(57)【要約】【課題】画像形成毎に精度よく画像補正を行うことができ、長期にわたって安定した画像を得ることが可能であり、また、制御に要する時間を短縮し、生産性を低下させることのない画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材担持体５上の第１の記録材６Ａ、第２の記録材６Ｂの順に転写が行われるように、第１の現像手段によって像担持体４上にトナー像を順次形成し、第１の現像手段によるトナー像が転写された第２の記録材６Ｂが転写部を通過する前に、記録材担持体５上の第２の記録材６Ｂ、第１の記録材６Ａの順に転写が行われるように、移動手段によって第２の現像手段を現像部に移動させ、第２の現像手段によって像担持体４上にトナー像を順次形成する。【選択図】        図１
2004233464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、互いに異なる色のトナーを収容し像担持体上に形成された潜像を現像部で現像する複数の現像手段と、複数の現像手段を収容しその１つが現像部に択一的に位置するように移動させる移動手段と、記録材を担持する記録材担持体と、を有し、像担持体から記録材担持体上の複数の記録材にトナー像を転写部にて転写する工程を繰り返して記録材上に複数のトナー像を形成する画像形成装置において、
前記記録材担持体上の第１の記録材、第２の記録材の順に転写が行われるように、第１の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成し、
前記第１の現像手段によるトナー像が転写された前記第２の記録材が前記転写部を通過する前に、前記記録材担持体上の前記第２の記録材、前記第１の記録材の順に転写が行われるように、前記移動手段によって第２の現像手段を前記現像部に移動させ、前記第２の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等の適宜の作像プロセスにて、各色成分トナー像を記録材上に転写して画像を得る多色画像形成装置に関するものであり、カラー複写機やカラーレーザビームプリンタなどに具現化し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像形成装置として、図１に示すような装置が利用されている。即ち、プリンタ部Ｂにおいて、現像手段は、回転式現像装置３であり、マゼンタトナー現像器３Ｍ、シアントナー現像器３Ｃ、イエロートナー現像器３Ｙ、ブラックトナー現像器３Ｋから構成されている。回転式現像装置３は、図示しない回転支持装置によって回転可能に支持されており、前述したカラートナー現像器３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋが順次、像担持体としての感光体ドラム４に対向して各色トナーによる現像が行われる。
【０００３】
感光体ドラム４は、所定の角速度をもって回転駆動され、その感光体ドラム表面を帯電手段８によって一様に帯電する。
【０００４】
次に、第１色目（例えばマゼンタ）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置、即ち、プリンタ制御部１０９、レーザドライバ及びレーザ光源１１０、ポリゴンミラー１、反射ミラー２などによってレーザビームを露光走査させることで感光体ドラム４上に第１色目の静電潜像を形成され、第１色目のマゼンタトナー現像器３Ｍによって現像、可視化される。
【０００５】
この可視化された第１のトナー像は、感光体ドラム４に所定の押圧力を持って圧接されながら回転駆動される転写ドラム５の表面に吸着された記録材６に転写される。
【０００６】
前記転写工程を他のトナー（シアン、イエロー、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各現像器に内包された各色トナーによるトナー像を転写ドラム５上に担持された同一の記録材６上に順次転写、積層することによりカラー画像が形成され、定着器７によって定着され、画像形成装置の機外に排出される。
【０００７】
上記のようなカラー画像形成装置では、フルカラー画像を得るためには各色成分数だけ記録材６上にトナー像を転写する必要があり、したがって上記のような構成では転写ドラム５が数回回転しなければフルカラー画像を得ることができず、フルカラー画像形成速度が、１回の転写ドラム５の回転で得ることのできる単色画像と比較して遅くなるという問題点がある。
【０００８】
これに対し、転写ドラム上に一度に２つの画像を転写させることで、１シーケンスの転写ドラムの駆動で同時に２つのフルカラー画像を得ることができるようにすることで速度向上が図られてきた。すなわち、図２５に示すように、転写ドラム５の周面に２つの記録材６Ａ、６Ｂが同時に担持され、従って、転写ドラム５は、１回の回転駆動について６Ａ、６Ｂ２つの記録材に同時に２つのフルカラー画像を転写することができる。
【０００９】
