WO2015114969A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2015114969A1
WO2015114969A1 PCT/JP2014/083098 JP2014083098W WO2015114969A1 WO 2015114969 A1 WO2015114969 A1 WO 2015114969A1 JP 2014083098 W JP2014083098 W JP 2014083098W WO 2015114969 A1 WO2015114969 A1 WO 2015114969A1
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WO
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image
toner
forming apparatus
density unevenness
adhesion amount
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PCT/JP2014/083098
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English (en)
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悟士 金子
加藤　真治
平井　秀二
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株式会社リコー
悟士 金子
加藤　真治
平井　秀二
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Publication date
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Priority to US15/221,003 priority patent/US20160334734A1/en

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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
    • G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
    • G—PHYSICS
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    • G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
    • G03G15/5041—Detecting a toner image, e.g. density, toner coverage, using a test patch
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5054—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the characteristics of an intermediate image carrying member or the characteristics of an image on an intermediate image carrying member, e.g. intermediate transfer belt or drum, conveyor belt

Definitions

  • the present invention relates to a printer, a copying machine, a facsimile machine, and the like for forming an image by finally transferring a toner image obtained by developing a latent image formed on the surface of a latent image carrier based on image information onto a recording material.
  • the present invention relates to an image forming apparatus.
  • An electrophotographic image forming apparatus uniformly charges a photosensitive member (latent image carrier) by charging means, and exposes the surface of the photosensitive member by an exposure device (latent image forming means) based on input image information. Then, a latent image is formed, and the developing device (developing means) attaches toner to the latent image and develops it.
  • the image forming apparatuses disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.
  • Patent Document 1 a rectangular pattern (toner pattern for detecting image density unevenness) having a length corresponding to five rotations of the developing roller is formed on a photoconductor, and an average image of the developing roller period is determined from the density detection result of the rectangular pattern.
  • An image forming apparatus that calculates density unevenness is disclosed. In this image forming apparatus, the calculated average density unevenness is used as a density unevenness correction profile.
  • the density of the toner image on the photoconductor is high, the density of the toner image is lowered, and conversely on the photoconductor.
  • the developing bias is changed so as to increase the density of the toner image. As a result, it is possible to reduce image density unevenness caused by the rotation period of the developing roller.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose an image forming apparatus that detects a developing current that flows during development of a toner pattern for detecting image density unevenness, and grasps the density unevenness of the toner pattern from the time change of the detected developing current. Is disclosed. According to this image forming apparatus, by utilizing an ideal correlation between the toner amount adhering to the toner pattern and the developing current amount, the toner pattern is generated from the time change of the developing current detected by the current detecting circuit. It is possible to grasp the unevenness of the toner adhesion amount, that is, the image density unevenness.
  • toner is attached to a latent image portion of a photoconductor using a developing electric field generated by a potential difference between a developing roller surface and a latent image portion on the photoconductor surface.
  • a developing electric field generated by a potential difference between a developing roller surface and a latent image portion on the photoconductor surface.
  • image density unevenness occurs in the rotational cycle of the photosensitive member or the developing roller.
  • the photosensitive member has uneven sensitivity, even if the exposure is performed at a constant exposure amount, a difference occurs in the photosensitive member potential after exposure (potential of the latent image portion). It fluctuates and image density unevenness occurs.
  • the image density unevenness generated in the rotation cycle of the photoconductor and the developing roller is periodically generated in the page, so that it is easy for the user to visually recognize the image density unevenness.
  • the developing electric field fluctuates with the rotation period of the developing roller, resulting in uneven image density.
  • the image density unevenness generated in the rotation cycle of the photoconductor and the developing roller is periodically generated in the page, so that it is easy for the user to visually recognize the image density unevenness.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of detecting whether irregular image density unevenness occurs in a formed image. .
  • the present invention forms a toner image on the surface of a latent image carrier that moves on the surface based on image information by toner image forming means, and finally forms the toner image on a recording material.
  • toner adhesion amount information detecting means for detecting toner adhesion amount information indicating the toner adhesion amount of the toner image formed based on the image information
  • toner And image density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in an image formed based on the image information based on the toner adhesion amount information detected by the adhesion amount information detecting means and the image information.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit in the image forming apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a developing device in the image forming apparatus.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a main control system in the image forming apparatus.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data.
  • (B) is a graph showing the dot count integrated value of each sub-scanning direction section of the image shown in (a).
  • (C) is a graph showing the change over time (development current value at each position in the sub-scanning direction) of the development current detected for the image shown in (a).
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit in the image forming apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a developing device
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of image density unevenness detection control in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of display contents displayed on the display unit of the image forming apparatus.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another example of display contents displayed on the display unit of the image forming apparatus.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a developing device and a toner amount adjusting device in the image forming apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a main control system in the image forming apparatus.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a flow of image density unevenness detection control in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the toner amount adjusting device.
  • FIG. 13A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data.
  • (B) is a graph showing a dot count integrated value in each sub-scanning direction section of the image shown in (a) in Modification 2.
  • (C) is a graph showing the change over time (development current value at each sub-scanning direction position) of the development current detected for the image shown in (a) in Modification 2.
  • FIG. 14A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data on the surface of the intermediate transfer belt.
  • (B) is a graph showing a dot count integrated value in each sub-scanning direction section of the image shown in (a) in Modification 3.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit in the image forming apparatus according to the first embodiment.
  • the image forming apparatus shown in FIG. 1 is an example of a full-color machine of a four-tandem type intermediate transfer system, but a full-color machine of a four-tandem type direct transfer system, a full-color machine of a one-drum type intermediate transfer system, and a one-drum type direct machine.
  • the present invention can also be applied to image forming apparatuses having other configurations such as a monochrome machine such as a transfer system.
  • the image forming apparatus 100 includes an intermediate transfer belt 1 that is an intermediate transfer member, and a photosensitive drum that is a latent image carrier, which is provided side by side along a stretched surface or a stretched surface of the intermediate transfer belt 1.
  • 2Y, 2M, 2C, 2K. Y, M, C, and K added to the reference numerals indicate yellow, magenta, cyan, and black colors, respectively.
  • the yellow image forming station will be described as a representative.
  • the electrostatic latent image is formed by exposing the photosensitive drum 2Y and the charging device including the charging roller 3Y in order of the surface movement direction.
  • An optical writing unit 4 as a latent image forming means for writing, a surface potential sensor 19Y as a potential detecting means for detecting the surface potential of the photosensitive drum 2Y, a developing device 5Y, and the like are arranged.
  • a toner image forming unit that forms a toner image on the photosensitive drum 2Y includes a charging device 3Y, an optical writing unit 4, a developing device 5Y, and the like. The same applies to imaging stations of other colors.
  • the intermediate transfer belt 1 is rotatably supported by rollers 11, 12, and 13 as a plurality of support members.
  • the intermediate transfer belt 1 is made of a material in which carbon powder for adjusting electric resistance is dispersed in a polyimide resin with little elongation.
  • a secondary transfer belt 16 as a secondary transfer unit is provided at a portion facing the roller 13.
  • the secondary transfer belt 16 is rotatably supported by two support rollers 16A and 16B.
  • the optical writing unit 4 drives four semiconductor lasers by a laser control unit (not shown) to emit writing light corresponding to each color. Then, the photosensitive drums 2Y, 2C, 2M, and 2K are scanned in the dark with the respective writing light, and the surfaces of the photosensitive drums 2Y, 2C, 2M, and 2K are statically moved for Y, C, M, and K. Write an electrostatic latent image.
  • the optical writing unit performs optical scanning by deflecting a laser beam emitted from a semiconductor laser by a polygon mirror (not shown) and reflecting the laser beam by a reflection mirror (not shown) or passing it through an optical lens. Is used. Instead of such a configuration, a device that performs optical writing with an LED array may be used.
  • a scanner unit 9 as an image reading unit, an ADF 10 as an automatic document supply unit, and the like are provided under the image forming apparatus 100.
  • a plurality of paper feed trays 17 are provided as a plurality of paper feed units.
  • the recording paper as the recording material stored in each paper feed tray 17 is fed by the pickup roller 21 and the paper feed roller 22, transported by the transport roller pair 23, and the intermediate transfer belt at a predetermined timing by the registration roller pair 24. 1 and the secondary transfer belt 16 are sent to a secondary transfer nip portion which is a secondary transfer region facing each other.
  • a fixing unit 25 as a fixing unit is provided downstream of the secondary transfer nip portion in the recording paper conveyance direction.
  • the surface potential sensors 19Y, 19C, 19M, and 19K are controlled by the potentials of the electrostatic latent images on the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K written by the optical writing unit 4, that is, the developing devices 5Y, 5C, 5M, and 5K.
  • the surface potentials of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K before toner is attached and developed are detected.
  • the detected surface potential is fed back to setting information of image forming conditions such as the charging bias of the charging devices 3Y, 3C, 3M, and 3K and the laser power of the optical writing unit 4, and used to maintain the stability of the image density. It is done.
  • reference numeral 26 denotes a paper discharge tray
  • reference numeral 37 denotes a control unit as a control means on which a CPU and a non-volatile memory and a volatile memory (not shown) are mounted.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the developing device according to the first embodiment.
  • the color codes Y, C, M, and K are omitted as appropriate in descriptions common to the respective colors.
  • each of the developing devices 5 has a developing roller 5a as a developer carrying member disposed close to the surface of the photosensitive drum 2 via a developing gap g.
  • the developing roller 5 a carries a two-component developer containing toner and carrier (hereinafter simply referred to as “developer”) in the developing device 5, and the toner in the carried developer faces the photosensitive drum 2.
  • developer two-component developer containing toner and carrier
  • a developing process is performed in which a toner image is formed on the photosensitive drum 2 by being attached to the photosensitive drum 2 in the developing area.
  • a stirring screw 5b as a developer stirring means, a supply screw 5c, and a recovery screw 5d are provided in parallel to the developing roller 5a.
  • the stirring screw 5b conveys the developer to the front end in the figure while stirring the developer, and conveys the developer to the supply screw 5c through an opening (not shown).
  • the supply screw 5c supplies the developer to the surface of the developing roller 5a while transporting the developer along the developing roller 5a while stirring and transporting the developer.
  • the developer supplied to the developing roller 5a is carried on the surface of the developing roller 5a by the action of the magnetic field generated by the magnetic field generating means disposed inside the developing roller 5a, and the arrow B in the figure is accompanied with the rotation of the developing roller 5a. It is conveyed in the direction of.
  • the developer carried on the surface of the developing roller 5a is regulated in height by a doctor blade 5e as a developer regulating member, and then the surface of the photosensitive drum 2 rotating in the direction of arrow A in FIG. It is conveyed to the opposite development area.
  • Development is performed between the surface of the developing roller 5a and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 2 by the action of a developing bias applied to the developing region by the developing voltage supplied from the power supply circuit 33 to the developing roller 5a.
  • An electric field is formed, and the developing process is performed by the toner applied to the electrostatic latent image portion by the action of the developing electric field.
  • the toner When the toner is consumed by the development processing and the toner concentration in the developer contained in the developing container of the developing device 5 is lowered, the toner is supplied from an unillustrated toner replenishing portion through an unillustrated opening above the stirring screw 5b. Replenished into the developing container.
  • a single-stage developing method in which a single developing roller rotates in the developing region in the same direction as the photosensitive drum is used.
  • the present invention is not limited to this method.
  • a multi-development system using a roller or a reverse development system in which the development roller rotates in the reverse direction to the photosensitive drum in the development area may be used.
  • the first embodiment is an example of a two-component development method, but may be a one-component development method that does not include a carrier.
  • the optical writing unit 4 drives four semiconductor lasers (not shown) by a laser controller (not shown) based on image information, and is uniformly charged in the dark by the charging devices 3Y, 3C, 3M, and 3K. Writing light is emitted toward the surfaces of the drums 2Y, 2M, 2C, and 2K.
  • the optical writing unit 4 scans each of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K in the dark with this writing light, and the surface of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K is Y, C, Write electrostatic latent images for M and K.
  • the optical writing unit 4 laser light emitted from a semiconductor laser (not shown) is deflected by a polygon mirror (not shown), and reflected by a reflection mirror (not shown) or passed through an optical lens.
  • the thing which performs is used.
  • the optical writing unit 4 may be one that writes an electrostatic latent image with an LED array instead of the one having such a configuration.
  • the photosensitive drums 2Y and 2M are provided. , 2C, 2K are developed.
  • toner images of yellow, magenta, cyan, and black are respectively displayed on each photosensitive drum 2Y, It will be developed on 2M, 2C, 2K.
  • the toner images developed on the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K are primary transfer nip portions as primary transfer areas that are opposed areas between the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K and the intermediate transfer belt 1.
  • the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 1 by the primary transfer bias and the pressing force applied to the primary transfer rollers 6Y, 6M, 6C, and 6K disposed to face the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K. .
  • the primary transfer bias and the pressing force applied to the primary transfer rollers 6Y, 6M, 6C, and 6K disposed to face the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K. By repeating this primary transfer operation for four colors at the same timing, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 1.
  • the full-color toner image formed on the intermediate transfer belt 1 is transferred to the recording paper conveyed at the timing by the registration roller pair 24 in the secondary transfer nip portion.
  • the secondary transfer is performed by the secondary transfer bias and the pressing force applied to the secondary transfer belt 16.
