(57)【要約】【課題】画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行が、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させる。【解決手段】複数枚の画像形成している最中に、画像形成条件の調整タイミングになると（Ｓ１６３）、先ず、現在の画像形成速度に関する情報を待避し（Ｓ１６４）、画像形成を中止し（Ｓ１６４）、トナー濃度調整処理を行う（Ｓ１６６乃至１６９）。そして、この調整処理が完了すると、調整する以前の速度に復帰させ（Ｓ１７０）、後続する画像の形成を続行する（Ｓ１７１）。【選択図】　図５
2004117734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定電位に帯電した像担持体表面を、記録すべき画像データに基づいて露光走査することで静電潜像を生成し、当該静電潜像をトナーによって可視化し、記録媒体に転写、定着させることで画像を形成し、且つ、前記像担持体の動作速度を変えることで少なくとも２つの画像形成速度を有する画像形成装置において、
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、
前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、
該調整タイミング検出手段によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整手段による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成速度は、形成する画像の精度、画像形成媒体に依存して決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記調整タイミング検出手段によって調整タイミングとなったことが検出されたとき、装置内に未排出の記録媒体が存在する場合には、その排出処理が完了してから、前記画像形成条件調整手段による調整を行わせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
更に、トナー濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記画像形成条件調整手段には、検出されたトナー濃度に基づくトナー濃度の調整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。
【請求項５】
更に、前記像担持体の電流量を検出する手段を備え、
前記画像形成条件調整手段には、前記電流量の調整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。
【請求項６】
更に、トナー像を画像形成媒体に転写する転写ローラの電流量を検出する手段を有し、
前記画像形成条件調整手段には、前記電流量の調整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。
【請求項７】
更に、走査線の傾き、位置を検出する検出手段を有し、
前記画像形成条件調整手段には、前記走査線の傾き、位置の調整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。
【請求項８】
更に、画像濃度を検出する手段を有し、
前記画像形成条件調整手段には、濃度階調の調整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。
【請求項９】
所定電位に帯電した像担持体表面を、記録すべき画像データに基づいて露光走査することで静電潜像を生成し、当該静電潜像をトナーによって可視化し、記録媒体に転写、定着させることで画像を形成し、且つ、前記像担持体の動作速度を変えることで少なくとも２つの画像形成速度を有する画像形成装置の制御方法において、
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整工程と、
前記画像形成条件調整工程による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出工程と、
該調整タイミング検出工程によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整工程による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御工程と
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を利用して画像形成を行う画像形成装置、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等が備える画像形成装置における自動調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度、湿度などの日ごとに変化する外部環境、画像形成による画像形成装置内で発生する熱、画像形成に関する消費材の消費、画像形成媒体の個体差、などによって調整を必要とする画像形成条件の自動調整機能を有する画像形成装置において、自動調整のタイミングは画像形成前のタイミング（以下、第一のタイミング）と、画像形成中、または画像形成後のタイミング（以下、第二のタイミング）とがある。第一のタイミングでは、湿度、温度などの画像形成装置の外部環境変化、画像形成装置の消費材交換などによる画像形成条件の変化を検出し、自動調整を行う。第二のタイミングでは、ある一定枚数の画像形成後に画像形成条件の自動調整を行う。
【０００３】
また、画像形成装置は画像形成の精度、画像形成媒体の変化に柔軟に対応できるよう、複数の画像形成速度をもっている。例えば、通常の画像形成速度である第一の速度と、それより低速な、１／２速、１／４速などの第二の速度である。前記画像形成速度は形成する画像ページ毎に切替え可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また、自動調整のうち、前記画像形成時の速度と駆動系を一にするものがあり、それらの自動調整時間は画像形成速度に影響を受ける。例えば、既に画像形成中の第二のタイミングにおける自動調整の場合、自動調整を行う画像形成速度は、その直前までの画像形成速度に依存している。一方、画像形成前の第一のタイミングにおける自動調整は、画像形成前である為、第一の速度で自動調整を行っている。
