JP6195176B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸ、印刷機等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、像担持体に形成されるトナー像の濃度ムラを軽減する補正・制御を行う画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１には、レーザビームを感光体ドラム（像担持体）上に変調して走査することにより潜像を記録し、電子写真プロセスにより現像・転写して出力する記録装置（画像形成装置）において、その画像出力に先立ち、感光体ドラム上に黒ベタ画像を記録し、その黒ベタ画像を読み取って記憶し、その読み取った情報に基づいて各記録位置での画像濃度を補正することが開示されている。
また、特許文献２には、予め格納した画像濃度の周期的な変動データ又は像担持体の帯電電位の周期的な変動データに基づいて、帯電電圧、露光光量、現像電圧及び転写電圧のうち少なくとも１つの画像形成条件を制御することにより、画像に周期的に発生する縞状の濃度ムラを軽減する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、画像形成条件の制御に用いる画像濃度等の周期的な変動データは、１種類の画像データ（例えば、ベタ画像の画像データ）を用いて予め測定される。
また、特許文献３には、現像ローラの回転周期を現像ローラ周期検知装置で検知し、像担持体上に形成したパターンのトナー濃度の濃度ムラ量を濃度ムラ量検知装置で検知し、その濃度ムラ量検知装置の出力信号と上記現像ローラ回転周期検知装置の出力信号との位相を整合させるように、現像バイアスを制御する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、上記現像バイアスの制御で現像ポテンシャルを変化させることによりベタ画像の濃度ムラを補正できる。
また、特許文献４には、像担持体又は転写媒体にテスト画像を形成させ、そのテスト画像で発生する周期的な画像濃度ムラの周波数を検出し、検出された周波数に基づいて画像濃度ムラの発生源を特定し、特定された画像濃度ムラの発生源の動作を、画像濃度ムラを縮小させるように制御する画像形成装置が開示されている。

しかしながら、上記従来の画像形成装置では、画像濃度が互いに異なる複数種類の画像（例えば、ベタ画像及び中間調の画像）それぞれについて濃度ムラを適切に軽減することができないという問題がある。
例えば、上記特許文献１の画像形成装置では、黒ベタ画像を読み取った情報に基づいて補正しているため、ベタ画像の濃度ムラは軽減できるが、中間調の画像を形成する場合は濃度ムラを軽減できず悪化するおそれがある。
また、上記特許文献２の画像形成装置では、画像形成条件の制御に用いる画像濃度等の周期的な変動データが、１種類の画像（例えば、ベタ画像）の画像データを用いて測定される。画像の濃度ムラのプロファイルは、画像濃度のレベル（例えば、ベタ部の濃度レベルや中間調部の濃度レベル）によって少し異なる場合がある。そのため、特許文献２の画像形成装置では、上記変動データの測定に用いた画像（例えば、ベタ画像）では上手く濃度ムラを補正できても、その画像とは異なる濃度（例えば中間調の画像）では濃度ムラを補正できないおそれがある。
また、上記特許文献３の画像形成装置では、現像バイアスを制御して現像ポテンシャルを変化させているため、同時に地肌ポテンシャルが変動し、地肌ポテンシャル変動に影響を受ける中間調画像の濃度は逆に変動してしまう。従って、ベタ画像の濃度補正には上手く機能するが、中間調画像の濃度補正には上手く機能しない可能性が高い。
また、上記特許文献４の画像形成装置では、ベタ画像及び中間調画像それぞれについて周期的な画像濃度ムラの周波数を検出する場合、各画像の濃度ムラの発生源が異なるにもかかわらず同じような周波数の特性が検出される可能性がある。その場合、各画像の濃度ムラの発生源を正確に特定することができず、濃度ムラを適切に軽減することができないおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、濃度が互いに異なる複数種類の画像について濃度ムラを適切に軽減することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体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、を備えた画像形成装置であって、前記像担持体に単一濃度パターンである高濃度のベタ画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて該ベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、そのベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて、高濃度側の画像の濃度ムラに対してより影響を与える第一の画像形成条件の制御パラメータの値を前記ベタ画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた第一の画像形成条件の変動制御データを決定し、その決定した第一の画像形成条件の変動制御データに基づいて画像形成時における前記像担持体の回転に応じて変化させるように前記トナー像形成手段を制御する第一の制御手段と、前記像担持体に前記ベタ画像パターンよりも低濃度の単一濃度パターンである中間調濃度画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて該中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、その中間調濃度画像パターンのトナー像の濃度ムラ内の周期的変動成分の検出結果に基づいて、低濃度側の画像の濃度ムラに対してより影響を与える第二の画像形成条件の制御パラメータの値を前記中間調濃度画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた第二の画像形成条件の変動制御データを決定し、その決定した第二の画像形成条件の変動制御データに基づいて画像形成時における前記像担持体の回転に応じて変化させるように前記トナー像形成手段を制御する第二の制御手段とを備え、前記第二の制御手段における前記中間調濃度画像パターンのトナー像形成は、前記第一の制御手段によって前記トナー像形成手段が前記ベタ画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた前記第一の画像形成条件の変動制御データに基づいて制御された状態で行い、前記高濃度側のベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて前記変動制御データを決定する前記第一の画像形成条件は、現像条件及び露光条件の少なくとも一つの条件であり、前記低濃度側の中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて前記変動制御データを決定する前記第二の画像形成条件は帯電条件であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記ベタ画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記ベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びに前記第一の画像形成条件の変動制御データの決定及びその第一の画像形成条件の変動制御データに基づくトナー像形成の制御と、前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びに前記第二の画像形成条件の変動制御データの決定及びその第二の画像形成条件の変動制御データに基づくトナー像形成の制御と、を複数回繰り返すことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、画像ムラの発生源となっている回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、前記回転位置検出手段の検出信号に同期して前記第一の画像形成条件の変動制御データ及び第二の画像形成条件の変動制御データを決定することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、当該画像形成装置の本体に像担持体が装着された後、その像担持体へのトナー像形成が開始される前に行うことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記像担持体は記録媒体に転写されるトナー像を担持する転写体であり、前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段を備え、前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、前記トナー像が転写される記録媒体の一定枚数間隔で行うことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記像担持体は記録媒体に転写されるトナー像を担持する転写体であり、前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段を備え、前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、当該画像形成装置内の環境条件変動時に行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、濃度が互いに異なる複数種類の画像のうち、高濃度側の画像及び低濃度側の画像の一方について、その一方の画像の濃度ムラの補正制御に適した単一濃度パターンである第一の画像パターンのトナー像を像担持体に形成する。そして、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて、トナー像の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、そのトナー像の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて、前記一方の画像の濃度ムラにより影響を与える第一の画像形成条件の制御パラメータの値を第一の画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた制御テーブルを決定し、その決定した第一の画像形成条件の制御テーブルに基づいてトナー像形成手段を制御する。この制御により、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像の一方について濃度ムラを軽減することができる。
また、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像のもう一方について、そのもう一方の画像の濃度ムラの補正制御に適した、前記第一の画像パターンとは異なる濃度の単一濃度パターンである第二の画像パターンのトナー像を像担持体に形成する。そして、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて、トナー像の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、そのトナー像の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて、前記もう一方の画像の濃度ムラにより影響を与える第二の画像形成条件の制御パラメータの値を第二の画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた制御テーブルを決定し、その決定した第二の画像形成条件の制御テーブルに基づいてトナー像形成手段を制御する。この制御により、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像のもう一方について濃度ムラを軽減することができる。
以上のように、本発明によれば、濃度が互いに異なる複数種類の画像について濃度ムラを適切に軽減することができる。

