JP2004333707A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確なトナー濃度検出を実施できるようにした画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍにトナーを補給するトナー補給スクリュー作動手段２６と、第１の作動タイミングにて、中間転写体５ａに形成したテストパッチＴＰに基づくトナー濃度に基づいて前記作動手段２６を作動制御する第１の濃度補正手段１６と、第２の作動タイミングにて、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ側で検出したトナー濃度を第１の濃度補正手段１６にフィードバックする第２の濃度補正手段１７とを備える。更に、第１及び第２の作動タイミングが重なると判断したとき、双方の作動タイミングがずれるように制御する濃度補正タイミング判断手段２４を備える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは中間転写体を備えた画像形成装置における現像剤の濃度調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置、例えば電子写真装置を用いて電子写真による画像形成を行なう場合、記録材上に転写されるトナー量に基づいて行なわなければならない制御がいくつかある。電子写真装置による画像形成において、形成する画像の色見（色味）を一定に保つためには、現像器内に収容された現像剤に含有するトナーとキャリアの濃度比を一定に保つことが必要である。その実現のため、画像形成を行なった際に消費された分のトナーを、定期的に現像器へと補給して行く必要がある。
【０００３】
従来技術においては、現像器内に光センサを設置し、現像器内でのトナー表面からの反射光を検知することに基づいて、現像剤中のトナーとキャリアの濃度比（以下、「トナー濃度」とも言う）を判断し、この判断に基づいてトナー補給を実施する濃度調整方法（第１従来例）があった。
【０００４】
また、感光体上、あるいは転写体上にテストパッチを形成し、このテストパッチに対向する位置に光センサを設置して、テストパッチからの反射光を検知することで現像剤のトナー濃度を判断し、この判断に基づいてトナー補給を実施する濃度調整方法（第２従来例）があった。あるいは、テストパッチを形成することによる画像濃度制御以外の方法として、現像器スリーブ面でのトナー濃度を反射型センサで読み取ることで現像器内のトナー濃度を予測し、この予測に基づいて制御を行なう濃度調整方法（第３従来例）もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の濃度調整方法は、以下のような解決すべき課題を有していた。
【０００６】
（第１従来例の濃度調整方法）
第１従来例の濃度調整方法では、現像器内における現像剤中のトナー濃度の検知用として現像器内に光センサを設けているため、現像器内で飛散した粉末状のトナーが光センサ表面を汚してしまうことがあった。このため、装置を長期間に亘って使用していると、現像器内でのトナー濃度の検知を正確に行なうことが困難になる。
【０００７】
（第２従来例の濃度調整方法）
第２従来例の濃度調整方法では、光センサによる濃度検知用のテストパッチを転写体上に形成することで現像器内のトナー濃度を検知しようとするので、画像形成の合間にテストパッチを形成する等の処理が必要になる。これにより、装置のプリントスピードが遅くなり、生産性が低下する等の虞がある。つまり、テストパッチの形成を頻繁に行なうことができれば一定のトナー濃度の確保が実現容易となるが、逆に、テストパッチの形成を頻繁に行なえば画像形成に要する時間が次第に長くなってしまう。また、テストパッチ形成そのもので消費するトナー量のフィードバック方法も問題となる。
【０００８】
（第３従来例の濃度調整方法）
第３従来例の濃度調整方法では、現像器スリーブ面でのトナー濃度に基づいて現像器内のトナー濃度を予測するため、この予測に基づく制御が必ずしも正確であるとは言い難かった。
【０００９】
上述したように各濃度調整方法にはそれぞれ一長一短があるため、それぞれに有する問題点に鑑み、例えば、テストパッチに基づくトナー濃度検出と、現像器スリーブ面でのトナー濃度検出とを組み合わせて、検出精度を高める制御が考えられる。しかしこのような制御では、テストパッチが比較的高い濃度の画像として形成されるため、一時的ではあるが、テストパッチ形成直後は、テストパッチの例えば主走査位置に対応する部分の現像スリーブ上のトナー濃度が若干低下することになる。この状態で現像器スリーブ面でのトナー濃度検知が行なわれると、検出されるトナー濃度が実際の値よりも小さい値となるなど、正確な濃度調整を損なう虞がある。
【００１０】
そこで、このような問題を解決するために、感光ドラムやトナーの製造工程において精度を高めるか、あるいは、検査工程において感度ムラの大きなものを不合格とすることで、感度を均一にするという対策も考えられる。しかし、その実施は大幅なコストアップを招来することとなり、有効な対策とはいえない。
【００１１】
本発明は、２つの異なる濃度調整方法を採用したものでありながら、双方による濃度検出が影響し合って正確な濃度検出を損なうような状況の発生を確実に回避できるように構成した画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、画像信号に基づき像担持体に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含有する現像剤を現像手段から前記像担持体に付与することにより現像し、該現像によるトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写するように構成した画像形成装置において、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、第１の作動タイミングにて、前記中間転写体に前記トナーによるテストパッチを形成し、かつ該テストパッチに基づき検出したトナー濃度に基づいて前記トナー補給手段を作動制御する第１の濃度補正手段と、第２の作動タイミングにて、前記現像手段側でトナー濃度を検出し、該検出したトナー濃度を前記第１の濃度補正手段にフィードバックする第２の濃度補正手段と、前記第１及び第２の作動タイミングが重なると判断したとき、双方の作動タイミングがずれるように制御する遅延手段と、を備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態における、画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態におけるカラー画像形成装置の概略断面図である。カラー画像形成装置は、図１に示すように、上部にデジタルカラー画像リーダ部（以下、単に「リーダ部」と言う）２０１を有すると共に、下部にデジタルカラー画像プリンタ部（以下、単に「プリンタ部」と言う）２０２を有し、これらリーダ部２０１とプリンタ部２０２との間に画像処理部２０３を有している。
【００１５】
リーダ部２０１では、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像を、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）のＲＧＢ３色分解フィルタと一体形成されたフルカラーセンサ３４にレンズ３３を介して集光し、これにより、カラー色分解画像アナログ信号を得る。このカラー色分解画像アナログ信号は、増幅回路を経てデジタル化され、更に画像処理部２０３にて処理を施され、画像信号としてプリンタ部２０２に送信される。
【００１６】
プリンタ部２０２では、像担持体の一例である感光ドラム１が矢印ａ方向に回転自在に支持されている。この感光ドラム１の周囲には、前露光ランプ１１と、コロナ帯電器２と、レーザ露光光学系３と、電位センサ１２と、現像手段の一例である回転現像装置４と、現像装置４Ｂｋと、無端状ベルトで構成された中間転写体５ａと、中間転写体５ａに対向する所定位置に配置された中間転写体反射光量センサ（以下、単に「反射光量センサ」とも言う）１３と、クリーニング器６とが配置されている。なお、図１中の符号１ｈｐは感光ドラムホームポジションセンサ、５ｈｐは中間転写体ホームポジションセンサである。
【００１７】
回転現像装置４は、現像回転体２００にその周方向に等角度間隔となるように搭載された現像器４ｙ，４ｃ，４ｍを有している。これら現像器４ｙ，４ｃ，４ｍは、現像回転体２００の矢印ｂ方向の回転に伴って回転移動して感光ドラム１に順次対向し、感光ドラム１上に形成されている静電潜像を現像（可視化）し、それぞれにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。回転現像装置４は、不図示の現像ロータリーモータの回転により、各分解色に応じて、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍを択一的に感光ドラム１に接近させるように構成される。本実施形態で用いる現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合することにより構成されている。
【００１８】
