JP2023134169A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低濃度画像と高濃度画像とを重ね合わせた画像の色合いの周期的な変化を抑制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、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、各作像ユニットについて、作像条件を周期変動させて画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御を実施する。そして、画像濃度抑制制御後に、各作像ユニットについて画像濃度抑制制御後の低濃度画像部の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないように、作像条件の周期変動の調整を行う。【選択図】図１３

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、各作像ユニットの作像条件としての現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させて、画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御を実施するものが記載されている。また、特許文献１では、画像濃度抑制制御では補正しきれずに残った各作像ユニットの中間調画像の画像濃度周期変動の位相を一致させる位相合わせ制御を実施し、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の画像の色合いの周期的な変化も抑制している。

しかしながら、特許文献１では、低濃度画像と高濃度画像とを重ね合わせた画像の色合いの周期的な変化が悪化するおそれがあった。

上記課題を解決するために、本発明は、像担持体、前記像担持体を一様帯電する帯電部材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所定の画像濃度の画像濃度周期変動に基づいて、各作像ユニットについて、作像条件を周期変動させて前記画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御を実施する画像濃度抑制手段と、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所定の画像濃度の画像濃度周期変動の位相を一致させる位相合わせ制御を実施する位相制御手段と、各作像ユニットについて前記画像濃度抑制制御後の低濃度画像部の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないように、前記作像条件の周期変動を調整する調整手段とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、低濃度画像と高濃度画像とを重ね合わせた画像の色合いの周期的な変化を抑制できる。

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。 同画像形成装置の画像濃度抑制制御の一例を示すフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ第一の制御及び第二の制御で用いる画像パターンの一例について説明する図。 第一の制御及び第二の制御での作像条件の適用方法について説明する図。 （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。 同画像形成装置の位相合わせ制御の一例を示すフローチャート。 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。 （ａ）は、位相合わせ制御後の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、位相合わせ制御後の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。 （ａ）は、Ｙ色の高濃度画像の画像濃度抑制制御前後の画像濃度周期変動の一例を示す図であり、（ｂ）は、Ｙ色の低濃度画像部の画像濃度抑制制御前後の画像濃度周期変動の一例を示す図。 （ａ）は、従来における感光体の所定の回転位置における目標のトナー付着量対する差分値と画像濃度との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、本実施形態における感光体の所定の回転位置における目標のトナー付着量対する差分値と、画像濃度との関係の一例を示すグラフ。 低濃度画像の画像濃度周期変動の位相の反転の有無を確認するフローチャート。 帯電バイアスの振幅の算出手順の一例について説明する図。

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たる第三支持ローラ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正反射受光素子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。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正反射受光素子３１０ｂと、拡散反射光を受光する拡散反射受光素子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。

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。そのため、本実施形態では、作像条件としての現像バイアスおよび帯電バイアスを感光体の回転周期で周期変動させて、感光体１回転を１周期とする画像濃度周期変動を抑制している。

図５は、画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御の一例を示すフローチャートである。
画像濃度抑制制御は、高濃度画像部の画像濃度周期変動を低減する第一の作像条件を決定する第一の制御と、低濃度画像部の画像濃度周期変動を低減する第二の作像条件を決定する第二の制御とを実行する。これは、画像濃度周期変動は、形成する画像の濃度(例えば、ベタ画像と中間調画像)によって異なるからである。具体的には、ベタ画像などの高濃度画像部では、露光後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。これに対し、中間調画像部や低濃度画像部では、感光体の露光前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。そのため、高濃度画像部における濃度ムラを補正するように、現像バイアスを周期変動させると、中間調などの低濃度部では、かえって濃度ムラが悪化してしまう。これは、現像バイアスの周期変動によって生じる地肌ポテンシャルの周期変動によって、中間調やハイライト部のトナー付着量が変化するためである。そのため、本実施形態では、第一の制御で高濃度画像部の画像濃度周期変動を低減するための第一の作像条件（現像バイアス）を決定した後に、第二の制御を実施し、低濃度画像部の画像濃度周期変動を低減する第二の作像条件（帯電バイアス）を決定する。これにより、高画像部および低画像部の画像濃度の周期変動を抑制できる。

