JP4777027B2 - 画像形成装置、画像形成装置における制御方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成技術に関するものであり、特に、電子写真方式のカラープリンタにおける、画像安定化のための調整技術に関するものである。

電子写真方式によるカラープリンタでは、出力する印刷物の画像を安定させるために、実際の画像形成処理とは別シーケンスで、画像調整処理を行なう必要がある。

この画像調整処理を行なうための制御として、画像の色見を一定とするＡＴＲ（Automatic Toner Refresh）パッチ検知処理（以下、「ＡＴＲパッチ検知処理」という。）に関する制御がある。感光体または転写体に形成したトナー画像を記録紙または転写体に転写する際に転写性を良好とするためのＡＴＶＣ（Automatic Transfer Voltage Control）と呼ばれる、転写電圧-電流（V-I）特性に基づく転写電圧、転写電流を設定するための制御（以下、「ＡＴＶＣ」という。）とがある。

ここで、ＡＴＲパッチ検知処理とは、画像の色見を一定とする、トナー濃度を補正するための制御で、現像器内のトナーと、キャリア（現像剤）との濃度比を一定に保つために必要となる検知処理である。画像形成によりトナーは消費されることになるが、消費した分のトナーは、定期的に現像器へ補給する必要がある。

ＡＴＲパッチ検知処理の流れとしては、まず、感光体上、あるいは転写体上に画像形成装置がテストパッチを形成し、形成したテストパッチに対向する位置に設置された光センサが、テストパッチからの反射光を検知する。その検知結果に基づいて、画像形成装置の制御部が、現像剤とトナーの濃度比を判断し、その判断結果に基づいてトナー補給を行なうというものである。

従来、プリンタ、複写機等の画像形成装置は、感光ドラム（像担持体）上に形成したトナー像を、紙等の記録材（被転写体）、中間転写体に転写し、感光ドラムに転写ローラ等の転写部材を当接させ転写ニップ（転写部位）を形成する。そして転写ニップに記録材を通過させながら、転写部材に転写バイアスを印加して感光ドラム上のトナー像を記録材上に転写することで、画像を記録材上に形成するというものであった。ここで、上述の転写部材として使用される転写ローラは、通常、ゴムやスポンジ等の弾性部材に導電性粒子を分散させて抵抗値を適宜に調整したものが使用されている。

しかし、このような転写ローラは、製造時のばらつき、環境変動、装置寿命等の影響によって抵抗値が大きく変化するため、安定した転写バイアスを印加して良好な転写性を得るのが困難である。

ＡＴＶＣは、記録紙または転写体に形成したトナー画像を転写する際の、転写性を良好とするための制御であるが、良好な転写性を常に得るためには、記録材裏面に与える電荷量を適宜に制御するのが理想的である。これには、例えば転写ローラに与える電流一定する定電流制御が考えられる。

しかし、画像形成装置に使用される記録材の通紙幅（画像形成装置が記録材を搬送する方向に対して、直交する方向の幅を言う。以下同じ。）の変化により、転写ローラが像担持体表面に直接的に当接する部分の幅が変わるため、記録材のある部分とない部分とで転写ローラの像担持体表面に対する負荷インピーダンスが異なり、特に、記録材のない部分では負荷インピーダンスが小さくなり、多くの電流が集中的に流入し、記録材のある部分では転写不良をきたしてしまうことになる。このような単純な定電流制御の欠点を補うために、転写ニップ内に記録材がない状態で、転写動作時に転写ローラへ流す電流を推定した一定電流を転写ローラに流し、転写時に必要とする発生電圧を保持し、通紙時にはこの発生電圧又はこの発生電圧に係数倍、定数加算といった補正を加えた電圧を印加するＡＴＶＣ方式が提案されている。

しかし、このＡＴＶＣ方式では、定電流回路が必要なのでコスト高になる。更に、定電流動作時に出力電圧を記憶する手段としてコンデンサを用いたハードウェア構成に頼っているため、リークによるコンデンサ電位の変動や、ゲイン抵抗の公差、温度特性等の変動が転写時の出力電圧に影響を及ぼすおそれがある。

また、上述のＡＴＶＣ方式は、ハードウェア構成により実行されるので、回路設計をした時点で定数、例えば、定電流値や発生電圧を適正な転写電圧に補正するための係数が定まってしまい、単純なバイアス制御しか実現できない等といった不利な点がある。

そこで、転写ローラに印加する電圧をデジタル的に増減させる手段と、転写ローラから像担持体に流入する電流を検出する手段と、転写ローラから像担持体に流入する電流が所望の値（ターゲット電流）に達しているか否かを判断する手段とを用いる。これにより転写ローラから像担持体に流入する電流を一定値に収束させ、前述のＡＴＶＣ方式の定電流回路と同等の制御を可能にした、ソフト的なＡＴＶＣ方式も提案されている。

このＡＴＶＣ方式では、転写バイアスをステップ状に印加し、このとき転写ローラから像担持体に流入する電流を検知し、転写ローラから像担持体に流入する電流がターゲット電流に達したら制御を終了し、このときの転写バイアスをＲＡＭ等に記憶しておく。そして、転写時には記憶しておいた転写バイアスを印加するようにするものである。

しかし、このＡＴＶＣ方式では、転写ローラから像担持体に流入する電流が一定値に収束するまで、出力電圧をステップ状に変化させる操作を繰り返さなければならず、制御時間が長くなるという問題があった。更に、製造上の誤差により転写ローラの周方向における抵抗のばらつきが大きい場合には、各出力電圧における電流としては転写ローラが少なくとも一回転する間、検出し続けたものを平均化することが望ましい。電流検出回路のノイズが大きい場合においては、各出力電圧における電流のサンプリング数を増やし平均化することが望ましいため、制御時間が更に長くなるという問題もある。

上述の従来技術として、例えば、以下の特許文献１に示されるものがある。
特開平０６−１３８７８４号公報

上述のＡＴＲパッチ検知処理とＡＴＶＣ処理は、画像形成装置が安定した画像を出力するために必要な調整制御である。

しかし、ＡＴＶＣに関する制御を実行している最中は、転写ローラから像担持体に流入する電流をターゲットとする一定電流値に収束させるまで、転写電圧を変化させ、その電圧変化をモニタする必要がある。そのため、ＡＴＶＣの制御中に、ＡＴＲパッチ検知処理の制御を同時に行なおうとすれば、ＡＴＲパッチ検知処理のためのテストパッチ画像は、ＡＴＶＣによる転写電圧の変化により、画像が影響を受ける。このため誤った濃度補正が行われると予測されるため、それぞれの制御をシリアルに動作させねばならなかった。

つまり、従来の画像形成装置では、画像形成の安定化のために必要な調整制御である、ＡＴＲパッチ検知処理と、ＡＴＶＣとは別々のタイミングで順番に動作させねばならず、調整のための所要時間としては、それぞれの制御時間を単純に加え合わせた時間を必要としていた。

そのため、必要な調整制御に要する制御時間の確保により、画像形成装置のスループット（生産性）が低下するという問題があった。

本発明は、上述の従来技術における問題点を鑑みてなされたものであり、ＡＴＶＣとＡＴＲパッチ検知処理とを並列に処理を行ない、各々の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定する。それぞれの制御対象となるデバイスに対し調整制御が必要な場合のみ、必要な処理のみを実行することを可能にする画像形成技術を提供することを目的とするものである。

これにより、従来、固定的に調整に要していた調整制御に要する制御時間を、必要な調整制御を行なう時間分にだけ短縮することで、画像形成装置の生産性を向上させることを目的とするものである。

