(57)【要約】【課題】トナーを用いて画像を形成する画像形成装置及びこのような画像形成装置における画像形成方法であって、回転体の回転周期に対応した濃度ムラの補正データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することを可能とする画像形成装置及び画像形成方法の提供。【解決手段】画像の濃度を調整可能な要素を変化させながら形成され画像濃度検出手段３０によって検出された画像パターンの濃度の変化に基づいて、画像形成手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得する。画像の濃度を均一化するための、回転体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に対応した、画像の濃度を調整可能な要素についての濃度補正データを用いて画像形成手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが制御されるとき、当該濃度補正データは、かかるタイミング補正データを適用された状態とされている。【選択図】図１
2014178404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、
この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、
前記画像の濃度を調整可能な要素を用いて前記画像を形成する画像形成手段と、
前記画像濃度検出手段によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体と、
前記画像の濃度を均一化するための、前記回転体の回転周期に対応した、前記要素についての濃度補正データを用いて、前記画像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、
前記要素を変化させながら形成され前記画像濃度検出手段によって検出された前記画像パターンの濃度の変化に基づいて、前記画像形成手段の駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得するタイミング補正データ取得手段とを有し、
前記画像濃度制御手段によって前記濃度補正データを用いて前記画像形成手段が制御されるとき、当該濃度補正データは、前記タイミング補正データ取得手段によって取得された前記タイミング補正データを適用された状態とされている画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記要素は、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び／又は前記像担持体を帯電させる帯電バイアスであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記画像濃度検出手段によって前記画像パターンの濃度の変化を検出するための、前記現像バイアス及び／又は帯電バイアスである前記要素の変化の幅は、現像ポテンシャルが得られるように設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の画像形成装置において、
前記画像濃度検出手段によって前記画像パターンの濃度の変化を検出するための、前記現像バイアス及び／又は帯電バイアスである前記要素の変化の幅は、±３０［Ｖ］以上±１００［Ｖ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記回転体は、前記回転周期が互いに異なる複数の回転体を有し、
前記タイミング補正データ取得手段は、前記複数の回転体のうち回転周期が小さい方の回転体における当該回転周期に対応した前記画像パターンの濃度の変化に基づいて前記タイミング補正データを取得することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段を複数有し、
前記タイミング補正データ取得手段は、それぞれの前記画像形成手段における前記要素を変化させながら形成され前記画像濃度検出手段によって検出されたそれぞれの前記画像パターンの濃度の変化に基づいて、それぞれの前記要素についての前記濃度補正データについての前記タイミング補正データを取得することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記画像パターンは、ハーフトーンパターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
前記ハーフトーンパターンは、前記像担持体の露光面積率を調整することによって形成された面積階調パターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の画像形成装置において、
前記ハーフトーンパターンは、前記像担持体の露光強度を調整することによって形成されたパターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記ハーフトーンパターンは、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に印加される現像バイアス及び／又は前記像担持体を帯電させる帯電バイアスを調整することによって形成されたパターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、
この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、
この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、
前記画像の濃度を調整可能な要素を用いて前記画像を形成する画像形成手段と、
前記画像濃度検出手段によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体と、
前記画像の濃度を均一化するための、前記回転体の回転周期に対応した、前記要素についての濃度補正データを用いて、前記画像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、
前記要素を変化させながら形成され前記画像濃度検出手段によって検出された前記画像パターンの濃度の変化に基づいて、前記画像形成手段の駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得するタイミング補正データ取得手段とを用い、
前記画像濃度制御手段によって前記濃度補正データを用いて前記画像形成手段が制御されるとき、当該濃度補正データは、前記タイミング補正データ取得手段によって取得された前記タイミング補正データを適用された状態とされている画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを用いて画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうちの少なくとも１つの機能を備えた複合機等の画像形成装置であって、かかる画像の濃度を検出可能な画像形成装置及びこのような画像形成装置における画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いて画像を形成する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕〜〔特許文献１０〕参照）。このような画像形成装置では、帯電装置によって像担持体を一様に帯電させ、形成すべき画像に対応して入力したデータに基づいて露光装置によって像担持体に潜像を形成し、現像装置によって潜像にトナーを付着させて画像を形成している。
【０００３】
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。高画質化に関する要求項目のなかでは、頁内濃度均一性すなわち用紙等の記録媒体の１枚に形成される画像の濃度の均一性への要望が強く、ユーザーが画像形成装置を選定する際の判断基準になっている。そのため、頁内の濃度ムラを極力抑制することが重要である。
【０００４】
かかる濃度ムラは、様々な要因によって発生することが知られている。たとえば、帯電の不均一性による帯電ムラ、露光装置の露光ムラ、感光体等の像担持体の回転振れや感度ムラ、現像ローラ等の現像剤担持体の抵抗ムラ、トナーの帯電ムラ、転写ローラの転写ムラなどである。この中でもとくに像担持体の回転振れや感度ムラに起因する濃度ムラは周期が短いため、頁内に周期的に発生し、視認が容易であることから、クレーム対象となる場合が多い。したがって、像担持体の回転振れや感度ムラに起因する濃度ムラを抑制することがとくに重要である。
【０００５】
この濃度ムラについて以下説明する。
像担持体の回転振れに起因する濃度ムラに関して説明する。電子写真方式を用いた画像形成装置では、現像剤担持体と像担持体との間の電位差によって発生する電界を利用して像担持体上にトナーを付着させて画像を形成する。そのため、像担持体の回転振れによって、これらの間隔である現像ギャップが変動すると、電界が変動して濃度変動が生じ、濃度ムラが生じる。
【０００６】
また、像担持体の感度ムラに起因する濃度ムラに関しては、たとえば次のとおりである。すなわち、露光に対する像担持体の感度に、環境変動、経時劣化等の要因によってばらつきが発生する場合、一定の露光量で露光しても、像担持体の露光後の電位である明電位に差が出るため、かかる電界が変動し、濃度変動が生じて、濃度ムラが生じる。なお、像担持体の感度ムラに関して、感度変化を小さくするため高精度な製法を用いるとコストアップとなるため、これは極力避けることが望ましい。
【０００７】
この点、これらの濃度ムラの補正技術として、帯電バイアス、現像バイアス、露光条件などのプロセス条件を、像担持体の回転周期や感度ムラによって変動する濃度ムラのプロファイルに基づいて変化させるために、次の方法が考えられる。すなわち、たとえば、濃度ムラ検知用パターンを作像して、かかる各プロセス条件についての補正用データを作成する方法である。
【０００８】
このような方法として、たとえば像担持体の回転周期に合わせて現像バイアスを変調させる方法が考えられる。具体的には、像担持体の回転位置を検知する回転位置検出センサと、画像の濃度を検知する濃度検知センサとを用いる方法である。この方法では、濃度検知センサで検知した濃度ムラを像担持体周期で切り分け、検知された濃度ムラを抑制すべく、回転振れなどによる電界変動を打ち消して電界を一定にするように、回転位置検出センサの信号をトリガとして現像バイアスを周期的に変化させる。
また、かかる方法として、たとえば、現像バイアスのみならず、帯電バイアスを変調させる方法が考えられる。
【０００９】
その他、像担持体の感度ムラに起因する濃度ムラに関しては、たとえば次のとおりである。
すなわち、電界に対するトナー付着量の感度は画像濃度によって変化する。つまり、画像濃度によっても、像担持体の感度が変化する。具体的に、トナー付着量が多いベタ画像部などの高濃度部であるシャドウ部においては、明電位と現像バイアスの電位差、すなわち現像ポテンシャルが支配的となる。また、逆に、シャドウ部よりもトナー付着量の少ない中間調やハイライト部の画像では、像担持体の非露光部の電位である暗電位と現像バイアスの電位差、すなわち地肌ポテンシャルが支配的となる。
そのため、シャドウ部における濃度ムラを補正するように現像バイアス等を制御すると、中間調やハイライト部の画像では制御効果が得られず、また、濃度ムラが増加することとなる。
【００１０】
なお、その他、濃度ムラ検知用パターンを作像するものではないが、画像に周期的に発生する縞状の濃度ムラを包括的に減少させることを目的とした技術が知られている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。この技術は、電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関するものである。この画像形成装置が、画像濃度の周期的な濃度変動データを予め格納する第１の変動データ格納手段と、かかる濃度変動データに基づいて画像形成条件を制御する第１の制御手段とを有し、次の補正方法を採用している。第１の変動データ格納手段が、少なくとも現像剤担持体の１周期に対応する濃度変動データを格納し、第１の制御手段が、帯電電圧、露光光量、現像電圧及び転写電圧の何れかを制御して、像担持体の回転周期に合わせて制御手段で濃度補正を行う補正方法である。
【００１１】
また、その他に、像担持体でなく、現像剤担持体の回転周期に着目して濃度ムラを抑制する技術が知られている（たとえば、〔特許文献２〕、〔特許文献３〕参照）。この技術について考察すると、この技術は、現像ローラ回転周期で生じる画像濃度ムラを、現像バイアスを現像ローラの回転周期に応じて変化させることにより軽減するものとなっている。具体的には、像担持体上に形成する画像パターンで、濃度ムラ検知、および、検知した濃度ムラ情報と現像ローラ回転の位相整合を行い、現像バイアスを制御する。
【００１２】
この技術では、制御対象が現像バイアスのみだと、ベタ濃度補正は上手く機能しても、中間調濃度補正が上手く機能しない可能性が高い。
このような場合には、現像バイアスに加えて、帯電バイアスも、現像ローラの回転周期に応じて変化させることが有効であると考えられる。このように、現像ローラの回転周期に応じて現像バイアス、帯電バイアスを変化させ、中間調濃度補正を効果的に行う技術は、像担持体の回転周期に応じて現像バイアス、帯電バイアスを変化させ、中間調濃度補正を効果的に行う技術に応用可能と考えられる。
【００１３】
その他、すでに述べた像担持体の感度ムラも、この感度ムラが像担持体自身の特性によって生じるものである場合には、像担持体の回転周期で感度ムラが生じるため、現像バイアスや帯電バイアスを像担持体の回転周期で変化させることで感度ムラが抑制される。
【００１４】
このように、像担持体や現像剤担持体等の回転体の回転振れや感度ムラに起因する濃度ムラについては、かかる回転体の回転周期で現像バイアスや帯電バイアス等の画像形成条件を補正する補正データを用いて濃度ムラを補正する方法が有効であると考察される。
【００１５】
この方法を実施するためには、回転体の回転周期に対応して作成された補正データを、濃度ムラを打ち消す位相で、正確に適用する必要がある。たとえば、濃度ムラ検知用に作成した画像パターンをトナー像検知センサで読み取り、この画像パターンに含まれる濃度ムラを打ち消すように、現像バイアスや帯電バイアス等の補正データを作成した場合には、次の時間情報が得られることが好ましい。すなわち、現像手段、帯電手段の制御作用点すなわち現像バイアス、帯電バイアスの印加位置から、トナー像検知センサまでの時間情報である。
【００１６】
これは、制御作用点からトナー像検知センサまでの間のレイアウト距離が、補正データが対応した回転体の回転周期の整数倍でない限り、当該回転体の位相を検知しても、かかる補正データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することが難しいためである。なお、かかる時間情報は、かかるレイアウト距離と当該回転体の位相とが分かれば、このレイアウト距離を当該回転体の回転速度で除することで得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、かりに、かかる時間情報が得られたとしても、実際は、かかる補正データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することが難しく、かかる補正データによる濃度ムラの補正効果が十分に得られないことが、本発明者の鋭意研究によって判明した。
【００１８】
その原因の一つが、レイアウト距離の設計値と実機上の差である。設計上のレイアウト距離を考慮するだけでは補正データの位相を濃度ムラの位相に正確に一致させることが難しいのである。実機上では、各部品の積み上げ公差や取り付け誤差、個体ばらつきなどによって狙い通りのレイアウト距離となっていない場合がある。そのため、設計値のレイアウト距離から得た時間情報と実際の時間情報に差が生じてしまい、回転体の濃度ムラ発生位置と補正データの位相たとえば制御テーブルがずれて十分な補正効果が得られない。
【００１９】
もう一つの原因は、現像バイアスや帯電バイアスを印加するための電源である高圧パワーパックの応答遅れによる制御テーブルずれである。現像バイアスや帯電バイアスを出力する高圧パワーパックには応答遅れが存在するため、濃度ムラと制御テーブルの位相が一致せずに制御効果が十分に得られないのである。一般的に、回転周期が短いほど、言い換えると周波数が高いほど、応答遅れが大きくなる。
【００２０】
さらに、実機を運転しなければ、現像バイアスや帯電バイアスの実質的な制御作用点が定まらないという原因もある。すなわち、現像手段が多段ローラ現像方式等の場合等においては、現像バイアスの実質的な制御作用点が定まらず、また帯電方式がグリッド電極から構成されるスコロトロン方式である場合等においても、帯電バイアスの実質的な制御作用点が定まらないのである。かかる制御作用点は、実機を運転して初めて知ることができるものであるため、設計上の制御作用点に基づいてレイアウト距離を知ることが難しい。よって、何らかの方法で制御作用点を求めることが必要となる。これは、一段現像ローラや、ローラ帯電方式の構成でも同様である。
【００２１】
このように、レイアウト位置を考慮するのみでは、回転体の回転周期に対応して作成された濃度ムラの補正用データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することが難しく、かかる補正データによる濃度ムラの補正効果が十分に得られないことが判明した。
【００２２】
