(57)【要約】【課題】  現像ギャップの回転に伴う変動による画像ムラの変動を抑制するための補正により、帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワーなどを調整するために必要な感光体表面電位を正確に得られない。【解決手段】  感光体と、感光体を帯電する帯電部材と、帯電部材により帯電された感光体を露光する露光部材と、露光部材により露光された感光体にトナー像を形成する現像部材と、感光体の表面電位を検知する電位検出部材と、を有する画像形成装置において、トナー像に生じる画像濃度の変動を打ち消す制御データにより、帯電部材からの帯電バイアス印加または露光部材からの露光出力を補正して感光体に補正表面電位の形成を行い、形成した補正表面電位を電位検出部材で検知したリアル表面電位から、制御データによる補正分の電位である補正分電位を除いてオリジナル表面電位を算出することを特徴とする画像形成装置である。【選択図】図１６
2019066797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材により帯電された前記感光体表面の少なくとも一部を露光する露光部材と、
前記露光部材により露光された前記感光体にトナー像を形成する現像部材と、
前記感光体の表面電位を検知する電位検出部材と、を有する画像形成装置において、
前記トナー像に生じる画像濃度の変動を打ち消す制御データにより、前記帯電部材からの帯電バイアス印加または前記露光部材からの露光出力を補正して前記感光体に補正表面電位の形成を行い、
形成した前記補正表面電位を前記電位検出部材で検知したリアル表面電位から、前記制御データによる補正分の電位である補正分電位を除いてオリジナル表面電位を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体または前記現像部材の回転位相を検出する位相検出部材を有し、
前記位相検出部材による所定の検出タイミングで前記制御データを生成することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体または前記現像部材の回転位相を検出する位相検出部材を有し、前記位相検出部材による所定の検出タイミングで前記補正分電位を除くことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記補正分電位は、前記制御データから予測電位として生成され、前記リアル表面電位から前記予測電位を除いて前記オリジナル表面電位を算出することを特徴とする請求項１乃至３の画像形成装置。
【請求項５】
前記オリジナル表面電位の算出を、紙間に対応する前記感光体表面の、前記露光部材で露光された露光部で行うことを特徴とする請求項１乃至４の画像形成装置。
【請求項６】
前記オリジナル表面電位の算出を、紙間に対応する前記感光体表面の、前記露光部材で露光されていない非露光部で行うことを特徴とする請求項１乃至５の画像形成装置。
【請求項７】
前記オリジナル表面電位に基づき画像形成条件を調整する請求項１乃至請求項６の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成条件の調整は、帯電条件または露光条件または現像条件の調整であることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】
感光体を帯電する帯電工程と、
帯電された前記感光体を露光する露光工程と、
露光された前記感光体にトナー像を前記感光体上に形成する現像工程とを有する画像形成方法において、
前記トナー像に生じる画像濃度の変動を打ち消す制御データにより、前記帯電工程の帯電バイアス印加または前記露光工程の露光出力を補正して前記感光体に表面電位形成を行う補正表面電位形成工程と、
前記補正表面電位形成工程で形成した補正表面電位を検知する補正表面電位検知工程と、
前記補正表面電位検知工程で検知したリアル表面電位から前記制御データによる補正分の電位を除いたオリジナル表面電位を算出するオリジナル表面電位算出工程とからなる画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式において、ドラム状感光体や現像ローラが、それぞれ回転軸に対する偏心を有していることにより、それぞれの回転に伴って現像ギャップに変動が発生する。この変動を起因とする感光体、現像ローラピッチの濃度ムラが発生していた。
【０００３】
そこで特許文献１では、現像ギャップの回転に伴う変動を起因とする感光体・現像ローラピッチムラを抑制するように、帯電バイアスに補正が行う技術が記載されている。
【０００４】
一方電子写真方式では、感光体やトナーの経時変化、装置の置かれている環境変化等によって帯電・露光・現像の効率が変わることが知られている。それに対応するために、表面電位センサと呼ばれる感光体表面電位を検知するセンサにより、感光体表面の非露光部の電位や所定の電位まで露光を行った露光部の電位を検知し、それらの表面電位、表面電位同士の差等の変動をもとに帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワーを調整する制御が知られている。
【０００５】
しかしながら特許文献１では、現像ギャップの回転に伴う画質の変動を抑制するように帯電バイアス補正が行われており、帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワーなどを調整するための、補正が行われる前のオリジナル帯電バイアス等による感光体の表面電位を正確に得られない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現像ギャップの回転に伴う画質の変動を抑制するための画像形成条件の補正が行われていても、画像形成条件を調整するために、補正が行われる前のオリジナル画像形成条件を正確に得られるようにする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光する露光部材と、前記露光部材により露光された前記感光体にトナー像を形成する現像部材と、前記感光体の表面電位を検知する電位検出部材と、を有する画像形成装置において、前記トナー像に生じる画像濃度の変動を打ち消す制御データにより、前記帯電部材からの帯電バイアス印加または前記露光部材からの露光出力を補正して前記感光体に補正表面電位の形成を行い、形成した前記補正表面電位を前記電位検出部材で検知したリアル表面電位から、前記制御データによる補正分の電位である補正分電位を除いてオリジナル表面電位を算出することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像ギャップの回転に伴う画質の変動を抑制するための画像形成条件の補正が行われても、画像形成条件を調整するために、補正が行われる前のオリジナル画像形成条件を正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置ハードウェア構成図である。
【図２】光書込ユニットを側面から透視した説明図である。
【図３】光書込ユニットを上面から透視した説明図である。
【図４】画像濃度検知センサの設置状況の一例を示す部分斜視図である。
【図５】画像形成装置の機能ブロック図である。
【図６】感光体ドラムの回転振れによる現像ギャップの変動を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、各色のトナーパターンを主走査方向の同位置に形成した補正用トナーパターンの一例を示す説明図である。（ｂ）は、各色のトナーパターンを主走査方向の互いに異なる位置に形成した補正用トナーパターンの一例を示す説明図である。
【図８】フォトインタラプタから出力される回転位置検出信号と、画像濃度検知センサによるトナー付着量検出信号（感光体ドラム回転周期成分）と、これらの信号をもとに作成される補正テーブルとの関係の例を示すグラフである。
【図９】制御部に入力される感光体ドラムの回転位置検出信号と、画像濃度検知センサの出力信号（トナー付着量検出信号）との関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】現像ローラのホームポジションを検知するフォトインタラプタを備えた現像回転位置検出装置を示す模式図である。
【図１１】同フォトインタラプタの出力信号の一例を示すグラフである。
【図１２】画像濃度検知センサからのトナー付着量検出信号に基づくトナー付着量の変動と、同フォトインタラプタの出力信号（現像ローラ回転位置検出信号）との関係の一例を示すグラフである。
【図１３】同フォトインタラプタの出力信号に含まれるホームポジション検出タイミングでトナー付着量検出信号を区分けして得られる複数の信号区分を重ねて示したグラフである。
【図１４】画像形成装置の画像形成処理フローの例である。
【図１５】帯電バイアス、感光体ドラムの非画像部電位及び画像部電位（低濃度画像部とベタ画像部）、現像バイアスとの電位関係を示す説明図である。
【図１６】画像形成装置の印刷ジョブ実行処理フローの例である。
【図１７】画像形成装置の画像形成処理フローの他の例である。
【図１８】画像形成装置の感光体電位特性取得フローの例である。
【図１９】画像ムラ補正を重畳した感光体ドラム上の表面電位の一例を表す説明図である。
【図２０】（ａ）は、現像ローラのフォトラプタ出力信号の一例を表す説明図である。（ｂ）は、感光体のフォトラプタ出力信号の一例を表す説明図である。
【図２１】（ａ）は、予測波形の一例を表す説明図である。（ｂ）は、画像ムラ補正を重畳した感光体ドラム上の露光部の一部において予測波形を差し引いた波形の例を表す説明図である。
【図２２】（ａ）は、予測波形の別の一例を表す説明図である。（ｂ）は、画像ムラ補正を重畳した感光体ドラム上の非露光部の一部において予測波形を差し引いた波形の例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１１】
図１に示す画像形成装置は、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例であるが、後述の４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機、１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機等、他の構成の画像形成装置でも、本発明は適用可能である。
【００１２】
図１に示す画像形成装置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と、中間転写ベルト１の展張面あるいは張架面に沿って並設された、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。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。
【００１３】
まず、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、帯電部材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の基準回転位置（ホームポジション）を検知する位相検出部材である基準回転位置検知手段１８Ｙを有する。帯電部材としては、帯電チャージャに替えて帯電ローラでもよい。基準回転位置検知手段１８Ｙは一例として公知のフォトインタラプタと遮光板による検知を採用できる。ただしそれに限らず、ロータリーエンコーダなど、回転位置を検出できるものであれば、他の構成を採用してもよい。なお、基準回転位置検知手段は基準回転位置を検知することにより回転位相を特定できるため、位相検出手段ということもできる。これは、後述するように、現像部材である現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの基準回転位置を検知する手段についても同様である。
