(57)【要約】【課題】中間転写体上の各色毎のトナー濃度を測定してレーザ光量を調整しつつ、非現像区間での固定現像器の感光体電位を最適化して、最適なトナー画像を現像する。【解決手段】感光体と、その表面に潜像を形成しネガ露光を行う露光器８と、潜像に沿うトナー像を形成する回転および固定の現像器と、複数のトナー像を一次転写するベルト２と、基準信号を発生する信号発生手段と、基準信号に基づき露光手段の動作開始を制御する制御手段と、予め設定したパターンを発生するパターン発生手段６２と、パッチ６０の濃度を検出する濃度センサ６５とを有する。現像器は、潜像をトナー像とする。パターン発生手段の転送データとパターン形成時のレーザ光量設定値と濃度とに基づき、複数の色に応じた光量と画像領域外の露光量とを設定し、画像領域と画像領域外との光量を相互に切り換える。【選択図】　　　　図２
2004021139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
上記感光体表面に露光により潜画像を形成する露光手段と、
上記感光体表面にトナー像を形成する現像手段と、
上記感光体表面に複数の色ごとに複数回に分けて形成された複数のトナー像を順次一次転写する中間転写体と、
基準信号を発生する作像基準信号発生手段と、
上記基準信号に基づいて、上記露光手段の動作開始を制御する制御手段と、
あらかじめ設定されているパターンを発生して、上記露光手段にデータを転送し、感光体を露光するパッチパターン発生手段と、
上記パッチパターン発生手段によって露光されることにより生成されるトナー画像パッチの中間転写体表面の濃度を検出する濃度検出センサとを有し、
上記露光手段が、画像に該当しない部分を露光しつつ、画像に相当する部分を露光しないネガ露光の動作を行う手段であり、
上記現像手段が、露光されていない感光体表面の潜画像をトナー像とし、
上記パッチパターン発生手段から転送されたデータと、パッチパターンの形成時におけるレーザ光量設定値と、濃度センサの値とに基づき、
上記露光手段が、
複数の色のそれぞれの色に応じた光量と、画像領域の外側を露光する光量とをそれぞれ設定し、
それぞれの色区間と画像領域の外側とにおけるレーザ光量を切り換え可能に構成されている
画像形成装置。
【請求項２】
上記感光体が、非晶質シリコンからなる感光剤を用いる
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記露光装置のパッチパターン生成時のレーザ光量が、
上記パッチパターン生成時の前の回に行われたパッチ濃度の測定結果に基づき、それぞれの色ごとに設定された光量設定値を用いる
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー画像を形成する現像器が、
イエローの色現像器、シアンの色現像器、およびマゼンタの色現像器を１つの回転体に支持し、上記回転体をそれぞれの色タイミングに応じて回転させて所望の色現像器を上記感光体に接触させる回転現像器と、
常に上記感光体に接している黒色の色現像器からなる固定現像器とを有して構成される
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記画像領域の外側におけるレーザ光量の設定値が、
黒色のトナーにより生成されたトナーパッチの濃度に基づいて設定される構成を有する
請求項１ないし４のいずれか記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ光により感光体上を走査して静電潜画像を形成する複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、画像に相当する部分を露光することなく画像に相当しない部分を露光する、ネガ露光手段を有する電子写真装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置においては、レーザ光により、ビデオ信号がある部分においてレーザ光をＯＦＦにし、ビデオ信号がない部分においてレーザ光をＯＮにすることにより、感光体上にネガ露光（バックグラウンド露光）を行っていた。また、このネガ露光により感光体表面に潜画像を形成し、感光体表面に形成された潜画像をそれぞれの色の現像手段によってトナー像として形成していた。
【０００３】
そして、この従来の画像形成装置においては、それぞれの色ごとの光量、および画像エリア以外の露光領域においても、レーザ光の光量は一定値であった。
【０００４】
