JP2021182124A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像品質の低下を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】画像形成装置は、像担持体および現像剤担持体を有し、現像剤担持体が担持する現像剤を像担持体に付着させて可視像を作像する複数の作像ユニットと、画像濃度周期変動を複数の作像ユニットそれぞれについて取得する画像濃度周期変動取得手段とを備える。この画像形成装置は、画像濃度周期変動取得手段が取得した各作像ユニットの画像濃度周期変動に基づいて、記録材上で各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施する制御手段を備える。【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、像担持体および現像剤担持体を有し、現像剤担持体が担持する現像剤を像担持体に付着させて可視像を作像する複数の作像ユニットと、画像濃度周期変動を複数の作像ユニットそれぞれについて取得する画像濃度周期変動取得手段とを備える画像形成装置が知られている。

特許文献１には、上記画像形成装置として、画像濃度周期変動取得手段が取得した像担持体一回転を一周期とする画像濃度周期変動に基づいて、現像バイアスおよび帯電バイアスを変化させて、画像濃度の周期変動を補正するものが記載されている。

しかしながら、画像濃度の周期変動を完全に無くすことができず、画像濃度の周期変動が残る場合がある。この場合、各作像ユニットで作像した可視像を重ねわせてフルカラー画像を形成したときに、画像の色合いが周期的に変化し、画像品質が低下するおそれがあった。

上述した課題を解決するために、本発明は、像担持体および現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体が担持する現像剤を前記像担持体に付着させて可視像を作像する複数の作像ユニットと、画像濃度周期変動を複数の作像ユニットそれぞれについて取得する画像濃度周期変動取得手段とを備える画像形成装置において、前記画像濃度周期変動取得手段が取得した各作像ユニットの画像濃度周期変動に基づいて、記録材上で各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施する制御手段を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、画像品質の低下を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図。 同画像形成装置のタンデム型画像形成部の構成例を示す説明図。 同画像形成装置においてトナー像の濃度を検知するトナー付着量センサの構成例の説明図。 同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。 （ａ）は、Ｙ色の画像濃度周期変動と、Ｍ色の画像濃度周期変動と、Ｃ色の画像濃度周期変動とを示すグラフであり、（ｂ）は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像を重ね合わせて形成した３Ｃグレー画像の副走査方向の明度Ｌ^＊、色度ａ^＊、ｂ^＊を示すグラフ。 Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像濃度周期変動を取得する画像濃度周期変動取得制御のフロー図。 画像パターンの一例について説明する図。 図７で例示した画像パターンを検知したときのトナー付着量センサの出力信号と感光体回転基準位置検知信号の測定例を示す説明図。 画像濃度周期変動の位相合わせ制御フロー図。 Ｙ，Ｍ、Ｃ色の感光体の回転駆動の一例を示すシーケンス図。 基準色の決め方について説明する図。 各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相が一致しているときと、一致していないときの明度の差ΔＬ^＊および色度の差Δａ^＊、Δｂ^＊を調べた結果。 各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相が一致しているときと、一致していないときのＹ、Ｍ、Ｃ重ね合わせ画像の色差ΔＥを示すグラフ。 Ｙ，Ｍ，Ｃ色の重ね合わせ画像に、画像濃度周期変動がＹ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の逆位相のＫ色画像を重ね合わせたときの明度Ｌ^＊の周期変動を示す図。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。図１を参照すると、本実施形態の画像形成装置１は、装置本体（プリンタ部）１００と、その装置本体が載せられた記録媒体供給部である給紙装置２００と、装置本体１００上に取り付けられた画像読取装置としてのスキャナ３００とを備える。更に、本実施形態の画像形成装置１は、スキャナ３００の上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００を備える。

装置本体１００は、その中央に、表面移動部材としての無端状ベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４、１５、１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これら３つの支持ローラのうち、第二支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。また、３つの支持ローラのうち、第一支持ローラ１４と第二支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、画像形成手段であるタンデム画像形成部２０が対向配置されている。

タンデム画像形成部２０は、図１に示すように、前記ベルト部分のベルト移動方向に沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの作像ユニット１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを並べて配置した構成になっている。本実施形態においては、第三支持ローラ１６を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部２０の上方には、露光手段としての露光装置２１が設けられている。

中間転写ベルト１０を間にしてタンデム画像形成部２０の反対側には、第二の転写手段としての二次転写装置２２が設けられている。二次転写装置２２においては、２つのローラ２３１、２３２間に転写シート搬送部材としての無端状ベルトである二次転写ベルト２４が掛け渡されている。二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第三支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この二次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像が記録媒体としての転写材である転写シートＳに転写される。なお、図１に示すように、二次転写ベルト２４の外周面をクリーニングするクリーニング装置１７０を設けてもよい。

二次転写装置２２の図中左方には、転写シートＳ上に転写されたトナー像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、加熱される無端状ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。

また、二次転写装置２２には、トナー像を中間転写ベルト１０から転写シートＳに転写した後の転写シートＳを定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。また、二次転写装置２２及び定着装置２５の下には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写シートＳの両面に画像を記録すべく転写シートＳを反転するシート反転装置２８が設けられている。

上記構成の画像形成装置１を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、操作部のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。

一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００が駆動され、第一走行体３３及び第二走行体３４を走行させる。そして、第一走行体３３で光源から光を発射するとともに、原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体３４に向け、第二走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して画像読取センサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

上記原稿読み取りと並行して、駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４、１５が連れ回り回転する。

また、上記原稿読み取り及び中間転写ベルト１０の移動と同時に、個々の作像ユニット１８において像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを回転させる。そして、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー像（顕像）を形成する。

上記中間転写ベルト１０の支持ローラ１４，１５間のベルト部分を挟んで各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに対向する位置には、一次転写手段としての一次転写ローラからなる一次転写装置６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋが設けられている。この一次転写装置６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋにより、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラートナー像を形成する。

上記画像形成動作に並行して、給紙装置２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写シートＳを繰り出す。そして、繰り出した転写シートＳを、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して装置本体１００内の給紙路に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写シートＳを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

次に、中間転写ベルト１０上の合成カラートナー像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写ベルト１０と二次転写装置２２との間に転写シートＳを送り込み、二次転写装置２２で転写して転写シートＳ上にカラートナー像を転写する。

トナー像転写後の転写シートＳは、二次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で定着ベルト２６と加圧ローラ２７とによって熱と圧力とを加えて転写トナー像を定着する。この定着の後、切換爪５５で切り替えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り替えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

なお、トナー像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、トナー像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。

