(57)【要約】【課題】  濃度ムラの要因となる感光ドラムの長手方向の膜厚は、画像形成が行われる条件によって変動する。よって、例えば単純に感光ドラムの積算回転数を用いた膜厚の予測では、濃度ムラによる画質の低下を十分に抑制することができない可能性があった。【解決手段】  主走査方向における複数の区間のうち、少なくも検知用画像が形成される第１の区間に照射される光の第１の露光量と、検知用画像が形成されない第２の区間に照射される第２の露光量と、を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１の露光量を、検知用画像の検知結果に基づき補正し、第２の露光量を、第１の露光量と感光体の膜厚に関する第１係数と、補正前の第２の露光量に関する第２係数と、環境検知手段の検知結果に基づく環境に関する第３係数と、現像手段の寿命に関する第４係数と、に基づき補正する。【選択図】  図８
2020086310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する画像形成装置であって、
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、を含む画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された検知用画像を検知する画像検知手段と、
画像形成装置が設置された環境に関する値を検知する環境検知手段と、
前記主走査方向における複数の区間のうち、少なくも前記検知用画像が形成される第１の区間に照射される光の第１の露光量と、前記検知用画像が形成されない第２の区間に照射される第２の露光量と、を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の露光量を、前記検知用画像の検知結果に基づき補正し、前記第２の露光量を、前記第１の露光量と前記感光体の膜厚に関する第１係数と、補正前の第２の露光量に関する第２係数と、前記環境検知手段の検知結果に基づく環境に関する第３係数と、前記現像手段の寿命に関する第４係数と、に基づき補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の露光量の補正値を、０．１×第１係数×第２係数×第３係数×第４係数、によって求め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】
前記制御手段は、前記第１係数を、前記感光体の膜厚に関するカウント積算値／カウント最大値、によって求め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、前記第１係数が第１の値であると前記第２係数を第２の値とし、前記第１係数が前記第１の値より大きい第３の値であると前記第２係数を前記第２の値より大きい第４の値と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、前記環境検知手段による検知結果が第５の値であると前記第３係数を第６の値とし、前記環境検知手段による検知結果が前記第５の値より大きい第７の値であると前記第３係数を前記第６の値より大きい第８の値とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記現像手段の残り寿命に関する値が第９の値であると前記第４係数を第１０の値とし、前記現像手段の残り寿命に関する値が前記第９の値より小さい第１１の値であると前記第４係数を前記第１０の値より大きい第１２の値とす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】
前記制御手段は、補正した前記第１の露光量と、補正した前記第２の露光量に基づき、前記主走査方向における第１の区間及び第２の区間とは異なる、第３の区間に照射される第３の露光量を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の区間は、前記主走査方向における一端の第１端部及び他端の第２端部であり、前記第２の区間は、前記主走査方向における中央部であ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】
前記環境検知手段は、画像形成装置が設置された環境の絶対水分量を検知することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像検知手段は、前記主走査方向において複数配置されており、
前記画像形成手段は、前記複数の画像検知手段の配置に応じて、複数の前記検知用画像を形成す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】
前記制御手段は、補正した前記第２の露光量が、前記露光手段が露光可能な制限値を超える場合は、前記画像検知手段の検知結果を補正して、前記第２の露光量が前記制限値を超えないように再度露光量の補正を行う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、前記画像検知手段の検知結果から求まる色度が大きくなるように補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記感光体の膜厚に関するカウント積算値が第１３の値であると前記色度を補正する値を第１４の値とし、前記感光体の膜厚に関するカウント積算値が前記第１３の値より大きい第１５の値であると前記色度を補正する値を前記第１４の値より大きい第１６の値とすることを特徴とする請求項１２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、電子写真方式の画像形成装置は、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色度ムラが生じる。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発明が提案されている。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９８６２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のように、レーザの走査領域を主走査方向で複数に分割し、露光量を調整することはできる。しかし、濃度ムラの要因となる感光ドラムの長手方向の膜厚は、画像形成が行われる条件によって変動する。よって、例えば単純に感光ドラムの積算回転数を用いた膜厚の予測では、濃度ムラによる画質の低下を十分に抑制することができない可能性があった。
【０００６】
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、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】
【０００７】
上記目的を達成するために、画像を形成する画像形成装置であって、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、を含む画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された検知用画像を検知する画像検知手段と、画像形成装置が設置された環境に関する値を検知する環境検知手段と、前記主走査方向における複数の区間のうち、少なくも前記検知用画像が形成される第１の区間に照射される光の第１の露光量と、前記検知用画像が形成されない第２の区間に照射される第２の露光量と、を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の露光量を、前記検知用画像の検知結果に基づき補正し、前記第２の露光量を、前記第１の露光量と前記感光体の膜厚に関する第１係数と、補正前の第２の露光量に関する第２係数と、前記環境検知手段の検知結果に基づく環境に関する第３係数と、前記現像手段の寿命に関する第４係数と、に基づき補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、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】