本発明は、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置及びこのような画像形成装置における画像形成方法であって、回転体の回転周期に対応した濃度ムラの補正データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することを可能とする画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体と、この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像の濃度を調整可能な要素を用いて前記画像を形成する画像形成手段と、前記画像濃度検出手段によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体と、前記画像の濃度を均一化するための、前記回転体の回転周期に対応した、前記要素についての濃度補正データを用いて、前記画像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、前記要素を変化させながら形成され前記画像濃度検出手段によって検出された前記画像パターンの濃度の変化に基づいて、前記画像形成手段の駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得するタイミング補正データ取得手段とを有し、前記画像濃度制御手段によって前記濃度補正データを用いて前記画像形成手段が制御されるとき、当該濃度補正データは、前記タイミング補正データ取得手段によって取得された前記タイミング補正データを適用された状態とされている画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、像担持体と、この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像の濃度を調整可能な要素を用いて前記画像を形成する画像形成手段と、前記画像濃度検出手段によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体と、前記画像の濃度を均一化するための、前記回転体の回転周期に対応した、前記要素についての濃度補正データを用いて、前記画像形成手段を制御する画像濃度制御手段と、前記要素を変化させながら形成され前記画像濃度検出手段によって検出された前記画像パターンの濃度の変化に基づいて、前記画像形成手段の駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得するタイミング補正データ取得手段とを有し、前記画像濃度制御手段によって前記濃度補正データを用いて前記画像形成手段が制御されるとき、当該濃度補正データは、前記タイミング補正データ取得手段によって取得された前記タイミング補正データを適用された状態とされている画像形成装置にあるので、回転体の回転周期に対応した濃度ムラの補正データを、濃度ムラを打ち消すように正確に適用することを可能とし、濃度ムラの補正を高精度で行うことを可能とする画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明を適用した画像形成装置の他の例の概略構成図である。
【図３】本発明を適用した画像形成装置のまた他の例の概略構成図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に備えられた画像濃度検出手段の設置態様の概略を示した斜視図である。
【図５】画像濃度検出手段によって濃度が検出される画像の構成態様の例を示した概略平面図である。
【図６】回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号、画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号、これらの信号を元に作成される画像形成条件の関係の例を示す図である。
【図７】画像濃度検出手段、回転位置検出手段の信号に基づいて画像パターンが作成されることを示す概略制御ブロック図である
【図８】画像濃度検出手段の信号と、回転位置検出手段の信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図９】タイミング補正データを取得して反映するための制御の概略を示したフローチャートである。
【図１０】単に濃度補正データを用いて画像形成を行うと制御の遅れが生じることを説明するための概念図である。
【図１１】画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１に示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことでタイミング補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフである。
【図１２】タイミング補正データを濃度補正データに適用するための制御の概略を示したフローチャートである。
【図１３】画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１に示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことで濃度補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフである。
【図１４】回転位置検出手段の構成例を示した概略斜視図である。
【図１５】図１４に示した回転位置検出手段からの信号の例を示したタイミングチャートである。
【図１６】図１４に示した回転位置検出手段からの信号と画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号との関係を示したタイミングチャートである。
【図１７】画像濃度検出手段によるトナー付着量検知信号を図１４に示した回転位置検出手段によって検出される回転位置検出信号で切り出すことで濃度補正データが作成されることを説明するための、かかる信号波形及び前者の信号波形の平均処理を示したグラフである。
【図１８】画像濃度が高いほど濃度ムラの振幅が大きいことを説明するためのグラフである。
【図１９】タイミング補正データを取得するための画像パターンをハーフトーンパターンとする方法を説明するための、かかるハーフトーンパターンの一例の一部の拡大図である。
【図２０】現像ポテンシャルが通常の画像形成条件によって得られる場合よりも小さくなるように画像形成条件を設定するための原理を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を、図を参照して説明する。
図１は、本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。なお、図１は、本発明を適用可能な電子写真式の画像形成装置として、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例を示している。ただし、本発明は、後述の４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機や１ドラム型中間転写方式のフルカラー機等の他の画像形成装置にも適用可能である。また本発明は、１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機にも適用可能である。
【００２７】
図１に示すように、画像形成装置１００は、像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１を有している。画像形成装置１００はまた、中間転写ベルト１の展張面言い換えると張架面に沿って並設された、像担持体としての潜像担持体である回転体たる感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとを有している。
【００２８】
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の周りにはその回転方向順に、次の構成が配置されている。すなわち、帯電手段としての帯電装置である帯電チャージャ３Ｙ、感光体ドラム２Ｙの回転位置言い換えると位相を検出する回転位置検出手段としての像担持体回転位置検出手段であるフォトインタラプタ１８Ｙである。さらに、感光体ドラム２Ｙに露光を行って静電潜像を書き込む書込手段である光書込手段たる露光手段としての光書込ユニット４Ｙ、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が配置されている。さらに、現像手段としての現像装置である現像ユニット５Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ６Ｙが配置されている。さらに、図示しないブレード及びブラシ等を備えた潜像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニングユニット７Ｙ、除電手段としてのクエンチングランプであるＱＬ８Ｙが配置されている。
【００２９】
中間転写ベルト１にトナー像を形成するトナー像形成手段は、感光体ドラム２Ｙ、帯電チャージャ３Ｙ、光書込ユニット４Ｙ、現像ユニット５Ｙ、一次転写ローラ６Ｙ等を用いて構成されている。他の色の作像ステーションにおいても同様である。
【００３０】
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おり、ローラ１２に対向する部位には、図示しないブレード及びブラシ等を備えたベルトクリーニングユニット１５が設けられている。これら中間転写ベルト１、ローラ１１、１２、１３、ベルトクリーニングユニット１５は中間転写ユニット３３を構成している。
【００３１】
ローラ１３に対向する部位には、転写手段としての二次転写ローラ１６が設けられている。
光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋを備えた光書込ユニット４の上方には、画像読み取り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。
【００３２】
装置本体９９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に収容された記録媒体としての記録紙２０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で搬送される。そしてさらに、記録紙２０は、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と二次転写ローラ１６とが互いに対向した二次転写部位であるニップ部Ｎ２へ送られる。
【００３３】
ニップ部Ｎ２の用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。
図１において、符号２６は排紙トレイを、符号２７はスイッチバックローラ対を、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。
【００３４】
現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋはそれぞれ、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋとある一定の距離である現像ギャップをとって対向配置された、現像剤担持体としての回転体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａを有している。現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａは、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ内の、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持する。そして、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａは、担持した２成分現像剤中のトナーを感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向する現像ニップで感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに付着させ、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上に画像を形成する。
【００３５】
フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋは、たとえば特許文献３の図４に開示される構成を採用可能である。本実施形態においては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転位置を検出する手段として、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋを用いているが、かかる手段は、ロータリエンコーダなど、回転位置を検出するものであればこの構成に限らない。これらのことは、後述するように現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置言い換えると位相を検出する回転位置検出手段についても同様である。
【００３６】
表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋは、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにより書き込まれた感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上の静電潜像の電位を検出する。すなわち、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋは、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋによってトナーを付着され現像される前の感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面電位を検出する。
【００３７】
検出された表面電位は、現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋの現像バイアスの制御に用いられるようにすることが可能である。そのほか、検出された表面電位は、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの帯電バイアス、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋのレーザーパワーなどのプロセス条件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ようにすることが可能である。
【００３８】
光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ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する。これにより、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、帯電チャージャ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、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのそれぞれを照射する４つの書込光を出射する。光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、この書込光により、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのそれぞれを暗中にて走査して、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。
【００３９】
本実施形態では光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ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によって、次のように光走査を行うものを用いている。すなわち、光書込ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋとして、かかる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４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。
【００４０】
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・給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。
【００４１】
一方、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは帯電チャージャ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４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋから照射される書込み光によってその表面を画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶ。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、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋからトナーが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特定色に現像される。
【００４２】
図１の構成においては感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが四色分あるので、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。
【００４３】
