JP6882240B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、それぞれ異なる色域で画像形成を行う複数のモードを有する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置における画質指標の１つとして色域（Color Gamut）が存在する。画像形
成装置における色域とは画像形成装置が出力可能な色再現範囲のことであり、色域が広いほど色再現範囲が広く画像形成装置として優位であることを意味する。色域を拡大する手法としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像剤に加えて濃いＹＭＣＫの現像剤を別途追加する手法や、記録材上の現像剤量を像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体の回転速度を上げることで増やす等の手法が考えられる。特許文献１に、測定用トナー像のトナー載り量の違いを判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を設定する技術が提案されている。

特開２０１１−９９９３３号公報

しかしながら、上記従来技術では次のような課題がある。上記の技術において、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体の回転速度を上げることで現像剤量を増やす構成では、各色の現像剤担持体をそれぞれ所望の回転速度で駆動させるため、各現像剤担持体を独立して駆動させるのに複数の駆動源が使用される。したがって、装置のコストアップや大型化になってしまっていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数の現像剤担持体を共通の駆動源を用いて駆動する場合に像担持体と現像剤担持体の回転速度差又は回転速度比を適切に設定することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
記録材に画像形成を実行する画像形成動作を実行可能な画像形成装置であって、
回転可能な第１の像担持体と、前記第１の像担持体に接触して第１の現像剤を前記第１の像担持体に供給する、回転可能な第１の現像剤担持体と、を有する第１の画像形成部と、
回転可能な第２の像担持体と、前記第２の像担持体に接触して第２の現像剤を前記第２の像担持体に供給する、回転可能な第２の現像剤担持体と、を有する第２の画像形成部と
、
前記第１の像担持体の表面および前記第２の像担持体の表面と接触する中間転写体であって、前記第１の像担持体に形成された第１の現像剤像と、前記第２の像担持体に形成された第２の現像剤像と、が転写される中間転写体と、
前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体と、を共に所定の回転速度で回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段と、前記中間転写体上に形成される前記第１の現像剤からなる第１のトナーパッチの形成と前記中間転写体上に形成される第２の現像剤からなる第２のトナーパッチの形成と、を制御する制御手段と、
前記中間転写体上に形成された前記第１のトナーパッチに関する第１の情報と、前記中間転写体上に形成された前記第２のトナーパッチに関する第２の情報と、を検出する検出手段と、
を備え、
前記像担持体の回転速度に対する前記現像剤担持体の回転速度の比を周速比とした場合において、第１の周速比で前記画像形成動作を実行する第１のモードと、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比で前記画像形成動作を実行する第２のモードと、を実行可能な画像形成装置であって、
前記制御手段は、異なる前記周速比ごとに、前記中間転写体にそれぞれ前記第１のトナーパッチと前記第２のトナーパッチと、を形成することによって、前記検出手段によって検出される前記第１の情報に基づいて得られる第３の周速比と、前記検出手段によって検出される前記第２の情報に基づいて得られる前記第３の周速比よりも大きい第４の周速比が得られた場合において、前記第２のモードの前記第２の周速比を、前記第３の周速比に基づいて設定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の現像剤担持体を共通の駆動源で回転させる構成においても、像担持体と現像剤担持体の回転速度差又は回転速度比を適切に設定することができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成図。 実施例１の感光ドラム、現像ローラの駆動源の概略構成図。 実施例１の感光ドラム層構成の概略説明図。 実施例１の感光ドラム表面電位の概略説明図。 実施例１の光学センサ構成の概略説明図。 実施例１のカラーセンサ構成の概略説明図。 実施例１の光学センサ出力の概略説明図。 実施例１のテスト用のトナーパッチの概略説明図。 実施例１のイエロートナーにおける周速比とトナーパッチの濃度との関係を示す概略説明図。 実施例１のマゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーにおける周速比とトナーパッチの濃度との関係を示す概略説明図。 実施例１の画像形成装置において実行される処理の一例を示すフローチャート。 実施例１の広色域プリントモードの色域の概略説明図。 実施例２の感光ドラム、現像ローラの駆動源の概略構成図。 実施例２の画像形成装置において実行される処理の一例を示すフローチャート。 一実施例の感光ドラム、現像ローラ、高圧電源の駆動源の概略構成図。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。

（実施例１）
＜画像形成装置の構成と画像形成時の動作の概要＞
図１は、実施例１のカラーレーザプリンタ（画像形成装置）に関する概略構成図である。図１に示すように、カラーレーザプリンタ５０は、複数の第１の像担持体である感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ)を有する。カラーレーザプリンタ５０は、第２の像担
持体である中間転写ベルト３（被転写体）に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。実施例１の画像形成装置は、一例として、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）までの大きさの紙までの出力に対応した、解像度６００ｄｐｉ、印刷速度２０ｐｐｍのプリンタである。実施例１の画像形成装置における転写手段は、感光ドラムから中間転写ベルトに一次転写する手段と、中間転写ベルトから記録材に二次転写する手段とを有する。

カラーレーザプリンタ５０の中間転写ベルト３は、無端状のエンドレスベルトであり、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、アイドラローラ１７、および二次転写対向ローラ１８に懸架される。中間転写ベルト３は、図中矢印Ｑの方向にプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃで回転している。なお、中間転写ベルト３の材質としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などが用いられる。駆動ローラ１２、テンションローラ１３、および二次転写対向ローラ１８は、中間転写ベルト３を支持する支持ローラである。

