JP4338128B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いたデジタル式の画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。

従来から、デジタル式の画像形成装置において、画像品質を良好に保つために、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体上における作像条件が、光センサや電位センサの検出結果に基いて調整されている（例えば、特許文献１参照。）。

具体的には、まず、像担持体上に複数のパッチパターン（静電潜像の概矩形パターンである。）を形成する。そして、各パッチパターンの潜像電位を、電位センサで測定する。さらに、各パッチパターンを現像した後に、パッチパターン上のトナー付着量（現像量）を反射型光センサで測定する。
そして、電位センサで検出した潜像電位と、光センサで検出したトナー付着量とから、最大トナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求める。そして、求めた現像ポテンシャルに基づいて、作像条件（帯電電位、潜像形成のための書込み光量、現像バイアス等である。）を調整する。
これによって、経時や環境変動等による画像濃度（ＩＤ）の変動が抑止される。

特開平９−７３２２１号公報（第２頁、第３図）

上述した従来の画像形成装置は、画像濃度の変動は抑止されるものの、画像の粒状性の変動を抑止することができなかった。

ここで、粒状性とは、画像のざらつきであって、滑らかな画像が要求されるカラー画像形成装置においては特に重視される画像特性である。
また、粒状性は、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体に形成されるトナー像におけるドットのバラツキが大きいときに発生する。このドットのばらつきは、ドットがくずれたり、ドットの並びが不均一になることで生じる。

そして、これらの現象は、作像プロセスに係わる部品（感光体ドラム等である。）の劣化にともない顕在化してくる。すなわち、画像形成装置が新品のときにはドットのバラツキは小さくて、画像形成装置の作像プロセスに係わる部品が劣化してくるとドットのバラツキが大きくなって画像の粒状性が悪化する。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、経時においても粒状性の劣化の少ない、高品質の画像を形成できる画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成方法は、像担持体上に複数のドットからなるドットパターンを作像する作像工程と、前記ドットパターンの一部又は全部を撮像する撮像工程と、前記撮像工程にて撮像したドットパターンに基づいて、前記ドットのくずれを判定する判定工程と、前記判定工程の判定結果に基づいて、前記像担持体上の作像条件を調整する調整工程と、を備え、前記ドットパターンは、同一形状のドットがそれぞれ等間隔に整列するように形成されたものであり、前記判定工程は、前記撮像したドットパターンにおける複数のドットを個々に分割するメッシュ領域を形成して、その分割したメッシュ領域を切り出して判定パターンとして、該判定パターンにおけるドットのくずれを判定する工程であり、前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、ドットの周囲長をＬとして、ドットの凹凸周囲長をＬａとして、前記作像工程時に形成される潜像に係わる入力ドットにおけるドット画像数をＧ１として、前記判定パターンに係わるドットにおけるドット画素数をＧ２として、補正係数をＡとしたときに、
Ａ×（Ｌ／Ｌａ）＋（Ｇ２／Ｇ１）
で求まる値を比較するものである。

また、請求項２記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１記載の発明において、前記ドットパターンにおける各ドットは、それぞれ十字状に形成されたものであり、前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、前記十字状に形成されたドットの主走査方向のドット径と副走査方向のドット径とを算出して、それらの値を比較するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１に記載の発明において、前記ドットパターンにおける各ドットは、それぞれ渦状に形成されたものであり、前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、前記渦状に形成されたドットの周囲長を算出して、その値を比較するものである。

また、請求項４記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記判定パターンは、前記像担持体上の地肌部と前記ドットとの濃度差を２値化したものである。

また、請求項５記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記撮像したドットパターンにおける複数のドットについての整列の均一性を判定する第２判定工程をさらに備えたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項５に記載の発明において、前記第２判定工程は、前記撮像したドットパターンの一部又は全部を切り出して第２判定パターンとし、該第２判定パターンにおける各ドットの重心位置のピッチを算出して、その値を比較するものである。

また、請求項７記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項６に記載の発明において、前記第２判定パターンは、前記像担持体上の地肌部と前記ドットとの濃度差を２値化したものである。

また、請求項８記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項５〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記第２判定工程は、前記調整工程の後におこなわれ、前記第２判定工程後にその判定結果に基づいて前記像担持体上の作像条件をさらに調整する第２調整工程を備えたものである。

