JP6900679B2 - 画像形成装置および補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および補正方法に関する。

従来、レーザプリンタ等の画像形成装置において、感光体ドラムや現像ローラ等の、円柱状の回転体を用いてトナー画像を形成し、このトナー画像を記録紙に転写することにより、印刷データに応じた画像を印刷する技術が知られている。

このような画像形成装置において、回転体が偏心していたり、回転体の断面が真円でなかったりした場合、トナー画像を転写する際の圧力が均一ではなくなるため、印刷ムラが生じてしまう。そこで、従来、センサによって検出されたトナー画像の濃度値に基づいて、印刷濃度の補正を行うことにより、印刷ムラを解消できるようにする技術が考案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

また、画像形成装置において、回転体が偏心していたり、回転体の断面が真円でなかったりした場合、回転体の回転周期に時間的なムラが生じてしまう。このため、従来の画像形成装置では、回転体の回転周期毎にセンサからの取得データ数が異なり、印刷濃度を補正するための補正データの変動が生じてしまっていた。このようなことから、従来、印刷濃度の補正を高精度に行うことができないといった課題が生じていた。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、印刷濃度の補正を高精度に行うことができるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、回転体の回転に伴ってセンサによって連続的に検出された複数のトナー濃度値が入力されるデータ入力部と、前記回転体の回転周期毎に、前記複数のトナー濃度値の中から、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定する処理対象データ制御部と、前記回転体の回転周期毎に、前記処理対象データ制御部によって決定された前記処理対象データを用いて、印刷濃度を補正するための所定の補正処理を行う補正処理部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、印刷濃度の補正を高精度に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１を示す概略構成図である。 画像形成部を拡大して示す拡大構成図である。 Ｙ用の感光体及び帯電装置を拡大して示す拡大構成図である。 Ｙ用の感光体を拡大して示す拡大斜視図である。 Ｙ用の感光体回転センサからの出力電圧の経時変化を示すグラフである。 Ｙ用の現像装置をＹ用の感光体の一部とともに示す構成図である。 画像形成装置の電気回路の要部を示すブロック図である。 光学センサユニットに搭載されたＹ用の反射型フォトセンサを示す拡大構成図である。 光学センサユニットに搭載されたＫ用の反射型フォトセンサを示す拡大構成図である。 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である。 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である。 画像形成部の中間転写ベルトに転写された各色のベタ濃度ムラ検知用トナー像を示す平面模式図である。 ベタ濃度ムラ検知用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出力と、感光体回転センサ出力との関係を示すグラフである。 平均波形を説明するためのグラフである。 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である。 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である。 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。 書込光量を変化させるための潜像変動パターンデータを構築する際に参照される平均波形や、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。 潜像電位の絶対値と書込光量又は現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。 画像形成装置の制御手段（制御部及び書込制御部）によって実施される制御の処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る補正部の機能構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部によって決定される処理対象データを示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部によって決定される処理対象データを示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部によって決定される処理対象データの具体例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部が用いる各種信号のタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部による処理対象データの決定処理の具体例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部による処理対象データの決定処理の具体例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る補正部の機能構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る補正部による処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る補正部の変形例を示す図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

（図１〜図２０：画像形成装置の前提構成）
初めに、図１〜図２０を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の前提構成について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１を示す概略構成図である。図１において、画像形成装置１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、画像形成装置１は、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を備え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する。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、レーザ書込装置２１が設けられている。このレーザ書込装置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、レーザ書込装置２１は、画像情報に基づいて、レーザ制御部によって半導体レーザを駆動して書込光を出射する。そして、レーザ書込装置２１は、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に当接して回転する帯電ローラ７１Ｙと、帯電ローラ７１Ｙに当接して回転す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２０ｃＹの一方は、感光体回転センサ７６Ｙを貫いており、感光体回転センサ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７６Ｙは、回転軸部２０ｃＹに固定されて回転軸部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７８Ｙなどを備えている。遮光部材７７Ｙは、回転軸部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７６Ｙからの出力電圧は、具体的には、透過型フォトセンサ７８Ｙからの出力電圧のことである。図５に示すように、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７８Ｙ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備えている。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、弾性層は、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を有している。例えば、Ｙトナー像を作像するＹ用の作像ユニット１８Ｙ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７０Ｙによって負極性に一様に帯電する。このようにして一様に帯電した感光体２０Ｙの表面のうち、レーザ書込装置２１によってレーザ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備えている。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。

現像部には、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、現像剤は、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は、撹拌スクリュー８６Ｙに受け渡される。

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８５Ｙ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、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（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、この搬送ベルト２４は、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する。そして、搬送ベルト２４は、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する。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、画像形成装置１の電気回路の要部を示すブロック図である。図７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、制御部１１０は、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、制御部１１０は、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８３Ｙ，８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｋは、感光体回転センサ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１２４、光学センサユニット１５０、プロセスモータ１２０、転写モータ１２１、レジストモータ１２２、給紙モータ１２３なども電気的に接続されている。環境センサ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である。また、転写モータ１２１は、中間転写ベルト１０の駆動源になっているモータである。また、レジストモータ１２２は、レジストローラ対４７の駆動源になっているモータである。また、給紙モータ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である。また、書込制御部１２５は、画像情報に基づいてレーザ書込装置２１の駆動を制御するものである。なお、光学センサユニット１５０の役割については後述する。