上記従来技術における課題を解決すべく、本発明に係る画像形成装置は、主として、以下の構成を備えることを特徴とする。

すなわち、本発明に係る画像形成装置は、トナー濃度の制御と、転写電圧の制御とを行ない、画像形成手段によって形成される画像の調整を行なう画像形成装置であって、
前記画像形成手段によりテストパッチ画像を形成し、形成されたテストパッチ画像の濃度を濃度検知手段が検知し、前記濃度検知手段により検知された前記テストパッチ画像の濃度の値と、格納手段に格納されている前回の濃度補正時のトナー画像の濃度の値と、を比較して、（i）トナー画像の濃度の変化率が予め定められた規定値以上の場合、トナー濃度の補正が必要と判定し、 (ii)前記トナー画像の濃度の変化率が規定値未満の場合、トナー濃度の補正が必要でないと判定する第１判定手段と、
電圧印加手段により複数の転写電圧を印加し、印加された異なる複数の転写電圧と、電流検知手段により検知された前記転写電圧に対応する電流とから、Ｖ−Ｉ特性テーブル作成手段が作成する前記転写電圧と前記電流との対応関係を定めるＶ−Ｉ特性テーブルに格納されている今回の測定結果と、前記格納手段に格納されている前回の測定による転写電圧と当該転写電圧に対応する電流との関係の測定結果と、を比較して、（i）測定結果の変化率が規定値以上の場合、前記画像形成手段の画像形成条件に応じて目標とする転写電流を決定し、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果を読み出し、読み出された当該測定結果に基づいて前記転写電流に対応する電圧を補間演算し、且つ前記補間演算された電圧を転写電圧として設定を行うと判定し、(ii) 前記測定結果の変化率が規定値未満の場合、前記目標とする転写電流を決定せず、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果の読み出しを行わず、前記補間演算を行わず、且つ前記転写電圧の設定を行わないと判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段の判定処理の開始タイミングと前記第２判定手段の判定処理の開始タイミングとが同時期となるように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＡＴＶＣ処理とＡＴＲパッチ検知処理とを並列に行ない、各々の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定する。それぞれの制御対象となるデバイスに対し調整制御が必要な場合のみ、制御を実行することを可能にする画像形成技術を提供することが可能になる。

これにより、従来、固定的に調整に要していた調整制御に要する制御時間を、必要な調整制御を行なう時間分にだけ短縮することで、画像形成装置の生産性を向上させることが可能になる。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかるカラー画像形成装置１００の構成を説明する断面図を示し、図２は、カラー画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図を示す。図２に示すように、カラー画像形成装置は、デジタルカラー画像リーダ部２０１（以下、「リーダ部」と略す）、デジタルカラー画像プリンタ部２０２（以下、「プリンタ部」と略す）を有する。そしてリーダ部２０１とプリンタ部２０２との間に画像処理部２０３を有する構成になっている。

リーダ部２０１は、リーダ部２０１の制御を司るリーダコントローラ２９０と、光学モータドライバ２０２、給紙制御部２０３、ＣＣＤドライバ２０４、ＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６、データ入出力用のＩ／Ｏ２０７を備える構成となっている。

プリンタ部２０２は、プリンタ部２０２の動作を全体的に司るプリンタコントローラ２９３を有しており、このプリンタコントローラ２９３は、画像形成処理や調整処理を制御するためのプログラムモジュールを格納することが可能なＲＯＭ２５０に接続されている。さらにプリンタコントローラ２９３のワークエリアとして利用することが可能なＲＡＭ２５１と接続されている。更に、プリンタコントローラ２９３には、Ａ/Ｄコンバータ２５２、Ｄ／Ａコンバータ２５３、各種モータドライバとの間で制御信号を送受信するためのＩ/Ｏ２５４が接続されている。さらに記録材の排出処理を制御するためのソータコントローラ２５６、そして、露光時のレーザビームの照射を制御するためのレーザドライバ２５７が接続されている。

Ａ／Ｄコンバータ２５２には、定着上サーミスタ２６０、定着下サーミスタ２６１、電位センサ２６２、温度センサ２６３、湿度センサ２６４、中間転写体上に形成されたトナー像の濃度を検知するための反射光量を検知する光量センサ２６５が接続されている。これらセンサにより検出された結果は、デジタル信号に変換された後、プリンタコントローラ２９３に入力される。更に、Ａ／Ｄコンバータ２５２には、電流検出回路２７１が接続されていおり、この電流検出回路２７１の検出処理の結果は、Ａ／Ｄコンバータ２５２を介して、プリンタコントローラ２９３に入力される。

Ｄ／Ａコンバータ２５３には、転写用高圧電源２７０が接続されている。転写用高圧電源２７０が一次転写対向ローラ３０１（図３）に所定の電圧を印加した場合、一次転写ローラ３０２に流れる転写電流は、電流検出回路２７１により検出される。その検出結果は、Ａ／Ｄ変換された後、プリンタコントローラ２９３にフィードバックされる。この結果に基づいて、ＡＴＶＣに関する演算処理が行われることになる。

また、Ｉ／Ｏ２５４には、各種モータドライバが接続されている。各種モータドライバとしては、定着器を駆動するための定着駆動モータドライバ２８１、回転現像器回転モータドライバ２８２、ドラムモータドライバ２８３、給紙モータドライバ２８４、２次転写ロータリ脱着モータドライバ２８５、中間転写体クリーナ脱着モータドライバ２８６が含まれる。

画像処理部２０３は、リーダ部２０１とプリンタ部２０２との間に接続されており、外部装置やネット-ワークを介したデータの送受信を可能にする外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）処理部２３５と、画像メモリ部２３０とが接続されている。この画像メモリ部２３０には、画像処理部２０３との間でデータのやりとりを制御するメモリコントローラ部２３２と、ページメモリ部２３１、圧縮部２３３、ハードディスク（ＨＤ）等の記憶部２３４が含まれている。

リーダ部２０１において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりＲＧＢ３色分解フィルタと一体形成されたフルカラーセンサ３４に集光する。そしてカラー色分解画像アナログ信号を得る。カラー色分解画像アナログ信号は、図示しない増幅回路を経てデジタル化され、そして画像処理部２０３による画像処理が施されてから、画像形成されるべきデータがプリンタ部２０２に送出される。

プリンタ部２０２において、像担持体である感光ドラム１は矢印方向に回転自在に担持される。その感光ドラム１の周りには、前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、レーザ露光光学系３（３ａ、３ｂ、３ｃ）、電位センサ２６２、回転現像装置４（現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ）、現像装置４ｂｋ、中間転写体５a、中間転写体上に形成されたトナー画像からの反射光量を検知する光量センサ２６５、クリーニング器６が配置されている。

レーザ露光光学系３において、リーダ部２０１からの画像信号は、レーザ出力部（不図示）にて光信号に変換され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラム１の面に投影される。

プリンタ部２０２による画像形成時には、感光ドラム１を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後の感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させてから、分解色ごとに光像Ｅを照射して潜像を形成する。

次に、所定の現像器（４、４ｂｋ）を動作させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に、樹脂を基体としたトナー画像を形成する。現像器４、４ｂｋは、現像ロータリーモータの回転により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近させるようにしている。

感光ドラム１上の現像されたトナー画像は、１次転写帯電器によって印加された高圧により、中間転写ベルトに転写される。本実施形態では、中間転写ベルトの全周の１／２以下の記録材（２５０ｍｍ）の場合には、２枚の記録材に対応する中間転写体上の領域に対して同時に画像形成可能である。この２枚の記録紙に対応する画像を中間転写体上に同時に画像形成する場合を、以下「２枚貼り制御」といい、また中間転写ベルト上に１枚の記録材に対応する画像を形成して画像形成を行なう場合を「１枚貼り制御」という。

