JP2007101884A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像器の切り替え動作時に発生する振動やセンサのトナー汚れに起因した制御用トナー像のセンサによる読み取り精度のばらつきや低下がなく、プロセス制御動作の所要時間を確実に短縮することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 制御計測用トナー像としてのパッチを形成する際における現像装置の１つの現像器による現像が終了した時点から次の異なる現像器に切り替えてその切替え動作による振動が減衰した状態になる時点までに要する切替実行時間をＢ１とし、そのパッチについての現像装置による現像が終了した時点からセンサによる読み取りが開始される時点までに要する読取開始所要時間をＤとした場合、パッチを読み取るセンサを「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たす位置に配置するとともに、その切替実行時間Ｂ１を要する現像装置の切り替えをパッチの現像が終了した直後に開始するように設定した。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナー（乾式現像剤）からなるカラー画像を形成することが可能なプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に関するものであり、特に、複数の色のトナーを収容する現像器が回転支持体に保持されて回転移動により切り替えながら使用される現像装置を有し、画像形成時のプロセス条件を制御する機能を備えた画像形成装置の改良に関するものである。

上記カラー画像を形成できる画像形成装置としては、電子写真方式等を利用するものがある。具体的には、例えば、１つの感光ドラムを用い、その感光ドラムを一様に帯電した後にその帯電面に画像情報に基づく所定の色成分の静電潜像を露光により順次形成し、それら各静電潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の所定の色のトナーを用いて現像して各色成分のトナー像をそれぞれ形成する。続いて、その感光ドラム上に順次形成される各色成分のトナー像をベルト状等の中間転写体に重ね合わせるように転写した後、その中間転写体から記録用紙等の記録媒体に一括して転写するとともに定着させる。このようにしてトナーからなる（フル）カラー画像を帯電、露光、現像及び一次転写のサイクルを４回繰り返して行なうことで形成するように構成した、いわゆる４サイクル方式の画像形成装置が知られている。

また、この４サイクル方式の画像形成装置においては、現像装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等の所定の色のトナーを収容して現像時に供給する複数の現像器を回転フレームに搭載し、その回転フレームを所定の角度だけ回転させて現象対象となる色の現像剤が収容された現像器を感光ドラムと対向する現像位置に移動させることにより切り替えてから現像を行う、いわゆる回転切り替え式（ロータリー式）の現像装置を使用するものがある。

ところで、このような４サイクル方式のカラー画像形成装置においても、上記各色のトナー像の濃度やカラーバランスが所定の条件を満たすようにする目的で、次のような画像形成時のプロセス制御が行なわれている。

即ち、所定の時期なると、感光ドラムにイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の所定の色の制御用パッチトナー像を順次形成してから中間転写体に転写し、その中間転写体に担持されて搬送される各色のパッチトナー像（の濃度など）をセンサによって読み取り、このセンサによる検出値を画像形成プロセスに係る制御部にフィードバックして、現像装置の現像剤中におけるトナー濃度（Toner Concentration）やその現像バイアスをはじめ、感光ドラムの帯電電位や潜像形成時の露光量等に代表される画像形成プロセス条件を適正な値に調整するという制御動作が実行される。

一方、このようなプロセス制御が行なわれる４サイクル方式のカラー画像形成装置にあっては、色の異なるトナー像を形成するためには回転切替え式の現像装置を回転動作させて現像器の切り替えを行いつつ１色ごとにトナー像を形成して中間転写体に転写する動作を行なわなければならないため、その制御動作のうち特にパッチトナー像の形成と読み取りに時間がかかるという課題がある。また、その繰り返される現像器の切り替えや転写工程などにおいてトナーが装置内に飛散することによって、パッチトナー像を読み取るセンサがトナーにより汚れてしまい、その読み取り精度が低下して適正なプロセス制御を行なうのに支障となるという問題もある。

そこで、従来においても、このような課題を解決するための技術的手段が種々提案されている。

例えば、各色の濃度検出用トナー像を像担持体上に形成してその濃度を検出するときの検出に要する時間を短縮することを主な目的として、色の異なる濃度検出用トナー像を形成するための現像器切り替えタイミングを他の色の濃度検出用トナー像の形成が終了した直後とする４サイクル方式のカラー画像形成装置が提案されている（特許文献１）。この画像形成装置では、実際に画像信号がオフになったことを検出した後に現像器切り替え信号が出力されて使用する現像器が切り替えられるとされている（段落００１７〜００１８）。

また、濃度・諧調制御に要する時間を短縮することを主な目的として、濃度検知用トナー像を感光体、中間転写体等の担持体の１回転期間内において複数色のトナー像を形成するように画像形成部を制御するようにした４サイクル方式のカラー画像形成装置が提案されている（特許文献２）。この画像形成装置では、４色の濃度検知用トナー像を形成する場合、そのトナー像の画像パターンを通常の画像の最大長よりも短く設定し、各色の画像露光と現像を行なった後に現像装置の支持体を回転させて次の色の現像器に切り替えるようにすることにより、例えば、従来はその４色分のトナー像の形成のために転写ベルトの４回転周期分必要であったのに対し、２回転分で済み制御に要する時間が短縮されるとされている（段落００２３〜００２９など）。

さらに、飛散したトナーによるセンサの汚れを防止することを主な目的として、中間転写ベルトに形成される検知用トナー像の光学濃度を検知するセンサ（濃度検知手段）を位置検知手段とともに中間転写ベルトの裏面側にある接触部材（ベルト支持ローラなど）に対向するように配置した４サイクル方式のカラー画像形成装置が提案されている（特許文献３）。この画像形成装置では、濃度検知をするセンサを中間転写ベルトの駆動ローラが接触しているベルト外周側の位置に設置し、しかも、中間転写ベルトの移動により発生する気流や排気ファンにより発生する気流がセンサの近傍を通過して流れるようにしているので、装置内で飛散したトナーによりセンサが汚れることがないとされている（段落００２１〜００２４など）。

特開平１０−１１７９７６号公報 特開２００４−９４２１２号公報 特開２００４−１１７９７６号公報

しかしながら、この提案による各画像形成装置においても、次のような課題がある。

即ち、特許文献１で提案される画像形成装置においては、現像器を切り替える前に形成した濃度検出用トナー像のセンサによる読み取りと現像器切り替え動作との時間的関係が不明であり、その読み取り中に現像器切り替えが行なわれる場合には、その切り替え動作時に発生する振動の影響を受けて読み取りが正常にできないおそれがある。

また、引用文献２で提案される画像形成装置においても、前記特許文献１の画像形成装置の場合と同様に、現像器の切り替え前に形成した濃度検出用トナー像のセンサによる読み取りと現像器切り替え動作との時間的関係が不明であり、その読み取り中に支持対の回転による現像器切り替えが行なわれる場合には、その切り替え動作時に発生する振動の影響を受けて読み取りが正常にできないおそれがある。