このレーザ光の光量を一定値とする理由は、図６に示すように、回転現像ユニット１３に、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのそれぞれの色現像器が１つの回転現像器として搭載されているためである。
【０００５】
すなわち、感光体が露光されてから現像されるまでの時間および距離が常に一定であるとともに、露光量に対する感光体電位が一定であるため、それぞれの色ごとによる現像条件の違いは表出しにくい。これにより、色の違いによって光量を変化させる必要がなかった。
【０００６】
また、所定の１色からなる画像の現像をする際に、他の現像器が接することがなく、画像エリア以外のバックグラウンド露光量が画像エリアと同じ光量であっても、特に問題にはならないものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転現像器とは別体として、固定現像器を同一感光体上に設け、常に感光体に接した形を採用することにより、感光体上に現像されるエリアが２箇所以上あるバックグラウンド露光系の電子写真装置においては、露光してから現像器へ達するまでの距離、そして時間が異なる。
【０００８】
そのため、感光体上の露光位置から現像器までの位置の関係により、現像器に至ったときの露光量に対する感光体電位が異なる。これにより、現像条件が異なり、色ごとに濃度ムラを引き起こす原因となっていた。
【０００９】
また、それぞれの色ごとに異なる現像特性の違いによる画像の濃度差を、従来においては、それぞれの色ごとの一次帯電バイアスと、それぞれの色の現像バイアスを変えることで調整を行っていた。
【００１０】
ところが、環境温度や湿度などの違いにより、一次帯電バイアスと現像バイアスとの組み合わせ条件を算出することは困難であり、安定した濃度を実現することが非常に困難になっていた。そのため、それぞれの色ごとの光量と、画像エリア外領域での光量とをそれぞれ設定する必要が生じた。
【００１１】
ところが、本発明者が実験を行い、この実験に基づいた鋭意検討を行ったところ、画像エリアの外側の領域において光量を固定値とすると、温度や湿度による環境変化に対する感光体電位の変化に対応することができないことが判明した。
【００１２】
また、回転現像器とは別に、固定現像器を同一感光体上に設け、常に感光体に接した形をとり、現像されるエリアが感光体上に２箇所以上あるバックグラウンド露光系の電子写真装置においては、露光してから現像器へ達するまでの距離（および時間）が異なるため、感光体上の露光位置から現像器までの位置との関係により、現像器に至ったときの露光量に対する感光体電位が異なり、現像条件の違いにより、色ごとに濃度ムラを引き起こす原因になる。
【００１３】
また、常に感光体に接触している固定現像器おいては、現像しない区間は現像しない状態へ現像バイアスを設定するが、現像バイアスのバラツキや感光体電位のフレなどの条件変化により、現像させない条件のラティチュードが小さくなり、しいては、現像すべきではない区間であっても現像して、画像ムラを引き起こすという問題があった。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、中間転写体上のそれぞれの色ごとのトナー濃度を測定し、その結果に基づきレーザ光量を調整することによって、最適なトナー画像を現像することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
また、この発明の他の目的は、中間転写体上のトナー濃度を測定し、レーザ光量を調整することにより、固定現像器の現像しない区間における感光体電位の最適化を実現でき、最適なトナー像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
また、この発明の他の目的は、それぞれの色ごとに異なる現像特性の違いによる画像の濃度差を、それぞれの色の現像特性に対応したレーザ光量に可変することにより、環境温度や湿度の違いによる帯電特性の変化に対し、濃度変動が比較的少なく、安定した画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、
感光体と、
感光体表面に露光により潜画像を形成する露光手段と、
感光体表面にトナー像を形成する現像手段と、
感光体表面に複数の色ごとに複数回に分けて形成された複数のトナー像を順次一次転写する中間転写体と、
基準信号を発生する作像基準信号発生手段と、
基準信号に基づいて、露光手段の動作開始を制御する制御手段と、
