JP4107549B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは像担持体上にトナー像を形成するための作像電位に関する作像電位制御や、潜像よりトナー像を形成する現像剤のトナー濃度に関するトナー濃度制御等のプロセス制御を行うプロセス制御手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、一般に、像担持体としての感光体、この感光体を帯電させるための帯電装置、この帯電装置により帯電した感光体に潜像を形成するための露光装置、感光体上の潜像を現像して感光体上にトナー像を形成するための現像装置、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体としての転写紙上に転写するための転写装置、転写後に感光体上の残留トナーを除去するクリーニング装置、転写紙上に転写されたトナー像を転写紙に定着するための定着装置等の各種の作像手段を備えている。
【０００３】
また、この種の画像形成装置においては、従来、狙いの出力画像品質を得るために、上記感光体上にトナー像を形成するための潜像電位等の作像電位を制御する作像電位制御や、潜像よりトナー像を形成する２成分現像剤のトナー濃度を調整するためのトナー補給制御等の各種のプロセス制御が行われている。
【０００４】
上記トナー補給制御は、例えば、次のように行われる。
まず、図７及び図８に示すように、感光体（ここでは感光体ドラム）２００上に所定の電位の複数（ここでは３つ）の潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成する。
次いで、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量を検知するための反射濃度センサ２０５から感光体２００に向けて赤外光を照射する。
反射濃度センサ２０５は、図８に示すように、赤外光を感光体２００に向けて発する発光素子２０５ａと、感光体２００からの赤外光の正反射光（入射角度と反射角度とが等しくなる光束）を受光する受光素子２０５ｂとで構成されている。
【０００５】
反射濃度センサ２０５は、その受光素子２０５ｂが受光した上記正反射光の光量に基づいて、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量が、狙いとする出力画像のトナー付着量となっているか否かを検知する。
【０００６】
ここで、受光素子２０５ｂが受光した上記正反射光の光量が多い場合、すなわち、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量が不足している場合に、受光素子２０５ｂからトナー補給信号が出力される。
【０００７】
そして、受光素子２０５ｂからトナー補給信号が出力されると、図示しないトナー補給装置から上記現像装置に向けて適量のトナーが補給される。これにより、上記現像装置から感光体に供給される現像剤のトナー濃度が適正化されて、感光体２００上に形成されるトナー像のトナー付着量が、狙いの出力画像品質を得ることができるトナー付着量になる。
【０００８】
一方、上記作像電位制御は、例えば、次のように行われる。
上記トナー補給制御の場合と同様に、まず、図９に示すように、感光体２００上に電位が段階的に大きくなる複数の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成し、この潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を現像装置で現像して感光体２００上に、トナー付着量の異なるパターンを形成する。
【０００９】
次いで、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量と、図示しない電位センサによって検出した上記潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の表面電位との関係から、上記現像装置の現像特性（現像γ）を求める。そして、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量が狙いのトナー付着量となるように、上記帯電装置のグリッド電圧、上記現像装置の現像バイアス、上記露光装置のＬＤ（半導体レーザ）発光パワー等を制御する。これにより、感光体２００上に形成されるトナー像の作像電位が最適化されて、トナー像のトナー付着量が狙いの出力画像品質を得ることができるトナー付着量になる。
【００１０】
このように、この種の画像形成装置では、上述のトナー補給制御や作像電位制御によって、上記現像装置から感光体に供給される現像剤のトナー濃度や、感光体２００上に形成されるトナー像の作像電位が最適化されていれば、該トナー像のトナー付着量が狙いの出力画像品質を得ることができる理想的な状態に良好に保たれるものと考えられる。
【００１１】
しかしながら、この種の画像形成装置においては、現実的には、トナー像が特定の色の現像剤ばかりで作像されたり、極端に画像面積が高かったり、殆ど通常の画像形成はされず上記電位制御等のトナー補給が行われない自動制御だけが行われたりと、様々なケースでの画像形成が行われる。ここで、上記トナー補給制御では、通常、上記感光体２００上にトナー像が作像されないと、上記トナー補給装置から上記現像装置に向けてトナー補給が行われない。このため、現像装置の現像能力（現像装置の潜像を顕像化する能力）が標準レベルより高かったり、低かったりした場合には、上記作像電位制御だけではトナー像のトナー付着量を制御しきれなくなるという不具合が生じることがあった。
【００１２】
このような不具合を解消するために、従来、特定のタイミングで、現像装置へのトナー補給、あるいは現像装置内の現像剤のトナー消費を行って、現像装置から感光体へ供給される現像剤のトナー濃度を調整した後、上記作像電位制御を行うようにした、所謂セルフチェックを行なう画像形成装置が開発されている。
【００１３】
この画像形成装置における上記作像電位制御は、通常のトナー像の作像ルーチンとは別のタイミングで、特殊ジョブとして実行されている。例えば、作像電位制御は、定着装置が冷えた状態にある画像形成装置の電源投入直後、所定枚数の画像形成ジョブの実行後、及び前回の作像電位制御から所定時間が経過した後などに実行されている。
【００１４】
このようなセルフチェックのための特殊ジョブは、画像品質を維持する為には有効である。特に、カラー画像形成装置においては、多くの情報に基づいて各色毎に時間をかけて上述のような各種の制御を行うことによって、より安定したプロセス制御が可能となっている。
【００１５】
特開平１０−８３１１５号公報には、像担持体上に帯電、露光、現像の各手段によりトナー像を形成し、このトナー像を記録材上に記録する画像形成装置において、前期現像手段による前記像担持体に対する現像特性に関する状態を算出する手段と、前記現像手段の現像剤の攪拌、トナー補給、トナー消費の少なくとも１つの処理を実行する現像剤エージング実行手段と、算出された前記状態が所望の状態になるように上記現像剤エージング実行手段を制御する手段とを有することを特徴とする画像形成装置が記載されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように電位制御前の現像能力としては、所定の範囲である事が望ましいが、この時トナー濃度が高いとトナー飛散、地汚れという不具合が発生し、トナー濃度が低いとキャリア付着等の画像品質を低下させる不具合が発生する。トナー濃度は、例えば、現像装置と感光体とのギャップが広いと現像能力が低下する為、それを補うべくトナーを補給すると、トナー濃度が上昇しトナー飛散につながる方向に働く。また、高温高湿度環境においてはトナーの帯電量が下がる為に潜像に対する現像能力が上がり、それを補う為にトナー補給を減らしトナーを消費すると、トナー濃度が下がりキャリア付着につながる。画像品質としても、地汚れが発生したり、画像抜けが発生したりと好ましくない。また、このような不具合が発生するトナー濃度は、トナーの帯電量に影響を与える環境条件によっても変わる。
【００１７】
また、上述のようなセルフチェックのための特殊ジョブを実行するように構成された画像形成装置においては、特殊ジョブの実行により、多くの情報に基づいて各色毎に時間をかけて各種の制御が行なわれる。このため、ユーザにとっては、上記制御が行なわれている所定の時間、画像形成装置を使用して画像形成を行なうことができなくなるという不具合が発生する。
【００１８】
従来、このようなユーザの操作性とういう点を考慮して、朝一の電源投入時に定着装置が暖まる時間を利用して、上記特殊ジョブを実行することも行われてきた。しかし、最近の画像形成装置では、立ち上がり時間の短縮化が望まれており、上記特殊ジョブを実行するために、必ずしも十分な時間を確保することが難しい状況になっている。
【００１９】
また、例えば、コンビニエンスストア等に導入される画像形成装置のように、２４時間電源が落ちずに頻繁に使用される画像形成装置においては、ユーザは、上記特殊ジョブを待つ時間的な余裕や、上記特殊ジョブが実行されている間、待機している場所も確保さていないことが多いという問題点があった。
【００２０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー飛散、キャリア付着の発生を防止することができて、狙いとする画像品質を長期間維持でき、プロセス制御の時間を短縮することができる画像形成装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記静電潜像を２成分現像剤で現像してトナー像とする現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記トナー像を所定の被転写部材に転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記現像器へトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、前記現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置との間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記現像器にトナーを補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記現像器に該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行うトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値、前記表面電位センサの出力値及び前記トナー濃度センサの出力値を読み込み、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より大きければトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より小さければトナー消費モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあれば、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さければトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きければトナー消費モードを行わせ、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、このトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求めて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御するものである。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、上記現像手段は、複数色のトナーが個別に収容された複数の現像器を備えているものである。
【００２３】
請求項３に係る発明は、回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して複数の静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記複数の静電潜像をそれぞれ互いに異なる色の２成分現像剤で現像して異なる色の複数のトナー像とする複数の現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記複数のトナー像を所定の被転写部材に重ねて転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記複数の現像器へそれぞれ互いに異なる色のトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、
前記複数の現像器内の各２成分現像剤のトナー濃度を検知する複数のトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置との間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記複数の現像器に各色のトナーをそれぞれ補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記複数の現像器のいずれかに該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行わせるトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記複数の現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込み、
前記複数のトナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかにより前記複数の現像器の各々のトナー濃度制御を実行する必要があるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいことによりトナー補給を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいことによりトナー消費を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあると判断した場合には、前記各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
各色毎に、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、該単位面積当りのトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求め、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御するものである。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項２または３記載の画像形成装置において、上記各現像器は、所定の現像位置まで移動して現像を行なう構成を有し、前記トナー濃度センサの出力値に基づいて、上記各現像器のトナー濃度制御を実行するか否かを判断する上記判断動作と、該判断動作でトナー濃度制御を実行する必要があると判断した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行させるものである。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３または４記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲に無かった場合には、現像後の前記感光体上のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御に優先して、前記トナー濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御を行うものである。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４または５記載の画像形成装置において、現像器のトナー濃度制御の制御目標値を環境条件に応じて変更するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。この実施形態は、画像形成装置としての電子写真式のカラー複写機の実施形態である。まず、図１を用いて本カラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３等で構成されている。
【００２８】
カラースキャナ１は、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿４を照明ランプ１０２により照明し、その反射光をミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及びレンズ１０４を介してカラーセンサ１０５に結像するとともに、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの移動により原稿４を走査し、原稿４のカラー画像情報を、例えば赤，緑，青（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取ってそれぞれ電気的な画像信号に変換し、あるいは、そのＲ、Ｇ，Ｂの画像信号をメモリに格納する。メモリを用いる場合は、１度の原稿走査でＲ、Ｇ、Ｂ３色の画像データを得る。ここで、カラーセンサ１０５は、本実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解したＲ，Ｇ，Ｂ３色のカラー画像を同時に読み取る。
【００２９】
そして、図示しない画像処理部は、カラースキャナ１からのＲ，Ｇ，Ｂ各色に分解した画像信号の強度レベルをもとにして、色変換処理を行い、ブラック（以下、Ｂｋという），シアン（以下、Ｃという），マゼンタ（以下、Ｍという），イエロー（以下、Ｙという）各色のカラー画像データを順次に得る。そして、カラープリンタ２は、画像処理部からのＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００３０】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。カラースキャナ１は、後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ等からなる光学系の矢印左方向への移動で原稿４を走査し、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データを画像処理部へ出力して１回の走査毎に１色のカラー画像データが画像処理部から得られる。この動作が合計４回繰り返されることによって、４色のカラー画像データが順次に得られる。そして、カラープリンタ２が、画像処理部からのＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００３１】
カラープリンタ２は、像担持体としての感光体（ここではドラム状感光体）２００、像書き込み手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写ユニット５００、２次転写手段としての２次転写ユニット６００、定着装置２７０等で構成されている。
【００３２】
感光体２００は図示しない駆動部により回転駆動されて矢印の反時計方向に回転し、その周りに、図２に一部を拡大して示すように感光体クリ−ニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電器２０３、情報検出手段を構成する表面電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、情報検出手段を構成する反射濃度センサ２０５、中間転写ユニット５００などが配置されている。帯電器２０３は、図示しない帯電用電源から電圧が印加されて感光体２００を一様に帯電させる。表面電位センサ２０４は感光体２００の表面電位を検知し、反射濃度センサ２０５は感光体２００の反射濃度を光学的に検知する。
【００３３】
また、書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データを光信号に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを感光体２００に行い、感光体２００上に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザ２２１、図示しないレーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転駆動用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。半導体レーザ２２１は、レーザ発光駆動制御部にて、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データにより駆動制御されることで、カラー画像データで変調されたレーザ光を出射する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２２２により主走査方向に繰り返して走査され、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などを介して感光体２００に照射される。
【００３４】
また、リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、これらの現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙを矢印の反時計方向に回転させるリボルバ回転駆動部と、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１ＹにＢｋトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｙトナーをそれぞれ補給するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー補給部などで構成されている。