【０００５】
第一の速度での画像形成中に第二のタイミングでの自動調整が入る場合、第一のタイミングと同じ占有時間で自動調整は完了する。
【０００６】
ところが、第二の速度での画像形成中に第二のタイミングでの自動調整が入る場合、その自動調整は第二の速度で行われることになり、第一速度での第二タイミングでの自動調整よりも多くの時間を占有してしまう。つまり、第一の速度、第二の速度のそれぞれにおいて、自動調整の内容は同一であるに関わらず、自動調整直前の画像形成の画像形成速度に依存していた。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであり、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行において、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。
【０００９】
所定電位に帯電した像担持体表面を、記録すべき画像データに基づいて露光走査することで静電潜像を生成し、当該静電潜像をトナーによって可視化し、記録媒体に転写、定着させることで画像を形成し、且つ、前記像担持体の動作速度を変えることで少なくとも２つの画像形成速度を有する画像形成装置において、
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、
前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、
該調整タイミング検出手段によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整手段による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御手段とを備える。
【００１０】
また、上記の目的を達成する為に、本発明に係る実施態様に従う画像形成装置は、像担持体表面を所定電位に均一に帯電する帯電手段と、光照射によって像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体表面に形成された静電潜像をトナーによって可視化し、トナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を中間転写体もしくは転写材に転写する転写手段と、前記帯電手段、前記現像手段及び前記転写手段に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを有し、使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、前記像担持体の動作速度を少なくとも二つ以上に切替えることができる画像形成速度切替え手段と、前記画像形成速度切替え手段で切替え可能な速度のうち、前記画像形成条件調整手段により調整動作を行う基準速度を記憶する記憶手段とを備え、画像形成動作の間に、前記調整タイミング検出手段により、調整タイミングが検出された場合、現在の画像形成速度が前記基準速度と異なるときには、前記画像形成速度切替え手段により、前記基準速度に切替えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記画像形成条件調整手段の実行完了時に継続する画像の画像形成速度は、前記継続する画像の精度、画像形成媒体に依存し、必ずしも前記画像形成条件調整手段前の画像形成速度に依存するものではないことを特徴とする。
【００１２】
また、前記調整タイミング検出手段による調整タイミングが、連続する画像形成の途中に発生する場合、既に画像形成装置内に給紙されている紙については、全て画像形成、排紙を行う。それ以降画像について、画像形成、給紙を中止する。画像形成が中止されている間に、前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行し、調整完了後、再度画像形成、給紙を再開することを特徴とする。
【００１３】
また、前記画像形成条件のひとつは、トナー濃度であり、前記トナー濃度を検出する濃度検出手段と、前記検出結果に基づき、トナー濃度の調整手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記画像形成条件のひとつは、像担持体の電流であり、前記電流量を検出する手段と、前期検出結果に基づき、前記電流量の調整手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記画像形成条件のひとつは、転写ローラの電流であり、前記転写ローラの電流量を検出する手段を有し、前期検出結果に基づき、前記電流量の調整手段を有することを特徴とする。
【００１６】
また、前記画像形成条件のひとつは、走査線の傾き、位置であり、前記走査線の傾き、位置を検出する検出手段を有し、前期検出結果に基づき、前期走査線の傾き、位置の調整手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また、前記画像形成条件のひとつは、画像の濃度階調であり、前記画像濃度を検出する手段を有し、前期検出結果に基づき、前記濃度階調の調整手段を有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は実施形態で適用する画像形成装置の断面図である。本実施形態の画像形成装置は電子写真方式の印刷装置とする。ただし、複写機、ファクシミリ等に適用しても構わないので、これによって本願発明が限定されるものではない。
【００２０】
図中、１は画像形成装置であり、大別して、画像形成部（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成そのものは同一である）、給紙部、中間転写部、搬送部、定着ユニット、操作部、そして、制御ユニットから構成される。
【００２１】