第一の制御（Ｓ１，Ｓ２）では、まず、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に高濃度の画像パターン（高濃度画像パターン）のトナー像（後述の図６参照）を形成する。そして、このトナー像の濃度（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。このトナー像の濃度（トナー付着量）の検知は、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の回転位置をフォトインタラプタ７１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって検知しながら行われる。

次に、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、感光体１回転周期の画像濃度変動の位相情報と振幅情報を得る。そして、この位相情報と振幅情報とから、第一の作像条件としての現像バイアスを周期変動させるための現像バイアス制御テーブルを作成する。現像バイアス制御テーブルは、感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各回転位置における現像バイアスの制御目標値であり、制御部５００は、この制御テーブルに基づいて、現像バイアスを制御することで、現像バイアスを周期変動させる。このようにして作成された現像バイアス制御テーブルは、制御部５００内に格納される。

第二の制御（Ｓ３～Ｓ６）は、第一の制御（Ｓ１，Ｓ２）に続いて実行される。第二の制御では、第一の制御で得られた現像バイアス制御テーブルを適用し、現像バイアスを周期変動させながら、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に所定濃度の第二の画像パターン（中間調画像パターン）のトナー像を形成する。そして、各感光体上に形成された第二の画像パターンのトナー像の濃度（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。このトナー像の濃度（トナー付着量）の検知も、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の回転位置をフォトインタラプタ７１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって検知しながら行われる。

次に、トナー付着量センサ３１０で検知したトナー付着量信号（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、感光体１回転周期の画像濃度変動の位相情報と振幅情報とを得る。そして、この位相情報と振幅情報とから、第二の作像条件としての帯電バイアスを周期変動させるための帯電バイアス制御テーブルを作成する。帯電バイアス制御テーブルは、感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各回転位置における帯電バイアスの制御目標値であり、制御部５００は、この制御テーブルに基づいて、帯電バイアスを制御することで、帯電バイアスを周期変動させる。

次に、上記作成した帯電バイアス制御テーブルの補正を行う。この補正は、第一の制御における第一の画像パターンのトナー像について検知した濃度ムラに応じて行う。具体的には、前述の第一の制御における濃度ムラ位相情報と濃度ムラ振幅情報とに基づいて、上記作成した帯電バイアス制御テーブルを補正する。この補正後の帯電バイアス制御テーブルを、画像形成動作時（印刷時）に適用する帯電バイアス制御テーブルとし、制御部５００内に格納される。

図６は、図５で説明した第一の制御及び第二の制御で用いる画像パターンの一例について説明する図である。
図６（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単一濃度の画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像が順次形成される。そして、各色の帯状の単一濃度の画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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，Ｋ）のベルト移動方向Ｖにおける長さは、後述する画像濃度ムラ情報のばらつきを算出するために、各色少なくとも感光体４０の周長Ｌｐ及び現像ローラ６１ａの周長それぞれの１周期以上の長さとしている。この各画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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及び現像ローラ６１ａの周長それぞれの２周期以上の長さであってもよい。

図６（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単一濃度の画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像が形成される。そして、各色の帯状の単一濃度の画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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６（ａ）の例と同様に、各画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、帯状の単一濃度のパターンであり、各色少なくとも感光体の周長Ｌｐ及び現像ローラの周長それぞれの１周期以上の長さとしている。また、この各画像パターン３２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のベルト移動方向Ｖにおける長さも、各色少なくとも感光体４０の周長Ｌｐ及び現像ローラ６１ａの周長それぞれの２周期以上の長さであってもよい。

本実施形態では、第一の制御に用いる第一の画像パターンは、画像濃度が高濃度となる高画像濃度の帯パターンとして形成する。また、第二の制御に用いる第二の画像パターンは、画像濃度が第一の画像パターン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ある中間調画像パターンとして形成する。

ここで、第一の画像パターンは、画像濃度が濃くなる側の変動が飽和しないよう、画像濃度７０％程度の画像パターンであるが、画像濃度の変動が検出されるのであれば、ベタ画像であってもよい。一方、第二の画像パターンは、画像濃度４０％の画像パターンである。

なお、画像濃度抑制制御については、例えば、特許６１１５２０９号公報、特開２０１７－１７３３５７号公報などに開示されている方法と同様のため、具体的な濃度ムラ位相情報と濃度ムラ振幅情報の取得の方法等の詳細な説明は省略する。

