(57)【要約】【課題】  感光ドラムの長手方向（主走査方向）において必ずしも膜厚は同じであるとは限らず、より精度よく濃度ムラを補正するためには濃度センサを増やす必要がある。しかし、濃度ムラを補正するために濃度センサを増やすことはコストアップにつながってしまう。【解決手段】  主走査方向における複数の区間に応じて、露光量を補正する制御手段を備え、制御手段は、第１の検知手段により第１の検知用画像を検知した第１の検知結果と、第２の検知手段により第２の検知用画像を検知した第２の検知結果と、に基づき、主走査方向における複数の区間の露光量を補正する。【選択図】  図８
2020166183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の回転方向と直交する主走査方向に光を照射することで静電潜像を形成する露光手段と、
前記感光体に形成された前記静電潜像をトナーにより画像として現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された画像を像担持体に一次転写する一次転写手段と、
前記像担持体に一次転写された画像を記録材に二次転写する二次転写手段と、
二次転写された画像を記録材に定着する定着手段と、
前記像担持体に形成された第１の検知用画像を検知する第１の検知手段と、
前記記録材に形成された第２の検知用画像を検知する第２の検知手段と、
前記主走査方向における複数の区間に応じて、露光量を補正する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の検知手段により前記第１の検知用画像を検知した第１の検知結果と、前記第２の検知手段により前記第２の検知用画像を検知した第２の検知結果と、に基づき、前記主走査方向における複数の区間の露光量を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の検知用画像は、前記主走査方向における第１の区間に形成され、
前記第２の検知用画像は、前記主走査方向における前記第１の区間とは異なる第２の区間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の検知用画像は、前記主走査方向における前記像担持体の一端に対応する第１の端部と、他端に対応する第２の端部に形成され、
前記第２の検知用画像は、前記主走査方向における前記像担持体の中央に対応する中央部に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記中央部の露光量を基準に、前記主走査方向における複数の区間の露光量を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記中央部の露光量より前記第１の端部及び前記第２の端部の露光量の方が大きくなるように補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の検知手段は濃度センサであり、前記第２の検知手段はカラーセンサであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の検知手段は、前記第２の検知用画像からの反射光を分光する分光手段と、
前記分光された光を受光する複数の受光素子と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の検知用画像を検知した前記第１の検知結果に基づき、階調特性を補正し、補正した階調特性で前記第２の検知用画像を形成させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記補正した前記第２の検知用画像を形成するためのデータと、検知した前記第２の検知結果と、に基づき、再び前記主走査方向における複数の区間の露光量を補正することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の検知手段は、前記主走査方向において複数配置されており、
前記第２の検知手段は、前記主走査方向において１つ配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体に一次転写されず、前記感光体に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記複数の主走査方向における複数の区間の露光量のうち、少なくとも１つの露光量が閾値を超えている場合は、前記感光体が寿命に到達していることを報知することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光量の補正を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザプリンタなどの電子写真方式のカラー画像形成装置は、露光手段により感光ドラムを露光することで、感光ドラム上に静電潜像を形成する。そして、静電潜像を現像剤で現像することで感光ドラム表面にトナー画像を形成する。そして、記録材上に転写することで、画像を形成する。なお、露光手段の光源としてはレーザ、ＬＥＤなどを用いることができる。
【０００３】
このような画像形成装置においては、さまざまな理由で感光ドラムの長手方向の濃度ムラが生じる。その原因は、露光量のムラ、感光ドラムの感度のムラ、現像手段に起因する長手ムラなど様々あるが、原因の一つとして感光ドラムの長手方向の膜厚ムラがある。この膜厚ムラによって、形成する画像に濃度ムラが生じる。この濃度ムラを低減するために、特許文献１には、濃度ムラを検知するためのトナーパッチを形成し、トナーパッチの濃度検知結果に基づき、主走査方向のレーザの最大露光量のプロファイルを調整する方法が開示されている。ここでレーザの最大露光量とは、濃度１００％の画像（ベタ画像）を形成する際に用いられる光量である。最大露光量を調整することにより、主走査方向のハーフトーンを含めた濃度ムラを低減することができる。レーザの最大露光量の調整は、レーザの走査領域を主走査方向で複数に分割し、分割した走査領域毎に最大露光量を調整することで行っている。