中間転写ベルト５ａ上に１枚貼りでの画像形成を行ったときの形態を、図９(ａ)に示す。また、中間転写ベルト５ａ上に２枚貼りでの画像形成を行った形態を、図９(ｂ)に示す。一枚貼りしたときのトナー画像は、中間転写ベルト５ａ上の定点ＰＴＡを先頭に作像され、記録材の中間転写体回転方向のサイズが変わっても、定点ＰＴＡを先端に作像されるように制御される（記録材Ａに対するトナー画像の形態）。これに対し、２枚貼りの場合は、１枚目の転写材に対応するトナー画像は、１枚貼りの場合と同様に定点ＰＴＡを先端になるように記録材Ａが中間転写ベルト５ａに吸着される。２枚目（記録材Ｂに対するトナー画像の形態）は、中間転写体５ａにおいて、定点ＰＴＡの１８０度対向点である定点ＰＴＢが先端になるように作像される。３枚目以降に相当する記録材に対する処理も、１枚貼り、または２枚貼りと同じく記録材サイズが変わっても、定点ＰＴＡ，ＰＴＢが先端になるように作像される。以下トナー画像の先端が定点ＰＴＡを先頭になるように作像する制御を「Ａ面作像」または「Ａ面貼り制御」、定点ＰＴＢを先端になるように吸着する制御を「Ｂ面作像」または「Ｂ面貼り制御」と表現することにする。

ベルト状の中間転写体５ａを回転させるに従って、感光ドラム１上のトナー像は、1次転写帯電器５ｂにより中間転写体５ａに転写される。このようにして、中間転写体５ａ上には、所望する数の各色画像が転写され、フルカラー画像が形成される。フルカラー画像形成の場合、このようにして、中間転写体５ａに対して、４色（イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、黒（ｂｋ））のトナー像の転写が終了した後、給紙カセット７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）から搬送された記録材を２次転写ローラ５ｃの位置へと搬送し、記録材への２次転写を行なう。４色のトナー画像の２次転写が終了した記録材は、２次転写ローラ５ｃを通過した後、熱ローラ定着器９を介して、排紙部に排出される。

１次転写終了後の感光ドラム１は、表面の残留トナーがドラムクリーニング器７で清掃された後、再度画像形成工程に供される。他方、２次転写終了後の中間転写体５ａは、表面の残留トナーがクリーニング器６で清掃された後、再度画像形成工程に供される。

記録材の両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像を形成した記録材を定着器９から排出した後、すぐに搬送パス切り替えガイド１９を駆動して、その記録材を搬送縦パス２０を経て、反転パス２１ａに一旦導く。反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに記録材を退出させ、両面パス２２に収納する。その後、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。このように記録材の表裏両面に画像を形成する場合、その記録材の最初に画像が形成される第１の面を「両面１面目」、次に画像が形成される第２の面を「両面２面目」という。

また、本実施形態においては、所望のタイミングで偏心カム２５を動作させ、２次転写ローラ５cと一体化しているカムフォロアを作動させることにより、中間転写体５と２次転写ローラとのギャップが任意に設定可能な構成となっている。例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、中間転写体５ａと、２次転写ローラ5ｃの間隔を離すことが可能である。

次に、画像形成動作を制御するための制御信号として、中間転写体基準信号の説明を行なう。定点ＰＴＡが先頭になるように行なう中間転写体５ａへの作像において、各色トナー像の形成画像を合わせるために、中間転写体５ａ上に形成されたトナー像を検出することが可能な不図示のセンサと、センサ検出フラグが配置されているものとする。

図１０は、潜像形成開始直後の感光ドラム１と中間転写体５aとの位置関係を示す図であり、中間転写体５ａ上の定点ＰＴＡから記録材Ａに対して画像が一次転写されている１枚貼りＡ面作像の状態を示している。感光体１に対してレーザの照射を開始するレーザ書き込み位置（Ｐ１：潜像先端位置）から、記録材へのトナー画像の転写を行なう転写位置（Ｐ２）までの距離をＬＬＴで示している。

ここで、本実施形態に係る画像形成装置において、フルカラー画像はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順で画像形成されるものとする。図１０の状態は、記録材上にマゼンタのトナー画像が１次転写された状態を示しており、次に転写するシアンのトナー画像を形成するために、レーザ光が感光体１に照射された状態を示している。感光体１側に示す距離ＬＬＴと、中間転写体５ａ側に示す距離ＬＬＴとが一致するために、潜像先端位置と記録材先端（転写位置）とを一致させることができる。これからレーザ書き込み位置から転写位置までの距離ＬＬＴをプロセススピードＶＰで時間経過したのち、シアンの１次転写動作が開始される。

図１１は、潜像(レーザ)の形成と中間転写体基準信号Ａ、１次転写動作等の関係を示すタイミングチャートである。潜像形成開始タイミング（１１０１：この状態は、図１０の状態に相当する）に対して、Ｔｐｒｅｉ時間前に中間転写体基準信号Ａ（１１０２）が立ち下がるように構成されている（この信号を「ＩＴＯＰ−Ａ」信号と呼ぶ。）。画像形成装置の制御部は、Ｂ面制御用にも同様の信号（中間転写体基準信号Ｂ（以下、「ＩＴＯＰ-Ｂ」）と呼ぶ。）を出力することが可能である。これらの中間転写体基準信号Ａ、Ｂは、中間転写体５ａが回転しているときに、画像形成装置の制御部が出力するようになっている。また、潜像形成開始タイミング（１１０１）から距離ＬＬＴ分の回転に要する時間Ｔ＿ＬＬＴが確保され、次の色のトナー像として、例えば、シアンのトナー像の１次転写動作が開始する（１１０３）。

また、画像形成装置のプリンタコントローラ２９３は、定着スピードに対応する形で、ドラムモータドライバ２８３を制御して、感光ドラムを駆動するモータを複数種類のスピードで駆動させることが可能である。

図１２は、記録材及び有効画像領域の検出と、転写電圧の印加の関係を示すタイミングチャートである。図１２の１２０１は、記録材の先端部と後端部を示し、１２０３は、中間転写体５ａにおける記録材の有効画像領域として、先端余白６ｍｍ、後端余白４ｍｍの部分を除く領域を有効画像領域としていることを示している。このような有効画像領域の設定は、これは２次転写から定着までの間でのトナー落ちによる装置内汚れを防止するために必要なものである。２次転写動作に必要な転写高圧１２０３は、先端余白の６ｍｍの範囲で立ち上がり、記録材の後端部を越えた部分で立ち下がる。

リーダ部２０１から送られている情報は、画像処理部２０３で処理され、プリンタ部２０２で画像形成される。すなわち、プリンタコントローラ２９３の制御の下、帯電器２により一様に帯電された感光ドラム１に、レーザ光が照射され、潜像が形成される。この潜像は、マゼンタ現像器４ｍのマゼンタトナーのトナー画像として現像される。現像されたトナー画像は、記録材に対応する中間転写体上に１次転写帯電器５ｂにより転写される。マゼンタに関する潜像形成、現像、転写の画像形成動作は、感光ドラム１と中間転写体５ａが１回転する間に実行され、同様に、残りの３色のＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の各色についても同様の処理が実行実行される。このとき画像処理部２０３に対しての設定は画像形成ごとに行なうことが可能である。

（トナー濃度の検出と制御）
次に、現像装置４（４ｙ、４ｍ、４ｃ）におけるトナー濃度制御について説明する。マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ、イエロー現像器４ｙ内におけるそれぞれのトナーは波長約９６０ｎｍの近赤外光に対して反射する特性を有していることから、濃度の検出はその特性を利用する。中間転写体５ａ上に現像されたトナー画像に対して近赤外光を照射し、中間転写体５ａ上に形成されたトナー画像の反射成分と、照射光源からの直接光の成分との比較を行なう。そのために、中間転写体５ａの上方に設けられている光量センサ２６５が、トナー像の反射成分と照射光源からの直接光とを検知する。Ａ/Ｄコンバータ２５２は、光量センサ２６５によって検知された反射成分と照射光源からの直接光とをＡ／Ｄ変換し、その結果に基づいて、プリンタコントローラ２９３は、現像されたトナー画像の濃度からトナー濃度を検知し、現像器内トナー濃度を算出する。消費された各色トナーは、プリンタコントローラ２９３の制御の下、現像器内に補給される。