  • the recording paper on which the full-color toner image has been transferred passes through the fixing unit 25, whereby the toner image carried on the surface of the recording paper is heat-fixed. Thereafter, the paper is conveyed to the paper discharge tray 26.
  • the image forming apparatus 100 includes a toner adhesion amount detection sensor 30 including an optical sensor that detects an image density (toner adhesion amount per unit area) of a toner pattern formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 1.
  • the toner adhesion amount detection sensor 30 is used to detect the image density of a predetermined toner pattern formed during image quality adjustment control (process control), and the detection result is obtained by charging the charging devices 3Y, 3C, 3M, and 3K. This is fed back to setting information of image forming conditions such as bias and laser power of the optical writing unit 4 and used to maintain the stability of the image density.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a main control system of the first embodiment.
  • a development current detection unit is provided as a toner adhesion amount information detection unit that detects, as toner adhesion amount information, a development current flowing between the photosensitive drum 2 of each color and the developing roller 5a of the developing device 5. It has been.
  • the developing current detection unit of the first embodiment is configured by a current detection circuit 31.
  • the current detection circuit 31 is a current output from the power supply circuit 33 to the developing roller 5a during the developing process of developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2 with the toner on the developing roller 5a based on the image data. The value is detected.
  • the current value detected by the current detection circuit 31 corresponds to the developing current flowing between the photosensitive drum 2 and the developing roller 5a during the developing process.
  • a value obtained by converting the value of the developing current detected by the current detection circuit 31 into a value (charge amount) integrated by the current integration circuit 32 is input to the control unit 37.
  • the detected development current value may be directly input to the control unit 37.
  • a voltage signal corresponding to the development current value is input to the control unit 37. This voltage signal may be an output signal as it is output from the current detection circuit 31 or the current integration circuit 32, or may be a signal through a filter circuit having an appropriate cutoff frequency.
  • an image density unevenness exceeding an allowable range occurs in an image formed by the development processing in which the development current flows. Determine whether or not. If it is determined that the image density unevenness has occurred, the user is notified of the occurrence of the image density unevenness by using notification means such as the display unit 34 such as an operation panel provided in the image forming apparatus 100. . At this time, it is preferable to perform only the notification without interrupting the image forming operation. In addition, it is preferable that information that specifies which image density unevenness has occurred in which image is also notified so that the user can easily identify which image density unevenness has occurred later.
  • irregular image density unevenness may occur in addition to regular image density unevenness that occurs during each image formation.
  • the detection result of the surface potential sensors 19Y, 19C, 19M, and 19K and the detection result of the toner adhesion amount detection sensor 30 at the time of image quality adjustment control (process control) are fed back to the image forming condition. It is possible to improve by correcting.
  • irregular image density unevenness cannot be improved by such correction of image forming conditions. Therefore, the user is forced to visually check whether irregular image density unevenness has occurred in the formed image every time printing is performed.
  • the control unit 37 determines whether or not image density unevenness has occurred in each image that is actually formed, and notifies the user when it is determined that image density unevenness has occurred. This reduces the burden of confirmation work by the user.
  • whether or not image density unevenness occurs is determined from the detection result of the development current.
  • the present invention is not limited to this, and toner indicating the toner adhesion amount of a toner image formed based on image data.
  • the detection result of the surface potential sensors 19Y, 19C, 19M, and 19K and the detection result of the toner adhesion amount detection sensor 30 can be used.
  • the content of the image that is actually formed varies according to the image data, and the entire image is not formed with a constant image density like a toner pattern. For this reason, even if the temporal change in the development current flowing during the development process for an actual image is observed, it is not possible to directly grasp the image density unevenness in the sub-scanning direction of the image.
  • the content of the image actually formed can be grasped from the image data of the image, and the target value of the image density change (toner adhesion amount change) in the sub-scanning direction of the image is determined from the image data. It is possible to grasp.
  • the amount of deviation between the target toner adhesion amount and the actual toner adhesion amount for the image is determined from the development current detected during the development process for the actual image and the image data of the image. It is determined whether or not image density unevenness has occurred in the image by grasping it and seeing the change in the amount of deviation.
  • the image data input to the control unit 37 is, for example, a target of the toner adhesion amount of a toner image formed based on image information such as information relating to a formed image such as a printing rate in the main scanning direction, image density, and writing information.
  • image information useful for grasping the value.
  • image data is divided into a plurality of sections in the sub-scanning direction, and printing in each sub-scanning direction section is performed using an integrated value of dot count values in the main scanning direction in each section (sub-scanning direction section).
  • the ratio area ratio of the toner image portion
  • Information for grasping the relationship between the detected developing current and the position on the image is also input to the control unit 37.
  • information on the write start timing can be cited. Any information that can grasp the relationship between the detected development current and the position on the image is not limited to the write start timing, and information at the rise of the detected development current can also be used.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data.
  • FIG. 5B is a graph showing the dot count integrated value for each sub-scanning direction section of the image shown in FIG.
  • FIG. 5C is a graph showing a change with time (development current value at each position in the sub-scanning direction) of the development current detected for the image shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of image density unevenness detection control in the first embodiment.
  • a controller (not shown) in the image forming apparatus 100 converts the input image data into a printer language, and performs dot count and writing. Write information such as start timing is obtained.
  • the controller sends the write start timing information to the control unit 37 together with the dot count information.
  • the control unit 37 acquires image density information and a dot count value for each predetermined sub-scanning direction section from the dot count information received from the controller (S2), and stores them in the volatile memory.
  • a plurality of sub-scanning direction sections having a predetermined length in the sub-scanning direction are set at a pitch of 10 mm in the sub-scanning direction, and each sub-scanning is set.
  • the pitch can be set finely up to about 1 mm pitch in the sub-scanning direction.
  • the degree of pitch is appropriately determined according to the period of image density unevenness to be detected. You may comprise so that the pitch of a subscanning direction division can be changed by control.
  • the dot count integrated value it is not always necessary to acquire the dot count integrated value over the entire area in the sub-scanning direction of the image. For example, when detecting image density unevenness with a relatively long period, it is necessary to acquire the dot count integrated value over the entire area in the sub-scanning direction of the image. However, when detecting image density unevenness with a relatively short period, If the area of the image exceeds the period in the sub-scanning direction, it is not necessary to acquire the dot count integrated value over the entire area of the image in the sub-scanning direction.
  • the range for obtaining the dot count integrated value region in the sub-scanning direction of the image
  • an operation unit not shown
  • step S3 when an image forming operation is started based on the input image data (S3), a developing voltage is applied from the developing power supply circuit 33 to the developing roller 5a.
  • the developing current detected in step S4 is sequentially stored in the volatile memory (S4).
  • formation of an electrostatic latent image based on the image data is started at the writing start timing described above, and the formed electrostatic latent image passes through the development area as the photosensitive drum 2 rotates.
  • the electrostatic latent image passing through the development area is supplied with toner from the developing roller 5a, and is developed.
  • the control unit 37 identifies the development current data corresponding to the leading edge of the image from the development current data stored in the volatile memory from the write start timing acquired from the controller (S5). As a result, the value of each development current corresponding to the sub-scanning direction position of the image data, that is, the development current value of each sub-scanning direction section described above can be specified.
  • the control unit 37 calculates an image density unevenness profile f (t) in the image from the dot count integrated value of the sub-scanning direction section obtained from the controller from the following equation (1) (S6).
  • Idev (t) is the normalized data of the development current in each sub-scanning direction section
  • i (t) is the measured value of the development current corresponding to each sub-scanning direction section
  • C (t) is a coefficient generated from the dot count integrated value in each sub-scanning direction section
  • K is a conversion coefficient for converting the developing current value into the toner adhesion amount.
  • the coefficient C (t) is for eliminating the difference in the amount of toner adhesion between the sub-scanning direction sections, which varies depending on the content of the image data, and normalizing the dot count integrated value obtained from the input image data. Is calculated in real time. In general, the smaller the dot count integrated value, the lower the measured value of the developing current. Therefore, the coefficient C (t) is set to be large when the dot count integrated value is small, and is set to be small when the dot count integrated value is large.
  • the control unit 37 sequentially calculates the coefficient C (t) for each sub-scanning direction section from the input image data, and the calculated sub-scanning direction section coefficient C (t) and the sub-scanning direction stored in the volatile memory. By multiplying the development current data i (t) for each section, the development current normalization data Idev (t) for each sub-scanning direction section can be obtained.
  • control unit 37 can obtain the normalized image density for each sub-scanning direction section by multiplying the calculated development current normalization data Idev (t) by the conversion coefficient K. Accordingly, it is possible to obtain a profile f (t) of image density unevenness in the sub-scanning direction in which a difference in toner adhesion amount between the sub-scanning direction sections is eliminated. Then, the control unit 37 determines whether or not the obtained image density unevenness profile f (t) exceeds a predetermined allowable range (S7), and if it exceeds the allowable range, the display unit 34 To control the occurrence of image density unevenness (S8).
  • the obtained image density unevenness profile f (t) is subjected to frequency analysis, and if there is a frequency component exceeding a predetermined threshold, image density unevenness exceeding the allowable range occurs. Judge that Thereafter, the above process is repeated until there is no input image data (S9).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of display contents displayed on the display unit 34.
  • a character image “density unevenness generation information” is displayed at the bottom of the display unit 34 (operation panel) as shown in the figure. Also, under the character image, in which color the image density unevenness has occurred (“cyan” in FIG. 7), in what image (“1521” in FIG. 7), etc. A character image is displayed.
  • the notification of the occurrence of the image density unevenness but also the information on the occurrence of the image density unevenness may be analyzed and notified, for example.
  • the obtained image density unevenness profile f (t) is subjected to frequency analysis, and a frequency component exceeding a predetermined threshold is extracted.
  • the main frequency (cycle) causing the image density unevenness can be specified, so that it is possible to specify the cause component corresponding to the image density unevenness cycle (whether it is a photosensitive drum or a developing roller). It is.
  • a message indicating what period of image density unevenness has occurred (“developing roller period” in FIG. 8) is displayed below the character image “density unevenness occurrence information”. Is done.
  • the notification method is not limited to a method of displaying an image such as a message on the display unit 34, but may be a method of notification by sound such as an alarm, or a method of notification by transmitting an e-mail or the like to the user. It may be.
  • the image forming operation is continued until the number of occurrences of the image density unevenness reaches a specified value, but when the specified value is exceeded, it is determined that maintenance is necessary, and the image forming operation is interrupted. Also good.
  • the specified value may be set individually for each color or for each frequency. The configuration may be changed by the user or operator.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the developing device and the toner amount adjusting device of the second embodiment.
  • the toner images developed on the respective photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K are toners so as to reduce image density unevenness by toner amount adjusting devices 40Y, 40M, 40C, and 40K described later.
  • the toner is conveyed to a primary transfer nip portion as a primary transfer region which is a region where the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C and 2K and the intermediate transfer belt 1 face each other.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a main control system of the second embodiment. Also in the second embodiment, there is provided a developing current detecting means as a toner attached amount information detecting means for detecting a developing current flowing between the photosensitive drum 2 of each color and the developing roller 5a of the developing device 5 as toner attached amount information. It has been.
  • the developing current detection means of the second embodiment is also configured by a current detection circuit 31 as shown in FIG.
  • the control unit 37 detects whether or not image density unevenness has occurred in each image that is actually formed, and image density unevenness correction that reduces the detected image density unevenness in the detected image. Process. Specifically, according to the development current input to the control unit 37 during the development process for the image, the control unit 37 detects image density unevenness generated in the image, and the image generated in the image Image density unevenness correction processing is performed using the toner amount adjusting device 40 so as to reduce the density unevenness.
  • the image density unevenness is detected based on the detection result of the development current.
  • the present invention is not limited to this, and toner adhesion amount information indicating the toner adhesion amount of the toner image formed based on the image data is used.
  • the detection result of the surface potential sensors 19Y, 19C, 19M, and 19K and the detection result of the toner adhesion amount detection sensor 30 can be used.
  • the content of the image that is actually formed varies according to the image data, and the entire image is not formed with a constant image density like a toner pattern. For this reason, even if the temporal change in the development current flowing during the development process for an actual image is observed, it is not possible to directly grasp the image density unevenness in the sub-scanning direction of the image.
  • the content of the image actually formed can be grasped from the image data of the image, and the target value of the image density change (toner adhesion amount change) in the sub-scanning direction of the image is determined from the image data. It is possible to grasp.
  • the amount of deviation between the target toner adhesion amount and the actual toner adhesion amount for the image is determined from the development current detected during the development process for the actual image and the image data of the image. By grasping and looking at the change in the amount of deviation, it is detected whether image density unevenness has occurred in the image.
  • the image data input to the control unit 37 is, for example, a target of the toner adhesion amount of a toner image formed based on image information such as information relating to a formed image such as a printing rate in the main scanning direction, image density, and writing information. This is image information useful for grasping the value.
  • image data is divided into a plurality of sections in the sub-scanning direction, and printing in each sub-scanning direction section is performed using an integrated value of dot count values in the main scanning direction in each section (sub-scanning direction section).
  • the ratio area ratio of the toner image portion
  • Information for grasping the relationship between the detected developing current and the position on the image is also input to the control unit 37.
  • information on the write start timing can be cited. Any information that can grasp the relationship between the detected development current and the position on the image is not limited to the write start timing, and information at the rise of the detected development current can also be used.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a flow of image density unevenness detection control in the second embodiment.