【０００４】
また、特許文献２には、中間転写ベルトの両端部に形成されたトナーパッチを検知し、濃度ムラを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９８６２６
【特許文献２】特開２０１３−８００１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のように、一般的に濃度センサは両端部に配置されている。よって、２つの濃度センサにより濃度を検知した結果によって、両端部における感光ドラムの膜厚に応じた濃度ムラを補正することは可能である。しかし、感光ドラムの長手方向（主走査方向）において必ずしも膜厚は同じであるとは限らず、より精度よく濃度ムラを補正するためには濃度センサを増やす必要がある。しかし、濃度ムラを補正するために濃度センサを増やすことはコストアップにつながってしまう。
【０００７】
本出願に係る発明は、上記のような状況を鑑みてなされたものであり、コストアップを抑制しつつ、濃度ムラによる画質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、感光体と、前記感光体の回転方向と直交する主走査方向に光を照射することで静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナーにより画像として現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を像担持体に一次転写する一次転写手段と、前記像担持体に一次転写された画像を記録材に二次転写する二次転写手段と、二次転写された画像を記録材に定着する定着手段と、前記像担持体に形成された第１の検知用画像を検知する第１の検知手段と、前記記録材に形成された第２の検知用画像を検知する第２の検知手段と、前記主走査方向における複数の区間に応じて、露光量を補正する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の検知手段により前記第１の検知用画像を検知した第１の検知結果と、前記第２の検知手段により前記第２の検知用画像を検知した第２の検知結果と、に基づき、前記主走査方向における複数の区間の露光量を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、コストアップを抑制しつつ、濃度ムラによる画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】濃度センサの概略構成を示す図
【図３】入力された画像データと出力された画像の階調特性の関係を示す図
【図４】カラーセンサの概略構成図
【図５】ＬＵＴと記録材ＬＵＴの関係を示す図
【図６】感光ドラムの構成と濃度ムラの発生するメカニズムを示す図
【図７】入力された画像データと出力された画像の階調特性の関係を示す図
【図８】感光ドラム１の長手方向のレーザ光量の補正量を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲の発明を限定するものではなく、また実施例で説明されている特徴の組合せの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
（第１の実施形態）
［画像形成装置］
図１は、画像形成装置５００の概略構成図である。なお、以下の説明では、参照符号の末尾の英文字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＢｋは、それぞれ当該部材がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナー像の形成に関する部材であることを示している。以下の説明において色を区別する必要が無い場合には、末尾の英文字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＢｋを除いた参照符号を使用することもある。
【００１３】
画像形成装置５００は、スタンドアローン又はネットワーク経由でホストコンピュータ５０３と接続されている。ホストコンピュータ５０３内のアプリケーションソフトウェア等により作成された画像データは、プリンタドライバ２０１を介して印刷情報として出力され、画像形成装置５００の画像処理部５０１に送信される。印刷情報としては、文字やグラフィックス、イメージ等の描画命令から構成されているＰＤＬ（ＰａｇｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ）と呼ばれるプリンタ記述言語が用いられる。
【００１４】
画像処理部５０１は、画像生成部３９、色処理部４０、イメージバッファ４１、検知用画像生成部４２とから構成されている。画像処理部５０１に送信された印刷情報は、画像生成部３９で解析しラスタライズ処理することでレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の各色のビットマップ画像データの印刷情報へと展開され、色処理部４０に出力される。
【００１５】
色処理部４０は、色変換部４３、階調補正部４４、ハーフトーニング部４５とから構成される。色処理部４０に出力されたＲ、Ｇ、Ｂのビットマップ画像データは、次のように変換される。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂのビットマップ画像データは、色変換部４３において、カラーテーブルと呼ばれるＲ、Ｇ、Ｂ画像データとＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ画像データとの対応関係を定めたデータ変換用テーブルを用いてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データに変換される。本実施例では、画像データは、各色それぞれ８ビットデータ、すなわち００Ｈ〜ＦＦＨ（Ｈは１６進法表示を意味する）の２５６レベルで表される。画像データＦＦＨがベタ画像を表わし、画像データが小さくなるにつれて画像濃度は低くなり、００Ｈで非画像（以下、ベタ白画像）となる。