画像形成装置１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、画像形成装置１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、画像形成装置１は、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、光学センサユニット１５０によって検知する。次いで、画像形成装置１は、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を有している。それぞれの反射型フォトセンサは、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、光学センサユニット１５０に搭載されたＹ用の反射型フォトセンサ１５１Ｙを示す拡大構成図である。Ｙ用の反射型フォトセンサ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とを備えている。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１５１Ｙについて説明したが、Ｃ，Ｍ用の反射型フォトセンサ１５１Ｃ，１５１Ｍも、Ｙ用と同様の構成になっている。

図９は、光学センサユニット１５０に搭載されたＫ用の反射型フォトセンサ１５１Ｋを示す拡大構成図である。Ｋ用の反射型フォトセンサ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とを備えている。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、制御部１１０は、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、制御部１１０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させる。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。制御部１１０は、このような条件で帯電させた感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対し、レーザ書込装置２１によるレーザ光の走査を施して、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、制御部１１０は、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に記憶させる。

図１０は、画像形成部１００の中間転写ベルト１０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である。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１５１Ｙを有している。また、光学センサユニット１５０は、Ｃ用の反射型フォトセンサ１５１Ｃ、Ｋ用の反射型フォトセンサ１５１Ｋ、Ｍ用の反射型フォトセンサ１５１Ｍも有している。

Ｙ用の反射型フォトセンサ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、光学センサユニット１５０の４つの反射型フォトセンサ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。

図１１は、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である。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。この直線近似式は、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、制御部１１０は、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、不揮発メモリに記憶される。制御部１１０は、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、制御部１１０は、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、制御部１１０は、不揮発性メモリ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パワーをレーザ書込装置２１から出力させたりする。

制御部１１０は、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させ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に記憶している。また、制御部１１０は、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させるための現像変動パターンデータも不揮発性メモリに記憶している。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、画像形成装置１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、制御部１１０は、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。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（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（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。

制御部１１０は、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、制御部１１０は、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、制御部１１０は、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。制御部１１０は、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、制御部１１０は、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。制御部１１０は、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）、及び作像ユニット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）である。初期起動タイミングでは、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脱着センサ１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋが設けられている。

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ベタ濃度ムラ検知用トナー像を感光体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ベタ濃度ムラ検知用トナー像，Ｍベタ濃度ムラ検知用トナー像，Ｋベタ濃度ムラ検知用トナー像を、感光体２０Ｃ，感光体２０Ｍ，感光体２０Ｋ上に作像する。そして、それらのベタ濃度ムラ検知用トナー像を、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。図１２は、画像形成部１００の中間転写ベルト１０に転写された各色のベタ濃度ムラ検知用トナー像を示す平面模式図である。図１２において、Ｙベタ濃度ムラ検知用トナー像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ベタ濃度ムラ検知用トナー像ＣＩＴ，Ｍベタ濃度ムラ検知用トナー像ＭＩＴ，Ｋベタ濃度ムラ検知用トナー像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つのベタ濃度ムラ検知用トナー像（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、個々の濃度ムラ検知用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、ベタ濃度ムラ検知用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、ベタ濃度ムラ検知用トナー像の作像を開始するからである。つまり、各色のベタ濃度ムラ検知用トナー像は、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。

濃度ムラ検知用トナー像として、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、制御部１１０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、制御部１１０は、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ベタ濃度ムラ検知用トナー像を現像する。このため、理論的には、ベタ濃度ムラ検知用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。

ベタ濃度ムラ検知用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）、ベタ濃度検知用トナー像の先端を光学センサユニット１５０の反射型フォトセンサ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に予め記憶している。そして、制御部１１０は、各色についてそれぞれ、ベタ濃度ムラ検知用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、制御部１１０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。制御部１１０は、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、制御部１１０は、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、制御部１１０は、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、制御部１１０は、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、ベタ濃度ムラ検知用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出力と、感光体回転センサ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−ｃｍ２］を示しており、これは、光学センサユニット１５０の反射型フォトセンサ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。ベタ濃度ムラ検知用トナー像には、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、ベタ濃度ムラ検知用トナー像の長さは、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。図１４は、平均波形を説明するためのグラフである。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、画像形成装置１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。

図１５は、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である。画像形成装置１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。

図１６は、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。

次に、画像形成装置１の特徴的な構成について説明する。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、中間調部において周期的な濃度変動を引き起こしてしまうことがある。以下、その濃度変動を残留周期変動という。また、現像バイアスや帯電バイアスを周期変動させることに加えて、レーザ書込装置２１による潜像書込強度、即ち、書込光量を周期変動させることで、残留周期変動を抑え得る。

そこで、画像形成装置１においては、ユーザーからの命令に基づく画像を形成する際に、現像バイアス及び帯電バイアスに加えて、潜像の書込光量も周期変動させる制御を実施するように、制御部１１０及び書込制御部１２５の組み合わせを構成している。これにより、残留周期変動を従来よりも抑えることができる。

次に、実施形態に係る画像形成装置１に、より特徴的な構成を付加した各実施例の画像形成装置１について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る画像形成装置１の構成は実施形態と同様である。

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。図１７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、画像形成装置１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。画像形成装置１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］

