JP6508516B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置において、デバイスの位相を取得する取得手段と、デバイスに起因する濃度変動を補正する補正手段を有する構成が開示されている。

特開２０１２−２５５８３４号公報

本発明の目的は、センサ等の検出手段を現像ロール等の現像剤搬送部や感光体ドラム等の像保持体に設けることなく、現像剤搬送部や像保持体の回転位相を検出することが可能な画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る本発明は、現像剤像を保持する像保持体と、
回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記現像剤搬送部の回転位相を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相に基づいて、前記現像剤搬送部の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
前記濃度補正手段は、
前記現像剤搬送部により形成された画像の濃度を検出することにより、前記現像剤搬送部の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記現像剤搬送部の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
を有する画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記検出手段が、前記交流成分波形を前記現像剤搬送部の回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分の前記交流成分波形の平均値を算出して、算出された交流成分波形の平均値の特徴点を検出することにより前記現像剤搬送部の回転位相の基準点を決定する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記電圧印加手段の電源における交流成分波形の変動量が予め設定された所定値より小さい場合、前記濃度補正手段による不要な濃度変動の補正が行われないようにすることができる請求項１または２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、現像剤像を保持する円筒形状の像保持体と、
回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記像保持体の回転位相を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記像保持体の回転位相に基づいて、前記像保持体の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
前記濃度補正手段は、
前記像保持体により形成された画像の濃度を検出することにより、前記像保持体の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記像保持体の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記像保持体の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
を有する画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、前記検出手段が、前記交流成分波形を前記像保持体の回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分の前記交流成分波形の平均値を算出して、算出された交流成分波形の平均値の特徴点を検出することにより前記像保持体の回転位相の基準点を決定する請求項４記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、前記濃度補正手段は、前記電圧印加手段の電源における交流成分波形の変動量が予め設定された所定値より小さい場合、濃度変動の補正を行わない請求項４または５記載の画像形成装置。

請求項７に係る本発明は、現像剤像を保持する円筒形状の像保持体と、
回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記現像剤搬送部および前記像保持体の回転位相をそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相および前記像保持体の回転位相に基づいて、前記現像剤搬送部の回転に起因する濃度変動および像保持体の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
前記濃度補正手段は、
前記現像剤搬送部および前記像保持体により形成された画像の濃度を検出することにより、前記現像剤搬送部の回転位相に応じた濃度変動情報および前記像保持体の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記現像剤搬送部の回転位相に対応する補正量および前記像保持体の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相および前記像保持体の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
を有する画像形成装置である。

請求項８に係る本発明は、前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から高周波成分のノイズを除去するためのフィルタをさらに備えた請求項１から７のいずれか１項記載の画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、センサ等の検出手段を現像ロール等の現像剤搬送部に設けることなく、現像剤搬送部の回転位相を検出して、現像剤搬送部の回転に起因する濃度変動を補正することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、センサ等の検出手段を現像ロール等の現像剤搬送部に設けることなく、現像剤搬送部の回転位相を検出することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、請求項１または２により得られる効果に加えて、濃度変動が少ない場合には濃度変動を補正しないようにすることが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、センサ等の検出手段を感光体ドラム等の像保持体に設けることなく、像保持体の回転位相を検出して、像保持体の回転に起因する濃度変動を補正することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、センサ等の検出手段を感光体ドラム等の像保持体に設けることなく、像保持体の回転位相を検出することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、請求項４または５により得られる効果に加えて、濃度変動が少ない場合には濃度変動を補正しないようにすることが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、センサ等の検出手段を現像ロール等の現像剤搬送部や感光体ドラム等の像保持体に設けることなく、現像剤搬送部や像保持体の回転位相を検出することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、請求項１から７のいずれか１項記載の画像形成装置により得られる効果に加えて、現像剤搬送部または像保持体の回転位相を検出する際のノイズによる誤検出を削減することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置１０の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置における感光体ドラム１５２Ｋと、現像ロール１５７Ｋとの関係を説明するための図である。 図２に示した濃度補正部２３の詳細な構成を説明するためのブロック図である。 現像バイアス印加装置４０から出力された電源のＡＣ成分の波形例を示す図（図４（Ａ））および、この電源のＡＣ成分波形をフィルタ２１に通過させた後の波形例を示す図である（図４（Ｂ））。 回転位相検出部２２における平均化処理を説明するための図である。 現像ロール１５７Ｋの濃度変動（濃度むら）プロファイルの一例を示す図（図６（Ａ））および濃度補正プロファイルの一例を示す図（図６（Ｂ））である。 現像バイアス印加装置４０から出力された電源のＡＣ成分の波形例を示す図（図７（Ａ））および、この電源のＡＣ成分波形をフィルタ２１に通過させた後の波形例を示す図である（図７（Ｂ））。 回転位相検出部２２における平均化処理を説明するための図である。 感光体ドラム１５２Ｋの濃度変動（濃度むら）プロファイルの一例を示す図（図９（Ａ））および濃度補正プロファイルの一例を示す図（図９（Ｂ））である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の画像形成装置１０の構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、画像読取装置１２、画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、中間転写ベルト１６、用紙トレイ１７、用紙搬送路１８、定着器１９及び制御部２０を有する。この画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータ（不図示）などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、画像読取装置１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機であってもよい。