【００１６】
階調補正部４４において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データは、後述するエンジン部５０２で出力される画像の色度、又は濃度との関係が所定の関係となるように、階調補正が行われる。階調補正は、階調補正部４４内に用意された入力された画像データと出力される画像データとの対応関係を表すルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ）を用いて行われる。階調補正部４４により階調が補正された画像データは、更にハーフトーニング部４５でディザ等の階調表現処理が行われ、イメージバッファ４１へ格納される。イメージバッファ４１に格納された画像データは、画像形成の所定のタイミングでエンジン部５０２に送信される。検知用画像生成部４２は、後述する濃度センサ３８やカラーセンサ２４で検知される検知用画像を生成する。
【００１７】
次に、エンジン部５０２について説明する。制御部３３は、画像処理部５０１と通信が可能であり、画像処理部５０１からの指示によりエンジン部５０２の動作を制御する。制御部３３には、ＣＰＵ３４、ＣＰＵ３４が制御を行うためのプログラムや各種データが以下のメモリに格納されている。メモリとしては、読み出し専用のメモリのＲＯＭ３５、データ処理のための作業領域になる読み書き可能なメモリのＲＡＭ３６、読み書き可能な不揮発性メモリのＮＶＲＡＭ４６等が備えられている。制御手段であるＣＰＵ３４には更に、ユーザが様々な設定や指示を行ったり、ユーザに情報を報知したりするためのオペレーションパネル３７が接続されている。
【００１８】
画像形成装置５００は、中間転写方式のタンデム型と呼ばれる構成である。４個の画像形成部、すなわちＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色の現像剤像であるトナー像をそれぞれ形成する画像形成部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｂｋは、後述する中間転写ベルト１４の移動方向における上流から下流に水平方向に並べられて配置されている。画像形成部１００の下方には、二次転写対向ローラ１３、テンションローラ１９、補助ローラ３０に掛け渡された中間転写ベルト１４が配置されている。
【００１９】
各画像形成部１００は、ドラムユニット１０と現像ユニット８とからなる一体型のプロセスカートリッジを備えている。ドラムユニット１０は、それぞれ有機光半導体（ＯＰＣ）感光層を有する感光体としての感光ドラム１と、弾性のウレタンブレードからなるドラムクリーニング部材９と、感光ドラム１を負極性に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２とを含む。現像ユニット８は、現像手段としての現像ローラ５と、現像剤としての負極性に帯電する非磁性一成分のトナー３と、トナー塗布ローラ６と、トナー塗布ブレード７とを含む。なお、画像形成手段としての画像形成部１００には、少なくとも感光ドラム１と現像ローラ５が含まれる。画像形成部１００は、複数の色に対応して複数設けられており、本実施形態においては４つの色に対応して４つの画像形成部１００が設けられている。また、本実施形態においては、現像ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ独立に駆動される。
【００２０】
各画像形成部１００は、光源（レーザ）から照射されるビーム１２を多面鏡によって走査させるスキャナユニットを含む露光手段としての露光装置１１を備えている。露光装置１１は、レーザ駆動回路部（不図示）を介してＣＰＵ３４に接続され、画像データに基づいて変調された光源から照射されるビーム１２を感光ドラム１上に走査して、静電潜像（潜像）を形成する。本実施形態においては、感光ドラム１の回転方向と直交する方向（長手方向）におけるレーザ照射区間を０〜１６の１７区画に分け、１７区画の各区画にレーザの最大露光量をそれぞれ割り当て可能である。１７区画それぞれのレーザ最大露光量を総じて最大露光量プロファイルと呼び、露光装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ用にそれぞれＮＶＲＡＭ４６に格納されている。感光ドラム１が新品の時は１７区画がすべて同じ露光量の最大露光量プロファイルを初期プロファイルとして設定する。又は、画像形成装置５００特有の長手方向の露光量バラツキを補正するために、１７区画にそれぞれ所定の露光量が設定された最大露光量プロファイルを初期プロファイルとして設定する。
【００２１】
中間転写ベルト１４の内側には、中間転写ベルト１４を下方から感光ドラム１に押圧する一次転写ローラ４が配置されている。一次転写手段としての一次転写ローラ４には不図示の電源から定電圧制御された正極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光ドラム１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１４上に一次転写する。
【００２２】
二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１４上に形成されたトナー像（画像）を記録材Ｐに二次転写する。二次転写手段としての二次転写ローラ２０には不図示の電源から定電流制御された正極性の二次転写電圧が印加される。中間転写ベルト１４は、駆動ローラを兼ねる二次転写対向ローラ１３により矢印Ｒ１４方向（時計回り方向）に駆動搬送される。二次転写対向ローラ１３は、二次転写ローラ２０と二次転写ニップ部を形成している。
【００２３】
