JP6701774B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。

従来より、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置では、作像した画像に、感光体と現像器との間のギャップムラや、現像ユニットの汲み上げ量のムラに起因する、副走査方向に連続する帯状の濃度ムラが発生する場合がある。一方、光学設計に起因する主走査方向の光量偏差を補正する技術（主走査シェーディング）は既に知られている。

特許文献１には、主走査方向の画像担持体上の複数箇所での画像濃度を基に、主走査方向の画像濃度を均一化するように画像データを補正する画像形成装置について開示されている。

上記副走査方向に連続する帯状の濃度ムラは、画質上問題となるが、今までの主走査方向の光量偏差補正技術では、感光体と現像器との間のギャップムラや、現像ユニットの汲み上げ量のムラに起因する、副走査方向に連続する帯状の濃度ムラも含めて補正することができない問題があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、画像形成装置であって、像担持体の回転位置を求める回転位置検出手段と、前記像担持体または中間像担持体上の画像の主走査方向の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段が検出した主走査方向の濃度データに基づき、前記像担持体の回転方向の複数個所のシェーディング補正データを算出し、さらに、算出したシェーディング補正データから、主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する算出手段と、前記像担持体の回転位置と、該回転位置に対応する、主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを記憶し、前記隣接するデータ点の値を記憶しない記憶手段と、前記像担持体の回転位置毎に、前記記憶手段に記憶している前記主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータから、前記像担持体の回転位置に対応する前記シェーディング補正データを復元する復元手段と、復元した前記シェーディング補正データを用いて前記像担持体に光書き込みをする光源の光量を制御する光量制御手段と、を備える。

本発明によれば、感光体と現像器との間のギャップムラや、現像ユニットの汲み上げ量のムラに起因する、副走査方向に連続する帯状の画像濃度ムラを、主走査方向の濃度ムラも含めて補正することができ、画像品質を高めることができるという効果を奏する。

図１は、一実施形態の画像形成装置の構成例を示す図である。 図２は、同実施形態の画像形成装置の構成例（感光体周辺）を示す図である。 図３は、中間転写ベルトを持たない直接転写方式の画像形成装置の場合の感光体周辺の構成例を示す図である。 図４は、同実施形態の画像形成装置の機能構成を説明するブロック図である。 図５は、同実施形態におけるライン濃度センサの検出結果の一例を示す図である。 図６は、同実施形態の画像形成装置のハードウェア構成例を示す図である。 図７は、同実施形態の画像形成装置におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。 図８は、同実施形態における、副走査方向に連続する帯状の濃度ムラ（Ａ）と、この濃度ムラがある場合の主走査方向の位置とその位置の濃度（Ｂ）と、ライン濃度センサの出力データ（Ｃ）の一例を示す図である。 図９は、同実施形態の画像形成装置における画像形成時の動作フローチャートである。 図１０は、第３の実施形態の画像形成装置におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。 図１１は、第３の実施形態の画像形成装置における画像形成時の動作フローチャートである。 図１２は、第５の実施形態の画像形成装置におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。 図１３は、第５の実施形態の画像形成装置における画像形成時の動作フローチャートである。

以下に添付図面を参照して、画像形成装置および画像形成方法の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２は、第１の実施形態の画像形成装置の構成例を示す図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成装置である。図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部１００Ａと、該画像形成部１００Ａの下方に位置する給紙部１００Ｂを有し、画像形成部１００Ａには定着装置２００が組み込まれている。

画像形成部１００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間像担持体である中間転写ベルト１１０が配置されている。この中間転写ベルト１１０の上面には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーの像を担持する像担持体としての感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋが中間転写ベルト１１０の転写面に沿って並置されている。

各感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、それぞれ同じ方向（図中反時計回り）に回転可能なドラムで構成されている。その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する各装置が配置されている。すなわち、光書き込み装置１０１、帯電装置１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ、現像器１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、１次転写装置１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ等が配置されている。

また、各現像器１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。感光体１０５、帯電装置１０２、現像器１０３などは作像ユニット１３０を形成している。なお、色による区別をしない場合、各構成要素の符号からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して記載する。

中間転写ベルト１１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回され、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋとの対向位置（Ａ１〜Ａ４）において各感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋと同じ方向に移動可能に構成されている。また、従動ローラの１つであるローラ１１１に対向する位置に転写ローラ１１２が設けられている。転写ローラ１１２から定着装置２００までの用紙Ｐの搬送経路は図上横方向の経路になっている。

給紙部１００Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１２０と、給紙トレイ１２０内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ１１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。

次に、画像形成装置１００における基本的な画像形成動作について説明する。

画像の形成が開始されると、感光体１０５Ｙの表面が帯電装置１０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体１０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像器１０３Ｙによりトナー画像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置１０４Ｙによって中間転写ベルト１１０上に１次転写される。