画像形成装置１は、直交検波にてＡｉおよびθｉを算出して、周波数毎の濃度ムラ成分を算出する。そして、画像形成装置１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。

図１８は、書込光量を変化させるための潜像変動パターンデータを構築する際に参照される平均波形や、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。画像形成装置１では、プリントジョブ中に、潜像変動パターンデータに基づいて、感光体に対する書込光量を変化させることで、画像濃度の残留周期変動を抑えるようになっている。現像変動パターンデータを構築するために作像したベタ濃度ムラ検知用トナー像の濃度ムラパターンに基づいて、潜像変動パターンデータを構築する。現像変動パターンデータや帯電変動パターンデータについては、既に述べたように、スリーブ回転周期の３倍の周波数の周期変動成分までを抽出した再現波形に基づいて構築している。このため、画像濃度ムラとして、高周波数の周期変動成分が残ってしまう。これが、画像形成装置１の画像濃度の残留周期変動である。この残留周期変動のパターンについては、現像変動パターンデータを構築するために作像したベタ濃度ムラ検知用トナー像の濃度ムラパターンに基づいて把握することが可能である。

書込光量の変動による画像濃度変動については、１ドット単位で発生させることが可能であることから、高周波数の周期で発生する周期変動成分を相殺するための有効な手段として用いることが可能である。そこで、制御部１１０は、スリーブ周期用の潜像変動パターンデータを構築するための再現波形や、感光体周期用の潜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_３（ｔ）＝ΣＡ_ｉ×ｓｉｎ（ｉ×ωｔ＋θ_ｉ）
：但し、ｉ＝４〜２０の自然数

このようにして構築された再現波形が図１８に示されている。この再現波形に基づいて、スリーブ周期用の潜像変動パターンデータや、感光体周期用の潜像変動パターンデータを構築する。それらのデータは、書込光量（光書込強度ＬＤＰ（レーザダイオードパワー）［％］）を反映するデータである。書込光量に適宜ゲインを乗じ、狙いの画像濃度における高周波成分を低減できるようにすればよい。本発明における露光強度：ＬＤパワーは、図１３の太線で示す高周波数成分を打ち消すように周期的に変化させる。

ユーザーの命令に基づく画像を形成する際には、感光体周期用の潜像変動パターンデータと、スリーブ周期用の潜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の各色でそれぞれ個別に行う。

図１９は、潜像電位の絶対値と書込光量又は現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。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高周波数の残留周期変動を有効に抑えることができる。加えて、次のような効果も奏することができる。即ち、図１９に示されるように、感光体の光減衰特性により、高画像濃度領域では電界変動が小さくなるため、補正できる幅に限界がある。潜像電位が変動し難いことから、トナー付着量の補正幅が狭くなるからである。一般に、スリーブ回転周期や感光体回転周期で発生する画像濃度の周期変動の振幅は、低周波成分ほど大きく、高周波成分になるほど小さくなる。画像形成装置１では、大きな振幅を確保することが可能な低周波数の周期変動成分を現像バイアスや帯電バイアスの周期変動によって低減する。この一方で、比較的振幅の小さい高周波数の周期変動成分を書込光量によって補正する。これにより、高い画像濃度領域でも、書込光量を上限で飽和させることなく、狙い通りの潜像電位の変動幅を確保することができる。

図２０は、画像形成装置１の制御手段（制御部１１０及び書込制御部１２５）によって実施される制御の処理フローを示すフローチャートである。制御手段は、まず、ベタ濃度ムラ検知用トナー像を形成する（ステップＳ１）。このとき、現像バイアス、帯電バイアス、書込光量についてはそれぞれ一定の値とする。次に、制御手段は、ベタ濃度ムラ検知用トナー像の濃度ムラパターンを検知した後（ステップＳ２）、その濃度ムラパターンなどに基づいて現像変動パターンデータを構築する（ステップＳ３）。その後、制御手段は、現像変動パターンデータなどに基づいて現像バイアスを周期変動させながら中間調濃度ムラ検知用トナー像を形成した後（ステップＳ４）、その中間調濃度ムラ検知用トナー像の濃度ムラパターンを検知する（ステップＳ５）。更に、制御手段は、その濃度ムラパターンなどに基づいて帯電変動パターンデータを構築した後（ステップＳ６）、上記Ｓ２で検知しておいたベタ濃度ムラ検知用トナー像の濃度ムラパターンに基づいて潜像変動パターンデータを構築する（ステップＳ７）。最後に、制御手段は、この制御を開始する直前まで記憶していた現像変動パターンデータ、帯電変動パターンデータ、潜像変動パターンデータのそれぞれを、この制御によって求めた新たなデータに更新する（ステップＳ８）。制御手段は、このような一連の処理フローを、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれについて個別に実施する。実施については、一色だけの処理を順に行ってもよいし、二色以上の処理を並行して行ってもよい。

（図２１〜図２８：画像形成装置１が備えるさらなる構成）
続いて、図２１〜図２８を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１が備える、印刷濃度の補正に関するさらなる構成について説明する。

