JP4933176B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、濃度補正用テストパッチを同時に読み取り可能なように主走査方向へ配置されている複数の濃度検知手段を備える画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、テストパッチを形成し、このテストパッチを読み取り、この読み取り結果に基づいて画像の補正（カラーレジスト制御、濃度制御（Ｄｍａｘ制御、Ｄｈａｌｆ制御））を行う構成が提案されている。しかし、この構成の場合、電源投入時、プロセス装置の交換時、所定枚数分の画像形成後などに、テストパッチの形成およびその読み取りが行われるので、画像形成の生産性が低下する場合が考えられる。

そこで、主走査方向に複数の濃度センサを設け、各濃度センサで、テストパッチを並行に読み取るような制御手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１９６５４８号公報

複数の濃度センサによりテストパッチの読み取りを行う場合、各濃度センサの感度特性を略同じにすることが望まれる。しかしながら、濃度センサの感度特性は、温度、水分量などによって変動し、または経時変化、耐久変化によって変動することがあるので、各濃度センサの感度特性を略同じに保つことができない。このため、正確な濃度制御を行うことができず、高い画質の画像を安定して得ることは難しい。

本発明の目的は、生産性の低下を招くことなく、高い画質の画像を安定して得ることができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、現像剤を収容する現像手段と、前記現像手段内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、前記現像手段に収容された現像剤を用いて、記録媒体上に第一のテストパッチ及び第二のテストパッチを形成するテストパッチ形成手段と、前記記録媒体上に形成された前記第一のテストパッチの濃度を検知する第一の濃度検知手段と、前記第一の濃度検知手段が設けられている位置とは異なる位置に設けられ、前記第二のテストパッチの濃度を検知する第二の濃度検知手段と、前記第一のテストパッチの濃度を検知した際の前記第一の濃度検知手段からの出力と、前記第二のテストパッチの濃度を検知した際の前記第二の濃度検知手段からの出力とのレベル差が所定値を超えている場合にエラー処理を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記エラー処理において、前記攪拌手段により前記現像手段内の現像剤を攪拌させた後に、再度、前記テストパッチ形成手段により前記記録媒体上に前記第一のテストパッチ及び前記第二のテストパッチを形成させ、前記記録媒体上に再度形成された前記第一のテストパッチ及び前記第二のテストパッチの濃度を前記第一の濃度検知手段及び前記第二の濃度検知手段によりそれぞれ検知させ、前記第一の濃度検知手段からの出力と前記第二の濃度検知手段からの出力とのレベル差が前記所定値を超えている場合に、前記第一の濃度検知手段及び前記第二の濃度検知手段のいずれかが故障した旨の通知を行うことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、生産性の低下を招くことなく、高い画質の画像を安定して得ることができる。また、現像手段内のトリボ量（トナー帯電量）が不均一であることによって第一の濃度検知手段及び第二の濃度検知手段の故障を誤検知してしまうことを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す縦断面図である。本実施の形態においては、フルカラー画像形成装置を説明する。

フルカラー画像形成装置は、図１に示すように、カラー画像を読み取り可能なリーダ部１Ｒと、カラー画像のプリント出力が可能なプリンタ部１Ｐとを備える。

リーダ部１Ｒは、原稿台ガラス３１上に載せられた原稿３０を露光ランプ３２により露光走査し、原稿３０からの反射光をレンズ３３によりフルカラーＣＣＤセンサ（以下、ＣＣＤ）３４上に結像させる。ＣＣＤ３４は、結像された光像をＲ，Ｇ，Ｂの各信号に変換して出力する。出力されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、画像処理ユニットにより所定の画像処理が施された後に、画像メモリ（図示せず）を介してプリンタ部１Ｐへ送出される。

プリンタ部１Ｐには、リーダ部１Ｒからの信号の他に、コンピュータからの画像信号、ＦＡＸからの画像信号なども同様に入力される。本実施の形態においては、一例として、リーダ部１Ｒからの信号がプリンタ部１Ｐへ入力されるものとして説明する。

プリンタ部１Ｐは、像担持体である２つの感光ドラム１ａ，１ｂを有する。各感光ドラム１ａ，１ｂは、図中の矢印方向へ回転駆動される。各感光ドラム１ａ，１ｂの周りには、前露光ランプ１１ａ，１１ｂ、コロナ一次帯電器２ａ，２ｂ、露光部３ａ，３ｂ、および電位センサ１２ａ，１２ｂが配置されている。また、各感光ドラム１ａ，１ｂの周りには、ロータリ４ａ，４ｂ、転写装置５ａ，５ｂ、およびクリーニング装置６ａ，６ｂが配置されている。