さらに、引用文献３で提案される画像形成装置においては、単にセンサを中間転写ベルトの裏面側にある接触部材に対向するように配置しただけではその位置が現像装置や転写位置に対してどのような位置関係になるのかが不明であり、場合によっては飛散トナーによるセンサ汚れが発生するおそれがある。また、この装置においても、引用文献１，２による装置の場合と同様に、現像器の切り替え前に形成した濃度検出用トナー像のセンサによる読み取りと現像器切り替え動作との時間的関係が不明であるため、その切り替え動作時に発生する振動の影響を受けて読み取りが正常にできないおそれがある。

以上のように、従来のプロセス制御を行なう４サイクル方式の画像形成装置では、現像器の切り替え動作時に発生する振動の影響を受けて読み取りが正常になされないおそれがなく、しかも濃度検出用トナー像を読み取るセンサがトナーで汚れることでその読み取りが正常になされないおそれもなく、プロセス制御に要する時間を確実に短縮することができるとは言いがたいものであった。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、現像器の切り替え動作時に発生する振動やセンサのトナー汚れに起因した制御用トナー像のセンサによる読み取り精度のばらつきや低下がなく、プロセス制御動作の所要時間を確実に短縮することができる画像形成装置を提供するものである。

本発明の画像形成装置は、回転する像担持体と、この像担持体に露光して静電潜像を形成する潜像露光装置と、この潜像露光装置により形成される静電潜像を現像するための所定の色の現像剤をそれぞれ収容して供給する複数の現像器を回転支持体に搭載し、その回転支持体を回転させて現象対象の色の現像剤が収容された現像器を前記像担持体と対向する現像位置に移動させることにより切り替えてから現像を行う回転切替え式の現像装置と、この現像装置による現像工程を経て形成されるトナー像を担持して搬送するように回転する中間転写体と、この中間転写体に前記像担持体上のトナー像を転写させる一次転写装置と、前記像担持体に前記潜像露光装置による露光及び前記現像装置による現像の工程を経て形成される制御計測用トナー像としてのパッチを、前記一次転写装置により前記中間転写体に転写して搬送しているときに読み取るセンサを有する画像形成装置であって、
前記パッチを形成する際における前記現像装置の１つの現像器による現像が終了した時点から次の異なる現像器に切り替えてその切替え動作による振動が減衰した状態になる時点までに要する切替実行時間をＢ１とし、そのパッチについての前記現像装置による現像が終了した時点から前記センサによる読み取りが開始される時点までに要する読取開始所要時間をＤとした場合、前記センサを「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たす位置に配置するとともに、その切替実行時間Ｂ１を要する前記現像装置の切り替えをパッチの現像が終了した直後に開始するように設定したことを特徴とするものである。

上記「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たすようにするためには、後述するように切替実行時間Ｂ１に関係する要素を変更することができなかったり、あるいは読取開始所要時間Ｄでも現像位置からセンサの読み取り位置までの経路長以外の関係する要素を変更することが難しい場合には、センサの設置位置を調整することで容易に対応することができる。切替え動作による振動が減衰した状態になる時点とは、現像装置の切替え動作が実行された際にセンサによるパッチ読み取り精度に支障となるレベルの切替え動作時の衝撃振動がなくなった時点である。例えば、現像装置の切替え動作時に切替え動作の停止タイミングから停止状態が完了した時点であり、より具体的には、現像装置の切替え用モータ（ステッピングモータなど）の駆動電流増加期間の終了時点である。

また、上記現像装置の切り替えは、パッチの現像が終了した直後に開始することがプロセス制御の所要時間の短縮化に有効であるが、この場合であっても現像装置の切替所要時間Ｂは「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たすものである。

上記画像形成装置においては、前記センサにより前記パッチを読み取る時期に、次の色のパッチを形成するための前記潜像露光装置による露光及び前記現像装置による現像の動作を開始して実行するように設定するとよい。

このように設定した場合は、先行する色のパッチの読み取りが終了した後に、次の色のパッチを形成するための潜像露光装置による露光及び現像装置による現像の動作を開始する場合に比べて、無駄な待ち時間が発生せず各色のパッチ形成及び読み取りを効率よく短時間で処理することができ、全体としてプロセス制御動作の所要時間を確実かつ大幅に短縮することが可能になる。

また、上記各画像形成装置においては、前記パッチの形成に際して前記潜像露光装置による露光を開始した時点から前記現像装置による現像が終了する時点までに要するパッチ形成所要時間をＡとし、前記センサにより当該パッチを読み取るために要する読取所要時間をＣとした場合、前記読取開始所要時間Ｄに関して先行する読取開始所要時間Ｄの終了時点から後続の読取開始所要時間Ｄの開始時間までに要する切替間隔時間Ｅが「ｋ（Ａ＋Ｃ）」という値（ｋは０＜ｋ＜１の条件からなる係数）になるよう設定するとよい。係数ｋは、可能な限り小さな値であることが好ましく、パッチの大きさ（回転方向又は副走査方向の長さ）にもよるが、０．５〜０．７の範囲に設定することが好ましい。

このように設定した場合は、（先行する色の）パッチのセンサ読み取り動作と（次の色の）パッチの形成動作を同時に行なう時間帯ができるので、無駄な待ち時間を少なくして各色のパッチ形成及び読み取りを効率よく短時間で処理することができ、プロセス制御動作の所要時間を確実かつ大幅に短縮することが可能になる。

また、上記切替間隔時間Ｅについて特定した画像形成装置においては、前記中間転写体の１回転に要する回転所要時間をＬｔ、前記パッチ形成所要時間をＡ、前記読取所要時間をＣ、前記読取開始所要時間をＤ、０＜ｋ＜１の条件からなる係数をｋとした場合、前記パッチとして４色のものを形成するとともにその全色のパッチを読み取るまでに要するプロセス所要時間Ｔが、Ｔ＝Ａ＋４Ｄ＋３（ｋ（Ａ＋Ｃ））＋Ｃとして表わされ、かつ「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件を満たすように設定するとよい。

このように設定した場合は、４色のパッチを使用してプロセス制御を行なった場合のプロセス所要時間（Ｔ）を中間転写体の２回転分の所要時間（２・Ｌｔ）よりも少ない時間におさめることになるため、そのプロセス所要時間の確実で大幅な短縮が可能になる。しかも、この場合は、前記「Ｄ＞Ｂ１」との条件も満たすようになっており、現像装置の切り替え中にパッチのセンサ読み取りを行なうことがないため、パッチの読み取りをばらつきがなく精度よく行なうことも確保できる。

さらに、上記各画像形成装置においては、前記パッチの一次転写中に前記現像装置の回転切替え動作を開始するように設定してもよい。

このように設定した場合は、例えばパッチの一次転写が終了した後に現像装置の回転切替え動作を開始するように設置した場合に比べて、その切り替え動作を早めに開始することができるため、その分、パッチの読み取り動作と次の色のパッチの形成動作を早めに開始することが可能になり、プロセス制御の所要時間を大幅に短縮することができる。

また、パッチの一次転写中に現像装置の回転切替え動作を開始する上記画像形成装置においては、前記中間転写体が弾性を有する無端状の中間転写ベルトであり、かつ、その中間転写ベルトを前記像担持体の像担持面に一定の区間だけ巻き付けた状態で配置するように構成するとよい。

