JP5409130B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置に関する。

従来、回転する像担持体（感光ドラム）を帯電部により帯電し露光部により露光することで感光ドラムの表面に静電潜像を形成した後、静電潜像をトナーで現像したトナー画像を記録材に転写することで画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置がある。

電子写真方式の画像形成装置において、感光ドラムにおける電位特性の面内（表面）のムラ（電位ムラ）に起因するトナー画像の濃度ムラを補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の技術では、予め画像形成時に使用する電位における感光ドラムの画像形成時の電位ムラを、電位のデータもしくは濃度のデータとして画像形成装置内に取り込む。その後、感光ドラムを露光部により露光するときに露光強度を調整し、感光ドラムの電位ムラを相殺させる。このときの制御例を以下説明する。

まず、図８に画像形成装置の感光ドラムの電位ムラをグラフに表した例を示す。電位ムラは、感光ドラムを帯電部で帯電する際の帯電がされやすいかどうかにつながる面内ムラと、感光ドラムを露光部で露光する際の一定の露光強度で電位が落ちる量のムラとに起因するものである。図８については実施形態において後述する。

また、図２２に画像形成装置の露光部により感光ドラムの軸方向に走査し感光ドラムの回転と同期して静電潜像を形成する場合の主走査方向の１点における感光ドラムの電位の分布を示す。図示のように感光ドラムに対し画像形成に適する帯電及び露光を行った後の感光ドラムの電位が５０Ｖであるため、一様に帯電及び露光を行った場合の電位特性から、電位が５０Ｖより高いところでは露光強度を上げ、５０Ｖより低いところでは露光強度を下げる。これにより、電位ムラの均一化が行われる。

画像形成装置において、露光部により感光ドラムを露光する際の各走査において上記のような補正を行うことにより、感光ドラムの電位ムラの全体を補正することが可能となる。また、感光ドラムの回転方向すなわち露光部の副走査方向において感光ドラムの電位ムラを露光強度に基づき補正する場合、感光ドラムの回転位相を管理すると共にその回転位相に応じて露光強度を切り替える必要がある。

感光ドラムの回転位相を管理する方法としては公知のホームポジションセンサを用いる方法がある。この方法では次の制御を行う。感光ドラムに静電潜像を形成する作像時に感光ドラムが回転してから回転の安定に必要な一定時間の経過後に、ホームポジションセンサで感光ドラムのホームポジションを検出した後、検出時点からの感光ドラムの位相に応じて副走査方向の露光強度を変化させる。

また、製造工場において感光ドラムを製造する際に、感光ドラムにおける上述した電位ムラを予め測定しておき、測定データを感光ドラムの位相基準位置を起点としたデータとして、感光ドラムが搭載される画像形成装置の記憶部に記憶する方法がある。

一方、微小ドットを元の画像に付加して印刷し、印刷物の複写時にその微小ドットパターンで表現された利用制限に従って利用の可否等を判断する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような元の画像に付加される微小ドットは、その微小ドットが示す情報を安定して複写時に読み取るために、画像面内に一様に再現させることが重要となる。そのため、画像面内における微小ドットの再現性のムラの原因になる画像形成時の感光ドラムの電位ムラを補正することが必要となる。

特開２００５−６６８２７号公報 特開平８−１３０６２６号公報

しかしながら、画像形成装置の感光ドラムのホームポジションが感光ドラムの位相基準位置と一致しない場合、露光強度切り替えのプロファイルが実際の感光ドラムの電位ムラと一致しないため、更に電位ムラが強まる可能性が高い。特に、感光ドラムと該感光ドラムのホームポジションの検出に用いられる部材（フランジ）とが別々の部材である場合、両方の部材をユニット化する際の部材同士の取り付け時の精度が良好でないと、電位ムラが強まる可能性が高い。

そのため、画像形成装置において画像形成を行いながら、感光ドラムと該感光ドラムに取り付けられる部材とにおける適正な取り付け位置を探す場合は、その都度、画像形成装置から感光ドラムを取り外して調整する必要がある。特に、感光ドラムと該感光ドラムに取り付けられる付属部材とから構成されるユニットから感光ドラムを取り外し、感光ドラム単体で部品交換する場合が多いメンテナンス時においては、作業効率の大きな低下を招いていた。

本発明の目的は、像担持体の取り付け精度の不足による電位のムラの補正ミスを、従来のように像担持体の取り外し作業等を行うことなく、比較的短時間で解消することを可能とした画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動される感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体を露光する露光手段と、を備え、前記露光手段によって露光されることによって前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像し、前記感光体上のトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、前記感光体が回転することによって前記感光体の回転方向に移動する前記感光体の基準位置を検出する検出手段と、前記感光体の回転方向における前記基準位置に対する複数の回転角度にそれぞれ対応する複数のアドレスを備え、前記アドレスそれぞれに前記露光手段による露光量を補正するための補正データが格納された記憶手段と、前記検出手段が前記基準位置を検出したときに読み出し開始アドレスを起点として各アドレスから補正データを順次読み出し、読み出した補正データに基づいて前記露光手段による前記露光量を制御する光量制御手段と、前記読み出し開始アドレスを異ならせたテストパターンが互いに異なる記録材上に形成されるように前記画像形成手段を制御し、いずれかのテストパターンに関する情報が操作部に入力されると前記光量制御手段の読み出し開始アドレスをそのテストパターンに対応する読み出し開始アドレスに変更する調整手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、読み出し開始アドレスを異ならせたテストパターンが互いに異なる記録材上に形成されるように画像形成手段を制御し、いずれかのテストパターンに関する情報が操作部に入力されると光量制御手段の読み出し開始アドレスをそのテストパターンに対応する読み出し開始アドレスに変更する。これにより、像担持体の表面の電位のムラを必要に応じて補正する際に、像担持体の取り付け精度の不足による電位のムラの補正ミスを、従来のように像担持体の取り外し作業等を行うことなく、比較的短時間で解消することが可能となる。