また、カラー画像形成時、回転式現像装置の回転交換のために転写ドラム上の２つの画像形成領域のうち１つを通過する時間を用いて回転式現像装置の回転交換を行う、所謂、スキップ動作を行うという画像形成装置も考案されている。
【００１０】
さらに、こうした構成を持つ複写機やプリンタ等の画像形成装置の画像処理特性を調整する方法（画像制御方法）として、次のような手法が知られている。
【００１１】
まず、画像形成装置を起動して、そのウォームアップ動作の終了後に、特定パターンを形成し、そのパターンの濃度を読み取り、その読み取った濃度値に基づいて、γ補正回路などの画像形成条件を決定する回路の動作を変更することにより、形成される画像の品質を安定させている。
【００１２】
さらに、環境条件の変動により、その階調特性が変化した場合にも、再度特定パターンを形成して読み取り、再びγ補正回路などの画像形成条件を決定する回路にフィードバックすることにより、その環境条件の変動量に応じて画像品質を安定させることができる。
【００１３】
また、画像形成装置が、長期に渡って使用された場合、像担持体上のパターンを読み取った濃度と、実際にプリントアウトされた画像の濃度が一致しなくなるケースが生じてくる。そのため、記録材上に特定パターンを形成し、その濃度値によって画像形成条件を補正する方法も知られている。
【００１４】
さらに、画像形成動作中に非画像領域に特定パターンを形成し、そのパターンの濃度を読み取り、その読み取った濃度値に基づいて、画像形成動作毎にγ補正回路などの画像形成条件を決定する回路の動作を変更することにより、刻々と変化する画像特性に対して精度よく補正を行う方法も知られている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、カラー画像形成装置においては、生産性の向上やさらなる省スペース性などが求められており、そのために上記のような構成のカラー画像形成装置において、転写ドラムの駆動速度（以下「プロセススピード」という。）を速くしていくと、画像の現像を行う際、回転式現像装置の回転交換の間に回転駆動する転写ドラムの周長が、静電潜像の間隔よりも長くなってしまうおそれがある。また、省スペース性の追求のために転写ドラムの径を短くすると、静電潜像の間隔が短くなってしまう。
【００１６】
さらに、プロセススピードを速くすることに伴って、感光体ドラム上に画像を形成した直後に回転式現像装置の回転動作を行わなければならず、非画像領域部に画像補正用の特定パターンを形成する時間的余裕がなくなってしまい、結果として、刻々と変化する画像特性に対して画像形成毎に精度よく補正を行うことができなくなってしまい、安定した画像が得られなくなってしまうという問題点があった。
【００１７】
そこで、上記の問題点を解決することを目的として、転写体を用いて記録材上に多重転写を行う、もしくは中間転写体を用いて該中間転写体上に積層したトナー像を記録材に一括して２次転写を行い、現像手段が回転式現像装置から構成され、転写体または中間転写体の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体または中間転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置において、転写体または中間転写体の空回転サイクル中に形成されたトナーパッチを光学的検出手段によって読み取り、その読み取った画像情報と基準画像情報の差異に基づいて画像形成条件を補正する構成の画像形成装置が考案されている。
【００１８】
しかしながら、こうした構成の画像形成装置においては、耐久が進むにつれ像担持体である感光体ドラムの傷や削れといった要因による表面性の変化、或いは、感光体ドラム表面トナー付着などにより反射率の低下が生じることが分かっている。つまり、下地の反射率（濃度検知に用いる光に対する反射率）によって濃度検知した結果は大きく異なるので、濃度測定値も経時的に変化してしまうという問題点があった。
【００１９】
そこで、感光体ドラム上に特定パターンを形成して、そのパターンの濃度を読み取る前に、感光体ドラム上の下地の反射率を読み取っておき、その読み取った結果を利用して下地補正を行うという方法が採用されているが、この場合、特定パターンの形成、読み取りの動作の前に同様に下地の読み取りを行う必要があり、その分だけ余計に時間を取られてしまい、結果として生産性が落ちてしまうという問題点があった。
【００２０】
また、特定のトナーパターンを形成する箇所とは別の位置の感光体ドラム表面をあらかじめ検知しておいて、下地補正を行うという方法も提案されているが、この場合、耐久による局所的な感光体ドラム表面の劣化やトナー付着などによる表面性の変化には対応が困難で補正の精度に問題があった。
【００２１】