ここで、上記ロータリ４ａには、色が異なるトナーをそれぞれ供給する３つの現像装置４１，４２，４３が、上記ロータリ４ｂには、色が異なるトナーをそれぞれ供給する３つの現像装置４４，４５，４６が搭載されている。各現像装置４１〜４６は、感光ドラム１ａ，１ｂに対して、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、基本色の隠蔽力を下げた淡いマゼンタ（淡Ｍ）、淡いシアン（淡Ｃ）の計６色のトナーを供給することが可能である。すなわち、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色によるカラー画像形成、または、淡いマゼンタ（淡Ｍ）、淡いシアン（淡Ｃ）をさらに含む６色のトナーによるカラー画像形成が可能である。各現像装置４１〜４６には、それぞれ対応する色のトナーが、対応するトナー収容部（ホッパー）６１〜６６から随時補給される。各トナー収容部６１〜６６からのトナーの補給は、各現像装置４１〜４６内のトナーの比率（またはトナー量）を一定に保つように所望のタイミングで行われる。

本実施の形態で用いたトナーは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）トナーの濃度が１．４程度の飽和濃度となる白色紙へのトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２程度となるものにした。また、淡いマゼンタ（淡Ｍ）、淡いシアン（淡Ｃ）トナーは他のトナーと同量の０．５ｍｇ／ｃｍ２白色紙へトナーを付着させた時に得られる濃度が０．７〜０．８となるようにトナー中の顔料の量を通常のシアンやマゼンタトナーよりも減らした。

淡色のトナー例えば淡Ｃにより形成される１画素（ドット）は、シアンのトナーにより形成される１画素より、濃度が低い分、目立たなくなる。よって、淡色のトナーを用いることにより、粒状感が無い非常に滑らかなハーフトーン画像による高画質を再現することが可能である。ここで、淡いシアンと淡いマゼンタのトナーは、それぞれ、シアンとマゼンタと同じ顔料が用いられ、含有される顔料の量のみが異なるトナーである。また、これらのトナーとしては、トナーとキャリアが混合されている２成分現像剤が用いられてもよいし、トナーのみの１成分現像剤が用いられてもよい。

露光部３ａ，３ｂは、後述する画像処理部２０３（図２）によりリーダ部１Ｒからの各信号から変換されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（またはそれらに加えられる淡Ｍ，淡Ｃ）の各色の画像信号に基づいてレーザ光を変調する。この変調されたレーザ光は、ポリゴンミラーにより走査されながら、レンズおよび反射ミラーを経て、回転駆動されている各感光ドラム１ａ，１ｂの表面に照射される。これにより、各感光ドラム１ａ，１ｂの表面は露光され、対応する色の静電潜像が形成される。ここで、感光ドラム１ａ，１ｂに対する露光前処理としては、感光ドラム１ａ，１ｂの表面に対する前露光ランプ１１ａ，１１ｂによる除電、一次帯電器２ａ，２ｂによる帯電が行われる。

次いで、ロータリ４ａ，４ｂが回転され、対応する現像装置が感光ドラム１ａ，１ｂに対する現像位置へ移動される。そして、現像位置に移動された現像装置から感光ドラム１ａ，１ｂにトナーが供給され、感光ドラム１ａ，１ｂ上の静電潜像がトナー像として可視像化される。

ここで、露光部３ａ，３ｂから現像装置４１〜４６の現像位置までの距離が同じになるように構成されている。すなわち、色に関係なく、上記距離が一定であるので、色による出力画像特性の差が発生し難い。

感光ドラム１ａ、１ｂ上に形成されたトナー像は、それぞれ対応する一次転写装置５ａ，５ｂにより中間転写ベルト５上に重ね合わされて転写される（一次転写）。中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１、従動ローラ５２、および複数のローラ５３，５４に掛け渡され、駆動ローラ５１により駆動される。また、駆動ローラ５１と中間転写ベルト５を挟んで対向するように、転写クリーニング装置５０が配置され、転写クリーニング装置５０は、中間転写ベルト５に対して接離可能なクリーニングブレードを有する。転写クリーニング装置５０は、中間転写ベルト５上に重ね合わされて転写されたトナー像が用紙に転写された（二次転写）後に、そのクリーニングブレードを中間転写ベルト５に当接させ、中間転写ベルト５上の残トナーをクリーニングする。

また、従動ローラ５２と中間転写ベルト５を挟んで対向するように、２つの濃度検知センサ５５（一方のみを図示）が配置されている。各濃度検知センサ５５は、中間転写ベルト５上に転写されたトナー像の位置ずれおよびその濃度の検知を行うセンサである。各濃度検知センサ５５は、中間転写ベルト５の幅方向に配置されている。各濃度検知センサ５５の出力は、画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミング、および画像書き込み開始位置などの補正に用いられる。

トナー像が転写される用紙は、各収納部７１，７２，７３または手差し給紙部７４からそれぞれの給紙部８１，８２，８３または給紙部８４により、１枚ずつ、レジストローラ８５に向けて搬送される。レジストローラ８５は、用紙の斜行を補正し、画像形成開始タイミングに応じて、二次転写部５６へ送り出す。この二次転写部５６に送られた用紙には、二次転写部５６により、中間転写ベルト５上に担持されるトナー像が転写される（二次転写）。

トナー像が転写された用紙は、搬送部８６を経て、定着器９へ送られる。定着器９においては、用紙上のトナー像が加熱、加圧され、用紙上に定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送パスガイド９１により、排出ローラ９２側または搬送パス７５側へ導かれる。排出ローラ９２側へ導かれた用紙は、排出ローラ９２により、用紙を排紙トレイまたは後処理装置へ搬送される。