感光ドラム５は、中間転写ベルト３の移動方向に沿って、直列に各色に対応して合計４本配置されている。イエロー（Ｙ）の現像器（現像手段）を有する感光ドラム５Ｙは、回転過程で一次帯電ローラ（帯電手段）７Ｙによって、所定の極性および電位に一様に帯電処理される。そして、感光ドラム５Ｙは、画像露光手段（露光手段）９Ｙによる画像露光４Ｙを受けることにより、目的のカラー画像の第１の色（イエロー）成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像が、現像剤担持体である現像ローラ８Ｙによって第１色であるイエロートナー（現像剤）により現像される。このように、画像露光によって静電潜像が形成された部分にトナーが現像される方式のことを「反転現像方式」と称する。

感光ドラム５Ｙ上に形成されたイエローの像は、中間転写ベルト３との一次転写ニップ部へ進入する。一次転写ニップ部では、中間転写ベルト３の裏側、すなわち感光ドラム５Ｙに対向する面の裏面に、電圧印加部材（一次転写ローラ）１０Ｙを接触当接させている。電圧印加部材１０Ｙは、各ポートによって独立にバイアス印加可能とするため、一次転写バイアス電源を有している。中間転写ベルト３には、１色目のポートによってイエローが転写され、次いで先述した工程を経た各色に対応する感光ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋによって、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色が各ポートによって多重転写される。中間転写ベルト３上に転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト３の移動に伴って図中矢印Ｑの方向、すなわち時計回り方向に移動する。

一方、給紙カセット１内に積載収納された記録材Ｐは、給紙ローラ２により給送され、レジストローラ対６のニップ部へ搬送されて、ニップ部で一旦停止される。一旦停止された記録材Ｐは、中間転写ベルト３上に形成された４色のトナー像が二次転写ニップに到達するタイミングに同期してレジストローラ対６によって二次転写ニップに供給される。そして、二次転写ローラ１１と二次転写対向ローラ１８との間の電圧印加（＋１．５ｋＶ程度）によって中間転写ベルト３上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト３から分離されて搬送ガイド１９によって定着手段である定着装置１４に送られる。定着装置１４において、記録材Ｐは、定着ローラ１５、加圧ローラ１６による加熱、加圧を受け、記録材Ｐの表面にトナー像が溶融固着される。この結果、４色フルカラーの画像が得られる。そして、記録材Ｐは、排紙ローラ対２０から装置外へと排出され、プリントの１サイクルが終了する。一方、上記の二次転写において記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３上に残ったトナーは、記録材Ｐへの転写位置よりもベルトの下流側に配置されたクリーニングユニット２１によって除去される。

また、カラーレーザプリンタ５０は、装置内の各部の動作を制御したり、各部と通信する制御手段である制御部３０を有する。制御部３０には、ＣＰＵ３１、ＣＰＵ３１が制御を行うためのプログラムや各種データが格納されている不揮発性メモリのＨＤＤ３２、データ処理のための作業領域になる読み書き可能なメモリのＲＡＭ３３などが備えられている。

次に、図２に実施例１の感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、現像ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）、中間転写ベルト３の回転駆動を行う駆動ローラ１２の構成の一例を示す。感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）と中間転写ベルト３の駆動ローラ１２とは、共通の駆動手段である駆動モータＭ１によってそれぞれ矢印方向に回転される。また、現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、共通の駆動モータＭ２によってそれぞれ矢印方向に回転される。なお、感光ドラム５と現像ローラ８は、異なる駆動源によって駆動されるため、それぞれ所望の回転速度で回転可能である。実施例１における構成では、カラーレーザプリンタ５０が実行する画像形成の種類には、通常の画像形成モードとしての通常プリントモードに加えて、広色域の画像形成モードとしての広色域プリントモードがある。広色域プリントモードでは、感光ドラム５の回転速度に対する現像ローラ８の回転速度の比（以下、周速比と称する）が、通常プリントモードに比べて大きくなるように駆動制御される。このため、感光ドラム５上の単位表面積あたりのトナー量が増加する結果、広色域の画像形成が実現される。なお、通常プリントモードが第１のモードの一例であり、広色域プリントモードが第２のモードの一例である。

＜感光ドラムの構成と電位設定について＞
図３に感光ドラム５の層構成を示す。感光ドラム５に設けられる主な層は、下層から、アルミニウムなどの導電性材料からなるドラム基体５０１、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層５０２、キャリアを生成する電荷発生層５０３、発生したキャリアを輸送する電荷輸送層５０４である。ドラム基体５０１は接地されており、感光ドラム５
の表面が帯電ローラ７により帯電することで、感光ドラム５内側から外側に向けた電界が形成される。スキャナユニット９から出射される光によって感光ドラム５が照射されると、電荷発生層５０３にキャリアが生成される。生成されたキャリアは、上記の電界によって感光ドラム５の表面に向かって移動し、感光ドラム５表面の電荷と対になることで感光ドラム５の表面電位を変化させる。

次に、通常プリントモードと広色域プリントモードにおける感光ドラム５表面の電位について、図４を参照しながら説明する。まず、帯電ローラ７によって感光ドラム５表面が帯電したときの、感光ドラム５の表面電位を帯電電位Ｖｄとする。その後、露光によって感光ドラム５の表面電位は露光電位Ｖｌに変化する。ここで、現像ローラ８は、高圧電源によって現像電位Ｖｄｃになるように電圧印加されている。また、現像電位Ｖｄｃは露光電位Ｖｌと帯電電位Ｖｄとの間に設定されている。このため、露光されない部分（非露光部分）では、電界が、現像ローラ８表面にコートされているトナーが感光ドラム５側に現像される方向とは逆方向に形成される。また、露光される部分（露光部分）では、電界が、当該トナーが感光ドラム５側に現像される方向に形成される。この電界によって露光部分ではトナーが現像されるが、トナーが現像されるほどトナー電荷により感光ドラム５の表面電位が上昇するため、露光部分における電界は弱くなる。