他の感光体１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋにおいてもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、各色のトナー像が中間転写ベルト１１０上に静電気力によって順に転写されて重ね合わせられる。これによって、所望のカラー画像のトナー像が中間転写ベルト１１０上に形成される。

次に、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋから中間転写ベルト１１０上に１次転写されたトナー像は、ローラ１１１と転写ローラ１１２の間に搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐはさらに定着装置２００まで搬送され、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９で形成される定着ニップ部においてトナー像を用紙Ｐに定着する。定着ベルト２０７は、駆動ローラである定着ローラ２０３と、従動ローラである加熱ローラ２０５とに支持され張架され、時計回りに回転走行し、用紙Ｐは出口側へと搬送される。

定着ニップ部における用紙Ｐの出口側には、定着ベルト２０７の側にエアーノズルがあり、このエアーノズルからコンプレッサで生成した圧縮気体を噴射する。これによって用紙Ｐは定着ニップ部から分離され、定着ベルト２０７や加圧ローラ２０９に巻き付くことなく定着ニップ部の出口から排出される。次いで、定着ニップ部から排出された用紙Ｐは、排出経路に沿って用紙排出部であるスタッカ１１５に送り出され、積載される。

本実施形態では、上記構成に加え、図２では１つの感光体１０５を代表として例示しているが、図２に示すように、感光体１０５の基準位置を検出するための感光体基準位置センサ１４０を各感光体（１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋ）に対して設け、さらに、各感光体（１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋ）に対し中間転写ベルト１１０の移動方向の下流側に、中間転写ベルト１１０上の画像（転写されたトナー像１６０）の主走査方向の濃度を検出する濃度検出手段としてのライン濃度センサ１５０をそれぞれ設けている。なお、単色のプリンタ等の画像形成装置の場合、１つの感光体１０５に対し、図２に示すように、感光体基準位置センサ１４０とライン濃度センサ１５０が配置される。また、中間転写ベルトを持たない直接転写方式の画像形成装置の場合には、図３に示すように、感光体基準位置センサ１４０は上記例と同様に配置するが、ライン濃度センサ１５０は、感光体１１０５の表面のトナー像１１６０の反射光強度が測定できる位置に設ける。

図４は、本実施形態の画像形成装置の機能構成を説明するブロック図である。

濃度データ処理部３０１は、ライン濃度センサ１５０から入力されるライン濃度センサ１５０の検出結果を、主走査方向の位置とその位置の濃度（ここではライン濃度センサ１５０の出力値）からなるデータ形式に変換して演算処理部３０２へ送る。本実施形態では、回転体である感光体１０５の一回転につき、例えば５００カ所分の検出結果（図５：回転体位置１〜回転体位置５００）を処理する。なお、図５は、副走査方向に濃度ムラがある場合の例で、横軸が主走査方向の位置（主走査位置）を表し、縦軸がライン濃度センサ１５０の出力レベルを表している。

演算処理部３０２は、算出手段として、濃度データ処理部３０１からのデータに基づき、シェーディング補正用のデータであるシェーディング補正データを算出する。この算出は、具体的には、以下のようにして行う。

（１）主走査方向の濃度の平均値＝（主走査方向全データ点の濃度の総和）／データ点数
（２）主走査方向の位置毎のシェーディング補正データ＝主走査方向の位置毎の濃度−主走査方向の濃度の平均値

さらに演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から感光体１０５の回転位置を算出する。この算出は、具体的には、以下のようにして行う。

回転位置［ｄｅｇ］＝基準位置信号の入力タイミングからの経過時間／感光体１０５の一回転に要する時間×３６０

このように、演算処理部３０２は、感光体１０５の回転位置を求める回転位置検出手段としても機能する。なお、この回転位置の検出は、感光体１０５の軸にロータリーエンコーダを取り付け、ロータリーエンコーダからの出力パルス信号を、演算処理部３０２がカウントすることにより行うようにしてもよい。この構成の場合には、感光体基準位置センサ１４０を省くことができる。

データ記憶部３０３は、記憶手段として、演算処理部３０２で算出される感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを記憶し保持する。ここでは、感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データは、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持することになる。

シェーディング補正部３０４は、主走査同期信号を処理の開始基準として、演算処理部３０２から送られたシェーディング補正データを、光量制御信号に変換して光量制御部３０５へ送る。ここでの、シェーディング補正データの光量制御信号への変換は、具体的には、以下のようにして主走査方向の位置毎の光量制御信号を算出することにより行う。

主走査方向の位置毎の光量制御信号＝補正基準値−主走査方向の位置毎のシェーディング補正データ

ただし、補正基準値は、シェーディング補正データが０のとき、光量制御部３０５が適正な光量を出力する値とする。なお、上記主走査同期信号は、１ライン毎に供給され、この信号が立ち上がった後の所定クロックで、画像信号が有効となる信号である。

