(57)【要約】【課題】単一の高圧バイアス電源を複数の現像器に共通の現像バイアス電源として用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御装置は各現像器１４を回転始動させて画像形成処理を開始し（ステップＳ１）、画像形成処理を実行しながら画像濃度の調整が必要（トナー濃度センサ１６の出力がトナー濃度低下を示している、又は所定の印字枚数を超えた、又はいずれかの現像器の見做しトナー濃度が高い可能性がある）か否かを判別する（ステップＳ２）。判別がＮｏならステップＳ１に戻り印字を続ける。判別がＹｅｓなら画像情報からトナー消費量を算出し現像器ごとの印字率を取得する（ステップＳ３）。印字率の平均値を算出し（ステップＳ４）、平均印字率と共通現像バイアスとの関係テーブルに基づいて各現像器１４に一括して供給する共通現像バイアスを設定する（ステップＳ５）。濃度と光量の相関情報に基づきＣ光量、Ｍ光量、Ｙ光量、Ｋ光量の設定処理（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９）を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、
前記複数の像担持体に対応して設けられ、前記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて前記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、
前記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、
前記複数の光書込みヘッドの光量と、前記現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける前記現像器ごとの印字濃度との相関情報と、
を備え、
前記複数の現像器のいずれかの前記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、
前記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを前記複数の現像器に設定し、
該複数の現像器に設定された前記共通現像バイアスにおいて前記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、前記相関情報に基づいて、前記現像器ごとに対応する前記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御部と、
を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印字率は、記憶装置に記憶される現像器ごとの画像情報の印字画素数と階調の累算値から求められる、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定の一次式は、共通現像バイアスをＶ、印字率係数をｉ、ＣＭＹＫ印字率平均をＧ、定数項をｊとしたとき、「Ｖ＝ｉＧ＋ｊ」で表される、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記相関情報は、印字濃度をＰ、現像バイアス係数をα、現像バイアスをＶ、光量係数をβ、光量をτ、定数項をγとしたとき、「Ｐ＝αＶ＋βτ＋γ」で表される、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
複数の像担持体と、
該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、
前記複数の像担持体に対応して設けられ、前記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて前記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、
前記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、
前記複数の光書込みヘッドの光量と、前記該現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける前記現像器ごとの印字濃度との関係を示す相関情報と、
を備え、
前記複数の現像器のいずれかの前記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、
前記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを前記複数の現像器に設定する共通現像バイアス設定工程と、
該複数の現像器に設定された前記共通現像バイアスにおいて前記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、前記相関情報に基づいて、前記現像器ごとに対応する前記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の高圧バイアス電源を複数の現像器に共通の現像バイアス電源として用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。
【０００４】
上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。キャリアは磁性体の現像ローラに付着して、電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。
【０００５】
表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。
【０００６】
トナー供給装置から現像器へのトナーの補給路には、回転軸に螺旋状のフィンを備えたコイルスクリューを内蔵したパイプや、トナーの重力による自然落下でトナー移送を行うトナー移送手段が用いられている。
