が発するビームの光量を補正する。キャリブレーション制御部７４は、狙いとするトナー濃度が得られるよう、濃度センサー１６の検出結果を参照して、前記ビームの光量を主走査範囲の全体的に補正（オフセット）する。チャート印刷制御部７５は、前記濃度むらを測定するためのチャートを、感光体ドラム２１の周面にトナー像で形成すると共に、前記チャートを印刷用紙などの印刷メディアに印刷させる処理を行う。判定部７６は、シェーディング補正部７３によるによる濃度むら補正の実行又は中止に関する情報を報知する。

［光量補正に関する詳細］
続いて、制御部７０の各機能部のうち、濃度むら補正及び光量キャリブレーションのためのビーム光量補正に関する構成について、図６〜図１１を参照して説明を加える。

＜濃度むら補正＞
シェーディング補正部７３が行う濃度むら補正は、当該濃度むらのため、トナー濃度が相対的に低くなる主走査位置については光量を増量し、トナー濃度が相対的に高くなる主走査位置については光量を減少させる補正である。このような光量補正を行うに際し、シェーディング補正部７３は、感光体ドラム２１の周面（被走査面）上に定めた基準位置ではビーム光量を不変とする一方で、前記周面の主走査方向の他の位置では前記基準位置に対して相対的にビーム光量を変更する。

図６（Ａ）は、光走査装置２３のビームで被走査面を同一設定光量で走査させ、これを現像して得たトナー像の、主走査方向における濃度むら特性の一例を示すグラフである。ここでは、像高＝−１２０ｍｍの主走査位置のトナー濃度＝１としたときの、他の主走査位置における濃度比を示している。先述の通り、像高＝−１２０ｍｍの主走査位置は、第１濃度センサー１６Ａによる第１濃度検出位置ＤＰ１である。レーザー光源ユニット３０のＬＤの駆動電流を一定にして走査した場合でも、感光体ドラム２１の露光むらや、光走査装置２３の走査光学系の組み付け誤差や光学部品の特性むらなどによって、図６（Ａ）に示すような濃度むらは不可避的に生じる。

図６（Ｂ）は、前記濃度むらを補正するための光量補正プロファイルの一例を示すグラフである。このグラフでも、像高＝−１２０ｍｍの主走査位置の光量＝１としたときの、他の主走査位置における光量比を示している。トナー濃度と露光パワーとが比例の関係にあるとすると、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）の濃度比の特性とミラーの特性を有する光量補正プロファイルを設定することで、前記濃度むらを打ち消す補正を行うことができる。図６（Ｂ）のグラフは、像高＝−１２０ｍｍの主走査位置を上述の基準位置として定めた場合の光量補正プロファイルということができる。このプロファイルを用いる場合、シェーディング補正部７３は、像高＝−１２０ｍｍの基準位置ではビーム光量を不変とする一方で、像高＝−１２０ｍｍ以外の主走査位置では、図６（Ｂ）の光量比に従って、ビーム光量を増量若しくは減量する。

ここで、図６（Ａ）に示したような濃度むら特性の取得例について説明しておく。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、濃度むら測定の手順を示す図である。濃度むら補正に際し、チャート印刷制御部７５は、図７（Ａ）に示すように、検査シート８（印刷メディア）に濃度むら測定用のチャート８１をトナー像で形成するよう、画像形成ユニット２Ｙ〜２Ｂｋを制御する。チャート８１は、主走査方向のほぼ全幅に亘って一定幅で延びる帯状の画像である。また、チャート８１の潜像を形成するに際し、光走査装置２３が発するビーム光量は、主走査方向に一定に設定される。