（ＡＤＣ１１５および補正部５００）
図２１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の一部の構成を示す図である。本実施形態の画像形成装置１は、図２１に示すように、制御部１１０に、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）１１５および補正部５００をさらに備えている。ＡＤＣ１１５は、トナー濃度センサ８２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。補正部５００は、作像ユニット１８の各センサ（トナー濃度センサ８２、感光体回転センサ７６、およびスリーブ回転センサ８３）からの出力値に基づいて、印刷濃度の補正を行う。これにより、補正部５００は、回転体（例えば、感光体２０、現像スリーブ８１等）の不具合等に起因する、サンプリング周期の変動による印刷ムラを解消させることができるようになっている。以下、この点について、具体的に説明する。

（補正部５００の機能構成）
図２２は、本発明の第１実施形態に係る補正部５００の機能構成を示す図である。図２２に示すように、補正部５００は、データ入力部５１０、補正処理部５２０、データ格納部５３０、ＣＰＵ ＩＦ部５４０、割り込み制御/エラー処理部５５０、および処理対象データ制御部５６０を備える。

データ入力部５１０は、ＡＤＣ ＩＦ部５１１、センサＩＦ部５１２、バッファ５１３、バッファ５１４、バッファ５１５、およびバッファ５１６を有する。ＡＤＣ ＩＦ部５１１は、ＡＤＣ１１５から出力されたトナー濃度値を受信する。また、ＡＤＣ ＩＦ部５１１は、シリアルデータとして入力されたトナー濃度値を、パラレルデータに変換する。センサＩＦ部５１２は、感光体回転センサ７６およびスリーブ回転センサ８３から出力された、姿勢タイミング信号（以下、「ＨＰ（Home Position）信号」と示す）を受信する。このＨＰ信号は、回転体（感光体２０およびデータ入力部５１０）の回転周期を特定するために利用可能である。例えば、一のＨＰ信号を受信してから、次のＨＰ信号を受信するまでの間を、回転体の１回転周期（ＨＰ周期）として特定することができる。

バッファ５１３〜５１６は、センサＩＦ部５１２が受信したＨＰ信号に基づいて、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値を、回転体毎に、偶数周（０，２，４，・・・周）と奇数周（１，３，５，・・・周）とを区別して格納する。

具体的には、バッファ５１３は、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値のうち、感光体２０の偶数周において検出されたトナー濃度値を格納する。また、バッファ５１４は、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値のうち、感光体２０の奇数周において検出されたトナー濃度値を格納する。

また、バッファ５１５は、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値のうち、現像スリーブ８１の偶数周において検出されたトナー濃度値を格納する。また、バッファ５１６は、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値のうち、現像スリーブ８１の奇数周において検出されたトナー濃度値を格納する。

補正処理部５２０は、平均化処理部５２１、付着量変換処理部５２２、および直交検波部５２３を有する。平均化処理部５２１は、上述した平均化処理を行う。付着量変換処理部５２２は、上述した付着量変換処理を行う。直交検波部５２３は、上述した直交検波を行う。補正処理部５２０は、一連の補正処理（平均化処理、付着量変換処理、および直交検波）を、回転体毎に、偶数周と奇数周とを区別して（すなわち、バッファ５１３〜５１６毎に）行う。

例えば、補正処理部５２０は、互いに並列処理が可能な第１〜第４の処理部を有して構成される。第１の処理部は、バッファ５１３に格納された、感光体２０の偶数周用の処理対象データに対する一連の補正処理を行う。第２の処理部は、バッファ５１４に格納された、感光体２０の奇数周用の処理対象データに対する一連の補正処理を行う。第３の処理部は、バッファ５１５に格納された、現像スリーブ８１の偶数周用の処理対象データに対する一連の補正処理を行う。第４の処理部は、バッファ５１６に格納された、現像スリーブ８１の奇数周用の処理対象データに対する一連の補正処理を行う。

データ格納部５３０は、補正処理部５２０による処理結果データ（すなわち、第１〜第４の処理部の各々の処理結果データ）を格納する。データ格納部５３０は、処理結果データを格納すると、割り込み制御/エラー処理部５５０へ終了割込みを出力する。

ＣＰＵ ＩＦ部５４０は、ＣＰＵとのインターフェースを行う。例えば、割り込み制御／エラー処理部５５０からの終了割込みがＣＰＵによって検知されると、ＣＰＵは、ＣＰＵ ＩＦ部５４０を介して、データ格納部５３０に格納されている処理結果データを読み取る。

処理対象データ制御部５６０は、回転体（感光体２０および現像スリーブ８１）のＨＰ周期毎（回転周期毎）に、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が受信したトナー濃度値のうち、補正処理部５２０による一連の補正処理の処理対象とする所定数の処理対象データを決定する。なお、処理対象データ制御部５６０による処理対象データを決定する処理の詳細については、図２３以降で説明する。

（処理対象データ制御部５６０によって決定される処理対象データ）
図２３および図２４は、本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部５６０によって決定される処理対象データを示す概念図である。図２３は、ＨＰ周期が理論値よりも短い場合において、処理対象データ制御部５６０によって決定される処理対象データを示している。一方、図２４は、ＨＰ周期が理論値よりも長い場合において、処理対象データ制御部５６０によって決定される処理対象データを示している。

ここで、補正部５００においては、ＨＰ周期（ＨＰ位置検出〜次のＨＰ位置検出までの周期（実時間））の理論値に応じて、１周期分の処理対象データ数の所定数が予め定められている。しかしながら、回転体の周期変動が生じた場合、ＨＰ周期が理論値よりも短くなる場合または長くなる場合がある。この場合、処理対象データ制御部５６０は、以下のとおり、１周期分の処理対象データを決定する。