まず、画像形成装置１０の概略を説明すると、画像形成装置１０の上部には、画像読取装置１２及び制御部２０が配設され、画像データの入力手段として機能する。画像読取装置１２は、原稿に表示された画像を読み取って、制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像読取装置１２から入力された画像データ、又は、ＬＡＮなどのネットワーク回線を介してパーソナルコンピュータ（不図示）等から入力された画像データに対して、階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット１４に対して出力する。

画像読取装置１２の下方には、カラー画像を構成する色に対応して、４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙが配設されている。本実施形態では、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応して４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙが、中間転写ベルト１６に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されている。中間転写ベルト１６は、中間転写体として図中矢印Ａの方向に回動し、これら４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃは、制御部２０から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１６に転写（１次転写）する。なお、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙの色の順序は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に限定されるものではなく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順序など、その順序は任意である。

用紙搬送路１８は、中間転写ベルト１６の下方に配設されている。用紙トレイ１７から供給された記録用紙３２は、この用紙搬送路１８上を搬送され、上記中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（２次転写）され、転写されたトナー像が定着器１９によって定着され、矢印Ｂに沿って外部に排出される。

次に、画像形成装置１０の各構成についてより詳細に説明する。

制御部２０は、画像読取装置１２により読み取られた画像データに対して、シェーディング補正、原稿の位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理を施す。なお、画像読取装置１２により読み取られた原稿の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ビット）の３色の原稿反射率データであり、制御部２０による画像処理によって、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）（各８ｂｉｔ）の４色の原稿色材階調データに変換される。

画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ（像形成手段）は、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、画像形成ユニット１４Ｋについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４の構成は、Ｋ、Ｃ、Ｍ又はＹを付すことにより区別する。

画像形成ユニット１４Ｋは、制御部２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｋと、この光走査装置１４０Ｋにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｋとを有する。

光走査装置１４０Ｋは、レーザ光を黒色（Ｋ）の画像データに応じて変調して、このレーザ光を像形成装置１５０Ｋの感光体ドラム１５２Ｋ上に照射される。

像形成装置１５０Ｋは、矢印Ａの方向に沿って所定の回転速度で回転運動する感光体ドラム１５２Ｋと、この感光体ドラム１５２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置１５４Ｋと、感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置１５６Ｋと、クリーニング装置１５８Ｋとから構成されている。感光体ドラム１５２Ｋは、トナー像等の現像剤像を保持する円筒形状の像保持体であり、帯電装置１５４Ｋにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｋにより照射されたレーザ光により静電潜像が形成される。感光体ドラム１５２Ｋに形成された静電潜像は、現像装置１５６Ｋにより黒色（Ｋ）のトナー等の現像剤で現像され、中間転写ベルト１６に転写される。なお、トナー像（現像剤像）の転写工程の後に感光体ドラム１５２Ｋに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置１５８Ｋによって除去される。

他の画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ及び１４Ｙも、同様にしてそれぞれ感光体ドラム１５２Ｃ、１５２Ｍ、１５２Ｙおよび現像装置１５６Ｃ、１５６Ｍ、１５６Ｙを有しており、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１６に転写する。