光量制御部３０５は、シェーディング補正部３０４からの光量制御信号に応じて、感光体１０５への書き込みを行う光源１０１２の書き込み光量を変更するよう光源駆動部１０１１を制御する。なお、この光量制御部３０５と、光量制御信号を当該光量制御部３０５に出力するシェーディング補正部３０４は、光量制御手段として機能する。

光源駆動部１０１１は、光量制御部３０５による制御に従って光源１０１２を駆動する。なお、濃度データ処理部３０１、演算処理部３０２、データ記憶部３０３、シェーディング補正部３０４、光量制御部３０５は、下記の制御部に含まれ、光源駆動部１０１１および光源１０１２は、光書き込み装置１０１に含まれる。

図６は、画像形成装置１００のハードウェア構成例を示す図である。

図６に示すように、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、および、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１４からなる制御部と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１５と、操作パネル１６と、エンジン部１７とを備え、これらがシステムバス１８を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ１１は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３を主記憶装置として、ＲＯＭ１２又はＨＤＤ１４等に格納されたプログラムを実行することにより、画像形成装置１００全体の動作を制御し、印刷機能などを実現する。また、ＣＰＵ１１は、下記の操作パネル１６を使ったユーザ操作に応じた制御を実行する。なお、ＲＡＭ１３は、上記データ記憶部３０３としても機能する。

通信Ｉ／Ｆ１５は、外部のネットワークと接続するためのインターフェースである。

操作パネル１６は、画像形成装置１００に対するユーザからの各種操作入力を受け付けるとともに、画像形成装置１００の状態に関する情報等を表示する入出力装置である。

エンジン部１７は、電子写真方式による印刷機能を実現する部分であり、図１を用いて説明した画像形成部１００Ａおよび給紙部１００Ｂを含む。

（ＳＴＥＰ１）
次に、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作について説明する。図７は、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。

はじめに、光量制御部３０５は、感光体１０５上に、理想的には均一な画像濃度となるパターンを形成するように光源駆動部１０１１を制御し、光書き込みをして静電潜像を形成する（Ｓ１０１）。感光体１０５上に形成した静電潜像に対応して、現像器１０３より供給され感光体１０５の表面上に付着したトナー像１６０が、感光体１０５の回転と転写ベルトの移動に伴い、中間転写ベルト（中間像担持体）１１０上に転写される（Ｓ１０２）。ここで中間転写ベルト１１０上に転写されたトナー像１６０は、中間転写ベルト１１０表面の移動とともに移動し、その移動の下流に設けられたライン濃度センサ１５０の部分を通過する。

ライン濃度センサ１５０は、移動する中間転写ベルト１１０上のトナー像１６０の反射光強度を、主走査方向に例えば３００ｄｐｉの分解能で検出する（Ｓ１０３）。ライン濃度センサ１５０の出力は、画像濃度が淡いとセンサ出力大、画像濃度が濃いとセンサ出力小となる。従って、中間転写ベルト１１０上のトナー像１６０の濃度が均一であれば、ライン濃度センサ１５０の出力は主走査方向で一定となる。一方、中間転写ベルト１１０に転写されたトナー像１６０に、感光体１０５と現像器１０３との間のギャップムラ等によって、副走査方向に連続する帯状の濃度ムラ１６１がある場合には（図８（Ａ））、主走査方向の位置とその位置の画像濃度およびライン濃度センサ１５０の出力データは、それぞれ図８（Ｂ）および図８（Ｃ）に示すようになる。図８（Ａ）に示す暗い帯状の濃度ムラ１６１は、ライン濃度センサ１５０では、該当位置でレベルが下がる形で出力される。

ライン濃度センサ１５０の出力は濃度データ処理部３０１へと送られ、濃度データ処理部３０１はライン濃度センサ１５０の出力を主走査方向の位置とその位置の濃度からなるデータ形式に変換（濃度データ処理）して演算処理部３０２へ送る（Ｓ１０４）。

演算処理部３０２は、濃度データ処理部３０１からの、主走査方向の位置とその位置における濃度からなるデータに基づき、シェーディング補正データを算出する（Ｓ１０５）。

さらに演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ１０６）。

そして、感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを、回転位置に対応付けてデータ記憶部３０３に記憶させ保持する（Ｓ１０７）。この回転位置に応じたシェーディング補正データは、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持する。

以上の処理を、演算処理部３０２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合は単色の１色について実施する。その結果、各色用のシェーディング補正データが、色毎に、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持される。

（ＳＴＥＰ２）
次に、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作について説明する。図９は、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。

任意の印刷データに応じて画像形成を行なう場合には、本実施形態の画像形成装置１００は、前述のＳＴＥＰ１の手順でデータ記憶部３０３に保持した、各感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データ（各色用のシェーディング補正データ）を用いて、以下のように光量制御を行なう。