用紙が上記搬送パスガイド９１により搬送パス７５側へ導かれる場合は、用紙の両面に画像を形成する場合である。この搬送パス７５へ導かれた用紙は、反転パス７６へ一旦送り込まれた後、反転ローラ８７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反転パス７６を退出する。これにより、用紙の画像形成面が表面から裏面になるように用紙の反転が行われることになる。そして、用紙は、両面搬送パス７７へ送られ、両面搬送ローラ８８により、斜行補正が施された後に、対応するタイミングで、再度レジストローラ８５へ向けて搬送される。そして、用紙の裏面にトナー像が転写される。

次に、本実施の形態の画像形成モードについて説明する。

本実施の形態においては、ＢＷモード（白黒画像モード）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色を用いた４Ｃモード（通常画質モード）、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，淡Ｍ，淡Ｃの６色を用いた６Ｃモード（高画質モード）の３つのモードが設けられている。

まず、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによる４Ｃモードについて説明する。このモードの場合、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの順にトナー像が形成される。具体的には、まず、感光ドラム１ａ上にＭの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４１によりＭのトナー像として可視像化される。このＭのトナー像は、中間転写ベルト５上に転写される。また、感光ドラム１ｂ上にＣの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４４によりＣのトナー像として可視像化される。このＣのトナー像は、中間転写ベルト５上にマゼンタのトナー像と重ね合わされて転写される。

次いで、感光ドラム１ａ上にＹの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４２によりＹのトナー像として可視像化される。このＹのトナー像は、中間転写ベルト５上にＭのトナー像と重ね合わされて転写される。また、感光ドラム１ｂ上にＫの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４５によりＫのトナー像として可視像化される。このＫのトナー像は、中間転写ベルト５上にＹのトナー像と重ね合わされて転写される。

このようにして、中間転写ベルト５が２回転する間に、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋのトナー像が順に形成され、これらのトナー像が順に重ね合わされる。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト５上に形成され、このフルカラートナー像は用紙上に転写される（二次転写）。

また、ＢＷモードにおいては、感光ドラム１ｂ上にＫの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４５によりＫのトナー像として可視像化される。そして、このＫのトナー像は、中間転写ベルト５上に転写される。ここで、Ｋの現像装置４５が感光ドラム１ｂの下流側に配置されているので、ファーストコピー時間（Ｆｃｏｔ）を、中間転写ベルト５が感光ドラム１ａ，１ｂ間の距離を移動する時間分、短縮することができる。また、中間転写ベルト５上に一次転写されたＫのトナー像が感光ドラム１ａと中間転写ベルト５間のニップ部を通過することによって生じる、２次転写による画像劣化をなくすることもできる。

Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ，淡Ｃおよび淡Ｍの６色を用いた６Ｃモード（高画質モード）の場合、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの４色のトナー像が、上述した４Ｃモードの場合と同様に、順に形成されて中間転写ベルト５上に転写される。次いで、感光ドラム１ａ上に淡Ｃの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４３により淡Ｃのトナー像として可視像化される。この淡Ｃのトナー像は、中間転写ベルト５上にＫのトナー像に重ね合わせて転写される。また、感光ドラム１ｂ上に淡Ｍの静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４６により淡Ｍのトナー像として可視像化される。この淡Ｍのトナー像は、中間転写ベルト５上に淡Ｃのトナー像に重ね合わせて転写される。これにより、６色分のトナー像の全てが中間転写ベルト５上に転写される。すなわち、中間転写ベルト５が３周することにより、二次転写が達成され、６色による粒状感が無い高画質の画像を得ることができる。

次に、本実施の形態のフルカラー画像形成装置の制御系について図２を参照しながら説明する。図２は図１のフルカラー画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。

本フルカラー画像形成装置の制御系は、図２に示すように、リーダ部１Ｒおよび画像処理部２０３を制御するためのリーダコントローラ７００と、プリンタ部１Ｐを制御するためのプリンタコントローラ７０１とを有する。

リーダコントローラ７００は、ＣＰＵ（図示せず）などから構成され、当該ＣＰＵは、ＲＯＭ７０５に格納されているプログラムに従って、リーダ部１Ｒ、画像処理部２０３およびプリンタ部１Ｐを制御するための各種制御を行う。リーダコントローラ７００が制御を行う際の作業領域として、ＲＡＭ７０６が用いられる。リーダコントローラ７００は、具体的には、操作部７０７からの入力に応じて画像形成モード（例えば白黒画像形成モード、カラー画像形成モードなど）および実施条件（例えばコピー枚数、濃度値など）を設定する。そして、リーダコントローラ７００は、設定されたモードおよびその実施内容に応じて、リーダ部１Ｒのドライバ群７０２およびＲＤＦコントローラ７０３を制御する。また、リーダコントローラ７００は、設定されたモードおよびその実施内容に応じた動作指示をプリンタコントローラ７０１へ送信する。