【００１４】
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潜像形成部材としての光書込手段である光書込ユニット５０、感光体ドラム２Ｙの表面電位を検出する電位検出部材としての表面電位センサ１９Ｙ、現像部材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、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、除電部材としてのクエンチングランプ（ＱＬ）である８Ｙが配置されている。
【００１５】
中間転写ベルト１にトナー像を形成する作像部材としての作像ステーションは、感光体ドラム２Ｙ、帯電チャージャ３Ｙ、光書込ユニット５０、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、つまりマゼンタ、シアン、ブラックの各作像ステーションにおいても同様である。
【００１６】
中間転写ベルト１は、複数の支持部材としてのローラ１１，１２，１３で回転可能に支持されている。中間転写ベルト１を挟んでローラ１２と反対側には、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。ローラ１３に対向する部位には、二次転写部材としての二次転写ローラ１６が設けられている。
【００１７】
光書込ユニット５０の上方には、画像読み取り部材としてのスキャナ部９、自動原稿供給部材としてのＡＤＦ１０等が設けられている。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に収容された記録材としての記録紙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、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領域である二次転写ニップ部Ｎ２へ送られる。二次転写ニップ部Ｎ２の用紙搬送方向下流側には、定着部材としての定着ユニット２５が設けられている。
【００１８】
感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面にトナー像を形成してそのトナー像を最終的に記録紙２０へ転写させる画像形成部材は、４つの作像ステーション、光書込ユニット５０、中間転写ユニット３３、二次転写ローラ１６など、画像形成に関わる各部材によって構成されている。
【００１９】
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示している。
【００２０】
現像ユニット５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋはそれぞれ、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に現像ギャップを介して近接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二成分現像剤を担持し、担持した二成分現像剤中のトナーを感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに対向する現像領域で感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに付着させ、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に画像を形成する。
【００２１】
表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋは、光書込ユニット５０により書き込まれた感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上の静電潜像の電位すなわち現像ユニット５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋによってトナーが付着されて現像される前の感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面電位を検出する。検出された表面電位は、帯電チャージャ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの帯電バイアス、光書込ユニット５０の光書込みのパワーなどの画像形成条件の設定情報にフィードバックされ、画像濃度の安定性を保つのに用いられる。感光体自体の劣化や画像形成装置１００の置かれた環境変化により帯電、露光の性能が変化することがあるため、印刷中も含め表面電位センサ検知のフィードバックによる画像濃度の安定性を保っている。
【００２２】
光書込ユニット５０は、画像情報に基づいて、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，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面それぞれに向けて書込光を出射する。光書込ユニット５０は、この書込光により、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれを暗中にて走査して、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像を書き込む。光書込ユニット５０より出射される書込光は、一例として後述するような半導体レーザーによる光でもよいし、他の例としてＬＥＤアレイによる光でもよいがこれらに限られない。
【００２３】
符号３７は、コントローラボードを示している。コントローラボード３７にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３８、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３９、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０、ＨＤＤ４１（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４２が搭載されている。ＣＰＵ３８は、ＲＡＭ３９を作業領域としてＲＯＭ４０又はＨＤＤ４１に保存されている画像形成動作プログラムを実行することで画像形成装置１００内の各部材を制御し、画像形成動作を行う。またＲＯＭ４０又はＨＤＤ４１には画像形成動作に用いる各種設定を保存することが可能である。ＣＰＵ３８は公知の各種外部記録媒体に保存された画像形成動作プログラム、各種設定に基づき画像形成装置１００を制御することも可能である。
【００２４】
ＨＤＤ４１は、ＣＰＵ３８の制御にしたがってデータの保存・読み出し・書き込みを行う。Ｉ／Ｆ４２は、ＣＰＵ３８の制御にしたがって画像形成装置１００と外部装置との通信や画像形成装置１００内の各部材間のデータ受け渡しを行う。
【００２５】
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コントローラボード３７に入力されると、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。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する帯電工程の後に、光書込ユニット５０から照射される書込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工程へと移る。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが、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からトナーを供給されることにより、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに担持されている静電潜像が現像される現像工程となる。
【００２６】
図１の構成においては、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが４色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に現像されることになる。各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に現像されたトナー像は、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト１との対向領域である一次転写領域としての一次転写ニップ部Ｎ１において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに対向して設置された一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに印加される一次転写バイアス及び押圧力によって、中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作について、タイミングを合わせながら４色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。
【００２７】
中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ニップ部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。
【００２８】
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。
【００２９】
また各部の動作を最後まで説明すると、一次転写ニップ部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、クエンチングランプ８Ｙ，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、二次転写ニップ部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。
【００３０】
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画像濃度（単位面積当たりのトナー付着量）を検知する画像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画像濃度検知センサ３０を備えている。画像濃度検知センサ３０の検出結果は、後述する画像濃度ムラ（副走査方向についての画像濃度ムラ。以下同じ。）を低減するための画像形成条件設定情報の補正制御に用いられる。
【００３１】
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、画像濃度検知センサ３０が配置されている。画像濃度検知センサ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。画像濃度検知センサ３０を位置Ｐ２のような二次転写ニップ部Ｎ２の下流側に配置する場合には、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に対向するように画像濃度検知センサ３０を設けることが好ましい。