【０００７】
現像器へのトナーの補給はトナー供給装置から行われる。そして現像器にはトナー混合撹拌機構が一般的に２つ内蔵されている。１つはトナー供給装置から供給（補給）されたトナーを、トナー濃度の低下した二成分現像剤（以下、単に現像剤という）と混合撹拌しながら搬送する循環搬送スクリューである。
【０００８】
２つ目は、循環搬送スクリューで送り込まれた現像剤を攪拌搬送しながら磁性体の現像ローラに供給して、残余の現像剤を循環搬送スクリューに送り戻す供給搬送スクリューである。
【０００９】
ここで、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。したがって高画質な画像を得るためには、現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御して、適正なトナー画像を感光体上に現像することが必要である。
【００１０】
上述したように、二成分現像剤を用いる方式の現像器には、２つのトナー混合撹拌機構があり、これらのトナー混合撹拌機構によって現像剤が現像器内を循環しながら攪拌され混合される。
【００１１】
Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）の各色トナーを含む現像剤を収容した各現像器においては、カラー現像の際、現画像の色使いによって、多く使用される色と、使用度が少ない色とがある。ほとんど使用されなかった色の現像器では、現像剤が使用されないまま現像器内を循環しながら攪拌され混合されるから、現像剤同士の摩擦によって現像剤の帯電量が上昇する。
【００１２】
多く使用される色の現像器では、新たなトナーが逐次補給されるので攪拌による摩擦が緩和されるため現像剤の帯電量が通常よりも上昇することはない。
【００１３】
使用度が少ない色の現像器で、上記のように現像剤の帯電量が上昇すると、同極性の帯電により現像剤粒子が反発しあって全体としての現像剤に空隙が生じる。これにより現像剤内にある空気の層が多くなり、現像剤の密度が薄くなる。
【００１４】
現像剤の密度が薄くなるとキャリアの密度も薄くなる。トナー濃度センサは、透磁率センサで構成されているので、キャリアの密度が薄くなると、トナー濃度センサの透磁率が下がって出力電圧が低下する。
【００１５】
通常では透磁率が下がってトナー濃度センサの出力電圧が低下するのは、現像剤中のトナー量が多くなってキャリアの割合が低くなった場合であるから、トナー濃度センサの出力電圧が低下すると、トナー量が多い、つまりトナー濃度が高いと誤認識される。
【００１６】
トナー濃度が高いと誤認識されると、トナーの補給が時間的に遅れる方向にずれ込む。その結果、現像剤の実際のトナー濃度が低下し、したがって印字濃度も低下してしまうという現象が起きる。
【００１７】
一般に、現像剤は印字されなければ現像器内部を循環し続けるので、帯電量が上がり続ける。そのため、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のトナーの内、例えばＣトナーだけ印字ドット数が少ない場合、上述した原理でＣトナーのみトナー補給が遅れて、Ｃトナーの印字濃度が低下して行く。
【００１８】
一色のみ濃度が低下すると、多色印刷の場合、カラーバランスが崩れてしまう。そこで従来は、ある印字枚数毎に濃度調整を行い、Ｃ、Ｍ、Ｙのカラーバランスを保つようにしていた。
【００１９】
この濃度調整では、像担持体上に階調濃度パターンを形成し、このパターンへのトナー付着状況を光検出素子等によって検出し、検出データの理想特性からの差を求め、差が示すトナー付着状況に応じて、各画像信号を補正する際に濃度のずれを感じない補正テーブルを選択する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【００２０】
また、中間色の濃度調整を行うものでは、異なる濃度の濃度検出用パターンを搬送ベルト上に印刷して、それら濃度検出用パターンの濃度を検出し、検出した結果に基づき濃度変更方法を選択して濃度の補正を行い、カラー写真画像等を印刷した際のカラーバランスを適切に調整することが提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平０５−２４４４１８号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記の特許文献１、２の場合、いずれもＣ、Ｍ、Ｙそれぞれに帯電と現像用の電圧設定装置を持つこととなるため、高圧バイアス電源をＣ、Ｍ、Ｙごとに個別に備える必要がある。高圧バイアス電源は極めて高価なものであるので、コスト低減を阻害する要因になるという課題があった。
【００２３】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、複数の現像器の現像濃度の補正を行うに際し、単一の高圧バイアス電源の電圧を複数の現像器に共通の現像バイアス電源として用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、上記複数の像担持体に対応して設けられ、上記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて上記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、上記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、上記複数の光書込みヘッドの光量と、上記現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける上記現像器ごとの印字濃度との相関情報と、を備え、上記複数の現像器のいずれかの上記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、上記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを上記複数の現像器に設定し、該複数の現像器に設定された上記共通現像バイアスにおいて上記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、上記相関情報に基づいて、上記現像器ごとに対応する上記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御部と、を少なくとも有するように構成される。