また、装置本体１００は、中間転写ベルト１０の外周面に形成されたトナー像の濃度を検知する濃度検知手段として、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濃度検出センサとしてのトナー付着量センサ３１０を備えている。トナー付着量センサ３１０は、中間転写ベルト１０上のトナーの付着量を検知して画像の濃度ムラを検出するために中間転写ベルト１０上のトナー像の濃度を検出する濃度検出手段として機能し、トナー像検知センサやトナー付着量検知センサとも呼ばれる。トナー付着量センサ３１０により、画像ムラの補正制御に用いるために中間転写ベルト１０の表面に形成された後述する補正制御用の画像パターンのトナー像の濃度を検知する。なお、中間転写ベルト１０を間にしてトナー付着量センサ３１０に対向する位置には、図１に示すように対向ローラ３１１を設けてもよい。

図２は、本実施形態に係る画像形成装置１のタンデム型画像形成部の構成例を示す説明図である。なお、各作像ユニット１８は、同様の構成をしているので、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色符号は、適宜省略して説明する。

作像ユニット１８は、例えば、図２に示すように、ドラム状の感光体４０の周りに、帯電手段としての帯電装置６０、電位センサ７０、現像手段としての現像装置６１、感光体クリーニング装置６３、除電装置などを備えている。

画像形成動作時には、感光体４０は、像担持体回転駆動手段としての駆動モータによって矢印Ａ方向に回転駆動される。そして、感光体４０は、その表面が帯電装置６０によって一様帯電された後、前述のスキャナ３００からの原稿等の画像信号に基づいて制御された露光装置２１からの書込露光Ｌによって露光され、静電潜像が形成される。スキャナ３００からの画像データに基づくカラー画像信号は、画像処理部で色変換処理などの画像処理が施され、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の画像信号として露光装置２１へ出力される。露光装置２１は、画像処理部からの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて一様に帯電された感光体４０の表面を走査して露光することで静電潜像を形成する。

現像装置６１の現像剤担持体としての現像ローラ６１ａには現像バイアスが印加されており、感光体４０上の静電潜像と、現像ローラ６１ａとの間に電位差である現像ポテンシャルが形成されている。この現像ポテンシャルにより現像ローラ６１ａ上のトナーが現像ローラ６１ａから感光体４０の静電潜像に転移することで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。また、現像装置６１内の現像剤搬送スクリュー６１ｂが配設されている現像剤搬送部の底面部には、現像剤中のトナー濃度を検知することができるトナー濃度センサ３１２が設けられている。

感光体４０上に形成されたトナー像は、一次転写装置６２によって中間転写ベルト１０上に一次転写される。感光体４０は、トナー像転写後に感光体クリーニング装置６３によって残留トナーがクリーニングされ、除電装置により除電されて次の画像形成に備えられる。

上記構成の画像形成装置１において、露光装置２１及び帯電装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ，４０Ｋの表面に静電潜像を形成する潜像形成手段として機能する。また、露光装置２１、帯電装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ及び現像装置６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋは、感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ，４０Ｋの表面にトナー像を形成するトナー像形成手段として機能する。

また、本実施形態の画像形成装置１は、Ｙ，Ｍ，Ｃの作像ユニット１８には、感光体４０の回転基準位置である被検知部７１ａを検出できる回転基準位置検出手段としてのフォトインタラプタ７１を備えている。フォトインタラプタ７１は、感光体４０に設けられた被検知部７１ａを光学的に検出するものである。このフォトインタラプタ７１は、例えば、発光素子と受光素子とが互いに対向して配置されており、その間を、感光体４０に設けられた被検知部７１ａが通過し光をさえぎることにより、感光体の回転基準位置を検出するものである。なお、感光体４０の回転基準位置を検出する回転基準位置検出手段は、フォトインタラプタ以外のものを用いてもよい。

図３は、本実施形態に係る画像形成装置１においてトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段としてのトナー付着量センサ３１０の構成例の説明図である。図３（ａ）は、黒トナー像の濃度検知に適した黒トナー付着量センサ３１０（Ｋ）の構成例を示し、図３（ｂ）は、黒以外のカラートナー像の濃度検知に適したカラートナー付着量センサ３１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の構成例を示している。

図３（ａ）に示すように、黒トナー付着量センサ３１０（Ｋ）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子３１０ａと、正反射光を受光する受光素子３１０ｂとから構成されている。発光素子３１０ａは中間転写ベルト１０上に光を照射し、この照射光は中間転写ベルト１０によって反射される。受光素子３１０ｂは、この反射光のうちの正反射光を受光する。

一方、図３（ｂ）に示すように、カラートナー付着量センサ３１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子３１０ａと、正反射光を受光する受光素子３１０ｂと、拡散反射光を受光する受光素子３１０ｃとから構成されている。発光素子３１０ａは、黒トナー付着量センサの場合と同様、中間転写ベルト１０上に光を照射し、この照射光は、中間転写ベルト１０表面によって反射される。正反射受光素子３１０ｂは、この反射光のうちの正反射光を受光し、拡散反射光受光素子３１０ｃは、反射光のうち拡散反射光を受光する。

なお、本実施形態では、発光素子として、発光される光のピーク波長が９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用い、受光素子としては、ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いている。発光素子及び受光素子として、ピーク波長及びピーク受光感度がこれと異なるものを用いてもよい。また、黒トナー付着量センサ３１０（Ｋ）及びカラートナー付着量センサ３１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）と、検知対象物であるトナー像が転写されている中間転写ベルト１０のベルト表面との間には、例えば５ｍｍ程度の距離（検出距離）を設けて配設されている。

また、本実施形態では、トナー付着量センサ３１０を中間転写ベルト１０近傍に設け、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに形成された所定の画像パターンのトナー像を中間転写ベルト１０に転写してトナー像の画像濃度を検出している。その中間転写ベルト上で検知したトナーの画像濃度（トナー付着量）の検知結果に基づいて画像形成条件（作像条件）を決定する。このようにトナー付着量センサ３１０を中間転写ベルト１０近傍に設けた構成であるが、トナー付着量センサ３１０は、感光体上４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋそれぞれの近傍や転写シートＳを搬送する転写搬送ベルトの近傍に配設されていても構わない。そして、感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上に形成されたトナー像の濃度を、中間転写ベルト１０を介さずに直接検知したり、各感光体から転写搬送ベルトにトナー像を転写して検知したりしてもよい。

黒トナー付着量センサ３１０（Ｋ）及びカラートナー付着量センサ３１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）からの出力は、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る。付着量変換アルゴリズムについては、従来技術と同様なアルゴリズムを用いることができる。

図４は、本実施形態に係る画像形成装置１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１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手段たる制御部５００を備えている。制御部５００は、入力される画像情報に応じて、各作像ユニット１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ設けられた感光体駆動モータ７２などを制御して、出力画像の画質を調整する画質調整制御を行う制御手段として機能する。本実施形態の画質調整制御には、少なくとも、各作像ユニット１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における感光体４０の回転周期で発生する画像濃度周期変動を一致させるように、各感光体駆動モータ７２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の制御が含まれる。