本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 画像形成装置の感光ドラムの構成を示す斜視図である。 画像形成装置のＣＰＵを中心とした構成を示すブロック図である。 画像形成装置のＲＯＭのデータマッピングを示す図である。 画像形成装置のＲＡＭのデータマッピングを示す図である。 感光ドラム製造工程における感光ドラムの感度ムラを測定する構成と測定した感度ムラデータを格納する構成を示す図である。 感光ドラムのドラム面の位置と測定した感度ムラデータの関係を示す図である。 感光ドラムの電位特性の面内ムラをグラフに表した例を示す図である。 画像形成装置の画像形成時のレーザスキャナの露光量を決定する処理を示すものであり、（ａ）は、画像形成露光ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）は、感光ドラムＨＰセンサオン割り込みルーチンを示すフローチャートである。 感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグの設置状態とテスト画像の濃度ムラの発生状態を示す図である。 感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートの設定とシェーディングデータずらし量の決定を行うための設定画面を示す図である。 画像形成装置の感光ドラム基準位置補正選択操作処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートの設定とシェーディングデータずらし量の決定を行うための設定画面を示す図である。 画像形成装置の感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートを示す図である。 画像形成装置の感光ドラム基準位置補正選択操作処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 画像形成装置のＣＰＵを中心とした構成を示すブロック図である。 画像形成装置のパッチ濃度検出センサにより濃度検出を行う構成を示す図である。 画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭから読み出すレーザパワー補正値のアドレスずらし量を確定するためのパッチ濃度サンプリングルーチンを示すフローチャートである。 画像形成装置の感光ドラムのパッチ濃度サンプリング結果から各Ｓｏｆｆｓｅｔでのパッチ濃度のばらつきの標準偏差を求めるための標準偏差演算ルーチンを示すフローチャートである。 画像形成装置の感光ドラム基準位置自動補正ルーチンを示すフローチャートである。 画像形成装置の露光部により感光ドラムの軸方向に走査し感光ドラムの回転と同期して静電潜像を形成する場合の主走査方向の１点における感光ドラムの電位の分布を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。

図１において、画像形成装置は、感光ドラム１（像担持体）、帯電部２、露光部３、電位センサ４、現像部５、転写部７、分離部８、クリーニング部９、画像形成前露光部１０、感光ドラムホームポジションセンサ１１、搬送部１２、定着部１３を備えている。画像形成装置は、電子写真方式で画像形成を行うものであり、感光ドラム１、帯電部２、露光部３、現像部５、転写部７、定着部１３等が画像形成部を構成している。

更に、画像形成装置は、本体制御部１０１、画像読取部１０２、画像処理部１０３、操作部１０４、シェーディングデータＲＯＭ１０５、一次電流発生部１０６、レーザ駆動回路１０７を備えている。更に、画像形成装置は、電位制御部１０８、現像バイアス発生部１０９、転写電流発生部１１０、感光ドラム位相管理部１１１、偽造抑制地紋生成部１１２を備えている。

まず、画像形成装置の画像形成系の構成及び動作を説明する。感光ドラム１を囲むように図の時計回りに、帯電部２、露光部３、電位センサ４、現像部５、転写部７、分離部８、感光ドラムホームポジションセンサ（以下感光ドラムＨＰセンサ）１１、クリーニング部９、画像形成前露光部１０が配置されている。感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する際は、感光ドラム１の表面を帯電部２により帯電した後、レーザスキャナ等を備える露光部３により、画像読取部１０２で原稿から読み取った画像データに対応したレーザ光を照射する。

露光部３は、レーザ光を用いた露光を行い、感光ドラム１の回転軸（不図示）に平行な方向にレーザ光を走査し、感光ドラム１の回転に同期して感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。この場合、露光部３において感光ドラム１の回転軸に平行な方向を主走査方向、主走査方向に直交する方向を副走査方向と呼ぶ。また、後述する方法により、感光ドラム１の電位特性の面内ムラを取り除くように露光部３の露光強度を制御することも可能である。電位センサ４は、感光ドラム１の表面の位置に応じた電位を測定する。

現像部５は、トナーを含む現像材が充填された現像容器を備えており、現像動作を行う。現像部５の現像容器内部でトナーが正極の電荷を付与されながら、撹拌部材（不図示）の回転により現像材担持体１５の表面に送られる。感光ドラム１と現像材担持体１５の間には微小な間隔があいており、この両者の間隔で現像が行われる。このとき、現像効率を向上させると共に濃度が高く且つ鮮明なトナー画像を感光ドラム１に形成するために、現像材担持体１５には交流成分を含むバイアス電圧が印加される。

本実施の形態では、正極に帯電する感光ドラム１と正極に帯電するトナーを用い公知の反転現像方式を用いてトナー画像を形成する。この場合、感光ドラム１の表面におけるトナーが付着しない部分の電位は５００Ｖ程度であり、トナーが付着する部分の電位は５０Ｖ程度である。また、現像材担持体１５に印加されるバイアス電圧の直流成分は２５０Ｖ程度となる。