【０００９】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】画像形成ステーションの概略構成図
【図３】濃度センサの概略構成図
【図４】感光ドラム３０１の層構成を示す図
【図５】感光ドラム３０１の表面電位を示す図
【図６】レーザ光量の補正のための回路図
【図７】レーザ光量の電流制御値の一例を示した図
【図８】最大露光量プロファイルの算出方法について示したフローチャート
【図９】最大露光量プロファイルの一例を示した図
【図１０】算出した最大露光量プロファイルと、比較例における算出した最大露光量プロファイルを示した図
【図１１】最大露光量プロファイルを用いてサンプル画像を形成した場合における、長手方向の色度を示した図
【図１２】最大露光量プロファイルの算出方法について示したフローチャート
【図１３】算出した最大露光量プロファイルと、計算上の理想の最大露光量プロファイルを示した図
【図１４】本実施形態の補正を行った場合の色度プロファイルと、本実施形態の補正を行っていない比較例の色度プロファイルを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
（第１の実施形態）
［画像形成装置の説明］
図１は、画像形成装置２００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Ｋ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（Ｋ）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Ｋを除いた参照符号を使用することもある。また、以下では画像形成装置２００の一例として中間転写ベルト２０５を用いた中間転写方式のフルカラーレーザープリンタを説明するが、これに限られるものではない。例えば、記録材搬送ベルトを用いた直接転写方式のフルカラーレーザープリンタなどであってもよい。
【００１２】
不図示のホストＰＣからコントローラ２０１を介しエンジンコントローラ２０２に入力される画像情報に従って、画像形成装置２００は転写材としての記録材２０３にフルカラー画像を形成する。画像形成装置２００は、トナーの色毎に画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。例としてイエローのトナーによって画像（トナー像）を形成する画像形成ステーションＳＹを、図２を用いて説明する。
【００１３】
画像形成ステーションＳＹは、プロセスカートリッジ２０４Ｙと、中間転写ベルト２０５を介してプロセスカートリッジ２０４Ｙと反対側に配置されている一次転写ローラ２０６Ｙを含む。各画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは中間転写ベルト２０５の回転方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されており、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。よって、以下のプロセスカートリッジの説明においては、各色で共通の部材については、添え字を省略する。
【００１４】
プロセスカートリッジ２０４は、感光体としての感光ドラム３０１を有する。感光ドラム３０１は、不図示の駆動手段により矢印Ｂ方向に回転駆動される。帯電ローラ３０２は、不図示の高圧電源から高圧を印加されることで感光ドラム３０１表面を均一に帯電する。次に、露光手段としてのスキャナユニット２０７は、エンジンコントローラ２０２から入力される画像情報に基づき、感光ドラム３０１へレーザＬを照射し、感光ドラム３０１表面に静電潜像を形成する。
【００１５】
現像ローラ３０３は不図示の駆動手段によって矢印Ｃ方向に回転している。現像ローラ３０３の表面にコートされた電荷を帯びた現像剤としてのトナーは、感光ドラム３０１表面の静電潜像に沿って付着することで静電潜像を可視像として現像する。以下、トナーＴにより現像された可視像をトナー像とも称する。感光ドラム３０１の基層は接地されており、一次転写ローラ２０６には不図示の高圧電源によりトナーと逆極性の電圧が印加されている。そのため一次転写ローラ２０６と感光ドラム３０１の間のニップで転写電界が形成され、トナー像が感光ドラム３０１から中間転写ベルト２０５へ一次転写する。一次転写しきれず感光ドラム３０１表面に残ったトナーは、ドラムクリーニングブレード３０４によって感光ドラム３０１から除去され、廃トナー容器３０５に集められる。
【００１６】
トナー補給ローラ３０６は矢印Ｄ方向に回転することで現像ローラ３０３へトナーＴの補給を行い、攪拌機３０７は矢印Ｅ方向に回転することでトナー補給ローラ３０６へトナーの補給を行う。トナー規制ブレード３０８は固定されているため、現像ローラ３０３は自身の回転によりトナー規制ブレード３０８と摺擦する。現像ローラ３０３表面にコートされたトナーＴはこの摺擦部で帯電しながら量を規制され、その結果濃度の安定した現像が可能になる。以降、現像ローラ３０３、攪拌機３０７、トナー補給ローラ３０６、トナー規制ブレード３０８からなる構成をまとめて現像ユニット３０９とも称する。また、感光ドラム３０１、帯電ローラ３０２、ドラムクリーニングブレード３０４、廃トナー容器３０５、からなる構成をまとめてドラムユニット３１０とも称する。
【００１７】
図１に示すように、中間転写体としての中間転写ベルト２０５が矢印Ａ方向に回転することで、各色の画像ステーションＳで生成されたトナー像が中間転写ベルト２０５上に一次転写される。中間転写ベルト２０５に各色のトナー像が重畳されることで、カラー画像が形成される。給紙カセット２０８には記録材２０３が積載されている。給紙ローラ２０９が駆動されることで記録材２０３は給紙される。記録材２０３はレジストローラ対２１０を介して二次転写ローラ２１１と二次転写対向ローラ２１２からなる二次転写部に所定のタイミングで搬送される。具体的には、中間転写ベルト２０５上に形成されたカラー画像の先端部と記録材２０３が重なるタイミングで記録材２０３は搬送される。
【００１８】
記録材２０３が二次転写ローラ２１１と二次転写対向ローラ２１２の間で狭持搬送されている間に、二次転写ローラ２１１には不図示の電源装置からトナーと逆極性の二次転写電圧が印加される。二次転写対向ローラ２１２が接地されているため、二次転写ローラ２１１と二次転写対向ローラ２１２の間には転写電界が形成される。この転写電界により中間転写ベルト２０５から記録材２０３へとカラー画像が二次転写される。
【００１９】
二次転写ローラ２１１と二次転写対向ローラ２１２の間の二次転写部でカラー画像が二次転写された記録材２０３は、定着装置２１３にて加熱及び加圧される。これにより記録材２０３上のカラー画像は記録材２０３に定着される。定着された記録材２０３は、排紙口２１４から排紙トレイ２１５へ搬送され、画像形成プロセスは完了する。一方、二次転写部で転写しきれなかった中間転写ベルト２０５上のトナーは、クリーニング部材２１６によって除去される。なお、環境検知手段としての環境センサ２１８は画像形成装置２００が設置されている環境温度や絶対水分量を検知するセンサである。環境センサ２１８の検知結果に応じて、画像形成条件を制御したり、後述する係数の算出を行ったりする。また、中間転写ベルト２０５に対向する位置に、濃度センサ３１１、３１２が中間転写ベルト２０５の移動方向と直交する方向に並んで配置されている。濃度センサについては、以下で詳しく説明する。
【００２０】
［濃度センサ］
図３は、濃度センサ３１１と３１２の概略構成図である。濃度センサは、ＬＥＤなどの発光素子４００と、フォトダイオード、ＣｄＳなどの受光素子４０１、４０２及びホルダー４０３から構成される。中間転写ベルト２０５上に形成された検知用画像としてのトナー像（以下、トナーパッチとも称す）に向けて発光素子４００から光を照射する。そして、主に中間転写ベルト２０５からの正反射光、トナーパッチからの乱反射光を受光素子４０１、４０２で受光し、トナーパッチの濃度を検知する。そして、検知したトナーパッチの濃度に応じて、画像形成条件を制御することで、濃度補正を行う。
【００２１】