制御部５００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５００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）１００のトナー付着量センサ３１０、トナー濃度センサ３１２、電位センサ７０等の各種センサが接続されている。ここで、トナー付着量センサ３１０、トナー濃度センサ３１２、電位センサ７０等の各種センサは、各センサで検出した情報を制御部５００に送り出す。また、制御部５００には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、帯電装置６０の帯電ローラ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、現像装置６１の現像ローラ６１ａ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５００には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、一次転写装置６２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写ローラ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、露光装置２１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５００には、Ｉ／Ｏインターフェース部５０５を介して、給紙装置２００、スキャナ３００、原稿自動搬送装置４００が接続されている。制御部５００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、トナー付着量センサ３１０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１における各作像ユニット１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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５００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。

次に、本実施形態の特徴部について説明する。
画像形成装置１に用いられる像担持体たる感光体４０は、円筒形状で成型されているが、成型の際に生じる部品のばらつきにより、完全な円筒形状ではなく振れを有している。そのような部品の振れは、画像形成装置内での画像形成時に、画像上での感光体１回転を１周期とする画像濃度周期変動の原因となる。

各色の画像濃度周期変動の位相が互いに異なると、フルカラー画像に色味の周期的な変動が生じ、画像品質を落としてしまう。このような色味は、Ｙ、Ｍ、Ｃ色トナーを重ね合わせて形成するカラー部で発生する。

図５（ａ）は、Ｙ色の画像濃度周期変動と、Ｍ色の画像濃度周期変動と、Ｃ色の画像濃度周期変動とを示すグラフであり、図５（ｂ）は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像を重ね合わせて形成した３Ｃグレー画像の副走査方向の明度Ｌ^＊、色度ａ^＊、ｂ^＊を示すグラフである。
図５（ａ）に示すように各色の画像濃度周期変動の位相が互いに異なる状態で、カラー画像を形成すると、図５（ｂ）に示すように、画像の明度Ｌ^＊、色度ａ^＊、ｂ^＊が周期的に変動する。特に、色度ａ^＊、ｂ^＊の周期変動は、カラー画像の色味が周期的に変動することを意味し、このような色味の周期変動は、見た目の感度が高く、異常画像として指摘されるケースが多い。なお、Ｋ色について、感光体１回転を１周期とする画像濃度周期変動があっても、色度ａ^＊、ｂ^＊が周期的に変動することがない。

そこで、本実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のカラー色について、画像濃度周期変動の位相を一致させるようにした。これにより、画像濃度が薄い箇所同士、画像濃度が濃い箇所同士が重なり、副走査方向各位置での各色の濃度差が低減される。これにより、色度ａ^＊、ｂ^＊の周期変動の振幅を抑えることができ、色味の変化による画像品質の低下を抑制することができる。以下、図面を用いて、本実施形態の特徴部について具体的に説明する。

図６は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像濃度周期変動を取得する画像濃度周期変動取得制御のフロー図である。

まず、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）上にハーフトーン（中間調画像パターン）の画像パターンのトナー像を形成する。そして、各感光体上に形成された画像パターンのトナー像の画像濃度（トナー付着量）を、中間転写ベルト１０上でトナー付着量センサ３１０によって検知する（Ｓ１）。この画像パターンの作像は、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の回転基準位置をフォトインタラプタ７１（Ｙ，Ｍ，Ｃ）によって検知しながら行われる。具体的には、露光装置２１による画像パターンの書き込み開始からフォトインタラプタ７１（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の回転基準位置である被検知部７１ａの検知が行われ、その結果、後述する図８に示すような、画像濃度周期変動と感光体の回転基準位置との関係を得ることができる。また、フォトインタラプタ７１（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の被検知部７１ａの検知に基づいて、露光装置２１による画像パターンの書き込みを開始して、画像濃度周期変動と感光体の回転基準位置との関係を得るようにしてもよい。

次に、制御部５００は、トナー付着量センサ３１０で検知したトナー付着量検知信号（トナー像濃度検知信号）とフォトインタラプタ７１で検知した感光体４０の回転位置信号とを用いて、画像濃度周期変動の振幅Ａと、位相θとを算出する（Ｓ２）。上記位相θは、後述する図８に示すように、感光体回転基準位置検知信号５１０の検知終了部（出力が回復したところ）とトナー付着量検知信号５１１のピーク箇所の位相差である。

以降、図６に示した各ステップのより詳しい実施例について説明する。
図７は、画像パターンの一例について説明する図である。
図７（ａ）は、中間転写ベルト１０の幅方向の中央に配置したトナー付着量センサ３１０（中央センサヘッド）のみを用いて検知する画像パターンの一例を示す説明図である。この例では、トナー付着量センサ３１０（中央センサヘッド）の検知領域に、ベルト移動方向Ｖに延在する各色の帯状のハーフトーンの画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像が順次形成される。そして、各色の帯状のハーフトーンの画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー付着量（トナー像の濃度ムラ）が、トナー付着量センサ３１０で検出される。各画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のベルト移動方向Ｖにおける長さは、各色少なくとも感光体４０の周長Ｌｐの１周期以上の長さとしている。

図７（ｂ）は、複数のトナー付着量センサ３１０（センサヘッド）を用いて検知する画像パターンの一例を示す説明図である。この例では、複数のトナー付着量センサ３１０（センサヘッド）それぞれの検知領域に、ベルト移動方向Ｖに延在する各色の帯状のハーフトーンの画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像が形成される。そして、各色の帯状のハーフトーンの画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像の濃度ムラが、対応するトナー付着量センサ３１０で検出される。この場合も、図７（ａ）の例と同様に、各画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、帯状のハーフトーンのパターンであり、各色少なくとも感光体の周長Ｌｐの１周期以上の長さとしている。

ここで形成する画像パターン３２０は、ユーザーの視認性の高いハーフトーンパターンとしている。画像パターン３２０をハーフトーンとすることで、最も抑制したいハーフトーンの色味変動を抑制することが可能となる。
なお、画像パターン３２０をベタパターンとしてもよい。ベタパターンは、付着量フレ(後述する振幅Ａ)が大きいため、画像パターン３２０をベタパターンとすることで、後述する位相θを精度よく検出できるメリットがある。

図８は、図７で例示した画像パターンを検知したときのトナー付着量センサ３１０の出力信号であるトナー付着量検知信号５１１と感光体回転基準位置検知信号５１０の測定例を示す説明図である。
図８に示しているように、トナー付着量検知信号５１１は、感光体回転基準位置検知信号５１０の周期と同じ周期で変動している。