このように構成した場合は、一次転写中に現像装置の回転切替え動作に伴う振動が発生しても、その弾性を有する中間転写ベルトによる巻き付けた状態での転写、いわゆるラップ転写が行なわれるようになっているため、当該振動による衝撃がそのベルトの弾性と巻きついた状態により吸収され、一次転写が何ら支障なく正常に行なわれる。これにより、一次転写不良を発生させるおそれもなく、前記したようにプロセス制御の所要時間を大幅に短縮することが可能になる。この点、中間転写ベルトとして比較的剛性のある（弾性に劣る）ベルトを使用し、かかる中間転写ベルトを像担持体の像担持面に対して一次転写ロール等の押圧によりわずかな量だけ接触させた状態で配置するように構成した場合には、上記回転切替時の振動が吸収されて減衰されることがなく一次転写部に伝わってトナー像の一次転写に悪影響を与えるおそれがある。

本発明の画像形成装置においては、前記関係式（Ｄ＞Ｂ１）の条件を満たすためにセンサを一次転写位置や現像装置から離れた位置に設置するようにできるため、その一次転写位置や現像装置において飛散するトナーがセンサの設置位置まで浮遊して付着することが起こりにくくなり、センサのトナーによる汚れが発生しにくくなる。

また、現像装置の切り替えがパッチの現像が終了した直後に開始されるため、従来のようにパッチの読み取りが終了するまで切り替え動作を待つ必要がなくなり、その分、次の色のパッチを形成する工程に早めに移行しやすくなり、パッチの形成に要する時間を短くすることができ、画像濃度制御の所要時間も短縮されるようになる。

従って、この画像形成装置によれば、現像器の切り替え動作時に発生する振動やセンサのトナー汚れに起因した制御用トナー像のセンサによる読み取り精度のばらつきや低下がなく、プロセス制御動作の所要時間を確実に短縮することができる。

［実施の形態１］
図２は、この発明の実施の形態１に係る画像形成装置としての４サイクル方式のフルカラープリンタを示す。

＜プリンタ全体の基本的な構成及び動作＞
図２において、１はフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体１の内部には、そのほぼ中央の上方側に、像担持体としての感光ドラム２が配設されている。この感光ドラム２としては、例えば、表面に有機感光材料等の感光層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しない駆動手段により矢印方向に沿って約１６０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動されるように構成されている。

上記感光ドラム２の表面は、当該感光ドラム２の真下近傍に配置された帯電手段としての帯電ロール３によって所定の電位に一様に帯電された後、感光ドラム２の直下の離れた位置に配置された潜像露光手段としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner）４によってレーザービーム（ＬＢ）が照射されて露光されることにより、画像情報に応じた静電潜像が形成される。この通常のトナー像形成における各色の静電潜像の形成は、後述する中間転写ベルト（６）に形成されている基準マークを検出したタイミングで開始される。このように感光ドラム２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを周方向に沿って配置したロータリー式の現像装置５によって現像され、所定の色のトナー像となる。現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用するものであり、そのトナーとしてマイナス極性に帯電する特性のトナーを用いている。

ロータリー式の現像装置５は、図２に示すように、４つの現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが回転軸５１を中心にして回転駆動する円筒状の回転フレーム（ロータリー）５２の周方向に沿って互いに９０度の角度を成すような位置に搭載されている。回転フレーム５２は、図示しない駆動手段により所定の速度で回転するとともに、その回転位置が当該回転フレーム５２に設けられた図示しないスリットの位置の検出により把握される。

また、現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはいずれも、現像剤収容部を有するハウジングの開口部に回転駆動する現像ロール５３が配置されているともに、その現像ロール５３の後方側に位置する現像剤収容部にオーガ等の回転攪拌部材５４が設置されている。その回転攪拌部材５４は、二成分現像剤のトナーとキャリアを現像剤収容部内で攪拌しながら現像ロール５３を通過させるように一定の方向に循環搬送する。現像ロール５３は、図示しない駆動手段により回転させられるとともに回転攪拌部材５４で攪拌された状態のトナー（現像剤）をロール表面に磁力等の作用により担持するように構成されており、また、感光ドラム２との間で現像電界を形成するための所定の現像バイアスが印加されている。

そして、この現像装置５は、現像工程になると、その現像対象となる色の現像剤を収容する現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが回転フレーム５２の回転により移動させられ、その現像ロール５３が感光ドラム２と対向する現像位置に停止した状態にされる。しかる後、現像位置に移動させられた現像器５は、現像ロール５３を回転させることにより現像器内で攪拌された状態のトナーを現像位置まで搬送して供給し、そのトナーを感光ドラム２上に形成された静電潜像部分に選択的に付着させることにより当該静電潜像を所望の色のトナーによって現像する。

また、ロータリー式の現像装置５は、その回転フレーム５２に各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにそれぞれ隣接するような状態でトナーカートリッジ５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋが装着されている。この各トナーカートリッジ５６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、対応する現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと個別のトナー補給送出機構５７を介してそれぞれ接続されており、その各トナー補給送出機構５７を所定のタイミングで所定の時間だけそれぞれ駆動させることにより各カートリッジ５６内に収容される４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のいずれかの色のトナー（キャリアを含むものであってもよい）を送り出して各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの現像剤収容部内に補給するようになっている。

上記感光ドラム２の表面には、形成するトナー像の色成分ごとに帯電ロール３による帯電工程、ＲＯＳ４による露光工程及び現像装置５による現像工程が所定回数だけ繰り返されることにより、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応したトナー像が順次形成される。特に現像工程においては、ロータリー方式の現像装置５における現像対象となる色のトナーが収容されている現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ（の現像ロール５３）が、回転フレーム５２の所定角度の回転駆動により感光ドラム２と対向する現像位置まで移動させられて切り替えられ動作がある。例えばフルカラーの画像を形成する場合は、帯電・露光・現像の各工程がイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応して４回繰り返され、これにより感光ドラム２の表面に上記各色のトナー像が順次形成されることになる。

この感光ドラム２上に順次形成された各色のトナー像は、感光ドラム２の外周に中間転写体としての中間転写ベルト６の一部が巻き付けられた一次転写ニップ部Ｎ１において、所定の転写バイアスが印加される一次転写手段としての一次転写ロール７による静電的作用を主に受けて、その中間転写ベルト６上に重ね合わされるような状態で一次転写される。この中間転写ベルト６上に多重に転写されたトナー像は、プラス極性の転写バイアスが印加される二次転写手段としての二次転写ロール８による静電的作用を主に受けて、所定のタイミングで給紙される記録用紙９上に二次転写位置Ｎ２において一括して二次転写される。

記録用紙９は、プリンタ本体１の下部に配置された給紙カセット１１からフィードロール１２によって取り出されるとともに、そのフィードロール１２と当接するリタードロール１３との間において１枚ずつ捌かれた状態で送り出される。その後、記録用紙９は、搬送ロール１４などが配置された用紙搬送路１５を通してレジストロール１６まで送られ、そのレジストロール１６によって中間転写ベルト６上に転写されたトナー像と同期した状態で中間転写ベルト６の二次転写位置Ｎ２へと送り出されるようにして搬送される。

上記トナー像の一次転写工程が終了した後の感光ドラム２の表面は、そのドラム２が１回転する毎に、感光体ドラム２の斜め下方に配置されたクリーニング装置１７のクリーニングブレード１７ａによって残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。