  • An example of the input image data is shown in FIGS. 5A to 5C as in the first embodiment.
  • a controller (not shown) in the image forming apparatus 100 converts the input image data into a printer language, and performs dot count and writing. Write information such as start timing is obtained.
  • the controller sends the write start timing information to the control unit 37 together with the dot count information.
  • the control unit 37 acquires image density information and a dot count value for each predetermined sub-scanning direction section from the dot count information received from the controller (S2), and stores them in the volatile memory.
  • step S3 when an image forming operation is started based on the input image data (S3), a developing voltage is applied from the developing power supply circuit 33 to the developing roller 5a.
  • the developing current detected in step S4 is sequentially stored in the volatile memory (S4).
  • formation of an electrostatic latent image based on the image data is started at the writing start timing described above, and the formed electrostatic latent image passes through the development area as the photosensitive drum 2 rotates.
  • the electrostatic latent image passing through the development area is supplied with toner from the developing roller 5a, and is developed.
  • the control unit 37 identifies the development current data corresponding to the leading edge of the image from the development current data stored in the volatile memory based on the write start timing acquired from the controller (S5). As a result, the value of each development current corresponding to the sub-scanning direction position of the image data, that is, the development current value of each sub-scanning direction section described above can be specified.
  • control unit 37 calculates the image density unevenness profile f (t) in the image from the dot count integrated value of the sub-scanning direction section obtained from the controller, using the above equation (1). (S6).
  • control unit 37 can obtain the normalized image density for each sub-scanning direction section by multiplying the calculated development current normalization data Idev (t) by the conversion coefficient K. Accordingly, it is possible to obtain a profile f (t) of image density unevenness in the sub-scanning direction in which a difference in toner adhesion amount between the sub-scanning direction sections is eliminated. Then, the control unit 37 executes an image density unevenness correction process to be described later based on the acquired image density unevenness profile f (t) (S7). Thereafter, the above-described processing is repeated until there is no input image data (S8).
  • the toner amount adjusting device 40 used in the image density unevenness correction processing of the second embodiment is a toner amount adjusting roller 41 which is a rotating body arranged to face the surface of the photosensitive drum 2.
  • the toner amount adjusting device 40 acts by an electric field generated in a region (hereinafter referred to as “toner amount adjusting region”) between the outer peripheral surface of the toner amount adjusting roller 41 to which a voltage is applied and the toner image on the photosensitive drum 2.
  • toner amount adjusting region a region between the outer peripheral surface of the toner amount adjusting roller 41 to which a voltage is applied and the toner image on the photosensitive drum 2.
  • the toner of the toner image passing through the opposite area can be moved to the toner amount adjusting roller 41 side. Therefore, by controlling the voltage applied to the toner amount adjustment roller 41 by the control unit 37, the toner adhesion amount of each part of the toner image passing through the toner amount adjustment region can be adjusted.
  • the length of the toner amount adjusting roller 41 in the rotation axis direction is the same as that of the developing roller 5a, and is preferably longer than the length of the toner image formed on the photosensitive drum 2 in the main scanning direction.
  • the position in the rotational direction of the photosensitive drum where the toner amount adjustment roller 41 is disposed is set between the development area and the primary transfer nip portion.
  • the toner amount adjusting roller 41 is disposed on the downstream side of the toner image moving path with respect to the developing region.
  • the toner amount adjustment roller 41 since the image density unevenness correction processing is performed on the toner image on the photosensitive drum 2, the toner amount adjustment roller 41 has a toner image moving path (photosensitive drum rotation direction) rather than the primary transfer nip. ) Arranged upstream.
  • the toner amount adjusting roller 41 is disposed on the downstream side of the toner image moving path from the primary transfer nip portion.
  • a correction coefficient which is correlation information indicating the correlation between the image density unevenness profile f (t) and the correction value, is stored in the nonvolatile memory in the control unit 37. Is stored in advance.
  • This correction value corresponds to a voltage value applied from the toner amount adjusting power source 43 to the toner amount adjusting roller 41.
  • the image forming operation is started based on the input image data, and when the detection of the image density unevenness profile f (t) for the image is started, the sequentially detected image density unevenness is detected.
  • the correction value Vcr (t) is sequentially calculated by multiplying the profile f (t) by the correction coefficient P.
  • the correlation between the profile f (t) of the image density unevenness and the correction value Vcr (t) changes with time according to the state (development ability, etc.) of the image forming apparatus. Therefore, as the correction coefficient P, it is preferable to use a configuration in which the correction coefficient P is changed according to the state of the image forming apparatus instead of using a fixed value. For example, a data table indicating the correspondence between the state of the image forming apparatus and the correction coefficient P is held, and an appropriate correction coefficient P is selected from the data table according to the result of detecting the state of the image forming apparatus.
  • the controller 37 adjusts the toner amount in accordance with the timing at which the voltage on the correction value Vcr (t) calculated from the image density unevenness profile f (t) passes through the toner amount adjustment region.
  • the toner amount adjusting power source 43 is controlled so as to be applied to the adjusting roller 41.
  • This timing can be calculated from, for example, the layout information of the image forming apparatus and the process speed (surface movement speed of the photosensitive drum 2).
  • a voltage related to the correction value Vcr (t) calculated from the image density unevenness profile f (t) is applied to the toner amount adjusting roller 41, so that the toner adhesion amount is larger than the target toner adhesion amount.
  • Vcr (t) calculated from the image density unevenness profile f (t)
  • the toner adhering to the outer peripheral surface of the toner amount adjusting roller 41 is electrostatically collected from the toner amount adjusting roller 41 by the cleaning brush 42.
  • the cleaning member for cleaning the toner amount adjustment roller 41 may be another member such as a cleaning blade.
  • the image density unevenness correction processing according to the second embodiment reduces image density unevenness by removing excess toner from a toner image portion having a toner adhesion amount larger than the target toner adhesion amount to reduce the toner adhesion amount.
  • the image density unevenness correction processing is not limited to this.
  • the image density unevenness may be reduced by applying a deficient amount of toner to a toner image portion having a toner adhesion amount smaller than the target toner adhesion amount to increase the toner adhesion amount.
  • image density unevenness may be reduced by increasing or decreasing the toner adhesion amount according to whether the toner adhesion amount is excessive or insufficient.
  • the voltage applied to the toner amount adjustment roller 41 is controlled by the control unit 37, so that the toner amount adjustment region is set.
  • the generated electric field it is possible to increase or decrease the toner adhesion amount of each part of the toner image passing through the toner amount adjustment region.
  • the rotating body to which a voltage corresponding to the correction value is applied is a roller-like member called a toner amount adjusting roller 41, but a rotating body made of a belt-like member is used. Also good.
  • the toner amount adjusting device 140 has a configuration in which a toner amount adjusting belt 141 that is an endless belt member is stretched by two support rollers 144 and 145, and is one support roller that is disposed to face the photosensitive drum 2. A voltage is applied to 144 from the toner amount adjustment power source 143.
  • the toner adhering to the toner amount adjusting belt 141 is electrostatically collected by the cleaning brush 142.
  • Modification 1 a modification of the image density unevenness detection control in the first and second embodiments described above (hereinafter, this modification is referred to as “modification 1”) will be described. It has been confirmed that even if the total area of the electrostatic latent image existing in the development region is the same, the value of the development current detected varies depending on the distribution state of the electrostatic latent image. For example, in the case where the same number of dot latent images are all arranged adjacent to each other and in the case where they are arranged apart from each other, the value of the development current detected by the latter is smaller than the former.
  • the dot count integration is calculated.
  • density information regarding the density of the latent dot image is also used.
  • the coefficient C (t) is set to be smaller as the dot count integrated value is larger or the density of the dot latent image is smaller, and the coefficient is larger as the dot count integrated value is smaller or the dot latent image density is larger.
  • C (t) is set large. Specifically, it is calculated from the following equation (2).
  • C (t) ⁇ (K1 ⁇ D) ⁇ dt + ⁇ (K2 ⁇ A) ⁇ dt (2)
  • D is the density of the dot latent image
  • A is the dot count integrated value
  • K1 is the weighting coefficient for the dot latent image density D
  • K2 is the weighting coefficient for the dot count integrated value A.
  • the weighting coefficient K1 is a coefficient that is designed based on experiments in advance and changes according to the dot latent image density D.
  • the weighting coefficient K2 is a coefficient that is designed based on experiments beforehand and changes depending on the dot count integrated value A.
  • t is time
  • C (t) is sequentially calculated by a fixed control cycle.
  • FIG. 13A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data.
  • FIG. 13B is a graph showing the dot count integrated value for each sub-scanning direction section of the image shown in FIG.
  • FIG. 13C is a graph showing a change with time (development current value at each position in the sub-scanning direction) of the development current detected for the image shown in FIG.
  • the dot count integrated value obtained for each sub-scanning direction section is compared with a threshold value, and the development current data for the sub-scanning direction section where the dot count integrated value is less than the threshold value is detected for image density unevenness.
  • the development current data used for detecting the image density unevenness can be limited to that used during the development processing of an image to which a certain amount or more of the toner adheres.
  • the measured value of the development current detected during the development processing of an image with a small amount of toner adhesion is a small value, and there may be a large error with the toner adhesion amount due to the influence of disturbance noise or the like.
  • image density unevenness is detected by eliminating such unreliable development current data, so that more accurate detection of image density unevenness can be realized.
  • the threshold value of the dot count integrated value can be set in advance by experiments.
  • a threshold is set such that the ratio of the dot count integrated value to the total number of dots in the sub-scanning direction section is 10%. This threshold is set as appropriate.
  • the development current data used for detecting the image density unevenness is selected by comparing the dot count integrated value with the threshold value.
  • the image density unevenness is detected by comparing the development current value with the threshold value. You may select the development current data used for.
  • FIG. 14A is a diagram schematically showing an image of an example of input image data on the surface of the intermediate transfer belt 1.
  • FIG. 14B is a graph showing the dot count integrated value in each sub-scanning direction section of the image shown in FIG.
  • a predetermined auxiliary toner pattern is formed outside the image area adjacent to the main scanning direction with respect to the electrostatic latent image formed based on the image data.
  • An electrostatic latent image corresponding to is formed.
  • the dot count of the auxiliary toner pattern is added to the dot count integrated value in each sub-scanning direction section.
  • the auxiliary toner pattern is preferably a high-concentration toner pattern having a toner adhesion amount of a predetermined amount or more because the space outside the image area for forming the auxiliary toner pattern is limited.
  • a solid toner pattern is preferable.
  • a toner pattern having an image density of 20% or more is sufficiently effective. It is done.
  • the auxiliary toner pattern may be formed for all images. However, in order to suppress toner consumption, for example, when occurrence of image density unevenness is detected more than a specified number of times, for a specified number of images thereafter An auxiliary toner pattern may be formed.
  • a sub-scanning direction section in which the dot count integrated value acquired from the controller is less than a predetermined threshold is specified, and an auxiliary toner pattern is formed only outside the main scanning direction image area of the sub-scanning direction section. May be.
  • an image forming apparatus to which the present invention is applied is a copier, a printer, a facsimile multi-function machine, a color digital multi-function machine capable of performing full-color image formation, and other copiers, printers, facsimiles, plotters. It may be a single machine or another combination of multifunction machines such as a multifunction machine of a copying machine and a printer.
  • image forming apparatuses capable of forming color images, such as color copiers and color printers.
  • image forming apparatuses to which the present invention is applied are limited to monocolor images. It may be formed.
  • Such an image forming apparatus generally forms not only plain paper generally used for copying and the like, but also OHP sheets, thick paper such as cards and postcards, and envelopes as sheet-like recording materials that are recording sheets. It is desirable to be able to perform.
  • Such an image forming apparatus may be an image forming apparatus capable of forming an image on one side of a recording sheet as a recording material.
  • the developer used in such an image forming apparatus is not limited to a two-component developer but may be a one-component developer.
  • the effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
  • Image forming apparatus for forming a toner image based on image information (image data) by toner image forming means, and finally transferring the formed toner image onto a recording material such as recording paper to form an image on the recording material 100
  • a toner adhesion amount information detection unit such as a current detection circuit 31 that detects toner adhesion amount information such as a development current i (t) indicating a toner adhesion amount of a toner image formed based on image information
  • Image density unevenness detection means such as a controller 37 for detecting image density unevenness in an image formed based on the image information based on the toner adhesion amount information detected by the adhesion amount information detection means and the image information
  • Have It is characterized in.
  • the toner adhesion amount information detection means detects a change in toner adhesion amount in the sub-scanning direction (direction corresponding to the moving direction of the latent image carrier surface) of an image actually formed using a known toner adhesion amount information detection means. By simply detecting, it is impossible to grasp the image density unevenness of the image from the detection result.
  • the content of the image that is actually formed can be grasped from the image information of the image, and the target value of the toner adhesion amount change in the sub-scanning direction of the image can be grasped from the image information. It is. Therefore, from the toner adhesion amount information about the actual image detected by the toner adhesion amount information detection means and the image information of the image, a sub-size regarding the amount of deviation between the target toner adhesion amount and the actual toner adhesion amount for the image is obtained. It is possible to grasp the change in the scanning direction.
  • the change in the sub-scanning direction with respect to the shift amount is information indicating the image density unevenness of the image in the sub-scanning direction. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect image density unevenness in an actually formed image.
