JP2005017631A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力される画像の特性（高密度画像か低密度画像かの別など）に影響されることなく安定的に高品質のトナー像を生産性を維持しつつ出力することが出来る画像形成装置を安価に提供する。
【解決手段】現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、
当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段と、
濃度制御動作以外の画像形成動作に基づいて当該パッチの形成条件を補正するパッチ補正手段と
を有する画像形成装置。
【選択図】 図１２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式（静電転写方式）を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置の濃度制御技術の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−３６５９４４号公報
【０００３】
従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。そして、従来の二成分現像を用いた画像形成装置のトナー濃度制御は、出力される画像密度を計測し、それに応じた必要トナー量を現像装置に供給する、いわゆるピクセル・カウント方式を基本とする。しかし、このピクセル・カウント方式は誤差が大きいので、所定の間隔でトナー濃度測定用のパッチを形成し、そのパッチ濃度に応じて供給するトナー量を調整する方式を併用するのが一般的である（特許文献１参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記方法では出力する画像の画像密度により制御しようとするトナー濃度にバラツキが生じてしまうというおそれがあることが明らかとなった。すなわち、画像密度の低い画像を連続して出力すると、制御されるトナー電荷量が上昇しトナー濃度が上昇し、反対に高画像密度の画像を連続して出力すると、トナー電荷量が低下しトナー濃度が低下してしまうということである。
【０００５】
これは近年の装置の小型化により、現像器も小型化したことに起因している。現像器が小型化すると現像器内の現像剤量が減るだけでなく、内部機構も簡略化されるためトナーの帯電が十分に行われないまま消費されやすくなる。低い画像密度の画像が連続してプリントされると、消費されるトナーは少ないため現像器内のトナーは現像剤との撹拌時間が長く電荷量が上昇する。そのためトナー濃度調整（制御）を行うとトナー電荷量を下げようとしてトナー濃度を上げる。
【０００６】
一方、高い画像密度の画像を連続してプリントすると、トナー消費量が多いため現像器に供給されたトナーが十分に帯電されないまま消費されてしまい、現像器内のトナー電荷量は低下する。そのためトナー濃度調整（制御）を行うとトナー電荷量を上げようとしてトナー濃度を下げる。ただし、現像ロール上には一部現像されないトナーが選択的に残り、このトナーがトリマ部を何回も通過することにより高帯電となるため、現像ロール上のトナー電荷量が高いように見える。
【０００７】
その結果、低密度画像を連続して出力するとトナー濃度の上昇によりトナー・クラウドが発生しやすくなり、カブリや機内汚れの原因になり得る。また高密度画像を連続して出力すると、トナー電荷量の低下による転写性の悪化が引き起こす画質の低下、トナー濃度低下によるキャリアの感光体付着や、トナー供給不足による画像抜けが発生し得る。
【０００８】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力される画像の特性（高密度画像か低密度画像かの別など）に影響されることなく安定的に高品質のトナー像を生産性を維持しつつ出力することが出来る画像形成装置を安価に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段と、濃度制御動作以外の画像形成動作に基づいて当該パッチの形成条件を補正するパッチ補正手段とを有する画像形成装置である。
【００１０】
ここで、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度に基づいて前記パッチの形成条件を補正することができる。また、前記パッチ補正手段は、先の濃度制御動作と後の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該後の濃度制御動作における前記パッチの形成条件を補正することができる。さらに、前記パッチ補正手段は、一の濃度制御動作と次の（直後の）濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該次の濃度制御動作における前記パッチの形成条件を補正することができる。
【００１１】
また、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの濃度が低くなるように当該パッチの形成条件を補正することができ、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッ
チの濃度が高くなるように当該パッチの形成条件を補正することができる。
【００１２】
具体的には次のように当該パッチの形成条件を補正することができる。第一に、前記パッチ補正手段は、前記パッチの形成条件として当該パッチの形成直前における前記現像手段の空回しの有無／又は空回し時間を選択することができる。具体的には、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成直前において前記現像手段の空回しを行うことができる。また、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度に応じて前記現像手段の空回し時間を決定することもできる。
【００１３】
第二に、前記パッチ補正手段は、前記パッチの形成条件として当該パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比を選択することができる。具体的には、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比をより小さく設定し、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比をより大きく設定することができる。
【００１４】
第三に、前記パッチ補正手段は、パッチの形成条件として当該パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスを選択することができる。具体的には、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスをより小さく設定し、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスをより大きく設定することができる。
【００１５】
第四に、前記画像形成手段は露光手段を含み、前記パッチ補正手段は、パッチの形成条件として当該パッチの形成時における当該露光手段の露光量を変更することができる。具体的には、前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記露光手段の露光量をより小さく設定し、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記露光手段の露光量をより大きく設定することができる。
【００１６】
また本発明は、現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段とを有し、当該濃度制御手段は、先の濃度制御動作と後の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該後の濃度制御動作を制御する画像形成装置である。具体的には、前記濃度制御手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記後の濃度制御動作において当該パッチの濃度が所定の目標値の範囲内であるとみなすことができる。
【００１７】