本実施形態の画像形成装置では、制御部５００の信号処理において、トナー付着量センサ３１０からのトナー付着量検知信号５１１を感光体の一回転周期（感光体周期）毎に切り分ける処理を実行する。この処理には、フォトインタラプタ７１からの感光体回転基準位置検知信号５１０が用いられる。例えば、図８において、感光体回転基準位置検知信号５１０の検知終了部（出力が回復したところ）を時刻０として、感光体一周期分のトナー付着量検知信号５１１を取り出す。これにより、感光体一周期分（感光体回転の一周分）の画像濃度周期変動を複数取得することができる。

制御部５００は、感光体数周期分（感光体回転の数周分）のトナー付着量検知信号５１１それぞれの振幅Ａ１、Ａ２を算出する。そして、算出した振幅Ａ１、Ａ２と、感光体回転基準位置検知信号５１０の検知終了部とから、感光体数周期分（感光体回転の数周分）の位相θ１、θ２、・・・を求める。求めた複数の位相θ１、θ２・・・を平均化し、画像濃度周期変動の位相θを求める。この求めた画像濃度周期変動の位相θは、不揮発性のメモリに記憶し、後述する位相合わせ制御に用いる。
なお、画像濃度周期変動の位相θとは、図８に示すように、感光体回転基準位置検知信号５１０の検知終了部とトナー付着量検知信号５１１のピーク箇所との位相差のことである。

なお、感光体数周期分のトナー付着量検知信号の平均をとり、一周期分のトナー付着量検知信号のデータに加工して、トナー付着量検知信号５１１の振幅Ａ、位相θを算出してもよい。また、図８の例では、トナー付着量センサ３１０から出力されるトナー付着量検知信号５１１の振幅および位相情報を画像濃度ムラ情報として説明したが、トナー付着量センサ３１０から出力されるトナー付着量検知信号をトナー付着量に変換して振幅Ａおよび位相θを得てもよい。

上記画像濃度周期変動取得制御は、例えば、感光体がセットされた直後（初期セット時、交換時、脱着時、等）に行う。
感光体４０を画像形成装置の本体１００から取り外した場合に、感光体周期での画像濃度周期変動の発生状況が変化する可能性が高い。また、感光体交換時には、今まで使っていた感光体に対して、新しい感光体ではフレ特性が異なり、感光体４０の１回転周期の画像濃度周期変動が異なる。また、感光体４０のフレ特性と被検知部７１ａとの関係も互いに異なり、画像濃度周期変動の位相θが異なってくる。

また、メンテナンスのために、単に感光体を脱着した場合においても、感光体脱着に伴う感光体の取り付け状況変化（感光体軸と回転軸方向に対するずれ方の変化）が生じる可能性がある。そのため、単に感光体を脱着した場合においても、再度、画像濃度周期変動の位相θを算出する必要がある。以上の様な理由により、感光体４０がセットされた直後には画像濃度周期変動取得制御を実行し、位相θを求める。

また、装置内の環境条件変動時にも同様に、画像濃度周期変動取得制御を実行し、位相θを求めてもよい。環境条件のうち、特に温度条件が変化した場合には、感光体素管が持っている熱膨張係数に応じて感光体素管が膨張・収縮する。このため、感光体４０の外形プロファイルが変化し、現像ギャップの変動状況が変化することにより画像濃度の周期変動が変化する可能性がある。この変化に対応するため、環境条件変動時に画像濃度周期変動取得制御を実行し、位相θを求めるのが好ましい。画像濃度周期変動取得制御を実行するトリガの決め方としては、例えば、前回の画像濃度周期変動取得制御時と比較して、Ｎ［ｄｅｇ］以上の温度変化があった場合という決め方でもよい。また、一定枚数の印刷間隔でも同様に、画像濃度周期変動取得制御を実行してもよい。

次に、画像濃度周期変動の位相合わせ制御について説明する。
図９は、画像濃度周期変動の位相合わせ制御フロー図である。
本実施形態では、Ｙ色を基準にして、画像濃度周期変動の位相合わせを行う。
印刷要求があったら、制御部５００は、まず、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相が一致するときのＹ色の感光体回転基準位置検知信号とＭ色の感光体回転基準位置検知信号との目標位相差θ_ＹＭと、Ｙ色の感光体回転基準位置検知信号とＣ色の感光体回転基準位置検知信号との目標位相差θ_ＹＣとを算出する（Ｓ１）。

Ｙ色の現像位置から一次転写位置までの感光体移動距離をＬ_Ｙ、Ｍ色の現像位置から一次転写位置までの感光体移動距離をＬ_Ｍ、Ｙ色の一次転写位置からＭ色の一次転写位置までの距離（ドラム間ピッチ）を感光体の周長で割って割り切れなかった値Ｌ１、Ｙ色の画像濃度周期変動の位相をθ_Ｙ、Ｍ色の画像濃度周期変動の位相をθ_Ｍ、感光体４０の回転速度をＶとすると、目標位相差θ_ＹＭは、以下の式で算出することができる。
θ_ＹＭ＝｜Ｖ（θ_Ｙ−θ_Ｍ）｜＋（Ｌ_Ｙ＋Ｌ１−Ｌ_Ｍ）・・・（１）

また、Ｃ色の現像位置から一次転写位置までの感光体移動距離をＬ_ｃ、Ｙ色の一次転写位置からＣ色の一次転写位置までの距離（ドラム間ピッチ）を感光体の周長で割って割り切れなかった値Ｌ２、Ｃ色の画像濃度周期変動の位相をθ_ｃとすると目標位相差θ_Ｙｃは、以下の式で算出することができる。
θ_ＹＣ＝｜Ｖ（θ_Ｙ−θ_Ｃ）｜＋（Ｌ_Ｙ＋Ｌ２−Ｌ_Ｍ）・・・（２）

ドラム間ピッチが、感光体の周長の整数倍で、現像位置から一次転写位置までの感光体移動距離がＹ、Ｍ，Ｃ色で同一の場合は、目標位相差θ_ＹＭと目標位相差θ_ＹＣは、画像濃度周期変動取得制御を実行して求めた画像濃度周期変動の位相θ_Ｙ、θ_ｍ、θ_ｃのみを用いて算出することができる。

また、式（１）、式（２）で算出した値が、感光体の周長を超えたときは、感光体の周長を差し引いて、感光体の周長以下にする。
なお、本実施形態では、画像濃度周期変動の位相合わせ制御時に目標位相差θ_ＹＭ、θ_ＹＣを算出しているが、図６に示した画像濃度周期変動取得制御時に目標位相差θ_ＹＭ、θ_ＹＣを算出し、不揮発性メモリに記憶してもよい。