レーザ露光光学系３において、リーダ部２０１から送信された画像信号は、不図示のレーザ出力部にて光信号に変換され、この変換された光信号（レーザ光）がポリゴンミラー３ａで反射された後、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って感光ドラム１の表面に投影される。
【００１９】
プリンタ部２０２は、画像形成に際して、感光ドラム１を矢印ａ方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後の感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させた後、各分解色ごとに、上記画像信号による光像Ｅが照射されて静電潜像（以下、単に「潜像」とも言う）を形成する。
【００２０】
そして、回転現像装置４や現像装置４Ｂｋを動作させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に、樹脂を基体としたトナー画像（トナー像）を形成する。
【００２１】
感光ドラム１上に現像されたトナー画像は、不図示の１次転写帯電器によって印加された高電圧に基づいて、中間転写体５ａに転写される。本実施形態では、記録媒体の一例であるシート状の記録材が、中間転写体５ａの全周の１／２以下のサイズ（例えば２５０ｍｍ）の場合に、２枚の記録材に対応する中間転写体５ａ上の領域に対して同時に画像形成することが可能である。この２枚の記録材に対応する画像を中間転写体５ａ上に同時に画像形成する場合を以下「２枚貼り制御」と言い、また中間転写体５ａ上に１枚の記録材に対応する画像を形成して画像形成を行う場合を以下「１枚貼り制御」と言う。
【００２２】
ここで、中間転写体５ａ上に「１枚貼り制御」で画像形成を行なった際の形態を、図８（ａ）に示す。また、中間転写体５ａ上に「２枚貼り制御」で画像形成を行なった際の形態を、図８（ｂ）に示す。
【００２３】
図８（ａ）に示すように、図中の左右方向に並ぶように配置された回転現像装置４及び感光ドラム１に対して所定の位置関係となるように、中間転写体５ａが配置されている。この中間転写体５ａは、全体的に図中の右上がりになる略々矩形状の四隅に位置するように設けられたローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに巻回された無端状のベルトから構成される。
【００２４】
ローラ１５ｂは、記録材Ｐの搬送路中に配置された２次転写ローラ５ｃに対向する位置に設置されている。図８（ａ）において、「１枚貼り制御」で形成されるトナー画像は、中間転写体５ａ上の定点ＰＴＡを先頭として記録材Ｐ_Ａに対して作像される。これは、中間転写体５ａの回転方向での記録材Ｐのサイズが変わった場合であっても、定点ＰＴＡを先端として作像できるようにするためである。
【００２５】
これに対し「２枚貼り制御」で形成される場合には、図８（ｂ）に示すように、１枚目の記録材Ｐ_Ａに対応するトナー画像が、上記１枚貼りの場合と同様に定点ＰＴＡを先端とするように吸着される。そして、２枚目の記録材Ｐ_Ｂに対応するトナー画像が、定点ＰＴＡに対して中間転写体の１８０度対向点に位置する定点ＰＴＢを先端とするように作像される。なお、「２枚貼り制御」の場合も、「１枚貼り制御」の場合と同様、記録材サイズが変わった場合であっても、定点ＰＴＡ，ＰＴＢをそれぞれ先端とするように作像される。
【００２６】
以下、トナー画像の先端が定点ＰＴＡを先頭となるように作像（吸着）する制御を「Ａ面作像」または「Ａ面貼り制御」と呼び、定点ＰＴＢを先端となるように作像（吸着）する制御を「Ｂ面作像」または「Ｂ面貼り制御」と呼ぶことにする。
【００２７】
ベルト状の転写装置である中間転写体５ａを回転させるに従って、感光ドラム１上のトナー像は、不図示の１次転写帯電器により中間転写体５ａ上に転写される。このように、中間転写体５ａ上には所望数の各色画像が順次転写されて、フルカラー画像が形成される。フルカラー画像形成の場合、このようにして４色のトナー像の中間転写体５ａへの転写が終了した後、給紙カセットから搬送された記録材Ｐを２次転写ローラ５ｃの位置へと搬送し、記録材Ｐに対する２次転写を行う。そして、４色のトナー画像の２次転写が終了した記録材Ｐは、２次転写ローラ５ｃを通過した後、熱ローラ定着器９を介して不図示のソータに排出される。
【００２８】
なお、感光ドラム１は、１次転写の終了後、表面の残留トナーがドラムクリーニング器７（図１参照）によって清掃された後、再度、画像形成工程に供される。他方、２次転写終了後の中間転写体５ａは、表面の残留トナーをクリーニング器６（図１参照）によって清掃された後、再度、画像形成工程に供される。
【００２９】
ここで、上記熱ローラ定着器９に関して詳細に説明する。即ち熱ローラ定着器９は、図１に示すように、カラー画像形成装置の装置本体内における記録材排出側に配置されるもので、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ、定着ウェッブ９ｃ、及び記録材搬送部９ｇを有している。熱ローラ定着器９は、定着ローラ９ａ，９ｂの熱エネルギーによって記録材上のトナーを溶融すると共に、定着ローラ９ａ，９ｂ間の圧力によって、溶融したトナーを記録材に定着させる。なお、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの各表面は、その略中心部に組み込まれた定着上ヒータ９ｅ及び定着下ヒータ９ｆと、それぞれのローラ表面温度を検知する定着上及び定着下のサーミスタ７８１（図３参照）とにより、独立に最適な表面温度となるように制御される。
【００３０】
定着ウェッブ９ｃは、定着上ローラ９ａ上の汚れ、あるいはオフセットしたトナーを除去すべく、必要時に定着上ローラ９ａに当接する。この当接時、定着ウェッブ９ｃは、内蔵する巻き取り装置（図示せず）の作動により、その新しい面を定着上ローラ９ａに当接させてクリーニング性能を向上させる機能も有している。
【００３１】
また熱ローラ定着器９は、不図示の定着駆動モータにより、定着ローラ９ａ，９ｂと記録材搬送部９ｇとを駆動する。定着駆動モータは、定着駆動モータドライバ７６１（図３参照）により駆動される。本実施の形態例は、記録材の種類による定着性の差異をなくすため、４種類の記録材に対応した定着スピードを実現できるように構成されている。
【００３２】
具体的な感光ドラム１の画像形成時の周速をＶＰ（以下、「プロセススピード」と言う）とすると、普通紙定着スピードＶＦＮ＝ＶＰであり、両面２面目用の定着スピードＶＦＤはＶＦＮより小さく、厚紙用定着スピードＶＦＴはＶＦＤより小さく、ＯＨＰ用定着スピードＶＦＯはＶＦＴより小さい。したがって、下記の関係、
ＶＰ＝ＶＦＮ＞ＶＦＤ＞ＶＦＴ＞ＶＦＯ
が成立し、定着駆動モータドライバ７６１（図３参照）は、この４種類の定着スピードを実現できるように構成されている。
【００３３】
なお、記録材搬送部９ｇの搬送スピードは、定着上ローラ９ａ及び定着下ローラ９ｂの周速と同一になるように設定されている。また、両面２面用の定着スピードＶＦＤは、２色以上のトナーを定着させる両面２面目用に使用され、両面２面目でも１色のトナーしか定着させない単色モードでは使用せず、この場合は普通紙定着スピードＶＦＮで定着動作を行う。
【００３４】
ところで、記録材Ｐの両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像を形成した記録材を定着器９から排出した後、搬送パス切り替えガイド１９を直ちに駆動し、その記録材を搬送縦パス２０を経由させ、反転パス２１ａに一旦導く。そして、反転ローラ２１ｂを逆転させることにより、記録材の、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させて、両面パス２２に収納する。その後、上述した画像形成工程によって再度、もう一方の面に画像を形成する。このように記録材の表裏両面に画像を形成する場合、その記録材の最初に画像が形成される第１の面を「両面１面目」、次に画像が形成される第２の面を「両面２面目」という。
【００３５】
また本実施の形態では、２次転写ローラ５ｃに対応して配置した偏心カム２５を所望のタイミングで動作させて、２次転写ローラ５ｃと一体化しているカムフォロア（図示せず）を作動させることにより、２次転写ローラ５ｃと中間転写体５ａとのギャップを任意に設定できるように構成されている。例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、偏心カム２５の動作により２次転写ローラ５ｃを中間転写体５ａから離間させる。
【００３６】
本実施形態のカラー画像形成装置において、感光ドラム１へのトナー付与後に、トナー吸着状態で回転移動する現像器４ｙ，４ｃ，４ｍが順次停止する所定位置には、各現像器に備えた現像スリーブ（現像器スリーブ）ｓに近接して対向できるように非接触光ＡＴＲ（Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｍｅｎｔ）センサ８が配置されている。また、中間転写体５ａに対向する所定位置には、中間転写体反射光量センサ１３が設置されている。
【００３７】
またカラー画像形成装置は、図１に示すように、濃度制御手段１４を有している。この濃度制御手段１４は、図２に示すように、第１の濃度補正手段１６、第２の濃度補正手段１７、第１の濃度補正実行カウンタ１８、第２の濃度補正実行カウンタ２３、及び、遅延手段の一例である濃度補正タイミング判断手段２４を有している。
【００３８】