黒トナーの補給に関しては、プリンタコントローラ２９３が生成するトナー濃度信号に対応して、不図示のホッパから現像器にトナーが補給される。また、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーの補給に関しては、プリンタコントローラ２９３が生成する各色トナー濃度信号に対応して、不図示のトナーカートリッジから現像器にトナーが補給される。

（熱ローラ定着器の説明）
次に、熱ローラ定着器９の具体的な構成を説明する。図１に示すように、熱ローラ定着器９は、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ、定着ウェッブ９ｃを有している。熱ローラ定着器９は、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの熱エネルギーによって記録材上のトナーを溶融し、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ間の圧力によって溶融したトナーを記録材とを定着させる。尚、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの表面は、その略中心部に組み込まれた定着上ヒータ９ｅ、定着下ヒータ９ｆと、それぞれのローラ表面温度を検知する定着上サーミスタ２６０、定着下サーミスタ２６１とにより、温度が検知される。それによりプリンタコントローラ２９３の制御の下、それぞれの定着ローラが独立に最適な表面温度になるように制御される。定着ウェッブ９ｃは、定着上ローラ９ａ上の汚れ、あるいはオフセットしたトナーを除去すべく必要時に定着上ローラ９ａに当接する。その際、プリンタコントローラ２９３の制御の下、定着ウェッブ９ｃに内蔵されている巻き取り装置により、定着ウェッブ９ｃの新しい面を定着上ローラ９ａに当接させてクリーニング性能を向上できるようにもなっている。

プリンタコントローラ２９３は、定着駆動モータドライバ２８１を介して、不図示の定着駆動モータを制御して、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ及び記録材搬送部９ｇを駆動する。本実施形態にかかる画像形成装置において、プリンタコントローラ２９３は、記録材の種類による定着性の差異を無くすため、複数種の定着スピードを実現することが可能である。以下に定着スピードとして、４種類の記録材に対応した定着スピードを実現できるように構成する例を示す。

具体的には、感光ドラム１の画像形成時の周速をＶＰ（以下、「プロセススピード」という）とすると、普通紙定着スピードＶＦＮ＝ＶＰである。さらに両面２面目用の定着スピードＶＦＤはＶＦＮより小さく、厚紙用定着スピードＶＦＴはＶＦＤより小さく、ＯＨＰ用定着スピードＶＦＯはＶＦＴより小さい。従って、ＶＰ＝ＶＦＮ＞ＶＦＤ＞ＶＦＴ＞ＶＦＯの関係が成立し、この４種類の定着スピードを実現できるように定着駆動モータドライバ２８２（図２参照）を構成することができる。

また、記録材搬送部９ｇの搬送スピードは、定着ローラ９ａ、９ｂの周速と同一になるように設定されている。両面２面用の定着スピードＶＦＤは、２色以上のトナーを定着させる両面２面目用に使用され、両面２面目でも１色のトナーしか定着させない単色モードでは使用せず、この場合は普通紙定着スピードＶＦＮで定着動作を行なうものとする。

（画像形成の例）
次に、画像形成の具体例として、リーダ部２０１における自動原稿送り装置（ＲＤＦ）４００を使用しないで、片面原稿を記録材の片面に形成する形式（「片−片モード」）で、厚紙モードの設定がされていない記録材（普通紙）に対しての４色の画像形成を行なう場合を説明する。

この場合、画像が形成される記録材が普通紙であるため、プリンタコントローラ２９３による定着駆動モータドライバ２８１に対してのスピード設定は、感光ドラム１の画像形成スピード（プロセススピード）ＶＰと同じＶＦＮとなるように設定する。

オペレータが操作部（不図示）により画像形成枚数を設定した後、給紙段を選択し、操作部で動作スタートを指示すると、プリンタコントローラ２９３は、画像形成に必要な駆動モータ、例えば、感光ドラム駆動モータ、定着駆動モータ、給紙駆動モータ、およびメイン駆動モータの各ドライバ（２８１〜２８６等）に駆動を指示する。次に、それらの駆動モータの駆動状態が安定化してから、指定された給紙段（記録材カセット７ａ、７ｂなど）から記録材の給紙動作を開始する。そして、リーダ部２０１により読み込まれた原稿は、ＣＣＤなどの光電素子により取り込まれ、画像処理回路（不図示）にて４色に色分解され、適宜画像処理されたデジタルデータとして取り込まれ、プリンタ部２０２に転送される。

中間点転写体５ａ上での画像形成は、中間転写体の基準信号に合わせるようにして、画像処理部２０３からの各色に分解された画像データをプリンタ部２０２に送ることによって行なう。指定給紙段から給紙された記録材は、レジストローラ５０によって、中間転写体５ａ上の基準位置（ＰＴＡ、ＰＴＢ）に対応が取れるタイミングで搬送され、２次転写ローラ上で、記録材上の所定位置に画像が転写される。

（厚紙モードでの定着スピードの特殊性）
厚紙上にトナーを定着させるためには、普通紙に比べてより多くのエネルギーが必要となるため、定着スピードを普通紙に比べて遅くして、単位面積／時間当たりのエネルギーを増やすことで厚紙の定着性を確保している。その場合、従来では、２次転写ローラから定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの当接位置までの距離を厚紙の画像形成可能最大サイズより大きくすることにより、画像形成スピード（プロセススピード）ＶＰである中間転写体５ａの周速を一定にしたまま、記録材搬送部９ｇにて、記録材を中間転写体５ａのスピードとは異なる定着スピードＶＦに減速し、その記録材搬送部９ｇを速度変換領域として使用していた。このためには、厚紙の画像形成可能最大サイズに相当する大きさの記録材搬送部９ｇを確保しなくてはならず、装置が大型化するという欠点があった。そこで、本実施形態にかかる画像形成装置において、プリンタコントローラ２９３は、中間転写体５ａのスピードを、定着スピードと同様に可変にすることができる構成とし、定着スピードＶＦを画像形成スピードＶＰより遅くしなくてはならないときには、最終色の転写終了後、プリンタコントローラ２９３は、中間転写体５ａのスピードを定着スピードにまで減速するように制御する。これにより、記録材搬送部９ｇに速度変換領域としての大きさを確保する必要をなくして、装置の大型化を回避することが可能になる。

（回転現像器の制御）
図１３は、回転現像器の制御タイミングを説明する図である。コピー開始時には、マゼンタの現像器（４ｍ）が感光体１に対向する位置に移動する。１色目のマゼンタの画像が現像された後、次の色であるシアンの画像の現像を開始するまでの間に、プリンタコントローラ２９３は、シアンの現像器（４ｃ）が感光体１に対向する位置へ来るように回転現像器４を回転させる。

回転現像器４は、回転現像器回転モータドライバ２８２が回転駆動用のステッピングモータのパルス数をカウントすることで位置制御される。回転現像器４の感光ドラム１に対向する際の停止位置は、プリンタコントローラ２９３の全体的な制御の下、ドライバ２８２の制御により正確に制御される。

（トナーの補給、及びテストパッチ作像）
本実施形態においては、回転現像器４、４ｂｋ内にトナーの濃度を測定するためのセンサは備えられていないが、印刷した画像データのビデオカウント数を元に、トナーの消費量をプリンタコントローラ２９３が計算し、この計算結果に基づいて、プリンタコンコントローラ２９３は、トナーカートリッジから、現像器へのトナー補給量とする。トナーカートリッジには、不図示のスクリューが装備されている。このスクリューを一定時間回転させた際の補給量Ｇは既知であるものとする。この場合、補給量（Ｘ）と、スクリュー回転時間（ｔ）の関係は、Ｘ＝Ｇｔという一次式で計算される。

トナー補給時、トナーが現像器に均一に補給されるようにするため、補給動作は、現像器が動作している時間内に行なわなければならない。補給に伴うスクリューの回転時間が、１回の現像時間を上回る場合、補給動作は、２回の現像動作に渡って行われることになる。

