(57)【要約】【課題】感光体の製造コストを上げることなく残像等の問題を解決しつつ、トナー濃度検出用のテストパッチの検知結果を安定させることで画像の品質を向上させ、コストアップすることなくトナー濃度制御の精度を向上させること等を可能とする。【解決手段】画像形成装置のプリンタコントローラ７０１は、中間転写ベルト回転回数累積カウンタにより中間転写ベルト５ａの回転開始時点からの累積回転回数を計数し、計数値及び感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの１回転時の位相ずれ量に基づいて、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの現在の位相ずれ量を算出し、算出した前記位相ずれ量に基づいて、中間転写ベルト基準信号から画像形成開始までの時間を決定する制御を行う。【選択図】      図２
2004246199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される感光体に形成したトナー像を回転駆動される中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材に２次転写し、前記記録材上のトナー像を定着手段により定着することで画像形成を行う画像形成装置において、
前記感光体又は前記中間転写体の回転数及び前記感光体と前記中間転写体の回転時の位相ずれ量に基づいて、画像形成の開始を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体又は前記中間転写体の回転開始時点からの累積回転回数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数値及び前記感光体と前記中間転写体の１回転時の位相ずれ量に基づいて、前記感光体と前記中間転写体の現在の位相ずれ量を算出する算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記算出手段により算出した前記位相ずれ量に基づいて、基準信号から画像形成開始までの時間を決定す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】
前記制御手段は、前記算出手段により算出した前記位相ずれ量に基づいて、前記感光体にトナー濃度検出用のテストパッチを形成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体に形成され前記中間転写体に１次転写された前記テストパッチのトナー濃度を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果をトナー補給制御系にフィードバックすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記基準信号は画像形成動作制御用の信号であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体の回転と前記中間転写体の回転に位相差が設けられてい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７】
前記中間転写体の回転速度は変更可能であ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８】
前記画像形成装置は、プリンタ、複写機、及び複合機からなる群から選択される装置であ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９】
回転駆動される感光体に形成したトナー像を回転駆動される中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材に２次転写し、前記記録材上のトナー像を定着手段により定着することで画像形成を行う画像形成装置により実行される画像形成制御方法において、
前記感光体又は前記中間転写体の回転数及び前記感光体と前記中間転写体の回転時の位相ずれ量に基づいて、画像形成の開始を制御する制御工程を備えることを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１０】
前記感光体又は前記中間転写体の回転開始時点からの累積回転回数を計数する計数工程と、前記計数工程による計数値及び前記感光体と前記中間転写体の１回転時の位相ずれ量に基づいて、前記感光体と前記中間転写体の現在の位相ずれ量を算出する算出工程とを備え、
前記制御工程では、前記算出工程により算出した前記位相ずれ量に基づいて、基準信号から画像形成開始までの時間を決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成制御方法。
【請求項１１】
前記制御工程では、前記算出工程により算出した前記位相ずれ量に基づいて、前記感光体にトナー濃度検出用のテストパッチを形成することを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【請求項１２】
前記感光体に形成され前記中間転写体に１次転写された前記テストパッチのトナー濃度を検出する検出工程を備え、前記制御工程では、前記検出工程の検出結果をトナー補給制御系にフィードバックすることを特徴とする請求項１１記載の画像形成制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光ドラム上のトナー像を転写するための中間転写体を備えた複合機、複写機、プリンタ等において画像濃度の調整を行う場合に好適な画像形成装置及び画像形成制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムにレーザ光を照射し感光ドラム上に潜像を形成すると共に、現像器により潜像を現像しトナーを付着させ、感光ドラム上に形成したトナー画像を中間転写体に１次転写し、中間転写体上のトナー画像を記録材に２次転写し、記録材上のトナー画像を定着することで画像形成を行っている。この種の画像形成装置では、電子写真方式による画像形成を行う場合、記録材上に転写されるトナー量に基づいて行わなければならない制御がいくつかある。
【０００３】
電子写真方式による画像形成において、形成する画像の色味を一定に保つためには、現像器内のトナーとキャリア（現像剤）の濃度比を一定に保つ必要がある。そのため、画像形成を行った際に消費した分のトナーを定期的に現像器へ補給して行く必要がある。従来のトナー補給方法としては、現像器内に光センサを設置し、光センサにより現像器内のトナー表面からの反射光を検知することで現像剤とトナーの濃度比を判断し、トナー補給を行う方法があった。また、感光ドラム上或いは中間転写体上に濃度検知用のテストパッチを形成し、そのテストパッチに対向する位置に光センサを設置し、光センサによりテストパッチからの反射光を検知することで現像剤とトナーの濃度比を判断し、トナー補給を行う方法があった。
【０００４】
また、電子写真方式による画像形成において、記録材上に形成されたトナー画像を定着させるために熱定着手段を用いる。その際、熱定着手段の温度については、記録材上のトナー量が多い場合は通常より高くなるように制御しなければ、十分な定着熱量を得ることができない。そのため、一般的には、記録材上にカラー画像を形成する場合には、白黒画像を形成する場合に比べて、熱定着手段の温度を高く制御するというような方法がとられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置においては次のような問題があった。画像形成装置の現像器内のトナーと現像剤の濃度比を検知しようとするために、現像器内のトナー表面からの反射光を検知する光センサを現像器内に設けた場合、現像器内の粉末状のトナーが飛散し、光センサ表面を汚してしまうため、画像形成装置を長期間に渡って使用していると、現像器内のトナー濃度の検知を正しく行うことが難しくなり、問題となっていた。
【０００６】
また、感光ドラム或いは中間転写体にトナー濃度検出用のテストパッチを形成し、光センサによりテストパッチからの反射光を検知することで現像器内のトナーと現像剤の比を検知しようとする場合には、画像形成の合間にテストパッチの形成を行う必要が発生する。これは、画像形成装置の画像形成速度を遅くしてしまい、生産性を大きく下げてしまう。テストパッチの形成を頻繁に行うことができればトナー濃度を一定に保つことができるが、テストパッチの形成を頻繁に行えば画像形成にかかる時間はどんどん長くなってしまい、実用的でない。また、テストパッチの形成そのもので消費するトナー量を補給トナー量の算出に盛り込むための、消費トナー量のフィードバック方法も問題となっていた。