図７（Ｂ）は、検査シート８のチャート８１が印画された面を、スキャナ７８で光学的に読み取っている状態を示している。このスキャン処理により、チャート８１の主走査方向における各位置のトナー濃度を知見することができる。従って、スキャナ７８の出力値に基づいて、図７（Ｃ）に示すような、主走査方向の各位置と、トナー濃度（濃度比）とを関連付けた、濃度むら特性を取得することができる。シェーディング補正部７３は、このように検査シート８に実際に印刷された濃度むら測定用のチャート８１に基づき得られた主走査方向の濃度むら特性（図６（Ａ））の補正のため、主走査方向の各位置における前記ビームの光量を補正する濃度むら補正を実行する。

＜光量キャリブレーション＞
図８は、光量キャリブレーションの例を説明するための図である。この光量キャリブレーションは、狙いのトナー濃度が得られるビームの光量、具体的にはマルチビーム発光部３１の各ＬＤの駆動電流を求め、予め定めた駆動電流と光量との関係を示す設定値との乖離があればこれを是正する処理である。すなわち、図８のケース（１）に示すように、予め設定されたＬＤ駆動電流Ｉｔで狙いのトナー濃度Ｎが得られている場合は、ＬＤ駆動電流をオフセットする必要はない。

一方、ケース（２）は、ＬＤ駆動電流ＩｔをＬＤに与えても、トナー濃度Ｎよりも小さいトナー濃度Ｎ−Δｎしか得られていない例である。この場合、キャリブレーション制御部７４は、＋Δｎの濃度をＬＤ駆動電流Δｉで得ることができるとすると、全走査範囲においてＬＤ駆動電流Ｉｔを、Ｉｔ＋Δｉにオフセットする。逆に、ケース（３）は、ＬＤ駆動電流ＩｔをＬＤに与えると、トナー濃度Ｎよりも大きいトナー濃度Ｎ＋Δｎが得られてしまう例である。この場合、キャリブレーション制御部７４は、全走査範囲においてＬＤ駆動電流Ｉｔを、Ｉｔ−Δｉにオフセットする。換言すると、キャリブレーション制御部７４は、狙いのトナー濃度Ｎが得られるＬＤ駆動電流を求め、これが現状でトナー濃度Ｎ用に設定されているＬＤ駆動電流Ｉｔ（光量）を補正する。

上記のキャリブレーションに際しては、転写ベルト２８１の周面に濃度検出用のトナーパッチ（濃度検出パッチ）が形成され、前記周面に対向して配置された濃度センサー１６により前記トナーパッチのトナー濃度が検出される。もちろん、濃度センサー１６を感光体ドラム２１の周面に対向させて配置し、当該周面にトナーパッチを形成しても良い。

図２には、光量キャリブレーションの際に形成されるトナーパッチｄｐが描かれている。キャリブレーション制御部７４は、例えば１０％ずつビーム光量をシフトさせて形成した濃度の異なる複数のトナーパッチｄｐを、第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂに対応した検査ラインＤＬ１、ＤＬ２上にそれぞれ、副走査方向に所定ピッチを置いて形成する。なお、検査ラインＤＬ１、ＤＬ２上には、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋが各々形成するトナー像間の色ずれ防止のためのカラーレジスト用のトナー像も形成される。つまり、第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂは、前記カラーレジストの検出（位置ずれの検出）用にも用いられる。

既述の通り第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂは、発光部及び受光部を備える光学センサーである。前記発光部は、トナーパッチｄｐが印画された前記周面に向けて検査光を発する。前記受光部は、前記検査光のトナーパッチｄｐからの反射光を受光し、受光量（トナー濃度）に応じた電気信号を出力する。キャリブレーション制御部７４は、狙いの濃度のトナーパッチｄｐが、各々について設定されたＬＤ駆動電流Ｉｔで得られているか否かを判定し、乖離が有る場合にはＬＤ駆動電流Ｉｔ（光量）を補正する。