中間転写ベルト１６は、ドライブロール１６４と、アイドルロール１６５、１６６、１６７と、バックアップロール１６８と、アイドルロール１６９との間に一定のテンションで掛け回されており、駆動モータ（不図示）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、矢印Ａの方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト１６は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。

また、中間転写ベルト１６には、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに対向する位置にそれぞれ１次転写ロール１６２Ｋ、１６２Ｃ、１６２Ｍ、１６２Ｙが配設され、感光体ドラム１５２Ｋ、１５２Ｃ、１５２Ｍ、１５２Ｙ上に形成された各色のトナー像は、これらの１次転写ロール１６２により中間転写ベルト１６上に多重に転写される。なお、中間転写ベルト１６に付着した残留トナーは、２次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置１８９のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。

また、中間転写ベルト１６に近接して濃度センサ１７０が設けられている。この濃度センサ１７０は、中間転写ベルト１６上に転写されたトナー像を読み取るためのセンサである。

用紙搬送路１８には、用紙トレイ１７から記録用紙３２を取り出す給紙ロール１８１と、用紙搬送用の第１のロール対１８２、第２のロール対１８３及び第３のロール対１８４と、記録用紙３２を既定のタイミングで２次転写位置に搬送するレジストレーションロール１８５とが配設される。

また、用紙搬送路１８上の２次転写位置には、バックアップロール１６８に圧接する２次転写ロール１８６が配設されており、中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像は、この２次転写ロール１８６による圧接力及び静電気力で記録用紙３２上に２次転写される。各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、搬送ベルト１８７、搬送ベルト１８８によって定着器１９へと搬送される。

定着器１９は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙３２に溶融固着させる。

なお、現像装置１５６Ｋは、回転運動をすることにより感光体ドラム１５２Ｋに現像剤を搬送して、感光体ドラム１５２Ｋ上に現像剤像を形成する円筒形状の現像ロール（現像剤搬送部）１５７Ｋを有している。なお、他色の画像を形成する画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙにおいても、同様に現像装置１５６Ｃ、１５６Ｍ、１５６Ｙ内にそれぞれ現像ロールが備えられている。

次に、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム１５２Ｙと、現像ロール１５７Ｋとの関係を図２を参照して説明する。なお、図２では、黒色の画像を形成するための構成のみを用いて説明を行うが、他色のシアン、マゼンタ、イエローの画像を形成するための構成も同様な構成となっている。

図２を参照すると分かるように、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとは一定の間隙部（ギャップ）を挟んで対向して設けられている。そして、現像ロール１５７Ｋは、内部に設けられた磁石の磁力により現像剤を表面に保持し、回転運動を行って感光体ドラム１５２Ｋとの間に形成された間隙部に保持した現像剤を搬送することにより、感光体ドラム１５２Ｋの表面上に形成された潜像を可視現像化する。

そして、図２に示されるように、本実施形態の画像形成装置１０には、現像バイアス印加装置４０が設けられている。

この現像バイアス印加装置４０は、ＤＣ電圧成分（直流電圧成分）とＡＣ電圧成分（交流電圧成分）からなり現像ロール１５７Ｋから感光体ドラム１５２Ｋへ現像剤を移動させるための電圧（現像バイアス）を、現像ロール１５７Ｋと感光体ドラム１５２Ｋとの間に印加する電圧印加手段である。

ここで、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋは共に金属材料により構成されているため、コンデンサと同様に機能している。

感光体ドラム１５２Ｋや現像ロール１５７Ｋ等が理想的な構造であれば、本来現像バイアス印刷装置４０の電源におけるＡＣ成分は平均すればゼロとなる。しかし、感光体ドラム１５２Ｋや現像ロール１５７Ｋの製造上のばらつき等により、回転運動に伴って感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間のギャップが変化した場合、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋによるコンデンサの容量自体も変化して現像バイアス印刷装置４０の電源におけるＡＣ成分の電流値が変化する。

つまり、現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分の電流値の変化を測定することにより、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋ間のギャップがどのように変化しているのかを検出することが可能となる。