本発明の目的は、上記問題点を解決することであり、画像形成毎に精度よく画像補正を行うことができ、長期にわたって安定した画像を得ることが可能であり、また、制御に要する時間を短縮し、生産性を低下させることのない画像形成装置を提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、転写体を用いて記録材上に多重転写を行うか、又は、中間転写体を用いて中間転写体上に積層したトナー像を一括して記録材に２次転写を行い、現像手段が回転式現像装置から構成され、転写体又は中間転写体の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体又は中間転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置において、回転式現像装置を回転させて現像器の交換を行ってる時間中にトナー像の現像されていない感光体ドラム表面一周分を光学的検出手段によって読み取り、その位置情報と共に記憶しておくことにより、第２の制御系を行う前に改めて下地補正用のデータを取る必要がなくなり、第２の制御系に要する時間を短縮することが可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２３】
本発明の他の目的は、転写体を用いて記録材上に多重転写を行うか、又は、中間転写体を用いて中間転写体上に積層したトナー像を一括して記録材に２次転写を行い、現像手段が回転式現像装置から構成され、転写体又は中間転写体の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体又は中間転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置において、転写体又は中間転写体の空回転サイクル中に下地補正用データとして像担持体表面を光学的検出手段によって読み取ることにより、第２の制御系を行う前に改めて下地補正用のデータを取る必要がなくなり、第２の制御系に要する時間を短縮することが可能となる画像形成装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２５】
（１）像担持体と、互いに異なる色のトナーを収容し像担持体上に形成された潜像を現像部で現像する複数の現像手段と、複数の現像手段を収容しその１つが現像部に択一的に位置するように移動させる移動手段と、記録材を担持する記録材担持体と、を有し、像担持体から記録材担持体上の複数の記録材にトナー像を転写部にて転写する工程を繰り返して記録材上に複数のトナー像を形成する画像形成装置において、
前記記録材担持体上の第１の記録材、第２の記録材の順に転写が行われるように、第１の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成し、
前記第１の現像手段によるトナー像が転写された前記第２の記録材が前記転写部を通過する前に、前記記録材担持体上の前記第２の記録材、前記第１の記録材の順に転写が行われるように、前記移動手段によって第２の現像手段を前記現像部に移動させ、前記第２の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成することを特徴とする画像形成装置。
【００２６】
（２）検出用のトナー像の濃度を検出部で検出する検出手段を有し、前記第１の現像手段は、前記記録材担持体上の前記第１の記録材、前記第２の記録材の順に転写が行われるように前記像担持体上にトナー像を形成した後であって、前記移動手段によって移動される前に、前記検出用のトナー像を形成することを特徴とする上記（１）の画像形成装置。
【００２７】
（３）前記検出手段によって検出された濃度に基づいて画像形成条件を補正する補正手段を有することを特徴とする上記（２）の画像形成装置。
【００２８】
（４）前記補正手段は、前記検出手段によって検出された前記検出用のトナー像の濃度に基づいて画像形成条件を制御する第１の制御系を有し、前記第１の制御系による画像制御の終了後、再び検出用のトナー像を形成して前記検出手段によって濃度を検出し、その検出された濃度に基づいて、通常画像形成中に、検出用のトナー像を形成して前記検出手段によって濃度を検出し、その検出された濃度と基準濃度との差異に基づいて第１の制御系による画像制御により補正した画像形成条件をさらに補正する第２の制御系を持つことを特徴とする上記（３）の画像形成装置。
【００２９】
（５）前記検出手段は前記像担持体上に形成された前記検出用のトナー像の濃度を検出することを特徴とする上記（２）から上記（４）のいずれかの画像形成装置。
【００３０】
（６）前記像担持体の位置情報を検知する像担持体位置情報検知手段を持つことを特徴とする上記（１）から上記（５）の何れかの画像形成装置。
【００３１】
（７）前記検出用のトナー像が形成される前において、前記検出手段は前記移動手段が前記現像手段を移動している間に像担持されていない前記像担持体上の領域から反射する光を予め検出することを特徴とする上記（６）の画像形成装置。
【００３２】
（８）前記検出された反射光は、前記像担持体周方向全領域について検出することを特徴とする上記（７）の画像形成装置。
【００３３】
（９）  前記検出された反射光は、前記像担持体位置情報検知手段によって検知された前記像担持体上の位置情報と共に記憶されることを特徴とする上記（８）の画像形成装置。