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、複数の像担持体と、該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、上記複数の像担持体に対応して設けられ、上記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて上記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、上記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、上記複数の光書込みヘッドの光量と、上記該現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける上記現像器ごとの印字濃度との関係を示す相関情報と、を備え、上記複数の現像器のいずれかの上記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、上記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを上記複数の現像器に設定する共通現像バイアス設定工程と、該複数の現像器に設定された上記共通現像バイアスにおいて上記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、上記相関情報に基づいて、上記現像器ごとに対応する上記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御工程と、を少なくとも含むように構成される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、複数の現像器の現像濃度の補正を行うに際し、単一の高圧バイアス電源を複数の現像器に共通の現像バイアス電源としておおよその印字濃度補正を行い、制御が容易な各現像器ごとの光書込ヘッドの光量（ＬＥＤ光量）の調整によって細かな印字濃度補正を行うので、高価な高圧バイアス電源とその制御機構を現像器ごとに設けることなくＣＭＹＫ各色のカラーバランスを一定に保たせることが出来、これにより、画像形成装置のコスト低減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。
【図３】(a)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図、(b)は現像器を(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【図４】実施例１に係るプリンタの制御装置が印字濃度補正の制御を行う処理を説明するフローチャートである。
【図５】制御装置が印字濃度補正の制御を行うステップＳ５の処理において使用される平均印字率と共通現像バイアスとの関係を示す一次式のテーブルである。
【図６】光書込ヘッドのＬＥＤの光量と印字濃度との関係を表す相関情報（特性テーブル）を示す図である。
【図７】光量τｃ、τｍ、τｙ、τｋが補正された後の現像バイアスと印字濃度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。尚、本例のプリンタにおける一次転写では、直圧式ではなくシフト式を採用している。
【００３０】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００３１】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の中間転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３２】
上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００３３】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。
【００３４】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３５】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、詳しくは後述するが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００３６】
この現像器１４には、トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２８から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。
【００３７】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した中間転写ベルト８と、この中間転写ベルト８を掛け渡されて中間転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。
【００３８】