また、この発明の請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成方法に基づいて画像形成をおこなうものである。

本発明は、像担持体上におけるドットのくずれや整列均一性を判定してその判定結果に基いて作像条件を調整しているので、経時において画像濃度を良好に維持するとともに、粒状性の劣化の少ない、高品質の画像を形成できる画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図７にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。

図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する露光部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した設置位置に交換可能に設置されるプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収納された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３は感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像部、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部、２７は各色のトナー像が重ねて転写される像担持体としての中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、３０は４色のトナー像が重ねて転写された被転写材Ｐを搬送する転写ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの現像部２３に各色のトナーを供給するトナー供給部、４６は中間転写ベルト２７に対向するＣＣＤカメラ等の撮像素子、６１は転写紙等の被転写材Ｐが収納される給紙部、６６は被転写材Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、１２０は載置された原稿を光学的に読み取るスキャナを示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫには、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、現像部２３、クリーニング部２５が、一体的に保持されている。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上で、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。

一方、スキャナ１２０の原稿載置部にカラー原稿が載置されると、不図示の読取部にて原稿の画像情報が光学的に読み取られる。すなわち、原稿に対して照明光源の走査をおこない、不図示のカラーＣＣＤに原稿像を結像する。そして、原稿像、すなわち原稿に対する光照射の反射光を、カラーＣＣＤで光電変換してＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成する。これらの画像信号は、露光部２に送信される。その後、露光部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分のレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面右側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分の静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面右から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分の静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面右から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面右から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、さらに回転して、現像部２３との対向位置に達する。そして、現像部２３から感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、順次転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、被転写材Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーのトナー像が２次転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング部の位置に達する。このとき、中間転写ベルトクリーニング部は中間転写ベルト２７に当接する位置に移動している。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の被転写材Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、被転写材Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した被転写材Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された被転写材Ｐは、転写ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の被転写材Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図７にて、本発明に係わる画像形成方法（作像工程、撮像工程、判定工程、調整工程）について説明する。なお、ここでおこなわれる一連の工程は、上述の画像形成プロセスとは別のタイミングでおこなわれるものである。
図２は、画像形成装置本体１の要部（プロセスカートリッジの周辺部である。）を示す構成図である。なお、装置本体１に設置される４つのプロセスカートリッジは、収納されるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を除して図示する。

同図に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、現像部２３と、クリーニング部２５とが、ケース２６内に一体的に収納されている。また、現像部２３は、現像ローラ２３ａ、撹拌ローラ２３ｂ、２３ｃ、ドクターブレード２３ｄ等で構成され、その内部にはキャリアＣとトナーＴとからなる現像剤が収納されている。また、クリーニング部２５は、クリーニングブレード２５ａ、クリーニングローラ２５ｂ等で構成されている。
そして、装置本体１には、プロセスカートリッジ２０の感光体ドラム２１に対向するように、光センサ４１やＣＣＤカメラ等の撮像素子４５が設置されている。

そして、上述のように構成された画像形成装置において、まず、同一形状の複数のドットが主走査方向及び副走査方向に等間隔に整列したドットパターンが、感光体ドラム２１上に作像される（作像工程である。）。ここで、作像工程は、先に図１で説明した、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスとほぼ同じ工程である。

詳しくは、現像ローラ２３ａは、図中の矢印方向に回転している。現像部２３内のトナーＴは、図中の反時計方向に回転する撹拌ローラ２３ｂ、２３ｃによって、トナー供給部３２から供給されたトナーＴとともに、キャリアＣと混合される。そして、摩擦帯電したトナーＴは、一方の撹拌ローラ２３ｂによって、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に供給される。
なお、トナーボトル３３内のトナーＴは、現像部２３内のトナーＴの消費にともない、現像部２３内に適宜に供給されるものである。現像部２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向する光センサ４１によって間接的に検出される。

その後、現像ローラ２３ａに担持されたトナーＴは、ドクターブレード２３ｄの位置を通過した後に、感光体ドラム２１との対向位置に達する。そして、その対向位置で、トナーＴは、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像（ドットパターン）に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された領域の表面電位と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差によって形成される電界によって、トナーＴが感光体ドラム２１表面に付着する。