本実施形態では、２つの濃度センサー１６Ａ、１６Ｂが備えられているが、光量キャリブレーションでは、いずれか一つのセンサーが基準センサーとして用いられる。つまり、第１、第２濃度検出位置ＤＰ１、ＤＰ２のいずれかの位置で、狙いのトナー濃度が設定されたＬＤ駆動電流で得られているか否かが求められる。本実施形態では、第１濃度センサー１６Ａが前記基準センサーであるとする。以下の説明では、第１濃度センサー１６Ａを「基準センサー１６Ａ」と呼び、これに対して第２濃度センサー１６Ｂを「比較センサー１６Ｂ」と呼ぶものとする。

＜濃度むら補正と光量キャリブレーションとの位置関係＞
図６（Ｂ）に示した通り、濃度むら補正は、被走査面の特定の主走査位置を基準位置（図６（Ｂ）では像高＝−１２０ｍｍの主走査位置）とし、この基準位置ではビームの光量を不変とする一方で、被走査面の主走査方向の他の位置では前記基準位置に対してビームの光量を相対的に変更する補正となる。一方、光量キャリブレーションは、主走査範囲の全般に亘ってビーム光量をオフセットする補正である。

各々が上記のような補正であることから、光量キャリブレーションは、濃度むら補正の実行によってもビーム光量（トナー濃度）が変わらない前記基準位置において行うことが望ましいと言える。すなわち、前記基準位置以外では、濃度むら補正によって狙いのトナー濃度Ｎが変化することになるので、正確なキャリブレーションが行えなくなるが、前記基準位置ではそのような不具合は生じない。

このため、濃度むら補正の基準位置において、光量キャリブレーションのためのトナー濃度検出を行えば良い。実機では、濃度センサー１６の配置位置が決まっているので、光量キャリブレーションの位置を濃度むら補正の基準位置とすれば、上記の要請を満たすことができる。本実施形態では、基準センサー１６Ａの第１濃度検出位置ＤＰ１（像高＝−１２０ｍｍの位置）に、前記基準位置が合わせ込まれている。シェーディング補正部７３は、第１濃度検出位置ＤＰ１に相当する像高＝−１２０ｍｍの主走査位置を、光量を不変とする基準位置に設定して、濃度むら補正を実行する。つまり、像高＝−１２０ｍｍの光量比＝１．００とし、他の主走査位置の光量を像高＝−１２０ｍｍのトナー濃度に一致するように変更する濃度むら補正が実行される。

［濃度むら補正の実行可否判定］
以上の通りに光量キャリブレーション及び濃度むら補正が行われると、主走査範囲の全域において、狙いのトナー濃度を得るためのＬＤ駆動電流が得られるはずである。しかしながら、実際には、前記ＬＤ駆動電流を与えても、狙いのトナー濃度が得られないことがある。つまり、主走査範囲の全域に均一なトナー濃度の画像を作像することを企図したＬＤ駆動電流をレーザー光源ユニット３０に与えても、これにより作像された画像のトナー濃度を検出した基準センサー１６Ａの出力値と比較センサー１６Ｂの出力値とに乖離が生じる場合がある。

このような乖離が生じる要因の一つとして、上記の濃度むら補正が、検査シート８のような印刷メディアに印刷されたチャート８１に基づき行われる一方で、光量キャリブレーションが、転写ベルト２８１のトナー担持面２８Ｔに形成されたトナーパッチｄｐに基づいて行われることが挙げられる。チャート８１が検査シート８に印刷されるまでの間には、二次転写ニップ部Ｔにおける転写ベルト２８１から検査シート８へのチャート８１の転写、定着ユニット２９内における検査シート８へのチャート８１の定着というプロセスが介入する。例えば、二次転写ニップ部Ｔにおける転写効率が主走査方向において異なる場合、転写ベルト２８１上では主走査方向に均一濃度のチャート８１用のトナー像が得られていても、転写効率が低い部分では低濃度となるチャート８１が検査シート８に印刷されてしまう。