第１の濃度補正手段１６は、第１の濃度補正実行カウンタ１８によるカウント値が所定の値（例えば２０）に至った際の作動タイミングにて、中間転写体５ａ上にテストパッチＴＰを各色毎に画像形成すると共に、反射光量センサ１３に基づくテストパッチ濃度のサンプリングを、各色のテストパッチＴＰ毎に実行する。第１の濃度補正手段１６は更に、このサンプリングで得た各色のトナー濃度と、予め設定された各色の目標トナー濃度との比較に基づいて、トナー補給手段の一例である後述のトナー補給スクリュー作動手段２６を適時制御する。該スクリュー作動手段２６は、各色毎に用意されている。
【００３９】
即ち第１の濃度補正手段１６は、上記比較の結果、テストパッチＴＰの濃度が目標トナー濃度よりも高い場合に、その色に対応するトナー補給スクリュー作動手段２６を制御することでトナー補給量を減少させ、現像剤中のキャリアに対するトナー濃度を低下させるようにスクリュー（図示せず）の駆動量を制御する。また第１の濃度補正手段１６は、テストパッチＴＰのトナー濃度が目標トナー濃度よりも低い場合に、その色に対応するトナー補給スクリュー作動手段２６を制御することでトナー補給量を増加させ、現像剤中のトナー濃度が高くなるようにスクリュー（図示せず）の駆動量を制御する。
【００４０】
第１の濃度補正実行カウンタ１８は、順次送られる記録材Ｐに対する転写ごと（画像形成ごと）にカウントアップされる。このカウント値が所定値（例えば２０）になるごとに、第１の濃度補正手段１６によるテストパッチ形成及びそのサンプリングが実行されることになる。
【００４１】
第２の濃度補正手段１７は、第２の濃度補正実行カウンタ２３によるカウント値が所定の値（例えば１００）に至った際の作動タイミングにて、非接触光ＡＴＲセンサ８に対向する位置に停止した現像器４ｙ，４ｃ，４ｍに対する該ＡＴＲセンサ８に基づく現像スリーブトナー濃度のサンプリングを実行し、更に、該サンプリングで得たトナー濃度を第１の濃度補正手段１６にフィードバックする。
【００４２】
第２の濃度補正実行カウンタ２３は、第１の濃度補正実行カウンタ１８と同様に、順次送られる記録材Ｐに対する転写ごと（画像形成ごと）にカウントアップされる。
【００４３】
濃度補正タイミング判断手段２４は、第１の濃度補正実行カウンタ１８及び第２の濃度補正実行カウンタ２３の双方が同時に画像補正動作間隔を超えたとき、即ち双方の作動タイミングが重なると判断したとき、第２の濃度補正実行カウンタ２３のカウント値を１つ減算する。これにより、第２の濃度補正手段１７による非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングの作動タイミングを遅らせて、第１の濃度補正手段１６の制御と重ならないようにする。
【００４４】
次に、本実施形態におけるカラー画像形成装置の全体的な制御系に関して説明する。図３は、この制御系の一例を示すブロック図である。
【００４５】
図３に示すように、本カラー画像形成装置の制御系は、制御上大きく２つのブロックに分けられる。１つは、主に、リーダ部２０１及び画像処理部２０３の制御を行うリーダコントローラ７００であり、他の１つは、プリンタ部２０２の制御を行うプリンタコントローラ７０１である。
【００４６】
リーダコントローラ７００には、走査ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと露光ランプ３２を移動させる不図示の光学モータを駆動するための光学モータドライバ７０２と、原稿を自動的に交換する自動原稿送り装置ＲＤＦ４００を制御するためのＲＤＦコントローラ７０３と、画像読み取りのためのＣＣＤの制御を行うＣＣＤドライバ７０４と、リーダコントローラ７００の制御プログラムが格納されたＲＯＭ７０５と、制御値等のデータを格納しておくＲＡＭ７０６と、露光ランプ３２等の負荷を駆動するためのＩ／Ｏ７０７とが接続されている。上記ＲＡＭ７０６は、電源を切断した場合でもデータを保持できるように、不図示の電池を用いてバッテリバックアップがなされている。また、リーダコントローラ７００に接続された画像処理部２０３には、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０が接続されている。
【００４７】
一方、プリンタコントローラ７０１には、該コントローラ７０１の制御プログラムを格納するＲＯＭ７５０と、制御値等のデータを格納しておくＲＡＭ７５１と、電位センサ１２等からのアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ７５２と、アナログ設定値を高圧制御部７７０等に出力するＤ／Ａコンバータ７５３と、モータ及びクラッチ等の負荷を駆動するＩ／Ｏ７５４とが接続されている。プリンタコントローラ７０１には更に、ソータコントローラ７０８と、レーザドライバ１１０とが接続されている。上記ソータコントローラ７０８は、プリンタコントローラ７０１と通信を行い、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０に接続された操作部７１４で設定されたノンソートモードやソートモードやグループモードの積載形態指示に従って積載制御や、同じくステイプル指示に応じたステイプル制御等を行う。
【００４８】
また、上記Ａ／Ｄコンバータ７５２には、定着サーミスタ７８１、電位センサ１２、温度センサ７８３、湿度センサ７８４、中間転写体５ａ上の濃度センサである光量検知センサ１３、及び、非接触光ＡＴＲセンサ８が接続されている。また上記Ｉ／Ｏ７５４には、回転現像装置（現像器）４を回転させる回転モータ（図示せず）用のドライバ７５５と、感光ドラム１を回転させるドラムモータ（図示せず）用のドライバ７５６と、給紙モータ（図示せず）用のドライバ７５７と、２次転写ローラ（ロータリ）５ｃの中間転写体５ａからの脱着用モータ（図示せず）のためのドライバ７５８と、中間転写体５ａ用のクリーニング器６の該中間転写体５ａからの脱着用モータ（図示せず）のためのドライバ７５９と、定着駆動モータドライバ７６１とが接続されている。
【００４９】
そして、画像処理部２０３には、前述した濃度制御手段１４と、画像メモリ部７３０とが接続されている。この画像メモリ部７３０は、ページメモリ部７３１、メモリコントローラ部７３２、圧縮部７３３、及びハードディスク（ＨＤ）７３４を有している。
【００５０】
図４は、本実施の形態における画像処理部２０３の一構成例を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理部２０３は、カラー画像形成装置に備えたＣＣＤ（電荷結合素子）１００に接続されたＣＣＤ読み取り部１０１を有している。このＣＣＤ読み取り部１０１は、前述したフルカラーセンサ３４（図１参照）から入力されたアナログＲＧＢ信号をそれぞれ増幅するためのアンプ、アナログＲＧＢ信号を例えば８ビットのデジタル信号へ変換するためのＡ／Ｄコンバータ（図示せず）、及び、公知のシェーディング補正を行うためのシェーディング補正回路などを備えており、原稿画像のデジタルＲＧＢ画像信号を出力する。
【００５１】
ＣＣＤ読み取り部１０１にはシフトメモリ１０２が接続されており、シフトメモリ１０２は、画像処理コントロール部９９からのシフト量制御信号に応じて、ＣＣＤ読み取り部１０１から入力されたＲＧＢ画像信号の例えば色間、画素間のずれを補正する。
【００５２】
シフトメモリ１０２には補色変換回路１０３が接続されており、補色変換回路１０３は、シフトメモリ１０２から入力されたＲＧＢ画像信号を、ＭＣＹ画像信号へ変換する。即ち、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の画像信号（データ）を、記録する際のインク色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）に変換する。
【００５３】
補色変換回路１０３は黒抽出回路１０４に接続されており、黒抽出回路１０４は、画像処理コントロール部９９から入力された黒抽出信号（黒抽出量）に応じて、補色変換回路１０３から入力されたＭＣＹ（マゼンタ、シアン、イエロー）画像信号から画像の黒色領域を抽出し、抽出した黒色領域に対するＢｋ（ブラック）画像信号を出力する。
【００５４】
補色変換回路１０３にはＵＣＲ回路１０５が接続されており、ＵＣＲ回路１０５は、黒抽出回路１０４から入力されたＢｋ画像信号と画像処理コントロール部９９から入力されたＵＣＲ量制御信号とに応じて、補色変換回路１０３から入力されたＭＣＹ画像信号に下色除去（ＵＣＲ）処理を施す。ＵＣＲの量は、例えば、黒部に対してＭ，Ｃ，Ｙトナーを用い、入れ黒を入れない方向の０％から、Ｍ，Ｃ，Ｙトナーを全く入れない黒（Ｂｋ）トナー単色の１００％まで設定される。黒抽出回路１０４及びＵＣＲ回路１０５は、抽出した黒色領域をＭＣＹ３色のトナーを重ねるのではなく、Ｂｋトナーに置き換えて画像形成を行うことで色再現性の向上を図るものである。
【００５５】
上記黒抽出回路１０４から出力されるＢｋ画像信号は下式（１）によって決定される。
【００５６】
【数１】

【００５７】
なお、上記（１）式において、Ａは黒抽出係数、Ｃ２，Ｙ２，Ｍ２は補色変換回路１０３から出力されたＭＣＹ画像信号である。黒抽出係数Ａは、画像処理コントロール部９９（図４参照）から指定される黒抽出量の制御信号によって決定される。また、ＵＣＲ回路１０５から出力されるＭＣＹ画像信号は、下式（２）によって決定される。
【００５８】
【数２】

【００５９】
なお、上記（２）式においてＭ２，Ｃ２，Ｙ２は補色変換回路１０３から出力されたＭＣＹ画像信号、Ｍ１，Ｃ１，Ｙ１はＵＣＲ回路１０５から出力されるＭＣＹ画像信号であり、係数Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は画像処理コントロール部９９からＵＣＲ量制御信号によって決定される。