ここで、露光部２によって感光体ドラム２１上に形成される潜像は、原稿に基くものではなく、制御部１００に保持された画像データに基くものである。
また、感光体ドラム２１上に形成される潜像に係わる各ドットＤは、図３（Ａ）に示すように、正方形であって、複数の画素Ｇからなる。なお、本実施の形態１では、ドットパターンに係わる各ドットＤの形状を正方形としたが、その他の形状とすることもできる。例えば、ドットＤの形状を図２（Ｂ）に示すような菱形とすることもできる。

そして、図４に示すように、上述の現像工程後に、複数のドットＤが整列してなるドットパターンＤＰ（可視像である。）が、感光体ドラム２１上に形成される。こうして、作像工程が終了する。本実施の形態１では、ドットパターンＤＰの解像度が６００ｄｐｉとなっている。
次に、撮像素子４５による撮像工程がおこなわれる。
すなわち、図２に示す撮像素子４５によって、感光体ドラム２１上に形成されたドットパターンＤＰの一部又は全部が撮像される。撮像されたドットパターンＤＰのデータは、制御部１００に送信される。なお、撮像素子４５は、ドットパターンＤＰの解像度に合わせて、６００ｄｐｉにてドットパターンＤＰを撮像する。

次に、撮像工程にて撮像されたドットパターンに基づいて、制御部１００にて各ドットＤのくずれ（変形の度合い）が判定される（判定工程である。）。
判定工程は、次にようにおこなわれる。
まず、撮像工程にて撮像されたドットパターンＤＰにおいて、複数のドットＤを個々に分割するメッシュ領域Ｍが形成される。すなわち、図４に示すように、複数のドットＤ（厳密には、潜像に係わる入力ドットである。）を１つ１つ均等に区分する等面積のメッシュ領域Ｍ（図中の破線部である。）が形成される。そして、複数に分割されたメッシュ領域Ｍを切り出して、それを判定パターンＨＰ（判定の対象となるパターンである。）とする。
なお、切り出される判定パターンＨＰは、１つに限定されずに、複数にすることができる。そして、複数の判定パターンＨＰについてドットＤのくずれを判定してそれらを比較することで、ドットパターンＤＰにおけるドットＤのくずれを全体的に把握することができる。

ここで、判定パターンＨＰは、感光体ドラム２１上の地肌部（トナーが付着しない領域である。）と、ドットＤ（トナーが付着した領域である。）との、濃度差を２値化したものである。詳しくは、トナーの付着部を特定するために、地肌部とドットとの濃度差の中央値（最大濃度値と最小濃度値との平均値である。）を閾値として２値化をおこなう。すなわち、中央値よりも小さな値の部分は地肌部と認識し、中央値よりも大きな値の部分はドット（トナー付着部）と認識する。
この２値化は、判定パターンＨＰを切り出した後におこなうこともできるし、判定パターンＨＰを切り出す前におこなうこともできる。

その後、ドットパターンＤＰから切り出した判定パターンＨＰについて、ドットＤの形状係数が算出される。
ドットＤの形状係数は、ドットＤの周囲長をＬとして、ドットＤの面積をＳとしたときに、
Ｌ²／（４π×Ｓ）
で求まる値である。そして、この値（形状係数）を比較して、ドットＤのくずれを判定する。

すなわち、図５に示す潜像に係わるドットＤ（入力ドットであって、くずれのない理想のドット形状である。）の形状係数と、図６に示す実際に判定パターンから求められた形状係数とが比較されて、ドットＤのくずれ（変形の度合い）が判定される。そして、比較した結果、双方の値が近似している場合には、ドットのくずれが小さいと判定される。これに対して、双方の値が大きく異なる場合には、ドットのくずれが大きいと判定される。
なお、実際に求めた形状係数は、図５の形状係数と比較せずに、予め定めた値と比較することもできる。さらには、複数のドットＤについて形状係数を求めて、それらを比較することで全体的なドットのくずれを把握することもできる、

ここで、図６において、破線（視認を容易とするためにドットＤ外周から離して図示している。）の長さがドットＤの周囲長Ｌとなり、斜線で示す領域の面積がドットの面積Ｓとなる。
また、上式で求まる形状係数は、１に近づくほど真円に近く、１から遠ざかるほど複雑な形状になる。
こうして、判定工程が終了する。

次に、判定工程にて求められた判定結果に基づいて、図２の感光体ドラム２１上の作像条件が調整される（調整工程である。）。
詳しくは、調整工程は、ドットＤのくずれを補正するためのものである。具体的には、図２を参照して、制御部１００によって、帯電電圧供給部１３０、現像バイアス供給部１４０、露光部２が調整制御される。