この場合、シェーディング補正部７３は、その低濃度領域のビーム光量を増強するような濃度むら補正を行うので、元々は均一濃度であった転写ベルト２８１上のトナー像に濃度むらが生じてしまうことになる。その結果、基準センサー１６Ａと比較センサー１６Ｂとの出力値が異なるものとなる。これらセンサー１６Ａ、１６Ｂの出力値が異なる状況となると、ビーム光量の調整のための制御が不安定となる懸念がある。また、調整が必要な組立不良等に起因して濃度むらが生じているにも拘わらず、濃度むら補正によって見かけ上は組立不良等を帳消しにしてしまい、誤って製品出荷を行ってしまうケースも生じ得る。このような不具合に鑑み、判定部７６は、濃度むら補正で解消して良い程度の濃度むらであるか、或いは、再度の組立調整等を要する濃度むらであるかの判定を行う。

判定部７６は、所定の光量キャリブレーションにより出力値が既知とされた基準センサー１６Ａ及び比較センサー１６Ｂについて、シェーディング補正部７３による濃度むら補正後に得られると想定される基準センサー１６Ａの第１出力値及び比較センサー１６Ｂの第２出力値を求める。そして、判定部７６は、前記第１出力値と前記第２出力値との差分が予め定められた閾値を超過する場合には、前記濃度むら補正の中止を示す情報を報知し、前記差分が閾値以内である場合には、前記濃度むら補正の実行を許容する情報を報知する。以下、具体例を説明する。

図９は、光量キャリブレーション結果の一例を示すグラフである。シェーディング補正部７３が濃度むら補正を行うために、図６（Ｂ）に示すような光量補正プロファイルが取得されているものとする。この状況で、キャリブレーション制御部７４が、基準センサー１６Ａのトナー濃度検出値に基づいて光量キャリブレーションを実行した結果を、図９は示している。従って、基準センサー１６Ａ（第１濃度検出位置ＤＰ１）では、光量１のビーム（所定の基準光量のビーム）で感光体ドラム２１の周面を露光した場合に、濃度比＝１．００のターゲット濃度（基準濃度値）が得られている。一方、比較センサー１６Ｂ（第２濃度検出位置ＤＰ２）では、光量１のビームで露光を行った場合に、濃度１．０２（比較濃度値）が得られている。すなわち、比較濃度値の基準濃度値に対する差分濃度ΔＮは、「＋０．０２」である。

判定部７６は、前記基準濃度値を第１出力値と扱い、差分濃度ΔＮと第２濃度検出位置ＤＰ２における濃度むらの補正値とから、第２出力値を求める。ここで、第１出力値は前記基準濃度値であるので、第１出力値＝１．００である。図６（Ｂ）の光量補正プロファイルにおいて、第２濃度検出位置ＤＰ２（像高＝＋１２０ｍｍ）の光量比（濃度むらの補正値）は０．９７である。差分濃度ΔＮ＝＋０．０２であるので、濃度むら補正後に得られると想定される第２出力値は、０．９７＋０．０２＝０．９９となる。この場合、基準センサー１６Ａの第１出力値と、比較センサー１６Ｂの第２出力値との差分は「０．０１」となり、非常に小さいレベルとなる。

図１０は、光量キャリブレーション結果の他の例を示すグラフである。第１濃度検出位置ＤＰ１で光量キャリブレーションが行われるので、上記と同様に、基準センサー１６Ａについては、光量１のビームで感光体ドラム２１の周面を露光した場合に、濃度比＝１．００のターゲット濃度（基準濃度値）が得られている。一方、比較センサー１６Ｂ（第２濃度検出位置ＤＰ２）では、光量１のビームで露光を行った場合に、濃度０．９６（比較濃度値）が得られている。すなわち、比較濃度値の基準濃度値に対する差分濃度ΔＮは、「−０．０４」である。