  • the toner image forming unit forms a latent image based on image information on the surface of the latent image carrier, and between the latent image carrier and a developer carrier such as the developing roller 5a.
  • a toner image is formed on the surface of the latent image carrier by performing a development process in which the toner charged to a predetermined polarity by applying a development bias is moved from the developer carrier to the latent image.
  • the toner adhesion amount information detecting means is a developing current i (t) that flows between the developer carrying member and the latent image carrying member when developing a latent image formed based on image information.
  • Development current detection means such as a current detection circuit 31 for detecting toner as the toner adhesion amount information.
  • Examples of the toner adhesion amount information detecting means for detecting toner adhesion amount information include a toner adhesion amount detection sensor 30 that optically detects the image density of a toner image after development processing. According to the method for detecting the development current as in this aspect, the toner adhesion amount information can be detected almost at the same time as the development processing, and therefore, compared with the method for detecting the toner adhesion amount information from the image density of the toner image. Thus, more rapid detection is possible.
  • the image density unevenness detecting means is a toner image portion (sub-scanning direction) existing between the developer carrying body and the latent image carrying body when the developing current detecting means detects a developing current.
  • An index value such as a dot count integrated value indicating the toner adhesion amount of the classification
  • the image density unevenness is detected based on the development current flowing through the section) and the image information. According to this, as described in the second modification, the development current having a small detected value can be eliminated, and the erroneous detection of the image density unevenness due to the influence of disturbance noise or the like can be reduced. Can be detected.
  • the index value includes an area ratio of the toner image portion in a direction (main scanning direction) orthogonal to the moving direction of the latent image carrier surface. Since such an index value can be easily obtained from the image information, the index value can be obtained more easily.
  • the index value includes an image density of the toner image portion in a direction (main scanning direction) orthogonal to the moving direction of the latent image carrier surface. Since such an index value can be easily obtained from the image information, the index value can be obtained more easily.
  • the toner image forming means is a toner that exists between the developer carrying member and the latent image carrying member when the developing current detecting unit detects a developing current.
  • the latent image portion corresponding to the image portion is subjected to development processing by forming a latent image corresponding to a predetermined auxiliary toner pattern outside the image area in a direction orthogonal to the moving direction of the latent image carrier surface.
  • the developing current detecting means detects a developing current when the toner image portion and the auxiliary toner pattern exist between the developer carrier and the latent image carrier. According to this, as described in the third modification, the value of the development current to be detected can be raised to reduce the influence of disturbance noise and the like, and more accurate detection of image density unevenness can be realized.
  • the toner image forming unit obtains an index value such as a dot count integrated value indicating the toner adhesion amount of the toner image portion from the image information, and the toner adhesion amount whose index value is less than a predetermined threshold value.
  • the auxiliary toner pattern is a toner pattern having a toner adhesion amount of a predetermined amount or more. According to this, even if the space for forming the auxiliary toner pattern is limited, it is possible to sufficiently raise the value of the detected developing current and effectively reduce the influence of disturbance noise, etc. It is possible to detect density unevenness.
  • the image density unevenness detection unit acquires the development current detected by the development current detection unit for a predetermined detection time, and acquires the acquired development current and the image information. Based on this, the image density unevenness is detected.
  • it is necessary to detect the development current over the entire area in the sub-scanning direction of the image. It is not necessary to detect the development current over the entire area in the sub-scanning direction of the image as long as it exceeds the image in the sub-scanning direction.
  • the detection time corresponding to that cycle is changed to only the image density unevenness of that cycle. Can be quickly detected.
  • the image density unevenness detecting unit includes notifying means such as the display unit 34 for notifying the occurrence of image density unevenness when the image density unevenness detecting unit detects the image density unevenness. According to this, it is possible to notify the user and the operator that the image density unevenness has occurred, and it is possible to reduce the burden of checking the occurrence of the image density unevenness by the user.
  • the image density unevenness detecting means detects image density unevenness in the moving direction of the latent image carrier surface, and the toner image formed on the latent image carrier An image formed based on the image information in accordance with the detection result of the toner adhesion amount increasing / decreasing means such as toner amount adjusting devices 40Y, 40C, 40M, 40K, etc.
  • control means such as a control unit 37 for controlling the toner adhesion amount increasing / decreasing means so as to reduce image density unevenness therein.
  • the image density unevenness in the sub-scanning direction occurring in the actually formed image is detected, and the toner adhesion amount of the toner image in which the image density unevenness is detected is increased or decreased.
  • image density unevenness in the sub-scanning direction in the image is reduced.
  • it is possible to suppress irregular image density unevenness in an image in which irregular image density unevenness that is difficult to predict in which image is generated, and such an image is not wasted. Can be used.
  • the toner adhesion amount information detecting means detects toner adhesion amount information about the toner image on the surface of the latent image carrier
  • the toner adhesion amount increasing / decreasing means is the latent image carrier. It is characterized by increasing or decreasing the toner adhesion amount of the toner image on the surface of the body. According to this, since it is possible to reduce image density unevenness on the surface of the latent image carrier, even when a plurality of toner images are overlapped to form an image, the image density unevenness for each toner image is individually determined. It is easy to reduce.
  • the toner adhesion amount increasing / decreasing means reduces the toner adhesion amount by removing the toner from the toner image. According to this, image density unevenness can be reduced by a simple configuration and control.
  • the toner adhesion amount increasing / decreasing unit rotates a rotating body such as the toner amount adjusting roller 41 to which a voltage is applied according to the control of the control unit at a position facing the toner image, and the rotating body and the toner The toner is moved to the rotating body by the action of an electric field between the image and the image. According to this, a simple toner adhesion amount increasing / decreasing means can be realized.