ここで、帯電電圧供給部１３０は、帯電部２２に供給する電圧を可変制御する電源であって、これによって感光体ドラム２１上の帯電電位が調整される。また、現像バイアス供給部１４０は、現像部２３の現像ローラ２３ａに供給する現像バイアスを可変制御する電源である。また、露光部２の制御は、レーザ光Ｌの光量（書込み光量）やビームスポット径の調整であって、これによって感光体ドラム２１上に形成される潜像が調整される。
このように、帯電電圧供給部１３０、現像バイアス供給部１４０、露光部２が調整制御されることで、感光体ドラム２１上の作像条件（潜像の形態、現像量等である。）が最適に調整される。これによって、感光体ドラム２１等の作像部材の劣化にともなうドットくずれが生じた場合であっても、粒状性の良好な出力画像を形成することができる。

図７にて、本実施の形態１における効果を示す実験結果について説明する。
図７において、横軸は画像の出力枚数（コピー枚数）を示し、横軸の右方向が出力枚数の多くなる方向である。また、縦軸は画像の粒状性を示し、縦軸の上方向が粒状性の悪化する方向である。そして、折線Ｊ１は本実施の形態１の画像形成方法によって形成した画像の粒状性変動を示す。これに対して、折線Ｊ２は本実施の形態１の画像形成方法（上述の作像工程、撮像工程、判定工程、調整工程である。）をおこなわずに形成した画像の粒状性変動を示す。

ここで、図７に係わる実験は、評価用原稿を用いて画像形成をおこない、出力画像の明度が４０〜８０となる領域（視覚的に粒状性の変動を認識しやすい領域である。）について、画像評価をおこなったものである。
図７にて、本実施の形態１における粒状性に対する効果が確認できる。

また、本実施の形態１では、上述の感光体ドラム２１上でのドットＤのくずれとは別に、像担持体としての中間転写ベルト２７上でのドットＤのくずれも判定している。すなわち中間転写ベルト２７上に、図１で説明した作像プロセス及び第１転写工程を経て、図４のドットパターンＤＰを作像する。その後、中間転写ベルト２７に対向する撮像素子４６で、ドットパターンＤＰを撮像する。その後、上述の感光体ドラム２１の場合と同様に、判定工程、調整工程をおこなうことになる。なお、ここでの調整工程は、上述の作像条件の調整に加えて、第１転写バイアスローラ２４に印加される電圧等の作像条件の調整もおこなうことができる。

なお、本実施の形態１では、４つの感光体ドラム２１にそれぞれ対向する撮像素子４５と、中間転写ベルト２７に対向する撮像素子４６とによって、それぞれ、ドットパターンＤＰの撮像をおこない、その後に判定工程及び調整工程をおこなった。これに対して、４つの感光体ドラム２１にそれぞれ対向する撮像素子４５と、中間転写ベルト２７に対向する撮像素子４６と、のうちいずれか一方のみを用いて、ドットパターンの撮像をおこなって、その後にそれに基づいた判定工程及び調整工程をおこなうこともできる。その場合であっても、本実施の形態１と同等の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１の画像形成装置は、上述の作像工程をおこなう作像手段（感光体ドラム２１、帯電部２２、露光部２、現像部２３、中間転写ベルト２７、第１転写バイアスローラ２４等）と、撮像工程をおこなう撮像手段（撮像素子４５、４６）と、判定工程をおこなう判定手段（制御部１００）と、調整工程をおこなう調整手段（帯電電圧供給部１３０、現像バイアス供給部１４０、露光部２等）とを備えるものである。

実施の形態２．
図８にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図８は、実施の形態２における判定パターンを示す概略図であり、前記実施の形態１の図６に相当する図である。本実施の形態２の画像形成方法は、判定工程におけるドットＤのくずれの判定方法が、前記実施の形態１のものと相違する。

