JP5978679B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙等の媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

レーザービームプリンタに代表される画像形成装置において、例えば、光源から出射された光ビームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、被走査面であるドラム（感光体）に向けて集光し、ドラム表面に潜像を形成するものが知られている。このような画像形成装置では、ドラム表面の潜像はドラムと現像ローラとに挟持された中間転写ベルトに転写され、中間転写ベルト上に潜像に対応する画像が形成される。

中間転写ベルト上に形成された画像において、主走査方向及び副走査方向に各々濃度変動が生じる場合がある。濃度変動の原因の一つとして、プロセスギャップ（ＰＧ）変動が考えられる。まず、画像の主走査方向の濃度変動について考える。この要因としてドラム（感光体）と現像ローラの平行性が考えられる。例えば、ドラムと現像ローラのお互いの平行性が崩れたときに、ドラムへの現像能力にばらつきが生じて、主走査方向に対して濃度変動を引き起こす場合がある。このとき、濃度変動は主走査方向に線形に変化していく。

次に、画像の副走査方向の濃度変動について考える。この要因の一つとして、ドラムの偏心が考えられる。例えば、ドラムの軸ぶれが発生すると、ドラムの回転軸から表面までの距離が異なる箇所が発生することになり、ドラムと現像ローラとのギャップに差が生じる箇所ができる。このギャップの差は現像ばらつきとなり、副走査方向の濃度変動として画像に影響を及ぼすこととなる。

別の要因として、ドラムの真円性が考えられる。例えば、真円のドラムＡに対して、真円性の低いドラムＢがあるとする。このときドラムＢはその回転時において、回転角度によってドラムと現像ローラとのギャップに差が生じ、現像の変動要因となりうる。上記の要因によって、ドラム表面に形成される画像については副走査方向の濃度変動が生じる。この濃度変動は、ドラムの回転周期で起こる周期的なものとなる。

濃度変動の要因については、他にもドラムの電位ムラや、トナー供給やトナー除去、除電、クリーニング等の様々な要因があり、プロセスギャップ変動による濃度変動と組み合わさることによって主走査、副走査方向ともに動的な濃度変動が発生する。

このような濃度変動を低減するために、例えば、主走査方向における光学系の透過特性に応じた光量調整が行われている。又、副走査方向の補正に関しては、例えば、感光体の感度ムラに応じて補正データを作成して副走査方向に光量を変化させ、補正データと感光体の回転周期の位相ずれによる不具合を演算により回避する技術が知られている。

しかしながら、光学系の透過特性以外にも主走査方向の濃度変動発生要因があり、経時で主走査方向に濃度変動が発生する場合がある。更に、副走査方向にも複数の濃度変動発生要因があり、それが組み合わさることによって複雑な濃度変動が生じる場合がある。上記技術では、濃度補正のダイナミックレンジが狭いため高精度な濃度補正を実現することが困難である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、濃度補正のダイナミックレンジを向上し高精度な濃度補正を実現可能とする画像形成装置を提供することを課題とする。

本画像形成装置は、光源と、感光体であるドラムと、前記光源から出射される光ビームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面である前記ドラムに集光して、前記ドラム表面に潜像を形成する光走査装置と、前記ドラムと接して配置され、前記潜像に対応する画像が形成される無端ベルトと、を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルト上に、画像面積率５０％以上８５％以下の濃度変動検出用パターンを形成するパターン形成手段と、前記ドラムの回転周期を検出する周期検出センサと、前記濃度変動検出用パターンの濃度変動を検出する濃度センサと、前記濃度センサの出力信号に基づいて、前記光源の露光パワーを前記濃度変動を低減するように補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記無端ベルト上に、前記光源の光量変動に対する濃度の変化量を算出するための濃度校正用パターンを形成する校正手段と、を有し、前記校正手段は、前記濃度校正用パターンを、前記光源の露光パワーの制御によって変更される３水準以上の露光パワーで、かつ、画像面積率５０％以上８５％以下で形成することを要件とする。