補助ローラ３０は、二次転写ニップ部近傍の記録材Ｐと中間転写ベルト１４表面が所定の角度を保ち、記録材Ｐと中間転写ベルト１４上のトナー像との間の異常放電を防ぐためのものである。テンションローラ１９は、中間転写ベルト１４を所定のテンションで張架するためのものである。二次転写対向ローラ１３の下流には、二次転写ニップ部において記録材Ｐに二次転写されず、中間転写ベルト１４上に残留したトナーをクリーニングするための弾性ブレードからなるクリーニング部材２２が配置される。なお、一次転写ローラ４、中間転写ベルト１４、二次転写ローラ２０は、感光ドラム１上（感光体上）に形成されたトナー像を記録材Ｐ上に転写する転写手段として機能する。
【００２４】
定着手段としての定着装置２１は、定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂとから構成され、記録材Ｐ上に形成された未定着のトナー像を加熱、加圧することで定着を行う。排出ローラ対３２は、定着された記録材Ｐを排紙トレー３１上に排出する。フラッパ２３は、排出ローラ対３２で反転された記録材Ｐを両面搬送ローラ対２９に導く。両面搬送ローラ対２６、２７、２８によって両面搬送路２５を搬送された記録材Ｐは、再びレジストレーションローラ対（以下、レジストローラ対とも称する）１８に搬送される。両面搬送路２５は、１面目に画像が形成された記録材の２面目に画像を形成するために記録材Ｐが搬送される搬送路である。
【００２５】
［画像形成動作］
次に、画像形成装置５００における画像形成動作を説明する。画像形成がスタートすると初期動作として感光ドラム１や中間転写ベルト１４等は所定のプロセススピードとなるようにそれぞれ矢印方向に回転を始める。感光ドラム１は所定の負極性の帯電電圧が印加された帯電ローラ２によって所定の電位Ｖｄに一様に帯電される。続いて、露光装置１１からのビーム１２によって画像データに基づく静電潜像が形成される。各色の感光ドラム１上の静電潜像は、中間転写ベルト１４上に各色の画像が一次転写されることで重畳されるフルカラー画像となるように、各色所定のタイミングで形成される。
【００２６】
静電潜像が形成された感光ドラム１が更に回転すると、静電潜像は現像ローラ５に対向する現像位置に運ばれる。現像ローラ５は、感光ドラム１に対して所定の周速比で回転する。そして、現像ローラ５に現像電圧が印加されることによって、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、トナー３によりトナー像として現像される。静電潜像は、各画像形成部１００で現像される。感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１が更に回転することにより一次転写ローラ４に対向する一次転写部に運ばれる。そして、一次転写ローラ４に一次転写電圧が印加されることによって、トナー像が像担持体としての中間転写ベルト１４上に一次転写される。中間転写ベルト１４の動きと同期して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色のトナーにより現像されたトナー像が、順次中間転写ベルト１４上に一次転写され重畳することで、中間転写ベルト１４上においてカラー画像となる。
【００２７】
給紙カセット１５に積載されている記録材Ｐは、半月状の給紙ローラ１６により給紙され、分離ローラ１７によって１枚に分離されて、レジストローラ対１８まで搬送されて、一旦停止される。中間転写ベルト１４上に形成されたカラー画像が二次転写ローラ２０に対向する二次転写部に到達するタイミングに同期して、一旦停止された記録材Ｐは再度レジストローラ対１８によって搬送される。そして、二次転写ローラ２０に二次転写電圧が印加されることよって、中間転写ベルト１４上のカラー画像は記録材Ｐ上に転写される。カラー画像が二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト１４から分離されて定着装置２１に搬送される。未定着のカラー画像が形成された記録材Ｐは、定着装置２１において定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂとにより加熱、加圧され、記録材Ｐの表面にカラー画像が定着される。
【００２８】
感光ドラム１から中間転写ベルト１４に一次転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、ドラムクリーニング部材９によって除去され、廃トナー容器に回収される。また、記録材Ｐに二次転写されずに中間転写ベルト１４上に残ったトナーは、クリーニング部材２２によって除去され不図示の廃トナー容器に回収される。
【００２９】
記録材Ｐへの画像形成が片面（一面目）の場合、定着装置２１で定着された記録材Ｐは排出ローラ対３２によって排紙トレー３１に排出され、画像形成は終了する。一方、記録材Ｐへの画像形成が両面（一面目及び二面目）の場合、一面目に形成された画像の定着処理を行った後、記録材Ｐの後端が排出ローラ対３２に到達したタイミングで、排出ローラ対３２を逆回転する。そして、不図示の駆動手段によってフラッパ２３が図１の下方向に切り替えられ、記録材Ｐを両面搬送ローラ対２９へ導くように、記録材Ｐの搬送方向を逆方向に切り替える（以下、スイッチバックとも称する）。記録材Ｐはスイッチバックされることにより、図１に破線で示すように両面搬送路２５へ搬送される。これにより、記録材Ｐの裏面（二面目）にも画像を形成することが可能になる。
【００３０】
記録材Ｐは両面搬送ローラ対２６、２７、２８によって両面搬送路２５の中を搬送され、再びレジストローラ対１８へと搬送され、所定のタイミングで二次転写部へ搬送される。そして、中間転写ベルト１４上に形成されている裏面用のカラー画像が、記録材Ｐの裏面に二次転写される。裏面に画像が二次転写された記録材Ｐは定着装置２１に搬送されて記録材Ｐの裏面に二次転写された画像が定着される。そして、排出ローラ対３２によって排紙トレー３１上に排出され、両面の画像形成は終了する。