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Abstract

　表面移動する感光体ドラムの表面に、帯電装置、光書込ユニット、現像装置等により画像データに基づいてトナー像を形成し、形成したトナー像を最終的に記録紙に転写して画像を形成する画像形成装置において、画像データに基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示す現像電流を電流検知回路（３１）で検知し、検出した現像電流と前記画像データとに基づいて、当該画像データに基づいて形成される画像中の画像濃度ムラを検出する。

Description

画像形成装置
　本発明は、画像情報に基づいて潜像担持体の表面に形成した潜像を現像して得られるトナー像を最終的に記録材上に転写して画像形成を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
　電子写真方式の画像形成装置は、帯電手段によって感光体（潜像担持体）を一様に帯電させ、入力された画像情報に基づいて露光装置（潜像形成手段）により感光体の表面を露光して潜像を形成し、現像装置（現像手段）によって潜像にトナーを付着させて現像する。このような画像形成装置としては、特許文献１～３に開示されている画像形成装置が知られている。
　特許文献１には、現像ローラ５周分の長さをもつ矩形パターン（画像濃度ムラ検知用のトナーパターン）を感光体上に形成し、その矩形パターンの濃度検知結果から現像ローラ周期の平均画像濃度ムラを算出する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、算出した平均濃度ムラを濃度ムラ補正用のプロフィールとして用い、感光体上のトナー像の濃度が高くなっていた時期にはトナー像の濃度を下げ、逆に感光体上のトナー像の濃度が低くなっていた時期にはトナー像の濃度を高くするように現像バイアスを変化させる。これにより、現像ローラの回転周期で生じる画像濃度ムラを軽減することができる。
　また、特許文献２や特許文献３には、画像濃度ムラ検知用のトナーパターンの現像中に流れる現像電流を検知し、検知した現像電流の時間変化からトナーパターンの濃度ムラを把握する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、トナーパターンに付着するトナー量と現像電流量との間の理想の相関関係を利用することで、電流検知回路で検知した現像電流の時間変化から、トナーパターンに生じているトナー付着量のムラすなわち画像濃度ムラを把握することができる。
　電子写真方式の画像形成装置は、近年、印刷業界にも普及し始めており、高速出力かつ高画質化への要求が急速に高まっている。特に、高画質化については頁内における濃度均一性への要望が強い。潜像担持体表面移動方向（副走査方向）における頁内の画像濃度ムラは、帯電の不均一性による帯電ムラ、露光装置の露光ムラ、感光体の回転振れや感度ムラ、現像ローラ（現像剤担持体）の抵抗ムラ、トナーの帯電ムラ、転写手段による転写ムラなど、様々な要因によって発生する。
　例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置では、現像ローラ表面と感光体表面上の潜像部分との間の電位差によって発生する現像電界を利用して感光体の潜像部分にトナーを付着させて現像を行う。このとき、感光体や現像ローラの回転振れが生じていると現像ギャップが変動して現像電界が変動し、その結果、感光体や現像ローラの回転周期で画像濃度ムラが生じる。また、例えば、感光体に感度ムラがある場合、仮に一定の露光量で露光しても露光後の感光体電位（潜像部分の電位）に違いが出るため、感光体回転周期で現像電界が変動して画像濃度ムラが生じる。このように感光体や現像ローラの回転周期で生じる画像濃度ムラは、頁内で周期的に発生するため、ユーザーに視認されやすく、画像濃度ムラへの影響が大きい。また、例えば、現像ローラに抵抗ムラがある場合、仮に現像ギャップに変動がなくても、現像ローラの回転周期で現像電界が変動して画像濃度ムラが生じる。このように感光体や現像ローラの回転周期で生じる画像濃度ムラは、頁内で周期的に発生するため、ユーザーに視認されやすく、画像濃度ムラへの影響が大きい。
　実際の画像形成において発生する副走査方向の画像濃度ムラの中には、毎回の画像形成時に生じる定常的な画像濃度ムラだけでなく、突発的なあるいは不定期に発生する画像濃度ムラ（以下「不定期の画像濃度ムラ」という。）も存在する。従来の画像形成装置は、いずれも、画像形成動作とは別に、画像濃度ムラ検知用のトナーパターンを形成し、そのトナーパターンの画像濃度ムラを検知して、以後の画像形成動作において発生する画像濃度ムラを抑制するものである。この画像形成装置においては、定常的な画像濃度ムラについては、その画像濃度ムラがトナーパターン上に現れるので抑制することが可能である。しかしながら、不定期の画像濃度ムラは、トナーパターン上に現れるとは限らず、従来の画像形成装置では抑制することができない。
　このような不定期の画像濃度ムラは、これを抑制できなくても、その発生を検知することができれば、画像形成した画像の中から不定期の画像濃度ムラが生じた劣化画像を特定できる。これにより、その画像を再度形成して正常な画像に差し替えるなどの作業を容易に行うことができ、不定期の画像濃度ムラが生じた劣化画像がそのまま利用されてしまうような事態の発生が抑制できる。しかしながら、画像濃度ムラ検知用のトナーパターンを形成して画像濃度ムラを検知する従来の方法では、不定期の画像濃度ムラを抑制できないだけでなく、その発生自体を検知することもできない。そのため、不定期の画像濃度ムラが生じた劣化画像を正常な画像に差し替えるためには、形成した画像中に不定期の画像濃度ムラが生じた画像があるかどうかを、ユーザー自身が目視で確認するほかなく、この確認がユーザーの作業負担になっていた。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、形成した画像中に不定期の画像濃度ムラが発生しているかどうかを検出可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明は、表面移動する潜像担持体の表面に、トナー像形成手段により画像情報に基づいてトナー像を形成し、形成したトナー像を最終的に記録材上に転写して該記録材に画像を形成する画像形成装置において、画像情報に基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示すトナー付着量情報を検知するトナー付着量情報検知手段と、前記トナー付着量情報検知手段が検出したトナー付着量情報と前記画像情報とに基づいて、該画像情報に基づいて形成される画像中の画像濃度ムラを検出する画像濃度ムラ検出手段とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、形成した画像中に不定期の画像濃度ムラが発生しているかどうかを検出できるという効果を奏する。
図１は、実施形態１の画像形成装置の概略構成図である。 図２は、同画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。 図３は、同画像形成装置における現像装置の概略構成図である。 図４は、同画像形成装置における主要な制御系を示す説明図である。 図５は、（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを模式的に示した図である。（ｂ）は、同（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。（ｃ）は、同（ａ）に示した画像について検知した現像電流の時間変化（各副走査方向位置の現像電流値）を示すグラフである。 図６は、実施形態１における画像濃度ムラの検出制御の流れを示すフローチャートである。 図７は、同画像形成装置の表示部に表示される表示内容の一例を示す図である。 図８は、同画像形成装置の表示部に表示される表示内容の他の例を示す図である。 図９は、実施形態２の画像形成装置における現像装置及びトナー量調整装置の概略構成図である。 図１０は、同画像形成装置における主要な制御系を示す説明図である。 図１１は、実施形態２における画像濃度ムラの検出制御の流れを示すフローチャートである。 図１２は、同トナー量調整装置の他の例を示す図である。 図１３は、（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを模式的に示した図である。（ｂ）は、変形例２において、同（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。（ｃ）は、変形例２において、同（ａ）に示した画像について検知した現像電流の時間変化（各副走査方向位置の現像電流値）を示すグラフである。 図１４は、（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを中間転写ベルトの表面上に模式的に示した図である。（ｂ）は、変形例３において、同（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。
〔実施形態１〕
　以下、本発明に係る画像形成装置の一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態１の画像形成装置の概略構成図である。
　図２は、本実施形態１の画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。
　図１に示す画像形成装置は、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の例であるが、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機、１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機等、他の構成の画像形成装置でも、本発明は適用可能である。
　本実施形態１の画像形成装置１００は、中間転写体である中間転写ベルト１と、中間転写ベルト１の展張面あるいは張架面に沿って並設された、潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとを有している。符号に付記したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を示している。
　イエローの作像ステーションを代表して説明すると、感光体ドラム２Ｙの周りには、その表面移動方向順に、帯電ローラ３Ｙを備えた帯電装置、感光体ドラム２Ｙに露光を行って静電潜像を書き込む潜像形成手段としての光書込ユニット４、感光体ドラム２Ｙの表面電位を検出する電位検出手段としての表面電位センサ１９Ｙ、現像装置５Ｙ、などが配置されている。感光体ドラム２Ｙにトナー像を形成するトナー像形成手段は、帯電装置３Ｙ、光書込ユニット４、現像装置５Ｙ等から構成されている。他の色の作像ステーションにおいても同様である。
　中間転写ベルト１は、複数の支持部材としてのローラ１１，１２，１３で回転可能に支持されている。中間転写ベルト１は、伸びの少ないポリイミド樹脂に、電気抵抗を調整するためのカーボン粉末を分散せしめた材料からなっている。ローラ１３に対向する部位には、二次転写手段としての二次転写ベルト１６が設けられている。二次転写ベルト１６は、２つの支持ローラ１６Ａ，１６Ｂに回転可能に支持されている。
　光書込ユニット４は、図示しないレーザー制御部によって４つの半導体レーザーを駆動して各色に対応した書込光を出射する。そして、感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋをそれぞれの書込光によって暗中にて走査して、各感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像を書き込む。本実施形態１では、光書込ユニットとして、半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光書込を行うものを用いてもよい。
　光書込ユニット４の上方には、画像読取手段としてのスキャナ部９、自動原稿供給手段としてのＡＤＦ１０等が設けられている。画像形成装置１００の下部には、複数の給紙部としての給紙トレイ１７が設けられている。各給紙トレイ１７に収容された記録材としての記録紙は、ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２で給紙され、搬送ローラ対２３で搬送され、レジストローラ対２４により所定のタイミングで中間転写ベルト１と二次転写ベルト１６とが互いに対向した二次転写領域である二次転写ニップ部へ送られる。二次転写ニップ部の記録紙搬送方向下流側には、定着手段としての定着ユニット２５が設けられている。
　表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋは、光書込ユニット４により書き込まれた感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上の静電潜像の電位すなわち現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋによってトナーが付着されて現像される前の感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面電位を検出する。検出された表面電位は、帯電装置３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの帯電バイアス、光書込ユニット４のレーザーパワーなどの作像条件の設定情報にフィードバックされ、画像濃度の安定性を保つのに用いられる。
　図１において、符号２６は排紙トレイを、符号３７は図示しないＣＰＵ並びに不揮発性メモリおよび揮発性メモリを搭載した制御手段としての制御部を示している。
　図３は、本実施形態１の現像装置の概略構成図である。なお、以下の説明において、各色に共通する説明では、色分け符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを適宜省略する。
　図３に示すように、現像装置５は、それぞれ、感光体ドラム２の表面に現像ギャップｇを介して近接配置された現像剤担持体としての現像ローラ５ａを有している。現像ローラ５ａは、現像装置５内の、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を担持し、担持した現像剤中のトナーを感光体ドラム２に対向する現像領域で感光体ドラム２に付着させ、感光体ドラム２上にトナー像を形成する現像処理を行う。
　現像装置５の現像容器内には、現像剤撹拌手段である撹拌スクリュー５ｂ、供給スクリュー５ｃ、回収スクリュー５ｄが、現像ローラ５ａに対して平行に設けられている。撹拌スクリュー５ｂは、現像剤を撹拌しながら図中手前方向の端部まで搬送し、図示しない開口部を通して供給スクリュー５ｃへと搬送する。供給スクリュー５ｃは、現像剤を撹拌搬送しながら現像ローラ５ａに沿って搬送しつつ、現像ローラ５ａの表面に現像剤を供給する。現像ローラ５ａに供給された現像剤は、現像ローラ５ａの内部に配置されている磁界発生手段による磁界の作用により現像ローラ５ａの表面に担持され、現像ローラ５ａの回転に伴って図中矢印Ｂの方向へ搬送される。
　現像ローラ５ａの表面に担持された現像剤は、現像剤規制部材としてのドクタブレード５ｅによってその高さを規制された後、図中矢印Ａの方向に回転している感光体ドラム２の表面と対向する現像領域へと搬送される。そして、電源回路３３から現像ローラ５ａに供給されている現像電圧により現像領域に印加される現像バイアスの作用により、現像ローラ５ａの表面と感光体ドラム２上の静電潜像との間に現像電界が形成され、この現像電界の作用により、静電潜像部分にトナーが付着して現像処理が行われる。現像処理によりトナーが消費されて現像装置５の現像容器内に収容されている現像剤中のトナー濃度が低下すると、図示しないトナー補給部からトナーが攪拌スクリュー５ｂの上部にある図示しない開口部より現像容器内に補給される。
　なお、本実施形態１では、１本の現像ローラが現像領域で感光体ドラムと同方向に回転する順方向の一段現像方式を用いているが、この方式に限らず、例えば、複数本の現像ローラを用いた複数現像方式や、現像ローラを現像領域で感光体ドラムと逆方向に回転する逆方向の現像方式でもよい。また、本実施形態１は、二成分現像方式の例であるが、キャリアを含まない一成分現像方式であってもよい。
　光書込ユニット４は、画像情報に基づいて、図示しないレーザー制御部によって４つの図示しない半導体レーザーを駆動し、帯電装置３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋにより暗中にて一様に帯電された感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面それぞれに向けて書込光を出射する。光書込ユニット４は、この書込光により、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれを暗中にて走査して、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像を書き込む。本実施形態１では、光書込ユニット４として、図示しない半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。光書込ユニット４は、かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって静電潜像を書き込むものを用いてもよい。
　次に、図１に示す構成において、画像形成動作を一通り説明する。
　プリント開始命令が入力されると、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの周辺、中間転写ベルト１の周辺、記録紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、給紙トレイ１７から記録紙の給紙が開始される。一方、各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによってその表面を一様な電位に帯電され、光書込ユニット４から照射される書込光によってその表面を各色に対応する画像データに従って露光され、露光された後の電位パターンが静電潜像となる。この静電潜像を担持した感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの現像ローラ５ａからトナーを供給されることにより、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに担持されている静電潜像が現像される。