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との接点である１次転写部としてのニップ部Ｎ１において、次のようにして中間転写ベルト１上に転写される。すなわち、かかるトナー像は、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。この一次転写動作をタイミングを合わせながら四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。
【００４４】
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、ニップ部Ｎ２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２０に転写される。このとき、二次転写ローラ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２０は、定着ユニット２５を通過することにより、その記録紙２０の表面に担持されているトナー像が加熱定着される。
【００４５】
片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ２６へ搬送され、両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙２０は、ここでスイッチバックローラ対２７により搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部を出て行く。これをスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙２０の表裏が反転される。表裏反転された記録紙２０は定着ユニット２５の方には戻らず、再給紙搬送経路を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて、定着ユニット２５を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。
【００４６】
また各部の動作を最後まで説明すると、ニップ部Ｎ１を通過した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋはその表面に一次転写残トナーを担持しており、これを感光体クリーニングユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより除去される。その後、ＱＬ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。また、ニップ部Ｎ２を通過した中間転写ベルト１に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらもベルトクリーニングユニット１５によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。
【００４７】
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像の濃度を検知する濃度検知手段として、光学センサなどで構成された光学センサユニットである濃度検出センサとしてのトナー像検知センサ３０を備えている。
【００４８】
トナー像検知センサ３０は、中間転写ベルト１上のトナーの付着量を検知して画像の濃度ムラを検出するために中間転写ベルト１上の画像であるトナー像の濃度を検出する画像濃度検出手段としての濃度むら検出手段であるトナー付着量検知センサとして機能する。
トナー像検知センサ３０により、画像ムラの補正制御に用いるために中間転写ベルト１の表面に形成された後述する補正制御用の画像パターンのトナー像の濃度を検知する。
【００４９】
図１に示した構成例では、中間転写ベルト１の、ローラ１１に巻き付いている部分に対向する位置である二次転写前の位置Ｐ１に、トナー像検知センサ３０が配置されている。トナー像検知センサ３０は、同図に示すように、Ｎ２の下流側の位置である二次転写後の位置Ｐ２に配置しても良い。トナー像検知センサ３０を位置Ｐ２のようなニップ部Ｎ２の下流側に配置する場合には次のように構成することが好ましい。すなわち、同図に示すように、中間転写ベルト１の内方に中間転写ベルト１の振れ止めのためのローラ１４を設け、このローラ１４に対向するようにトナー像検知センサ３０を設けることが好ましい。
【００５０】
トナー像検知センサ３０の上述した二種類の配置位置のうち、二次転写前の位置Ｐ１は、二次転写工程前の中間転写ベルト１上のトナーパターンを検知する位置であり、マシンレイアウトの制約がなければ、この構成が採用されることが多い。補正制御用の画像パターンのトナー像を形成してすぐに検知するため、待ち時間も少なく、また、画像パターンのトナー像にニップ部Ｎ２をすり抜けさせる必要がないため、そのための工夫が不要だからである。
【００５１】
しかしながら、４色目（図１の例ではブラック）の作像ステーション直後がニップ部Ｎ２のような二次転写位置になっている機種も多く、その場合、上述の位置Ｐ１にセンサを設置するのはスペース的に困難である。そのような場合は、二次転写後の位置である位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置し、中間転写ベルト１上に形成した画像パターンのトナー像を、ニップ部Ｎ２をスルーさせた後、そのトナー像の濃度をトナー像検知センサ３０で検知することになる。ニップ部Ｎ２をスルーさせる方式としては、二次転写ローラ１６の中間転写ベルト１からの離間、二次転写ローラ１６への逆バイアスの印加等が考えられるが、ここでは特に限定しない。
【００５２】
図２は、本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図である。なお、図２において、図１に示した画像形成装置１００と同様な部材や装置については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５３】
図２に示す画像形成装置１００’は、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機であり、ドラム状の像担持体である感光体ドラム２と、これに対向する現像手段としてのリボルバ現像ユニット５１とを備えている。
リボルバ現像ユニット５１は、回転軸を中心にして回転する保持体によって現像手段としての４つの現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋを保持している。
【００５４】
これらの現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、感光体ドラム２上の静電潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによって現像するものである。
【００５５】
リボルバ現像ユニット５１は、保持体を回転させることで、現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋのうち、任意の色の現像器を感光体ドラム２に対向する現像位置に移動させて、感光体ドラム２上の静電潜像を任意の色に現像する。フルカラー画像を形成する場合には、例えば無端状の中間転写ベルト１を約４周させる過程で感光体ドラム２にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を順次形成しながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像器５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋによって順次現像していく。そして、感光体ドラム２上で得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像をニップ部Ｎ１において中間転写ベルト１に順次重ね合わせて転写していく。
【００５６】
中間転写ベルト１の支持部材であるローラ１３と二次転写ユニット２８の二次転写ローラ１６とが対向しているニップ部Ｎ２は、中間転写ベルト１と二次転写ユニット２８の転写搬送ベルト２８ａとが所定のニップ幅で接触した二次転写ニップとなっている。このニップ部Ｎ２を上述した中間転写ベルト１上の４色重ね合わせトナー像が通過するとき、その通過にタイミングを合わせて二次転写ユニット２８の転写搬送ベルト２８ａで搬送されてきた記録紙２０に対して、かかるトナー像が一括二次転写される。
【００５７】
記録紙２０の両面に画像を形成する場合は、次のように二次転写が行われる。すなわち、定着ユニット２５を通過した記録紙２０が両面ユニット１７’に搬送され、両面ユニット１７’で表裏反転された記録紙２０が再度、ニップ部Ｎ２に搬送され、その記録紙２０の裏面に中間転写ベルト１上の４色重ね合わせトナー像が一括二次転写される。
【００５８】
図２に示した構成の画像形成装置１００’では、中間転写ベルト１の、ローラ１１に巻き付いている部分に対向する位置である二次転写前の位置Ｐ３に、トナー像検知センサ３０が配置されている。
【００５９】
図３は、本発明を適用可能な画像形成装置の更に他の構成例を示す概略構成図である。なお、図３において、図１の画像形成装置１００と同様な部材や装置については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６０】
図３に示す画像形成装置１００”は、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機であり、４組の作像ステーションの下方に、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに形成されたトナー像を記録紙２０に転写する転写ユニット２９を備えている。この転写ユニット２９は、複数の支持部材としてのローラ１１ａ〜１１ｄで回転可能に支持された無端状の転写搬送ベルト２９ａを有している。転写搬送ベルト２９ａは駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂ〜１１ｄとに掛け回され、所定のタイミングで図中反時計回り方向に回転駆動しながら、記録紙２０を担持して各作像ステーションの転写位置Ｎを通過するように搬送する。
【００６１】
転写搬送ベルト２９ａの内側には、各転写位置Ｎにおいて転写電荷を付与して各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を記録紙２０に転写するための転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。
【００６２】
図３に示す画像形成装置１００”において、例えば４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときは、次のような動作が実行される。すなわち、各色の作像ステーションの感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれに各色のトナー像を形成する画像形成工程が記録紙２０の搬送に同期させて実行される。
【００６３】
一方、給紙トレイ１７から給送された記録紙２０は、レジストローラ対２４により所定のタイミングで送り出されて転写搬送ベルト２９ａに担持され、各作像ステーションの転写位置Ｎを通過するように搬送される。各色のトナー像が転写され４色重ね合わせのカラー画像が形成された記録紙２０は、定着ユニット２５でトナー像が定着された後、排紙トレイ２６上に排出される。
【００６４】
図３に示した構成の画像形成装置１００”では、転写ユニット２９の記録紙搬送方向最下流側で転写搬送２９ａのローラ１１ａに巻き付いている部分に対向する位置である定着前の位置Ｐ４に、トナー像検知センサ３０が配置されている。
【００６５】
なお、図１〜図３のそれぞれに示した画像形成装置１００、１００’、１００”の構成例において、補正制御用の画像パターンのトナー像は感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋまたは感光体ドラム２上で形成される。かかる画像パターンのトナー像は、下流側のベルトである中間転写ベルト１又は転写搬送ベルト２９ａに転写されるため、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれまたは感光体ドラム２の表面に対向するようにトナー像検知センサ３０を設置してもよい。この場合のトナー像検知センサ３０の設置位置は、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ又はリボルバ現像ユニット５１による現像位置から中間転写ベルト１又は転写搬送ベルト２９ａへの転写位置であるニップ部Ｎ１又は転写位置Ｎに至るまでの間となる。
【００６６】
上記構成の画像形成装置１００、１００’、１００”における画像パターンの濃度の検知結果に基づく画像濃度ムラの補正制御について説明する。この補正制御は、形成する画像の高画質化を図るため、補正制御用の画像パターンすなわちパターン画像を形成し、形成されたパターン画像の画像濃度を用いて、ユーザーの指定によって形成する画像の濃度を調整するものである。なお、以下の説明では、画像形成装置１００に適用した場合について説明するが、画像形成装置１００’、１００”についても同様に適用される。
【００６７】
本形態においては、補正制御用の画像パターンとして、大別して２種の画像パターンが形成される。第１の補正制御用の画像パターンは、画像の濃度を均一化するための濃度補正データを取得することを目的として形成される補正条件算出用の画像パターンである。第２の補正制御用の画像パターンは、濃度補正データを、画像の濃度ムラを打ち消すように適切に適用するためのタイミング補正データを取得すること目的として形成される位相ずれ検出用の画像パターンである。
【００６８】
本形態においては、画像の濃度を均一化するために、画像の濃度を調整可能な要素として、第１の要素である現像条件具体的には現像バイアスと、第２の要素である帯電条件具体的には帯電バイアスとを用いる。よって、画像形成装置１００は、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを、第１の要素である現像バイアスを用いて画像の濃度の調整可能な第１の画像形成手段として有している。また、画像形成装置１００は、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを、第２の要素である帯電バイアスを用いて画像の濃度の調整可能な第２の画像形成手段として有している。
【００６９】
そこで、本形態では、補正条件算出用の画像パターンを、濃度補正データを現像バイアスと帯電バイアスとについて取得するため、２種類が形成される。また位相ずれ検出用の画像パターンも、濃度補正データを現像バイアスと帯電バイアスとについて取得するため、２種類が形成される。
【００７０】
タイミング補正データを現像バイアスについて取得するための位相ずれ検出用の画像パターンを第１の画像である第１の画像パターンという。タイミング補正データを帯電バイアスについて取得するための位相ずれ検出用の画像パターンを第２の画像である第２の画像パターンという。
濃度補正データを現像バイアスについて取得するための補正条件算出用の画像パターンを第３の画像である第３の画像パターンという。濃度補正データを帯電バイアスについて取得するための補正条件算出用の画像パターンを第４の画像である第４の画像パターンという。
【００７１】
図４は、トナー像検知センサ３０の設置状況の一例を示す部分斜視図である。図４は、画像形成装置１００における二次転写前の位置Ｐ１にトナー像検知センサ３０を設置した例を示している。このトナー像検知センサ３０は、センサ基板３２に４つの濃度検知手段としての光学センサであるセンサヘッド３１を搭載した４ヘッドタイプすなわちヘッド４個品のトナー像検知センサ３０である。そのため、図４の例は、記録紙２０の搬送方向と直交する主走査対応方向言い換えると感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの軸方向にそれぞれのセンサヘッド３１を設置している。
【００７２】
この構成であれば主走査対応方向における４箇所のトナー付着量を同時に測定可能であって、各センサヘッド３１を各色専用に用いることが可能である。なお、トナー像検知センサ３０におけるセンサヘッドの数は４個に限定されるものではない。すなわち、たとえば、１〜３個のセンサヘッドを備えたヘッド１〜３個品のトナー像検知センサ３０の構成であってもよいし、５個品以上のトナー像検知センサ３０の構成であってもよい。
【００７３】
各センサヘッド３１は、検知対象物である中間転写ベルト１のベルト表面との間に、検出距離として５ｍｍ程度の距離を設けて対向するように配設されている。本実施形態では、トナー像検知センサ３０を中間転写ベルト１近傍に設け、中間転写ベルト１上のトナー付着量に基づいて作像条件を決定するとともに中間転写ベルト１上のトナー付着位置に基づいて作像タイミングを決定する。しかし、トナー像検知センサ３０は感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように配設されていても構わない。また、トナー像検知センサ３０は、中間転写ベルト１から画像を転写された記録紙２０に対向するように、たとえば図２に示した転写搬送ベルト２８ａに対向する位置に配設されていても良い。
【００７４】
なお、トナー像検知センサ３０を感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように配設する場合には、次のように配置する。すなわち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転方向において、現像位置の下流側かつ転写位置の上流側の位置で感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するようにトナー像検知センサ３０を配置する。
【００７５】
トナー像検知センサ３０からの出力は制御部３７において付着量変換アルゴリズムによってトナー付着量に変換され、トナー付着量が認識され、制御部３７に備えられた不揮発性メモリまたは揮発性メモリに画像濃度として記憶される。この点、制御部３７は画像濃度記憶手段として機能する。画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、かかる画像濃度を時系列データとして記憶する。付着量変換アルゴリズムについては従来技術と同様であるため省略する。
