JP2006208919A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像濃度の過不足の発生をより抑えつつ、基準トナー像の形成頻度を必要以上に高めることによる無駄なトナー消費やベルトクリーニング装置の劣化を回避することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 プリントアウトを１枚行う毎に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの単色画像情報に基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの出力画素数あるいは画像面積率を算出する。そして、算出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーの消費理論値を算出して、それを累積消費カウント値に加算する。次いで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの累積消費カウント値を、ＲＡＭ内に記憶している所定の閾値とを比較して、前者が後者を上回った場合に、その色についての濃度調整制御を行う。これにより、各色について、それぞれ適切なタイミングで濃度調整制御を実施して、画像濃度の過不足の発生を確実に抑えるとともに、無駄なトナー消費やベルトクリーニング装置７０の劣化を回避することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トナー及びキャリアを含有する画像形成剤を用いてトナー像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置において、予め定められた画素パターンからなる基準トナー像を所定のタイミングで形成し、この基準トナー像に対するトナー付着量に基づいて画像形成剤のトナー濃度を適宜調整するのが知られている。トナー濃度を調整する上で、基準トナー像に対するトナー付着量を参考にする理由は、画像形成装置の構成によって異なってくる。

例えば、比較的単純な構成の画像形成装置では、画像形成に伴ってトナー濃度を徐々に低下させていく画像形成剤に対するトナー補給量を決定するために、基準トナー像に対するトナー付着量を測定する。そして、予め定められた目標付着量と、基準トナー像に対するトナー付着量との差分に相当する量だけ、画像形成剤にトナーを補給する方式になっている。

但し、この方式の場合、画像濃度を低下させてしまうほど画像形成剤のトナー濃度を低下させてからトナーを補給することになるので、安定した画像濃度で画像を形成することが困難になる。このため、近年においては、画像濃度の変動を抑えるべく、トナーを消費した画像形成剤に対してトナーを迅速に補給する方式を採用するのが一般的である。例えば、プリントアウト画像の画像情報（画像面積率や出力画素数など）に基づいて、そのプリントアウトに伴うトナー消費量の理論値（以下、消費理論値と言う）を算出し、算出結果に応じた量のトナーを適宜補給していく方式である。この方式によれば、画像濃度の低下をきたす前に、画像形成剤にトナーを補給してトナー濃度を回復させることができる。但し、消費理論値と実際のトナー消費量との誤差によってトナー濃度を徐々に適正値から狂わせていくため、基準トナー像に対するトナー付着量に基づいてトナー濃度を定期的に補正していく対策が講じられる。即ち、この方式では、消費理論値と実際のトナー消費量との誤差に起因するトナー濃度変動の暴走を回避するために、基準トナー像に対するトナー付着量が定期的に測定される。

また、トナーを消費した画像形成剤に対してトナーを迅速に補給する方式としては、画像形成剤のトナー濃度を透磁率センサ等の濃度検知手段によって逐次検知し、その検知結果に応じて画像形成剤にトナーを補給していく方式もある。この方式によれば、トナー濃度を目標値付近に一定に維持することができる。但し、画像濃度は、トナー濃度の他、補給されるトナーの物性の違いや、環境変動などによって左右されるため、トナー濃度が一定に維持されても画像濃度が変動することがある。そこで、この方式では、基準トナー像に対するトナー付着量を定期的に測定し、その結果に応じてトナー濃度の目標値を補正する。そして、この補正により、トナー濃度を意図的に変化させて、画像濃度の安定化を図るようになっている。

何れの方式においても、基準トナー像に対するトナー付着量に基づいて画像形成剤のトナー濃度を調整した直後には、良好な画像濃度でトナー像を形成することができる。しかしながら、トナー付着量に基づくトナー濃度の調整が行われたときから時間が経過するほど、プリントアウト画像の画像濃度が過不足し易くなってくる。文字画像のみからなるプリントアウトであれば、画像濃度にある程度の過不足をきたしたとしても、実使用上に耐え得る画像となる場合が多いが、写真画像などの場合には、画像濃度の過不足が画像の価値に大きく影響してくる。