ここで、上記ドライバ群７０２には、露光ランプ３２などを移動させる光学モータを駆動するためのモータドライバ、ＣＣＤ３４を駆動するためのＣＣＤドライバ、露光ランプ３２を駆動するためのドライバなどの複数のドライバを含む。また、上記ＲＤＦコントローラ７０３は、原稿を自動的に給紙する自動原稿送り装置の動作を制御するためのコントローラである。この自動原稿送り装置は、リーダ部１Ｒに必要に応じて装着可能なプション装置である。

また、リーダコントローラ７００は、画像処理部２０３の動作を制御する。画像処理部２０３は、リーダ部１ＲのＣＣＤ３４から入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各アナログ信号をＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に変換する。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、各色（Ｍ，Ｃ，Ｙの４色またはそれに加えられた淡Ｍおよび淡Ｃを含む６色）の画像信号に変換されて出力される。また、Ｍ，Ｃ，Ｙの各色の画像信号から画像の黒色領域が抽出され、抽出した黒色領域に対するＫ（ブラック）の画像信号が出力される。各色の画像信号は、画像メモリ部７３０に一旦格納された後に、プリンタコントローラ７０１へ出力される。また、画像処理部２０３は、上記抽出された黒色領域に基づいて、入力された画像がフルカラー画像であるか白黒画像であるかを判別するＡＣＳ機能（自動カラーモード選択機能）を有する。

プリンタコントローラ７０１は、ＣＰＵ（図示せず）などから構成され、当該ＣＰＵは、ＲＯＭ７５０に格納されているプログラムに従って、リーダコントローラ７００からの動作指示に応じた動作を実行するようにプリンタ部１Ｐを制御する。プリンタコントローラ７０１が制御を行う際の作業領域として、ＲＡＭ７５１が用いられる。プリンタコントローラ７０１は、具体的には、各種センサを含むセンサ群７５６からＡ／Ｄ７５２を介して出力される各信号に基づいて、Ｉ／Ｏ７５４を介して、ドライバ群７５５を制御する。上記センサ群７５６は、定着器９の定着温度を検知するセンサ、一次および二次転写電圧を検知するセンサ、装置の環境温度を検知するセンサ、装置の環境湿度を検知するセンサ、上述した濃度検知センサ５５などを含む。ドライバ群７５５は、回転現像器モータ、感光ドラムモータ、クラッチなどの負荷をそれぞれ駆動するための各種ドライバを含む。

また、プリンタコントローラ７０１は、上記センサ群７５６からの各信号に基づいて高圧制御部７５７に対する設定値を生成し、この設定値を、Ｄ／Ａ７５３を介して、高圧制御部７５７に設定する。高圧制御部７５７は、設定された設定値に基づいて、現像バイアス、転写バイアスなどの高電圧の発生および印加を制御する。

また、プリンタコントローラ７０１は、画像処理部２０３からの各画像信号を入力し、これらの画像信号を露光部３ａ，３ｂへ出力する。

また、プリンタコントローラ７０１は、ソータコントローラ７５９と通信を行い、後処理装置が実施すべき後処理モードを、ソータコントローラ７５９に対して指示する。ソータコントローラ７５９は、指示された後処理モードに応じた処理、例えばノンソート処理、ソート処理、ステイプル処理などを行うように後処理装置を制御する。

次に、上記操作部７０７について図３を参照しながら説明する。図３は図２の操作部７０７におけるキー配置を示す平面図である。

操作部７０７には、図３に示すように、等倍キー３００、変倍キー３０１、用紙選択キー３０２、濃度設定キー３０３、ソータ選択キー３０４および両面モードキー３０５が設けられている。濃度設定キー３０３により設定された濃度のレベルは、濃度表示バー３０７により表示される。また、操作部７０７には、テンキー３５１、クリア／ストップキー３５２、リセットキー３５３、およびスタートキー３５４が設けられている。

また、操作部７０７には、液晶表示パネルなどからなる表示部３６９が設けられている。表示部３６９には、モードの詳細内容を設定するための設定画面が表示され、この設定画面上でカーソルを操作することによって、所望の設定項目が選択される。このカーソルの操作は、上下左右への移動を行うためのカーソルキー３６５〜３６８を用いて行われる。そして、カーソルにより指示された項目を選択する際には、ＯＫキー３６４が押下され、これにより選択された項目が設定されることになる。

また、操作部７０７には、ＡＳＣキー３７２、ＢＷキー３７３、フルカラーキー３７４、フルカラーキー３７５が設けられている。ＡＳＣキー３７２は、ＢＷモード（白黒画像モード）、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色を用いた４Ｃモード（通常画質モード）、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，淡Ｍ，淡Ｃの６色を用いた６Ｃモード（高画質モード）のいずれかのモードを自動的に選択するように設定するキーである。ＢＷキー３７３は、ＢＷモードを設定するためのキーである。フルカラーキー３７４は、４Ｃモードを、フルカラーキー３７５は、６Ｃモードをそれぞれ設定するためのキーである。