【００６０】
更に、ＵＣＲ回路１０５にはマスキング回路１０６が接続されており、マスキング回路１０６は、使用するトナーの濁り成分の除去やＣＣＤのＲＧＢフィルタ特性の補正をするために、画像処理コントロール部９９から入力されたマスキング係数制御信号に応じて、ＵＣＲ回路１０５から入力されたＭＣＹ画像信号にマスキング処理を施す機能を有している。マスキング回路１０６から出力されるＭＣＹ画像信号は下式（３）によって表現される。
【００６１】
【数３】

【００６２】
なお、上記（３）式においてａ１１〜ａ３３はマスキング係数、Ｍ１，Ｃ１，Ｙ１はＵＣＲ回路１０５から出力されたＭＣＹ画像信号、Ｍ０，Ｃ０，Ｙ０はマスキング回路１０６から出力されるＭＣＹ画像信号であり、マスキング係数ａ１１〜ａ３３は画像処理コントロール部９９から指定されるマスキング係数制御信号によって決定される。
【００６３】
マスキング回路１０６には画像メモリ部７３０が接続されており、画像メモリ部７３０は、図３に示したように、高速のページメモリ部７３１と、複数のページ画像データを蓄積可能な大容量のメモリであるハードディスク７３４とを有している。ハードディスク７３４に格納された複数の画像データは、操作部７１４（図３）で指定された編集モードに応じた順序で出力される。例えばソートの場合、リーダ部２０１から読み取った原稿束の画像を順に出力する。ハードディスク７３４から、一旦格納された原稿の画像データを読み出し、これを複数回繰り返して出力する。これにより、ビンが複数あるソータと同じ役割を果たすことができる。
【００６４】
また、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０（図３）から入力される、コンピュータからの画像データは、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０で画像データとして処理されており、リーダ部２０１（図１参照）からの画像信号と同様に、一旦、画像メモリ部７３０で、ページメモリ部７３１、あるいはハードディスク７３４に格納される。
【００６５】
また図４に示すように、画像メモリ部７３０にはセレクタ１０８が接続されており、セレクタ１０８は、画像処理コントロール部９９から色選択端子（図示せず）へ入力された色選択信号に応じて、マスキング回路１０６と黒抽出回路１０４とから入力されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各画像信号の中から１色の画像信号を選択し、その画像信号Ｖ１を出力する。
【００６６】
セレクタ１０８にはプリンタ階調補正回路１０９が接続されており、プリンタ階調補正回路１０９は、プリンタ部２０２の出力特性を各色ごとリニアにするために、プリンタコントローラ７０１から入力されたプリンタ色選択信号に応じて、図６に一例を示したガンマ変換特性のＭ，Ｃ，Ｙ，ｂｋの何れかを選択して、画像信号に補正を施すために色選択端子Ｓ４へ設定する。
【００６７】
プリンタ階調補正回路１０９は、前述のレーザ露光光学系３（図１参照）に含まれるレーザドライバ１１０に接続されている。レーザドライバ１１０は、プリンタ階調補正回路１０９から入力された画像信号Ｖ２に基づいて半導体レーザ（図示せず）を変調駆動することにより、感光ドラム１上に潜像を形成する。
【００６８】
引き続き、図３に沿って、画像メモリ部７３０について説明する。即ち、画像メモリ部７３０では、ＤＲＡＭ等のメモリで構成されるページメモリ部７３１に、メモリコントローラ部７３２を介して、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、画像処理部２０３から画像データの書き込み、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、プリンタコントローラ７０１への画像読み出し、大容量の記憶装置であるハードディスク７３４への画像の入出力のアクセスなどを行う。
【００６９】
メモリコントローラ部７３２は、ページメモリ部７３１のＤＲＡＭリフレッシュ信号の発生を行い、また外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、画像処理部２０３、ハードディスク７３４からのページメモリ部７３１へのアクセスの調停を行う。更に、ページメモリ部７３１への書き込みアドレス、ページメモリ部７３１からの読み出しアドレス、読み出し方向などの制御を実行する。それにより、画像処理部２０３は、ページメモリ部７３１に複数の原稿画像を並べてレイアウトを行い、プリンタ部２０２（図１参照）に出力する機能や、画像の一部分のみ切り出して出力する機能や、画像回転を制御する。
【００７０】
次に、図５に沿って、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０の構成について説明する。外部Ｉ／Ｆ処理部７２０は、前述した様に、画像メモリ部７３０を介して、リーダ部２０１（図１参照）の画像データを取り込み、また画像メモリ部７３０を介して、外部Ｉ／Ｆ（図示せず）からの画像データをプリンタコントローラ７０１へ出力して画像形成を行う。
【００７１】
図５に示すように、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０は、コア部４０６と、コア部４０６に接続されたファクシミリ部４０１と、ファクシミリ部４０１に接続されたハードディスク４０２と、コア部４０６にそれぞれ接続されたコンピュータインターフェース部４０３、フォーマッタ部４０４及びイメージメモリ部４０５と、を有している。外部Ｉ／Ｆ処理部７２０には、画像メモリ部７３０を介して、リーダコントローラ７００及びプリンタコントローラ７０１が接続されている。
【００７２】
コア部４０６は、ファクシミリ部４０１、コンピュータインターフェース部４０３、フォーマッタ部４０４、イメージメモリ部４０５、画像メモリ部７３０間それぞれのデータ転送を制御管理する。これにより、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０に複数の画像出力部があっても、画像メモリ部７３０への画像転送路が一つであっても、コア部４０６の管理のもと、排他制御、優先度制御等が行われて画像出力がなされる。
【００７３】
ファクシミリ部４０１は、不図示のモデムを介して公衆回線と接続しており、公衆回線からのファクシミリ通信データの受信と、公衆回線へのファクシミリ通信データの送信を行う。このファクシミリ部４０１では、ファクシミリ機能である、指定された時間にファックス送信を行ったり、相手から指定パスワードの問い合わせで画像データを送信したりするなど、ハードディスク４０２にファクス用の画像を保存して処理を行う。これにより、一旦リーダ部２０１から画像メモリ部７３０を介してファクシミリ部４０１、ファクシミリ用のハードディスク４０２に画像が転送された後は、リーダ部２０１、画像メモリ部７３０をファクシミリ機能に使うことなしに、ファックス送信を行うことができる。また、上記ハードディスク４０２は、ファクシミリ部４０１の通信画像データを保存する機能を有している。
【００７４】
コンピュータインターフェース部４０３は、外部コンピュータ１０とのデータ通信を行うインターフェイス部であり、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０を外部コンピュータ１０に接続するもので、不図示のローカルエリアネットワーク（以下、「ＬＡＮ」と言う）、シリアルＩ／Ｆ、ＳＣＳＩＩ／Ｆ、及び、プリンタのデータ入力用のセントロＩ／Ｆなどを有している。コンピュータインターフェース部４０３は、このＩ／Ｆを介して、プリンタ部２０２やリーダ部２０１の状態を外部コンピュータに通知し、コンピュータの指示でリーダ部２０１で読み取った画像を外部コンピュータへ転送し、あるいは、外部コンピュータからプリント画像データを受け取る。
【００７５】
外部コンピュータ１０からコンピュータインターフェース部４０３を介して通知されるプリントデータは専用のプリンタコードで記述されているため、フォーマッタ部４０４が、そのコードを画像メモリ部７３０を介してプリンタ部２０２で、画像形成を行うラスターイメージデータに変換する。
【００７６】
フォーマッタ部４０４は、ラスターイメージデータの展開をイメージメモリ部４０５に行う。イメージメモリ部４０５は、このようにフォーマッタ部４０４がラスターイメージデータの展開するメモリとして使用したり、またリーダ部２０１で読み取った画像を、コンピュータインターフェース部４０３を介して外部コンピュータに送信したりする（画像スキャナー機能）場合に、画像メモリ部７３０から送られる画像データをイメージメモリ部４０５に一度展開し、外部コンピュータ１０に送るデータの形式に変換してコンピュータインターフェース部４０３からデータを送出するような場合においても使用される。
【００７７】
図７は、図３に示した操作部７１４を概略的に示すものである。同図に示すように、操作部７１４には、詳細なモード設定を容易にすべく設定モードに応じて表示内容が変わる、液晶等で構成される表示パネル３６９と、画像形成枚数の設定やモード設定の数値入力に使用するテンキー３５１と、設定された画像形成枚数や画像形成動作の停止を行うために使用するクリア／ストップキー３５２と、設定された画像形成枚数や動作モードや選択給紙段等のモードを規定値に戻すためのリセットキー３５３と、押下により画像形成動作を開始するためのスタートキー３５４と、が配置されている。