濃度センサ３１１、３１２は、中間転写ベルト２０５の駆動ローラ２１７に対向する位置に設けられている。また、濃度センサ３１１、３１２は、主走査方向（中間転写ベルト２０５の移動方向に直交する幅方向）に画像形成範囲の中央から±１１５ｍｍの位置にそれぞれ設置されている。なお、ここでは一例としてトナーパッチの濃度を検知することを説明したが、これに限られるものではない。例えば、各色のトナーで形成されたトナーパッチの位置を検知し、各色のトナーパッチが形成されている位置のずれを求める。そして、位置ずれ量に応じて、画像の書き出しタイミングを調整することで、各色における相対的な位置ずれを補正することもできる。つまり、ここでは一例として濃度センサと称しているが、位置ずれを検知するためも用いることができるため、テスト画像検知センサ３１１、３１２と称することもできる。
【００２２】
［感光ドラムが削れるメカニズムの説明］
次に、感光ドラム３０１が画像形成を行うにつれて削れるメカニズムについて説明する。感光ドラム３０１の表面が削れる要因としては、感光ドラム３０１への当接部材の影響が主になる。本実施形態では、図２に示すように帯電ローラ３０２、現像ローラ３０３、ドラムクリーニングブレード３０４（弾性のウレタンブレード）、中間転写ベルト２０５が感光ドラムの当接部材となる。それぞれ感光ドラム３０１の長手方向（主走査方向）に渡り当接されている。画像形成装置の画像形成動作により、感光ドラム３０１の長手方向の膜厚プロファイルが不均一に削れるのは、当接部材の当接状態が長手方向に不均一なためである。
【００２３】
特に、ドラムクリーニングブレード３０４の影響が大きく、長手方向の端部に行くほどドラムクリーニングブレード３０４の当接圧が高くなる。このため、画像形成装置の画像形成により、ドラムクリーニングブレード３０４の長手方向の端部に行くほど、感光ドラム３０１は削れやすくなり、感光ドラム３０１の膜厚は長手方向の端部が中央部より薄くなっていく。また、ドラムクリーニングブレード３０４の材料であるウレタンゴムは、機械的強度は優れるものの、温度により硬度が変化する。温度が上がると硬度は下がり、温度が下がるとゴム性が失われるため硬度が上がる。そのため、温度が高い環境で画像形成が行われた場合は、感光ドラム３０１の削れ量が相対的に少なくなり、感光ドラム３０１の長手方向における膜厚差も小さくなる。一方、温度が低い環境で画像形成が行われた場合は、感光ドラム３０１の削れ量が相対的に多くなり、感光ドラム３０１の長手方向における膜厚差も大きくなる。
【００２４】
なお、帯電ローラ３０２は、感光ドラム３０１への当接圧が小さく、さらに駆動が従動であるため、感光ドラム３０１の削れ量に与える影響は小さい。また、中間転写ベルト２０５は、画像形成時に感光ドラム３０１に当接するものの、当接圧を与えている一次転写ローラ２０６はスポンジローラであり、当接圧も小さいため、感光ドラム３０１の削れ量に与える影響は小さい。また、現像ローラ３０３は、帯電ローラ３０２よりも当接圧が高いものの、現像ローラ３０３の表層にはトナーが存在し、感光ドラム３０１との間で常に潤滑剤としての役割を果たすため、現像ローラ３０３が感光ドラム３０１の削れ量に与える影響は小さい。
【００２５】
ただし、現像ローラ３０３は、ドラムクリーニングブレード３０４による感光ドラム３０１の削れ量に間接的に影響を与える。感光ドラム３０１と現像ローラ３０３が当接していれば、極性の反転したトナーや極性の小さいトナーが感光ドラム３０１の表面に現像される。このトナーを、かぶりトナーとも称する。このかぶりトナーがドラムクリーニングブレード３０４に供給されるため、トナーが潤滑剤の役割を果たし、感光ドラム３０１の長手方向における中央部と端部での削れ量の差が小さくなる。つまり、現像ローラ３０３が当接していると、感光ドラム３０１が長手方向に相対的に均一に削れやすくなり、現像ローラ３０３が当接していないと、感光ドラム３０１が長手方向に相対的に不均一に削れやすくなるといえる。現像ローラ３０３が感光ドラム３０１に当接している状態で感光ドラム３０１が回転したか、現像ローラ３０３と感光ドラム３０１が離間している状態で感光ドラム３０１が回転したか、という条件によっても、感光ドラム３０１の削れ量に与える影響は大きい。
【００２６】
従って、画像形成装置の画像形成が連続で行われたか、間欠で行われたかも感光ドラム３０１の膜厚プロファイルに影響を与える。画像形成装置は、感光ドラム３０１の削れ量を抑制するため、画像形成の開始動作時（前回転動作とも称する）において、感光ドラム３０１の回転速度と現像ローラ３０３の回転速度が略同じ速さになってから感光ドラム３０１と現像ローラ３０３を当接させている。画像形成の終了動作時（後回転動作とも情する）において、感光ドラム３０１と現像ローラ３０３を離間してから、それぞれの回転を停止させている。つまり、開始動作時と終了動作時には、感光ドラム３０１に現像ローラ３０３が当接していない状態で感光ドラム３０１が回転する期間がある。従って、開始動作と終了動作が多いほど、つまり間欠印刷が多いほど、感光ドラム３０１は長手方向において相対的に不均一に削れやすくなる。一方、開始動作と終了動作が少ないほど、つまり連続印刷が多いほど、感光ドラム３０１は長手方向において相対的に均一に削れやすくなる。
【００２７】
このように、感光ドラム３０１が長手方向において不均一に削れる一因は、ドラムクリーニングブレード３０４の当接状態が長手方向において不均一なためである。また削れ量は、画像形成装置の環境温度や、画像形成のジョブが間欠印刷か連続印刷かという印刷条件にも影響を受ける。
【００２８】
［感光ドラム３０１の構成と電位の説明］
次に、図４を用いて感光ドラム３０１の層構成を説明する。感光ドラム３０１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３２１、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層３２２、キャリアを生成する電荷発生層３２３、発生したキャリアを輸送する電荷輸送層３２４、である。ドラム基体３２１は接地されており、感光ドラム３０１表面が帯電ローラ３０２により帯電されることで感光ドラム３０１内側から外側に向けた電界が形成される。スキャナユニット２０７によるレーザ光が感光ドラム３０１の表面に照射されると電荷発生層３２３でキャリアが生成される。このキャリアは前記の電界により移動し、感光ドラム３０１表面の電荷と対になることで感光ドラム３０１表面電位を変化させる。
【００２９】
画像形成により感光ドラム３０１で削れるのは、最表層の電荷輸送層３２４である。感光ドラム３０１のドラム膜厚が変化した場合に濃度が変化する理由を、感光ドラム３０１の表面電位を表現した図５を用いて説明する。（１）はドラム膜厚大（長手方向の中央部）、（２）はドラム膜厚小（長手方向の端部）の電位を表わしている。
【００３０】
まず、帯電ローラ３０２により感光ドラム３０１の表面を帯電した電位を帯電電位Ｖｄとする。ドラム膜厚大の状態における帯電電位をＶｄ＿膜厚大、ドラム膜厚小の状態における帯電電位をＶｄ＿膜厚小とする。ドラム膜厚が小さくなるとドラムの抵抗が下がるため、帯電ローラ３０２と感光ドラム３０１の表面との分圧が大きくなり、放電量が大きくなる。この結果、ドラム膜厚小のＶｄ＿膜厚小は、ドラム膜厚大のＶｄ＿膜厚大より高くなる。なお、分圧が大きくなる一例を説明する。例えば、感光ドラム３０１の抵抗を１００Ω、帯電ローラ３０２と感光ドラム３０１の間の空気層の抵抗を１００Ωとして、全体に１０００Ｖが印加されるとする。この場合に、感光ドラム３０１の分圧を５００Ｖ、帯電ローラ３０２と感光ドラム３０１の間の空気層の分圧を５００Ｖと仮定する。感光ドラム３０１の膜厚が薄くなって抵抗が下がり、感光ドラム３０１の抵抗が５０Ωになると、感光ドラム３０１の分圧が略３３３Ｖ、帯電ローラ３０２と感光ドラム３０１の間の空気層の分圧が略６６６Ｖになる。このように、膜厚が薄くなると帯電ローラ３０２と感光ドラム３０１の表面との分圧が大きくなる。
【００３１】
帯電された感光ドラム３０１の表面をレーザ光により露光することによって、感光ドラム３０１の表面電位は露光電位Ｖｌに変化する。ドラム膜厚大の状態における露光電位をＶｌ＿膜厚大、ドラム膜厚小の状態における露光電位をＶｌ＿膜厚小とする。ドラム膜厚が小さくなると感光ドラム３０１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３２３から発生しても、ドラム膜厚小のＶｌ＿膜厚小は、ドラム膜厚大のＶｌ＿膜厚大より高くなる。