本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す概略構成図。 本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図。 本発明を適用可能な画像形成装置の更に他の構成例を示す概略構成図。 トナー像検知センサの設置状況の一例を示す部分斜視図。 画像形成装置の制御系の要部の一例を示すブロック図。 画像濃度ムラの補正制御に用いる第一の画像パターン及び第二の画像パターンそれぞれの一例を示す説明図。 画像濃度ムラの補正制御に用いる第一の画像パターン及び第二の画像パターンそれぞれの他の例を示す説明図。 図６の画像パターンを用いた濃度ムラの補正制御の一例を示すフローチャート。 図７の画像パターンを用いた濃度ムラの補正制御の一例を示すフローチャート。 濃度ムラの補正制御の他の例を示すフローチャート。 濃度ムラの補正制御の更に他の例を示すフローチャート。 回転位置検出信号（Ａ）とトナー像検知センサによるトナー付着量検知信号（Ｂ）と画像形成条件（制御テーブル）の値（Ｃ）との関係を例示するグラフ。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。なお、図１は、本発明を適用可能な電子写真式の画像形成装置として、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例を示しているが、本発明は、後述の４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機や１ドラム型中間転写方式のフルカラー機等の他の画像形成装置にも適用することができる。更に、本発明は、１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機にも適用することもできる。

図１において、像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１の展張面（張架面）に沿って、潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが並設されている。符号に付記したＹはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックの色をそれぞれ示している。イエローの作像ステーションを代表して説明すると、感光体ドラム２Ｙの回りにはその回転方向順に、帯電手段としての帯電チャージャ３Ｙ、露光手段としての光書込ユニット４Ｙ、現像手段としての現像ユニット５Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ６Ｙ、潜像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニングユニット７Ｙ、除電手段としてのクエンチングランプ８Ｙが配置されている。像担持体としての中間転写ベルト１にトナー像を形成するトナー像形成手段は、感光体ドラム２Ｙ、帯電チャージャ３Ｙ、光書込ユニット４Ｙ、現像ユニット５Ｙ、一次転写ローラ６Ｙ等を用いて構成されている。他の色の作像ステーションにおいても同様である。光書込ユニット４の上方には、画像読み取り手段としてのスキャナ部９、自動原稿供給手段としてのＡＤＦ１０等が設けられている。

中間転写ベルト１は、複数の支持部材としてのローラ１１、１２、１３で回転可能に支持されており、ローラ１２に対向する部位にはベルトクリーニングユニット１５が設けられている。ローラ１３に対向する部位には、転写手段としての二次転写ローラ１６が設けられている。

装置本体の下部には、複数の給紙部としての給紙トレイ１７が設けられており、これらのトレイに収容された記録媒体としての記録紙２０は、ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２で給紙され、搬送ローラ対２３で搬送され、レジストローラ対２４により所定のタイミングで二次転写部位へ送られる。二次転写部位の用紙搬送方向下流側には、定着手段としての定着ユニット２５が設けられている。図１において、符号２６は排紙トレイを、２７はスイッチバックローラ対を示している。

図１に示す構成において、画像形成動作を一通り説明する。プリント開始命令が入力されると、感光体ドラム周辺・中間転写ベルト周辺・給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、下部の給紙トレイから記録紙の給紙が開始される。

一方、各感光体ドラム２は帯電チャージャ３によってその表面を一様な電位に帯電され、光書込ユニット４から照射される書込み光によってその表面を画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが、この静電潜像を担持した感光体ドラム２の表面に、現像ユニット５からトナーを供給されることにより、感光体ドラム２に担持されている静電潜像が特定色に現像される。図１の構成においては感光体ドラム２が四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体ドラム２上に現像されることになる。

各感光体ドラム２上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト１との接点において、感光体ドラム２に対向して設置された一次転写ローラ６に印加される一次転写バイアス及び押圧力によって中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作をタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ部において、レジストローラ対２４によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙２０に転写される。この時、二次転写ローラ１６に印加される二次転写バイアス及び押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像が転写された記録紙２０は、定着ユニット２５を通過することにより、その記録紙２０の表面に担持されているトナー像が加熱定着される。

片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ２６へ搬送され、両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙２０は、ここでスイッチバックローラ対２７により搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部を出て行く。これをスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙２０の表裏を反転させることができる。表裏反転された記録紙２０は定着ユニット方向には戻らず、再給紙搬送経路を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて、定着ユニット２５を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。

また各部の動作を最後まで説明すると、一次転写部を通過した感光体ドラム２はその表面に一次転写残トナーを担持しており、これをブレード及びブラシ等で構成された感光体クリーニングユニット７により除去される。その後、クエンチングランプ（ＱＬ）８によってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。また、二次転写部を通過した中間転写ベルト１に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらもブレード及びブラシ等で構成されたベルトクリーニングユニット１５によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。