【００７６】
制御部３７に備えられた不揮発性メモリ又は揮発性メモリには、他に、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋ、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋ等の各センサの出力や補正用データ、制御結果等に関する様々な情報が記憶されている。制御部３７は、表面電位センサ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｋによって検知された表面電位を記憶する点において、表面電位記憶手段として機能する。また、制御部３７は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検知された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を記憶する点において、回転位置記憶手段として機能する。
【００７７】
第１〜第４の画像パターンすなわち第１〜第４のパターン画像は、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色について、図５に示すように、中間転写ベルト１の搬送方向に長い、互いに同一形状の帯パターンとなるように形成される。ただし、同図は、第３のパターン画像を示したものとなっている。
【００７８】
同図に示されているように、第３のパターン画像のみが、画像濃度が高濃度となるシャドウ部を形成するようにベタ帯パターンによるベタ画像として形成される。
第１、第２、第４のパターン画像は、画像濃度が第３のパターン画像よりも低い中間調部を形成するようにハーフトーンによる帯パターンでハーフトーンパターンとして形成される。
【００７９】
第３のパターン画像は、本形態ではベタ画像であるが、画像濃度の変動が検出されるのであれば、これよりも濃度の低い画像であっても良い。第３のパターン画像を構成しているベタ帯パターンとは、トナー像検知センサ３０の検知感度領域内での高濃度パターンという意味である。本形態において、ベタ帯パターンは、カラー色すなわちイエロー、シアン、マゼンタについては画像濃度１００％の高濃度パターンとなっているが、黒については、実際には、画像濃度７０％程度の高濃度パターンとなっている。
第１、第２、第４のパターン画像は、画像濃度４０％となっている。
第３のパターン画像と、第１、第２、第４のパターン画像とでの画像濃度の変化のさせ方は、面積階調方式でも良いし、アナログ方式でも良い。これらの方式については後述する。
【００８０】
第１、第２のパターン画像は、タイミング補正データを現像バイアス、帯電バイアスについて順次取得するために形成される。よって、タイミング補正データを取得する場合、まず第１の画像パターンが形成され、第２の画像パターンは、第１の画像パターンの後、中間転写ベルト１の搬送方向における下流側に形成される。
第３、第４のパターン画像は、濃度補正データを現像バイアス、帯電バイアスについて順次取得するために形成される。よって、濃度補正データを取得する場合、まず第３の画像パターンが形成され、第４の画像パターンは、第３の画像パターンの後、中間転写ベルト１の搬送方向における下流側に形成される。
【００８１】
すでに述べたことから明らかなように、第１〜第４のパターン画像は、同図の左右方向に対応した副走査方向、すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転方向に沿った方向に長い帯パターンとなるように形成される。副走査方向における第１〜第４のパターン画像の長さは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分とされ、本形態では３周長分としている。
【００８２】
これは、画像形成装置１００における画像の濃度の調整が、次の画像濃度のムラを抑制するように行われるようにするためである。かかる調整が、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとの間隔である現像ギャップの変動及び感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラに基づく画像濃度のムラを抑制するように行われるようにするためである。
【００８３】
この点についてより詳しく説明する。かかる現像ギャップの変動の要因の１つとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れが挙げられ、この回転振れの要因として、たとえば感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転中心位置の偏心が挙げられる。よって、現像ギャップの変動に基づく画像濃度のムラには、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に応じて発生する成分である回転変動成分が含まれている。そして、この成分を検出するには、副走査方向におけるパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。
【００８４】
第３のパターン画像は、後述するように、かかる成分によって生じる濃度ムラを打ち消すことを目的として、現像バイアスについての濃度補正データを得るために形成される。よって、副走査方向における第３のパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。
【００８５】
また、第４のパターン画像は、後述するように、第３のパターン画像によって得られた現像バイアスについての濃度補正データの適用によって生じる濃度ムラを打ち消すことを目的として、帯電バイアスについての濃度補正データを得るために形成される。この理由によっても、副走査方向におけるパターン画像の長さとして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分の長さを要する。
【００８６】
さらに、濃度補正データを得るためには、後述する平均処理を行うことが望ましいことから、本形態では、副走査方向における第３、第４のパターン画像の長さを、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの３周長分としている。この長さであれば、かかる平均処理による精度が得られるとともに、第３、第４のパターン画像を形成するために要するトナー量が比較的少量で済むという利点も得られる。
【００８７】
また、第１、第２のパターン画像についても、タイミング補正データを得るためには、後述する平均処理を行うことが望ましいため、本形態では、副走査方向における第１、第２のパターン画像の長さを、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの３周長分としている。この長さであれば、かかる平均処理による精度が得られるとともに、第１、第２のパターン画像を形成するために要するトナー量が比較的少量で済むという利点も得られる。
【００８８】
図５（ａ）においては、各色のベタ帯パターンを、同図の上下方向に対応した主走査方向、すなわち副走査方向に直交する方向において、互いに同位置に形成している。この位置は、主走査方向におけるトナー像検知センサ３０の検知領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。なお、この位置は、同図（ａ）においては、主走査方向における中央部となっているが、これに限らず、主走査方向における端部であっても良い。
【００８９】
同図（ｂ）においては、各色のベタ帯パターンを、主走査方向において、互いに異なる位置に形成している。この位置はそれぞれ、主走査方向におけるトナー像検知センサ３０の検知領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。
【００９０】
同図（ａ）に示したように画像パターンを形成すると、画像パターンの画像濃度を検知するセンサヘッド３１の数が１つで済むという利点がある。
同図（ｂ）に示したように画像パターンを形成すると、各色の画像パターンを副走査方向において重複するように形成することで、画像濃度の検知を完了するまでの時間が短くて済むという利点がある。
【００９１】
なお、トナー像検知センサ３０は、すでに述べたように、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対して設け、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に形成された画像の濃度を検知するようにしても良い。このようにすれば、中間転写ベルト１の走行変動による影響が回避される。また、トナー像検知センサ３０は、すでに述べたように、中間転写ベルト１から画像を転写された記録紙２０に対向するように設け、記録紙２０上に形成された画像の濃度を検知するようにしても良い。このようにすれば、記録紙２０の走行変動による影響が回避される。
【００９２】
画像濃度のムラに含まれる上述した成分を検出するため、第３のパターン画像を形成するときの画像形成条件、具体的には画像を形成するための要素は、一定に維持される。すなわちたとえば帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおける帯電条件、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける露光条件言い換えると書き込み条件が一定に維持される。また、たとえば現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおける現像条件、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋにおける転写条件等の要素が一定に維持される。
【００９３】
ここでの帯電条件としては帯電バイアスが挙げられ、書き込み条件としては書込光の強度が挙げられ、現像条件としては現像バイアスが挙げられ、転写条件としては転写バイアスが挙げられる。
【００９４】
一方、第４のパターン画像を形成するときは、第３のパターン画像を形成して得られた現像条件についての濃度補正データが適用される。そのため、上述した画像形成条件のうち、現像条件は濃度補正データに従って変動し、他の画像形成条件は一定に維持される。
また、第１のパターン画像を形成するときは、現像条件についてのタイミング補正データを得るために、後述するように、現像条件が積極的に変調され、他の画像形成条件は一定に維持される。第２のパターン画像を形成するときは、帯電条件についてのタイミング補正データを得るために、後述するように、帯電条件が積極的に変調され、他の画像形成条件は一定に維持される。
【００９５】
なお、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋ等は、画像パターンを作成するにあたって、次のように機能する。すなわち、これらは、現像、帯電、露光等の一連の電子写真式画像形成装置の作像プロセスを担う画像パターン作成手段としてのパターン形成手段（図７参照）として機能する。
【００９６】
現像ギャップの変動、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラなどがなければ、画像形成条件を一定に維持してベタ画像などの画像を形成すると、その画像濃度は均一となる。しかし、画像形成条件を一定に維持して画像を形成しても、上述のように、実際には、現像ギャップの変動、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラなどによって、画像濃度は変動する。
【００９７】
この画像濃度の変動は、トナー像検知センサ３０によって、副走査方向に長い帯状パターンである第３のパターン画像の画像濃度を検出することによって検知される。なお、他の、第１、第２、第４のパターン画像の画像濃度の変動も、トナー像検知センサ３０によって検知される。そして、トナー像検知センサ３０の検知信号は、制御部３７に時系列データとして入力され、制御部３７において、トナー付着量が時系列で認識され、画像濃度記憶手段としての機能により、時系列の画像濃度として記憶される。
【００９８】
画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋからの信号に基づき、かかる画像濃度を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付け、次の処理を行い、記憶する。すなわち、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で平均処理を行うことで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する（後述のｆ（ｔ）に相当）。
【００９９】
本制御方式は、原則的には、着荷時に回転振れ成分を算出しておけば、感光体の状態がその着脱・交換時などにおいて変化しない限り、制御効果を保ち続けるものである。すなわち、かかる着脱時等に感度ムラによる画像濃度への影響を除去する制御テーブルを生成すれば、原則的には、かかる着脱時等以外は制御テーブルを作成する必要がない。
【０１００】
上述のように、画像を形成するための要素として、帯電条件、露光条件、現像条件、転写条件が挙げられる。本形態においては、現像条件を、すでに述べたように、第１の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第１の画像形成手段を現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとしている。
【０１０１】
制御部３７は、画像の濃度を調整するために、現像条件についての具体的な濃度補正データすなわち第１の濃度補正データである第３の画像形成条件としての第３の条件を決定する第３の画像形成条件決定手段として機能する。第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、トナー像検知センサ３０によって検出された、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの少なくとも１周長分のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第３の条件を決定する。
【０１０２】
第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときに、トナー像検知センサ３０によって第３のパターン画像の濃度ムラを検出する。そして、第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、かかる濃度ムラのうち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの現像ギャップ変動成分を構成する回転変動成分に起因する画像濃度のムラを抽出する。さらに、第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、この抽出したムラを抑制するように、第３の条件を決定する。
【０１０３】
現像条件は、他の要素に比べて、画像の濃度の調整に対する感度が高いため、第１の要素として選択したものである。ただし、露光条件も比較的かかる感度が高いため、これを現像条件に代えて、あるいは現像条件とともに、第１の要素としてのパラメータとして選択しても良い。この点、第１の画像形成手段は、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋおよび／または光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋである。
【０１０４】
すでに述べたように、第３の条件である現像条件は現像バイアスである。なお、現像バイアスでなくても、画像の濃度を調整可能であれば、これを現像条件としても良い。露光条件を第３の要素とする場合の第３の条件は露光強度言い換えると露光パワーとすることが可能である。
【０１０５】
現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、画像形成にあたり、このようにして決定された第３の条件に応じて動作する。この動作は、制御部３７によって制御される。この点、制御部３７は、画像の濃度を均一化するための第３の条件を用いて第１の画像形成手段としての現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを制御する画像濃度制御手段具体的には第１の画像濃度制御手段としての第３の制御手段として機能する。
【０１０６】
ここで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときとは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの初期取付時、交換時、着脱時の少なくとも１つである。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化すると、現像ギャップの変化に起因する濃度ムラの発生パターンが変化することから、これを制御するための制御テーブルであるプロファイル、ここでは現像条件を変化させる必要が生じるためである。
【０１０７】
画像形成条件の決定、言い換えると制御テーブルの作成・更新を、像担持体がセットされた直後である初期セット時、交換時、脱着時等に行うのは、像担持体をメカ的に取り外した場合に、感光体周期での画像濃度ムラの発生状況が変化する可能性が高いからである。また、設置されている感光体ホームポジションセンサ、ここではフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋとの位置関係がずれてしまうという理由もある。
【０１０８】