　図１の構成においては、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが４色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に現像されることになる。各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に現像されたトナー像は、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト１との対向領域である一次転写領域としての一次転写ニップ部において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに対向して設置された一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに印加される一次転写バイアス及び押圧力によって、中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作について、タイミングを合わせながら４色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。
　中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ニップ部において、レジストローラ対２４によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙に転写される。このとき、二次転写ベルト１６に印加される二次転写バイアス及び押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像が転写された記録紙は、定着ユニット２５を通過することにより、その記録紙の表面に担持されているトナー像が加熱定着される。その後、排紙トレイ２６へ搬送される。
　画像形成装置１００は、中間転写ベルト１の外周面に形成されたトナーパターンの画像濃度（単位面積当たりのトナー付着量）を検知する光学センサからなるトナー付着量検知センサ３０を備えている。トナー付着量検知センサ３０は、画質調整制御（プロセスコントロール）時に形成される所定のトナーパターンの画像濃度を検知するのに用いられ、その検知結果は、帯電装置３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの帯電バイアス、光書込ユニット４のレーザーパワーなどの作像条件の設定情報にフィードバックされ、画像濃度の安定性を保つのに用いられる。
　図４は、本実施形態１の主要な制御系を示す説明図である。
　本実施形態１においては、各色の感光体ドラム２と現像装置５の現像ローラ５ａとの間を流れる現像電流をトナー付着量情報として検知するトナー付着量情報検知手段としての現像電流検知手段が設けられている。本実施形態１の現像電流検知手段は、図４に示すように、電流検知回路３１によって構成されている。電流検知回路３１は、画像データに基づいて感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像ローラ５ａ上のトナーで現像する現像処理時に、電源回路３３から現像ローラ５ａへ出力される電流値を検知するものである。電源回路３３から現像ローラ５ａへ出力される電流は、そのほとんどが現像領域中のトナーの移動によって感光体ドラム２へと流れるものである。よって、電流検知回路３１によって検知される電流値は、当該現像処理時に感光体ドラム２と現像ローラ５ａとの間を流れる現像電流に相当する。
　本実施形態１では、電流検知回路３１によって検知される現像電流の値を、電流積分回路３２で積分した値（電荷量）に変換したものを制御部３７へ入力するが、電流検知回路３１で検知した現像電流の値を制御部３７へ直接入力してもよい。いずれにしても、制御部３７には、現像電流値に応じた電圧信号が入力される。この電圧信号は、電流検知回路３１又は電流積分回路３２から出力される出力信号そのままの信号であってもよいし、適切なカットオフ周波数をもたせたフィルタ回路を介した信号であってもよい。
　本実施形態１では、後述するように、制御部３７に入力された現像電流に応じて、その現像電流が流れた現像処理によって形成される画像中に許容範囲を超える画像濃度ムラが発生しているか否かを判断する。そして、画像濃度ムラが発生していると判断した場合には、画像形成装置１００に設けられた操作パネル等の表示部３４などの報知手段を用いて、画像濃度ムラの発生をユーザーに報知する。このとき、画像形成動作を中断しないまま報知のみを行うのが好ましい。また、後でユーザーがどの画像に画像濃度ムラが発生したのかを特定しやすいように、どの画像に画像濃度ムラが発生したのかを特定する情報も一緒に報知することが好ましい。
　実際の画像形成動作においては、毎回の画像形成時に生じる定常的な画像濃度ムラだけでなく、不定期の画像濃度ムラが生じることがある。定常的な画像濃度ムラについては、表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋの検知結果や、画質調整制御（プロセスコントロール）時のトナー付着量検知センサ３０の検知結果などをフィードバックして作像条件を補正することにより、改善することが可能である。しかしながら、不定期の画像濃度ムラについては、このような作像条件の補正によって改善することができない。そのため、ユーザーは、プリントのたびに、形成した画像中に不定期の画像濃度ムラが生じていないかどうかを目視で確認する作業を強いられていた。
　そこで、本実施形態１では、実際に画像形成される各画像に画像濃度ムラが発生しているかどうかを制御部３７で判断し、画像濃度ムラが発生したと判断したときにこれをユーザーに報知することで、ユーザーによる確認作業の負担を軽減する。なお、本実施形態１では、画像濃度ムラが発生しているかどうかを現像電流の検知結果から判断するが、これに限らず、画像データに基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示すトナー付着量情報を検知した結果であれば、表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋの検知結果や、トナー付着量検知センサ３０の検知結果を利用することも可能である。
　ただし、実際に形成される画像の内容は画像データに応じて多種多様であり、トナーパターンのように画像全体が一定の画像濃度で形成されるものではない。そのため、実際の画像についての現像処理時に流れる現像電流の時間変化を見ても、直接的には、当該画像の副走査方向の画像濃度ムラを把握することができない。一方で、実際に形成される画像の内容は、その画像の画像データから把握することが可能であり、その画像の副走査方向における画像濃度変化（トナー付着量変化）の目標値を画像データから把握することが可能である。したがって、本実施形態１においては、実際の画像についての現像処理時に検知された現像電流と、その画像の画像データとから、その画像に関する目標トナー付着量と実際のトナー付着量とのズレ量を把握し、そのズレ量の変化を見ることで、その画像中に画像濃度ムラが発生しているかどうかを判断する。
　制御部３７に入力される画像データは、例えば、主走査方向の印字率、画像濃度などの形成画像に関する情報や、書き込み情報など、画像情報に基づいて形成されるトナー像のトナー付着量の目標値を把握するのに有用な画像情報である。本実施形態１では、画像データを副走査方向に複数区分に分割し、各区分（副走査方向区分）における主走査方向のドットカウント値の積分値を用いて、各副走査方向区分内の印字率（トナー像部分の面積比率）を把握する。また、検知される現像電流と画像上の位置との関係を把握するための情報も制御部３７に入力される。この情報としては、例えば、書き込み開始タイミングの情報が挙げられる。なお、検知される現像電流と画像上の位置との関係を把握できる情報であれば、書き込み開始タイミングに限らず、検知される現像電流の立ち上がり時の情報などを用いることもできる。
　図５（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを模式的に示した図である。
　図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。
　図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した画像について検知した現像電流の時間変化（各副走査方向位置の現像電流値）を示すグラフである。
　図６は、本実施形態１における画像濃度ムラの検出制御の流れを示すフローチャートである。
　図５（ａ）に示すような画像イメージの画像データが入力された場合（Ｓ１）、画像形成装置１００内の図示しないコントローラは、入力された画像データをプリンタ言語に変換し、ドットカウント、書き込み開始タイミングなどの書き込み情報を得る。コントローラは、ドットカウントの情報とともに、書き込み開始タイミングの情報を制御部３７へ送る。制御部３７は、コントローラから受け取ったドットカウントの情報から、予め決められた副走査方向区分ごとに、画像濃度情報やドットカウント値を取得し（Ｓ２）、揮発メモリ内に保存する。
　本実施形態１では、例えば副走査方向１０ｍｍピッチで、所定の副走査方向長さをもつ複数の副走査方向区分（図５（ａ）中の破線で囲った部分）を設定し、各副走査方向区分内のドットカウントの積分値を取得する。なお、各副走査方向区分内のトナー付着量を予測できる情報であれば、ドットカウントの積分値以外の情報を用いてもよい。また、より細かいピッチに設定することが望まれる場合、本実施形態１では、副走査方向１ｍｍピッチ程度まではピッチを細かく設定することが可能である。どの程度のピッチにするかは、検出しようとする画像濃度ムラの周期などに応じて適宜決定される。副走査方向区分のピッチを制御で変更できるように構成してもよい。
　また、必ずしも画像の副走査方向全域にわたってドットカウント積分値を取得する必要はない。例えば、比較的長い周期の画像濃度ムラを検知する場合には、画像の副走査方向全域にわたってドットカウント積分値を取得する必要があるが、比較的短い周期の画像濃度ムラを検知する場合には、その周期を超える画像の副走査方向領域であれば、画像の副走査方向全域にわたってドットカウント積分値を取得する必要はない。ドットカウント積分値を取得する範囲（画像の副走査方向領域）は、操作パネル等の図示しない操作部などから簡単に設定できるようになっている。
　一方、入力された画像データに基づいて画像形成動作が開始されると（Ｓ３）、現像用の電源回路３３から現像ローラ５ａに現像電圧が印加され、これと同時に制御部３７は電流検知回路３１で検知される現像電流を順次揮発メモリへ保存していく（Ｓ４）。また、上述した書き込み開始タイミングでその画像データに基づく静電潜像の形成が開始され、形成された静電潜像は感光体ドラム２の回転に伴って現像領域を通過する。現像領域の通過する静電潜像には現像ローラ５ａ上からトナーが供給されて付着し、現像される。
　制御部３７は、コントローラより取得した書き込み開始タイミングから、揮発メモリ内に保存された現像電流データの中から、画像先端に対応する現像電流データを特定する（Ｓ５）。これにより、当該画像データの副走査方向位置に対応する各現像電流の値、すなわち、上述した各副走査方向区分の現像電流値を特定することができる。
　次に、制御部３７は、コントローラから取得した副走査方向区分のドットカウント積分値から、当該画像における画像濃度ムラプロファイルｆ（ｔ）を、下記の式（１）より算定する（Ｓ６）。なお、下記の式（１）中、「Ｉｄｅｖ（ｔ）」は各副走査方向区分の現像電流の正規化データ、「ｉ（ｔ）」は各副走査方向区分に対応する現像電流の計測値、「Ｃ（ｔ）」は各副走査方向区分のドットカウント積分値から生成される係数、「Ｋ」は現像電流値をトナー付着量に変換するための変換係数である。
　ｆ（ｔ）　＝　Ｉｄｅｖ（ｔ）　×　Ｋ　・・・（１）
　ただし、Ｉｄｅｖ（ｔ）＝ｉ（ｔ）×Ｃ（ｔ）である。
　係数Ｃ（ｔ）は、画像データの内容によって異なってくる各副走査方向区分間のトナー付着量の違いを排除して正規化するためのものであり、入力画像データから得られるドットカウント積分値からリアルタイムで演算される。一般に、ドットカウント積分値が小さいほど現像電流の計測値が低くなるため、この係数Ｃ（ｔ）は、ドットカウント積分値が小さい場合には大きく、ドットカウント積分値が大きい場合には小さく設定される。制御部３７は、入力画像データから副走査方向区分ごとの係数Ｃ（ｔ）を順次算出するとともに、算出した副走査方向区分の係数Ｃ（ｔ）と揮発性メモリに保存された当該副走査方向区分の現像電流データｉ（ｔ）とを乗じることにより、各副走査方向区分の現像電流正規化データＩｄｅｖ（ｔ）を得ることができる。
　その後、制御部３７は、算出された現像電流正規化データＩｄｅｖ（ｔ）に変換係数Ｋを乗ずることにより、各副走査方向区分についての正規化された画像濃度を得ることができる。これにより、各副走査方向区分間のトナー付着量の違いが排除された、副走査方向における画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）を得ることができる。そして、制御部３７は、得られた画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）が予め決められた許容範囲を超えるかどうかを判断し（Ｓ７）、許容範囲を超えている場合には、表示部３４を制御して画像濃度ムラが発生したことを報知する（Ｓ８）。具体的には、例えば、得られた画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）を周波数解析し、予め定められた閾値を超える周波数成分が存在する場合には許容範囲を超える画像濃度ムラが発生していると判断する。その後、入力画像データが無くなるまで（Ｓ９）、上述した処理を繰り返し行う。
　図７は、表示部３４に表示される表示内容の一例を示す図である。
　制御部３７が許容範囲を超える画像濃度ムラの発生を検出した場合、図示のように、表示部３４（操作パネル）の下部に「濃度ムラ発生情報」という文字画像が表示される。また、その文字画像の下には、どの色で画像濃度ムラが発生したのか（図７では「シアン」）、何枚目の画像に発生したのか（図７では「１５２１枚目」）等の文字画像が表示される。
　また、本実施形態１においては、画像濃度ムラが発生したことを単に報知するだけでなく、例えば、どのような画像濃度ムラが発生したのかという情報も解析して報知してもよい。具体的には、例えば、得られた画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）を周波数解析し、予め定められた閾値を超える周波数成分を抽出する。これにより、画像濃度ムラを生じさせている主な周波数（周期）が特定できるので、その画像濃度ムラ周期に対応する原因部品（感光体ドラムなのか現像ローラなのか等）を特定することが可能である。この場合、図８に示すように、「濃度ムラ発生情報」という文字画像の下に、どのような周期の画像濃度ムラが発生したのか（図８では「現像ローラ周期」）を示すメッセージが表示される。
　なお、報知方法については、表示部３４にメッセージ等の画像を表示する方法に限らず、アラームなどの音によって報知する方法であってもよいし、電子メールなどをユーザーへ送信して報知する方法であってもよい。
　また、画像濃度ムラの発生を検知した場合、このような報知に合わせて、他の動作制御を行ってもよい。例えば、画像濃度ムラの発生回数が規定値に達するまでは画像形成動作を継続するが、規定値を超えたらメンテナンスが必要であると判断して、画像形成動作を中断するといった動作制御を行っても良い。このとき、画像濃度ムラが発生した色や画像濃度ムラの周波数の違いにより画像濃度ムラの視認性が異なることから、前記規定値は、色ごと、あるいは周波数ごとに、個別に設定してもよく、ユーザーやオペレータによって設定変更できる構成としてもよい。
〔実施形態２〕
　次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について、図面を参照して説明する。
　なお、本実施形態２における基本的な構成及び動作については、上述した実施形態１と同様であるため、以下、上述した実施形態１とは異なる点を中心に説明する。
　図９は、本実施形態２の現像装置及びトナー量調整装置の概略構成図である。
　本実施形態２においては、各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に現像されたトナー像は、後述するトナー量調整装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋによって画像濃度ムラを低減するようにトナー付着量が調整された後、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト１との対向領域である一次転写領域としての一次転写ニップ部に搬送される。
　図１０は、本実施形態２の主要な制御系を示す説明図である。
　本実施形態２においても、各色の感光体ドラム２と現像装置５の現像ローラ５ａとの間を流れる現像電流をトナー付着量情報として検知するトナー付着量情報検知手段としての現像電流検知手段が設けられている。本実施形態２の現像電流検知手段も、図１０に示すように、電流検知回路３１によって構成されている。
　ここで、上述したように、実際の画像形成動作においては、毎回の画像形成時に生じる定常的な画像濃度ムラだけでなく、不定期の画像濃度ムラが生じることがある。定常的な画像濃度ムラについては、表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋの検知結果や、画質調整制御（プロセスコントロール）時のトナー付着量検知センサ３０の検知結果などをフィードバックして作像条件を補正することにより、改善することが可能である。しかしながら、不定期の画像濃度ムラについては、このような作像条件の補正によって改善することができない。