次に、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に不図示の駆動モータによって回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向にローラ帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、スキャナー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。ローラ帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いでスキャナー１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体３０に転写する。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２２】
次に、給紙部は、記録材Ｐを収納する部分と、記録材（ＯＨＰシートや記録紙等）Ｐを搬送するためのローラ、記録材Ｐの通過を検知するためのセンサ、記録材Ｐの有無を検知するためのセンサ、記録材Ｐを搬送路に沿って搬送させるためのガイド（不図示）から構成される。２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄはカセット、２７は手差しトレイ、２８はデッキであり、記録材Ｐを収納する。２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、カセット２１ａ〜２１ｄから記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラである。ピックアップローラ２２ａ〜２２ｄでは、複数枚の記録材Ｐが送り出されることがあるが、ＢＣローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄによって確実に一枚だけ分離される。ＢＣローラ２３ａ〜２３ｄによって一枚だけ分離された記録材Ｐは、さらに引き抜きローラ２４ａ〜２４ｄ、レジ前ローラ２６によって搬送され、レジストローラ２５まで搬送される。また、手差しトレイ２７に収納された記録材Ｐは、ＢＣローラ２９によって一枚分離され、レジ前ローラ２６によってレジストローラ２５まで搬送される。また、デッキ２８に収納された記録材Ｐは、ピックアップローラ６０によって給紙ローラ６１まで複数枚搬送され、給紙ローラ６１によって一枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ６２まで搬送される。さらに記録材Ｐはレジ前ローラ２６によってレジストローラ２５まで搬送される。
【００２３】
中間転写ユニットについて詳細に説明する。３０は中間転写ベルトであり、その材料として例えば、ＰＥＴ［ポリエチレンテレフタレート］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］などが用いられる。３２は中間転写ベルト３０に駆動を伝達する駆動ローラであり、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３０に適度な張力を与えるテンションローラ３３、中間転写ベルトを挟んで二次転写領域を形成する従動ローラ３４によって支持されている。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はステッピングモータ（不図示）によって回転駆動される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３０が対向する位置の、中間転写ベルト３０の裏には、トナー像を中間転写ベルト３０に転写するための高圧が印可されている一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３０とのニップによって二次転写領域を形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト３０上、二次転写領域の下流には中間転写ベルト３０の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配され、前記クリーニング装置５０は、クリーナーブレード５１（材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる）および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２から成る。また、中間転写ベルトに近接して、画像濃度を検出するパッチセンサ７７が設置されている。
【００２４】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）、上記ローラ対から排出されてきた記録材Ｐを搬送する内排紙ローラ４４から成る。
【００２５】
一方、レジストローラまで搬送された記録材Ｐは、レジストローラよりも上流のローラの回転駆動を止めて一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ２５を含む上流のローラの回転駆動が再開される。記録材Ｐは後述の二次転写領域へ送り出される。二次転写領域において画像が転写され、定着ユニット４０において画像が定着された記録材Ｐは、内排紙ローラ４４を通過した後、切り替えフラッパー７３によって、搬送先が切り替えられる。切り替えフラッパー７３がフェイスアップ排紙側にある場合は、記録材Ｐは外排紙ローラ４５によってフェイスアップ排紙トレイ２に排出される。一方、切り替えフラッパー７３がフェイスダウン排紙側にある場合は、記録材Ｐは反転ローラ７２ａ、７２ｂ、７２ｃの方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ３へ排出される。また、シートの両面に画像を形成する場合は、フェイスダウン排紙トレイ３方向へシートを搬送し、シート材Ｐの後端が反転位置Ｒに到達したら停止し、両面ローラ７４ａ〜７４ｄの方向へ反転ローラの回転方向を逆転して搬送する。その後、カセット２１ａ〜２１ｄからシートを搬送する場合と同様に、シート材Ｐを画像形成部へ搬送する。なお、記録材Ｐの搬送路には、記録材Ｐの通過を検知するために複数のセンサが配置されており、給紙リトライセンサ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、デッキ給紙センサ６５、デッキ引き抜きセンサ６６、レジストセンサ６７、内排紙センサ６８、フェイスダウン排紙センサ６９、両面プレレジセンサ７０、両面再給紙センサ７１、等がある。また、記録材Ｐを収納するカセット２１ａ〜２１ｄには、記録材Ｐの有無を検知するカセット紙ありなしセンサ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが配置され、手差しトレイ２７には手差しトレイ２７上の記録材Ｐの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ７６が配置され、デッキ２８にはデッキ２８内の記録材Ｐの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ７５が配置されている。