このため、通常プリントモードのトナー供給量では、線画像に比べて画像面積が大きい画像部分のいわゆるベタ濃度として電位Ｖｄｃの領域Ｋ全体を使用できておらず、図４では、電位Ｖｄｃより小さいＶｄｃ’の領域Ｔが使用されるに留まっている。よって、カラーレーザプリンタ５０において、周速比を大きくする駆動制御が行われてトナー供給量が増加し、感光ドラム５上のトナー量が飽和する領域Ｋ全体が使用されるまで周速比が大きくなる。

＜テスト用トナーパッチの濃度情報を検出する検出手段について＞
次に、実施例１におけるカラーレーザプリンタ５０の検出手段の１つである光学センサ８０について説明する。光学センサ８０は、中間転写ベルト３に形成された所定のパターンであるテスト用のトナーパッチを検知する。トナーパッチは、中間転写ベルト３と共にベルトの回転方向に移動し、光学センサ８０を通過する際に、発光素子８１から照射された赤外光を拡散反射する。トナーパッチからの反射光は、受光素子８２で受光され、受光された反射光の情報を基に各色トナーパッチの位置が特定される。

図５は、光学センサ８０の断面図である。光学センサ８０は、ＬＥＤ（Light-Emitting
Diode）などの発光素子８１と、フォトトランジスタなどの２つの受光素子８２、８３と、発光素子８１および受光素子８２、８３を保持するホルダー８１ａ、８２ａ、８３ａを備える。発光素子８１は、その光軸ＡＸが中間転写ベルト３の表面の法線Ｎに対して１５°の傾きを持つように配置されており、中間転写ベルト３上のトナーパッチや中間転写ベルト３の表面に赤外光（例えば波長９５０ｎｍ）を照射する。受光素子８２は、その光軸ＢＸが中間転写ベルト３の表面の法線Ｎに対して４５°の傾きを持つように配置されており、トナーパッチや中間転写ベルト３の表面から拡散反射された赤外光を受光する。受光素子８３は、その光軸ＣＸが中間転写ベルト３の表面の法線Ｎに対して１５°の傾きを持つように配置されており、トナーパッチや中間転写ベルト３の表面からの正反射成分である赤外光を受光する。

次に、実施例１におけるカラーレーザプリンタ５０の検出手段の１つであるカラーセンサ９０について説明する。カラーセンサ９０は、一例として排紙ローラ対２０の後段に配置され、記録材Ｐに定着されたトナーパッチを検知して色味に関する値（以下、色情報）を取得する。なお、カラーセンサ９０は、記録材Ｐの中央部を検知するように配置されている。しかし、カラーセンサ９０の配置は、これに限られるものではなく、カラーセンサ
９０は中央部以外を検知するように配置されてもよいし、１つだけでなく複数個が配置されてもよい。また、カラーセンサ９０が配置される位置は、排紙ローラ対の後段に限られない。記録材Ｐに定着されたトナーパッチを検知できれば、カラーセンサ９０は、排紙ローラ対２０の前段、例えば定着装置１４と排紙ローラ対２０の間に配置されてもよい。また、カラーセンサ９０は、定着装置１４の前段に配置されてもよい。

図６は、分光方式の測色器であるカラーセンサ９０の概略構成図である。カラーセンサ２４は、可視光全体にわたる発光波長分布を有する白色光源８１１、集光レンズ８１２、スリット８１３、回折格子８１４、複数の受光素子からなるラインセンサ８１５を有する。また、カラーセンサ９０の制御や演算を行うＣＰＵ８２０が備えられている。また、ＣＰＵ８２０が制御を行うためのプログラムや演算に必要な各種データが書き込まれている読み出し専用のメモリのＲＯＭ８２１、データ処理のための作業領域になる読み書き可能なメモリのＲＡＭ８２２などが備えられている。

白色光源８１１から出射された光８１６は、開口８１７を通過し、記録材Ｐの上に形成された被測色物である検知用画像８１８（トナーパッチ）に約４５°の角度で入射し、検知用画像８１８の光吸収特性に応じた散乱光８１９となる。散乱光８１９の一部は、集光レンズ８１２によってスリット８１３を通過し、回折格子８１４に入射して分光される。分光された分散光は、ラインセンサ８１５に入射し、ラインセンサ８１５は、入射光量に応じた信号を各受光素子により出力する。ラインセンサ８１５から出力された信号はＣＰＵ８２０に入力される。ＣＰＵ８２０は、ラインセンサ８１５から入力された各受光素子からの出力に対して所定の演算を行い、１０ｎｍ（ナノメートル）間隔で３８０ｎｍから７３０ｎｍの範囲の分光反射率を算出する。ＣＰＵ８２０は、この分光反射率に対し更に演算を行いＣＩＥ（国際照明委員会）で定められているＸＹＺ（ＣＩＥ／ＸＹＺ）やＬ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊）などの色度値を算出することも可能である。カラーセンサ９０は、カラーレーザプリンタ５０のＣＰＵ３１と通信可能であり、ＣＰＵ３１はカラーセンサ９０で算出された色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を受信可能である。なお、ラインセンサ８１５の信号をＣＰＵ３１に出力し、ＣＰＵ３１が分光反射率や色度値を算出する構成としてもよい。