なお、前記画像形成手段として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応する４つの感光体と、これら４つの感光体のうち２つと接触する第一の一次中間転写体と、残りの２つの感光体と接触する第二の一次中間転写体と、これら第一及び第二の一次中間転写体と接触する一の二次中間転写体と、当該二次中間転写体と接触する最終転写体とを備えるように画像形成装置を構成することもできる。
【００１８】
【発明の実施による形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
実施の形態
図１は、この発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタ１００を示すものである。また図２は図１に示すフルカラープリンタ１００の画像形成要部をより詳細に示すものである。尚、図２中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。以下、画像形成装置の基本的な構成及びその画像形成モードの動作を説明する。
【００２０】
このフルカラープリンタ１００は、図１に示すように、大きく分けてプリンタ本体１０１と給紙トレイ部１０２とにより構成される。プリンタ本体（画像形成手段）１０１は、画像形成ユニット１、露光装置ユニット１２、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用の各トナーカートリッジ１４Ｙ〜Ｋ、各トナーカートリッジ１４Ｙ〜Ｋから図示しない各色に対応する現像装置に延びる各トナー供給フレキシブルパイプ１５Ｙ〜Ｋ、コントロールユニット６、電源ユニット５、定着ユニット４を備えている。
【００２１】
また、給紙トレイ１０２からプリンタ本体１０１の排紙トレイ１０３にかけて、フィードロール対４１、第一搬送ロール対４２、レジストロール対４３、（定着ユニット４内の）第二搬送ロール対４５、第三搬送ロール対４６、排出ロール対４７を備えている。
【００２２】
さらにプリンタ本体１０１の画像形成ユニット１は、図２に示すように、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色に対応する感光体ドラム（像担持体）１０Ｙ〜Ｋと、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋに接触する一次帯電用の帯電ロール１１Ｙ〜Ｋと、各色に対応する現像装置（二成分現像手段）１３Ｙ〜Ｋと、上記４つの感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋのうちの２つの感光体ドラム１０Ｙ、Ｍに接触する第１の一次中間転写ドラム２１ａ及び他の２つの感光体ドラム１０Ｃ、Ｋに接触する第２の一次中間転写ドラム２１ｂと、上記第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂに接触する二次中間転写ドラム２２と、この二次中間転写ドラム２２に接触する最終転写ロール（最終転写体）３０とで、その主要部が構成されている。なお、この最終転写ロール３０は、プリンタ本体１０１に対して取り外し自在に構成されている。
【００２３】
感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、共通の接平面Ｍ を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム２１ａ及び第２の一次中間転写ドラム２１ｂは、各回転軸が該感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム２２は、各感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋと回転軸が平行であるように配置されている。
【００２４】
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて露光装置ユニット１２に入力される。この露光装置ユニット１２では、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色に対応するレーザ光１２Ｙ〜Ｋが変調され、対応する色の感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋに照射される。
【００２５】
上記各感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋとしては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、例えば、９５ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面は、図２に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール１１Ｙ〜Ｋに、−８４０Ｖ程度のＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般的に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２６】
その後、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面には、図示しない露光装置としてのレーザ光学ユニットによってイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色に対応したレーザ光１２Ｙ〜Ｋが照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電されることになる。
【００２７】
また、上記感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面に形成されたイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置（二成分現像手段）１３Ｙ〜Ｋによって現像され、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上に各色のトナー像として可視化される。
【００２８】
現像装置１３Ｙ〜Ｋには、それぞれ色の異なったイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。使用されるトナーの種類としては、粉砕トナーや球形トナーが考えられるが、本実施態様では球形トナーを使用している。なお、粉砕トナーのような不定形状のトナーは、付着面に対して接触面が大きいため、付着力が大きく、転写先の表面に転写しにくい。一方、球形トナーは、付着面に対して接触面が小さいため、付着力が小さく転写効率が高い。また、球形トナーの作製方法としては、乳化重合法、懸濁重合法、溶解懸濁法や混練粉砕法で作製したトナーに熱処理をかける方法等が知られている。なお、球形トナーとは、形状係数Ｍ１を下式で表した場合、Ｍ１≦１２５、好ましくはＭ１≦１２０のものをいう。Ｍ１＝（π・ｄｍａｘ２ ／４Ａ）×１００（ｄｍａｘ：トナーの最大径、Ａ：トナーの断面積）
【００２９】
これらの現像装置１３Ｙ〜Ｋは、図１に示す各トナーカートリッジ１４Ｙ〜Ｋから各トナー供給フレキシブルパイプ１５Ｙ〜Ｋを介して各色のトナーが補給される。補給されたトナーは、オーガー１３３で充分にキャリアと攪拌されてマイナス極性に摩擦帯電される。現像ロール１３０の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール１３０に現像剤を搬送するパドル１３２によって、当該現像ロール１３０ の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材１３１によって現像部に搬送される量が規制される。なお、この実施の形態では、現像ロール１３０上の上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ^２ であり、また、このとき現像ロール１３０上に存在するトナーの帯電量は、概ね２０〜３５μＣ／ｇ 程度である。
【００３０】
上記現像ロール１３０上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状になっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋと接触している。この現像ロール１３０にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール１３０ 上のトナーを感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はＡＣ成分が４ ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２００Ｖ程度である。