図１の画像形成装置は、中間転写ベルト１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トナー像検知センサ（光学センサユニット）３０を備えている。このトナー像検知センサ３０により、画像ムラの補正制御に用いるように中間転写ベルト１の表面に形成された各種の画像パターン（例えば、後述の第一の画像パターン及び第二の画像パターン）のトナー像の濃度を検知することができる。図１の例では、中間転写ベルト１のローラ１１に巻き付いている部分に対向する位置（二次転写前の位置）Ｐ１に、トナー像検知センサ３０が配置されている。トナー像検知センサ３０は、二次転写部の下流側の位置（二次転写後の位置）Ｐ２に配置することもできる。図１中の二次転写部の下流側の位置Ｐ２のように支持ローラ間に配置する場合には、中間転写ベルト１の内側に振れ止めのためのローラ１４が設けられ、このローラ１４に対向するようにトナー像検知センサ３０が設けられる。

上記トナー像検知センサ３０の二種類の配置位置のうち、二次転写前の位置Ｐ１は、二次転写工程前の中間転写ベルト１上のトナーパターンを検知できる位置であり、マシンレイアウトの制約がなければ、この構成が採用されることが多い。補正制御用の画像パターンのトナー像を形成してすぐに検知できるため、待ち時間も少なく、また、画像パターンのトナー像に二次転写部をすり抜けさせる必要がないため、そのための工夫が不要だからである。しかしながら、４色目（図１の例ではブラック）の作像ステーション直後が二次転写位置になっている機種も多く、その場合、上記位置Ｐ１にセンサを設置するのはスペース的に困難である。そのような場合は、二次転写後の位置である位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置し、中間転写ベルト１上に形成した画像パターンのトナー像を、二次転写部をスルーさせた後、そのトナー像の濃度をトナー像検知センサ３０で検知することになる。二次転写部をスルーさせる方式としては、二次転写ローラ１６の離間、二次転写ローラ１６への逆バイアスの印加等が考えられるが、ここでは特に限定しない。

図２は、本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図である。なお、図２において、図１の画像形成装置と同様な部材や装置については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。図２の画像形成装置は、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機であり、ドラム状の感光体ドラム２と、これに対向するリボルバ現像ユニット５０とを備えている。リボルバ現像ユニット５０は、回転軸を中心にして回転する保持体によって４つの現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋを保持している。これらの現像器は、感光体ドラム２上の静電潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによって現像するものである。リボルバ現像ユニット５０は、保持体を回転させることで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、任意の色の現像器を感光体ドラム２に対向する現像位置に移動させて、感光体ドラム２上の静電潜像を任意の色に現像することができる。フルカラー画像を形成する場合には、例えば無端状の中間転写ベルト１を約４周させる過程で感光体ドラム２にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を順次形成しながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋによって順次現像していく。そして、感光体ドラム２上で得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を中間転写ベルト１に順次重ね合わせて転写していく。中間転写ベルト１の支持部材であるローラ１３と二次転写ユニット２８の二次転写ローラ１６とが対向している二次転写位置には、中間転写ベルト１と二次転写ユニット２８の転写搬送ベルト２８ａとが所定のニップ幅で接触してい二次転写ニップが形成されている。この二次転写ニップを上記中間転写ベルト１上の４色重ね合わせトナー像が通過するとき、その通過にタイミングを合わせて二次転写ユニット２８の転写搬送ベルト２８ａで搬送されてきた記録媒体としての記録紙２０に対して、中間転写ベルト１上の４色重ね合わせトナー像が一括二次転写される。記録紙２０の両面に画像を形成する場合は、定着ユニット２５を通過した記録紙２０が両面ユニット１７’に搬送され、両面ユニット１７’で表裏反転された記録紙２０が再度、上記二次転写ニップに搬送され、その記録紙２０の裏面に中間転写ベルト１上の４色重ね合わせトナー像が一括二次転写される。

図２の構成の画像形成装置では、中間転写ベルト１のローラ１１に巻き付いている部分に対向する位置（二次転写前の位置）Ｐ３に、トナー像検知センサ３０が配置されている。

図３は、本発明を適用可能な画像形成装置の更に他の構成例を示す概略構成図である。なお、図３において、図１の画像形成装置と同様な部材や装置については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。図３の画像形成装置は、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機であり、４組の作像ステーションの下方には、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに形成されたトナー像を記録紙２０に転写する転写ユニット２９を備えている。この転写ユニット２９は、複数の支持部材としてのローラ１１ａ〜１１ｄで回転可能に支持された無端状の転写搬送ベルト２９ａを有している。転写搬送ベルト２９ａは駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂ〜１１ｄとに掛け回され、所定のタイミングで図中反時計回り方向に回転駆動しながら、記録紙２０を担持して各作像ステーションの転写位置を通過するように搬送する。また、転写搬送ベルト２９ａの内側には、転写位置において転写電荷を付与して各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を記録紙２０に転写する転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。

図３の画像形成装置において、例えば４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときは、各色の作像ステーションの感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれに各色のトナー像を形成する画像形成工程が記録紙２０の搬送に同期させて実行される。一方、給紙トレイ１７から給送された記録紙２０は、レジストローラ対２４により所定のタイミングで送り出されて転写搬送ベルト２９ａに担持され、各作像ステーションの転写位置を通過するように搬送される。各色のトナー像が転写され４色重ね合わせのカラー画像が形成された記録紙２０は、定着ユニット２５でトナー像が定着された後、排紙トレイ２６上に排出される。

図３の構成の画像形成装置では、転写ユニット２９の記録紙搬送方向最下流側で転写搬送ベルト２９ａのローラ１１ａに巻き付いている部分に対向する位置（定着前の位置）Ｐ４に、トナー像検知センサ３０が配置されている。また、図３中のＰ５の位置にもトナー像検知センサ３０が配置されている。

なお、図１〜図３の画像形成装置の構成例において、補正制御用の画像パターンのトナー像は感光体ドラム２上で形成されて下流側のベルト（中間転写ベルト１又は転写搬送ベルト２８ａ，２９ａ）に転写されるため、感光体ドラム２の表面に対向するようにトナー像検知センサ３０を設置してもよい。この場合のトナー像検知センサ３０の設置位置は、現像ユニット５による現像位置からベルト（中間転写ベルト１又は転写搬送ベルト２８ａ，２９ａ）への転写位置に至るまでの間となる。

次に、上記構成の画像形成装置における画像パターンの濃度の検知結果に基づく濃度ムラの補正制御について説明する。なお、以下の説明では、図１の構成の画像形成装置に適用した場合について説明するが、図２や図３に示した構成の画像形成装置についても同様に適用することができる。