【００２６】
操作部４は、画像形成装置１の上面に配置されており、記録材Ｐの収納された給紙部（給紙カセット２１ａ〜２１ｄ、手差しトレイ２７、デッキ２８）の選択、排紙トレイ（フェイスアップトレイ２、フェイスダウントレイ３）の選択、タブ紙束の指定等が可能である。
【００２７】
また、図示において１０００は制御ユニットであって、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板や、モータドライブ基板などから成る。
【００２８】
図９に実施形態の制御ユニット１０００の概略構成ブロックと、図１に示したプリンタエンジンとの接続関係を示す。図示において、９０は本装置全体の制御を司るＣＰＵ、９１はＣＰＵ９０の処理手順（プログラム）やフォントデータ等を記憶しているＲＯＭである。９２はＣＰＵ９０のワークエリアとして使用されるＲＡＭであり、受信した印刷データに基づくイメージデータもここに展開される。また、このＲＡＭ９２には、１つのジョブで画像形成している枚数をカウントするカウンタ領域、及び、後述するトナー濃度基準値Ｎを保持する領域が設けられている。
【００２９】
９３はホストコンピュータと接続するためのインタフェースである。このインタフェースは如何なるものでも構わないが、例えば本装置がネットワークプリンタとして機能するのであればネットワークインタフェースとなる。９４は各種設定を行うためのボタンや簡単な表示装置（液晶表示器等）を搭載する操作パネルである。９５はＡ／Ｄ変換器であり、プリンタエンジン（図１参照）に設けられた各種センサ群の信号をデジタルデータに変換する処理を行う。このセンサ群の中には、後述するインダクタンスセンサも含まれる。９６はプリンタエンジンに搭載されている各種モータを駆動する信号を生成するドライバである。９７はプリンタエンジンとの通信を行うためのインタフェース（エンジンインタフェース）であり、印刷用のビデオ信号もこのインタフェースを介してプリンタエンジンに出力される。９８はプリンタエンジンであり、上記Ａ／Ｄ変換器９５へ信号を出力するセンサ群、ドライバ９６による駆動信号で動作するモータ群、及び、受信した画像データ（ビデオ信号）に基づいて画像形成を行う画像形成部を含んでいる。
【００３０】
次に装置の動作に即して説明を加える。一例として、カセット２１ａから記録材Ｐを搬送する場合を説明するが、勿論、他の給紙源でも構わない。
【００３１】
なお、実施形態では、インタフェース９３を介して受信した印刷データは一旦ＲＡＭ９２に格納され、１ページ分のデータが格納されたとき、メイン処理に画像形成動作開始信号を発するタスクが動作しているものとして説明する。但し、複写機に適用した場合、この画像形成動作開始信号は、例えばＡＤＦ等から未読原稿をスキャンする際に発生する信号、ＡＤＦがなければ複写スタートキーの押下信号にすれば良いであろう。
【００３２】
さて、図画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後、まずピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ２３によって転写材Ｐが引き抜きローラ２４ａ、レジ前ローラ２６を経由して、レジストローラ２５まで搬送される。その時レジストローラ２５は停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３３】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３０の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された転写ローラ３５ｄによって一次転写領域において中間転写ベルト３０に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域まで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。
【００３４】
その後記録材Ｐが二次転写領域に進入、中間転写ベルト３１に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧が印加される。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。その後記録材Ｐは定着ローラニップ部まで案内される。そしてローラ対４１ａ、４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、切り替えフラッパーの切り替え方向に応じて、フェイスアップ排紙トレイ２またはフェイスダウントレイ３に排出される。
【００３５】
次に、使用状況の変化に対応するために調整する画像形成条件のうち、トナー濃度の調整を例として、本実施形態の要点である、画像形成中の画像形成条件の調整について説明する。
【００３６】
まず、トナー濃度調整機構について説明する。一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられる。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用している。周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度（すなわち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素となっている。このため、二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、検知された信号に応じて現像装置へトナーの補給を行わせる制御手段とから構成されたトナー濃度調整装置（ＡＴＲ）を設け、二成分現像剤のトナー濃度を一定に保つようにしている。