まず、演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から、前述のようにして感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ２０１）。

次いで、演算処理部３０２は、データ記憶部３０３に記憶している、補正対象の色用の感光体１０５の回転位置に対応するシェーディング補正データをシェーディング補正部３０４へ転送する（Ｓ２０２）。

シェーディング補正部３０４は、主走査同期信号を開始基準として、演算処理部３０２から送られたシェーディング補正データを、光量制御信号に変換して光量制御部３０５へ送る（Ｓ２０３）。

光量制御部３０５は、シェーディング補正部３０４からの光量制御信号に応じて補正対象の色用の感光体１０５への書き込み光量を変更する（Ｓ２０４）。

以上の処理をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合はその１色について実施する。

以上説明したように、本実施形態では、ＳＴＥＰ１において、色毎に、ライン濃度センサ１５０の出力データに基づいて感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを算出し保持する。そして、ＳＴＥＰ２の画像形成時には、色毎に、感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを使って感光体１０５への書き込み光量を変更するようにしている。

これにより、本実施形態の画像形成装置１００は、主走査方向の濃度ムラのみならず副走査方向に連続する帯状の濃度ムラも補正することができる。また、シェーディング補正データは、感光体１０５の回転位置毎に保持するので、感光体１０５の偏芯や、感光体１０５の断面形状が真円でない場合などにより、感光体１０５と現像器１０３のギャップムラが感光体１０５の回転位置によって変化しても対応できる。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色以外の多色の場合も、上述した構成および処理を、多色を構成する各色に対応させることで同様に補正を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の画像形成装置について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

上記第１の実施形態では、感光体１０５の一回転につき、一例として５００カ所分のシェーディング補正データを保持するものとしている。本実施形態では、画像形成を行う際に、演算処理部３０２にて、データ記憶部３０３で保持している各色用の複数個所のシェーディング補正データに対し線形補間等による補間をして求めた値を、補間した場所（感光体１０５の回転方向の濃度未検出の位置）におけるシェーディング補正データとする。このようにして補間により追加した複数の（５００カ所分以上の）シェーディング補正データを使って補正対象の色用の感光体１０５の回転位置に応じた感光体１０５への書き込み光量を変更することにより、濃度を実測できていない回転位置についても補正することが可能となる。

具体的には、例えば、ｍ＝１〜４９９とし、主走査方向の位置Ｘ、回転位置ｍのいずれかの色用のシェーディング補正データをシェーディング補正データ（主走査方向の位置Ｘ、回転位置ｍ）で表すとき、（シェーディング補正データ（主走査方向の位置Ｘ、回転位置ｍ）＋シェーディング補正データ（主走査方向の位置Ｘ、回転位置ｍ＋１））／２の値を、回転位置ｍと回転位置ｍ＋１の間の中間位置で使用する。これにより、補正対象の色用の感光体１０５の回転位置毎に保持しているシェーディング補正データの回転位置の間隔よりも小さい単位で書き込み光量の補正を行うことができるようになる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の画像形成装置について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

演算処理部３０２は、第１の実施形態のものと同様に、算出手段として、濃度データ処理部３０１からのデータに基づき、シェーディング補正用のデータであるシェーディング補正データを算出するが、本実施形態では、さらに、算出したシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する処理を行う。

また、演算処理部３０２は、復元手段として、主走査開始位置のシェーディング補正データと、シェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータとから、シェーディング補正データを復元（算出）する処理を行う。

データ記憶部３０３は、記憶手段として、演算処理部３０２で算出される感光体１０５の回転位置に応じた、主走査開始位置のシェーディング補正データおよび上記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを記憶し保持する。ここでは、感光体１０５の回転位置に応じた主走査開始位置のシェーディング補正データおよび上記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータは、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持することになる。

（ＳＴＥＰ１Ｂ）
次に、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作について説明する。図１０は、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と共通する基本的な処理の流れとともに、本実施形態における特徴部分を含めて説明する。

はじめに、光量制御部３０５は、感光体１０５上に、理想的には均一な画像濃度となるパターンを形成するように光源駆動部１０１１を制御し、光書き込みをして静電潜像を形成する（Ｓ１０１）。

感光体１０５上に形成した静電潜像に対応して、現像器１０３より供給され感光体１０５の表面上に付着したトナー像１６０が、感光体１０５の回転と転写ベルトの移動に伴い、中間転写ベルト（中間像担持体）１１０上に転写される（Ｓ１０２）。