転写ベルトユニット３は、更に、駆動ローラ２１も上方で中間転写ベルト８を掛け渡されている二次転写バックアップローラ２３を備えている。二次転写バックアップローラ２３には、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接して、二次転写部を形成している。
【００３９】
上記の中間転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し中間転写ベルト８の循環移動方向下流側にややシフトした位置で中間転写ベルト８を挟むように配置されている。
【００４０】
一次転写ローラ２５は、下方を循環移動するベルト表面にトナー像を直接転写（一次転写）する。中間転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト８を介して二次転写バックアップローラ２３に圧接する、二次転写部まで搬送する。
【００４１】
中間転写ベルト８には、従動ローラ２２に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方には、ベルトクリーナ２６が中間転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。
【００４２】
トナー供給部４は、中間転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている４個のトナーカートリッジ２８で構成される。４個のトナーカートリッジ２８には、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の補給用トナーが収容されている。
【００４３】
これら４個のトナーカートリッジ２８は、後述するトナー供給路（図１では転写ベルトユニット３の向う側に隠れて見えない）により、収容しているトナーの色に対応する現像装置９の現像器１４と連結されている。
【００４４】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から従動ローラ２２の上方にかけて２つの電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。
【００４５】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１（３１ａ、３１ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。
【００４６】
待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００４７】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００４８】
両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
【００４９】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する返送開始路３９ａ、それから下方に曲がる返送中間路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる返送終端路３９ｃを有する返送路３９を備えている。
【００５０】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記返送終端路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３１ｂに対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。
【００５１】
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、プリンタコントローラ部５０が中心となっている。このプリンタコントローラ部５０には、複数のバス４５を介してネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ（インターフェイス）４８、ヘッドコントローラ部４９が接続されている。
【００５２】
上記のネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ４８には他のバス４５を介して操作パネル部５１が接続されている。また、Ｉ／Ｆ４８には、例えばパーソナルコンピュータ等の図外のホスト機器から印字データ等の信号が入力される。
【００５３】
ネットワークコントローラ部４７は、Ｉ／Ｆ４８を介して外部から入力される印字データをヘッドコントローラ部４９に送信し、印字データに含まれるコマンドデータや操作パネル部５１から入力される指示データをプリンタコントローラ部５０に送信する。
【００５４】
プリンタコントローラ部５０には、バス４５を介して、更に、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) ５２、ＲＯＭ(read only memory)５３、給紙モータ５４が接続されている。
【００５５】
プリンタコントローラ部５０は、ＲＯＭ５３に格納されている制御プログラムを読出し、その読み出した制御プログラムにしたがって、ＹＭＣＫごとのＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９を指す）新旧検知センサ５５等から受信するセンサ出力に応じて各部を制御する。
【００５６】
また、プリンタコントローラ部５０は、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６（５６ｙ、５６ｍ、５６ｃ、５６ｋ）から受信するセンサ出力信号が、トナー補給閾値を超えるか否かを監視し、トナー補給閾値を超えたときは、ＹＭＣＫごと対応するトナーカートリッジ２８のモータ４６（４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋ）を駆動して補給用トナーを現像器１４に補給する。