【００３５】
各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは、感光体２００上の静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する攪拌手段としての現像剤パドルなどで構成されている。各色のトナー補給部はそれぞれ図示しないトナー補給モータで駆動されることにより各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙへのトナー補給を行い、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは内部の現像剤とトナー補給部から補給されたトナーとを現像剤パドルで攪拌する。
【００３６】
各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内には、Ｂｋトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｃトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｍトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｙトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤がそれぞれ収納されており、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナーがフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電される。また、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内の現像スリ−ブには図示しない現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖdcに交流電圧Ｖacが重畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが感光体２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００３７】
本カラー複写機の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置の４５度手前にセットされており、複写動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データを得るための原稿画像の読み取りが開始され、このカラースキャナ１からのカラー画像データが画像処理部を介して書き込み光学ユニット２２０に入力されて書き込み光学ユニット２２０が画像処理部からのＢｋカラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成を開始する（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ画像データによる静電潜像，Ｍ画像データによる静電潜像，Ｙ画像データによる静電潜像も同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像という）。
【００３８】
リボルバ現像ユニット２３０は、感光体２００上のＢｋ静電潜像の先端部から現像すべく現像位置にＢｋ静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋを現像位置に移動し、Ｂｋ現像器２３１ＢにおけるＢｋ現像スリ−ブの回転を開始し、感光体２００上のＢｋ静電潜像をＢｋトナーで現像してＢｋトナー像とする。そして、以後、感光体２００上のＢｋ静電潜像の現像動作が続けられるが、Ｂｋ静電潜像の後端部が現像位置を通過し所定の距離を移動した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは、少なくとも次の画像データによる静電潜像の先端部がＢｋ現像位置に到達する前に完了する。
【００３９】
中間転写ユニット５００は、後述する複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト５０１などで構成されている。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユニット６００の転写材担持体である２次転写ベルト６０１、２次転写電荷付与手段である２次転写バイアスローラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニング装置５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ５０５などが中間転写ベルト５０１と対向するように配設されている。
【００４０】
また、位置検知用マークが中間転写ベルト５０１の内周面（あるいは外周面）に設けられる。但し、中間転写ベルト５０１の外周面側については位置検知用マークがベルトクリーニング装置５０４の通過域を避けて設ける工夫が必要であって配置上の困難さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マークを中間転写ベルト５０１の内周面側に設ける。マーク検知用センサとしての光学センサ５１４は、中間転写ベルト５０１が架け渡されているバイアスローラ５０７と駆動ローラ５０８との間の位置に設けられる。
【００４１】
中間転写ベルト５０１は、１次転写電荷付与手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０，クリーニング対向ローラ５１１、及びアースローラ５１２に張架されている。これらのローラ５０７〜５１２は導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラ５０８〜５１２は接地されている。
【００４２】
１次転写バイアスローラ５０７には、定電流制御または定電圧制御がなされる１次転写電源８０１により、中間転写ベルト５０１上のトナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印加される。また、中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、矢印方向に駆動される。
また、中間転写ベルト５０１は、半導体または絶縁体で、単層または多層構造となっている。中間転写ベルト５０１は、感光体２００上に形成されたトナー像を重ね合わせるために、通紙可能最大サイズより大きく設定されている。
【００４３】
感光体２００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下１次転写部という）では、１次転写バイアスローラ５０７及びアースローラ５１２で中間転写ベルト５０１を感光体２００側に押し当てるように張架することにより、感光体１００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成している。
【００４４】
潤滑剤塗布ブラシ５０５は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０６を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布する。この潤滑剤塗布ブラシ５０５も、図示しない接離機構により中間転写ベルト５０１に対して接離可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト５０１に接触するように制御される。
【００４５】
２次転写ユニット６００は、３つの支持ローラ６０２、６０３、６０４に張架された２次転写ベルト６０１などで構成され、２次転写ベルト６０１の支持ローラ６０２、６０３間張架部が２次転写対向ローラ５１０に対して圧接可能になっている。３つの支持ローラ６０２，６０３，６０４の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動ローラにより２次転写ベルト６０１が駆動される。
【００４６】
２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写手段であり、２次転写対向ローラ５１０との間に中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挟持するように配設され、定電流制御を行っている２次転写電源８０２によって所定電流の転写バイアスが印加される。また、２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６０２及び２次転写バイアスローラ６０５を駆動する図示しない接離機構が設けられている。図２の２点鎖線は２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２が２次転写対向ローラ５１０から離間している位置を示し、図２の実線は２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２が２次転写対向ローラ５１０に圧接している位置を示す。
【００４７】
一対のレジストローラ６５０は、２次転写バイアスローラ６０５及び２次転写対向ローラ５１０に挟持された中間転写ベルト５０１及び２次転写ベルト６０１の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙が送り込まれる。
２次転写ベルト６０１の定着装置２７０側の支持ローラ６０３に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７とが対向している。また、２次転写ベルト６０１の下側支持ローラ６０４に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。
【００４８】
転写紙除電チャージャ６０６は、転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を２次転写ベルト６０１から分離させる。ベルト除電チャージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電荷を除電する。また、クリーニングブレード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した付着物を除去してクリーニングする。
【００４９】
このように構成したカラー複写機において、Ａ４横送りのリピート複写サイクルが開始されると、感光体１００と中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって矢印で示す方向へ回転駆動されて一次転写位置において同じ線速度で回転する。中間転写ベルト５０１の裏側にはマーク５５０が設けられている。このマーク５５０は中間転写ベルト５０１とともに移動し、マーク５５０が通過する所定の通過領域には光学センサ５１４が不動部材に取り付けられている。
【００５０】
この光学センサ５１４は反射型フォトセンサ（あるいは透過型フォトセンサ）が用いられる。光学センサ５１４として反射型フォトセンサを用いた場合には中間転写ベルト５０１に反射性のテープなどの部材を貼り、反射型フォトセンサにて中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面からマーク５５０に変わる所、あるいはマーク５５０から中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面に変わる所を読めばよい。
【００５１】
感光体２００及び中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＢｋトナー像２画面形成、Ｃトナー像２画面形成、Ｍトナー像２画面形成、Ｙトナー像２画面形成が行われてこれらのＢｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が１次転写バイアスローラ５０７に印加される転写バイアスにより感光体２００から中間転写ベルト５０１へ１次転写され、最終的に中間転写ベルト５０１上に４色重ねのフルカラートナー像が２画面形成される。なお、複写動作を１枚だけ行う場合には、Ｂｋトナー像１画面形成、Ｃトナー像１画面形成、Ｍトナー像１画面形成、Ｙトナー像１画面形成が行われてこれらのＢｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が感光体２００から中間転写ベルト５０１へ１次転写され、最終的に中間転写ベルト５０１上に４色重ねのフルカラートナー像が１画面形成される。
【００５２】
トナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ２０１は、コロナ放電によって感光体１００の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電させる。光学センサ５１４によるマーク５５０の検知がなされてから一定時間後に書き込み光学ユニット２２０が画像処理部からのＢｋ画像信号に基づいて感光体２００にラスタ露光を行う。このとき、当初一様に帯電された感光体１００の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ潜像が形成される。
【００５３】
このＢｋ潜像は、Ｂｋ現像器２３１ＢｋにおけるＢｋ現像ローラ上の負帯電されたＢｋトナーが接触することにより、感光体２００の露光されない部分にはトナーが付着せず、露光された部分にはトナーが付着し、Ｂｋ潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。この感光体２００上に形成されたＢｋトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面に転写される。以下、感光体２００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写をベルト転写という。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００５４】
感光体２００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＣ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＣ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＣ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＣ潜像を形成する。
【００５５】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＢｋ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＣ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＣ現像器２３１Ｃを現像位置にセットし、Ｃ潜像がＣ現像器２３１Ｃで現像されてＣトナー像となる。
【００５６】
以後、Ｃ現像器２３１Ｃは感光体２００上のＣ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＣ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００５７】
この感光体２００上に形成されたＣトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００５８】
感光体２００側ではＣ画像形成工程の次にＭ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＭ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＭ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＭ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＭ潜像を形成する。
【００５９】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＣ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＭ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＭ現像器２３１Ｍを現像位置にセットし、Ｍ潜像がＭ現像器２３１Ｍで現像されてＭトナー像となる。
【００６０】
以後、Ｍ現像器２３１Ｍは感光体２００上のＭ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＭ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＹ現像器２３１Ｙを現像位置に移動させる。これもやはり次のＹ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００６１】
この感光体２００上に形成されたＭトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像及びＣトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００６２】
感光体２００側ではＭ画像形成工程の次にＹ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＹ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＹ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＹ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＹ潜像を形成する。
【００６３】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＭ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＹ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＹ現像器２３１Ｙを現像位置にセットし、Ｙ潜像がＹ現像器２３１Ｙで現像されてＹトナー像となる。
【００６４】
以後、Ｙ現像器２３１Ｙは感光体２００上のＹ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＹ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＹ現像器２３１Ｙを現像位置に移動させる。
【００６５】
この感光体２００上に形成されたＹトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像、Ｃトナー像及びＭトナー像と重ねてベルト転写され、４色重ねのフルカラー画像が形成される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００６６】
このように、中間転写ベルト５０１上には、感光体２００上に順次に形成されたＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー像が、同一面に順次に位置合わせされて転写されて４色重ねのフルカラー画像が形成される。
上記画像形成動作が開始される時期には転写紙Ｐは給紙バンク３又は手差しトレイ２１０から給送されてレジストローラ６５０のニップで待機している。給紙バンク３には通常使用するサイズの転写紙、例えば、国内および欧州で使用されているＡ３、北米ＤＬＴ（ダブルレターサイズ）までが積載可能である。手差しトレイ２１０はさらに長尺なＡ３であるＡ３ノビ、不定形、厚紙などが積載可能である。
【００６７】
２次転写対向ローラ５１０及び２次転写バイアスローラ６０５によりニップが形成された２次転写部に中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Ｐの先端がそのフルカラー画像の先端に一致するようにレジストローラ６５０が駆動され、転写紙Ｐとフルカラー画像とのレジスト合わせが行われる。
【００６８】
そして、転写紙Ｐが中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像と重ねられて２次転写部を通過する。このとき、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印加される転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上の４色重ねのフルカラー画像が転写紙Ｐ上に一括して転写される。
【００６９】
その後、転写紙Ｐは、２次転写ベルト６０１の移動方向における２次転写部の下流側に配置された転写紙除電チャージャ６０６と２次転写ベルト６０１との対向部を通過するときに除電され、２次転写ベルト６０１から剥離して定着装置２７０に向けて送られる。転写紙Ｐは、定着装置２７０の上ローラ２７１と定着下ローラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、図示しない一対の排出ローラで送られて装置外の図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーが得られる。
また、転写紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニング装置５０４によってクリーニングされる。
【００７０】
ここで、リピート複写の時は、カラースキャナ１の動作及び感光体２００への画像形成は、２面目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで３面目目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０１の方は、１、２枚目の４色重ねフルカラー画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面がベルトクリーニング装置５０４でクリーニングされた領域に、３枚目のＢｋトナー像がベルト転写される。その後は、１、２枚目と同様動作になる。