開示の技術によれば、濃度補正のダイナミックレンジを向上し高精度な濃度補正を実現可能とする画像形成装置を提供できる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。 濃度センサを例示する模式図である。 濃度変動検出用パターンに関して説明するための図である。 副走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図である。 主走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図（その１）である。 主走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図（その２）である。 主走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図（その３）である。 濃度校正に関して説明するための図（その１）である。 濃度校正に関して説明するための図（その２）である。 画像面積率と色差変動との関係について例示する図である。 第１の実施の形態に係る濃度変動補正に関するフローチャートの一例である。 第１の実施の形態に係る濃度変動補正手段を例示する機能ブロック図である。 第２の実施の形態に係る濃度変動検出用パターンを例示する図である。 複数のドラムを有する画像形成装置を例示する図である。 第３の実施の形態に係る濃度変動検出用パターンを例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。図１を参照するに、画像形成装置１０は、画像処理手段１１と、光源駆動装置１２と、光源１３と、光走査装置１５と、ドラム１６と、中間転写ベルト１７と、濃度センサ１８と、ホームポジションセンサ１９（以降、ＨＰセンサ１９と称する場合がある）とを有する。

画像形成装置１０において、濃度センサ１８は、中間転写ベルト１７上に形成されたトナーパターンの濃度を読み取り、トナーの付着量を電圧に変換した出力信号である濃度信号Ｖを画像処理手段１１に出力する。濃度センサ１８は、例えば、ＬＥＤで発光した光を中間転写ベルト１７へ照射し、中間転写ベルト１７上のトナー濃度に応じて得られる正反射光や拡散反射光を受光素子で検出する構成等とすることができる。

ＨＰセンサ１９は、ドラム１６の回転周期を検出する周期検出センサであり、ホームポジション信号Ｗ（以降、ＨＰ信号Ｗと称する場合がある）を画像処理手段１１に出力する。なお、後述のように、画像形成装置１０は、複数の濃度センサや複数のＨＰセンサを有してもよい。

画像処理手段１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メインメモリ等を含み、画像処理手段１１の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、画像処理手段１１の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、画像処理手段１１は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。

画像処理手段１１は、入力された濃度信号Ｖ及びＨＰ信号Ｗに基づいて濃度変動を検出し、主走査方向及び副走査方向の濃度変動を補正する光量補正量を演算して光量制御信号Ａを生成し、光源駆動装置１２に出力する。光源駆動装置１２は、光量制御信号Ａに基づいて光源１３を駆動する。

光源１３としては、例えば、半導体レーザ等を用いることができる。半導体レーザとしては、例えば、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER；垂直共振器面発光レーザ）等を用いることができる。

光源１３から出射される光ビームは、光走査装置１５により感光体であるドラム１６に集光され、ドラム１６の表面に潜像が形成される。光走査装置１５は、例えば、光源１３から出射される光ビームを主走査方向に偏向走査する偏向走査手段（図示せず）や、偏向走査された光ビームを被走査面であるドラム１６に集光する走査結像手段（図示せず）等を有する。

その後、現像や転写の過程を経て、中間転写ベルト１７に光源１３の発光量や発光時間に基づいた量のトナーが付着し、所定の画像が形成される。なお、中間転写ベルト１７は、ドラム１６と接して配置され、潜像に対応する画像が形成される無端ベルトである。

このように、画像形成装置１０では、主走査方向及び副走査方向の濃度変動を補正する光量制御信号Ａに基づいた光量で光源１３の発光レベル制御を行う。これにより、主走査方向及び副走査方向の各々の濃度変動を光源１３の光量制御により低減できる。

但し、主走査方向及び副走査方向の何れか一方の濃度変動のみに基づいた光量制御信号Ａを生成することにより、主走査方向及び副走査方向の何れか一方の濃度変動のみを補正することも可能である。なお、主走査方向は中間転写ベルト１７の搬送方向に対して垂直方向であり、副走査方向は中間転写ベルト１７の搬送方向である。

以降、画像形成装置１０の主要な構成要素について、より詳細に説明する。図２は、濃度センサを例示する模式図である。図２（ａ）は中間転写ベルト１７上にトナーが付着していない場合を示し、図２（ｂ）は中間転写ベルト１７上にトナーが付着している場合を示している。

図２を参照するに、濃度センサ１８は、発光素子１８１と、正反射光受光素子１８２と、拡散反射光受光素子１８３とを有する。発光素子１８１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、正反射光受光素子１８２及び拡散反射光受光素子１８３は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。