【００３１】
［濃度センサ］
画像形成部１００Ｂｋの下流側に、中間転写ベルト１４を介してテンションローラ１９に対向する位置に、検知手段（第１の検知手段）としての濃度センサ３８が配置されている。濃度センサ３８は、中間転写ベルト１４上に形成された検知用画像（パッチ）の濃度に関する情報を検知する。濃度センサ３８はテンションローラ１９に対向する位置に位置決めされているので、テンションローラ１９に対して所定の位置と距離の関係が保たれる。さらに、濃度センサ３８は各色の色ずれ検知用画像を検知することで画像の色ずれを補正することもできる。色ずれは、色ずれ検知用画像の位置のずれ量や、左右での傾き量などから求めることができる。色ずれの方法は公知であるため、ここでの詳しい説明は省略する。このように、濃度センサ３８は、濃度補正と色ずれ補正を行うためのセンサである。よって、一例として図２（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１４の回転方向と直交する方向（主走査方向）の左右の位置である両端部に、濃度センサ３８ａ、３８ｂとして複数配置されている。つまり、主走査方向の一端に対応する端部に濃度センサ３８ａが、他端に対応する端部に濃度センサ３８ｂが配置されているといえる。
【００３２】
濃度センサ３８は、図２（ａ）に示すように、ＬＥＤ等の発光素子３８１、フォトダイオード、硫化カドミウムセル（ＣｄＳ）等の受光素子３８２、３８３、及びホルダ３８４によって構成されている。受光素子３８２は、中間転写ベルト１４の表面で、照射光Ｌ１の入射角と同じ角度で反射される正反射光Ｌ２を検知する位置に配置されている。一方、受光素子３８３は、中間転写ベルト１４の表面、又は中間転写ベルト１４上の検知用画像Ｔの表面からの乱反射光Ｌ３を検知する位置に配置されている。
【００３３】
濃度センサ３８は、図２（ｃ）に示すように、中間転写ベルト１４上に形成された検知用画像Ｔに対し、発光素子３８１からの照射光Ｌ１を照射する。そして、反射光Ｌ２、Ｌ３を受光素子３８２、３８３とで受光し、受光した反射光Ｌ２、Ｌ３の光量に応じた信号を出力する。ＣＰＵ３４は、濃度センサ３８の出力から中間転写ベルト１４上に形成された検知用画像Ｔを画像形成のターゲットとする所定の記録材Ｐ上に形成した場合を前提として、記録材Ｐの下地の色と定着された検知用画像Ｔの色との色度差ΔＥを算出する。つまり、色度差ΔＥを、濃度に関する情報として算出する。
【００３４】
次に、濃度センサ３８を使った階調補正について説明する。図３は入力された画像データと出力された（形成された）画像の階調特性の関係を表している。第一象限は階調補正を行うためのＬＵＴ、第二象限は画像形成装置の階調特性、第三象限は実際に画像形成装置が画像として出力する階調特性（画像データｖｓΔＥ）を表している。ΔＥは各色のトナーで再現できる最大の値がＦＦＨになるように各色でそれぞれ規格化して用いる。
【００３５】
以下、入力データをｘとして、ＬＵＴをｌ（ｘ）、画像形成装置の素の階調特性をｆ（ｘ）、実際に出力される画像の階調特性をｇ（ｘ）とそれぞれ関数で表すと、
ｇ（ｘ）＝ｆ（ｌ（ｘ））  ・・・（１）
という関係が成り立つ。ｌ（ｘ）が入力と出力が同一となる線形の時は、ｘ＝ｌ（ｘ）となるので、
ｆ（ｘ）＝ｇ（ｘ）  ・・・（２）
となる。すなわち、ｘ＝ｌ（ｘ）の時に出力される画像の階調特性ｇ（ｘ）はその画像形成装置の素の階調特性を表すことになる。
【００３６】
そこで階調補正では、図３（ａ）のようにＬＵＴをｌ（ｘ）で示すように線形にして画像データ００Ｈ〜ＦＦＨの中からＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎとｎ個の画像データを選択する。そして、図２（ｃ）に示すように、中間転写ベルト１４上に選択した画像データに対応する階調で検知用画像を形成する。各色の検知用画像は、濃度センサ３８ａと３８ｂの位置に対応する両側に分けて形成してもよいし、色毎にどちらか一方側に形成してもよい。形成された検知用画像Ｔが濃度センサ３８により検知されると、Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎのような色度に関する情報を得ることができる。得られたデータを線形、又は曲線補間することで、出力画像の階調特性ｇ（ｘ）が得られ、画像形成装置の素の階調特性ｆ（ｘ）を得ることができる。
【００３７】
階調補正によって、出力される階調を所定の特性ｈ（ｘ）に補正する場合は、
ｈ（ｘ）＝ｆ（ｌ´（ｘ））  ・・・（３）
となるｌ´（ｘ）を求めればよい。よって、
ｈ（ｘ）＝ｆ（ｌ´（ｘ））＝ｇ（ｌ´（ｘ））から、
ｌ´（ｘ）＝ｇ−１（ｈ（ｘ））・・・（４）
ｇ−１（ｘ）はｇ（ｘ）の逆関数。で表されるＬＵＴを求めればよい。ｈ（ｘ）が線形なら、
ｌ´（ｘ）＝ｇ−１（ｘ）・・・（５）
となるので、検知用画像Ｔを検知することで得られた出力画像の階調特性ｇ（ｘ）の逆関数を求めればよい。図３（ｂ）に示すように、ＬＵＴにｌ´（ｘ）を適用した場合に得られる、出力画像の階調特性ｇ´（ｘ）は線形になっていることがわかる。
【００３８】
このようにして、ＬＵＴとしてのｌ´（ｘ）を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色の画像形成部１００に応じて４色分求め、階調補正部４４に格納する。この階調補正は、形成する画像の枚数や、画像形成装置５００が設置されている環境（温湿度等）の変化、プロセスカートリッジの交換、ユーザの指示等で実行される。
【００３９】
［カラーセンサ］
測色手段（第２の検知手段）としてのカラーセンサ２４は、両面搬送路２５に沿って配置され、排出ローラ対３２によってスイッチバックされた記録材Ｐに定着された検知用画像を検知して濃度に関する情報を取得する。なお、本実施形態におけるカラーセンサ２４は、一例として記録材Ｐの略中央部を検知するように配置されている。言い換えると、主走査方向において２個配置されている濃度センサ３８ａ、３８ｂの間に形成された検知用画像を検知できる位置に、カラーセンサ２４は配置されている。