図７は、図５で説明した第一の制御及び第二の制御で取得した各制御テーブルの適用方法について説明する図である。
図７では、所定の画像パターンを形成したときの回転位置検出信号５１０及びトナー付着量検知信号５１１と、これらの信号５１０、５１１に基づいて制御部５００が決定した作像条件の制御テーブル５１２との関係の例を示している。ここでは、感光体４０の二周期分の測定例を示している。トナー付着量検知信号５１１は回転位置検出信号５１０の周期と同じ周期で変動しており、このトナー付着量検知信号５１１と「逆位相」（１８０°位相をずらした周期変動）になるように、感光体４０の回転位置に対する作像条件（現像バイアスおよび帯電バイアス）の制御テーブル５１２を作成する。
以上のように、作成した制御テーブル５１２を用いて、現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させる。これにより、感光体回転周期で発生する画像濃度周期変動（振幅）を抑えることができる。

また、第二の制御の後に、露光光量の制御データを、第三の作像条件の制御データとして決定する第三の制御を実施してもよい。第三の制御では、現像バイアス制御テーブルと帯電バイアス制御テーブルが適用された状態で、各感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に第三の画像パターン（中間調画像パターン）のトナー像を形成する。そして、上述と同様にして、この第三の画像パターンのトナー像の濃度（トナー付着量）をトナー付着量センサ３１０によって検知する。次に、トナー付着量センサ３１０で検知したトナー付着量信号（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、感光体一回転周期の画像濃度変動の位相情報と振幅情報とを得る。そして、この位相情報と振幅情報とから、感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各回転位置に対する第三の作像条件、具体的には、感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各回転位置において感光体を露光する露光光量を周期変動させる制御テーブルを作成する。そして、作成した制御テーブルを用いて、露光光量を周期変動させる。

上記画像濃度抑制制御は、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も異なってくる。

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。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抑制制御を実行するのが好ましい。

また、装置内の環境条件変動時にも同様に、画像濃度抑制制御を実行するのが好ましい。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。画像濃度抑制制御を実行するトリガの決め方としては、例えば、前回の画像濃度抑制制御時と比較して、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、画像濃度抑制制御を実行してもよい。

画像濃度抑制制御を実施しても、画像濃度周期変動を完全に無くすことができず、画像濃度周期変動が残ってしまう。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８（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８（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８（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８（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、色度ａ*については、Ｍ色は、濃度が高いときはプラス方向、Ｙ、Ｃ色は、濃度が高いときはマイナス方向に変動する。色度ｂ*については、Ｙ色は、濃度が高いときはプラス方向、Ｍ、Ｃ色は、濃度が高いときはマイナス方向に変動する。Ｋ色については、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、画像濃度周期変動の位相を合わせる位相合わせ制御を実施し、色味の変化による画像品質の低下を抑制している。

図９は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の残留画像濃度変動の位相合わせ制御の一例を示すフローチャートである。
この例では、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が、基準とする色は、Ｍ色、Ｃ色であってもよい。
印刷要求があったら、制御部５００は、まず、目標位相差θ_ＹＭと目標位相差θ_ＹＣとを算出する（Ｓ１１）。目標位相差θ_ＹＭは、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４０Ｙの回転位置信号とＭ色の感光体４０Ｍの回転位置信号との位相差である。目標位相差θ_ＹＣは、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相が一致するときのＹ色の感光体の回転位置信号とＣ色の感光体の回転位置信号との位相差である。

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とする。また、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とする。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とする。そして、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（１）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とする。そして、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。

Ｙ、Ｍ，Ｃ色の画像濃度周期変動の位相θ_Ｙ、θ_ｍ、θ_ｃは、画像濃度抑制制御で取得した位相情報を用いることができる。また、現像バイアス制御テーブルおよび帯電バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させて、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に、画像パターンのトナー像を形成し、画像濃度周期変動の位相情報と振幅情報を再取得してもよい。このときの画像パターンは、ユーザーの視認性の高い中間調の画像パターンが好ましい。画像パターンを中間調とすることで、最も抑制したい中間調の色味変動を抑制することが可能となる。なお、このときの画像パターンを高画像濃度の画像パターンとしてもよい。高画像濃度の画像は、付着量の振れが大きいため、画像濃度変動の位相情報を精度よく検出できるメリットがある。