図２（ａ）に示すように中間転写ベルト１７上にトナーが付着していない場合には、発光素子１８１から照射された光は、中間転写ベルト１７からの正反射光が大きくなり、正反射光受光素子１８２に多くの光が入射される。一方、中間転写ベルト１７上での拡散反射光は小さいため、拡散反射光受光素子１８３にはほとんど光が入射されない。

図２（ｂ）に示すように中間転写ベルト１７上にトナー５０が付着している場合には、正反射光は小さくなり、正反射光受光素子１８２の出力信号は小さくなる。一方、拡散反射光は大きくなり、拡散反射光受光素子１８３の出力信号は大きくなる。

このように、トナー５０が付着していない場合と、付着している場合とで、正反射光受光素子１８２及び拡散反射光受光素子１８３の各々の検出信号レベルが相違する。これにより、中間転写ベルト１７上のトナー５０の濃度を検出することが可能となる。但し、正反射光受光素子１８２及び拡散反射光受光素子１８３の各々の検出信号レベルが実際の画像濃度とどのように対応しているかについては、上記構成だけでは判別できない。これについては、図８及び図９を参照しながら後述する。

図３は、濃度変動検出用パターンに関して説明するための図である。本実施の形態では、図３に示すように、ドラム１６の回転に伴い検出されるＨＰ信号Ｗに同期して、中間転写ベルト１７上に濃度変動検出のための濃度変動検出用パターン２０を形成する。ＨＰ信号Ｗに対し、濃度変動検出用パターン２０を例えばΔｔだけ遅延した時間から形成することにより、ドラム１６の特定の位置での濃度変動を濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃにより高精度に検出することが可能となる。又、ＨＰ信号Ｗをトリガ信号として、濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃにより濃度変動検出用パターン２０から濃度変動を示す濃度信号を繰り返し検出することにより、より高精度な濃度信号の取得が可能となる。

図４は、副走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図である。ＨＰ信号Ｗをトリガ信号として、濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃにより濃度変動検出用パターン２０から濃度変動を示す濃度信号を検出できる。例えば、濃度センサ１８ａからドラム１６の周期Ｔｄと同一周期の濃度信号Ｖａを検出できる。

又、濃度信号Ｖａに基づいて、補正信号Ｈａとして、濃度変動Ｖａと逆位相でありドラム１６の周期Ｔｄと同一周期である正弦波信号を生成できる。濃度変動Ｖａと逆位相の補正信号Ｈａを用いて光源１３の光量信号を制御することにより濃度変動検出用パターンを形成すると、形成された濃度変動検出用パターンの副走査方向の濃度変動を低減することが可能となる。

つまり、補正信号Ｈａを用いて補正された濃度変動検出用パターンを例えば濃度センサ１８ａで検出すると、濃度信号Ｖｘのような、濃度信号Ｖａよりも振幅の小さな信号が得られる。なお、濃度センサ１８ａの出力信号である濃度信号Ｖａに代えて、濃度センサ１８ｂ又は１８ｃの出力信号に基づいて補正信号を生成して、副走査方向の濃度変動を低減してもよい。又、濃度センサ１８ａ〜１８ｃの出力信号の平均値に基づいて補正信号を生成して、副走査方向の濃度変動を低減してもよい。

このように、主走査方向に並設された複数の濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃのうちの少なくとも１つの濃度センサの出力信号とＨＰセンサ１９の出力信号とに基づいて、主走査方向と直交する副走査方向の濃度変動を補正する補正信号Ｈａを生成できる。そして、補正信号Ｈａに基づいた光量で光源１３の発光レベル制御を行うことにより、副走査方向の濃度変動を低減できる。なお、補正信号Ｈａは正弦波の周期パターンでなくてもよく、状況に応じて、例えば、三角波の周期パターンや台形波の周期パターン等とすることができる。

図５は、主走査方向の濃度補正方法に関して説明するための図である。前述の図３に示すように、主走査方向に並んだ複数の濃度センサ（この場合には、３つの濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃ）を用いて濃度変動検出用パターン２０を検出した場合、前述した副走査方向の周期変動に加え、図５に示すように、主走査方向に信号レベルの異なる濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃが得られる。

濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃを、ＨＰ信号Ｗを元に１周期分若しくは複数周期分サンプリングすることで、図６に示すように、主走査方向の濃度変動を検出することができる。主走査方向の濃度変動は、図７に示すように、濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃを線形補間して補間信号Ｓｘを生成し、補間信号Ｓｘを反転して補正信号Ｈｂを生成し、補正信号Ｈｂを用いて光源１３の光量信号を制御することにより低減することが可能となる。

なお、以上の説明は便宜上副走査方向と主走査方向に分けて行ったが、実際には、副走査方向の補正信号Ｈａと主走査方向の補正信号Ｈｂとを独立に生成し、補正信号Ｈａと補正信号Ｈｂとを重畳した光量制御信号Ａ（図１参照）を生成して光源１３を駆動する。これにより、主走査方向及び副走査方向の各々の濃度変動を光源１３の光量制御により低減できる。

図８及び図９は、濃度校正に関して説明するための図である。濃度補正を行うためには、光量変動に対する濃度の変動量を知る必要がある。図８に示すように、光源１３の露光パワーの制御によってパターンを形成する光量を順に増やし、濃度が異なる１１水準（１１種類）の矩形状のパターンを有する濃度校正用パターン２５を副走査方向に描き、副走査ライン上で濃度センサ１８ａが濃度校正用パターン２５を構成する各パターンに対応する濃度信号Ｖ（Ｖ_１〜Ｖ_１１を含む）を検出する場合を考える。なお、図８では、光量を基準光量に対して−１０％〜＋１０％まで２％間隔で変化させている。

このとき、濃度を変えるために増加した光量と濃度校正用パターン２５を構成する各パターンとの間には、略線形の関係がある。又、濃度信号Ｖ（Ｖ_１〜Ｖ_１１を含む）と濃度校正用パターン２５を構成する各パターンの濃度との間にも略線形の関係があるので、図９に示すように、光量と濃度信号Ｖ（Ｖ_１〜Ｖ_１１を含む）との間の略線形の関係性データを取得することができる。

又、実際に印字して画像濃度を測色計やスキャナ等で測定し、濃度信号Ｖ（Ｖ_１〜Ｖ_１１を含む）との対応をとることにより、実際の画像濃度と濃度信号Ｖ（Ｖ_１〜Ｖ_１１を含む）との相関を取ることができる。なお、濃度センサ１８ｂが及び１８ｃについても、同様にして、実際の画像濃度と濃度信号との相関を取ることができる。

なお、図８では濃度校正用パターン２５を光源１３の露光パワーの制御によって変更される１１水準の露光パワーで形成する例を示したが、濃度校正用パターン２５を光源１３の露光パワーの制御によって変更される３水準以上の露光パワーで形成することにより、光源１３の光量変動に対する濃度の変化量を算出できる。

本実施の形態では、図３に示した濃度変動検出用パターン２０と図８に示した濃度校正用パターン２５の画像面積率を各々５０％以上８５％以下に設定している。頁内の濃度変動を補正する際、目視や濃度センサによるセンシングの点から、色差を０．２刻みで変化させることで良好に補正が可能となる。画像面積率が５０％以上８５％以下の場合、図１０に示すように、光量を＋１０％変化させた時の紙上色差変動が４程度となる。従って、色差を０．２刻みで変化させるためには、光量制御分解能が±０．５％で良いことになる。

一方、画像面積率が５０〜８５％以外の場合では、色差を０．２刻みで変化させるには、光量制御分解能が±１％程度となり、光量変化の上下限を考慮すると濃度補正のダイナミックレンジが狭くなってしまう。なお、画像面積率は、ある濃度パターンを出力する際の網点や万線の基本マトリックスがどのくらい専有されているかを示す数値であり、網点面積率と称する場合もある。例えば、市松模様状の濃度のパターンであれば、画像面積率は５０％となる。紙上の画像面積率は、例えば、ＣＣＤや分光器から逆算して算出できる。