【００３１】
次に、上記各感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上に形成されたイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム２１ａ及び第２の一次中間転写ドラム２１ｂ上に、静電的に一次転写される。すなわち感光体ドラム１０Ｙ、Ｍ上に形成されたイエローＹおよびマゼンタＭ色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム２１ａ上に、感光体ドラム１０Ｃ、Ｋ上に形成されたシアンＣ、ブラックＫ色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム２１ｂ上に、それぞれ一次転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム２１ａ上には、感光体ドラム１０Ｙまたは１０Ｍのどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１０Ｙ及び１０Ｍの両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム２１ｂ上にも、感光体ドラム１０Ｃ，１０Ｋ から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３２】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ 上に感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が２０〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ の表面電位は、＋４００Ｖ程度が望ましい。
【００３３】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂは、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、電気抵抗値Ｒは１０^８ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂは、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２ 〜１０^３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂの最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０^５ 〜１０^９ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。
【００３４】
ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０^５ 〜１０^９ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。なお、第一、第二の一次中間転写ドラム２１ａ、ｂにはそれぞれ第一、第二の一次クリーニングロール２３ａ、ｂが従動回転可能に取り付けられている。これら一次クリーニングロール２３ａ、ｂはそれぞれ金属製のロール本体に対して、導電性ブラシの植毛テープが被覆されて構成され、所定のクリーニングバイアスが印加される。
【００３５】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂ上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム２２上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム２２上には、単色像からイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３６】
この二次中間転写ドラム２２上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋから第１の一次中間転写ドラム２１ａ及び第２の一次中間転写ドラム２１ｂへ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ と二次中間転写ドラム２２との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が２０ 〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ の表面電位が＋４００Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム２２の表面電位は、＋８００Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ と二次中間転写ドラム２２との間の電位差は、＋４００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３７】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム２２は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム２２も第１、第２の一次中間転写ドラム２１ａ， ２１ｂと同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２ 〜１０^３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム２２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。
【００３８】
ここで重要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ と同様に、抵抗値と表面の離型性である。ただし、二次中間転写ドラム２２の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム２２が第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。なお、二次中間転写ドラム２２には二次クリーニングロール２４が従動回転可能に取り付けられている。この二次クリーニングロール２４は金属製のロール本体に対して、導電性ブラシの植毛テープが被覆されて構成され、所定の二次クリーニングバイアスが印加される。
【００３９】
次に、上記二次中間転写ドラム２２上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール３０によって、用紙搬送路Ｐ を通る用紙Ｓに３次転写される。この用紙は、紙送り工程を経てレジストロール対４３を通過し、二次中間転写ドラム２２と最終転写ロール３０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着ユニット４内の定着ロール対４４によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４０】
最終転写ロール３０は、例えば、外径が２０ｍｍに形成され、抵抗値Ｒは１０^８ Ω程度に設定される。この最終転写ロール３０は、図３に示すように、金属シャフト３１の上にウレタンゴム等からなる被覆層３２を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール３０に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね＋１２００ 〜５０００Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、基準環境下で約＋１０μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧（＋１６００〜２０００Ｖ） を得ている。
【００４１】