次に、各感光体駆動モータ７２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を制御して、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の感光体を同一の回転速度で駆動（Ｓ２）し、実際のＹ色の感光体回転基準位置検知信号に対するＭ色の感光体回転基準位置検知信号との位相差θＲ_ＹＭと、Ｙ色の感光体回転基準位置検知信号に対するＣ色の感光体回転基準位置検知信号との位相差θＲ_Ｙｃとを求める（Ｓ１３）。

位相差θＲ_ＹＭは、Ｙ色のフォトインタラプタ７１が、回転基準位置である被検知部７１ａを検知してから、Ｍ色のフォトインタラプタ７１が、回転基準位置である被検知部７１ａを検知するまでの時間と、感光体の回転速度Ｖから求めることができる。

位相差θＲ_Ｙｃは、Ｙ色のフォトインタラプタ７１が、回転基準位置である被検知部７１ａを検知してから、Ｃ色のフォトインタラプタ７１が、回転基準位置である被検知部７１ａを検知するまでの時間を計測し、計測した時間と、感光体の回転速度Ｖとから求めることができる。なお、上記時間計測を複数回行って、その平均値から、位相差θＲ_ＹＭ、θＲ_ＹＣを求めてもよい。

次に、目標位相差θ_ＹＭ、θ_ＹＣから、測定した位相差θＲ_ＹＭ、θＲ_ＹＭを差し引いて位相ずれ量（調整量）Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣを算出する。同様に、上記式２で求めたＹ色とＣ色の画像濃度周期変動の位相が一致するときのＹ色の感光体回転基準位置検知信号に対するＣ色の感光体回転基準位置検知信号との目標位相差θ_ＹＣと、測定した位相差θＲ_ＹＣとから、位相ずれ量（調整量）Ｚ_ＹＣを算出する（Ｓ１４）。

そして、算出した位相ずれ量Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣに基づいて、Ｙ，Ｍ、Ｃそれぞれの感光体駆動モータ７２を制御して、予め決められた規定期間、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光体を所定の回転速度で回転させて、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させる（Ｓ１５）。

Ｙ色の感光体の回転速度をＶ_Ｙ、上記規定期間をＴとすると、位相合わせ制御時のＭ色の感光体４０Ｍの回転速度Ｖ_Ｍは、以下の式（３）で表すことができ、Ｃ色の感光体４０Ｃの回転速度Ｖ_Ｃは、以下の式（４）で表すことができる。
Ｖ_Ｍ＝Ｖ_Ｙ＋（Ｚ_ＹＭ／Ｔ）・・・（式３）
Ｖ_Ｃ＝Ｖ_Ｙ＋（Ｚ_ＹＣ／Ｔ）・・・（式４）

式３、式４からわかるように、算出した位相ずれ量Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣが、マイナスのときは、Ｙ色の感光体の回転速度に対して減速させ、算出した位相ずれ量Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣがプラスのときは、Ｙ色の感光体の回転速度に対して増速させる。

図１０は、Ｙ，Ｍ、Ｃ色の感光体の回転駆動の一例を示すシーケンス図である。
図１０に示すように、各感光体を所定のタイミングで駆動させ、位相差ずれを測定する。この例では、各感光体を互いに異なるタイミングで駆動させているが、各感光体を同時に駆動してもよい。

そして、位相ずれ量Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣが算出され、Ｙ色のフォトインタラプタ７１が、回転基準位置である被検知部７１ａを検知したタイミングで、Ｍ色の感光体およびＣ色の感光体を加減速して位相合わせ制御を行う。この図１０に示す例では、感光体が２周する間に、各色の画像濃度周期変動の位相が合うように、Ｍ色とＣ色の回転速度を加減速させる。なお、図１０の例では、Ｍ色については、回転速度を減速させ、Ｃ色については、回転速度を増速させて各色の画像濃度周期変動の位相を合わせる。

図１０の例では、Ｍ色の感光体については増速、Ｃ色の感光体については減速して基準であるＹ色の画像濃度周期変動との位相差が０となるよう調整しているが、増速のみ、もしくは、減速のみでＹ色の画像濃度周期変動との位相差が０となるよう調整するようにしてもよい。このように、減速のみ、もしくは、増速のみで画像濃度の位相合わせ制御を行うことで、制御が簡素化できるメリットがある。また、減速のみで画像濃度の位相合わせ制御を行うことで、感光体駆動モータ７２としてトルクの低い安価なモータを用いることができ、装置の低コスト化を図ることができるというメリットがある。
一方、増速のみで画像濃度の位相合わせ制御を行うことで、減速のみで画像濃度の位相合わせ制御を行う場合に比べて、位相合わせ制御に必要な制御時間の短縮化を図れるメリットがある。

また、上述では、Ｙ色を基準にして、画像濃度周期変動の位相合わせを行っているが、最も制御量が少なくなる色を基準としてもよい。例えば、図１１に示す例では、Ｙ色を基準としたとき、Ｍ色の位相ずれ量が多いため、Ｍ色の感光体の回転速度とＹ色の回転速度との差が大きくなってしまう。このように、速度差が大きいと、位相合わせ制御後にＭ色の感光体の回転速度が作像時の回転速度になるまで時間を要し、Ｍ色の画像濃度周期変動の位相が、Ｙ色やＣ色に対してずれるおそれがある。位相合わせ制御の期間を長くすれば、速度差をあまりつけずに、画像濃度周期変動の位相合わせを行うことができる。しかし、位相合わせ制御の期間を長くすることで、プリント開始タイミングが遅れてしまう。

よって、算出される位相ずれ量が最小となる色を基準色として、画像濃度周期変動の位相合わせを行うのが好ましい。図１１の示す例では、Ｃ色を画像濃度周期変動の位相合わせの基準色とする。どの色を基準色にするかは、位相ずれ量Ｚ_ＹＭ、Ｚ_ＹＣの他に、Ｃ色とＭ色との位相ずれ量Ｚ_Ｍｃを算出する。そして算出した３つの位相ずれ量のうち、最大のものを除外した２つの位相ずれ量のどちらにも含まれる色を、基準色とする。基準色以外の色について、それぞれ感光体の回転速度を減速または増速させて画像濃度周期変動の位相合わせを行う。

上述では、基準色以外の色の感光体を基準色の感光体の回転速度に対して所定期間、加減速してＹ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の位相を一致させているが、算出した位相ずれ量に基づいて、基準色に対して、感光体の駆動タイミングをずらすことで、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の位相を一致させてもよい。

なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の感光体を、同一のタイミングで駆動、停止するようにして、画像濃度周期変動の位相合わせ制御後に、各感光体の回転位置関係が変化しないような装置であれば、印刷開始の都度、画像濃度周期変動の位相合わせ制御を行わなくてもよい。このような装置においては、感光体が装置本体にセットされた後の最初の印刷時など、各感光体の回転位置関係が変化するタイミングで行えばよい。