【０００７】
通常、画像形成装置では、中間転写体の周長（周方向即ち回転方向の長さ）と感光ドラムの周長との比率を整数倍にする設計が行われるが、その場合でも、中間転写体と感光ドラムの回転時の位相を少しずらすことで、感光ドラム上の潜像がいつも同じ位置になって残像が残る問題を回避するような構成が採られる。ただし、感光ドラム面の感度は必ずしも均一ではない。そのため、中間転写体或いは感光ドラムにテストパッチを作像するタイミングで、感光ドラムがどの位相であるかによって、光センサによるテストパッチの検知結果が異なってしまい、トナーの補給量に誤差が出てしまう問題が発生していた。
【０００８】
この問題を解決する方法として、感光ドラムの製造工程において精度を高くするか、或いは検査工程において感光ドラム面の感度むらの大きなものを不合格とすることで、感光ドラムの感度を均一にすることができる。しかし、これらの対策は、大幅なコストアップにつながり、有効な対策とは言えない。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、感光体の製造コストを上げることなく残像等の問題を解決しつつ、トナー濃度検出用のテストパッチの検知結果を安定させることで画像の品質を向上させ、コストアップすることなくトナー濃度制御の精度を向上させること等を可能とした画像形成装置及び画像形成制御方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、回転駆動される感光体に形成したトナー像を回転駆動される中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材に２次転写し、前記記録材上のトナー像を定着手段により定着することで画像形成を行う画像形成装置において、前記感光体又は前記中間転写体の回転数及び前記感光体と前記中間転写体の回転時の位相ずれ量に基づいて、画像形成の開始を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記感光体又は前記中間転写体の回転開始時点からの累積回転回数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数値及び前記感光体と前記中間転写体の１回転時の位相ずれ量に基づいて、前記感光体と前記中間転写体の現在の位相ずれ量を算出する算出手段とを備え、前記制御手段は、前記算出手段により算出した前記位相ずれ量に基づいて、基準信号から画像形成開始までの時間を決定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構造を示す構成図である。画像形成装置は、筐体の上部を構成するデジタルカラー画像リーダ部２０１（以下「リーダ部」と略称）と、筐体の下部を構成するデジタルカラー画像プリンタ部２０２（以下「プリンタ部」と略称）と、リーダ部２０１とプリンタ部２０２の間に配設された画像処理部２０３（図２参照）と、リーダ部２０１の上部に付設された自動原稿送り装置（ＲＤＦ）４００とを備えると共に、画像読取機能、画像形成機能、ファクシミリ機能等の複数の機能を有する、カラーの画像形成を行う例えば複合機として構成されている。
【００１４】
リーダ部２０１は、原稿台ガラス３１、露光ランプ３２、走査ミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、レンズ３３、ＣＣＤ（フルカラーセンサ）３４等を備えている。プリンタ部２０２は、感光ドラム１、１次転写帯電器（コロナ帯電器）２、レーザ露光光学系３、回転現像装置４（イエロー現像器４ｙ、マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ）、ブラック現像器４ｂｋ、中間転写ベルト５ａ、２次転写ローラ５ｃ、クリーニング器６、クリーニング器７、熱ローラ定着器９、前露光ランプ１１、電位センサ１２、中間転写ベルト上光量検知センサ１３、搬送パス切り替えガイド１９、搬送縦パス２０、反転パス２１ａ、反転ローラ２１ｂ、両面パス２２、偏心カム２５、右デッキ４１、左デッキ４２、給紙カセット４３、給紙カセット４４、手差しトレイ４５、レジストローラ５０、排紙部５００等を備えている。自動原稿送り装置４００は、複写対象の原稿束の積載が可能な原稿積載部４００ａ、原稿積載部４００ａに装填された原稿束から原稿を１枚ずつ給送する給送機構等を備えている。
【００１５】
画像形成装置の構成を画像読取動作及び画像形成動作と共に説明すると、リーダ部２０１において、自動原稿送り装置４００により原稿台ガラス３１上に自動給送された原稿３０、或いは手動により原稿台ガラス３１上に載置された原稿３０に対し、露光ランプ３２により光を照射し露光走査することにより、原稿３０からの反射光像を、走査ミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃを介してレンズ３３によりＲＧＢ３色分解フィルタと一体形成されたＣＣＤ（フルカラーセンサ）３４に集光し、カラー色分解画像アナログ信号を得る。カラー色分解画像アナログ信号は、増幅回路（不図示）による増幅処理を経てデジタル化され、画像処理部２０３により後述の処理を施されてから、プリンタ部２０２に送出される。
【００１６】
プリンタ部２０２において、像担持体である感光ドラム１は図中矢印方向へ回転自在に支持機構（不図示）に担持されており、その感光ドラム１の周りには、前露光ランプ１１、１次転写帯電器２、レーザ露光光学系３、電位センサ１２、回転現像装置４（イエロー現像器４ｙ、マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ）、ブラック現像器４ｂｋ、中間転写ベルト５ａ、中間転写ベルト上光量検知センサ１３、クリーニング器６、クリーニング器７が配置されている。リーダ部２０１からプリンタ部２０２に送出された画像信号は、レーザ出力部（不図示）により光信号に変換され、該変換されたレーザ光がレーザ露光光学系３のポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを介して感光ドラム１の表面に照射される。尚、本実施形態では、中間転写体としてベルト状中間転写体即ち中間転写ベルト５ａを用いている。
【００１７】
プリンタ部２０２による画像形成時には、感光ドラム１を図中矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後の感光ドラム１を１次転写帯電器２により一様に帯電させてから、レーザ発生部（不図示）から感光ドラム１に対し各分解色ごとにレーザ光を照射することで、感光ドラム１上に潜像を形成する。次に、回転現像装置４を構成する３色の現像器４ｙ、４ｍ、４ｃのうち所定の現像器を動作させることで、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナー画像を形成する。回転現像装置４は、イエロー現像器４ｙ、マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃを、現像ロータリモータ（不図示）の回転により各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近させるように構成されている。
【００１８】
感光ドラム１上の現像されたトナー画像は、１次転写帯電器２によって感光ドラム１に印加された高圧により中間転写ベルト５ａに転写される。本実施形態では、中間転写ベルト５ａの全周の長さの１／２以下の記録材（例えば長手方向寸法が２５０ｍｍの記録材）に画像形成を行う場合には、２枚の記録材に対応する中間転写ベルト５ａ上の作像領域に対して同時に画像形成することが可能である。中間転写ベルト５ａ上に２枚の記録材に対応する画像を同時に形成して画像形成を行う場合を以下「２枚貼り制御」と称し、また、中間転写ベルト５ａ上に１枚の記録材に対応する画像を形成して画像形成を行う場合を以下「１枚貼り制御」と称する。
【００１９】