図４は、トナー像検知センサ３０の設置状況の一例を示す部分斜視図である。図４は、図１の画像形成装置における二次転写前の位置Ｐ１にトナー像検知センサ（光学センサユニット）３０を設置した例を示している。このトナー像検知センサ３０は、センサ基板３２に３つの濃度検知手段としてのセンサヘッド（光学センサ）３１ａ，３１ｂ，３１ｃを搭載した３ヘッドタイプ（ヘッド３個品のトナー像検知センサ３０）である。すなわち、図４の例は、記録紙の搬送方向と直交する主走査対応方向（感光体ドラム２の軸方向）にセンサヘッド（光学センサ）を３個設置したトナー像検知センサ３０の構成例を示している。この構成であれば主走査対応方向（感光体ドラム２の軸方向）における３箇所のトナー付着量を同時に測定できる。なお、トナー像検知センサ３０におけるセンサヘッドの数は上記３個に限定されるものではない。例えば、１個又は２個のセンサヘッドを備えたヘッド１個品又は２個品のトナー像検知センサ３０の構成であってもよいし、各色専用にセンサヘッドを備えたヘッド４個品乃至７個品のトナー像検知センサ３０の構成であってもよい。

図５は本実施形態の画像形成装置の制御系の要部の一例を示すブロック図である。図５において、制御手段としての制御部２００は、例えばマイクロコンピュータで構成され、演算処理手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、記憶手段としての不揮発性メモリのＲＡＭ（Random Access Memory）２０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）２０３等を有している。この制御部２００には、作像ステーション４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光書込ユニット４、トナー像検知センサ（光学センサユニット）３０などが電気的に接続されている。そして、制御部２００は、制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。不揮発性メモリであるＲＡＭ２０２には、トナー像検知センサ３０の各センサヘッド（光学センサ）の検出値からトナー濃度（トナー付着量）を算出するときに用いる出力換算情報としての後述の出力換算データ（変換テーブル）や出力換算式（アルゴリズム）、等を記憶している。

また、制御部２００は、例えば電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するように補正制御する第一の制御手段及び第二の制御手段として機能する。第一の制御手段として機能する場合は、中間転写ベルト１に第一の画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて第一の画像形成条件を決定し、その決定した第一の画像形成条件に基づいて上記構成のトナー像形成手段を制御する。また、第二の制御手段として機能する場合は、中間転写ベルト１に前記第一の画像パターンとは異なる第二の画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて第二の画像形成条件を決定し、その決定した第二の画像形成条件に基づいて上記構成のトナー像形成手段を制御する。

図６は、上記画像濃度ムラの補正制御に用いる第一の画像パターン及び第二の画像パターンそれぞれの一例を示す説明図である。図６の例は、上記図４の構成のトナー像検知センサ３０の中央のセンサヘッド３１ｂのみを画像パターン検知に使用する場合の例である。この例では、中間転写ベルト１の外周面における中央のセンサヘッド３１ｂに対向する部分に帯状の第一の画像パターン９０１と第二の画像パターン９０２を順次形成している。各画像パターン９０１、９０２の長さは、少なくとも感光体周期の濃度ムラを検出する必要があるため、感光体周長Ｌｐ以上の長さとしている。第一の画像パターン９０１及び第二の画像パターン９０２は順次形成されるが、形状は同一であり、画像濃度のみ異なっている。なお、画像濃度の変化のさせ方は、面積階調方式でもよいし、アナログ方式でもよい。

図７は、上記画像濃度ムラの補正制御に用いる第一の画像パターン及び第二の画像パターンそれぞれの他の例を示す説明図である。図７の例は、上記図４の構成のトナー像検知センサ３０の互いに異なる２つのセンサヘッド３１ａ，３１ｂを画像パターン検知に使用する場合の例である。この例では、中間転写ベルト１の外周面における２つのセンサヘッド３１ａ，３１ｂそれぞれに対向する部分に帯状の第一の画像パターン９０１のトナー像と第二の画像パターン９０２のトナー像とを並べて形成している。この場合は、画像パターンのトナー像形成とその検知とを並行して行うことができる。

図８は、上記図１の画像形成装置において図６の画像パターン９０１、９０２を用いた濃度ムラの補正制御の一例を示すフローチャートである。この制御フローの例では、まず、中間転写ベルト１上に第一の画像パターン９０１のトナー像及び第二の画像パターン９０２のトナー像を順番に形成し、各画像パターン９０１、９０２のトナー像をトナー像検知センサ３０の中央のセンサヘッド３１ｂで検知する（ステップ１０１、１０２）。すなわち、第一の画像パターン形成／検知の処理（ステップ１０１）と第二の画像パターン形成／検知の処理（ステップ１０２）が順番に実行される。

上記画像パターン９０１、９０２のトナー像形成及び検知の後、その検知結果に基づいて各画像パターンの濃度ムラの感光体ドラム２の回転周期に対応した感光体周期成分を検出（抽出）し、その感光体周期成分に基づいて画像形成条件を決定する画像形成条件算出処理（ステップ１０３ａ，１０３ｂ）と、その算出した画像形成条件を制御部２００へ反映させる画像形成条件反映処理（ステップ１０４ａ，１０４ｂ）とを実行する。ここで、上記画像形成条件算出処理は、例えば、制御部２００において画像形成条件の制御テーブルを作成する処理である。また、上記画像形成条件反映処理は、例えば、上記作成した制御テーブルが上記トナー像形成手段の制御に使われるようにセットする処理である。また、計算処理である上記画像形成条件算出処理及び画像形成条件反映処理は、図８に示す様に並列処理で行ってもよいし、図示しないがシリアル処理（順次処理、逐次処理）で行ってもよい。

図８の制御フローにおいて、上記画像形成条件算出処理（ステップ１０３ａ，１０３ｂ）及び画像形成条件反映処理（ステップ１０４ａ，１０４ｂ）は、制御部２００において互いに異なる第一の系統及び第二の系統で互いに独立に実行される。すなわち、第一の系統では、第一の画像パターン９０１のトナー像形成及び検知の後、その検知結果に基づいて第一の画像パターンの濃度ムラの感光体周期成分を検出（抽出）し、その感光体周期成分に基づいて第一の画像形成条件を決定する第一の画像形成条件算出処理（ステップ１０３ａ）と、その算出した第一の画像形成条件を第一の制御手段として機能する制御部２００へ反映させる第一の画像形成条件反映処理（ステップ１０４ａ）とを実行する。また、第二の系統では、第二の画像パターン９０２のトナー像形成及び検知の後、その検知結果に基づいて第二の画像パターンの濃度ムラの感光体周期成分を検出（抽出）し、その感光体周期成分に基づいて第二の画像形成条件を決定する第二の画像形成条件算出処理（ステップ１０３ｂ）と、その算出した第二の画像形成条件を第二の制御手段として機能する制御部２００へ反映させる第二の画像形成条件反映処理（ステップ１０４ｂ）とを実行する。