　そこで、本実施形態２では、実際に画像形成される各画像に画像濃度ムラが発生しているかどうかを制御部３７で検出し、検出した当該画像中の画像濃度ムラを低減させる画像濃度ムラ補正処理を行う。具体的には、当該画像についての現像処理中に制御部３７に入力された現像電流に応じて、その画像中に発生した画像濃度ムラを制御部３７で検出し、当該画像中に発生した画像濃度ムラを低減するようにトナー量調整装置４０を用いて画像濃度ムラ補正処理を行う。
　なお、本実施形態２では、画像濃度ムラを現像電流の検知結果に基づいて検出するが、これに限らず、画像データに基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示すトナー付着量情報を検知した結果であれば、表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋの検知結果や、トナー付着量検知センサ３０の検知結果を利用することも可能である。
　ただし、実際に形成される画像の内容は画像データに応じて多種多様であり、トナーパターンのように画像全体が一定の画像濃度で形成されるものではない。そのため、実際の画像についての現像処理時に流れる現像電流の時間変化を見ても、直接的には、当該画像の副走査方向の画像濃度ムラを把握することができない。一方で、実際に形成される画像の内容は、その画像の画像データから把握することが可能であり、その画像の副走査方向における画像濃度変化（トナー付着量変化）の目標値を画像データから把握することが可能である。したがって、本実施形態２においては、実際の画像についての現像処理時に検知された現像電流と、その画像の画像データとから、その画像に関する目標トナー付着量と実際のトナー付着量とのズレ量を把握し、そのズレ量の変化を見ることで、その画像中に画像濃度ムラが発生しているかどうかを検出する。
　制御部３７に入力される画像データは、例えば、主走査方向の印字率、画像濃度などの形成画像に関する情報や、書き込み情報など、画像情報に基づいて形成されるトナー像のトナー付着量の目標値を把握するのに有用な画像情報である。本実施形態２では、画像データを副走査方向に複数区分に分割し、各区分（副走査方向区分）における主走査方向のドットカウント値の積分値を用いて、各副走査方向区分内の印字率（トナー像部分の面積比率）を把握する。また、検知される現像電流と画像上の位置との関係を把握するための情報も制御部３７に入力される。この情報としては、例えば、書き込み開始タイミングの情報が挙げられる。なお、検知される現像電流と画像上の位置との関係を把握できる情報であれば、書き込み開始タイミングに限らず、検知される現像電流の立ち上がり時の情報などを用いることもできる。
　図１１は、本実施形態２における画像濃度ムラの検出制御の流れを示すフローチャートである。
　なお、入力される画像データの一例は、上述した実施形態１と同様、図５（ａ）～（ｃ）に示す。
　図５（ａ）に示すような画像イメージの画像データが入力された場合（Ｓ１）、画像形成装置１００内の図示しないコントローラは、入力された画像データをプリンタ言語に変換し、ドットカウント、書き込み開始タイミングなどの書き込み情報を得る。コントローラは、ドットカウントの情報とともに、書き込み開始タイミングの情報を制御部３７へ送る。制御部３７は、コントローラから受け取ったドットカウントの情報から、予め決められた副走査方向区分ごとに、画像濃度情報やドットカウント値を取得し（Ｓ２）、揮発メモリ内に保存する。
　一方、入力された画像データに基づいて画像形成動作が開始されると（Ｓ３）、現像用の電源回路３３から現像ローラ５ａに現像電圧が印加され、これと同時に制御部３７は電流検知回路３１で検知される現像電流を順次揮発メモリへ保存していく（Ｓ４）。また、上述した書き込み開始タイミングでその画像データに基づく静電潜像の形成が開始され、形成された静電潜像は感光体ドラム２の回転に伴って現像領域を通過する。現像領域の通過する静電潜像には現像ローラ５ａ上からトナーが供給されて付着し、現像される。
　制御部３７は、コントローラより取得した書き込み開始タイミングに基づき、揮発メモリ内に保存された現像電流データの中から、画像先端に対応する現像電流データを特定する（Ｓ５）。これにより、当該画像データの副走査方向位置に対応する各現像電流の値、すなわち、上述した各副走査方向区分の現像電流値を特定することができる。
　次に、制御部３７は、上述した実施形態１と同様、コントローラから取得した副走査方向区分のドットカウント積分値から、当該画像における画像濃度ムラプロファイルｆ（ｔ）を、上記の式（１）より算定する（Ｓ６）。
　その後、制御部３７は、算出された現像電流正規化データＩｄｅｖ（ｔ）に変換係数Ｋを乗ずることにより、各副走査方向区分についての正規化された画像濃度を得ることができる。これにより、各副走査方向区分間のトナー付着量の違いが排除された、副走査方向における画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）を得ることができる。そして、制御部３７は、取得した画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）に基づいて、後述する画像濃度ムラ補正処理を実行する（Ｓ７）。その後、入力画像データが無くなるまで（Ｓ８）、上述した処理を繰り返し行う。
　次に、本実施形態２における画像濃度ムラ補正処理について説明する。
　本実施形態２の画像濃度ムラ補正処理で用いるトナー量調整装置４０は、図９に示したように、感光体ドラム２の表面と対向するように配置される回転体であるトナー量調整ローラ４１と、このトナー量調整ローラ４１の外周面に付着したトナーをクリーニングするためのクリーニング部材としてのクリーニングブラシ４２と、制御部３７の制御に従ってトナー量調整ローラ４１に電圧を印加するトナー量調整用電源４３とから構成されている。
　このトナー量調整装置４０は、電圧が印加されるトナー量調整ローラ４１の外周面と感光体ドラム２上のトナー像との対向領域（以下「トナー量調整領域」という。）に生じる電界の作用で、その対向領域を通過するトナー像のトナーをトナー量調整ローラ４１側へ移動させることができる。したがって、制御部３７によりトナー量調整ローラ４１に印加される電圧を制御することにより、トナー量調整領域を通過するトナー像各部のトナー付着量を調整することができる。
　トナー量調整ローラ４１の回転軸方向長さは、現像ローラ５ａと同等であり、感光体ドラム２上に形成されるトナー像の主走査方向長さよりも長いことが好ましい。トナー量調整ローラ４１が配置される感光体ドラム回転方向位置は、現像領域から一次転写ニップ部までの間に設定されている。本実施形態２では、上述したように現像電流から画像濃度ムラを検出することから、現像領域を通過した後でないと画像濃度ムラを検出できない。そのため、トナー量調整ローラ４１は現像領域よりもトナー像移動経路下流側に配置されることになる。一方、本実施形態２では、感光体ドラム２上のトナー像に対して画像濃度ムラ補正処理を行うので、トナー量調整ローラ４１は一次転写ニップ部よりもトナー像移動経路（感光体ドラム回転方向）上流側に配置される。ただし、感光体ドラム２上のトナー像ではなく、中間転写ベルト１上のトナー像や記録紙上のトナー像に対して画像濃度ムラ補正処理を行うことも可能である。この場合、トナー量調整ローラ４１は、一次転写ニップ部よりもトナー像移動経路下流側に配置される。
　本実施形態２の画像濃度ムラ補正処理においては、まず、画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）と補正値との相関関係を示す相関関係情報である補正係数を、制御部３７内の不揮発性メモリに予め記憶しておく。この補正値は、トナー量調整用電源４３からトナー量調整ローラ４１へ印加する電圧値に相当するものである。そして、上述したようにして、入力された画像データに基づいて画像形成動作が開始され、当該画像についての画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）の検出を開始したら、順次検出される画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）に補正係数Ｐを乗じて補正値Ｖｃｒ（ｔ）を順次算出する。
　画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）と補正値Ｖｃｒ（ｔ）との相関関係は、本画像形成装置の状態（現像能力等）などに応じて経時的に変化する。そのため、補正係数Ｐとしては、固定値を用いるのではなく、画像形成装置の状態に応じて補正係数Ｐを変更する構成とするのが好ましい。例えば、画像形成装置の状態と補正係数Ｐとの対応関係を示すデータテーブルを保持しておき、画像形成装置の状態を検知した結果に応じて適切な補正係数Ｐをデータテーブルから選択する。
　制御部３７は、画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）から算出した補正値Ｖｃｒ（ｔ）に係る電圧が、対応するトナー像上の位置がトナー量調整領域を通過するタイミングに合わせて、トナー量調整ローラ４１へ印加されるように、トナー量調整用電源４３を制御する。このタイミングは、例えば、本画像形成装置のレイアウト情報とプロセス速度（感光体ドラム２の表面移動速度）とから計算できる。
　本実施形態２において、画像濃度ムラのプロファイルｆ（ｔ）から算出される補正値Ｖｃｒ（ｔ）に係る電圧がトナー量調整ローラ４１に印加されることで、目標トナー付着量よりもトナー付着量が多いトナー像部分がトナー量調整領域を通過する際に、余分なトナーがトナー量調整ローラ４１側へ移動してトナー量調整ローラ４１の外周面上に付着する。これにより、当該トナー像部分のトナー付着量を目標トナー付着量に近付けることができる結果、当該画像中に発生した副走査方向の画像濃度ムラを低減することができる。トナー量調整ローラ４１の外周面上に付着したトナーは、クリーニングブラシ４２によりトナー量調整ローラ４１から静電的に回収される。なお、トナー量調整ローラ４１をクリーニングするクリーニング部材としては、クリーニングブレード等の他の部材であってもよい。
　なお、本実施形態２の画像濃度ムラ補正処理は、目標トナー付着量よりもトナー付着量が多いトナー像部分から余分なトナーを除去してトナー付着量を減らすことにより画像濃度ムラを低減するものであるが、画像濃度ムラ補正処理はこれに限られない。例えば、目標トナー付着量よりもトナー付着量が少ないトナー像部分に不足分のトナーを付与してトナー付着量を増やすことにより画像濃度ムラを低減するものであってもよい。あるいは、トナー付着量の過不足に応じてトナー付着量を増減させて画像濃度ムラを低減するものであってもよい。例えば、トナー量調整ローラ４１の外周面上に所定量のトナー層を形成する構成とすれば、制御部３７によりトナー量調整ローラ４１に印加される電圧を制御することにより、トナー量調整領域に生じる電界をコントロールして、トナー量調整領域を通過するトナー像各部のトナー付着量を増やしたりあるいは増減させたりすることが可能である。
　また、本実施形態２のトナー量調整装置４０は、補正値に応じた電圧が印加される回転体がトナー量調整ローラ４１というローラ状部材であるが、ベルト状部材からなる回転体を用いてもよい。例えば、図１２に示すようなトナー量調整装置１４０が挙げられる。このトナー量調整装置１４０は、無端状ベルト部材であるトナー量調整ベルト１４１を２つの支持ローラ１４４，１４５によって張架した構成であり、感光体ドラム２に対して対向配置される一方の支持ローラ１４４に、トナー量調整用電源１４３から電圧を印加する。トナー量調整ベルト１４１上に付着したトナーは、クリーニングブラシ１４２により静電的に回収される。
〔変形例１〕
　次に、上述した実施形態１及び２における画像濃度ムラの検出制御の一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
　現像領域内に存在する静電潜像の総面積が同じでも、静電潜像の分布状況によって、検出される現像電流の値が変わってくることが確認されている。例えば、同じ数のドット潜像が、すべて隣接して配置されている場合と、互いに離れて配置されている場合とでは、前者よりも後者の方が検出される現像電流の値が小さい。これは、ドット潜像が離散して配置される場合、各ドット潜像はそれぞれの露光のみによって電位が落とされるが、ドット潜像が隣接配置されている場合には、隣接するドット潜像の露光が互いに影響して各ドット潜像部分の電位はより大きく落ちることに起因する。
　そこで、本変形例１では、画像データの内容によって異なってくる各副走査方向区分間のトナー付着量の違いを排除して正規化するための係数Ｃ（ｔ）を算出するにあたり、ドットカウント積分値だけでなく、ドット潜像の密度に関する密度情報も用いる。詳しくは、ドットカウント積分値が大きいほど、またドット潜像の密度が小さいほど、係数Ｃ（ｔ）が小さく設定され、ドットカウント積分値が小さいほど、またドット潜像の密度が大きいほど、係数Ｃ（ｔ）が大きく設定される。具体的には、下記の式（２）より算定する。
　Ｃ（ｔ）　＝　∫（Ｋ１×Ｄ）・ｄｔ　＋　∫（Ｋ２×Ａ）・ｄｔ　・・・（２）
　なお、前記式（２）中、「Ｄ」はドット潜像の密度であり、「Ａ」はドットカウント積分値であり、「Ｋ１」はドット潜像密度Ｄについての重み係数であり、「Ｋ２」はドットカウント積分値Ａについての重み係数である。重み係数Ｋ１は、予め実験に基づいて設計され、ドット潜像密度Ｄによって変化する係数であり、重み係数Ｋ２は、予め実験に基づいて設計され、ドットカウント積分値Ａによって変化する係数である。ここで、ｔは時間であり、Ｃ（ｔ）は決まった制御周期によって逐次演算される。
　なお、本変形例では主走査内にある潜像密度Ｄの単一のパターンが形成された場合を想定しているが、主走査方向に複数の潜像密度のパターンが混在している場合は、前記式（２）中の第一項は、それぞれの主走査位置におけるパターンの主走査長さも考慮して、下記の式（３）のようになる。
　Ｃ（ｔ）　＝　∫（Ｋ１×Ｄ×Ｌ）・ｄｔ　＋　∫（Ｋ２×Ａ）・ｄｔ　・・・（３）
　ここで、「Ｌ」は主走査長さである。第一項内（Ｋ１×Ｄ×Ｌ）は、パターン毎について演算され、加算される。このような形態とすることで、ドットカウント値（第二項）が同一でも、パターン濃度に応じて変化する（第一項の値が高濃度で大きく、低濃度で低く）ために、これまでよりも高精度に濃度むら情報を検出することが可能である。
〔変形例２〕
　次に、上述した実施形態１及び２における画像濃度ムラの検出制御の他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
　図１３（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを模式的に示した図である。
　図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。
　図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示した画像について検知した現像電流の時間変化（各副走査方向位置の現像電流値）を示すグラフである。
　本変形例２では、各副走査方向区分について得られるドットカウント積分値と閾値とを比較し、ドットカウント積分値が閾値未満である副走査方向区分についての現像電流データは、画像濃度ムラの検出に使用しない。これにより、画像濃度ムラの検出に使用する現像電流データを、一定以上のトナー付着量が付着する画像の現像処理時のものに限定することができる。トナー付着量が少ない画像の現像処理時に検知される現像電流の測定値は小さい値であり、外乱ノイズ等の影響で、そのトナー付着量との間の誤差が大きい場合がある。本変形例２によれば、このような信頼性の低い現像電流データを排除して画像濃度ムラの検出を行うので、より高精度な画像濃度ムラの検出が実現できる。
　ドットカウント積分値の閾値は予め実験により設定することができる。本実施形態１及び２では、副走査方向区分の全ドット数に対するドットカウント積分値の比率が１０％となる閾値を設定しているが、この閾値は適宜設定される。
　なお、本変形例２では、ドットカウント積分値を閾値と比較して画像濃度ムラの検出に用いる現像電流データを選定しているが、現像電流値を閾値とを比較して画像濃度ムラの検出に用いる現像電流データを選定してもよい。
〔変形例３〕
　次に、上述した実施形態１及び２における画像濃度ムラの検出制御の更に他の変形例（以下、本変形例を「変形例３」という。）について説明する。
　図１４（ａ）は、入力された画像データの一例について、その画像イメージを中間転写ベルト１の表面上に模式的に示した図である。
　図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示した画像の各副走査方向区分のドットカウント積分値を示すグラフである。
　上述したとおり、現像電流の測定値が小さい場合には、外乱ノイズ等の影響で、現像電流とトナー付着量との間の相関関係が得にくく、誤差が大きくなる場合がある。本変形例３においては、画像データに基づいて形成される静電潜像に対し、図１４（ａ）に示すように、その主走査方向に隣接する画像領域外に、所定の補助用トナーパターンに対応する静電潜像を形成する。この場合、図１４（ｂ）に示すように、各副走査方向区分のドットカウント積分値には、補助用トナーパターンのドットカウント分が加算される。これらの静電潜像に対して同時に現像処理が行われる結果、最低でも所定の補助用トナーパターン分の現像処理が行われ、現像処理時に流れる現像電流の最低値を底上げすることができる。
　補助用トナーパターンは、これを形成するための画像領域外のスペースが制限されていることから、所定量以上のトナー付着量をもつ高濃度トナーパターンであるのが好ましい。現像電流の最低値を大きく底上げするには、ベタのトナーパターンであることが好ましいが、本実施形態１の画像形成装置１００では画像濃度が２０％以上のトナーパターンであれば十分に効果が得られる。
　補助用トナーパターンは、すべての画像に対して形成してもよいが、トナー消費量を抑制するため、例えば、画像濃度ムラの発生が規定回数以上検出されたら、その後の指定枚数分の画像について補助用トナーパターンを形成するようにしてもよい。