図２３に示すように、ＨＰ周期が理論値よりも短い場合、１周目のデータ取得数が所定数に達する前に、２周目のＨＰ（図中ＨＰ２）が検出されることとなる。この場合、処理対象データ制御部５６０は、それ以降、１周目のデータ取得数が所定数に達するまでのデータ（図中斜線部分）を、１周目の処理対象データとしてバッファに格納するとともに、２周目の処理対象データとしてもバッファに格納する。

一方、図２４に示すように、ＨＰ周期が理論値よりも長い場合、１周目のデータ取得数が所定数に達した後も、２周目のＨＰ（図中ＨＰ２）が検出されないこととなる。この場合、処理対象データ制御部５６０は、それ以降、２周目のＨＰ（図中ＨＰ２）が検出されるまでのデータ（図中斜線部分）を、処理対象データとせずに破棄する。

このようにして、処理対象データ制御部５６０は、ＨＰ周期が理論値よりも短い場合、および、ＨＰ周期が理論値よりも長い場合のいずれにおいても、各ＨＰ周期について、所定数のデータを処理対象データとして決定する。

図２５は、本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部５６０によって決定される処理対象データの具体例を示す図である。ここでは、連続する３つのＨＰ周期を例に説明する。また、ここでは、ＨＰ周期の理論値に応じた処理対象データの所定数を「６２４」とする。

図２５（ａ）に示すように、３つのＨＰ周期がいずれも理論値と一致する場合、各ＨＰ周期において、６２４個のデータが取得される。この場合、処理対象データ制御部５６０は、各ＨＰ周期について、そのＨＰ周期に取得された６２４個のデータを処理対象データとして決定する。

また、図２５（ｂ）に示すように、１周目のＨＰ周期が理論値よりも長い場合、そのＨＰ周期において、６２４個以上のデータが取得される。この場合、処理対象データ制御部５６０は、６２４個までのデータをそのＨＰ周期の処理対象データとし、それ以降のデータ（図中斜線部分）を処理対象データとせずに破棄する。この場合、３つのＨＰ周期の補正処理に必要なデータ数は、６２４×３＋１周目に破棄したデータの数となる。

また、図２５（ｃ）に示すように、１周目のＨＰ周期が理論値よりも短い場合、そのＨＰ周期において、６２４個未満のデータが取得される。この場合、処理対象データ制御部５６０は、そのＨＰ周期に取得された６２４個未満のデータと、その次の２周目のＨＰ周期に取得されたデータ（図中斜線部分）とを足し合わせた６２４個のデータを、そのＨＰ周期の処理対象データとする。この場合、３つのＨＰ周期の補正処理に必要なデータ数は、６２４×３−１周目に不足したデータの数となる。

なお、図２５では、感光体２０に対する処理対象データの決定方法について説明したが、現像スリーブ８１に対する処理対象データの決定方法も同様である（但し、感光体２０と現像スリーブ８１とではＨＰ周期（すなわち、処理対象データの所定数）が異なる）。

（補正部５００が用いる各種信号のタイミングチャート）
図２６は、本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部５６０が用いる各種信号のタイミングチャートである。

図２６（１段目）に示すＨＰ信号は、感光体回転センサ７６から供給された信号であり、感光体２０のＨＰ周期を特定可能な信号である。

図２６（４，５段目）に示すスタート信号は、ＨＰ信号のアサートを検知して生成されるパルスである。図２６に示す例では、ＨＰ信号のアサートが検知される毎に、偶数周の開始を表すｅｖｅｎスタート信号（４段目）と、奇数周の開始を表すｏｄｄスタート信号（５段目）とが、交互に生成されている。

図２６（２，３段目）に示すＨＰイネーブル信号は、所定数のデータを取得するまでの期間をイネーブル期間とし、このイネーブル期間においてＨとなる信号である。図２６に示す例では、偶数周用のｅｖｅｎＨＰイネーブル信号（２段目）と、奇数周用のｏｄｄＨＰイネーブル信号（３段目）とが示されている。ｅｖｅｎＨＰイネーブル信号は、ｅｖｅｎスタート信号のパルス発生とともに、イネーブル期間が開始される。一方、ｏｄｄＨＰイネーブル信号は、ｏｄｄスタート信号のパルス発生とともに、イネーブル期間が開始される。

なお、上記各ＨＰイネーブル信号のイネーブル期間は、ＨＰ周期の理論値に応じた所定数のデータを取得するまでの期間である。したがって、実際のＨＰ周期に理論値からのずれが生じた場合、上記各ＨＰイネーブル信号のイネーブル期間は、ＨＰ信号の周期と異なるものとなる。

なお、図２６では、感光体２０に対する補正処理に用いられる各種信号について説明したが、現像スリーブ８１に対する補正処理についても、同様に、現像スリーブ８１のＨＰ周期に応じたＨＰ信号、イネーブル信号、およびスタート信号が用いられる（但し、感光体２０と現像スリーブ８１とではＨＰ周期（すなわち、処理対象データの所定数）が異なる）。