元々、制御テーブルが作成されていない像担持体初期セット時には、まず一連の補正制御を行う制御テーブルを作成する必要がある。感光体交換時には、今まで使っていた感光体に対して、新しい感光体ではフレ特性や光感度特性ムラの違いがあるため、新しい感光体に応じた制御テーブルを再作成する必要がある。また、メンテナンスの為に、単に感光体を脱着した場合においても、制御テーブルを再作成する必要がある。これは、感光体脱着に伴う感光体の取り付け状況変化、たとえば感光体軸と回転軸とのずれ方の変化が生じる可能性があるとともに、感光体のフレ特性及び光感度特性ムラの位置と感光体ホームポジションセンサとの位置関係がずれてしまうためである。このような理由により、像担持体がセットされた直後には画像形成条件の決定、言い換えると制御テーブルの作成・更新を行う必要がある。
【０１０９】
ただし、すでに述べたように、画像の濃度は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラによっても変動する。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度ムラは、現像ギャップの変動のみならず、画像形成が一定回数行われたとき、画像形成装置１００の使用環境が変化するなどして本体９９内の環境条件に変動が生じたとき、などによって生ずる。すなわち、たとえば、露光に対する感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度に、経時劣化、環境変動等の要因によってばらつきが発生する場合、一定の露光量で露光しても、濃度変動が生じて、濃度ムラが生じる。これは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの露光後の電位である明電位に差が出るため、かかる電界が変動することによるものである。
【０１１０】
この点、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たときよりも後のタイミングで第３の条件を更新すれば、かかる感度ムラの変動による濃度ムラをも抑制可能となる。この第３の条件の更新のタイミングは、画像形成が一定回数行われたとき、画像形成装置１００の使用環境が変化するなどして本体９９内の環境条件に変動が生じたとき、などのタイミングである。このための第３のパターン画像の形成、読み取り等は、ユーザー指定の画像形成が行われていないときなどの、かかる適宜のタイミングで行うようにすることが可能である。また、ユーザー指定で形成される画像が感光体周期以上の均一の高濃度画像を含むときにこれを利用して第３の条件を更新するようにしても良い。これらのことは、次に述べる第４の条件についても同様である。
【０１１１】
第４の条件について説明する。本形態においては、帯電条件を、すでに述べたように、第２の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第２の画像形成手段を帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとしている。
【０１１２】
制御部３７は、画像の濃度を調整するために、帯電条件についての具体的な濃度補正データすなわち第２の濃度補正データである第４の画像形成条件としての第４の条件を決定する第４の画像形成条件決定手段として機能する。第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、トナー像検知センサ３０によって検出された、第４のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第４の条件を決定する。
【０１１３】
第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、上述のように、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置が変化し得たとき等に、トナー像検知センサ３０によって第４のパターン画像の濃度ムラを検出する。そして、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、かかる濃度ムラのうち、とくに、第３の条件に起因する画像濃度のムラを抽出する。さらに、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、この抽出したムラを抑制するように、第４の条件を決定する。
【０１１４】
第３の条件に起因する画像濃度のムラについて説明する。
画像濃度の変動によって、トナー付着量についての感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度を決定する電位差の種類が変化することで、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感度変化が生ずる。具体的に、トナー付着量が多いベタ画像部などの高濃度部であるシャドウ部においては、明電位と現像バイアスの電位差、すなわち現像ポテンシャルが支配的となる。逆に、シャドウ部よりもトナー付着量の少ない中間調やハイライト部の画像では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの非露光部の電位である暗電位と現像バイアスの電位差、すなわち地肌ポテンシャルが支配的となる。
【０１１５】
現像ポテンシャルが支配的である高濃度の画像のムラについて現像バイアス等の第３の条件を用いてこれを抑制することはすでに述べたとおりである。
しかし、第３の条件だけで補正を行った場合、中間調やハイライト部分に濃度ムラが発生する。これは、第３の条件によって生じる地肌ポテンシャルの変動によって、中間調やハイライト部分のトナー付着量が変化するためである。
そして、地肌ポテンシャルが支配的である中間調やハイライト部の画像のムラについては、第３の条件と異なる条件を用いてこれを制御する必要がある。この条件が第４の条件である。画像を形成するための要素のうち、地肌ポテンシャルを制御するには、帯電条件が有効である。
【０１１６】
そこで、本形態では、第４の条件として、帯電条件、具体的には帯電バイアスを用いることとしている。なお、帯電バイアスでなくても、画像の濃度を調整可能であれば、これを帯電条件としても良い。
【０１１７】
第４の条件を取得するために形成する第４のパターン画像を中間調の濃度とした理由は、次のとおりである。すなわち、帯電条件によって制御される地肌ポテンシャルが支配的な画像濃度領域が中間調やハイライト部であることである。また、これに加えて、第３の条件である現像条件等によって制御される画像濃度領域は高濃度領域であり、第３の画像パターンが高濃度で形成されるが、これよりも低濃度の領域についても濃度ムラを制御する必要があることである。
【０１１８】
上述のように、本形態では、第４の条件として、帯電条件、具体的には帯電バイアスを用いる。このように本形態においては、帯電条件を、すでに述べた制御方式による制御対象である第２の要素とし、これを用いて画像の濃度を調整可能な第２の画像形成手段を帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとする。
【０１１９】
第４の条件は、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７により、すでに述べたように、第３の条件によって補正される濃度よりも、低濃度の画像のムラを抑制するように決定される。
【０１２０】
そのため、高濃度の画像の濃度ムラについては第３の条件を用いた画像濃度制御である第１の画像濃度制御としての第３の制御によってこれを制御する。そして、これよりも低濃度の中間調やハイライト部の画像の濃度ムラについては第４の条件を用いた画像濃度制御である第２の画像濃度制御としての第４の制御を用いてこれを制御することとなる。このように、第４の条件は、現像ポテンシャルを変化させる第３の条件とともに用いられるものである。
【０１２１】
そうすると、第３の条件によって地肌ポテンシャルが変化することとなり、第４の条件も変化させることを要することとなる。第３の条件は、高濃度の画像に対して支配的であるが、第４の条件にも影響を与える。第３の条件と第４の条件とは、互いに影響を与え得る。
【０１２２】
濃度ムラは、より高濃度の画像において認識され易いため、本形態のように、第３の条件と第４の条件とでは、第３の条件を先に決定し、第４の条件を、第３の条件による影響に配慮した上で、この影響をキャンセルするように決定することが望ましい。
【０１２３】
よって、すでに述べたように、第４のパターン画像を形成するときは、第３のパターン画像を形成して得られた現像条件については第３の条件を適用して変動させ、他の画像形成条件は一定に維持される。
【０１２４】
ここにいう他の画像形成条件は、現像条件以外の要素である。すなわちたとえば帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおける帯電条件、光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける露光条件言い換えると書き込み条件、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋにおける転写条件等の要素である。
【０１２５】
このように、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、上述した第４のパターン画像の濃度ムラに基づいて、第３の条件によって補正される濃度よりも低濃度の画像濃度を調整するために、第４の条件を決定する。
【０１２６】
すなわち、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、第３のパターン画像の濃度ムラと、第３の条件による画像濃度への影響とに基づいて、第３のパターン画像よりも低濃度の画像の濃度を調整するために、第４の条件を決定する。このとき、第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７は、第３の条件による、第３のパターン画像よりも低濃度の画像への影響をキャンセルするように、第４の条件を決定する。
【０１２７】
帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、画像形成にあたり、このようにして決定された第４の条件に応じて動作する。この動作は、制御部３７によって制御される。この点、制御部３７は、画像の濃度を均一化するための第４の条件を用いて第２の画像形成手段としての帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを制御する画像濃度制御手段具体的には第２の画像濃度制御手段としての第４の制御手段として機能する。
【０１２８】
したがって、第３の条件および第４の条件の決定後の画像形成は、次のように行われる。すなわち、かかる画像形成は、第３、第４の制御手段として機能する制御部３７が、第３の条件に応じて現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを動作させるとともに、第４の条件に応じて帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを動作させることによって行われる。
【０１２９】
図６に、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出される回転位置検出信号、トナー像検知センサ３０によるトナー付着量検知信号、これらの信号を元に作成される画像形成条件である制御テーブルの関係の例を示す。同図は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの２周分の信号を示している。
【０１３０】
なお、第３の条件と第４の条件とを重畳したものは、同図において、決定した画像形成条件として示されている。ただし、この決定した画像形成条件は、厳密には、第３の条件と第４の条件とを重畳したものに、さらに、現像バイアス、帯電バイアスについてのタイミング補正データを適用した状態の条件となっている。この条件をタイミング適正化条件といい、この条件を表すデータをタイミング適正化データという。
また、パターン画像の濃度ムラは、同図において、トナー付着量検知信号として示されている。ここにいうパターン画像は、厳密には、第３、第４のパターン画像とは必ずしも一致しない。
【０１３１】
同図に示されているように、トナー付着量検知信号は回転位置検出信号の周期と同じ周期で変動している。これに合わせて、以下の事項は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期させて行われる。
・第３の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７による第３の条件の算出、決定
・第４の画像形成条件決定手段として機能する制御部３７による第４の条件の算出、決定
・第３の条件に応じた現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋおよび／または光書込ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの動作
・第４の条件に応じた帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの動作
【０１３２】
同図からわかるように、第３の条件と第４の条件とを重畳した画像形成条件は、濃度ムラをキャンセル、言い換えると相殺する波形となる時系列データとして作成される。そのため、画像形成条件である制御テーブルはトナー付着量検知信号と逆位相になるように決定されている。
【０１３３】
ここで、第３の条件として用いられ得る画像濃度制御パラメータである現像バイアスや露光パワー、第４の条件として用いられる画像濃度制御パラメータである帯電バイアスは、符号がマイナスである場合や、その絶対値が大きくなると付着量が減る場合がある。そのため、“逆位相”と表現するのが適切でない場合があるが、トナー付着量検知信号が示す付着量変動を打ち消す方向の制御テーブルを作る、つまり逆位相の付着量変動を作り出す制御テーブルを作るという意味で、ここでは“逆位相”と表現している。
【０１３４】
この制御テーブルを決定する際のゲイン、すなわちトナー付着量検知信号の変動量［Ｖ］に対して制御テーブルの変動量を何［Ｖ］にするか、について（後述の各調整ゲインに相当）は、原理的には理論値から求められる。ただし、実機搭載に際しては、理論値を元に実機検証して、最終的には実験データから決定することになる可能性が高いと想定される。
【０１３５】
このようにして決められたゲインで決定された制御テーブル（たとえば後述のＶＢ（ｔ）に相当）が、回転位置検出信号との間に、たとえば図６に示すタイミング関係を持っている。同図に示されている例では、制御テーブルの先頭は回転位置検出信号発生時点とされている。
【０１３６】
フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期させて行われる事項は、上記の事項の他にも、次の事項がある。
・第１〜第４のパターン画像の形成
【０１３７】
図６に示されている例では、副走査方向における画像パターンの先頭位置が回転位置検出信号の立ち上がりタイミングと同期するように、画像パターンの形成が行われるようになっている。
【０１３８】
このタイミングでの画像パターンの形成を可能とするため、図７に示すように、制御部３７に、感光体回転位置検出信号が入力される。この感光体回転位置検出信号は、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に関する検出信号である。この検出信号は、制御部３７を介して、パターン形成手段に送信され、パターン形成手段は、入力された検出信号に基づいて画像パターンを形成する。
【０１３９】
また、同図に示されているように、制御部３７に、トナー像検知センサ３０によって検出されたパターン画像の濃度に関する検出信号が入力される。これらの検出信号の入力により、トナー像検知センサ３０で検出した濃度ムラ情報と、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋで検出した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置との関係は、たとえば図８に示すようにして得られる。
【０１４０】
なお、制御部３７のＣＰＵにおいては、トナー像検知センサ３０によって取得した画像パターンの演算、具体的には、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの信号に基づいた、上述の平均処理等が実施される。
【０１４１】
かかる平均処理により、本形態では、第３の条件、第４の条件は、回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に対応した濃度補正データとなっている。第３の条件、第４の条件は、制御部３７に記憶され、制御テーブルを構成する。本形態における第３の条件、第４の条件の算出に関するその他の事項については、後述する。なお、後述するように、平均処理は、回転体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期に対応して行っても良いため、図７においては、便宜的に、現像ローラ回転位置検出信号を併せて図示している。
【０１４２】
第３の条件、第４の条件は、回転体の回転周期に対応した、画像の濃度を均一化するための、画像の濃度を調整可能な要素についての濃度補正データであれば、以上述べた手法あるいは後述する関数を用いた手法によって取得されるのに限られない。たとえば、第３の条件、第４の条件は、画像形成装置１００の出荷時に制御部３７の不揮発性メモリ等に制御テーブルとして予め記憶されたものであっても良いし、周知のいわゆるプロセスコントロールによって取得されるものであっても良い。また、第３の条件、第４の条件は、関数でない形式で与えられていても良い。
【０１４３】