ライン濃度センサ１５０は、移動する中間転写ベルト１１０上のトナー像１６０の反射光強度を、主走査方向に例えば３００ｄｐｉの分解能で検出する（Ｓ１０３）。

ライン濃度センサ１５０の出力は濃度データ処理部３０１へと送られ、濃度データ処理部３０１はライン濃度センサ１５０の出力を主走査方向の位置とその位置の濃度からなるデータ形式に変換（濃度データ処理）して演算処理部３０２へ送る（Ｓ１０４）。

演算処理部３０２は、濃度データ処理部３０１からの、主走査方向の位置とその位置における濃度からなるデータに基づき、シェーディング補正データを算出する（Ｓ１０５）。さらに、演算処理部３０２は、算出したシェーディング補正データから、このシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する（Ｓ１０５Ｂ）。

さらに演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ１０６）。

そして、演算処理部３０２は、感光体１０５の回転位置に応じた、主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを、回転位置に対応付けてデータ記憶部３０３に記憶させ保持する（Ｓ１０７Ｂ）。この回転位置に応じた、主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータは、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持する。

以上の処理を、演算処理部３０２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合は単色の１色について実施する。その結果、各色用の主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータが、色毎に、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持される。

（ＳＴＥＰ２Ｂ）
次に、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作について説明する。図１１は、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。なお、ここでも、第１の実施形態と共通する基本的な処理の流れとともに、本実施形態における特徴部分を含めて説明する。

任意の印刷データに応じて画像形成を行なう場合には、本実施形態の画像形成装置１００は、前述のＳＴＥＰ１Ｂの手順でデータ記憶部３０３に保持した、各感光体１０５の回転位置に応じた、主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータ（いずれも各色用のデータ）を用いて、以下のように光量制御を行なう。

まず、演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から、前述のようにして感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ２０１）。

次いで、演算処理部３０２は、データ記憶部３０３に記憶している、補正対象の色用の感光体１０５の回転位置に対応する主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータから、当該回転位置におけるシェーディング補正データを復元し（Ｓ２０２Ｂ１）、復元後のシェーディング補正データをシェーディング補正部３０４へ転送する（Ｓ２０２Ｂ２）。

シェーディング補正部３０４は、主走査同期信号を開始基準として、演算処理部３０２から送られたシェーディング補正データを、光量制御信号に変換して光量制御部３０５へ送る（Ｓ２０３）。

光量制御部３０５は、シェーディング補正部３０４からの光量制御信号に応じて補正対象の色用の感光体１０５への書き込み光量を変更する（Ｓ２０４）。

以上の処理をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合はその１色について実施する。

以上説明したように、本実施形態では、ＳＴＥＰ１Ｂにおいて、色毎に、ライン濃度センサ１５０の出力データに基づいて感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを算出し、さらに、シェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出して、主走査開始位置のシェーディング補正データとシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータとを保持する。そして、ＳＴＥＰ２Ｂの画像形成時には、色毎に、感光体１０５の回転位置に応じた主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータからシェーディング補正データを復元し、復元したシェーディング補正データを使って感光体１０５への書き込み光量を変更するようにしている。

これにより、本実施形態の画像形成装置１００は、第１の実施形態と同様に、主走査方向の濃度ムラのみならず副走査方向に連続する帯状の濃度ムラも補正することができる。また、シェーディング補正データは、感光体１０５の回転位置毎に保持するので、感光体１０５の偏芯や、感光体１０５の断面形状が真円でない場合などにより、感光体１０５と現像器１０３のギャップムラが感光体１０５の回転位置によって変化しても対応できる。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色以外の多色の場合も、上述した構成および処理を、多色を構成する各色に対応させることで同様に補正を行うことができる。

また、本実施形態画像形成装置１００では、シェーディング補正データをそのまま保持するのではなく、主走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を保持するようにしたので、シェーディング補正データをそのまま保持する場合に比べて、必要な記憶容量を大幅に削減することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の画像形成装置について説明する。以下では、第３の実施形態と異なる部分について説明する。

上記第３の実施形態のＳＴＥＰ１Ｂでは、シェーディング補正データから主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出し、主走査開始位置のシェーディング補正データと共にシェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを保持したが、本実施形態では、さらに、上記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータについて、連長圧縮等によりデータ圧縮を行い、圧縮したデータ（圧縮データ）を保持する。そのため、本実施形態では、演算処理部３０２は、さらに、データ圧縮手段として、シェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータについて、連長圧縮等によりデータ圧縮を行う処理を行い、データ伸長手段として、連長圧縮等によりデータ圧縮されたデータを伸長する処理を行う。

そして、上記ＳＴＥＰ２Ｂで任意の印刷データに応じて画像形成を行なう場合には、データ記憶部３０３に保持した、感光体回転位置に応じた、主走査開始位置のシェーディング補正データ、および、上記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を圧縮したデータを伸長して得た伸長後の主走査方向に隣接するデータ点の値の差分データからシェーディング補正データを復元し、復元したシェーディング補正データを用いて光量制御を行なう。