【００３２】
現像ローラ３０３は不図示の高圧電源により現像電位Ｖｄｃになるように電圧印加されている。現像電位Ｖｄｃは露光電位Ｖｌと帯電電位Ｖｄの間に設定されており、レーザ光により露光された領域では、感光ドラム３０１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。ドラム膜厚大の状態における電位差をＶｃｏｎｔ＿膜厚大、ドラム膜厚小の状態における電位差をＶｃｏｎｔ＿膜厚小とする。トナー濃度は、この電位差Ｖｃｏｎｔの大きさで決まる。従って、長手方向の中央部のドラム膜厚が長手方向の端部よりも大きくなると、相対的な電位差Ｖｃｏｎｔが大きくなる。具体的には、Ｖｃｏｎｔ＿膜厚大＞Ｖｃｏｎｔ＿膜厚小となる。この電位差Ｖｃｏｎｔを埋めるのに必要なトナー量が増えるため、Ｖｃｏｎｔの大きい長手方向の中央部に形成されるトナー像の濃度は、長手方向の端部に形成されるトナー像の濃度より濃くなり、同じ濃度の画像を形成しようとしても濃度が不均一となる。
【００３３】
［レーザ光量の補正の説明］
図６は、本実施形態におけるレーザ光量の補正のための回路図である。エンジン制御部１４０はＣＰＵ１４１を有する制御ユニットである。スキャナユニット２０７は、光量制御回路１３１、ＶＩ変換回路１３５、レーザドライバＩＣ１３６、レーザ１２０を備える。濃度センサ３１１、３１２はＣＰＵ１４１に接続され、濃度センサの検知結果をＣＰＵ１４１が取り込み、各種演算を行うことができる。
【００３４】
レーザドライバＩＣ１３６の電流制御部１３７は、画像情報を変換して生成されたビデオ信号に応じて、レーザ１２０に電流を通電してレーザ光を照射するか、ダミー抵抗１３８に電流を流してレーザ１２０からレーザ光を照射させないかを切り替える。光量制御回路１３１はＮＶＲＡＭ１３３を有し、レーザ光の各走査位置（区画）における電流制御値が記憶されている。ＣＰＵ１４１からレーザ発光信号が入力されてから所定時間後に、光量制御回路１３１の制御部１３２は、ＮＶＲＡＭ１３３に記憶されているレーザ光の電流制御値の読み出しを開始する。
【００３５】
光量制御回路１３１の制御部１３２は、読み出したレーザ光の電流制御値を光量制御回路１３１に内蔵されたＤＡコンバータ１３４によって所定のアナログ電圧値に変換する。光量制御回路１３１から出力されたアナログ電圧は、ＶＩ変換回路１３５において制御電流ＩＤに変換され、定電流回路１３９に流れ込む。よって、レーザ電流ＩＬは、定電流回路１３９に流れる設定電流Ｉｓｕｍから、光量制御回路１３１より出力された制御電流ＩＤを減算することで得られる。つまり、レーザ電流ＩＬ＝Ｉｓｕｍ−ＩＤによって求めることができる。制御電流ＩＤを大きくすることで、レーザ電流ＩＬを下げること、つまりレーザ光量を少なくすることができる。
【００３６】
電流制御値は００ｈ〜ＦＦｈの２５６段階で調整でき、最大でレーザ光量を±０．１［μＪ］変化させることができるような設定となっている。電流制御値が８０ｈの場合をレーザ電流ＩＬの基準値（基準ＩＬ）とする。電流制御値がＦＦｈの場合に制御電流ＩＤは０ｍＡとなる。つまり、レーザ電流ＩＬ＝設定電流Ｉｓｕｍとなる。この場合のレーザ電流ＩＬは基準ＩＬに対しレーザ光量が＋０．１［μＪ］となる。電流制御値が００ｈの場合にレーザ電流ＩＬが基準ＩＬに対しレーザ光量が−０．１［μＪ］となる。
【００３７】
［感光ドラム３０１の長手方向の最大露光量プロファイルの補正方法］
図７は、ＮＶＲＡＭ１３３に記憶させるレーザ光量の電流制御値の一例を示したものである。電流制御値は００ｈ〜ＦＦｈの２５６段階で調整でき、最大でレーザ光量を±０．１［μＪ］変化させることができるような設定となっている。本実施形態においては、長手方向に分割したレーザ照射区間０〜１６の１７区画毎に露光量を調整可能である。
【００３８】
前述したように、感光ドラム３０１の耐久が進むと、感光ドラム３０１の長手方向にける膜厚に差がでて、中央部が厚く、端部が薄くなる。このような場合に、主走査方向の最大露光量プロファイルを均一にしていると、感光ドラム３０１の長手方向において、膜厚の差に基づく潜像電位の差が発生していまい、中央部の方が端部よりもトナーの濃度が濃くなってしまう。本実施形態では、第１区間と第１５区間に相当する位置に濃度センサ３１１、３１２が設置されているため、第１区間と第１５区間は、濃度センサ２１１、３１２によりテスト画像を検知した結果に基づき、適切に階調補正を行うことができる。よって、感光ドラム３０１の膜厚が変化しても本来形成したい濃度のトナーが形成できるようにレーザ光量を補正することができる。なお、第１区間を主走査方向における一端の第１端部、第１５区間を他端の第２端部と称することもできる。そして、各領域に応じて画像検知手段としての濃度センサが複数配置されているということもできる。
【００３９】
しかし、前述したように、第１区間と第１５区間の内側の区間は、感光ドラム３０１の膜厚が厚いため、第１区間と第１５区間よりもトナーの濃度が濃くなってしまう。また、第１区間と第１５区間の外側の区間は、感光ドラム３０１の膜厚が薄いため、第１区間と第１５区間よりもトナーの濃度が薄くなってしまう。よって、感光ドラム３０１の長手方向において均一な濃度でトナー像を形成するためには、第２区間から第１４区間の最大露光量を低く、第０区間と第１６区間の最大露光量を高く補正する必要がある。
【００４０】
そのために、濃度センサ３１１、３１２によってテスト画像を検知することができる第１区間、第１５区間の最大露光量Ｓを基準として、各区間における最大露光量の補正値を、感光ドラム３０１の膜厚に応じて求める。なお、第１区間と第１５区間は濃度センサ３１１、３１２によってテスト画像を検知することで階調補正が実行されるため、最大露光量の補正は行わず、基準とする。つまり、第１区間と第１５区間における最大露光量補正値は０［μＪ］であるともいえる。
【００４１】
まず、感光ドラム３０１の表面が削れにくく、形成するトナー像の濃度が最も濃くなる、長手方向の中央部である第８区間の最大露光量の補正値を求める。基準である第１区間と第１５区間の最大露光量と第８区間の最大露光量の差分を最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］と定義し、決定する。図７中のＭの部分が第８区間における最大露光量、Ｓの部分が第１区間と第１５区間における最大露光量である。次に、第０区間から第１区間を通り第８区間、及び第１６区間から第１５区間を通り第８区間までの最大露光量を左右対称に連続的に繋げることで全区間の最大露光量を決定する。そして、それぞれの区間において、基準の最大露光量から各区間における最大露光量を差し引くことで、最大露光量プロファイルを作成する。これが、各区間における最大露光量の補正値となる。なお、本実施形態では最大露光量プロファイルは、長手方向の距離に対し２次関数的に光量が変化するように作成したが、プロファイルはその限りではなく、装置構成等に応じて最適化することができる。
【００４２】
［最大露光量の補正値の算出方法］
次に、最大露光量の補正値の算出方法について説明する。本実施形態においては、主走査方向の最大露光量プロファイルを画像形成装置の使われ方や状態に応じて変化させることで、長手方向におけるトナー像の濃度ムラを抑制する。
【００４３】
本実施形態においては、まず主走査方向の最大露光量プロファイルの補正の方法として、トナー像の濃度が相対的に最も高くなる第８区間の濃度を第１区間と第１５区間に近づけるための最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を求める。そして、第８区間の最大露光量を用いて、長手方向におけるトナー像の濃度を均一にするように補正を行う。従って、濃度センサ３１１と３１２の検知区間である長手方向の端部の第１区間と第１５区間の膜厚と、最も膜厚が削れ難い長手方向の中央部の第８区間の膜厚の差を精度よく予測する必要がある。
【００４４】