あらかじめ設定されているパターンを発生して、露光手段にデータを転送し、感光体を露光するパッチパターン発生手段と、
パッチパターン発生手段によって露光されることにより生成されるトナー画像パッチの中間転写体表面の濃度を検出する濃度検出センサとを有し、
露光手段が、画像に該当しない部分を露光しつつ、画像に相当する部分を露光しないネガ露光の動作を行う手段であり、
現像手段が、露光されていない感光体表面の潜画像をトナー像とし、
パッチパターン発生手段から転送されたデータと、パッチパターンの形成時におけるレーザ光量設定値と、濃度センサの値とに基づき、
露光手段が、
複数の色のそれぞれの色に応じた光量と、画像領域の外側を露光する光量とをそれぞれ設定し、
それぞれの色区間と画像領域の外側とにおけるレーザ光量を切り換え可能に構成されている
ことを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
この発明において、画像形成装置における感光体は、感光材として非晶質シリコン（アモルファスシリコン，α−Ｓｉ）を用いた感光体である。
【００１９】
この発明において、典型的には、画像形成装置における露光装置のパッチパターン生成時のレーザ光量は、前回のパッチ濃度測定の結果に基づき、それぞれの色ごと設定された光量設定値を用いる。
【００２０】
この発明において、具体的には、画像形成装置において、トナー画像を形成する現像器は、イエローの色現像器、シアンの色現像器、およびマゼンタの色現像器の３つの色現像器が１つの回転体に支持され、それぞれの色タイミングに応じて回転体が回転して、所望の色現像器を感光体に接触させる回転現像器と、常に感光体に接している黒色の現像器からなる固定現像器とを有する。
【００２１】
この発明において、典型的には、画像領域外のレーザ光量の設定値は、黒色のトナーにより生成されたパッチ濃度に基づいて設定される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。図１に、この一実施形態による画像形成装置の一例としてのフルカラー複写機（フルカラーコピー機）の要部構成図を示す。
【００２３】
像担持体としての感光体ドラム（以下、感光体と称する）１は、モータ（図示せず）により矢印Ａの方向に回転可能に設けられている。この感光体１は、材料にアモルファスシリコンからなる感光材が使用されている。
【００２４】
また、感光体１の周囲には、一次帯電器７、露光装置８、転写帯電器１０、清掃帯電器１１、クリーナ装置１２、および回転現像器としての回転現像ユニット１３がそれぞれ配置されている。これらのうちの清掃帯電器１１は、クリーナ装置１２の前段に配置されている。
【００２５】
また、回転現像ユニット１３は、フルカラー現像のための３台の色現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃを含む回転現像器から構成されている。また、感光体１に常に接した状態に固定された固定現像器としての黒現像器１４がさらにその上流側に設けられている。
【００２６】
色現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと、黒現像器１４とは、感光体１上の潜画像をそれぞれイエロー（以下、Ｙ）トナー、マゼンタ（以下、Ｍ）トナー、シアン（以下、Ｃ）トナー、黒（図１中、Ｋ）トナーによって現像を行う。
【００２７】
Ｙ，Ｍ，Ｃのそれぞれの色の現像を行う際には、まず、モータ（図示せず）によって回転現像ユニット１３を矢印Ｒ方向に回転させ、これらの色現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃが感光体１に当接するように位置合わせされる。
【００２８】
また、黒の現像に関しては、常に感光体１に黒現像器１４が接した構成を有している。そして、黒以外のそれぞれの色を現像する時には、黒トナーの現像が行われないように、黒現像器の高圧バイアスを制御する。すなわち、黒トナーの現像を行う際には、トナーが現像する高圧バイアスに切り換えて黒トナーを現像する。
【００２９】
また、感光体１上に現像されたそれぞれの色のトナー像は、転写帯電器１０によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。また、ベルト２は、駆動ローラ１７、テンションローラ１８，２０、バックアップローラ１９に張架されている。
【００３０】