【００４０】
図４（ａ）は、分光方式の測色手段としてのカラーセンサ２４の概略構成図である。カラーセンサ２４は、ほぼ可視光全体にわたる発光波長分布を有する白色光源２４１、集光レンズ２４２、スリット２４３、回折格子２４４、複数の受光素子からなるラインセンサ２４５を有する。また、カラーセンサ２４の制御や演算を行うＣＰＵ２４１０が備えられている。また、ＣＰＵ２４１０が制御を行うためのプログラムや演算に必要な各種データが書き込まれている読み出し専用のメモリのＲＯＭ２４１１、データ処理のための作業領域になる読み書き可能なメモリのＲＡＭ２４１２等が備えられている。
【００４１】
白色光源２４１から発せられた光２４６は、開口２４７を通過し記録材Ｐ上に形成された被測色物としての検知用画像２４８に約４５°の角度で入射し、検知用画像２４８の光吸収特性に応じた散乱光２４９となる。散乱光２４９の一部は、集光レンズ２４２によって集光され、スリット２４３を通過し、回折格子２４４に入射して分光される。分光された分散光は、ラインセンサ２４５に入射し、ラインセンサ２４５は、各受光素子で受光した光量に応じた信号を出力する。ラインセンサ２４５から出力された信号はＣＰＵ２４１０に入力される。
【００４２】
ＣＰＵ２４１０は、ラインセンサ２４５から入力された信号に対して所定の演算を行い、１０ｎｍ（ナノメートル）間隔で３８０ｎｍから７３０ｎｍの範囲の分光反射率を算出する。ＣＰＵ２４１０は、この分光反射率に対し更に演算を行い濃度に関する情報として、各色の濃度値や、ＣＩＥ（国際照明委員会）で定められているＸＹＺ（ＣＩＥ／ＸＹＺ）やＬ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊）等の色度値を算出することができる。カラーセンサ２４は、エンジン部５０２のＣＰＵ３４と通信可能であり、ＣＰＵ３４はカラーセンサ２４で算出された色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を受信可能である。なお、ラインセンサ２４５の信号をＣＰＵ３４に出力し、ＣＰＵ３４が分光反射率や濃度値、色度値を算出する構成としてもよい。
【００４３】
図４（ｂ）は、カラーセンサ２４により検知される記録材Ｐ上に形成された被測色物としての検知用画像２４８の一例を示す図である。ＣＰＵ３４は、記録材Ｐ上に図４（ｂ）に示すような検知用画像２４８を形成し定着した後、カラーセンサ２４により検知することで、色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を取得する。検知用画像２４８にはベタ白部もあり、記録材Ｐの下地の色の検知も行う。これにより、各検知用画像と記録材Ｐの下地の色との色度差ΔＥを求めることができる。ΔＥとしては、ＣＩＥ７６を用いるが、ＣＩＥ９４、ＣＩＥＤＥ２０００等も用いることができる。
【００４４】
濃度センサ３８で行う階調補正では所定の記録材Ｐをターゲットとして、その記録材Ｐに画像を形成した場合に所定の階調になるように、階調を制御している。しかし、市場には様々な種類の記録材Ｐが存在し、記録材Ｐの色は白色であってもまったく同じ白色ではない、様々な白色が存在することになる。検知用画像２４８は、形成されるパッチの濃度が低い位置においては、下地である記録材Ｐの色や表面状況の影響を受けて、検知した階調が実際の階調と微妙に異なってしまう可能性がある。
【００４５】
そこで、濃度センサ３８を使って行った階調補正で得られたＬＵＴとしてのｌ´（ｘ）を使って、階調値の異なる複数の検知用画像を記録材Ｐ上に形成し、カラーセンサ２４で検知する。そして、検知用画像を形成するための画像データと、実際に検知した検知用画像との色度差の対応関係、すなわち記録材Ｐでの階調特性ｃ（ｘ）を得る。
記録材Ｐの違いによる階調特性の変動をｉ（ｘ）とすると、
ｃ（ｘ）＝ｉ（ｆ（ｌ´（ｘ）））  ・・・（６）
と表すことができる。
【００４６】
記録材Ｐ上で得たい階調特性をＨ（ｘ）、記録材Ｐによる階調特性の変動を補正する記録材ＬＵＴをＬ（ｘ）とすると、
Ｈ（ｘ）＝ｉ（ｆ（Ｌ（ｌ´（ｘ））））  ・・・（７）
と表すことができる。この式からＬ（ｘ）を求めると、
Ｌ（ｘ）＝ｆ−１（ｈ（ｃ−１（Ｈ（ｌ´−１（ｘ）））））  ・・・（８）
となり、得たい階調特性がｈ（ｘ）とＨ（ｘ）ともそれぞれ線形ならば、
Ｌ（ｘ）＝ｆ−１（ｃ−１（ｌ´−１（ｘ）））＝ｇ−１（ｃ−１（ｌ´−１（ｘ）））  ・・・（９）
となる。
【００４７】
このようにして、濃度センサ３８による階調補正を、さらに記録材Ｐの種類に合わせて補正するための記録材ＬＵＴを求めることができる。求められた記録材ＬＵＴも階調補正部４４内に格納される。この記録材ＬＵＴは、画像形成装置５００の給紙カセット毎に用意され、給紙カセットが３段装着されている場合は３種類用意されることになる。図５にＬＵＴと記録材ＬＵＴの関係を示す。これまではＬＵＴは１色について説明してきたが、実際にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４色分が用意される。
【００４８】
この階調補正は濃度センサ３８による階調補正の実行後や記録材Ｐの交換や補給、ユーザの指示等で実行される。このように、カラーセンサを使うことで様々な種類の記録材Ｐにおいても所定の階調特性を安定して得ることができるようになる。
【００４９】
また、階調補正以外にもカラーセンサは二次色の色味補正や、Ｙ、Ｍ、Ｃの混色からなるプロセスブラックの安定再現にも利用される。
【００５０】
［感光ドラムの長手方向に膜厚ムラが発生するメカニズム］