ここで、図６に示した制御テーブルが現像バイアス制御テーブルであるとすると、現像ニップ−トナー像検知センサ３０間の距離すなわちトナー像の移動距離を考慮して制御テーブル適用のタイミングを決める必要がある。かかる距離が、感光体周長のちょうど整数倍である場合、回転位置検出信号のタイミングに合わせて、制御テーブルを先頭から適用すれば良い。かかる距離が感光体周長の整数倍からずれている場合は、ずれの距離分だけタイミングをずらして制御テーブルを適用すれば良い。これは、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋで検出した感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に基づいて抽出した濃度ムラの波形の位相がずれないようにするためである。
同様に、露光パワーの制御テーブルであれば露光位置−トナー像検知センサ３０間距離を考慮して制御テーブルを適用することになる。同様に、帯電バイアスの制御テーブルであれば帯電位置−トナー像検知センサ３０間距離を考慮して制御テーブルを適用することになる。
【０１４４】
しかしながら、実際にそれぞれのレイアウト距離ずれ分を考慮して制御テーブルを適用しても、濃度ムラと、この濃度ムラを補正しようとする制御テーブルの実効位置とが十数ｍｓ程度ずれてしまい、濃度ムラの制御効果を低下させてしまうことが分かった。これは、第３の条件、第４の条件をそのまま適用しても、現像バイアスや帯電バイアスを印加するための電源である高圧パワーパックの応答遅れや部品ばらつきなどによるレイアウト誤差などの影響によって生じてしまうものであることも分かった。
【０１４５】
さらに、高周波ほど１ｍｓ当たりのずれ量が大きいため、比較的視認しやすい高周波のむらの低減が難しいことも分かった。この解決策としては、画像を見ながら制御テーブルの位相を調整することが考えられるが、画像形成装置の一台一台につき、全色に対して調整が必要となるため、生産効率の低下やダウンタイムを増加させてしまう。
さらにレイアウト距離の誤差を低減するため部品精度を向上させる案も考えられるが、コストアップとなるため部品精度だけの対策は非現実的である。
【０１４６】
そこで、画像形成装置１００においては、電源の出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離以外の位相ずれを以下の動作モードで測定し、制御テーブル適用に反映させることで、濃度ムラ補正効果が得られるようになっている。
【０１４７】
かかる動作モードは、位相ずれ検出用の第１、第２のパターン画像を形成して、濃度補正データである第３、第４の条件を、画像の濃度ムラを打ち消すように適切に適用するためのタイミング補正データを取得するモードすなわちタイミング取得モードである。現像バイアスについての濃度補正データである第３の条件についてのタイミング補正データすなわち第１のタイミング補正データを、第３の条件の位相ずれを防止するための第１の画像形成条件としての第１の条件とする。帯電バイアスについての濃度補正データである第４の条件についてのタイミング補正データすなわち第２のタイミング補正データを、第４の条件の位相ずれを防止するための第２の画像形成条件としての第２の条件とする。
【０１４８】
そのため、第１の条件の取得にあたっては、現像バイアスを変化させながら、具体的には、現像バイアスを回転体周波数すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で揺らして第１の画像パターンを形成する。第１のパターン画像は、第１の要素である現像バイアスの制御作用点からトナー像検知センサ３０までの遅れ、言い換えると位相ずれを測定するために形成される。第１のパターン画像をハーフトーンパターンとしたのは、純粋な位相ずれを計測するために、第１のパターン画像の濃度を、ギャップ変動の影響等が後述のように小さくなる中間調やハイライト部とするためである。
【０１４９】
また、第２の条件の取得にあたっては、帯電バイアスを変化させながら、具体的には、帯電バイアスを回転体周波数すなわち感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で揺らして第２の画像パターンを形成する。第２のパターン画像は、第２の要素である帯電バイアスの制御作用点からトナー像検知センサ３０までの遅れ、言い換えると位相ずれを測定するために形成される。第２のパターン画像をハーフトーンパターンとしたのは、純粋な位相ずれを計測するために、第２のパターン画像の濃度を、ギャップ変動の影響等が後述のように小さくなる中間調やハイライト部とするためである。
【０１５０】
そして、第１、第２の画像パターンをそれぞれトナー像検知センサ３０で計測し、第１、第２の条件を取得する。具体的には、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に基づいて、トナー像検知センサ３０から入力した波形と計測結果から、次のデータを算出する。すなわち、高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる、レイアウト距離以外のずれ、たとえば遅れを算出する。このずれの算出には、ＦＦＴなどの周波数解析などを用いる。
【０１５１】
図９に、現像バイアス、帯電バイアスを制御する場合の遅れを測定するために、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋからトナー像検知センサ３０までの位相遅れを測定するフローである。
【０１５２】
同図に沿って説明すると、まず、位相ずれ検知のための作像条件として現像バイアス、帯電バイアスの何れかをセットする（ステップＳ９１）。このときの各バイアスの変化の量、具体的には振幅の大きさは、第３の条件における現像バイアスの変化量、第４の条件における帯電バイアスの変化の量より十分大きいものとする。
【０１５３】
次に、現像バイアスをセットしたときは第１のパターンを形成し、帯電バイアスをセットしたときは第２のパターン画像を形成して、そのパターン画像の濃度ムラを感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周期成分すなわち回転周期で検出する（ステップＳ９２）。
【０１５４】
この回転周期における濃度ムラに基づき、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによる濃度ムラを算出し、この算出された濃度ムラに基づいて、現像バイアスまたは帯電バイアスの遅れ時間を算出する（ステップＳ９３）。この遅れ時間が、上述した位相ずれに相当し、現像バイアスについては第１の条件、帯電バイアスについては第２の条件となる。
【０１５５】
第１の条件、第２の条件の算出、取得は、制御部３７によって行われる。制御部３７は、第１の要素である現像バイアスを変化させながら形成されトナー像検知センサ３０によって検出された第１のパターン画像の濃度の変化に基づいて、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの駆動タイミングを補正するための第１の条件を取得する。この点、制御部３７は、タイミング補正データ取得手段である第１のタイミング補正データ取得手段として機能するとともに、第１の画像形成条件決定手段として機能する。制御部３７は、第２の要素である帯電バイアスを変化させながら形成されトナー像検知センサ３０によって検出された第２のパターン画像の濃度の変化に基づいて、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの駆動タイミングを補正するための第２の条件を取得する。この点、制御部３７は、タイミング補正データ取得手段である第２のタイミング補正データ取得手段として機能するとともに、第２の画像形成条件決定手段として機能する。
【０１５６】
そして、制御部３７により、第１の条件が第３の条件に反映される第１の制御が行われ、第２の条件が第４の条件に反映される第２の制御が行われる（ステップＳ９４）。この点、制御部３７は、第１の制御を行う第１の制御手段として機能し、第２の制御を行う第２の制御手段として機能する。
【０１５７】
よって、第３の制御手段として機能する制御部３７によって第３の条件を用いて現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが制御されるとき、第３の条件は、第１の制御手段として機能する制御部３７によって、第１の条件を適用された状態とされている。よって、現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、タイミング適正化条件としての第１のタイミング適正化条件により、タイミング適正化データとしての第１のタイミング適正化データで駆動される。また、第４の制御手段として機能する制御部３７によって第４の条件を用いて帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋが制御されるとき、第４の条件は、第２の制御手段として機能する制御部３７によって、第２の条件を適用された状態とされている。よって、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、タイミング適正化条件としての第２のタイミング適正化条件により、タイミング適正化データとしての第２のタイミング適正化データで駆動される。
【０１５８】
第３、第４の条件に第１、第２の条件が適用された状態、すなわち、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データは、たとえば次のようにして得られる。
【０１５９】
すなわち、第３、第４の条件を記憶した制御テーブルが、第１、第２の条件を反映されていないものであるときは、次のタイミングに基づいて第１、第２の条件が反映されて、第３、第４の条件による現像バイアス、帯電バイアスが印加される。このような反映により、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが得られ、これらのデータにより、画像形成が行われる。かかるタイミングとは、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの所定の回転位置が検知されたタイミングである。
【０１６０】
また、第３、第４の条件を記憶した制御テーブルは、第１、第２の条件を反映した状態で第３、第４の条件を記憶していても良い。この場合には、このような反映により得られた第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが制御テーブルに記憶されている。よって、制御テーブルをそのまま用いて、第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データによる現像バイアス、帯電バイアスが印加され、画像形成が行われる。
【０１６１】
図９に示した制御の内容及び流れをより詳細に説明する。
・ステップＳ９１について
位相ずれ検知すなわち位相ずれ量測定のために第１のパターン画像を形成するにあたっては、現像バイアスを以下の式で変調し、また、第２のパターン画像を形成するにあたっては、帯電バイアスを以下の式で変調する。
【０１６２】
ＯＵＴ（ｔ）＝ＯＦＦＳＥＴ＋Ａｍｐ＊｛ｓｉｎ｛ω（ｔ＋ｔｌ）｝
＋ｓｉｎ｛２＊ω（ｔ＋ｔｌ）｝＋・・・＋ｓｉｎ｛ｎ＊ω（ｔ＋ｔｌ）｝｝・・(式１)
ここで、
ＯＵＴ（ｔ）：帯電バイアスまたは現像バイアスへの入力信号
ＯＦＦＳＥＴ：ベースとなる固定値
Ａｍｐ：振幅
ω：感光体角速度
ｎ：制御次数
ｔｌ：現像・帯電バイアス作用点からのレイアウト分の位相ずれ時間
である。
【０１６３】
ＯＦＦＳＥＴは、所定の画像濃度となるように、別の制御動作によって定められた作像条件のことで、本形態では現像バイアス−５００［Ｖ］、帯電バイアス−６５０［Ｖ］、露光パワー７０％である。
【０１６４】
Ａｍｐは正弦波の振幅で、パターン画像に悪影響たとえば地汚れやキャリア付着が発生しない程度、かつ濃度ムラの影響を受けないよう十分に大きな振幅で与える。そのため、Ａｍｐの値は±３０［Ｖ］以上±１００［Ｖ］以下とするのが良く、望ましくは±５０[Ｖ]である。
【０１６５】
角速度ωは制御対象としている回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各速度であり、後述するように制御対象の回転体が現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａである場合はその角速度とする。
制御次数は１次正弦波としている。よって（式１）は２項目までとなる。
【０１６６】
ｔｌは時間を表す値であるためｔｌ［ｔ］と表してもよい。
第１のパターン作像時には、ｔｌは、第１の要素すなわち現像バイアスの作用点とみなした現像ニップからトナー像検知センサ３０までの設計上レイアウト距離を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除した余りを意味する。現像ニップは、具体的には、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとが最も接近している位置としている。
第２のパターン作像時には、ｔｌは、第２の要素すなわち帯電バイアスの作用点とみなされる位置からトナー像検知センサ３０までの設計上レイアウト距離を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除した余りを意味する。かかる位置は、帯電バイアスの制御作用点であって、Ａ１方向において帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋが感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向している領域における中心位置としている。
【０１６７】
・ステップＳ９２について
現像バイアス、帯電バイアスの入力はフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期して行う。
第１のパターン作像時には、現像バイアスの作用点とみなした現像ニップからトナー像検知センサ３０までの設計上レイアウト距離における位相ずれを計測する。第２のパターン作像時には、帯電バイアスの作用点とみなされる位置からトナー像検知センサ３０までの設計上レイアウト距離における位相ズレを計測する。これらの位相ズレの計測は、次に述べるように、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を基準として行う。
【０１６８】
図１０に、（式１）による入力信号と、トナー像検知センサ３０、および感光体ホームポジションセンサであるフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力信号との関係を示す。
【０１６９】
同図Ａの位置すなわち時点において、入力指令信号として（式１）で表される入力信号を与える。この時点ではソフトの誤差などがない限り、遅れが発生していないはずである。よって回転位置検出センサであるフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で、ｔｌ[ｔ]だけ位相が進んだ波形が出力される。
Ｂ点では高圧パワーパックから出力された各バイアスが観測される。この各バイアスの波形の図示は省略するが、各バイアスの出力は、高圧パワーパックの応答特性によりズレ、具体的には遅れが生じている。
【０１７０】
Ｃ点において、パターン画像を形成後に、トナー像検知センサ３０で検出した付着量波形を、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で比較すると、ｔｄだけ遅れた波形が計測される。このｔｄは、バイアス印加からトナー像検知センサ３０によって検出されるまでの位相遅れ量すなわち位相ズレであって、現像バイアスについては第１の条件、帯電バイアスについては第２の条件となる、タイミング補正データの値に相当する。
【０１７１】
・ステップＳ９３について
図１１に、トナー像検知センサ３０で検出した付着量波形を、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの出力基準で比較した実波形を示す。
【０１７２】
同図（ａ）は、第１、第２の画像パターンを、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋによって検出された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置に同期してトナー像検知センサ３０で計測した出力波形を示している。トナー像検知センサ３０の位置では、ほぼ正弦波に近い周期的な波形が観測されることが分かる。
同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したトナー像検知センサ３０による付着量の観測と同期して取得したフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの回転位置情報に基づいて、付着量データを抽出する様子を示している。この抽出は、制御部３７において、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期で行っている。
【０１７３】
この抽出においては、他周波数成分の影響を除去するため、回転位置を合わせて周回ごとの平均をとる。平均周回波形や周波数解析後の近似波形に対して、入力した正弦波と、出力した正弦波との位相ずれの差分を算出する。これが上述したｔｄであり、これを現像バイアス、帯電バイアスの遅れ時間として制御部３７内に記憶させる。なお、高圧パワーパックの応答遅れやレイアウト距離の誤差が無ければｔｄ＝０となる。
【０１７４】
本形態例では、理論上のレイアウト距離以外の位相ずれ量を計測するため、（式３）を用いて、第１、第２のパターン画像形成の作像条件具体的には現像バイアス、帯電バイアスを与えているが、位相ずれが測定されれば良いため、次のように作像条件を与えても良い。
・ｔｌ＝０として、レイアウト分を含めずに現像バイアス、帯電バイアスの入力信号をセットする。この場合制御テーブルにはレイアウト分を反映せず、算出した遅れのみを反映する。