カラーセンサ９０は、通常、カラーレーザプリンタ５００によって記録材Ｐ上に形成される画像の色味合わせに用いられる。ＣＰＵ３１は、記録材Ｐ上に、さまざまな色の検知用画像８１８を形成し定着した後、カラーセンサ９０により色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を取得する。ＣＰＵ３１は、カラーセンサ９０により各検知用画像の色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊と各検知用画像を形成したときの画像データとの対応付けを行う。ＣＰＵ３１は、対応付けの結果に基づいて、カラーレーザプリンタ５０の画像処理部が使用する色変換用のカラーテーブルを変更することで、所定の色味の画像を形成することが可能となる。

図７に光学センサ８０のセンサ出力結果を示すグラフを示す。なお、グラフの横軸は、中間転写ベルト３におけるトナーパッチのトナー載り量を示し、グラフの縦軸は、光学センサ８０の出力を示す。トナー載り量が少ないトナー像の場合は、平滑で鏡面かつ黒色である中間転写ベルト３の表面からの反射光の影響が大きいため、光学センサ８０の正反射検知出力６０１が大きく乱反射検知出力６０２が小さい。また、中間転写ベルト３の表面性（表面の凹凸）に比べてトナー粒径は大きいため、トナー載り量が多くなると、光学センサ８０の正反射検知出力６０１が小さくなり、乱反射検知出力６０２が大きくなる。ここで、正反射検知出力６０１はトナーパッチによる乱反射成分を含んでいるため、正反射検知出力６０１から乱反射検知出力６０２をもとに乱反射成分を除くことでトナーパッチの濃度と相関のあるセンサ出力６０３を得ることができる。以上より、正反射光および乱反射光の検知結果をもとに濃度が算出される。

実施例１では、光学センサ８０は、通常の画像形成時とは異なるタイミングで形成されるトナーパッチの情報を取得する。トナーパッチには、具体的には、各色の現像剤の重ね合わせ位置がずれるレジストレーションずれ量を検知するためのレジストレーション検知パッチや、濃度制御用パッチなどがある。

＜広色域プリントモードの現像ローラの周速比について＞
広色域プリントモードにおける感光ドラム５に対する現像ローラ８の周速比としては、図４に示すように、ベタ濃度として電位Ｖｄｃの領域Ｋ全体が使用されるようなトナー供給量を得る必要がある。一方、周速比が大きすぎるとトナー供給量が過剰になり、トナーを電荷的に制御できず、露光されていない帯電電位Ｖｄの部分にトナーが現像されてしまう、いわゆるカブリ画像が発生する。また、周速比が小さすぎるとトナー供給量が少なく広色域の画像形成を実現できない可能性がある。

実施例１では、現像ローラ８の複数の周速比ごとに形成されるトナーパッチの濃度情報から好適な現像ローラ８の周速比が特定される。より具体的には、通常プリントモードの周速比とその近傍の周速比に応じて形成されたトナーパッチの濃度情報から周速比による理想的な濃度増加の傾向を特定する。そして、特定した傾向が示す濃度から乖離する濃度における周速比を、現像ローラ８を駆動する際の周速比の限界値とする。これにより、トナー供給量が過剰な場合や、少なすぎる場合の課題を解決することができる。

実施例１では、各色のトナー画像において通常プリントモードの周速比を１００％とする。そして、現像ローラ８の回転速度を上げて、周速比が１２０％、１４０％、２００％、２２０％、２４０％、２６０％、２８０％、３００％、３２０％である場合のトナーパッチを形成する。図８に、中間転写ベルト３に形成された各週速比に応じたトナーパッチの一例を示す。例えば、感光ドラム５の回転速度を低下させ、現像ローラ８の回転速度を維持若しくは速くすることで周速比を増加させることができる。

図８に示すように中間転写ベルト３には、トナーパッチが、ベルトの回転方向（移動方向）に沿って並ぶように形成される。一例として、トナーパッチのサイズは、現像ローラ８のφ８ｍｍ周期に収まるように、主走査方向に３０ｍｍ、副走査方向に２０ｍｍの矩形とする。また、トナーパッチは、一連のパッチ全体が中間転写ベルト３の周期内に収まるように配置される。さらに、隣り合うパッチの間隔は、現像ローラ８の回転速度の切替に合わせて、現像ローラ８の約２周期分に相当する間隔とする。実施例１では、一例として、中間転写ベルト３の周期７１２ｍｍに対してトナーパッチの間隔を５０ｍｍとする。そして、実施例１では、光学センサ８０によって上記の通り各トナーパッチからの反射光を検出し、検出結果を基に各色トナーの周速比の限界値が特定される。

次に、感光ドラム５に対する現像ローラ８の周速比と光学センサ８０のセンサ出力の関係を、図９に示すイエロートナーの場合の結果を用いて説明する。図９のグラフにおいて、周速比に対する理想的なセンサ出力を破線で、実際のセンサ出力例を実線で示す。なお、理想的なセンサ出力のグラフは、周速比１００%、１２０％、１４０％のセンサ出力を
基に線形補間を用いて作成する。図９に示すように、周速比に対するトナーパッチの実際のセンサ出力は、ある周速比でトナー供給量が飽和することから、周速比が当該周速比から大きくなるにつれて理想的なセンサ出力との比が大きくなる。このことは、トナー供給量が増加する一方で、形成されるトナーパッチの濃度は飽和している状態であることを意味する。このような状態では、トナーパッチにおいて電荷的に制御できないトナーが存在し、カブリ画像が発生する可能性がある。図９に示す例では、イエロートナーの場合は、周速比２２０％での光学センサ８０のセンサ出力は理想的なセンサ出力と一致しているが、周速比２４０％では光学センサ８０のセンサ出力は理想的なセンサ出力から乖離していることがわかる。このことから、イエロートナーの現像ローラ８の周速比としては、２４
０％を限界値とし最適な周速比の範囲を２２０〜２４０％とすることができる。ここで、イエロートナーの場合の比較例として、周速比によるカブリ画像の発生の有無と、トナーパッチの濃度をマクベス濃度計（グレタグマクベス社製）で測定した結果を下表に示す。