次に、各感光体駆動モータ７２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を制御し、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の感光体を同一の回転速度で駆動（Ｓ１２）する。そして、実際のＹ色の感光体の回転位置信号に対するＭ色の感光体の回転位置信号の位相差θＲ_ＹＭと、Ｙ色の感光体位置信号に対するＣ色の感光体回転位置信号の位相差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、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、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、上記式１で求めた目標位相差θ_ＹＭから、測定した位相差θＲ_ＹＭを差し引いて位相ずれ量（調整量）Ｚ_ＹＭを算出する。同様に、上記式２で求めた目標位相差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に基づき、Ｙ，Ｍ、Ｃそれぞれの感光体駆動モータ７２を制御し、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）・・・（３）
Ｖ_Ｃ＝Ｖ_Ｙ＋（Ｚ_ＹＣ／Ｔ）・・・（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となるように調整している。しかし、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となるように調整してもよい。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。また、上記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。しかし、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、図９に示すフローを行うようにしてもよい。

図１１（ａ）は、位相合わせ制御後の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る。図１１（ｂ）は、位相合わせ制御後の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１１に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃの画像濃度周期変動の位相を一致させることで、色度ａ^＊、ｂ^＊の変動が抑えられていることがわかる。

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。

図１２（ａ）は、Ｙ色の高濃度画像部の画像濃度抑制制御前後の画像濃度周期変動を示す図であり、図１２（ｂ）は、Ｙ色の低濃度画像部の画像濃度抑制制御前後の画像濃度周期変動を示す図である。
図１２（ａ）、（ｂ）の実線で示すように、画像濃度抑制制御前においては、高濃度画像部の画像濃度周期変動と、低濃度画像部の画像濃度周期変動との位相は一致している。しかし、図１２（ａ）の破線で示すように、画像濃度抑制制御後では、低画像濃度部の画像濃度周期変動の位相が反転している（逆位相となっている）。一方、高濃度画像部においては、画像濃度抑制制御後と画像濃度抑制制御前との位相が同位相である。そして、Ｍ，Ｃ色についても、画像濃度抑制制御後では、低画像濃度部の画像濃度周期変動の位相が反転している場合、低濃度画像と高濃度画像の重ね合わせた画像の色味の変化が大きくなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、画像濃度抑制制御において、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相に対して反転しない（逆位相とならない）ように、作像条件の周期変動を補正する。

図１２に示すように、画像濃度抑制制御後に低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が反転するため、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が反転しないように、作像条件を補正する。上述したように、低濃度画像の画像濃度周期変動は、感光体の露光前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。そのため、低濃度画像の画像濃度周期変動は、露光前電位を形成する帯電バイアスの寄与が大きい（帯電バイアスの変化量に対する画像濃度の変化量が大きい：感度が高い）ため、帯電バイアスの周期変動を補正して、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が反転しないようにする。

図１３（ａ）は、従来における感光体の所定の回転位置における目標のトナー付着量対する差分値と、画像濃度との関係の一例を示すグラフである。図１３（ｂ）は、本実施形態における感光体の画像濃度周期変動がピークとなる位置における目標のトナー付着量対する差分値と、画像濃度との関係の一例を示すグラフである。
図１３の一点鎖線が画像濃度抑制制御前であり、破線が第一の制御後であり、実線が第二の制御後であり、二点鎖線が、帯電バイアスの周期変動補正後である。
図１３の実線で示すように、第二の制御後は、制御後に残った残留画像濃度周期変動の振幅を、０．００２［ｍｇ／ｃｍ^２］程度に抑えることができ、残留画像濃度周期変動を十分に抑制できていることがわかる。しかし、抑制制御後において、低濃度画像については、目標の画像濃度に対してマイナスに振れているのに対し、高濃度画像については、目標の画像濃度に対してプラスに振れており、低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相に対して反転している（逆位相となっている）ことがわかる。

