JP6641634B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。

従来、作像手段による作像動作中に、潜像担持体を帯電させる帯電手段による帯電強度を周期的に変動させつつ、現像手段の現像剤担持体に印加する現像バイアスを周期的に変動させる画像形成装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、帯電強度や現像バイアスを周期変動させながら、潜像担持体に潜像を形成するとともに潜像を現像してトナー像を作像するようになっている。具体的には、この画像形成装置は、潜像担持体たる感光体に形成した静電潜像を、現像装置の現像剤担持体たる現像ローラに担持した現像剤によって現像してトナー像を得る。その際、感光体の外形歪みなどに起因して感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを感光体の回転に伴って変動させてしまうことによって生ずる画像のベタ部における周期的な濃度変動を抑えるために、次のような制御を行う。即ち、ロータリーエンコーダーによって感光体の回転姿勢を検知した結果と、所定の現像変動パターンデータとに基づいて現像バイアスを周期変動させる。この周期変動により、現像ギャップを変動させることに起因するベタ部の周期的な濃度変動を抑える。更に、感光体を一様帯電させるために帯電部材に印加する帯電バイアスを、次のように周期変動させる。即ち、感光体の回転姿勢を検知した結果と、所定の帯電変動パターンデータとに基づいて、帯電バイアスを周期変動させる。この周期変動により、現像バイアスを周期変動させることに起因する画像の中間調部の周期的な濃度変動を抑える。以上のようにして、画像のベタ部の周期的な濃度変動と、中間調部の周期的な濃度変動とを抑えることができるとされている。

しかしながら、この画像形成装置では、現像バイアスと帯電バイアスとを周期変動させてもなお、画像に周期的な濃度変動を発生させてしまうことがあった。

上述した課題を解決するために、本発明は、潜像担持体、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段、及び現像剤担持体に担持した現像剤によって前記潜像を現像する現像手段を有する作像手段と、前記作像手段による作像動作中に、前記帯電手段による帯電強度を帯電変動パターンデータに基づいて周期的に変動させつつ、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを現像変動パターンデータに基づいて周期的に変動させる周期変動手段とを備える画像形成装置において、前記帯電変動パターンデータに基づいて前記帯電強度を周期変動させ、且つ前記現像変動パターンデータに基づいて前記現像バイアスを周期変動させながら、前記潜像担持体上にテストトナー像を作像し、このテストトナー像の前記潜像担持体の表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ又はこれと相関関係にある相関パターンデータとに基づいて、前記潜像書込手段による潜像書込強度を周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する構築処理を実施し、ユーザーの命令に基づく画像動作中に、前記潜像書込強度を前記書込変動パターンデータに基づいて周期変動させるように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、画像中に発生する周期的な濃度変動を従来よりも抑えることができるという優れた効果がある。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機の画像形成部を拡大して示す拡大構成図。 同画像形成部におけるＹ用の感光体及び帯電装置を拡大して示す拡大構成図。 同感光体を拡大して示す拡大斜視図。 同画像形成部におけるＹ用の感光体回転センサーからの出力電圧の経時変化を示すグラフ。 同画像形成部におけるＹ用の現像装置を同感光体の一部とともに示す構成図。 同複写機の電気回路の要部を示すブロック図。 同複写機の光学センサーユニットに搭載されたＹ用の反射型フォトセンサーを示す拡大構成図。 同光学センサーユニットに搭載されたＫ用の反射型フォトセンサーを示す拡大構成図。 同画像形成部の中間転写ベルトに転写された各色のパッチパターン像を示す平面模式図。 プロセスコントロール処理で構築されるトナー付着量と現像バイアスとの関係の近似直線式を示すグラフ。 同画像形成部の中間転写ベルトに転写された各色の第一テストトナー像を示す平面模式図。 第一テストトナー像のトナー付着量の周期変動と、スリーブ回転センサー出力と、感光体回転センサー出力との関係を示すグラフ。 平均波形を説明するためのグラフ。 現像変動パターンデータを構築する際に用いるアルゴリズムの原理を説明するためのグラフ。 作像時における各出力のタイミングを示すタイミングチャート。 スリーブ回転周期で切り出した切り出し波形の平均波形や、これを再現用に変換した再現波形におけるトナー付着変動量の経時変化を示すグラフ。 出力画像の画像濃度における目標画像濃度からのずれ量である画像濃度ずれ量と、入力画像濃度（＝目標画像濃度）との関係を示すグラフ。 、感光体の全域のうち、帯電装置で一様に帯電させたままの地肌部の電位や、地肌部に対する光書込を実施した静電潜像の電位と、光書込の際におけるＬＤパワー［％］との関係を示すグラフ。 同複写機の制御部によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャート。 第一変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャート。 第二変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャート。 第三変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャート。 テストトナー像を検知する他の態様を説明するための説明図。 本発明が適用可能であって、且つ実施形態と異なる態様の複写機の第一例を示す概略構成図。 本発明が適用可能であって、且つ実施形態と異なる態様の複写機の第二例を示す概略構成図。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のフルカラー複写機（以下、単に複写機という）の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、複写機は、記録シートに画像を形成する画像形成部１００、画像形成部１００に対して記録シート５を供給する給紙装置２００、原稿の画像を読み取るスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上部に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００なども備えている。画像形成部１００には、記録シート５を手差しでセットするための手差しトレイ６や、画像形成済みの記録シート５をスタックするためのスタックトレイ７などが設けられている。

図２は、画像形成部１００を拡大して示す拡大構成図である。画像形成部１００には、転写体たる無端状の中間転写ベルト１０を具備する転写ユニットが設けられている。転写ユニットの中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、それら支持ローラの何れか１つの回転駆動により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。支持ローラ１４，１５，１６のうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間で移動するベルト部分のおもて面には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニットが対向している。また第２支持ローラ１５と第３支持ローラ１６との間で移動するベルト部分のおもて面には、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像の画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知するための光学センサーユニット１５０が対向している。

図１において、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、レーザー書込装置２１が設けられている。このレーザー書込装置２１は、スキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報、あるいは外部のパーソナルコンピューターから送られてくる画像情報に基づいて、書込光を出射する。具体的には、画像情報に基づいて、レーザー制御部によって半導体レーザーを駆動して書込光を出射する。そして、その書込光により、各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋに設けられた潜像担持体たるドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを露光走査して感光体に静電潜像を形成する。なお、書込光の光源としては、レーザーダイオードに限るものではなく、例えばＬＥＤであってもよい。

図３は、Ｙ用の感光体２０Ｙ及び帯電装置７０Ｙを拡大して示す拡大構成図である。帯電装置７０Ｙは、感光体２０Ｙに当接して連れ回る帯電ローラ７１Ｙと、帯電ローラ７１Ｙに当接して連れ回る帯電クリーニングローラ７５Ｙと、後述する回転姿勢検知センサーとを有している。

図４は、Ｙ用の感光体２０Ｙを拡大して示す拡大斜視図である。感光体２０Ｙは、円柱状の本体部２０ａＹ、本体部２０ａＹの回転軸線方向の両端側にそれぞれ配設された大径のフランジ部２０ｂＹ、軸受けに回転自在に支持される回転軸部２０ｃＹなどを有している。

２つのフランジ部２０ｂＹの端面からそれぞれ突出している回転軸部材２０ｃＹの一方は、感光体回転センサー７６Ｙを貫いており、感光体回転センサー７６Ｙから突出している部分が軸受けによって受けられている。感光体回転センサー７６Ｙは、回転軸部材２０ｃＹに固定されて回転軸部材２０ｃＹと一体的に回転する遮光部材７７Ｙや、透過型フォトセンサー７８Ｙなどを具備している。遮光部材７７Ｙは、回転軸部材２０ｃＹの周面における所定の箇所において法線方向に突出する形状になっており、感光体２０Ｙが所定の回転姿勢になったときに、透過型フォトセンサー７８Ｙの発光素子と受光素子との間に介在する。これにより、受光素子が受光しなくなることで、透過型フォトセンサー７８Ｙからの出力電圧値が大きく低下する。つまり、透過型フォトセンサー７８Ｙは、感光体２０Ｙが所定の回転姿勢になると、そのことを検知して出力電圧値を大きく低下させる。

図５は、Ｙ用の感光体回転センサー７６Ｙからの出力電圧の経時変化を示すグラフである。なお、感光体回転センサー７６Ｙからの出力電圧は、具体的には、透過型フォトセンサー７８Ｙからの出力電圧のことである。図示のように、感光体２０Ｙが回転しているとき、大半の時間は、感光体回転センサー７６Ｙから６［Ｖ］の電圧が出力される。但し、感光体２０Ｙが一周する毎に、感光体回転センサー７６Ｙからの出力電圧が一瞬だけ０［Ｖ］付近まで大きく低下する。これは、感光体２０Ｙが一周する毎に、遮光部材７７Ｙが透過型フォトセンサー７６Ｙの発光素子と受光素子との間に介在して、受光素子が光を受光しなくなるからである。このように出力電圧が大きく低下するタイミングは、感光体２０Ｙが所定の回転姿勢になったタイミングである。以下、このタイミングを基準姿勢タイミングという。

図３において、帯電装置７０Ｙの帯電クリーニングローラ７５Ｙは、導電性の芯金、これの周面に被覆された弾性層などを具備している。弾性層は、メラミン樹脂を微細発泡させたスポンジ状の部材からなり、帯電ローラ（７１Ｙ）に当接しながら回転する。そして、回転に伴って、帯電ローラ７１Ｙに付着している残トナーなどのゴミを本体部から除去することで、異常画像の発生を抑えている。

図２において、４つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他が、互いにほぼ同様の構成になっている。Ｙトナー像を作像するＹ用の作像ユニット１８Ｙを例にすると、これは、感光体２０Ｙ、帯電装置７０Ｙ、現像装置８０Ｙなどを有している。

感光体２０Ｙの表面は、帯電装置６０によって負極性に一様帯電せしめられる。このようにして一様に帯電した感光体２０Ｙの表面のうち、レーザー書込装置２１によってレーザー光が照射された部分は、電位を減衰させて静電潜像となる。

図６は、Ｙ用の現像装置８０ＹをＹ用の感光体２０Ｙの一部とともに示す構成図である。現像装置８０Ｙは、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて現像を行う二成分現像方式のものであるが、磁性キャリアを含有しない一成分現像剤を用いる一成分現像方式のものを採用してもよい。この現像装置８０Ｙは、現像ケース内に設けられた攪拌部と現像部とを具備している。攪拌部においては、二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が三本のスクリュー部材によって攪拌搬送されて現像部に供給される。

現像部では、自らの周面の一部を、現像装置本体ケースの開口を通じて感光体２０Ｙに対して所定の現像ギャップＧを介して対向させながら回転駆動する現像スリーブ８１Ｙが配設されている。現像剤担持体たる現像スリーブ８１Ｙは、マグネットローラを自らに連れ回らせないように内包している。

攪拌部の供給スクリュー８４Ｙ、回収スクリュー８５Ｙ、及び現像部の現像スリーブ８１Ｙは、互いに水平方向に延在する姿勢で平行配設されている。これに対し、攪拌部の撹拌スクリュー８６Ｙは、同図の紙面に直交する方向における手前側から奥側に向けて上り勾配となる傾斜姿勢になるように配設されている。

攪拌部の供給スクリュー８４Ｙは、自らの回転に伴って、現像剤を図の紙面の直交する方向における奥側から手前側に向けて搬送しながら現像部の現像スリーブ８１Ｙに供給する。現像スリーブ８１Ｙに供給されずに現像装置内における前記方向の手前側の端部まで搬送されてきた現像剤は、供給スクリュー８４Ｙの直下に配設された回収スクリュー８５Ｙ上に落とされる。

攪拌部の供給スクリュー８４Ｙによって現像スリーブ８１Ｙに供給された現像剤は、スリーブに内包されるマグネットローラの発する磁力の作用によって現像スリーブ８１Ｙの表面に汲み上げられる。現像スリーブ８１Ｙの表面に汲み上げられた現像剤は、マグネットローラの発する磁力によって穂立ち状態となって磁気ブラシを形成する。そして、現像スリーブ８１Ｙの回転に伴って、規制ブレード８７Ｙの先端と現像スリーブ８１Ｙとの間に形成された規制ギャップを通過して層厚が規制された後に、感光体２０Ｙに対向する現像領域まで搬送される。