長手方向における感光ドラム３０１の膜厚の差は、画像形成が行われる環境や現像ローラ３０３と感光ドラム３０１の当接状態で補正した、感光ドラム３０１の積算回転数などから予測する。これらのパラメータは、前述したように画像形成が行われる環境に応じて、ドラムクリーニングブレード３０４の硬度が変わるため、感光ドラム３０１の削れ量が変わること。また、連続印刷や間欠印刷といった印刷条件によって前回転動作と後回転動作の頻度が変わるため、現像ローラ３０３が当接しているか離間しているかに応じて、感光ドラム３０１の削れ量が変わるためである。
【００４５】
また、第８区間の最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を決定する上で、最大露光量プロファイル補正実行前の耐久に応じて予め定められた基準となる最大露光量も考慮する必要がある。最大露光量プロファイルによる補正実行前の基準となる最大露光量によって、最大露光量の変化幅に対する潜像電位の変化幅も異なるためである。また、第８区間の最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を決定する上で、トナーの帯電量も考慮する必要がある。トナーの帯電量が異なると、感光ドラム３０１の潜像電位を埋めるのに必要なトナー量が異なってくるためである。
【００４６】
このように、長手方向におけるトナー像の濃度ムラを発生させる複数の要因の影響分を補正して、第８区間の最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を最終的に決定する必要がある。本実施形態においては、以下の係数を定義することで、第８区間の最大露光量の補正値Ｘを求める。つまり、感光ドラム３０１のこれまでの画像形成が行われる環境や現像ローラ３０３の当接離間状態で補正した、感光ドラム３０１の積算回転数による補正係数としてＣ１を定義する。また、補正実行前のもともとの最大露光量による補正係数としてＣ２、環境によるトナー帯電量の変化を補正係数としてＣ３、現像ユニット３０９の寿命による補正係数としてＣ４を定義する。
【００４７】
第８区間の最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］は、スキャナユニット２０７で補正可能な光量の上下限値±０．１［μＪ］に対し、以下の式（１）のように４つの補正係数Ｃ１からＣ４を乗算して決定される。補正係数Ｃ１からＣ４は１．０以下の値となる。
【００４８】
第８区間の最大露光量の補正値Ｘ＝０．１×Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×Ｃ４・・・（１）
補正係数Ｃ１〜Ｃ４、第８区間の最大露光量の補正値Ｘ、最終的な最大露光量プロファイルの算出は、エンジン制御部１４０内のＣＰＵ１４１で行われる。
【００４９】
次に、図８のフローチャートを用いて最大露光量プロファイルの算出方法について説明する。Ｓ１０１において、ＣＰＵ１４１は画像形成装置２００をスタンバイ状態とする。Ｓ１０２において、ＣＰＵ１４１は画像形成を行うための印刷ジョブを受信したか否かを判断する。印刷ジョブを受信していない場合は、スタンバイ状態で待機する。印刷ジョブを受信した場合は、Ｓ１０３に進む。
【００５０】
Ｓ１０３において、ＣＰＵ１４１は画像形成が行われる環境や現像ローラ３０３の当接離間状態で補正した、感光ドラム３０１の積算回転数から補正係数Ｃ１を決定する。補正係数Ｃ１は、長手方向の端部である第１区間と第１５区間の膜厚と、長手方向の中央部である第８区間の膜厚の差を精度よく予測するための係数である。前述したように、感光ドラム３０１の長手方向の削れ量が変化する要因として、環境によるドラムクリーニングブレード３０４の硬度の変化の影響と、現像ローラ３０３が感光ドラム３０１に当接しているか、離間しているかの影響が挙げられる。そのため、係数Ｃ１は、現時点の画像形成が行われる環境と現像ローラ３０３の当接離間状態で補正した積算回転数を、感光ドラム３０１の寿命０％に相当する回転数で割った値としている。積算回転数は、画像形成が行われる環境や現像ローラ３０３の当接離間状態で重み付けをするため、画像形成時の環境温度と１ジョブあたりの印刷枚数からドラム削れ量に相当するカウント値に置き換え、１ジョブ毎に加算していく。
【００５１】
表１は、環境条件や１ジョブあたりの印刷枚数に応じたカウント値を示している。なお、表１に記載していない１ジョブあたりの印刷枚数の場合には、前後の印刷枚数の値を線形補間してカウント値を算出する。５００枚以上の場合も同様に線形補間を行う。また、画像形成時の環境温度は、環境センサ２１８により検知する。そして、表１に示したカウント値の加算処理は、ＣＰＵ１４１により行われる。そして、以下の式（２）に示すように、積算したカウント値（カウント積算値）を、感光ドラム３０１の膜厚が寿命０％となる状態に相当する最大のカウント値（カウント最大値）で割ることで補正係数Ｃ１を決定する。つまり、補正係数Ｃ１は、感光体の膜厚に関する第１係数と称することもできる。
Ｃ１＝カウント積算値／カウント最大値・・・（２）
【００５２】
【表１】
2020086310.tif 000003
【００５３】
低温環境においては、ドラムクリーニングブレード３０４の硬度が高くなり、感光ドラム３０１の長手方向の中央部と端部における削れ量の差が大きくなる。つまり、感光ドラム３０１の膜厚差が大きくなるため、カウント値を通常環境や高温環境より大きくしている。また、１ジョブあたりの印刷枚数が少ないほど、現像ローラ３０３と感光ドラム３０１が離間状態で回転する期間が相対的に長くなり、感光ドラム３０１の長手方向の中央部と端部における削れ量の差が大きくなる。つまり、感光ドラム３０１の膜厚差が大きくなるため、１ジョブあたりの印刷枚数が少ないほど、１枚あたりのカウント値を大きくしている。例えば、低温環境において１ジョブあたりの印刷枚数が２枚であれば、１枚当たりのカウント値は、０．１０／２＝０．０５となる。低温環境において１ジョブあたりの印刷枚数が５００枚であれば、１枚当たりのカウント値は、１０．００／５００＝０．０２となる。なお、表１では一例としてＡ４用紙の印刷枚数としているが、用紙サイズはＡ４に限られるものではなく、対応する紙サイズごとにカウント値を設定することが可能である。
【００５４】
表１を用いて具体的な一例を説明すると、通常環境において、Ａ４用紙の印刷枚数が４枚の印刷ジョブが複数回行われた場合は、１ジョブ毎にカウント値０．０８が加算される。最大カウント値は、感光ドラム３０１の製品寿命を鑑み２０００としており、例えば、カウント積算値が５００に到達した場合の補正係数Ｃ１は、５００／２０００＝０．２５となる。
【００５５】
Ｓ１０４において、ＣＰＵ１４１は補正前の最大露光量から補正係数Ｃ２を決定する。本実施形態における画像形成装置２００は、スキャナユニット２０７の構成上の制限として、最大露光量は０．２１μＪ以下、且つ０．４０μＪ以上には出来ない構成となっている。そのため本実施形態では、感光ドラム３０１に潜像を形成する場合の基準となる最大露光量を、感光ドラム３０１の第１区間と第１５区間の膜厚の絶対値に合わせて、長手方向において一律に最小０．２３μＪ〜最大０．３０μＪの範囲で調整を行うこととした。これは、感光ドラム３０１の膜厚が変わった場合にも所定の表面電位を得るためである。補正前の最大露光量によって、同じ補正量を加えても表面電位の変化幅は異なる。従って、最大露光量の補正値Ｘも補正前の最大露光量に応じて変更する必要がある。
【００５６】
補正係数Ｃ１は、第１区間と第１５区間の膜厚と、最も膜厚が削れ難い中央部の第８区間の膜厚の差を予測し、精度よく補正するための係数であった。一方、補正係数Ｃ２は第１区間と第１５区間の膜厚の絶対値を予測し、精度よく補正するための係数である。画像形成が行われる環境や現像ローラ３０３と感光ドラム３０１の当接離間状態で補正した、カウント積算値に基づき第１区間と第１５区間の膜厚の絶対値を予測する。そして、得られたカウント積算値から補正係数Ｃ１が得られる。補正係数Ｃ１が決まれば、基準となる最大露光量が決定し、基準となる最大露光量に応じて補正係数Ｃ２を決定することができる。表２は、補正前の最大露光量に対する補正係数Ｃ２を示している。つまり、補正係数Ｃ２を補正前の露光量に関する第２係数と称することもできる。
【００５７】
【表２】
2020086310.tif 000004
【００５８】