そして、これらのうちの駆動ローラ１７は、駆動源（図示せず）に結合されてベルト２を駆動可能な機能を有する駆動ローラである。また、テンションローラ１８およびテンションローラ２０は、ベルト２の張力を調節する機能を有するテンションローラである。また、バックアップローラ１９は、二次転写装置２１としての転写ローラに対するバックアップローラとして機能する。
【００３１】
また、駆動ローラ１７に対して、ベルト２を挟んで対向する位置に、ベルトクリーナ２２が設けられている。このベルトクリーナ２２は、ベルト２上の残留トナーをブレードによりかきおとすためのものである。
【００３２】
また、記録紙Ｓカセット２３からピックアップローラ２４によって搬送路に引き出された記録紙Ｓは、ローラ対２５，２６によって、二次転写装置２１とベルト２との当接部、いわゆるニップ部に給送される。
【００３３】
ベルト２表面に形成されたトナー像は、このニップ部において記録紙Ｓ表面に転写される。このトナー像が転写された記録紙Ｓは、その表面のトナー像が定着装置５によって熱定着された後、装置の外部に排出される。
【００３４】
次に、上述のように構成された、この一実施形態による画像形成装置、具体的にフルカラー複写機における画像の形成方法について説明する。
【００３５】
すなわち、まず、一次帯電器７に電圧を印加することにより感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナスに帯電させる。
【００３６】
次に、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるように、レーザースキャナからなる露光装置８によって露光を行う。これにより、感光体１表面に潜画像が形成される。なお、露光装置８においては、画像信号に基づいてオン／オフを制御することにより、画像に対応した潜画像が形成される。
【００３７】
また、色現像装置１３Ｙなどにおける現像ローラには、それぞれの色ごとに、あらかじめ設定された現像バイアスが印加されている。そして、その潜画像は、現像ローラの位置を通過する際にトナーの状態が現像され、トナー像として可視化される。
【００３８】
その後、転写帯電器１０により、このトナー像がベルト２に転写される。そして、このトナー像はさらに二次転写装置２１によって記録紙Ｓに転写される。その後、この記録紙Ｓは、定着装置５に送給される。なお、フルカラープリントの際には、ベルト２表面に４色のそれぞれの色のトナーが重ね合わされた後に、記録紙Ｓに転写される。
【００３９】
また、感光体１表面に残留したトナーは、まず、予備清掃装置（図示せず）によりその帯電状態がクリーニングされやすい状態にされ、続いてクリーナ装置１２によって除去・回収される。そして、最後に、感光体１が除電装置（図示せず）によって０ボルト（０Ｖ）付近まで一様に除電され、次の画像形成サイクルに備えられる。
【００４０】
このようなカラーコピー機の画像形成タイミングは、ベルト２上の所定位置を基準として制御されている。すなわち、ベルト２は、駆動ローラ１７、テンションローラ１８、バックアップローラ１９、およびテンションローラ２０からなるローラ類に掛け渡されている。これにより、テンションローラ１８およびテンションローラ２０によって所定の張力が与えられている。
【００４１】
また、バックアップローラ１９とテンションローラ２０との間には、基準位置を検知する反射型センサ３６が配設されている。反射型センサ３６は、ベルト２の外周面の端部に設けられた反射テープなどのマーキングを検知して、Ｉ−ｔｏｐ信号を出力するためのものである。
【００４２】
また、感光体１の外周の長さとベルト２の周長とは、１：ｎ（ｎは整数）で表される整数比になっている。すなわち、ベルト２の周長は、感光体１の整数倍（ｎ倍）になるように設定されている。
【００４３】
ベルト２の周長と感光体１の外周の長さとをこのように設定しておくと、ベルト２が１周する間に、感光体１が整数回回転する。そして、ベルト２が１周した後は、ベルト２が周回開始前と同じ状態に戻るので、中間転写によってベルト２を４周回転させて、このベルト２表面に４色を重ね合わせる際の、感光体１の回転ムラによる色ズレを回避可能となる。
【００４４】
上述のような中間転写方式の画像形成装置においては、Ｉ−ｔｏｐ信号を検知した後、所定時間だけ経過した後に、レーザースキャナからなる露光装置８により露光が開始される。
【００４５】
また、上述のようにベルト２が１周する間に、感光体１が整数回回転して、ベルト２が回転を開始する前、すなわち１周前と同じ状態に戻るため、ベルト２の表面には、常に同じ位置にトナー像が形成される。