【００７８】
本実施形態では、カーソルキー３６５〜３６８の操作によって表示パネル３６９内に表示されるカーソルを移動させ、ＯＫキー３６４によって設定を決定させる。このような設定方法はタッチパネルで構成することも可能である。
【００７９】
更に操作部７１４には、標準より厚い記録材に対する画像形成を行うときに設定する紙種設定キー３７１と、ＬＥＤ３７０と、両面モード設定キー３７５と、ＬＥＤ３７２〜３７４と、用紙選択キー３０３とが配置されている。本実施形態では、紙種設定キー３７１によって厚紙モードが設定されると、ＬＥＤ３７０が点灯するように制御される。また、厚紙モードの設定のみ可能であるが、必要に応じて、ＯＨＰやその他の特殊用紙用のモードの設定が可能となるように機能を拡張することもできる。
【００８０】
両面モード設定キー３７５は、例えば、片面原稿から片面出力を行う「片−片モード」、片面原稿から両面出力を行う「片−両モード」、両面原稿から両面出力を行う「両−両モード」、両面原稿から２枚の片面出力を行う「両−片モード」の４種類の両面モードの設定を可能としている。ＬＥＤ３７２〜３７４は、設定された両面モードに応じて点灯し、「片−片モード」ではＬＥＤ３７２〜３７４はすべて消灯し、「片−両モード」ではＬＥＤ３７２のみが点灯、「両−両モード」ではＬＥＤ３７３のみが点灯、「両−片モード」ではＬＥＤ３７４のみが点灯するように制御される。
【００８１】
（画像形成の具体例）
以下、具体例として、自動原稿送り装置ＲＤＦ４００（図１参照）を使用しない「片−片モード」で、厚紙モードの設定がされていない普通紙に対しての４色の画像形成動作について説明を行う。この場合、画像形成を行う記録材が普通紙であるため、定着駆動モータドライバ７６１（図３）に対してのスピード設定は感光ドラム１の画像形成スピード（プロセススピード）ＶＰと同じＶＦＮとなるように設定する。
【００８２】
オペレータがテンキー３５１を操作して画像形成枚数を設定した後、用紙選択キー３０３で給紙段を選択し、スタートキー３５４で動作スタートを指示すると、プリンタコントローラ７０１（図３参照）は、画像形成に必要な駆動モータ、例えば、不図示の感光ドラム駆動モータ、定着駆動モータ、給紙駆動モータ、及びメイン駆動モータに対応する各ドライバ７５６、７６１、７５７等に駆動を指示する。
【００８３】
次に、それらの駆動モータの駆動状態が安定化してから、指定された給紙段（図１に示す記録材カセット７ａ〜７ｄなど）から記録材Ｐの給紙動作を開始する。このとき、略同時にリーダ部２０１（図１参照）は、前述のシフト量、黒抽出量、ＵＣＲ量、及びリーダ色選択信号等を画像処理部２０３の各ブロックに設定する。また、プリンタ階調補正回路１０９（図４）には、例えば図６に示すマゼンタ（Ｍ）の変換特性が選択される。
【００８４】
中間転写体５ａ上での画像形成は、中間転写体５ａの基準信号に合わせるようにして、画像処理部２０３からの各色に分解された画像データをプリンタ部２０２（図１参照）に送ることによって行う。指定給紙段から給紙された記録材Ｐは、レジストローラ５０（図１参照）によって、中間転写体５ａ上の基準位置に対応がとれるタイミングで搬送され、２次転写ローラ５ｃ上で、記録材Ｐ上の所定位置に画像が転写される。
【００８５】
ついで、画像形成動作制御用の中間転写体（２次転写ローラ）基準信号に関して説明する。即ち、定点ＰＴＡが先頭になるように行う中間転写体５ａへの作像において、各色トナー像の形成画像を合わせるために中間転写体５ａ上には、不図示のセンサとセンサ検出フラグとが配置されている。具体的な様子を図９に示す。つまり、潜像形成開始直後の感光ドラム１及び中間転写体５ａにおいて、矢印で示すように潜像先端が記録材先端に対応する位置に転写時に重なるようにされている。
【００８６】
図１０は、潜像（レーザ）と中間転写体基準信号Ａの相関関係を示すタイミングチャートである。図１０には、中間転写体基準信号Ａ、例えばシアンの画像データ、例えばシアンの潜像形成用レーザ、例えばシアンの１次転写動作が順次記載されている。
【００８７】
同図に示すように、潜像形成開始タイミングよりも所定時間（Ｔｐｒｅｉ）早く、記録材Ｐ_Ａ面制御用の中間転写体基準信号Ａが立ち下がるように制御される。これと同様の信号が記録材Ｐ_Ｂ面制御用にも用意されており、これを中間転写体基準信号Ｂ（以下「ＩＴＯＰ−Ｂ」）と呼ぶ。これら中間転写体基準信号Ａ，Ｂは、中間転写体５ａが回転移動している際に発生するように構成されている。また後述するように、定着スピードに対応する形で、感光ドラム回転用モータ（図示せず）も複数種類のスピードで駆動可能となるように構成されている。
【００８８】
ついで、現像装置４におけるトナー濃度制御について説明する。即ち、イエロー用現像器４ｙ、シアン用現像器４ｃ、マゼンタ用現像器４ｍ内にそれぞれ収納された各トナーは波長約９６０ｎｍの近赤外光に対して反射する性質を有する。従って、この特性を利用し、中間転写体５ａ上に現像されたトナー像に対して近赤外光を照射し、光量検知センサ１３で検知した中間転写体５ａ上の反射成分と、照射光源からの直接光とを比較する。
【００８９】
そして、この比較に基づき、Ａ／Ｄコンバータ７５２（図３参照）での変換を実行し、現像されたトナー像の濃度からトナー濃度を検知し、これに基づいて現像器内トナー濃度を算出する。黒トナーに関しては、トナー濃度信号に対応する量のトナーを不図示のホッパから現像装置（現像器）４Ｂｋに補給する。イエロー、シアン、マゼンタのトナーに関しては、トナー濃度信号に対応するトナーを、図２に示したトナー補給スクリュー作動手段２６によるスクリュー（図示せず）の作動により、不図示のトナーカートリッジから現像器４ｙ，４ｃ，４ｍにそれぞれ補給する。
【００９０】
以下、図９、図１０、図１１に沿って、各制御の詳細なタイミングについて説明する。図９は、潜像書き込み開始タイミング時の感光ドラム１と中間転写体５ａとの位置関係を示したものであり、中間転写体５ａ上の定点ＰＴＡから記録材Ｐに対応する画像が一時転写されている、１枚貼りＡ面作像の様子である。
【００９１】
本実施の形態では、フルカラー画像はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順で画像形成される。例えば、マゼンタの１次転写が終了し、次にシアンの潜像を感光ドラム１へ書き込み開始した後、レーザ書き込み位置から転写位置までの距離ＬＬＴをプロセススピードＶＰで時間経過させたのち、シアンの１次転写動作を開始する。
【００９２】
図９の状態における様子を図１０を参照して説明する。同図は、本実施の形態におけるタイミング制御の基本となる中間転写体基準信号Ａと各画像形成動作との相関関係を示している。
【００９３】
中間転写体基準信号Ａの立ち下がりから時間Ｔｐｒｅｉ後の潜像形成可能なように画像処理部２０３に対する設定を行う。本潜像開始タイミングから距離ＬＬＴ後に実行される１次転写動作のためのタイミングも、この信号を基準として判断する。
【００９４】
図１１は、画像形成時に要求される各タイミングを制御部位の配置を無視できるように記録材に対してのタイミングで表現したタイミングチャートである。画像は、中間転写体５ａに対して先端部と後端部とがそれぞれ６ｍｍ、４ｍｍ欠ける形の信号で出力され、同図には有効画像領域として表現してある。これは、２次転写から定着までの間でのトナー落ちによる装置内汚れを防止するために必要な処置である。２次転写動作に必要な転写高圧は、この記録材（用紙）先端の６ｍｍの先端余白で立ち上がり、後端側は用紙全域を越えた部分で立ち下がる。
【００９５】
このようなタイミングを実現するための高圧制御部７７０のブロック図を図１２に示す。同図は、一例として制御タイミングが厳しい転写高圧に関して示している。
【００９６】
図１２に示すように、高圧制御部７７０は、転写電流を発生するための高圧トランス８０１と、作動増幅部８０４と、電流検出用抵抗８０５と、を有している。作動増幅部８０４には、図３にも示したＤ／Ａ部７５３が正極端子に接続されると共に、一端が接地された電流検出用抵抗８０５の他端が負極端子に接続されている。上記作動増幅部８０４は、Ｄ／Ａ部７５３で設定された高圧制御信号（電圧）をリファレンスとして高圧トランス８０１の一次側に流れる電流を制御することで二次側に流れる電流を制御する。
【００９７】
以上の構成を有する本実施形態では、即ち、図１に示すリーダ部２０１から送信される画像情報が画像処理部２０３で処理され、そして帯電器２により一様に帯電された感光ドラム１に、レーザ光として照射されて潜像を形成し、まずはマゼンタ現像器４ｍにより潜像が現像される。画像情報に基づいて現像されたトナー像は、中間転写体５ａ上に１次転写帯電器（図示せず）により転写される。このマゼンタ（Ｍ）潜像の形成、現像、転写の画像形成動作は、感光ドラム１と中間転写体５ａとが１回転する間に実行され、同様に、残りの３色のシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色についてもそれぞれ実行される。このとき、画像処理部２０３に対しての設定は画像形成ごとに行われる。
【００９８】
このように４色の画像が１次転写された中間転写体５ａ上のトナー画像は、２次転写ローラ５ｃにて、レジストローラ５０により２次転写に適したタイミングで搬送されてきた記録材Ｐに対して２次転写される。この際、２次転写ローラ５ｃにより中間転写体５ａと記録材Ｐとの間で、２次転写高圧を印加し、２次転写電流を形成することにより、中間転写体５ａ上のトナー画像を記録材Ｐに２次転写する。