一方、記録材Ｓは、紙搬送用レジストレーション機構６により感光ドラム１近傍の転写位置まで搬送される。転写部７は、コロナ帯電器を用いてトナーの電荷と逆極性の電流すなわちマイナスの電流を放電することで、感光ドラム１上のトナー画像を記録材Ｓに転写させる。記録材Ｓは、トナー画像がのった状態で分離部８により感光ドラム１から分離され、搬送部１２により定着部１３へ搬送される。定着部１３によりトナー画像が記録材Ｓに加熱定着され、排紙機構（不図示）により画像形成装置外部に排出される。

次に、画像形成装置の制御系の機能を説明する。本体制御部１０１は、ＣＰＵ（図３）を備えており、画像形成装置全体の制御を行う。画像読取部１０２は、原稿から画像を読み取る。画像処理部１０３は、読み取った画像データに対する画像処理を行う。操作部１０４は、操作者が画像形成装置に対する各種設定等を行う際に用いる。シェーディングデータＲＯＭ１０５（記憶手段）は、電位センサ４により測定された感光ドラム１の表面の位置に応じた電位データを含む後述の各種データを記憶する。一次電流発生部１０６は、一次電流を発生し帯電部２に供給する。レーザ駆動回路１０７は、露光部３を駆動しレーザ光を感光ドラム１に照射させる。

電位制御部１０８は、電位センサ４を制御すると共に電位センサ４の測定結果を本体制御部１０１に出力する。現像バイアス発生部１０９は、現像バイアス電圧を発生し現像部５に供給する。転写電流発生部１１０は、転写電流を発生し転写部７に供給する。感光ドラムＨＰセンサ１１（検出手段）は、感光ドラム１のホームポジションを検出する。感光ドラム位相管理部１１１は、検出された感光ドラム１のホームポジションに基づき感光ドラム１の回転位相を管理する。偽造抑制地紋生成部１１２は、画像形成装置を用いて複写を行う際の偽造を抑制するための地紋を生成し画像処理部１０３に出力する。

図２は、画像形成装置の感光ドラムの構成を示す斜視図である。

図２において、感光ドラム１は、外周面に基準マーク１ｂが形成された中空円筒状の感光ドラム本体１ａと、感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが形成された円環状のフランジ１ｃとから構成されている。基準マーク１ｂは、感光ドラム１の回転方向における基準位置を表すものである。後述する感光ドラム１の感度ムラは、基準マーク１ｂの位置を起点に測定される。

フランジ１ｃは、フランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂと外周方向で位置が合うように、感光ドラム本体１ａに対して図示の矢印方向に取り付けられる。尚、画像形成装置を設置した後に感光ドラムの交換を行う場合は、画像形成装置の使用により劣化する感光ドラム本体１ａのみを交換する。

図３は、画像形成装置のＣＰＵを中心とした構成を示すブロック図である。

図３において、画像形成装置は、本体制御部１０１に内蔵されたＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１３０、ＲＡＭ１４０、シェーディングデータＲＯＭ１０５、高圧ユニット１６０、モータ１７０、搬送センサ１８０を備えている。尚、図３における図１と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。

ＣＰＵ１２０（調整手段、光量制御手段）は、制御プログラムに基づき後述の各フローチャート（図９、図１２、図１５、図１９、図２０、図２１）に示す処理を実行する。ＲＯＭ１３０には、制御プログラム、データが格納されている。ＲＡＭ１４０には、スタック、制御変数が格納されている。シェーディングデータＲＯＭ１０５には、感光ドラム１の基準マーク１ｂを基準として感光ドラム１を展開した場合（図７参照）の測定箇所ごとの平均電位を示すデータ（感度ムラデータ）が格納されている。感度ムラデータについては図７で詳述する。

高圧ユニット１６０は、電子写真プロセスで記録材にトナー画像を形成するために必要な高圧を発生するものであり、一次電流発生部１０６、現像バイアス発生部１０９、転写電流発生部１１０から構成される。モータ１７０は、感光ドラム１、搬送ローラ等を回転駆動する。搬送センサ１８０は、画像形成装置内の搬送路における記録材の搬送状態を検出する。

図４は、画像形成装置のＲＯＭのデータマッピングを示す図である。

図４において、ＲＯＭ１３０は、制御プログラムを格納した領域１３１、画像形成パラメータのデータテーブルを格納した領域１３２を備えている。

図５は、画像形成装置のＲＡＭのデータマッピングを示す図である。

図５において、ＲＡＭ１４０は、制御変数を格納する領域１４１、プログラム実行に必要なスタック領域１４２、シェーディングデータバッファ領域１４３を備えている。シェーディングデータバッファ領域１４３は、ＣＰＵ１２０によりシェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出した感光ドラム１の複数の感度ムラデータのデータ間を補完して、データの精度を増す計算を行うための領域である。

図６は、感光ドラム製造工程における感光ドラムの感度ムラを測定する構成と測定した感度ムラデータを格納する構成を示す図である。

図６において、製造工程で製造した感光ドラム６０１の感度ムラを測定し、該感光ドラムを搭載する画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭ１０５に感度ムラデータの書き込みを行って格納する様子を示している。製造した感光ドラム６０１は、該感光ドラムを所定速度で回転するための回転装置（不図示）に取り付けられている。帯電装置６０２は、感光ドラム６０１を例えば５００Ｖに帯電することができる。アレイ型電位センサ６０３は、感光ドラム６０１の表面の位置に応じた電位を感光ドラム６０１の幅方向に測定することができる。