一方、特許文献１において、複数頁に渡る原稿をプリントアウトする場合に、その複数頁のうちの特定頁について、特に良好な画像濃度で画像を形成させるようにした画像形成装置が提案されている。具体的には、この画像形成措置では、複数の記録紙に対して連続的に画像を形成して複数頁に渡る原稿をプリントアウトするといった連続プリント動作をバッチ単位で繰り返して複数部の原稿を得る場合に、特定頁を指定する。そして、連続プリント動作中において、この特定頁の画像を形成する直前に、基準トナー像を形成し、これに対するトナー付着量に基づいてトナー濃度を調整する。即ち、この画像形成装置では、複数頁に渡る原稿を複数部プリントアウトする場合に、それぞれの原稿における特定頁の画像を形成する直前にトナー濃度を適切に調整して、その画像を良好な濃度で形成するようになっている。よって、画像濃度の過不足の影響を受け易い写真画像の頁を特定頁として指定することで、各原稿の写真画像をそれぞれ安定した画像濃度で形成することができる。

特開２０００−１７７５１９号公報

ところが、この画像形成装置では、特定頁については良好な画像濃度でプリントアウトすることができるが、その他の頁の画像については画像濃度の過不足をきたすおそれがあった。

このような画像濃度の過不足の発生をできる限り抑えるべく、基準トナー像のトナー付着量に基づくトナー濃度の調整を、プリントアウト１枚毎など、かなり高い頻度で行わせたとする。すると、トナー消費量の少ない低画像面積率の画像を連続して出力する場合には、トナー濃度の調整の必要性が低いにもかかわらず、頻繁に基準トナー像を形成することで、トナーを無駄に消費してしまう。更には、基準トナー像については、記録紙に転写することなく感光体や転写ベルト等からクリーニングする必要があるが、多量のトナーが付着した基準トナー像を頻繁にクリーニングすることによってクリーニング手段の劣化を早めてしまう。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、画像濃度の過不足の発生を抑えつつ、基準トナー像の形成頻度を必要以上に高めることによる無駄なトナー消費やクリーニング手段の劣化を回避することができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報を取得する画像情報取得手段と、トナー及びキャリアを含有する画像形成剤を収容する剤収容手段と、該画像情報取得手段によって取得された画像情報に基づいたトナー像や、予め定められた画素パターンからなる基準トナー像を、該剤収容手段内の画像形成剤によって像担持体の表面に形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該剤収容手段内にトナーを補給するトナー補給手段と、該基準トナー像に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、所定のタイミングで該トナー像形成手段の駆動を制御して該基準トナー像を形成させた後、該トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて該トナー補給手段の駆動量を調整して該画像形成剤のトナー濃度を調整する濃度調整制御を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、上記画像情報に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記剤収容手段として、互いにトナーの色が異なる複数種類の画像形成剤をそれぞれ個別に収容する複数のものを設け、これら剤収容手段に対してそれぞれ対応する色のトナーを個別に補給させるように上記トナー補給手段を構成し、上記複数種類の画像形成剤により、各色毎の上記画像情報に基づいた互いに色の異なる複数の単色トナー像をそれぞれ個別に上記像担持体に形成させ、且つ互いに色の異なる複数の上記基準トナー像をそれぞれ個別に上記像担持体に形成させるように上記トナー像形成手段を構成し、該像担持体上に形成された単色トナー像を記録体に重ね合わせて転写するように上記転写手段を構成し、各色毎の上記画像情報に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを各色毎にそれぞれ個別に決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、複数の記録体に対して所定の時間間隔で上記トナー像を連続的に形成する連続画像形成動作を行うにあたっては、１つ目の記録体に対応するトナー像の形成に先立って上記濃度調整制御を実施させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に基づいて上記トナー像の画像面積率を算出させ、算出結果の累積値に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に基づいて上記トナー像に対する出力画素数を算出させ、算出結果の累積値に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