ここでは、上記操作部７０７に設けられている代表的なキーのみを示しており、これに限定されるものではない。

本実施の形態においては、トナー補給量の補正制御、最大濃度制御、現像性の線形性を補正するための中間調濃度補正（Ｄｈａｌｆ）制御、各濃度検知センサ５５の出力補正制御が行われ、それらの制御のためのテストパッチが作像される。このテストパッチの作像に関しては、まず、感光ドラム１ａ，１ｂ上に対応するテストパッチとしてのトナー像が形成され、そのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。中間転写ベルト５上に転写されたトナー像は、各濃度検知センサ５５により読み取られる。この読み取り後、中間転写ベルト５上のテストパッチであるトナー像は、用紙に転写されることなく、転写クリーニング装置５０により掻き取られ、回収される。また、感光ドラム１ａ，１ｂ上のトナー像も同様に、掻き取られて回収される。

そして、各濃度検知センサ５５の出力に基づいて、トナー補給量の補正制御、最大濃度制御、中間調濃度補正（Ｄｈａｌｆ）制御、濃度検知センサ５５の出力補正制御が行われる。これらの制御の詳細については、後述する。

次に、上記各濃度検知センサ５５の構成、その配置およびその出力を処理する回路構成について図４および図５を参照しながら説明する。図４は図１の各濃度検知センサ５５の構成を模式的に示す縦断面図である。図５は図１の各濃度検知センサ５５の配置およびその出力を処理する回路構成を模式的に示す図である。

各濃度検知センサ５５は、図４に示すように、ＬＥＤなどから構成される発光部５５ａと、フォトセンサなどから構成される受光部５５ｂとを有する。発光部５５ａは、中間転写ベルト５の表面またはその表面上のテストパッチＴに向けて光を照射し、受光部５５ｂは、中間転写ベルト５の表面またはテストパッチＴからの反射光を受光するように、配置されている。ここで、発光部５５ａの発光量は、中間転写ベルト５の下地の読み取り時に、受光部５５ｂの出力が目標出力値となるように調整されている。

各濃度検知センサ５５は、図５に示すように、中間転写ベルト５の幅方向（主走査方向）に沿って間隔をおいて配置されている。各濃度検知センサ５５は、対応するテストパッチが通過する際に、そのテストパッチを読み取り、その結果を出力する。各濃度検知センサ５５の出力は、それぞれ、Ａ／Ｄ７５２（図２）によりデジタル信号へ変換された後に、プリンタコントローラ７０１を介して、画像処理部２０３へ入力される。ここで、図５中においては、Ａ／Ｄ７５２およびプリンタコントローラ７０１を省略している。

画像処理部２０３は、比較部５５２、オフセット設定部５５３、キャリブレーション部５５４を内蔵する。比較部５５２は、濃度検知センサ５５の出力補正時に、各濃度検知センサ５５の出力値を取り込み、取り込まれた一方の出力値と他方の出力値の差分を算出する。そして、比較部５５２は、算出された差分が所定値を超えているか否かを判定する。ここで、上記算出された差分が所定値を超えていない場合、算出された差分は、オフセット設定部５５３へ入力される。

オフセット設定部５５３は、入力された上記差分に基づいて、一方の濃度検知センサ５５の出力値に対するオフセット値を算出し、設定する。これにより、一方の濃度検知センサ５５の出力値は、設定されたオフセット値で補正された後に、キャリブレーション部５５４へ入力される。これに対し、上記差分が所定値を超えていると判定された場合、プリンタコントローラ７０１は、各濃度検知センサ５５のうち、いずれか一方が故障していると判断し、その旨をリーダコントローラ７００に通知する。この通知を受けたリーダコントローラ７００は、エラー処理として、いずれかの濃度検知センサ５５が故障した旨を、操作部７０７の表示部３６９に表示し、装置全体を停止するように指示する。

キャリブレーション部５５４は、各濃度検知センサ５５の出力値に基づいて、画像信号の線形性と各濃度検知センサ５５により読み取られたテストパッチの濃度の線形性を一致させるための補正テーブル（γテーブル）を作成する。ここで、一方の濃度検知センサ５５の出力値は、上記設定されたオフセット値で補正された出力値である。そして、キャリブレーション部５５４は、上記補正テーブルに基づいて画像信号の濃度補正を行う。

次に、現像装置４１〜４６の内部構成について図６を参照しながら説明する。図６は図１の現像装置４１〜４６の内部構成を模式的に示す縦断面図である。

現像装置４１〜４６は、図６に示すように、内部に対応する色のトナーを収容する本体４０１を有する。本体４０１内部には、トナーを攪拌するための攪拌ローラ４０２と、現像スリーブ４０３とが設けられている。現像スリーブ４０３は、トナーを担持しながら回転し、トナーを感光ドラム１ａ，１ｂへ供給する。また、本体４０１には、対応するトナー収容部から補給されるトナーを受け入れる受け入れ口４０４が設けられている。