また、各感光体を同一のタイミングで駆動、停止するようにしても、厳密に同一のタイミングで駆動や停止を行うのは難しく、徐々に位置関係がくずれるおそれがある。そのため、規定枚数毎に、画像濃度周期変動の位相合わせ制御を行うようにしてもよい。

図１２は、画像濃度周期変動位相合わせ制御を行って、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させたときの元画像に対する明度の差ΔＬ^＊、色度の差Δａ^＊、Δｂ^＊と、Ｙ、Ｃの画像濃度周期変動に対してＭ色の画像濃度周期変動の位相が反転しているときの元画像に対する明度の差ΔＬ^＊、色度の差Δａ^＊、Δｂ^＊とを調べた結果である。
図１２の左列が、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させたときの明度Ｌ^＊、色度ａ^＊、ｂ^＊を示しており、右列が、Ｙ、Ｃの画像濃度周期変動に対してＭ色の画像濃度周期変動の位相が反転しているときの明度Ｌ^＊、色度ａ^＊、ｂ^＊を示している。

図１２の左列のＹ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動は、濃度の高のピーク後に濃度が低のピークがくるようなＣＯＳ波である。右列のＹ、Ｃの画像濃度周期変動は、濃度の高のピーク後に濃度が低のピークがくるようなＣＯＳ波であり、Ｍの画像濃度周期変動は、濃度低のピーク後に濃度高のピークがくるようなＣＯＳ波である。

図１２の実線で示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色重ね合わせた画像について、Ｙ、Ｃの画像濃度周期変動に対してＭ色の画像濃度周期変動の位相が反転している場合に比べて、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させた場合の色度ａ*、ｂ*の変動が抑えられていることがわかる。

なお、色度ａ*については、Ｍ色については、濃度が高いときはプラス方向、Ｙ、Ｃ色については、濃度が高いときはマイナス方向に変動し、色度ｂ*については、Ｙ色については、濃度が高いときはプラス方向、Ｍ、Ｃ色については、濃度が高いときはマイナス方向に変動する。

図１３は、画像濃度周期変動位相合わせ制御を行って、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させたときのＹ、Ｍ、Ｃ重ね合わせ画像の色差ΔＥと、Ｙ、Ｃの画像濃度周期変動に対してＭ色の画像濃度周期変動の位相が反転しているときの色差ΔＥとを示すグラフである。

図１３からわかるように、Ｍ色の画像濃度周期変動が、Ｙ，Ｃ色の画像濃度周期変動の位相とずれている従来例においては、３色重ね合わせ画像における色差ΔＥが、１．５を超えている。これに対し、画像濃度周期変動位相合わせ制御を行って、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させた本実施形態においては、３色重ね合わせ画像における色差ΔＥを、１以下に抑えることができる。

画像濃度周期変動位相合わせ制御を行って、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させた本実施形態においては、Ｙ，Ｍ，Ｃを適宜重ね合わせて形成するカラー画像部の色味変動を抑えることができ、良好な画像を得ることができる。

また、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相合わせを行うことで、Ｙ、Ｍ、Ｃ色について、感光体の振れによる感光体表面速度変動が原因で生じる感光体の回転周期の画像伸縮変動の位相も一致させることができる。これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の重ね合わせ画像の位置ずれも抑制できる。また、複数のトナーパッチを等間隔で形成した画像パターンを形成し、トナーパッチ間距離を計測して画像伸縮変動を検出する必要がなくなり、トナー消費量の低減や、装置のダウンタイムの低減を図ることができる。

また、図６に示す画像濃度周期変動取得制御で取得した画像濃度周期変動の振幅および位相に基づいて、帯電バイアスなどの作像条件を制御する画像濃度周期変動抑制制御を行って、画像濃度周期変動（振幅Ａ）を低減するようにしてもよい。具体的には、上述したハーフトーンの画像パターンから取得した振幅Ａおよび位相θに基づいて、中間調領域の画像濃度周期変動とは、逆位相となる帯電バイアス制御データとを作成する。

また、上述したハーフトーンの画像パターンに続いて、ベタの帯状の画像パターンを形成して、ベタの帯状の画像パターンから高濃度領域の画像濃度周期変動の振幅と位相を取得し、高濃度領域の画像濃度周期変動とは、逆位相となる現像バイアス制御データを作成する。

そして、作成した現像バイアス制御データに基づいて、現像バイアス設定部３４０を制御するとともに、作成した帯電バイアス制御データに基づいて、帯電バイアス設定部３３０を制御して画像を形成する。これにより、画像濃度周期変動が抑制された画像を形成することができる。なお、画像濃度周期変動抑制制御については、例えば、特許文献１などに開示されているため、詳細な説明は省略する。

このように、画像濃度周期変動抑制制御を行うことで、Ｙ、Ｍ、Ｃ重ね合わせ画像の色差ΔＥをより一層抑制することができる。また、ハーフトーンの画像パターンから、帯電バイアス制御データと、画像濃度周期変動の位相合わせ制御に用いる目標位相差とを同時に算出できる。これにより、帯電バイアス制御データ算出用の画像パターンと、目標位相差算出用の画像パターンとをそれぞれ形成する場合に比べて、トナー消費やダウンタイムの軽減できる。

また、ハーフトーンの画像パターンとベタ画像の画像パターンとを形成して、帯電バイアス制御データと現像バイアス制御データとを取得した後、画像濃度周期変動制御を行った状態で、再度、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のハーフトーンまたはベタの画像パターンを形成し、画像濃度周期変動の位相と振幅を再取得し、再取得するようにしてもよい。これは、例えば、過剰補正で補正前に対して画像濃度周期変動の位相が反転している場合などの、補正していないときと、補正しているときとで、画像濃度周期変動の位相が異なる場合があるからである。よって、画像濃度周期変動制御を行った状態で、再度、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のハーフトーンの画像パターンを形成し、画像濃度周期変動の位相と振幅を再取得することで、画像濃度周期変動抑制制御を行っているときのＹ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の位相を一致させることができる。

Ｙ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の位相を一致させた本実施形態では、Ｙ，Ｍ，Ｃの画像濃度が高い部分が重なり、画像濃度が低い部分が重なるため、図１２に示すように、明度Ｌ^＊については、Ｍ色の画像濃度周期変動がＹ，Ｃ色の画像濃度周期変動の位相とずれている従来例よりも悪い結果となってしまう。