これらの発明においては、以下に説明する理由により、基準トナー像を形成してそのトナー付着量に応じた値にトナー濃度を調整するという濃度調整制御の実施タイミングを適切に決定することができる。即ち、本発明者は、画像形成剤のトナー消費量がある程度のまとまった累積値になるまでは、基準トナー像のトナー付着量を測定する必要性が低いことに着目した。
具体的には、画像形成に伴ってトナーを消費した画像形成剤のトナー濃度を回復させるためのトナー補給の量を、基準トナー像のトナー付着量の低下量に基づいて決定する方式では、たとえ１枚だけのプリントアウトであったとしても、それによって基準トナー像のトナー付着量を低下させるほどのトナーが消費されれば、トナー補給の必要ありと判断される。このため、全面ベタ画像などといったトナー消費量の極めて多い画像が連続してプリントアウトされる場合には、１枚のプリントアウト毎に基準トナー像を形成したとしても、基準トナー像の形成は無駄にならない。この一方で、トナー消費量の極めて少ない画像が連続してプリントアウトされる場合、トナー消費量の累積が、基準トナー像のトナー付着量を低下させるほどの値に達しない限り、画像形成剤のトナー濃度の低下は検知されない。このため、その間、いくら基準トナー像を形成したとしてもトナー濃度の調整はなされず、基準トナー像の形成が無駄になってしまう。よって、画像形成剤のトナー消費量がある程度のまとまった累積値になるまでは、基準トナー像のトナー付着量を測定する必要性が低い。
また、トナーの消費理論値に基づいてトナーを補給する方式の場合、トナー消費量の累積がある程度の大きい量に達までは、消費理論値と実際のトナー消費量との累積的な誤差は殆ど無視できる程度の小さな値となる。よって、かかる方式においても、画像形成剤のトナー消費量がある程度のまとまった累積値になるまでは、基準トナー像のトナー付着量を測定する必要性が低い。
また、画像形成剤のトナー濃度を濃度検知手段によって逐次検知する方式の場合、トナー消費に伴って画像形成剤内におけるトナーの新旧入れ替わりがある程度まで進行しない限り、補給されるトナーの物性の変化に起因する画像濃度の過不足は生じ難い。よって、かかる方式においても、画像形成剤のトナー消費量がある程度のまとまった累積値になるまでは、基準トナー像のトナー付着量を測定する必要性が低い。
そこで、本発明においては、原稿を読み取るスキャナや、外部のパーソナルコンピュータ等に接続されるデータ入力ポートなどの画像情報取得手段によって取得した画像情報に基づいて、基準トナー像の形成が必要となる濃度調整制御の実施タイミングを決定する。かかる構成では、出力画像の画像面積率や画素数などに基づいて画像形成に伴うトナーの消費理論値の累積を把握し、それがある程度のまとまった値になった時点で、濃度調整制御を実施することができる。そして、このことにより、トナー濃度の不適による画像濃度の過不足の発生をより抑えつつ、基準トナー像の形成頻度を必要以上に高めることによる無駄なトナー消費やクリーニング手段の劣化を回避することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、タンデム方式のカラープリンタ（以下「プリンタ」という）について説明する。

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、図示しない転写紙の移動方向における上流側から順に配置されている。なお、以下、各符号の末尾に付す添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，黒用の部材であることを示す。

トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、像担持体としての感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを備えている。本プリンタは、かかる構成のトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他、潜像形成手段としての光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８などを備えている。また、図示しない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども備えている。

［光書込ユニット］
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて、潜像を担持する潜像担持体たる各感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面にレーザ光を走査する。

［感光体等］
図２は、上記トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｙ用のトナー像形成部１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他色のトナー像形成部１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同様の構成になっているので、これらの説明については省略する。同図において、トナー像形成部１Ｙは、感光体ユニット１０Ｙと現像装置２０Ｙとを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙの他、ドラム表面に対し、潤滑剤を塗布するブラシローラ１２Ｙ、クリーニングを施す揺動可能なカウンタブレード１３Ｙ、除電処理を施す除電ランプ１４Ｙ、一様帯電処理を施す非接触型の帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。

上記感光体ユニット１０Ｙにおいて、交流電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙによって一様帯電せしめられた感光体１１Ｙの表面には、上記光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。

［現像装置］
上記現像装置２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ２２Ｙ、第１搬送スクリュウ２３Ｙ、第２搬送スクリュウ２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。