上記中間転写ベルト６は、複数のロールによって張架されており、所定のプロセススピード（約１６０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように感光体ドラム２の回転に伴って反時計回りの方向に従動回転されるようになっている。中間転写ベルト６は、クロロプレンゴムやＥＰＤＭ等のゴム材料からなる弾性体によって伸縮可能な無端ベルト状に形成されている。

この中間転写ベルト６は、感光ドラム２の一次転写ニップ部Ｎ１を含む一定の区間において巻きついた状態で回転走行するラップ転写を実現しており、具体的には、前記一次転写ロール７に加えて、この一次転写ロール７よりも感光ドラム２の回動方向の上流側の位置でラップ領域の始点位置を特定するラップインロール１８と、一次転写ロール７よりも感光ドラム２の回動方向の下流側の位置でラップ領域の終点位置を特定するラップアウトロール１９によって感光ドラム２の周面に一時的に接触した状態で通過するように支持されている。この他、中間転写ベルト６は、第１のアイドラーロール２０と、二次転写ロール８に中間転写ベルト６を介して当接するバックアップロール２１と、第２のアイドラーロール２２と、クリーニングバックアップロール２３とによって所定の張力で張架されている。

また、中間転写ベルト６は、上記の如く複数のロール７、１８〜２３によって張架されているが、この実施の形態では、そのベルトの張架された全体形状がほぼ直角三角形状となるように配設されている。一次転写ニップ部Ｎ１を含むラップ転写部は、そのほぼ直角三角形状となるように配設された中間転写ベルト６の斜辺に相当する部分に位置し、中間転写ベルト６の第２のアイドラーロール２２で支持される１つの頂点となる部位に近寄った配置されている。

さらに、中間転写ベルト６の第２のアイドラーロール２２で支持されている外周面付近には、二次転写後の残留トナーを除去するため、そのアイドラーロール２２によって張架された中間転写ベルト６の表面に当接するように配置されたスクレーパー２４ａと、クリーニングバックアップロール２３によって張架された中間転写ベルト６の表面に接触するように配置されたトナー帯電部材としてのトナー帯電ブラシ２４ｂとを備えたベルトクリーニング装置２４が設置されている。

ちなみに、上記二次転写ロール８は、中間転写ベルト６の表面に二次転写の工程が行なわれる時期のみ当接し、それ以外の時期はベルト表面から離間した位置に退避するように設けられている。また、クリーニング装置２４も、最終色のトナー像の露光が終了するまでは、そのスクレーパー２４ａ及びトナー帯電ブラシ２４ｂが中間転写ベルト６の表面から離間した位置に退避しており、最終色のトナー像の露光が終了すると中間転写ベルト６の表面に当接するように設けられている。

中間転写ベルト６からトナー像が転写された記録用紙９は、図２に示すように、プリンタ本体１の右端の上部に配置された定着装置３０へと搬送され、この定着装置３０の加熱ロール３１及び加圧ロール３２等の間を通過する際に加熱及び圧力されることによりトナー像が溶融された後に記録用紙９に定着される。この定着処理後の記録用紙９は、排出ロール３３によってプリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ３５上にそのまま排出される。

以上により、このプリンタによる記録用紙９へのトナーからなる単色又は多色の画像の基本的な形成が終了する。

＜トナー濃度制御と画像濃度制御に関する構成など＞
また、このプリンタは、次のようなトナー濃度制御と画像濃度制御が行なわれるように構成されている。

トナー濃度制御は、現像工程によりトナーが消費されて減少する現像装置５の各現像器５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対して形成する画像（トナー像）の画像密度に応じて各トナーカートリッジ５６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）から新たなトナーを所定量ずつ補給することにより現像装置５内における現像剤のトナー濃度（ＴＣ）を許容レベルに保つように制御するものである。一方、画像濃度制御は、所定の時期に濃度計測用トナー像としてのパッチを感光ドラム２に帯電・露光・現像の各工程を経て形成し、そのパッチを中間転写ベルト６に転写した後にそのベルトの周囲に配置した光学濃度センサ２６によってそのパッチの濃度を計測し、その計測値に応じて上記トナー濃度制御におけるトナー補給量を適宜調整するように制御するものである。

この実施の形態におけるトナー濃度制御は、図１に示すように、トナー濃度制御部６０により実行されるようになっている。具体的には、トナー濃度制御部６０では、画像処理部４０から形成される各画像（記録用紙９の１ページ分に形成される色成分）ごとの画像密度（ピクセル値）の情報を入手し、その画像密度に応じて予め設定されているトナー補給量（モータの駆動時間など）を決定した後、そのトナー補給量に相応する駆動信号を所定のトナー補給駆動モータ６１に送信するようになっている。

このようなトナー濃度制御部６０による制御動作が行なわれることにより、トナー補給駆動モータ６１がトナー補給量に従って所定の時間だけ駆動してトナー補給送出機構５７を作動させるため、現像装置５の各現像器５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）には、各トナーカートリッジ５６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）から新たなトナーがトナー補給送出機構５７を通して所定量ずつ送られて補給される。この結果、各現像器５内に収容されている二成分現像剤のトナー濃度は、許容レベルに保たれることになる。

また、画像濃度制御は、図１に示すように、画像濃度制御部７０により実行されるようになっている。

具体的には、画像濃度制御部７０は、その制御動作の設定時期が到来すると、まず、図３に示すように、感光ドラム２に濃度計測用トナー像としての各色パッチ７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋを帯電・露光・現像の各工程を経て順次形成し、その各パッチ７１を中間転写ベルト６にそれぞれ一次転写する。パッチ７１は、例えば、その１つが約１６．５ｍｍ四方（約２７０ｍｍ²）サイズの平面形状からなるトナー像として形成されるものであり、画像濃度が１００％のベタ画像からなる１つのパッチと画像濃度がそれぞれ５０％、３０％のハーフトーン（網点）画像からなる２つのパッチを各色ごとに個別に形成される。

このようなパッチ７１の形成に際しては、トナー濃度制御部７０から画像処理部４０にパッチ形成の指令が送信され、その画像処理部４０内に記憶されているパッチ画像の画像信号がＲＯＳ制御部４４に送られることにより、ＲＯＳ４が各パッチに応じた露光を行なって感光ドラム２上にパッチの静電潜像を形成することになる。また、各色のパッチ７１の現像は、現像装置の制御部５５から回転フレーム駆動モータ５８に現像器切替え（回転駆動）信号が送られることにより、現像装置５の回転フレーム５２が回転して所定の現像器５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を現像位置に移動させて切り替えるとともに、その切り替えた後又はその切り替え途上でその制御部５５から現像器駆動モータ５９に駆動信号が送られることにより、現像位置に移動させられた現像器５における現像ロール５３等が回転駆動し始めることで行なわれる。

続いて、このように形成されたパッチ７１は、図１に示すように、中間転写ベルト６に転写されて搬送される際に、そのベルト６の周辺に配置される光学式の濃度センサ２６により読み取られ、その結果がパッチ濃度の算出部７１に送られて各パッチ７１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の濃度が算出される。しかる後、そのパッチ濃度の情報が画像濃度制御部７０に送られると、トナー濃度制御部７０においてパッチ濃度を予め設定されている目標濃度値と対比して必要に応じてトナー濃度制御部６０におけるトナー補給量の設定値を適宜調整するようになっている。