実施例１では、周速比２３０％でカブリ画像の発生はなく、このときのトナーパッチの濃度は１．８であったのに対し、比較例１の周速比２６０％では、実施例１より高濃度（１．９）になるものの、カブリ画像が発生している。また、比較例２の周速比２００％ではカブリ画像の発生はないものの、実施例１より低濃度（１．５）になっていることがわかる。

上記のイエロートナーの場合と同様に、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーの各トナーについて、周速比に対する理想的な濃度と実際の光学センサ８０のセンサ出力を基に算出される濃度とから、周速比の限界値と、最適な周速比範囲を特定する。図１０に、図９のイエロートナーの場合と同様に作成したマゼンタトナー（図１０（Ａ））、シアントナー（図１０（Ｂ））、ブラックトナー（図１０（Ｃ））の場合のグラフを示す。図１０（Ａ）のグラフから、マゼンタトナーの現像ローラ８の周速比は、２６０％を限界値とし、最適な周速比範囲を２４０〜２６０％として特定できる。また、図１０（Ｂ）のグラフから、シアントナーの現像ローラ８の周速比は、２４０％を限界値とし、最適な周速比範囲を２２０〜２４０％として特定できる。また、図１０（Ｃ）のグラフから、ブラックトナーの現像ローラ８の周速比は、２８０％を限界値とし、最適な周速比範囲を２６０〜２８０％として特定できる。

実施例１では、図２に示すように、現像ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）は共通の駆動モータＭ２によって矢印方向に一律に回転している。そこで、上記のように決定された各色トナーの最適な周速比範囲のうち、最小の周速比を含む周速比範囲を、現像ローラ８を駆動する際に用いる周速比範囲に設定する。上記の例では、イエロートナーとシアントナーの周速比範囲（２２０〜２４０％）が最小の周速比２２０％を含む。このため、駆動モータＭ２は、各色の現像ローラ８を２２０〜２４０％の範囲内の周速比で駆動させる。したがって、上記の例ではプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される感光ドラム５に対して、現像ローラ８を２２０〜２４０ｍｍ／ｓｅｃで駆動させるのが好適である。例えば、駆動モータＭ２は現像ローラ８を２３０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動するよう制御する。

次に、実施例１において、ＣＰＵ３１が実行する処理の一例について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。ＣＰＵ３１は、図１１に示す処理を実行することにより、制御手段として機能し、広色域プリントモードにおける周速比を含む感光ドラム５と現像ローラ８の駆動条件を設定する。

Ｓ１０１において、ＣＰＵ３１は、現像ローラ８によるトナーパッチの形成処理を制御する。この結果、感光ドラム５に上記のように各周速比に対応するトナーパッチが形成される。感光ドラム５に形成されたトナーパッチは、中間転写ベルト３に転写される。

次に、Ｓ１０２において、ＣＰＵ３１は、光学センサ８０を制御して、中間転写ベルト
３に転写された各トナーパッチの現像剤の濃度情報を検出する。そして、Ｓ１０３において、ＣＰＵ３１は、光学センサ８０によって検出されたトナーパッチの現像剤の濃度情報に基づいて、図９、１０（Ａ）〜（Ｃ）の各グラフから上で説明した乖離点（限界値）を特定し、各色の現像ローラの最適な周速比範囲を決定する。さらに、ＣＰＵ３１は、各色の現像ローラの最適な周速比範囲のうち、最小の周速比を含む周速比範囲を特定する。
そして、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０３の処理により、特定した周速比範囲に含まれる周速比のうち最小の周速比を、駆動モータＭ２によって現像ローラ８を回転駆動する際の共通の周速比として決定する。Ｓ１０３の処理により、複数の像担持体ごとに、検出手段によって検出される濃度情報が像担持体に現像剤のカブリが発生しない濃度を示すときの像担持体の周速比が特定される。

次に、Ｓ１０４において、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０３において決定した共通周速比に基づいて、広色域プリントモードにおける周速比を含む駆動条件を設定し、本フローチャートの処理を終了する。これにより、カラーレーザプリンタ５０において広色域プリントモードによる画像形成が実行される際に、Ｓ１０４において設定された駆動条件に基づいて、駆動モータＭ２によって現像ローラ８の回転駆動が制御される。なお、通常プリントモードにおける感光ドラム５と現像ローラ８との周速比が、第１の駆動条件に含まれる第１の周速比の一例である。また、Ｓ１０４において決定される広色域プリントモードにおける周速比が、第２の駆動条件に含まれる第２の周速比の一例である。