【００４６】
また、用紙の寸法（サイズ）によって、トナー像の寸法も変化するが、このときには、ベルト２表面にトナー像が転写されない範囲が存在する。
【００４７】
また、電位センサ３は、一次帯電器７と黒現像器１４との間に配設され、感光体１への露光点よりも回転方法下流側に位置している。この電位センサ３は、感光体上の帯電電位を測定するためのものである。
【００４８】
次に、以上のように構成された画像形成装置における画像装置８について説明する。図２に、この露光装置８の構成をブロック図で示す。
【００４９】
図２に示すように、この一実施形態による露光装置８においては、まず、画像入力部４１に画像データが入力される。この画像データは、８ビットの画像データとして画像処理部４２に供給される。
【００５０】
この画像データが供給された画像処理部４２においては、フルカラーコピー機本体の性能に対し、トナー画像を最適化するための画像処理が行われる。そして、この画像処理の出力結果は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれの色ごとの画像データに展開され、画像処理部４２内のメモリに格納されて、記憶される。
【００５１】
次に、作像基準信号発生手段としての中央処理装置（ＣＰＵ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）４０から、出力すべき色に応じた色出力信号を含む画像出力制御信号が画像処理部４２に供給される。その後、出力すべき色データが、８ビットデータとしてＰＷＭ（パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））信号発生部４３に供給される。
【００５２】
その後、ＰＷＭ発生部４３において、供給された８ビットの多値のデータに基づき、１画素におけるレーザ光の発光時間を制御するパルス幅を設定し、レーザドライバ４４にパルス信号として供給する。
【００５３】
ここで、レーザドライバ４４には、内部回路として、光量を調整可能な光量制御部４６、および画像エリアと非画像エリアとにおいてレーザのオン／オフを切り換え、露光装置８の動作開始を制御する制御手段としてのオン／オフ制御部４５が配設されている。
【００５４】
オン／オフ制御部４５には、ＣＰＵ４０からの画像エリアタイミングと、画像の用紙に対する余白情報とが供給される。そして、画像データである、ＰＷＭ発生部４３からのデータに基づいてレーザをオン状態にするか、強制的にオン状態またはオフ状態にするかが制御される。
【００５５】
次に、レーザの光量調整に関して説明する。すなわち、まず、コピー機の動作状況により、ＣＰＵ４０からセレクタ４９に、非画像領域であるか、いずれの色の露光タイミングであるかの情報データが供給される。
【００５６】
そして、情報データを供給されたセレクタ４９は、このＣＰＵ４０からの情報データにより、あらかじめ設定されたレーザ光量調整値データを格納したメモリ部５０から、非画像領域、またはそれぞれの色ごとに設けられた設定値データを読み出す。その後、セレクタ４９は、この読み出されたレーザ光量調整値の情報データをＤ／Ａコンバータ４８に供給する。
【００５７】
Ｄ／Ａコンバータ４８は、アナログ信号変換されたレーザ光量調整値の情報データを、レーザドライバ４４における光量制御部４６に供給する。この光量制御部４６は、入力されたレーザ光量設定値の情報データと、レーザ素子４７内に設けられたフォトダイオードの出力電流とをそれぞれモニタする。
【００５８】
そして、光量制御部４６が、レーザ光量がレーザ光量設定値になるように、レーザに流れる電流を制御することによって、レーザ光量を調整する。
【００５９】
ここで、この発明による、中間転写体としてのベルト２表面のトナー濃度を測定する際のシーケンスと、このシーケンスに伴うレーザ光量調整方法について、以下に具体的に説明をする。
【００６０】
すなわち、ＣＰＵ４０は、セレクタ４９に対して、通常の画像形成シーケンスにおけると同様に、それぞれの色ごとのシーケンスと非画像領域の区間に応じセレクト信号を出力する。
【００６１】
その後、セレクタ４９はメモリ部５０から、それぞれの色ごとに独立に設けられた光量設定値と、非画像領域での光量設定値とを読み出す。そして、画像形成のシーケンスに応じて、設定値データをＤ／Ａコンバータ４８に供給する。
【００６２】