【００３４】
（１０）前記検出された反射光を用いて前記検出手段の出力を補正することを特徴とする上記（９）の画像形成装置。
【００３５】
（１１）前記第２の現像手段は、前記記録材担持体上の前記第２の記録材、前記第１の記録材の順に転写が行われるように前記像担持体上にトナー像を形成した後であって、前記移動手段によって移動される前に、前記検出用のトナー像を形成することを特徴とする上記（７）から上記（１０）の何れかの画像形成装置。
【００３６】
（１２）前記複数の現像手段と前記移動手段は、前記像担持体に対して回転可能に支持された複数の現像器を収納した回転式現像装置から構成され、前記記録材担持体の周長をＬ（ｍｍ）、記録材担持体の移動速度をＶｔｒ（ｍｍ／ｓ）、記録材担持体上に担持された記録材の枚数をｎ（枚）、記録材上の画像形成領域の長さをＰ（ｍｍ）、前記回転式現像装置の直径をＲ（ｍｍ）、回転式現像装置の回転速度をＶｒｔ（ｍｍ／ｓ）、回転式現像装置内に収納された現像器の数をＮ（個）としたときに、
（Ｌ−ｎ×Ｐ）×（１／ｎ）×（１／Ｖｔｒ）＜  πＲ×（１／Ｎ）×（１／Ｖｒｔ）＜  Ｐ×（１／Ｖｔｒ）
の関係式を満たすことを特徴とする上記（１）から上記（１１）の何れかの画像形成装置。
【００３７】
（１３）前記像担持体の周長よりも記録材上の画像形成領域の長さが長いことを特徴とする上記（１）から上記（１２）の何れかの画像形成装置。
【００３８】
（１４）像担持体と、互いに異なる色のトナーを収容し像担持体上に形成された潜像を現像部で現像する複数の現像手段と、複数の現像手段を収容しその１つが現像部に択一的に位置するように移動させる移動手段と、中間転写体と、を有し、像担持体から中間転写体上の複数の位置にトナー像を転写部にて転写する工程を繰り返して中間転写体上に複数のトナー像を形成した後、前記中間転写体上の複数のトナー像を複数の記録材にそれぞれ転写する画像形成装置において、
前記中間転写体上の第１の位置、第２の位置の順に転写が行われるように、第１の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成し、
前記第１の現像手段によるトナー像が転写された前記第２の位置が前記転写部を通過する前に、前記中間転写体上の前記第２の位置、前記第１の位置の順に転写が行われるように、前記移動手段によって第２の現像手段を現像部に移動させ、前記第２の現像手段によって前記像担持体上にトナー像を順次形成することを特徴とする画像形成装置。
【００３９】
（１５）検出用のトナー像の濃度を検出部で検出する検出手段を有し、前記第１の現像手段は、前記中間転写体上の前記第１の位置、前記第２の位置の順に転写が行われるように前記像担持体上にトナー像を形成した後であって、前記移動手段によって移動される前に、前記検出用のトナー像を形成することを特徴とする上記（１４）の画像形成装置。
【００４０】
（１６）前記検出手段によって検出された濃度に基づいて画像形成条件を補正する補正手段を有することを特徴とする上記（１５）の画像形成装置。
【００４１】
（１７）前記補正手段は、前記検出手段によって検出された前記検出用のトナー像の濃度に基づいて画像形成条件を制御する第１の制御系を有し、前記第１の制御系による画像制御の終了後、再び検出用のトナー像を形成して前記検出手段によって濃度を検出し、その検出された濃度に基づいて、通常画像形成中に、検出用のトナー像を形成して前記検出手段によって濃度を検出し、その検出された濃度と基準濃度との差異に基づいて第１の制御系による画像制御により補正した画像形成条件をさらに補正する第２の制御系を持つことを特徴とする上記（１６）の画像形成装置。
【００４２】
（１８）前記検出手段は前記像担持体上に形成された前記検出用のトナー像の濃度を検出することを特徴とする上記（１５）から上記（１７）のいずれかの画像形成装置。
【００４３】
（１９）前記像担持体の位置情報を検知する像担持体位置情報検知手段を持つことを特徴とする上記（１４）から上記（１８）の何れかの画像形成装置。
【００４４】
（２０）前記検出用のトナー像が形成される前において、前記検出手段は前記移動手段が前記現像手段を移動している間に像担持されていない前記像担持体上の領域から反射する光を予め検出することを特徴とする上記（１９）の画像形成装置。
【００４５】
（２１）前記検出された反射光は、前記像担持体周方向全領域について検出することを特徴とする上記（２０）の画像形成装置。
【００４６】
（２２）  前記検出された反射光は、前記像担持体位置情報検知手段によって検知された前記像担持体上の位置情報と共に記憶されることを特徴とする上記（２１）の画像形成装置。
【００４７】
（２３）前記検出された反射光を用いて前記検出手段の出力を補正することを特徴とする上記（２２）の画像形成装置。
【００４８】
（２４）前記第２の現像手段は、前記中間転写体上の前記第２の位置、前記第１の位置の順に転写が行われるように前記像担持体上にトナー像を形成した後であって、前記移動手段によって移動される前に、前記検出用のトナー像を形成することを特徴とする上記（２０）から上記（２３）のいずれかの画像形成装置。