（処理対象データ制御部５６０による処理対象データの決定処理の具体例）
図２７および図２８は、本発明の第１実施形態に係る処理対象データ制御部５６０による処理対象データの決定処理の具体例を示す図である。ここでは、ＨＰ周期の理論値に応じた処理対象データの所定数を「６２４」とする。また、ここでは、ＡＤＣ１１５によって取得されたトナー濃度データを、「ＡＤＣ取得データ」と示す。

図２７は、１周目のＨＰ周期が理論値よりも短い場合を例示するものである。図２７の例において、まず、１周目のＨＰ周期の開始を示すｅｖｅｎスタート信号のパルス発生とともに、ｅｖｅｎＨＰイネーブル信号のイネーブル期間が開始される。この場合、処理対象データ制御部５６０は、以降のＡＤＣ取得データを、１周目のＨＰ周期の処理対象データ０，１，２，３・・・として決定していく。

続いて、２周目のＨＰ周期の開始を示すｏｄｄスタート信号のパルス発生とともに、ｏｄｄＨＰイネーブル信号のイネーブル期間が開始される。この場合、処理対象データ制御部５６０は、以降のＡＤＣ取得データを、２周目のＨＰ周期の処理対象データ０，１，２，３・・・として決定していく。

図２７に示す例では、１周目のＨＰ周期の処理対象データ６２０（６２１個目の処理データ）が決定された時点で、２周目のＨＰ周期が開始されている。この場合、処理対象データ制御部５６０は、１周目のＨＰ周期に取得された６２１個のＡＤＣ取得データと、その次の２周目のＨＰ周期に取得された３個のＡＤＣ取得データ（図中Ｉ１）とを足し合わせた６２４個のＡＤＣ取得データを、１周目のＨＰ周期の処理対象データとして決定する。すなわち、２周目のＨＰ周期の処理対象データ０，１，２は、１周目のＨＰ周期の処理対象データ６２１，６２２，６２３としても使用される。これにより、１周目のＨＰ周期の処理対象データとして、所定数である６２４個のデータが決定されることとなる。

図２８は、１周目のＨＰ周期が理論値よりも長い場合を例示するものである。図２８の例において、まず、１周目のＨＰ周期の開始を示すｅｖｅｎスタート信号のパルス発生とともに、ｅｖｅｎＨＰイネーブル信号のイネーブル期間が開始される。この場合、補正部５００は、以降のＡＤＣ取得データを、１周目のＨＰ周期の処理対象データ０，１，２，３・・・として決定していく。

続いて、２周目のＨＰ周期の開始を示すｏｄｄスタート信号のパルス発生とともに、ｏｄｄＨＰイネーブル信号のイネーブル期間が開始される。この場合、補正部５００は、以降のＡＤＣ取得データを、２周目のＨＰ周期の処理対象データ０，１，２，３・・・として決定していく。

図２７に示す例では、１周目のＨＰ周期の処理対象データ６２３（６２４個目の処理データ）が決定された時点で、２周目のＨＰ周期がまだ開始されていない。この場合、補正部５００は、２周目のＨＰ周期が開始されるまでに取得したＡＤＣ取得データのうち、６２４個を超える部分のＡＤＣ取得データ（図中Ｉ２）を破棄する。これにより、１周目のＨＰ周期の処理対象データとして、所定数である６２４個のデータが決定されることとなる。

なお、図２７および図２８では、感光体２０に対する処理対象データの決定方法について説明したが、現像スリーブ８１に対する処理対象データの決定方法も同様である（但し、感光体２０と現像スリーブ８１とではＨＰ周期（すなわち、処理対象データの所定数）が異なる）。

以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１は、回転体（感光体２０および現像スリーブ８１）の回転周期毎に、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定し、この処理対象データを用いて、所定の補正処理（平均化処理、付着量変換処理、および直交検波）を行うようにしている。このため、画像形成装置１によれば、回転体の回転周期に時間的なムラが生じた場合であっても、印刷濃度を補正するための補正データの変動が生じないようにすることができる。したがって、画像形成装置１によれば、印刷濃度の補正を高精度に行うことができる。

〔第２実施形態〕
図２９は、本発明の第２実施形態に係る補正部５００'の機能構成を示す図である。ここでは、第１実施形態からの変更点について説明する。図２９に示す補正部５００'は、第２データ格納部５７０をさらに備える点で、第１実施形態（図２２）の補正部５００と異なる。この第２実施形態の補正部５００'は、ＣＰＵ（図２１参照）からＣＰＵ ＩＦ部５４０を介して入力されたモード選択信号を、データ入力部５１０および補正処理部５２０に供給するように構成されている。そして、補正部５００'は、このモード選択信号により、回転体の変動要因を伴う第１の補正処理（ＨＰ検出モードである場合）と、回転体の変動要因を伴わない第２の補正処理（ＨＰ検出モードでない場合であって、プロセスコントロールを実施する場合）とを、選択的に切り替えることができるように構成されている。以下、それぞれの場合について説明する。