【００５７】
また、プリンタコントローラ部５０は、ネットワークコントローラ部４７から受信した印字データに基づいて、一方ではヘッドコントローラ部４９を介しＹＭＣＫごとの光書込ヘッド１３（１３ｋ、１３ｃ、１３ｍ、１３ｙ）の光書き込みを制御する。
【００５８】
また、プリンタコントローラ部５０は、上記の印字データに基づいて、他方では給紙モータ５４を制御して用紙を二次転写部まで搬送させ、高圧ユニット５７を制御して、ＹＭＣＫごとの駆動装置５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）の帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２５や、二次転写ローラ２４等へ単一の高圧バイアス電源から一括して共通バイアス電圧を印加する。
【００５９】
また、プリンタコントローラ部５０は、印字枚数が所定の枚数に達するごとに、一方ではＫを中心とするＹＭＣごとのトナー濃度パッチを中間転写ベルト８に形成して不図示の光学式トナー濃度センサによりトナー濃度を検出し、他方ではＹＭＣごとの印字ドット数を画像から取得する。
【００６０】
そして、詳しくは後述するが、上記検出したトナー濃度と、上記取得した印字ドット数とに基づいて、高圧バイアス電源による一次補正と、ヘッドコントローラ部４９による光書込ヘッド１３への光量制御による二次補正による現像濃度調整を行って、ＣＭＹの印字濃度バランスを適正化する。
【００６１】
図３(a)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図であり、図３(b)は、現像器１４を図３(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【００６２】
なお、図３(a),(b)には図１の構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。また、図３(b)では図３(a)に示すクリーニングブレード７７の図示を省略し、トナー濃度センサ５６も極く簡略に示している。
【００６３】
図３(a),(b)に示すように、現像器１４は、外壁６３と内部隔壁６４とで仕切られる２つの現像槽６５（６５ａ、６５ｂ）を備えている。上方の現像槽６５ａには、前述した現像ローラ１５と第２の攪拌搬送スクリュー１９が配置されている。
【００６４】
現像ローラ１５には、ドクターブレード６６が当接している。下方の現像槽６５ａには前述した第１の攪拌搬送スクリュー１８が配置されている。この現像槽６５ａにはトナー濃度センサ５６がその検知面６７を槽内に露出して配置されている。
【００６５】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、回転軸６８とこの回転軸６８に螺旋状に固設された螺旋状フィン６９とで構成されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、回転軸７１とこの回転軸７１に螺旋状に固設された螺旋状フィン７２とで構成されている。
【００６６】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、矢印ｄで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ａ内の現像剤を螺旋状フィン６９で攪拌しながら矢印ｅ（ｅ１、ｅ２、ｅ３）で示すように、図３(a)の紙面奥行き方向手前から向こう側、図３(b)では右から左方へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。
【００６７】
現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽６５ａ内の現像剤に混合され、図３(a)の紙面奥行き方向向こう側、図３(b)では左端部の出口７３で現像槽６５ｂに送り戻す。
【００６８】
現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８は、矢印ｇで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ｂ内の現像剤を螺旋状フィン７２で攪拌しながら矢印ｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で示すように図３(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前、図３(b)では左から右方へ搬送する。
【００６９】
もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５６がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーカートリッジ２８からトナー補給路４５を介して、図３(b)に示すように、トナーＴｎが補給される。
【００７０】
なお、図３(b)には、トナー補給口を特には示していないが、トナー補給口は出口７３とほぼ同じ位置に連結されている。つまり、現像でトナー濃度が低下した現像槽６５ａ内の現像剤が現像槽６５ｂに送り戻される出口７３近傍で、補給トナーが補給されるようになっている。
【００７１】
第１の攪拌搬送スクリュー１８は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a)の紙面奥行き方向手前側、図３(b)の右側の供給口７４で、現像剤を現像槽６５ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。
【００７２】
上記のトナー濃度センサ５６の検知面６７は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６７に滞留しやすい。現像剤が検知面６７に滞留するとトナー濃度センサ５６の検知精度が低下する。