ここで、各現像装置４１〜４６内のトナー量（または残量）を検知するためのセンサが設けられていない。そこで、本実施の形態においては、印字した画像信号のビデオカウント数に基づいてトナーの消費量が計算され、このトナーの消費量分は、各トナー収容部６１〜６４から現像装置４１〜４６へのトナー補給量として設定される。各トナー収容部６１〜６４には、トナーの補給を行うためのスクリュー（図示せず）が設けられている。このスクリューを単位時間回転させた際の補給量をＧ、スクリューの回転時間をｔ、トナーの補給量をＸとすると、この補給量Ｘは、次の（１）式により表される。

Ｘ＝Ｇ・ｔ …（１）
このトナー補給時には、トナーを現像装置に対して均一に補給するようにするために、補給動作を、現像装置が動作している時間内に行う必要がある。ここで、補給に要する時間が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。

このようなビデオカウントに基づいたトナー補給動作は、短期的には、略正確な補給量を維持することができる。しかし、使用期間が長期になると、補給量に誤差が生じ、実際に現像されたトナー像が設定された濃度のトナー像にならないことがある。

そこで、本実施の形態においては、プリント枚数が所定枚数に到達すると、主走査方向へ並ぶ１対のテストパッチが形成され、各濃度検知センサ５５によりそれぞれ対応するテストパッチが読み取られる。そして、各濃度検知センサ５５の出力に基づいて、以降のビデオカウントに基づいたトナー補給動作時におけるトナー補給量が補正される。上記トナー補給量の補正のための１対のテストパッチは、色毎に形成されるトナー像である。

次に、上記中間調濃度補正制御について図７を参照しながら説明する。図７は中間調濃度補正制御に用いられるテストパッチの一例を示す図である。

中間調濃度補正制御の場合、色毎に中間調濃度の複数のテストパッチが形成され、各テストパッチがそれぞれ各濃度検知センサ５５により読み取られる。これにより、各テストパッチの濃度が検知され、この濃度の検知結果に基づいて、画像信号の線形性と測定されたテストパッチの濃度の線形性を一致させるための補正テーブル（γテーブル）が作成される。ここで、中間調濃度の複数のテストパッチとしては、例えば図７に示すような、異なる入力画像信号Ｓ１〜Ｓ７のそれぞれに対応するテストパッチが形成される。各入力信号Ｓ１〜Ｓ７は、画像メモリ部７３０に予め格納されている信号である。

プリント出力を行う場合、画像信号に対して、上記補正テーブルに基づいて濃度補正が行われ、その濃度補正された画像信号が出力される。これにより、中間調の色味が適切な画像が得られることになる。

テストパッチは、通常、様々な現像条件で作像される。これは、電子写真による現像特性が温度、湿度などで常に変化し、かつ、その特性に線形性が低いからである。例えば、様々なディザパターンのテストパッチが、様々な現像条件で作像される。特に、プリント成果物を販売するなどの商用プリントを目的とする場合は、非常に、正確な色味が要求されるので、テストパッチは、頻繁に作像され、そのテストパッチに対する濃度検知結果に基づいて色味を十分に合わせ込む調整が行われる。また、そのテストパッチの数に関しては、多い場合、２００程度の数になることがある。

本実施の形態においては、上述したように、２つの濃度検知センサ５５が主走査方向へ配置されているので、１つの濃度検知センサでテストパッチを読み取る場合に比して、約半分の時間で、テストパッチの作像からその読み取りまでを終了させることができる。特に、多数のテストパッチを作像する場合、より有用である。

しかしながら、濃度検知センサ５５に関しては、その部品精度のばらつき、組み立て精度により、濃度検知センサ間には、出力値のばらつきが発生する場合がある。また、環境変化、耐久、経時変化によって出力のばらつきが発生する場合もある。

よって、各濃度検知センサ５５に関しては、それぞれの感度が同じになるように調整する必要がある。すなわち、各濃度検知センサ５５の同一のテストパッチに対する出力値が同じになるように調整する必要がある。これは、各濃度検知センサ５５の同一のテストパッチに対する出力値が同一でなければ、それぞれの出力値に基づいて作成される補正テーブルが正確なものにならないからである。

そこで、本実施の形態においては、同一のテストパッチ（同一パターンで同じ濃度を有するもの）に対する各濃度検知センサ５５の出力値を同一にするための出力補正制御が行われる。具体的には、各濃度検知センサ５５の出力値を補正する際には、各濃度検知センサ５５にそれぞれ対応する濃度検知出力補正用テストパッチが中間転写ベルト５上に形成される。ここで、各濃度検知センサ５５にそれぞれ対応する濃度検知出力補正用テストパッチは、同一パターンで同じ濃度を有するものである。各濃度検知センサ５５は、それぞれに対応する濃度検知出力補正用テストパッチを読み取り、その結果（テストパッチの濃度）を出力する。そして、各濃度検知センサ５５の出力に基づいていずれか一方の濃度検知センサ５５の出力値を補正する補正制御が行われる。

次に、各濃度検知センサ５５の出力を補正するための出力補正制御について図８を参照しながら説明する。図８は各濃度検知センサ５５の出力を補正するための出力補正制御の手順を示すフローチャートである。この出力補正制御は、リーダコントローラ７００の制御下で行われるものである。