（直交検波を実施しない選択がなされた場合）
モード選択信号によって直交検波を実施しない選択がなされた場合、補正部５００'は、回転体の変動要因を伴わない第２の補正処理として、直交検波を実施せずに、平均化処理および付着量変換処理の一方または双方を実施する。そして、補正部５００'は、ＡＤＣ取得データ、平均化データ、および付着量変換値の少なくともいずれか１つを、処理結果データとして、第２データ格納部５７０へ格納する。すなわち、この場合、第２データ格納部５７０に格納されている処理結果データが、ＣＰＵによって読み出されるようになる。なお、この場合、直交検波を実施しない故に、回転体の回転ムラを考慮する必要はないため、ＨＰ信号の起点に同期したデータ取得は必要ない。そのため、補正部５００'は、補正処理（平均化処理および付着量変換処理の一方または双方）を回転体毎に行う必要はなく、ＨＰ周期毎に行う必要もない。したがって、補正部５００'は、バッファ５１３〜５１６のいずれか１つに格納された処理対象データの処理系統から、処理結果データを取得すればよい。例えば、図２９に示す例では、バッファ５１３に格納された処理対象データ（感光体２０の偶数周におけるデータ）の処理系統から、処理結果データを取得するようにしている。

（直交検波を実施する選択がなされた場合）
モード選択信号によって直交検波を実施する選択がなされた場合、補正部５００'は、回転体の変動要因を伴う第１の補正処理として、第１実施形態で説明したように、回転体毎、且つ、ＨＰ信号に基づくＨＰ周期毎に、所定数の処理対象データを決定する。そして、補正部５００'は、回転体毎に、偶数周と奇数周とで別々に、決定された所定数の処理対象データを用いて、一連の補正処理（平均化処理、付着量変換処理、および直交検波）を実施する。そして、補正部５００'は、一連の補正処理の処理結果データを、データ格納部５３０へ格納する。すなわち、この場合、データ格納部５３０に格納されている処理結果データが、ＣＰＵによって読み出されるようになる。

（補正部５００'による処理の手順）
図３０は、本発明の第２実施形態に係る補正部５００'による処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ＡＤＣ ＩＦ部５１１が、ＡＤＣ１１５から出力されたトナー濃度値を取得する（ステップＳ３００１）。次に、データ入力部５１０が、ＣＰＵ（図２１参照）からＣＰＵ ＩＦ部５４０を介して入力されたモード選択信号に基づいて、ＨＰ検出モードか否かを判断する（ステップＳ３００２）。

ステップＳ３００２において、ＨＰ検出モードではないと判断された場合（ステップＳ３００２：Ｎｏ）、データ入力部５１０は、ステップＳ３００１で取得されたトナー濃度値を、そのまま処理対象データとして、バッファ５１３へ格納する（ステップＳ３００３）。そして、平均化処理部５２１が、バッファ５１３に格納された処理対象データを用いて、平均化処理を行う（ステップＳ３００４）。さらに、付着量変換処理部５２２が、バッファ５１３に格納された処理対象データを用いて、付着量変換処理を行う（ステップＳ３００５）。そして、補正処理部５２０が、ステップＳ３００４，Ｓ３００５の処理結果データを第２データ格納部５７０に格納して（ステップＳ３００６）、補正部５００'は、ステップＳ３０１３へ処理を進める。

一方、ステップＳ３００２において、ＨＰ検出モードであると判断された場合（ステップＳ３００２：Ｙｅｓ）、処理データ制御部５６０が、ステップＳ３００１で取得されたトナー濃度値の中から、回転体毎且つＨＰ周期毎に、処理対象データを決定する（ステップＳ３００７）。そして、データ入力部５１０が、ステップＳ３００４で決定された処理対象データを、回転体別且つＨＰ周期別（偶数周奇数周別）に、バッファ５１３〜５１６に格納する（ステップＳ３００８）。

続いて、平均化処理部５２１が、バッファ５１３〜５１６に格納された処理対象データを用いて、回転体別且つＨＰ周期別（偶数周奇数周別）に、平均化処理を行う（ステップＳ３００９）。また、付着量変換処理部５２２が、バッファ５１３〜５１６に格納された処理対象データを用いて、回転体別且つＨＰ周期別（偶数周奇数周別）に、付着量変換処理を行う（ステップＳ３０１０）。さらに、直交検波部５２３が、バッファ５１３〜５１６に格納された処理対象データを用いて、回転体別且つＨＰ周期別（偶数周奇数周別）に、直交検波を行う（ステップＳ３０１１）。そして、補正処理部５２０が、ステップＳ３００９〜Ｓ３０１１の処理結果データをデータ格納部５３０に格納して（ステップＳ３０１２）、補正部５００'は、ステップＳ３０１３へ処理を進める。

ステップＳ３０１３では、割り込み制御／エラー処理部５５０が、ＣＰＵへ終了割り込みを出力する。そして、補正部５００'は、図３１に示す一連の処理を終了する。

上記第２実施形態の補正部５００'によれば、同一の回路で、回転体の変動要因を伴う第１の補正処理と、回転体の変動要因を伴わない第２の補正処理とを実現できるため、これらの補正処理にかかる回路規模を抑制することができる。

（変形例）
図３１は、本発明の第２実施形態に係る補正部５００'の変形例を示す図である。図３１に示す補正部５００''は、第２実施例の補正部５００'の変形例であり、外部端子から入力されたモード選択信号を、データ入力部５１０および補正処理部５２０に供給するように構成されている。

この変形例によれば、一旦、外部端子から補正部５００''へモード選択信号を供給すれば、補正部５００''が実行する補正処理を、第１の補正処理または第２の補正処理に固定しておくことができる。すなわち、この変形例によれば、補正部５００''が実行する補正処理が変更されない限り、補正部５００''へモード選択信号を供給しなくてもよいため、補正部５００''の制御に係る負荷を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