一般に、感光ドラム１の表面に膜厚ムラが生じる要因としては、感光ドラム１に当接する部材の影響が主になる。本実施形態においては、図１に示すように帯電ローラ２、現像ローラ５、ドラムクリーニング部材９、中間転写ベルト１４が、それぞれ感光ドラム１の長手方向に渡り当接されている。この中で特に、清掃手段としてのドラムクリーニング部材９の影響が感光ドラム１の膜厚ムラに大きな影響を与える。つまり、感光ドラム１の長手方向の端部の方が中央部よりも、ドラムクリーニング部材９が感光ドラム１に当接する当接圧が高くなる。このため、画像形成時などにより感光ドラム１が回転すると、長手方向における中央部より端部の方が削れ、感光ドラム１の膜厚は薄くなっていく。なお、ドラムクリーニング部材９の長手方向における両端部は、略同程度の当接圧になるため、感光ドラム１の両端部は略同程度の削れ量となる。さらに、画像形成が連続で行われたか、間欠で行われたかによっても感光ドラム１の回転時間が変わるため、感光ドラム１の削れ量も変わる。さらに、画像形成装置が設置されている環境温度によってもドラムクリーニング部材９の弾性に差が出るため、感光ドラム１の削れ量が変わる。
【００５１】
［感光ドラム１の構成と電位について］
図６（ａ）に感光ドラム１の層構成を示す。感光ドラム１の主な構成は下層から、アルミニウム等の導電性材料からなるドラム基体１０１、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１０２、キャリアを生成する電荷発生層１０３、発生したキャリアを輸送する電荷輸送層１０４、からなる。ドラム基体１０１は接地されており、感光ドラム１の表面が帯電ローラ２により帯電されることで、感光ドラム１の内側から外側に向けた電界が形成される。露光装置１１から照射された光が、感光ドラム１の表面を走査すると、電荷発生層１０３でキャリアが生成される。このキャリアは電界により移動し、感光ドラム１の表面の電荷と対になることで感光ドラム１の表面電位を変化させる。このような感光ドラム１において、画像形成により削れるのは、最表層の電荷輸送層１０４である。
【００５２】
次に、感光ドラム１のドラム膜厚が変化した場合に、形成される画像の濃度が変化する理由を、感光ドラム１の表面電位を表現した図６（ｂ）を用いて説明する。（１）は感光ドラム膜厚大（長手方向中央部）、（２）は感光ドラム膜厚小（長手方向端部）の電位を表わしている。
【００５３】
まず、帯電ローラ２により感光ドラム１の表面が帯電される電位を、次のように表す。すなわち、感光ドラム膜厚が大の場合における帯電電位をＶｄ＿膜厚大、感光ドラム膜厚が小の場合における帯電電位をＶｄ＿膜厚小とする。感光ドラム１の膜厚が小さくなると感光ドラム１の抵抗が下がるため、帯電ローラ２と感光ドラム１の表面との分圧が大きくなり、放電量が大きくなる。その結果、｜Ｖｄ＿膜厚小｜＞｜Ｖｄ＿膜厚大｜という関係となる。その後、露光装置１１により露光されることによって得られる帯電電位を、次のように表す。すなわち、感光ドラム膜厚が大の場合における露光電位をＶｌ＿膜厚大、感光ドラム膜厚が小の場合における露光電位をＶｌ＿膜厚小とする。感光ドラム１の膜厚が小さくなると感光ドラム１の静電容量が大きくなるため、露光によって同じ量の＋キャリアが電荷発生層１０３から発生しても、｜Ｖｌ＿膜厚小｜＞｜Ｖｌ＿膜厚大｜という関係となる。
【００５４】
現像ローラ５は、不図示の高圧電源により現像電位Ｖｄｃになるように現像電圧が印加されている。現像電位Ｖｄｃは露光電位Ｖｌと帯電電位Ｖｄの間に設定されている。露光装置１１により露光された露光部においては、感光ドラム１側にトナーが現像される方向へ電界を発生させる電位差Ｖｃｏｎｔが形成される。形成される画像の濃度（トナー濃度）は、この電位差Ｖｃｏｎｔの大きさで決まる。従って、長手方向における中央部の感光ドラム膜厚が、長手方向における端部よりも大きくなると、電位差Ｖｃｏｎｔが大きくなり、この電位差Ｖｃｏｎｔを埋めるのに必要な現像トナー量が増えるため、中央部の画像が端部の画像よりも濃くなる。
【００５５】
［感光ドラム１の長手方向の濃度ムラの補正方法］
濃度センサ３８を用いて階調補正を行うと、所定の記録材上に画像を形成すれば、所定の階調特性を得ることができる。したがって、濃度センサ３８による階調補正後に、カラーセンサ２４で検知される階調は下地の影響を受けない高濃度側では白色の記録材であればどのような記録材であっても所定の特性になることが期待される。ところが、例えば感光ドラム１が当接する部材の影響で中央部より端部の方が膜厚が薄くなってしまうと、感光ドラム１の長手方向において同じ濃度の画像を形成しようとしても、中央部より端部の方が濃度の薄い画像が形成されてしまう。よって、濃度センサ３８によって中央部より濃度の薄い端部に形成された画像を検知して階調補正を行うと、カラーセンサ２４で検知される階調特性は本来調整したい階調補正と異なるものとなってしまう。
【００５６】
感光ドラム１の長手方向において中央部よりも端部の方が膜厚が薄い状態においては、端部に形成される画像の濃度は薄くなるため、階調特性は図７（ａ）に示すようになる。すなわち、図７（ａ）の第二象限に示すように、中央部の階調特性はｆ（ｘ）であるのに対して、端部の階調特性はｆ´（ｘ）になる。したがって、濃度センサ３８で検知される階調特性はｇ´（ｘ）になる。この状態でＬＵＴを作成すると、図７（ｂ）のｍ（ｘ）になり、階調補正後の階調特性が端部では所定のｈ（ｘ）となるものの、中央部ではｈ´（ｘ）で示されるように、適切な所定の階調よりも濃くなってしまう。なお、ここではｈ（ｘ）は線形としている。
【００５７】
図７（ｂ）における、画像データＰｎの場合において、実際に形成される画像データの濃度Ｄ´ｎと、適切な所定の階調で形成される画像データの濃度Ｄｎとの差分を求める。差分Ｄ´ｎ−Ｄｎは、画像データＰｎの場合において中央部の階調特性ｆ（ｘ）と端部の階調特性ｆ´（ｘ）との差を表しているので、差分Ｄ´ｎ−Ｄｎを求めれば、中央部に形成される画像と端部に形成される画像との濃度差を求めることができる。
【００５８】