まず、前記実施の形態１と同様に、感光体ドラム２１上に図４に示すドットパターンＤＰが形成される。そして、撮像素子４５によって、ドットパターンＤＰが撮像される。
次に、撮像工程にて撮像されたドットパターンに基づいて、制御部１００にて各ドットＤのくずれが判定される。
本実施の形態２における判定工程は、次にようにおこなわれる。
まず、前記実施の形態１と同様に、撮像工程にて撮像されたドットパターンＤＰにおいて、複数のドットＤを個々に分割するメッシュ領域Ｍが形成される。そして、複数に分割されたメッシュ領域Ｍを切り出して、それを判定パターンＨＰ（認識対象パターン）とする。ここで、判定パターンＨＰは、前記実施の形態１と同様に、感光体ドラム２１上の地肌部とドットＤとの濃度差を２値化したものである。

その後、ドットパターンＤＰから切り出した判定パターンＨＰについて、ドットＤの形状値が算出される。
ドットＤの形状値は、ドットＤの周囲長をＬとして、ドットＤの凹凸周囲長をＬａとして、作像工程時に形成される潜像に係わる入力ドット（図５に示すものである。）におけるドット画像数をＧ１として、判定パターンＨＰに係わるドットＤ（図８のものである。）におけるドット画素数をＧ２として、補正係数をＡとしたときに、
Ａ×（Ｌ／Ｌａ）＋（Ｇ２／Ｇ１）
で求まる値である。そして、この値（形状値）を比較して、ドットＤのくずれを判定する。

すなわち、図８に示す判定パターンＨＰにおけるドットＤの形状値が複数比較されて、ドットＤのくずれが判定される。そして、比較した結果、それらの値が近似している場合には、ドット形状が均一でドットのくずれが小さいと判定される。これに対して、それらの値が大きく異なる場合には、ドット形状が不均一でドットのくずれが大きいと判定される。

ここで、図８において、破線（視認を容易とするためにドットＤ外周から離して図示している。）の長さがドットＤの凹凸周囲長Ｌａとなる。凹凸周囲長Ｌａは、図８に示すように、ドットＤを鈍角のみを用いた折線にて囲んだ外周に係わる周囲長である。また、ドットＤの周囲長Ｌは、前記実施の形態１の図６と同様に、ドットＤの外周長さそのものになる。したがって、上式の第１項（Ｌ／Ｌａ）は、ドットＤにおけるエッジの乱れの程度を算出している。

また、図８において斜線で示す小領域の数が判定パターンＨＰのドット画素数Ｇ２となる。そして、図５において斜線で示す小領域の数が入力ドットのドット画像数Ｇ１となる。したがって、上式の第２項（Ｇ２／Ｇ１）は、潜像に係わる入力ドットから判定パターンＨＰに係わる出力ドットへの、面積変動の程度を算出している。

そして、ドットＤにおけるエッジの乱れの程度と面積変動の程度とを、補正して加算することで、ドットＤのくずれが算出される。
こうして、判定工程が終了する。
最後に、判定工程にて求められた判定結果に基づいて、前記実施の形態１と同様に、感光体ドラム２１上の作像条件が調整される。ドット形状が均一であれば粒状性は良好となるので、例えば、上式により求めた形状値が所定値に達しているか否かで作像条件の調整の要否を判断することができる。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、ドットＤのみだれを検出して、その程度に応じて感光体ドラム２１上の作像条件（潜像の形態、現像量等である。）が最適に調整されるので、経時においても粒状性の良好な出力画像を形成することができる。

実施の形態３．
図９及び図１０にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図９は、実施の形態３における入力ドットを示す概略図であり、前記実施の形態１の図５に相当する図である。また、図１０は、実施の形態３におけるドットパターン及び判定パターンを示す概略図であり、前記実施の形態１の図４及び図６に相当する図である。
本実施の形態３の画像形成方法は、作像工程におけるドットＤ形状と、判定工程における判定方法とが、前記実施の形態１のものと相違する。

まず、図９に示す渦状ドットＤ１（渦状に形成したドットである。）を等間隔に複数整列させてなるドットパターンＤＰ（図１０のものである。）が、感光体ドラム２１上に形成される。そして、撮像素子４５によって、図１０に示すドットパターンＤＰが撮像される。
次に、撮像工程にて撮像されたドットパターンに基づいて、制御部１００にて各ドットＤ１のくずれが判定される。

本実施の形態３における判定工程は、次にようにおこなわれる。
まず、前記実施の形態１と同様に、撮像工程にて撮像されたドットパターンＤＰにおいて、複数の渦状ドットＤ１を個々に分割するメッシュ領域Ｍが形成される。そして、複数に分割されたメッシュ領域Ｍを切り出して、それを判定パターンＨＰとする。ここで、本実施の形態３では、図１０に示すように４つのメッシュ領域Ｍを同時に切り出して判定パターンＨＰとしている。