中間転写ベルト５ａ上に１枚貼り制御での画像形成を行った場合の形態を図７（Ａ）に示す。また、中間転写ベルト５ａ上に２枚貼り制御での画像形成を行った場合の形態を図７（Ｂ）に示す。１枚貼りの場合のトナー画像は中間転写ベルト５ａ上の定点ＰＴＡを先頭に作像され、記録材の中間転写ベルト回転方向のサイズが変わっても、定点ＰＴＡを先端として作像されるように制御される（記録材Ａに対応するトナー画像の作像形態）。これに対し、２枚貼りの場合は、１枚目の記録材に対応するトナー画像は、１枚貼りの場合と同様に定点ＰＴＡが先端になるように作像され（記録材Ａに対応するトナー画像の作像形態）、２枚目の記録材に対応するトナー画像は、中間転写ベルト５ａにおける定点ＰＴＡの１８０度対向点である定点ＰＴＢが先端になるように作像される（記録材Ｂに対応するトナー画像の作像形態）。２枚貼りの場合も１枚貼りの場合と同様に、記録材のサイズが変わっても、定点ＰＴＡ、定点ＰＴＢが先端になるように作像される。
【００２０】
以下の説明では、トナー画像を定点ＰＴＡが先端になるように作像する制御をＡ面作像またはＡ面貼り制御、トナー画像を定点ＰＴＢが先端になるように作像する制御をＢ面作像またはＢ面貼り制御と表現することにする。
【００２１】
中間転写ベルト５ａを回転させるに従って、感光ドラム１上のトナー像は１次転写帯電器２により中間転写ベルト５ａに転写される。このようにして、中間転写ベルト５ａ上には、所望数の各色画像が転写されることでフルカラー画像が形成される。フルカラー画像形成の場合、このようにして４色のトナー画像の中間転写ベルト５ａへの転写が終了した後、右デッキ４１、左デッキ４２、給紙カセット４３、給紙カセット４４の何れかから搬送された記録材または手差しトレイ４５から挿入された記録材を、２次転写ローラ５ｃの位置へ搬送し、中間転写ベルト５ａ上のトナー画像を２次転写ローラ５ｃを介して記録材へ転写する２次転写を行う。４色のトナー画像の２次転写が終了した記録材は２次転写ローラ５ｃを通過した後、熱ローラ定着器９により記録材上のトナー画像が定着され、排紙部５００に排出される。
【００２２】
１次転写終了後の感光ドラム１は、感光ドラム表面の残留トナーがクリーニング器７により清掃された後、再度、画像形成工程に供される。他方、２次転写終了後の中間転写ベルト５ａは、中間転写ベルト表面の残留トナーがクリーニング器６により清掃された後、再度、画像形成工程に供される。
【００２３】
記録材の表裏両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像を形成した記録材を熱ローラ定着器９から排出した後、すぐに搬送パス切り替えガイド１９を駆動して、その記録材を搬送縦パス２０を経由させ反転パス２１ａに一旦導いてから、反転ローラ２１ｂの逆転により、記録材を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退出させ、両面パス２２に一時的に収納する。その後、両面パス２２から記録材を繰り出し、再び上述した画像形成工程によって記録材のもう一方の面に画像を形成する。このように記録材の表裏両面に画像を形成する場合、その記録材の最初に画像が形成される第１の面を「両面１面目」、次に画像が形成される第２の面を「両面２面目」という。
【００２４】
また、本実施形態においては、２次転写ローラ５ｃに当接した状態で配設されている偏心カム２５を所望のタイミングで動作させ、２次転写ローラ５ｃと一体化しているカムフォロア（不図示）を作動させることにより、中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ５ｃとの間のギャップを任意に設定可能な構成となっている。例えば、画像形成装置のスタンバイ中または電源オフ時には、中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ５ｃとの間の間隔を離すように制御される。
【００２５】
次に、画像形成動作制御用の中間転写ベルト基準信号について説明する。上記図７（Ａ）、（Ｂ）に示したように、定点ＰＴＡが先頭になるように行う中間転写ベルト５ａに対するトナー像の作像において、各色トナー像の形成画像を合わせるために中間転写ベルト５ａ上に不図示のセンサとセンサ検出フラグが配置されている。以下具体的に説明する。図８は潜像形成開始直後の感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの様子を示す図であり、転写時に潜像先端が記録材先端に対応する位置に重なる様子を示している。また、図９は潜像（レーザ）と中間転写ベルト基準信号Ａの関係を示すタイミング図であり、潜像形成開始タイミングに対して、Ｔｐｒｅｉ時間前に中間転写ベルト基準信号Ａが立ち下がるように構成されている。
【００２６】
上記のＡ面貼り制御用の中間転写ベルト基準信号Ａと同様の信号をＢ面貼り制御用にも用意してあり、これを中間転写ベルト基準信号Ｂ（以下ＩＴＯＰ−Ｂ）と呼ぶ。これらの中間転写ベルト基準信号Ａ及び中間転写ベルト基準信号Ｂは、中間転写ベルト５ａが回転しているときに基準信号発生部（不図示）から発生するようになっている。尚、基準信号発生部は、プリンタコントローラ７０１の内部に設ける構成、或いはプリンタコントローラ７０１とは別個に設ける構成のどちらでもよい。
【００２７】
また、本画像形成装置においては、後述するように定着速度に対応する形で、感光ドラム１を回転駆動する感光ドラムモータも複数種類の速度で駆動可能なように構成されている。
【００２８】
次に、回転現像装置４におけるトナー濃度制御について説明する。マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ、イエロー現像器４ｙ内のそれぞれのトナーは波長約９６０ｎｍの近赤外光に対して反射することから、その特性を利用し、中間転写ベルト５ａ上に転写されたトナー像に対して近赤外光を照射用光源から照射し、中間転写ベルト上光量検知センサ１３により、中間転写ベルト５ａ上の反射成分と上記照射用光源から照射した直接光とを比較する検知動作を行い、該センサ１３から出力される検知信号をＡ／Ｄコンバータ７５２（図２参照）でアナログ／デジタル変換する。更に、感光ドラム１上の現像されたトナー像濃度からトナー濃度を濃度センサ（不図示）で検知し、検知結果から現像器内トナー濃度を算出する。
【００２９】
黒トナーに関しては、上記算出結果から生成される濃度トナー濃度信号に基づき不図示のホッパからトナーを現像器に補給する。イエロー、マゼンタ、シアンのトナーに関しては、上記算出結果から生成されるトナー濃度信号に基づき不図示のトナーカートリッジからトナーを現像器に補給する。
【００３０】
次に、熱ローラ定着器９の詳細について説明する。熱ローラ定着器９は、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ、定着ウェッブ９ｃ、定着上ヒータ９ｅ、定着下ヒータ９ｆ、記録材搬送部（不図示）を備えている。熱ローラ定着器９は、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの熱エネルギによって記録材上のトナーを溶融し、溶融したトナーを定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂ間の圧力によって記録材に定着させる。尚、定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの各表面は、その略中心部に組み込まれた定着上ヒータ９ｅ、定着下ヒータ９ｆと、それぞれのローラ表面温度を検知する定着上サーミスタ７８１、定着下サーミスタ７８２（図２参照）とにより、独立に最適な表面温度になるように制御される。
【００３１】
定着ウェッブ９ｃは、定着上ローラ９ａ上の汚れ或いはオフセットした（感光ドラム１に付着せず定着上ローラ９ａ側へ飛散した）トナーを除去すべく、必要時に定着上ローラ９ａに当接する。その際、定着ウェッブ９ｃに内蔵されている巻き取り装置により、定着ウェッブ９ｃの新しい面を定着上ローラ９ａに当接させることで、クリーニング性能を向上できるようにもなっている。また、熱ローラ定着器９においては、不図示の定着駆動モータにより定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂと記録材搬送部（不図示）を駆動する。定着駆動モータは定着駆動モータドライバ（不図示）により駆動される。
【００３２】