これら一連の転写工程においては、各転写工程の転写部位をトナー像が通過するとき、パッシェン放電や電荷注入により、（−）帯電している像中の正極性トナーの一部が逆極性の（＋）帯電トナーとなることがある。この（＋）帯電トナーは、次工程へ転写されずに、上流側に逆流することになるので、最もマイナス電位が高い帯電装置１１Ｙ〜Ｋに付着、堆積する。これら帯電装置１１Ｙ〜Ｋのトナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面電位が高くなる傾向になるため、トナーの付着が多い部分、トナーの付着が少ない部分、トナーの付着がない部分で感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面電位にムラが生じることになる。感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面電位にムラが生じると、静電潜像を形成させるために当該感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面に画像を一様に露光しても、潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出てきてしまうので、特に中間調画像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。
【００４２】
そこで、このような帯電装置１１Ｙ〜Ｋに付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐために、この実施の形態では、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニング動作を行なうようになっている。
【００４３】
帯電装置１１Ｙ〜Ｋ、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ 、二次中間転写ドラム２２、最終転写ロール３０の各回転体に、最終転写ロール３０が最もマイナス電位が大きくなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加することによって、帯電装置１１Ｙ〜Ｋに印字動作中に付着、堆積した逆極性の（＋）帯電トナーを、クリーニング動作において最終転写ロール３０まで順々に転写して移動し、最終転写ロール３０に接触して設けたブレードなどの最終クリーニング部材３２を含んだクリーニング装置３１によって回収する。このクリーニング装置３１は、図４に示すように、ブレード状の最終クリーニング部材３２と、トナー回収ボックス３３と、支持フレーム３４、支持フレーム３４に設けられた除電器３５、バイアスプレート３６をそれぞれ有している。
【００４４】
この実施の形態では、帯電装置１１Ｙ〜Ｋの表面電位を０Ｖ、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋの表面電位を−３００Ｖ、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ の表面電位を−８００Ｖ、二次中間転写ドラム２２の表面電位を−１３００Ｖ、最終転写ロール３０の表面電位を−２０００Ｖに設定している。この電位勾配は、各部材の金属部（シャフト、パイプ）に電圧を給電する方式によって得ているが、例えば、第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ 又は二次中間転写ドラム２２などを電気的に浮かせて、これら部材の抵抗値の関係によって所望の表面電位が得られる場合には、そのような方法をとっても良い。このようなマイナス印加クリーニングモード、つまり逆極性の（＋）帯電トナー回収モードによって帯電装置１１Ｙ〜Ｋに付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐことができる。
【００４５】
このクリーニング装置３１の周辺には光学濃度センサ（濃度計測手段）７が、最終転写ロール３０の軸方向の中央部に、当該最終転写ロール３０の外周において、半径方向の延長線上に位置するように配置されている。この光学濃度センサ７は、センサ本体７０と、そのセンサ本体７０を固定するホルダ７１とから構成されている。この光学濃度センサ７は、図５（ａ）に示すように、鏡面反射光を検知する鏡面反射型のセンサとなっており、最終転写ロール３０表面の検知位置に対して、所定の入射角度φだけ傾斜して配置されたＬＥＤ等からなる発光素子７０ａと、この発光素子７０ａから最終転写ロール３０表面の検知位置に照射され、当該検知位置から正反射される鏡面反射光を検知するため、最終転写ロール３０表面の検知位置に対して、前記所定の入射角度と等しい反射角度だけ傾斜して配置されたフォトトランジスタ等からなる受光素子７０ｂとから構成されている。
【００４６】
なお、上記光学濃度センサ７としては、図５（ｂ）に示すように、拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよい。また、鏡面反射型のセンサと拡散反射型のセンサの双方を用いても良い。この場合には、鏡面反射成分と散乱光成分の両方の値に基づいてトナー濃度を検知することにより、トナー濃度の検知精度を一層向上させることが可能となる。
【００４７】
ところで、本実施態様に係るフルカラープリンタ１００では、この光学濃度センサ７を濃度制御時のトナーパッチの濃度計測に使用している。ゼログラフィ方式等では、静電気を利用しているため、環境変動や経時によって画像濃度が変動しやすい。このため、環境変動や経時変化等に対して、画像形成モード（画像形成動作）とは別に、プロセスコントロールモード（濃度制御動作）を設けてトナーパッチの濃度を計測しつつ電子写真プロセスを制御することが好ましい。
【００４８】
このプロセスコントロールモードとしては、各現像装置１３Ｙ〜Ｋ内のトナー濃度（現像剤内のトナーとキャリアとの比率）を制御するＴＣプロセスコントロールモード（トナー濃度制御モード）と、最終的に用紙上に転写されるトナー像のトナー濃度を制御する電位プロセスコントロールモード（画像濃度制御モード）とが存在する。これらのプロセスコントロールモードのいずれの場合も、感光体や中間転写体、あるいは用紙への転写ロール、転写ベルト等の画像濃度検知媒体（像担持体）の表面に、テスト用のトナーパッチを形成し、その濃度を光学濃度センサで検知し、様々な画像形成プロセス（画像形成条件）を制御するが、それぞれのプロセスコントロールの特性により、好ましい画像濃度検知媒体が異なる。
【００４９】
すなわち、ＴＣプロセスコントロールモードにおいては、各現像装置１３Ｙ〜Ｋ内のトナーとキャリアの比率をより正確に検知することができるように、各現像装置１３Ｙ〜Ｋに近接する画像濃度検知媒体、例えば各感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ表面のトナーパッチを検知することが好ましい。一方、電位プロセスコントロールモードにおいては、用紙上のトナー濃度をより正確に検知できるように、用紙に近接する画像濃度検知媒体、例えば二次中間転写ドラム２２や最終転写ロール３０表面のトナーパッチを検知することが好ましい。
【００５０】
しかし、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上でトナーパッチを検知するには、各感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋに対して、つまり４つの光学濃度検知手段が必要となってしまう。第１及び第２の一次中間転写ドラム２１ａ，２１ｂ 上であれば、２つの光学濃度検知手段で良い。二次中間転写ドラム２２上あるいは最終転写ロール３０上であれば、１つの光学濃度検知手段で良い。
【００５１】
そこで、本実施態様では、装置の構成の簡易性を重視して単一の光学濃度センサ７を用い、両プロセスコントロールモードのいずれの場合も最終転写ロール３０上のトナーパッチを検知することとした。その一方で、ＴＣプロセスコントロールモードにおいて、各現像装置１３Ｙ〜Ｋ内のトナーとキャリアの比率を（複数回の転写を経る最終転写ロール３０上においても）できるだけ正確に検知することができるように、ＴＣプロセスコントロールモードでの転写率は、特に高くなるように、例えば感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上に形成されるテストパッチトナー像のトナー量が、最終転写ロール３０上に、９０％ 以上、あるいは９５％ 以上転写されるように、画像形成条件を制御することとした。