【００４９】
（２５）前記複数の現像手段と前記移動手段は、前記像担持体に対して回転可能に支持された複数の現像器を収納した回転式現像装置から構成され、前記中間転写の周長をＬ（ｍｍ）、中間転写体の移動速度をＶｔｒ（ｍｍ／ｓ）、中間転写体上に転写された画像形成領域をｎ（個）、記録材上の画像形成領域の長さをＰ（ｍｍ）、前記回転式現像装置の直径をＲ（ｍｍ）、回転式現像装置の回転速度をＶｒｔ（ｍｍ／ｓ）、回転式現像装置内に収納された現像器の数をＮ（個）としたときに、
（Ｌ−ｎ×Ｐ）×（１／ｎ）×（１／Ｖｔｒ）＜  πＲ×（１／Ｎ）×（１／Ｖｒｔ）＜  Ｐ×（１／Ｖｔｒ）
の関係式を満たすことを特徴とする上記（１４）から上記（２４）の何れかの画像形成装置。
【００５０】
（２６）前記像担持体の周長よりも記録材上の画像形成領域の長さが長いことを特徴とする上記（１４）から上記（２５）の何れかの画像形成装置。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００５２】
実施例１
本実施例は、回転式現像装置を有する画像形成装置において、長期に渡って安定した画像形成を可能とするもので、記録材担持体である転写体の１回転サイクル中にトナーを転写させた後、次の転写体の空回転サイクル中に検出用のトナー像（トナーパッチ）を形成し検出手段によって濃度を読み取り、読み取った濃度と基準濃度の差異に基づいて画像形成条件を補正するものである。
【００５３】
図１は、本発明の一実施例における電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成を示しており、先に従来技術の説明に関連してその構成を概略説明したが、次に、更に詳しく説明する。
【００５４】
図１に示すように、本実施例のカラー画像形成装置は、リーダ部Ａと、プリンタ部Ｂとを有する。
【００５５】
（リーダ部Ａ）
リーダ部Ａにおいて、原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は光源１０３によって照射され、原稿画像が光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は３列に配列されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサー群により、ラインセンサー毎に原稿画像のレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。
【００５６】
これらの読み取り光学系ユニット１０３〜１０５は、矢印の方向に原稿面を副走査することにより、原稿画像情報をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００５７】
また、原稿台ガラス１０２上には、原稿１０１の位置を突き当てて、原稿１０１の斜め置かれを防ぐ突き当て部材１０７と、その原稿台ガラス面にＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定するためと、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための、基準白色板１０６が配置してある。
【００５８】
ＣＣＤセンサ１０５により、得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８にて画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１０９で画像処理される。
【００５９】
（リーダ画像処理部１０８）
図２は、本実施例に係るリーダ部Ａの画像処理部１０８における画像信号の流れを示すブロック図である。
【００６０】
図２に示すように、ＣＣＤセンサ１０５より出力される画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力され、そこでゲイン調整、オフセット調整をされた後、Ａ／Ｄコンバータ２０２で、各色信号毎に８ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。その後、シェーディング補正部２０３に入力され、色ごとに基準白色板１０６の読み取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００６１】
クロック発生部２１１は、１画素単位のクロックを発生する。また、主走査アドレスカウンタ２１２では、クロック発生部２１１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ２１３は、主走査アドレスカウンタ２１２からの主走査アドレスをデコードして、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号や、ＣＣＤからの１ライン読み取り信号中の有効領域を表すＶＥ信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、主走査アドレスカウンタ２１２はＨＳＹＮＣ信号でクリアされ、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００６２】