また、本実施形態では、記録材の種類（普通紙、厚紙、ＯＨＰシートなど）による定着性の差異をなくすため、４種類の記録材に対応した定着速度を実現できるように構成されている。即ち、画像形成時における感光ドラム１の周速（周回速度）をＶＰ（以下「プロセス速度」と称する）とすると、普通紙の定着速度ＶＦＮはＶＦＮ＝ＶＰであり、普通紙の両面２面目用の定着速度ＶＦＤはＶＦＮより小さく、厚紙の定着速度ＶＦＴはＶＦＤより小さく、ＯＨＰシートの定着速度ＶＦＯはＶＦＴより小さい。従って、ＶＰ＝ＶＦＮ＞ＶＦＤ＞ＶＦＴ＞ＶＦＯの関係が成立し、この４種類の定着速度が実現できるように、定着上ローラ９ａ及び定着下ローラ９ｂの回転駆動用の定着駆動モータを駆動する定着駆動モータドライバが構成されている。
【００３３】
尚、上記記録材搬送部の搬送速度は定着上ローラ９ａ、定着下ローラ９ｂの周速と同一になるように設定されている。また、両面２面目用の定着速度ＶＦＤは２色以上のトナーを定着させる両面２面目用に使用され、両面２面目でも１色のトナーしか定着させない単色モードでは使用せず、この場合は普通紙の定着速度ＶＦＮで定着動作を行う。
【００３４】
図２は画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。画像形成装置の制御系は、制御上大きく２つのブロックに分けられる。１つは、主にリーダ部２０１及び画像処理部２０３の制御を行うリーダコントローラ７００であり、他の１つは、プリンタ部２０２の制御を行うプリンタコントローラ７０１である。
【００３５】
先ず、リーダコントローラ７００の周辺制御部について説明する。光学モータドライバ７０２は、走査ミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃと露光ランプ３２を移動させる不図示の光学モータを駆動する。ＲＤＦコントローラ７０３は、原稿台ガラス３１に給送する複写対象の原稿を自動的に交換する自動原稿送り装置（ＲＤＦ）４００を制御する。ＣＣＤドライバ７０４は、画像読み取りのためのＣＣＤ（フルカラーセンサ）３４の制御を行う。ＲＯＭ７０５は、リーダコントローラ７００の制御プログラムを格納するメモリである。ＲＡＭ７０６は、制御値等のデータを格納しておくメモリである。また、ＲＡＭ７０６は、電源を切ってもデータが保持できるように電池でバッテリバックアップされている。Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ）７０７は、露光ランプ３２等の負荷を駆動する入出力部である。
【００３６】
次に、プリンタコントローラ７０１の周辺制御部について説明する。ＲＯＭ７５０は、プリンタコントローラ７０１の制御プログラムを格納するメモリである。ＲＡＭ７５１は、制御値等のデータを格納しておくメモリである。Ａ／Ｄコンバータ７５２は、電位センサ１２及び中間転写ベルト上光量検知センサ１３等から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換する。Ｄ／Ａコンバータ７５３は、デジタル／アナログ変換したアナログ設定値を高圧制御部７７０等に出力する。Ｉ／Ｏ７５４は、モータ及びクラッチ等の負荷を駆動する入出力部である。ソータコントローラ７０８は、プリンタコントローラ７０１と通信を行い、操作部（図６参照）で設定されたノンソートモード（記録材を仕分けないモード）、ソートモード（記録材を仕分けるモード）、グループモード（記録材を複数の同一ページずつ仕分けるモード）の積載形態指示に基づく積載制御や、同じくステイプル（記録材を綴じる）指示に基づくステイプル制御を行う。レーザドライバ１１０は、半導体レーザを変調駆動する。
【００３７】
また、リーダコントローラ７００とプリンタコントローラ７０１との間には画像処理部２０３が接続されており、画像処理部２０３には外部インタフェース（以下Ｉ／Ｆと略称）処理部７２０と画像メモリ部１０７が接続されている。画像処理部２０３の詳細は図３において後述し、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０の詳細は図４において後述する。画像メモリ部１０７は、ページメモリ部７３１、メモリコントローラ部７３２、圧縮部７３３、ハードディスク７３４を備えている。画像メモリ部１０７の詳細は後述する。尚、画像メモリ部１０７が備える上記各部のうち、ページメモリ部７３１及びハードディスク７３４は画像処理部２０３内に設けられているが、便宜上、図２のように図示している。
【００３８】
更に、上記Ａ／Ｄコンバータ７５２には、定着上サーミスタ７８１、定着下サーミスタ７８２、電位センサ１２、画像形成装置内の温度を検知する温度センサ７６１、画像形成装置内の湿度を検知する湿度センサ７６２、中間転写ベルト５ａ上のトナー画像の濃度を検知する濃度センサ７６３が接続されている。また、上記Ｄ／Ａコンバータ７５３には、画像形成用の高圧を発生する高圧制御部７７０が接続されている。また、Ｉ／Ｏ７５４には、回転現像装置４を回転させる回転モータを駆動する回転現像装置・回転モータドライバ７６４、感光ドラム１を回転させるドラムモータを駆動するドラムモータドライバ７６５、記録材の給紙を行う給紙モータを駆動する給紙モータドライバ７６６、２次転写ローラ５ｃを中間転写ベルト５ａに当接／離間させる２次転写ロータリの駆動用の脱着モータを駆動する２次転写ロータリ脱着モータドライバ７６７、クリーニング器６を中間転写ベルト５ａに当接／離間させる脱着モータを駆動する中間転写ベルト・クリーニング器脱着モータドライバ７６８が接続されている。
【００３９】
図３は画像形成装置の画像処理部２０３の構成例を示すブロック図である。画像処理部２０３は、ＣＣＤ読取部１０１、シフトメモリ１０２、補色変換回路１０３、黒抽出回路１０４、ＵＣＲ回路１０５、マスキング回路１０６、画像メモリ部１０７、セレクタ１０８、プリンタ階調補正回路１０９を備えている。図中１５０は画像処理コントロール部である。尚、図３における画像メモリ部１０７は、画像メモリ部内のページメモリ部７３１及びハードディスク７３４に相当する部分である。
【００４０】
ＣＣＤ読取部１０１は、上述したＣＣＤ（フルカラーセンサ）３４から入力されたアナログＲＧＢ信号をそれぞれ増幅するためのアンプ、アナログＲＧＢ信号を例えば８ビットのデジタル信号へ変換するためのＡ／Ｄコンバータ、公知のシェーディング補正を行うためのシェーディング補正回路などから構成されており、原稿画像のデジタルＲＧＢ画像信号を出力する。シフトメモリ１０２は、画像処理コントロール部１５０から入力されたシフト量制御信号に応じて、ＣＣＤ読取部１０１から入力されたＲＧＢ画像信号の例えば色間、画素間のずれを補正する。補色変換回路１０３は、シフトメモリ１０２から入力されたＲＧＢ画像信号をＭＣＹ（マゼンタ、シアン、イエロー）画像信号へ変換する。
【００４１】
黒抽出回路１０４は、画像処理コントロール部１５０から入力された黒抽出量信号に応じて、補色変換回路１０３から入力されたＭＣＹ画像信号から画像の黒色領域を抽出し、抽出した黒色領域に対するＢｋ（ブラック）画像信号を出力する。ＵＣＲ回路１０５は、黒抽出回路１０４から入力されたＢｋ画像信号と画像処理コントロール部１５０から入力されたＵＣＲ量制御信号とに応じて、補色変換回路１０３から入力されたＭＣＹ画像信号に下色除去（ＵＣＲ）処理を施す。即ち、黒抽出回路１０４とＵＣＲ回路１０５は、抽出した黒色領域をＭＣＹ３色のトナーを重ねるのではなくＢｋトナーに置き換えて画像形成を行うことで、色再現性の向上を図るものである。
【００４２】
黒抽出回路１０４から出力されるＢｋ画像信号は下式（１）によって決定される。
【００４３】
【数１】
Ｂｋ＝Ａ・ｍｉｎ（Ｃ２、Ｙ２、Ｍ２）                  ・・・（１）
尚、上記（１）式において、Ａは黒抽出係数、Ｃ２、Ｙ２、Ｍ２は補色変換回路１０３から出力されたＭＣＹ画像信号である。黒抽出係数Ａは、画像処理コントロール部１５０から指定される黒抽出量制御信号によって決定される。
【００４４】
また、ＵＣＲ回路１０５から出力されるＭＣＹ画像信号は下式（２）によって決定される。
【００４５】
【数２】
Ｍ１＝Ｂ１・（Ｍ２−Ｄ１・Ｂｋ）
Ｃ１＝Ｂ２・（Ｃ２−Ｄ２・Ｂｋ）                      ・・・（２）
Ｙ１＝Ｂ３・（Ｙ２−Ｄ３・Ｂｋ）