【００５２】
図６は、本実施の形態に係るフルカラープリンタ１００の画像形成条件制御系を説明するブロック図である。
【００５３】
同図に示すように、この制御系は、画像形成条件制御部６０を中心として構成されており、この画像形成条件制御部６０へ信号を入力する入力部としては、最終転写ロール３０上のトナー濃度を計測する光学濃度センサ７、フルカラーカラープリンタ１００内の温度及び湿度を計測する環境センサ８のほか、フルカラープリンタ１００のモード、印字速度、多色又は単色の別の各情報を入力する主制御部６１が挙げられる。なお、これら画像形成条件制御部６０、主制御部６１はいずれもプリンタ本体１０１のコントロールユニット６内に機能的に実現されている。
【００５４】
一方、画像形成条件制御部６０から信号が出力される出力部としては、各帯電ロール１１Ｙ〜Ｋに対して帯電電圧を印加する帯電用電源部１１０Ｙ〜Ｋ、各色に対応するレーザ光１２Ｙ〜Ｋを照射する露光装置ユニット１２、各現像ロール１３０Ｙ〜Ｋに対して現像バイアス電圧を印加する現像用電源部１３１Ｙ〜Ｋ、各トナー供給フレキシブルパイプ１５Ｙ〜Ｋ（の駆動部）、第一、第二の一次中間転写ドラム２１ａ、ｂに一次転写電圧を印加する一次転写用電源部２１０ａ、ｂ、二次中間転写ドラム２２に二次転写電圧を印加する二次転写電源部２２０、最終転写ロール３０に最終転写電流を印加する最終転写電源部３００、第一、第二の一次クリーニングロール２３ａ、ｂにそれぞれ一次クリーニング電圧を印加する一次クリーニング電源部２３０ａ、ｂ、二次クリーニングロール２４に二次クリーニング電圧を印加する二次クリーニング電源部２４０が挙げられる。
【００５５】
画像形成条件制御部６０には、主制御部６１からフルカラープリンタ１００のモード（画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、ＴＣコントロールモードの別）、印字速度（８ＰＰＭ又は１６ＰＰＭの別）、印字色（多色又は単色の別）をそれぞれ示す信号が、光学濃度センサ７からトナーパッチＰのトナー濃度を示す信号が、環境センサ８からフルカラープリンタ１００内の温度及び湿度をそれぞれ示す信号が入力される。そして、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部６０が予め備えている画像形成条件に基づいて用紙Ｓ上に画像Ｉとしてのトナー画像を形成する。また、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部６０が予め備えている画像形成条件及びトナーパッチ作成条件とに基づいて、最終転写ロール３０上にトナーパッチＰ１としてのトナー画像を形成する。さらに、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部６０が備えている画像形成条件及びトナーパッチ作成条件とに基づいて、最終転写ロール３０上にトナーパッチＰ２としてのトナー画像を形成する。
【００５６】
ここで、主制御部６１が電位プロセスコントロールモードが必要であると判断する条件としては、例えば、フルカラープリンタ１００へ電源が投入された直後である場合、前回の電位プロセスコントロールモードから所定枚数の画像形成を（画像形成モードにおいて）行っている場合、ユーザからの明示の指示がある場合などが挙げられる。同様に、主制御部６１がＴＣプロセスコントロールモードが必要であると判断する条件としては、例えば、フルカラープリンタ１００へ電源が投入された直後である場合、前回のＴＣプロセスコントロールモードから所定枚数の画像形成を（画像形成モードにおいて）行っている場合、ユーザからの明示の指示がある場合などが挙げられる。以下、各コントロールモードの動作について詳細に説明する。
【００５７】
◎電位プロセスコントロールモード
まず、主制御部６１からフルカラープリンタ１００のモード（画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、ＴＣコントロールモードの別）が、環境センサ８からフルカラープリンタ１００内の温度及び湿度が、主制御部６１から印字速度及び印字色を示す信号がそれぞれ入力されると、画像形成条件制御部６０は、予め記憶している画像形成条件及びトナーパッチ作成条件の中から、状況に応じた適切なものを選択する。
【００５８】
例えば、主制御部６１からモードが電位プロセスコントロールモード、印字速度が１６ＰＰＭ、印字色が多色（カラー）、環境センサ８から温湿度が基準環境であるとの信号が入力される場合には、画像形成条件制御部６０は、画像形成条件について、一次中間転写ドラム２１ａ、ｂへ印加する一次転写電位として画像形成モードと同一の４００〔Ｖ〕を、二次中間転写ドラム２２へ印加する二次転写電位として９００〔Ｖ〕を、最終転写ロール３０へ印加する最終転写電流として６〔μＡ〕を、一次クリーニングロール２３ａ、ｂへ印加する一次クリーニング電圧として１９０〔Ｖ〕を、二次クリーニング電圧として２１０〔Ｖ〕を、感光体ドラム１０の（目標）帯電電位として−３００〔Ｖ〕を、現像バイアス電圧の直流成分として−２００〔Ｖ〕をそれぞれ選択する。また、画像形成条件制御部６０は、トナーパッチ作成条件としてカバレッジインプット３３．３％を選択する。
【００５９】
このように選択された画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、フルカラープリンタ１００は最終転写ロール３０上にトナーパッチとしてのトナー像Ｐ１を形成し、電位プロセスコントロールを行う。
【００６０】
図７は、電位プロセスコントロールＶＣの動作を説明するフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、電位プロセスコントロールＶＣの動作をより詳細に説明する。
【００６１】
まず、トナーパッチＰ１が転写されていない状態で、最終転写ロール３０の表面を光学濃度センサ７ で検知し、このときの光学濃度センサ７ の出力Ｖｃｌｎ を記憶しておく（ステップＳＴ１０１）。次に、先に説明した画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色につき、トナーパッチＰ１（Ｙ）〜（Ｋ）を、図８（ａ）に示すように、最終転写ロール３０上に形成する（ステップＳＴ１０２）。
【００６２】
図８（ａ）は、最終転写ロール３０の軸方向中央部に形成されるトナーパッチＰ１を説明するものである。このトナーパッチＰ１は、最終転写ロール３０の回転方向において、イエローＰ（Ｙ）、シアンＰ（Ｃ）、マゼンタＰ（Ｍ）、ブラックＰ（Ｋ）の順に形成され、各トナーパッチＰ１のサイズは副走査方向Ｘに１１〔ｍｍ〕、主走査方向Ｙに１２〔ｍｍ〕であり、各トナーパッチＰ１の間隔Ｄは３〔ｍｍ〕となるように構成される。なお、本実施態様では、各トナーパッチＰ１は最終転写ロール３０の軸方向中央部に形成されるが、図８（ｂ）に示すように、最終転写ロール３０の軸方向端部に形成させるものでもよい。その際には、光学濃度センサ７の設置位置を変更することが必要である。
【００６３】
その後、上記最終転写ロール３０上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーパッチＰ１（Ｙ）〜（Ｋ）領域内を、図９（ａ）に示すように、光学濃度センサ７ で０．５ ｍｍのピッチで１６点検知して平均値Ｖｐａｔｃｈ を求める（ステップＳＴ１０３）。なお、ここでは、図９（ａ）に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ７ を用いているが図９（ｂ）に示すように拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよいし、両方のセンサを用いてもよい。
【００６４】
そして、各色の平均値を最終転写ロール３０の素面（トナーパッチＰ１が転写されていない状態）の値で割った比Ｖｐａｔｃｈ ／Ｖｃｌｎ を、濃度の代用値とする（ステップＳＴ１０４）。ここで、最終転写ロール３０の素面の値との比をとるのは、当該最終転写ロール３０素面の反射率の変動やＬＥＤ発光量変動を補正するためである。
【００６５】
この結果、各色に対してＶｐａｔｃｈ ／Ｖｃｌｎ を所定値と比較し（ステップＳＴ１０５）、求めたトナーパッチＰ１の濃度が所定の濃度より低い場合は、画像形成条件制御部６０はその差に応じて現像バイアス電圧の直流成分Ｖ_ｄｃの絶対値をより大きくし、同時に（帯電ロール１１への印加電圧の絶対値を上げてその結果として）感光体ドラム１０の帯電電位Ｖ_ｈの絶対値をより大きくする（ステップＳＴ１０６）。こうすることにより、図１０（ｂ）に示すように、現像ロール１３０と感光体ドラム１０上の画像部分との間に形成される現像方向の電界が大きくなり、現像されるトナー量が増加し、画像濃度が上昇する。