各濃度検知センサ５５の出力を補正する際には、図８に示すように、まず、リーダコントローラ７００から、濃度検知出力補正用テストパッチを作像するように画像処理部２０３およびプリンタコントローラ７０１に対して指示が与えられる（ステップＳ１０１）。これにより、画像処理部２０３から濃度検知出力補正用テストパッチの画像信号がプリンタコントローラ７０１へ入力される。プリンタコントローラ７０１は、入力された画像信号に基づいて各濃度検知センサ５５のそれぞれに対応するテストパッチを作像する。ここでは、副走査方向の同じ位置で主走査方向へ並ぶ１対のテストパッチが形成される。

次いで、プリンタコントローラ７０１は、中間転写ベルト５上に転写された各テストパッチをそれぞれ対応する濃度検知センサ５５により読み取るように制御する（ステップＳ１０２）。すなわち、各濃度検知センサ５５の発光部５５ａが発光され、テストパッチから反射光を受光した受光部５５ｂの出力が取り込まれる。そして、各濃度検知センサ５５の出力は、プリンタコントローラ７０１を介して画像処理部２０３へ入力される。

次いで、画像処理部２０３は、入力された各濃度検知センサ５５の一方の出力値と他方の出力値との差分ΔＤを算出する（ステップＳ１０３）。そして、画像処理部２０３は、算出された差分ΔＤが所定値Ａより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、上記差分ΔＤが所定値Ａより大きくないすなわち所定値Ａ以下の場合、画像処理部２０３は、上記差分ΔＤを、一方の濃度検知センサ５５の出力値に対するオフセット値として設定する（ステップＳ１０５）。そして、本制御は、終了する。

これに対し、上記ステップＳ１０４において上記差分ΔＤが所定値Ａより大きいと判定された場合、画像処理部２０３は、いずれかの濃度検知センサ５５が故障したと判断し、その旨をリーダコントローラ７００に通知する（ステップＳ１０６）。そして、本制御は、終了する。上記通知を受けたリーダコントローラ７００は、いずれかの濃度検知センサ５５が故障した旨を、操作部７０７の表示部３６９に表示し、装置全体を停止するように制御する。

このように、本実施の形態によれば、各濃度検知センサ５５の感度特性が環境状態、時間の経過に応じて変動したとしても、同一の濃度のテストパッチに対する各濃度検知センサ５５の出力値が同じになるように補正される。これにより、各濃度検知センサ５５の感度特性を略同じに保つことができ、生産性の低下を招くことなく、高い画質の画像を安定して得ることができる。

ここで、本実施の形態においては、濃度検知センサ５５の一方の出力と他方の出力との差分を、一方の濃度検知センサ５５の出力値に対するオフセット値としている。これに代えて、例えば、差分ΔＤを２等分し、それぞれの濃度検知センサ５５に対するオフセット値として、＋０．５ΔＤと、−０．５ΔＤをオフセットとして設定するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図９を参照しながら説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の濃度検知センサ５５の出力を補正する際の処理の手順を示すフローチャートである。

上記第１の実施の形態においては、濃度検知センサ５５の一方の出力値と他方の出力値の差分が所定値を超える場合、いずれかの濃度検知センサ５５が故障していると考えている。これ以外に、上記差分が所定値を超える場合としては、現像装置内のトナーのトリボ量が現像装置の手前位置と奥位置において均一でないことが考えられる。すなわち、各濃度検知センサ５５の一方に対応するテストパッチを現像するトナーのトリボ量と他方に対応するテストパッチを現像するトナーのトリボ量との間に差がある。このトリボ量の差があると、各濃度検知センサ５５にそれぞれ対応するテストパッチ間の濃度差が生じることになる。この濃度差が、上記差分が所定値を超える原因とも考えられる。

そこで、本実施の形態においては、濃度検知センサ５５の一方の出力値と他方の出力値との差分ΔＤが所定値Ａより大きい場合に、まず、現像装置内のトリボ量を均一にするための動作が行われる。この動作後、再度、１対の濃度検知出力補正用テストパッチが作像され、各濃度検知センサ５５によりそれぞれ対応するテストパッチの読み取りが行われる。ここで、まだ、各濃度検知センサ５５の一方の出力値と他方の出力値の差分ΔＤが所定値Ａより大きい場合には、各濃度検知センサ５５のいずれかが故障していると判断され、その旨が操作部７０７の表示部３６９へ表示される。そして、装置全体が停止される。

この濃度検知センサ５５に対する出力補正制御について図９を参照しながら説明する。ここで、本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。また、上記第１の実施の形態と同じステップには、同一の符号が付されている。

本実施の形態においては、図９に示すように、ステップＳ１０４において差分ΔＤが所定値Ａより大きいと判定された場合、画像処理部２０３は、差分ΔＤが所定値Ａより大きいとの判定が２回目であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、差分ΔＤが所定値Ａより大きいとの判定が２回目でないときには、現像装置内のトリボ量が不均一であると判断される。そして、プリンタコントローラ７０１により、現像装置内の攪拌ローラ４０２が駆動され、現像装置内のトナーが攪拌される（ステップＳ２０２）。この攪拌により現像装置内のトナーのトリボ量が均一される。すなわち、トナーのトリボ量が現装置内の手前位置と奥位置において均一にされる。