現像領域では、現像スリーブ８１Ｙに印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーのうち、感光体２０Ｙ上の静電潜像に対向するトナーに対し、静電潜像に向かう静電気力を付与する現像ポテンシャルが作用する。また、現像剤中のトナーのうち、感光体２０Ｙ上の地肌部に対向するトナーに対し、スリーブ表面に向かう静電気力を付与する地肌ポテンシャルが作用する。これらの結果、トナーが感光体２０上の静電潜像に転移して静電潜像を現像する。このようにして、感光体２０Ｙ上にＹトナー像が形成される。このＹトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って、後述するＹ用の一次転写ニップに進入する。

現像スリーブ８１Ｙの回転に伴って現像領域を通過した現像剤は、マグネットローラの磁力の弱まる領域まで搬送されることで、現像スリーブ８１Ｙの表面から離れて攪拌部の回収スクリュー８５Ｙ上に戻される。回収スクリュー８５Ｙは、現像スリーブ８１Ｙから回収した現像剤を、自らの回転に伴って同図の紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。そして、現像装置内の同方向における手前側の端部まで搬送した現像剤を、撹拌スクリュー８６Ｙに受け渡す。

回収スクリュー８５Ｙから撹拌スクリュー８６Ｙに受け渡された現像剤は、回収スクリュー８６Ｙの回転に伴って、前記方向の手前側から奥側に向けて搬送される。その過程で、透磁率センサーからなるトナー濃度センサー（後述する図７における８２Ｙ）によってトナー濃度が検知され、その検知結果に応じて適量のトナーが補給される。この補給は、後述する制御部がトナー濃度センサーによる検知結果に応じてトナー補給装置を駆動させることによって行われる。適量のトナーが補給された現像剤は、前記方向における奥側の端部まで搬送されて供給スクリュー８４に受け渡される。

現像領域のスリーブ回転方向の長さである現像領域長さＬは、現像スリーブ８１Ｙの直径、現像ギャップＧ、規制ギャップなどによって変化する。現像領域長さＬが大きくなるほど現像領域で感光体２０Ｙ上の静電潜像にトナーが接触する機会が増えるため、現像効率が上昇する。このため、現像領域長さＬを大きくすることで、高速印刷に対応できるようになるが、大きくし過ぎるとトナー飛散、トナー固着、感光体回転ロックなどの不具合を引き起こす可能性が高くなる。このため、現像領域長さＬについては、装置仕様の特性に応じた適切な値に設定することが望ましい。

Ｙ用の作像ユニット１８ＹにおけるＹトナー像の作像について説明したが、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の作像ユニット１８Ｃ，Ｍ，Ｋにおいては、Ｙと同様のプロセスにより、感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの表面にＣトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が形成される。

図２において、中間転写ベルト１０のループ内側には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋが配設されており、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとの間に中間転写ベルト１０を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト１０のおもて面と、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。そして、一次転写バイアスが印加されるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋと、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとの間には、それぞれ一次転写電界が形成されている。

中間転写ベルト１０のおもて面は、ベルトの無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく。その過程で、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上のＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が中間転写ベルト１０のおもて面に順次重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。

中間転写ベルト１０の下方には、第１張架ローラ２２と第２張架ローラ２３とによって張架される無端状の搬送ベルト２４が配設されており、何れか一本の張架ローラの回転駆動に伴って図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。そして、そのおもて面を、中間転写ベルト１０の全域のうち、第３支持ローラ１６に対する掛け回し箇所に当接させて二次転写ニップを形成している。この二次転写ニップの周辺においては、接地された第２張架ローラ２３と、二次転写バイアスが印加される第３支持ローラ１６との間に二次転写電界が形成されている。

図１において、画像形成部１００には、給紙装置２００や手差しトレイ６から給送されてくる記録シート５を、二次転写ニップ、後述する定着装置２５、排出ローラ対５６に順次搬送するための搬送路４８が設けられている。また、給紙装置２００から画像形成部１００に給送された記録シート５を、搬送路４８の入口まで搬送するための給送路４９も設けられている。なお、搬送路４８の入口には、レジストローラ対４７が配設されている。

プリントジョブが開始されると、給紙装置２００又は手差しトレイ６から繰り出された記録シート５が搬送路４８に向けて搬送されて、レジストローラ対４７に突き当たる。そして、レジストローラ対４７は、適切なタイミングで回転駆動を開始することで、記録シート５を二次転写ニップに向けて送り込む。二次転写ニップでは、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が記録シート５に密着する。そして、二次転写電界やニップ圧の作用により、４色重ね合わせトナー像が記録シート５の表面に二次転写されてフルカラートナー像になる。

二次転写ニップを通過した記録シート５は、搬送ベルト２４によって定着装置２５に向けて搬送される。そして、定着装置２５内で加圧及び加熱されることで、その表面にフルカラートナー像が定着せしめられる。その後、記録シート５は、定着装置２５から排出された後、排出ローラ対５６を経由してスタックトレイ７上にスタックされる。

図７は、本複写機の電気回路の要部を示すブロック図である。同図において、制御手段としての制御部１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリーなどを有している。この制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋのトナー濃度センサー８２Ｙ，８２Ｃ，８２Ｍ，８２Ｋが電気的に接続されている。これにより、制御部１１０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋに収容されているＹ現像剤，Ｃ現像剤，Ｍ現像剤，Ｋ現像剤のトナー濃度を把握することができる。

制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のユニット脱着センサー１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋも電気的に接続されている。脱着検知手段としてのユニット脱着センサー１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋは、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが画像形成部１００から取り外されたことを検知したり、画像形成部１００に装着されたことを検知したりすることができる。これにより、制御部１１０は、画像形成部１００に対する作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの脱着があったことを把握することができる。

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋに制御信号をそれぞれ個別に出力することで、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋから出力される現像バイアスの値を個別に調整することができる。つまり、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋに印加する現像バイアスの値をそれぞれ個別に調整することができる。

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋに対して制御信号をそれぞれ個別に出力することで、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力される帯電バイアスにおける直流電圧の値を個別に制御することができる。つまり、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の帯電ローラ７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍ，７１Ｋに印加する帯電バイアスの直流電圧の値をそれぞれ個別に調整することができる。

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋについてそれぞれ所定の回転姿勢になったことを個別に検知するための感光体回転センサー７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、感光体回転センサー７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋからの出力に基づいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋについてそれぞれ所定の回転姿勢になったことを個別に把握することができる。

また、制御部１１０には、現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋのスリーブ回転センサー８３Ｙ，８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｋも電気的に接続されている。回転姿勢検知手段たるスリーブ回転センサー８３Ｙ，８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｋは、感光体回転センサー７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋと同様の構成により、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋについて所定の回転姿勢になったことを検知するものである。つまり、制御部１１０は、スリーブ回転センサー８３Ｙ，８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｋからの出力に基づいて、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋについて所定の回転姿勢になったタイミングを個別に把握することができる。

また、制御部１１０には、書込制御部１２５、環境センサー１２４、光学センサーユニット１５０、プロセスモーター１２０、転写モーター１２１、レジストモーター１２２、給紙モーター１２３なども電気的に接続されている。環境センサー１２４は、機内の温度や湿度を検知するものである。また、プロセスモーター１２０は、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの駆動源になっているモーターである。また、転写モーター１２１は、中間転写ベルト１０の駆動源になっているモーターである。また、レジストモーター１２２は、レジストローラ対４７の駆動源になっているモーターである。また、給紙モーター１２３は、給紙装置２００の給紙カセット２０１から記録シート５を送り出すためのピックアップローラ２０２の駆動源になっているモーターである。また、書込制御部１２５は、画像情報に基づいてレーザー書込装置２１の駆動を制御するものである。なお、光学センサーユニット１５０の役割については後述する。

本複写機においては、環境変動などにかかわらず画像濃度を長期間に渡って安定化させるために、所定のタイミングでプロセスコントロール処理と呼ばれる制御を定期的に実施する。プロセスコントロール処理では、Ｙ用の感光体２０Ｙに複数のパッチ状Ｙトナー像からなるＹパッチパターン像を作像し、それを中間転写ベルト１０に転写する。複数のパッチ状Ｙトナー像のそれぞれは、Ｙトナー付着量を検知するためのトナー付着量検知用トナー像である。制御部１１０は、感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋにも、同様にしてＣ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を作像してそれらを重ね合わさないように中間転写ベルト１０に転写する。そして、それらのパッチパターン像における各トナー像のトナー付着量を、光学センサーユニット１５０によって検知する。次いで、それらの検出結果に基づいて、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋについてそれぞれ現像バイアスＶｂの基準値である現像バイアス基準値などの作像条件を個別に調整する。

光学センサーユニット１５０は、中間転写ベルト１０のベルト幅方向に所定の間隔をおいて並ぶ４つの反射型フォトセンサーを有している。それぞれの反射型フォトセンサーは、中間転写ベルト１０や中間転写ベルト１０上のパッチ状トナー像の光反射率に応じた信号を出力する。４つの反射型フォトセンサーのうち、３つは、Ｙトナー付着量，Ｃトナー付着量，Ｍトナー付着量に応じた出力をするように、ベルト表面上における正反射光及び拡散反射光の両方をとらえて、それぞれの光量に応じた出力を行う。

図８は、光学センサーユニット１５０に搭載されたＹ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙを示す拡大構成図である。Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙは、光源としてのＬＥＤ１５２Ｙと、正反射光を受光する正反射型受光素子１５３Ｙと、拡散反射光を受光する拡散反射型受光素子１５４Ｙとを具備している。正反射型受光素子１５３Ｙは、Ｙパッチ状トナー像の表面で得られる正反射光の光量に応じた電圧を出力する。また、拡散反射型受光素子１５４Ｙは、Ｙパッチ状トナー像の表面で得られる拡散反射光の光量に応じた電圧を出力する。制御部１１０は、それらの電圧に基づいて、Ｙパッチ状トナー像のＹトナー付着量を算出することができる。Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙについて説明したが、Ｃ，Ｍ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃ，１５１Ｍも、Ｙ用と同様の構成になっている。

図９は、光学センサーユニット１５０に搭載されたＫ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋを示す拡大構成図である。Ｋ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋは、光源たるＬＥＤ１５２Ｋと、正反射光を受光する正反射型受光素子１５３Ｋとを具備している。正反射型受光素子１５３Ｋは、Ｋパッチ状トナー像の表面で得られる正反射光の光量に応じた電圧を出力する。制御部１１０は、その電圧に基づいて、Ｋパッチ状トナー像のＫトナー付着量を算出することができる。

ＬＥＤ（１５２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）としては、発光される光のピーク波長が９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用いている。また、正反射受光素子（１５３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）や拡散反射受光素子（１５４Ｙ，Ｃ，Ｍ）としては，ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いている。但し、ピーク波長やピーク受光感度は前述した値に限られるものではない。

４つの反射型フォトセンサーと、中間転写ベルト１０のおもて面との間には、５［ｍｍ］程度のギャップが設けられている。

制御部１１０は、主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力したあとの待機時など、所定のタイミングで、プロセスコントロール処理を実施する。そして、プロセスコントロール処理を開始すると、まず、通紙枚数、印字率、温度、湿度などの環境情報を取得した後、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋにおけるそれぞれの現像特性を把握する。具体的には、それぞれの色について、現像γと現像開始電圧を算出する。より詳しくは、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを回転させながらそれぞれを一様に帯電せしめる。この帯電については、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力する帯電バイアスとして、通常のプリント時とは異なるものを出力する。詳しくは、重畳バイアスからなる帯電バイアスの直流電圧及び交流電圧のうち、直流電圧の絶対値を一様な値ではなく、徐々に大きくしていく。このような条件で帯電させた感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対し、レーザー書込装置２１によるレーザー光の走査を施して、パッチ状Ｙトナー像，パッチ状Ｃトナー像、パッチ状Ｍトナー像、パッチ状Ｋトナー像用の静電潜像を複数形成する。それらを現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋによって現像することで、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を作像する。なお、現像の際に、制御部１１０は、各色の現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋに印加する現像バイアスの絶対値もそれぞれ徐々に大きくしていく。このとき、各パッチ状トナー像における静電潜像電位と、現像バイアスとの差分を現像ポテンシャルとしてＲＡＭに記憶する。

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像は、図１０に示されるように、中間転写ベルト１０上で重なり合わないように、ベルト幅方向に並んでいる。具体的には、Ｙパッチパターン像ＹＰＰは、中間転写ベルト１０の幅方向における一端部に転写される。また、Ｃパッチパターン像ＣＰＰは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。また、Ｍパッチパターン像ＭＰＰは、中間転写ベルト１０の幅方向における他端部に転写される。また、Ｋパッチパターン像ＫＰＰは、ベルト幅方向において、Ｋパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。