図９は、上記図１の画像形成装置において図７の画像パターン９０１、９０２を用いた濃度ムラの補正制御の一例を示すフローチャートである。この制御フローの例では、トナー像検知センサ３０の互いに異なる２つのセンサヘッド３１ａ、３１ｂに対応する位置に、画像パターン９０１、９０２それぞれのトナー像を形成しているので、各画像パターン９０１、９０２のトナー像形成及びその検知を並行して行うことができる。すなわち、図９の制御フローでは、図８の制御フローとは異なり、第一の画像パターン形成／検知の処理（ステップ２０１ａ）と第二の画像パターン形成／検知の処理（ステップ２０１ｂ）とが略同時に並行して実行される。従って、図９の制御フローでは、画像パターン形成／検知から画像形成条件反映処理までの一連の処理が、第一の系統（２０１ａ〜２０３ａ）と第二の系統（２０１ｂ〜２０３ｂ）で互いに独立に並列に実行される。

図１０は、上記図１の画像形成装置における濃度ムラの補正制御の他の例を示すフローチャートである。この制御フローでは、第二の画像パターン９０２のトナー像形成（ステップ３０４）を、上記第一の制御手段によってトナー像形成手段が第一の画像形成条件に応じて制御された状態（ステップ３０１〜３０３）で行う。第一の画像形成条件（制御テーブル）が第一の制御手段（制御部２００）へ反映された状態で第二の画像パターン９０２を形成するため、第一の画像パターン形成／検知の処理から第一の画像形成条件を第一の制御手段（制御部２００）へ反映させる処理までの第一の系統（ステップ３０１〜３０３）と、第二の画像パターン形成／検知の処理から第二の画像形成条件を第二の制御手段（制御部２００）へ反映させる処理までの第二の系統（ステップ３０４〜３０６）とはシリアルの関係となる。このような処理方式の制御フローとすることにより、第一の制御手段による制御が、第二の画像パターン９０２に及ぼす悪影響を検知して、第二の制御手段に反映できる利点がある。理論的には、画像形成条件（制御テーブル）を算出する際のゲインが適切に決定されていれば、図８及び図９に示す制御フロー通りに補正制御を行えばよいが、実機には個体差があるため、予め決めたゲインが各機で最適になるとは限らない。よって、第一の制御手段による補正制御が第二の画像パターン９０２の濃度ムラに悪影響を及ぼしてしまう可能性も考えられる。これに対し、図１０に示す制御フローであれば、第二の画像パターン９０２に発生した濃度ムラを軽減するように第二の画像形成条件（制御テーブル）を決められる利点がある。

図１１は、上記図１の画像形成装置における濃度ムラの補正制御の更に他の例を示すフローチャートである。この制御フローは、第一の画像パターン９０１及び第二の画像パターン９０２は互いに濃度の異なる単一濃度パターンである場合の制御例である。また、この制御例では、高濃度側のパターンで決定する画像形成条件は現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおける現像条件（例えば、現像バイアス）又は光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける露光条件（例えば、露光パワー）とし、低濃度側のパターンで決定する画像形成条件は帯電条件（例えば、帯電バイアス）としている。

図１１の制御フローにおいて、まず、高濃度側パターンとして典型的なベタ画像パターン（第一の画像パターン９０１）のトナー像を中間転写ベルト１に形成し、そのベタ画像パターンのトナー像の濃度をトナー像検知センサ３０で検知している（ステップ４０１）。そして、このトナー像検知センサ３０の検知結果に基づいて、ベタ画像パターンの濃度ムラの感光体周期成分を検出（抽出）し、その感光体周期成分に基づいて、第一の画像形成条件としての現像条件又は露光条件を決定する算出処理を行う（ステップ４０２）。図示の例では、現像ユニット５の現像ローラに印加する現像バイアスの制御テーブル、又は光書込ユニット４の露光パワーのテーブルを作成している。この２つの画像形成条件の制御パラメータ（現像バイアス及び露光パワー）はいずれもベタ画像濃度制御に有効なパラメータであり、これらの制御パラメータ（制御因子）について作成した制御テーブルを制御部２００による補正制御に適用することにより（ステップ４０３）、ベタ画像濃度ムラを軽減することができる。

一方、これらの制御パラメータ（制御因子）を制御テーブルに従って感光体周期で変動させると、現像ポテンシャルが周期的に変動して地肌ポテンシャルとの比率が変動してしまう。そのため、中間調濃度部には逆に濃度ムラが生じてしまうことになる。そこで、図１１の制御フローにおいては、上記２つの画像形成条件の制御パラメータ（現像バイアス及び露光パワー）が適用された状態で、第二の画像パターンとして中間調濃度画像パターンを中間転写ベルト１に形成し、その中間調濃度画像パターンのトナー像の濃度をトナー像検知センサ３０で検知している（ステップ４０４）。そして、このトナー像検知センサ３０の検知結果に基づいて、中間調濃度画像パターンの濃度ムラの感光体周期成分を検出（抽出）し、その感光体周期成分に基づいて、第二の画像形成条件としての帯電条件を決定する算出処理を行う（ステップ４０５）。図示の例では、中間調濃度制御に有効な（地肌ポテンシャルを変動させる）制御パラメータ（制御因子）である、帯電チャージャー３に印加する帯電バイアスの制御テーブルを作成している。この帯電バイアスの制御テーブルを制御部２００による補正制御に適用することにより（ステップ４０６）、中間調濃度部に発生した濃度ムラを軽減することができる。