本実施形態では、上記のように、主走査開始位置のシェーディング補正データと、シェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を圧縮したデータとを保持するので、シェーディング補正データをそのまま保持する場合に比べて、また前述の第３の実施形態の場合と比べても、必要な記憶容量をさらに大幅に削減することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態の画像形成装置について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

演算処理部３０２は、第１の実施形態のものと同様に、算出手段として、濃度データ処理部３０１からのデータに基づき、シェーディング補正用のデータであるシェーディング補正データを算出するが、本実施形態では、さらに、主走査方向の位置毎に、算出したシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する処理を行う。

また、演算処理部３０２は、復元手段として、副走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータから、シェーディング補正データを復元（算出）する処理を行う。

データ記憶部３０３は、記憶手段として、演算処理部３０２で算出される感光体１０５の回転位置に応じた副走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを記憶し保持する。ここでは、感光体１０５の回転位置に応じた、副走査開始位置のシェーディング補正データおよび上記副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータは、主走査方向の位置毎に、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持することになる。

（ＳＴＥＰ１Ｃ）
次に、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作について説明する。図１２は、本実施形態の画像形成装置１００におけるシェーディング補正データ取得時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と共通する基本的な処理の流れとともに、本実施形態における特徴部分を含めて説明する。

はじめに、光量制御部３０５は、感光体１０５上に、理想的には均一な画像濃度となるパターンを形成するように光源駆動部１０１１を制御し、光書き込みをして静電潜像を形成する（Ｓ１０１）。

感光体１０５上に形成した静電潜像に対応して、現像器１０３より供給され感光体１０５の表面上に付着したトナー像１６０が、感光体１０５の回転と転写ベルトの移動に伴い、中間転写ベルト（中間像担持体）１１０上に転写される（Ｓ１０２）。

ライン濃度センサ１５０は、移動する中間転写ベルト１１０上のトナー像１６０の反射光強度を、主走査方向に例えば３００ｄｐｉの分解能で検出する（Ｓ１０３）。

ライン濃度センサ１５０の出力は濃度データ処理部３０１へと送られ、濃度データ処理部３０１はライン濃度センサ１５０の出力を主走査方向の位置とその位置の濃度からなるデータ形式に変換（濃度データ処理）して演算処理部３０２へ送る（Ｓ１０４）。

演算処理部３０２は、濃度データ処理部３０１からの、主走査方向の位置とその位置における濃度からなるデータに基づき、シェーディング補正データを算出する（Ｓ１０５）。

さらに演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ１０６）。

次いで、演算処理部３０２は、現在の感光体１０５の回転位置が副走査開始位置か判断し、現在の感光体１０５の回転位置が副走査開始位置の場合（Ｓ１０７Ｃ１でＹｅｓ）、上記で算出したシェーディング補正データ（すなわち、副走査開始位置のシェーディング補正データ）を当該回転位置（すなわち副走査開始位置）に対応付けてデータ記憶部３０３に記憶させ保持する（Ｓ１０７Ｃ２）。なお、このとき演算処理部３０２は、次回転位置でシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分（次回転位置での値と現回転位置での値の差分）を算出するために、現回転位置（ここでは副走査開始位置）のシェーディング補正データを一時保持する。

現在の感光体１０５の回転位置が副走査開始位置でない場合（Ｓ１０７Ｃ１でＮｏ）、演算処理部３０２は、主走査方向の位置毎に、現回転位置でのシェーディング補正データの値および一時保持している前回転位置でのシェーディング補正データの値からその差分を算出し、すなわちシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出し（Ｓ１０７Ｃ３）、算出した差分のデータを当該回転位置に対応付けてデータ記憶部３０３に記憶させ保持する（Ｓ１０７Ｃ４）。なお、このとき演算処理部３０２は、次回転位置でシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出するために、現回転位置のシェーディング補正データを一時保持する。

上記回転位置に応じた、副走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータは、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持する。具体的には、副走査開始位置のシェーディング補正データと、副走査開始位置を除く感光体１０５の一回転中の４９９カ所分のシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータが保持される。

以上の処理を、演算処理部３０２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合は単色の１色について実施する。その結果、各色用の、副走査開始位置のシェーディング補正データと、シェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータとが、色毎に、感光体１０５の一回転につき５００カ所分保持される。

（ＳＴＥＰ２Ｃ）
次に、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作について説明する。図１３は、本実施形態の画像形成装置１００における画像形成時の動作フローチャートである。以下の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について実施する。単色の場合は、その１色について実施する。なお、ここでも、第１の実施形態と共通する基本的な処理の流れとともに、本実施形態における特徴部分を含めて説明する。