尚、上記（２）式においてＭ２、Ｃ２、Ｙ２は補色変換回路１０３から出力されるＭＣＹ画像信号、Ｍ１、Ｃ１、Ｙ１はＵＣＲ回路１０５から出力されるＭＣＹ画像信号であり、係数Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は画像処理コントロール部１５０からＵＣＲ量制御信号によって決定される。
【００４６】
次に、マスキング回路１０６は、使用するトナーの濁り成分の除去やＣＣＤ３４のＲＧＢフィルタ特性の補正をするために、画像処理コントロール部１５０から入力されたマスキング係数制御信号に応じて、ＵＣＲ回路１０５から入力されたＭＣＹ画像信号にマスキング処理を施す。マスキング回路１０６から出力されるＭＣＹ画像信号は下式（３）によって表現される。
【００４７】
【数３】
2004246199.tif 000003
尚、上記（３）式においてａ１１〜ａ３３はマスキング係数、Ｍ１、Ｃ１、Ｙ１はＵＣＲ回路１０５から出力されるＭＣＹ画像信号、Ｍ０、Ｃ０、Ｙ０はマスキング回路１０６から出力されるＭＣＹ画像信号であり、マスキング係数ａ１１〜ａ３３は画像処理コントロール部１５０から指定されるマスキング係数制御信号によって決定される。
【００４８】
画像メモリ部１０７は、高速のページメモリ部７３１と複数のページ画像データを蓄積可能な大容量のメモリであるハードディスク７３４を有している。ハードディスク７３４に格納された複数の画像データは、操作部（図６参照）で指定された編集モードに応じた順序で出力される。例えば、ソートの場合、リーダ部２０１により読み取った原稿束の画像を順に出力する。ハードディスク７３４から一旦格納された原稿の画像データを読み出し、これを複数回繰り返して出力する。これにより、ビン（排紙部）が複数あるソータと同じ役割を果たすことができる。外部Ｉ／Ｆ処理部７２０を介して入力される外部のコンピュータ８００（図４参照）からの画像データは、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０で画像データとして処理されており、リーダ部２０１からの画像信号と同様に、一旦、画像メモリ部１０７においてページメモリ部７３１或いはハードディスク７３４に格納される。
【００４９】
セレクタ１０８は、画像処理コントロール部１５０から色選択端子（不図示）へ入力された色選択信号に応じて、マスキング回路１０６と黒抽出回路１０４から入力されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの画像信号の中から１色の画像信号を選択して画像信号Ｖ１を出力する。プリンタ階調補正回路１０９は、プリンタ部２０２の出力特性を各色ごとリニアにするために、プリンタコントローラ７０１から入力されたプリンタ色選択信号に応じて図５に一例を示すガンマ変換特性のＭ、Ｃ、Ｙ、ｂｋの何れかを選択し、画像信号に補正を施すための信号をセレクタ１０８の別の色選択端子（不図示）へ入力する。レーザドライバ１１０は、上述したレーザ露光光学系３（図１参照）に含まれる。レーザドライバ１１０は、プリンタ階調補正回路１０９から入力された画像信号Ｖ２に基づいて半導体レーザ（不図示）を変調駆動することにより、感光ドラム１上に潜像を形成する。
【００５０】
次に、画像メモリ部１０７の詳細を上記図２に従い説明する。画像メモリ部１０７においては、ＤＲＡＭ等のメモリで構成されるページメモリ部７３１への、メモリコントローラ部７３２を介して外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、画像処理部２０３から画像データの書き込み、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、プリンタコントローラ７０１への画像データの読み出し、大容量の記憶装置であるハードディスク７３４への画像データの入出力のアクセスを行う。
【００５１】
メモリコントローラ部７３２は、ページメモリ部７３０に対するＤＲＡＭリフレッシュ信号の発生を行い、また、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０、画像処理部２０３、ハードディスク７３４からのページメモリ７３１へのアクセスの調停を行う。更に、メモリコントローラ部７３２は、ページメモリ部７３１への書き込みアドレス、ページメモリ部７３１からの読み出しアドレス、読み出し方向などの制御を行う。これにより、画像処理部２０３は、ページメモリ部７３１に複数の原稿画像データを並べてレイアウトを行いプリンタ部２０２に出力する機能や、画像の一部分のみ切り出して出力する機能や、画像を回転する機能を制御する。
【００５２】
図４は画像形成装置の外部Ｉ／Ｆ処理部７２０の構成例を示すブロック図である。外部Ｉ／Ｆ処理部７２０は、ファクシミリ部４０１、ハードディスク４０２、コンピュータインタフェース部４０３、フォーマッタ部４０４、イメージメモリ部４０５、コア部４０６を備えている。図中８００は外部のコンピュータである。
【００５３】
外部Ｉ／Ｆ処理部７２０は、上述したように、画像メモリ部１０７を介して、リーダコントローラ７００からの画像データを外部Ｉ／Ｆ処理部７２０に取り込み、また、画像メモリ部１０７を介して、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０内の画像データをプリンタコントローラ７０１へ出力することでプリンタ部２０２により画像形成を行う。
【００５４】
ファクシミリ部４０１は、モデム（不図示）を介して公衆回線と接続しており、公衆回線からのファクシミリ通信データの受信と、公衆回線へのファクシミリ通信データの送信を行う。ファクシミリ部４０１では、ファクシミリ機能である、指定された時間にファクシミリ送信を行ったり、通信相手からの指定パスワードの問い合わせに基づき画像データをファクシミリ送信したりするなど、ハードディスク４０２にファクシミリ通信用の画像データを保存して処理を行う。これにより、一度、リーダコントローラ７００から画像メモリ部１０７を介して、ファクシミリ部４０１、ファクシミリ用のハードディスク４０２へ画像データを転送した後は、リーダコントローラ７００、画像メモリ部１０７をファクシミリ機能に使うことなしに、ファクシミリ送信を行うことができる。ハードディスク４０２は、ファクシミリ部４０１のファクシミリ通信用の画像データを保存する。
【００５５】
コンピュータインタフェース部４０３は、外部のコンピュータ８００と接続し、コンピュータ８００との間でデータ通信を行うインタフェース部であり、ローカルエリアネットワーク（以下ＬＡＮ）、シリアルＩ／Ｆ、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）Ｉ／Ｆ、プリンタのデータ入力用のセントロＩ／Ｆなどを備えている。このコンピュータインタフェース部４０３を介して、プリンタ部２０２、リーダ部２０１の状態を外部のコンピュータ８００に通知したり、コンピュータ８００の指示に基づきリーダ部２０１で読み取った画像をコンピュータ８００へ転送したりする。また、コンピュータインタフェース部４０３は、コンピュータ８００からプリント画像データを受け取ったりする。
【００５６】
フォーマッタ部４０４は、外部のコンピュータ８００からコンピュータインタフェース部４０３を介して通知されるプリントデータは専用のプリンタコードで記述されているため、そのプリンタコードを画像メモリ部１０７を介してプリンタ部２０２で画像形成を行うことが可能なラスタイメージデータに変換する。フォーマッタ部４０４は、イメージメモリ部４０５に対しラスタイメージデータの展開を行う。
【００５７】
イメージメモリ部４０５は、フォーマッタ部４０４がラスタイメージデータを展開するメモリとして使用される。また、イメージメモリ部４０５は、リーダ部２０１から出力される画像データをコンピュータインタフェース部４０３を介して外部のコンピュータ８００に送る（画像スキャナ機能）場合に、画像メモリ部１０７から送られる画像データをイメージメモリ部４０５に一度展開し、コンピュータ８００に送信するデータの形式に変換してコンピュータインタフェース部４０３からデータを送出するような場合においても使用される。
【００５８】
コア部４０６は、ファクシミリ部４０１、コンピュータインタフェース部４０３、フォーマッタ部４０４、イメージメモリ部４０５、画像メモリ部１０７の間におけるそれぞれのデータ転送を制御し管理する。これにより、外部Ｉ／Ｆ処理部７２０に複数の画像出力部が接続されている場合であっても、画像メモリ部１０７に対する画像転送路が１つの場合であっても、コア部４０６の管理のもとに排他制御及び優先度制御を行うことで画像出力が行われる。