光学センサーユニット１５０は、互いにベルト幅方向の異なる位置でベルトの光反射特性を検知するＹ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙを有している。また、Ｃ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃ、Ｋ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋ、Ｍ用の反射型フォトセンサー１５１Ｍも有している。

Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙは、中間転写ベルト１０の幅方向の一端部に形成されたＹパッチパターン像ＹＰＰのＹパッチ状トナー像のＹトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第Ｃ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像ＹＰＰの近くに位置するＣパッチパターン像ＣＰＰのＣパッチ状トナー像のＣトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、Ｍ反射型フォトセンサー１５１Ｍは、中間転写ベルト１０の幅方向の他端部に形成されたＭパッチパターン像ＭＰＰのＭパッチ状トナー像のＭトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、Ｋ用の反射型フォトセンサー１５０ｃは、ベルト幅方向において、Ｍパッチパターン像ＭＰＰの近くに位置するＫパッチパターン像ＫＰＰのＫパッチ状トナー像のＫトナー付着量を検知する位置に配設されている。

制御部１１０は、光学センサーユニット１５０の４つの反射型フォトセンサーから順次送られてくる出力信号に基づいて、各色のパッチ状トナー像の光反射率を演算し、演算結果に基づいてトナー付着量を求めてＲＡＭに格納していく。なお、中間転写ベルト１０の走行に伴って光学センサーユニット１５０との対向位置を通過した各色のパッチパターン像は、クリーニング装置によってベルトおもて面からクリーニングされる。

制御部１１０は、次に、ＲＡＭに格納したトナー付着量と、それとは別にＲＡＭに格納した各パッチトナー像における潜像電位のデータと現像バイアスＶｂのデータとに基づいて、直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｖｐ＋ｂ）を算出する。具体的には、図１１に示されるように、ｙ軸をトナー付着量とし、且つｘ軸を現像ポテンシャルとする２次元座標における両者の関係を示す近似直線式である。そして、近似直線式に基づいて、目標のトナー付着量を実現する現像ポテンシャルＶｐを求め、その現像ポテンシャルＶｐを実現する現像バイアスＶｂである現像バイアス基準値および帯電バイアス基準値、（およびＬＤパワー）を求める。それらの結果については、不揮発メモリーに記憶する。このような現像バイアス基準値、並びに帯電バイアス基準値（及びＬＤパワー）の算出及び記憶を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ行ってプロセスコントロール処理を終了する。その後、プリントジョブにおいては、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、不揮発性メモリーに記憶している現像バイアス基準値に基づいた値の現像バイアスＶｂを、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋから出力させる。また、不揮発性メモリーに記憶している帯電バイアス基準値に基づいた値の帯電バイアスＶｄを、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力させたり、ＬＤパワーをレーザー書込装置２１から出力させたりする。

このようなプロセスコントロール処理を実施して目標のトナー付着量を実現する現像バイアス基準値、帯電バイアス基準値（及び光書込強度（後述するＬＤＰ））を決定することで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、画像全体の画像濃度を長期間に渡って安定化させることができる。しかしながら、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間の現像ギャップの変動（以下、ギャップ変動という）に起因する頁内での周期的な画像濃度ムラを引き起こしてしまう。

この画像濃度ムラは、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの回転周期で発生するものと、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転周期で発生するものとが重畳されたものになる。具体的には、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの回転軸が偏心していると、それに起因して、感光体一周あたりでサインカーブ状の変動曲線となるギャップ変動が生ずる。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間に形成される現像電界にも、感光体一周あたりでサインカーブ状の変動曲線となる電界強度変動が生ずる。そして、この電界強度変動により、感光体一周あたりでサインカーブ状の変動曲線となる画像濃度ムラが発生する。また、感光体表面の外形には、少なからず歪みがある。この歪みに応じた感光体一周あたりで同じパターンとなる特性の周期的なギャップ変動に起因する画像濃度ムラも発生する。更には、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの偏心や外形歪みによるスリーブ回転周期のギャップ変動に起因する周期的な画像濃度ムラも発生する。特に、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋよりも小径な現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの偏心や外形歪みによる画像濃度ムラは比較的短い周期で発生することから、目立ってしまう。

そこで、制御部１１０は、プリントジョブ時において、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、以下のような出力変化処理を実施する。即ち、制御部１１０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、感光体回転周期で発生する画像濃度ムラを相殺することが可能な現像電界強度変動を生じせしめるための現像バイアスの出力パターンデータを不揮発性メモリーに記憶している。また、現像スリーブ回転周期で発生する画像濃度ムラを相殺することが可能な現像電界強度変動を生じせしめるための現像変動パターンデータも不揮発性メモリーに記憶している。以下、前者の現像変動パターンデータを感光体周期用の現像変動パターンデータという。また、後者の現像変動パターンデータをスリーブ周期用の現像変動パターンデータという。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれに個別に対応する４つの感光体周期用の現像変動パターンデータは、感光体一回転周期分のパターンであって、且つ感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの基準姿勢タイミングを基準にしたパターンを表している。それらの現像変動パターンデータは、プロセスコントロール処理で決定されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像バイアス基準値を基準にして現像電源（１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ）からの現像バイアスの出力を変化させるためのものである。例えば、データテーブル方式のデータである場合には、基準姿勢タイミングから一周期分の期間内において、所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を示すデータ群を格納したものになっている。そのデータ群の先頭のデータが基準姿勢タイミングにおける現像バイアス出力差分を示しており、二番目、三番目、四番目・・・のデータが以降における所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を示している。０、−５、−７、−９・・・というデータ群からなる出力パターンは、基準姿勢タイミングから所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を０［Ｖ］、−５［Ｖ］、−７［Ｖ］、−９［Ｖ］・・・にすることを表している。感光体回転周期で発生する画像濃度ムラを抑えるだけであれば、それらの値を現像バイアス基準値に重畳した値の現像バイアスを現像電源から出力させればよい。但し、本複写機では、現像スリーブ回転周期で発生する画像濃度ムラも抑えるので、感光体回転周期の画像濃度ムラを抑えるための現像バイアス出力差分と、現像スリーブ回転周期の画像濃度ムラを抑えるための現像バイアス出力差分とを重畳するようになっている。

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応する４つのスリーブ周期用の現像変動パターンデータは、現像スリーブ一回転周期分のパターンであって、且つ現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの基準姿勢タイミングを基準にしたパターンを表している。それらの現像変動パターンデータは、基準値決定処理としてのプロセスコントロール処理で決定されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像バイアス基準値を基準にして現像電源（１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ）からの現像バイアスの出力を変化させるためのものである。データテーブル方式のデータの場合には、そのデータ群の先頭のデータが基準姿勢タイミングにおける現像バイアス出力差分を示しており、二番目、三番目、四番目・・・のデータが以降における所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を示している。その時間間隔は、感光体周期用の現像変動パターンデータのデータ群が反映している時間間隔と同じになっている。

制御部１１０は、作像処理のときには、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応する感光体周期用の現像変動パターンデータからのデータの読み込みを所定の時間間隔毎で行う。同時に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応するスリーブ周期用の現像変動パターンデータからのデータの読み込みも同じ時間間隔毎で行う。それぞれの読み込みについては、データ群の最後まで読み込んでも基準姿勢タイミングが到来しない場合には、到来するまで読み込み値を最後のデータと同じ値にする。また、データ群の最後まで読み込む前に基準姿勢タイミングが到来した場合には、データの読み込み位置を最初のデータに戻す。なお、感光体周期用の現像変動パターンデータからのデータ読み込みについては、感光体回転センサー（７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋ）から基準姿勢タイミング信号が送られてきたタイミングを基準姿勢タイミングとする。また、スリーブ周期用の現像変動パターンデータからのデータ読み込みについては、スリーブ回転センサー（８３Ｙ，８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｋ）から基準姿勢タイミング信号が送られてきたタイミングを基準姿勢タイミングとする。

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、このようなデータの読み込みを行う過程で、感光体周期用の現像変動パターンデータから読み込んだデータと、スリーブ周期用の現像変動パターンデータから読み込んだデータとを加算して重畳値を求める。例えば、感光体周期用の現像変動パターンデータから読み込んだデータが−５［Ｖ］であり、スリーブ周期用の現像変動パターンデータから読み込んだデータが２［Ｖ］であった場合には、−５［Ｖ］と２［Ｖ］とを加算して重畳値を−３［Ｖ］として求める。そして、例えば現像バイアス基準値が−５５０［Ｖ］である場合には、重畳値の加算によって求められる−５５３［Ｖ］を現像電源から出力させる。このような処理を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、所定の時間間隔毎に行う。

これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間の現像電界に、次の２つの電界強度変動を重畳した電界強度変動を相殺し得る電界強度変動を発生させる。即ち、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの偏心や外形歪みによる感光体回転周期で発生するギャップ変動に起因する電界強度変動、及び現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの偏心や外形歪みによるスリーブ回転周期で発生する電界強度変動である。このようにすることで、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋや、現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転姿勢にかかわらず、ほぼ一定の現像電界を感光体と現像スリーブとの間に形成する。これにより、感光体回転周期で発生する画像濃度ムラと、スリーブ回転周期で発生する画像濃度ムラとの両方を抑えることができる。

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応する４つの感光体周期用の現像変動パターンデータや、４つのスリーブ周期用の現像変動パターンデータについては、構築処理を所定のタイミングで実施することによって構築する。この所定のタイミングは、工場出荷後の初めのプリントジョブに先立つタイミング（以下、初期起動タイミングという）、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの交換を検知したタイミング（以下、交換検知タイミングという）、及び前回の構築処理を実施したときの環境と現状の環境との差である環境変動量が閾値を超えたタイミングである。初期起動タイミングや、環境変動量が閾値を超えたタイミングでは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの全色についてそれぞれ、感光体周期用の現像変動パターンデータを構築する。また、スリーブ周期用の現像変動パターンデータも構築する。これに対し、交換検知タイミングでは、交換が検知された作像ユニットについてだけ、感光体周期用の現像変動パターンデータとスリーブ周期用の現像変動パターンデータとを構築する。このような構築が可能になるように、図７に示されるように、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの交換をそれぞれ個別に検知するためのユニット着脱センサー１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋが設けられている。

なお、制御部１１０は、上記環境変動量としての環境の変動量として、環境たる絶対湿度の変動量を用いる。そして、絶対湿度については、環境センサー１２４による温度の検知結果と、環境センサー１２４による相対湿度の検知結果とに基づいて算出する。前回の構築処理の際に、絶対湿度を算出して記憶しておく。そして、以降、環境センサー１２４による温湿度の検知結果に基づく絶対湿度の算出を定期的に実施し、その値と、絶対湿度の記憶値との差（＝環境変動量）が所定の閾値を超えた場合に、新たな構築処理を実施する。

初期起動タイミングにおける構築処理では、まず、Ｙベタトナー像からなるＹ第一テストトナー像を感光体２０Ｙ上に作像する。また、Ｃベタトナー像，Ｍベタトナー像，Ｋベタトナー像からなるＣ第一テストトナー像，Ｍ第一テストトナー像，Ｋ第一テストトナー像を、感光体２０Ｃ，感光体２０Ｍ，感光体２０Ｋ上に作像する。そして、それらの第一テストトナー像を、図１２に示されるように、中間転写ベルト１０に一次転写する。同図において、Ｙ第一テストトナー像ＹＩＴは、感光体２０Ｙの回転周期で発生する画像濃度ムラを検知するためのものであるので、ベルト移動方向において、感光体２０Ｙの周長よりも大きな長さで形成される。同様に、Ｃ第一テストトナー像ＣＩＴ，Ｍ第一テストトナー像ＭＩＴ，Ｋ第一テストトナー像ＫＩＴも、ベルト移動方向の長さが感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの周長よりも大きくなっている。

なお、図１２では、便宜上、４つの第一テストトナー像（ＹＩＴ，ＣＩＴ，ＭＩＴ，ＫＩＴ）をベルト幅方向に一直線上に並べて形成した例を示している。しかし、実際には、個々の第一テストトナー像のベルト上における形成位置は、ベルト移動方向において最大で感光体周長と同じ値ほどずれる場合がある。これは、例えば、各色についてそれぞれ、第一テストトナー像の先端位置と、感光体の周方向における基準位置（基準姿勢タイミングで現像領域に進入する感光体表面位置）とを一致させるように、第一テストトナー像の作像を開始するからである。つまり、各色の第一テストトナー像は、その先端を感光体の周方向における基準位置に一致させるように作像される。