【００３７】
上記二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段として、二成分現像剤に光を照射し、その反射光量を受光してトナー濃度を検知する光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサや、二成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサなどが用いられている。
【００３８】
現像装置の１４ａ〜１４ｄのうち、１４ａの概略図を図２に示す。１４ｃ〜１４ｄについても同構成である。実施形態では、インダクタンス検知方式のトナー濃度検知を説明することとする。
【００３９】
現像装置１００は感光体、誘電体などの像担持体１０６に対向して配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁１０３によって現像室（第一室）１０１と攪拌室（第二室）１０２とに区画されている。隔壁１０３の上方部は開放されており、現像室１０１で余分となった二成分現像剤が攪拌室１０２側に回収されるようになっている。現像室１０１及び攪拌室１０２には本例では非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されている。
【００４０】
上記現像室１０１及び攪拌室１０２にはそれぞれスクリュータイプの第一及び第二の現像剤攪拌・搬送手段１０７、１０８が配置されている。第一の攪拌・搬送手段１０７は現像室１０１内の現像剤を攪拌搬送し、また、第二の攪拌・搬送手段１０２は、トナー補給槽（不図示）からこの攪拌・搬送手段１０８の上流側の上部に設けられたトナー補給口を介して供給されるトナーと既に攪拌室１０２内にある現像剤とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。図２から明瞭なように、隔壁１０３の両端部には現像室１０１と攪拌室１０２とを相互に連通させる現像剤通路が形成されており、上記攪拌・搬送手段１０１、１０２の搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室１０１内の現像剤が一方の通路から攪拌室１０２内へ移動し、攪拌室１０２内でトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から現像室１０１内へ移動するように構成されている。
【００４１】
上記現像室１０１は像担持体１０６に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、この開口部１１０に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ１０４が回転可能に配置されている。現像スリーブ１０４は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転し、その内部には、磁界発生手段である磁石１０５が固定されている。現像スリーブ１０４はブレードによって層厚規制された二成分現像剤の層を担持搬送し、像担持体１０６と対向する現像領域で現像剤を像担持体１０６の潜像に付着させて現像する。現像効率、即ち潜像へのトナーの付与率を向上させる為に、現像スリーブ１０４には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００４２】
インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサは二成分現像剤のインダクタンスの変化を検知するものであるから、インダクタンスの変化が安定して検知できる現像装置の側面や底面の現像剤の流れや圧縮の一定な場所に設置する必要がある。また、トナー濃度の変動を検知するものであるから、現像室１０１の下流側に設置しなければならない。それ故、通常は現像室１０１の下流側の現像装置の底面にインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサ（インダクタンスヘッド）１０９を設置し、二成分現像剤のトナー量の変化に応じて変化するインダクタンスを検知し、トナー濃度を検知している。
【００４３】
次に、トナー濃度調整における第一、第二、第三のトナー濃度調整について説明を行う。図３はインダクタンスセンサとトナー補給動作の一連の関係（図９におけるプリンタエンジンにおけるセンサ群と、制御コントローラとの関係でもある）を示している。
【００４４】
まず、トナー濃度調整の初期化について説明を行う。トナー濃度調整においては、トナー濃度の変動量の基準値及び、インダクタンスセンサのブレの補正が必要である。トナー濃度の基準値は予めメモリ１５４（ＲＡＭ９２の「Ｎ」）に保持されている。現像装置１００が工場出荷時、または交換により新規に取り付けられた場合、現像装置１００内のトナー濃度は最適な比率となっている。現像装置が新規である判定は、現像装置に付随する不図示のメモリタグに書き込まれた使用回数から判断可能である。画像形成装置の動作開始時、現像装置１００が新規のものであると判断される場合、現像装置はインダクタンスセンサのブレの補正を行う。現像装置１００のトナー濃度は最適な状態である為、予めメモリ１５４上に保持しているトナー濃度の基準値と同値とならなければならない。
【００４５】
例えば、トナー濃度基準値がＮである場合にインダクタンスセンサの検出値がＮ±１０である場合、値Ｎに対して、インダクタンスセンサのブレ量は±１０であると判断される。従って、これ以降のインダクタンスセンサの検出値を±１０で補正する、又はインダクタンスセンサ自体の調整を行うことで、センサ検出値の調整を行う。
【００４６】
次に、第一のトナー濃度調整を図３に即して説明する。
【００４７】
画像形成動作が開始され、現像スリーブ１０４及び第一、第二の現像剤攪拌手段１０７、１０８が回転を開始すると、インダクタンスセンサ（１５１）はトナー濃度を検出する。インダクタンスセンサ　（１５１）によって検知される現像器内のトナー濃度は必要に応じて増幅された後、アナログーデジタル変換機（Ａ／Ｄ変換器）１５２によってデジタル信号に変換されて演算回路１５３に送られる。演算回路１５３では入力信号を基準値と比較してその差分をとり、この差分よりトナー濃度の変動量を算出し、この変動量を表すトナー濃度変動量信号をトナー補給回路１５５に送る。トナー補給回路１５５はトナー補給槽の駆動手段を換算された補給時間だけ駆動して所定量のトナー補給を行う。図４は上記一連の関連を表したタイミングチャートである。チャートに示すとおり、前記第一の濃度調整は画像形成の都度、実行される。