【００６６】
反対に、求めたトナーパッチＰ１の濃度が所定の濃度より高い場合は、画像形成条件制御部６０はその差に応じて現像バイアス電圧の直流成分Ｖ_ｄｃの絶対値をより小さくし、同時に（帯電ロール１１への印加電圧の絶対値を下げその結果として）感光体ドラム１０の帯電電位Ｖ_ｈの絶対値をより小さく（ステップＳＴ１０６）。こうすることにより、図１０（ｃ）に示すように、現像ロール１３０と感光体ドラム１０上の画像部分との間に形成される現像方向の電界が小さくなり、現像されるトナー量が減少し、画像濃度が下降する。
【００６７】
◎ＴＣプロセスコントロールモード
トナー補給は、プリント画像信号から画像密度を計測して、その結果に応じて使用されるトナー量に相当するトナーを補給するように補給時間を制御している。しかし、この方法では、現像量が変動すると使用されるトナー量が変動してしまい、補給されるトナー量とのバランスがずれて、現像装置１３中のトナー濃度が変動してしまう。このため、トナーパッチＰ２を作成して濃度を検出し、その結果に応じてトナー補給量に補正をかける。
【００６８】
まず、主制御部６１からフルカラープリンタ１００のモード（画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、ＴＣコントロールモードの別）が、環境センサ８からフルカラープリンタ１００内の温度及び湿度が、主制御部６１から印字速度及び印字色を示す信号がそれぞれ入力されると、画像形成条件制御部６０は、予め記憶している画像形成条件及びトナーパッチ作成条件の中から、状況に応じた適切なものを選択する。
【００６９】
例えば、主制御部６１からモードが電位プロセスコントロールモード、印字速度が１６ＰＰＭ、印字色が多色（カラー）、環境センサ８から温湿度が基準環境であるとの信号が入力される場合には、画像形成条件制御部６０は、画像形成条件について、一次中間転写ドラム２１ａ、ｂへ印加する一次転写電位として３６０〔Ｖ〕を、二次中間転写ドラム２２へ印加する二次転写電位として８１０〔Ｖ〕を、最終転写ロール３０へ印加する最終転写電流として６〔μＡ〕を、一次クリーニングロール２３ａ、ｂへ印加する一次クリーニング電圧として１９０〔Ｖ〕を、二次クリーニング電圧として２１０〔Ｖ〕を、感光体ドラム１０の（目標）帯電電位として−２８９〔Ｖ〕を、現像バイアス電圧の直流成分として−２００〔Ｖ〕をそれぞれ選択する。また、画像形成条件制御部６０は、トナーパッチ作成条件としてカバレッジインプット１００％を選択する。
【００７０】
このように選択された画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、フルカラープリンタ１００は最終転写ロール３０上にトナーパッチとしてのトナー像Ｐ２を形成し、ＴＣプロセスコントロールを行う。
【００７１】
図１１は、ＴＣプロセスコントロールの動作を説明するフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、ＴＣプロセスコントロールの動作をより詳細に説明する。
【００７２】
まず、画像形成条件制御部６０は、トナーパッチＰ２が転写されていない状態で、最終転写ロール３０の表面を光学濃度センサ７ で検知し、このときの光学濃度センサ７ の出力Ｖｃｌｎ を記憶しておく（ステップＳＴ２０１）。次に、先に説明した画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色につき、トナーパッチＰ２（Ｙ）〜（Ｋ）を、図８（ａ）に示すように、最終転写ロール３０上に形成する（ステップＳＴ２０２）。ここで、画像形成モードや電位プロセスコントロールモードとは異なり、このＴＣプロセスコントロールモードにおいては現像バイアス電圧は直流成分のみで現像され、交流成分は重畳されていない。
【００７３】
その後、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーパッチＰ２（Ｙ）〜（Ｋ）領域内を、図９（ａ）に示すように、光学濃度センサ７ で０．５ ｍｍのピッチで１６点検知して平均値Ｖｐａｔｃｈ を求める（ステップＳＴ２０３）。なお、ここでは、図９（ａ）に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ７ を用いているが図９（ｂ）に示すように拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよいし、両方のセンサを用いてもよい。
【００７４】
そして、各色の平均値を最終転写ロール３０の素面（トナーパッチＰ２が転写されていない状態）の値で割った比Ｖｐａｔｃｈ ／Ｖｃｌｎ を、濃度の代用値とする（ステップＳＴ２０４）。
【００７５】
この結果、求めたトナーパッチ濃度が所定濃度Ｔ：Ｔａｒｇｅｔ（目標値）より低い場合は、画像形成条件制御部６０は、トナー濃度が低いので、その差に応じて、予めプリント画像信号から画像密度を計測して（ステップＳＴ２１０）決定されるトナー供給量（ステップＳＴ２２０）よりもトナー補給量を増加させるように補正する（ステップＳＴ２０６）。反対にテストパッチが所定濃度より高い場合は、画像形成条件制御部６０は、トナー濃度が高いので、その差に応じて、予めプリント画像信号から画像密度を計測して（ステップＳＴ２１０）決定されるトナー供給量（ステップＳＴ２２０）よりもトナー補給量を減少させるように補正する（ステップＳＴ２０８）。
【００７６】
ここでは例えば、トナーパッチＰ２の濃度が所定濃度Ｔより低かった場合には、各トナー供給フレキシブルパイプ１５Ｙ〜Ｋの駆動部の駆動時間が規定時間よりも長くなるように画像形成条件制御部６０は、各パイプ１５Ｙ〜Ｋの駆動部を制御する（図６参照）。
【００７７】
◎パッチの形成条件の補正等
本発明者らの更なる研究の結果、上記ＴＣプロセスコントロールモードではトナー濃度にバラツキが生じてしまうおそれがあることが明らかとなった。すなわち、画像密度の低い画像を連続して出力すると、制御されるトナー電荷量が上昇しトナー濃度が上昇し、反対に高画像密度の画像を連続して出力すると、トナー電荷量が低下しトナー濃度が低下してしまうということである。そのため、本実施形態では、次のようなパッチの形成条件の補正等を行っている。以下、各手段を実施例として説明する。
【００７８】
○実施例１（現像ロール１３０の空転）
図１２は、この実施例に係るフルカラープリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。この実施例ではフルカラープリンタ１００は、一のＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）と次のＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）までの間の画像形成モード中に出力される画像の平均画像密度Ｍを各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）毎に計算する（ＳＴ３０１）。ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、画像形成条件制御部６０は、この平均画像密度Ｍを、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍと比較する（ＳＴ３０２）。
【００７９】
そして、平均画像密度Ｍが、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍよりも大きい場合（画像密度が高いとき：ｍ＜Ｍ）は、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）においてパッチを形成する直前に、ＮＶＲＡＭに記録された設定時間ｔだけ、現像ロール１３０の空回しを行い、空回し実施後にパッチを形成する（ＳＴ３０３）。一方、平均画像密度Ｍが、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍ以下の場合（画像密度が高いとき：Ｍ≦ｍ）は、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、現像ロール１３０の空回しは行なわずにパッチを形成する（ＳＴ３０４）。