第一テストトナー像として、ベタトナー像に代えて、中間調トナー像を形成していもよい。例えばドット面積率が７０［％］である中間調トナー像を形成してもよい。

また、制御部１１０は、構築処理をプロセスコントロール処理とセットで行うようになっている。具体的には、構築処理を実施する直前でプロセスコントロール処理を実施して各色についてそれぞれ現像バイアス基準値を決定しておく。そして、プロセスコントロール処理の直後に実施する構築処理において、各色についてそれぞれ、プロセスコントロール処理で決定しておいた現像バイアス基準値の条件で第一テストトナー像を現像する。このため、理論的には、第一テストトナー像は目標トナー付着量になるように作像されるが、実際には現像ギャップ変動によって微妙な濃度ムラが出現してしまう。

第一テストトナー像の作像を開始してから（静電潜像の書き込みを開始してから）、第一テストトナー像の先端を光学センサーユニット１５０の反射型フォトセンサーによる検知位置に進入させるまでのタイムラグは、各色毎に異なった値である。但し、同じ色であれば、経時的に一定の値である（以下、この値を書込−検知タイムラグという）。

制御部１１０は、各色についてそれぞれ書込−検知タイムラグを不揮発性メモリーに予め記憶している。そして、各色についてそれぞれ、第一テストトナー像の作像を開始した後、書込−検知タイムラグが経過した時点から、反射型フォトセンサーからの出力のサンプリングを開始する。このサンプリングについては、感光体回転一周期に渡って、所定の時間間隔毎に繰り返し行う。その時間間隔は、出力変化処理において用いる出力パターンデータにおける個々のデータを読み込む時間間隔と同じ値である。制御部１１０は、各色についてそれぞれ、サンプリングデータに基づいて、トナー付着量（画像濃度）と時間（又は感光体表面位置）との関係を示す濃度ムラグラフを構築し、その濃度ムラグラフから、二つのベタ濃度ムラパターンを抽出する。一つ目は、感光体回転周期で発生しているベタ濃度ムラパターンである。また、二つ目は、現像スリーブ回転周期で発生しているベタ濃度ムラパターンである。

制御部１１０は、各色についてそれぞれ、上述したサンプリングデータに基づいて、感光体回転周期で発生しているベタ濃度ムラパターンを抽出すると、トナー付着量平均値（画像濃度平均値）を算出する。このトナー付着量平均値は、感光体回転一周期における現像ギャップの変動の平均値をほぼ反映した値になる。そこで、制御部１１０は、そのトナー付着量平均値を基準にして、感光体回転周期のベタ濃度ムラパターンを相殺するための感光体周期出力パターンデータを構築する。具体的には、ベタ濃度パターンに含まれる複数のトナー付着量データにそれぞれ個別に対応するバイアス出力差分を算出する。そのバイアス出力差分は、トナー付着量平均値を基準にするものである。トナー付着量平均値と同じ値のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、ゼロとして算出する。

また、トナー付着量平均値よりも大きいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたプラス極性の値として算出する。プラス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも低い値（絶対値の小さい値）に変化させるデータである。

また、トナー付着量平均値よりも小さいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたマイナス極性の値として算出する。マイナス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも高い値（絶対値の大きい値）に変化させるデータである。

このようにして、個々のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分を求め、それらを順に並べたデータを出力パターンデータたる感光体周期出力パターンデータとして構築する。

また、制御部１１０は、各色についてそれぞれ、上述したサンプリングデータに基づいて、現像スリーブ回転周期で発生しているベタ濃度ムラパターンを抽出すると、トナー付着量平均値（画像濃度平均値）を算出する。このトナー付着量平均値は、現像スリーブ回転一周期における現像ギャップの変動の平均値をほぼ反映した値になる。そこで、制御部１１０は、そのトナー付着量平均値を基準にして、現像スリーブ回転周期の濃度ムラパターンを相殺するためのスリーブ周期出力パターンデータを構築する。その具体的なやり方については、感光体回転周期の濃度ムラパターンを相殺するための感光体周期出力パターンデータを構築する方法と同様である。

図１３は、第一テストトナー像のトナー付着量の周期変動と、スリーブ回転センサー出力と、感光体回転センサー出力との関係を示すグラフである。グラフの縦軸はトナー付着量[１０^−３ｍｇ／ｃｍ^２］を示しており、これは、光学センサーユニット１５０の反射型フォトセンサー１５１からの出力電圧を、所定の変換式に基づいてトナー付着量に換算した数値である。第一テストトナー像には、中間転写ベルト移動方向において周期的な濃度ムラが発生していることがわかる。

スリーブ周期用の現像変動データを構築するにあたっては、まず、スリーブ周期とは異なる周期変動成分を除去するために、トナー付着量の経時変動のデータをスリーブ一回転周期毎に切り出して平均化処理を行う。具体的には、第一テストトナー像の長さは、現像スリーブ周長の十倍以上の値になっていることから、トナー付着量の経時変動のデータは、現像スリーブ十周期分以上に渡って取得される。そのデータに基づく変動波形を、スリーブ基準姿勢タイミングを先頭にしてスリーブ一周期分毎に切り出していく。これにより、十個分の切り出し波形を得たら、図１４に示されるようにスリーブ基準姿勢タイミングを同期させる状態でそれら切り出し波形を重ねて平均化処理を行って平均波形を解析する。十個分の切り出し波形を平均化した平均波形は、図１４において太線で示されている。個々の切り出し波形はスリーブ回転周期とな異なる周期変動成分を含んで暴れているが、平均波形をその暴れが低減されている。なお、本複写機では、十個分の切り出し波形で平均化処理を行っているが、スリーブ回転周期の変動成分が抽出できれば、他の方法を採用してもよい。

本複写機では、感光体周期用の現像変動データについても、スリーブ周期用のものと同様に、感光体一回転周期で切り出した切り出し波形によって平均化処理を行い、その結果に基づいて構築している。平均波形に基づく現像変動データの構築については、次のようなアルゴリズムを用いてトナー付着量を現像バイアス変動量に変換することで実現することが可能である。即ち、例えば図１５に示されるように、トナー付着量の検出波形に対して逆位相となる変動制御波形を与える現像バイアス変動を発生させることができるアルゴリズムである。

以上のように、各色についてそれぞれ、構築処理において構築した感光体周期出力パターンデータ、及びスリーブ周期出力パターンデータを用いて、出力変化処理において現像バイアスＶｂの現像電源（１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ）から出力を変化させる。具体的には、図１６に示されるように、感光体周期用の現像変動パターンデータによる現像バイアス変動波形と、スリーブ周期用の現像変動パターンデータによる現像バイアス変動波形とを重畳した重畳波形に従って現像バイアスを周期変動させる。これにより、感光体回転周期で発生するベタ画像濃度ムラや、現像スリーブ回転周期で発生するベタ画像濃度ムラの発生を抑えることができる。

ベタ部と中間調部とが混在する画像において、ベタ部の画像濃度は現像バイアスＶｂと静電潜像の電位である潜像電位Ｖｌとの差である現像ポテンシャルに大きな影響を受ける。これに対し、中間調部の画像濃度は現像ポテンシャルよりも、感光体の地肌部電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの差である地肌ポテンシャルに大きな影響を受けることがある。これは次に説明する理由による。即ち、ベタ部では、全てのドットが隣接するドットに周縁部を重ね合わせている。つまり、孤立ドットが存在しない。これに対し、中間調部では、孤立ドットが存在していたり、少数のドットの集合からなる少数ドット群が存在していたりする。それら孤立ドットや少数ドット群は、ベタ部よりもエッジ効果の影響を大きく受けることにより、ベタ部と同じ地肌ポテンシャルの条件下では、ベタ部よりも中間調部の方が感光体上の付着力が強く、ギャップ変動の影響を受けにくい。さらに、ベタ部よりも単位面積あたりのトナー付着量が多くなっており、ベタ時のトナー付着量変動量と比較すると、中間調部でのギャップ変動によるトナー付着量変動量は小さくなる。ベタトナー像からなる第一テストトナー像の濃度ムラパターンに基づいて構築した重畳出力パターンで現像バイアスＶｂを変化させると、ベタ部については画像濃度ムラを抑えることができる代わりに、中間調部では過補正になる。そして、その過補正により、画像濃度ムラを中間調部に発生させてしまう。

エッジ効果は、地肌ポテンシャルの影響を大きく受けることから、地肌ポテンシャルを調整することで、前述の過補正を修正することが可能である。地肌ポテンシャルを変化させるには、帯電バイアスの変化によって地肌部電位Ｖｄを変化させればよい。このように地肌部電位Ｖｄを変化させても、現像ポテンシャルについては、概ね一定に維持することが可能である。例えば、通常の地肌部電位Ｖｄ＝−１１００［Ｖ］、現像バイアスＶｂ＝−７００［Ｖ］、潜像電位Ｖｌ＝−５０［Ｖ］という条件で、必要に応じて地肌部電位Ｖｄを−１０００［Ｖ］や、−１２００［Ｖ］に変化させたとする。このように変化させても、潜像書込強度を、−５０［Ｖ］程度の飽和露光電位が得られる値に設定していれば、地肌部電位Ｖｄにかかわらず、潜像電位Ｖｌを概ね−５０［Ｖ］に維持することが可能である。このため、地肌部電位Ｖｄの変化によって地肌ポテンシャルを変化させても、現像ポテンシャルＶｂについては一定に維持することが可能なので、ベタ部の画像濃度に影響を与えることはない。

そこで、制御部１１０は、上述した構築処理において、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれについて、感光体周期用の現像変動パターンや、スリーブ周期用の現像変動パターンに加えて、感光体周期用の帯電変動パターンや、スリーブ周期用の帯電変動パターンを構築する。具体的には、現像変動パターンを構築したら、Ｙ中間調トナー像からなるＹ第二テストトナー像を感光体２０Ｙ上に作像する。また、Ｃ中間調トナー像，Ｍ中間調トナー像，Ｋ中間調トナー像からなるＣ第二テストトナー像，Ｍ第二テストトナー像，Ｋ第二テストトナー像を、感光体２０Ｃ，感光体２０Ｍ，感光体２０Ｋ上に作像する。それらの第二テストトナー像を作像する際、現像バイアスＶｂを現像バイアス基準値、感光体周期用の現像変動パターン、感光体基準姿勢タイミング、スリーブ周期用の現像変動パターン、及びスリーブ基準姿勢タイミングに基づいて変化させる。この条件では、ベタ部における感光体回転周期やスリーブ回転周期の画像濃度ムラは抑えられるが、前述した４つの第二テストトナー像は中間調トナー像からなるので、現像バイアスＶｂの過補正によって画像濃度ムラが発生する。制御部１１０は、その画像濃度ムラを検知するべく、光学センサーユニット１５０の４つの反射型フォトセンサーからの出力のサンプリングを所定の時間間隔で感光体一周期以上の時間において行う。

その後、制御部１１０は、各色についてそれぞれ得たサンプリングデータに基づいて、感光体回転周期で発生している濃度ムラパターンを抽出する。そして、その濃度ムラパターンに基づいて第二テストトナー像のトナー付着量平均値（画像濃度平均値）を算出する。その後、中間調部について、前述のトナー付着量平均値を基準にして、感光体回転周期の濃度ムラパターンを相殺するための帯電バイアスの感光体周期用の出力変化パターンである帯電変動パターンデータを構築する。具体的には、濃度ムラパターンに含まれる複数のトナー付着量データにそれぞれ個別に対応するバイアス出力差分を算出する。そのバイアス出力差分は、トナー付着量平均値を基準にするものである。トナー付着量平均値と同じ値のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、ゼロとして算出する。また、トナー付着量平均値よりも大きいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたプラス極性の値として算出する。プラス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも低い値（絶対値の小さい値）に変化させるデータである。また、トナー付着量平均値よりも小さいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたマイナス極性の値として算出する。マイナス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも高い値（絶対値の大きい値）に変化させるデータである。

このようにして、個々のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分を求め、それらを順に並べたデータを感光体周期用の帯電変動パターンデータとして構築する。

次に、制御部１１０は、各色についてそれぞれ、上述したサンプリングデータに基づいて、現像スリーブ回転周期で発生している濃度ムラパターンを抽出した後、トナー付着量平均値（画像濃度平均値）を算出する。そして、そのトナー付着量平均値を基準にして、現像スリーブ回転周期の濃度ムラパターンを相殺するための帯電バイアス用のスリーブ周期出力パターンデータであるスリーブ周期用の帯電変動パターンデータを構築する。その具体的なやり方については、感光体周期用の帯電変動パターンデータを構築する方法と同様である。