その後、ドットパターンＤＰから切り出した判定パターンＨＰについて、渦状ドットＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃの周囲長がそれぞれ算出される。そして、この値を比較して、渦状ドットＤ１のくずれを判定する。
すなわち、図１０に示す判定パターンＨＰにおける渦状ドットＤ１の周囲長が複数比較されて、渦状ドットＤ１のくずれが判定される。そして、比較した結果、それらの値が近似している場合には、ドット形状が均一でドットのくずれが小さいと判定される。これに対して、それらの値が大きく異なる場合には、ドット形状が不均一でドットのくずれが大きいと判定される。

ここで、図１０において、形状の乱れのない渦状ドットＤ１ａの周囲長に対して、トナー付着の欠落部（１画素分である。）のある渦状ドットＤ１ｃの周囲長は著しく小さくなる。同様に、形状の乱れのない渦状ドットＤ１ａの周囲長に対して、トナー付着の過剰部（１画素分である。）のある渦状ドットＤ１ｂの周囲長も著しく小さくなる。
このように、ドット形状を渦状にすることで、ドットＤ１に僅かなトナー付着の過不足が生じても、その周囲長は大きく変動することになる。したがって、本実施の形態３の構成によれば、ドットのくずれを感度よく判定することができる。

最後に、判定工程にて求められた判定結果に基づいて、前記実施の形態１と同様に、感光体ドラム２１上の作像条件が調整される。
以上説明したように、本実施の形態３においても、前記各実施の形態と同様に、ドットＤ１のみだれを検出して、その程度に応じて感光体ドラム２１上の作像条件が最適に調整されるので、経時においても粒状性の良好な出力画像を形成することができる。

実施の形態４．
図１１及び図１２にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態４における入力ドットを示す概略図であり、前記実施の形態３の図９に相当する図である。また、図１２は、実施の形態４におけるドットパターン及び判定パターンを示す概略図であり、前記実施の形態３の図１０に相当する図である。
本実施の形態４の画像形成方法は、作像工程におけるドットＤ形状と、判定工程における判定方法とが、前記実施の形態３のものと相違する。

まず、図１１に示す十字状ドットＤ２（十字状に形成したドットである。）を等間隔に複数整列させてなるドットパターンＤＰ（図１２のものである。）が、感光体ドラム２１上に形成される。そして、撮像素子４５によって、図１２に示すドットパターンＤＰが撮像される。
次に、撮像工程にて撮像されたドットパターンに基づいて、制御部１００にて各ドットＤ２のくずれが判定される。

本実施の形態４における判定工程は、次にようにおこなわれる。
まず、前記実施の形態３と同様に、撮像工程にて撮像されたドットパターンＤＰにおいて、複数の十字状ドットＤ２を個々に分割するメッシュ領域Ｍが形成される。そして、複数に分割されたメッシュ領域Ｍを切り出して、それを判定パターンＨＰとする。ここで、本実施の形態４では、前記実施の形態３と同様に、図１２に示すように４つのメッシュ領域Ｍを同時に切り出して判定パターンＨＰとしている。

その後、ドットパターンＤＰから切り出した判定パターンＨＰについて、十字状ドットＤ２の主走査方向のドット径Ｋ１と副走査方向のドット径Ｋ２とがそれぞれ算出される。そして、それらの値を比較して、十字状ドットＤ２のくずれを判定する。
すなわち、図１２に示す判定パターンＨＰにおける十字状ドットＤ２の縦横のドット径Ｋ１、Ｋ２が複数比較されて、十字状ドットＤ２のくずれが判定される。そして、比較した結果、それらの値が近似している場合には、ドット形状が均一でドットのくずれが小さいと判定される。これに対して、それらの値が大きく異なる場合には、ドット形状が不均一でドットのくずれが大きいと判定される。

ここで、十字状ドットＤ２は、中央部から先端部にかけて次第に画素数が減少するように形成したドットである。そして、このように形成した十字状ドットＤ２は、図１２に示すように、ドット劣化にともない先端部にてトナーの欠落が生じ易くなる。
このように、ドット形状を十字状にすることで、ドットＤ２が劣化した場合にそのドット径Ｋ１、Ｋ２は大きく変動することになる。したがって、本実施の形態４の構成によれば、ドットのくずれを感度よく判定することができる。