上記現像ケース２１Ｙには、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとを含む現像剤が内包されている。画像形成剤たる現像剤は第１搬送スクリュウ２３Ｙ、第２搬送スクリュウ２４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像剤担持体としての現像ローラ２２Ｙの表面に担持される。そして、上記現像ドクタ２５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体１１Ｙと対向する現像領域に搬送され、ここで感光体１１Ｙ上の上記静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体１１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像ローラ２２Ｙの回転に伴って現像ケース２１Ｙ内に戻される。

上記第１搬送スクリュウ２３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ２４Ｙとの間には仕切り壁２８Ｙが設けられている。これにより、現像ローラ２２Ｙ、第１搬送スクリュウ２３Ｙ等を収容する第１供給部２９Ｙと、第２搬送スクリュウ２４Ｙを収容する第２供給部３０Ｙとが上記現像ケース２１Ｙ内で分かれている。

上記感光体１１Ｙ上で現像されたＹトナー像は、後述の紙搬送ベルト６０によって搬送される転写紙に転写される。

上記第１搬送スクリュウ２３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部２９Ｙ内の現像剤を現像ローラ２２Ｙの表面に沿って図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ２２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ２３Ｙによって第１供給部２９Ｙの端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁２８Ｙに設けられた図示しない開口部を通って、剤収容手段たる第２供給部３０Ｙ内に進入する。

上記第２供給部３０Ｙ内において、第２搬送スクリュウ２４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部２９Ｙから進入してきた現像剤を第１搬送スクリュウ２３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ２４Ｙによって第２供給部３０Ｙの端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁２８Ｙに設けられた図示しない開口部を通って第１供給部２９Ｙ内に戻る。

［転写ユニット］
図３は、本プリンタの転写ユニット６を４つの感光体とともに示す拡大構成図である。同図において、ドラム状の感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、これの下方に配設された転写ユニット６の紙搬送ベルト６０（後述する）に接触して転写ニップを形成している。紙搬送ベルト６０は、各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに接触する転写ニップを順次通過するように、接地された４つの支持ローラ６１に掛け回されている。

これらの支持ローラ６１のうち、図中最も右側のものには、電源６２ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ６２が対向するように配置されている。これら支持ローラ６１、静電吸着ローラ６２の間には、上記レジストローラ対５によって転写紙Ｐが送られて紙搬送ベルト６０上に静電吸着される。

図中最も左側の支持ローラ６１は、図示しない駆動手段によって回転して紙搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラとなっている。

各転写ニップの下方には、紙搬送ベルト６０の裏面に接触する転写バイアス印加部材６５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。これら転写バイアス印加部材６５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、マイラ製の固定ブラシによって構成されており、各転写バイアス電源９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから転写バイアスが印加される。この印加により紙搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写ニップにおいて紙搬送ベルト６０と感光体表面との間に所定強度の転写電界が形成される。なお、転写バイアス部材として、ローラ状のものを用いてもよい。

重ね合わせ転写工程の中で最も下流側に位置するＫ用の転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト６０は、図中最も左側に位置する支持ローラによる掛け回し箇所で、その移動方向を急激に変化させる。自らの腰の強さによってこの急激な変化に追従しきれない転写紙Ｐは、紙搬送ベルト６０のおもて面（ループ外周面）から離間して、図示しない定着ユニットに受け渡される。転写紙Ｐを受け渡した後の紙搬送ベルト６０は、紙搬送ベルト６０のおもて面に所定の間隙を介して対向する後述のトナー付着量センサ６９による検知位置を通過した後、おもて面に付着しているトナーなどの汚れがベルトクリーニング装置６７によってクリーニングされる。

先に示した図１において、一点鎖線は、転写紙Ｐの搬送経路を示している。給紙カセット３，４から給送された転写紙Ｐは、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送される。そして、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５によって所定のタイミングで送出された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト６０の表面に静電吸着せしめられて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の転写ニップを順次通過する。

各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上で現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ転写ニップで転写紙Ｐ上に重ね合わせられる。そして、転写電界やニップ圧の作用を受けて、転写紙Ｐ上に重ね合わせて転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙Ｐ上にはフルカラートナー像が形成される。

［除電］
先に示した図２において、トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布された後、カウンタブレード１３Ｙでクリーニングされる。そして、除電ランプ１４Ｙから照射された光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。