【００８０】
なお、本実施例では設定値ｍを約２０％、設定時間ｔを３０秒とした。この場合ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）と次のＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）までの間の画像形成モード中に出力される画像の平均画像密度が約２０％を越える色が（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうち）ひとつでもあれば、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチＰ２形成前に３０秒間の現像ロール１３０空回しを実施する。
【００８１】
○実施例２（周速比の変更）
図１３は、この実施例に係るフルカラープリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。まず、実施例１と同様に平均画像密度Ｍを各色毎に計算する（ＳＴ４０１）。次に、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、画像形成条件制御部６０は、この平均画像密度Ｍを、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍ１、ｍ２と比較する（ＳＴ４０２）。
【００８２】
平均画像密度Ｍが、ｍ２≦Ｍ≦ｍ１を満たす場合には、現像ロール１３０の回転速度Ｖをそのまま維持してＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。一方、平均画像密度Ｍが、ｍ１＜Ｍを満たす場合には、現像ロール１３０の回転速度をＶからＶ−ｖに減速して、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。他方、平均画像密度Ｍが、Ｍ＜ｍ２を満たす場合には、現像ロール１３０の回転速度をＶからＶ＋ｖに増速して、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。
【００８３】
なお、本実施例では設定値ｍ１を約２０％、設定値ｖを２０％とした。この場合ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の平均画像密度が約２０％を越える色が（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうち）ひとつでもあれば、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチ形成時の現像器の回転速度を通常の速度Ｖから２０％下げた速度にする。なお、ｍ２は約３％とした。
【００８４】
○実施例３（現像バイアスの変更）
図１４は、この実施例に係るフルカラープリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。まず、実施例１と同様に平均画像密度Ｍを各色毎に計算する（ＳＴ５０１）。次に、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、画像形成条件制御部６０は、この平均画像密度Ｍを、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍ１、ｍ２と比較する（ＳＴ５０２）。
【００８５】
平均画像密度Ｍが、ｍ２≦Ｍ≦ｍ１を満たす場合には、現像バイアスＢをそのまま維持してＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。一方、平均画像密度Ｍが、ｍ１＜Ｍを満たす場合には、現像バイアスをＢからＢ−ｂに低くして、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。他方、平均画像密度Ｍが、Ｍ＜ｍ２を満たす場合には、現像バイアスをＢからＢ＋ｂに高くして、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。
【００８６】
なお、本実施例では設定値ｍ１を約２０％、設定値ｂを２０Ｖとした。この場合ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の平均画像密度が約２０％を越える色が（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうち）ひとつでもあれば、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチ形成時の現像バイアスを通常のＢから２０Ｖ下げた電圧にする。なお、ｍ２は約３％とした。
【００８７】
○実施例４（露光量の変更）
図１５は、この実施例に係るフルカラープリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。まず、実施例１と同様に平均画像密度Ｍを各色毎に計算する（ＳＴ６０１）。次に、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、画像形成条件制御部６０は、この平均画像密度Ｍを、予めＮＶＲＡＭに記録された設定値ｍ１、ｍ２と比較する（ＳＴ６０２）。
【００８８】
平均画像密度Ｍが、ｍ２≦Ｍ≦ｍ１を満たす場合には、露光装置ユニット１２の露光量Ｌをそのまま維持してＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。一方、平均画像密度Ｍが、ｍ１＜Ｍを満たす場合には、露光量をＬからＬ−ｌに低くして、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。他方、平均画像密度Ｍが、Ｍ＜ｍ２を満たす場合には、露光量をＬからＬ＋ｌに高くして、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）において、パッチＰ２を形成する。
【００８９】
なお、本実施例では設定値ｍ１を約２０％、設定値ｌを１０％とした。この場合ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の平均画像密度Ｍが約２０％を越える色が（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうち）ひとつでもあれば、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチ形成時の露光量を通常のＬから１０％下げた露光量にする。なお、ｍ２は約３％とした。
【００９０】
○実施例５（判断のスキップ）
本実施例に係るフルカラープリンタ１００では、平均画像密度Ｍが設定値ｍに達しないときにはＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチ形成により測定したパッチ濃度は参照せず、一律にパッチ濃度は所定濃度Ｔ：Ｔａｒｇｅｔ（目標値）に等しいものとして扱うものである。すなわち、図１１のＳＴ２０５から（ＳＴ２０６、ＳＴ２０８に進むことはなく）一律にＳＴ２０７へ進む。
【００９１】
本実施例では設定値ｍを約３％とした。この場合ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の平均画像密度Ｍが約３％以下だった色については、ＴＣプロセスコントロールモード（ｉ＋１）のパッチ形成時に測定したパッチ濃度を参照せず、一律にパッチ濃度は所定濃度Ｔ：Ｔａｒｇｅｔ（目標値）に等しいものとして扱う。平均画像密度Ｍが３％を越えた色については通常通りパッチ濃度に応じて次回供給するトナー量の増減を行う（図１１のＳＴ２０５からＳＴ２０６、ＳＴ２０７、ＳＴ２０８のいずれかに進む）。
【００９２】
○変形例