【００３２】
画像濃度検知センサ３０の上述した２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出する位置であり、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。また、二次転写前の位置Ｐ１は、画像濃度ムラ検出用のトナーパターン（補正用トナーパターン）を形成してすぐに検出できるため、待ち時間も少なく、また、補正用トナーパターンに二次転写ニップ部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であるという利点もある。
【００３３】
ただし、４色目（図１の例ではブラック）の作像ステーションの直後が二次転写ニップ部Ｎ２のような二次転写位置になっている機種では、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な場合もある。そのような場合は、二次転写後の位置である位置Ｐ２に画像濃度検知センサ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、二次転写ニップ部Ｎ２をスルーさせた後、そのトナー像の濃度を画像濃度検知センサ３０で検出することになる。二次転写ニップ部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。
【００３４】
図１に示した画像形成装置の他に、感光体ドラムとこれに対向するリボルバ現像ユニットとを備える１ドラム型中間転写方式のフルカラー機や、４組の作像ステーションの下方に、４つの感光体ドラムに形成されたトナー像を記録紙に転写する転写ユニットを有する4連タンデム型直接転写方式のフルカラー機、モノクロ機などにも適用可能である。
【００３５】
なお、各構成例において、補正用トナーパターンは感光体ドラム上で形成されて下流側のベルトである中間転写ベルトまたは転写搬送ベルトに転写されるため、感光体ドラムの表面に対向するように画像濃度検知センサ３０を設置してもよい。この場合の画像濃度検知センサ３０の設置位置は、現像ユニットまたはリボルバ現像ユニットによる現像位置から中間転写ベルトまたは転写搬送ベルトへの転写位置に至るまでの間となる。
【００３６】
ここで図２および図３を用いて光書込ユニット５０について詳述する。図２は、光書込ユニット５０を側面から透視した説明図であり、図３は、光書込ユニット５０を上面から透視した説明図である。
【００３７】
光書込ユニット５０は、ポリゴンミラー５１を用いて、ポリゴンミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを主走査方向に偏向走査させ、更に、ポリゴンミラー５１を中心に対向振分走査させることで、４色分の光ビームが各色の感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上を走査する。
【００３８】
光書込ユニット５０は、露光部材としての光源ユニットであるＬＤユニット６４−１、６４−２を有している。ＬＤユニット６４−１、６４−２はそれぞれレーザー素子を有しており、画像データに応じて各レーザー素子が作動され、変調されることにより、選択的に光ビームを出射する。以下に、この光ビームにより各感光体ドラムの表面が露光されるまでの動作を説明する。
【００３９】
ＬＤユニット６４−１から出射された光ビームは、シリンダレンズ６５−１を通り、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー５１に入射する。なお、ＬＤユニット６４−１は、上部と下部とにＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を有しており、上部のＬＤから出射されたＭ色用としての光ビームは、ポリゴンミラー５１の上方面に入射し、下部のＬＤから出射されたＹ色用としての光ビームは、ポリゴンミラー５１の下方面に入射するようになっている。
【００４０】
ポリゴンミラー５１の上方面に入射したＭ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１が回転することにより偏向され、偏向されたＭ色の光ビームは、ｆθレンズ５２−１を通り、ミラー５３〜５５によって折り返され、図１の感光体ドラム２Ｍ上を走査する。また、ポリゴンミラー５１の下方面に入射したＹ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１が回転することにより偏向され、偏向されたＹ色の光ビームは、ｆθレンズ５２−１を通り、ミラー５６によって折り返され、図１の感光体ドラム２Ｙ上を走査する。
【００４１】
また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方である主走査方向書出し側端部には、同期ミラー６１−１、同期レンズ６２−１、及び同期センサ６３−１が備わっている。ｆθレンズ５２−１を透過したＭ、Ｙ各色の光ビームは、同期ミラー６１−１によって反射され、同期レンズ６２−１によって集光され、同期センサ６３−１に入射する。同期センサ６３−１は、Ｍ、Ｙ各色の光ビームが入射されることで、当該色の主走査の書き出しタイミングを決定するための同期検知信号を出力する。
【００４２】
光源ユニットであるＬＤユニット６４−２から出射された光ビームは、シリンダレンズ６５−２を通り、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー５１に入射する。なお、ＬＤユニット６４−２は、上部と下部とにＬＤを有しており、上部のＬＤから出射されたＣ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１の上方面に入射し、下部のＬＤから出射されたＫ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１の下方面に入射するようになっている。
【００４３】
ポリゴンミラー５１の上方面に入射したＣ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１が回転することにより偏向され、偏向されたＣ色の光ビームは、ｆθレンズ５２−２を通り、ミラー５７〜５９によって折り返され、図１の感光体ドラム２Ｃ上を走査する。また、ポリゴンミラー５１の下方面に入射したＫ色の光ビームは、ポリゴンミラー５１が回転することにより偏向され、偏向されたＫ色の光ビームは、ｆθレンズ５２−２を通り、ミラー６０によって折り返され、図１の感光体ドラム２Ｋ上を走査する。
【００４４】
また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方である主走査方向書出し側端部には、同期ミラー６１−２、同期レンズ６２−２、及び同期センサ６３−２が備わっている。ｆθレンズ５２−２を透過したＣ、Ｋ各色の光ビームは、同期ミラー６１−２によって反射され、同期レンズ６２−２によって集光され、同期センサ６３−２に入射するような構成になっている。同期センサ６３−２は、Ｃ、Ｋ各色の光ビームが入射されることで、当該色の主走査の書き出しタイミングを決定するための同期検知信号を出力する。
【００４５】
光書込ユニット５０内の各部材がそれぞれ上述のように動作して、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を光ビームで走査して潜像を書き込む。感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を光ビームで走査して潜像を書き込むための部材からなるユニットを、それぞれ光書込ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋとする。
【００４６】
図４は、図１の画像濃度検知センサ３０（Ｐ１）の設置状況の一例を示す部分斜視図である。図２に示す例は、画像形成装置１００における二次転写前の位置Ｐ１に画像濃度検知センサ３０を設置した例を示している。画像濃度検知センサ３０は、センサ基板３２に４つのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）光学センサを搭載した４ヘッドタイプの画像濃度検知センサ３０である。中間転写ベルト回転方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）、言い換えると感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの軸方向に、４つのセンサヘッド３１が並べて設置されている。なおＬＥＤ光学センサは、一例として、発光素子と二つの受光素子からなる。
【００４７】
この構成であれば、主走査方向における４箇所のトナー付着量を同時に検知可能であって、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、画像濃度検知センサ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く、たとえば、１〜３個のセンサヘッドを備えた画像濃度検知センサ３０の構成であってもよいし、５個以上の画像濃度検知センサ３０の構成であってもよい。
【００４８】
各センサヘッド３１は、中間転写ベルト１の外周面との間に、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、画像濃度検知センサ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画像形成条件の設定情報を補正する。また、画像濃度検知センサ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よいし、中間転写ベルト１から画像を転写された記録紙２０に対向するように配設されていても良い。
【００４９】
画像濃度検知センサ３０からの出力信号は、ＣＰＵ３８においてトナー付着量に変換され、ＲＡＭ３９またはＲＯＭ４０またはＨＤＤ４１に画像濃度として記憶される。この点で、ＲＡＭ３９またはＲＯＭ４０またはＨＤＤ４１は、画像濃度検知センサ３０とともに、画像濃度検知手段を構成する。ＲＡＭ３９またはＲＯＭ４０またはＨＤＤ４１は、かかる画像濃度を所定のサンプリング間隔の時系列データとして記憶する。ＲＡＭ３９またはＲＯＭ４０またはＨＤＤ４１には、そのほか、表面電位センサ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋ等の各センサの出力データ、補正用データ、制御結果などに関する様々な情報が記憶される。
【００５０】
図５は機能ブロック図である。画像形成装置１００の機能ブロック図である。画像形成装置１００は、入力受付部１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０と、読出・書込処理部１４０とを備える。
【００５１】
入力受付部１１０は、画像形成装置１００に対する操作者による各種入力を受け付ける機能を実行する。外部の端末からの印刷指示を受け付ける通信Ｉ／Ｆや、公知の操作パネル等でもよい。
【００５２】
制御部１２０は、ＣＰＵ３８がＨＤＤ４１に記憶されたプログラムを実行することによって実現され、画像形成装置１００全体の制御を実行する。