そして、本実施形態における現像バイアス印加装置４０は、出力電圧をフィードバック制御により安定化させるための安定化回路を備えている。そのため、この安定化回路の制御信号を現像バイアス印刷装置４０の外部に取り出すことにより、電源のＡＣ成分波形の情報として利用することが可能である。

なお、現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分を直接測定するようにしても同様の情報を得ることが可能である。

そして、制御部２０では、この現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分波形を用いることにより感光体ドラム１５２Ｋや現像ロール１５７Ｋの回転位相を検出して、感光体ドラム１５２Ｋや現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度変動（濃度むら）を補正している。

次に、制御部２０が現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分波形に基づいて、感光体ドラム１５２Ｋや現像ロール１５７Ｋの回転位相を検出して濃度変動の補正を行うための具体的構成について説明する。

図２に示されるように、制御部２０は、フィルタ２１と、回転位相検出部２２と、濃度補正部２３とを備えている。

フィルタ２１は、現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形から高周波成分のノイズを除去するためのＬＰＦ（Low Pass Filter）等のフィルタである。フィルタ２１は、例えば、デジタルフィルタにより実現することが可能である。

なお、フィルタ２１を設けることにより遅延が発生する可能性がある。しかし、回転位相の検出を行う場合と、実際に濃度変動補正を行う場合とで同じ時間だけ遅延が発生するのであれば、濃度変動補正を行う際には問題とはならない。

なお、感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出する場合と現像ロール１５７Ｋの回転位相の検出を行う場合とでは、フィルタ２１の通過帯域を変更することになるため、フィルタ２１をデジタルフィルタにより構成すればパラメータの変更により容易に通過帯域を変更することが可能となる。

さらに、プロセス速度（画像形成速度）が変更されて現像ロール１５７Ｋや感光体ドラム１５２Ｋの回転速度が変更された場合でも、フィルタ２１がデジタルフィルタにより構成されていればパラメータ変更により容易に通過帯域を変更することが可能となる。

回転位相検出部２２は、フィルタ２１を通過後の現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形から現像ロール１５７Ｋの回転位相を検出する。

具体的には、回転位相検出部２２は、現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形を現像ロール１５７Ｋの回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分のＡＣ成分波形の平均値を算出して、算出されたＡＣ成分波形の平均値の特徴点を検出することにより現像ロール１５７Ｋの回転位相の基準点を決定する。

そして、濃度補正部２３は、回転位相検出部２２により検出された現像ロール１５７Ｋの回転位相に基づいて、現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度変動を補正する。具体的には、濃度補正部２３は、回転位相検出部２２により決定された基準点を用いて、現像ロール１５７Ｋの回転と濃度補正の同期をとることにより、現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度変動を打ち消すような濃度補正を行う。

なお、濃度補正部２３は、現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形の変動量が予め設定された所定値より小さい場合、例えば、最大値と最小値との差が所定値以下の場合、現像ロール１５７Ｋ等の回転に伴う濃度変動は許容値以下であるとして濃度変動の補正を行わないようにしても良い。

また、回転位相検出部２２は、現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形から感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出することも可能である。

この場合には、回転位相検出部２２は、現像バイアス印加装置４０の電源におけるＡＣ成分波形を感光体ドラム１５２Ｋの回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分のＡＣ成分波形の平均値を算出して、算出されたＡＣ成分波形の平均値の特徴点を検出することにより感光体ドラム１５２Ｋの回転位相の基準点を決定する。

そして、濃度補正部２３は、回転位相検出部２２により検出された感光体ドラム１５２Ｋの回転位相に基づいて、感光体ドラム１５２Ｋの回転に起因する濃度変動を補正する。

このように、本実施形態の画像形成装置１０では、現像ロール１５７Ｋまたは感光体ドラム１５２Ｋまたはその両方の回転に起因して発生する濃度変動を補正することが可能である。

次に、濃度補正部２３の詳細な構成を図３のブロック図を参照して説明する。

濃度補正部２３は、図３に示されるように、濃度変動情報取得部３１と、対応テーブル生成部３２と、対応テーブル格納部３３と濃度調整部３４とから構成されている。

ここでは、現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度補正を行う場合について説明するが、感光体ドラム１５２Ｋの回転に起因して発生する濃度変動を補正する場合でも同様な方法を用いることが可能である。