この実施の形態では、濃度センサ２６を中間転写ベルト６の第１のアイドラーロール２０で支持されている外周面付近に設置している。また、濃度センサ２６としては、例えばＬＥＤ等からなる発光素子と、その発光素子からの照射光が中間転写ベルト６上のパッチ７１で拡散反射する光成分を受光するフォトダイオード等からなる受光素子とを備えた反射型のフォトセンサが使用されている。

また、濃度センサ２６によるパッチ７１の濃度読み取りとパッチ濃度算出部７１による濃度算出は、センサ２６の精度変動や中間転写ベルト６表面の反射率変動等を考慮して補正するため、パッチ７１の計測値をパッチのない中間転写ベルト６の表面の計測値で除した値を濃度値として得るようにしている。画像濃度制御部７０では、このようにして得た濃度値を予め設定している目標濃度値と対比し、パッチ濃度の方が目標濃度値よりも濃い場合にはトナー補給量の設定値を小さくするように補正し、反対にパッチ濃度の方が目標濃度値よりも薄い場合にはトナー補給量の設定値を大きくするように補正する。

このような画像濃度制御部７０による制御動作が行なわれることにより、トナー濃度制御部６０による画像密度に応じたトナー補給のみでは誤差が生じていたものが、パッチ濃度の計測結果に応じてトナー補給量の設定値がより適正な値に調整されるようになる。この結果、各現像器５内に収容されている二成分現像剤のトナー濃度は、より安定して許容レベルに保たれることになる。なお、この画像濃度制御部７０による制御動作は、主に、画像形成する記録用紙９の累積枚数が規定枚数に達した時点で行なわれる。

ところで、従来の４サイクル方式のプリンタでは、一般に上記した画像濃度制御動作が図６及び図７に（便宜上、時間的に前後分割して）示すような順番やタイミングで行なわれており、このため、既述したように特に各色のパッチトナー像の形成とその読み取りに時間がかかるという課題や、そのパッチを読み取るセンサがトナーにより汚れて読み取り精度が低下し適正な制御を行なうのに支障となるという問題などがあった。

図６及び図７に示す従来の画像濃度制御動作は、前記したような寸法形状からなる４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のパッチ（patch）７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋを形成するとともにそれらをセンサで読み取るために、少なくとも中間転写ベルト６の３回転（３周）分を超える時間（ベルト１回転に要する時間をＬｔとすれば「３Ｌｔ以上」の時間）を要していた。これは、１色のパッチ７１を形成した後、それを濃度センサ２６で読み取り、しかる後、現像装置５の現像器を次の色の現像器に回転切り替えを行うことにしていたため、その現像器に回転切り替えはパッチのセンサ読み取りが行なわれている間はその切り替え時の振動による読み取り精度の低下を回避するため待たなければならず、また、次の色のパッチ形成は現像器の切り替えが終了した後でないと開始できないことから、全体として時間がかかっていた。

＜濃度センサの設置位置と現像装置の切り替え開始時期に関する構成など＞
そこで、この実施の形態１に係る４サイクル方式のプリンタでは、従来のプリンタにおける問題点を解消するため、図４や図５に示すように、濃度センサ２６の設置位置を特定するとともに現像装置５の切り替えの開始時期を特定した。

はじめに、濃度センサ２６の設置位置については、パッチ７１を形成する際における現像装置５の１つの現像器（例えば５Ｋとする）による現像が終了した時点から次の異なる現像器（５Ｙ）に切り替えてその切替え動作による振動が減衰した状態になる時点までに要する切替実行時間をＢ１とし、そのパッチ７１についての現像装置５による現像が終了した時点から濃度センサ２６による読み取りが開始される時点までに要する読取開始所要時間をＤとした場合、濃度センサ２６を「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たす位置に配置するようにした。

ここで、切替実行時間Ｂ１は、先行する色のパッチの現像が終了してから次の色の現像器に切り替えてその切替え動作による衝撃振動が減衰した状態（回転フレーム５２が回転動作を開始して停止した後の衝撃振動が減衰した状態）になる時点までに要する時間であるから、厳密には以下のような各所要時間を合計した時間となる。即ち、切替実行時間Ｂ１は、図５に示すように、先行する色のパッチの現像終了時点から回転フレーム５２が回転し始めるまでに要する回転開始所要時間Ｂａと、現像装置５の各現像器５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の回転フレーム５２が９０°回転するために要する回転所要時間Ｂｂと、回転フレーム５２が回転を停止した後の衝撃振動が減衰するまでに要する減衰所要時間Ｂｃを合計した時間となる（Ｂ１＝Ｂａ＋Ｂｂ＋Ｂｃ）。

上記回転開始所要時間Ｂａは、図５において、先行する色のパッチの現像終了時点と同時に現像装置切替え駆動用のステッピングモータの電流値を平常時よりもアップさせた後に現像器切替えのステッピングモータ回転パルス信号を発振させるまでに要する時間であり、この例では１００ｍｓｅｃ（ｍ秒）に設定している。また、上記回転所要時間Ｂｂは、現像器切替えのステッピングモータ回転パルス信号を発振している間の時間であり、この例では４５０ｍｓｅｃに設定している。さらに、上記減衰所要時間Ｂｃは、現像器切替えのステッピングモータ回転パルス信号の発振を終了させて回転フレーム５２の回転動作が停止した時点からその回転停止により発生する衝撃振動が減衰するまでの時間であり、この例では、現像器切替えのステッピングモータ回転パルス信号の発振を終了させた時点から現像装置切替え駆動用のステッピングモータの電流値アップを停止させたまでの時間とし、２００ｍｓｅｃに設定している。従って、この例における切替実行時間Ｂ１はＢ１＝７５０ｍｓｅｃとなる。

ちなみに、図５において示す「切替所要時間Ｂ２」は、上記切替実行時間Ｂ１に対して現像装置の現像ロールの駆動モータの回転が安定するまでに要する時間Ｂｄを加えた時間であり、これは、先行する色のパッチの現像終了時点から次の色のパッチの現像に使用する現像器が現像可能な状態になるまでの所要時間とも言える。この例では、切替所要時間Ｂｄを２５０ｍｓｅｃに設定している。

一方、読取開始所要時間Ｄは、図４に示すように、感光ドラム２上の現像位置Ｐ１から一次転写位置（一次転写ロール７の当接位置）Ｎ１までのドラム上移動距離Ｌ１と一次転写位置Ｎ１から濃度センサ２６の読取開始位置Ｐ２までのベルト上移動距離Ｌ２の合計移動距離（Ｌ１＋Ｌ２）からパッチの１色当たりの形成領域長さＬ３を引いた距離を、感光ドラム２（及び中間転写ベルト６）の回転速度Ｓ１（本例では同一である）で割った時間となる（Ｄ＝（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３）／Ｓ１）。この例では、Ｌ１＝６１ｍｍ、Ｌ２＝１６６ｍｍ、Ｌ３＝７７ｍｍ、Ｓ１＝１６０ｍｍ／ｓｅｃと設定しているため、読取開始所要時間ＤはＤ＝１４９／１６０≒９３０ｍｓｅｃとなる。