【００９９】
このように２次転写ローラ５ｃを通過し、トナー画像を載せた記録材Ｐは、中間転写体５ａと同一のスピード（ＶＰ）で搬送動作する記録材搬送部９ｇにより、熱ローラ定着器９に搬送される。そして、熱ローラ定着器９において定着スピードＶＦＮ＝ＶＰで定着された後、不図示のソータに排出される。
【０１００】
（厚紙モードでの定着スピードの特殊性）
例えば、記録材が厚紙である場合、この厚紙上にトナー像を定着させるためには、記録材が普通紙である場合に比べてより多くのエネルギーを必要とする。このため、熱ローラ定着器９での定着スピードを普通紙に比して遅くして、単位面積／時間当たりのエネルギーを増やすことで、厚紙の定着性を確保している。
【０１０１】
その場合、従来技術によると、２次転写ローラ５ｃから上下の定着ローラ９ａ、９ｂの当接位置までの距離を厚紙の画像形成可能最大サイズより大きくすることにより、画像形成スピード（プロセススピード）ＶＰである中間転写体５ａの周速を一定にしたまま、記録材搬送部９ｇにて、記録材Ｐを中間転写体５ａのスピードとは異なる定着スピードＶＦに減速し、この記録材搬送部９ｇを速度変換領域として活用する。そのためには、厚紙の画像形成可能最大サイズに相当する大きさの記録材搬送部９ｇを確保しなくてはならず、装置が大型化するという欠点があった。
【０１０２】
本実施の形態では、中間転写体５ａのスピードを定着スピードと同様に可変できる構成とし、定着スピードＶＦを画像形成スピードＶＰより遅くしなくてはならないときには、最終色の転写終了後は、中間転写体５ａのスピードを定着スピードにまで減速する。これにより、記録材搬送部９ｇに速度変換領域としての大きさを確保する必要をなくして、装置の大型化を回避することができる。
【０１０３】
（回転現像器の制御）
本実施形態では、前述したようにＹＭＣ（イエロー、マゼンタ、シアン）３色に対応する回転型の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍと、Ｂｋ（ブラック）の固定型の現像器と、が設けられている。現像器４ｙ，４ｃ，４ｍはそれぞれ同じ構成を有しているので、ここでは現像器４ｙに関してのみ説明し、他の現像器４ｃ，４ｍに関する説明は省略する。
【０１０４】
即ち、図１３に示すように、現像器４ｙは、例えば非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した２成分現像剤が収容された現像容器４ｙ’を有している。現像器４ｙの感光ドラム１に対向する部位には開口部が設けられており、この開口部に現像スリーブｓが一部露出するようにして回転可能に配置されている。現像スリーブｓはその内部に、例えばマグネット（図示せず）を回転不能に備えている。
【０１０５】
現像装置４ｙは、現像スリーブｓが配設された開口部を現像回転体２００の外側に向けた形で、この回転体２００に固定配置されている。現像スリーブｓは非磁性材料からなり、例えば現像容器４ｙ’内の２成分現像剤をその表面にマグネットの磁力により層状に保持して、感光ドラム１に対向する現像領域に搬送し、現像剤を感光ドラム１に付与して、感光ドラム１上に形成されている静電潜像を可視化して現像する。潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブｓの回転に従って現像容器４ｙ’内に戻され、回収される。
【０１０６】
次に、回転現像装置４の制御タイミングについて、図１及び図１５を併せて参照しつつ説明する。図１５は、回転現像装置４の制御（現像ロータリーモータ回転制御）タイミングを示すタイミングチャートである。図１５において、横軸には、断続する現像制御区間をＡ，Ｂとして所定の時間間隔をあけて記載している。
【０１０７】
即ち、コピー開始時には、まずマゼンタの現像器４ｍが感光ドラム１に対向する位置に移動する。そして、１色目としてマゼンタが現像された後、次のシアンのトナーによる現像を開始するまでの間に、回転現像器２００を回転させて、シアンの現像器４ｃを感光ドラム１と対向する位置に移動させる。更に、イエローの現像器４ｙの制御も同様に行なう。
【０１０８】
回転現像器２００の位置制御は、例えばステッピングモータ（図示せず）を用いてそのパルス数をカウントすることに基づいて実行し、これにより、現像器２００の感光ドラム１に対向する際の停止位置の位置決めを正確に制御する。
【０１０９】
例えば図１５に示すように、現像制御区間Ａ，Ｂの間の時間間隔は比較的短いため、回転現像器２００の制御において、上記ステッピングモータにより、加速、減速を用いた高速回転制御が行われる。同図に示す台形部分は、それぞれの辺が、加速領域、定速領域、減速領域に対応している。なお、Ｂｋの現像器ｂｋは独立した固定のものであり、上記のような回転の制御は必要とされない。
【０１１０】
（テストパッチ作像による濃度制御）
本実施形態のカラー画像形成装置では、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ内にトナー濃度を測定するためのセンサを備えることなく、印字した画像データの、１ぺ一ジ当たりの画像情報信号における印字画素数の累計値（以下、「ビデオカウント数」と言う）に基づいて１ぺ一ジ当たりのトナーの消費量を計算し、この計算値を、トナーカートリッジ（図示せず）から現像器４ｙ，４ｃ，４ｍに補給すべきトナー補給量とするように制御する。トナーカートリッジには、不図示のスクリューが装備されており、このスクリューを、トナー補給スクリュー作動手段２６（図２参照）によって一定時間回転させた際の補給量Ｇが予め計測されている。従って、実際に補給すべき補給量Ｘとスクリュー回転時間ｔとの関係は、下記の一次式
Ｘ＝Ｇｔ
によって算出される。
【０１１１】
またトナー補給時に、現像器にトナーを均一に補給できるようにするため、補給動作は、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍが動作している時間内に行わなければならない。補給に伴うスクリューの回転時間が１回の現像時間を上回る場合には、補給動作は２回の現像動作に亘って行われることになる。
【０１１２】
ビデオカウントに基づくトナー補給動作は、短期間においては略々適正な補給量を維持することができるが、誤差の存在により、実際に現像されたトナー像が適正な濃度になっているか否かの判断・制御は必ずしも容易ではない。そのため、本実施の形態では、所定枚数のプリント（転写）終了後、中間転写体５ａ上の所定箇所にテストパッチＴＰを作像し、このテストパッチＴＰのトナー濃度を、中間転写体反射光量センサ１３の検知結果に基づいて検出することで、上記スクリュー回転によるトナー補給量へのフィードバックを行う。これにより、ビデオカウントに基づく補給時に発生する補給量の誤差を補填している。
【０１１３】
（テストパッチの作像）
ついで、テストパッチＴＰの作像について図１３に沿って具体的に説明する。すなわちテストパッチＴＰの作像は、所定箇所、つまり中間転写体５ａに対して行なう通常作像の、画像後端部分にて行う。このテストパッチＴＰは、中間転写体５ａの所定箇所に、各色毎に順次に１次転写される。中間転写体５ａに対向して所定位置に設置された反射光量センサ１３が、テストパッチＴＰの反射光量を各色毎に検知することに基づき、第１の濃度補正手段１６（図２参照）がテストパッチＴＰのトナー濃度を各色毎に検出する。なお、テストパッチは、２次転写を施されず、記録材Ｐへの画像転写が終了した後、中間転写体５ａ上のクリーナ６によって清掃される。
【０１１４】
図１３を参照して、テストパッチ画像の形成について更に説明する。同図は、フルカラー４色の作像の途中段階として、例えば、１色目のマゼンタの画像形成が終了し、２色目のシアンの画像形成が開始されている状態を示している。
【０１１５】
つまり、現像器４ｍによる１色目のマゼンタ画像の形成後、現像器４ｃによる２色目のシアンの画像形成の間で、中間転写体５ａの所定位置にテストパッチＴＰのパターンが形成される。そして、このテストパッチＴＰを反射光量センサ１３で検知することに基づき、第１の濃度補正手段１６でその反射光量（つまり、テストパッチ画像の濃度）を測定し、この測定結果を、トナーカートリッジからのスクリューによる補給制御にフィードバックすることに基づいて、回転現像装置４の各現像器４ｙ，４ｃ，４ｍに対するトナー補給量を制御して濃度調整を実施する。なお、図１３に示すテストパッチＴＰは、感光ドラムホームポジションセンサ１ｈｐに対応する作像位置に形成されたマゼンタのテストパッチである。
【０１１６】
テストパッチＴＰによる画像濃度補正は、前述したように、中間転写体５ａに形成したテストパッチＴＰの濃度をサンプリングし、中間転写体反射光量センサ１３の検知結果に基づいて読み取った濃度を、第１の濃度補正手段１６（図２参照）が所定の目標濃度と比較することによって行なわれる。
【０１１７】
上記比較の結果、第１の濃度補正手段１６は、テストパッチＴＰの濃度が目標濃度よりも高い場合に、トナー補給スクリュー作動手段２６を制御することでトナー補給量を減少させ、現像剤中のキャリアに対するトナー濃度を低下させるようにスクリューの駆動量を制御する。また、第１の濃度補正手段１６は、テストパッチＴＰの濃度が目標濃度よりも低い場合に、トナー補給スクリュー作動手段２６を制御することでトナー補給量を増加させ、現像剤中のトナー濃度が高くなるようにスクリューの駆動量を制御する。