【００７１】
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであるが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数の複写が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にし、ベルトクリーニング装置５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままにして複写動作を行う。
【００７２】
図１０は本実施形態の制御系の概略を示す。制御手段としてのメイン制御部６０１は、定着装置２７０の定着温度を検知する定着温度センサ６０２、表面電位センサ２０４、反射濃度センサ２０５、トナー濃度センサ６０７などの出力値が入力され、これらの入力値を用いて現像バイアス電源６０３、１次転写電源８０１、リボルバ現像ユニット２３０、書き込み光学ユニット制御部６０４、上記各色のトナー補給モータ６０５Ｂｋ、６０５Ｃ、６０５Ｍ、６０５Ｙ、上記帯電用電源６０６などを制御する。
【００７３】
ここに、書き込み光学ユニット制御部６０４は書き込み光学ユニット２２０における半導体レーザ２２１の発光パワー（書き込み光量）などを制御する。トナー濃度センサ６０７は、各Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙに設置され、その近傍の２成分現像剤の磁性体の透磁率を検知することで２成分現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの比率）を検知するタイプのセンサである。図１１はトナー濃度センサ６０７の出力特性を示す。トナー濃度センサ６０７は現像スリーブ上の現像剤のトナー濃度を検知する光学的センサを用いてもよい。
【００７４】
次に、本実施形態のカラー複写機におけるセルフチェックについて説明する。
図３を用いて、本実施形態のカラー複写機におけるメイン制御部６０１のセルフチェックルーチンを説明する。
このセルフチェックルーチンは、基本的に本カラー複写機の起動時、予め定められた複写枚数の複写毎、一定時間毎等必要に応じて行なわれるようになっている（ＳＴＥＰ１）。
【００７５】
ここで、例えば本カラー複写機の起動時においては、メイン制御部６０１は、まず、電源オン時の状態をジャム等の異常処理時と区別するために、セルフチェックルーチンの実行に先立って、定着装置２７０の定着温度を検知する定着温度センサ６０２からの入力信号を基に、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えているか否かを判断し、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えている場合には異常と判定して電位制御は行わないようにする。
【００７６】
メイン制御部６０１は、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えていない場合、予め定められた複写枚数の複写毎、一定時間毎等のタイミングとなった場合には、ＳＴＥＰ２で表面電位センサ２０４の出力値をチェツクすることにより感光体２００の表面電位をチェックし、感光体２００の表面電位が所定の範囲に無い場合には感光体２００の表面電位の異常として図示しないシステム制御部に通知する。
【００７７】
次に、メイン制御部６０１は、感光体２００の表面電位が所定の範囲にある場合にはＳＴＥＰ３のＶsg調整において、反射濃度センサ２０５から感光体２００の地肌部に対する出力値を取り込み、この出力値に基づいて、反射濃度センサ２０５から感光体２００の地肌部へ照射された光に対する反射光が一定値になるように反射濃度センサ２０５の発光量を調整する。
【００７８】
通常の電位制御は、作像電位の変更だけで制御が行われることもあるが、現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像能力が所定以下のレベルに下がると画像濃度を作像電位だけで上げることは不可能である。また、現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像能力が所定レベル以上に上がると、階調性不良、トナー飛散、現像スリーブへのトナー固着等の不具合が発生する虞がある。
これらの不具合を作像電位で直接的に防止することは困難もしくは不可能であり、根本的にはトナー濃度を短期で理想的な状態に制御することが必要となる。
【００７９】
そこで、本実施形態では、トナー濃度を調整する為の、トナー補給モード、トナー消費モードを行う。まず、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ４で、リボルバ現像ユニット２３０のリボルバ回転駆動部を制御して現像能力検知色の現像器が現像位置に来るように移動させ、最初はＢｋ現像器２３１Ｋを現像位置に来るように移動させ、以後、ＳＴＥＰ１０の判定後にＣ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙが順次に現像位置に来るように移動させる。
【００８０】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＹＥＰ５で、帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に潜像パターンを形成する。ここでは、図７に示したように、感光体２００上の幅方向中央部に最大書き込みの静電潜像（ここでは３個の潜像パターン）２０ａ，２０ｂ，２０ｃを感光体２００の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この３個の潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、例えば、各辺が４０ｍｍである矩形の潜像パターンを、１０ｍｍの間隔をおいて形成したものである。
【００８１】
メイン制御部６０１は、これらの各潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃの電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。この３つの潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃは現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｂｋで顕像化されてＢｋトナー像となり、メイン制御部６０１はそのＢｋトナー像に対する反射濃度センサ２０８の出力値を複数回サンプリングしてＶｐｉ（ｉ＝１〜３）としてＲＡＭに格納する。そして、メイン制御部６０１は、Ｖｐｉ／３＝Ｖｐを算出してＢｋ現像器２３１Ｋのベタ部に対する平均的な現像能力（トナー付着量）を求める。
【００８２】
同時に、メイン制御部６０１は、現像位置にセットされているＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤に対するトナー濃度センサ６０７の出力値をサンプリングしてＶti（i＝１〜５０）としてＲＡＭに格納する。そして、メイン制御部６０１は、Ｖti／５０＝Ｖtを求めることで、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤の平均的なトナー濃度を求める。
【００８３】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ６で、Ｖtが所定の範囲内にある（閾値ＹＹ≦Ｖt≦閾値ＸＸである）か否かを判断し、Ｖtが所定の範囲内に無い場合には、ＳＴＥＰ２０でＶtが閾値ＸＸより大きいかどうかを判断する。メイン制御部６０１は、Ｖtが閾値ＸＸより大きければＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が低いと判定し、ＳＴＥＰ２１でトナー補給モードとしてＢｋトナー補給モータ６０５Ｂｋを１秒間オン、１秒間オフのサイクルで１０回繰り返して動作させることにより、Ｂｋトナー補給部からＢｋ現像器２３１ＢｋへＢｋトナーを補給させ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が高くなる。
【００８４】
また、メイン制御部６０１は、Ｖtが閾値ＸＸより大きくなければ（Ｖtが閾値ＹＹより小さければ）Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が高いと判定し、ＳＴＥＰ２２でトナー消費モードとして帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に内部パターンの潜像を形成させ、この潜像をＢｋ現像器２３１Ｂｋで現像させてＡ４サイズの全面ハーフトーンベタ画像を形成させるという内部パターン形成動作を１０枚分行わせ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。このとき、メイン制御部６０１は、給紙バンク３、レジストローラ６５０などの給紙系を制御して転写紙を給紙させず、接離機構を制御して２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０から離間させる。感光体２００上の全面ハーフトーンベタ画像は感光体クリーニング装置２０１で除去され、感光体２００が除電ランプ２０２により均一に除電される。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナーが消費されてＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が低下する。
【００８５】
メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１１で、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ４に戻り、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していればＳＴＥＰ１２に進んで電位制御の部分に入る。
【００８６】
また、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ６でＶtが所定の範囲内に有る（閾値ＹＹ≦Ｖt≦閾値ＸＸである）場合にはＳＴＥＰ７で、Ｖｐが閾値Xより小さいかどうかを判断し、Ｖｐが閾値Xより小さければ、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が低いと判定し、ＳＴＥＰ８でトナー補給モードとしてＢｋトナー補給モータ６０５Ｂｋを１秒間オン、１秒間オフのサイクルで１０回繰り返して動作させることにより、Ｂｋトナー補給部からＢｋ現像器２３１ＢｋへＢｋトナーを補給させ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が高くなる。
【００８７】
また、メイン制御部６０１は、Ｖｐが閾値Ｘ以上であれば、ＳＴＥＰ９でＶｐが閾値Ｙより大きいかどうかを判断し、Ｖｐが閾値Ｙより大きければＢｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が高いと判定し、ＳＴＥＰ１０でトナー消費モードとして帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に内部パターンの潜像を形成させ、この潜像をＢｋ現像器２３１Ｂｋで現像させてＡ４サイズの全面ハーフトーンベタ画像を形成させるという内部パターン形成動作を１０枚分行わせ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。このとき、メイン制御部６０１は、給紙バンク３、レジストローラ６５０などの給紙系を制御して転写紙を給紙させず、接離機構を制御して２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０から離間させる。感光体２００上の全面ハーフトーンベタ画像は感光体クリーニング装置２０１で除去され、感光体２００が除電ランプ２０２により均一に除電される。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナーが消費されてＢｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が低下する。
【００８８】
また、メイン制御部６０１は、Ｖｐが所定の範囲内にあれば（閾値Ｘ≦Ｖｐ≦閾値Ｙであれば）、そのまま次のＳＴＥＰ１１へ進む。メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１１で、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ４に戻り、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していればＳＴＥＰ１２に進んで電位制御の部分に入る。
【００８９】
メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１２では、ＳＴＥＰ４と同様にリボルバ現像ユニット２３０のリボルバ回転駆動部を制御して現像能力検知色の現像器が現像位置に来るように移動させ、最初はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に来るように移動させ、以後、ＳＴＥＰ１４の判定後にＣ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙが順次に現像位置に来るように移動させる。
【００９０】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１３で、帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に潜像パターンを形成する。ここでは、図９に示したように、感光体２００上の幅方向中央部にＮ個の階調濃度を持つ静電潜像（Ｎ個の潜像パターン）３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を感光体２００の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この潜像パターンとしては、例えば、１０個の相異なる階調濃度を持つ、各辺が４０ｍｍである矩形の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を１０ｍｍの間隔をおいて形成する。
【００９１】
そして、メイン制御部６０１は、これらの潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。感光体２００上の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・は現像位置にセットされているＢｋ現像器２３１Ｋで現像されてＢｋトナー像となる。メイン制御部６０１は、そのＢｋトナー像に対する反射濃度センサ２０５の出力値をＶｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭに格納する。
【００９２】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１４で、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ１２に戻る。これにより、メイン制御部６０１は、感光体２００上に４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を順次に形成させ、これらの４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・は１色分毎にＢｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙによりそれぞれ現像されてＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー像となり、メイン制御部６０１はこれらの各色のトナー像に対する反射濃度センサ２０５の出力値を各色毎にＶｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭに格納する。
【００９３】
なお、メイン制御部６０１は、感光体２００を帯電器２０３により均一に帯電させ、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して半導体レーザ２２１の出力パワー（書き込み光量）を変えて潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・を形成させてこれらのパターンを現像させているが、このような方法に限らず、書き込み光学ユニット２２０を動作させずに現像バイアス電源６０３を制御して各現像装置２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像バイアス電位を切り換えることで潜像パターンパターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成させてこれらのパターンを現像させるようにしてもよい。
【００９４】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了すれば、ＳＴＥＰ１５に進み、まずトナー付着量算出処理で、上記ＲＡＭに格納した反射濃度センサ２０５の出力値を、ＲＯＭに格納されているテーブルを参照して、単位面積当りのトナー付着量に換算してＲＡＭに格納する。
図４は、上記各潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・に対して表面電位センサ２０４で得られた電位データと、上記トナー付着量算出処理で得られたトナー付着量データとの関係を、ｘ−ｙ平面上にプロットしたものである。ここで、ｘ軸は電位ポテンシャル（現像バイアス電位ＶBと感光体２００の表面電位ＶDとの差：ＶB−ＶD）（単位Ｖ）を示し、ｙ軸は単位面積当りのトナー付着量（mg／cm２）を示している。
【００９５】
本実施形態における光学方式の反射濃度センサ２０５のような赤外光反射型センサは、一般的に、図４に示すように、トナー付着量が多い多付着部において飽和特性を示し、得られた検出値が実際のトナー付着量に対応しなくなる。このため、多付着部において得られた反射濃度センサ２０８の検出値をそのまま用いてトナー付着量を算出してしまうと、実際のトナー付着量とは異なったトナー付着量を得ることになり、このトナー付着量を基に行うトナー補給制御は正確に行うことができなくなってしまう。
【００９６】
そこで、本実施形態では、メイン制御部６０１は、各色の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・毎に、表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５から得られた潜像パターンの電位と、各色の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・毎の現像後のトナー付着量のデータとを、電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎとの関係（現像器の現像γ特性）の直線区間だけ選択する。そして、メイン制御部６０１は、その直線区間の電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎに対して最小自乗法を適用することにより、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像特性の直線近似を後述するような方法によって行い、現像特性の近似直線方程式（Ｅ）を各色毎に得、この近似直線方程式（Ｅ）により、各色毎に制御電位を計算する。
【００９７】
メイン制御部６０１は、上記最小自乗法の計算には次の式を用いる。
Ｘave＝ΣＸｎ／ｋ・・・（１）
Ｙave＝ΣＹｎ／ｋ・・・（２）
Ｓｘ＝Σ（Ｘｎ−Ｘave）×（Ｘｎ−Ｘave）・・・（３）
Ｓｙ＝Σ（Ｙｎ−Ｙave）×（Ｙｎ−Ｙave）・・・（４）
Ｓｘｙ＝Σ（Ｘｎ−Ｘave）×（Ｙｎ−Ｙave）・・・（５）
表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５から得られた潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量のデータから求まる近似直線方程式（Ｅ）を、Ｙ＝Ａ１×Ｘ＋Ｂ１としたとき、その係数Ａ１、Ｂ１は、上記変数を用いて、
Ａ１＝Ｓｘｙ／Ｓｘ・・・（６）
Ｂ１＝Ｙave−Ａ１×Ｘave・・・（７）
と表せる。
【００９８】
また、近似直線方程式（Ｅ）の相関係数Ｒは、
Ｒ×Ｒ＝（Ｓｘｙ×Ｓｘｙ）／（Ｓｘ×Ｓｙ）・・・（８）
と表わせる。本実施形態では、メイン制御部６０１は、各色毎に表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５とから得られた潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・の電位データＸｎ、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量のデータＹｎの数値より若い方からｋ個（ここでは５個）のデータの組（Ｘ１〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５）、（Ｘ２〜Ｘ６、Ｙ２〜Ｙ６）、（Ｘ３〜Ｘ７、Ｙ３〜Ｙ７）、（Ｘ４〜Ｘ８、Ｙ４〜Ｙ８）、（Ｘ５〜Ｘ９、Ｙ５〜Ｙ９）、（Ｘ６〜Ｘ１０、Ｙ６〜Ｙ１０）を取り出し、上述した式（１）〜（８）に従って直線近似計算を行うとともに、相関係数Ｒを算出して下記のような６組の近似直線方程式及び相関係数（９）〜（１４）を得る。
【００９９】