以上のようにして、帯電変動パターンデータを構築したら、感光体周期用の帯電変動パターンデータに含まれる個々のデータの順番をそれぞれ所定の番号分だけずらす。具体的には、感光体周期用の現像変動パターンデータにおける先頭データは、感光体の周面における全域のうち、感光体が基準の回転姿勢になったときに現像領域に進入する箇所に対応するものである。その箇所は、現像領域で帯電せしめられるのではなく、帯電ローラ（７１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）と感光体（２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）との当接領域で帯電せしめられる。当接領域から現像領域に移動するまでにはタイムラグがあることから、そのタイムラグに相当する番号分だけ個々のデータの位置をずらすのである。例えば、２５０のデータからなるパターンデータである場合に、１番目から２３０番目までのデータの位置をそれぞれ２０番ずつ後にずらすとともに、２３１番目から２５０番目までのデータを１番目から２０番目のデータにする。スリーブ周期用の帯電変動パターンデータも同様にして、各種のデータの位置を所定の番号分だけずらす。

ユーザーの命令に基づく画像を形成する際には、各色についてそれぞれ、構築処理で構築した感光体周期用の現像変動パターンデータやスリーブ周期用の現像変動パターンデータに基づいて、現像電源からの現像バイアスＶｂの出力を変化させる。具体的には、感光体周期用の現像変動パターンデータと、感光体基準姿勢タイミングと、スリーブ周期用の現像変動パターンデータと、スリーブ基準姿勢タイミングとに基づいて重畳出力パターンデータ（重畳波形を再現するデータ）を構築する。そして、その重畳出力パターンデータと現像バイアス基準値とに基づいて、現像バイアスＶｂの出力値を変化させる。これにより、感光体回転周期やスリーブ回転周期で発生するベタ部の画像濃度ムラを抑えることができる。

以上のようにして、現像バイアスを変動させることと並行して、構築処理で構築した感光体周期用の帯電パターンデータやスリーブ周期用の帯電変動パターンデータに基づいて、帯電電源からの帯電バイアスの出力を変化させる。具体的には、感光体周期用の帯電変動パターンデータと、感光体基準姿勢タイミングと、スリーブ周期用の帯電変動パターンデータと、スリーブ基準姿勢タイミングとに基づいて重畳出力パターンデータを構築する。そして、その重畳出力パターンデータと、プロセスコントロール処理で決定しておいた基準値たる帯電バイアス基準値とに基づいて、帯電電源からの帯電バイアスの出力を変化させる。これにより、現像バイアスＶｂの過補正に起因して、感光体回転周期やスリーブ回転周期で発生する中間調部の画像濃度ムラを抑えることができる。

図１７は、スリーブ回転周期で切り出した切り出し波形の平均波形や、これを再現用に変換した再現波形におけるトナー付着変動量の経時変化を示すグラフである。同図において、平均波形は、スリーブ周期用の現像変動パターンデータを構築するために、濃度ムラパターンデータからスリーブ回転周期で切り出した十個の切り出し波形を平均化したものである。この平均波形については、スリーブ回転周期の２０倍の周期で変動する正弦波を複数重ね合わせることでほぼ完全に再現することが可能である。しかし、現像バイアスの変動に伴う画像濃度変動は、バイアス変動周波数が高くなると追従性が悪くなる。

その理由について説明する。感光体上の静電潜像の現像は、静電潜像が図６に示される現像領域長さＬの範囲内に存在するときに行われる。静電潜像が現像領域に進入してから現像領域を抜け出るまでの時間内において、現像バイアスの出力値を微妙に変化させても、その変化に追従させて静電潜像の画像濃度を微妙に変化させることは非常に困難である。前記時間内の平均的なバイアス値が静電潜像の画像濃度に大きく影響し、瞬時のバイアス変化は画像濃度にそれほど影響しないからである。この現象を避けるために現像領域長さＬを小さくし過ぎると、必要な現像能力が得られなくなることから、現像バイアスの変動によって抑えることが可能な画像濃度の周期変動成分の周波数には上限がある。

このような理由から、本複写機では、スリーブ回転周期の３倍の周波数を、抽出する周期変動成分の周波数の上限にしている。即ち、スリーブ回転周期の３倍の周期で変動する正弦波を複数重ね合わせることで平均波形を再現するようになっている。図１６に示される再現波形は、そのような再現によって得られたものである。制御部１１０は、この再現波形に基づいて、感光体周期用の現像変動パターンデータや、スリーブ周期用の現像変動パターンデータを構築する。

構築方法の具体的手順は、次の通りである。まず、制御部１１０は、平均波形に対して周波数解析を行う。周波数解析については、フーリエ変換（ＦＦＴ）によって行ってもよいし、直交検波によって行ってもよい。本複写機では、直交検波によって行うようになっている。

図１４に示される平均波形は、次式で示されるように、スリーブ回転周期の整数倍の周波数で周期変動する正弦波の重ね合わせによって表現される。なお、次式において、ｘは、前記正弦波の変動周波数の上限値である。
ｆ（ｔ）＝Ａ_１×ｓｉｎ（ωｔ＋θ_１）＋Ａ_２×ｓｉｎ（２×ωｔ＋θ_２）＋Ａ_３×ｓｉｎ（３×ωｔ＋θ_３）＋・・・＋Ａ_ｘ×ｓｉｎ（ｘ×ωｔ＋θ_ｘ）

この式は、次の式に変化することが可能である。
ｆ（ｔ）＝ΣＡ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θ_ｉ）
：但し、ｉ＝１〜ｘの自然数

なお、各記号で示されるパラメータは次の通りである。
・ｆ（ｔ）：トナー付着変動量の切り出し波形の平均波形［１０^−３ｍｇ／ｃｍ^２］
・Ａ_ｉ：正弦波の振幅［１０^−３ｍｇ／ｃｍ^２］
・ω：スリーブ又は感光体の角速度［ｒａｄ／ｓ］
・θ_ｉ：正弦波の位相［ｒａｄ］
・ｔ：時間［ｓ］

本複写機では、直交検波にてＡ_ｉおよびθ_ｉを算出して、周波数毎の濃度ムラ成分を算出する。そして、スリーブ周期用の現像変動パターンデータを構築するための再現波形や、感光体周期用の現像変動パターンデータを構築するための再現波形を、次式に基づいて構築する。
ｆ_１／２（ｔ）＝ΣＡ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θ_ｉ）
：但しｉ＝１〜３
ｉ＝１は、スリーブ又は感光体の一回転周期である。

現像変動パターンデータの構築について説明したが、帯電変動パターンデータについても、同様にして構築する。なお、感光体の回転周期で発生する画像濃度ムラの発生を抑えるための現像変動パターンデータや帯電変動パターンデータを構築する際には、次のようにして基準姿勢タイミングを考慮して、画像濃度ムラのパターンを解析する。即ち、第一テストトナー像や第二テストトナー像を作像する際の感光体の基準姿勢タイミングと、テストトナー像のトナー付着量を検知する際の感光体の基準姿勢タイミングとを考慮する。また、現像スリーブの回転周期で発生する画像濃度ムラの発生を抑えるための現像変動パターンデータや帯電変動パターンデータを構築する際には、次のようにして基準姿勢タイミングを考慮して、画像濃度ムラのパターンを解析する。即ち、第一テストトナー像や第二テストトナー像を作像する際の現像スリーブの基準姿勢タイミングと、テストトナー像のトナー付着量を検知する際の現像スリーブの基準姿勢タイミングとを考慮する。

図１８は、出力画像の画像濃度における目標画像濃度からのずれ量である画像濃度ずれ量と、入力画像濃度（＝目標画像濃度）との関係を示すグラフである。図中実線で示されるように、上述した出力変化処理を実施しない場合、即ち、現像バイアス及び帯電バイアスのそれぞれとして一定の値のものを出力し続けた場合には、入力画像濃度が高くなるほど、画像濃度ずれ量が大きくなる。つまり、出力変化処理を実施しない場合における画像濃度ムラは、低画像濃度部よりも高画像濃度部で顕著に発生する。

図中の実線グラフ（出力変化処理を不実施）の特性に応じた現像変動パターンデータを構築し、この現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させ、且つ、帯電バイアスやＬＤパワーについては周期変動させずに一定値を採用するとする。このような条件でプリントした画像においては、画像濃度ずれ量の特性が図中の破線グラフ（現像バイアスだけを変化）で示されるような特性になる。つまり、中画像濃度の画像や、高画像濃度の画像では、大きな画像濃度ずれが発生しない一方で、低画像濃度の画像では大きな画像濃度ずれが発生してしまう特性である。

そこで、既に説明したように、構築処理において、次のようにして帯電変動パターンデータを構築するのである。即ち、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させ、且つ帯電バイアスやＬＤパワーについては周期変動させずに一定値にした条件で中間調トナー像からなる第二テストトナー像を形成する。そして、この第二テストトナー像の濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて、帯電変動パターンを構築するのである。現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させつつ、前述のようにして構築した帯電変動パターンに基づいて帯電バイアスを周期変動させることで、画像濃度ずれ量を次のような特性にすることができる。即ち、図中の点線グラフ（現像バイアス及び帯電バイアスを変化）で示される特性である。つまり、入力画像濃度にかかわらず、画像濃度ずれ量を小さな値に留めることができるようになる。

なお、制御部１１０は、現像変動パターンデータとして、ベタ濃度ムラについての上記正弦波の振幅Ａ_ｉに基づいて算出した振幅Ｖｂ_ｉを代入したΣＶｂ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θｉ）という式にしたものを不揮発性メモリに記憶している。以下、この式を現像変動パターン式という。プリントジョブ時には、この現像変動パターン式に基づいて、ｉ＝１〜ｘの各現像バイアスＶｂ_ｉを算出する。そして、それらの算出結果をプロセスコントロール処理で求めておいた現像バイアスＶｂの基準値で正規化したデータ群（基準値からの補正量のデータの集まり）を構築する。そして、そのデータ群（以下、現像変動パターンデータの正規化データ群という）に基づいて、現像バイアスＶｂを周期変動させる。また、帯電変動パターンデータとしては、中間調濃度ムラについての上記正弦波の振幅Ａ_ｉに基づいて算出した振幅Ｖｃ_ｉを代入したΣＶｃ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θ_ｉ）という式にしたものを不揮発性メモリに記憶している。以下、この式を帯電変動パターン式という。プリントジョブ時には、この帯電変動パターン式に基づいて、ｉ＝１〜ｘの各帯電バイアスＶｃ_ｉを算出する。そして、それらの算出結果をプロセスコントロール処理で求めておいた帯電バイアスＶｃの基準値で正規化したデータ群を構築する。そして、そのデータ群（以下、帯電変動パターンデータの正規化データ群という）に基づいて、帯電バイアスＶｂを周期変動させる。プリントジョブ時に、現像変動パターン式や帯電変動パターン式から正規化データ群を構築するのは、そのプリントジョブ時の線速に応じたデータにするためである。

同じ個体の複写機であっても、作像ユニット（１８Ｙ〜Ｋ）が交換されたり、前回の構築処理を実施してからの環境変動量が閾値を超えたりすると、図中の実線グラフ（出力変化処理を不実施）の特性が図中矢印αのように変動する。このように変動したにもかかわらず、新たに構築処理を実施することなく、それまでの現像変動パターンデータや帯電変動パターンデータに基づいて出力変化処理を実施すると、出力画像の画像濃度ずれ量の特性が図中矢印βに示されるように変動する。これにより、許容範囲を超える画像濃度ずれを引き起こすおそれがある。そこで、既に説明したように、作像ユニット（１８Ｙ〜Ｋ）が交換されたり、環境変動量が閾値を超えたりした場合に、新たに構築処理を実施するように、制御部１１０を構成しているのである。

次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
本発明者らが行った実験では、出力変化処理で帯電変動パターンデータに基づいて帯電バイアスの出力を周期変動させても、画像に周期的な濃度変動を引き起こしてしまうことがあった。以下、その周期的な濃度変動を残留周期変動という。

本発明者らは、この残留周期変動について鋭意研究を行った結果、残留周期変動は、帯電変動パターンデータに基づいて帯電バイアスを周期変動させることに起因していることが解った。