そこで、明度Ｌ^＊にしか感度を持たないＫ色を用いて、Ｙ，Ｍ，Ｃの重ね合わせ画像の明度Ｌ^＊の変動を補正するようにしてもよい。具体的には、Ｋ色に関しては、画像濃度周期変動の位相が、Ｙ、Ｍ、Ｃとは逆位相となるように、位相調整を行う。Ｋ色の画像濃度周期変動の位相の取得は、上述のＹ，Ｍ、Ｃ色と同様にして取得することができる。そして、図９などを用いて説明した画像濃度周期変動の位相合わせ制御において、基準色に対して逆位相となるようにＫ色の感光体の回転速度を制御することで、Ｋ色の画像濃度周期変動の位相を、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の逆位相にすることができる。

そして、Ｙ、Ｍ、ＣのＹ，Ｍ，Ｃを適宜重ね合わせて形成するカラー画像部に対して、Ｋ色のトナーを重ね合わせて、明度Ｌ^＊の周期変動を抑制する。カラー画像部に重ね合わせるＫ色の印字率は、カラー画像部における明度差と、Ｋ色の画像濃度周期変動の濃淡差に基づいて決定する。

図１４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の重ね合わせ画像に、画像濃度周期変動が、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の逆位相のＫ色画像を重ね合わせたときの明度Ｌ^＊の周期変動を示す図である。
図１４からわかるように、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の重ね合わせ画像に、画像濃度周期変動が、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の画像濃度周期変動の逆位相のＫ色画像を重ね合わせることで、明度Ｌ^＊の周期変動を抑制できることがわかる。

なお、ここまでの説明では、現像ギャップを形成する回転体である感光体４０と現像ローラ６１ａとのうち、感光体４０の回転変動成分である回転振れによって、現像ギャップの変動が生じる場合について説明した。現像ギャップの変動は、現像ローラ６１ａの回転変動成分である回転振れによっても生じる。
そのため、現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動の位相を、Ｙ、Ｍ、Ｃ色で一致させてもよい。この場合は、現像ローラ６１ａに設けた回転基準位置である被検知部を検出するフォトインタラプタなどの回転基準位置検出手段を設ける。そして、現像ローラ６１ａの回転基準位置と、ハーフトーンまたはベタの画像パターンを検知したトナー付着量検知信号とから現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動の位相θを算出する。そして、算出した位相に基づいて、基準色のＹ色の現像ローラ６１ａの回転速度に対してＭ色、Ｃ色の回転速度を所定期間、加減速する現像ローラ６１ａの回転手記の画像濃度周期変動の位相合わせ制御を実施する。これにより、現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動によるカラー画像の色味変動を抑えることができる。

なお、上記では、各作像ユニット１８のトナー像を表面移動部材たる中間転写ベルト１０の表面へ順次転写した後に、トナー像を記録材たる転写シートＳに一括転写する４連タンデム型中間転写方式のフルカラー画像形成装置について説明したが、各作像ユニット１８のトナー像を転写シートに直接順次転写する４連タンデム型直接転写方式のフルカラー画像形成装置にも、本発明を適用することができる。

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１）
感光体４０などの像担持体および現像ローラ６１ａなどの現像剤担持体を有し、現像剤担持体が担持する現像剤を像担持体に付着させて可視像を作像する複数の作像ユニット１８と、画像濃度の周期変動を複数の作像ユニットそれぞれについて取得する制御部５００などの画像濃度周期変動取得手段とを備える画像形成装置において、画像濃度周期変動取得手段が取得した各作像ユニットの画像濃度の周期変動に基づいて、記録材上で各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施する制御部５００などの制御手段を備える。
各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相が互いに異なる状態で、フルカラー画像を形成すると、第一色の可視像の画像濃度が濃い箇所に、この第一色とは異なる色の第二色の可視像の画像濃度が薄い箇所が重なる部分と、第一色の画像濃度が薄い箇所に、第二色の画像濃度が濃い箇所が重なる部分とが生じる。これにより、第一色と第二色とを重ねわせて構成する色の色味が周期的に変動し、画像品質が低下する。例えば、イエローの可視像とシアンの可視像とを重ね合わせてグリーン色を形成するとき、イエローの画像濃度が薄い箇所に、シアンの可視像の画像濃度が濃い箇所が重なっている部分のグリーン色は、青味がかる。逆に、イエローの可視像の画像濃度が濃い箇所に、シアンの可視像の画像濃度が薄い箇所が重なっている部分のグリーン色は、黄味がかる。その結果、グリーン色の色合いが周期的に変化し、画像品質が低下してしまうのである。
これに対し、態様１では、各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を合わせているので、各作像ユニットで作像した可視像を重ね合わせたとき、画像濃度の濃い箇所同士、画像濃度の薄い箇所同士が重なり合う。これにより、画像の色合いの変化を抑制することができ、画像品質の低下を抑制することができる。

（態様２）
態様１において、イエロー色の可視像を作像するイエロー作像ユニット１８Ｙと、シアン色の可視像を作像するシアン作像ユニット１８Ｃと、マゼンタ色の可視像を作像するマゼンタ作像ユニット１８Ｍと、黒色の可視像を作像する黒作像ユニット１８Ｋとを備え、制御部５００などの制御手段は、イエロー作像ユニットと、シアン作像ユニットと、マゼンタ作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる。
これによれば、実施形態で説明したように、フルカラー画像の色味の周期変動を抑制することができる。

（態様３）
態様２において、制御部５００などの制御手段は、黒作像ユニット１８Ｋの画像濃度周期変動を、イエロー作像ユニット１８Ｙと、シアン作像ユニット１８Ｃと、マゼンタ作像ユニット１８Ｍの画像濃度周期変動の位相に対して半周期ずらす制御を実施する。
これによれば、図１４を用いて説明したように、明度Ｌ^＊の周期変動も抑制することができる。

（態様４）
態様１乃至３いずれかにおいて、各作像ユニット１８は、感光体４０などの像担持体または現像ローラ６１ａなどの現像剤担持体の被検知部７１ａなどの回転基準位置を検知するフォトインタラプタ７１などの回転基準位置検知手段と、各作像ユニッで作像された可視像の画像濃度を検知するトナー付着量センサ３１０などの画像濃度検知手段とを備え、制御部５００などの画像濃度周期変動取得手段は、各作像ユニット１８について、回転基準位置検知手段で前記回転基準位置を検知しながら、画像パターンを作像し、画像濃度検知手段で検知した画像パターンの検知結果と、回転基準位置検知手段の回転基準位置検知タイミングとに基づいて、画像濃度周期変動を取得する。
これによれば、実施形態で説明したように、回転基準位置検知手段の回転基準位置を検知するタイミングに基づいて、トナー付着量センサ３１０などの画像濃度検知手段で検知したトナー付着量検知信号５１１などの画像パターンの検知結果を像担持体または現像剤担持体の一回転周期毎に切り分けることができ、像担持体または現像剤担持体の一回転周期の画像濃度周期変動を取得することができる。