［定着ユニット］
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙Ｐは、図１に示した加熱ローラを備える定着ユニット７内でこのフルカラートナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。なお、この定着ユニット７は、加熱ローラの温度を検知する図示しない温度センサを備えている。

［制御部］
図４は本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において制御部１５０には、トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写ユニット６、トナー付着量センサ６９、データ入力ポート７０などが接続されている。また、この制御部１５０は、演算処理を実施するＣＰＵ１５０ａと、データを記憶するＲＡＭ１５０ｂとを備えている。

トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいては、感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の潜像の現像に伴って、現像装置（２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現像剤のトナーを消費する。本プリンタは、このようにトナーを消費した現像剤に対して、トナーを迅速に補給してトナー濃度を回復させるために、消費理論値方式あるいは濃度検知方式の何れかを採用している。

消費理論値方式の場合には、フルカラートナー像を１枚プリントアウトする毎に、制御部１５０が次のような制御を実施する。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの単色画像情報に分解した後、これらに基づいてトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを制御して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を形成する。これと平行して、単色画像情報によって求められる出力画素数あるいは画像面積率に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーの消費理論値を算出する。そして、算出結果に応じた時間だけＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプ（例えば図２の２７Ｙ）を駆動して、消費量に見合った分のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置に補給する。

また、濃度検知方式の場合には、フルカラートナー像を１枚プリントアウトする毎に、制御部１５０が次のような制御を実施する。即ち、この場合には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置に、それぞれ、第２供給部（例えば図２の３０Ｙ）内の現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサ等からなる濃度検知手段（例えば図２の２６Ｙ）を備えている。制御部１５０は、これらＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の濃度検知手段からの検知結果を、それぞれ、ＲＡＭ１５０ｂ内に記憶しているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の濃度目標値と比較する。そして、両者の差分に応じた時間だけＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプを駆動して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度を目標値まで回復させる。

また、制御部１５０は、所定のタイミングが到来する毎に、濃度調整制御を実施するようになっている。この濃度調整制御では、まず、図１に示した感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ．Ｋを回転させながら一様帯電せしめる。そして、所定の画素パターンかからなる基準トナー像用の静電潜像を、レーザ光の走査によって４つの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの何れかに形成せしめながら、それを現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの何れかによって現像させる。この現像により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像の何れかが、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの何れかに形成される。形成された基準トナー像は、転写ニップで紙搬送ベルト６０上に転写された後、図５に示すように、トナー付着量センサ６９による検知位置に搬送される。トナー付着量センサ６９は、周知の反射型フォトセンサ等から構成され、基準トナー像Ｔｓに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた信号を出力する。即ち、基準トナー像Ｔｓに対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段として機能している。紙搬送ベルト６０上に転写された基準トナー像Ｔｓは、このトナー付着量センサ６９との対向位置を通過する際に、単位面積あたりのトナー付着量が検知される。そして、図１に示すように、紙搬送ベルト６０の無端移動に伴ってクリーニング手段たるベルトクリーニング装置６７との接触位置を通過する際に、紙搬送ベルト６０上からクリーニングされる。

制御部１５０は、消費理論値方式を採用している場合には、トナー付着量センサ６９からの検知結果を、その検知結果に対応する色の付着量目標値（ＲＡＭ１５０ｂに記憶している）と比較する。そして、両者の差分に応じた時間だけ、その色に対応する粉体ポンプを駆動する。これにより、消費理論値と実際のトナー消費量との誤差に起因してトナー濃度を変化させてしまった現像剤のトナー濃度を回復させる。このような濃度調整制御を、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色について、所定のタイミングで順次行う。

また、濃度検知方式を採用している場合には、トナー付着量センサ６９からの検知結果を、その検知結果に対応する色の付着量目標値（ＲＡＭ１５０ｂに記憶している）と比較する。そして、両者の差分に応じて、ＲＡＭ１５０ｂに記憶している濃度目標値を補正する。この補正により、トナー濃度を意図的に変化させて、画像濃度の安定化を図る。このような濃度調整制御を、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色について、所定のタイミングで順次行う。