ビデオカウント数によるトナー補給動作は、短期間にはほぼ正しい補給量を維持できるが、長時間の使用に関しては誤差があり、実際に現像されたトナー像が正しい濃度になっているかどうかを十分に制御することはできない。そのため、本実施形態にかかる画像形成装置においては、所定枚数のプリントの後、テストパッチを作像し、その濃度を測定することで、トナー補給量へのフィードバックを行なうことが可能である。これにより、ビデオカウント数に基づくトナーの補給に対して生じた補給量の誤差を補填することができる。

テストパッチの作像は、通常のトナー画像が作像される領域の後方である。このテストパッチは、１次転写され、中間転写体５ａ上の所定位置に設置された光量センサ２６５において、反射光量が測定される。中間転写体５ａ上に転写されたテストパッチ１３０１は２次転写されず、記録材へのトナー画像の転写が終了した後、中間転写体５ａ上のクリーナ６が、テストパッチ１３０１を清掃する。

図１３の状態では、フルカラー４色に関する画像形成の途中段階として、１色目のマゼンタに関してトナー画像の形成が終了し、２色目のシアンに関してトナー画像の形成が始まっている状態を示している。１色目のマゼンタ画像の形成後、２色目のシアンに関するトナー画像を形成する間で、テストパッチ１３０１が中間転写体５ａ上に形成されている。光量センサ２６５は、このテストパッチ１３０１の反射光量と、照射光源からの直接光の光量とを検知し、その検知結果は、Ａ／Ｄコンバータ２５２を介して、プリンタコントローラ２９３に入力される。プリンタコントローラ２９３は、入力されたテストパッチ１３０１の反射光量に関する検知結果と、照射光源からの直接光の光量とに基づいて、テストパッチのトナー濃度調整を行なうことが可能である。この濃度調整の結果は、トナーを補給するための制御にフィードバックされる。

（濃度補正）
プリンタコントローラ２９３は、光量センサ２６５で読み取られた反射光量に基づいて求めたトナー濃度を算出し、所定の目標濃度と比較する。テストパッチの濃度が目標濃度よりも高い場合、プリンタコントローラ２９３は、トナー補給量を減少させ、現像剤中のトナー濃度を低くするように制御する。また、テストパッチの濃度が目標濃度よりも低い場合、プリンタコントローラ２９３は、トナー補給量を増加させ、現像剤中のトナー濃度が高くなるように制御する。

また、プリンタコントローラ２９３は、テストパッチのトナー濃度を比較するために、サンプリングにより求めたトナー濃度をＲＡＭ２５１に格納することが可能である。トナー濃度の制御において、プリンタコントローラ２９３は、ＲＡＭ２５１に格納した前回分のサンプリングに基づくトナー濃度と、今回のサンプリングに基づくトナー濃度とを比較することも可能である。

（転写高圧制御）
図３は、プリンタ部２０２における一次転写高電圧制御回路の構成を示すブロック図である。図３において、プリンタコントローラ２９３は一時転写のための高電圧の制御を行なう。プリンタコントローラ２９３は、画像形成に関する処理、調整制御に関する制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ２５０及びワークエリアとして利用可能なＲＡＭ２５１とアドレスバス又はデータバスを介して接続されている。制御プログラムの内容に従って、プリンタコントローラ２９３は、例えば、００〜ＦＦまでのデジタル信号をＤ／Ａコンバータ（電圧検知手段）２５３に入力すると、デジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ２５３によって、０〜１２Ｖの電圧に変換され、転写用高圧電源（電圧印加手段）２７０は、一次転写対向ローラ３０１に−４〜＋８ｋＶの電圧を印加する。この電圧によって一次転写対向ローラ３０１から一次転写ローラ３０２に流れる転写電流は、−４０〜＋１００μＡの範囲で電流検出回路（電流検知手段）２７１により検知され、その検知結果は、Ａ／Ｄコンバータ７５２によって００〜ＦＦまでのデジタル信号に変換される。プリンタコントローラ２９３は、この信号を読み込み、ＡＴＶＣにおける演算処理を行なう。

（ＡＴＶＣ処理）
次に本実施形態の特徴的な処理である、一次転写系におけるＡＴＶＣについて説明する。本実施形態では、像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）５ａ上に形成されたトナー画像を被転写体としての記録材に転写する際の制御について説明する。

まず、設計値として、ある温度、湿度の環境下において、記録材としての普通紙の表面に、４色フルカラーのトナー画像を転写する場合に必要な目標転写電流を想定する。

実際の制御において、転写の際に目標転写電流より高い転写電流量が流れた場合、一次転写対向ローラ３０１に印加する電圧が強いため、一次転写ニップ部Ｔ１（図３を参照）近傍で強い放電が生じ、記録材上にトナー像が水玉状に抜ける放電跡が発生することある（転写爆発）。一方、目標転写電流より低い転写電流が流れた場合、一次転写対向ローラ３０１に印加する電圧が弱いため、記録材の裏面にトナーを強く保持するだけの電荷を付与できず、トナー像が非画像部に飛び散る転写不良を起こすことがある（転写不良）。

そこで、ＡＴＶＣのため画像形成動作に先立ち、まず非転写時において、プリンタコントローラ２９３は、転写電流測定動作における一次転写ローラ３０２のＶ−Ｉ特性（電圧−電流特性）を検知するものとする。尚、ここで、トナー画像の非転写時とは、一次転写ニップ部Ｔ１にトナー画像がない状態をいうものとする。

以下、図４のフローチャートを参照しつつ、Ｖ−Ｉ特性の検知に関する処理を説明する。

まず、ステップＳ４０１において、転写用高圧電源（電圧印加手段）２７０が一次転写対向ローラ３０１に電圧Ｖ１を印加する。

ステップＳ４０２において、一次転写対向ローラ３０１から一次転写ローラ３０２に流れる転写電流（Ｉ１）を、電流検出回路（電流検知手段）２７１が検知する。本実施形態では測定誤差を低減するために、一次転写ローラ３０２の一周期（本実施の形態では７８０ｍｓｅｃ）に渡って、例えば、２０ｍｓｅｃ間隔で２９回分の電流をサンプリングした後、平均化値をＲＡＭ２５１に記憶するものとする。

そして、ステップＳ４０３において、転写用高圧電源（電圧印加手段）２７０が一次転写対向ローラ３０１に電圧Ｖ２を印加し、ステップＳ４０４において、電流検出回路（電流検知手段）２７１が転写電流（Ｉ２）を検知する。

更に、ステップＳ４０５において、転写用高圧電源（電圧印加手段）２７０が一次転写対向ローラ３０１に電圧Ｖ３を印加し、ステップＳ４０６において、電流検出回路（電流検知手段）２７１が転写電流（Ｉ３）を検知する。３段階の電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）を印加しているのは、測定レンジを広げ、各電圧における検知精度の検証と向上を図るためである。プリンタコントローラ２９３は、以上のステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理による印加電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）と、検知された転写電流（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）を、ＲＡＭ２５１内に格納する。図５は、Ｖ−Ｉ特性のテーブルとして、印加電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）と転写電流（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）とが格納されている状態を示す図である。尚、本実施形態では、印加電圧を３回に分けて与えており、対応する転写電流をそれぞれ計測しているが、この回数（３回）は、本発明の趣旨を限定するものでないことは言うまでもない。

また、本実施形態における画像形成装置のプリンタ部２０２においては、カラーモード（カラー、モノクロ）、転写面（１面目、２面目）毎に、環境（温度や湿度）により異なる理想的な転写電流と印加電圧の関係がテーブル化され、ＲＯＭ２５０に記憶されているものとする。