次に、ＣＰＵ４０は、画像処理部４２の内部において構成されるパッチパターン発生手段６２に対して、画像出力制御信号を供給してトナー濃度測定用のパッチパターンの生成を命令する。
【００６３】
この画像出力制御信号が供給された画像処理部４２は、パッチパターン発生手段６２からＰＷＭ発生部４３にパターンを出力する。このとき、出力するパッチパターンは、それぞれの色ごとにそれぞれ複数の階調パターンを形成する画像データが出力されたものである。その後、ＰＷＭ発生部４３は、パッチパターン発生手段６２から供給されたパッチパターンのデータに従って、レーザドライバ４４にＰＷＭ信号を出力する。
【００６４】
このような動作により、感光体１表面にパッチパターンが露光される。そして、それらのパッチパターンは、それぞれの色ごとの現像器によりそれぞれトナー画像とされた後、転写帯電器１０によって中間転写体としてのベルト２表面に転写される。
【００６５】
以上の制御により感光体１表面に形成され、中間転写体としてのベルト２表面に転写されたトナーパッチ６０は、トナー濃度センサ６５により、その濃度が測定される。測定された濃度は、トナー濃度センサ６５から濃度データとして増幅器６１を経由してＣＰＵ４０に供給される。このようにして、中間転写体としてのベルト２表面のトナーパッチ６０の濃度の測定値がＣＰＵ４０に通知される。
【００６６】
ここで、トナー濃度センサ６５について、以下に説明する。図３に、このトナー濃度センサ６５の基本構造を示す。
【００６７】
図３に示すように、トナー濃度センサ６５においては、反射型センサが用いられている。すなわち、まず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などからなる発光素子６６から出射した光を、中間転写体としてのベルト２表面に転写されたトナーパッチ６０に照射する。
【００６８】
このとき、発光素子６６が出射した光は、偏光フィルタ６９を介してトナーパッチ６０に照射されるとともに、その一部がこの偏光フィルタ６９において反射される。偏光フィルタ６９において反射された光は、光量調整用フォトダイオード６７に入射する。
【００６９】
そして、発光素子６６から出射され、トナーパッチ６０に照射される照射光の光量は、偏光フィルタ６９において反射され光量調整用フォトダイオード６７によって受光された反射光の光量が常に一定になるように、調整される。
【００７０】
また、発光素子６６から偏光フィルタ６９を通過してトナーパッチ６０に照射した光の反射光は、受光素子６８によって受光される。そして、この反射光の光量の測定データが濃度測定値としてＣＰＵ４０に通知される。
【００７１】
ＣＰＵ４０は、パッチ濃度測定の結果と、パッチ濃度測定時でのそれぞれの色ごとのレーザ光量設定値と、パッチパターン発生手段からの階調データとの関係に基づいて、それぞれの色ごとのレーザ光量設定値を算出し、それぞれのレーザ光量設定値をメモリ部５０にそれぞれセットする。
【００７２】
具体的には、ＣＰＵ４０により、非画像領域用レーザ光量設定値は、黒トナーによるパッチ濃度測定により得られた黒色用レーザ光量設定値に比して、大きい値になるように算出され設定される。
【００７３】
これは、黒現像器１４が常に感光体１に接した固定現像器であることにより、黒色トナー形成区間以外にトナーが感光体上に飛散しないことが要求されるからである。すなわち、黒色のトナー画像形成に最適なレーザ光量設定値に比して、非画像領域の光量を大きくすることにより、非画像領域における黒トナーの飛散を確実に防止することができる。
【００７４】
また、それぞれの色ごとにおけるレーザ光量の演算は、表記してはいないが、ＣＰＵ４０内に設けられた、露光量と図４に示すトナーパッチ６０のトナー濃度との関係からなるそれぞれの色ごとのレーザ光量を算出するためのグラフに基づいてレーザ光量設定値が算出され、設定される。
【００７５】
図５に、パッチ生成とトナー濃度測定におけるレーザ光量制御のシーケンスと、現像器におけるバイアス制御、転写帯電器１０の転写バイアス制御のシーケンスを表す。
【００７６】
このシーケンス自体は通常の画像形成時と同様のシーケンスであるが、紙などの記録媒体に転写せず中間転写体としてのベルト２表面に残存したトナーは、すべてベルトクリーナ２２により除去される。
【００７７】
また、二次転写装置２１は、トナーが中間転写体としてのベルト２から二次転写装置２１に転写しないように、互いに離間する機構を有する。そして、トナーパッチ６０のトナー濃度を検出する際には、中間転写体としてのベルト２が接しない状態に保持される。
【００７８】