以上の構成の本プリンタにおいては、データ入力ポート７０が、画像情報を取得する画像情報取得手段として機能している。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、それぞれ、トナー及びキャリアを含有する画像形成剤たる現像剤を収容する剤収容手段として機能している。また、トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、画像情報に基づいたトナー像や基準トナー像を像担持体たる感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに形成するトナー像形成手段として機能している。また、これらトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、転写ユニット７との組合せも、像担持体たる紙搬送ベルト６０に基準トナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。また、転写ユニット７が、像担持体たる感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像を記録体たる転写紙Ｐ上に転写する転写手段として機能している。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプ（例えば図２の２７Ｙ）が、剤収容手段たる現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＫにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを補給するトナー補給手段として機能している。また、トナー付着量センサ６９が、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段として機能している。また、制御部１５０が、所定のタイミングでトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの駆動を制御してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像を形成させた後、トナー付着量検知センサ６９による検知結果に基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプの駆動量を調整して現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整制御を実施する制御手段として機能している。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタの制御部１５０は、データ入力ポート７０によって取得した画像情報に基づいて、上述の濃度調整制御の実施タイミングを決定するように構成されている。具体的には、プリントアウトを１枚行う毎に、上述のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの単色画像情報に基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの出力画素数あるいは画像面積率を算出する。そして、算出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーの消費理論値を算出して、それを累積消費カウント値に加算する。次いで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの累積消費カウント値を、ＲＡＭ１５０ｂ内に記憶している所定の閾値とを比較して、前者が後者を上回った場合に、その色についての濃度調整制御を行うようになっている。

図６は、制御部１５０によって実施される濃度調整タイミング決定処理の制御フローの一例を示すフローチャートである。この濃度調整タイミング決定処理では、まず、データ入力ポート（７０）によってプリントアウト用の画像情報が取得されるまで待機される（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。そして、画像情報が取得されると（Ｓ１でＹ）、その画像情報（画像面積率又は出力画素数）に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー消費理論値Ｃｙ，Ｃｍ，Ｃｃ，Ｃｋがそれぞれ算出される（Ｓ２）。次いで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ累積消費カウント値Ａｙ，Ａｍ，Ａｃ，Ａｋが、それぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー消費理論値Ｃｙ，Ｃｍ，Ｃｃ，Ｃｋの加算によって更新される（Ｓ３〜Ｓ６）。この後、Ｙ累積消費カウント値Ａｙについて、予め定められた閾値を上回っているか否かが判断される（Ｓ７）。そして、上回っている場合には（Ｓ７でＹ）、制御パラメータであるＦｌａｇＹがセットされた後（Ｓ８）、Ｙ累積消費カウント値Ａｙがゼロにリセットされる（Ｓ９）。このＦｌａｇＹがセットされることにより、Ｙ用のトナー濃度調整処理の次回実施タイミングが決定されるが、これについては後に詳述する。

一方、上記Ｓ７の処理にて、Ｙ累積消費カウント値Ａｙが閾値を上回っていないと判断されると（Ｓ７でＮ）、上述したＳ８及びＳ９の処理が省略される。この省略の後、あるいは、これらＳ８及びＳ９が実行された後に実施されるＳ１０以降の処理においては、Ｍ，Ｃ，Ｋについて、ＹにおけるＳ７〜Ｓ９と同様の処理が順次行われる。以上の濃度調整タイミング決定処理においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ累積消費カウント値Ａｙ，Ａｍ，Ａｃ，Ａｋが閾値を上回った場合に、ＦｌａｇＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋがセットされる。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー濃度調整処理の実施タイミングが、それぞれ個別に決定される。