【００７３】
このトナー濃度センサ５６の検知精度の低下を防止するために、現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１には、トナー濃度センサ５６の検知面６７に対向して回転する位置に、ブレード保持部７５とこのブレード保持部７５に保持された弾性体シート（ブレード）７６から成るクリーニングブレード７７が固設されている。
【００７４】
クリーニングブレード７７は、第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１と共に回転し、トナー濃度センサ５６の検知面６７を弾性体シート７４により摺擦して、検知面６７に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。
【００７５】
これにより、トナー濃度センサ５６の検知面６７に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。なお、上記のようにクリーニングブレード７７がトナー濃度センサ５６の検知面６７を周期的に摺擦することにより、検知面６７上の現像剤の量が周期的に増減する。
【００７６】
したがって、その現像剤量の周期的増減に合わせてトナー濃度センサ５６の出力電圧も周期的に増減する。第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転、すなわちクリーニングブレード７７の回転は比較的速いので、トナー濃度センサ５６の出力電圧の周期的増減は比較的高速なパルス電圧として現れる。
【００７７】
本例では、上記のパルス電圧を平均化して得られる電圧を、現像剤の実際のトナー濃度に対するトナー濃度センサ５６の検知出力電圧としている。
【００７８】
ところで、本例のトナー濃度センサ５６は、現像剤の二成分中のキャリアの磁性分を検知している。現像剤のトナー濃度が高いときはキャリアに付着しているトナーが多いときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアの間の透磁率が下がり、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧は低下する。
【００７９】
一方、現像剤のトナー濃度が低いときはキャリアに付着しているトナーが少ないときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアの間の透磁率が上り、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧が上昇する。
【００８０】
ところが、使用度の低かったトナーでは、現像剤同士の摩擦によって現像剤の帯電量が上昇し、現像剤内の空気層が多くなりって現像剤キャリアの密度が薄くなり、透磁率センサで構成されているトナー濃度センサの出力電圧が、あたかもトナー濃度が高いかのような低出力となることは前述した。
【００８１】
そこで、本例では、先ず、使用度の低かったトナーを収容する現像器１４に対しても適正な濃度補正ができるように、現像装置９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋの各現像器１４ごとの印字率を算出し、この印字率に基づいて、現像器１４に単一の高圧バイアス電源から一括して印加する共通バイアス電圧の電圧値Ｖを設定する。
【００８２】
そして、この電圧値Ｖの電圧を各現像器１４に設定して、おおよその印字濃度補正を行って、次に、細部における印字濃度補正を各現像器ごとに予め調べた相関情報に基づいて行うようにしている。
【００８３】
図４は、上記の印字濃度補正の制御を行う処理を説明するフローチャートである。この処理は、図２に示した制御装置の回路ブロックのプリンタコントローラ部５０により、各回路を制御しながら行われる処理である。
【００８４】
図４において、先ず制御装置は各現像器１４を回転始動させて、画像形成処理を開始し（ステップＳ１）、画像形成処理を実行しながら、画像濃度の調整が必要か否かを判別する（ステップＳ２）。
【００８５】
この処理は、例えば、各現像器１４のいずれかのトナー濃度センサ１６の出力が、基準よりもトナー濃度が低下していることを示している、又は、基準サイズの用紙換算で印字枚数が所定枚数を超えた、又は、各現像器１４のいずれかが、現像に参加しなかった時間が他の現像器１４よりも長い、つまり見做しトナー濃度が高くなっている可能性がある場合に、制御装置は画像濃度の調整が必要であると判断する。
【００８６】
そして、画像濃度の調整が必要でないと判別したときは（ステップＳ２の判別がＮｏ）、ステップＳ１の処理に戻って印字を続行する。他方、画像濃度の調整が必要であると判別したときは（ステップＳ２の判別がＹｅｓ）、現像器ごとの印字率を取得する（ステップＳ３）。
【００８７】
ここで、印字率は、画像情報に含まれている各現像器１４の使用する画素数とその画素ごとの印字濃度によって、現像剤中のトナーの消費量を知ることができ、印字率はベタ画像を印刷したときのトナー消費量に対する、画像情報から得られる実際のトナー消費量の割合である。
【００８８】
なお、この印字率の記録は、現像器１４ごとに内蔵するメモリに記憶させるようにしてもよく、あるいは制御装置において、例えばＥＥＰＲＯＭ４５等のメモリで一括して記憶管理するようにしてもよい。
【００８９】
上記に続いて、制御装置は、現像器１４ごとに取得した印字率の平均値を算出し（ステップＳ４）、この算出した平均印字率に基づいて、各現像器１４に一括して供給する共通現像バイアスを設定する（ステップＳ５）。
【００９０】
図５は、上記のステップＳ５の処理において、使用される平均印字率と共通現像バイアスとの関係を示す一次式のテーブルである。図５は、横軸に共通現像バイアス（Ｖ）を示し、縦軸に平均印字率Ｇ（％）を示している。