アレイ型電位センサ６０３は、感光ドラムＨＰセンサ（不図示）で基準マーク６０６を検出したトリガで、所定インターバルでの感光ドラム６０１の表面の電位のサンプリングを行うことが可能である。アレイ型電位センサ６０３でサンプリングした電位レベルは、センサ出力サンプリング装置６０４によりＡ／Ｄ変換されてバッファリングされる。こうして感光ドラム１周分のデータをサンプリングした結果を、ＲＯＭライタ６０５により画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭ１０５に感度ムラデータの測定値として格納する。

図７は、感光ドラムのドラム面の位置と測定した感度ムラデータの関係を示す図である。

図７において、製造した感光ドラム６０１を基準マーク６０６を基準として展開すると６０７で示す形状になる。画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭ１０５には、感光ドラム６０１について測定した感度ムラデータの測定値からなるデータテーブル６０８が格納される。データテーブル６０８では、感光ドラム６０１の幅方向において、感光ドラム６０１を画像形成装置に装着した際の画像形成装置装着時の手前方向から画像形成装置装着時の奥方向の順番にデータ列が並んでいる。データテーブル６０８の各データ（図示の各マスごと）にアドレスが付加されている。

データテーブル６０８には、感光ドラム６０１における画像形成装置装着時の手前方向を起点として幅方向に１０ｍｍ、ドラム回転方向に１０°を単位とした測定箇所ごとの平均電位が感度ムラデータ（電位レベル（Ｖ））として格納されている。図７では、データテーブル６０８に格納されている例えば４つの感度ムラデータ（４７０、４７１、４９０、４９１）の測定値と、感光ドラム６０１の展開図の４隅の測定箇所とを、点線矢印で対応付けて図示している。

図８は、感光ドラムの電位特性の面内ムラをグラフに表した例を示す図である。

図８において、感光ドラムの表面の主走査方向及び副走査方向のそれぞれの位置に対して、電位特性の面内ムラ（電位ムラ）が感光ドラムの奥行きだけでなく、感光ドラムの回転方向に対してもばらついていることが分かる。

次に、画像形成装置のＣＰＵ１２０がシェーディングデータＲＯＭ１０５にアドレスを付加されて格納された感度ムラデータ（電位データ）を基に、露光部３による感光ドラムに対するレーザの露光量を補正する際に用いる演算式を以下に示す。

ｌａｓｅｒＰｏｗｅｒＯｆｆｓｅｔ＝（５００−Ｄａｔａ）／５００×２５６
但し、ｌａｓｅｒＰｏｗｅｒＯｆｆｓｅｔ：レーザパワーオフセット値
Ｄａｔａ：感度ムラデータの測定値
露光部３においてレーザ光を発光するためのレーザパワーは例えば０〜２５５までの２５６段階となっている。シェーディングデータＲＯＭ１０５に格納された感度ムラデータの測定値が、感光ドラムを帯電した際の最大電位５００Ｖより小さいほど、感光ドラムの感度が良好でないため、レーザパワーを少なくなるように補正する必要がある。そこで、上記の演算式に基づき露光部３の感光ドラム１に対するレーザの照射位置に対応したレーザパワーオフセット値（レーザパワー補正値）を求める。レーザパワー補正値はシェーディングデータＲＯＭ１０５に格納される。

本実施の形態では、シェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出した感度ムラデータ（電位データ）に基づき露光部３による感光ドラム１に対する露光量を補正し、露光量補正の結果に基づき露光量補正を開始するタイミングを調整する。この場合、シェーディングデータＲＯＭ１０５から感度ムラデータ（電位データ）を読み出す際の読み出し開始アドレスを調整することで、露光量補正を開始するタイミングを調整する。また、感光ドラムＨＰセンサ１１により感光ドラム１の基準マークを検出したタイミングに基づき、露光量補正を開始するタイミングを調整する。

次に、上記の構成を備える本実施の形態の画像形成装置の動作について図９乃至図１２を参照しながら説明する。

図９は、画像形成装置の画像形成時のレーザスキャナの露光量を決定する処理を示すものであり、図９（ａ）は、画像形成露光ルーチンを示すフローチャート、図９（ｂ）は、感光ドラムＨＰセンサオン割り込みルーチンを示すフローチャートである。

図９（ａ）において、画像形成装置のＣＰＵ１２０は、画像形成露光ルーチンを開始すると、次の割り込みを待機する。露光部３による感光ドラム１に対する露光量の補正は、感光ドラム１の基準位置（感光ドラム本体の基準マークに位置合わせしたフランジのセンサフラグ）が感光ドラムＨＰセンサ１１を通過するタイミングを基点とする。そのため、画像形成露光開始割り込みを待機する（ステップＳ１０１）。

画像形成露光開始割り込みが発生すると、ＣＰＵ１２０は、露光部３による感光ドラム１に対する現在のレーザ照射位置に応じた感度ムラデータの測定値をシェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出す（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ１２０は、シェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出した感度ムラデータの測定値を基に、上記の演算式からレーザパワーオフセット値ｏｆｆｓｅｔを演算する（ステップＳ１０３）。

次に、ＣＰＵ１２０は、感光ドラム１に形成した静電潜像をトナーで現像したトナー画像を構成する画素を形成するためのビデオデータｖｉｄｅｏに基づくレーザ発光量ｌｐを以下の演算式により計算して決定する（ステップＳ１０４）。