感光ドラム３０１の耐久が進み、膜厚が薄くなるにつれて、静電容量は大きくなる。そのため、所定の潜像電位を得るためには、最大露光量も大きくしていく必要がある。最大露光量が大きくなると、露光量の変化幅に対する潜像電位の変化幅も小さくなっていく。このため、補正前の最大露光量が大きくなるにしたがって、補正係数Ｃ２も大きくしている。
【００５９】
Ｓ１０５において、ＣＰＵ１４１は印刷時の環境における絶対水分量から補正係数Ｃ３を決定する。本実施形態における現像剤としてのトナーは、環境の絶対水分量に応じて帯電性が異なり、低水分量環境だと帯電量が高くなり、高水分量環境だと帯電量が小さくなる。そのため、感光ドラム３０１の潜像電位を埋めるのに必要なトナー量が環境の絶対水分量で異なる。従って、最大露光量の補正値Ｘも、環境の絶対水分量に応じて変更する必要がある。表３は、環境の絶対水分量に対する補正係数Ｃ３を示している。つまり、補正係数Ｃ３は環境に関する第３係数と称することもできる。なお、環境の絶対水分量は、環境センサ２１８を用いて計測する。
【００６０】
【表３】
2020086310.tif 000005
【００６１】
絶対水分量が大きくなると、トナーの帯電量は小さくなるため、同じ潜像電位の差でもトナー濃度の差が大きくなり、画像の色度差が大きくなってしまう。そのため、絶対水分量が大きくなるにしたがって、補正係数Ｃ３を大きくしている。
【００６２】
Ｓ１０６において、ＣＰＵ１４１は現像ユニット３０９の残寿命から補正係数Ｃ４を決定する。つまり、補正係数Ｃ４は、現像手段の寿命に関する第４係数と称することもできる。本実施形態における現像剤としてのトナーは、現像ユニット３０９内で何度も摺擦、撹拌されていると、トナー母体表面の外添剤が取れたり、トナー母体に埋め込まれたりして、帯電性が失われて帯電量が小さくなっていく。従って、前述した絶対水分量と同じ理由で、現像ユニット３０９の耐久状態に応じて最大露光量の補正値Ｘを補正する必要がある。本実施形態においては、現像ユニット３０９の残寿命を現像ローラ３０３の回転数や、トナーＴの残量などから所定の算出方法で算出し、その現像ユニット３０９の残寿命に応じて、最大露光量の補正値Ｘを変更する。表４は、現像ユニット３０９の残寿命に対する補正係数Ｃ４を示している。
【００６３】
【表４】
2020086310.tif 000006
【００６４】
現像ユニット３０９の残寿命に応じて、トナーの帯電量は小さくなっていくため、現像ユニット３０９の残寿命が少なくなると、補正係数Ｃ４を大きくしている。なお、表４では残寿命１００％は現像ユニット３０９の新品状態、残寿命０％は製品としての寿命が終了した状態であり、そのまま使いつづけると画像弊害などが発生する可能性がある状態としている。
【００６５】
Ｓ１０７において、ＣＰＵ１４１は補正係数Ｃ１からＣ４を用いて、感光ドラム３０１の長手方向における最大露光量プロファイルを算出する。まず初めに、濃度センサ３１１、３１２の検知区間である、第１区間と第１５区間の最大露光量の補正値を０［μＪ］に決定する。次に、長手方向の中心部である第８区間の最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を決定する。なお、本実施形態においては露光量の補正値の上限を０．１［μＪ］として、前述した式（１）にあらわすように、補正係数Ｃ１からＣ４を０．１［μＪ］に掛けることで最大露光量の補正値Ｘ［μＪ］を決定する。
【００６６】
次に、第８区間以外の区間の最大露光量プロファイルを作成する。例として、本実施形態（実施例１）により求めた最大露光量プロファイルを図９に示す。なお、図９における第８区間の最大露光量の補正値Ｘは０．０５、補正前の基準となる最大露光量は０．２７μＪである。第１区間と第１５区間の最大露光量が０．２７μＪ、第８区間の最大露光量が０．２２μＪとなり、残りの区間の最大露光量は、２次関数で連続的につないで算出している。しかし、算出方法はこれに限られるものではなく、求める精度に応じて例えば線形補間により算出することも可能である。
【００６７】
Ｓ１０８において、ＣＰＵ１４１はＳ１０７で作成した最大露光量プロファイルに基づき、露光量を補正して画像形成を行う。Ｓ１０９において、ＣＰＵ１４１は印刷ジョブによって指示された印刷枚数の画像を形成すると、印刷動作を終了する。Ｓ１１０において、ＣＰＵ１４１は今回の印刷ジョブにおける感光ドラム３０１の削れ量に相当するカウント値をカウント積算値に加算して、一連の処理を終了する。
【００６８】
前述した本実施形態の制御を行った場合と、本実施形態の制御を行わなかった比較例の場合における、感光ドラム３０１の長手方向における画像の濃度ムラの比較について説明する。なお、以下［１］〜［７］の条件でサンプルとなる画像を形成し、サンプルとなる画像の長手方向における色度差（記録材と形成した画像の色度差）を比較した。
［１］新品の画像形成装置を用いて、低温環境である１５℃において、１ジョブあたり４枚の印刷を１００００回繰り返す。
［２］記録材は、ＧＦＣ−０８１（キヤノン製普通紙Ａ４サイズ）である。
［３］形成する画像は、全面１次色画像（最も光量に対して感度が高い５０％濃度）とする。なお、ここで言う５０％濃度とは、２５６階調の画像において、画像データがＦＦｈであるピクセル数の面積率を表わしており、市松模様で画像が作られている。
［４］感光ドラム３０１の削れ量を示す積算回転数に対応したカウント積算値は、以下のように求める。本実施形態の制御においては、カウント積算値は０．１５×１００００＝１５００になる。一方、比較例の制御においては、画像形成を行う環境の違いに応じた影響は考慮されず、通常環境で１ジョブあたり４枚の印刷を１００００回繰り返していたとみなす。よって、カウント積算値は０．０８×１００００＝８００となる。
［５］ドラムユニット３１０の補正前の最大露光量は、本実施例は０．２８μＪ、比較例は０．２５μＪとする。
［６］画像形成を行う環境は、２３℃５０％（絶対水分量は８．９ｇ／ｍ＾３）とする。
［７］現像ユニット３０９の残寿命は６０％とする。
【００６９】
上記の条件［１］〜［７］において、補正係数Ｃ１〜Ｃ４を求める。まず、本実施形態における補正係数Ｃ１は、１５００／２０００＝０．７５となる。補正係数Ｃ２は、補正係数Ｃ１が０．７５となることから、０．９４となる。補正係数Ｃ３は、絶対水分量が８．９ｇ／ｍ＾３であることから、０．７６となる。補正係数Ｃ４は、現像ユニット３０９の残寿命が６０％であることから、０．９４となる。
【００７０】
一方、比較例における補正係数Ｃ１は、８００／２０００＝０．４となる。補正係数Ｃ２は、補正係数Ｃ１が０．４となることから、０．８５となる。補正係数Ｃ３は、絶対水分量が８．９ｇ／ｍ＾３であることから、０．７６となる。補正係数Ｃ４は、現像ユニット３０９の残寿命が６０％であることから、０．９４となる。
【００７１】
これら補正係数と式（１）より、本実施形態における補正値Ｘと、比較例における補正値Ｘを求める。
実施形態における補正値Ｘ＝０．１×Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×Ｃ４＝０．１×０．７５×０．９４×０．７６×０．９４＝０．０５４
比較例における補正値Ｘ＝０．１×Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×Ｃ４＝０．１×０．４×０．８５×０．７６×０．９４＝０．０２４
【００７２】
図１０に、本実施形態における算出した最大露光量プロファイルと、比較例における算出した最大露光量プロファイルを示す。点線Ａが比較例の最大露光量プロファイル、実線Ｂが本実施形態の最大露光量プロファイルである。
【００７３】
実線Ｂは、第８区間の最大露光量が０．２３μＪとなり、濃度センサ３１１、３１２の検知区間である、第１区間と第１５区間の最大露光量が０．２８［μＪ］となる。残りの区間の最大露光量も２次関数で連続的に繋いで最大露光量プロファイルを作成する。一方、点線Ａは、第８区間の最大露光量が０．２２５［μＪ］となり、第１区間と第１５区間の最大露光量が０．２５［μＪ］になる。残りの区間の最大露光量も２次関数で連続的に繋いで最大露光量プロファイルを作成する。
【００７４】