【００９１】
この一次式は、共通現像バイアスをＶ、印字率係数をｉ、各現像器１４の印字率すなわちＣＭＹＫの印字率の平均をＧ、定数項をｊとしたとき、「Ｖ＝ｉＧ＋ｊ」で表される。この一次式に基づいて、上記算出により得られたＣＭＹＫの印字率の平均Ｇに対応する共通現像バイアスＶが求められ、その共通現像バイアスＶが各現像器１４に設定される。
【００９２】
続いて、図４に戻り、Ｃ光量設定（ステップＳ６）、Ｍ光量設定（ステップＳ７）、Ｙ光量設定（ステップＳ８）、Ｋ光量設定（ステップＳ９）の処理が順次行われる。この処理では、任意の現像バイアスにおける各現像器１４ごとの光書込ヘッド１３のＬＥＤの光量と印字濃度との関係を表す相関情報に基づいて光量が補正される。
【００９３】
図６(a)は、任意の現像バイアスにおける、光書込ヘッド１３のＬＥＤの光量と印字濃度との関係を表す相関情報を示す図であり、図６(b)は相関情報を表す一次式を説明する図である。図６(a)は横軸にＬＥＤの光量τ（ｓ）を示し、縦軸に印字濃度Ｐを示している。
【００９４】
図６(a)で判るように、任意の現像バイアスにおいて、一定の濃度Ｐｉを得るための各現像器１４ごとに設定されるＬＥＤの光量τは異なっており、図６(a)の場合では、左から右へ、Ｋの現像器１４の光量τｋ、Ｍの現像器１４の光量τｍ、Ｃの現像器１４の光量τｃ、Ｙの現像器１４の光量τｙの順に光量を多くする必要があることがわかる。
【００９５】
つまり、任意の現像バイアスにおいて、一定の濃度Ｐｉの現像を各現像器１４ごとに得るためには、Ｋの現像器１４の光書込ヘッド１３のＬＥＤには光量τｋを印加し、Ｍの現像器１４の光書込ヘッド１３のＬＥＤには光量τｍを印加し、Ｃの現像器１４の光書込ヘッド１３のＬＥＤには光量τｃを印加し、Ｙの現像器１４の光書込ヘッド１３のＬＥＤには光量τｙを印加するように光量を補正すればよいことになる。
【００９６】
このとき、濃度Ｐ、現像バイアスＶ、光量τの関係を式に表すと、図６(b)の上の枠内に示す式（１）、（２）、（３）、（４）のようになる。図６(b)の下の枠内には、上の各式（１）、（２）、（３）、（４）に用いられる各項の形式を示している、記号の添え字ｃ、ｍ、ｙ、ｋは、それぞれＣの現像器、Ｍの現像器、Ｙの現像器、Ｋの現像器に関わることを示している。
【００９７】
すなわち、印字濃度をＰ、現像バイアス係数をα、現像バイアスをＶ、光量係数をβ、光量をτ、定数項をγとしたとき、「Ｐ＝αＶ＋βτ＋γ」の関係が成立する。
【００９８】
この関係を示す式の係数、数値記号、定数項に、添え字ｃ、ｍ、ｙ、ｋを付加したものが、図６(b)の上の枠の各式（１）、（２）、（３）、（４）に示す各現像器１４ごとの濃度Ｐ、現像バイアスＶ、光量τの関係式となる。
【００９９】
図４のステップＳ５では、各現像器１４ごとに共通現像バイアスＶが設定される。ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９では、式（１）、（２）、（３）、（４）に基づいて、共通現像バイアスＶのときにおける、印字濃度Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋが一定の濃度Ｐとなるように、つまり、Ｐ＝Ｐｃ＝Ｐｍ＝Ｐｙ＝Ｐｋとなるように光量τｃ、τｍ、τｙ、τｋが補正される。
【０１００】
図７は、上記のように光量τｃ、τｍ、τｙ、τｋが補正された後の現像バイアスと印字濃度との関係を示す図である。図７は横軸に現像バイアス（Ｖ）を示し、縦軸に印字濃度Ｐ（％）を示している。
【０１０１】
図７に示すように、一定の共通現像バイアスＶｉにおいて、各式ｋ、ｃ、ｍ、ｙの濃度特性は一定の濃度Ｐｉに集約されている。このように、大枠の濃度補正で一定の共通現像バイアスＶｉを設定し、次の細かな濃度補正で、Ｐ（Ｐｉ）＝Ｐｃ＝Ｐｍ＝Ｐｙ＝Ｐｋとなるように光量τｃ、τｍ、τｙ、τｋを補正することにより、各現像器１４の濃度特性を一定に補正し、カラーバランスの良い画像を形成することができるようになる。
【０１０２】
なお、上記の実施例では、現像バイアスについてのみ説明しているが、本例における帯電バイアスは、現像バイアスと帯電バイアスの差が一定になるように設定された状態を前提としている。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【０１０４】
複数の像担持体と、
該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、
前記複数の像担持体に対応して設けられ、前記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて前記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、
前記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、
前記複数の光書込みヘッドの光量と、前記現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける前記現像器ごとの印字濃度との相関情報と、
を備え、
前記複数の現像器のいずれかの前記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、
前記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを前記複数の現像器に設定し、
該複数の現像器に設定された前記共通現像バイアスにおいて前記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、前記相関情報に基づいて、前記現像器ごとに対応する前記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御部と、