図１９は、感光体の全域のうち、帯電装置で一様に帯電させたままの地肌部の電位や、地肌部に対する光書込を実施した静電潜像の電位と、光書込の際におけるＬＤパワー［％］との関係を示すグラフである。同図において、ＬＤパワー＝０［％］に対応する感光体表面電位が地肌部の電位であり、ＬＤパワー＞０［％］に対応する感光体表面電位が静電潜像の電位である。地肌部に対して光書込が行われると、そのＬＤパワーに応じて感光体表面電位が減衰して減衰した感光体領域が静電潜像になる。そのときの光減衰特性は、図示のように、感光体の地肌部の電位（ＬＤパワー＝０％に対応する値）に応じて変化する。一方で、現像バイアスを変動させても、感光体の地肌部の電位を変動させることはない。このため、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させても、その周期変動によって感光体の地肌部の電位に影響を及ぼすことはない。

ところが、帯電変動パターンデータに基づいて帯電バイアスを周期変動させると、それに応じて感光体の地肌部の電位を周期変動させることになり、この周期変動に応じて、感光体の静電潜像の電位を周期変動させてしまう。そして、このように静電潜像の電位を周期変動させることによって生ずる周期的な画像濃度ムラが、帯電バイアス周期変動に起因する残留周期変動である。

図１８において、現像バイアスや帯電バイアスを周期変動させない場合における画像濃度ずれ量と入力画像濃度との関係を示す実線グラフの変動幅（矢印αの幅）の大きさに応じて、残留周期変動の幅（矢印βの幅）が変化する。この残留周期変動の幅がある程度大きくなると、濃度ムラとして視認されてしまう。この残留周期変動の幅をある程度の大きさに留めるために、後述するＬＤパワーＬｄ_ｉ’を求める式において、帯電バイアスＶｃ_ｉが閾値電圧Ｖ_ｍａｘを超える場合だけ、元のＬＤパワーＬｄ_ｉに対して次の値を加算している。即ち、閾値電圧Ｖ_ｍａｘと帯電バイアスＶｃ_ｉとの差分に応じた値である。その内容については、後に詳述する。

制御部１１０は、上述した構築処理にて、現像変動パターンデータ及び帯電変動パターンデータを構築したら、次のようにして、書込光量を変化させて画像濃度の残留周期変動を抑えるための書込変動パターンデータを構築する。即ち、まず、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させつつ、帯電変動パターンデータに基づいて帯電バイアスを周期変動させながら、中間調トナー像からなる第三テストトナー像を作像する。そして、この第三テストトナー像のトナー付着量を検知した結果に基づいて、残留周期変動を抑えるようにＬＤパワーを周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する。制御部１１０は、書込変動パターンデータとして、中間調濃度ムラについての上記正弦波の振幅Ａ_ｉに基づいて算出した振幅Ｌｄ_ｉ’代入したΣＬｄ_ｉ’×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θ_ｉ）という式にしたものを不揮発性メモリに記憶している。以下、この式を書込変動パターン式という。プリントジョブ時には、この書込変動パターン式に基づいて、ｉ＝１〜ｘの各ＬＤパワーＬｄ_ｉ’を算出する。そして、それらの算出結果を所定の基準値で正規化したデータ群を構築する。そして、そのデータ群（以下、書込変動パターンデータの正規化データ群という）に基づいて、ＬＤパワーを周期変動させる。つまり、出力変化処理においては、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させつつ、帯電変動パターンデータに基づいて帯電バイアスを周期変動させることに加えて、書込変動パターンデータに基づいてＬＤパワーを周期変動させる。本発明者らが行った実験によれば、このようにＬＤパワーを周期変動させることで、残留変動を抑え得ることができた。

構築処理における書込変動パターンの構築の具体的な方法は次の通りである。即ち、まず、先行して構築しておいた現像変動パターン式に基づいて構築した正規化データ群に従って現像バイアスＶｂを周期変動させる。加えて、先行して構築しておいた帯電変動パターン式に基づいて構築した正規化データ群に従ってづいて帯電バイアスＶｃを周期変動させる。このようにして現像バイアスＶｂ及び帯電バイアスＶｃを周期変動させながら、中間調トナー像からなる第三テストトナー像を形成する。そして、その第三テストトナー像の濃度ムラ（残留周期変動）を検知した結果に対して周波数解析を行うことで、同結果から、感光体回転周期で発生している画像ムラパターンと、スリーブ回転周期で発生している濃度ムラパターンとを抽出する。そして、それぞれの濃度ムラパターンについて、各データを所定の変換アルゴリズムに代入して、感光体回転周期用の仮書込変動パターンデータと、スリーブ回転周期用の仮書込変動パターンデータとを構築する。その変換アルゴリズムは、所定の帯電バイアス及び所定のＬＤパワーを用いる条件で行われた実験に基づいて、濃度ムラパターンに含まれる複数の画像濃度データのそれぞれを所望の画像濃度が得られるＬＤパワーのデータに変換するものである。濃度ムラパターンに含まれる複数の画像濃度のそれぞれを変換アルゴリズムに基づいてＬＤパワーのデータに変換することで、複数のＬＤパワーのデータからなる仮書込変動パターンデータを構築することができる。その仮書込変動パターンデータは、中間調濃度ムラについての上記正弦波の振幅Ａ_ｉに基づいて算出した振幅Ｌｄ_ｉを代入したΣＬｄ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θｉ）という式にしたものである。

この仮書込変動パターン式によって求められる各ＬＤパワーＬｄ_ｉを所定の基準値で正規化したデータ群に基づいてＬＤパワーを周期変動させれば、残留周期変動をある程度まで低減することが可能である。しかし、それでも残留周期変動を効率良く除去することはできない。これは、上述した変換アルゴリズムを構築するための実験で採用された帯電バイアスと、プリント時に採用される帯電バイアスとが異なることに起因する。以下、前者の帯電バイアスを基準帯電バイアスという。基準帯電バイアスで感光体を帯電させる条件で画像濃度とＬＤパワーとの関係を調べた実験に基づいて上述した変換アルゴリズムを構築しているが、実際のプリント時には、周期変動させる帯電バイアスを殆どの期間で基準帯電バイアスとは異なる値にする。帯電バイアスと基準帯電バイアスとの差が大きくなると、差に起因する濃度ムラが目立ってくる（残留周期変動を除去し切れない）ので、その差を大きくしないために、帯電バイアスの値を補正することが望ましい。

そこで、制御部１１０は、感光体周期用の仮書込変動パターン式によって求められる各ＬＤパワーＬｄ_ｉを所定の基準値で正規化してデータ群（以下、ＬＤパワー仮データ群という）を構築する。また、帯電変動パターン式に基づいて帯電変動パターンの正規化データ群を構築する。スリーブ周期についても同様にして、ＬＤパワー仮データ群と、帯電変動パターンの正規化データ群とを構築する。そして、それぞれのＬＤパワー仮データ群のＬＤパワーＬｄ_ｉを、次の補正式によって補正する。
・帯電バイアスＶｃ_ｉが所定の閾値電圧Ｖ_ｍａｘよりも大きい場合
Ｌｄ_ｉ’＝Ｌｄ_ｉ（１＋α（Ｖｃ_ｉ−Ｖ_ｍａｘ））
※ Ｌｄ_ｉはＬＤパワー、Ｌｄ_ｉ’は補正後のＬＤパワー、αはＬｄ_ｉ’の大きさを調整するための係数、ｉは１〜ｘ
・帯電バイアスＶｃ_ｉが閾値電圧Ｖ_ｍａｘ以下である場合
Ｌｄ_ｉ’＝Ｌｄ_ｉ

これにより、仮書込変動パターンデータに含まれる各ＬＤパワー（振幅）Ｌｄ_ｉのうち、対応する帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉが閾値電圧（振幅）Ｖ_ｍａｘよりも大きいものだけが、補正前よりも大きな値に補正される。このようにして、各ＬＤパワーのデータを必要に応じて補正した結果の集合からなるデータ群を構築する。そして、そのデータ群に基づいて、変動パターンデータとして、ΣＬｄ_ｉ’×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θｉ）という書込変動パターン式を構築して不揮発性メモリに記憶する。仮書込変動パターンデータを帯電変動パターンデータに基づいて補正することで、補正しない場合に比べて、残留周期変動をより低減することができる。プリントジョブ時には、書込変動パターン式に基づいて、ｉ＝１〜ｘの各ＬＤパワーＬｄ_ｉを算出する。そして、それらの算出結果を所定の基準値で正規化したデータ群を構築する。そして、そのデータ群（以下、書込変動パターンデータの正規化データ群という）に基づいて、ＬＤパワーＬｄを周期変動させる。なお、感光体の光減衰特性によっては、対応する帯電バイアスＶｃ_ｉが閾値電圧Ｖ_ｍａｘを超えるＬＤパワーＬｄ_ｉだけを補正することに代えて、対応する帯電バイアスＶｃ_ｉが閾値電圧Ｖ_ｍａｘ未満であるＬＤパワーＬｄ_ｉだけを補正するようにしてもよい。

図２０は、制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャートである。制御部１１０は、構築処理を開始すると、まず、ベタトナー像からなる第一テストトナー像を形成した後（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、第一テストトナー像の濃度ムラパターンを検知する（Ｓ２）。そして、その濃度ムラパターンを相殺し得る画像濃度ムラパターンを発生させるための現像変動パターンデータを構築する（Ｓ３）。次に、構築したばかりの現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させながら、中間調トナー像からなる第二テストトナー像を形成した後（Ｓ４）、第二テストトナー像の濃度ムラパターンを検知する（Ｓ５）。そして、その濃度ムラパターンを相殺し得る画像濃度ムラパターンを発生させるための帯電変動パターンデータを構築する（Ｓ６）。次に、現像変動パターンデータ（正規化データ群）に基づいて現像バイアスを周期変動させつつ、帯電変動パターンデータ（正規化データ群）に基づいて帯電バイアスを周期変動させる。この条件で、中間調トナー像からなる第三テストトナー像を形成する（Ｓ７）。そして、第三テストトナー像の濃度ムラパターン（残留周期変動）を検知する（Ｓ８）。次いで、その濃度ムラパターン、上記変換アルゴリズム、及び帯電変動パターンデータに基づいて、書込変動パターンデータを構築する（Ｓ９）。具体的には、濃度ムラパターンの各画像濃度のデータを変換アルゴリズムで変換して仮書込変動パターンデータを構築した後、仮書込変動パターンデータの各ＬＤパワーのデータを上述した規則に従って補正して書込変動パターンデータを構築する。その後、データ記憶手段（例えば不揮発メモリー）に記憶してあった古い現像変動パターンデータ、帯電変動パターンデータ、及び書込変動パターンデータのそれぞれを、構築したばかりの新しいもものに更新する（Ｓ１０）。以上の構築処理を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれについて個別に実施する。

ユーザーの命令に基づく画像を形成する際には、感光体周期用の書込変動パターンデータと、スリーブ周期用の書込変動パターンデータと、感光体基準姿勢タイミングと、スリーブ基準姿勢タイミングとに基づいて、次のような重畳変動パターンデータを構築する。即ち、感光体回転周期の潜像変動波形（書込光量変動波形）と、スリーブ回転周期の潜像変動波形とを重畳した重畳変動波形を発生させる重畳変動パターンデータである。そして、その重畳変動パターンデータを制御部１１０から書込制御部１２５に逐次送信する。書込制御部１２５は、重畳変動パターンデータに基づいて書込光量を周期変動させる。このような処理をＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれについて個別に行う。

かかる構成では、現像バイアスや帯電バイアスを周期変動させてもなお残ってしまう残留周期変動を有効に抑えることができる。

なお、現像バイアスを大きく周期変動させるほど、それに起因して中間調トナー像の画像濃度変動を大きくするので、現像変動パターンデータはある程度の精度で帯電変動パターンデータに相関する。つまり、現像変動パターンデータは、帯電変動パターンデータに対する相関パターンデータである。よって、仮書込変動パターンデータを帯電変動パターンデータに基づいて補正することに代えて、現像変動パターンデータに基づいて補正して、書込変動パターンデータを構築してもよい。

次に、実施形態に係る複写機の一部の構成を他の構成に変形した変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、以下に説明する各変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
［第一変形例］
構築処理においては、ベタトナー像からなる第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンの振幅が大きくなるほど、現像変動パターンデータとして振幅の大きなものが構築される。そして、現像変動パターンデータの振幅が大きくなるほど、中間調トナー像からなる第二テストトナー像の画像濃度ムラパターンの振幅が大きくなることから、帯電変動パターンデータとして振幅の大きなものが構築される。よって、第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンや、第二テストトナー像の画像濃度ムラパターンは、帯電変動パターンデータと一定の相関関係にある相関パターンデータである（但し、位相が帯電変動パターンとは逆になる）