このように、濃度変動検出用パターン２０の画像面積率を５０％以上８５％以下とすることにより、濃度補正のダイナミックレンジが広くなるため、ドラム１６に起因する濃度変動について、高精度な濃度補正用の濃度変動データを取得可能となり、簡易な構成で濃度変動を低減可能な画像形成装置１０を実現できる。濃度校正用パターン２５についても同様である。

ここで、図１１及び図１２を参照しながら、濃度変動補正について更に詳しく説明する。図１１は、第１の実施の形態に係る濃度変動補正に関するフローチャートの一例である。図１２は、第１の実施の形態に係る濃度変動補正手段を例示する機能ブロック図である。なお、図１２に示す濃度変動補正手段３０の校正手段３０ａ、パターン形成手段３０ｂ、補正信号生成手段３０ｃは、画像処理手段１１、光源駆動装置１２、光源１３、光走査装置１５等により実現できる。

図１１及び図１２を参照するに、まず、ステップＳ４０１では、校正手段３０ａは、例えば図８に示すような濃度校正用パターンを、中間転写ベルト１７上の濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃに対応する位置に形成する。この際、校正手段３０ａは、光源１３の露光パワーの制御によって変更される３水準以上の露光パワーで（図８の例では１１水準）、かつ、画像面積５０％以上８５%以内で一様な濃度校正用パターンを形成する。次に、ステップＳ４０３では、校正手段３０ａは、濃度校正用パターン２５に対応する濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃの各々の濃度信号を取得する。

次に、ステップＳ４０５では、校正手段３０ａは、例えば図９に示すような光源１３の発光パワー（光量）と各濃度信号レベルとの相関データを取得し、メモリ等に保存する。これにより、濃度校正用パターン２５と濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃから得られる各々の濃度信号との間の相関が取れるようになる。つまり、中間転写ベルト１７上に形成される画像の濃度と濃度信号の振幅との対応が分かり、濃度信号に対する濃度の大きさが判別可能となる（校正される）。

次に、ステップＳ４０７では、パターン形成手段３０ｂは、例えば図３に示すような濃度変動検出用パターン２０をＨＰセンサ１９の検出したドラム１６の回転周期で中間転写ベルト１７上の濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃに対応する位置に形成する。この際、パターン形成手段３０ｂは、画像面積５０％以上８５％以内で一様な濃度変動検出用パターン２０を形成する。

次に、ステップＳ４０９では、補正信号生成手段３０ｃは、濃度変動検出用パターン２０に対応する濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃの各々の濃度信号（例えば、図５に示す濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃ）を取得する。次に、ステップＳ４１１では、補正信号生成手段３０ｃは、副走査方向の濃度変動に対応する周期パターンを生成する。副走査方向の濃度変動に対応する周期パターンは、例えば、図５に示す濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃを平均化した信号を正弦波で近似することにより取得できる。或いは、副走査方向の濃度変動に対応する周期パターンを、図５に示す濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃのうちの少なくとも１つの濃度センサの出力信号を正弦波で近似することにより取得してもよい。

次に、ステップＳ４１３では、補正信号生成手段３０ｃは、副走査方向の濃度変動に対応する周期パターンとは逆位相の正弦波信号である補正信号を生成する。次に、ステップＳ４１５では、補正信号生成手段３０ｃは、ステップＳ４１３で生成した補正信号のパターンを、例えば、Ａ／Ｄ変換してメモリ等に保存する。なお、補正信号の周期パターンのうちの1周期分のみを基準パターンとして保存すればよい。

次に、ステップＳ４１７では、補正信号生成手段３０ｃは、濃度変動検出用パターン２０に対応する濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃの各々の濃度信号（例えば、図５に示す濃度信号Ｖａ、Ｖｂ、及びＶｃ）について、濃度センサ毎に平均値（例えば、図６参照）を取得する。

次に、ステップＳ４１９では、補正信号生成手段３０ｃは、主走査方向の濃度変動に対応する近似式（例えば、図７に示す補間信号Ｓｘのパターンを示す式）を生成する。次に、ステップＳ４２１では、補正信号生成手段３０ｃは、主走査方向の濃度変動を補正するための発光パワー補正式（例えば、図７に示す補正信号Ｈｂのパターンを示す式）を生成する。次に、ステップＳ４２３では、補正信号生成手段３０ｃは、ステップＳ４２１で生成した発光パワー補正式をメモリ等に保存する。