最後に、判定工程にて求められた判定結果に基づいて、前記実施の形態３と同様に、感光体ドラム２１上の作像条件が調整される。
以上説明したように、本実施の形態４においても、前記各実施の形態と同様に、ドットＤ２のみだれを検出して、その程度に応じて感光体ドラム２１上の作像条件が最適に調整されるので、経時においても粒状性の良好な出力画像を形成することができる。

実施の形態５．
図１３にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１３は、実施の形態５におけるドットパターン及び第２判定パターンを示す概略図である。なお、本実施の形態５における入力ドットは、図５に示すものと同等である。
本実施の形態５の画像形成方法は、ドットくずれに対する判定・補正に加えてドットの整列均一性に対する判定・補正をおこなう点が、前記各実施の形態のものと相違する。

まず、前記各実施の形態のいずれかにておこなった作像工程、撮像工程、判定工程、調整工程がおこなわれる。すなわち、ドットＤのくずれが判定されて、その補正がおこなわれる。
次に、ドットＤを等間隔に複数整列させてなるドットパターンＤＰ（図１３のものである。）が、再び感光体ドラム２１上に形成される。そして、撮像素子４５によって、図１３に示すドットパターンＤＰが撮像される。

次に、撮像工程にて撮像されたドットパターンに基づいて、制御部１００にてドットＤの整列均一性（並びの乱れ）が判定される（第２判定工程である。）。
第２判定工程は、次にようにおこなわれる。
まず、前記各実施の形態における判定工程と同様に、撮像工程にて撮像されたドットパターンＤＰにおいて、ドットＤを個々に分割するメッシュ領域Ｍが形成される。そして、主走査方向及び副走査方向に隣接する４つのメッシュ領域Ｍを１組として切り出して、それを２値化した第２判定パターンＨＰ２とする。

その後、ドットパターンＤＰから切り出した第２判定パターンＨＰ２について、各ドットＤの重心位置ＧのピッチＨ１、Ｈ２が算出される。そして、その値を比較して、ドットＤの整列均一性を判定する。
すなわち、図１３に示す第２判定パターンＨＰ２におけるドットＤの縦横の重心間ピッチＨ１、Ｈ２が複数比較されて、ドットＤの整列均一性が判定される。そして、比較した結果、それらの値が近似している場合には、ドットの並びが均一であると判定される。これに対して、それらの値が大きく異なる場合には、ドットの並びが不均一であると判定される。

ここで、重心位置ＧのピッチＨ１、Ｈ２は次のように算出される。
まず、図１３に示すように、撮像したドットパターンＤＰの左上に位置する４つのメッシュ領域Ｍを第２判定パターンＨＰ２とする。
そして、第２判定パターンＨＰ２における上端の重心間ピッチＨ１を主走査方向（Ｘ方向）の基準ピッチとする。同様に、第２判定パターンＨＰ２における左端の重心間ピッチＨ２を副走査方向（Ｙ方向）の基準ピッチとする。そして、これらの基準ピッチＨ１、Ｈ２と、その他の第２判定パターンＨＰ２における重心間ピッチとを比較して、全体的なドットＤの整列均一性を判定する。

なお、各ドットＤの重心Ｇの座標Ｇ（Ｘ、Ｙ）は、次式で求まる。
Ｇ（Ｘ、Ｙ）＝（ドットＤのＸ１次Ｙ０次のモーメント／ドットＤの総画素数、ドットＤのＸ０次Ｙ１次のモーメント／ドットＤの総画素数）
さらに、座標（ｉ、ｊ）における画像ｆ（ｉ、ｊ）の（ｐ、ｑ）次のモーメントは、ΣｘΣｙ・ｉ^p・ｊ^p・ｆ（ｉ、ｊ）で求まる。

最後に、第２判定工程にて求められた判定結果に基づいて、感光体ドラム２１上の作像条件が再び調整される（第２調整工程である。）。ドットＤの並びが均一であれば粒状性は良好となるので、例えば、整列均一性が所定範囲に達しているか否かで作像条件の調整の要否を判断することができる。