【００５９】
図６は画像形成装置の操作部の構成例を示す図である。図６において、３５１はテンキーであり、画像形成枚数の設定や画像形成に関わるモード設定の数値入力に使用する。３５２はクリア／ストップキーであり、設定された画像形成枚数や画像形成動作の停止を行うために使用する。３５３はリセットキーであり、設定された画像形成枚数や動作モードや選択給紙段（デッキ４１、４２、給紙カセット４２、４３、４４、手差しトレイ４５）等に関わる設定モードを規定値に戻すためのものである。３５４はスタートキーであり、このスタートキー３５４の押下により画像形成装置は画像形成動作を開始する。
【００６０】
３６９は例えば液晶等で構成される表示パネルであり、詳細なモード設定を容易にすべく、設定モードに応じて表示内容が変わる。本実施形態では、カーソルキー３６６〜３６８で表示パネル３６９上のカーソルを移動させ、ＯＫキー３６４によって設定を決定する。このような設定方法はタッチパネルで構成することも可能である。３７１は紙種設定キーであり、標準より厚い記録材へ画像形成を行うときに設定する。紙種設定キー３７１によって厚紙モードが設定されると、ＬＥＤ３７０が点灯するように制御される。本実施形態では、厚紙モードの設定のみ可能であるが、必要に応じてＯＨＰシートやその他の特殊用紙用のモードの設定が可能となるように機能を拡張することもできる。
【００６１】
３７５は両面モード設定キーであり、例えば、片面原稿（片面に画像を有する原稿）から片面出力（片面の画像の複写）を行う「片−片モード」、片面原稿から両面出力（両面の画像の複写）を行う「片−両モード」、両面原稿（両面に画像を有する原稿）から両面出力を行う「両−両モード」、両面原稿から２枚の片面出力を行う「両−片モード」の４種類の両面モードの設定が可能である。ＬＥＤ３７２〜３７４は、設定された両面モードに応じて点灯し、「片−片モード」ではＬＥＤ３７２〜３７４はすべて消灯し、「片−両モード」ではＬＥＤ３７２のみが点灯し、「両−両モード」ではＬＥＤ３７３のみが点灯し、「両−片モード」ではＬＥＤ３７４のみが点灯するように制御される。３０３は用紙選択キーである。尚、上記以外のキーの説明は省略する。
【００６２】
次に、上記の如く構成された本実施形態の画像形成装置における動作を図１乃至図１３を参照しながら詳細に説明する。尚、下記に示す制御（画像形成制御、中間転写ベルト５ａの速度制御、回転現像装置４の制御、テストパッチ作像による濃度制御、テストパッチの位相合わせ制御）は、画像形成装置のプリンタコントローラ７０１がＲＯＭ７５０に格納されたプログラムに基づき実行する。
【００６３】
＜画像形成の具体例＞
画像形成装置における画像形成の具体例として、自動原稿送り装置（ＲＤＦ）４００を使用しない「片−片モード」が設定され且つ厚紙モードの設定がされていない場合において、画像形成対象の記録材として普通紙に対して４色の画像形成を行う動作について説明する。この場合、画像形成を行う記録材が普通紙であるため、定着駆動モータドライバ（不図示）に対する速度設定は感光ドラム１の画像形成速度（プロセス速度）ＶＰと同じＶＦＮとなるように設定する。
【００６４】
操作者が操作部からテンキー３５１によって画像形成枚数を設定した後、用紙選択キー３０３で給紙段（デッキ４１、４２、給紙カセット４２、４３、４４、手差しトレイ４５）を選択し、スタートキー３５４により画像形成動作の開始を指示すると、プリンタコントローラ７０１は、画像形成に必要な駆動モータ、例えば、感光ドラム駆動モータ、定着駆動モータ、給紙駆動モータ、及びメイン駆動モータを駆動制御する各ドライバに駆動を指示する。次に、それらの駆動モータの駆動状態が安定化してから、指定された給紙段から記録材の給紙動作を開始する。このとき、略同時にリーダコントローラ７００は、上述したシフト量、黒抽出量、ＵＣＲ量等を画像処理部２０３の各ブロックに設定する。また、プリンタ階調補正回路１０９は、図５に示すガンマ変換特性のＭを選択する。
【００６５】
中間点転写ベルト５ａ上での画像形成は、上述した中間転写ベルト基準信号に合わせるようにして、画像処理部２０３から各色に分解された画像データをプリンタ部２０２に送ることによって行う。指定給紙段から給紙された記録材は、レジストローラ５０によって中間転写ベルト５ａ上の基準位置に対応が取れるタイミングで搬送され、２次転写ローラ５ｃを介して記録材上の所定位置に中間点転写ベルト５ａ上の画像が２次転写される。
【００６６】
次に、画像形成装置における各制御の詳細なタイミングについて図８乃至図１０に基づき説明する。図８は潜像書き込み開始タイミング時における感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの位置関係を示した図であり、感光ドラム１により中間転写ベルト５ａに対し定点ＰＴＡから記録材Ａに対応する画像が１次転写されている１枚貼りＡ面作像の様子を示したものである。本実施形態ではフルカラー画像はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順で画像形成されるので、図示例は、例えばマゼンタの１次転写が終了し、次にシアンの潜像を感光ドラム１へ書き込み開始する時の様子であり、感光ドラム１が潜像（レーザ）書き込み位置から転写位置までの距離ＬＬＴをプロセス速度ＶＰで回転した時間が経過した後、シアンの１次転写動作が開始される。
【００６７】
図９は上記図８の状態における転写タイミングを示すタイミング図であり、本実施形態におけるタイミング制御の基本となる中間転写ベルト基準信号Ａと各画像形成動作の関連の様子を示したものである。中間転写ベルト基準信号Ａの立ち下がりからＴｐｒｅｉ時間が経過した後の潜像形成が可能なように、画像処理部２０３に設定を行う。感光ドラム１が潜像開始タイミングから距離ＬＬＴをプロセス速度ＶＰで回転した後に実行される１次転写動作のためのタイミングも、この中間転写ベルト基準信号Ａを基準として判断する。
【００６８】
図１０は画像形成時に要求される各タイミングを記録材に対してのタイミングで模式的に（感光ドラム１や中間転写ベルト５ａ等の配置を無視できるように）表現したタイミング図である。中間転写ベルト５ａに対して画像は先端部と後端部がそれぞれ６ｍｍ、４ｍｍ欠ける形で出力され、図には有効画像領域として表現してある。これは２次転写から定着までの間におけるトナー落ちによる画像形成装置内の汚れを防止するために必要である。２次転写動作に必要な転写高圧は、この記録材先端の６ｍｍの余白に相当する部分で立ち上がり、記録材後端側は記録材全域を越えた部分で立ち下がる。
【００６９】
図１１は上記のようなタイミングを実現するための高圧制御部７７０の構成例を示すブロック図である。高圧制御部７７０は、高圧トランス８０１、差動増幅部８０４、電流検出用抵抗８０５を備えている。本実施形態では一例として制御タイミングが厳しい転写高圧について示す。
【００７０】
高圧トランス８０１は、転写電流を発生する。差動増幅部８０４は、Ｄ／Ａコンバータ７５３（図２参照）で設定された高圧制御信号（電圧）をリファレンスとして高圧トランス８０１の一次側に流れる電流を制御することで二次側に流れる電流を制御する。電流検出用抵抗８０５は、差動増幅部８０４の−端子に接続されている。
【００７１】
他方、リーダ部２０１から送られている原稿の読取情報は画像処理部２０３で処理され、その後、１次転写帯電器２により一様に帯電された感光ドラム１にレーザ光として照射されて潜像が形成され、最初にマゼンタ現像器４ｍにより現像される。現像された画像情報は、記録材に対応する中間転写ベルト５ａ上に１次転写帯電器２により転写される。このＭ（マゼンタ）潜像形成、現像、転写の画像形成動作は、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａが１回転する間に実行され、同様に、残りの３色のＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の各色についても画像形成動作が実行される。また、このとき画像処理部２０３に対する上記設定は画像形成ごとに行うものとする。
【００７２】