そして、測定シーケンスがスタートされると、まず、感光体１表面に常に接している黒現像器１４のバイアスを印加する。なお、バイアス制御シーケンスの理解を容易にするために、ＤＣバイアスについてのみ、そのタイミングと制御電圧値とを示している。
【００７９】
また、黒現像のＤＣバイアスに関しては、黒色のトナーが感光体１表面に飛散しないようにして、現像されないバイアス値（例えば６００Ｖ程度）まで印加する。次に、感光体の電位を測定するため、レーザがネガ露光のための発光を開始する。
【００８０】
その後、感光体１表面の電位を一様に安定化させるための前回転シーケンスに入る。ここは、画像領域の外側の非画像エリアに該当する部分であるため、レーザ光量は、非画像エリア時のレーザ光量の設定値となる。黒現像器１４のバイアスは電位測定時と同じで黒トナーが感光体１上に飛散しないように、現像されない場合のバイアス値のままである。
【００８１】
次に、マゼンタの画像エリアになると、レーザ光量がマゼンタの光量設定値に切り換えられる。そして、マゼンタの色現像器１３Ｍが感光体１に接触し、色現像バイアスを印加する。なお、シーケンスの理解を容易にするために、色現像器１３ＭのＤＣバイアスの印加についてのみ説明する。
【００８２】
続けて、マゼンタの画像区間が終了し、記録紙Ｓの紙間になると、色現像器１３ＭのＤＣバイアスが一旦オフにされる。そして、回転現像ユニット１３が回転を開始する。他方、レーザ光量においては、記録紙Ｓの紙間が非画像領域であるため、レーザ光量設定値が非画像領域設定に切り換えられる。
【００８３】
次に、順次シアンおよびイエローの画像エリアに移動すると、マゼンタの画像エリアの場合と同様にして、シアン、イエローのそれぞれの光量設定値に切り換えられる。そして、色現像バイアスが印加され、感光体１表面に、シアンおよびイエローのそれぞれのトナー画像が形成される。
【００８４】
なお、この黒以外の画像エリアにおいては、常に黒トナーが感光体１表面に飛散したり現像されたりしないように、現像されないバイアス値（例えば、６００Ｖ）まで印加されている。
【００８５】
最後の黒トナーの画像エリアにおいては、黒の画像領域になる黒の現像ＤＣバイアスは、色現像の現像時におけると同様の１８０Ｖに引き下げられる。他方、レーザ光量も黒用のレーザ光量設定値に切り換えられる。
【００８６】
中間転写体としてのベルト２表面におけるトナー濃度の測定は、それぞれの色が転写された時点で、それぞれ測定される。そして、このそれぞれの色の測定が終わると、これらのトナーは、ベルトクリーナ２２によりそれぞれの色ごとに除去される。
【００８７】
続けて、４色目の黒のトナー画像形成が終了すると、後回転シーケンスに入る。この後回転シーケンスにおいては、黒現像のＤＣバイアスが、再び現像されないＤＣバイアスに設定される。これとともに、レーザ光量が、一旦非画層領域の光量設定に切り換えられる。それから、レーザ光量がオフされた後、黒現像ＤＣバイアスがオフにされ、一連のシーケンスが終了する。
【００８８】
以上のようにして、この発明の一実施形態による画像形成装置が構成され、画像形成のシーケンスが実行される。
【００８９】
以上説明したように、この一実施形態によれば、感光体１と、感光体１表面に露光により潜画像を形成する露光手段としての露光装置８と、感光体１表面にトナー像を形成する現像手段としての回転現像ユニット１３および黒現像器１４と、感光体１表面に複数の色ごとに複数回に分けて形成された複数のトナー像を順次一次転写する中間転写体としてのベルト２と、基準信号を発生する作像基準信号発生手段と、画像出力制御信号に基づいて、露光装置８の動作開始を制御する画像処理部４２と、パッチパターン発生手段６２と、ベルト２表面のトナーパッチ６０の濃度を検出する濃度センサ６５とを有し、露光装置８が、ネガ露光動作を行う装置であり、パッチパターン発生手段６２から転送されたデータと、パッチパターンの形成時におけるレーザ光量の設定値と、濃度センサ６５の測定値とに基づいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれの色に応じた光量と、画像領域の外側を露光する光量とをそれぞれ設定し、それぞれの色区間と画像領域の外側とにおけるレーザ光量を切り換え可能に構成していることにより、現像すべきではない区間であっても現像してしまって画像ムラが発生するという問題を解決することができるのみならず、ベルト２表面のトナー濃度を測定して、レーザ光量を調整しているので、黒現像器１４の現像しない区間における感光体電位を最適化することができ、最適なトナー画像を現像することが可能になる。また、環境温度や湿度の違いによる帯電特性の変化に対し、濃度変動が比較的少なく、安定した画像濃度を得ることが可能となる。