これは、図１３の一点鎖線で示すように、画像濃度抑制制御前は、画像濃度が高くなるにつれて、画像濃度変動の振れ（振幅）が大きくなる。第一の制御では、高濃度画像パターン（画像濃度：７０％）の画像濃度周期変動を検出し、この高濃度画像パターンの画像濃度変動を打ち消すように、現像バイアス制御テーブルが作成される。従って、図１３の破線で示すように、現像バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスを画像濃度周期変動に対して位相反転させて（逆位相で）周期変動させたときは、画像濃度：７０％で、ほぼ目標のトナー付着量となる。そして、画像濃度：７０％よりも濃い画像については現像バイアスの周期変動では、完全には補正できず、補正前の画像濃度周期変動と同位相の画像濃度周期変動が残る。一方、画像濃度７０％未満では、現像バイアスの周期変動により過剰に補正されてしまい、画像濃度周期変動の位相が反転してしまう。

第二の制御では、現像バイアスを周期変動させながら形成した中間調（画像濃度：４０％）の画像パターンの画像濃度変動を検出して、この中間調の画像パターンの画像濃度変動を打ち消すように、帯電バイアス制御テーブルが作成される。従って、図１３の実線で示すように、現像バイアス制御テーブルと帯電バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させたときは、画像濃度４０％でほぼ目標のトナー付着量となる。画像濃度４０％未満では、帯電バイアスの周期変動による補正では、完全には補正できず、補正前の画像濃度周期変動に対して位相が反転した状態である。その結果、画像濃度抑制制御の低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相に対して反転（逆位相）してしまう。このように、画像濃度抑制制御の低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相に対して反転（逆位相）するため、画像濃度４０％未満の画像と、画像濃度４０％以上の画像とを重ね合わせると、色味の周期変動が悪化するおそれがある。

第二の制御では、上述したように現像バイアス制御テーブルを適用し、現像バイアスを周期変動させて中間調（画像濃度：４０％）の画像パターンを作成する。そのため、図１３の破線から明らかなように、この画像パターンを検知して得られた画像濃度変動の位相は、制御前の画像濃度の位相に対して反転している（逆位相となっている）。従って、この中間調画像パターンを検知して得られた画像濃度変動を打ち消すように、補正前の画像濃度周期変動と同位相で周期変動させる帯電バイアスの振幅を所定値増加させて、過剰補正をかける。これにより、第一の制御後に位相が反転した低濃度画像の画像濃度変動の位相を再反転させることができる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相を、制御前の位相に戻すことができる。これにより、画像濃度抑制制御後の低濃度画像の画像濃度周期変動の位相と、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相とを一致させることができる。

具体的な調整は、作成した帯電バイアス制御テーブルの感光体の各回転位置における帯電バイアスの制御目標値を補正することで、作像条件である帯電バイアスの周期変動の振幅を増加させる。また、周期変動させる帯電バイアスの振幅を所定値増加させる調整は、低濃度画像と高濃度画像とを重なわせたときに色味（色度ａ^＊、ｂ^＊）が周期変動するおそれがあるＹ，Ｍ，Ｃ色についてのみ行い、Ｋ色については行わなくてもよい。

低濃度画像の画像濃度周期変動の振れが大きい場合、周期変動させる帯電バイアスの振幅を増加させる調整を行っても、低濃度画像の周期変動の位相が再反転しないおそれがある。その結果、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相に対して反転したままである可能性がある。そのため、帯電バイアスの振幅を増加させた後に、低濃度の画像パターンを形成して、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相の反転の有無を確認するようにしてもよい。

図１４は、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相の反転の有無を確認するフローチャートの一例である。
まず、現像バイアス制御テーブルおよび帯電バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させて、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に、ベタ画像パターンと、低濃度の画像パターンのトナー像を形成する（Ｓ２１）。低濃度の画像パターンの画像濃度は、第二の制御で形成する第二の画像パターン（中間調画像パターン）の画像濃度よりも低くする（例えば、画像濃度：２０％）。

次に、上述と同様にして、Ｙ，Ｍ，Ｃ色のベタ画像パターンの画像濃度周期変動の位相情報と、低濃度の画像パターンの画像濃度周期変動の位相情報とを得る（Ｓ２２）。そして、各色について、ベタ画像パターンの画像濃度周期変動と、低濃度の画像パターンの画像濃度周期変動との位相差が、９０ｄｅｇを超えているか否かを確認する（Ｓ２３）。位相差が、９０ｄｅｇ以下の場合（Ｓ２３のＮ）は、位相が反転していないと判断、そのままフローが終了する。