【０１１８】
現像剤中に混合されているキャリア及びトナーそれぞれの性質は、耐久枚数の増加とともに変化する。一般的に、記録材上に形成される画像濃度を一定に保持しようとする場合、まだ耐久の進まない、比較的新しい現像剤では、トナー濃度を比較的高い状態に保つ必要がある。そして、耐久枚数進むに連れ、若干現像剤中のトナー濃度を低くしていくことで、結果として、出力される画像の濃度が略々一定に保持されることになる。
【０１１９】
そのため、テストパッチＴＰのみにて現像在中のトナー濃度を制御しようとすると、耐久初期の現像剤ではトナー濃度が非常に高い状態となる。制御が安定している場合には特に問題はないが、トナー載り量の多い画像を連続で形成する際のように、消費と補給が多い画像形成を連続して行なう場合には、現像剤中のトナー濃度のリップル（変動）が大きくなって、現像剤中のトナー濃度が一時的に高くなり過ぎてしまうような状況が発生することがある。
【０１２０】
現像剤中の濃度が高すぎると、補給量の線形性が保たれなくなり、制御が不安定になったり、また、転写されないで飛散するトナーが発生したりすることになる。そのため、画像濃度は安定していても、記録材の端部や裏面が汚れてしまったり、画像形成装置内部の飛散トナーによる汚れ等が発生したりする可能性がある。
【０１２１】
（非接触光ＡＴＲによるターゲット補正）
上記問題に鑑みて、本実施の形態では、非接触型のトナー濃度センサとしての非接触ＡＴＲセンサ８を、回転現像装置４の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍそれぞれの現像スリーブｓが順次対向し得る所定位置に設置することにより、感光ドラム１へのトナー付与の後、現像スリーブ面上に吸着されたままのトナーの濃度を検知して、テストパッチＴＰを用いた濃度検出に基づく制御にフィードバックをかけるように構成されている。本実施の形態において、このような制御を非接触光ＡＴＲと呼ぶ。
【０１２２】
即ち、非接触ＡＴＲは、光電検知方式を用いたトナー濃度センサを使用するもので、現像スリーブｓ上に付着した現像剤に光を照射し、その反射光（近赤外光）を例えばフォトダイオードで検知して、初期値との差分に応じてトナー供給量を決定する。この制御は、トナーが近赤外光を反射するのに対し、キャリア（鉄粉等を含む）が近赤外光を吸収する性質を応用したものである。テストパッチＴＰに基づく現像剤のトナー濃度制御は、装置の生産性の観点から、あまり頻繁に実行することはできず、少なくとも数十枚程度の間隔をおいて実行することが多い。
【０１２３】
本実施形態では、前述のように、回転現像装置４を用いた構成を備える関係上、現像を実施しない間に、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍの各現像スリーブ面を非接触光ＡＴＲセンサ８で検知することが容易となるように構成している。このような検知を、上述のように非接触光ＡＴＲセンサ８を用いることで、画像形成装置の生産性を損なうことなく実行することを可能にしている。
【０１２４】
すなわち、非接触光ＡＴＲセンサ８を用いた現像剤濃度制御は、トナー補給量を直接に制御するのでなく、前述したテストパッチＴＰを用いたトナー濃度制御においての、目標濃度をオフセットさせることによって濃度を制御する。つまり、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍの各現像スリーブｓ面で検知された現像剤のトナー濃度が目標濃度より高い場合には、テストパッチＴＰに基づく制御目標濃度を段階的に低下させ、現像スリーブｓ面で検知された現像剤のトナー濃度が目標濃度よりも低い場合には、テストパッチＴＰに基づく制御目標濃度を段階的に上げるのである。
【０１２５】
記録材Ｐ上の画像濃度を一定に保つために、通常は現像剤の濃度は、耐久初期にはトナー濃度を高く制御する。そして、耐久枚数が進むにつれ、トナー濃度を下げるように制御する。そのため、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づく動作としては、耐久初期には、現像剤のトナー濃度が高くなってくるので、テストパッチＴＰに基づく目標濃度を段階的に下げる制御を行い、必要以上にトナー濃度が高くなってトナー飛散等の問題を生じることのないように制御する。また、耐久枚数が進んだ状態では、トナー濃度を段階的に上げる方向に制御を行い、現像剤中のトナー濃度が低くなりすぎて感光ドラム１へキャリアが付着する等の問題を生じることのないようにする。
【０１２６】
（非接触光ＡＴＲと反射光量センサのタイミングずらし）
一般に、現像濃度の制御では、濃度読取センサの取り付け位置は、主走査方向の中心に取り付けられている。これは、中心位置が、形成された画像や環境条件等の影響を考えた上で、現像剤の濃度を的確に反映した状態だと言えるからである。そのため、本実施形態における、テストパッチＴＰを読み取るための中間転写体反射光量センサ１３と、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍの各スリーブｓ面上のトナー濃度を読み取るための非接触光ＡＴＲセンサ８は、いずれも主走査方向の中心位置に取り付けられている。
【０１２７】
通常、非接触光ＡＴＲセンサ８は作像ごとに読取を行なう。これは、非接触光ＡＴＲセンサ８のサンプリング処理が、画像形成装置の生産性に影響を与えないからである。しかし、テストパッチＴＰによるサンプリングは、画像形成ごとに行なうことはできない。特に本実施形態においては、回転現像器４によるカラー画像形成を行なっている関係上、テストパッチＴＰの作像を行なおうとすると、一旦通常の画像形成を中断し、生産性を落とすことで、テストパッチ画像の形成時間を確保することになる。
【０１２８】
通常は、プリント枚数カウンタ（例えば図２に示す第１の濃度補正実行カウンタ１８）に同期してテストパッチＴＰの形成を行なう。例えば、２０面作像ごとにテストパッチ形成を行なうといった具合である。ただし、ユーザが２１枚のプリントを行なうような場合、つまり、残り数枚残して、テストパッチ画像の形成が行なわれてしまうと、ユーザにとっては見かけの生産性は大きく下がったような印象を与える。
【０１２９】
そのため、濃度制御に問題がない範囲では、残り数枚でプリントジョブが終了することが予想される場合には、テストパッチＴＰによる画像形成の中断を行なうことなく、画像形成をそのまま連続して実施する。そして、すべての画像形成が終了してから、テストパッチＴＰの画像形成を開始する。こうすることで、ユーザにとっての画像形成装置の実際の生産性を高く保つことが可能となる。
【０１３０】
上記のように、テストパッチＴＰの形成では、トリガとなるタイミングが変化する。それに対して、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングは、画像形成装置の生産性に何ら影響を与えないので、生産性とは関係なく一定の間隔で実行される。このように、２つの濃度制御が互いには同期せずに、作動タイミングが発生するため、場合によっては、双方の作動タイミングが重なってしまうことも考えられる。
【０１３１】
濃度制御で用いるテストパッチＴＰは、比較的高い濃度の画像として形成される。そのため、一時的ではあるが、テストパッチ形成直後は、テストパッチＴＰの主走査位置に対応する部分の現像スリーブｓ上のトナー濃度は若干低下することになる。非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングがこの状態で行なわれると、トナー濃度は、実際に検知すべき値よりも小さい値となる。その結果、実際にはトナー濃度が高いにも拘わらず、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づく目標トナー濃度を下げるように制御されない状況が発生する虞がある。
【０１３２】
従って本実施形態では、上記のように、テストパッチＴＰの画像形成と、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づく制御とが重複することが予想される場合に、図１４のフローチャートに従って、テストパッチ形成と、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングとが重ならないように制御する。
【０１３３】
図１４と図２を併せて参照すると、まずステップＳ１において、第１の濃度補正手段１６は、記録材Ｐへの転写ごとにカウントアップされる第１の濃度補正実行カウンタ１８をチェックする。その結果、このカウンタ１８がテストパッチサンプリング動作間隔の規定枚数（例えば２０枚）を超えている場合には、後述するように、テストパッチＴＰの画像形成及び該テストパッチＴＰによるサンプリングを実行する。
【０１３４】
一方、規定枚数を超えない場合には、ステップＳ５に進み、第２の濃度補正手段１７が、同じく１回の転写ごとにカウントアップされる第２の濃度補正実行カウンタ２３をチェックする。その結果、このカウンタ２３がサンプリング動作間隔の規定枚数（例えば１００枚）を超えていない場合には、何も実行せずに処理を終了する。また、ステップＳ５において、第２の濃度補正実行カウンタ２３が規定枚数を超えていると判断した場合には、ステップＳ６に進み、第２の濃度補正手段１７による非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリング動作のみを実行する。
【０１３５】