ＣＣＤセンサ１０５の各ラインセンサーは、相互に所定の距離を隔てて配置されているため、図２のラインディレイ回路２０４において、副走査方向の空間的ずれを補正する。具体的には、Ｂ信号に対して副走査方向で、Ｒ、Ｇの各信号を副走査方向にライン遅延させてＢ信号に合わせる。
【００６３】
入力マスキング部２０５は、ＣＣＤセンサのＲ、Ｇ、Ｂのフィルタの分光特性で決まる読み取り色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する部分であり、次式のようなマトリックス演算を行う。
【００６４】
【数１】
2004233464.tif 000003
【００６５】
光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６は、ルックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４の輝度信号がＭ０、Ｃ０、Ｙ０の濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文字判定部で、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４信号から生成されるＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等の判定信号までのライン遅延分だけ、Ｍ０、Ｃ０、Ｙ０の画像信号を遅延させる。
【００６６】
マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、入力されたＭ１、Ｃ１、Ｙ１の３原色信号により黒信号（Ｋ）を抽出し、更に、プリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Ｍ２、Ｃ２、Ｙ２、Ｋ２の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。
【００６７】
γ補正回路２０９は、リーダ部Ａにおいて、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃度補正を行う。また、空間フィルタ処理部（出力フィルタ）２１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。
【００６８】
このように処理されたＭ４、Ｃ４、Ｙ４、Ｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られ、プリンタ部ＢでＰＷＭによる濃度記録が行われる。
【００６９】
また、リーダ部Ａは、リーダ部内の制御を行うＣＰＵ２１４、ＲＡＭ２１５、ＲＯＭ２１６を有しており、更に、操作部２１７、表示器２１８を備えている。
【００７０】
図３は、図２に示す画像処理部１０８における各制御信号のタイミングを示す図である。
【００７１】
図３において、ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信号であり、論理”１”の区間において、画像読み取り（スキャン）を行って、順次、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｙ）、（Ｋ）の出力信号を形成する。また、ＶＥ信号は、主走査方向の画像有効区間信号であり、論理”１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。そして、ＣＬＯＣＫ信号は画素同期信号であり、”０”→”１”の立ち上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられる。
【００７２】
（プリンタ部Ｂ）
図１において、帯電手段８は、コロナ帯電器であり、バイアスを印加することで、像担持体である感光体ドラム４の表面を一様に負極性に帯電させる。
【００７３】
画像データは、プリンタ画像処理部１０９に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０を介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー１及びミラー２により反射され、一様に帯電された感光体ドラム４上に照射される。レーザ光の走査により潜像が形成された感光体ドラム４は、図中に示す矢印の方向に回転する。感光体ドラム４は、ホームポジションを持ち、エンコーダなどを利用することによって回転動作中に位置情報を得ることが可能な構成となっている。
【００７４】