Ｙ１１＝Ａ１１×Ｘ＋Ｂ１１ ；Ｒ１１・・・（９）
Ｙ１２＝Ａ１２×Ｘ＋Ｂ１２ ；Ｒ１２・・・（１０）
Ｙ１３＝Ａ１３×Ｘ＋Ｂ１３ ；Ｒ１３・・・（１１）
Ｙ１４＝Ａ１４×Ｘ＋Ｂ１４ ；Ｒ１４・・・（１２）
Ｙ１５＝Ａ１５×Ｘ＋Ｂ１５ ；Ｒ１５・・・（１３）
Ｙ１６＝Ａ１６×Ｘ＋Ｂ１６ ；Ｒ１６・・・（１４）
メイン制御部６０１は、各色毎に、得られた６組の近似直線方程式のうちから相関係数Ｒ１１〜Ｒ１６のうちの最大値のものに対応する１組の近似直線方程式を近似直線方程式（Ｅ）として選択する。
【０１００】
次に、メイン制御部６０１は、各色毎に上述の選択した近似直線方程式（Ｅ）において、図５に示すように、Ｙの値が必要最大トナー付着量Ｍmaxとなる時のＸの値、すなわち現像ポテンシャルの値Ｖmaxを算出する。Ｂｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙの各現像バイアス電位ＶBと感光体２００上の各色の画像露光による表面電位（露光電位）ＶLとは、上述の式から次の式（１５）（１６）で与えられ、
Ｖmax＝（Ｍmax−Ｂ1）／Ａ1・・・（１５）
ＶB−ＶL＝Ｖmax＝（Ｍmax−Ｂ1）／Ａ1・・・（１６）
ＶBとＶLとの関係は、近似直線方式（Ｅ）の係数を用いて表わすことができる。
【０１０１】
従って、（１６）式は、
Ｍmax＝Ａ1×Ｖmax＋Ｂ1・・・（１７）
となる。
【０１０２】
ここで、感光体２００の露光前の帯電電位ＶDと現像バイアス電位ＶBとの関係は、図５に示すような直線方程式、すなわち、
Ｙ＝Ａ2×Ｘ＋Ｂ2・・・（１８）
と、ｘ軸との交点のｘ座標ＶK（現像器の現像開始電圧）と実験的に求めた地汚れ余裕電圧Ｖαとから、
ＶD−ＶB＝ＶK＋Ｖα・・・（１９）
で与えられる。
【０１０３】
従って、Ｖmax、ＶD、ＶB、ＶLの関係は、（１６）、（１９）式により決まる。この実施形態では、Ｖmaxを参照値として、これと各制御電圧ＶD、ＶB、ＶLの関係をあらかじめ実験等によって求め、次の表１に示すように、電位テーブルとしてテーブル化してＲＯＭに格納してある。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１６で、各色毎に、上記電位テーブルから上記算出したＶmaxに最も近いＶmaxを有する電位テーブルを選択し、その選択した電位テーブルにおけるＶmaxに対応した各制御電圧ＶB、ＶD、ＶLを目標電位とする。
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１７、ＳＴＥＰ１８で、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して書き込み光学ユニット２２０内の半導体レーザ２２１の発光パワーを最大光量となるように制御する。これにより、感光体２００は帯電器２０３で一様に帯電された後に書き込み光学ユニット２２０により最大書き込み光量で露光される。メイン制御部６０１は、感光体２００上の最大書き込み光量で露光された部分の残留電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を取り込むことにより感光体２００の残留電位を検出する。そして、メイン制御部６０１は、その残留電位が０でない時には上記選択した電位テーブルにより決定した目標電位ＶB、ＶD、ＶLに対して、その残留電位分の補正を行って目標電位とする。
【０１０６】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１９で、感光体２００上の帯電器２０３による帯電電位が上記目標電位ＶDになるように帯電用電源６０６を調整し、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して書き込み光学ユニット２２０内の半導体レーザ２２１の発光パワーを感光体２００の露光電位が上記目標電位ＶLになるように調整し、且つ、Ｂｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙの各現像バイアス電圧がそれぞれ上記目標電位ＶBになるように現像バイアス電源６０３を調整する。
【０１０７】
このように、本実施形態では、現像器内の２成分現像剤のトナー濃度と像担持体上への現像量（トナー付着量）を検知している。ここで、トナー濃度制御のための情報として現像γ等の像担持体上への現像量を検知するだけとすれば、全体的な階調は所定の範囲に入れることができるが、トナー濃度が上がることによるトナー飛散やトナー濃度が下がることによる部分的なキャリア付着等は検知が難しく制御することが困難な場合がある。このような場合でも、本実施形態では、トナー濃度制御のための情報としてトナー濃度の検知情報を加えたことによって、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができ、トナー濃度を所定の範囲に維持し所期の良好な画像品質を長期間維持することができる。
【０１０８】
つまり、本実施形態では、第１のプロセス手段としての現像手段に関する情報Ａと、第２のプロセス手段としての帯電手段に関する情報Ｂとを検出する情報検出手段（ここでは表面電位センサ２０４、反射濃度センサ２０５）と、この情報検出手段が検出した上記情報Ａ、Ｂのうちの情報Ａに基づいて、上記第１のプロセス手段の制御を実行するか否かを判定する判定手段（ここではメイン制御部６０１）とを有し、この判定手段が上記第１のプロセス手段の制御を実行する必要があると判定した場合に、上記第１のプロセス手段の制御を実行し、その後、上記情報検出手段に上記情報Ａ、Ｂのうちの少なくとも情報Ｂを検出させ、上記情報検出手段が検出した情報Ｂに基づいて、上記第２のプロセス手段の制御を実行する第１の制御モードと、上記判定手段が上記第１のプロセス手段の制御を実行する必要がないと判定した場合に、上記第１の制御モードを実行せずに、上記情報検出手段が検出した上記情報Ａ、Ｂのうちの情報Ｂに基づいて、上記第２のプロセス手段の制御を実行する第２の制御モードとを行う画像形成装置において、上記情報Ａは、上記第１のプロセス手段としての現像手段のトナー濃度制御に関するトナー濃度の情報と現像後の像担持体上のトナー付着量の情報とを含み、上記情報Ｂは、上記第２のプロセス手段としての帯電手段（ここでは帯電器２０３）の帯電電位、像書き込み手段の書き込み光量、上記現像手段の現像バイアスのうちの少なくとも１つに関する情報であるので、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができ、トナー濃度を所定の範囲に維持し所期の良好な画像品質を長期間維持することができる。
【０１０９】
本実施形態では、第１のプロセス手段としての現像手段のトナー濃度制御に関するトナー濃度の情報が所定の範囲に無かった場合には、現像後の像担持体上のトナー付着量の情報に優先して、トナー濃度制御を行うので、画像品質の低下を防ぐことができる。
【０１１０】
ところで、上記実施形態のように、トナー補給モード、トナー消費モードを含む、電位制御は画像品質を一定に維持するために、特にカラー複写機に於いては重要な制御である。しかしながら、基本的に通常はあまり必要のないトナー補給モード、トナー消費モードのため、現像能力検知回数、現像器の移動回数が多く、トナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合でもセルフチェック時間が長いという問題がある。
【０１１１】
そこで、本発明の他の実施形態は、上記実施形態のカラー複写機において、以下のように新たな方法でセルフチェック時間の短縮化を達成した。
本実施形態におけるセルフチェックについて図６に示すフローチャートを用いて説明する。
図６において、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４までは、図３と同じである。
【０１１２】
図６において、ＳＴＥＰ５’では、メイン制御部６０１は、図３のＳＴＥＰ５における各現像器の現像能力検知方法（図７の最大書き込みの潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃを用いる方法）とは異なり、図３のＳＴＥＰ１３における各現像器の現像能力検知方法（図９の階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を用いる方法）により各現像器の現像能力を検知する。
【０１１３】
図６のＳＴＥＰ７’、ＳＴＥＰ９’では、メイン制御部６０１は、図３のＳＴＥＰ１５と同様に、各現像器毎に、現像γ（電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎとの関係の直線区間の傾き：近似直線方程式（Ｅ）の傾き）を算出して閾値Ｘ,Ｙと比較し、その結果によって、トナー補給モード、トナー消費モードに入るか否かを判断する。つまり、メイン制御部６０１は、現像γ＜閾値Ｘであれば現像器の現像γが小さくてトナー補給モードに入るべきであると判定し、現像γ＞閾値Ｙであれば現像器の現像γが大きくてトナー消費モードに入るべきであると判定する。
【０１１４】
従って、図６のＳＴＥＰ５’の現像能力検知は、図３のＳＴＥＰ５の現像能力検知とＳＴＥＰ１３の現像能力検知との両方を同時に行うものとなり、トナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合にはＳＴＥＰ５’の現像能力検知結果をそのまま電位制御のための現像能力検知結果として使えることになる。これにより、通常のトナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合のセルフチェック時間を大幅に短縮化することができる。
【０１１５】
この場合、同じ潜像パターンによる情報から、トナー補給モード、トナー消費モードを行うかどうかの判定と、電位制御のための演算が可能である必要があり、本実施形態ではどちらも同じ潜像パターンによる情報から計算した現像γの演算結果を、上記判定と電位制御のための演算に利用した。ここで、現像手段に関する情報は、単なるトナー付着量の情報であれば感光体電位の影響を受けてしまうが、現像γの情報であれば感光体電位が変化しても影響がなく、一連の上記モードを反映するのに都合が良い。
【０１１６】
そこで、本実施形態では、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのうちのいずれかの現像器のトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された場合、つまり、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’で「Ｎ」と判定された場合には、そのトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された現像器に関しては、図６のＳＴＥＰ８、ＳＴＥＰ１０、ＳＴＥＰ１３が実行されない。言い換えると、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’でトナー濃度制御を実行する必要があると判定された現像器のみ、図６のＳＴＥＰ８及びＳＴＥＰ１３又は、ＳＴＥＰ１０及びＳＴＥＰ１３が実行される。
【０１１７】
これにより、例えば、複数の現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのうちの最初の現像器が上記判定を行う判定手段（メイン制御部６０１）によりトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された場合に、他の現像器に関して上記判定手段による判定が行なわれないままプロセス制御が実行されるという不具合が生じることがなくなる。
【０１１８】
また、上述したように、階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量を反射濃度センサ２０５により検知して階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後の濃度情報を検出するように構成した場合には、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’で、「Ｎ」と判定されたときに、反射濃度センサ２０５により再検知するための潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成する必要がなくなり、無駄なトナー消費を無くすことができる。
【０１１９】
ここで、本実施形態のように各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙが所定の現像位置まで移動して現像を行う構成を有するリボルバ方式の現像装置２３０を備えた画像形成装置においては、少なくとも、反射濃度センサ２０５が検出したトナー濃度制御に関する情報Ａと、帯電手段としての帯電器２０３の帯電電位、像書込み手段としての書き込み光学ユニット２２０の書込み光量、現像手段としてのリボルバ方式の現像装置２３０の現像バイアスのうちの少なくとも１つに関する情報Ｂのうちの情報Ａに基づいて、上記各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのトナー濃度制御を実行するか否かを判定する上記判定手段（メイン制御部６０１）の判定動作と、この判定手段がトナー濃度制御を実行する必要があると判定した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行させることが好ましい。
【０１２０】
すなわち、上記判定手段の判定動作と、上記判定手段がトナー濃度制御を実行する必要があると判定した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行することにより、上記判定手段の判定動作と上記トナー濃度制御動作とを、各現像器毎に上記現像位置に移動し直して実行する必要がなくなり、各現像器の現像位置への切り替え等に要する時間が最小限で済み、より短い時間でプロセス制御が行えるようになる。
【０１２１】
上述のように、本実施形態では、図６のＳＴＥＰ１３の現像能力検知はトナー補給、トナー消費が行われた現像器のみに対して行われ、これにより単色毎に電位制御のための現像能力検知までが終了し、時間短縮につながる。つまり、通常、制御された状態では、トナー補給モード、トナー消費モードの特別モードは必要ないと考えられるので、多くの場合は時間短縮になり、万が一現像能力が過度に高くなったり、低くなったりした場合にも対応できる制御システムを搭載できるようになる。
図６において、ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ８、ＳＴＥＰ１０、ＳＴＥＰ１３〜ＳＴＥＰ２２は、図３と同じである。
【０１２２】
本発明の別の実施形態では、上記２つの実施形態のいずれか一方において、本カラー複写機の環境条件（温度、湿度）を検知する環境条件測定手段としての温湿度センサが設けられ、メイン制御部６０１はその温湿度センサの出力値を取り込んで該出力値に基づいてＳＴＥＰ６及びＳＴＥＰ２０の閾値ＸＸ、ＹＹと、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’の閾値Ｘ、Ｙを、環境条件（温度、湿度）に応じて、例えば図１２に示すように低温低湿、常温常湿、高温高湿に応じて補正する。これによって、トナー濃度、現像γは各環境に応じて画像品質が良好に保たれるように維持され、経時、環境で長期間安定した画像品質を維持することができる。
【０１２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態以外の電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用することができる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができて、狙いとする画像品質を長期間維持でき、また、プロセス制御の時間を短縮することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略を示す断面図である。
【図２】同実施形態の一部を拡大して示す概略図である。
【図３】同実施形態におけるセルフチェック動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態における感光体上の潜像パターンに対して表面電位センサで得られた電位データと、反射濃度センサ出力値のトナー付着量算出処理で得られたトナー付着量データとの関係をｘ−ｙ平面上にプロットした図である。
【図５】同実施形態における電位ポテンシャル、トナー付着量及び各制御電位の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるセルフチェック動作を示すフローチャートである。
【図７】上記実施形態において感光体上に形成される潜像パターンを示す図である。
【図８】感光体の反射濃度を検知する反射濃度センサ及び感光体を示す概略図である。
【図９】上記実施形態において感光体上に形成される潜像パターンを示す図である。
【図１０】上記実施形態の制御系の概略を示すブロック図である。
【図１１】上記実施形態におけるトナー濃度センサの出力特性を示す特性図である。
【図１２】本発明の別の実施形態における各閾値と環境条件との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
３ 給紙バンク
２００ 感光体
２０１ 感光体クリーニング装置
２０３ 帯電器
２０４ 表面電位センサ
２０５ 反射濃度センサ
５０７ １次転写バイアスローラ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
５００ 中間転写ユニット
６００ ２次転写ユニット
２７０ 定着装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは像担持体上にトナー像を形成するための作像電位に関する作像電位制御や、潜像よりトナー像を形成する現像剤のトナー濃度に関するトナー濃度制御等のプロセス制御を行うプロセス制御手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、一般に、像担持体としての感光体、この感光体を帯電させるための帯電装置、この帯電装置により帯電した感光体に潜像を形成するための露光装置、感光体上の潜像を現像して感光体上にトナー像を形成するための現像装置、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体としての転写紙上に転写するための転写装置、転写後に感光体上の残留トナーを除去するクリーニング装置、転写紙上に転写されたトナー像を転写紙に定着するための定着装置等の各種の作像手段を備えている。
【０００３】
また、この種の画像形成装置においては、従来、狙いの出力画像品質を得るために、上記感光体上にトナー像を形成するための潜像電位等の作像電位を制御する作像電位制御や、潜像よりトナー像を形成する２成分現像剤のトナー濃度を調整するためのトナー補給制御等の各種のプロセス制御が行われている。
【０００４】
上記トナー補給制御は、例えば、次のように行われる。
まず、図７及び図８に示すように、感光体（ここでは感光体ドラム）２００上に所定の電位の複数（ここでは３つ）の潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成する。
次いで、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量を検知するための反射濃度センサ２０５から感光体２００に向けて赤外光を照射する。
反射濃度センサ２０５は、図８に示すように、赤外光を感光体２００に向けて発する発光素子２０５ａと、感光体２００からの赤外光の正反射光（入射角度と反射角度とが等しくなる光束）を受光する受光素子２０５ｂとで構成されている。
【０００５】
反射濃度センサ２０５は、その受光素子２０５ｂが受光した上記正反射光の光量に基づいて、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量が、狙いとする出力画像のトナー付着量となっているか否かを検知する。
【０００６】
ここで、受光素子２０５ｂが受光した上記正反射光の光量が多い場合、すなわち、上記潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの現像後のトナー付着量が不足している場合に、受光素子２０５ｂからトナー補給信号が出力される。
【０００７】
そして、受光素子２０５ｂからトナー補給信号が出力されると、図示しないトナー補給装置から上記現像装置に向けて適量のトナーが補給される。これにより、上記現像装置から感光体に供給される現像剤のトナー濃度が適正化されて、感光体２００上に形成されるトナー像のトナー付着量が、狙いの出力画像品質を得ることができるトナー付着量になる。
【０００８】
一方、上記作像電位制御は、例えば、次のように行われる。
上記トナー補給制御の場合と同様に、まず、図９に示すように、感光体２００上に電位が段階的に大きくなる複数の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成し、この潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を現像装置で現像して感光体２００上に、トナー付着量の異なるパターンを形成する。
【０００９】
次いで、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量と、図示しない電位センサによって検出した上記潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の表面電位との関係から、上記現像装置の現像特性（現像γ）を求める。そして、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量が狙いのトナー付着量となるように、上記帯電装置のグリッド電圧、上記現像装置の現像バイアス、上記露光装置のＬＤ（半導体レーザ）発光パワー等を制御する。これにより、感光体２００上に形成されるトナー像の作像電位が最適化されて、トナー像のトナー付着量が狙いの出力画像品質を得ることができるトナー付着量になる。