そこで、第一変形例に係る複写機の制御部１１０は、仮書込変動パターンデータを帯電変動パターンデータで補正することに代えて、第二テストトナー像の画像濃度ムラパターンに基づいて補正する。具体的には、まず、第三テストトナー像の画像濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて、感光体周期用の仮書込変動パターン式と、スリーブ周期用の仮書込変動パターン式とを構築する。次いで、第二テストトナー像の画像濃度ムラパターンから、感光体周期の濃度ムラパターンと、スリーブ周期の濃度ムラパターンとを周波数解析によって抽出する。そして、抽出したそれぞれを振幅はそのままにして逆位相のもの（以下、逆位相変換濃度ムラパターンという）に変換する。その後、感光体周期用の仮書込変動パターン式に基づいて算出される各ＬＤパワー（振幅）Ｌｄ_ｉのそれぞれを、感光体周期の逆位相変換濃度ムラパターンの式に基づいて算出される画像濃度（振幅）Ｃ_ｉのそれぞれに基づいて、次のように補正する。
・画像濃度Ｃ_ｉが所定の閾値濃度Ｃ_ｍａｘよりも大きい場合
Ｌｄ_ｉ’＝Ｌｄ_ｉ（１＋α（Ｃ_ｉ−Ｃ_ｍａｘ））
※ Ｌｄ_ｉはＬＤパワー、Ｌｄ_ｉ’は補正後のＬＤパワー、αはＡ_ｉの大きさを調整するための係数、ｉは１〜ｘ
・画像濃度Ｃ_ｉが閾値濃度Ｃ_ｍａｘ以下である場合
Ｌｄ_ｉ’＝Ｌｄ_ｉ

これにより、仮書込変動パターンデータに含まれる各ＬＤパワー（振幅）Ｌｄ_ｉのうち、対応する画像濃度（振幅）Ｃ_ｉが閾値濃度（振幅）Ｃ_ｍａｘよりも大きいものだけが、補正前よりも大きな値に補正される。このようにして、各ＬＤパワーのデータを必要に応じて補正した結果の集合からなる書込変動パターンデータを構築する。仮書込変動パターンデータを第二テストトナー像の濃度ムラパターンに基づいて補正することで、補正しない場合に比べて、残留周期変動をより低減することができる。なお、感光体の光減衰特性によっては、対応する画像濃度（振幅）Ｃ_ｉが閾値濃度（振幅）Ｃ_ｍａｘを超えるＬＤパワー（振幅）Ｌｄ_ｉだけを補正することに代えて、対応する画像濃度（振幅）Ｃ_ｉが閾値濃度（振幅）Ｃ_ｍａｘ未満であるＬＤパワー（振幅）Ｌｄ_ｉだけを補正するようにしてもよい。

図２１は、第一変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャートである。同図におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１０の工程については、図２０におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１０の工程と同様である。第一変形例に係る複写機の制御部１１０は、Ｓ９の工程において、まず、第三テストトナー像の濃度ムラパターンに基づいて、仮書込変動パターンデータを構築する。次いで、第二テストトナー像の濃度ムラパターンを逆位相変換濃度ムラパターンに変換する。その後、仮書込変動パターンデータの各ＬＤパワーを上述した規則に従って補正して、書込変動パターンデータを構築する。

なお、第二テストトナー像の濃度ムラパターンに基づく補正によって書込変動パターンデータを構築することに代えて、第一テストトナー像の濃度ムラパターンに基づく補正によって書込変動パターンデータを構築してもよい。

［第二変形例］
仮書込変動パターンデータを帯電変動パターンデータ等に基づいて補正することに代えて、第三テストトナー像の濃度ムラパターンを帯電変動パターンデータ等に基づいて補正することによっても、適切な書込変動パターンデータを構築することが可能である。

そこで、第二変形例に係る複写機では、仮書込変動パターンデータを帯電変動パターンデータに基づいて補正することに代えて、第三テストトナー像の濃度ムラパターン検出結果の振幅を帯電変動パターンデータに基づいて補正する。このような補正によって書込変動パターンデータを構築する。具体的には、まず、第三テストトナー像の濃度ムラパターンから、感光体周期の濃度ムラパターンと、スリーブ周期の濃度ムラパターンとを周波数解析によって抽出する。また、第二テストトナー像の濃度ムラパターンから、感光体周期の濃度ムラパターンと、スリーブ周期の濃度ムラパターンとを周波数解析によって抽出する。次に、第三テストトナー像における感光体周期の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（周期成分の振幅）Ｃ_３ｉを、第二テストトナー像における感光体周期の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（周期成分の振幅）に基づいて次のように補正する。
・画像濃度（振幅）Ｃ_２ｉが所定の閾値濃度（振幅）Ｃ_ｍａｘよりも大きい場合
Ｃ_３ｉ’＝Ｃ３ｉ（１＋α（Ｃ_２ｉ−Ｃ_ｍａｘ））
※ Ｃ_３ｉは第三テストトナー像の画像濃度（振幅）、Ｃ_３ｉ’は第三テストトナー像の補正後の画像濃度（振幅）、αはＣ_３ｉの大きさを調整するための係数、ｉは１〜ｘ
・画像濃度（振幅）Ｃ_２ｉが閾値濃度（振幅）Ｃ_ｍａｘ以下である場合
Ｃ_３ｉ’＝Ｃ_３ｉ

このように、第三テストトナー像の各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、第二テストトナー像の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_２ｉに基づいて補正することによって、第三テストトナー像についての補正後の濃度ムラパターンを得る。その後、第三テストトナー像についての補正後の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを変換アルゴリズムでＬＤパワーＬｄ_ｉに変換することで、書込変動パターンデータを構築する。

なお、第三テストトナー像の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、第二テストトナー像の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_２ｉに基づいて補正することに代えて、次のように補正してもよい。即ち、第三テストトナー像の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、第一テストトナー像の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度（振幅）Ｃ_１ｉに基づいて補正してもよい。

図２２は、第二変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャートである。同図におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１１の工程については、図２０におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１０の工程と同様である。第二変形例に係る複写機の制御部１１０は、図２２のＳ９の工程において、まず、第三テストトナー像の濃度ムラパターンを第二テストトナー像の濃度ムラパターンに基づいて補正する。このときの補正の具体的な方法については既に述べた通りである。その後、制御部１１０は、補正後の濃度ムラパターンに基づいて書込変動パターンデータを構築する（Ｓ１０）。

［第三変形例］
第三テストトナー像の濃度ムラパターンを第二テストトナー像の濃度ムラパターンに基づいて補正することに代えて、帯電変動パターンデータに基づいて補正することによっても、適切な書込変動パターンデータを構築することが可能である。

そこで、第三変形例に係る複写機では、第三テストトナー像の濃度ムラパターンを帯電変動パターンデータに基づいて補正することで、書込変動パターンデータを構築する。具体的には、まず、第三テストトナー像の濃度ムラパターンから、感光体周期の濃度ムラパターンと、スリーブ周期の濃度ムラパターンとを周波数解析によって抽出する。そして、第三テストトナー像における感光体周期の濃度ムラパターンの各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、感光体周期用の帯電変動パターン式に基づく各帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉに基づいて次のようにして補正する。
・帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉが所定の閾値電圧（振幅）Ｖ_ｍａｘよりも大きい場合
Ｃ_３ｉ’＝Ｃ_３ｉ（１＋α（Ｖｃ_ｉ−Ｖ_ｍａｘ））
※ Ｃ_３ｉは第三テストトナー像の画像濃度、Ｃ_３ｉ’は第三テストトナー像の補正後の画像濃度、αはＣ_３ｉの大きさを調整するための係数、ｉは１〜ｘ
・帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉが閾値電圧（振幅）Ｖ_ｍａｘ以下である場合
Ｃ_３ｉ’＝Ｃ_３ｉ

このように、第三テストトナー像の濃度ムラパターンの各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、帯電変動パターン式に基づく各帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉに基づいて補正することによって、第三テストトナー像についての補正後の濃度ムラパターンを得る。その後、第三テストトナー像についての補正後の濃度ムラパターンに含まれる各画像濃度Ｃ_３ｉ’を変換アルゴリズムでＬＤパワーＬｄ_ｉに変換することで、書込変動パターンデータを構築する。

なお、第三テストトナー像の濃度ムラパターンの各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、帯電変動パターンデータに基づいて補正することに代えて、次のように補正してもよい。即ち、第三テストトナー像の濃度ムラパターンの各画像濃度（振幅）Ｃ_３ｉを、現像変動パターンデータに基づいて補正してもよい。

図２３は、第三変形例に係る複写機の制御部１１０によって実施される構築処理の処理フローを示すフローチャートである。同図におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１２の工程については、図２２におけるＳ１〜Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１の工程と同様である。第三変形例に係る複写機の制御部１１０は、図２３のＳ９の工程において、Ｓ６で構築した帯電変動パターンデータに基づいて、その逆位相のデータである逆位相変換帯電パターンデータを構築する。そして、Ｓ１０の工程において、第三テストトナー像の濃度ムラパターンを、逆位相変換帯電パターンデータに基づいて補正する。このときの補正の具体的な方法については既に述べた通りである。その後、制御部１１０は、補正後の濃度ムラパターンに基づいて書込変動パターンデータを構築する（Ｓ１１）。

［第四変形例］
第四変形例に係る複写機では、帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉに基づいて第三テストトナー像の濃度ムラパターンの各画像濃度Ｃ_３ｉを次のようにして補正する。
・帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉが閾値電圧（振幅）Ｖ_ｍａｘよりも大きい場合
Ｄ_３ｉ‘＝Ｄ_３ｉ（１＋α（Ｖｃ_ｉ−Ｖ_ｍａｘ））
※ Ｄ_３ｉは第三テストトナー像の画像濃度、Ｄ_３ｉ’は第三テストトナー像の補正後の画像濃度、αはＤ_３ｉの濃度を調整するための係数、ｉは１〜ｘ
・帯電バイアス（振幅）Ｖｃ_ｉが閾値電圧（振幅）Ｖ_ｍａｘ以下である場合
Ｄ_３ｉ‘＝Ｄ_３ｉ

これまで、光学センサーユニット１５０として、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像におけるトナー付着量のそれぞれを個別に検知するための四つの反射型フォトセンサーを設けたものを用いる例について説明したが、反射型フォトセンサーの数は色と同数に限られない。例えば、図２４に示されるように、１つの反射型フォトセンサー１５１によってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像のトナー付着量を検知するようにしてもよい。

また、実施形態等では、感光体２０上のトナー像を中間転写ベルト１０に転写してから記録シートに転写する例について説明したが、図２５に示されるように、感光体上のトナー像を記録シートに直接転写する構成にも、本発明の適用が可能である。

また、実施形態等では、Ｙトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像のそれぞれに個別に対応するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体を設けた例について説明したが、二色以上のトナー像を一つの感光体で形成する構成にも、本発明の適用が可能である。例えば、図２６に示されるように、各色に共通する感光体２０を一つだけ設けた構成でもよい。この構成では、公転軸を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋを公転させるリボルバー現像装置１８０を、各色に共通の感光体２０の側方に配設している。感光体２０にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を順次書き込んでいく過程で、リボルバー現像装置１８０を必要に応じて公転させながら、それらの静電潜像を現像する。中間転写ベルト１０を四周以上に渡って周回移動させる過程で、前述の現像によって得られるＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像を各周回で重ね合わせて中間転写ベルト１０に一次転写する。そして、その重ね合わせの一次転写によって得られた四色重ね合わせトナー像を記録シートに二次転写する。

本発明の適用は、実施形態、変形形態、第一変形例、第二変形例に係る複写機に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。たとえば、本発明が適用可能な画像形成装置として、複写機の代わりに、プリンタ、ファクシミリ、複合機などを例示することが可能である。また、カラー画像を形成する画像形成装置ではなく、モノクロ画像しか形成することのできないモノクロ画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。また、記録シートの片面だけに画像を形成する構成ではなく、必要に応じて両面に画像を形成する構成の画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。記録シートとしては、普通紙、ＯＨＰシート、カード、ハガキ、厚紙、封筒などを例示することができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、潜像担持体（例えば感光体２０）、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段（例えば帯電ローラ７１）、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段（例えばレーザー書込装置２１）、及び現像剤担持体（例えば現像スリーブ８１）に担持した現像剤によって前記潜像を現像する現像手段（例えば現像装置８０）を有する作像手段（例えば作像ユニット１８）と、前記作像手段による作像動作中に、前記帯電手段による帯電強度を帯電変動パターンデータに基づいて周期的に変動させつつ、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを現像変動パターンデータに基づいて周期的に変動させる周期変動手段（例えば制御部１１０）とを備える画像形成装置（例えば複写機）において、前記帯電変動パターンデータに基づいて前記帯電強度を周期変動させ、且つ前記現像変動パターンデータに基づいて前記現像バイアスを周期変動させながら、前記潜像担持体上にテストトナー像を作像し、このテストトナー像の前記潜像担持体の表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ又はこれと相関関係にある相関パターンデータとに基づいて、前記潜像書込手段による潜像書込強度を周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する構築処理を実施し、ユーザーの命令に基づく画像形成動作中に、前記潜像書込強度を前記書込変動パターンデータに基づいて周期変動させるように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。