を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
[付記２]
【０１０５】
前記印字率は、記憶装置に記憶される現像器ごとの画像情報の印字画素数と階調の累算値から求められる、ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]
【０１０６】
前記所定の一次式は、共通現像バイアスをＶ、印字率係数をｉ、ＣＭＹＫ印字率平均をＧ、定数項をｊとしたとき、「Ｖ＝ｉＧ＋ｊ」で表される、ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記４]
【０１０７】
前記相関情報は、印字濃度をＰ、現像バイアス係数をα、現像バイアスをＶ、光量係数をβ、光量をτ、定数項をγとしたとき、「Ｐ＝αＶ＋βτ＋γ」で表される、ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記５]
【０１０８】
複数の像担持体と、
該複数の像担持体に対応して設けられ、それぞれの像担持体に静電潜像を形成する複数の光書込みヘッドと、
前記複数の像担持体に対応して設けられ、前記それぞれの像担持体に形成された静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽中に配設されて前記現像剤のトナー濃度情報を出力するトナー濃度センサと、を有する複数の現像器と、
前記複数の現像器に共通する単一の現像バイアス電源と、
前記複数の光書込みヘッドの光量と、前記該現像バイアス電源から出力される任意の現像バイアスにおける前記現像器ごとの印字濃度との関係を示す相関情報と、
を備え、
前記複数の現像器のいずれかの前記トナー濃度センサが基準値以下のトナー濃度情報を出力しているとき、
前記現像器ごとの印字率を取得し、該印字率の平均値を算出し、該印字率の平均値に対応する共通現像バイアスを所定の一次式に基づいて求め、求められた共通現像バイアスを前記複数の現像器に設定する共通現像バイアス設定工程と、
該複数の現像器に設定された前記共通現像バイアスにおいて前記現像器ごとに適正なカラーバランスとなる印字濃度になるように、前記相関情報に基づいて、前記現像器ごとに対応する前記複数の光書込みヘッドの光量を決定する制御工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、複数の現像器の現像濃度の補正を共通の高圧バイアス電源で行う画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  フルカラー画像形成装置（プリンタ、装置本体）
２  画像形成部
３  転写ベルトユニット
４  トナー供給部
５  給紙部
６  ベルト式定着ユニット
７  両面印刷用搬送ユニット
８  転写ベルト
８ａ  下部走行面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）  現像装置
１０（１０ｍ、１０ｃ、１０ｙ、１０ｋ）  感光体ドラム
１１  クリーナ
１２  帯電ローラ
１３  光書込ヘッド
１４  現像器
１５  現像ローラ
１６  筐体
１７  隔壁
１５  現像ローラ
１８  第１の攪拌搬送スクリュー
１９  第２の攪拌搬送スクリュー
２０  リザーブタンク
２１  駆動ローラ
２２  従動ローラ
２３  二次転写バックアップローラ
２４  二次転写ローラ
２５  一次転写ローラ
２６  ベルトクリーナ
２７  廃トナー回収容器
２８  トナーカートリッジ
２９  電装部
３１（３１ａ、３１ｂ）  給紙カセット
３２  用紙取出ローラ
３３  給送ローラ
３４  捌きローラ
３５  待機搬送ローラ対
３６  搬出ローラ対
３７  排紙トレー
３８  排紙ローラ対
３９  返送路
３９ａ  返送開始路
３９ｂ  返送中間路
３９ｃ  返送終端路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）  返送ローラ対
４５  バス
４７  ネットワークコントローラ部
４８  Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
４９  ヘッドコントローラ部
５０  プリンタコントローラ
５１  操作パネル
５２  ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) 
５３  ＲＯＭ(read only memory)
５４  給紙モータ
５５  ＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９）新旧検知センサ
５６  トナー濃度センサ
５６ｙ  Ｙトナー濃度センサ
５６ｍ  Ｍトナー濃度センサ
５６ｃ  Ｃトナー濃度センサ
５６ｋ  Ｋトナー濃度センサ
５７  圧ユニット
５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）  ＹＭＣＫごとの駆動装置
６３  外壁
６４  内部隔壁
６５（６５ａ、６５ｂ）  現像槽
６６  ドクターブレード
６７  検知面
６８  回転軸
６９  螺旋状フィン
７１  回転軸
７２  螺旋状フィン
７３  出口
７４  供給口
７５  ブレード保持部
７６  弾性体シート（ブレード）
７７  クリーニングブレード
【図２】
2014182176.tif 000003
【図４】
2014182176.tif 000004
【図１】
2014182176.tif 000005
【図３】
2014182176.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014182176.tif 000008
【図７】
2014182176.tif 000009