【００１０】
このように、この種の画像形成装置では、上述のトナー補給制御や作像電位制御によって、上記現像装置から感光体に供給される現像剤のトナー濃度や、感光体２００上に形成されるトナー像の作像電位が最適化されていれば、該トナー像のトナー付着量が狙いの出力画像品質を得ることができる理想的な状態に良好に保たれるものと考えられる。
【００１１】
しかしながら、この種の画像形成装置においては、現実的には、トナー像が特定の色の現像剤ばかりで作像されたり、極端に画像面積が高かったり、殆ど通常の画像形成はされず上記電位制御等のトナー補給が行われない自動制御だけが行われたりと、様々なケースでの画像形成が行われる。ここで、上記トナー補給制御では、通常、上記感光体２００上にトナー像が作像されないと、上記トナー補給装置から上記現像装置に向けてトナー補給が行われない。このため、現像装置の現像能力（現像装置の潜像を顕像化する能力）が標準レベルより高かったり、低かったりした場合には、上記作像電位制御だけではトナー像のトナー付着量を制御しきれなくなるという不具合が生じることがあった。
【００１２】
このような不具合を解消するために、従来、特定のタイミングで、現像装置へのトナー補給、あるいは現像装置内の現像剤のトナー消費を行って、現像装置から感光体へ供給される現像剤のトナー濃度を調整した後、上記作像電位制御を行うようにした、所謂セルフチェックを行なう画像形成装置が開発されている。
【００１３】
この画像形成装置における上記作像電位制御は、通常のトナー像の作像ルーチンとは別のタイミングで、特殊ジョブとして実行されている。例えば、作像電位制御は、定着装置が冷えた状態にある画像形成装置の電源投入直後、所定枚数の画像形成ジョブの実行後、及び前回の作像電位制御から所定時間が経過した後などに実行されている。
【００１４】
このようなセルフチェックのための特殊ジョブは、画像品質を維持する為には有効である。特に、カラー画像形成装置においては、多くの情報に基づいて各色毎に時間をかけて上述のような各種の制御を行うことによって、より安定したプロセス制御が可能となっている。
【００１５】
特開平１０−８３１１５号公報には、像担持体上に帯電、露光、現像の各手段によりトナー像を形成し、このトナー像を記録材上に記録する画像形成装置において、前期現像手段による前記像担持体に対する現像特性に関する状態を算出する手段と、前記現像手段の現像剤の攪拌、トナー補給、トナー消費の少なくとも１つの処理を実行する現像剤エージング実行手段と、算出された前記状態が所望の状態になるように上記現像剤エージング実行手段を制御する手段とを有することを特徴とする画像形成装置が記載されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように電位制御前の現像能力としては、所定の範囲である事が望ましいが、この時トナー濃度が高いとトナー飛散、地汚れという不具合が発生し、トナー濃度が低いとキャリア付着等の画像品質を低下させる不具合が発生する。トナー濃度は、例えば、現像装置と感光体とのギャップが広いと現像能力が低下する為、それを補うべくトナーを補給すると、トナー濃度が上昇しトナー飛散につながる方向に働く。また、高温高湿度環境においてはトナーの帯電量が下がる為に潜像に対する現像能力が上がり、それを補う為にトナー補給を減らしトナーを消費すると、トナー濃度が下がりキャリア付着につながる。画像品質としても、地汚れが発生したり、画像抜けが発生したりと好ましくない。また、このような不具合が発生するトナー濃度は、トナーの帯電量に影響を与える環境条件によっても変わる。
【００１７】
また、上述のようなセルフチェックのための特殊ジョブを実行するように構成された画像形成装置においては、特殊ジョブの実行により、多くの情報に基づいて各色毎に時間をかけて各種の制御が行なわれる。このため、ユーザにとっては、上記制御が行なわれている所定の時間、画像形成装置を使用して画像形成を行なうことができなくなるという不具合が発生する。
【００１８】
従来、このようなユーザの操作性とういう点を考慮して、朝一の電源投入時に定着装置が暖まる時間を利用して、上記特殊ジョブを実行することも行われてきた。しかし、最近の画像形成装置では、立ち上がり時間の短縮化が望まれており、上記特殊ジョブを実行するために、必ずしも十分な時間を確保することが難しい状況になっている。
【００１９】
また、例えば、コンビニエンスストア等に導入される画像形成装置のように、２４時間電源が落ちずに頻繁に使用される画像形成装置においては、ユーザは、上記特殊ジョブを待つ時間的な余裕や、上記特殊ジョブが実行されている間、待機している場所も確保さていないことが多いという問題点があった。
【００２０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー飛散、キャリア付着の発生を防止することができて、狙いとする画像品質を長期間維持でき、プロセス制御の時間を短縮することができる画像形成装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記静電潜像を２成分現像剤で現像してトナー像とする現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記トナー像を所定の被転写部材に転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記現像器へトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、前記現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置との間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記現像器にトナーを補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記現像器に該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行うトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値、前記表面電位センサの出力値及び前記トナー濃度センサの出力値を読み込み、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より大きければトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より小さければトナー消費モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあれば、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さければトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きければトナー消費モードを行わせ、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、このトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求めて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御するものである。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、上記現像手段は、複数色のトナーが個別に収容された複数の現像器を備えているものである。
【００２３】
請求項３に係る発明は、回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して複数の静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記複数の静電潜像をそれぞれ互いに異なる色の２成分現像剤で現像して異なる色の複数のトナー像とする複数の現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記複数のトナー像を所定の被転写部材に重ねて転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記複数の現像器へそれぞれ互いに異なる色のトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、
前記複数の現像器内の各２成分現像剤のトナー濃度を検知する複数のトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置との間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記複数の現像器に各色のトナーをそれぞれ補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記複数の現像器のいずれかに該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行わせるトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記複数の現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込み、
前記複数のトナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかにより前記複数の現像器の各々のトナー濃度制御を実行する必要があるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいことによりトナー補給を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいことによりトナー消費を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあると判断した場合には、前記各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
各色毎に、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、該単位面積当りのトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求め、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御するものである。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項２または３記載の画像形成装置において、上記各現像器は、所定の現像位置まで移動して現像を行なう構成を有し、前記トナー濃度センサの出力値に基づいて、上記各現像器のトナー濃度制御を実行するか否かを判断する上記判断動作と、該判断動作でトナー濃度制御を実行する必要があると判断した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行させるものである。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３または４記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲に無かった場合には、現像後の前記感光体上のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御に優先して、前記トナー濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御を行うものである。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４または５記載の画像形成装置において、現像器のトナー濃度制御の制御目標値を環境条件に応じて変更するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。この実施形態は、画像形成装置としての電子写真式のカラー複写機の実施形態である。まず、図１を用いて本カラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３等で構成されている。
【００２８】
カラースキャナ１は、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿４を照明ランプ１０２により照明し、その反射光をミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及びレンズ１０４を介してカラーセンサ１０５に結像するとともに、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの移動により原稿４を走査し、原稿４のカラー画像情報を、例えば赤，緑，青（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取ってそれぞれ電気的な画像信号に変換し、あるいは、そのＲ、Ｇ，Ｂの画像信号をメモリに格納する。メモリを用いる場合は、１度の原稿走査でＲ、Ｇ、Ｂ３色の画像データを得る。ここで、カラーセンサ１０５は、本実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解したＲ，Ｇ，Ｂ３色のカラー画像を同時に読み取る。
【００２９】
そして、図示しない画像処理部は、カラースキャナ１からのＲ，Ｇ，Ｂ各色に分解した画像信号の強度レベルをもとにして、色変換処理を行い、ブラック（以下、Ｂｋという），シアン（以下、Ｃという），マゼンタ（以下、Ｍという），イエロー（以下、Ｙという）各色のカラー画像データを順次に得る。そして、カラープリンタ２は、画像処理部からのＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００３０】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。カラースキャナ１は、後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ等からなる光学系の矢印左方向への移動で原稿４を走査し、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データを画像処理部へ出力して１回の走査毎に１色のカラー画像データが画像処理部から得られる。この動作が合計４回繰り返されることによって、４色のカラー画像データが順次に得られる。そして、カラープリンタ２が、画像処理部からのＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００３１】
カラープリンタ２は、像担持体としての感光体（ここではドラム状感光体）２００、像書き込み手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写ユニット５００、２次転写手段としての２次転写ユニット６００、定着装置２７０等で構成されている。
【００３２】
感光体２００は図示しない駆動部により回転駆動されて矢印の反時計方向に回転し、その周りに、図２に一部を拡大して示すように感光体クリ−ニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電器２０３、情報検出手段を構成する表面電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、情報検出手段を構成する反射濃度センサ２０５、中間転写ユニット５００などが配置されている。帯電器２０３は、図示しない帯電用電源から電圧が印加されて感光体２００を一様に帯電させる。表面電位センサ２０４は感光体２００の表面電位を検知し、反射濃度センサ２０５は感光体２００の反射濃度を光学的に検知する。
【００３３】
また、書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データを光信号に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを感光体２００に行い、感光体２００上に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザ２２１、図示しないレーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転駆動用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。半導体レーザ２２１は、レーザ発光駆動制御部にて、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データにより駆動制御されることで、カラー画像データで変調されたレーザ光を出射する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２２２により主走査方向に繰り返して走査され、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などを介して感光体２００に照射される。
【００３４】
また、リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、これらの現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙを矢印の反時計方向に回転させるリボルバ回転駆動部と、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１ＹにＢｋトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｙトナーをそれぞれ補給するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー補給部などで構成されている。
【００３５】
各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは、感光体２００上の静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する攪拌手段としての現像剤パドルなどで構成されている。各色のトナー補給部はそれぞれ図示しないトナー補給モータで駆動されることにより各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙへのトナー補給を行い、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは内部の現像剤とトナー補給部から補給されたトナーとを現像剤パドルで攪拌する。
【００３６】
各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内には、Ｂｋトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｃトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｍトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｙトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤がそれぞれ収納されており、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナーがフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電される。また、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内の現像スリ−ブには図示しない現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖdcに交流電圧Ｖacが重畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが感光体２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００３７】
本カラー複写機の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置の４５度手前にセットされており、複写動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データを得るための原稿画像の読み取りが開始され、このカラースキャナ１からのカラー画像データが画像処理部を介して書き込み光学ユニット２２０に入力されて書き込み光学ユニット２２０が画像処理部からのＢｋカラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成を開始する（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ画像データによる静電潜像，Ｍ画像データによる静電潜像，Ｙ画像データによる静電潜像も同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像という）。
【００３８】
リボルバ現像ユニット２３０は、感光体２００上のＢｋ静電潜像の先端部から現像すべく現像位置にＢｋ静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋを現像位置に移動し、Ｂｋ現像器２３１ＢにおけるＢｋ現像スリ−ブの回転を開始し、感光体２００上のＢｋ静電潜像をＢｋトナーで現像してＢｋトナー像とする。そして、以後、感光体２００上のＢｋ静電潜像の現像動作が続けられるが、Ｂｋ静電潜像の後端部が現像位置を通過し所定の距離を移動した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは、少なくとも次の画像データによる静電潜像の先端部がＢｋ現像位置に到達する前に完了する。
【００３９】