【００５３】
記憶部１３０は、ＲＡＭ３９またはＲＯＭ４０またはＨＤＤ４１の処理によって実行され、プログラムや文書データ、画像形成装置１００の動作に必要な各種設定情報、画像形成装置１００の動作ログ等を格納する機能を実行する。
【００５４】
読出・書込処理部１４０は、ＣＰＵ３８の処理によって実行され、記憶部１３０に各種データを記憶したり、記憶部１３０に記憶された各種データを読み出したりする機能を実行する。濃度ムラ補正テーブル記憶部１３１については後述する。
【００５５】
ここで、画像濃度ムラの原因の一つとなる現像ギャップの変動について説明する。図６は、感光体ドラムの回転振れによる現像ギャップの変動を示す説明図である。同図は、感光体ドラムが偏心等により、現像ローラとの現像ギャップが最大値ｄ１をとる感光体ドラムの回転位置１（実線）と、現像ローラとのギャップが最小値ｄ２をとる感光体ドラムの回転位置２（破線）との間で、感光体ドラムの回転振れが生じる場合を図示したものである。印加される現像バイアスにより現像ローラの表面電位Ｖが一定であるとすると、感光体ドラムの回転位置が位置１であるときに現像電界Ｅは最小値をとる。このとき、画像濃度は相対的に薄くなる。一方、感光体ドラムの回転位置が位置２であるときに現像電界Ｅは最大値をとり、このときの画像濃度は相対的に濃くなる。
【００５６】
感光体ドラムは一定周期で回転しているため、感光体ドラムの回転周期で、画像濃度が相対的に薄くなるように現像されるトナー像部分と、相対的に濃くなるように現像されるトナー像部分とが繰り返し発生し、画像上に画像濃度ムラが生じる。本実施形態では、一例として、このような現像ギャップの変動が発生する場合でも、現像電界が一定になるように、画像濃度ムラの検出結果（補正用トナーパターンについてのトナー付着量検出信号）に応じて現像バイアスを変調制御し、画像濃度ムラが低減するように制御する。なお、現像ローラの回転振れについても、感光体ドラムの回転振れの場合と同様である。
【００５７】
また、画像濃度ムラは、現像ギャップの変動のみならず、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感度ムラによっても発生する。環境変動、経時劣化等の要因によって、露光に対する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感度（感光特性）に副走査方向のばらつきが発生すると、同じ露光量で露光しても、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの露光後の電位である明電位（潜像部電位）に差が出るため、潜像部電位と現像ローラ表面との電位差に違いが出てくる。その結果、同じ露光量で露光されても異なる潜像部電位となり、トナー付着量に違いが出て、感光体ドラムの回転周期をもった画像濃度ムラを生じさせる。なお、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感度ムラに関して、感度ムラを小さくするためにコストアップになるが高精度な製法を用いて感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを製造するという方法もある。
【００５８】
上述のような画像濃度ムラを低減するための、本実施形態における画像形成装置１００における画像形成条件設定情報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、後述する補正用トナーパターンを形成し、形成された補正用トナーパターンの画像濃度を検出して、画像濃度ムラを低減するものである。
【００５９】
補正用トナーパターンは、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色について、画像濃度が高いトナーパターンとなるように形成する。補正用トナーパターンの画像濃度が高濃度であるほど、画像濃度の変動を検出しやすいため、本実施形態では、補正用トナーパターンとしてベタ画像を用いている。なお、補正用トナーパターンは、本実施形態では高濃度ベタ画像であるが、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低濃度ベタ画像であっても良い。
【００６０】
補正用トナーパターンは、いずれの色についても、中間転写ベルト１の回転方向（副走査方向）に長い帯パターンとなるように形成される。補正用トナーパターンの副走査方向長さは、画像濃度ムラの周期成分と同じ回転周期、若しくは整数分の１の回転周期をもつ回転体の少なくとも１周長分とされる。ここでの回転体とは、感光体ドラム２Ｙあるいは現像ローラ５Ｙａであり、本実施形態においては、整数分の１の回転周期の感光体ドラム２Ｙの３周長分としている。
【００６１】
本実施形態においては、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａとの間の現像ギャップが周期的に変動することによる画像濃度ムラを抑制するために、補正制御を実行する。この点についてより詳しく説明すると、かかる現像ギャップの変動要因の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、この回転振れは、たとえば感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転中心位置の偏心などが挙げられる。よって、現像ギャップの変動に基づく画像濃度ムラには、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転周期（当該回転周期の整数分の１の回転周期を含む。以下同様。）をもつ画像濃度ムラ成分が含まれている。そして、この画像濃度ムラ成分を検出するには、補正用トナーパターンの副走査方向長さとして、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。
【００６２】
図７（ａ）に示す補正用トナーパターンの例は、各色のトナーパターンを、主走査方向の同位置に形成する例である。この位置は、主走査方向における画像濃度検知センサ３０の検出領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。なお、図７（ａ）の例では、補正用トナーパターンの主走査方向位置が中間転写ベルト１の中央部となっているが、これに限らず、例えば中間転写ベルト１の主走査方向端部付近であっても良い。一方、図７（ｂ）に示す補正用トナーパターンの例は、各色のトナーパターンを、主走査方向の互いに異なる位置に形成する例である。この位置は、それぞれ、主走査方向における画像濃度検知センサ３０の検出領域、具体的にはセンサヘッド３１の配設位置に一致する。
【００６３】
図７（ａ）に示す例のような補正用トナーパターンを形成すると、各トナーパターンの画像濃度を検出するセンサヘッド３１の数が１つで済むという利点がある。一方、図７（ｂ）に示す例のような補正用トナーパターンを形成すると、各色のトナーパターンを並行して検出することが可能となり、全色の補正用トナーパターンの画像濃度検出を完了するまでの時間が短くて済むという利点がある。
【００６４】
なお、画像濃度検知センサは、すでに述べたように、感光体ドラムのそれぞれに対して設け、感光体ドラム上に形成された画像の濃度を検出するようにしても良く、このようにすれば、中間転写ベルトの走行変動による影響が回避される。また、画像濃度検知センサは、すでに述べたように、中間転写ベルトから画像を転写された記録紙に対向するように設け、記録紙上に形成された画像の濃度を検出するようにしても良い。
【００６５】
補正用トナーパターンを形成するときの画像形成条件、具体的には、例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５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋにおける露光条件（書き込み条件）、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は、一定に維持される。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。なお、帯電チャージャ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、光書込ユニット５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ、現像ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ等は、補正用トナーパターンを作成するにあたって、画像形成動作時と同様、現像、帯電、露光等の一連の作像プロセスを担う。
【００６６】
現像ギャップの変動及びその他の画像濃度ムラ発生要因（感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感度ムラ等）がなければ、画像形成条件を一定に維持してベタ画像からなる補正用トナーパターンを形成すると、その画像濃度は副走査方向において均一であり、画像濃度ムラは生じない。しかしながら、画像形成条件を一定に維持してベタ画像からなる補正用トナーパターンを形成しても、現像ギャップの変動等の画像濃度ムラ発生要因により、画像濃度ムラが生じる。この画像濃度ムラは、画像濃度検知センサ３０によって、副走査方向に長いベタ画像の帯状パターンである補正用トナーパターンの画像濃度を連続的に検出することによって取得することができる。具体的には、画像濃度検知センサ３０の出力信号は、所定のサンプリング間隔で、制御部１２０に時系列データとして入力されることで、制御部１２０は、各基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋからの回転位置検出信号に基づき、各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのホームポジションを基準とした時系列の画像濃度として記憶する。
【００６７】
図８は、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋから出力される回転位置検出信号と、画像濃度検知センサ３０によるトナー付着量検出信号（感光体ドラム回転周期成分）と、これらの信号をもとに作成される画像濃度の変動を打ち消す制御データである補正テーブル（補正情報）との関係の例を示すグラフである。なお、図８には、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの２周分の信号を示している。
【００６８】
図８において、補正用トナーパターンの画像濃度ムラは、トナー付着量検出信号のセンサ出力値の変動として示される。図８に示されているように、トナー付着量検出信号は、回転位置検出信号の周期と同じ周期で変動している。本実施形態においては、この画像濃度ムラと逆位相となる画像濃度ムラを生じさせるように、現像ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋや帯電チャージャ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの画像形成条件の設定情報を補正することで、当該画像濃度ムラをキャンセルするような補正テーブルを生成する。
【００６９】