濃度変動情報取得部３１は、現像ロール１５７Ｋにより搬送された現像剤により感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された画像の濃度を検出することにより、現像ロール１５７Ｋの回転位相に応じた濃度変動情報を取得する。具体的には、濃度変動情報取得部３１は、濃度センサ１７０により検出された中間ベルト１６上の黒色のトナー像の濃度値を検出する。

そして、対応テーブル生成部３２は、濃度変動情報取得部３１により取得された濃度変動情報と回転位相検出部２２により検出された現像ロール１５７Ｋの回転位相情報に基づいて、現像ロール１５７Ｋの回転位相に対応する補正量が規定された対応テーブル（対応表）を生成する。

対応テーブル格納部３３は、対応テーブル生成部３２により生成された、現像ロール１５７Ｋの回転位相と濃度補正量とが規定された対応テーブルを格納する。

濃度調整部３４は、形成しようとする画像の各画素の濃度値を、回転位相検出部２２により検出された現像ロール１５７Ｋの回転位相と、対応テーブル生成部３２により生成され対応テーブル格納部３３に格納されている対応テーブルとに基づいて調整する。

次に、図４〜図６を参照して現像ロール１５７Ｋの回転位相を検出して現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度補正を行うための濃度補正プロファイルを作成する際の具体的な方法を説明する。

先ず、現像バイアス印加装置４０から出力された電源のＡＣ成分の波形例を図４（Ａ）に示す。そして、この電源のＡＣ成分波形をフィルタ２１に通過させた後の波形例を図４（Ｂ）に示す。

回転位相検出部２２は、現像ロール１５７Ｋの回転位相を検出する場合には、図４（Ｂ）に示すＡＣ成分波形を現像ロール１５７Ｋの回転周期Ｔ１毎に分割する。

そして、回転位相検出部２２は、図５に示すように、分割した複数区分のＡＣ成分波形に対して平均化処理を行って平均値を算出して、算出されたＡＣ成分波形の平均値の特徴点を検出する。

具体的には回転位相検出部２２は、平均化処理されたＡＣ成分波形における最大値や最小値等の特徴点を検出して、その特徴点を基準位置とすることにより現像ロール１５７Ｋの回転位相の基準点を決定する。

図５に示した例では、回転位相検出部２２は、平均化処理されたＡＣ成分波形における最大値を現像ロール１５７Ｋの回転位相の基準点として決定している。

そして、濃度補正部２３は、回転位相検出部２２により検出された現像ロール１５７Ｋの回転位相を用いて、図６（Ａ）に例示したような現像ロール１５７Ｋの濃度変動（濃度むら）プロファイルを作成する。

この図６（Ａ）に示した濃度変動プロファイルでは、現像ロール１５７Ｋの回転角０〜２πに対する濃度変動量がプロファイルとして示されている。

そして、濃度補正部２３では、図６（Ａ）に示したような濃度変動を打ち消すような濃度補正量を算出して、図６（Ｂ）に示すような濃度補正プロファイルを生成する。

この図６（Ｂ）に示した濃度補正プロファイルでは、現像ロール１５７Ｋの回転角０〜２πに対する濃度補正量がプロファイルとして示されている。

つまり、濃度補正部２３が、図６（Ｂ）に示したような濃度補正プロファイルと現像ロール１５７Ｋの回転位相とに基づいて濃度補正を行うことにより、現像ロール１５７Ｋの回転に起因する濃度変動が低減されることになる。

次に、図７〜図９を参照して感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出して感光体ドラム１５２Ｋの回転に起因する濃度補正を行うための濃度補正プロファイルを作成する際の具体的な方法を説明する。

先ず、現像バイアス印加装置４０から出力された電源のＡＣ成分の波形例を図７（Ａ）に示す。そして、この電源のＡＣ成分波形をフィルタ２１に通過させた後の波形例を図７（Ｂ）に示す。なお、ここでは、感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出するための変動波形を得るために、フィルタ２１には、感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出する場合とは異なるパラメータが設定される。