中間転写ユニット５００は、後述する複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト５０１などで構成されている。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユニット６００の転写材担持体である２次転写ベルト６０１、２次転写電荷付与手段である２次転写バイアスローラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニング装置５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ５０５などが中間転写ベルト５０１と対向するように配設されている。
【００４０】
また、位置検知用マークが中間転写ベルト５０１の内周面（あるいは外周面）に設けられる。但し、中間転写ベルト５０１の外周面側については位置検知用マークがベルトクリーニング装置５０４の通過域を避けて設ける工夫が必要であって配置上の困難さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マークを中間転写ベルト５０１の内周面側に設ける。マーク検知用センサとしての光学センサ５１４は、中間転写ベルト５０１が架け渡されているバイアスローラ５０７と駆動ローラ５０８との間の位置に設けられる。
【００４１】
中間転写ベルト５０１は、１次転写電荷付与手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０，クリーニング対向ローラ５１１、及びアースローラ５１２に張架されている。これらのローラ５０７〜５１２は導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラ５０８〜５１２は接地されている。
【００４２】
１次転写バイアスローラ５０７には、定電流制御または定電圧制御がなされる１次転写電源８０１により、中間転写ベルト５０１上のトナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印加される。また、中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、矢印方向に駆動される。
また、中間転写ベルト５０１は、半導体または絶縁体で、単層または多層構造となっている。中間転写ベルト５０１は、感光体２００上に形成されたトナー像を重ね合わせるために、通紙可能最大サイズより大きく設定されている。
【００４３】
感光体２００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下１次転写部という）では、１次転写バイアスローラ５０７及びアースローラ５１２で中間転写ベルト５０１を感光体２００側に押し当てるように張架することにより、感光体１００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成している。
【００４４】
潤滑剤塗布ブラシ５０５は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０６を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布する。この潤滑剤塗布ブラシ５０５も、図示しない接離機構により中間転写ベルト５０１に対して接離可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト５０１に接触するように制御される。
【００４５】
２次転写ユニット６００は、３つの支持ローラ６０２、６０３、６０４に張架された２次転写ベルト６０１などで構成され、２次転写ベルト６０１の支持ローラ６０２、６０３間張架部が２次転写対向ローラ５１０に対して圧接可能になっている。３つの支持ローラ６０２，６０３，６０４の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動ローラにより２次転写ベルト６０１が駆動される。
【００４６】
２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写手段であり、２次転写対向ローラ５１０との間に中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挟持するように配設され、定電流制御を行っている２次転写電源８０２によって所定電流の転写バイアスが印加される。また、２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６０２及び２次転写バイアスローラ６０５を駆動する図示しない接離機構が設けられている。図２の２点鎖線は２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２が２次転写対向ローラ５１０から離間している位置を示し、図２の実線は２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２が２次転写対向ローラ５１０に圧接している位置を示す。
【００４７】
一対のレジストローラ６５０は、２次転写バイアスローラ６０５及び２次転写対向ローラ５１０に挟持された中間転写ベルト５０１及び２次転写ベルト６０１の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙が送り込まれる。
２次転写ベルト６０１の定着装置２７０側の支持ローラ６０３に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７とが対向している。また、２次転写ベルト６０１の下側支持ローラ６０４に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。
【００４８】
転写紙除電チャージャ６０６は、転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を２次転写ベルト６０１から分離させる。ベルト除電チャージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電荷を除電する。また、クリーニングブレード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した付着物を除去してクリーニングする。
【００４９】
このように構成したカラー複写機において、Ａ４横送りのリピート複写サイクルが開始されると、感光体１００と中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって矢印で示す方向へ回転駆動されて一次転写位置において同じ線速度で回転する。中間転写ベルト５０１の裏側にはマーク５５０が設けられている。このマーク５５０は中間転写ベルト５０１とともに移動し、マーク５５０が通過する所定の通過領域には光学センサ５１４が不動部材に取り付けられている。
【００５０】
この光学センサ５１４は反射型フォトセンサ（あるいは透過型フォトセンサ）が用いられる。光学センサ５１４として反射型フォトセンサを用いた場合には中間転写ベルト５０１に反射性のテープなどの部材を貼り、反射型フォトセンサにて中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面からマーク５５０に変わる所、あるいはマーク５５０から中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面に変わる所を読めばよい。
【００５１】
感光体２００及び中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＢｋトナー像２画面形成、Ｃトナー像２画面形成、Ｍトナー像２画面形成、Ｙトナー像２画面形成が行われてこれらのＢｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が１次転写バイアスローラ５０７に印加される転写バイアスにより感光体２００から中間転写ベルト５０１へ１次転写され、最終的に中間転写ベルト５０１上に４色重ねのフルカラートナー像が２画面形成される。なお、複写動作を１枚だけ行う場合には、Ｂｋトナー像１画面形成、Ｃトナー像１画面形成、Ｍトナー像１画面形成、Ｙトナー像１画面形成が行われてこれらのＢｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が感光体２００から中間転写ベルト５０１へ１次転写され、最終的に中間転写ベルト５０１上に４色重ねのフルカラートナー像が１画面形成される。
【００５２】
トナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ２０１は、コロナ放電によって感光体１００の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電させる。光学センサ５１４によるマーク５５０の検知がなされてから一定時間後に書き込み光学ユニット２２０が画像処理部からのＢｋ画像信号に基づいて感光体２００にラスタ露光を行う。このとき、当初一様に帯電された感光体１００の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ潜像が形成される。
【００５３】
このＢｋ潜像は、Ｂｋ現像器２３１ＢｋにおけるＢｋ現像ローラ上の負帯電されたＢｋトナーが接触することにより、感光体２００の露光されない部分にはトナーが付着せず、露光された部分にはトナーが付着し、Ｂｋ潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。この感光体２００上に形成されたＢｋトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面に転写される。以下、感光体２００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写をベルト転写という。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００５４】
感光体２００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＣ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＣ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＣ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＣ潜像を形成する。
【００５５】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＢｋ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＣ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＣ現像器２３１Ｃを現像位置にセットし、Ｃ潜像がＣ現像器２３１Ｃで現像されてＣトナー像となる。
【００５６】
以後、Ｃ現像器２３１Ｃは感光体２００上のＣ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＣ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００５７】
この感光体２００上に形成されたＣトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００５８】
感光体２００側ではＣ画像形成工程の次にＭ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＭ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＭ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＭ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＭ潜像を形成する。
【００５９】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＣ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＭ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＭ現像器２３１Ｍを現像位置にセットし、Ｍ潜像がＭ現像器２３１Ｍで現像されてＭトナー像となる。
【００６０】
以後、Ｍ現像器２３１Ｍは感光体２００上のＭ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＭ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＹ現像器２３１Ｙを現像位置に移動させる。これもやはり次のＹ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００６１】
この感光体２００上に形成されたＭトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像及びＣトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００６２】
感光体２００側ではＭ画像形成工程の次にＹ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＹ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＹ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＹ画像データにより感光体２００にレーザ光書き込みを行って感光体２００の表面にＹ潜像を形成する。
【００６３】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００が先のＭ潜像の後端部＋所定距離通過した後で、且つＹ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＹ現像器２３１Ｙを現像位置にセットし、Ｙ潜像がＹ現像器２３１Ｙで現像されてＹトナー像となる。
【００６４】
以後、Ｙ現像器２３１Ｙは感光体２００上のＹ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＹ潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＹ現像器２３１Ｙを現像位置に移動させる。
【００６５】
この感光体２００上に形成されたＹトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＢｋトナー像、Ｃトナー像及びＭトナー像と重ねてベルト転写され、４色重ねのフルカラー画像が形成される。ベルト転写後の感光体２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃されて除電ランプ２０２により均一に除電される。
【００６６】
このように、中間転写ベルト５０１上には、感光体２００上に順次に形成されたＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー像が、同一面に順次に位置合わせされて転写されて４色重ねのフルカラー画像が形成される。
上記画像形成動作が開始される時期には転写紙Ｐは給紙バンク３又は手差しトレイ２１０から給送されてレジストローラ６５０のニップで待機している。給紙バンク３には通常使用するサイズの転写紙、例えば、国内および欧州で使用されているＡ３、北米ＤＬＴ（ダブルレターサイズ）までが積載可能である。手差しトレイ２１０はさらに長尺なＡ３であるＡ３ノビ、不定形、厚紙などが積載可能である。
【００６７】
２次転写対向ローラ５１０及び２次転写バイアスローラ６０５によりニップが形成された２次転写部に中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Ｐの先端がそのフルカラー画像の先端に一致するようにレジストローラ６５０が駆動され、転写紙Ｐとフルカラー画像とのレジスト合わせが行われる。
【００６８】
そして、転写紙Ｐが中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像と重ねられて２次転写部を通過する。このとき、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印加される転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上の４色重ねのフルカラー画像が転写紙Ｐ上に一括して転写される。
【００６９】
その後、転写紙Ｐは、２次転写ベルト６０１の移動方向における２次転写部の下流側に配置された転写紙除電チャージャ６０６と２次転写ベルト６０１との対向部を通過するときに除電され、２次転写ベルト６０１から剥離して定着装置２７０に向けて送られる。転写紙Ｐは、定着装置２７０の上ローラ２７１と定着下ローラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、図示しない一対の排出ローラで送られて装置外の図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーが得られる。
また、転写紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニング装置５０４によってクリーニングされる。
【００７０】
ここで、リピート複写の時は、カラースキャナ１の動作及び感光体２００への画像形成は、２面目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで３面目目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０１の方は、１、２枚目の４色重ねフルカラー画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面がベルトクリーニング装置５０４でクリーニングされた領域に、３枚目のＢｋトナー像がベルト転写される。その後は、１、２枚目と同様動作になる。
【００７１】
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであるが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数の複写が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にし、ベルトクリーニング装置５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままにして複写動作を行う。
【００７２】
図１０は本実施形態の制御系の概略を示す。制御手段としてのメイン制御部６０１は、定着装置２７０の定着温度を検知する定着温度センサ６０２、表面電位センサ２０４、反射濃度センサ２０５、トナー濃度センサ６０７などの出力値が入力され、これらの入力値を用いて現像バイアス電源６０３、１次転写電源８０１、リボルバ現像ユニット２３０、書き込み光学ユニット制御部６０４、上記各色のトナー補給モータ６０５Ｂｋ、６０５Ｃ、６０５Ｍ、６０５Ｙ、上記帯電用電源６０６などを制御する。
【００７３】
ここに、書き込み光学ユニット制御部６０４は書き込み光学ユニット２２０における半導体レーザ２２１の発光パワー（書き込み光量）などを制御する。トナー濃度センサ６０７は、各Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙに設置され、その近傍の２成分現像剤の磁性体の透磁率を検知することで２成分現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの比率）を検知するタイプのセンサである。図１１はトナー濃度センサ６０７の出力特性を示す。トナー濃度センサ６０７は現像スリーブ上の現像剤のトナー濃度を検知する光学的センサを用いてもよい。
【００７４】
次に、本実施形態のカラー複写機におけるセルフチェックについて説明する。
図３を用いて、本実施形態のカラー複写機におけるメイン制御部６０１のセルフチェックルーチンを説明する。
このセルフチェックルーチンは、基本的に本カラー複写機の起動時、予め定められた複写枚数の複写毎、一定時間毎等必要に応じて行なわれるようになっている（ＳＴＥＰ１）。
【００７５】
ここで、例えば本カラー複写機の起動時においては、メイン制御部６０１は、まず、電源オン時の状態をジャム等の異常処理時と区別するために、セルフチェックルーチンの実行に先立って、定着装置２７０の定着温度を検知する定着温度センサ６０２からの入力信号を基に、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えているか否かを判断し、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えている場合には異常と判定して電位制御は行わないようにする。
【００７６】
メイン制御部６０１は、定着装置２７０の定着温度が１００℃を越えていない場合、予め定められた複写枚数の複写毎、一定時間毎等のタイミングとなった場合には、ＳＴＥＰ２で表面電位センサ２０４の出力値をチェツクすることにより感光体２００の表面電位をチェックし、感光体２００の表面電位が所定の範囲に無い場合には感光体２００の表面電位の異常として図示しないシステム制御部に通知する。
【００７７】
次に、メイン制御部６０１は、感光体２００の表面電位が所定の範囲にある場合にはＳＴＥＰ３のＶsg調整において、反射濃度センサ２０５から感光体２００の地肌部に対する出力値を取り込み、この出力値に基づいて、反射濃度センサ２０５から感光体２００の地肌部へ照射された光に対する反射光が一定値になるように反射濃度センサ２０５の発光量を調整する。
【００７８】
通常の電位制御は、作像電位の変更だけで制御が行われることもあるが、現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像能力が所定以下のレベルに下がると画像濃度を作像電位だけで上げることは不可能である。また、現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像能力が所定レベル以上に上がると、階調性不良、トナー飛散、現像スリーブへのトナー固着等の不具合が発生する虞がある。