ここで、画像形成条件設定情報である現像バイアス、露光パワー（露光出力）、帯電バイアス等は、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、トナー付着量検出信号が示す画像濃度ムラを打ち消す方向の補正テーブルを生成する、つまりトナー付着量が示す画像濃度ムラとは逆位相の画像濃度ムラを作り出す補正テーブルを生成する。
【００７０】
この補正テーブルを決定する際のトナー付着量検出信号の変動量［Ｖ］に対しての補正テーブルの変動量は、理論値から求められる。本実施形態に際しては、理論値からゲインを用いて、トナー付着量検出信号から、その逆位相の画像濃度ムラを生じさせるような補正テーブルを生成する。その際、その補正テーブルは、例えば図８に示すタイミングとなるように、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋから出力される回転位置検出信号を基準にして生成される。図８に示されている例では、補正テーブルの先頭が、ホームポジション検出タイミング（回転位置検出信号の立ち上がりタイミング）となるように生成される。
【００７１】
このような補正テーブルを生成する際、例えば補正テーブルが現像バイアスを補正する現像バイアス補正テーブルは、現像領域から画像濃度検知センサ３０までの間の補正用トナーパターン移動時間を考慮する。かかる移動時間が、感光体ドラム回転周期のちょうど整数倍であれば、補正テーブルの先頭を回転位置検出信号のタイミングに合わせる。かかる移動時間が感光体ドラム回転周期の整数倍からずれている場合は、ずれの時間分だけタイミングをずらして補正テーブルを生成する。同様に、露光パワーの補正テーブルは、露光位置から画像濃度検知センサ３０までのトナーパターン移動時間を考慮して補正テーブルを適用する。同様に、帯電バイアスの補正テーブルであれば、帯電位置から画像濃度検知センサ３０までのトナーパターン移動時間を考慮して補正テーブルを適用することになる。本実施形態に際しては、高圧電源の出力応答性の遅延や、部品精度のばらつき、組み付け精度のばらつき等によるレイアウト距離の誤差によって位相ずれが生じる場合がある。そのため、理論値をもとに位相ずれ分を調整して、補正テーブルを生成している。また適用する補正テーブルは、現像バイアス補正テーブル、露光パワー補正テーブル、帯電バイアス補正テーブルのうち少なくとも露光パワー補正テーブル、帯電バイアス補正テーブルに適用する。本実施形態では、帯電バイアス補正テーブルを用いている。
【００７２】
補正用トナーパターンの形成開始タイミングは、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのホームポジションが基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋによって検出されるタイミングに基づいて決定される。図８に示されている例では、補正用トナーパターンの先端位置がホームポジション検出タイミング（回転位置検出信号の立ち上がりタイミング）で画像濃度検知センサ３０に検出されるように、ホームポジション検出タイミングに同期して補正用トナーパターンの形成が行われる。
【００７３】
このタイミングでの補正用トナーパターンの形成を可能とするため、制御部１２０には、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋからの回転位置検出信号が入力される。そして制御部１２０は、入力された回転位置検出信号からホームポジション検出タイミングを取得し、このタイミングに同期して、画像形成手段を制御し、補正用トナーパターンを作像する。
【００７４】
制御部１２０には、画像濃度検知センサ３０からの出力信号（トナー付着量検出信号）が入力される。補正テーブルを生成する際、制御部１２０は、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋからの回転位置検出信号からホームポジション検出タイミングを取得し、このタイミングに同期して、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号のサンプリングを開始し、補正テーブルを作成する。作成した補正テーブルは濃度ムラ補正テーブル記憶部１３１に記憶される。なお、当該画像濃度ムラをキャンセルするような画像形成条件の例として現像バイアス、露光パワー、帯電バイアス等を挙げたが、これ以外にも現像ギャップや、現像領域の回転方向の幅、現像ローラまたは感光体の回転速度等でもよい。
【００７５】
図９は、制御部１２０に入力される感光体ドラムの回転位置検出信号と、画像濃度検知センサ３０の出力信号（トナー付着量検出信号）との関係を示すタイミングチャートである。本実施形態では、図８に示した逆位相の関係が得られるように、補正用トナーパターンの先端位置がホームポジション検出タイミング（回転位置検出信号の立ち上がりタイミング）で画像濃度検知センサ３０に検出されるように、ホームポジション検出タイミングに同期して補正用トナーパターンの露光開始位置を決定している。本実施形態では、補正用トナーパターンの先端位置から、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号のサンプリングが開始されるが、補正用トナーパターンの先頭付近のトナー付着量は不安定になりやすい。そのため、補正用トナーパターンの先端位置ではなく、トナー付着量が安定する程度に後端側へずれた位置から、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号のサンプリングが開始されるように、光書込ユニット５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋによる補正用トナーパターンの露光開始位置を決めてもよい。
【００７６】
このような補正用トナーパターンの露光開始位置を決定するにあたっては、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋによって検出される感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのホームポジション検出タイミングと、光書込ユニット５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋによる露光位置から画像濃度検知センサ３０の検出位置まで補正用トナーパターンが移動する時間とに関するデータが必要である。これらのデータは、記憶部１３０に記憶されており、これらのデータに応じて、補正用トナーパターンの露光開始位置を決定する。なお、光書込ユニット５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋによる露光位置から画像濃度検知センサ３０の検出位置まで補正用トナーパターンが移動する時間は、光書込ユニット５０Ｙ、５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋによる露光位置から画像濃度検知センサ３０の検出位置までのレイアウト距離と、プロセス線速とから算出してもよい。
【００７７】
補正用トナーパターンの後端位置は、補正用トナーパターン長により決まるが、補正用トナーパターンの後端位置も、上述のように決定される先端位置と同様にして決定しても良い。また、かかる先端位置が任意に決定される場合であっても、かかる後端位置を上述のデータに応じて決定しても良い。このような、かかる先端位置および／または後端位置の、上述のデータに応じた決定は、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋによる感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのホームポジションの検出からの経過時間に基づいて行っても良い。この場合にも、かかる先端位置および／または後端位置の決定は、実質的に上述のデータに応じて行われることとなる。またこの場合、補正用トナーパターンの書き出しは任意に行い、露光終了位置を感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの周長の整数倍となるように決定しても良い。かかる経過時間は、たとえば制御部１２０のＣＰＵによって計測することが可能である。この計測を行うとき、制御部１２０は、かかる経過時間を計測する経過時間計測手段として機能する。
【００７８】
このような補正用トナーパターンの形成タイミングを制御することで、不必要に長い補正用トナーパターンを形成する必要がなくなり、トナーイールドや制御時間の低減を図ることができる。なお、補正用トナーパターンが画像濃度検知センサ３０の検出位置まで移動する時間は色ごとに異なるので、各色の作像ステーションごとに、補正用トナーパターンの露光開始位置が一致するように調整され、同一検知タイミングによる検知時間の短縮が可能となる。一方、図７（ｂ）に示したように、副走査方向における各色の補正用トナーパターンの形成位置が互いに異なってもよい。このように異ならせることで、中間転写ベルト１上のトナーをクリーニングするベルトクリーニングユニット１５中のクリーニングブレード等の劣化を防止し長寿命化を図れる。
【００７９】
以上の説明は、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の回転振れによって、現像ギャップが変動する場合を例に挙げた。回転振れによる現像ギャップの変動は、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転振れによっても生じる。そのため、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとともにあるいはこれに代えて、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの場合と同様に、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの基準回転位置（ホームポジション）を基準回転位置検知手段で検出し、そのホームポジションに同期させて、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期をもつ画像濃度ムラ成分を低減させる補正テーブルを生成してもよい。本実施形態においては、感光体ドラムと現像ローラの画像濃度ムラ成分を低減させる補正テーブルを生成している。
【００８０】
図１の各感光体ドラムの基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８やこれと同様の現像ローラの基準回転位置検知手段（位相検出手段）に替えて、以降に説明する基準回転位置検知手段を用いてもよい。
【００８１】
図１０は、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａのホームポジションを検知する基準回転位置検知手段としての現像回転位置検出装置７０を示す模式図である。なお、基準回転位置を検知することにより回転の位相を特定できるため、現像回転位置検出装置７０は、位相検出手段ということもできる。この現像回転位置検出装置７０は、位相検出手段としてのフォトインタラプタ７１を備えている。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ているが、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に接続されており、駆動モータ７８の駆動によって回転駆動されるようになっている。
【００８２】