そして、回転位相検出部２２は、感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出する場合には、図７（Ｂ）に示すように、ＡＣ成分波形を感光体ドラム１５２Ｋの回転周期Ｔ２毎に分割する。

そして、回転位相検出部２２は、感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を検出する場合と同様の方法により、図８に示すように、分割した複数区分のＡＣ成分波形に対して平均化処理を行って平均値を算出して、算出されたＡＣ成分波形の平均値の特徴点を検出する。

そして、濃度補正部２３は、回転位相検出部２２により検出された感光体ドラム１５２Ｋの回転位相を用いて、図９（Ａ）に例示したような感光体ドラム１５２Ｋの濃度変動（濃度むら）プロファイルを作成する。また、濃度補正部２３では、図９（Ａ）に示したような濃度変動を打ち消すような濃度補正量を算出して、図９（Ｂ）に示すような濃度補正プロファイルを生成する。

そして、濃度補正部２３が、図９（Ｂ）に示したような濃度補正プロファイルと感光体ドラム１５２Ｋの回転位相とに基づいて濃度補正を行うことにより、現像ロール１５７Ｋの場合と同様に、感光体ドラム１５２Ｋの回転に起因する濃度変動が低減されることになる。

なお、上記では、黒色のトナーにより画像を形成する画像形成ユニット１４Ｋにおける現像ロール１５７Ｋおよび感光体ドラム１５２Ｋ等の回転体の回転位相を検出して、現像ロール１５７Ｋや感光体ドラム１５２Ｋ等の回転体の回転に起因する濃度変動を補正する場合の構成について説明したが、画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙにおいても同様に回転体による濃度変動の補正が行われる。つまり、画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙにおいても、それぞれ感光体ドラム１５２Ｃ、１５２Ｍ、１５２Ｙと現像ロールの回転位相を検出して濃度変動の補正が行われる。

さらに、上記で説明した現像ロール１５７Ｋおよび感光体ドラム１５２Ｋの回転位相の検出は、現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分の最新の所定数区分の波形の平均により更新しつづけてもよいが、一旦回転位相を検出した後は同一の印刷ジョブ（印刷命令）の実行が完了するまでは更新しないようにしても良い。つまり、検出された回転位相と予め把握している現像ロール１５７Ｋまたは感光体ドラム１５２Ｋの回転周期とに基づけば、現在の現像ロール１５７Ｋまたは感光体ドラム１５２Ｋの回転位相も推定することができるため、この推定された回転位相に基づいて周期性の濃度変動の補正を行うようにしても良い。

何故ならば、一連の画像形成処理が完了するまでの間は現像ロール１５７Ｋや感光体ドラム１５２Ｋ等の回転体の位相関係は大きく変動することはないためである。そして、常に最新の回転位相を検出して、検出された回転位相に基づいて濃度変動の補正を行っていると、何らかの突発的な要因により電源波形にノイズ等が重畳した場合、検出された回転位相がずれてしまい濃度変動が正しく行われる可能性がある。そのため、一旦回転位相が検出されたらその回転位相の基準を用い続けるようにすれば突発的なノイズの重畳等による影響を受けることなく濃度変動の補正を行うことが可能となる。

ただし、１つの印刷ジョブの印刷量が膨大である場合、この印刷ジョブが完了するまで回転位相の更新を行わないようにしたのでは、回転位相が徐々にずれて濃度変動補正が正しく行われなくなる可能性がある。そのため、所定の時間が経過した場合には、回転体の回転位相を再度検出して、濃度変動の補正となる回転位相を更新するようにすることが望ましい。

[変形例]
上記実施形態では、現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分波形を位相検出対象の回転体（現像ロール１５７Ｋまたは感光体ドラム１５２Ｋ）の回転周期で分割することにより回転位相の検出を行う場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像バイアス印加装置４０の電源のＡＣ成分波形を周波数解析して、位相検出対象の回転体の周期に対応した周波数成分を検出することにより位相検出の基準点を求めるようにすることも可能である。