・指定した周期成分のみ印加し、（式１）の２項目以降の少なくとも１つの周波数成分を与える。
・入力信号は、正弦波に限らず、所望の位相ずれが取得できるような形状であれば、何でも構わない。
【０１７５】
図１２に沿って、第３、第４の条件の算出、決定の具体的手法と、決定された第３、第４の条件への第１、第２の条件の適用について説明する。
まず、第３の画像パターンを図５に示したように形成してトナー像検知センサ３０で計測するとともにフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号を同期して受信し、図１３（ａ）に示すように、付着量の時系列データを得る（ステップＳ２１）。このとき、前述のように第３のパターン画像形成時の、現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー、一次転写電圧などの画像形成条件は、全て一定である。
【０１７６】
つぎに、第１、第２のパターン画像の周期抽出と同等の処理を行った、図１３（ｂ）に示す第３のパターン画像の感光体周期濃度むらデータから、第３の条件を算出する（ステップＳ２２）。第３の条件の算出にあたっては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期の濃度むら成分に周波数解析を行い、次式２に示すように感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周波数の整数倍の重ね合わせで濃度ムラを表現する。
【０１７７】
ｆ（ｔ）＝ＯＦＦＳＥＴ＋Ａ１＊ｓｉｎ（ωｔ＋θ１）＋Ａ２＊ｓｉｎ（２＊ωｔ＋θ２）＋・・・＋Ａｎ＊ｓｉｎ（ｎ＊ωｔ＋θ３）・・・（式２）
ここで、
ｆ（ｔ）：感光体周期平均濃度むら
ＯＦＦＳＥＴ：平均付着量
Ａｎ：振幅
ω：感光体角速度
θ：位相
である。
【０１７８】
（式２）のように、感光体周期平均の濃度むらプロファイルを、正弦波の重ね合わせで表現することで、他のノイズによる誤差が低減されるとともに、情報が振幅と位相のみとなるため制御上の管理が容易となる。なお、ここでも制御次数は１次正弦波としているため、（式２）は２項目までとなる。
【０１７９】
つぎに、（式２）の形式で表現した濃度ムラを補正するため、前述したレイアウト分の時間および位相遅れ量を考慮し、第１の条件を第３の条件に反映した現像バイアスの駆動信号ＶＢ（ｔ）を下式３で与える（ステップＳ２３）。この現像バイアスの駆動信号ＶＢ（ｔ）が第１のタイミング適正化条件、第１のタイミング適正化データである。
【０１８０】
ＶＢ（ｔ）＝α＊ｆ（ｔ＋ｔｌ−ｔｄ）・・・（式３）
ここで、
ＶＢ（ｔ）：現像バイアス[Ｖ]
ｔｌ：設計上のレイアウト距離[ｓ]
ｔｄ：位相遅れ量[ｓ]
α：調整ゲイン１
である。
【０１８１】
ここで用いたｔｄは、図９のステップＳ９３において算出された位相遅れ量すなわち位相遅れ時間であり、第１の条件に相当する。この位相遅れ時間を考慮して第３の条件を補正し、第１のタイミング適正化条件、第１のタイミング適正化データを作成して現像バイアスを印加することにより、濃度ムラの補正精度が向上する。
【０１８２】
ｔｌは、現像ニップからトナー像検知センサ３０までの設計上のレイアウト距離の整数倍の余りを感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの線速で除したものである。すでに述べたように、第１の要素である現像バイアスの制御を行うため、レイアウト距離は現像ニップからトナー像検知センサ３０までである。また、現像ニップは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとが最も接近している位置である。
【０１８３】
このような現像バイアスの出力で濃度ムラを補正することで、たとえレイアウト距離が感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期の整数倍でなく及び／又は位相遅れが生じていても、濃度ムラの補正が良好に行われる。フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号に基づいて作成した制御テーブルを、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋの検出信号を基準として適用するためである。
【０１８４】
ここで、調整ゲイン１：αは環境変化などによる現像剤の状態変化に応じて変化するようにしてもよい。また、第３の条件が、（式２）のような関数ではないテーブルとして設定されている場合は、ｔｌ及びｔｄに応じてテーブルの開始位置をずらせばよい。
【０１８５】
第４の条件の決定は、基本的には第３の条件の決定方法と同じ処理によって行われる。すなわち、第４のパターン画像を形成、検知し（ステップＳ２４）、その結果を用いて第４の条件を決定する（ステップＳ２５）。第４のパターン画像の抽出や処理方法は（式２）と同様であり、第２の条件を第４の条件に反映した帯電バイアスの駆動信号は、各種調整ゲインこそ異なるが上述の（式３）のように与える（ステップＳ２６）。この帯電バイアスの駆動信号が第２のタイミング適正化条件、第２のタイミング適正化データである。
【０１８６】
第４の条件の決定が第３の条件の決定と異なる点は、次の点である。
・帯電バイアスが決定される点
・用いるパターン画像が異なっている点
・現像バイアスがステップＳ２３によって決定されているため一定でない点
・ｔｌが帯電バイアスの作用点とみなされる位置からトナー像検知センサ３０までの設計上レイアウト距離を用いる点
・ｔｄが、第２のパターン画像から得られたｔｄである点
・αが調整ゲイン２となって調整ゲイン１と異なる値となる点
【０１８７】
第１の条件を第３の条件に反映した第１のタイミング適正化条件、第１のタイミング適正化データによる現像バイアスの駆動信号についての各種調整ゲインは、実際の波形に合わせてチューニングする。同様に、第２の条件を第４の条件に反映した第２のタイミング適正化条件、第２のタイミング適正化データによる帯電バイアスの駆動信号についての各種調整ゲインは、実際の波形に合わせてチューニングする。
【０１８８】
各種調整ゲインは、画像形成装置１００の使用環境、例えば温度や湿度等の影響を受ける場合には、次のようにして使用されるようにすることが可能である。すなわち、各種調整ゲインは、かかる使用環境に対応したテーブルを構成するように予め準備され、制御部３７に備えられた不揮発性メモリおよび揮発性メモリに記憶され、画像形成装置１００の使用環境に応じて読み出されて使用されるようにしても良い。
【０１８９】
以上の、図１２に沿って説明した処理は、複数回繰り返しても良い。すなわち、決定された第１〜第４の条件を適用して現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを動作させるなどして第１〜第４のパターン画像を形成してトナー像検知センサ３０によって濃度を検出する。そして、改めて第１〜第４の条件を決定し、この第１〜第４の条件に応じてユーザー指定の画像形成を行うようにしても良い。
【０１９０】
本制御を実機に搭載する場合、過補正を防ぐために制御テーブル作成時のゲインを弱めに設定しておく可能性があるため、一度の補正制御で画像濃度ムラを除去し切れない場合が生じ得る。よって、一連の補正制御を繰り返すことによって濃度ムラを更に軽減することが可能である。繰り返しは１回でも複数回でも良いが、画像パターンを繰り返して描くと、制御時間、トナーイールドの面で不利となってしまう。よって、一度の補正で制御効果が現れるゲイン設定とし、補正制御を複数回繰り返すことなく終了する方が好ましい。
【０１９１】
以上述べたように、第３、第４の条件が算出され、感光体周期濃度ムラを補正するための制御テーブルが形成される。第３の条件と第４の条件とでは、画像濃度に応じた感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの濃度ムラに対応した補正量が異なっている。
【０１９２】
第３の条件、第４の条件にそれぞれ、実際の高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離以外の位相ずれ量を考慮して第１の条件、第２の条件を適用したことで、部品精度を向上させることなく次の利点が得られる。すなわち、各個体に応じた位相ずれ量を考慮することができ、補正精度が向上するという利点が得られる。
【０１９３】
以上の説明においては、現像ギャップを形成する回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとのうち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転変動成分である回転振れを考慮したものとなっている。すなわち、本形態では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによって、現像ギャップの変動が生じる場合を想定しているが、現像ギャップの変動は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転変動成分である回転振れによっても生じる。
【０１９４】
しかし、画像形成装置１００は、トナー像検知センサ３０によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体として、回転周期が異なる複数、具体的には２つの回転体を備えている。この２つの回転体とは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとである。そのため、トナー像検知センサ３０によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとともに、あるいはこれに代えて現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとしてもよい。そして、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋのような回転位置検出手段を用いて現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出し、検出された回転位置に基づいて、濃度ムラの検知、第１〜第４の条件の決定を行うようにしてもよい。
【０１９５】
図１４に、現像剤担持体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出する回転位置検出手段としての現像回転位置検出手段であるフォトインタラプタ７１を備えた現像回転位置検出装置７０を示す。
【０１９６】
現像回転位置検出装置７０は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａのそれぞれに対して別個に設けられた現像ローラホームポジションセンサであるが、互いに同構成であって、同図に示す構成となっている。また、同図に示されているように、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａはそれぞれ、その回転中心軸をなす軸７６が、カップリング７７を介して駆動モータ７８の出力軸である軸７９に接続され、駆動モータ７８の駆動によって回転駆動される。
【０１９７】
回転位置検出装置７０は、フォトインタラプタ７１の他に、軸７９と一体に設けられ軸７９の回転に伴って回転移動する遮光部材７２を有している。遮光部材７２は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転に従い、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａが所定の回転位置を占めたときにフォトインタラプタ７１によって検出される。これにより、フォトインタラプタ７１は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出するようになっている。上述のフォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋも同様にして感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を検出するようになっている。
【０１９８】
同図に示した例では、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの駆動に関し、駆動モータ直結のダイレクトドライブ方式を用いているが、駆動モータ７８からの動力伝達の間に減速機構が入っていても良い。但し、減速機構を採用する場合、遮光部材７２は現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａと同じ回転数になるよう、軸７６上に設置しておくことが望ましい。このことは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置を検出する場合についても同様である。
【０１９９】
図１５は、フォトインタラプタ７１の出力例を示している。現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａと同期して回転する遮光部材７２がフォトインタラプタ７１を通過するときに出力がほぼ０Ｖまで低下していることが分かる。このエッジを利用して、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置を検出する。
【０２００】
このような現像回転位置検出装置７０により検出した回転位置信号に基づいて、上述したデータ処理や、各種補正と同様の処理、補正、制御を実施する。
たとえば、トナー像検知センサ３０によって検出された第１〜第４の画像パターンの画像濃度の平均処理は、フォトインタラプタ７１からの信号に基づいて行われる。
【０２０１】
すなわち、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、フォトインタラプタ７１からの信号に基づき、かかる画像濃度を、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの位相と関連付け、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期で平均処理を行う。これにより、画像濃度記憶手段として機能する制御部３７は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する（上述のｆ（ｔ）に相当）。これを測定データに沿って説明すると次のとおりである。
【０２０２】
図１６に、トナー像検知センサ３０によって検出された画像パターンの画像濃度の測定結果と、フォトインタラプタ７１の出力信号とを、同図に示されたグラフの横軸にとった時間軸上に、同期した状態で重ね合わせて示す。同図に示されたグラフの縦軸はトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２×１０００］である。
【０２０３】
画像パターンは、図５に示して説明したとおりであり、これをトナー像検知センサ３０で検知し、トナー付着量に変換している。付着量変換アルゴリズムについては、すでに述べたとおり、従来技術と同様である。
【０２０４】
同図中において山型の線は画像濃度に対応したトナー付着量を示し、矩形型の線が、フォトインタラプタ７１の出力を示している。同図に示されたトナー付着量より、画像パターンには現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期に対応した周期的なムラが発生していることがわかる。
【０２０５】
この周期的なムラには、他の周期的変動成分、たとえば感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転振れによる濃度ムラ等のノイズが含まれている。
そこで、トナー像検知センサ３０によって検出された画像パターンの画像濃度を、フォトインタラプタ７１の出力信号で切出し、平均処理を施して、この結果を画像濃度言い換えるとトナー付着量に関する補正データとする。そして、この補正データを、画像濃度記憶手段としての制御部３７により、時系列の画像濃度として記憶する。
【０２０６】
図１７に、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転毎にトナー付着量を切出した波形を示す。同図（ａ）に示されているように、１回転毎にみると、トナー像検知センサ３０によって検出された画像パターンの画像濃度を示すＮ１〜Ｎ１０で示される細線の波形が、他の周期変動成分を含んで暴れている。しかし、同図（ｂ）に太線で示した平均処理結果で示されているとおり、平均処理を行うことで、本来の現像ローラ周期成分が抽出される。
【０２０７】
すでに述べた、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期での平均処理も、このようにして行っている。よって、本稿において、感光体周期濃度ムラデータ、現像ローラ周期濃度ムラデータは、平均処理を行ったデータで論じている。
【０２０８】
なお、同図（ｂ）に示されている例では、Ｎ１〜Ｎ１０まで、１０周分のデータを取得し、その中で５周分のデータを選択して単純平均処理言い換えると相加平均処理を施しているが、現像ローラ周期の成分が抽出されれば、他の平均処理を施してもよい。
【０２０９】
このようにして、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置とを検出する構成では、画像パターンの濃度ムラから、２つの濃度ムラ成分が独立して抽出される。すなわち、かかる構成では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに起因する濃度ムラ成分と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａに起因する濃度ムラ成分とが独立して抽出される。
【０２１０】
これらの成分は、第３、第４の画像パターンの濃度ムラとして重畳されて検出されるが、上述のように独立して抽出可能である。そして、これらがキャンセルされるように、各成分に対する補正量が重畳されて、第３の条件、第４の条件を決定可能である。