この後、再度、テストパッチの作像（ステップＳ１０１）、このテストパッチの読み取り（ステップＳ１０２）、各濃度検知センサ５５の出力の差分ΔＤの算出（ステップＳ１０３）が行われる。ここで、差分ΔＤが所定値Ａより大きく、かつ差分ΔＤが所定値Ａより大きいとの判定が２回目であると（ステップＳ１０４，Ｓ２０１）、現像装置内のトリボ量が不均一によるものではなく、いずれかの濃度検知センサ５５の故障によるものであると判断される。そして、画像処理部２０３は、その旨をリーダコントローラ７００に通知する（ステップＳ１０６）。そして、本制御は、終了する。上記通知を受けたリーダコントローラ７００は、いずれかの濃度検知センサ５５が故障した旨を、操作部７０７の表示部３６９に表示し、装置全体を停止するように制御する。

これに対し、再度、テストパッチの作像（ステップＳ１０１）、このテストパッチの読み取り（ステップＳ１０２）、濃度検知センサ５５の出力値の差分ΔＤの算出（ステップＳ１０３）が行われた場合、その際の差分ΔＤが所定値Ａ以下になる場合がある。この場合、上記現像装置内のトナーの攪拌（ステップＳ２０２）により、トナーのトリボ量が現装置内の手前位置と奥位置において均一にされたことになり、各濃度検知センサ５５は、正常であると判断される。そして、上記差分ΔＤは、一方の濃度検知センサ５５の出力値に対するオフセット値として設定される（ステップＳ１０５）。

このように、本実施の形態によれば、差分ΔＤが所定値Ａより大きくなる原因として、現像装置内のトナーのトリボ量の不均一さによるものを考慮しているので、正常な濃度検知センサの交換作業を促すことはない。

尚、上記実施の形態では、濃度検知センサで述べたが、カラーレジスト制御を行う為のレジストセンサであっても同様の検出制御が可能である。

また、上記実施の形態では、いずれかの濃度検知センサ５５が故障した旨を、操作部７０７の表示部３６９に表示し、装置全体を停止するように制御したが、故障した濃度検知センサがいずれか一方であれば、故障していないセンサのみを使用して装置を使用し続けるように制御しても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す縦断面図である。 図１のフルカラー画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図２の操作部７０７におけるキー配置を示す平面図である。 図１の各濃度検知センサ５５の構成を模式的に示す縦断面図である。 図１の各濃度検知センサ５５の配置およびその出力を処理する回路構成を模式的に示す図である。 図１の現像装置４１〜４６の内部構成を模式的に示す縦断面図である。 中間調濃度補正制御に用いられるテストパッチの一例を示す図である。 各濃度検知センサ５５の出力を補正するための出力補正制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の濃度検知センサ５５の出力を補正する際の処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｒ リーダ部
１Ｐ プリンタ部
１ａ，１ｂ 感光ドラム
５ 中間転写ベルト
４１〜４６ 現像装置
５５ 濃度検知センサ
２０３ 画像処理部
４０２ 攪拌ローラ
５５２ 比較部
５５３ オフセット設定部
５５４ キャリブレーション部
７００ リーダコントローラ
７０１ プリンタコントローラ

Claims (2)

1. 現像剤を収容する現像手段と、
   前記現像手段内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
   前記現像手段に収容された現像剤を用いて、記録媒体上に第一のテストパッチ及び第二のテストパッチを形成するテストパッチ形成手段と、
   前記記録媒体上に形成された前記第一のテストパッチの濃度を検知する第一の濃度検知手段と、
   前記第一の濃度検知手段が設けられている位置とは異なる位置に設けられ、前記第二のテストパッチの濃度を検知する第二の濃度検知手段と、
   前記第一のテストパッチの濃度を検知した際の前記第一の濃度検知手段からの出力と、前記第二のテストパッチの濃度を検知した際の前記第二の濃度検知手段からの出力とのレベル差が所定値を超えている場合にエラー処理を行う制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記エラー処理において、前記攪拌手段により前記現像手段内の現像剤を攪拌させた後に、再度、前記テストパッチ形成手段により前記記録媒体上に前記第一のテストパッチ及び前記第二のテストパッチを形成させ、前記記録媒体上に再度形成された前記第一のテストパッチ及び前記第二のテストパッチの濃度を前記第一の濃度検知手段及び前記第二の濃度検知手段によりそれぞれ検知させ、前記第一の濃度検知手段からの出力と前記第二の濃度検知手段からの出力とのレベル差が前記所定値を超えている場合に、前記第一の濃度検知手段及び前記第二の濃度検知手段のいずれかが故障した旨の通知を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レベル差が所定値以下の場合、該レベル差に応じて前記第一の濃度検知手段の出力を補正するための補正値を設定する補正値設定手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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