そして、上記ステップＳ１において、第１の濃度補正手段１６により、第１の濃度補正実行カウンタ１８が規定枚数を超えていると判断された場合には、ステップＳ２に進み、第２の濃度補正手段１７による第２の濃度補正実行カウンタ２３のチェックも同時に行なう。その結果、ステップＳ２において第２の濃度補正実行カウンタ２３が規定枚数に達していない場合には、ステップＳ４にジャンプし、第１の濃度補正実行カウンタ１８により、テストパッチＴＰの画像形成及び反射光量センサ１３に基づくサンプリングのみを実行し、更に該サンプリングで得たトナー濃度と目標トナー濃度との比較に基づいて、トナー補給スクリュー作動手段２６を適時作動制御する。
【０１３６】
一方、ステップＳ２において、第２の濃度補正実行カウンタ２３は規定枚数を超えていると判断された場合、そのまま処理を進めると、テストパッチＴＰの画像形成及び反射光量センサ１３に基づくサンプリングと、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングとが同時に行なわれることになってしまう。双方の処理が同時に実行されると、前述したように、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づいて検出されたトナー濃度が、実際に検知すべき値よりも小さい値となり、テストパッチＴＰに基づく濃度調整制御を損なうような状況が発生する虞がある。
【０１３７】
そこで本実施の形態では、上記状況の発生を確実に回避するために、テストパッチＴＰの画像形成及び反射光量センサ１３に基づくサンプリングを、非接触光ＡＴＲセンサ８に基づくサンプリングよりも優先的に処理するように制御する。その実現のため、上記ステップＳ２において、第２の濃度補正実行カウンタ２３によるカウントが規定枚数を超えた場合には、次段のステップＳ３において、濃度補正タイミング判断手段２４が、第２の濃度補正実行カウンタ２３のカウント数を１つ減算するように制御する。更に、この減算制御の後、ステップＳ４に進み、テストパッチＴＰの画像形成及び反射光量センサ１３に基づくサンプリングのみを実行し、更に該サンプリングで得たトナー濃度と目標トナー濃度との比較に基づいて、トナー補給スクリュー作動手段２６を適時作動制御する。
【０１３８】
本実施の形態によると、テストパッチＴＰに基づいてトナー濃度を検出する濃度補正、及び、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍの現像スリーブｓに吸着されたトナーに基づいてトナー濃度を検出する濃度補正の双方を行ない得るものでありながら、双方による濃度補正の作動タイミングが重なると判断した際には、濃度補正タイミング判断手段２４が、テストパッチＴＰに基づく濃度判定を損なう虞のある第２の濃度補正手段１７の作動開始を遅らせることで、常に適切な濃度補正制御を実施することができる。
【０１３９】
また本実施形態によると、感光ドラム１やトナーの製造工程において精度を高くする等の処置が不要になるので、感光ドラム１や現像剤の製造コスト上昇に起因する装置価格の上昇を抑えることができ、また残像等の問題を解決しつつ、テストパッチによる画像の品位を向上させ、コストアップを招くことなく濃度制御の精度を向上させることが可能になる。
【０１４０】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１４１】
［実施態様１］ 画像信号に基づき像担持体に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含有する現像剤を現像手段から前記像担持体に付与することにより現像し、該現像によるトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写するように構成した画像形成装置において、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、第１の作動タイミングにて、前記中間転写体に前記トナーによるテストパッチを形成し、かつ該テストパッチに基づき検出したトナー濃度に基づいて前記トナー補給手段を作動制御する第１の濃度補正手段と、第２の作動タイミングにて、前記現像手段側でトナー濃度を検出し、該検出したトナー濃度を前記第１の濃度補正手段にフィードバックする第２の濃度補正手段と、前記第１及び第２の作動タイミングが重なると判断したとき、双方の作動タイミングがずれるように制御する遅延手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【０１４２】
［実施態様２］ 順次送られる記録媒体に対する画像形成ごとにカウントアップされる第１及び第２の濃度補正実行カウンタを備え、
前記第１の濃度補正手段は、前記第１の濃度補正実行カウンタのカウント値に基づいて前記作動タイミングを取得し、かつ前記第２の濃度補正手段は、前記第２の濃度補正実行カウンタのカウント値に基づいて前記作動タイミングを取得するように構成されることを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【０１４３】
［実施態様３］ 前記遅延手段は、前記第１及び第２の濃度補正実行カウンタ双方のカウント値に基づいて、前記第１及び第２の作動タイミングが重なると判断するように構成されることを特徴とする実施態様２に記載の画像形成装置。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、遅延手段が、第１及び第２の作動タイミングが重なると判断したとき、双方の作動タイミングがずれるように制御するので、テストパッチに基づいてトナー濃度を検出する濃度補正制御、及び、現像手段側でトナー濃度を検出する濃度補正制御の双方を行ない得るものでありながら、双方が重なって互いに影響し合うと判断した際には、双方の作動タイミングをずらすことで、２つの濃度補正が影響し合って正確な濃度検出を損なうような状況の発生を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態における濃度制御手段を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における制御系全体を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における画像処理部を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態における外部ＩＦ処理部を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における画像処理部の階調補正の説明図である。
【図７】本発明の実施形態における操作部を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における１／２枚貼り制御の説明図である。
【図９】本発明の実施形態における転写タイミングの説明図である。
【図１０】本発明の実施形態における転写タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】本発明の実施形態における転写高圧制御タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施形態における高圧制御部を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態におけるテストパッチ形成タイミングの説明図である。
【図１４】本発明の実施形態における作動を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態における回転現像装置の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
４ 回転現像装置（現像手段）
４ｙ，４ｃ，４ｍ 現像器（現像手段）
５ａ 中間転写体
１６ 第１の濃度補正手段
１７ 第２の濃度補正手段
２４ 濃度補正タイミング判断手段（遅延手段）
２６ トナー補給スクリュー作動手段（トナー補給手段）
Ｐ 記録材（記録媒体）
ＴＰ テストパッチ

Claims (1)

1. 画像信号に基づき像担持体に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含有する現像剤を現像手段から前記像担持体に付与することにより現像し、該現像によるトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写するように構成した画像形成装置において、
   前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
   第１の作動タイミングにて、前記中間転写体に前記トナーによるテストパッチを形成し、かつ該テストパッチに基づき検出したトナー濃度に基づいて前記トナー補給手段を作動制御する第１の濃度補正手段と、
   第２の作動タイミングにて、前記現像手段側でトナー濃度を検出し、該検出したトナー濃度を前記第１の濃度補正手段にフィードバックする第２の濃度補正手段と、
   前記第１及び第２の作動タイミングが重なると判断したとき、双方の作動タイミングがずれるように制御する遅延手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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