次に、ＡＴＶＣの流れを図６のフローチャートを参照しつつ説明する。

ＡＴＶＣの開始が指示されると、プリンタコントローラ２９３の制御の下、温度センサ２６３、湿度センサ２６４が動作して、周囲の湿度や温度が計測される。画像形成条件に応じて、すなわち環境（周囲の湿度や温度）、印刷条件（カラー印刷またはモノクロ印刷）、記録材の性状（種類、サイズ、材質等）に応じて、プリンタコントローラ２９３は、目標とする転写電流（ターゲット電流）ＩｔａｒをＲＯＭ２５０に格納されているテーブルから決定する（Ｓ６０１）。

そして、ステップＳ６０２において、プリンタコントローラ２９３は、ＲＡＭ２５１に格納されたＶ−Ｉ特性のテーブルから、印加電圧（Ｖ１〜Ｖ３）、及び対応する転写電流（Ｉ１〜Ｉ３）を読み込む。

そして、ステップＳ６０３において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣにおいて印加するべき、転写電圧（Ｖｓｅｔ）を決定する。

プリンタコントローラ２９３による転写電圧（Ｖｓｅｔ）は、以下の（１）、（２）式により決定されるものとする。

Ｉｔａｒ＜Ｉ２のとき
Ｖｓｅｔ＝(Ｖ２−Ｖ１)・(Ｉｔａｒ−Ｉ１)／(Ｉ２−Ｉ１)＋Ｖ１...（１）
Ｉｔａｒ≧Ｉ２のときは
Ｖｓｅｔ＝(Ｖ３−Ｖ２)・(Ｉｔａｒ−Ｉ２)／(Ｉ３−Ｉ２)＋Ｖ２...（２）
そして、ステップＳ６０４において、先のステップＳ６０３で決定された転写電圧（Ｖｓｅｔ）が、転写用高圧電源（電圧印加手段）２７０により一次転写対向ローラ３０１に印加されるように、プリンタコントローラ２９３は制御する。以上の処理により、転写性を良好とするためのＡＴＶＣが実行される。

（ＡＴＲパッチ検知処理とＡＴＶＣの並列的実行）
図７は、ＡＴＲパッチ検知処理のためにテストパッチ画像が形成されている場合に、一次転写対向ローラ３０１の転写電圧を変化させつつＶ−Ｉ特性の変化をモニタした実験結果を示す図である。各図は、各色毎の実験結果に対応するものであり、（ａ）イエロー、（ｂ）マゼンタ、（ｃ）シアンについて、テストパッチ画像の濃度を0、0x60（▲：６０）、0xa（■：Ａ０）、0xff（◆：ＦＦ）、と、４段階に変化させた場合を示している。図７（ａ）〜（ｃ）より、一次転写対向ローラ３０１と一次転写ローラ３０２と間における転写電圧と転写電流との関係（Ｖ−Ｉ特性）は、パッチ画像が存在しても線形性を保ち、パッチ画像の影響は受けないことがわかる。

図８は、ＡＴＶＣのために一次転写対向ローラ３０１の転写電圧を変えながら、ＡＴＲパッチ検知処理のためのテストパッチ画像を形成し、形成されたテストパッチ画像の濃度を計測した実験結果を示す図である。各図は、各色毎の実験結果に対応するものであり、（ａ）イエロー、（ｂ）マゼンタ、（ｃ）シアンについて、テストパッチ画像の濃度を、0、0x60（▲：６０）、0xa（■：Ａ０）、0xff（◆：ＦＦ）、と、４段階に変化させた場合を示している。図８（ａ）〜（ｃ）より、テストパッチ画像の濃度は、一次転写対向ローラ３０１の転写電圧が変化しても、テストパッチ画像の濃度の変化量は０．１〜０．２と、測定の誤差範囲（ＡＴＲパッチ検知処理のみを行なった時に発生する誤差量と同等）であるため、実際の画像には、影響を受けない範囲であることがわかる。

以上の実験結果により、テストパッチ画像を形成するＡＴＲパッチ検知処理と、ＡＴＶＣとを並列的に実行しても、互いの制御に影響を及ぼさないことが明確化される。

本実施形態にかかる画像形成装置は、画像形成プロセスにおいて形成されたトナー画像の濃度を検知し、検知結果に従い、トナー濃度の補正が必要か判定する第１判定部と、転写電圧に対応する電流との関係（Ｖ−Ｉ特性）の測定結果に基づいて、目標とする転写電流に対応する電圧を、転写電圧として設定するか判定する第２判定部と、第１判定部及び第２判定部における判定を並列に実行させる制御部とを備える。このような構成により、テストパッチ画像に基づく、トナー濃度の制御（ＡＴＲパッチ検知処理に基づくトナー濃度の制御）と、転写電圧の制御（ＡＴＶＣ）とを並列的に行ない、形成する画像の調整を行なうことが可能になる。

尚、第１判定部、第２判定部、制御部の各部は、画像形成装置１００におけるプリンタコンコンコントローラ２９３を主として、光量センサ２６５等のセンサ、転写用高圧電源２７０、電流検出回路２７１等により構成することが可能である。

以下、図１４のフローチャートを参照して、テストパッチの画像形成と、パッチ画像のサンプリング、ＡＴＶＣとを、並列的に処理するための処理を説明する。このとき、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣのため転写電圧を変化させＶ−Ｉ特性をモニタする。そこで、テストパッチ画像のトナー量を予め少なくし、転写電流がやや小さな値となっても十分に転写ができる量に設定する。そのため、転写電圧を変化させながらＶ−Ｉ特性をモニタしながら、パッチ画像の転写を可能にしている。

まず、ステップＳ１４０１において、プリンタコントローラ２９３は、本制御の初期化処理を行なう。このとき、ステップＳ１４０６での条件分岐に使用するＡＴＲパッチ検知処理を実行するためのフラグをクリアする。

ステップＳ１４０１における初期化処理の終了後、プリンタコントローラ２９３は、ステップＳ１４０２と、ステップＳ１４０５とを同時に開始する。

ステップＳ１４０２において、プリンタコントローラ２９３は、テストパッチの形成と、テストパッチの濃度サンプリングを行なう。

ステップＳ１４０３において、プリンタコントローラ２９３は、今回のサンプリングによるテストパッチの濃度と、前回の濃度補正時にＲＡＭ２５１に格納した濃度の値と比較を行なう。プリンタコントローラ２９３は、トナー濃度の比較に基づいて、変化率が所定の規定値以上の場合（例えば５％、１０％以上の変動がある場合）、濃度補正が必要と判定し（Ｓ１４０３−Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１４０４に進める。

ステップＳ１４０４において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理を実行するためのフラグをセットする。

一方、ステップＳ１４０３の判定において、変化率が規定値未満であれば（Ｓ１４０３−ＮＯ）、プリンタコントローラ２９３は、濃度補正を行なうためのフラグを設定しないで、処理をステップＳ１４０６に進める。

ステップＳ１４０５において、プリンタコントローラ２９３は、図４で説明したように印加電圧と印加電流のとの関係からＶ−Ｉ特性のテーブルを更新し、画像形成条件に応じて、目標とする転写電流（ターゲット電流）ＩｔａｒをＲＯＭ２５０に格納されているテーブルから決定する。そして、プリンタコントローラ２９３は、更新したＶ−Ｉ特性のテーブルから、印加電圧（Ｖ１〜Ｖ３）、及び対応する転写電流（Ｉ１〜Ｉ３）を読み込み、ＡＴＶＣにおいて印加するべき、転写電圧（Ｖｓｅｔ）を決定する。そして、決定した転写電圧（Ｖｓｅｔ）に基づいて、ＡＴＶＣを実行する。

ステップＳ１４０６において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理を実行のためのフラグがセットされているか判定し、フラグがセットされていない場合（Ｓ１４０６−Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１４０６の判定で、フラグがセットされている場合（トナー濃度の補正が必要な場合）（Ｓ１４０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０７に進められる。プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理の実行により、トナー補給量を決定し、トナーの補給制御を行ない、処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ＡＴＶＣとＡＴＲパッチ処理とを並列に行ない、各々の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定し、それぞれの制御対象となるデバイスに対し調整制御が必要な場合のみ、制御を実行することを可能にする画像形成技術を提供することが可能になる。