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の基準回転位置（ホームポジション）を検出するようになっている。
【００８３】
図１０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の基準回転位置（ホームポジション）を検出する場合についても同様である。
【００８４】
図１１は、フォトインタラプタ７１の出力信号の一例を示すグラフである。現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａと一体的に回転する遮光部材７２がフォトインタラプタ７１の光路を遮っているときに出力がほぼ０Ｖまで低下していることが分かる。このエッジを利用することで、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａのホームポジションを検出することができる。現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期をもった画像濃度ムラ成分を低減させる補正テーブルを生成する場合、制御部１２０は、フォトインタラプタ７１からの出力信号（現像ローラ回転位置検出信号）に基づき、上述した補正用トナーパターンのトナー付着量検出信号を現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａのホームポジションに同期してサンプリングする。
【００８５】
図１２は、図１の画像濃度検知センサ３０（Ｐ１）からのトナー付着量検出信号に基づくトナー付着量の変動と、図１０のフォトインタラプタ７１の出力信号（現像ローラ回転位置検出信号）との関係の一例を示すグラフである。なお、このグラフは、横軸に時間をとり、縦軸に、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号をトナー付着量に換算した結果をとったものである。図１に示すように、補正用トナーパターンを画像濃度検知センサ３０で検出したトナー付着量検出信号には、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期に対応した周期的な変動が発生する。
【００８６】
画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号には、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期成分のほかにも、例えば感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転周期成分も含まれている。そのため、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期をもった画像濃度ムラを低減する補正テーブルを生成するために、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号から、現像ローラの回転周期成分を抽出する処理が必要である。なお、説明では省略するが、感光体ドラムの回転周期をもった画像濃度ムラを低減するための補正テーブルを生成する場合にも、画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号から、感光体ドラムの回転周期成分を抽出する処理が必要である。
【００８７】
画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号から現像ローラの回転周期成分を抽出する処理方法としては、例えば、現像ローラのフォトインタラプタ７１の出力信号に含まれるホームポジション検出タイミングでトナー付着量検出信号を区分けし、区分けされた各信号区分を平均化処理して現像ローラの回転周期成分を抽出する。
【００８８】
図１３は、フォトインタラプタ７１の出力信号に含まれるホームポジション検出タイミングでトナー付着量検出信号を区分けして得られる複数の信号区分を重ねて示したグラフである。本実施形態では、上述した補正用トナーパターン（感光体ドラムの３周長分）から、現像ローラ１０周長分の１０個の信号区分Ｎ１〜Ｎ１０が得られる。図中太線で示す波形は、これらの信号区分を平均化処理した結果Ａｖｇを示すものである。本実施形態では、１０個の信号区分Ｎ１〜Ｎ１０の単純平均処理を施しているが、現像ローラの回転周期成分が抽出できれば、他の処理を施してもよい。
【００８９】
このような信号処理によって、補正用トナーパターンを検出する画像濃度検知センサ３０からのトナー付着量検出信号から、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転周期成分と現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期成分とを独立して取得する。これらの回転周期成分を同じ補正用トナーパターンから取得する場合、その補正用トナーパターンの長さや形成位置等は、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの周長と現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの周長のうち、周長が長い方の周長、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。本実施形態では、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの周長の方が長い。
【００９０】
一方、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転周期をもった画像濃度ムラを補正せず、現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期をもった画像濃度ムラを補正する場合には、補正用トナーパターンの長さや形成位置等は、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、現像領域と、画像濃度検知センサ３０による補正用トナーパターンの検出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。
【００９１】
なお、図１の感光体ドラム２Ｙの基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙと、図１０の現像ローラ５Ｙａの現像回転位置検出装置７０のフォトインタラプタ７１の双方を有する場合について説明する。感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの回転周期成分と現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａの回転周期成分の両方を同じ補正用トナーパターンから取得する場合、補正用トナーパターンの形成タイミングは、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋによって検出される感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのホームポジション検出タイミングと、フォトインタラプタ７１によって検出される現像ローラ５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａのホームポジション検出タイミングのいずれか一方に基づいて決定される。したがって、補正用トナーパターンの形成タイミングを決定するという点においては、いずれかのホームポジションを検出できればよく、そのためには、基準回転位置検知手段（位相検出手段）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋとフォトインタラプタ７１のいずれかが設けられれば良い。
【００９２】
図１４に画像形成装置１００において上述の画像濃度ムラを低減する画像形成処理フローを示す。まず画像形成装置１００の電源がＯＮされると（Ｓ１）、制御部１２０は印刷前調整を実行する（Ｓ２）。この印刷前調整とは、画像濃度センサ３０の出力調整、目標とするトナー付着量を得るために必要となる現像ポテンシャルの基準値の決定などを行う。なお、Ｓ２の印刷前調整は、画像形成装置１００のＯＮ以外に、数百ページ印刷毎、電源ＯＮ後に数時間印刷が実行されず放置された後、または印刷終了し、次のジョブ受付が無い場合などにも実行してもよい。
【００９３】
印刷前調整完了後、制御部１２０は偏心濃度ムラ補正テーブルの更新タイミングに達しているかを判断する（Ｓ３）。達していれば上述の通り濃度ムラ補正テーブルを作成し、すでに濃度ムラ補正テーブルがあれば更新する（Ｓ４）。
【００９４】
ここで更新タイミングは、感光体の交換後である。感光体が異なると偏心が異なり、結果として画像濃度ムラの周期が変わるため補正テーブルを更新する。その他、感光体表面や組み付け箇所の経時劣化、回転位置のずれが検知された後など、偏心が変わる可能性がある条件を更新タイミングとして設定してもよい。なお、説明は、感光体の補正テーブルについて行ったが、本実施形態では、現像ローラの場合も同様に行い、現像ローラ用の補正テーブルを作成し、すでに濃度ムラ補正テーブルがあれば更新する。
【００９５】
その後、制御部１２０は、画像形成装置１００に対する印刷ジョブを受け付けると（Ｓ５）、濃度ムラ補正テーブルを適用して印刷ジョブを実行する（Ｓ６）。このように、画像濃度ムラをキャンセルさせる（打ち消す）ための補正テーブルを画像形成条件に適用し画像形成条件を補正することで画像濃度ムラは低減できる。
【００９６】
Ｓ６の濃度ムラ補正テーブルを適用した印刷ジョブの実行とは、具体的には、制御部１２０が、画像形成動作時に、感光体ドラムのホームポジション検出タイミングに同期して、濃度ムラ補正テーブル記憶部１３１から画像濃度ムラ成分の時系列データを順次読み出し、読み出した画像濃度ムラ成分データを打ち消すように各画像形成条件の設定値を補正する補正値を順次算出して、その補正値で補正した各画像形成条件を順次適用するという補正制御を実行する。なお、感光体ドラムのホームポジション検出タイミングに同期した説明を行ったが、本実施形態では、現像ローラのホームポジション検出タイミングにも同期している。
【００９７】
図１５を用いて、表面電位センサ１９Ｙ（１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋ）により検知される感光体表面電位について説明する。図１３は、帯電バイアス、感光体ドラムの非画像部電位及び画像部電位、現像バイアスとの電位関係を示す説明図である。帯電チャージャ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋにより印加される帯電バイアスＶ１で感光体ドラムの表面を一様に帯電する。この結果、感光体ドラムの表面電位はＶ２に帯電される。次に、光書き込みで画像部を露光する。これにより、非画像部電位はＶ３、低濃度画像部の感光体ドラム表面電位はＶ５、ベタ画像部の感光体ドラム表面電位はＶ６になる。
【００９８】
次に、現像ローラにより印加される現像バイアスＶ４で、現像ローラ上のトナーを感光体ドラムの画像部へ移動させて現像処理する。トナーは所定の帯電量を有しており、低濃度画像部とベタ画像部（高濃度画像部）には、図１３中の斜線部分の電位差に応じた現像ポテンシャルの違いに応じた量のトナーが付着してトナー像が形成される。
【００９９】