【００９０】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００９１】
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、観測素子はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値や観測素子を用いてもよい。
【００９２】
また、例えば上述の一実施形態においては、画像形成装置の構成例としてフルカラーコピー機が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、フルカラープリンタ装置やカラーファクシミリ装置などのカラー電子写真装置を備えたものに適用することが可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、中間転写体上のそれぞれの色のトナー濃度を測定し、その結果に基づきレーザ光量を調整することによって、最適なトナー画像を現像することが可能となる。
【００９４】
また、この発明によれば、常に感光体に接触している固定現像器においては、現像しない区間は現像しない状態に現像バイアスを設定するが、現像バイアスのバラツキや感光体電位のフレなどの条件変化により、現像させない条件のラティチュードが小さくなるのを防止することができる。
【００９５】
さらに、現像すべきではない区間であっても現像してしまって画像ムラが発生するという問題を解決することができ、中間転写体上のトナー濃度を測定し、レーザ光量を調整することにより、固定現像器の現像しない区間における感光体電位の最適化を実現でき、最適なトナー像を得ることが可能となる。
【００９６】
また、この発明によれば、さらに、それぞれの色ごとに異なる現像特性の違いによる画像の濃度差を、それぞれの色の現像特性に対応したレーザ光量に可変することにより、環境温度や湿度の違いによる帯電特性の変化に対し、濃度変動が比較的少なく、安定した画像濃度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による、黒現像器を感光体に常接する固定現像器とした画像形成装置の略線図である。
【図２】この発明の一実施形態によるレーザ光量制御、パッチパターン生成に関する制御、および中間転写体上のトナー濃度測定に関する構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態によるトナー濃度センサの構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の一実施形態によるトナー濃度センサから得られる測定値を示すグラフである。
【図５】この発明の一実施形態による画像形成装置における、レーザ光量制御と現像バイアス制御とトナー濃度測定との間におけるシーケンスを示す。
【図６】従来技術による回転現像器に４色の現像器を有する画像形成装置を示す略線図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　ベルト
３　電位センサ
５　定着装置
７　一次帯電器
８　露光装置
１０　転写帯電器
１１　清掃帯電器
１２　クリーナ装置
１３　回転現像ユニット
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ　色現像装置
１４　黒現像器
１７　駆動ローラ
１８　テンションローラ
１９　バックアップローラ
２０　テンションローラ
２１　二次転写装置
２２　ベルトクリーナ
２３　カセット
２４　ピックアップローラ
２５，２６　ローラ対
３６　反射型センサ
４１　画像入力部
４２　画像処理部
４３　ＰＷＭ発生器
４４　レーザドライバ
４５　オン／オフ制御部
４６　レーザ光量制御部
４７　レーザ素子
４８　Ｄ／Ａコンバータ
４９　セレクタ
５０　メモリ部
６０　トナーパッチ
６１　増幅器
６２　パッチパターン発生手段
６５　トナー濃度センサ
６６　発光素子
６７　光量調整用フォトダイオード
６８　受光素子
６９　偏光フィルタ
【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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