一方、位相差が９０ｄｅｇを越えている場合（Ｓ２３のＹ）は、帯電バイアス制御テーブルの再作成を行う（Ｓ２４）。具体的には、周期変動させる帯電バイアスの振幅が所定値増加するように、帯電バイアス制御テーブルの感光体の各回転位置における帯電バイアスの制御目標値を補正する。

図１４では、帯電バイアス制御テーブルを再作成したらフローを終了させているが、帯電バイアス制御テーブルを再作成したら、Ｓ２１のフローに戻って、再度、位相反転しているか否かの確認を行うようにしてもよい。

また、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相は、図１２、図１３から明らかなように、位相反転することがない。そのため、ベタ画像パターンは形成せず、第一の制御で得た高濃度の画像パターンの画像濃度周期変動の位相情報を用いて、上記位相差を算出するようにしてもよい。

また、上述では周期変動させる帯電バイアスの振幅を所定値増加させているが、帯電バイアスの振幅の増加値を計算により算出するようにしてもよい。

以下、図１５を用いて、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」となるように、帯電バイアスの振幅の補正する場合を例にして、算出手順を説明する。
まず、現像バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスのみを周期変動させて、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に、低濃度（画像濃度２０％）画像パターンを形成する。また、現像バイアス制御テーブルおよび帯電バイアス制御テーブルを適用して現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させて、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光体４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に、低濃度（例えば、画像濃度２０％）の画像パターンのトナー像を形成する。

そして、上述と同様にして、現像バイアスのみを周期変動させて形成した低濃度画像パターンの画像濃度周期変動の振幅α（図１５の（２））を得る。また、現像バイアスおよび帯電バイアスを周期変動させて形成した低濃度画像パターンの画像濃度周期変動の振幅β（図１５の（３））を得る。

帯電バイアスの振幅と、画像濃度周期変動の振幅との関係は線形である。そのため、図１５の（２）における画像濃度周期変動の振幅と帯電バイアスの振幅、図１５の（３）における画像濃度周期変動の振幅と帯電バイアスの振幅から、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」（図１５の（４））となる帯電バイアスの振幅を求めることができる。そして、図１５の（２）は、現像バイアスのみを周期変動させたきの画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅であるため、帯電バイアスの振幅は、「０」である。そのため、図１５の（２）における画像濃度周期変動の振幅をα、図１５の（３）における画像濃度周期変動の振幅をβ、帯電バイアスの振幅をＡ１とすると、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」（図１５の（４））となる帯電バイアスの振幅Ａ２は、以下の式（５）で求めることができる。
Ａ２＝｛Ａ１／（α－β）｝×α・・・・（５）

上記Ａ１は、第二の制御で作製した帯電バイアス制御テーブルから把握することができる。そして、低濃度（画像濃度２０％）画像パターンに基づいて得られた図１５の（２）における画像濃度周期変動の振幅αと、図１５の（３）における画像濃度周期変動の振幅βを用いて、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」（図１５の（４））となる帯電バイアスの振幅Ａ２を算出することができる。

そして、この算出した帯電バイアスの振幅Ａ２に基づいて、帯電バイアス制御テーブルの感光体の各回転位置における帯電バイアスの制御目標値を補正して帯電バイアス制御テーブルを再作成する。

上述では、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」となるように、帯電バイアスの振幅の補正する場合を例にして説明したが、この場合は、図１５に示すように画像濃度２０％未満については、高濃度画像に対して、画像濃度周期変動の位相が反転したままである。そのため、画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「０」以上となる帯電バイアスの振幅を算出するのが好ましい。画像濃度２０％の画像濃度周期変動の振幅が「γ」となる帯電バイアスの振幅Ａ３は、次の式（６）で求めることができる。
Ａ３＝｛Ａ１／（α－β）｝×（α－γ）・・・・（６）