態様Ａにおいて、第三テストトナー像には、現像バイアス及び帯電強度のそれぞれを周期変動させてもなお残ってしまう周期的な画像濃度変動（残留周期変動）が発生する。この画像濃度変動を検知した結果に基づいて構築した書込変動パターンデータに従って潜像書込強度を周期変動させることで、現像バイアス及び帯電強度のそれぞれを周期変動させてもなお残ってしまう周期的な画像濃度変動（残留周期変動）を抑えることができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ｂにおいて、前記構築処理にて、前記テストトナー像たる第三テストトナー像を作像して前記書込変動パターンデータを構築するのに先立って、前記現像バイアス、前記帯電強度及び前記潜像書込強度の三つを何れも周期変動させずに作像した第一テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて前記現像変動パターンデータを構築した後に、前記三つのうち前記現像バイアスだけを前記現像変動パターンデータに基づいて周期変動させながら作像した第二テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて前記帯電変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、構築処理にて、高画像濃度のトナー像の周期的な濃度変動を抑え得る現像変動パターンデータを構築することができる。更に、その後に、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させることに起因する低画像濃度のトナー像の周期的な濃度変動を抑え得る帯電変動パターンデータを構築するができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記第二テストトナー像として、前記第一テストトナー像よりも画像濃度の低いものを形成するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、構築処理にて、第二テストトナー像の濃度ムラパターンを、現像変動パターンデータに基づいて現像バイアスを周期変動させることに起因する低画像濃度のトナー像の濃度ムラパターンとして検知することができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ、又は前記相関パターンデータたる前記現像変動パターンデータとに基づいて前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、残留周期変動を抑え得るパターンで潜像書込強度を適切に周期変動させ得る書込変動パターンデータを構築することができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記相関パターンデータたる前記第二テストトナー像の画像濃度ムラパターン、又は前記相関パターンデータたる前記第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンとに基づいて前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成においても、残留周期変動を抑え得るパターンで潜像書込強度を適切に周期変動させ得る書込変動パターンデータを構築することができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果を、前記帯電変動パターンデータ、又は前記相関パターンデータたる前記現像変動パターンデータに基づいて補正した結果に基づいて、前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成においても、残留周期変動を抑え得るパターンで潜像書込強度を適切に周期変動させ得る書込変動パターンデータを構築することができる。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果を、前記相関パターンデータたる前記第二テストトナー像の画像濃度ムラパターン、又は前記相関パターンデータたる前記第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンに基づいて補正した結果に基づいて、前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成においても、残留周期変動を抑え得るパターンで潜像書込強度を適切に周期変動させ得る書込変動パターンデータを構築することができる。

［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｂ〜Ｇの何れかにおいて、前記潜像担持体として感光体を用い、前記潜像書込手段として光照射によって前記感光体に静電潜像を書き込むものを用い、且つ、前記潜像書込強度として、前記潜像書込手段による単位面積当たりの光照射量を周期変動させるように前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。光照射量を周期変動させることで、本発明者らが実験によって明らかにしたように、現像バイアス及び帯電強度のそれぞれを周期変動させてもなお残ってしまう周期的な画像濃度変動を従来よりも抑えることができる。

［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ｂ〜Ｈの何れかにおいて、回転に伴って画像濃度を周期変動させてしまう回転体（例えば感光体２０、現像スリーブ８１）の回転姿勢を検知する回転姿勢検知手段（例えば感光体回転センサー７６、スリーブ回転センサー８３）を設け、前記回転体の一回転周期における特定のタイミングを前記回転姿勢検知手段による検知結果に基づいて把握し、把握結果に基づいて前記現像変動パターン、前記帯電変動パターン、前記潜像変動パターンをそれぞれ構築し、且つ、ユーザーの命令に基づく画像形成動作中に、前記回転姿勢検知手段による検知結果に基づいて前記現像バイアス、前記帯電強度、前記潜像書込強度をそれぞれ周期変動させるように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、回転体の回転周期で発生する画像濃度の周期変動を抑えることができる。

［態様Ｊ］
態様Ｊは、態様Ｉにおいて、前記第一テストトナー像、前記第二テストトナー像、前記第三テストトナー像のそれぞれとして、前記表面移動方向の長さが前記回転体の周長以上であるものを作像するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、第一テストトナー像、第二テストトナー像、第三テストトナー像のそれぞれとして、回転体の回転周期で発生する画像濃度ムラパターンをその回転周期の全域に渡って検知し得るものを作像することができる。

［態様Ｋ］
態様Ｋは、態様Ｂ〜Ｊの何れかにおいて、前記回転体の交換を検知する交換検知手段（例えばユニット着脱センサー１７）を設け、前記交換検知手段によって交換が検知されたことに基づいて前記構築処理を実施するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、回転体の交換によって不適切になってしまった現像変動パターン、帯電変動パターン、及び潜像変動パターンのそれぞれを適切なものに更新することができる。

［態様Ｌ］
態様Ｌは、態様Ｂ〜Ｋの何れかにおいて、環境を検知する環境検知手段（例えば環境センサー１２４）を設け、前記環境検知手段によって環境変動を検知した結果に基づいて前記構築処理の開始タイミングを決定するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、環境変動によって不適切になってしまった現像変動パターン、帯電変動パターン、及び潜像変動パターンのそれぞれを適切なものに更新することができる。

［態様Ｍ］
態様Ｍは、潜像担持体の表面を帯電させる工程、帯電後の前記表面に潜像を書き込む工程、及び現像剤担持体に担持した現像剤によって前記潜像を現像する工程を具備する作像工程と、前記作像工程にて実施する工程であって、且つ前記潜像担持体を帯電させる工程における帯電強度を帯電変動パターンデータに基づいて周期的に変動させつつ、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを現像変動パターンデータに基づいて周期的に変動させる出力変動工程とを実施する画像形成方法において、前記帯電変動パターンデータに基づいて前記帯電強度を周期変動させ、且つ前記現像変動パターンデータに基づいて前記現像バイアスを周期変動させながら、前記潜像担持体上にテストトナー像を作像する工程と、このテストトナー像の前記潜像担持体の表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ又はこれと相関関係にある相関パターンデータとに基づいて、前記潜像書込手段による潜像書込強度を周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する工程とを具備する構築処理を実施し、ユーザーの命令に基づく画像動作中に、前記潜像書込強度を前記書込変動パターンデータに基づいて周期変動させることを特徴とするものである。

１７：ユニット着脱センサー（交換検知手段）
２０：感光体（潜像担持体、回転体）
２１：レーザー書込装置（潜像書込手段）
７１：帯電ローラ（帯電手段）
７６：感光体回転センサー（回転姿勢検知手段）
８０：現像装置（現像手段）
８１：現像スリーブ（現像剤担持体、回転体）
８３：スリーブ回転センサー（回転姿勢検知手段）
１１０：制御部（周期変動手段の一部）
１２４：環境センサー（環境検知手段）
１２５：書込制御部（周期変動手段の他の一部）

特開２０１２−１６３６４５号公報

Claims (13)

1. 潜像担持体、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段、及び現像剤担持体に担持した現像剤によって前記潜像を現像する現像手段を有する作像手段と、
   前記作像手段による作像動作中に、前記帯電手段による帯電強度を帯電変動パターンデータに基づいて周期的に変動させつつ、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを現像変動パターンデータに基づいて周期的に変動させる周期変動手段とを備える画像形成装置において、
   前記帯電変動パターンデータに基づいて前記帯電強度を周期変動させ、且つ前記現像変動パターンデータに基づいて前記現像バイアスを周期変動させながら、前記潜像担持体上にテストトナー像を作像し、このテストトナー像の前記潜像担持体の表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ又はこれと相関関係にある相関パターンデータとに基づいて、前記潜像書込手段による潜像書込強度を周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する構築処理を実施し、ユーザーの命令に基づく画像動作中に、前記潜像書込強度を前記書込変動パターンデータに基づいて周期変動させるように、前記周期変動手段を構成した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、
   前記構築処理にて、前記テストトナー像たる第三テストトナー像を作像して前記書込変動パターンデータを構築するのに先立って、前記現像バイアス、前記帯電強度及び前記潜像書込強度の三つを何れも周期変動させずに作像した第一テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて前記現像変動パターンデータを構築した後に、前記三つのうち前記現像バイアスだけを前記現像変動パターンデータに基づいて周期変動させながら作像した第二テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果に基づいて前記帯電変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   前記第二テストトナー像として、前記第一テストトナー像よりも画像濃度の低いものを形成するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ、又は前記相関パターンデータたる前記現像変動パターンデータとに基づいて前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記相関パターンデータたる前記第二テストトナー像の画像濃度ムラパターン、又は前記相関パターンデータたる前記第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンとに基づいて前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果を、前記帯電変動パターンデータ、又は前記相関パターンデータたる前記現像変動パターンデータに基づいて補正した結果に基づいて、前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記構築処理にて、第三テストトナー像の前記表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果を、前記相関パターンデータたる前記第二テストトナー像の画像濃度ムラパターン、又は前記相関パターンデータたる前記第一テストトナー像の画像濃度ムラパターンに基づいて補正した結果に基づいて、前記書込変動パターンデータを構築するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項２乃至７の何れかの画像形成装置において、
   前記潜像担持体として感光体を用い、前記潜像書込手段として光照射によって前記感光体に静電潜像を書き込むものを用い、且つ、前記潜像書込強度として、前記潜像書込手段による単位面積当たりの光照射量を周期変動させるように前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項２乃至８の何れかの画像形成装置において、
   回転に伴って画像濃度を周期変動させてしまう回転体の回転姿勢を検知する回転姿勢検知手段を設け、前記回転体の一回転周期における特定のタイミングを前記回転姿勢検知手段による検知結果に基づいて把握し、把握結果に基づいて前記現像変動パターンデータ、前記帯電変動パターンデータ、前記書込変動パターンデータをそれぞれ構築し、且つ、ユーザーの命令に基づく画像形成動作中に、前記回転姿勢検知手段による検知結果に基づいて前記現像バイアス、前記帯電強度、前記潜像書込強度をそれぞれ周期変動させるように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９の画像形成装置において、
    前記第一テストトナー像、前記第二テストトナー像、前記第三テストトナー像のそれぞれとして、前記表面移動方向の長さが前記回転体の周長以上であるものを作像するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項９又は１０の画像形成装置において、
    前記回転体の交換を検知する交換検知手段を設け、
    前記交換検知手段によって交換が検知されたことに基づいて前記構築処理を実施するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項２乃至１１の何れかの画像形成装置において、
    環境を検知する環境検知手段を設け、
    前記環境検知手段によって環境変動を検知した結果に基づいて前記構築処理の開始タイミングを決定するように、前記周期変動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
13. 潜像担持体の表面を帯電させる工程、帯電後の前記表面に潜像を書き込む工程、及び現像剤担持体に担持した現像剤によって前記潜像を現像する工程を具備する作像工程と、
    前記作像工程にて実施する工程であって、且つ前記潜像担持体を帯電させる工程における帯電強度を帯電変動パターンデータに基づいて周期的に変動させつつ、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを現像変動パターンデータに基づいて周期的に変動させる出力変動工程とを実施する画像形成方法において、
    前記帯電変動パターンデータに基づいて前記帯電強度を周期変動させ、且つ前記現像変動パターンデータに基づいて前記現像バイアスを周期変動させながら、前記潜像担持体上にテストトナー像を作像する工程と、このテストトナー像の前記潜像担持体の表面移動方向における画像濃度ムラパターンを検知した結果と、前記帯電変動パターンデータ又はこれと相関関係にある相関パターンデータとに基づいて、前記潜像を書き込む工程における潜像書込強度を周期変動させるための書込変動パターンデータを構築する工程とを具備する構築処理を実施し、ユーザーの命令に基づく画像形成動作中に、前記潜像書込強度を前記書込変動パターンデータに基づいて周期変動させることを特徴とする画像形成方法。

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