なお、図１１のフローチャートでは、ＣＰＵ３１が、Ｓ１０３で、それぞれの感光ドラム５に対応して特定された周速比範囲に含まれる最小周速比のうち、最も小さな最小周速比をＳ１０４で採用するよう説明したがそれに限定されない。例えば、より安定した周速比設定を目的に、求められた最小の周速比に例えば０．９を乗算した周速比を、実際に採用する共通周速比として設定してもよい。また少しの現像残トナー（現像ローラ８上に担持され現像ニップで感光ドラム５上に移動せず現像ローラ上に残留したトナー）が許容される場合には、求められた最小の共通周速比に例えば１．１を乗算した周速比を、実際に採用する共通周速比に設定してもよい。

ここで、周速比の限界値について少し詳しく説明する。現像電位Ｖｄｃによって現像に供されるトナーの量（現像可能量）は、供給されたトナーの帯電電荷量の総量に対し、トナーが狭持される現像ニップ部における感光ドラムの静電容量（Ｃ）と現像電位（Ｖｄｃ）の積で決められる。つまり、Ｃ×Ｖｄｃが、現像ローラと感光ドラムが対向する対向部である現像ニップ部で現像ローラから感光ドラムへ移動可能（現像に供されることが可能）な単位面積当たりのトナーの帯電電荷量の総量を表している。また、感光ドラムに供給されるトナーの帯電電荷の総量は、現像ローラ上の単位面積当たりの帯電電荷量（Ｑ／Ｓ）と感光ドラムに対する周速比（Δｖ）に応じて決まり、Ｑ／Ｓ×Δｖの積で表される。

したがって、現像コントラストに対し現像に供することが可能なトナー量は、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＝｜Ｃ×Ｖｄｃ｜の関係式で表される。つまり、周速比Δｖを変化させ、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜≦｜Ｃ×Ｖｄｃ｜となった場合、現像ローラから供給されるトナーの総電荷量が、感光ドラムが受け取れる電荷量よりも少ないことになる。この場合が、現像ローラ上の全てのトナーが感光ドラムへ移動する（現像に供される）条件となる。逆に、｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×Ｖｄｃ｜の場合、現像ローラから供給されるトナーの総電荷量が、感光ドラムが受け取れる電荷量よりも多いことになる。この場合が、現像ローラ上のトナーは感光ドラムへ移動した後、一部のトナーは現像に用いられるが、残りのトナーは現像に用いられずに現像ローラ上に残る条件となる。｜Ｑ／Ｓ×Δｖ｜＞｜Ｃ×Ｖｄｃ｜の関係に近づいてきたときに、周速比の限界が現れてくる。

次に、図１２に、現像ローラ８の回転駆動が上記のように制御された場合の、広色域プ
リントモードにおける色域の一例を示す。図１２において、実線で囲まれる範囲が広色域プリントモードにおける色再現範囲、点線が通常プリントモードにおける色再現範囲を示す。図１２のグラフから、実施例１の広色域プリントモードにおける色域は、通常プリントモードにおける色域より広範囲であり、出力可能な色再現範囲が拡大していることがわかる。

以上説明したように、実施例１では、複数の現像ローラを共通の駆動源で回転させる構成において、広色域画像形成モードにおいて、複数の現像ローラのそれぞれにおいて所望の供給量を得られる周速比範囲が決定される。そして、決定された範囲のうち最小の周速比を含む回転速度範囲が特定され、特定された周速比範囲内の周速比に基づいて、広色域プリントモードの周速比を含む駆動条件が設定される。そして、駆動条件に基づいて、現像ローラの回転駆動が制御される。これにより、画像形成装置のコストアップや大型化を招く懸念なく、広色域の画像形成を実現することが期待できる。

（実施例２）
次に、実施例２について以下説明する。実施例２においては、実施例１と同様の現像ローラ８の制御に加え、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋを駆動制御する駆動源を、カラートナーの現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃを駆動制御する駆動源とは異なる駆動源とする。なお、実施例２におけるその他の点は実施例１と同じであるため、以下では、実施例１と説明が重複する箇所については説明を省略する。

実施例１では、現像ローラ８が共通の駆動源によって回転駆動されるため、広色域プリントモードでは、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋの回転速度は、カラートナーの現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃの回転速度の影響を受ける。広色域プリントモードは画像形成における色域を広げられるものの、トナーの供給量が増加するため、画像内の小さなテキストや細線などが飛び散ることがある。したがって、出力画像の文字部分も広色域プリントモードで画像形成が行われるため、いわゆる飛び散り画像が発生する可能性がある。

そこで上記可能性を鑑みて、実施例２では、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋの駆動制御をカラートナーの現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃの駆動制御から独立させる。そこで、以下では、いわゆるテキスト画像など、ブラックトナーのみを用いて画像形成が行われる画像が混在する画像に対して広色域プリントモードで画像形成を行う場合を想定する。そして、この場合に、ブラックトナーの感光ドラム５Ｋに対するブラックトナー用の現像ローラ８Ｋの回転速度のみを最適化する方法について説明する。

図１３に、実施例２の感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、現像ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）、中間転写ベルト３の駆動ローラ１２の駆動モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３の構成の一例を示す。実施例１における感光ドラム５、現像ローラ８、駆動ローラ１２の駆動源との違いは、現像ローラ８の駆動制御がカラートナーとブラックトナーとで分けられている点である。また、実施例１との違いは、現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃが駆動モータＭ３によって回転駆動され、現像ローラ８Ｋが駆動モータＭ２によって回転駆動される点である。