なお、画像濃度２０％の低濃度画像の画像濃度周期変動の振幅が「０」となるように、帯電バイアスの振幅の補正する場合は、画像濃度２０％未満については、高濃度画像に対して、画像濃度周期変動の位相が反転したままであるが、図１５に示すように、中間調（画像濃度：４０％）の画像濃度周期変動の振幅を「０」とした場合に比べて低濃度の画像濃度周期変動の振幅は十分に抑えられている。よって、中間調（画像濃度：４０％）の画像濃度周期変動の振幅を「０」とした場合に比べて、低濃度画像と高濃度画像とを重ね合わせたときの色味の周期変動を抑えることができる。

上記では、帯電バイアスの振幅を上げて、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相を再反転させて、補正前の画像濃度周期変動と同位相とすることで、低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相を高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相と一致させている。しかし、例えば、現像バイアスの振幅を上げて、高濃度画像の画像濃度周期変動に対して過剰補正をかけて高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相を補正前の画像濃度周期変動の位相に対して反転させて、低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相と、高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相とを同位相にしてもよい。

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を抑制するとともに、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、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情報と振幅情報を得る。そして、取得した現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動の位相情報と振幅情報を用いて、現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動を抑制するとともに、画像濃度周期変動の位相を合わせる。位相合わせにおいては、現像ローラ６１ａの回転周期の画像濃度周期変動の位相情報に基づいて、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、加減速する動作を実施する。

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。しかし、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、像担持体を一様帯電する帯電装置６０の帯電ローラなどの帯電部材および現像ローラ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周期変動に基づいて、各作像ユニットについて、作像条件（本実施形態では、現像バイアスおよび帯電バイアス）を周期変動させて画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御を実施する制御部５００などの画像濃度抑制手段と、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位相合わせ制御を実施する制御部５００などの位相制御手段と、各作像ユニットについて画像濃度抑制制御後の低濃度画像部の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないように、作像条件の周期変動を調整する制御部５００などの調整手段とを有する。
特許文献１では、所定の画像濃度（例えば、画像濃度７０％）の画像濃度周期変動について、画像濃度周期変動が０（振幅が０）となるように、高濃度に対して感度が高い（作像条件の変化量に対して、画像濃度の変化量が大きい）作像条件として現像バイアスを画像濃度周期変動と同位相の周期変動に対して位相を１８０°ずらして（以下、位相反転という）周期変動させる。次に、作像条件として現像バイアスを周期変動させた後の中間調（画像濃度：４０％）の画像濃度周期変動について、画像濃度周期変動が０（振幅が０）となるように、作像条件として低濃度の画像濃度に対して感度が高い帯電バイアスを中間調の画像濃度周期変動と同位相の周期変動に対して位相を反転させて周期変動させている。これにより、図１３（ａ）に示すように、高濃度における補正後に残った残留画像濃度周期変動の濃度フレ（振幅）と、低濃度における残留画像濃度周期変動の濃度フレ（振幅）の両方を、同程度に抑えることができる。
しかし、特許文献１の画像濃度抑制制御では、図１３（ａ）に示したように、中間調よりも画像濃度が低い低濃度画像の残留画像濃度周期変動については、高濃度画像の残留画像周期変動に対して、位相が反転していた。このように、低濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の残留画像濃度周期変動の位相に対して反転した状態で、位相合わせ制御によって、所定の画像濃度（例えば、中間調：画像濃度４０％）の各作像ユニットの残留画像濃度周期変動の位相を一致させたとき、低濃度画像同士、高濃度画像同士の重ね合わせでは、色合いの周期的な変化が抑制されるが、低濃度画像と高濃度画像との重ね合わせでは、色合いの周期的な変化が悪化する。
これは、低濃度画像同士、高濃度画像同士の重ね合わせでは、一方の画像の画像濃度周期変動と他方の画像の画像濃度周期変動の位相が一致しているため、一方の画像と他方の画像との画像濃度差の周期変動が小さく抑えられ、色合いの周期的な変化が抑制される。しかし、低濃度画像と高濃度画像との重ね合わせは、一方の画像の画像濃度周期変動に対し、他方の画像の画像濃度周期変動の位相が反転している。そのため、一方の画像と他方の画像との画像濃度差の周期的な変動が大きくなり、この画像濃度差の周期変動が、画像の色合いの周期的な変化として現れてしまうのである。
そこで、態様１では、画像濃度抑制制御において、低濃度画像の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないように作像条件の周期変動を調整する。例えば、作像条件として高濃度画像に対して感度の高い現像バイアスを周期変動させて、高濃度画像の画像周期変動を抑えつつ、低濃度画の画像濃度周期変動について、高濃度画像の画像周期変動の位相と一致するように作像条件として低濃度画像に対して感度の高い帯電バイアスを周期変動させる。これにより、位相合わせ制御により画像濃度抑制制御で補正しきれずに残った残留画像濃度周期変動の位相を合わせたときに、低濃度画像と高濃度画像とを重ね合わせた画像の色合いの周期的な変化を抑制できる。