なお、図１１の上半分の処理（ステップ４０１〜４０３）と下半分の処理（ステップ４０４〜４０６）の順番が入れ替わった制御フローとし、ベタ画像濃度ムラの補正制御よりも先に中間調濃度ムラを補正制御するようにしても構わない。すなわち、第一の画像パターンとして中間調濃度パターンを用い、第二の画像パターンとしてベタ画像パターンを用いて、同様な制御を行ってもよい。ベタ画像濃度制御のための現像バイアス制御テーブル若しくは露光パワー制御テーブルが中間調濃度ムラに与える影響の方が、中間調濃度制御のための帯電バイアス制御テーブルがベタ画像濃度ムラに与える影響よりも見えやすい。そのため、第１の画像パターンとして中間調濃度パターンを先に使用する制御フローではやりにくい面があるが、制御テーブル作成時のゲインが適切であれば、どちらの制御フローでも同程度の制御効果が得られることになる。

また、上記図１０及び図１１に示す制御フローはそれぞれ複数回繰り返してもよい。実機においては、過補正を防ぐために制御テーブル作成時のゲインを弱めに設定しておく可能性があるが、これにより、一度の補正制御で画像濃度ムラを除去し切れない場合がある。このような場合には、一連の補正制御を繰り返すことによって濃度ムラを更に軽減することが可能である。但し、画像パターンを繰り返して描くことになるため、制御時間、トナーイールドの面で不利となるおそれがある。従って、できるだけ一度の補正で制御効果が現れるゲイン設定とし、補正制御を複数回繰り返すことなく終了する方がより好ましい。

また、上記構成の画像形成装置において、画像ムラの発生源となっている回転体である感光体ドラム２の回転位置を検出する回転位置検出手段（例えば、ホームポジションセンサやロータリエンコーダ）を設け、その回転位置検出手段の検出信号に同期して上記第一の画像形成条件及び第二の画像形成条件それぞれを決定して制御してもよい。

図１２は、上記回転位置検出手段の検出信号に同期して第一の画像形成条件及び第二の画像形成条件それぞれを決定して制御する場合の、回転位置検出信号（Ａ）と、トナー像検知センサ３０によるトナー付着量検知信号（Ｂ）と、その信号に基づいて作成される画像形成条件（制御テーブル）の値（Ｃ）との関係を例示するグラフである。図示の例では、感光体ドラム２の２周分の信号を描いている。トナー付着量検知信号（Ｂ）は回転位置検出信号（Ａ）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（Ｂ）と逆位相になるように画像形成条件（制御テーブル）の値を決定する。実際の画像濃度制御のパラメータ（制御因子）として用いることができる帯電バイアス、現像バイアス及び露光パワーは、符号がマイナスだったり、絶対値が大きくなるとトナー付着量が減ったりする。そのため、画像形成条件（制御テーブル）の値を一様に“逆位相”と表現するのは適切ではないが、ここでは、トナー付着量検知信号（Ｂ）が示すトナー付着量の変動を打ち消す方向の制御テーブルを作る、つまり逆位相のトナー付着量変動を作り出す制御テーブルを作るという意味で“逆位相”と表現している。

上記制御テーブルを決定する際のゲインをどの程度にするか、すなわち、トナー付着量検知信号（Ｂ）の変動量［Ｖ］に対して制御テーブルの変動量を何［Ｖ］にするかについては、理想的には理論値から求められるが、実機搭載に際しては、理論値を元に実機検証して、最終的には実験データから決定することになる可能性が高い。このようにして決められたゲインで決定された制御テーブルは、回転位置検出信号（Ａ）との間で図１２に示すタイミング関係を持っている。ここで、制御テーブルの先頭は回転位置検出信号（Ａ）の発生時点であるとする。この制御テーブルを現像バイアス制御テーブルだとすると、現像ニップ−トナー像検知センサ３０間の距離を考慮して制御テーブル適用のタイミングを決める必要がある。もし、現像ニップ−トナー像検知センサ間距離が、ちょうど感光体ドラム２の周長の整数倍になっていたとすると、回転位置検出信号（Ａ）のタイミングに合わせて、制御テーブルの先頭から適用すればよい。また、現像ニップ−トナー像検知センサ間距離が、感光体ドラム２の周長の整数倍からずれている場合は、ずれの距離分だけタイミングをずらして、制御テーブルを適用すればよい。同様に、露光パワーの制御テーブルであれば露光位置−トナー像検知センサ間距離を考慮して、帯電バイアスの制御テーブルであれば帯電位置―トナー像検知センサ間距離を考慮して、制御テーブルを適用することになる。

また、上記構成の画像形成装置において、上記図８〜１２に例示した画像ムラの補正制御における画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）タイミングは、画像形成装置の本体に感光体ドラム２がセットされた直後（初期セット時、交換時、脱着時、等）のタイミングであってもよい。この場合は、感光体ドラム２をメカ的に取り外した場合に、感光体ドラム２の回転周期での画像濃度ムラの発生状況が変化する可能性が高いからである。また、設置されている感光体ホームポジションセンサとの位置関係がずれてしまうという理由もある。元々、制御テーブルが作成されていない潜像担持体（感光体ドラム）初期セット時には、まず一連の補正制御を行って制御テーブルを作成する必要がある。感光体ドラム交換時には、今まで使っていた感光体ドラム２に対して、新しい感光体ドラムではフレ特性や光感度特性ムラの違いがあるため、新しい感光体ドラムに応じた制御テーブルを再作成する必要がある。また、メンテナンスの為に、単に感光体ドラム２を脱着した場合においても、感光体ドラム脱着に伴う感光体ドラム２の取り付け状況変化（感光体ドラム軸と回転軸のずれ方の変化）が生じる可能性があり、また、感光体ドラム２のフレ特性及び光感度特性ムラの位置と感光体ホームポジションセンサの位置とがずれてしまうため、制御テーブルを再作成する必要がある。以上のような理由により、感光体ドラム２がセットされた直後には画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）を行う必要がある。

また、上記構成の画像形成装置において、記録紙２０の一定枚数間隔で上記画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）を行ってもよい。記録紙２０のプリント枚数が増えるに従って感光体劣化が進むため、光感度特性ムラに変化が生じる可能性がある。また、長時間の使用により、感光体ドラム２のセット状態が徐々にずれ、感光体ドラム２の軸と回転軸とのずれによる偏芯の発生状況や、感光体ホームポジションセンサとの位置関係がずれてしまう可能性もある。これらのずれの影響をキャンセルするため、記録紙２０の一定枚数間隔で画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）を行ってもよい。