（態様５）
態様４において、制御部５００などの制御手段は、各作像ユニットについて、フォトインタラプタ７１などの回転基準位置検知手段の被検知部７１ａなどの回転基準位置検知タイミングと、画像濃度周期変動との関係（本実施形態では、回転基準位置検知タイミングと画像濃度周期変動のピーク箇所との位相差である位相θ）を求め、回転基準位置を検知するタイミングと画像濃度周期変動との関係に基づいて、各作像ユニットの像担持体または現像剤担持体の回転速度を求め、所定期間、求めた回転速度で各作像ユニットの像担持体または現像剤担持体を回転駆動する。
これによれば、実施形態で説明したように、各作像ユニットの像担持体または現像剤担持体の回転周期の画像濃度周期変動の位相を一致させることができる。

（態様６）
態様４または５において、画像パターンは、ハーフトーンパターンである。
これによれば、実施形態で説明したように、ユーザーの視認性の高いハーフトーンの色味変動を抑制することができる。

（態様７）
態様１乃至６いずれかにおいて、複数の作像ユニットのひとつを基準の作像ユニットとし、制御部５００などの制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を、基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる制御を実施する。
これによれば、実施形態で説明したように、記録材上で各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させることができる。

（態様８）
態様７において、制御部５００などの制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの感光体などの像担持体の回転速度を、基準の作像ユニットの像担持体の回転速度よりも速くして基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を前記基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる。
これによれば、実施形態で説明したように、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの感光体４０などの像担持体の回転速度を、基準の作像ユニットの像担持体の回転速度よりも遅くして基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる場合に比べて、制御時間の短縮化を図ることができる。

（態様９）
態様７において、制御部５００などの制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの感光体４０などの像担持体の回転速度を、基準の作像ユニットの像担持体の回転速度よりも遅くして基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる。
これによれば、実施形態で説明したように、感光体４０などの像担持体を駆動するモータとして、トルクの低い安価なモータを用いることができ、装置の低コスト化を図ることができる。

（態様１０）
態様７乃至９いずれかにおいて、複数の作像ユニットのうち、基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる制御を実施する際に、制御量（本実施形態では、基準の作像ユニットに対する位相ずれ量）が最も少なくなる作像ユニットを、基準の作像ユニットとする。
これによれば、実施形態で説明したように、基準の作像ユニットに対する回転速度差を最も抑えて、基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させることができる。

（態様１１）
態様１乃至１０いずれかにおいて、各作像ユニットについて、作像条件を調整して画像濃度周期変動を抑制する制御部５００などの画像濃度抑制手段を備える。
これによれば、実施形態で説明したように、画像濃度周期変動の振幅Ａを抑えることができ、重ね合わせ画像の色差ΔＥをより一層抑制することができる。

（態様１２）
態様１１において、制御部５００などの制御手段は、画像濃度抑制手段によって、各作像ユニットの画像濃度周期変動を抑制した後に、各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施する。
これによれば、実施形態で説明したように、画像濃度周期変動抑制制御で除去できなかった各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させることができる。

１ ：画像形成装置
１０ ：中間転写ベルト
１８ ：作像ユニット
２０ ：タンデム画像形成部
４０ ：感光体
６１ ：現像装置
６１ａ ：現像ローラ
７１ ：フォトインタラプタ
７１ａ ：被検知部
７２ ：感光体駆動モータ
３１０ ：トナー付着量センサ
３２０ ：画像パターン
５００ ：制御部
５１０ ：感光体回転基準位置検知信号
５１１ ：トナー付着量検知信号
Ｓ ：転写シート

特許第６１１５２０９号公報

Claims (12)

1. 像担持体および現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体が担持する現像剤を前記像担持体に付着させて可視像を作像する複数の作像ユニットと、
   画像濃度周期変動を複数の作像ユニットそれぞれについて取得する画像濃度周期変動取得手段とを備える画像形成装置において、
   前記画像濃度周期変動取得手段が取得した各作像ユニットの画像濃度周期変動に基づいて、記録材上で各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   イエロー色の可視像を作像するイエロー作像ユニットと、
   シアン色の可視像を作像するシアン作像ユニット、
   マゼンタ色の可視像を作像するマゼンタ作像ユニットと、
   黒色の可視像を作像する黒作像ユニットとを備え、
   前記制御手段は、前記イエロー作像ユニットと、前記シアン作像ユニットと、前記マゼンタ作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記黒作像ユニットの画像濃度周期変動を、前記イエロー作像ユニットと、前記シアン作像ユニットと、前記マゼンタ作像ユニットの画像濃度周期変動の位相に対して半周期ずらす制御を実施することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３いずれか一項に記載の画像形成装置において、
   各作像ユニットは、前記像担持体または前記現像剤担持体の回転基準位置を検知する回転基準位置検知手段と、
   各作像ユニッで作像された可視像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段とを備え、
   前記画像濃度周期変動取得手段は、
   各作像ユニットについて、前記回転基準位置検知手段で前記回転基準位置を検知しながら、画像パターンを作像し、
   前記画像濃度検知手段で検知した画像パターンの検知結果と、前記回転基準位置検知手段の回転基準位置検知タイミングとに基づいて、前記画像濃度周期変動を取得することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、
   各作像ユニットについて、回転基準位置検知手段の前記回転基準位置を検知するタイミングと、前記画像濃度周期変動との関係を求め、
   前記回転基準位置検知タイミングと前記画像濃度周期変動との関係に基づいて、各作像ユニットの前記像担持体または前記現像剤担持体の回転速度を求め、
   所定期間、求めた回転速度で各作像ユニットの前記像担持体または前記現像剤担持体を回転駆動することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４または５に記載の画像形成装置において、
   前記画像パターンは、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。
7. 請求項１乃至６いずれか一項に記載の画像形成装置において、
   複数の作像ユニットのひとつを基準の作像ユニットとし、
   前記制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を、前記基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる制御を実施することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの像担持体の回転速度を、基準の作像ユニットの像担持体の回転速度よりも速くして基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を前記基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、基準の作像ユニット以外の作像ユニットの像担持体の回転速度を、基準の作像ユニットの像担持体の回転速度よりも遅くして基準の作像ユニット以外の作像ユニットの画像濃度周期変動を前記基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項７乃至９いずれか一項に記載の画像形成装置において、
    複数の作像ユニットのうち、前記基準の作像ユニットの画像濃度周期変動に一致させる制御を実施する際に、制御量が最も少なくなる作像ユニットを、基準の作像ユニットとすることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１乃至１０いずれか一項に記載の画像形成装置において、
    各作像ユニットについて、作像条件を調整して前記画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、画像濃度抑制手段によって、各作像ユニットの画像濃度周期変動を抑制した後に、各作像ユニットの画像濃度周期変動の位相を一致させる制御を実施することを特徴とする画像形成装置。

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