このような方法によれば、位相検出対象の回転体の周期成分のみを取り出すことができるため、ノイズによる影響を受けずに位相検出を行うことが可能となる。

１０ 画像形成装置
１２ 画像読取装置
１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 画像形成ユニット
１６ 中間転写ベルト
１７ 用紙トレイ
１８ 用紙搬送路
１９ 定着器
２０ 制御部
２１ フィルタ
２２ 回転位相検出部
２３ 濃度補正部
３２ 記録用紙
４０ 現像バイアス印加装置
１４０Ｋ 光走査装置
１５０Ｋ 像形成装置
１５２Ｋ、１５２Ｃ、１５２Ｍ、１５２Ｙ 感光体ドラム
１５４Ｋ 帯電装置
１５６Ｋ、１５６Ｃ、１５６Ｍ、１５６Ｙ 現像装置
１５８Ｋ クリーニング装置
１６２Ｋ、１６２Ｃ、１６２Ｍ、１６２Ｙ １次転写ロール
１６４ ドライブロール
１６５、１６６、１６７ アイドルロール
１６８ バックアップロール
１６９ アイドルロール
１７０ 濃度センサ
１８９ クリーニング装置
１６８ バックアップロール
１８１ 給紙ロール
１８２、１８３、１８４ ロール対
１８５ レジストレーションロール
１８６ ２次転写ロール
１８７、１８８ 搬送ベルト

Claims (8)

1. 現像剤像を保持する像保持体と、
   回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
   直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記現像剤搬送部の回転位相を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相に基づいて、前記現像剤搬送部の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
   前記濃度補正手段は、
   前記現像剤搬送部により形成された画像の濃度を検出することにより、前記現像剤搬送部の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記現像剤搬送部の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
   形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記検出手段は、前記交流成分波形を前記現像剤搬送部の回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分の前記交流成分波形の平均値を算出して、算出された交流成分波形の平均値の特徴点を検出することにより前記現像剤搬送部の回転位相の基準点を決定する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記濃度補正手段は、前記電圧印加手段の電源における交流成分波形の変動量が予め設定された所定値より小さい場合、濃度変動の補正を行わない請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 現像剤像を保持する円筒形状の像保持体と、
   回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
   直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記像保持体の回転位相を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記像保持体の回転位相に基づいて、前記像保持体の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
   前記濃度補正手段は、
   前記像保持体により形成された画像の濃度を検出することにより、前記像保持体の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記像保持体の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
   形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記像保持体の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
   を有する画像形成装置。
5. 前記検出手段は、前記交流成分波形を前記像保持体の回転周期の区分毎に分割し、分割した複数区分の前記交流成分波形の平均値を算出して、算出された交流成分波形の平均値の特徴点を検出することにより前記像保持体の回転位相の基準点を決定する請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記濃度補正手段は、前記電圧印加手段の電源における交流成分波形の変動量が予め設定された所定値より小さい場合、濃度変動の補正を行わない請求項４または５記載の画像形成装置。
7. 現像剤像を保持する円筒形状の像保持体と、
   回転運動をすることにより前記像保持体に現像剤を搬送する現像剤搬送部と、
   直流電圧成分と交流電圧成分からなり前記現像剤搬送部から前記像保持体へ現像剤を移動させるための電圧を、前記現像剤搬送部と前記像保持体との間に印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から前記現像剤搬送部および前記像保持体の回転位相をそれぞれ検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相および前記像保持体の回転位相に基づいて、前記現像剤搬送部の回転に起因する濃度変動および像保持体の回転に起因する濃度変動を補正する濃度補正手段と、を備え、
   前記濃度補正手段は、
   前記現像剤搬送部および前記像保持体により形成された画像の濃度を検出することにより、前記現像剤搬送部の回転位相に応じた濃度変動情報および前記像保持体の回転位相に応じた濃度変動情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された濃度変動情報に基づいて、前記現像剤搬送部の回転位相に対応する補正量および前記像保持体の回転位相に対応する補正量が規定された対応表と、
   形成しようとする画像の各画素の濃度値を、前記検出手段により検出された前記現像剤搬送部の回転位相および前記像保持体の回転位相と、前記対応表とに基づいて調整する調整手段と、
   を有する画像形成装置。
8. 前記電圧印加手段の電源における交流成分波形から高周波成分のノイズを除去するためのフィルタをさらに備えた請求項１から７のいずれか１項記載の画像形成装置。

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