【００４８】
次に第二のトナー濃度調整手段について説明する。
【００４９】
トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤において、長時間の電圧印加により、トナーの劣化が発生することがある。その結果、インダクタンスセンサ検知によるトナー粒子とキャリア粒子の比が不正確になる。例えば、トナーの劣化が発生しない場合のインダクタンスセンサの検出値がＸであるとする。この状態で該トナーが使用されないまま、長時間の電圧印加が発生し、トナーの劣化が発生する場合、インダクタンスセンサの検出は値Ｘ±１０のように変動する。この変動から、実際の画像ではトナー濃度が低下しているに関わらず、前記第一のトナー濃度調整手段によれば、インダクタンスセンサ検出値からの演算結果でトナー補給は不要と誤判断されることがある。
【００５０】
このような状態を防止する為、第二のトナー濃度調整として、所定のタイミングで、中間転写ベルト３０上に形成したパッチ状の参照画像のトナー濃度を検出してトナーが過補給であったのか、補給不足であったのかを判断し、この判断に基づいて前記インダクタンスセンサの基準値Ｎを補正する機能を設けている。
【００５１】
図５は前記第二のトナー濃度調整の処理手順を示している。以下、同図に従ってこの処理手順を説明する。
【００５２】
画像形成要求（ステップＳ１６１）が発生するたびに、画像形成処理（ステップＳ１６２）を行い、その枚数をＲＡＭ９２のカウンタに格納・更新し、画像形成枚数が前記第二のトナー濃度調整を行うべき所定枚数に達しているかを判定する（ステップＳ１６３）。画像形成枚数が所定枚数に達していない場合は画像形成を継続する。
【００５３】
一方、画像形成枚数が所定枚数以上の場合、すなわち、第二のトナー調整タイミングになったと判断した場合、その時点での画像形成速度に関する情報をＲＡＭ９２に待避し（ステップＳ１６４）、画像形成を一旦中止する（ステップＳ１６５）。
【００５４】
ただし、この停止タイミングであるが、給紙カセット−外排紙ローラ４５との間に未排出の記録材（記録紙やＯＨＰシート等）が存在する場合、その記録材への記録動作、そして排出が完了した後とする。
【００５５】
画像形成を中止後、本装置が有する最高画像形成速度で、パッチ画像を形成する（ステップＳ１６６）。この時、パッチ画像は紙上に転写する必要はないため、給紙は不要である。中間転写体上の各色成分（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のパッチ画像をパッチセンサ７７により、画像濃度を読み取る（ステップＳ１６７）。パッチセンサは例えば、転写体の反射光をみるフォトダイオードであり、画像濃度が濃ければ、出力値は低く、逆に画像濃度が薄ければ、出力値は高くなる。パッチセンサの出力値から、トナー濃度が適正であるか判定を行う（ステップＳ１６８）。過補給、補給不足であると判断される場合、前記第一のトナー濃度調整におけるトナー濃度基準値Ｎが使用状況に対して誤差をもっていると考えられる為、該基準値Ｎの補正を行う。中間転写体上のパッチ画像をクリーニング後（ステップＳ１６９）、待避していた画像形成速度で、一連の画像形成を継続するよう読出し（ステップＳ１７０）、それに基づいて継続する画像形成を再開する（ステップＳ１７１）。
【００５６】
以上のように、第二のトナー濃度調整は、トナー消費量が一定値に達するごとに作動され、実際の画像濃度とインダクタンスセンサ検知に従う補給トナー量の誤差を検出し、誤差を修正している。これにより、前記第一のトナー濃度調整において発生するインダクタンスセンサ検出値の誤りを定期的に修正している。また、上記のように、第二のトナー濃度調整処理は、一連の画像形成速度が如何なるものであっても、最も早い速度で行われるので、その調整処理に係る時間を短くすることが可能となる。また、前記トナー消費量の計測は前記のような枚数からの計測以外、例えば原稿画像を光電変換して得るビデオカウント値や、画像形成時間、画像サイズから計測することも可能である。
【００５７】
次に第三のトナー濃度調整手段について説明する。
【００５８】
前記第二のトナー濃度調整においては、一定枚数間隔でトナー補給量の調整を行っている。その為、第二の現像濃度制御手段の発生を境界にして、前後の画像形成では、トナー濃度差が発生する可能性がある。特に、第二のトナー濃度調整による濃度調整の変動が大きい場合には、始めの方のコピー枚数と終わりの方のコピー画像とで、画像濃度が大きく相違することが予想され、同一原稿を多枚数コピーするときには致命的な問題点となりえる。
【００５９】
従って、更に第三のトナー濃度調整として、ビットマップイメージから１枚の記録紙に付着するトナー量の総量（ある規定サイズの記録材Ｐ（例えば２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）に全黒画像形成した時のビデオカウント値を１００％とした比率であって、以下、画像デューティといい、前述のビデオカウント値から求められる）から、使用されていないトナーを検出し、画像デューティが一定以下である形成画像がＹ枚数継続した時点で、現像装置１００内で使用されずに電圧印加されている該トナーのトナー劣化を予測し、前記第二のトナー濃度調整よりも高い頻度でトナー濃度の修正を行う手段を備えている。
【００６０】
以下、図６を用いて、第三のトナー濃度調整について説明する。
【００６１】
画像形成要求が発生し（ステップＳ１８１）、画像形成後（ステップＳ１８２）、画像形成中の画像デューティに応じて画像濃度を判定する（ステップＳ１８３）。画像について、画素濃度が基準値以下である場合、その画像には、トナーが基準値以下の使用であったと判定される。その場合、画像デューティが基準値以下である場合の連続画像形成枚数を加算する（ステップＳ１８４）。
【００６２】