任意の印刷データに応じて画像形成を行なう場合には、本実施形態の画像形成装置１００は、前述のＳＴＥＰ１Ｃの手順でデータ記憶部３０３に保持した、各感光体１０５の回転位置に応じた、副走査開始位置のシェーディング補正データおよび副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータ（いずれも各色用のデータ）を用いて、以下のように光量制御を行なう。

まず、演算処理部３０２は、感光体基準位置センサ１４０から入力される、感光体１０５の一回転に一回発生する基準位置信号の入力タイミングからの経過時間と、感光体１０５の一回転に要する時間から、前述のようにして感光体１０５の回転位置を算出する（Ｓ２０１）。

次いで、演算処理部３０２は、感光体１０５の回転位置が副走査開始位置か判断し、感光体１０５の回転位置が副走査開始位置の場合（Ｓ２０２Ｃ１でＹｅｓ）、データ記憶部３０３に記憶している、補正対象の色用の副走査開始位置のシェーディング補正データをシェーディング補正部３０４へ転送する（Ｓ２０２Ｃ２）。なお、このとき演算処理部３０２は、次回転位置でのシェーディング補正データを復元するために、この副走査開始位置のシェーディング補正データを一時保持する。

感光体１０５の回転位置が副走査開始位置でない場合（Ｓ２０２Ｃ１でＮｏ）、演算処理部３０２は、一時保持している補正対象の色用の感光体１０５の前回転位置でのシェーディング補正データおよび感光体１０５の現回転位置に対応する上記差分のデータから、感光体１０５の現回転位置でのシェーディング補正データを復元する（Ｓ２０２Ｃ３）。そして、演算処理部３０２は、復元後のシェーディング補正データをシェーディング補正部３０４へ転送する（Ｓ２０２Ｃ４）。なお、このとき演算処理部３０２は、次回転位置でのシェーディング補正データを復元するために、復元したシェーディング補正データを一時保持する。また、上記感光体１０５の前回転位置でのシェーディング補正データとは、前回転位置が副走査開始位置の場合は、副走査開始位置のシェーディング補正データであり、そうでない場合は、前回転位置で復元されたシェーディング補正データである。

シェーディング補正部３０４は、主走査同期信号を開始基準として、演算処理部３０２から送られたシェーディング補正データを、光量制御信号に変換して光量制御部３０５へ送る（Ｓ２０３）。

光量制御部３０５は、シェーディング補正部３０４からの光量制御信号に応じて補正対象の色用の感光体１０５への書き込み光量を変更する（Ｓ２０４）。

以上の処理をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、単色の場合はその１色について実施する。

以上説明したように、本実施形態では、ＳＴＥＰ１Ｃにおいて、色毎に、ライン濃度センサ１５０の出力データに基づいて感光体１０５の回転位置に応じたシェーディング補正データを算出し、さらに、シェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出して、副走査開始位置のシェーディング補正データと副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータとを保持する。そして、ＳＴＥＰ２Ｃの画像形成時には、色毎に、感光体１０５の回転位置に応じた副走査開始位置のシェーディング補正データおよびシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータからシェーディング補正データを復元し、復元したシェーディング補正データを使って感光体１０５への書き込み光量を変更するようにしている。

これにより、本実施形態の画像形成装置１００は、第１の実施形態と同様に、主走査方向の濃度ムラのみならず副走査方向に連続する帯状の濃度ムラも補正することができる。また、シェーディング補正データは、感光体１０５の回転位置毎に保持するので、感光体１０５の偏芯や、感光体１０５の断面形状が真円でない場合などにより、感光体１０５と現像器１０３のギャップムラが感光体１０５の回転位置によって変化しても対応できる。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色以外の多色の場合も、上述した構成および処理を、多色を構成する各色に対応させることで同様に補正を行うことができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、シェーディング補正データをそのまま保持するのではなく、副走査開始位置のシェーディング補正データとシェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分とを保持するようにしたので、シェーディング補正データをそのまま保持する場合に比べて、必要な記憶容量を大幅に削減することができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態の画像形成装置について説明する。以下では、第５の実施形態と異なる部分について説明する。

上記第５の実施形態のＳＴＥＰ１Ｃでは、シェーディング補正データから副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出し、副走査開始位置のシェーディング補正データと共に副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを保持したが、本実施形態では、さらに、シェーディング補正データの副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータについて、連長圧縮等によりデータ圧縮を行い、圧縮したデータ（圧縮データ）を保持する。そのため、本実施形態では、演算処理部３０２は、さらに、データ圧縮手段として、副走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータについて、連長圧縮等によりデータ圧縮を行う処理を行い、データ伸長手段として、連長圧縮等によりデータ圧縮されたデータを伸長する処理を行う。