この例では、「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たすため、濃度センサ２６の設置位置を一次転写位置Ｎ１から遠い位置に設定することで対処している。この例では、前述したように切替実行時間Ｂ１がＢ１＝７５０ｍｓｅｃであるため、濃度センサ２６の設置位置を上記したような位置に設定することで読取開始所要時間Ｄを上記したような約９３０ｍｓｅｃの時間にし、その結果として「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たすように対処している。このときの濃度センサ２６の設置位置は、前述したように中間転写ベルト６の第１のアイドラーロール２０で支持されている外周面付近の位置である。

なお、上記条件式（Ｄ＞Ｂ１）を満足するためには、この他にも、次のような対応も可能である。即ち、切替実行時間Ｂ１を短縮化する対応が可能であり、例えば、前記した回転所要時間Ｂｂを短くするため回転フレーム５２の回転速度を速めたり、そのフレームの外径を小さくすることが可能である。また、読取開始所要時間Ｄを長くする対応も可能であり、たとえば、感光ドラム２や中間転写ベルト６の回転速度（Ｓ１）を遅くしたり、あるいは、感光ドラム２の径を大きくしたり、あるいは、一次転写位置Ｎ１から二次転写位置Ｎ２までの移動距離Ｌ２を長くするようにして濃度センサ２６の設置位置を更に一次転写位置Ｎ１から遠い位置に設定することが可能である。

次に、現像装置５の切り替えの開始時期については、パッチ７１の現像が終了した直後に開始するように設定した。このときの現像装置５の切り替えに要する時間は、前記した切替実行時間Ｂ１を満足するものである。

この例では、先行するパッチ７１の現像が終了した後に可及的に速やかに回転フレーム５２を回転させて切り替えを開始するように関連動作（現像切替えのステッピングモータの電流アップ動作や、そのステッピングモータの回転パルス信号の発振動作）を実行開始するように設定している。

このように構成したことにより、この実施の形態１に係る４サイクル方式のプリンタでは、まず、濃度センサ２６が一次転写位置Ｎ１や現像装置５から離れた位置に設置されるようになるため、その一次転写位置Ｎ１や現像装置５において飛散するトナーが濃度センサ２６まで浮遊して付着することが起こりにくくなり、濃度センサ２６のトナーによる汚れが発生しにくくなる。この結果、濃度センサ２６汚れに起因したパッチ７１の濃度の読み取り精度が低下して適正な制御を行なうのに支障となるという問題が防止される。

また、現像装置５の切り替えがパッチ７１の現像が終了した直後に開始されるため、従来のようにパッチの読み取りが終了するまで切り替え動作を待つ必要がなくなり、その分、次の色のパッチ７１を形成する工程に早めに移行しやすくなり、パッチの形成に要する時間を短くすることができ、画像濃度制御の所要時間も短縮されるようになる。しかも、前記条件式（Ｄ＞Ｂ１）によりパッチ７１の現像が終了した直後に現像装置５の切り替えが開始されても、その切り替え前に形成されたパッチ７１の濃度センサ２６による読み取りは当該切り替えが終了した後に行なわれることになるため、現像装置５の切り替え動作により発生する振動の影響を受けてパッチの読み取り精度が低下したりあるいはその読み取り結果がばらつくという問題が発生しなくなる。

そして、このような構成により、４色のパッチ７１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を用いて行なう画像濃度制御は、図５に示すような順番及びタイミングで行なうことが可能になる。図５に例示する画像濃度制御動作は、パッチ７１として前述したように各色当たり約１６．５ｍｍ四方（約２７０ｍｍ²）サイズの３種の画像濃度（１００％、５０％、３０％）からなるパッチトナー像を、その先頭のパッチ（画像密度１００％）先端部から最終のパッチ（画像密度３０％）後端部までの形成領域長さＬ３が７７ｍｍとなるように（図３）、ベルト周長５７９ｍｍの中間転写ベルト６に転写形成する場合のものである。

まず、黒色の３種のパッチ７１Ｋを形成するとともにそれを濃度センサ２６で読み取る。即ち、回転する感光ドラム２上にＲＯＳ４の露光により黒パッチ７１Ｋの各画像濃度に応じた静電潜像を形成した後、黒色のトナーを収容する現像器５Ｋの現像により黒色トナーからなる各画像濃度の３つの黒パッチ７１Ｋが形成される。なお、このパッチの形成前には、濃度センサ２６により中間転写ベルト６のトナー像のない表面状態の特性を読み取る動作が実行される。

この現像により感光ドラム２上に形成された３種の黒パッチ７１Ｋは、感光ドラム２の回転により一次転写位置Ｎ１まで搬送された後、一次転写ロール７により中間転写ベルト６側に順次一次転写され、しかる後ベルト６の回転により濃度センサ２６を通過するように搬送されて、濃度センサ２６により順次読み取られる。

また、上記黒パッチ７１Ｋの現像が終了した直後に、現像装置５の現像器切替えのステッピングモータの電流アップが開始され、その所定時間（Ｂａ）経過後にそのステッピングモータの回転パルス信号（黒色Ｋからイエロー色Ｙの現像器への切替え回転実行信号。「Ｋ→Ｙ」）が発振される。これにより、回転フレーム５２が約９０°分だけ回転して現像位置には黒色の現像器５Ｋに代わってイエロー色の現像器５Ｙが移動してきて停止し対向する。また、この回転フレーム５２は回転所要時間Ｂｂで回転を停止し、そのフレーム５２の回転停止により発生した衝撃振動が減衰所要時間Ｂｃで減衰する。このときの現像装置５の切り替えは、切替実行時間Ｂ１で行なわれるが、この切替実行時間Ｂ１がパッチ読取開始所要時間Ｄよりも短い関係（Ｂ１＜Ｄ）にあるため、かかる切り替え動作中には、濃度センサ２６による黒色パッチ７１Ｋの読み取りは行なわれず、かかる切り替え動作が終了した後にその読み取りが行なわれることになる。

そして、黒パッチ７１Ｋのセンサによる読み取りが行なわれている間又はその読み取りが終了した時点では、すでにイエロー色の現像器Ｙへの切り替えが終了しており、しかもその現像器Ｙの現像ロール５３も回転して現像可能な状態になっているため、引き続いて、その回転する感光ドラム２上に対してＲＯＳ４の露光によるイエローパッチ７１Ｙの静電潜像の形成と、イエロー色のトナーを収容する現像器５Ｙの現像によるイエローパッチ７１Ｙの形成を行なうことができる。なお、先の中間転写ベルト６に形成された黒パッチ７１Ｋは、退避する二次転写ロール８の二次転写位置Ｎ２を通過した後にベルトクリーニング装置２４によって除去される。