これにより、従来、固定的に調整に要していた調整制御に要する制御時間を、必要な調整制御を行なう時間分にだけ短縮することで、画像形成装置の生産性を向上させることが可能になる。

[第２実施形態]
上述の第１実施形態で説明した画像形成装置における調整制御の並列的な実行は、ＡＴＲパッチ検知処理を実行する場合に、トナー濃度の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定し、濃度補正が必要な場合のみ、トナー濃度を制御する好適な構成を説明した。第２実施形態にかかる調整制御においては、ＡＴＶＣを実行する場合に、Ｖ−Ｉ特性が変化したか判定し、Ｖ−Ｉ特性が変化した場合にＡＴＶＣを実行する好適な構成を説明する。

尚、本実施形態に係る画像形成装置は、第１実施形態で説明した構成と共通するので、重複を回避するために説明は省略し、プリンタコントローラ２９３が実行主体となる処理の流れを図１５のフローチャートを参照して説明する。

（ＡＴＲパッチ検知処理とＡＴＶＣの並列的実行）
図１５のフローチャートは、ＡＴＲパッチ検知処理と、ＡＴＶＣのためのＶ−Ｉ特性のモニタを同時に実行する処理の流れを説明するものである。

まず、ステップＳ１５０１において、プリンタコントローラ２９３は、本制御の初期化処理を行なう。このとき、ステップＳ１５０６での条件分岐に使用するＡＴＶＣを実行するためのフラグをクリアする。

ステップＳ１５０１における初期化処理の終了後、プリンタコントローラ２９３は、ステップＳ１５０２と、ステップＳ１５０５とを同時に開始する。

ステップＳ１５０２において、プリンタコントローラ２９３は、図６のフローチャートに従い、印加電圧と電流の関係からＶ−Ｉ特性を求め、ＲＡＭ２５１に格納されているＶ−Ｉ特性のテーブルの値と比較して、Ｖ−Ｉ特性に変化が生じているかモニタする。

ステップＳ１５０３において、プリンタコントローラ２９３は、今回モニタしたＶ−Ｉ特性と、前回の測定によるＶ−Ｉ特性とを比較して、変化率が規定値以上の場合（例えば５％、１０％以上の変動がある場合）、ＡＴＶＣが必要と判定し（Ｓ１５０３−Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５０４に進める。

ステップＳ１５０４において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣを実行するためのフラグをセットする。

一方、ステップＳ１５０３の判定において、変化率が規定値未満であれば（Ｓ１５０３−Ｎｏ）、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣを行なうためのフラグを設定しないで、処理をステップＳ１５０６に進める。

ステップＳ１５０５において、プリンタコントローラ２９３は、上述のＡＴＲパッチ検知処理を行なう。

ステップＳ１５０６において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣ処理を実行するためのフラグがセットされているか判定し、フラグがセットされていない場合（Ｓ１５０６−Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１５０６の判定で、フラグがセットされている場合（目標とする転写電流に対応する電圧を、転写電圧として設定すると判定された場合）（Ｓ１５０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５０７に進められる。プリンタコントローラ２９３は、第１実施形態で説明した（１）または（２）式に基づいて、転写電圧（Ｖｓｅｔ）を決定し、新たに転写電圧を設定して、処理を終了する。以降の画像形成処理において、新たに設定された転写電圧に基づいてトナー画像の転写が行なわれることになる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ＡＴＶＣとＡＴＲパッチ検知処理とを並列に行ない、各々の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定し、それぞれの制御対象となるデバイスに対し調整制御が必要な場合のみ、制御を実行することを可能にする画像形成技術を提供することが可能になる。

これにより、従来、固定的に調整に要していた調整制御に要する制御時間を、必要な調整制御を行なう時間分にだけ短縮することで、画像形成装置の生産性を向上させることが可能になる。

[第３実施形態]
本発明の第３実施形態として、トナー濃度の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定し、濃度補正が必要な場合のみ、トナー濃度を制御するＡＴＲパッチ検知処理と、Ｖ−Ｉ特性が変化したか判定し、Ｖ−Ｉ特性が変化した場合に実行するＡＴＶＣとを、並列的に実行する好適な構成を説明する。

尚、本実施形態に係る画像形成装置は、第１実施形態で説明した構成と共通するので、重複を回避するために説明は省略し、プリンタコントローラ２９３が実行主体となる処理の流れを図１６のフローチャートを参照して説明する。

（ＡＴＲパッチ検知処理とＡＴＶＣの並列的実行）
図１６は、第３実施形態の処理の流れを説明するフローチャートであるが、第１、第２実施形態で説明したフローチャートと共通する処理に関しては、同一のステップ番号を付している。

まず、ステップＳ１６０１において、プリンタコントローラ２９３は、本制御の初期化処理を行なう。このとき、ステップＳ１４０６での条件分岐に使用するＡＴＲパッチ検知処理を実行するためのフラグ、ステップＳ１５０６での条件分岐に使用するＡＴＶＣを実行するためのフラグをクリアする。

ステップＳ１６０１における初期化処理の終了後、プリンタコントローラ２９３は、ステップＳ１４０２と、ステップＳ１５０２とを同時に開始する。

ステップＳ１４０２において、プリンタコントローラ２９３は、テストパッチの形成と、テストパッチ画像の濃度サンプリングを行なう。

ステップＳ１４０３において、プリンタコントローラ２９３は、今回のサンプリングによるテストパッチの濃度と、前回の濃度補正時にＲＡＭ２５１に格納した濃度の値と比較を行なう。プリンタコントローラ２９３は、トナー濃度の比較に基づいて、変化率が所定の規定値以上の場合（例えば５％、１０％以上の変動がある場合）、濃度補正が必要と判定し（Ｓ１４０３−Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１４０４に進める。

ステップＳ１４０４において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理を実行するためのフラグをセットする。

一方、ステップＳ１４０３の判定において、変化率が規定値未満であれば（Ｓ１４０３−ＮＯ）、プリンタコントローラ２９３は、濃度補正を行なうためのフラグを設定しないで、処理をステップＳ１４０６に進める。

また、ステップＳ１４０２と並列的に処理が進められる、ステップＳ１５０２において、プリンタコントローラ２９３は、図６のフローチャートに従い、印加電圧と電流の関係からＶ−Ｉ特性を求め、ＲＡＭ２５１に格納されているＶ−Ｉ特性のテーブルの値と比較して、Ｖ−Ｉ特性に変化が生じているかモニタする。

ステップＳ１５０３において、プリンタコントローラ２９３は、今回モニタしたＶ−Ｉ特性と、前回の測定によるＶ−Ｉ特性とを比較して、変化率が規定値以上の場合（例えば５％、１０％以上の変動がある場合）、ＡＴＶＣが必要と判定し（Ｓ１５０３−Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５０４に進める。

ステップＳ１５０４において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣを実行するためのフラグをセットする。

一方、ステップＳ１５０３の判定において、変化率が規定値未満であれば（Ｓ１５０３−Ｎｏ）、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣを行なうためのフラグを設定しないで、処理をステップＳ１４０６に進める。

ステップＳ１４０６において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理を実行のためのフラグがセットされているか判定し、フラグがセットされていない場合（Ｓ１４０６−Ｎｏ）、処理をステップＳ１５０６に進める。

ステップＳ１４０６の判定で、フラグがセットされている場合（トナー濃度の補正が必要な場合）（Ｓ１４０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０７に進められる。プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＲパッチ検知処理の実行により、トナー補給量を決定し、トナーの補給制御を行ない、処理をステップＳ１５０６に進める。