ここで、感光体自体の性質や経時劣化、環境変化により、帯電バイアスに対する感光体の表面電位は変わったりする。またトナー自体の性質、経時劣化、環境変化により、トナーの帯電量が変わったりする。このような変化の結果、図１５に示される各電位差が適切な範囲から外れると、画像不良の原因となる。したがって、例えば所定枚数印刷毎に、感光体上の画像領域（潜像領域）と画像領域との間の紙間に電位パターンを作成し、感光体の回転方向で感光体表面の露光と現像との間の感光体表面に対向された表面電位センサ１９Ｙで検知して各電位差が適切に保たれるよう、帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワーを調整するようフィードバック制御されている。この調整は、帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワーすべてを調整することもあるし、いずれか一つを調整することで各電位差が適切に保たれることもある。
【０１００】
表面電位センサ１９Ｙで感光体の表面電位を得るには、感光体の回転に伴って、表面電位センサの有効検知範囲以上でかつ表面電位センサの整定時間以上の時間となる領域を検知し、その時間の平均値を出すことが知られている。したがって、一例として非画像部電位Ｖ３およびベタ画像部Ｖ６の表面電位を得るためには、感光体上に一様に帯電を行った後、部分的に露光（ベタ画像）を行い、露光を行っていない箇所と、ベタ画像部として露光を行った箇所が、それぞれ少なくとも上述の領域になるような電位パターンを感光体上に作成する。
【０１０１】
図１６を用いて、図１５で説明した表面電位を検知して行う調整を、一例として印刷ジョブ中に行う場合について説明する。なお図１６は、図１４中のステップＳ６の詳細を表すフローである。またここでいう印刷ジョブは、連続して複数の用紙に印刷する内容（以降連続通紙と呼ぶことがある）とする。
【０１０２】
制御部１２０は、まず印刷枚数をカウントする（Ｓ７）。次に複数枚のうち1頁目の画像形成条件（例えば帯電バイアス）について、偏心濃度ムラテーブルで補正を行った上で（Ｓ８）印刷を実行する（Ｓ９）。つまり、１頁目の画像印刷のために回転を開始した感光体ドラム２Ｙ（２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）のホームポジション検出タイミングに同期して、濃度ムラ補正テーブル記憶部１３１から感光体偏心による画像濃度ムラ成分の時系列データを順次読み出し、読み出した画像濃度ムラ成分データを打ち消すように各画像形成条件の設定値を補正する補正値を順次算出して、その補正値で補正した各画像形成条件を順次適用するという補正制御を実行する。同様に、現像ローラ偏心による画像濃度ムラについても、現像ローラのホームポジション検出タイミングに同期して補正制御を開始する。
【０１０３】
次に制御部１２０は、印刷中調整を実行するタイミングであるかどうかを判断する（Ｓ１０）。印刷ジョブ中調整を実行する条件は、前回印刷ジョブ中調整を実行してから所定枚数、一例としては１０頁の印刷を行った場合など適宜設定すればよい。印刷ジョブ中調整を実行するタイミングでなければ、次の頁の印刷動作に移行する（Ｓ１６）。
【０１０４】
印刷ジョブ中調整の実行タイミングであった場合は、制御部１２０は、連続通紙の紙と紙の間（以降紙間と呼ぶことがある。）に相当する感光体表面に、調整用の電位パターンを形成する。この電位パターンは、例えばあらかじめ記憶部１３０に保存しておいたものを使用できる。この電位パターン形成のための画像形成条件に対しても、引き続き偏心濃度ムラテーブルに基づく補正が順次開始され、補正表面電位形成工程として感光体表面に、補正された電位パターンを形成（Ｓ１１）する。次に、予測電位生成工程として、補正分を予測した電位である予測電位の生成（Ｓ１２）を行い、その後、補正表面電位検知工程として表面電位センサで感光体の表面電位検知（Ｓ１３）を行う。そして、オリジナル表面電位算出工程として、表面電位センサで実際に検知した電位と予測電位から、補正が行われていない表面電位であるオリジナル表面電位を算出（Ｓ１４）し、算出したオリジナル表面電位で、電位差を適切に保つための調整を実行（Ｓ１５）する。
【０１０５】
ここでいう調整は、各表面電位、表面電位同士の差等の変動をもとにした帯電バイアス、現像バイアス、ＬＤパワー（露光出力）、転写バイアス等の画像形成条件の調整である。その他にも現像ギャップや、現像領域の回転方向の幅を調整する方法でもよい。
【０１０６】
なお、生成した予測電位と検知した表面電位を記憶部１３０に記憶しておけば、オリジナル表面電位算出（Ｓ１４）およびオリジナル表面電位での調整実行（Ｓ１５）を、次の紙間で行うようにすることも可能である。
【０１０７】
図１６で示されるフローによる処理について、さらに説明する。前述のように本画像形成装置１００においては、感光体、現像ローラの偏心による画像濃度ムラを補正するために、それぞれの回転周期をもった濃度ムラを打ち消すように画像形成条件を補正している。そのため、ステップＳ１１で形成され、ステップＳ１３において実際に表面電位センサで検知された電位（以降リアル表面電位と呼ぶことがある）には、電位全体にそれらの回転周期をもつ波形で表される補正分の電位が重畳されている。つまり、理想的には図１５に示したように一定である各電位に、補正により周期ばらつき（電位変動）が生じている。したがってリアル表面電位をフィードバック制御される調整にそのまま使用すると、調整が正確に行えない可能性がある。
【０１０８】
そこで本フローは、正確な調整を行うために、リアル表面電位のうち、偏心による画像濃度ムラ補正による制御データ分の電位、詳細には、制御データによりオリジナル表面電位に加えられた補正分の電位である補正分電位を差し引いて、本来取得したかったオリジナル表面電位を算出する。
【０１０９】
つまり、ステップＳ１２において、補正分電位を予測した電位である予測電位を予測波形として生成し、ステップＳ１４においてリアル表面電位から予測波形を差し引くことで、オリジナル表面電位の算出を行っている。そしてステップＳ１５において、算出したオリジナル表面電位を用いて調整を行うため、正確な調整を実行できる。
【０１１０】
ここで、他の方法でのオリジナル表面電位取得との比較説明をする。上述のような予測電位（予測波形）を生成する方法ではなく、一例として重畳した合成正弦波１周期をタップ長とする移動平均フィルタをかけることが考えられる。しかし、そのためには少なくとも感光体１周分のパターンを計測する時間が必要である。またオリジナル表面電位取得のためのさらに他の例として、その時間だけ単一正弦波または合成正弦波の印加をとめることが考えられるが、正弦波印加のＯＦＦ／ＯＮのスイッチングのための印加停止時間が必要となる。どちらもオリジナル表面電位取得のために特別の時間が必要となり、特に印刷中の制御の自由度が狭められ、画像形成装置の生産性を落とすことにつながる。
【０１１１】
それに対し、本実施形態は、任意のタイミングで所望の範囲の予測電位（予測波形）を生成することによりオリジナル表面電位を算出することが出来るため、ダウンタイムとならず、調整に必要な感光体表面電位を正確に取得することができる。
【０１１２】
次に、オリジナル表面電位の算出の例を説明する。偏心ムラ低減のために重畳された表面電位の周期的な波は、感光体、現像ローラその他各周期をもって繰り返される各周期的な波を単一の正弦波（単一正弦波ｓ1、ｓ2、ｓ3…）で表し、それらを合成した波（合成正弦波）として、（式１）のように表すことができる。
Ｓ＝ｓ1+ｓ2＋ｓ3＋…＝A1*sin(w1*t+B1)+A2*sin(w2*t+B2)+A3*sin(w3*t+B3)+…  （式１）
【０１１３】
このように、合成正弦波は単一正弦波の重ねあわせであるため、単一正弦波ｓから説明する。単一正弦波は（式２）で表わせる。
【０１１４】
ｓ=Ａ*sin(ｗ＊ｔ＋Ｂ)  （式２）
Ａ：振幅
Ｂ：初期位相
ｗ：（角）周波数
ｔ：時間
【０１１５】
このうち、振幅Ａは感光体の電位特性を取得することで求める。詳細は後述する。時間ｔ，（角）周波数ｗ，初期位相Ｂは以下の方法で解析的に導出が可能である。まず、時間tは正弦波を印加するタイミングから規定できる。周波数ｗは以下の（式３）で求められる。ここで回転体周期の回転体とは、本実施形態では感光体、現像ローラであり、各々の単一正弦波を算出できる。
【０１１６】
ｗ=感光体線速／回転体周期  （式３）
【０１１７】
また、初期位相Ｂは（式４）で表される。このうち帯電バイアス印加時ｂ１は、帯電バイアス印加タイミングで取得できる。また、レイアウトによる位相遅れｂ２は（式５）であらわされる。
【０１１８】
初期位相Ｂ＝ｂ１＋ｂ２＋ｂ３  （式４）
ｂ１：帯電バイアス印加時位相
ｂ２：レイアウトによる位相遅れ
ｂ３：表面電位センサ検知特性による位相遅れ
ｂ２=（帯電位置〜表面電位センサ位置間の距離）／感光体線速  （式５）
【０１１９】
一方、表面電位センサの検知特性は表面電位センサがある区間における平均的な感光体表面電位を求めているため、移動平均フィルタにより近似できる。Ｎタップの移動平均フィルタの周波数特性は（式６）であらわされる。この時センサ検知特性による位相遅れは（式７）であらわされる。（式７）中のタップ長は（式８）であらわされる。
【０１２０】
Ｆ=Σexp(−ｍ×ｉ×ｗ×Ｔ)／Ｎ  （式６）
ｂ３＝atan（Ｆ）  （式７）
ｉ：虚数単位
Ｔ：サンプリング周期
Ｎ：タップ長
atan（arctangent）：逆正接関数
（Σはｍ=０〜Ｎ−１の和。ｗは（式３）で導出済み。）
Ｎ＝センサが平均する区間の長さ／感光体線速  （式８）
【０１２１】
次に先に記述した振幅Ａは（式９）により求められる。またＡ＿ｏｒｇは印加時に取得することができる。さらに、ａ＿２は（式１０）とあらわされ、（式６）により求められる。
【０１２２】
Ａ＝Ａ＿ｏｒｇ＊ａ＿１＊ａ＿２  （式９）
Ａ＿ｏｒｇ（入力信号振幅）：印加した帯電バイアス振幅
ａ＿１（ゲイン）：帯電バイアスが感光体表面電位に与える影響
ａ＿２（ゲイン）：表面電位センサ検知による減衰
ａ＿２＝｜Ｆ｜  （式１０）
【０１２３】
ａ＿１は、あらかじめ実験的に求めることできる。なお求めるタイミングについては、後述する。ａ＿１は露光部電位か非露光部電位かにより求め方が変わる。非露光部電位の求め方としては、帯電バイアス直流成分を複数水準振り、以下の（式１１）の傾きａを最小二乗法などで算出し、これをａ＿１とできる。
【０１２４】
Δ（表面電位）＝ａΔ（帯電バイアス直流成分）  （式１１）
【０１２５】
一方、露光部電位については、ａの算出後に、帯電バイアス、およびＬＤＰ（ＬＤパワー）を複数水準振り、例えば、（式１２）であらわされる非線形関数をおいて（式１３）により求めればよい。（式１３）の関数をパラメータに関して線形な形とすれば、最小二乗法によってパラメータを算出できる。
【０１２６】
Δ（表面電位）＝ｆ(Δ（帯電バイアス直流成分）,Δ(ＬＤＰ))  （式１２）
ａ＿１＝ｆ(Δ（帯電バイアス直流成分）,Δ(ＬＤＰ))  （式１３）
【０１２７】
以上説明した（式２）〜（式１３）を感光体ドラムと現像ローラについてそれぞれ求めると、それぞれ単一正弦波を求め、それを合成した合成正弦波が予測波形となる。つまり、予測電位が（式１４）であらわせる。そしてリアル表面電位からこの予測電位を差し引くことで、オリジナル表面電位を算出する。
【０１２８】
予測波形Ｓ＝Ａ１ｓｉｎ（ｗ１＊ｔ＋ｂ１）＋Ａ２ｓｉｎ（ｗ２＊ｔ＋ｂ２）  （式１４）
Ａ１ｓｉｎ（ｗ１＊ｔ＋ｂ１）：感光体ドラム単一正弦波
Ａ２ｓｉｎ（ｗ２＊ｔ＋ｂ２）：現像ローラ単一正弦波