ｌｐ＝（２５５−ｖｉｄｅｏ）×（２５５−ｏｆｆｓｅｔ）÷２５５
ＣＰＵ１２０は、上記の計算で求めたレーザ発光量ｌｐに基づき露光部３によりレーザ光を発光させる。次に、ＣＰＵ１２０は、露光部３による新たな画像形成露光位置を更新すると共に感光ドラム１のレーザ照射位置の情報を更新し、同様に露光部３によりレーザ光の発光を続ける（ステップＳ１０６）。その後、ＣＰＵ１２０は、露光部３による全データ（画像形成対象の１ページ分のデータ）に対応した露光が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。全データに対応した露光が完了していない場合は、ステップＳ１０６を実行しステップＳ１０２以下の処理を繰り返す。全データに対応した露光が完了した場合は、１ページ分の画像形成露光動作が終了する。

図９（ｂ）において、ＣＰＵ１２０は、感光ドラム１の基準位置が感光ドラムＨＰセンサ１１を通過した際に実行する感光ドラムＨＰセンサオン割り込みルーチンを開始する。次に、ＣＰＵ１２０は、露光部３による感光ドラム１に対する現在のレーザ光の照射位置を示す照射位置情報をリセットする（ステップＳ１１１）。次に、ＣＰＵ１２０は、図９（ａ）のステップＳ１０１における画像形成露光開始割り込み信号の待機に対して画像形成露光開始割り込みを発生させる（ステップＳ１１２）。

図１０は、感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグの設置状態とテスト画像の濃度ムラの発生状態を示す図である。

図１０において、画像１００１は、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂとフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄ（図２）が正しく合わせて設置された場合（正常取り付け時）の画像である。即ち、正常取り付け時は、画像形成装置で均一濃度のハーフトーン画像を印刷した時の感光ドラムの感度ムラが解消された画像となる。

画像１００２は、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂからフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが感光ドラム本体１ａの正回転方向に＋１０度ずれて設置された場合の画像である。画像１００３は、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂからフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが感光ドラム本体１ａの正回転方向に＋２０度ずれて設置された場合の画像である。

画像１００４は、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂからフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが感光ドラム本体１ａの逆回転方向に−１０度ずれて設置された場合の画像である。画像１００５は、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂからフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄが感光ドラム本体１ａの逆回転方向に−２０度ずれて設置された場合の画像である。

上記の画像１００２〜画像１００５のように、感光ドラム本体１ａの基準マーク１ｂとフランジ１ｃの感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄがずれた状態で設置された場合、以下のような濃度ムラが発生する。即ち、シェーディングデータＲＯＭ１０５の格納データを基に演算した感光ドラム位置に対応したレーザパワー補正値と、感光ドラム１の感度ムラとの関係の不一致が生じる。そのため、均一濃度のハーフトーン画像を印刷した場合にかえって濃度ムラが発生することになる。

本実施の形態では、画像形成装置において感光ドラムＨＰセンサ１１により感光ドラム１の基準位置を検出した時に、シェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出すレーザパワー補正値のアドレスを任意にずらせた画像を複数枚印刷する。更に、印刷結果に基づき濃度ムラの程度を比較する。これにより、感光ドラム本体とフランジの取り付け位置がずれた場合でも、フランジの取り付け位置を調整する作業を行わずに、レーザパワー補正値の開始アドレスをずらす。その結果、感光ドラム本体とフランジの取り付け位置のずれによる濃度ムラ解消ずれを補正することが可能となる。

また、本実施の形態では、ＲＡＭ１４０の制御変数領域５０１にマッピングされたレーザパワー補正値の読み出し開始アドレスのずらし量をＳｏｆｆｓｅｔとし、感光ドラム本体１ａとフランジ１ｃのずれ量に応じた適正なＳｏｆｆｓｅｔを求める。これが主要な課題となる。第２及び第３の実施の形態でも同様である。尚、Ｓｏｆｆｓｅｔを調整する代わりに、感光ドラム本体１ａの基準位置が感光ドラムＨＰセンサ１１を通過してからレーザパワー補正値の読み出し開始アドレスをリセットするまでの時間差を設ける方法でもよい。

図１１は、感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートの設定とシェーディングデータずらし量の決定を行うための設定画面を示す図である。

図１１において、設定画面は画像形成装置の操作部１０４に表示される。メッセージライン１１０１は、画像形成装置でテストチャートを印刷出力しながら適正なデータずらし量を決定することを操作者に促すためのメッセージを表示する領域である。データずらし量Soffset入力キー１１０２及び１１０３は、±２行分までのデータをずらすことが可能な入力キーである。現在のＳｏｆｆｓｅｔ設定値「−１」が数値表示部１１０５に表示されている。

ここで、操作者の選択範囲をある程度限定し、処理を簡略化するために入力範囲を±２行分と設定しているが、これに限定されるものではない。感光ドラム本体１ａとフランジ１ｃの取り付けにおいて、基準マーク１ｂと感光ドラムＨＰセンサフラグ１ｄの位置を合わせることができない状況を考慮すると、±１８行分（３６０°）までを入力可能範囲としてもよい。

チャート出力キー１１０４は、設定したＳｏｆｆｓｅｔでテストチャートを印刷出力する際に操作する。確定キー１１０６は、テストチャートの印刷結果を確認した操作者が濃度ムラが少ないと判断したＳｏｆｆｓｅｔをシェーディングデータずらし量として決定する際に操作する。キャンセルキー１１０７は、設定画面から抜ける際に操作する。