このように４色の画像が１次転写された中間転写ベルト５ａ上のトナー画像は、２次転写ローラ５ｃにおいて、レジストローラ５０により２次転写に適したタイミングで搬送されてきた記録材へ２次転写される。その際、２次転写ローラ５ｃにより中間転写ベルト５ａと記録材との間に２次転写高圧を印加し、２次転写電流を生成することで、トナー画像を記録材に対して２次転写する。２次転写の終了に伴い２次転写ローラ５ｃを抜け、トナー画像を載せた記録材は、中間転写ベルト５ａの回転速度と同一の速度（ＶＰ）で搬送動作する記録材搬送部により熱ローラ定着器９に搬送され、熱ローラ定着器９において定着速度ＶＦＮ＝ＶＰで定着されてから、排紙部５００に排出される。
【００７３】
＜厚紙モードでの定着速度の特殊性＞
記録材として厚紙に画像形成を行う場合、厚紙上にトナーを定着させるためには、普通紙に比べてより多くのエネルギが必要となるため、熱ローラ定着器９における定着速度を普通紙に比べて遅くして、単位面積／時間当たりのエネルギを増やすことで厚紙の定着性を確保している。
【００７４】
その場合、従来では、２次転写ローラ５ｃから熱ローラ定着器９の定着上ローラ９ａと定着下ローラ９ｂの当接位置までの距離を厚紙の画像形成可能最大サイズより大きくすることにより、画像形成速度（プロセス速度）ＶＰである中間転写ベルト５ａの周速を一定にしたまま、熱ローラ定着器９の記録材搬送部により記録材の搬送速度を中間転写ベルト５ａの回転速度とは異なる定着速度ＶＦに減速し、その記録材搬送部を速度変換領域用の搬送部として使用していた。このためには、厚紙の画像形成可能最大サイズに相当する大きさの記録材搬送部を確保しなくてはならず、装置が大型化するという欠点があった。
【００７５】
そこで、本実施形態では、中間転写ベルト５ａの回転速度を定着速度と同様に変更できる構成とし、定着速度ＶＦを画像形成速度ＶＰより遅くしなくてはならない場合において、最終色の転写終了後は、中間転写ベルト５ａの回転速度を定着速度にまで減速する。これにより、記録材搬送部に速度変換領域用の搬送部としての大きさを確保する必要性を解消し、装置の大型化を回避するものである。
【００７６】
＜回転現像装置の制御＞
本実施形態においては、画像形成装置は、現像装置として、ＹＭＣ３色の回転現像装置４（イエロー現像器４ｙ、マゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ）と、Ｂｋ１色の固定型のブラック現像器４ｂｋとを備えている。図１２は回転現像装置４の制御タイミングを説明するための図である。画像形成装置のコピー開始時には、マゼンタ現像器４ｍが感光ドラム１に対向する位置に移動する。１色目のマゼンタの潜像が現像された後、次のシアンの潜像の現像を開始するまでの間に、回転現像装置４の回転を行い、シアン現像器４ｃが感光ドラム１に対向する位置に移動する。イエローでの制御も上記と同様である。
【００７７】
回転現像装置４の位置制御は、ステッピングモータ（不図示）でパルス数をカウントすることで行い、現像器の感光ドラム１に対向する際の停止位置は正確に制御される。図１３は２枚貼り作像タイミングと、作像の途中にテストパッチを形成した場合を示すタイミング図である。中間転写ベルト５ａにおける上述したＡ面作像時のＡ面とＢ面作像時のＢ面との間の距離は短いため、回転現像装置４の制御においては、ステッピングモータにより加速及び減速を用いた高速回転制御が行われる。図示の台形はそれぞれの辺が、加速領域、定速領域、減速領域に対応している。ブラック現像器４ｂｋは独立した固定のものであり、回転制御は必要ない。
【００７８】
＜テストパッチ作像による濃度制御＞
本実施形態においては、現像器内にトナーの濃度を測定するためのセンサを装備していない。本画像形成装置では、画像形成した画像データのビデオ信号のカウント数（以下ビデオカウント数）を基にトナーの消費量を計算し、該トナーの消費量をトナーカートリッジから現像器へのトナー補給量とする。この場合、トナーカートリッジには不図示のスクリューが装備されている。このスクリューを一定時間回転させた際の補給量Ｇが予め分かっており、補給量Ｘとスクリュー回転時間ｔの関係は、Ｘ＝Ｇｔという一次式で計算される。トナーの補給時にトナーが現像器に均一に補給されるようにするため、補給動作は現像器が動作している時間内に行わなければならない。補給に伴うスクリューの回転時間が１回の現像時間を上回る場合は、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。
【００７９】
画像データのビデオカウント数に基づくトナー補給動作は、短期間には略正しいトナー補給量を維持できるが、トナー補給量に誤差があるため、実際に現像されたトナー像が正しい濃度になっているかどうかを制御できない。そのため、本実施形態においては、所定枚数の画像形成の後、後述するように感光ドラム１に作像したテストパッチを中間転写ベルト５ａに１次転写し、中間転写ベルト上光量検知センサ１３によりそのテストパッチの濃度を検出することで、検出結果をトナー補給量制御系にフィードバックする。これにより、画像データのビデオカウント数に基づくトナー補給で発生したトナー補給量の誤差を補填する。
【００８０】
感光ドラム１に対するテストパッチの作像は、図１２に示すように、通常は作像した画像の後端で行う。感光ドラム１上のテストパッチは中間転写ベルト５ａに１次転写され、中間転写ベルト５ａに対向する所定位置に設置された中間転写ベルト光量検知センサ１３（図１参照）により、テストパッチのトナー像からの反射光量が測定される。テストパッチのトナー像は記録材への２次転写は行われず、記録材への画像の転写が終了した後、中間転写ベルト５ａに対向配置されたクリーニング器６によりテストパッチのトナー像が清掃される。
【００８１】
＜テストパッチの位相合わせ＞
上記図１２及び図１３はテストパッチ作像時における感光ドラム１と中間転写ベルト５ａにおける作像位置との位相合わせにおける制御を説明するための図である。ここで、中間転写ベルト５ａの回転と感光ドラム１の回転には位相差α度が設けられている。そのため、中間転写ベルト５ａを基準として中間転写ベルト５ａが１回転する度に、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの位相差はα度になる。中間転写ベルト５ａの回転数がＮであれば、（Ｎ×α）度の位相のずれが発生する。中間転写ベルト５ａと感光ドラム１の回転が進み、中間転写ベルト５ａの累積回転数（回転開始時点からの回転数の累積値）から計算される位相のずれが３６０度に至った時には、上記の位相差は再び０に戻り、中間転写ベルト５ａと感光ドラム１の位相が一致した状態となる。
【００８２】
また、本実施形態における作像タイミングは、中間転写ベルト５ａの回転に従って中間転写ベルト５ａ上の作像ポジションセンサ（不図示）で作像ポジションを検知する構成となっている。トナー補給量補正のためのテストパッチの作像も、この作像ポジションセンサを基準として行われる。この作像ポジションを検知するたびに、例えばプリンタコントローラ７０１内部の不揮発性ＲＡＭ（不図示）に設定されている中間転写ベルト回転回数累積カウンタＸをカウントアップする。
【００８３】
ここで、中間転写ベルト５ａの回転と感光ドラム１の回転の位相差を中間転写ベルト５ａの１回転に対しα度とし、感光ドラム１の半径をβｃｍとすると、位相ずれ量Ｔ（ｃｍ）は、
Ｔ（ｃｍ）  ＝    （（  （Ｘ＊α）  ％  ３６０）  ÷３６０  ）＊２＊β＊π      ・・・（４）
となる。ただし、％  は剰余計算である。算出した位相ずれ量Ｔ（ｃｍ）を用い、位相ずれ量Ｔ（ｃｍ）に基づき、中間転写ベルト基準信号から画像形成開始までの時間を決定する。即ち、中間転写ベルト基準信号の立ち下り時点からＴ（ｃｍ）の位置で感光ドラム１にテストパッチを作像する。このようにすることで、感光ドラム１上のテストパッチの作像位置を常に一定に保ち、感光ドラム１の感度むらの影響を受けることなく、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａに１次転写されたテストパッチのトナー濃度を、中間転写ベルト上光量検知センサ１３による光量検知結果に基づき検出することにより、トナー補給制御系に対するトナー補給量のフィードバックを正確に行うことが可能となる。
【００８４】
また、感光ドラム面上での作像速度を  Ｉ  （ｃｍ／ｓ）とすると、中間転写ベルト基準信号からのテストパッチ作像開始タイミングｔは、