　また、コントローラから取得したドットカウント積分値が所定の閾値未満である副走査方向区分を特定し、その副走査方向区分の主走査方向画像領域外に限定して補助用トナーパターンを形成するようにしてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　例えば、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能なカラーデジタル複合機、その他、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の組み合わせの複合機であっても良い。近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像を形成可能な画像形成装置が多くなってきているが、本発明を適用する画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。かかる画像形成装置は、一般にコピー等に用いられる普通紙のみならず、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをも記録シートであるシート状の記録材としてこれに画像形成を行うことが可能であることが望ましい。かかる画像形成装置は、記録材としての記録紙の片面に画像形成可能な画像形成装置であっても良い。このような画像形成装置に用いる現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。
　本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
　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）
　表面移動する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ等の潜像担持体の表面に、帯電装置３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、光書込ユニット４、現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ等のトナー像形成手段により画像情報（画像データ）に基づいてトナー像を形成し、形成したトナー像を最終的に記録紙等の記録材上に転写して該記録材に画像を形成する画像形成装置１００において、画像情報に基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示す現像電流ｉ（ｔ）等のトナー付着量情報を検知する電流検知回路３１等のトナー付着量情報検知手段と、前記トナー付着量情報検知手段が検出したトナー付着量情報と前記画像情報とに基づいて、該画像情報に基づいて形成される画像中の画像濃度ムラを検出する制御部３７等の画像濃度ムラ検出手段とを有することを特徴とする。
　不定期の頁内画像濃度ムラについては、どの画像に発生するかを予測することは困難であることから、実際に形成される画像上で画像濃度ムラが生じているかどうかを検出する必要がある。このとき、実際に形成される画像の内容は画像情報に応じて多種多様であり、トナーパターンのように画像全体が一定の画像濃度で形成されるものではない。そのため、公知のトナー付着量情報検知手段を利用して実際に形成された画像の副走査方向（潜像担持体表面移動方向に対応する方向）のトナー付着量変化をトナー付着量情報検知手段で単に検出するだけでは、その検出結果から当該画像の画像濃度ムラを把握することができない。一方で、実際に形成される画像の内容は、その画像の画像情報から把握することが可能であり、その画像の副走査方向におけるトナー付着量変化の目標値を画像情報から把握することが可能である。したがって、トナー付着量情報検知手段によって検知した実際の画像についてのトナー付着量情報と、その画像の画像情報とから、その画像に関する目標トナー付着量と実際のトナー付着量とのズレ量についての副走査方向の変化を把握することが可能である。このズレ量についての副走査方向の変化は、副走査方向における画像の画像濃度ムラを示す情報である。よって、本態様によれば、実際に形成される画像中の画像濃度ムラを検出することができる。
（態様Ｂ）
　前記態様Ａにおいて、前記トナー像形成手段は、前記潜像担持体の表面に画像情報に基づいた潜像を形成し、該潜像担持体と現像ローラ５ａ等の現像剤担持体との間に現像バイアスを印加することで所定極性に帯電したトナーを該現像剤担持体から該潜像へ移動させる現像処理を行うことにより、該潜像担持体の表面にトナー像を形成するものであり、前記トナー付着量情報検知手段は、画像情報に基づいて形成された潜像に対して現像処理を行うときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間を流れる現像電流ｉ（ｔ）を前記トナー付着量情報として検知する電流検知回路３１等の現像電流検知手段であることを特徴とする。
　トナー付着量情報を検知するトナー付着量情報検知手段としては、例えば、現像処理後のトナー像の画像濃度を光学的に検知するトナー付着量検知センサ３０等が挙げられる。本態様のように現像電流を検知する方法によれば、現像処理とほぼ同時期にトナー付着量情報を検知することができるので、トナー像の画像濃度からトナー付着量情報を検知する方法と比較して、より迅速な検知が可能となる。
（態様Ｃ）
　前記態様Ｂにおいて、前記画像濃度ムラ検出手段は、前記現像電流検知手段が現像電流を検知するときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するトナー像部分（副走査方向区分）のトナー付着量を示すドットカウント積分値等の指標値を前記画像情報から取得し、該指標値が規定量以上のトナー付着量を示すものであるときの当該トナー像部分（副走査方向区分）を流れる現像電流と前記画像情報とに基づいて、前記画像濃度ムラを検出することを特徴とする。
　これによれば、前記変形例２で説明したとおり、検知される値が小さい現像電流を排除して外乱ノイズ等の影響による画像濃度ムラの誤検知を少なくできるので、より高精度な画像濃度ムラの検出を実現できる。
（態様Ｄ）
　前記態様Ｃにおいて、前記指標値は、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向（主走査方向）における前記トナー像部分の面積比率を含むことを特徴とする。
　このような指標値は画像情報から取得しやすいので、より簡易に指標値を得ることができる。
（態様Ｅ）
　前記態様Ｃ又はＤにおいて、前記指標値は、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向（主走査方向）における前記トナー像部分の画像濃度を含むことを特徴とする。
　このような指標値は画像情報から取得しやすいので、より簡易に指標値を得ることができる。
（態様Ｆ）
　前記態様Ｂ～Ｅのいずれかの態様において、前記トナー像形成手段は、前記現像電流検知手段が現像電流を検知するときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するトナー像部分に対応する潜像部分における潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向の画像領域外に、所定の補助用トナーパターンに対応する潜像を形成して現像処理を行うものであり、前記現像電流検知手段は、前記トナー像部分と前記補助用トナーパターンとが前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するときの現像電流を検知することを特徴とする。
　これによれば、前記変形例３で説明したとおり、検知される現像電流の値を底上げして外乱ノイズ等の影響を小さくでき、より高精度な画像濃度ムラの検出を実現できる。
（態様Ｇ）
　前記態様Ｆにおいて、前記トナー像形成手段は、前記トナー像部分のトナー付着量を示すドットカウント積分値等の指標値を前記画像情報から取得し、該指標値が所定の閾値未満のトナー付着量を示すものであるときに、当該トナー像部分に対応する潜像部分における潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向の画像領域外に、前記所定の補助用トナーパターンに対応する潜像を形成することを特徴とする。
　これによれば、不必要な補助用トナーパターンの形成によるトナー消費を抑制できる。
（態様Ｈ）
　前記態様Ｆ又はＧにおいて、前記補助用トナーパターンは、所定量以上のトナー付着量をもつトナーパターンであることを特徴とする。
　これによれば、補助用トナーパターンを形成するスペースが限られていても、検知される現像電流の値を十分に底上げして外乱ノイズ等の影響を効果的に小さくでき、より高精度な画像濃度ムラの検出を実現できる。
（態様Ｉ）
　前記態様Ｂ～Ｈのいずれかの態様において、前記画像濃度ムラ検出手段は、前記現像電流検知手段が検知した現像電流を所定の検知時間分だけ取得し、取得した現像電流と前記画像情報とに基づいて前記画像濃度ムラを検出するものであることを特徴とする。
　比較的長い周期の画像濃度ムラを検知する場合には、画像の副走査方向全域にわたって現像電流を検知する必要があるが、比較的短い周期の画像濃度ムラを検知する場合には、その周期を超える画像の副走査方向領域であれば、画像の副走査方向全域にわたって現像電流を検知する必要はない。本態様によれば、比較的短い周期の画像濃度ムラについては、画像の副走査方向全域について現像電流を検知する場合よりも早く画像濃度ムラを検出することが可能である。
　特に、前記所定の検知時間を変更する変更手段を設ければ、例えば、所定周期の画像濃度ムラが検出された後は、その周期に対応する検知時間に変更してその周期の画像濃度ムラだけを迅速に検知するといった処理が可能となる。
（態様Ｊ）
　前記態様Ａ～Ｉのいずれかの態様において、前記画像濃度ムラ検出手段が画像濃度ムラを検出したとき、画像濃度ムラの発生を報知する表示部３４等の報知手段を有することを特徴とした。
　これによれば、画像濃度ムラが発生したことをユーザーやオペレータに知らせることができ、ユーザーによる画像濃度ムラ発生の確認作業の負担を軽減することができる。
（態様Ｋ）
　前記態様Ａ～Ｊのいずれかの態様において、前記画像濃度ムラ検出手段が潜像担持体表面移動方向の画像濃度ムラを検出するものであり、前記潜像担持体に形成された後のトナー像のトナー付着量を増減させるトナー量調整装置４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ等のトナー付着量増減手段と、前記画像濃度ムラ検出手段の検出結果に応じて、前記画像情報に基づいて形成される画像中の画像濃度ムラが低減するように前記トナー付着量増減手段を制御する制御部３７等の制御手段とを有することを特徴とする。
　そして、本態様によれば、実際に形成される画像中に発生している副走査方向の画像濃度ムラを検出し、その画像濃度ムラが検出されたトナー像のトナー付着量をトナー付着量増減手段により増減させることによって、当該画像中の副走査方向の画像濃度ムラを低減する。これにより、どの画像に発生するかを予測することが困難な不定期の画像濃度ムラが発生してしまった画像も、その画像濃度ムラを抑制することができ、このような画像も無駄にしないで利用することが可能となる。
（態様Ｌ）
　前記態様Ｋにおいて、前記トナー付着量情報検知手段は、前記潜像担持体の表面上のトナー像についてのトナー付着量情報を検知するものであり、前記トナー付着量増減手段は、前記潜像担持体の表面上のトナー像のトナー付着量を増減させるものであることを特徴とする。
　これによれば、潜像担持体の表面上で画像濃度ムラを低減させることができるので、複数のトナー像を重ね合わせて画像を形成する場合でも、個々のトナー像についての画像濃度ムラを個別に低減することが容易である。
（態様Ｍ）
　前記態様Ｋ又はＬにおいて、前記トナー付着量増減手段は、トナー像からトナーを除去することによりトナー付着量を減少させるものであることを特徴とする。
　これによれば、簡易な構成、制御によって、画像濃度ムラを低減することができる。
（態様Ｎ）
　前記態様Ｍにおいて、前記トナー付着量増減手段は、前記制御手段の制御に従って電圧が印加されるトナー量調整ローラ４１等の回転体をトナー像と対向する位置で回転させ、該回転体と該トナー像との間の電界の作用で該回転体へトナーを移動させるものであることを特徴とする。
　これによれば、簡易なトナー付着量増減手段を実現できる。
　１　中間転写ベルト
　２　感光体ドラム
　３　帯電装置
　４　光書込ユニット
　５　現像装置
　５ａ　現像ローラ
　６　一次転写ローラ
　１６　二次転写ベルト
　１９　表面電位センサ
　２５　定着ユニット
　３０　トナー付着量検知センサ
　３１　電流検知回路
　３２　電流積分回路
　３３　電源回路
　３４　表示部
　３７　制御部
　４０，１４０　トナー量調整装置
　４１　トナー量調整ローラ
　４２，１４２　クリーニングブラシ
　４３，１４３　トナー量調整用電源
　１００ 画像形成装置
　１４１ トナー量調整ベルト
　１４４，１４５　支持ローラ
特許第３８２５１８４号公報 特許第３２２４５９３号公報 特許第４７９３３４０号公報

Claims (12)

  1. 　表面移動する潜像担持体の表面に、トナー像形成手段により画像情報に基づいてトナー像を形成し、形成したトナー像を最終的に記録材上に転写して該記録材に画像を形成する画像形成装置において、
    　画像情報に基づいて形成されるトナー像のトナー付着量を示すトナー付着量情報を検知するトナー付着量情報検知手段と、
    　前記トナー付着量情報検知手段が検出したトナー付着量情報と前記画像情報とに基づいて、該画像情報に基づいて形成される画像中の画像濃度ムラを検出する画像濃度ムラ検出手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 　請求項１の画像形成装置において、
    　前記トナー像形成手段は、前記潜像担持体の表面に画像情報に基づいた潜像を形成し、該潜像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加することで所定極性に帯電したトナーを該現像剤担持体から該潜像へ移動させる現像処理を行うことにより、該潜像担持体の表面にトナー像を形成するものであり、
    　前記トナー付着量情報検知手段は、画像情報に基づいて形成された潜像に対して現像処理を行うときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間を流れる現像電流を前記トナー付着量情報として検知する現像電流検知手段である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、
    　前記画像濃度ムラ検出手段は、前記現像電流検知手段が現像電流を検知するときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するトナー像部分のトナー付着量を示す指標値を前記画像情報から取得し、該指標値が規定量以上のトナー付着量を示すものであるときの当該トナー像部分を流れる現像電流と前記画像情報とに基づいて、前記画像濃度ムラを検出することを特徴とする画像形成装置。
  4. 　請求項３の画像形成装置において、
    　前記指標値は、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向における前記トナー像部分の面積比率を含むことを特徴とする画像形成装置。
  5. 　請求項３又は４の画像形成装置において、
    　前記指標値は、潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向における前記トナー像部分の画像濃度を含むことを特徴とする画像形成装置。
  6. 　請求項２の画像形成装置において、
    　前記トナー像形成手段は、前記現像電流検知手段が現像電流を検知するときに前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するトナー像部分に対応する潜像部分における潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向の画像領域外に、所定の補助用トナーパターンに対応する潜像を形成して現像処理を行うものであり、
    　前記現像電流検知手段は、前記トナー像部分と前記補助用トナーパターンとが前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間に存在するときの現像電流を検知することを特徴とする画像形成装置。
  7. 　請求項６の画像形成装置において、
    　前記トナー像形成手段は、前記トナー像部分のトナー付着量を示す指標値を前記画像情報から取得し、該指標値が所定の閾値未満のトナー付着量を示すものであるときに、当該トナー像部分に対応する潜像部分における潜像担持体表面移動方向に対して直交する方向の画像領域外に、前記所定の補助用トナーパターンに対応する潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
  8. 　請求項１の画像形成装置において、
    　前記画像濃度ムラ検出手段が画像濃度ムラを検出したとき、画像濃度ムラの発生を報知する報知手段を有することを特徴とした画像形成装置。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    　前記画像濃度ムラ検出手段が潜像担持体表面移動方向の画像濃度ムラを検出するものであり、
    　前記潜像担持体に形成された後のトナー像のトナー付着量を増減させるトナー付着量増減手段と、
    　前記画像濃度ムラ検出手段の検出結果に応じて、前記画像情報に基づいて形成される画像中の潜像担持体表面移動方向の画像濃度ムラが低減するように前記トナー付着量増減手段を制御する制御手段とを有する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、
    　前記トナー付着量情報検知手段は、前記潜像担持体の表面上のトナー像についてのトナー付着量情報を検知するものであり、
    　前記トナー付着量増減手段は、前記潜像担持体の表面上のトナー像のトナー付着量を増減させるものであることを特徴とする画像形成装置。
  11. 　請求項９の画像形成装置において、
    　前記トナー付着量増減手段は、トナー像からトナーを除去することによりトナー付着量を減少させるものであることを特徴とする画像形成装置。
  12. 　請求項１１の画像形成装置において、
    　前記トナー付着量増減手段は、前記制御手段の制御に従って電圧が印加される回転体をトナー像と対向する位置で回転させ、該回転体と該トナー像との間の電界の作用で該回転体へトナーを移動させるものであることを特徴とする画像形成装置。
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