そして、上記ＳＴＥＰ２Ｃで任意の印刷データに応じて画像形成を行なう場合には、データ記憶部３０３に保持した、感光体回転位置に応じた、副走査開始位置のシェーディング補正データ、および、上記副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を圧縮したデータを伸長して得た伸長後の副走査方向に隣接するデータ点の値の差分を圧縮したデータからシェーディング補正データを復元し、復元したシェーディング補正データを用いて光量制御を行なう。

本実施形態では、上記のように、副走査開始位置のシェーディング補正データとシェーディング補正データの福走査方向に隣接するデータ点の値の差分を圧縮したデータとを保持するので、シェーディング補正データをそのまま保持する場合に比べて、また、前述の第５の実施形態の場合と比べても、必要な記憶容量をさらに大幅に削減することができる。

以上説明した諸実施形態によれば、感光体１０５と現像器１０３との間のギャップムラや、現像ユニットの汲み上げ量のムラに起因する、副走査方向に連続する帯状の画像濃度ムラを、主走査方向の濃度ムラも含めて補正することができ、画像品質を高めることができる。また、第３〜第６の実施形態によれば、シェーディング補正用のデータを保存する際必要となる記憶容量を、大幅に削減することができる。

なお、上述した諸実施形態で説明した画像形成装置は、電子写真方式によるプリンタ機能を有するものであれば、コピー機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能等をさらに有する複合機や、複写機、単体のプリンタ等の画像形成装置のいずれにも適用することができる。

１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ ＨＤＤ
１５ 通信Ｉ／Ｆ
１６ 操作パネル
１７ エンジン部
１００ 画像形成装置
１０１ 光書き込み装置
１０２ 帯電装置
１０３ 現像器
１０４ １次転写装置
１０５、１１０５ 感光体
１１０ 中間転写ベルト
１４０ 感光体基準位置センサ
１５０ ライン濃度センサ
１６０ トナー像
２００ 定着装置
２０３ 定着ローラ
２０５ 加熱ローラ
２０７ 定着ベルト
２０９ 加圧ローラ
３０１ 濃度データ処理部
３０２ 演算処理部
３０３ データ記憶部
３０４ シェーディング補正部
３０５ 光量制御部
１０１１ 光源駆動部
１０１２ 光源

特開２００５−２１９３８６号公報

Claims (4)

1. 像担持体の回転位置を求める回転位置検出手段と、
   前記像担持体または中間像担持体上の画像の主走査方向の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度検出手段が検出した主走査方向の濃度データに基づき、前記像担持体の回転方向の複数個所のシェーディング補正データを算出し、さらに、算出したシェーディング補正データから、主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する算出手段と、
   前記像担持体の回転位置と、該回転位置に対応する、主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを記憶し、前記隣接するデータ点の値を記憶しない記憶手段と、
   前記像担持体の回転位置毎に、前記記憶手段に記憶している前記主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータから、前記像担持体の回転位置に対応する前記シェーディング補正データを復元する復元手段と、
   復元した前記シェーディング補正データを用いて前記像担持体に光書き込みをする光源の光量を制御する光量制御手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記シェーディング補正データの主走査方向に隣接するデータ点の値の差分をデータ圧縮し圧縮データとするデータ圧縮手段と、
   前記圧縮データを伸長するデータ伸長手段と、をさらに備え、
   前記記憶手段は、前記差分のデータについて、前記像担持体の回転位置に対応する前記圧縮データを記憶し、
   前記復元手段は、前記像担持体の回転位置毎に、前記主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記データ伸長手段による伸長後の前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分から、前記像担持体の回転位置に対応する前記シェーディング補正データを復元する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度検出手段は、前記主走査方向の濃度の検出を、前記像担持体または前記中間像担持体上のトナー像の反射光強度を測定することにより行なう、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置における画像形成方法であって、
   回転位置検出手段が、像担持体の回転位置を求める工程と、
   濃度検出手段が、前記像担持体または中間像担持体上の画像の主走査方向の濃度を検出する工程と、
   算出手段が、前記濃度検出手段が検出した主走査方向の濃度データに基づき、前記像担持体の回転方向の複数個所のシェーディング補正データを算出し、さらに、算出したシェーディング補正データから、主走査方向に隣接するデータ点の値の差分を算出する工程と、
   記憶手段が、前記像担持体の回転位置と、該回転位置に対応する、主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータを記憶し、前記隣接するデータ点の値を記憶しない工程と、
   復元手段が、前記像担持体の回転位置毎に、前記記憶手段に記憶している主走査開始位置のシェーディング補正データおよび前記主走査方向に隣接するデータ点の値の差分のデータから、前記像担持体の回転位置に対応する前記シェーディング補正データを復元する工程と、
   光量制御手段が、前記復元手段が復元した前記シェーディング補正データを用いて前記像担持体に光書き込みをする光源の光量を制御する工程と、
   を含む、画像形成方法。

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