これらの不具合を作像電位で直接的に防止することは困難もしくは不可能であり、根本的にはトナー濃度を短期で理想的な状態に制御することが必要となる。
【００７９】
そこで、本実施形態では、トナー濃度を調整する為の、トナー補給モード、トナー消費モードを行う。まず、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ４で、リボルバ現像ユニット２３０のリボルバ回転駆動部を制御して現像能力検知色の現像器が現像位置に来るように移動させ、最初はＢｋ現像器２３１Ｋを現像位置に来るように移動させ、以後、ＳＴＥＰ１０の判定後にＣ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙが順次に現像位置に来るように移動させる。
【００８０】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＹＥＰ５で、帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に潜像パターンを形成する。ここでは、図７に示したように、感光体２００上の幅方向中央部に最大書き込みの静電潜像（ここでは３個の潜像パターン）２０ａ，２０ｂ，２０ｃを感光体２００の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この３個の潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、例えば、各辺が４０ｍｍである矩形の潜像パターンを、１０ｍｍの間隔をおいて形成したものである。
【００８１】
メイン制御部６０１は、これらの各潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃの電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。この３つの潜像パターン２０ａ，２０ｂ，２０ｃは現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｂｋで顕像化されてＢｋトナー像となり、メイン制御部６０１はそのＢｋトナー像に対する反射濃度センサ２０８の出力値を複数回サンプリングしてＶｐｉ（ｉ＝１〜３）としてＲＡＭに格納する。そして、メイン制御部６０１は、Ｖｐｉ／３＝Ｖｐを算出してＢｋ現像器２３１Ｋのベタ部に対する平均的な現像能力（トナー付着量）を求める。
【００８２】
同時に、メイン制御部６０１は、現像位置にセットされているＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤に対するトナー濃度センサ６０７の出力値をサンプリングしてＶti（i＝１〜５０）としてＲＡＭに格納する。そして、メイン制御部６０１は、Ｖti／５０＝Ｖtを求めることで、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤の平均的なトナー濃度を求める。
【００８３】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ６で、Ｖtが所定の範囲内にある（閾値ＹＹ≦Ｖt≦閾値ＸＸである）か否かを判断し、Ｖtが所定の範囲内に無い場合には、ＳＴＥＰ２０でＶtが閾値ＸＸより大きいかどうかを判断する。メイン制御部６０１は、Ｖtが閾値ＸＸより大きければＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が低いと判定し、ＳＴＥＰ２１でトナー補給モードとしてＢｋトナー補給モータ６０５Ｂｋを１秒間オン、１秒間オフのサイクルで１０回繰り返して動作させることにより、Ｂｋトナー補給部からＢｋ現像器２３１ＢｋへＢｋトナーを補給させ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が高くなる。
【００８４】
また、メイン制御部６０１は、Ｖtが閾値ＸＸより大きくなければ（Ｖtが閾値ＹＹより小さければ）Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が高いと判定し、ＳＴＥＰ２２でトナー消費モードとして帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に内部パターンの潜像を形成させ、この潜像をＢｋ現像器２３１Ｂｋで現像させてＡ４サイズの全面ハーフトーンベタ画像を形成させるという内部パターン形成動作を１０枚分行わせ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。このとき、メイン制御部６０１は、給紙バンク３、レジストローラ６５０などの給紙系を制御して転写紙を給紙させず、接離機構を制御して２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０から離間させる。感光体２００上の全面ハーフトーンベタ画像は感光体クリーニング装置２０１で除去され、感光体２００が除電ランプ２０２により均一に除電される。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナーが消費されてＢｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナー濃度が低下する。
【００８５】
メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１１で、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ４に戻り、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２１又はＳＴＥＰ２２の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していればＳＴＥＰ１２に進んで電位制御の部分に入る。
【００８６】
また、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ６でＶtが所定の範囲内に有る（閾値ＹＹ≦Ｖt≦閾値ＸＸである）場合にはＳＴＥＰ７で、Ｖｐが閾値Xより小さいかどうかを判断し、Ｖｐが閾値Xより小さければ、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が低いと判定し、ＳＴＥＰ８でトナー補給モードとしてＢｋトナー補給モータ６０５Ｂｋを１秒間オン、１秒間オフのサイクルで１０回繰り返して動作させることにより、Ｂｋトナー補給部からＢｋ現像器２３１ＢｋへＢｋトナーを補給させ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が高くなる。
【００８７】
また、メイン制御部６０１は、Ｖｐが閾値Ｘ以上であれば、ＳＴＥＰ９でＶｐが閾値Ｙより大きいかどうかを判断し、Ｖｐが閾値Ｙより大きければＢｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が高いと判定し、ＳＴＥＰ１０でトナー消費モードとして帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に内部パターンの潜像を形成させ、この潜像をＢｋ現像器２３１Ｂｋで現像させてＡ４サイズの全面ハーフトーンベタ画像を形成させるという内部パターン形成動作を１０枚分行わせ、その後ＳＴＥＰ１１へ進む。このとき、メイン制御部６０１は、給紙バンク３、レジストローラ６５０などの給紙系を制御して転写紙を給紙させず、接離機構を制御して２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０から離間させる。感光体２００上の全面ハーフトーンベタ画像は感光体クリーニング装置２０１で除去され、感光体２００が除電ランプ２０２により均一に除電される。これにより、Ｂｋ現像器２３１Ｂｋ内の現像剤のトナーが消費されてＢｋ現像器２３１Ｂｋの現像能力が低下する。
【００８８】
また、メイン制御部６０１は、Ｖｐが所定の範囲内にあれば（閾値Ｘ≦Ｖｐ≦閾値Ｙであれば）、そのまま次のＳＴＥＰ１１へ進む。メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１１で、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ４に戻り、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６及び、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していればＳＴＥＰ１２に進んで電位制御の部分に入る。
【００８９】
メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１２では、ＳＴＥＰ４と同様にリボルバ現像ユニット２３０のリボルバ回転駆動部を制御して現像能力検知色の現像器が現像位置に来るように移動させ、最初はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に来るように移動させ、以後、ＳＴＥＰ１４の判定後にＣ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙが順次に現像位置に来るように移動させる。
【００９０】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１３で、帯電用電源６０６及び書き込み光学ユニット２２０を制御して感光体２００上に潜像パターンを形成する。ここでは、図９に示したように、感光体２００上の幅方向中央部にＮ個の階調濃度を持つ静電潜像（Ｎ個の潜像パターン）３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を感光体２００の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この潜像パターンとしては、例えば、１０個の相異なる階調濃度を持つ、各辺が４０ｍｍである矩形の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を１０ｍｍの間隔をおいて形成する。
【００９１】
そして、メイン制御部６０１は、これらの潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。感光体２００上の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・は現像位置にセットされているＢｋ現像器２３１Ｋで現像されてＢｋトナー像となる。メイン制御部６０１は、そのＢｋトナー像に対する反射濃度センサ２０５の出力値をＶｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭに格納する。
【００９２】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１４で、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了したか否かを判断し、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了していなければＳＴＥＰ１２に戻る。これにより、メイン制御部６０１は、感光体２００上に４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を順次に形成させ、これらの４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を読み込んでＲＡＭに格納する。４色分の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・は１色分毎にＢｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙによりそれぞれ現像されてＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー像となり、メイン制御部６０１はこれらの各色のトナー像に対する反射濃度センサ２０５の出力値を各色毎にＶｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭに格納する。
【００９３】
なお、メイン制御部６０１は、感光体２００を帯電器２０３により均一に帯電させ、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して半導体レーザ２２１の出力パワー（書き込み光量）を変えて潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・を形成させてこれらのパターンを現像させているが、このような方法に限らず、書き込み光学ユニット２２０を動作させずに現像バイアス電源６０３を制御して各現像装置２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像バイアス電位を切り換えることで潜像パターンパターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成させてこれらのパターンを現像させるようにしてもよい。
【００９４】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３の処理をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全色分終了すれば、ＳＴＥＰ１５に進み、まずトナー付着量算出処理で、上記ＲＡＭに格納した反射濃度センサ２０５の出力値を、ＲＯＭに格納されているテーブルを参照して、単位面積当りのトナー付着量に換算してＲＡＭに格納する。
図４は、上記各潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・に対して表面電位センサ２０４で得られた電位データと、上記トナー付着量算出処理で得られたトナー付着量データとの関係を、ｘ−ｙ平面上にプロットしたものである。ここで、ｘ軸は電位ポテンシャル（現像バイアス電位ＶBと感光体２００の表面電位ＶDとの差：ＶB−ＶD）（単位Ｖ）を示し、ｙ軸は単位面積当りのトナー付着量（mg／cm２）を示している。
【００９５】
本実施形態における光学方式の反射濃度センサ２０５のような赤外光反射型センサは、一般的に、図４に示すように、トナー付着量が多い多付着部において飽和特性を示し、得られた検出値が実際のトナー付着量に対応しなくなる。このため、多付着部において得られた反射濃度センサ２０８の検出値をそのまま用いてトナー付着量を算出してしまうと、実際のトナー付着量とは異なったトナー付着量を得ることになり、このトナー付着量を基に行うトナー補給制御は正確に行うことができなくなってしまう。
【００９６】
そこで、本実施形態では、メイン制御部６０１は、各色の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・毎に、表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５から得られた潜像パターンの電位と、各色の潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・毎の現像後のトナー付着量のデータとを、電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎとの関係（現像器の現像γ特性）の直線区間だけ選択する。そして、メイン制御部６０１は、その直線区間の電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎに対して最小自乗法を適用することにより、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙの現像特性の直線近似を後述するような方法によって行い、現像特性の近似直線方程式（Ｅ）を各色毎に得、この近似直線方程式（Ｅ）により、各色毎に制御電位を計算する。
【００９７】
メイン制御部６０１は、上記最小自乗法の計算には次の式を用いる。
Ｘave＝ΣＸｎ／ｋ・・・（１）
Ｙave＝ΣＹｎ／ｋ・・・（２）
Ｓｘ＝Σ（Ｘｎ−Ｘave）×（Ｘｎ−Ｘave）・・・（３）
Ｓｙ＝Σ（Ｙｎ−Ｙave）×（Ｙｎ−Ｙave）・・・（４）
Ｓｘｙ＝Σ（Ｘｎ−Ｘave）×（Ｙｎ−Ｙave）・・・（５）
表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５から得られた潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の電位、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量のデータから求まる近似直線方程式（Ｅ）を、Ｙ＝Ａ１×Ｘ＋Ｂ１としたとき、その係数Ａ１、Ｂ１は、上記変数を用いて、
Ａ１＝Ｓｘｙ／Ｓｘ・・・（６）
Ｂ１＝Ｙave−Ａ１×Ｘave・・・（７）
と表せる。
【００９８】
また、近似直線方程式（Ｅ）の相関係数Ｒは、
Ｒ×Ｒ＝（Ｓｘｙ×Ｓｘｙ）／（Ｓｘ×Ｓｙ）・・・（８）
と表わせる。本実施形態では、メイン制御部６０１は、各色毎に表面電位センサ２０４と反射濃度センサ２０５とから得られた潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・の電位データＸｎ、潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量のデータＹｎの数値より若い方からｋ個（ここでは５個）のデータの組（Ｘ１〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５）、（Ｘ２〜Ｘ６、Ｙ２〜Ｙ６）、（Ｘ３〜Ｘ７、Ｙ３〜Ｙ７）、（Ｘ４〜Ｘ８、Ｙ４〜Ｙ８）、（Ｘ５〜Ｘ９、Ｙ５〜Ｙ９）、（Ｘ６〜Ｘ１０、Ｙ６〜Ｙ１０）を取り出し、上述した式（１）〜（８）に従って直線近似計算を行うとともに、相関係数Ｒを算出して下記のような６組の近似直線方程式及び相関係数（９）〜（１４）を得る。
【００９９】
Ｙ１１＝Ａ１１×Ｘ＋Ｂ１１ ；Ｒ１１・・・（９）
Ｙ１２＝Ａ１２×Ｘ＋Ｂ１２ ；Ｒ１２・・・（１０）
Ｙ１３＝Ａ１３×Ｘ＋Ｂ１３ ；Ｒ１３・・・（１１）
Ｙ１４＝Ａ１４×Ｘ＋Ｂ１４ ；Ｒ１４・・・（１２）
Ｙ１５＝Ａ１５×Ｘ＋Ｂ１５ ；Ｒ１５・・・（１３）
Ｙ１６＝Ａ１６×Ｘ＋Ｂ１６ ；Ｒ１６・・・（１４）
メイン制御部６０１は、各色毎に、得られた６組の近似直線方程式のうちから相関係数Ｒ１１〜Ｒ１６のうちの最大値のものに対応する１組の近似直線方程式を近似直線方程式（Ｅ）として選択する。
【０１００】
次に、メイン制御部６０１は、各色毎に上述の選択した近似直線方程式（Ｅ）において、図５に示すように、Ｙの値が必要最大トナー付着量Ｍmaxとなる時のＸの値、すなわち現像ポテンシャルの値Ｖmaxを算出する。Ｂｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙの各現像バイアス電位ＶBと感光体２００上の各色の画像露光による表面電位（露光電位）ＶLとは、上述の式から次の式（１５）（１６）で与えられ、
Ｖmax＝（Ｍmax−Ｂ1）／Ａ1・・・（１５）
ＶB−ＶL＝Ｖmax＝（Ｍmax−Ｂ1）／Ａ1・・・（１６）
ＶBとＶLとの関係は、近似直線方式（Ｅ）の係数を用いて表わすことができる。
【０１０１】
従って、（１６）式は、
Ｍmax＝Ａ1×Ｖmax＋Ｂ1・・・（１７）
となる。
【０１０２】
ここで、感光体２００の露光前の帯電電位ＶDと現像バイアス電位ＶBとの関係は、図５に示すような直線方程式、すなわち、
Ｙ＝Ａ2×Ｘ＋Ｂ2・・・（１８）
と、ｘ軸との交点のｘ座標ＶK（現像器の現像開始電圧）と実験的に求めた地汚れ余裕電圧Ｖαとから、
ＶD−ＶB＝ＶK＋Ｖα・・・（１９）
で与えられる。
【０１０３】
従って、Ｖmax、ＶD、ＶB、ＶLの関係は、（１６）、（１９）式により決まる。この実施形態では、Ｖmaxを参照値として、これと各制御電圧ＶD、ＶB、ＶLの関係をあらかじめ実験等によって求め、次の表１に示すように、電位テーブルとしてテーブル化してＲＯＭに格納してある。
【０１０４】
【表１】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１６で、各色毎に、上記電位テーブルから上記算出したＶmaxに最も近いＶmaxを有する電位テーブルを選択し、その選択した電位テーブルにおけるＶmaxに対応した各制御電圧ＶB、ＶD、ＶLを目標電位とする。
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１７、ＳＴＥＰ１８で、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して書き込み光学ユニット２２０内の半導体レーザ２２１の発光パワーを最大光量となるように制御する。これにより、感光体２００は帯電器２０３で一様に帯電された後に書き込み光学ユニット２２０により最大書き込み光量で露光される。メイン制御部６０１は、感光体２００上の最大書き込み光量で露光された部分の残留電位に対する表面電位センサ２０４の出力値を取り込むことにより感光体２００の残留電位を検出する。そして、メイン制御部６０１は、その残留電位が０でない時には上記選択した電位テーブルにより決定した目標電位ＶB、ＶD、ＶLに対して、その残留電位分の補正を行って目標電位とする。
【０１０６】
次に、メイン制御部６０１は、ＳＴＥＰ１９で、感光体２００上の帯電器２０３による帯電電位が上記目標電位ＶDになるように帯電用電源６０６を調整し、書き込み光学ユニット制御部６０４を介して書き込み光学ユニット２２０内の半導体レーザ２２１の発光パワーを感光体２００の露光電位が上記目標電位ＶLになるように調整し、且つ、Ｂｋ現像装置２３１Ｂｋ、Ｃ現像装置２３１Ｃ、Ｍ現像装置２３１Ｍ、Ｙ現像装置２３１Ｙの各現像バイアス電圧がそれぞれ上記目標電位ＶBになるように現像バイアス電源６０３を調整する。
【０１０７】