ｔ  ＝    ｔ０    ＋  （Ｔ  ÷  Ｉ）                                                                    ・・・（５）
とすることができる。ただし、ｔ０  は、位相差０での作像開始タイミングである。テストパッチ作像位置から、テストパッチのサンプリングを行うためのテストパッチサンプリングセンサの位置までの距離をＬとすると、中間転写ベルト５ａ上の中間転写ベルト基準信号位置からｔ秒後に作像をスタートし、中間転写ベルト５ａ上の中間転写ベルト基準信号位置からｓ秒後にサンプリングを行うとすると、その基準信号からサンプリングまでのタイミングｓは、
ｓ  ＝    （Ｌ  ＋  Ｔ）  ÷  Ｉ                                                                  ・・・（６）となる。
【００８５】
図１３（Ａ）は通常の２枚貼り作像タイミングを示したタイミング図である。Ａ面作像時のＡ面、Ｂ面作像時のＢ面それぞれの基準信号をもとに作像タイミングを生成しており、Ｂ面の作像後端から回転現像装置４の制御が行われている。上述したように、回転現像装置４の制御においては、ステッピングモータにより加速及び減速を用いた高速回転制御が行われる。図示の台形はそれぞれの辺が、加速領域、定速領域、減速領域に対応している。
【００８６】
図１３（Ｂ）は作像の途中にテストパッチを形成した場合の制御を示したタイミング図である。通常は２枚貼りの制御が行われているが、テストパッチを作像するために、Ｂ面側の作像はキャンセルされており、その代わり、Ｂ面の基準信号をもとにしてテストパッチが作像されている。このテストパッチは感光ドラム１上に形成された後、中間転写ベルト５ａに転写され、中間転写ベルト５ａ上で中間転写ベルト上光量検知センサ１３によって、その中間転写ベルト５ａ上のトナー像が読み取られる。このテストパッチの形成タイミングを上記の（４）〜（６）式を用いて補正する。図１３（Ｂ）の上図は位相差が無くオフセットの必要が無い場合のタイミングを示している。また、図１３（Ｂ）の下図は位相差があり補正が行われた場合のタイミングを示している。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態によれば、感光ドラム１上のテストパッチ作像の位置を常に一定に保つことが可能となり、感光ドラム１の感度むらの影響を受けることなくテストパッチのトナー濃度を検知し、トナー補給制御系へのフィードバックを正確に行うことが可能となるので、感光ドラム１の製造コストを上げることなく、感光ドラム上に形成する潜像がいつも同じ位置になることで発生する残像等の問題を解決することができる。
【００８８】
また、感光ドラム１上のテストパッチの作像位置を常に一定に保つことで、トナー濃度検出用のテストパッチの検出結果を安定させることが可能となり、画像の品質を向上させ、コストアップすることなくトナー濃度制御の精度を向上させることが可能となり、トナー濃度制御の精度を向上させることで画像の品質を向上させることができる。
【００８９】
また、中間転写ベルト５ａの回転速度を定着速度と同様に変更できる構成とし、定着速度を画像形成速度より遅くしなくてはならない場合に、最終色の転写終了後は、中間転写ベルト５ａの回転速度を定着速度にまで減速するので、熱ローラ定着器９の記録材搬送部に速度変換領域用の搬送部としての大きさを確保することが不要となるので、画像形成装置を小型化することができる。
【００９０】
また、従来のように画像形成の合間にテストパッチの形成を行うことが不要となるので、画像形成装置の生産性を最大限に効率化することも可能となる。
【００９１】
［他の実施の形態］
本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲で示した機能または実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれば、どのようなものであっても適用可能である。
【００９２】
上記実施形態では、画像形成装置を複合機とした場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機やプリンタに適用することも可能である。
【００９３】
また、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００９４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９５】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００９６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９７】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、感光体上のテストパッチ作像の位置を常に一定に保つことが可能となり、感光体の感度むらの影響を受けることなくテストパッチのトナー濃度を検知し、トナー補給制御系へのフィードバックを正確に行うことが可能となるので、感光体の製造コストを上げることなく、感光体上に形成する潜像がいつも同じ位置になることで発生する残像等の問題を解決することができる。
【００９９】
また、感光体上のテストパッチの作像位置を常に一定に保つことで、トナー濃度検出用のテストパッチの検出結果を安定させることが可能となり、画像の品質を向上させ、コストアップすることなくトナー濃度制御の精度を向上させることが可能となり、トナー濃度制御の精度を向上させることで画像の品質を向上させることができる。
【０１００】
また、中間転写体の回転速度を変更可能としているため、定着速度を画像形成速度より遅くしなくてはならない場合に、最終色の転写終了後は、中間転写体の回転速度を定着速度にまで減速することが可能となり、定着手段における記録材搬送部に速度変換領域用の搬送部としての大きさを確保することが不要となるので、画像形成装置を小型化することができる。
【０１０１】
また、従来のように画像形成の合間にテストパッチの形成を行うことが不要となるので、画像形成装置の生産性を最大限に効率化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構造を示す構成図である。
【図２】画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置の画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図４】画像形成装置の外部インタフェース処理部の構成例を示すブロック図である。
【図５】画像処理部の階調補正を説明する図である。
【図６】画像形成装置の操作部の構成例を示す図である。
【図７】（Ａ）は画像形成装置の中間転写ベルト上に１枚貼り制御での画像形成を行った場合を示す構成図、（Ｂ）は中間転写ベルト上に２枚貼り制御での画像形成を行った場合を示す構成図である。
【図８】画像形成装置の転写タイミングを説明する構成図である。
【図９】画像形成装置の転写タイミングを示すタイミング図である。
【図１０】画像形成装置の転写高圧制御タイミングを示すタイミング図である。
【図１１】画像形成装置の高圧制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】画像形成装置のテストパッチ形成タイミングを説明する構成図である。
【図１３】（Ａ）は画像形成装置の２枚貼り作像タイミングを示すタイミング図、（Ｂ）は作像の途中にテストパッチを形成した場合のタイミング図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム（感光体）
２  １次転写帯電器
３  レーザ露光光学系
４  回転現像装置
４ｂｋ  黒現像器
５ａ    中間転写ベルト（中間転写体）
９  熱ローラ定着器（定着手段）
１３  中間転写ベルト上光量検知センサ（検出手段）
３４  ＣＣＤ
２０１  リーダ部
２０２  プリンタ部
２０３  画像処理部
７００  リーダコントローラ
７０１  プリンタコントローラ（制御手段、計数手段、算出手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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