図１０の例でも、第１出力値＝１．００である。一方、濃度むら補正後に得られると想定される第２出力値については、上述の第２濃度検出位置ＤＰ２の濃度むらの補正値（０．９７）を勘案すると、第２出力値＝０．９７−０．０４＝０．９３となる。この場合、基準センサー１６Ａの第１出力値と、比較センサー１６Ｂの第２出力値との差分は「０．０７」となり、比較的大きいレベルとなる。

判定部７６は、前記第１出力値と前記第２出力値との差分が予め定められた閾値を超過する場合には、前記濃度むら補正の中止を示す情報を報知する。例えば、前記差分の閾値＝０．０３に設定されている場合、判定部７６は、図１０の例ではシェーディング補正部７３による濃度むら補正の中止を促す情報を、画像形成装置１が備える表示部等に表示し、図９の例のときは、前記濃度むら補正を許容する判定を行う。

上記の閾値は、種々の状況に応じて、適宜に設定することができる。すなわち、許容され得る濃度むらは、画像形成装置１の種々のカテゴリーによって相違する。例えば、差分濃度が０．０１ですら許容されない高精度な画像形成装置１や、差分濃度が０．０７でも許容される低グレードの画像形成装置１も存在するので、画像形成装置１に要求される性能等に応じた値に前記閾値は設定される。

［判定部の処理フロー］
続いて、判定部７６が実行する濃度むら補正許否の判定処理について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。この濃度むら補正許否の判定処理は、例えば画像形成装置１の工場出荷時の調整、検査等の際において実行される処理である。

先ず判定部７６は、図９、図１０に例示したような、基準センサー１６Ａ及び比較センサー１６Ｂについての光量キャリブレーションデータが存在するか否かを確認する（ステップＳ１）。光量キャリブレーションデータが存在する場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、判定部７６はそのデータを取得する（ステップＳ２）。一方、光量キャリブレーションデータが存在しない場合（ステップＳ１でＮＯ）、判定部７６は、キャリブレーション制御部７４に光量キャリブレーション動作を実行させる。この光量キャリブレーションは、基準センサー１６Ａ（第１濃度検出位置ＤＰ１）のトナー濃度検出値に基づいて実行される（ステップＳ３）。そして、基準センサー１６Ａが、ターゲット濃度を検知するＬＤ駆動電流Ｉｔ（光量）が得られたならば、当該光量で第２濃度検出位置ＤＰ２を露光した際の比較センサー１６Ｂの出力値を取得する。

次に、判定部７６は、光走査制御部７１の記憶部７１１に格納されている光量補正プロファイルを取得する（ステップＳ４）。この光量補正プロファイルは、先に図７に基づいて説明したように検査シート８の読み取りにより取得された被走査面の濃度むら特性（図６（Ａ））を補正するための、図６（Ｂ）に示したような濃度むら補正用のプロファイルである。そして、判定部７６は、前記光量補正プロファイルに基づき、濃度むらの補正後に得られると想定される基準センサー１６Ａの第１出力値Ａ１と、比較センサー１６Ｂと第２出力値Ａ２とを求める（ステップＳ５）。これらＡ１，Ａ２の求め方は、先に図９、図１０の例に基づき説明した通りである。

続いて、判定部７６は、第１出力値Ａ１と第２出力値Ａ２との差分の絶対値；｜Ａ１−Ａ２｜を求める。この差分の絶対値は、図９の例では「０．０１」、図１０の例では「０．０７」である。そして、判定部７６は、当該差分の絶対値が、予め定められた閾値Ｔｈを超過するか否かを判定する（ステップＳ６）。

前記差分の絶対値が閾値Ｔｈを下回る場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、判定部７６は、現状で存在する濃度むらは、当該画像形成装置１において、濃度むら補正にて解消して良い程度の濃度むらであると判定する。すなわち、判定部７６は、シェーディング補正部７３による濃度むら補正を許容する判定を行う（ステップＳ７）。