その後、補正信号生成手段３０ｃは、ステップＳ４１５で保存した補正信号のパターンとステップＳ４２３で保存した発光パワー補正式とに基づいて、両者を重畳した光量制御信号Ａを生成し、画像形成装置１０が画像を形成する際に、光量制御信号Ａに基づいた光量で光源１３の発光レベル制御を行う。これにより、主走査方向及び副走査方向の各々の濃度変動を光源１３の光量制御により低減できる。つまり、図１１の方法で濃度変動補正を行うことにより、中間転写ベルト１７上に主走査方向及び副走査方向の濃度変動が低減された高画質の像が得られる。

このように、濃度変動検出用パターンの画像面積率を５０％以上８５％以下とすることにより、濃度補正のダイナミックレンジが広くなるため、ドラムに起因する濃度変動について、高精度な濃度変動補正用の濃度変動データを取得可能となり、簡易な構成で濃度変動を低減可能な画像形成装置を実現できる。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なる濃度変動検出用パターンの例を示す。図１３は、第２の実施の形態に係る濃度変動検出用パターンを例示する図である。図１３を参照するに、中間転写ベルト１７上には、濃度変動検出のための副走査方向を長手方向とする濃度変動検出用パターン２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃが、主走査方向に複数配置された濃度センサ１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃの各々の直下に配置されている。

濃度変動検出用パターン２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃを形成することにより、図３に示す濃度変動検出用パターン２０と比較し、同等の効果でトナーの消費量を抑えることが可能となる。

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、複数の感光体を有するタンデムカラー機に本発明を適用する例を示す。図１４は、複数のドラム（感光体）を有する画像形成装置を例示する図である。図１４を参照するに、画像形成装置４０は、無端状ベルトである中間転写ベルト１７に沿って例えばシアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック各色に対応した光走査装置４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、及び４５ｄが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれる画像形成装置である。中間転写ベルト１７は、回転駆動される各種ローラに巻回されたエンドレスのベルトである。

光走査装置４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、及び４５ｄは、各々光源（図示せず）を有し、各々の光源から出射される光線を偏向器（図示せず）や複数の光学系（図示せず）を経て各ドラム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及び１６ｄに導光し、各ドラム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及び１６ｄ上に潜像を形成する。

各ドラム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及び１６ｄ近傍には、各々ＨＰセンサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１９ｄが配置されている。ＨＰセンサＨＰセンサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１９ｄの機能については、前述の第１の実施の形態で説明したＨＰセンサ１９と同様である。

画像形成装置４０において、各ドラム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及び１６ｄ毎にその回転タイミングや周期が多少異なる場合がある。すなわち、画像形成装置４０の場合、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック各色毎にドラムが異なるため、各ドラムのＨＰ信号の生成タイミングもまた異なる。よって各色の濃度変動検出用パターンを中間転写ベルト１７上に生成する場合には、各色毎に異なるＨＰ信号のタイミングに応じて濃度検出パターンを生成する必要がある。これにより、画質の面では各ドラム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及び１６ｄ毎の濃度変動を効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。

図１５は、第３の実施の形態に係る濃度変動検出用パターンを例示する図である。図１５において、主走査方向に並列に形成された濃度変動検出用パターン２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃはシアンのパターン、主走査方向に並列に形成された濃度変動検出用パターン２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃはマゼンダのパターン、主走査方向に並列に形成された濃度変動検出用パターン２３ａ、２３ｂ、及び２３ｃはイエローのパターン、主走査方向に並列に形成された濃度変動検出用パターン２４ａ、２４ｂ、及び２４ｃはブラックのパターンである。

又、図１５において、ＨＰ信号Ｗｃはシアンに対応するＨＰセンサ１９ａからの出力信号、ＨＰ信号Ｗｍはマゼンダに対応するＨＰセンサ１９ｂからの出力信号、ＨＰ信号Ｗｙはイエローに対応するＨＰセンサ１９ｃからの出力信号、ＨＰ信号Ｗｂはブラックに対応するＨＰセンサ１９ｄからの出力信号である。