以上説明したように、本実施の形態５においては、ドットＤのくずれに対する判定・補正に加えて、ドットＤの整列均一性に対する判定をして、その程度に応じて感光体ドラム２１上の作像条件が最適に調整されるので、経時においても粒状性の良好な出力画像を形成することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置の要部を示す構成図である。 ドットと画素との関係を示す概略図である。 図１の画像形成装置における感光体ドラム上に形成されるドットパターンを示す概略図である。 作像工程時に形成される潜像に係わる入力ドットを示す概略図である。 図４のドットパターンから切り出した判定パターンを示す概略図である。 本実施の形態１における、粒状性に対する効果を示すグラフである。 この発明の実施の形態２におけるドットパターンから切り出した判定パターンを示す概略図である。 この発明の実施の形態３における渦状ドットを示す概略図である。 図９の渦状ドットに係わるドットパターン及び判定パターンを示す概略図である。 この発明の実施の形態４における十字状ドットを示す概略図である。 図１１の十字状ドットに係わるドットパターン及び判定パターンを示す概略図である。 この発明の実施の形態５におけるドットパターン及び第２判定パターンを示す概略図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、 ２ 露光部、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、 ２２ 帯電部、
２３ 現像部、 ２４ 転写バイアスローラ、 ２５ クリーニング部、
２７ 中間転写ベルト、 ２８ 第２転写バイアスローラ、 ３０ 転写ベルト、
３２、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫ トナー供給部、
３３ トナーボトル、 ４１ 光センサ、 ４５、４６ 撮像素子、
６１ 給紙部、 ６６ 定着部、 １００ 制御部、
１３０ 帯電電圧供給部、 １４０ 現像バイアス供給部、
ＤＰ ドットパターン、 ＨＰ 判定パターン、 Ｄ ドット、
Ｄ１ 渦状ドット、 Ｄ２ 十字状ドット。

Claims (9)

1. 像担持体上に複数のドットからなるドットパターンを作像する作像工程と、
   前記ドットパターンの一部又は全部を撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程にて撮像したドットパターンに基づいて、前記ドットのくずれを判定する判定工程と、
   前記判定工程の判定結果に基づいて、前記像担持体上の作像条件を調整する調整工程と、
   を備え、
   前記ドットパターンは、同一形状のドットがそれぞれ等間隔に整列するように形成されたものであり、
   前記判定工程は、前記撮像したドットパターンにおける複数のドットを個々に分割するメッシュ領域を形成して、その分割したメッシュ領域を切り出して判定パターンとして、該判定パターンにおけるドットのくずれを判定する工程であり、
   前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、ドットの周囲長をＬとして、ドットの凹凸周囲長をＬａとして、前記作像工程時に形成される潜像に係わる入力ドットにおけるドット画像数をＧ１として、前記判定パターンに係わるドットにおけるドット画素数をＧ２として、補正係数をＡとしたときに、
   Ａ×（Ｌ／Ｌａ）＋（Ｇ２／Ｇ１）
   で求まる値を比較するものであることを特徴とする画像形成方法。
2. 前記ドットパターンにおける各ドットは、それぞれ十字状に形成されたものであり、
   前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、前記十字状に形成されたドットの主走査方向のドット径と副走査方向のドット径とを算出して、それらの値を比較するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記ドットパターンにおける各ドットは、それぞれ渦状に形成されたものであり、
   前記判定パターンにおけるドットのくずれについての判定は、前記渦状に形成されたドットの周囲長を算出して、その値を比較するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
4. 前記判定パターンは、前記像担持体上の地肌部と前記ドットとの濃度差を２値化したものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成方法。
5. 前記撮像したドットパターンにおける複数のドットについての整列の均一性を判定する第２判定工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成方法。
6. 前記第２判定工程は、前記撮像したドットパターンの一部又は全部を切り出して第２判定パターンとし、該第２判定パターンにおける各ドットの重心位置のピッチを算出して、その値を比較するものであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成方法。
7. 前記第２判定パターンは、前記像担持体上の地肌部と前記ドットとの濃度差を２値化したものであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
8. 前記第２判定工程は、前記調整工程の後におこなわれ、
   前記第２判定工程後にその判定結果に基づいて前記像担持体上の作像条件をさらに調整する第２調整工程を備えたことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の画像形成方法。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成方法に基づいて画像形成をおこなうことを特徴とする画像形成装置。

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