図７は、濃度調整処理を実行するための制御フローの一例を示すフローチャートである。この処理では、まず、ＦｌａｇＹについて、セット中であるか否かが判断される（Ｓ１）。先に図６に示した濃度調整タイミング決定処理にて、Ｙ累積消費カウント値Ａｙが閾値を上回った場合には、このＦｌａｇＹがセットされている。ＦｌａｇＹがセットされている場合には（Ｓ１でＹ）、次に、基準トナー像の形成が可能であるか否かが判断される（Ｓ２）。このとき、１枚だけのプリントジョブの場合には、プリントジョブ終了直後に、基準トナー像の形成が可能であると判断される。また、複数の転写紙に対してトナー像を順次プリントアウトしていく連続プリント動作（連続画像形成動作）の場合には、Ｙ用の感光体（１１Ｙ）の紙間対応領域が光書込位置に進入した時点で、基準トナー像の形成が可能であると判断される。この紙間対応領域とは、連続して通紙される複数の転写紙における先行する転写紙と後続の転写紙との間に対応する感光体領域のことである。連続プリント動作においては、紙搬送ベルト（６０）のおもて面における紙間領域に基準トナー像を転写する必要があるため、感光体の紙間対応領域にしか基準トナー像を形成することができない。なお、紙搬送ベルト（６１）の紙間領域には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つの基準トナー像のうち、１つを形成するスペースしかない。

上記Ｓ２の処理において、基準トナー像の形成が可能であると判断されると（Ｓ２でＹ）、Ｙ用濃度調整処理が行われる（Ｓ３）。これにより、Ｙ基準トナー像が形成された後、これに対するトナー付着量に基づいて、Ｙトナー濃度が調整される。そして、Ｙ用濃度調整処理が終了すると、ＦｌａｇＹが解除された後、Ｓ５以降の処理が実行され、Ｍ，Ｃ，Ｋについて、ＹにおけるＳ１〜Ｓ４と同様の処理が行われる。

なお、連続プリント動作において、４つのＦｌａｇ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、２つ以上が偶然にほぼ同時にセットされた場合には、それらのうちで最も先行する色の基準トナー像だけが紙搬送ベルト（６０）の紙間領域に形成され、その他の色の基準トナー像は、後続の紙間領域に順次形成される。例えば、ＦｌａｇＭとＦｌａｇＫとがほぼ同時にセットされた場合には、まず、Ｓ７のＭ用濃度調整処理において、Ｍ基準トナー像が紙搬送ベルトの紙間領域に形成される。この後、紙搬送ベルトの次の紙間領域に対して、Ｓ１５のＫ用濃度調整処理において、Ｋ基準トナー像が形成される。

このように、連続プリント動作においては、２色以上の濃度調整制御がほぼ同時に必要になった場合には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという順序の中で、最も先行する色の濃度調整制御が優先して行われる。すると、順序の遅いの色については、濃度調整制御の実施がどうしても遅れてしまう。そこで、本プリンタにおいては、連続プリント動作を実施する際には、そのジョブの開始に先立って、各色についてそれぞれ、累積消費カウント値にかかわらず、それをゼロにリセットした後、濃度調整処理を実施するようになっている。このようにすることで、連続プリント動作中で２色以上の濃度調整制御がほぼ同時に必要になるといった事態の発生を抑えることができる。