図１２は、画像形成装置の感光ドラム基準位置補正選択操作処理を示すフローチャートである。

図１２において、本処理は感光ドラム本体１ａとフランジ１ｃのずれによる濃度ムラを解消するための処理である。画像形成装置のＣＰＵ１２０は、操作者により操作部１０４から入力されたＳｏｆｆｓｅｔの値を取り込む（ステップＳ２０１）。次に、ＣＰＵ１２０は、入力されたＳｏｆｆｓｅｔの値を基に画像形成部によりテストチャートを印刷出力する（ステップＳ２０２）。

テストチャートは、操作者により図１１の設定画面の確定キー１１０６が押下されるまで（ステップＳ２０３で「はい」）印刷出力することが可能である。従って、操作者は画像形成装置においてＳｏｆｆｓｅｔを変えながらテストチャートを印刷出力させ、濃度ムラが少ないＳｏｆｆｓｅｔを指示する。これに伴い、ＣＰＵ１２０は、濃度ムラが少ないＳｏｆｆｓｅｔを確定する（ステップＳ２０４）。これにより、本処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば以下の効果を奏する。画像形成装置において感光ドラム１の基準位置を検出した時に、シェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出すレーザパワー補正値のアドレスを任意にずらせた画像を複数枚印刷し、濃度ムラの程度を比較する。感光ドラムとフランジの取り付け位置がずれた場合でも取り付け位置の調整作業を行わずに、レーザパワー補正値の開始アドレスをずらすことで、感光ドラムとフランジの取り付け位置のずれによる濃度ムラ解消ずれの補正が可能となる。

これにより、感光ドラムの電位特性の面内ムラを必要に応じて補正する際に、感光ドラムの取り付け精度の不足による電位特性の面内ムラの補正ミスを、従来のように感光ドラムの取り外し作業等を行うことなく、比較的短時間で解消することが可能となる。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態に対して、以下で説明する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第１の実施の形態（図１乃至図１０）の対応するものと同一なので説明を省略する。

本実施の形態では、画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭ１０５の読み出しアドレスをずらした複数枚のテストチャートを予め印刷出力しておき、複数枚のうち濃度ムラが少ないテストチャートの番号を操作者が入力することでアドレスずらし量を決定する。

図１３は、本実施の形態に係る画像形成装置の感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートの設定とシェーディングデータずらし量の決定を行うための設定画面を示す図である。

図１３において、設定画面は画像形成装置の操作部１０４に表示される。メッセージライン１３０１は、画像形成装置で印刷出力した複数枚のテストチャートから濃度ムラが少ないテストチャートの番号を選択することを操作者に促すためのメッセージを表示する領域である。チャート選択キー１３０２及び１３０３は、後述する５枚のテストチャートから濃度ムラが少ないテストチャートを選択する際に操作する。現在の選択番号「３」が数値表示部１３０５に表示されている。

チャート出力キー１３０４は、画像形成装置に対して例えば５枚のテストチャートの印刷出力を指示する際に操作する。確定キー１３０６は、テストチャートの印刷結果を確認した操作者が濃度ムラが少ないと判断したテストチャートを決定する際に操作する。キャンセルキー１３０７は、設定画面から抜ける際に操作する。

図１４は、画像形成装置の感光ドラム本体の基準マークとフランジの感光ドラムＨＰセンサフラグのずれによる濃度ムラを解消するためのテストチャートを示す図である。

図１４において、画像形成装置のＣＰＵ１２０は、露光量補正の結果を確認するために操作者から図１３の設定画面のチャート出力キー１３０４が操作され、均一濃度の画像の出力が指示された場合、画像形成装置に以下の印刷出力を実行させる。即ち、図示のように、画像形成装置において、シェーディングデータＲＯＭ１０５からの感度ムラデータ（電位データ）の読み出し開始アドレスをずらして均一濃度のハーフトーン画像をそれぞれ記録材に印刷して出力させる。

テストチャート１４０１〜１４０５は、均一濃度のハーフトーン画像を記録材に印刷したものであり、レーザパワー補正値の読み出し開始アドレスのずらし量であるＳｏｆｆｓｅｔをそれぞれ図示の値（−２、−１、０、１、２）に設定して印刷出力される。また、テストチャート１４０１〜１４０５には、操作者がＳｏｆｆｓｅｔを選択するための番号がそれぞれ印刷されている。操作者がテストチャート１４０１〜１４０５に印刷された番号を操作部１０４から入力することで、どのＳｏｆｆｓｅｔで印刷したテストチャートが濃度ムラが少ないのかをＣＰＵ１２０で判断できるように情報が変換される。

図１５は、画像形成装置の感光ドラム基準位置補正選択操作処理を示すフローチャートである。

図１５において、本処理は感光ドラム本体１ａとフランジ１ｃのずれによる濃度ムラを解消するための処理である。画像形成装置のＣＰＵ１２０は、Ｓｏｆｆｓｅｔを−２〜＋２（−２、−１、０、＋１、＋２）まで変化させた時のテストチャートを画像形成部によりそれぞれ印刷出力する（ステップＳ３０１）。

次に、ＣＰＵ１２０は、操作者により操作部１０４の設定画面（図１３）から入力された、５枚のテストチャートのうち濃度ムラが少ないテストチャートの番号を取り込む（ステップＳ３０２）。次に、ＣＰＵ１２０は、操作者により確定キーが押下されると（ステップＳ３０３で「はい」）、濃度ムラが少ないＳｏｆｆｓｅｔを確定する（ステップＳ３０４）。これにより、本処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの取り付け精度の不足による電位特性の面内ムラの補正ミスを、従来のように感光ドラムの取り外し作業等を行うことなく、比較的短時間で解消することが可能となる。

〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態に対して、以下で説明する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第１の実施の形態の対応するものと同一なので説明を省略する。

本実施の形態では、画像形成装置において、感光ドラム１に形成されるトナー画像の濃度（パッチ画像の濃度）を検出するためのパッチ濃度検出センサを設ける。更に、シェーディングデータＲＯＭ１０５からの読み出しアドレスをずらせた複数セットのトナー画像を感光ドラム１に形成し、パッチ濃度検出センサにより検出したトナー画像の濃度（パッチ画像の濃度）の偏差が少ないアドレスずらし量を確定する。

図１６は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１７は、画像形成装置のＣＰＵを中心とした構成を示すブロック図である。

図１６、図１７において、本実施の形態の画像形成装置が上記第１の実施の形態の画像形成装置と相違する点は、画像形成装置にパッチ濃度検出センサ１４を設けた点である。これ以外の構成は同様であるため説明を省略する。パッチ濃度検出センサ１４は、感光ドラム１に形成したトナー画像（パッチ画像）に対して光源（例えばＬＥＤ：不図示）により光を照射し、トナー画像からの反射光量を検出する。これにより、画像形成装置で形成する画像の濃度を検出することが可能である。

図１８は、画像形成装置のパッチ濃度検出センサにより濃度検出を行う構成を示す図である。

図１８において、ＣＰＵ１２０は、上記第１の実施の形態で説明したように感光ドラム１の電位特性の面内ムラの補正を行った状態で、感光ドラム１の表面に形成した静電潜像を所定の濃度で一様に現像することでトナー画像（パッチ画像）１８０１を形成する。更に、パッチ濃度検出センサ１４（検出センサ）によりトナー画像１８０１からの反射光量をサンプリング（検出）する。ＣＰＵ１２０は、パッチ濃度検出センサ１４からサンプリング結果を取得してＲＡＭ１４０に格納する。

即ち、ＣＰＵ１２０は、パッチ濃度検出センサ１４のサンプリング結果を取得して平均化することで感光ドラム１におけるパッチ画像の濃度を求めることができる。トナー画像１８０１は、感光ドラムの１周分（感光ドラムの１周にわたって）形成される。これにより、感光ドラム１周でのパッチ画像の濃度の変移を確認することができる。

図１９は、画像形成装置のシェーディングデータＲＯＭ１０５から読み出すレーザパワー補正値のアドレスずらし量を確定するためのパッチ濃度サンプリングルーチンを示すフローチャートである。

図１９において、画像形成装置のＣＰＵ１２０は、パッチ濃度サンプリングルーチンを開始すると（ステップＳ４００）、操作者による操作部１０４からの入力に基づきＳｏｆｆｓｅｔを所定値（±２の範囲）に設定する（ステップＳ４０１）。次に、ＣＰＵ１２０は、パッチ濃度検出センサ１４で感光ドラム１周についてトナー画像（パッチ画像）をサンプリングするためのサンプリングカウンタＣｓをゼロに初期化する（ステップＳ４０２）。本実施の形態では、サンプリング間隔を２ｍｓｅｃに設定している。そのため、ＣＰＵ１２０は、２ｍｓｅｃ待機し（ステップＳ４０３）、パッチ濃度検出センサ１４の出力ＰｓｎｓをＲＡＭ１４０のバッファＢｕｆ［Ｃｓ］に格納する（ステップＳ４０４）。

これ以降、ＣＰＵ１２０は、サンプリングカウンタＣｓをインクリメントしながら、パッチ濃度検出センサ１４によるサンプリングを継続する（ステップＳ４０５）。ＣＰＵ１２０は、２ｍｓｅｃ周期で感光ドラム１周分の時間を計時する時間カウンタにより、パッチ濃度検出センサ１４のサンプリング回数が規定の「ＲＯＵＮＤＳＭＰＬ」回数に達した場合（ステップＳ４０６で「はい」）、本処理を終了する。

図２０は、画像形成装置の感光ドラムのパッチ濃度サンプリング結果から各Ｓｏｆｆｓｅｔでのパッチ濃度のばらつきの標準偏差を求めるための標準偏差演算ルーチンを示すフローチャートである。

図２０において、画像形成装置のＣＰＵ１２０は、標準偏差演算ルーチンを開始すると（ステップＳ５００）、図１９の処理でのサンプリングにより格納したＲＡＭ１４０のバッファＢｕｆ［ｉ］の値の平均値Ａｖｅを演算する（ステップＳ５０１）。次に、ＣＰＵ１２０は、バッファＢｕｆ［ｉ］の数をゼロに初期化し（ｉ＝０）、感光ドラム１周分のばらつきを集計するためのサマリーＳｕｍを初期化する（Ｓｕｍ＝０）（ステップＳ５０２）。

次に、ＣＰＵ１２０は、バッファＢｕｆ［ｉ］の値と平均値Ａｖｅとの差の二乗の積算を感光ドラム１周分について繰り返す（ステップＳ５０３、ステップＳ５０４）。次に、ＣＰＵ１２０は、上記の積算を行った回数が規定の「ＲＯＵＮＤＳＭＰＬ」回数に達した場合（ステップＳ５０５で「はい」）、ＳｕｍをＲＯＵＮＤＳＭＰＬで割り算することによりパッチ濃度の標準偏差σｓｏｆｆｓｅｔを求める（ステップＳ５０６）。これにより、本処理を終了する。