図１５では、ＨＰ信号Ｗｃの２周期分シアンの濃度変動検出用パターン２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃを生成し、次に副走査方向の異なる位置に、ＨＰ信号Ｗｍの２周期分マゼンダの濃度変動検出用パターン２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃを生成し、次に副走査方向の異なる位置に、ＨＰ信号Ｗｙの２周期分イエローの濃度変動検出用パターン２３ａ、２３ｂ、及び２３ｃを生成し、次に副走査方向の異なる位置に、ＨＰ信号Ｗｂの２周期分ブラックの濃度変動検出用パターン２４ａ、２４ｂ、及び２４ｃを生成している。

各ＨＰ信号の２周期分の濃度変動検出用パターンを形成する理由は、各ＨＰ信号の１周期分の濃度変動検出用パターンのみでは濃度センサで検出する際のＳＮ比が小さい場合があるためである。従って、濃度センサで検出する際のＳＮ比をより大きくするために、各ＨＰ信号の３周期分以上の濃度変動検出用パターンを形成してもよい。

各ＨＰ信号の複数周期分形成した濃度変動検出用パターンを各濃度センサで検出し、同じ位置の信号同士で平均化処理を行うことにより、ドラムの形状等に由来する周期的な濃度変動をより高精度に検出できる。従って、その濃度信号に基づいて補正信号を生成し、光源の光量制御をすることにより、濃度変動をより低減した高画質な画像形成装置を実現できる。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

１０、４０ 画像形成装置
１１ 画像処理手段
１２ 光源駆動装置
１３ 光源
１５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 光走査装置
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ ドラム
１７ 中間転写ベルト
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 濃度センサ
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ ホームポジションセンサ（ＨＰセンサ）
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 濃度変動検出用パターン
２５ 濃度校正用パターン
３０ 濃度変動補正手段
３０ａ 校正手段
３０ｂ パターン形成手段
３０ｃ 補正信号生成手段
５０ トナー
１８１ 発光素子
１８２ 正反射光受光素子
１８３ 拡散反射光受光素子

特開２００８−０６５２７０号公報

Claims (9)

1. 光源と、
   感光体であるドラムと、
   前記光源から出射される光ビームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面である前記ドラムに集光して、前記ドラム表面に潜像を形成する光走査装置と、
   前記ドラムと接して配置され、前記潜像に対応する画像が形成される無端ベルトと、を備えた画像形成装置であって、
   前記無端ベルト上に、画像面積率５０％以上８５％以下の濃度変動検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記ドラムの回転周期を検出する周期検出センサと、
   前記濃度変動検出用パターンの濃度変動を検出する濃度センサと、
   前記濃度センサの出力信号に基づいて、前記光源の露光パワーを前記濃度変動を低減するように補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、
   前記無端ベルト上に、前記光源の光量変動に対する濃度の変化量を算出するための濃度校正用パターンを形成する校正手段と、を有し、
   前記校正手段は、前記濃度校正用パターンを、前記光源の露光パワーの制御によって変更される３水準以上の露光パワーで、かつ、画像面積率５０％以上８５％以下で形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パターン形成手段は、前記周期検出センサの検出した前記ドラムの回転周期で前記濃度変動検出用パターンを形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記パターン形成手段は、前記周期検出センサの検出した前記ドラムの回転周期の複数周期分の前記濃度変動検出用パターンを形成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記濃度センサは、前記主走査方向に並設された複数の濃度センサを含み、
   前記補正信号生成手段は、各濃度センサの位置と各濃度センサの出力信号とに基づいて、前記主走査方向の濃度変動を補正する補正式を生成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置。
5. 前記濃度センサは、前記主走査方向に並設された複数の濃度センサを含み、
   前記補正信号生成手段は、各濃度センサのうちの少なくとも１つの濃度センサの出力信号と前記周期検出センサの出力信号とに基づいて、前記主走査方向と直交する副走査方向の濃度変動を補正する補正信号を生成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置。
6. 前記補正信号は、正弦波の周期パターンであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像形成装置。
7. 前記補正信号は、三角波の周期パターンであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像形成装置。
8. 前記補正信号は、台形波の周期パターンであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像形成装置。
9. 前記光源は面発光レーザであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の画像形成装置。