【０２１１】
この場合の画像パターンの長さ、形成位置等は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周長と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの周長とのうち、長い方の周長、回転位置、レイアウト距離、プロセス線速に基づいて設定される。通常は、前者の方が長いため、上述の説明と同様に設定される。
【０２１２】
感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期とをともに用いた制御を行う場合には、それぞれの周期について第３の条件および第４の条件を決定する。そして、それぞれの回転位置検出センサに基づいて補正信号を生成、重畳して現像バイアスおよび帯電バイアスに印加する。
【０２１３】
このときの第１の条件および第２の条件であるｔｄは、回転周期が短い方、すなわちこの場合は現像ローラ周期で求めた値を用いることが望ましい。これは周期が短い方で算出したほうが算出精度が高いためである。すなわち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期とをともに用いる場合に第３、第４の条件に適用する第１、第２の条件である位相ずれ量ｔｄは、次のように算出すること好ましい。すなわちかかる位相ずれ量ｔｄは、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置検出結果および回転周期に基づいて算出することが好ましい。
【０２１４】
感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置とのうちの後者の回転位置を検出する構成では、次の制御が行われることとなる。すなわち、第３、第４の画像パターンの濃度ムラから、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａに起因する濃度ムラ成分が抽出され、こがれキャンセルされるように、第３の条件、第４の条件が決定される。そして、第３の条件、第４の条件に、別途決定された第１の条件、第２の条件が適用されて第１、第２のタイミング適正化条件、第１、第２のタイミング適正化データが取得される。よって、第１、第２のタイミング適正化条件の重畳、あるいは第１、第２のタイミング適正化データの重畳によって形成されるタイミング適正化条件、タイミング適正化データによって画像形成が行われることとなる。
【０２１５】
この場合の第１、第２の画像パターンの長さ、形成位置等は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの周長、回転位置、レイアウト距離、プロセス線速に基づいて設定される。
ここでのレイアウト距離は、現像ニップと、トナー像検知センサ３０による画像パターンの検知位置との間の区間の、副走査方向に沿った方向における距離を意味する。
【０２１６】
第１、第２の画像パターンの形成は、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置に基づいてパターン作像タイミングを取って行われる。かかる現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置はフォトインタラプタ７１によって検出されたものである。
【０２１７】
なお、画像パターンの形成タイミングを計るという点においては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転位置と、現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転位置との何れかが取得されればよい。そのためには、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋと、フォトインタラプタ７１との何れかが設けられれば良い。すなわち、トナー像検知センサ３０によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体を、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋまたは現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａとする。
【０２１８】
ところで、すでに述べたように、本形態では、第１、第２のパターン画像としてハーフトーン画像を用いて位相遅れ量を検出するようになっているが、位相遅れ量を高精度に検出するためには、元々の画像パターンに濃度ムラの影響がない方が好ましい。
【０２１９】
図１８に、入力画像濃度の画像濃度と濃度ムラとの関係の例を示す。
この例は、図５に示したような帯状のパターン画像をトナー像検知センサ３０のような濃度センサで検知し、フォトインタラプタ１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋのような回転位置検出手段に基づいて感光体数周分で平均処理したものである。
【０２２０】
本実験で用いた感光体径はφ１００ｍｍである。また、本実験では、プロセス線速を４４０ｍｍ／ｓ、帯電・現像・ＬＤパワーをそれぞれ−７００Ｖ、−５００Ｖ、７０％（ベタ画像形成時）とし、シアン色で濃度１００％〜１５％の帯状パターンを作像して、感光体周期５周分を平均処理した。同図の１００％と示されている波形は、シアン１００％のベタ画像の帯状パターンの濃度ムラを示すものであり、他の波形は、かかる条件と露光条件のみを異ならせて作像した、シアンの各画像濃度の帯状パターンの濃度ムラを示すものである。
【０２２１】
同図からわかるように、画像濃度が高いほど、すなわち濃いほど、濃度ムラの振幅が大きい。よって、第１、第２の画像パターンを、画像濃度が高いパターンで作像した場合、この濃度ムラの影響を受けて算出精度が低下してしまうこととなる。これは、現像バイアスないし帯電バイアスを変調しながら第１、第２のパターン画像を作像して濃度センサで検知することで、高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによるレイアウト距離以外の遅れを測定する場合に、次の不具合が生じ得ることを意味する。すなわち、第１、第２のパターン画像として高画像濃度のパターンを用いると、ギャップ変動による濃度ムラの影響を受け、位相遅れ量を算出するための測定値の信頼性が低下してしまうという不具合である。
【０２２２】
位相遅れ量を取得するうえで、この元々の濃度ムラすなわちパターン画像の濃度ムラの影響を避けるためには、パターン画像を形成するときに画像形成条件を変調する振幅を十分に大きくする構成も考えられる。しかしながら、たとえば現像バイアスなどの振幅を十分に大きくした場合、地肌ポテンシャルの変動により非画像部へのトナー・キャリア付着など画像不良が周期的に発生する可能性があり、現実的ではない。
【０２２３】
そこで、本形態では、第１、第２の画像パターンを、ギャップ変動に対する濃度ムラの影響が少ないハーフトーンパターンとすることで、かかる不具合の回避を図っている。
図１９に、第１、第２の画像パターンを構成するハーフトーンパターンの例を示す。
【０２２４】
同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ドット状、ライン状の面積階調パターンによるハーフトーンパターンを示している。同図（ａ）、（ｂ）の黒い領域は、露光手段により一画素単位で露光され、同領域にトナーが付着した状態を示している。このような階調表現方法は面積階調パターンと呼ばれ、同図（ａ）、（ｂ）に示されているように、入力画像濃度によって露光領域と非露光領域の面積率を変化させること、すなわち感光体の露光面積率を調整することによって階調を表現する方法である。第１、第２の画像パターンは、このように、露光領域を変化させることによって実現することが可能である。
【０２２５】
同図（ｃ）は、Ｄｕｔｙ変化・バイアス変化して形成したハーフトーン画像の一例を示している。このハーフトーン画像は、図２０に示すように、現像ポテンシャルが通常の画像形成条件によって得られる場合よりも小さくなるように、画像形成条件を設定することで形成されている。
【０２２６】
同図は、現像バイアスを感光体または現像ローラ周期で変調させた場合の例である。
同図（ａ）は、露光手段の露光強度（Ｄｕｔｙ）を通常の印刷条件よりも小さい設定に調整することで感光体の露光後電位を高めとし、現像ポテンシャルを小さくすることにより一面に濃度が薄いハーフトーンパターンを形成する場合の例を示している。同図（ｂ）は、同図（ａ）と同様の原理であるが、露光強度（Ｄｕｔｙ）は印刷時と同等とし、現像バイアス、帯電バイアスを印刷時よりも低い設定に調整してハーフトーンパターンを形成する場合の例を示している。
【０２２７】
このように、第１、第２のパターン画像の濃度の変化を検出するための、現像バイアス、帯電バイアスの変化の幅は、現像ポテンシャルが得られるように設定されればよく、とくに、第１、第２のパターン画像がハーフトーンパターンとなるように設定されればよい。よって、現像ポテンシャルを得るための現像バイアス、帯電バイアスの変化の幅は、第３、第４のパターン画像、あるいはユーザー指定の通常の画像すなわち出力画像を形成するときの帯電電位と現像バイアスの差以下とされればよい。
【０２２８】
第１、第２のパターン画像は、ベタの画像面積を１００とし場合、その１５％〜７０％であることが好ましく、４０％程度がより望ましいため、本形態においては、すでに述べたように４０％とされている。なお、第４のパターン画像も４０％とされている。
本形態では、第１、第２の画像パターンの画像濃度を４０％とするとともに、現像バイアス、帯電バイアスの振幅（Ａｍｐ.１）を５０Ｖとしてこれを現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａの回転周期で変調し、位相遅れを測定している。
【０２２９】
本形態において、制御部３７は、不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリに、以上述べた、像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、この像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにトナーを付着させる現像剤担持体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａと、この現像剤担持体である現像ローラ５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａにより像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する画像濃度検出手段であるトナー像検知センサ３０と、かかる画像の濃度を調整可能な要素である現像バイアス、帯電バイアスを用いてかかる画像を形成する画像形成手段である現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋと、画像濃度検出手段であるトナー像検知センサ３０によって濃度が検出される画像パターンを形成する回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、かかる画像の濃度を均一化するための、回転体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転周期に対応した、かかる要素についての濃度補正データを用いて、画像形成手段である現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを制御する画像濃度制御手段として機能する制御部３７と、かかる要素を変化させながら形成され画像濃度検出手段であるトナー像検知センサ３０によって検出されたかかる画像パターンの濃度の変化に基づいて、画像形成手段である現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの駆動タイミングを補正するためのタイミング補正データを取得するタイミング補正データ取得手段として機能する制御部３７とを用い、画像濃度制御手段として機能する制御部３７によってかかる濃度補正データを用いて画像形成手段である現像ユニット５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、帯電チャージャ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋが制御されるとき、当該濃度補正データは、タイミング補正データ取得手段として機能する制御部３７によって取得されたタイミング補正データを適用された状態とされている画像形成方法である画像濃度制御方法を実行するための画像濃度制御プログラムとしての画像形成プログラムを記憶している。この点、制御部３７ないし不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリは、画像形成プログラム記憶手段として機能している。かかる画像形成プログラムは、制御部３７に備えられた不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリのみならず、半導体媒体（たとえば、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）その他の記憶媒体に記憶可能であり、かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかる画像形成プログラムを記憶した場合に、かかる画像形成プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
【０２３０】
以上述べた装置構成、制御、方法から、回転変動に対する濃度ムラの影響を極力受けずに実際の高圧パワーパックの出力遅れや部品ばらつきなどによる理論上レイアウト距離による遅れが高精度に実測される。そのため、回転体周期で現像バイアス、帯電バイアス、その他必要に応じて露光光量を変調した濃度ムラ補正の補正効果が向上する。
【０２３１】
以上本発明の好ましい実施の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。
【０２３２】
たとえば、上記形態は、画像の濃度を均一化するために制御する要素を複数備え、これに伴って、かかる要素を用いて画像を形成する画像形成手段を複数備えているとともに、各要素に対応した複数のタイミング補正データを取得することとしている。しかし、かかる要素、画像形成手段、タイミング補正データは複数でなく、１つであってもよい。よって、第３、第４の条件は、一方のみを用いても良く、これに伴って第１、第２の条件も一方のみを用いても良い。この場合を上述の形態に当てはめると、第１、第２のタイミング適正化条件の一方がタイミング適正化条件となり、第１、第２のタイミング適正化データの一方がタイミング適正化データとなる。
【０２３３】
また、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であってもよい。また、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、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。
【０２３４】
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媒体としてこれに画像形成を行な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、記録媒体としての記録体である記録紙たる転写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、２成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。
【０２３５】
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。
【符号の説明】
【０２３６】
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ    像担持体、回転体
３、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ    画像形成手段
４、４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ    画像形成手段
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ    画像形成手段
５Ｙａ、５Ｃａ、５Ｍａ、５Ｋａ    現像剤担持体、回転体、回転周期が小さい方の回転体
３０    画像濃度検出手段
３７    画像濃度制御手段、タイミング補正データ取得手段
５１、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ    画像形成手段
１００、１００’、１００”    画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３７】
【特許文献１】特開平０９−０６２０４２号公報
【特許文献２】特許第３８２５１８４号公報
【特許文献３】特開２０００−０９８６７５号公報
【特許文献４】特開２０１０−０７９０５４号公報
【特許文献５】特開２００４−１０９４８３号公報
【特許文献６】特許第４５８２９００号公報
【特許文献７】特開２００４−０６１８３７号公報
【特許文献８】特開２００５−０４９４２５号公報
【特許文献９】特開２００５−０６２３５７号公報
【特許文献１０】特開平１０−３２６０３１号公報
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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