このイエローパッチ７１Ｙは、感光ドラム２から中間転写ベルト６側に一次転写された後、濃度センサ２６を通過する際に読み取られる。また、イエローパッチ７１Ｙの現像が終了した直後に、現像装置５の現像器切替えのステッピングモータの電流アップが開始され、その所定時間（Ｂａ）経過後にそのステッピングモータの回転パルス信号（イエロー色Ｙからマゼンタ色Ｍの現像器への切替え回転実行信号。「Ｙ→Ｍ」）が出されるため、回転フレーム５２が約９０°分だけ回転して現像位置にはイエロー色の現像器５Ｙに代わってマゼンタ色の現像器５Ｍが移動してきて停止し対向する。また、この際、現像器５Ｍの現像ロール５３Ｍは回転始動している。

以後同様にして、先行する色のパッチ７１の読み取り中又は読み取り終了した後に、後続の色（マゼンタ色、シアン色）の各パッチの形成と濃度センサ２６の読み取りが行なわれるとともに、現像装置５の切り替え動作（現像器５Ｍから現像器５Ｃへの切り替え）と現像ロール５３（Ｍ，Ｃ）の回転始動が行なわれる。

このようにして、このプリンタによる画像濃度制御動作は、４色のパッチ７１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を用いて行なう場合であっても、図５に示すように中間転写ベルト６の１回転の間に２色分のパッチの形成及び読み取りが可能となり、そのパッチ形成及び読み取りが効率よく短時間で行われるようになるため、その制御動作の所要時間が短縮されるようになる。また、前記した濃度センサ２６のトナー汚れが発生しにくくなることに加えて、現像装置の切り替え動作とパッチのセンサ読み取り動作が時間的に重複することがないため、パッチの読み取りにばらつきがなく精度の良い読み取りが可能になる。

＜パッチの読取時期とパッチの形成時期に関する構成など＞
また、この例では、前述したように先行する色のパッチの読み取りが行なわれている間又はその読み取りが終了した時点では、すでに次の色の現像器５への切り替えが終了しており、しかもその現像器の現像ロール５３も回転して現像可能な状態になっているため、引き続いて、次の色のパッチの静電潜像形成とその現像を行なうことができる。

そこで、図５に示すように、濃度センサ２６によりパッチ７１を読み取る時期に、次の色のパッチを形成するためのＲＯＳ４による露光及び現像装置５による現像の動作を開始して実行するように設定している。

この場合、画像濃度制御部７０は、先行する前の色のパッチの濃度センサ２６による読み取りが開始されたこと（例えばパッチ濃度算出部７１に読み取りデータの入力され始めたこと）を検知し、その検知後にＲＯＳ４の制御部４４に次の色のパッチの静電潜像形成を開始する制御信号を送るように構成される。

これにより、先行する色のパッチの読み取りが終了した後に、次の色のパッチを形成するためのＲＯＳ４による露光及び現像装置５による現像の動作を開始する場合に比べて、無駄な待ち時間が発生せず各色のパッチ形成及び読み取りを効率よく短時間で処理することができ、全体として画像濃度制御動作の所要時間を確実かつ大幅に短縮することができる。

＜現像装置の切替間隔時間に関する構成など＞
さらに、この例では、読取開始所要時間Ｄに関して先行する読取開始所要時間Ｄの終了時点から後続の読取開始所要時間Ｄの開始時間までに要する切替間隔時間Ｅについて特定している。

即ち、パッチ７１の形成に際してＲＯＳ４による露光を開始した時点から現像装置５による現像が終了する時点までに要するパッチ形成所要時間をＡとし、濃度センサ２６により当該パッチ７１を読み取るために要する読取所要時間をＣとした場合、切替間隔時間Ｅが「ｋ（Ａ＋Ｃ）」という値（ｋは０よりも大きく１よりも小さい値からなる係数）になるよう設定した。具体的には、図５に示すように、パッチのセンサ読み取り動作とパッチの形成動作ができる限り多く重複するようにｋ＝０．６６に設定し、先行する色のパッチ７１の読み取りが開始された後に次の色のパッチの形成を可能な限りすぐに開始するように設定している。

このように構成していることにより、（先行する色の）パッチ７１のセンサ読み取り動作と（次の色の）パッチ７１の形成動作を同時に行なう時間帯（重複する時間帯）ができるので、前記した「パッチの読取時期とパッチの形成時期に関する構成」を適用した場合とほぼ同様に、無駄な待ち時間を少なくして各色のパッチ形成及び読み取りを効率よく短時間で処理することができ、全体として画像濃度制御動作の所要時間を確実かつ大幅に短縮することができる。

＜画像濃度制御動作の所要時間に関する構成など＞
この例では、前記した３つの構成をすべて備え、画像濃度制御動作の所要時間を短くする効果を確実に得るようにする観点から、以下のように構成している。

即ち、中間転写ベルト６の１回転に要する回転所要時間をＬｔ、前記したようにパッチ形成所要時間をＡ、切替実行時間をＢ１、読取所要時間をＣ、読取開始所要時間をＤ、０＜ｋ＜１の条件からなる係数をｋとした場合、パッチ７１として４色のものを形成するとともにその全色のパッチを読み取るまでに要するプロセス所要時間Ｔが、Ｔ＝Ａ＋４Ｄ＋３（ｋ（Ａ＋Ｃ））＋Ｃとして表わされ、かつ「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件を満たすように設定した。なお、この場合であっても、前記した「Ｄ＞Ｂ１」との条件を同時に満たすことを前提としている。

プロセス所要時間ＴがＴ＝Ａ＋４Ｄ＋３（ｋ（Ａ＋Ｃ））＋Ｃとは、図５に示すように黒パッチ７１Ｋ、イエローパッチ７１Ｙ、マゼンタパッチ７１Ｍ及びシアンパッチ７１Ｃの形成及び読み取りの所要時間をその進行順に沿ってまず上記所要時間Ａ，Ｄ，Ｅを用いて表わすと、
Ｔ＝Ａ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｄ＋Ｃ＝Ａ＋４Ｄ＋３Ｅ＋Ｃ
となるため、この関係式にＥ＝ｋ（Ａ＋Ｃ）との関係を更に代入して表わし直した結果である。

そして、「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件とは、このプロセス所要時間Ｔが中間転写ベルト６の２回転分の所要時間（２・Ｌｔ）よりも少ない時間になることを表わしたものである。

実際、この例では、「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件を満たすようにするため、特に上記切替間隔時間Ｅに関する計数ｋについて「ｋ≦０．７７」の値となるように設定している。また、中間転写ベルト６の所要時間Ｌｔは、例えばＡ３判の記録用紙に対応可能なプリンタを構成することを前提とし、そのベルト６の回転速度を前記した１６０ｍｍ／ｓｅｃに固定した場合、そのベルト周長を４２０ｍｍ以上で８４０ｍｍ以下（Ａ３判の記録用紙の長手方向の長さ以上でその２倍の長さ以下）の範囲内で設定するとよい。

本例のプリンタにおいては、例えば、中間転写ベルト６の周長を５７９ｍｍとした場合、Ａ＝５８０ｍｓｅｃ、Ｂ１＝７５０ｍｓｅｃ、Ｂ２＝１０００ｍｓｅｃ、Ｃ＝４８０ｍｓｅｃ、Ｄ＝９３０ｍｓｅｃ、Ｅ＝７００ｍｓｅｃにすることができる。この場合、プロセス所要時間Ｔは前記Ｔ＝Ａ＋４Ｄ＋３Ｅ＋ＣよりＴ＝６８８０ｍｓｅｃとなり、中間転写ベルト６の回転所要時間ＬｔはＬｔ＝５７９／１６０＝３６２０ｍｓｅｃとなる。これにより「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件を満足することが可能であることがわかる。