上記の通り本実施例においてはパッチ形成条件を変更する閾値である設定値ｍは一つ又は二つ（ｍ１、ｍ２）にであったが、設定値をより多く（３つ以上）持ちきめ細かな制御を行うことも可能である。また各色毎に異なった設定値ｍ（Ｙ）、ｍ（Ｍ）、ｍ（Ｃ）、ｍ（Ｋ）及びそれに対応するパッチ作成条件を持ってもよい。さらに、本実施例ではＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の平均画像密度Ｍをトリガとしたが、１ページ当たりのＭａｘ画像密度等、他のＴＣプロセスコントロールモード（ｉ）（ｉ＋１）間の画像が通常より画像密度が高いと判断できる指標に変更することも可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、出力される画像の特性（高密度画像か低密度画像かの別など）に影響されることなく安定的に高品質のトナー像を生産性を維持しつつ出力することが出来る画像形成装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施態様に係るフルカラープリンタの断面概略図である。
【図２】図２は、図１に示すフルカラープリンタの画像形成部をより詳細に説明するものである。
【図３】図３は、最終転写ロールの断面を説明するものである。
【図４】図４は、最終転写ロールの周辺構成を詳細に説明するものである。
【図５】図５は、光学濃度センサ本体の構成及び動作を説明するものである。
【図６】図６は、図１に示すフルカラープリンタの画像形成条件制御系説明する機能ブロック図である。
【図７】図７は、電位プロセスコントロールモードの動作を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、最終転写ロール上に形成されるトナーパッチを説明するものである。
【図９】図９は、光学濃度センサ本体の構成及び動作を説明するものである。
【図１０】図１０は、帯電電位及び現像バイアス電位の調整を説明するものである。
【図１１】図１１は、ＴＣプロセスコントロールモードの動作を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施例１を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例２を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施例３を説明するフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施例４を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１００…フルカラープリンタ（画像形成装置）、１…画像形成ユニット（画像形成手段）、６…コントロールユニット、６０…画像形成条件制御部（濃度制御手段、パッチ補正手段）、６１…主制御部（検知手段、濃度制御手段）、１２…露光装置ユニット（画像形成手段）、１４…トナーカートリッジ（画像形成手段）、１５…トナー供給フレキシブルパイプ（画像形成手段）、１０…感光体ドラム（像担持体）、１１…帯電ロール、１３…現像装置（画像形成手段）、１３０…現像ロール、２１…一次中間転写ドラム（一次中間転写体）、２２…二次中間転写ドラム（二次中間転写体）、３０…最終転写ロール（最終転写体）、７…光学濃度センサ（検知手段）、７０ａ…発光素子、７０ｂ…受光素子、８…環境センサ、９…表示パネル（表示手段）、Ｐ…トナーパッチ（画像濃度制御用検知パッチ又はトナー濃度制御用検知パッチ）

Claims (20)

1. 現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
   当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、
   当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段と、
   濃度制御動作以外の画像形成動作に基づいて当該パッチの形成条件を補正するパッチ補正手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度に基づいて前記パッチの形成条件を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パッチ補正手段は、先の濃度制御動作と後の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該後の濃度制御動作における前記パッチの形成条件を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記パッチ補正手段は、一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該次の濃度制御動作における前記パッチの形成条件を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの濃度が低くなるように当該パッチの形成条件を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの濃度が高くなるように当該パッチの形成条件を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記パッチ補正手段は、前記パッチの形成条件として当該パッチの形成直前における前記現像手段の空回しの有無／又は空回し時間を選択する請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成直前において前記現像手段の空回しを行う請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度に応じて前記現像手段の空回し時間を決定する請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記パッチ補正手段は、前記パッチの形成条件として当該パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比を選択する請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比をより小さく設定する請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段と前記担持体との周速比をより大きく設定する請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記パッチ補正手段は、パッチの形成条件として当該パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスを選択する請求項１に記載の画像形成装置。
14. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスをより小さく設定する請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記現像手段の現像バイアスをより大きく設定する請求項１３に記載の画像形成装置。
16. 前記画像形成手段は露光手段を含み、
    前記パッチ補正手段は、パッチの形成条件として当該パッチの形成時における当該露光手段の露光量を変更する請求項１に記載の画像形成装置。
17. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、前記パッチの形成時における前記露光手段の露光量をより小さく設定する請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記パッチ補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記パッチの形成時における前記露光手段の露光量をより大きく設定する請求項１６に記載の画像形成装置。
19. 現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
    当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、
    当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段とを有し、
    当該濃度制御手段は、先の濃度制御動作と後の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて当該後の濃度制御動作を制御する画像形成装置。
20. 前記濃度制御手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、前記後の濃度制御動作において当該パッチの濃度が所定の目標値の範囲内であるとみなす請求項１９に記載の画像形成装置。

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