ステップＳ１５０６において、プリンタコントローラ２９３は、ＡＴＶＣ処理を実行するためのフラグがセットされているか判定し、フラグがセットされていない場合（Ｓ１５０６−Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１５０６の判定で、フラグがセットされている場合（目標とする転写電流に対応する電圧を、転写電圧として設定すると判定された場合）（Ｓ１５０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５０７に進められる。プリンタコントローラ２９３は、第１実施形態で説明した（１）または（２）式に基づいて、転写電圧（Ｖｓｅｔ）を決定し、新たに転写電圧を設定して、処理を終了する。以降の画像形成処理において、新たに設定された転写電圧に基づいてトナー画像の転写が行なわれることになる。

ＡＴＶＣの実行により、転写電圧として設定された電圧（Ｖｓｅｔ）に基づいて、プリンタコントローラ２９３は、形成する画像を調整することが可能になる。ＡＴＲパッチ検知処理におけるパッチのトナー量が少なくなった場合や、画像形成条件によりＶ−Ｉ特性が変動し、転写電流が小さくなったとしても、トナー像を転写するための転写電圧を設定することで、形成する画像を調整することが可能になる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ＡＴＶＣとＡＴＲパッチ検知処理とを並列に行ない、各々の測定結果から調整制御が必要であるか否かを判定し、それぞれの制御対象となるデバイスに対し調整制御が必要な場合のみ、制御を実行することを可能にする画像形成技術を提供することが可能になる。

これにより、従来、固定的に調整に要していた調整制御に要する制御時間を、必要な調整制御を行なう時間分にだけ短縮することで、画像形成装置の生産性を向上させることが可能になる。

[他の実施形態]
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図４、図６、図１４乃至図１６）のフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の実施形態にかかるカラー画像形成装置の構成を説明する断面図である。 本発明の実施形態にかかるカラー画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 プリンタ部における一次転写高電圧制御回路の構成を示すブロック図である。 Ｖ−Ｉ特性の検知に関する処理の流れを説明するフローチャートである。 Ｖ−Ｉ特性のテーブルとして、印加電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）と転写電流（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）とが格納されている状態を示す図である。 本発明の実施形態にかかるＡＴＶＣの流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態にかかり、ＡＴＲパッチ検知処理のためにテストパッチ画像が形成されている場合に、一次転写対向ローラ３０１の転写電圧を変化させつつＶ−Ｉ特性の変化をモニタした実験結果を示す図である。 本発明の実施形態にかかり、ＡＴＶＣのために一次転写対向ローラ３０１の転写電圧を変えながら、ＡＴＲパッチ検知処理のためのテストパッチ画像を形成し、形成されたテストパッチ画像の濃度を計測した実験結果を示す図である。 (ａ)は、中間転写ベルト５ａ上に１枚貼りでの画像形成を行ったときの形態を示し、（ｂ）は、中間転写ベルト５ａ上に２枚貼りでの画像形成を行った形態を示す図である。 潜像形成開始直後の感光ドラムと中間転写体との位置関係を示す図である。 潜像(レーザ)の形成と中間転写体基準信号Ａ、１次転写動作等の関係を示すタイミングチャートである。 記録材及び有効画像領域の検出と、転写電圧の印加の関係を示すタイミングチャートである。 回転現像器の制御タイミングを説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかるテストパッチの画像形成と、パッチ画像のサンプリング、ＡＴＶＣとを、並列的に処理するための処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかるＡＴＲパッチ検知処理と、ＡＴＶＣのためのＶ−Ｉ特性のモニタを同時に実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態にかかる処理の流れを説明するフローチャートである。

Claims (8)

1. トナー濃度の制御と、転写電圧の制御とを行ない、画像形成手段によって形成される画像の調整を行なう画像形成装置であって、
   前記画像形成手段によりテストパッチ画像を形成し、形成されたテストパッチ画像の濃度を濃度検知手段が検知し、前記濃度検知手段により検知された前記テストパッチ画像の濃度の値と、格納手段に格納されている前回の濃度補正時のトナー画像の濃度の値と、を比較して、（i）トナー画像の濃度の変化率が予め定められた規定値以上の場合、トナー濃度の補正が必要と判定し、 (ii)前記トナー画像の濃度の変化率が規定値未満の場合、トナー濃度の補正が必要でないと判定する第１判定手段と、
   電圧印加手段により複数の転写電圧を印加し、印加された異なる複数の転写電圧と、電流検知手段により検知された前記転写電圧に対応する電流とから、Ｖ−Ｉ特性テーブル作成手段が作成する前記転写電圧と前記電流との対応関係を定めるＶ−Ｉ特性テーブルに格納されている今回の測定結果と、前記格納手段に格納されている前回の測定による転写電圧と当該転写電圧に対応する電流との関係の測定結果と、を比較して、（i）測定結果の変化率が規定値以上の場合、前記画像形成手段の画像形成条件に応じて目標とする転写電流を決定し、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果を読み出し、読み出された当該測定結果に基づいて前記転写電流に対応する電圧を補間演算し、且つ前記補間演算された電圧を転写電圧として設定を行うと判定し、(ii) 前記測定結果の変化率が規定値未満の場合、前記目標とする転写電流を決定せず、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果の読み出しを行わず、前記補間演算を行わず、且つ前記転写電圧の設定を行わないと判定する第２判定手段と、
   前記第１判定手段の判定処理の開始タイミングと前記第２判定手段の判定処理の開始タイミングとが同時期となるように制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１判定手段は、前記形成されたトナー画像の反射光量を計測する計測手段を有し、
   前記第１判定手段は、当該計測手段で計測された反射光量に基づき、前記トナー画像の濃度を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成条件には、検知される湿度、温度、印刷条件、画像が形成される記録材の性状のいずれか１つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１判定手段の判定により、前記トナー濃度の補正が必要と判定された場合、前記制御手段は、トナーの補給制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第２判定手段の判定により、前記転写電圧を設定すると判定された場合、前記制御手段は、当該転写電圧の設定を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. トナー濃度の制御と、転写電圧の制御とを行ない、画像形成手段によって形成される画像の調整を行なう画像形成装置における制御方法であって、
   前記画像形成装置の制御手段が、第１判定工程の判定処理の開始タイミングと前第２判定工程の判定処理の開始タイミングとが同時期となるように制御する制御工程を有し、
   前記第１判定工程は、前記画像形成手段によりテストパッチ画像を形成し、形成されたテストパッチ画像の濃度を濃度検知手段が検知し、前記濃度検知手段により検知された前記テストパッチ画像の濃度の値と、格納手段に格納されている前回の濃度補正時のトナー画像の濃度の値と、を比較して、（i）トナー画像の濃度の変化率が予め定められた規定値以上の場合、トナー濃度の補正が必要と判定し、 (ii)前記トナー画像の濃度の変化率が規定値未満の場合、トナー濃度の補正が必要でないと判定し、
   前記第２判定工程は、電圧印加手段により複数の転写電圧を印加し、印加された異なる複数の転写電圧と、電流検知手段により検知された前記転写電圧に対応する電流とから、Ｖ−Ｉ特性テーブル作成手段が作成する前記転写電圧と前記電流との対応関係を定めるＶ−Ｉ特性テーブルに格納されている今回の測定結果と、前記格納手段に格納されている前回の測定による転写電圧と当該転写電圧に対応する電流との関係の測定結果と、を比較して、（i）測定結果の変化率が規定値以上の場合、前記画像形成手段の画像形成条件に応じて目標とする転写電流を決定し、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果を読み出し、読み出された当該測定結果に基づいて前記転写電流に対応する電圧を補間演算し、且つ前記補間演算された電圧を転写電圧として設定を行うと判定し、(ii) 前記測定結果の変化率が規定値未満の場合、前記目標とする転写電流を決定せず、前記Ｖ−Ｉ特性テーブルに格納されている前記複数の転写電圧と当該複数の転写電圧に対応する前記電流の測定結果の読み出しを行わず、前記補間演算を行わず、且つ前記転写電圧の設定を行わないと判定すること
   を特徴とする画像形成装置における制御方法。
7. コンピュータを、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読の記憶媒体。

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