【０１２９】
なお感光体ドラム、現像ローラの他にも回転周期を持つ濃度ムラの要因があればそれぞれ単一正弦波を計算し、足し合わせてもよい。また予測波形の生成方法として合成正弦波を用いた方法を説明したが、これに限られない。
【０１３０】
ここで、図１７に画像形成処理フローの他の例を示す。画像形成装置１００において上述の画像濃度ムラを低減する画像処理フローを示す。まず画像形成装置１００の電源がＯＮされると（Ｓ１７）、制御部１２０は印刷前調整を実行する（Ｓ１８）。この印刷前調整とは、画像濃度センサ３０の出力調整、目標とするトナー付着量を得るために必要となる現像ポテンシャルの基準値の決定などを行う。なお、Ｓ１８の印刷前調整は、画像形成装置１００のＯＮ以外に、数百ページ印刷毎、電源ＯＮ後に数時間印刷が実行されず放置された後、または印刷終了し、次のジョブ受付が無い場合などにも実行してもよい。
【０１３１】
印刷前調整完了後、制御部１２０は偏心濃度ムラ補正テーブルの更新タイミングに達しているかを判断する（Ｓ１９）。達していれば上述の通り濃度ムラ補正テーブルを作成し、すでに濃度ムラ補正テーブルがあれば更新する（Ｓ２０）。
【０１３２】
ここで更新タイミングは、感光体の交換後である。感光体が異なると偏心が異なり、結果として画像濃度ムラの周期が変わるため補正テーブルを更新する。その他、感光体表面や組み付け箇所の経時劣化、回転位置のずれが検知された後など、偏心が変わる可能性がある条件を更新タイミングとして設定してもよい。なお、説明は、感光体の補正テーブルについて行ったが、本実施形態では、現像ローラの場合も同様に行い、現像ローラ用の補正テーブルを作成し、すでに濃度ムラ補正テーブルがあれば更新する。
【０１３３】
次に、予測波形を作成するために必要な感光体電位特性を取得し、保存する（Ｓ２１）。この感光体電位特性取得工程により前述の（式１１）（式１２）（式１３）が取得される。
【０１３４】
その後、制御部１２０は、画像形成装置１００に対する印刷ジョブを受け付けると（Ｓ２２）、濃度ムラ補正テーブルを適用して印刷ジョブを実行する（Ｓ２３）。このように、画像濃度ムラをキャンセルさせる（打ち消す）ための補正テーブルを画像形成条件に適用し画像形成条件を補正する補正表面電位形成工程を行うことで、画像濃度ムラは低減できる。
【０１３５】
Ｓ２３の濃度ムラ補正テーブルを適用した印刷ジョブの実行とは具体的には、制御部１２０が、画像形成動作時に、感光体ドラムのホームポジション検出タイミングに同期して、濃度ムラ補正テーブル記憶部１３１から画像濃度ムラ成分の時系列データを順次読み出し、読み出した画像濃度ムラ成分データを打ち消すように各画像形成条件の設定値を補正する補正値を順次算出して、その補正値で補正した各画像形成条件を順次適用するという補正制御として、感光体に補正表面電位形成を実行する工程である。なお、感光体ドラムのホームポジション検出タイミングに同期した説明を行ったが、本実施形態では、現像ローラのホームポジション検出タイミングにも同期している。
【０１３６】
図１８を用いて、図１７の感光体電位特性工程（Ｓ２１）の詳細フローを示す。まず帯電バイアス、また露光部については帯電バイアスとＬＤパワーを複数水準動かして感光体表面電位を形成する（Ｓ２４）。形成した表面電位を電位センサで検知する（Ｓ２５）。測定結果に基づき、帯電バイアスと露光部のＬＤパワー変化に対する感光体表面電位変化を近似して各定数を算出（Ｓ２６）する。取得した定数は、予測電位生成タイミングで使用するために保存される。一例としては記憶部１３０に記憶すればよい。
【０１３７】
このように、予測波形の生成に必要なデータである感光体電位特性をあらかじめ、例えば印刷ジョブ実行（Ｓ２３）前のウォームアップの時間で取得しておき、印刷ジョブ中の紙間で予測波形の生成とオリジナル表面電位の算出を行うため、さらにダウンタイム無しで正確な画像形成条件の調整を行うことができる。
【０１３８】
次に、図１９、図２０を用いて、帯電バイアスに濃度ムラ補正テーブルによる補正を適用した場合に感光体表面に形成される表面電位の例を説明する。
【０１３９】
まず図１９は、感光体ドラムの回転の経過時間を横軸、表面電位センサで検知される感光体の表面電位を縦軸に示している。図２０の横軸は、図１９の横軸と対応している。そして図２０（ａ）の縦軸は、現像ローラのフォトインタラプタ出力を表し、図２０（ｂ）の縦軸は感光体ドラムのフォトインタラプタ出力を表す。それぞれはじめにフォトインタラプタの出力があった時点以降、一定の速度で回転を続けている。
【０１４０】
図２０（ｂ）の出力からわかるように、図１９において感光体ドラムは回転を行っている。この回転している感光体ドラムに対し直流の帯電バイアスを印加し、感光体表面電位を約７２５Ｖに一様帯電させている。その状態で５００ｍｓ付近からは、感光体の単一正弦波の帯電バイアスの補正テーブルで濃度ムラ補正を帯電バイアスに重畳している。さらに４５００ｍｓ付近からは、露光により表面電位パターンを形成する。つまり表面電位パターンの一例として、少なくとも表面電位センサの検出範囲において、約４５００ｍｓまでは露光を行わない。この部分を図１９中で非露光部として示している。
【０１４１】
その後、断続的に４カ所にベタ画像に対応する露光を行い、その結果として表面電位パターン形成が形成される。露光が行われた箇所を図１９中で、露光部と示している。露光部と露光部の間の箇所は露光が行われていないため、この箇所も非露光部と呼ぶこともできる。そして、図２０（ａ）の出力からわかるように、現像ローラは上述の４箇所のうち、初めの露光部から現像可能なタイミングで回転を開始している。
【０１４２】
ここで、図２０（ｂ）の感光体のフォトインタラプタのＨＰ検出と同期して濃度ムラ補正も実行されている。図１９の非露光部のうち、矢印で示すタイミングが、画像濃度ムラ補正開始、つまり画像ムラ濃度を低減するための感光体の単一正弦波の帯電バイアスの補正テーブルによる補正が反映されたタイミングである。開始前は約７２５Ｖで一定の箇所が続いているが、開始後は周期的な電位の増減がある。この周期的な電位の増減が、濃度ムラ補正による波形である。
【０１４３】
さらに、図２０（ａ）の現像ローラの回転が開始すると、感光体のフォトインタラプタのＨＰ検出に同期した補正に加え、現像ローラのフォトインタラプタ７１のＨＰ検出に同期して現像ローラの単一正弦波の帯電バイアスの補正テーブルによる濃度ムラ補正も実行される。つまり図１９の各露光部（および各露光部の間の領域）には感光体偏心を要因とする濃度ムラ補正に加え、現像ローラＨＰ検出に同期した現像ローラの偏心を要因とする濃度ムラ補正も重畳されている。
【０１４４】
このように、感光体表面電位は図１９に示されるような波形を形成しており、表面電位センサはこの波形を検出することになる。なお図１９中は一例として露光部は全てベタ画像と想定しているが、ベタ画像に限らず、またベタ画像と低濃度画像からなる露光部からなるパターンでも良い。
【０１４５】
次に、図２１、図２２を用いて、予測波形と、補正表面電位から予測波形を除いた波形の一例を説明する。
【０１４６】
図２１（ａ）は、一例として、４箇所の露光部のうち、約６０００〜７０００ｍｓの露光部の区間について補正テーブルから切り出され再生された予測波形を示す。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の予測波形を図１９に示した表面電位、つまり電位センサで検知されるリアル表面電位から除いた波形である。図２１（ｂ）中の矢印で示された区間が露光部のオリジナル表面電位、つまり帯電バイアスの補正テーブルによる画像濃度ムラ補正が重畳されていない露光部のオリジナル表面電位である。なお、露光パワーの補正テーブルによる画像濃度ムラ補正も重畳されている場合は、露光パワーの補正テーブルによる画像濃度ムラ補正が重畳されていない露光部のオリジナル表面電位を同等の方法でさらに得る。また露光パワーの補正テーブルのみの場合は、露光パワーの補正テーブルによる画像濃度ムラ補正が重畳されていない露光部のオリジナル表面電位を得る。
【０１４７】
図２２（ａ）は、一例として非露光部のうち、約１５００〜４５００ｍｓの間で再現された予測波形を示す。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の予測波形を図１９に示した表面電位、つまり電位センサで検知されるリアル表面電位からから除いた波形である。図２２（ｂ）中の矢印で示された区間が非露光部のオリジナル表面電位、つまり感光体の単一正弦波の  帯電バイアスの補正テーブルによる画像濃度ムラ補正が重畳されていない非露光部の電位（直流の帯電バイアスを印可したときの感光体の表面電位）である。
【０１４８】
なお、あらかじめ予測波形の生成実施タイミングや、オリジナル表面ん電位測定の為に感光体表面に形成する電位パターンを記憶部１３０に設定しておくことで、制御部１２０がその設定を読み出し、図２１のように露光部のオリジナル表面電位を測定したり、図２２のように非露光部のオリジナル表面電位を測定したりすることができる。つまり図２１、図２２において任意の箇所、任意の周期分についてリアル表面電位から制御データによる補正分を除いてオリジナル表面電位を取得することができ、したがって例えば調整用パターンのすべてについてオリジナル表面電位を取得してもよいし、その一部について取得することも可能である。
【０１４９】
なお、図１６のフローのように、所定枚数連続通紙印刷ジョブの紙間で調整用パターンを作成して行う場合、例えば次のようなプログラムをあらかじめ記憶部１３０に保存しても良い。つまり、調整用パターン作成（Ｓ１１）をトリガに、感光体の基準回転位置検知手段（位相検出手段）としてフォトインタラプタを使用した場合のフォトインタラプタによるＨＰ検知した時点と、現像ローラのフォトインタラプタによるＨＰ検知した時点とでそれぞれ露光部、非露光部について単一正弦波を生成する。そして光書込み手段に対する露光信号、例えば画像部はＬｏｗ，非画像部がＨｉｇｈとなる信号によりタイミングを合わせ、露光部と非露光部それぞれについて、表面センサが検知した表面電位（Ｓ１３）から予測波形を除く処理を行うプログラムである。
【符号の説明】
【０１５０】
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ  感光体ドラム
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ  帯電チャージャ
５Ｙａ，５Ｃａ，５Ｍａ，５Ｋａ  現像ローラ
６４−１，６４−２  ＬＤユニット
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ  基準回転位置検知手段（位相検出手段）
１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋ  表面電位センサ
７０  現像回転位置検出装置
１００  画像形成装置
１２０  制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５１】
【特許文献１】特開２０１２−１６３６４５
【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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【図２１】
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【図２２】
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