また、上記構成の画像形成装置において、装置内の環境条件変動時に画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）を行ってもよい。環境条件のうち、特に温度条件が変化した場合には、感光体ドラム２の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、感光体ドラム２の外形プロファイルが変化し、現像ギャップ変動状況が変化することにより濃度ムラの発生状況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形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）を行ってもよい。この場合の画像形成条件の決定を行うトリガの決め方としては、例えば、『前回の画像形成条件の決定（制御テーブルの作成・更新）時と比較して、Ｎ［ｄｅｇ］以上の温度変化があった場合』という決め方でよい。

以上、本実施形態によれば、濃度が互いに異なる複数種類の画像のうち、高濃度側の画像及び低濃度側の画像の一方について、その一方の画像の濃度ムラの補正制御に適した第一の画像パターンのトナー像を像担持体に形成する。そして、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて、前記一方の画像の濃度ムラにより影響を与える第一の画像形成条件を決定し、その決定した第一の画像形成条件に基づいて、帯電チャージャ３、光書込ユニット４及び現像ユニット５等のトナー像形成手段を制御する。この制御により、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像の一方について濃度ムラを軽減することができる。また、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像のもう一方について、そのもう一方の画像の濃度ムラの補正制御に適した第二の画像パターンのトナー像を像担持体に形成する。そして、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて、前記もう一方の画像の濃度ムラにより影響を与える第二の画像形成条件を決定し、その決定した第二の画像形成条件に基づいて上記トナー像形成手段を制御する。この制御により、前記高濃度側の画像及び低濃度側の画像のもう一方について濃度ムラを軽減することができる。以上のように、本実施形態によれば、濃度が互いに異なる複数種類の画像について濃度ムラを適切に軽減することができる。

特に、本実施形態の電子写真方式の画像形成装置で形成した画像には、記録紙搬送方向に周期的な濃度ムラ（トナー付着量ムラ）が発生する場合がある。この濃度ムラ（トナー付着量ムラ）の発生要因は幾つか考えられるが、それらの中で、特に、現像ユニット５における現像ギャップ（現像ローラと感光体ドラムとのギャップ）の変動による現像電界変動と、感光体感度ムラによる静電潜像ムラ、とが挙げられる。現像時点で生じる濃度ムラ（トナー付着量ムラ）は、この２つの要因（現像電界変動、静電潜像ムラ）が主要因と考えられるが、発生する濃度ムラ（トナー付着量ムラ）の空間的な分布特性であるプロファイルは、画像濃度の濃さによって（例えばベタ濃度部と中間調濃度部とで）異なる場合がある。その原因としては次のようなことが考えられる。すなわち、中間調濃度部においては、書込光による潜像電位降下量が比較的少ないために、帯電手段（帯電チャージャ３）による帯電ムラが画像部の静電潜像ムラとして残る。これに対して、ベタ濃度部においては、書込光による潜像電位降下量が大きいため、帯電手段（帯電チャージャ３）による帯電ムラが画像部の静電潜像ムラとしてほぼ残らず、逆に感光体の光感度ムラの影響が強くなるためと考えられる。そこで、本実施形態では、濃度が互いに異なる二種類の画像パターンのトナー像をそれぞれ形成し、高濃度画像（ベタ画像）の濃度ムラと低濃度画像（中間調画像）の濃度ムラを別個に測定することにより、それぞれの画像濃度での濃度ムラを正確に把握し、それぞれの画像濃度に影響力のある画像形成条件にフィードバックするように制御している。この制御により、高濃度画像（ベタ画像）及び低濃度画像（中間調画像）それぞれの画像濃度での濃度ムラを適切に軽減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、高濃度画像（ベタ画像）の濃度ムラの検知結果は現像ポテンシャルへ、低濃度画像（中間調画像）の濃度ムラ検知結果は地肌ポテンシャルへフィードバックをかけるように制御している。この現像ポテンシャル及び地肌ポテンシャルは互いに関連性のある制御パラメータ（制御因子）のため、現像ポテンシャルの制御により高濃度画像（ベタ画像）の濃度ムラを制御すると、その影響が低濃度画像（中間調画像）に現れ、低濃度画像（中間調画像）での濃度ムラを作り出してしまう場合がある。これは、逆もまた然りであり、地肌ポテンシャルの制御により低濃度画像（中間調画像）の濃度ムラを制御すると、その影響が高濃度画像（ベタ画像）に現れ、高濃度画像（ベタ画像）での濃度ムラを作り出してしまう場合がある。もちろん、他の画像濃度において濃度ムラを作り出さないように、制御テーブルを作る際のゲインを決めるのが基本であるが、少し条件がずれて濃度ムラを作り出してしまう場合も考えられる。
そこで、本実施形態（図１０の制御フロー参照）では、第一の画像パターンを用いて決定した第一の画像形成条件に基づいて行った第一の制御手段による補正制御が反映された状態で、第二の画像パターンのトナー像形成及び濃度検知、その濃度検知結果に基づく第二の画像形成条件の決定、並びにその第二の画像形成条件に基づく第二の制御手段による補正制御を行っている。このように二段階で補正制御を行うことにより、第一の制御手段により第二の画像パターンのトナー像で濃度ムラを作り出してしまった場合においても、その濃度ムラを検知して軽減することができる。従って、高濃度画像（ベタ画像）及び低濃度画像（中間調画像）の双方において、適切な画像濃度ムラ補正を行うことができる。

また、本実施形態における画像形成装置では、高濃度画像（ベタ画像）の制御因子としては現像条件及び露光条件、低濃度画像（中間調部）の制御因子としては帯電条件、が代表的である。そこで、本実施形態（図１１の制御フロー参照）によれば、高濃度画像（ベタ画像）の濃度ムラの検知結果に基づいて現像条件又は露光条件を決定して制御し、低濃度画像（中間調部）の濃度ムラの検知結果に基づいて帯電条件を決定して制御することにより、高濃度画像（ベタ画像）及び低濃度画像（中間調画像）の双方におけるより適切な濃度ムラ補正が可能となる。