実施例２では、ＣＰＵ３１は、図１１に示す処理を実行して、カラートナーに対応する現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃの回転速度を決定する。実施例２では、テキスト画像の画像形成に使用されるブラックトナーを供給する現像ローラ８Ｋの周速比を、他の現像ローラとは独立して最適化することができる。したがって、広色域プリントモードにおいて、現像ローラ８Ｋを通常プリントモードにおける周速比で駆動するよう制御することができる。この結果、出力画像にテキスト画像が混在している場合でも、広色域プリントモードにおける色域と通常プリントモードにおける色域とを両立できるため、テキスト画像に対応
する部分では飛び散りがなく、画像全体では広色域の画像を得ることが期待できる。

実施例２では、画像内の広色域プリントモードでの画像形成を行う部分については、実施例１と同様に、駆動モータＭ３は、現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃを周速比２２０〜２４０％の範囲内の周速比で駆動する。さらに、画像内のテキスト部分については、駆動モータＭ２は、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋを通常プリントモードの周速比１００％で駆動する。実施例２では、一例として、プロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃで駆動される感光ドラム５に対して、カラートナーの現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃを２３０ｍｍ／ｓｅｃ、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋを１００ｍｍ／ｓｅｃで駆動させる。なお、ここでは、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋの周速比として通常プリントモードの周速比、すなわち１００ｍｍ／ｓｅｃを用いる。しかし、広色域プリントモードの周速比ここでは２３０ｍｍ／ｓｅｃを超えない範囲内、すなわち１００〜２３０ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の周速比で飛び散りが発生しない周速比であれば、１００ｍｍ／ｓｅｃ以外の周速比で現像ローラ８Ｋが駆動制御されてよい。

したがって、実施例２では、複数の現像ローラを共通の駆動源で回転させる構成で、広色域画像形成モードにおいて、画像形成にブラックトナーのみが使用されるいわゆるモノカラーモードでは、現像ローラ８Ｋのみを最適な回転速度で駆動させる。このようにすることで、広色域プリントモードにおけるモノクロ画像の画像形成では、ブラックトナーの現像ローラ８Ｋの回転速度は、カラートナーの現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃに対する回転駆動の制御の影響を受けない。そして、感光ドラム５Ｋへの現像剤の供給量を適切に増加させつつ広色域の画像形成を実現することができる。

（実施例３）
次に、実施例３について以下説明する。実施例３では、記録材Ｐに定着された上記のトナーパッチの色情報をカラーセンサ９０によって検出し、検出された色情報に基づいて、広色域プリントモードにおける現像ローラ８の回転速度を決定する。なお、実施例３におけるカラーレーザプリンタ５０の構成は実施例１と同様であると想定する。また、実施例３においては、トナーパッチは、色ごとに個別に形成される。さらに、同じ色のトナーパッチは、周速比ごとに間隔を空けて形成される。なお、トナーパッチは、図８と同様に、中間転写ベルト３の回転方向に沿って並ぶように形成されてよい。

ＣＰＵ３１が実行する処理の一例について、図１４のフローチャートを参照しながら説明する。ＣＰＵ３１は、図１４に示す処理を実行することにより、駆動モータＭ２によって駆動制御される現像ローラ８の回転速度を決定する。Ｓ２０１において、ＣＰＵ３１は、感光ドラム５に上記のように各周速比に対応するトナーパッチを形成する処理を実行する。感光ドラム５に形成されたトナーパッチは、中間転写ベルト３に転写される。中間転写ベルト３に転写されたトナーパッチは、記録材Ｐに転写された後、定着装置１４によって記録材Ｐに定着される。

次に、Ｓ２０２において、ＣＰＵ３１は、カラーセンサ９０を制御して、記録材Ｐに定着された各トナーパッチの色度値を含む色情報を検出する。そして、ＣＰＵ３１は、検出された色度値から算出される色相角の変化率に基づいて各色の現像ローラの最適な周速比範囲を決定する。色相角は、色味の指標と考えることができるため、トナーパッチの色相角の変化率が大きいことは、色味が大きく変わることであると考えられる。そこで、実施例３では、ＣＰＵ３１は、例えば色相角の変化率が閾値以上である、すなわち色味の変化量が閾値以上である場合に、色相角の変化率が大きく変わると判断する。閾値については、画像形成装置ごとに色味の変化の許容範囲が異なるため、各画像形成装置に適した値が採用されてよい。

Ｓ２０３において、ＣＰＵ３１は、色相角の変化率が大きく変わるポイントがあると判断した場合、当該ポイントに対応するトナーパッチの１つ手前のトナーパッチのトナー載り量が最適値であると判断する。そして、ＣＰＵ３１は、トナー載り量が最適値であると判断したトナーパッチに設定された感光ドラムと現像ローラとの周速比を特定する。ＣＰＵ３１は、各色の現像ローラごとにこのように周速比を特定し、特定した周速比のうち最小の周速比を共通となる周速比として決定する。Ｓ２０３の処理によって、複数の像担持体ごとに、検出手段によって検出される色情報が示す色味の変化量が所定量未満であるときの像担持体の周速比が特定される。さらに、複数の像担持体ごとに特定した周速比のいずれか（ここでは最小の周速比）が共通となる周速比として決定される。また、より安定した周速比設定を目的に、求められた最小の周速比に例えば０．９を乗算した周速比を、実際に採用する共通周速比として設定してもよい。また少しの現像残トナー（現像ローラ８上に担持され現像ニップで感光ドラム５上に移動せず現像ローラ上に残留したトナー）が許容される場合には、求められた最小の共通周速比に例えば１．１を乗算した周速比を、実際に採用する共通周速比に設定してもよい。

なお、ＣＰＵ３１は、変化率が大きく変わるポイントがないと判断した場合、形成される各トナーパッチに対応する周速比のうち最大の周速比を共通の周速比として決定する。なお、ＣＰＵ３１は、最大の周速比以下の周速比を、共通となる周速比として採用してもよい。