この枚数が所定枚数Ａを超え、更に所定枚数Ａより多い所定枚数Ｂを超えた場合、現像装置１００内で該トナーが使用されないまま長時間電荷されており、トナー劣化していると判定し、このトナーのリフレッシュを行う為、一旦、その時の画像形成速度をＲＡＭ９２に待避し（ステップＳ１８８）、継続画像形成要求を停止する（ステップＳ１８９）。
【００６３】
画像形成停止後、中間転写体上にパッチ画像形成を行うことで、現像器１００内のトナーを吐き出す（ステップＳ１９０）。この時、紙に対する転写は行わない為、給紙は不要である。トナー吐き出し後、転写体をクリーニングする（ステップＳ１９１）。この後、待避していた画像形成速度情報を読出し、復帰に係る設定を行ない（ステップＳ１９２）、画像形成を継続する（ステップＳ１９３）。そして、トナー吐き出し後、トナー補給を行う（ステップＳ１９４）。尚、トナー補給順はトナー吐き出し（ステップＳ１９０）の直後でもよいし、実装詳細によって変化する。
【００６４】
また、画像デューティが基準値以上の場合（ステップＳ１８３）、画像濃度の低い画像は頻度が高くないと考えられ、画像濃度の低い連続枚数はクリアする（ステップＳ１８５）。また、連続枚数が所定枚数Ａを超えていない場合（ステップＳ１８６）も、画像濃度の低い画像はまだ頻度が高くないと考えられる為、特に処理は行わない。また、所定枚数Ａ以上、所定枚数Ｂ以下の場合（ステップＳ１８７）、トナーを全てリフレッシュする必要はないと判断され、一方で、トナー劣化が発生しつつあり、トナー濃度のインダクタンスセンサ検出による前記第一のトナー濃度調整に誤差が発生しつつあると予測される為、トナー補給のみを行う（ステップＳ１９４）。
【００６５】
以上が第三のトナー濃度調整であり、第二のトナー濃度調整の間に第一のトナー濃度調整で発生する誤差を修正している。
【００６６】
次に、本実施形態の要点である、画像形成中における画像形成条件の自動調整について、前記トナー濃度調整を例として説明を行う。
【００６７】
画像形成装置は画素数、画像形成対象媒体により、通常の画像形成速度をＭとすると、それ以外に、複数の画像形成速度、Ｍ／２、Ｍ／４などの画像形成速度を持つ。例えば、画像形成対象媒体がＯＨＰシートである場合、画像形成速度は通常速度の１／２速であるＭ／２になる。画像形成速度は、１枚の画像形成毎に切替えることが可能である。また、本実施形態の特徴として、自動調整手段実行時の基準速度Ｌを有する。ここでは、前記基準速度Ｌを通常の画像形成速度Ｍと同速度として説明を行う。
【００６８】
また、前記第一、第二、第三のトナー濃度調整のうち、画像形成動作を一次停止する必要があるのは、前述の通り、中間転写体にパッチ画像を形成する第二のトナー制御と第三のトナー濃度調整である。これらのトナー制御時には、画像形成を一旦停止し、トナー濃度調整後に画像形成を再開することになる。
【００６９】
図７はトナー濃度調整時、画像形成中の画像形成速度Ｍである場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行を示している。なお、画像形成速度の切り替えは、記録媒体の種類（普通紙かＯＨＰシート）を検出するセンサからの信号により決定するものとするが、ホストコンピュータからの指示コマンドに応じて決定しても構わない。また、本発明を複写機に適用した場合でも、記録媒体の種類を検出するセンサからの信号で決定するものとするが、操作パネルからの指示に応じて決定しても構わない。
【００７０】
画像形成を途中で一旦停止する手段として、ここでは画像形成指示部２００と画像形成部２０１に実行制御を切り分けているが、これは実装の詳細により変化するところであり、これに限定されるものではない。
【００７１】
画像形成指示部２００は画像形成、給紙が可能であるかの要求（２０２）を画像形成部２０１に送出する。これに対し、画像形成部２０１は画像形成、給紙応答が可能である応答（２０３）を行う。この後、画像形成指示部２００から画像形成部２０１に画像Ａ情報（２０４）が通知され、画像Ａ形成が行われる（２０６）。画像形成の結果、前記第二、又は第三のトナー濃度調整要求（２０５）が発生する場合、次に継続する画像形成、給紙要求（２０７）に対する応答を画像形成部２０１は返さずに、一旦応答を保留する。これにより、画像形成指示部からの次の画像Ｂ情報２１０は一旦停止される。この間にトナー濃度調整（２０８）が行われる。トナー濃度調整は、前述した通り、例えばＲＯＭ９１等のメモリ上に保持する所定のパッチ画像を形成し、中間転写体３０上のパッチ画像をパッチセンサ７７で読みとることで、画像濃度を判断し、そこからインダクタンスセンサ１０９の基準値Ｎの修正を行う。パッチ画像は給紙されていない為、二次転写ローラ部３６で紙に二次転写されることはなく、クリーニング装置５０でクリーニングされ、次の画像形成には影響を与えない。トナー濃度調整完了後、画像形成部２０１は一旦保留していた画像形成、給紙応答２０９を行う。この結果、次の画像Ｂ情報２１０が通知され、継続画像形成が行われる。
【００７２】
以上がトナー濃度調整時の基準速度と直前の画像形成中の画像形成速度が同じ場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行である。
【００７３】
図８はトナー濃度調整時の基準速度と画像形成中の画像形成速度が異なる場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行を示している。なお、前述した図７の説明と同じ部分については説明を省略する。
【００７４】
画像形成がトナー濃度調整時の前記基準速度Ｌ以外の速度で行われている場合、駆動速度を基準速度Ｌに変換する（２２７）。ここで速度の切替えが必要となる駆動装置は、実装によるが、感光ドラム１１ａ〜１１ｄと、中間転写体３０のトナー濃度調整の為のパッチ画像形成に使用する駆動系である。給紙は行わない為、給紙駆動系の速度変更を特に行う必要はない。
【００７５】
トナー濃度調整時の速度を前記基準速度Ｌに切替えることにより、どのような画像形成速度の画像形成途中であっても、画像形成時の速度に従属することなく、トナー濃度調整に必要な速度での調整を行うことが可能となる。例えば、画像形成速度が通常速度Ｍの１／２速（＝基準速度の１／２速）で実行されている場合、トナー濃度調整は基準速度で行うことにより、１／２速の２倍の速度での調整が可能であり、結果、トナー濃度調整が画像形成途中に占める時間は短縮される。
【００７６】