このように、本実施形態では、現像器内の２成分現像剤のトナー濃度と像担持体上への現像量（トナー付着量）を検知している。ここで、トナー濃度制御のための情報として現像γ等の像担持体上への現像量を検知するだけとすれば、全体的な階調は所定の範囲に入れることができるが、トナー濃度が上がることによるトナー飛散やトナー濃度が下がることによる部分的なキャリア付着等は検知が難しく制御することが困難な場合がある。このような場合でも、本実施形態では、トナー濃度制御のための情報としてトナー濃度の検知情報を加えたことによって、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができ、トナー濃度を所定の範囲に維持し所期の良好な画像品質を長期間維持することができる。
【０１０８】
つまり、本実施形態では、第１のプロセス手段としての現像手段に関する情報Ａと、第２のプロセス手段としての帯電手段に関する情報Ｂとを検出する情報検出手段（ここでは表面電位センサ２０４、反射濃度センサ２０５）と、この情報検出手段が検出した上記情報Ａ、Ｂのうちの情報Ａに基づいて、上記第１のプロセス手段の制御を実行するか否かを判定する判定手段（ここではメイン制御部６０１）とを有し、この判定手段が上記第１のプロセス手段の制御を実行する必要があると判定した場合に、上記第１のプロセス手段の制御を実行し、その後、上記情報検出手段に上記情報Ａ、Ｂのうちの少なくとも情報Ｂを検出させ、上記情報検出手段が検出した情報Ｂに基づいて、上記第２のプロセス手段の制御を実行する第１の制御モードと、上記判定手段が上記第１のプロセス手段の制御を実行する必要がないと判定した場合に、上記第１の制御モードを実行せずに、上記情報検出手段が検出した上記情報Ａ、Ｂのうちの情報Ｂに基づいて、上記第２のプロセス手段の制御を実行する第２の制御モードとを行う画像形成装置において、上記情報Ａは、上記第１のプロセス手段としての現像手段のトナー濃度制御に関するトナー濃度の情報と現像後の像担持体上のトナー付着量の情報とを含み、上記情報Ｂは、上記第２のプロセス手段としての帯電手段（ここでは帯電器２０３）の帯電電位、像書き込み手段の書き込み光量、上記現像手段の現像バイアスのうちの少なくとも１つに関する情報であるので、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができ、トナー濃度を所定の範囲に維持し所期の良好な画像品質を長期間維持することができる。
【０１０９】
本実施形態では、第１のプロセス手段としての現像手段のトナー濃度制御に関するトナー濃度の情報が所定の範囲に無かった場合には、現像後の像担持体上のトナー付着量の情報に優先して、トナー濃度制御を行うので、画像品質の低下を防ぐことができる。
【０１１０】
ところで、上記実施形態のように、トナー補給モード、トナー消費モードを含む、電位制御は画像品質を一定に維持するために、特にカラー複写機に於いては重要な制御である。しかしながら、基本的に通常はあまり必要のないトナー補給モード、トナー消費モードのため、現像能力検知回数、現像器の移動回数が多く、トナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合でもセルフチェック時間が長いという問題がある。
【０１１１】
そこで、本発明の他の実施形態は、上記実施形態のカラー複写機において、以下のように新たな方法でセルフチェック時間の短縮化を達成した。
本実施形態におけるセルフチェックについて図６に示すフローチャートを用いて説明する。
図６において、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４までは、図３と同じである。
【０１１２】
図６において、ＳＴＥＰ５’では、メイン制御部６０１は、図３のＳＴＥＰ５における各現像器の現像能力検知方法（図７の最大書き込みの潜像パターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃを用いる方法）とは異なり、図３のＳＴＥＰ１３における各現像器の現像能力検知方法（図９の階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を用いる方法）により各現像器の現像能力を検知する。
【０１１３】
図６のＳＴＥＰ７’、ＳＴＥＰ９’では、メイン制御部６０１は、図３のＳＴＥＰ１５と同様に、各現像器毎に、現像γ（電位データＸn（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎとの関係の直線区間の傾き：近似直線方程式（Ｅ）の傾き）を算出して閾値Ｘ,Ｙと比較し、その結果によって、トナー補給モード、トナー消費モードに入るか否かを判断する。つまり、メイン制御部６０１は、現像γ＜閾値Ｘであれば現像器の現像γが小さくてトナー補給モードに入るべきであると判定し、現像γ＞閾値Ｙであれば現像器の現像γが大きくてトナー消費モードに入るべきであると判定する。
【０１１４】
従って、図６のＳＴＥＰ５’の現像能力検知は、図３のＳＴＥＰ５の現像能力検知とＳＴＥＰ１３の現像能力検知との両方を同時に行うものとなり、トナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合にはＳＴＥＰ５’の現像能力検知結果をそのまま電位制御のための現像能力検知結果として使えることになる。これにより、通常のトナー補給モード、トナー消費モードが必要ない場合のセルフチェック時間を大幅に短縮化することができる。
【０１１５】
この場合、同じ潜像パターンによる情報から、トナー補給モード、トナー消費モードを行うかどうかの判定と、電位制御のための演算が可能である必要があり、本実施形態ではどちらも同じ潜像パターンによる情報から計算した現像γの演算結果を、上記判定と電位制御のための演算に利用した。ここで、現像手段に関する情報は、単なるトナー付着量の情報であれば感光体電位の影響を受けてしまうが、現像γの情報であれば感光体電位が変化しても影響がなく、一連の上記モードを反映するのに都合が良い。
【０１１６】
そこで、本実施形態では、各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのうちのいずれかの現像器のトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された場合、つまり、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’で「Ｎ」と判定された場合には、そのトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された現像器に関しては、図６のＳＴＥＰ８、ＳＴＥＰ１０、ＳＴＥＰ１３が実行されない。言い換えると、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’でトナー濃度制御を実行する必要があると判定された現像器のみ、図６のＳＴＥＰ８及びＳＴＥＰ１３又は、ＳＴＥＰ１０及びＳＴＥＰ１３が実行される。
【０１１７】
これにより、例えば、複数の現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのうちの最初の現像器が上記判定を行う判定手段（メイン制御部６０１）によりトナー濃度制御を実行する必要がないと判定された場合に、他の現像器に関して上記判定手段による判定が行なわれないままプロセス制御が実行されるという不具合が生じることがなくなる。
【０１１８】
また、上述したように、階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後のトナー付着量を反射濃度センサ２０５により検知して階調パターンからなる潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・の現像後の濃度情報を検出するように構成した場合には、図６のＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’で、「Ｎ」と判定されたときに、反射濃度センサ２０５により再検知するための潜像パターン３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・を形成する必要がなくなり、無駄なトナー消費を無くすことができる。
【０１１９】
ここで、本実施形態のように各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙが所定の現像位置まで移動して現像を行う構成を有するリボルバ方式の現像装置２３０を備えた画像形成装置においては、少なくとも、反射濃度センサ２０５が検出したトナー濃度制御に関する情報Ａと、帯電手段としての帯電器２０３の帯電電位、像書込み手段としての書き込み光学ユニット２２０の書込み光量、現像手段としてのリボルバ方式の現像装置２３０の現像バイアスのうちの少なくとも１つに関する情報Ｂのうちの情報Ａに基づいて、上記各現像器２３１Ｂｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙのトナー濃度制御を実行するか否かを判定する上記判定手段（メイン制御部６０１）の判定動作と、この判定手段がトナー濃度制御を実行する必要があると判定した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行させることが好ましい。
【０１２０】
すなわち、上記判定手段の判定動作と、上記判定手段がトナー濃度制御を実行する必要があると判定した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行することにより、上記判定手段の判定動作と上記トナー濃度制御動作とを、各現像器毎に上記現像位置に移動し直して実行する必要がなくなり、各現像器の現像位置への切り替え等に要する時間が最小限で済み、より短い時間でプロセス制御が行えるようになる。
【０１２１】
上述のように、本実施形態では、図６のＳＴＥＰ１３の現像能力検知はトナー補給、トナー消費が行われた現像器のみに対して行われ、これにより単色毎に電位制御のための現像能力検知までが終了し、時間短縮につながる。つまり、通常、制御された状態では、トナー補給モード、トナー消費モードの特別モードは必要ないと考えられるので、多くの場合は時間短縮になり、万が一現像能力が過度に高くなったり、低くなったりした場合にも対応できる制御システムを搭載できるようになる。
図６において、ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ８、ＳＴＥＰ１０、ＳＴＥＰ１３〜ＳＴＥＰ２２は、図３と同じである。
【０１２２】
本発明の別の実施形態では、上記２つの実施形態のいずれか一方において、本カラー複写機の環境条件（温度、湿度）を検知する環境条件測定手段としての温湿度センサが設けられ、メイン制御部６０１はその温湿度センサの出力値を取り込んで該出力値に基づいてＳＴＥＰ６及びＳＴＥＰ２０の閾値ＸＸ、ＹＹと、ＳＴＥＰ７、ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ７’及びＳＴＥＰ９’の閾値Ｘ、Ｙを、環境条件（温度、湿度）に応じて、例えば図１２に示すように低温低湿、常温常湿、高温高湿に応じて補正する。これによって、トナー濃度、現像γは各環境に応じて画像品質が良好に保たれるように維持され、経時、環境で長期間安定した画像品質を維持することができる。
【０１２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態以外の電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用することができる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、トナー飛散、キャリア付着等の発生を防止することができて、狙いとする画像品質を長期間維持でき、また、プロセス制御の時間を短縮することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略を示す断面図である。
【図２】同実施形態の一部を拡大して示す概略図である。
【図３】同実施形態におけるセルフチェック動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態における感光体上の潜像パターンに対して表面電位センサで得られた電位データと、反射濃度センサ出力値のトナー付着量算出処理で得られたトナー付着量データとの関係をｘ−ｙ平面上にプロットした図である。
【図５】同実施形態における電位ポテンシャル、トナー付着量及び各制御電位の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるセルフチェック動作を示すフローチャートである。
【図７】上記実施形態において感光体上に形成される潜像パターンを示す図である。
【図８】感光体の反射濃度を検知する反射濃度センサ及び感光体を示す概略図である。
【図９】上記実施形態において感光体上に形成される潜像パターンを示す図である。
【図１０】上記実施形態の制御系の概略を示すブロック図である。
【図１１】上記実施形態におけるトナー濃度センサの出力特性を示す特性図である。
【図１２】本発明の別の実施形態における各閾値と環境条件との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
３ 給紙バンク
２００ 感光体
２０１ 感光体クリーニング装置
２０３ 帯電器
２０４ 表面電位センサ
２０５ 反射濃度センサ
５０７ １次転写バイアスローラ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
５００ 中間転写ユニット
６００ ２次転写ユニット
２７０ 定着装置
Claims (6)
- 回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記静電潜像を２成分現像剤で現像してトナー像とする現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記トナー像を所定の被転写部材に転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記現像器へトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、
前記現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置との間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記現像器にトナーを補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記現像器に該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行うトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値、前記表面電位センサの出力値及び前記トナー濃度センサの出力値を読み込み、
前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より大きければトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲より小さければトナー消費モードを行わせ、
前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあれば、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さければトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きければトナー消費モードを行わせ、
前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器に該潜像パターンを現像させてトナー像を形成させ、該トナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、このトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求めて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、上記現像手段は、複数色のトナーが個別に収容された複数の現像器を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 回転駆動される感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電後に露光して複数の静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の前記複数の静電潜像をそれぞれ互いに異なる色の２成分現像剤で現像して異なる色の複数のトナー像とする複数の現像器を有する現像手段と、前記感光体上の前記複数のトナー像を所定の被転写部材に重ねて転写する転写手段と、前記感光体を前記トナー像転写後にクリーニングするクリーニング手段と、前記複数の現像器へそれぞれ互いに異なる色のトナーを補給するトナー補給部とを有する画像形成装置において、
前記複数の現像器内の各２成分現像剤のトナー濃度を検知する複数のトナー濃度センサと、前記感光体の表面電位を前記露光手段による露光位置と前記現像器による現像位置と の間で検知する表面電位センサと、前記感光体の反射濃度を前記現像器による現像位置と前記クリーニング手段によるクリーニング位置との間で検知する反射濃度センサと、前記トナー補給部から前記複数の現像器に各色のトナーをそれぞれ補給するトナー補給モードを行わせ、前記感光体上に所定のパターンの潜像を形成させる制御を行って前記複数の現像器のいずれかに該パターンの潜像の現像によるトナー消費を行わせるトナー消費モードを実行させ、かつ、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を含む制御対象を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を設定して制御するセルフチェック時には、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、前記複数の現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込み、
前記複数のトナー濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかにより前記複数の現像器の各々のトナー濃度制御を実行する必要があるかどうかを判断し、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいことによりトナー補給を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいことによりトナー消費を実行する必要があると判断した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
前記トナー濃度センサの出力値が前記所定の範囲にあると判断した場合には、前記各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲にあるかどうかを判断し、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より小さいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー補給モードを行わせ、前記反射濃度センサの出力値が所定の範囲より大きいと判断したトナー像を形成した前記現像器に対してトナー消費モードを行わせ、
各色毎に、前記感光体上に所定の潜像パターンを形成させる制御を行い、該潜像パターンの電位に対する前記表面電位センサの出力値を読み込み、前記現像器の各々に該潜像パターンを現像させて各色のトナー像を形成させ、該各色のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値を読み込んで単位面積当りのトナー付着量に換算し、該単位面積当りのトナー付着量と前記表面電位センサの出力値に基づいて前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位の各目標電位を求め、前記露光手段の最大露光量、前記感光体の露光前の帯電電位及び前記複数の現像器の現像バイアス電位を前記各目標電位に制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項２または３記載の画像形成装置において、上記各現像器は、所定の現像位置まで移動して現像を行なう構成を有し、前記トナー濃度センサの出力値に基づいて、上記各現像器のトナー濃度制御を実行するか否かを判断する上記判断動作と、該判断動作でトナー濃度制御を実行する必要があると判断した現像器のトナー濃度制御動作とを、上記現像位置に移動された各現像器毎に続けて実行させることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１、２、３または４記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサの出力値が所定の範囲に無かった場合には、現像後の前記感光体上のトナー像に対する前記反射濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御に優先して、前記トナー濃度センサの出力値に基づくトナー濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１、２、３、４または５記載の画像形成装置において、現像器のトナー濃度制御の制御目標値を環境条件に応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
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| JP2001009703A JP4107549B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 画像形成装置 |
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