そこで、カラーセンサ２４で検知用画像を検知した検知結果のうち、階調の差が大きく表れる領域の画像データ（例えば、Ａ０Ｈ）のパッチの色度差を求める。さらに、適切な所定の階調で検知用画像が形成された場合に本来期待されるパッチの色度差ｈ（Ａ０Ｈ）を求める。そして、画像データのパッチの色度差と本来期待されるパッチの色度差との差分を求める。求めた差分と、予め用意されている差分と対応するレーザ光量補正値の関係が示されたテーブルを使って、中央部と端部との濃度差を補正するためのレーザ光量を求める。すなわち、このレーザ光量は、図６（ｂ）のＶｌ＿膜厚小をＶｌ＿膜厚大まで露光するための光量ともいえる。なお、カラーセンサ２４で検知用画像を検知した位置（中央部）の画像は、記録材ＬＵＴで所定の階調に補正される。よって、中央部のレーザ光量を基準として、端部に向かってレーザ光量を増やすように補正を行うことで、感光ドラム１の長手方向において形成される画像の濃度ムラを略均一にすることができる。
【００５９】
図８は、感光ドラム１の長手方向のレーザ光量の補正量を示した図である。本実施形態においては、レーザ光量は００Ｈ〜ＦＦＨの２５６段階で調整できる。ここでは、中央部に対応する第８区間におけるレーザ光量を８０Ｈ、補正量０［μＪ］とし、下限が００Ｈで−０．１［μＪ］、上限がＦＦＨで＋０．１［μＪ］となるように光量を変化させる。そして、００Ｈ〜ＦＦＨの間で、分割した区間に応じて、段階的にレーザ光量の補正値を変化させることができるように設定されている。
【００６０】
一例として、濃度センサ３８ａと３８ｂは、それぞれ第１区間と第１５区間に対応する位置に配置されており、カラーセンサ２４は第８区間に対応する位置に配置されている。なお、各センサの配置はこれに限られるものではなく、適宜配置する位置は変更してもよい。また、主走査方向における区間の分割も、１７に限定されるものではなく、適宜設定することができる。本実施形態においては、レーザ光量の補正量は第８区間を基準とし両端部に向かって補正量が増加するように制御している。具体的には、カラーセンサ２４で検知する第８区間と、濃度センサ３８で検知する第１区間及び第１５区間のそれぞれの検知結果を、２次曲線を使って補間することで、他の区間のレーザ光量の補正量を算出する。なお、２次曲線を使うことは一例であり、線形補間や他の曲線補間を用いることもできる。
【００６１】
求めた各区間のレーザ光量の補正量を初期プロファイルに適用して、第０区間から第１６区間までの最大露光量プロファイルを作成することを、４色ごとに行いＮＶＲＡＭ４６に保存する。なお、この最大露光量プロファイルは感光ドラム１が交換されて新品になれば初期プロファイルに戻る。
【００６２】
このように、濃検センサ３８の検知結果に応じて階調特性を補正した場合に、感光ドラム１の長手方向の中央部と端部で形成する画像に濃度ムラが発生してしまう場合でも、カラーセンサ２４の検知結果を用いて補正することで濃度ムラを抑制することができる。また、濃度ムラを補正するために濃度センサ３８の数を増やすことで対応することもできるが、センサを追加することでコストアップになってしまう。本実施形態においては、測色のためにすでに配置されているカラーセンサ２４を用いて濃度ムラを抑制するように補正することができるため、新たなセンサを追加する必要がなく、コストアップも抑制できる。
【００６３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。なお、画像形成装置等の先の第１の実施形態と同様の構成については、本実施形態においての詳しい説明は省略する。
【００６４】
第１の実施形態においては、感光ドラム１の長手方向の濃度ムラを補正するためのレーザ光量の補正量を求めていた。図６（ａ）の電荷輸送層１０４が所定の膜厚よりも薄くなってしまうと、レーザ光量を補正しても所定の濃度の画像を形成することができなくなってしまう。つまり、レーザ光量が閾値よりも大きくなるような補正がなされた場合には、適切な画像が形成できない。
【００６５】
そこで、本実施形態においては、感光ドラム１の長手方向の濃度ムラを補正するためのレーザ光量が閾値に所定範囲内まで近づいた場合に感光ドラム１の寿命に近づいていることを報知し、閾値を超えた場合に感光ドラム１の寿命に到達したことを報知する。感光ドラム１の寿命は通常、感光ドラム１の積算回転時間をもとに予測しているものの、画像形成装置が配置された環境やユーザの使用方法によっては、予測の寿命と実際の寿命にばらつきが発生する可能性がある。よって、感光ドラム１の積算回転時間だけでなく、レーザ光量に応じても感光ドラム１が寿命に到達したことを報知することで、予測の寿命と実際の寿命がばらついてしまった場合でも、適切に寿命を判断することができる。
【００６６】
（変形例）
先の第１の実施形態、第２の実施形態においては、画像形成装置５００はタンデム型であると説明したが、これに限られるものではなく、例えばロータリ型であってもよい。さらに、画像形成装置５００は記録材搬送体に担持された記録材Ｐ上に、複数の感光ドラム１上に形成された画像を順次転写することでカラー画像を形成する多重転写方式でもよい。
【００６７】
また、露光装置はスキャナではなく、ＬＥＤアレイを用いてもよい。また、カラーセンサ２４は回折格子により光を分光する構成を説明したが、これに限られるものではなく、例えばＲＧＢフィルタを用いてもよい。また、カラーセンサ２４は両面搬送路に配置されている構成を説明したが、これに限られるものではなく、例えば定着後の記録材Ｐ上に形成された検知用画像を検知できる位置であれば、画像形成装置内の何れに配置されていてもよい。また、濃度センサ３８やカラーセンサ２４の検知結果は色度を用いていたが濃度であっても構わない。
【符号の説明】
【００６８】
１  感光ドラム
４  一次転写ローラ
８  現像ユニット
１１  露光装置
１４  中間転写ベルト
２０  二次転写ローラ
２１  定着装置
２４  カラーセンサ
３４  ＣＰＵ
３８  濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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