これまで、画像形成剤として、トナー及び磁性キャリアを含有する乾式現像剤を用いて画像を形成するプリンタに本発明を適用した例について説明したが、次のような画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。即ち、画像形成剤として、トナー及び液体キャリアを含有する液体現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置である。また、電子写真方式ではなく、直接記録方式によって画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。この直接記録方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を記録体や中間記録体に直接付着させて画素像を形成することで、記録体や中間記録体に対してトナー像を直接形成する方式である。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、剤収容手段として、互いにトナーの色が異なる複数種類の現像剤をそれぞれ個別に収容する４つの現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを設け、これらに対してそれぞれ対応する色のトナーを個別に補給させるようにトナー補給手段（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプと制御部との組合せ）を構成している。そして、複数種類の現像剤により、各色毎の画像情報に基づいた互いに色の異なる複数の単色トナー像をそれぞれ個別に像担持体たる感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに形成させ、且つ互いに色の異なるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像をそれぞれ個別に形成させるようにトナー像形成手段を構成している。また、各感光体に形成された単色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を記録体たる転写紙Ｐに重ね合わせて転写するように転写手段たる転写ユニット７を構成している。更には、各色毎の画像情報に基づいて濃度調整制御の実施タイミングを各色毎にそれぞれ個別に決定させるように制御手段たる制御部１５０を構成している。かかる構成では、各色について、濃度調整制御の実施タイミングをそれぞれ個別に定して、それぞれ適切なタイミングで濃度調整制御を実施することが可能なので、各色についてそれぞれ、画像濃度の過不足の発生をより抑えつつ、基準トナー像の形成頻度を必要以上に高めることによる無駄なトナー消費やベルトクリーニング装置７０の劣化を回避することができる。更には、各色の画像濃度の過不足を抑えることで、カラー画像の色合いの乱れを抑えることもできる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、複数の転写紙Ｐに対して所定の時間間隔でトナー像を連続的に形成する連続画像形成動作たる連続プリント動作を行うにあたっては、１枚目の転写紙に対応するトナー像の形成に先立って、各色の濃度調整制御を実施させるように制御部１５０を構成している。かかる構成では、上述したように、連続プリント動作中で２色以上の濃度調整制御がほぼ同時に必要になるといった事態の発生を抑えて、連続プリント動作中における濃度調整制御の遅れによる画像濃度の過不足の発生を抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいて、画像情報に基づいてトナー像の画像面積率を算出させ、算出結果の累積値に基づいて濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように制御部１５０を構成した場合には、画像面積率の累積カウント値に基づいて、濃度調整制御の適切な実施タイミングを求めることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいて、画像情報に基づいてトナー像に対する出力画素数を算出させ、算出結果の累積値に基づいて濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように制御部１５０を構成した場合には、出力画素数の累積カウント値に基づいて、濃度調整制御の適切な実施タイミングを求めることができる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。 同プリンタにおけるＹ用のトナー像形成部の概略構成を示す拡大図。 同プリンタの転写ユニットを４つの感光体とともに示す拡大構成図。 同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。 同転写ユニットを示す斜視図。 同プリンタの制御部によって実施される濃度調整タイミング決定処理の制御フローの一例を示すフローチャート。 同制御部によって実施される、濃度調整処理を実行するための制御フローの一例を示すフローチャート。

符号の説明

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ トナー像形成部（トナー像形成手段）
７ 転写ユニット（転写手段）
２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 現像装置（剤収容手段）
２７Ｙ 粉体ポンプ（トナー補給手段）
６９ トナー付着量センサ（トナー付着量検知手段）
７０ データ入力ポート（画像情報取得手段）
１５０ 制御部（制御手段）

Claims (5)

1. 画像情報を取得する画像情報取得手段と、トナー及びキャリアを含有する画像形成剤を収容する剤収容手段と、該画像情報取得手段によって取得された画像情報に基づいたトナー像や、予め定められた画素パターンからなる基準トナー像を、該剤収容手段内の画像形成剤によって像担持体の表面に形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該剤収容手段内にトナーを補給するトナー補給手段と、該基準トナー像に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、所定のタイミングで該トナー像形成手段の駆動を制御して該基準トナー像を形成させた後、該トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて該トナー補給手段の駆動量を調整して該画像形成剤のトナー濃度を調整する濃度調整制御を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
   上記画像情報に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記剤収容手段として、互いにトナーの色が異なる複数種類の画像形成剤をそれぞれ個別に収容する複数のものを設け、
   これら剤収容手段に対してそれぞれ対応する色のトナーを個別に補給させるように上記トナー補給手段を構成し、
   上記複数種類の画像形成剤により、各色毎の上記画像情報に基づいた互いに色の異なる複数の単色トナー像をそれぞれ個別に上記像担持体に形成させ、且つ互いに色の異なる複数の上記基準トナー像をそれぞれ個別に上記像担持体に形成させるように上記トナー像形成手段を構成し、
   該像担持体上に形成された単色トナー像を記録体に重ね合わせて転写するように上記転写手段を構成し、
   各色毎の上記画像情報に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを各色毎にそれぞれ個別に決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   複数の記録体に対して所定の時間間隔で上記トナー像を連続的に形成する連続画像形成動作を行うにあたっては、１つ目の記録体に対応するトナー像の形成に先立って上記濃度調整制御を実施させるように上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記画像情報に基づいて上記トナー像の画像面積率を算出させ、算出結果の累積値に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記画像情報に基づいて上記トナー像に対する出力画素数を算出させ、算出結果の累積値に基づいて上記濃度調整制御の実施タイミングを決定させるように上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。

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