このように構成することにより、４色のパッチを使用して画像濃度制御を行なった場合のプロセス所要時間（Ｔ）を中間転写ベルト６の２回転分の所要時間（２・Ｌｔ）よりも少ない時間におさめることになるため、その画像濃度制御の所要時間を確実かつ大幅に短縮することができる。しかも、この場合は、前記「Ｄ＞Ｂ１」との条件も満たすようになっており、現像装置５の切り替え中にパッチのセンサ読み取りを行なうことがないため、パッチの読み取りをばらつきがなく精度よく行なうことも確保され、適正な制御を行なうこともできる。

＜現像装置の切り替え開始時期と一次転写時期に関する構成など＞
このほか、この例では、図５に示すように、パッチ７１の一次転写中に現像装置５の回転切替え動作を開始するように設定している。

このように構成していることにより、例えばパッチ７１の一次転写が終了した後に現像装置５の回転切替え動作を開始するように設置した場合に比べて、その切り替え動作を早めに開始することができるため、その分、パッチの読み取り動作と次の色のパッチの形成動作を早めに開始することが可能になり、画像濃度制御の所要時間を大幅に短縮することができる。

しかも、この例では、中間転写ベルト６が前記したようにゴム材料で構成した弾性を有する無端状のベルトであり、かつ、その中間転写ベルト６を感光ドラム２の周面に一定の区間（ラップインロール１８から一次転写ロール７を経てラップアウトロール１９に至るまでの間）だけ巻き付けた状態で配置している。この配置により、一次転写は、前述したように中間転写ベルト６が感光ドラム２の周面に一定の区間巻き付いた状態で行なわれるラップ転写となる。

これにより、その一次転写中に現像装置５の回転切替え動作が行なわれてその切り替え動作に起因した振動が発生しても、その弾性を有する中間転写ベルト６によるラップ転写が行なわれるようになっているため当該振動による衝撃がそのベルトの弾性と巻きついた状態により吸収され、これにより一次転写が何ら支障なく正常に行なわれる。このように一次転写不良を発生させるおそれもなく、前記したように画像濃度制御の所要時間を大幅に短縮することができる。

［他の実施の形態］
実施の形態１においては、画像濃度制御として４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のパッチを形成して行なう場合について例示したが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のパッチを形成して画像濃度制御を行なう場合でも、その所要時間の短縮化に有効である。

また、実施の形態１では、パッチを形成した制御動作としてトナー補給量を調整する画像濃度制御を行なう場合について例示したが、パッチの検出結果に基づいて現像装置の現像バイアスや、感光ドラムの帯電電位や、潜像形成時の露光量等の他の画像形成プロセス条件を調整する制御動作を行なう場合に適用することも可能である。さらに、実施の形態１では、中間転写ベルト６に代えてドラム状の中間転写体を適用してもよい。

実施の形態１に係るカラープリンタの一部構成とその制御系の構成を示す説明図である。 実施の形態１に係る４サイクル方式のカラープリンタの全体構成を示す概要図である。 濃度計測用トナー像としてのパッチの形成例を示す平面説明図である。 図２のプリンタの要部を示す拡大概要図である。 図１のプリンタ（制御系）による画像濃度制御動作の手順及びタイミングを示す説明図である。 従来の４サイクル方式のカラープリンタによる画像濃度制御動作（その前半部）の手順及びタイミングを示す説明図である。 図６の画像濃度制御動作（その後半部）の手順及びタイミングを示す説明図である。

符号の説明

２…感光ドラム（像担持体）、４…ＲＯＳ（潜像露光装置）、５…現像装置、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ…現像器、６…中間転写ベルト（中間転写体）、７…一次転写ロール（一次転写装置）、２６…濃度センサ（センサ）、５２…回転フレーム（回転支持体）、７１…パッチ（制御計測用トナー像）。

Claims (6)

1. 回転する像担持体と、
   この像担持体に露光して静電潜像を形成する潜像露光装置と、
   この潜像露光装置により形成される静電潜像を現像するための所定の色の現像剤をそれぞれ収容して供給する複数の現像器を回転支持体に搭載し、その回転支持体を回転させて現象対象の色の現像剤が収容された現像器を前記像担持体と対向する現像位置に移動させることにより切り替えてから現像を行う回転切替え式の現像装置と、
   この現像装置による現像工程を経て形成されるトナー像を担持して搬送するように回転する中間転写体と、
   この中間転写体に前記像担持体上のトナー像を転写させる一次転写装置と、
   前記像担持体に前記潜像露光装置による露光及び前記現像装置による現像の工程を経て形成される制御計測用トナー像としてのパッチを、前記一次転写装置により前記中間転写体に転写して搬送しているときに読み取るセンサを有する画像形成装置であって、
   前記パッチを形成する際における前記現像装置の１つの現像器による現像が終了した時点から次の異なる現像器に切り替えてその切替え動作による振動が減衰した状態になる時点までに要する切替実行時間をＢ１とし、そのパッチについての前記現像装置による現像が終了した時点から前記センサによる読み取りが開始される時点までに要する読取開始所要時間をＤとした場合、前記センサを「Ｄ＞Ｂ１」との条件を満たす位置に配置するとともに、その切替実行時間Ｂ１を要する前記現像装置の切り替えをパッチの現像が終了した直後に開始するように設定したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記センサにより前記パッチを読み取る時期に、次の色のパッチを形成するための前記潜像露光装置による露光及び前記現像装置による現像の動作を開始して実行するように設定されている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パッチの形成に際して前記潜像露光装置による露光を開始した時点から前記現像装置による現像が終了する時点までに要するパッチ形成所要時間をＡとし、前記センサにより当該パッチを読み取るために要する読取所要時間をＣとした場合、
   前記読取開始所要時間Ｄに関して先行する読取開始所要時間Ｄの終了時点から後続の読取開始所要時間Ｄの開始時間までに要する切替間隔時間Ｅが「ｋ（Ａ＋Ｃ）」という値（ｋは０＜ｋ＜１の条件からなる係数）になるよう設定されている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 中間転写体の１回転に要する回転所要時間をＬｔ、前記パッチ形成所要時間をＡ、前記読取所要時間をＣ、前記読取開始所要時間をＤ、０＜ｋ＜１の条件からなる係数をｋとした場合、
   前記パッチとして４色のものを形成するとともにその全色のパッチを読み取るまでに要するプロセス所要時間Ｔが、Ｔ＝Ａ＋４Ｄ＋３（ｋ（Ａ＋Ｃ））＋Ｃとして表わされ、かつ「Ｔ＜２Ｌｔ」という条件を満たすように設定されている請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記パッチの一次転写中に前記現像装置の回転切替え動作を開始するように設定されている請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体が弾性を有する無端状の中間転写ベルトであり、その中間転写ベルトを前記像担持体の像担持面に一定の区間だけ巻き付けた状態で配置している請求項５に記載の画像形態装置。

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