また、トナー濃度調整終了後の継続画像形成の速度は、必ずしもトナー濃度調整前の画像形成速度ではなく、トナー濃度調整で中断した、あるいはトナー調整後の継続画像要求における画像の画像形成速度に復帰する。例えば、図８の例では１／４速要求が発生している為２３０、トナー濃度調整終了後の継続画像形成は基準速度Ｌから１／４速に切り替わる。
【００７７】
前記実施形態においては、画像形成時の速度≦自動調整手段実行時の速度を例として挙げているが、本発明の要点は、複数の画像形成速度を切替える手段を持つ画像形成装置において、自動調整手段実行時の実行速度を画像形成時の速度に依存させないということである為、画像形成時の速度≧自動調整手段実行時の速度という関係にも適用できるものである。また、自動調整実行時の時間が画像形成時間に占める割合を縮小する方向に自動調整実行時の速度を調整することが自然であるが、この時、自動調整実行時の速度と画像形成時の速度の切替え時間を考慮し、速度切替え時間と自動調整実行時の時間の合計時間が画像形成時間全体に占める割合が縮小されるように自動調整実行時の速度を選択するようにしてもよい。
【００７８】
以上の通常速度以外の画像形成時における、通常速度での自動調整プロセスは、トナー濃度調整以外の、像担持体の電流量調整、転写ローラの電流量調整、走査線の傾き、位置調整、濃度の階調調整など、画像形成中に発生する自動調整手段を有し、画像形成と調整手段の駆動系を共有し、調整に要する時間が前記駆動系の速度に依存する画像形成条件についても適用できるものである。
【００７９】
以下に、前記画像形成条件のそれぞれの調整について簡単に説明を行う。
【００８０】
前記画像形成条件のひとつである像担持体の電流量調整においては、像担持体としての感光ドラム１１ａ〜１１ｄに対するローラ帯電器１２ａ〜１２ｄによる電荷が所定の基準量であるかを感光ドラム１１ａ〜１１ｄそれぞれの外周上の複数定点の電流を検出することにより判定する。前記判定結果により、ローラ帯電器１２ａ〜１２ｄの電荷の調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、感光ドラム１１ａ〜１１ｄを電流計測の為に回転させる必要がある。その為、本調整においても、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Ｌでの調整を行う。
【００８１】
前記画像形成条件のひとつである転写ローラの電流量調整においては、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄ、及び二次転写ローラ３６の不図時の電荷装置による電荷が所定の基準量であるかを前記一次転写ローラ及び二次転写ローラの外周上の複数定点の電流を検出することにより判定する。前記判定結果により、前記電荷装置による電荷の調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄ、及び二次転写ローラ３６を電流計測の為に回転させる必要がある。その為、本調整においても、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Ｌでの調整を行う。
【００８２】
前記画像形成条件のひとつである走査線の傾き、位置調整においては、所定の画像を中間転写体３０上に形成し、前記所定画像を不図示の検出手段によりメモリ上に読み込み、予めメモリ上にある該画像の基準値と比較することにより、主、副走査線の傾き、位置ズレなどを検出し、調整する。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、所定画像の形成を行う為、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Ｌでの調整を行う。
【００８３】
前記画像形成条件のひとつである濃度階調については、所定の画像を中間転写体３０上に形成し、前記所定画像を濃度検知センサ７７により読み出すことで、メモリ上にもつ濃度階調データと比較することにより、前記転写体上に形成される濃度階調と前記メモリ上に持つ濃度階調データとの誤差を検出することで、以降の画像形成における濃度階調について調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、所定画像の形成を行う為、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Ｌでの調整を行う。
【００８４】
以上説明したように本実施形態によれば、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行において、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能である。
【００８５】
なお、実施形態ではホストコンピュータからの印刷データを受信して印刷する印刷装置に適用して説明したが、複写機、ファクシミリ装置等、画像形成装置を搭載するものであれば如何なるものでも構わないので、上記実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行が、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態が適用する画像形成装置の断面構造図である。
【図２】実施形態における現像装置の断面構造図である。
【図３】実施形態における第一のトナー濃度調整部の機能ブロック図である。
【図４】第一のトナー濃度調整のタイミングチャートである。
【図５】第二のトナー濃度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第三のトナー濃度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】通常の画像形成速度で画像形成している途中のタイミングでのトナー濃度調整フローを示す図である。
【図８】通常の画像形成速度より遅い速度で画像形成している途中のタイミングでのトナー濃度調整フローを示す図である。
【図９】実施形態における制御コントローラの構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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