次に、Ｓ２０４において、ＣＰＵ３１は、Ｓ２０３において決定した共通となる周速比に基づいて、広色域プリントモードにおける周速比を含む駆動条件を設定し、本フローチャートの処理を終了する。これにより、カラーレーザプリンタ５０において広色域プリントモードによる画像形成が実行される際に、Ｓ２０４において設定された駆動条件に基づいて、駆動モータＭ２によって現像ローラ８の回転駆動が制御される。

このように、本実施例では、記録材に定着されたトナーパッチの色情報に基づいて、感光ドラムと現像ローラとの周速比を設定することで、色味が大きく変化しない範囲で最適なトナー載り量を実現するように現像ローラの回転駆動を制御することができる。

（その他の実施形態）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。

感光ドラムの静電容量Ｃは、感光ドラムの誘電率（ε）と膜厚（ｄ）、感光ドラムと現像ローラの接触面積（Ｓ）を用いてＣ＝εＳ／ｄで表される。また、感光ドラム上のトナーの電荷量Ｑは、Ｑ＝ＣＶで表される。したがって、上記の実施形態の構成において、図１５に示すように、複数の現像ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに対して現像電位Ｖｄｃを印加する高圧電源Ｖ１も共通である場合、感光ドラムごとにトナーの電荷量をＶによって制御できない。この結果、トナー供給量の飽和に関する上記の問題がより顕著に現れると考えられる。このような構成においても、上記の各実施例によって広色域の画像形成を実現することが期待できる。

また、上記の実施例では、ＣＰＵ３１は、決定した広色域プリントモードにおける周速比を基に、現像ローラ８の回転速度を決定する。ただし、ＣＰＵ３１は、現像ローラ８の回転速度の代わりに感光ドラム５の回転速度を決定してもよい。これにより、カラーレーザプリンタ５０において、現像ローラ８の回転速度を一定とし、感光ドラム５の回転速度を可変とする構成においても、上記の各実施例によって広色域の画像形成を実現することが期待できる。

３・・・中間転写ベルト、５・・・感光ドラム、８・・・現像ローラ、３０・・・制御部、３１・・・ＣＰＵ、５０・・・画像形成装置、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・駆動モータ

Claims (7)

1. 記録材に画像形成を実行する画像形成動作を実行可能な画像形成装置であって、
   回転可能な第１の像担持体と、前記第１の像担持体に接触して第１の現像剤を前記第１の像担持体に供給する、回転可能な第１の現像剤担持体と、を有する第１の画像形成部と、
   回転可能な第２の像担持体と、前記第２の像担持体に接触して第２の現像剤を前記第２の像担持体に供給する、回転可能な第２の現像剤担持体と、を有する第２の画像形成部と、
   前記第１の像担持体の表面および前記第２の像担持体の表面と接触する中間転写体であって、前記第１の像担持体に形成された第１の現像剤像と、前記第２の像担持体に形成された第２の現像剤像と、が転写される中間転写体と、
   前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体と、を共に所定の回転速度で回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段と、前記中間転写体上に形成される前記第１の現像剤からなる第１のトナーパッチの形成と前記中間転写体上に形成される第２の現像剤からなる第２のトナーパッチの形成と、を制御する制御手段と、
   前記中間転写体上に形成された前記第１のトナーパッチに関する第１の情報と、前記中間転写体上に形成された前記第２のトナーパッチに関する第２の情報と、を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記像担持体の回転速度に対する前記現像剤担持体の回転速度の比を周速比とした場合において、第１の周速比で前記画像形成動作を実行する第１のモードと、前記第１の周速比よりも大きい第２の周速比で前記画像形成動作を実行する第２のモードと、を実行可能な画像形成装置であって、
   前記制御手段は、異なる前記周速比ごとに、前記中間転写体にそれぞれ前記第１のトナーパッチと前記第２のトナーパッチと、を形成することによって、前記検出手段によって検出される前記第１の情報に基づいて得られる第３の周速比と、前記検出手段によって検出される前記第２の情報に基づいて得られる前記第３の周速比よりも大きい第４の周速比が得られた場合において、前記第２のモードの前記第２の周速比を、前記第３の周速比に基づいて設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段は、前記異なる周速比ごとに前記中間転写体に形成された前記第１のトナーパッチの前記第１の現像剤の濃度と前記第２のトナーパッチの前記第２の現像剤の濃度との濃度情報を検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出される前記濃度情報の変化に基づいて、前記第２の周速比を設定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. 前記異なる周速比ごとに形成された前記第１のトナーパッチと前記第２のトナーパッチと、を記録材に転写した後に前記第１のトナーパッチと前記第２のトナーパッチとを前記記録材に定着させる定着手段をさらに有し、
   前記検出手段は、前記定着手段により定着された前記記録材の前記第１のトナーパッチの色と前記第２のトナーパッチの色との色情報を検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出される前記色情報の変化に基づいて、前記第２の周速比を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段によって検出される前記色情報が示す色味の変化量が所定量未満である場合における前記第３の周速比と前記第４の周速比と、を特定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の画像形成部と前記第２の画像形成部と、には、黒色の現像剤を有する画像形成部が含まれない、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記異なる周速比のうち前記第１の像担持体に供給される前記第１の現像剤の供給量が飽和した状態となる前記第３の周速比において形成された前記第１のトナーパッチの前記第１の情報に基づいて、前記第２の周速比を設定する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体と、に現像電位を共通して印加する電源をさらに有する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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