図１１は、図１０の最大露光量プロファイルを用いてサンプル画像を形成した場合における、長手方向の色度を示した図である。点線Ｃは比較例の色度プロファイル、実線Ｄは本実施形態の色度プロファイルである。点線Ｃの色度は、長手方向における端部で３６．５程度、長手方向における中央部で４５程度であり、端部と中央部で８．５程度の色度差があることがわかる。一方、実線Ｄの色度は、長手方向における端部で３７程度、長手方向における中央部で４１程度であり、端部と中央部で４程度の色度差があることがわかる。つまり、本実施形態における露光量の補正により、比較例の露光量の補正より、長手方向における色度ムラを抑えられていることがわかる。
【００７５】
本実施形態における最大露光量プロファイルは、第１区間と第１５区間の最大露光量と第８区間の最大露光量の差が、比較例における最大露光量プロファイルより大きくなっている。第１区間と第１５区間においては、濃度センサ３１１、３１２でテスト画像を検知した結果に基づき、適切に色度を補正することができる。この状態において、本実施形態においては最大露光量プロファイルを適切に作成することで、長手方向の中央部と端部の濃度ムラを抑制している。具体的には、長手方向の中央部と端部における、感光ドラム３０１上の潜像電位Ｖｌと現像ローラ３０３に印加されている電位Ｖｄｃとの差であるＶｃｏｎｔの差分が、本実施形態の方が比較例より小さくなる。よって、現像されるトナー量の差が減少することで濃度ムラを抑制できている。
【００７６】
このように、感光ドラム３０１の長手方向における膜厚の削れ量に応じて、適切に露光量を補正することで、長手方向における画像の濃度ムラを抑制することができた。また、濃度センサ３１１、３１２によりテスト画像を検知することができる領域を基準として、長手方向における各領域の露光量の補正値を求めることができる。
【００７７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、補正後の最大露光量がスキャナユニット２０７の構成上の制限を超えない範囲で制御される場合について説明した。しかし、補正係数Ｃ１〜Ｃ４の決定に寄与する各種条件によっては、補正される最大露光量が構成上の制限を超える場合がある。本実施形態においては、最大露光量プロファイルの補正を行うタイミングを色度階調補正の実行タイミングに合わせて行う。さらに、濃度センサ３１１、３１２の検知結果を補正することで、長手方向における濃度ムラを抑制するように露光量を補正する方法について説明する。なお、画像形成装置の構成など、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７８】
先の第１の実施形態においては、感光ドラム３０１の長手方向における露光量を補正することで、長手方向における中央部と端部の画像の濃度ムラを抑制することができた。しかし、レーザ素子の出力安定性の観点からレーザ光量を大きく変化させることが出来ないなど、なんらかの画像形成装置の構成の制限で、長手方向における各区間の最大露光量を適正値に補正出来ない場合がある。本実施形態においては、適正な最大露光量の補正値が画像形成装置の露光手段が露光可能な制限値を超える場合においても、長手方向における画像の濃度ムラを抑制する方法について説明する。
【００７９】
［階調補正の説明］
階調補正の方法について説明する。まず、濃度センサ３１１、３１２によって、階調補正用のテスト画像としてのトナーパッチの濃度検知を行う。そして、濃度を所定の変換テーブルで色度に換算し、画像形成装置における特有の入出力特性を測定する。そして、入出力特性に応じて作成された補正テーブルに基づき、画像信号の補正を行う。
【００８０】
本実施形態においては、各色２０階調のトナーパッチを形成する。そして、各トナーパッチを濃度センサ３１１、３１２により検知することで階調補正を行っている。なお、階調補正は階調値にずれが生じたと予測される所定のタイミングで実行される。例えばカートリッジを交換した場合、画像形成装置が設置されている環境が所定以上に変化した場合、所定枚数の画像形成を行った場合、前回の階調補正から所定時間以上の経過した場合、などである。
【００８１】
トナーパッチの濃度測定は、中間転写ベルト２０５上に形成されたトナーパッチに対し発光素子４００から光を照射し、正反射光、及び乱反射光を受光素子４０１、４０２で受光することで行う。しかし、中間転写ベルト２０５の表面性にはムラがあり、耐久が進むとともにその表面性は変化する。トナーパッチを検知する場合には、中間転写ベルト２０５の表面からの反射光量も含めて検知するため、中間転写ベルト２０５の表面性のムラや変化はトナーパッチによるトナー濃度測定の誤差要因となる。そこで、中間転写ベルト２０５の一周に渡ってトナーが付着していない中間転写ベルト２０５からの反射光量を下地として測定して基準値としてＲＡＭに記憶しておく。次に、トナーパッチからの反射光量を測定して、トナーパッチが形成された位置に対応する中間転写ベルト２０５の反射光量からの反射光量の低下率を求める。求めた低下率を所定の換算式、または換算テーブルによって、トナーパッチのトナー濃度に換算している。
【００８２】
本実施形態では、各色２０階調、各パッチの長さが８ｍｍのトナーパッチを形成する。トナーパッチの副走査方向における長さは、各色間のスペース領域、濃度センサ３１１、３１２の調整用トナーパッチ等を足し合わせると９３０ｍｍである。よって、周長が９５０ｍｍである中間転写ベルト２０５の一周内に収まるように、トナーパッチを形成することができる。
【００８３】
トナーパッチを形成する前の準備として、中間転写ベルト２０５をクリーニングなどを行う（前処理）。そして、中間転写ベルト２０５の下地を検知する基準値の測定を中間転写ベルト２０５の一周にかけて行う（測定Ａ）。その後、トナーパッチを中間転写ベルト２０５上に形成し、トナーパッチの測定を中間転写ベルト２０５の一周にかけて行う（測定Ｂ）。測定が終了すると、再度中間転写ベルト２０５のクリーニングなどを行う。（後処理）本実施形態では、画像形成速度は１９０ｍｍ／ｓｅｃ、中間転写ベルト２０５の周長は９５０ｍｍである。測定Ａ＋測定Ｂで制御時間は約１０ｓｅｃを要する。さらに、前処理、後処理を加えると約３０ｓｅｃの制御時間となる。
【００８４】
［最大露光量の補正値の算出方法］
次に、図１２のフローチャートを用いて、最大露光量プロファイルの算出方法について説明する。Ｓ２０１において、ＣＰＵ１４１は色度階調補正の実行要求があるか否かを判断する。階調補正の実施要求がなければ、Ｓ２１３に進んで画像形成装置２００をスタンバイ状態とする。階調補正の実行要求があれば、Ｓ２０２に進む。なお、Ｓ２０２〜２０６は、先の第１の実施形態におけるＳ１０３〜Ｓ１０７と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００８５】
Ｓ２０７において、ＣＰＵ１４１は算出した最大露光量が、画像形成装置における露光量の制限範囲内であるか否かを判断する。制限範囲内である場合は、Ｓ２０８に進む。Ｓ２０８において、ＣＰＵ１４１はトナーパッチを形成させ、濃度センサ３１１、３１２でトナーパッチを検知させる。そして、Ｓ２１２に進む。
【００８６】
制限範囲外である場合は、Ｓ２０９において、ＣＰＵ１４１は最大露光量プロファイルの再算出を行う。つまり、露光量が制限値を超えないように再度露光量の補正を行う。再算出においては、最大露光量プロファイルの中で最大、又は最小となる露光量を、上限値、又は下限値に設定する。Ｓ２１０において、ＣＰＵ１４１はトナーパッチを形成させ、濃度センサ３１１、３１２でトナーパッチを検知させる。そして、Ｓ２１１において、ＣＰＵ１４１は濃度センサ３１１、３１２で検知した検知結果の補正を行う。以下、この検知結果の補正について、詳しく説明する。
【００８７】
先の第１の実施形態においては、最大露光量プロファイルを補正する場合に、濃度センサ３１１、３１２の検知結果に影響が無いように、第１区間と第１５区間の最大露光量に補正は行わなかった。本実施形態においても同様に、第１区間と第１５区間の最大露光量に補正は行わない。しかし、濃度センサ３１１、３１２の検知結果を、感光ドラム３０１のこれまでの画像形成を行った環境や、現像ローラ３０３の当接離間状態で補正したカウント積算値に応じて補正することで、長手方向における画像色度の変化量が小さくなるように補正する。表５は、カウント積算値と色度階調補正量の関係を示している。