また、本実施形態における画像形成装置において、各画像形成条件を決定する際のゲインが適切に決められていれば、一連の補正制御を一度行うだけで制御精度は出るはずである。しかし、実機の状態にも個体差が有るため、ゲインを最適値に設定するのではなく、過補正にならないように少し弱めのゲイン設定にする方がよいと考えられる。この場合、一度の補正制御では濃度ムラが補正し切れないおそれがある。そこで、本実施形態によれば、画像パターンのトナー像形成及び濃度検知、その濃度検知結果に基づく画像形成条件の決定、並びにその画像形成条件に基づく制御からなる一連の補正制御を複数回（例えば二回）繰り返すことによって、濃度ムラのレベルを更に低減することができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、上記決定した画像形成条件に基づいて濃度ムラの補正制御を行う際には、発生している画像濃度ムラと同期するように制御を実施する必要がある。そのためには、濃度ムラ周期の発生源となっている回転体（例えば、感光体ドラム２）に回転位置検出のための回転位置検出手段（例えば、ホームポジションセンサ）を設け、上記回転体の回転周期を把握する必要がある。そこで、本実施形態によれば、上記回転体の回転周期の検出結果に基づいて、発生している画像濃度ムラと上記回転体との回転位置との関係を特定することにより、上記決定した画像形成条件（具体的には、経時的に画像形成条件を変動させる制御テーブル）を適切なタイミングで適用することができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、感光体ドラム２上のトナー像の段階で発生している画像濃度ムラ（トナー付着量ムラ）の要因としては、感光体ドラム２の真円度不足及びセット時の回転軸ずれ起因の偏芯による現像ギャップ変動、及び、感光体ドラム２の感光層塗工ムラ起因の露光後電位（ＶＬ）ムラが、２大要因である。これらの要因は、感光体ドラム自体の誤差、及び感光体ドラムのセット時に発生する誤差であるため、一度感光体ドラム２をセットしたら、その後はこれらの要因に起因する画像濃度ムラは殆ど変動しないと考えられる。そこで、本実施形態によれば、感光体ドラム２をセットした直後にのみ、上記画像形成条件（制御テーブル）のの作成を行うことにより、次の感光体ドラム付け外し時まで有効な画像形成条件（制御テーブル）を得ることができる。

また、本実施形態の画像形成装置において記録紙２０の出力枚数が増えてくると、感光体劣化が進行する。また、感光体ドラム２のセット状態も徐々にずれてしまう可能性もある。このような場合には、制御部２００に記憶している上記画像形成条件（制御テーブル）が有効に機能しなくなる可能性がある。そこで、本実施形態によれば、記録紙２０の一定枚数間隔で画像形成条件（制御テーブル）を作り直すことにより、上記濃度ムラの補正制御の有効性を維持することができる。

また、本実施形態の画像形成装置において装置内の環境（特に温度）が変動した場合、感光体素管の熱膨張係数に従って感光体ドラム２が僅かに変形する可能性がある。この感光体ドラム２の変形により現像ギャップ変動が生じ、画像濃度ムラの様相が変化する可能性がある。そこで、本実施形態によれば、環境変動時に上記画像形成条件（制御テーブル）を作り直すことにより、上記濃度ムラの補正制御の有効性を維持することができる。

１：中間転写ベルト
２：感光体ドラム
３：帯電チャージャ
４：光書込ユニット
５：現像ユニット
６：一次転写ローラ
２０：記録紙
３０：トナー像検知センサ（光学センサユニット）
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ：センサヘッド（光学センサ）
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ：作像ステーション
２００：制御部
９０１：第一の画像パターン
９０２：第二の画像パターン

特開昭６２−１４５２６６号公報 特開平９−６２０４２号公報 特許第３８２５１８４号公報 特開２００６−１０６５５６号公報

Claims (6)

1. 像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体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、を備えた画像形成装置であって、
   前記像担持体に単一濃度パターンである高濃度のベタ画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて該ベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、そのベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて、高濃度側の画像の濃度ムラに対してより影響を与える第一の画像形成条件の制御パラメータの値を前記ベタ画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた第一の画像形成条件の変動制御データを決定し、その決定した第一の画像形成条件の変動制御データに基づいて画像形成時における前記像担持体の回転に応じて変化させるように前記トナー像形成手段を制御する第一の制御手段と、
   前記像担持体に前記ベタ画像パターンよりも低濃度の単一濃度パターンである中間調濃度画像パターンのトナー像を形成し、そのトナー像の濃度の検知結果に基づいて該中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分を検出し、その中間調濃度画像パターンのトナー像の濃度ムラ内の周期的変動成分の検出結果に基づいて、低濃度側の画像の濃度ムラに対してより影響を与える第二の画像形成条件の制御パラメータの値を前記中間調濃度画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた第二の画像形成条件の変動制御データを決定し、その決定した第二の画像形成条件の変動制御データに基づいて画像形成時における前記像担持体の回転に応じて変化させるように前記トナー像形成手段を制御する第二の制御手段とを備え、
   前記第二の制御手段における前記中間調濃度画像パターンのトナー像形成は、前記第一の制御手段によって前記トナー像形成手段が前記ベタ画像パターンのトナー像の濃度ムラの変動周期と同じ周期で変化させた前記第一の画像形成条件の変動制御データに基づいて制御された状態で行い、
   前記高濃度側のベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて前記変動制御データを決定する前記第一の画像形成条件は、現像条件及び露光条件の少なくとも一つの条件であり、前記低濃度側の中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づいて前記変動制御データを決定する前記第二の画像形成条件は帯電条件であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記ベタ画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記ベタ画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びに前記第一の画像形成条件の変動制御データの決定及びその第一の画像形成条件の変動制御データに基づくトナー像形成の制御と、前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記中間調濃度画像パターンのトナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びに前記第二の画像形成条件の変動制御データの決定及びその第二の画像形成条件の変動制御データに基づくトナー像形成の制御と、を複数回繰り返すことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   画像ムラの発生源となっている回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、
   前記回転位置検出手段の検出信号に同期して前記第一の画像形成条件の変動制御データ及び第二の画像形成条件の変動制御データを決定することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１の画像形成装置において、
   前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、当該画像形成装置の本体に像担持体が装着された後、その像担持体へのトナー像形成が開始される前に行うことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１の画像形成装置において、
   前記像担持体は記録媒体に転写されるトナー像を担持する転写体であり、
   前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段を備え、
   前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、前記トナー像が転写される記録媒体の一定枚数間隔で行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１の画像形成装置において、
   前記像担持体は記録媒体に転写されるトナー像を担持する転写体であり、
   前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段を備え、
   前記ベタ画像パターン及び前記中間調濃度画像パターンのトナー像の形成及び濃度検知、前記トナー像内の濃度ムラの周期的変動成分の検出並びにその濃度ムラの周期的変動成分の検出結果に基づく画像形成条件の変動制御データの決定は、当該画像形成装置内の環境条件変動時に行うことを特徴とする画像形成装置。

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