１ 画像形成装置
１８ 作像ユニット
２０ 感光体
８１ 現像スリーブ
８２ トナー濃度センサ
７６ 感光体回転センサ
８３ スリーブ回転センサ
１１０ 制御部
１１５ ＡＤＣ
５００，５００'，５００'' 補正部
５１０ データ入力部
５１１ ＡＤＣ ＩＦ部
５１２ センサＩＦ部
５１３〜５１６ バッファ
５２０ 補正処理部
５２１ 平均化処理部
５２２ 付着量変換処理部
５２３ 直交検波部
５３０ データ格納部
５４０ ＣＰＵ ＩＦ部
５５０ 割り込み制御/エラー処理部
５６０ 処理対象データ制御部
５７０ 第２データ格納部

特開２００７−１４０４０２号公報

Claims (9)

1. 回転体の回転に伴ってセンサによって連続的に検出された複数のトナー濃度値が入力されるデータ入力部と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記複数のトナー濃度値の中から、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定する処理対象データ制御部と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記処理対象データ制御部によって決定された前記処理対象データを用いて、印刷濃度を補正するための所定の補正処理を行う補正処理部と
   を備え、
   前記処理対象データ制御部は、
   前記回転体の偶数周と、前記回転体の奇数周との各々について、前記所定数のトナー濃度値を前記処理対象データとして決定し、
   前記補正処理部は、
   前記回転体の偶数周の前記処理対象データを用いた前記所定の補正処理と、前記回転体の奇数周の前記処理対象データを用いた前記所定の補正処理とを並列的に行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 回転体の回転に伴ってセンサによって連続的に検出された複数のトナー濃度値が入力されるデータ入力部と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記複数のトナー濃度値の中から、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定する処理対象データ制御部と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記処理対象データ制御部によって決定された前記処理対象データを用いて、印刷濃度を補正するための所定の補正処理を行う補正処理部と
   を備え、
   前記処理対象データ制御部は、
   一の前記回転周期において、前記センサによって検出された前記複数のトナー濃度値の数が前記所定数に達しなかった場合、次の前記回転周期において前記センサによって検出された前記トナー濃度値を含めた前記所定数のトナー濃度値を、前記処理対象データとして決定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記処理対象データ制御部は、
   一の前記回転周期において、前記センサによって検出された前記複数のトナー濃度値の数が前記所定数に達しなかった場合、次の前記回転周期において前記センサによって検出された前記トナー濃度値を含めた前記所定数のトナー濃度値を、前記処理対象データとして決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記処理対象データ制御部は、
   一の前記回転周期において、前記センサによって検出された前記複数のトナー濃度値の数が前記所定数を超えた場合、前記所定数を超えた分を除く前記所定数のトナー濃度値を、前記処理対象データとして決定する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記処理対象データ制御部は、
   前記画像形成装置が備える複数の回転体の各々について、前記所定数のトナー濃度値を前記処理対象データとして決定し、
   前記補正処理部は、
   前記回転体毎の複数の前記所定の補正処理を並列的に行う
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正処理部は、
   前記回転体の変動要因を伴う第１の前記所定の補正処理と、前記回転体の変動要因を伴わない第２の前記所定の補正処理とを、選択的に切り替えて行うことが可能である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の所定の補正処理または前記第２の所定の補正処理の選択を切り替えるためのモード選択信号が入力される外部端子をさらに備え、
   前記補正処理部は、
   一の前記モード選択信号が入力されると、次の前記モード選択信号が入力されるまでの間、前記一のモード選択信号によって選択された前記第１の所定の補正処理または前記第２の所定の補正処理を繰り返し行う
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 回転体の回転に伴ってセンサによって連続的に検出された複数のトナー濃度値が入力されるデータ入力工程と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記複数のトナー濃度値の中から、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定する処理対象データ決定工程と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記処理対象データ決定工程にて決定された前記処理対象データを用いて、印刷濃度を補正するための所定の補正処理を行う補正処理工程と
   を含み、
   前記処理対象データ決定工程では、
   前記回転体の偶数周と、前記回転体の奇数周との各々について、前記所定数のトナー濃度値を前記処理対象データとして決定し、
   前記補正処理工程では、
   前記回転体の偶数周の前記処理対象データを用いた前記所定の補正処理と、前記回転体の奇数周の前記処理対象データを用いた前記所定の補正処理とを並列的に行う
   ことを特徴とする補正方法。
9. 回転体の回転に伴ってセンサによって連続的に検出された複数のトナー濃度値が入力されるデータ入力工程と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記複数のトナー濃度値の中から、所定数のトナー濃度値を処理対象データとして決定する処理対象データ決定工程と、
   前記回転体の回転周期毎に、前記処理対象データ決定工程にて決定された前記処理対象データを用いて、印刷濃度を補正するための所定の補正処理を行う補正処理工程と
   を含み、
   前記処理対象データ決定工程では、
   一の前記回転周期において、前記センサによって検出された前記複数のトナー濃度値の数が前記所定数に達しなかった場合、次の前記回転周期において前記センサによって検出された前記トナー濃度値を含めた前記所定数のトナー濃度値を、前記処理対象データとして決定する
   ことを特徴とする補正方法。
   

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