（態様２）
態様１において、画像濃度抑制制御実施後に、低画像部の画像濃度周期変動の位相が、高画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しているか否かを確認し、位相が反転している場合は、作像条件の周期変動を再調整する。
これによれば、図１４を用いて説明したしたように、各作像ユニットについて画像濃度抑制制御後の低濃度画像部の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないようにできる。

（態様３）
態様２において、位相が反転していない場合は、作像条件の周期変動の調整を終了する。

（態様４）
態様１乃至３いずれかにおいて、制御部５００などの画像濃度抑制手段は、作像条件として、制御部５００などの画像濃度周期変動取得手段が取得した画像濃度周期変動に基づいて、帯電ローラなどの帯電部材に印加する帯電バイアスを周期変動させて画像濃度周期変動を抑制するものであり、制御部５００などの調整手段は、周期変動させる帯電バイアスの振幅を増加させる。
これによれば、図１３を用いて説明したように、高濃度画像の画像濃度周期変動に対して位相が反転していた低濃度画像の画像濃度周期変動の位相を反転させて、高濃度画像の画像濃度周期変動の位相に一致させることができる。

（態様５）
態様４において、制御部５００などの画像濃度抑制手段は、制御部５００などの画像濃度周期変動取得手段により取得した高濃度画像の画像濃度周期変動に基づいて、現像ローラ６１ａなどの現像剤担持体に印加する現像バイアスを周期変動させ、かつ、現像バイアスを周期変動させて作像した中間濃度画像の画像濃度周期変動に基づいて帯電バイアスを周期変動させて画像濃度周期変動を抑制する。
これによれば、実施形態で説明したように、画像濃度の周期変動を良好に抑制することができる。

１ ：画像形成装置
１８ ：作像ユニット
２１ ：露光装置
４０ ：感光体
６０ ：帯電装置
６１ ：現像装置
６１ａ ：現像ローラ
７０ ：電位センサ
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

特開２０２１－１８２１２４号公報

Claims (5)

1. 像担持体、前記像担持体を一様帯電する帯電部材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、各作像ユニットについて、作像条件を周期変動させて前記画像濃度周期変動を抑制する画像濃度抑制制御を実施する画像濃度抑制手段と、
   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位相合わせ制御を実施する位相制御手段と、
   各作像ユニットについて前記画像濃度抑制制御後の低濃度画像部の画像濃度周期変動の位相が、高濃度画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しないように、前記作像条件の周期変動を調整する調整手段とを有す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、
   前記画像濃度抑制制御後に、低画像部の画像濃度周期変動の位相が、高画像部の画像濃度周期変動の位相に対して反転しているか否かを確認し、前記位相が反転している場合は、前記作像条件の周期変動を再調整す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、
   前記位相が反転していない場合は、前記作像条件の周期変動の調整を終了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、
   前記画像濃度抑制手段は、前記作像条件として、前記画像濃度周期変動取得手段が取得した前記画像濃度周期変動に基づいて、前記帯電部材に印加する帯電バイアスを周期変動させて画像濃度周期変動を抑制するものであり、
   前記調整手段は、周期変動させる前記帯電バイアスの振幅を増加させ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、
   前記画像濃度抑制手段は、前記画像濃度周期変動取得手段により取得した高濃度画像の画像濃度周期変動に基づいて、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを周期変動させ、かつ、前記現像バイアスを周期変動させて作像した中間濃度画像の画像濃度周期変動に基づいて前記帯電バイアスを周期変動させて画像濃度周期変動を抑制することを特徴とする画像形成装置。

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