【００８８】
【表５】
2020086310.tif 000007
【００８９】
例えば、濃度センサ３１１、３１２のトナーパッチの検知結果が色度３９に相当する濃度であり、その時のカウント積算値が２０００だった場合、補正後の色度は３９＋１．５＝４０．５となる。濃度センサ３１１、３１２による検知結果を、実際の色度よりもプラス側に補正することで、所望の色度よりもプラス側にトナーパッチＰの濃度が出ていると補正する。これにより、階調補正としては濃度がマイナス側になるようにするため、画像形成時に実際に作成される画像は色度が小さくなる。なお、表５では色度検知結果が色度３９だった場合の補正量しか示していないが、他の色度でも予め設定されたテーブルに従って補正量が算出される。本実施形態においては、最も光量に対して感度が高い色度３９について一例として説明した。３９以外の色度の補正量は、３９の場合より少なくなる。
【００９０】
Ｓ２１１にて検知結果を補正した場合は、補正した検知結果に基づき、Ｓ２１２において、ＣＰＵ１４１は画像信号の補正テーブルを更新して、色度階調補正を終了する。Ｓ２０８にて検知結果を補正しなかった場合は、補正していない検知結果に基づき、Ｓ２１２において、ＣＰＵ１４１は画像信号の補正テーブルを更新して、色度階調補正を終了する。
【００９１】
色度階調補正が終了すると、Ｓ２１３において、ＣＰＵ１４１は画像形成装置２００をスタンバイ状態とする。Ｓ２１４において、ＣＰＵ１４１は画像形成を行うための印刷ジョブを受信したか否かを判断する。印刷ジョブを受信していない場合は、スタンバイ状態で待機する。印刷ジョブを受信した場合は、Ｓ２１５に進む。以降、Ｓ２１５〜Ｓ２１７は、先の第１の実施形態におけるＳ１０８〜Ｓ１１０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００９２】
前述した本実施形態の制御を行った場合と、本実施形態の制御を行わなかった比較例の場合委における、感光ドラム３０１の長手方向における画像の濃度ムラの比較について説明する。なお、以下［１］〜［７］の条件でサンプルとなる画像を形成し、サンプルとなる画像の長手方向における色度差（記録材と形成した画像の色度差）を比較した。
［１］スキャナユニット２０７の構成の制限から最大露光量には下限値があり、各区間の最大露光量を０．２１μＪ以下には出来ない。
［２］記録材は、ＧＦＣ−０８１（キヤノン製普通紙Ａ４サイズ）である。
［３］形成する画像は、全面１次色画像（最も光量に対して感度が高い濃度５０％。狙いの色度は３８）とする。
［４］感光ドラム３０１の削れ量を示す積算回転数に対応したカウント積算値は２０００とする。
［５］ドラムユニット３１０の補正前の最大露光量は０．３０μＪとする。
［６］画像形成を行う環境は、３０℃８０％（絶対水分量は２１．７ｇ／ｍ＾３）とする。
［７］現像ユニット３０９の残寿命は０％とする。
【００９３】
上記の条件［１］〜［７］において、補正係数Ｃ１〜Ｃ４を求める。まず、本実施形態における補正係数Ｃ１は、２０００／２０００＝１．０となる。補正係数Ｃ２は、補正係数Ｃ１が１．０となることから、１．０となる。補正係数Ｃ３は、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ＾３であることから、１．０となる。補正係数Ｃ４は、現像ユニット３０９の残寿命が０％であることから、１．０となる。
これら補正係数と式（１）より、第８区間の最大露光量の補正値Ｘを求める。
補正値Ｘ＝０．１×Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×Ｃ４＝０．１×１．０×１．０×１．０×１．０＝０．１０
【００９４】
ドラムユニット３１０の補正前の最大露光量は０．３０μＪであり、第８区間の最大露光量の補正値Ｘが０．１０μＪとなったので、第８区間の最大露光量は０．３０−０．１０＝０．２０μＪとしたい。しかし、スキャナユニット２０７の構成上の制限から最大露光量を０．２１μＪ以下に出来ない。よって、本実施形態においては第８区間を下限値の０．２１μＪに設定し、第１区間、第１５区間は０．３０μＪのままにして、残りの区間の最大露光量も２次関数で連続的に繋いで最大露光量プロファイルを作成する。
【００９５】
図１３に、本実施形態における算出した最大露光量プロファイルと、計算上の理想の最大露光量プロファイルを示す。点曲線Ｅが計算上の理想の最大露光量プロファイルであり、実曲線Ｆが本実施形態の最大露光量プロファイルである。実横線は最大露光量の下限値である０．２１μＪを示している。
【００９６】
点曲線Ｅにおいては、第８区間の最大露光量が０．２０μＪとなっているが、実曲線Ｆはスキャナユニット２０７の制限を考慮し、最大露光量を０．２１μＪとして、最大露光量プロファイルを形成している。実曲線Ｆでは、最大露光量の補正量が足りていないため、濃度センサ３１１、３１２によるトナーパッチの検知結果を補正する。ここで、カウント積算値は２０００のため、表５よりトナーパッチの検知結果による色度補正量は＋１．５となり、この補正された検知結果をもとに、画像信号の補正テーブルを作成し、画像を出力した。
【００９７】
図１４は、本実施形態の補正を行った場合の色度プロファイルと、本実施形態の補正を行っていない比較例の色度プロファイルを示した図である。実線Ｇが本実施形態における色度プロファイル、点線Ｈが比較例の色度プロファイルである。最大露光量補正値の制限値が無い場合は、長手方向における各区間の最大露光量を点線Ｈのように所望の値まで変化させれば良い。しかし、最大露光量補正値の制限値があり、長手方向における各区間の最大露光量を所望の値に出来ない場合は、最大露光量の補正とともに濃度センサ３１１、３１２の検知結果を補正して、実線Ｇのように色度プロファイルを補正する。
【００９８】
点線Ｈの色度プロファイルは、最大露光量の補正量が足りていないため、長手方向の中央部の色度が狙いの色度３８より大きくずれてしまっている。実線Ｇの色度プロファイルは、濃度センサ３１１、３１２の検知結果を補正した分、濃度センサ３１１、３１２の検知位置に対応する長手方向の端部の色度は３８より小さくなってしまっている。しかし、長手方向の中央部の色度は狙いの色度３８に近づいている。つまり、長手方向の各領域における最大の色度ずれ量を比較すると、点線Ｈより実線Ｇの色度プロファイルの方が小さくできていることがわかる。
【００９９】
このように、画像形成装置の構成の制限などで最大露光量の補正値の制限がある場合でも、長手方向の各領域における最大の色度ずれ量をなるべく小さくすることで、画像全体の色味のすれ量を抑制することができた。
【０１００】
なお、感光ドラム３０１の表面に静電潜像を形成する光源としてレーザスキャナを採用したが、これに限られるものではなく、例えば光源はＬＥＤでも良い。また、現像剤としてのトナーも帯電性がネガとなるトナーについて説明したが帯電性がポジとなるトナーでも良い。また、中間転写方式の画像形成装置の説明を行ったが、これに限られるものではなく、モノクロの画像形成装置や直接転写方式の画像形成装置でもよい。また、色度による階調補正を説明したが、濃度による階調補正でも良い。
【符号の説明】
【０１０１】
１４１  ＣＰＵ
２０７  スキャナユニット
２１８  環境センサ
３０１  感光ドラム
３０３  現像ローラ
３１１、３１２  濃度センサ
【図１】
2020086310.tif 000008
【図２】
2020086310.tif 000009
【図３】
2020086310.tif 000010
【図４】
2020086310.tif 000011
【図５】
2020086310.tif 000012
【図６】
2020086310.tif 000013
【図７】
2020086310.tif 000014
【図８】
2020086310.tif 000015
【図９】
2020086310.tif 000016
【図１０】
2020086310.tif 000017
【図１１】
2020086310.tif 000018
【図１２】
2020086310.tif 000019
【図１３】
2020086310.tif 000020
【図１４】
2020086310.tif 000021