図２１は、画像形成装置の感光ドラム基準位置自動補正ルーチンを示すフローチャートである。

図２１において、本処理では図１９及び図２０で説明した感光ドラム１周分のパッチ濃度サンプリングの標準偏差を基に適正なＳｏｆｆｓｅｔを求める。画像形成装置のＣＰＵ１２０は、レーザパワー補正値の開始アドレスずらし量Ｓｏｆｆｓｅｔを−２に設定する（ステップＳ６０１）。次に、ＣＰＵ１２０は、感光ドラム１の基準位置からＳｏｆｆｓｅｔだけずらして感光ドラム１周分のトナー画像（パッチ画像）を感光ドラム１に作像し、パッチ濃度検出センサによりトナー画像（パッチ画像）を読み取る（ステップＳ６０２）。

次に、ＣＰＵ１２０は、図１９で説明した感光ドラム１周についてパッチ濃度検出センサ１４によるトナー画像（パッチ画像）のサンプリングを行う（ステップＳ４００）。更に、ＣＰＵ１２０は、サンプリングしたデータから図２０で説明したパッチ濃度の標準偏差σｓｏｆｆｓｅｔを求める（ステップＳ５００）。その後、ＣＰＵ１２０は、Ｓｏｆｆｓｅｔを２になるまで１つずつインクリメントしながら各標準偏差を求める（ステップＳ６０２、ステップＳ６０３）。そして、ＣＰＵ１２０は、求めた各標準偏差のうち最も小さい時のＳｏｆｆｓｅｔを適正な補正値であると決定する（ステップＳ６０４）。これにより、本処理を終了する。

本実施の形態では、シェーディングデータＲＯＭ１０５に保存されたレーザパワー補正値（露光補正量）を読み出すタイミングをずらせた条件で感光ドラム１の表面に形成したトナー画像（パッチ画像）の反射光量をパッチ濃度検出センサ１４でサンプリングする。更に、パッチ濃度検出センサ１４のサンプリング結果を数値化したパッチ画像の濃度のばらつきの標準偏差（数値化データ）に基づき、シェーディングデータＲＯＭ１０５からレーザパワー補正値（露光補正量）を読み出すタイミングを決定する。

感光ドラム１の基準位置に対してフランジの取り付け位置がずれていると、露光部３による感光ドラム１に対するレーザの露光量の補正と、実際の感光ドラム１の濃度ムラの位相がずれるため、パッチ濃度サンプリングの標準偏差が大きくなる。そこで、上述した本実施の形態の制御を実施することにより、パッチ濃度検出センサの価格上昇にはなるが、第１及び第２の実施の形態で示したような操作者が適正なＳｏｆｆｓｅｔを選ぶ手間が省けるため、ユーザビリティが向上する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの取り付け精度の不足による電位特性の面内ムラの補正ミスを、従来のように感光ドラムの取り外し作業等を行うことなく、比較的短時間で解消することが可能となる。

１ 感光ドラム
３ 露光部
１１ 感光ドラムＨＰセンサ
１２０ ＣＰＵ
１５０ シェーディングデータＲＯＭ

Claims (4)

1. 回転駆動される感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体を露光する露光手段と、を備え、前記露光手段によって露光されることによって前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像し、前記感光体上のトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、
   前記感光体が回転することによって前記感光体の回転方向に移動する前記感光体の基準位置を検出する検出手段と、
   前記感光体の回転方向における前記基準位置に対する複数の回転角度にそれぞれ対応する複数のアドレスを備え、前記アドレスそれぞれに前記露光手段による露光量を補正するための補正データが格納された記憶手段と、
   前記検出手段が前記基準位置を検出したときに読み出し開始アドレスを起点として各アドレスから補正データを順次読み出し、読み出した補正データに基づいて前記露光手段による前記露光量を制御する光量制御手段と、
   前記読み出し開始アドレスを異ならせたテストパターンが互いに異なる記録材上に形成されるように前記画像形成手段を制御し、いずれかのテストパターンに関する情報が操作部に入力されると前記光量制御手段の読み出し開始アドレスをそのテストパターンに対応する読み出し開始アドレスに変更する調整手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 回転駆動される感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体を露光する露光手段と、を備え、前記露光手段によって露光されることによって前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像し、前記感光体上のトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、
   前記感光体が回転することによって前記感光体の回転方向に移動する前記感光体の基準位置を検出する検出手段と、
   前記感光体の回転方向における前記基準位置に対する複数の回転角度にそれぞれ対応する複数のアドレスを備え、前記アドレスそれぞれに前記露光手段による露光量を補正するための補正データが格納された記憶手段と、
   前記検出手段が前記基準位置を検出したときに読み出し開始アドレスを起点として各アドレスから補正データを順次読み出し、読み出した補正データに基づいて前記露光手段による前記露光量を制御する光量制御手段と、
   前記感光体上に形成されたトナー像を検出する検出センサと、
   前記読み出し開始アドレスを異ならせたテストトナー像が前記感光体上に形成されるように前記画像形成手段を制御し、当該テストトナー像の検出結果に基づいて感度ムラが少なくなるように前記光量制御手段の読み出し開始アドレスを変更する調整手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記テストトナー像は、前記感光体の１周にわたって形成されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体は、感光ドラムであって、
   前記基準位置は、前記感光ドラムに取り付けられ、前記感光ドラムと別部材のフランジに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。