一方、前記差分の絶対値が閾値Ｔｈを超過する場合（ステップＳ６でＮＯ）、判定部７６は、現状で存在する濃度むらは、当該画像形成装置１において、濃度むら補正にて解消することが不適正なレベルの濃度むらであると判定する。具体的には判定部７６は、濃度むら補正の中止を促すエラー報知を、画像形成装置１が備える表示部等に表示する（ステップＳ８）。このエラー報知を確認した作業者は、組立不良の確認、調整を行うことになる。

［作用効果］
以上説明した本実施形態に係る画像形成装置１によれば、濃度むら補正を考慮した第１出力値Ａ１と第２出力値Ａ２との差分が、予め定められた閾値Ｔｈを超過する場合には、判定部７６が濃度むらの補正を中止させるエラー報知を行う。このため、転写ベルト２８１の周面に形成されたトナーパッチｄｐに基づく濃度検出結果と、検査シート８のような印刷メディアに印刷されたチャート８１に基づく濃度検出結果とに大きな乖離がある場合に、強引に濃度むら補正で前記乖離を打ち消してしまうような不具合、例えば組立不良等に起因する転写不良や定着不良の見逃し等の不具合を防止することができる。また、第１、第２濃度センサー１６Ａ、１６Ｂの出力値が異なることによって、光量補正の制御が不安定になることを回避することができる。

１ 画像形成装置
１６ 濃度センサー
１６Ａ、１６Ｂ 第１濃度センサー、第２濃度センサー
２１ 感光体ドラム（被走査面）
２３ 光走査装置
２８ 中間転写ユニット
２８１ 転写ベルト（トナー像担持体）
３０ レーザー光源ユニット
７０ 制御部
７３ シェーディング補正部（濃度補正部）
７４ キャリブレーション制御部
７５ チャート印刷制御部
７６ 判定部
８ 検査シート（印刷メディア）

Claims (3)

1. トナー像を担持する周面を有するトナー像担持体と、
   前記トナー像の形成のため、ビームで所定の被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置と、
   前記トナー像担持体の周面の、主走査方向において互いに離間する位置に各々対向して配置され、前記周面に担持されたトナー像の濃度を各々検出する第１濃度センサー及び第２濃度センサーと、
   印刷メディアに印刷された濃度むら測定用のチャートに基づき得られた主走査方向の濃度むら特性の補正のため、主走査方向の各位置における前記ビームの光量を補正する濃度むら補正を実行可能な濃度補正部と、
   前記濃度補正部による、前記濃度むら補正の実行又は中止に関する情報を報知する判定部と、を備え、
   前記判定部は、
   所定の光量キャリブレーションにより出力値が既知とされた前記第１濃度センサー及び前記第２濃度センサーについて、前記濃度むら補正後に得られると想定される前記第１濃度センサーの第１出力値及び前記第２濃度センサーの第２出力値を求め、
   前記第１出力値と前記第２出力値との差分が予め定められた閾値を超過する場合に、前記濃度むらの補正の中止を示す情報を報知する、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記光量キャリブレーションの結果として、前記第１濃度センサーによる第１濃度検出位置において所定の基準光量のビームで露光した場合に、当該第１濃度センサーが所定の基準濃度値を出力する一方で、前記第２濃度センサーによる第２濃度検出位置において前記基準光量のビームで露光した場合に、当該第２濃度センサーが比較濃度値を出力することが把握され、
   前記判定部は、
   前記基準濃度値を前記第１出力値と扱い、
   前記基準濃度値と前記比較濃度値との差分と、前記第２濃度検出位置における濃度むらの補正値とから、前記第２出力値を求める、画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記濃度補正部は、前記濃度むら補正において、前記光走査装置の前記ビームの光量を、前記第１濃度検出位置では不変とする一方で、前記被走査面の主走査方向の他の位置では前記第１濃度検出位置に対して相対的に変更する、画像形成装置。