現像装置は、互いに異なる色のトナーを収容し像担持体上に形成された潜像を現像部で現像する複数の現像手段と、複数の現像手段を収容しその一つが現像部に択一的に位置するように移動させる移動手段とを有し、上記静電潜像を可視像化するものである。現像装置は、本実施例では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の現像器３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋを収納する回転式現像装置３とされる。
【００７５】
４つの現像器３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋは、回転可能な回転式現像装置３内に着脱可能に保持されており、画像形成の際には回転式現像装置３に保持された状態で回転軸を中心に回転し、例えばマゼンタトナー現像器３Ｍが感光体ドラム４に対向した位置に停止し、マゼンタトナー現像器内の、現像剤担持体としての現像スリーブが感光体ドラム４に対して微小間隔（４００μｍ程度）をもって対向し、感光体ドラム上に対して可視像の形成を行う。異なる色のトナー像、例えばシアントナー像やイエロートナー像の現像を行う際には、同様に現像装置３が回転駆動の後、所定の現像器が感光体ドラムに対向した位置で停止して現像が行われる。
【００７６】
以上の現像動作が終了すると、回転式現像装置内のあらゆる色の現像器内のスリーブが感光体ドラム４に当接しない位置まで回転式現像装置が離間し、この位置をホームポジションとする。このようにホームポジションを設定することで、不用意に回転式現像装置内のトナーが感光体ドラム表面に付着するのを防ぐとともに、回転式現像装置内に収納されている他の色の現像器内に混入することを防ぐことができる。
【００７７】
無端状の記録材担持体としての、樹脂シートが張設された転写ドラム５上には、吸着手段をもって、記録材６を担持、搬送することが可能である。また、転写ドラム５は、画像形成時、一方向にのみ回転可能に支持され、図示しないモーターによって回転駆動される。
【００７８】
上記構成は、一色目を転写した後に転写ドラムが逆回転することによって二色目を転写し、以降転写ドラムの順回転と逆回転を繰り返し各色を転写するようなスイッチバック方式などの構成と比較して、色ズレの軽減やモーターのコストダウン、機構の簡易化といったメリットもある。
【００７９】
クリーニング装置９は、現像器によって可視化された像が転写ドラム５上の記録材６に転写された後、感光体ドラム４上の残トナーをクリーニングするものであり、廃トナーはクリーニング容器に蓄えられ、満杯になった段階で交換処理される。
【００８０】
定着器７は、記録材６上のトナー像を加熱定着させるものであり、記録材６に熱を加えるための定着ローラと、記録材を定着ローラに圧接させるための加圧ローラの２本のローラで構成されている。
【００８１】
また、像担持体としての感光体ドラム４上に形成された検出用のトナー像であるトナーパッチパターンを読み取る、即ち、トナーパッチパターンの反射光量（濃度）を検出するための検出手段としての、ＬＥＤ光源１０（約９６０ｎｍに主波長をもつ）とフォトダイオード１１から成る光学読み取り装置（フォトセンサ）４０を設けている。感光体ドラム４の表面電位は、表面電位センサ１２で計測される。
【００８２】
（画像形成シーケンス）
ここで、本実施例の画像形成のシーケンスについて説明する。
【００８３】
感光体ドラム４と転写ドラム５は、共にプロセススピード２６５ｍｍ／ｓで図示した矢印方向へ回転する。直径６０ｍｍの感光体ドラム４は１回転当たり０．７１秒で回転し、直径１６０ｍｍの転写ドラム５は１．９秒で１回転する。
【００８４】
なお、感光体ドラム４と転写ドラム５の周速は完全に一致していなくても良く、転写効率を向上させるためにどちらか一方の周速を他方に対して所定量速くするか、或いは、遅くする構成であっても良い。
【００８５】
ユーザーがコピーのスタートスイッチを操作すると、図２６に示すように、転写ドラム５のシート保持面Ａ、Ｂのそれぞれに対応した所定のタイミングで、露光装置から感光体ドラム４に対する静電潜像の書き込みがなされ、これら静電潜像はマゼンタ現像器３Ｍによって現像される。現像された二つのマゼンタトナー像は、図２５に示す転写ドラム５のシート保持面Ａの先端基準ＰＡ及びシート保持面Ｂの先端基準ＰＢに合致して保持された第１と第２の二枚の記録材６Ａ、６Ｂに相次いで転写される。
【００８６】
このとき、記録材６Ｂの後端と記録材６Ａの先端の間隔は、（１６０×π―４２０）／２より、およそ４１．２ｍｍであり、転写ドラム５は外周で４１．２ｍｍだけ回転するのに要する時間はおよそ０．１６秒である。
【００８７】
回転式現像装置３を回転して、続くシアン現像器３Ｃを用いて現像を行うことを考える。
【００８８】
実施例における回転式現像装置３は直径が１４０ｍｍであり、回転交換時の駆動速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃであるので、現像器の回転交換に必要な時間は（１４０×π／４）／２２０より、およそ０．５秒であり、現像器を回転交換していると、記録材６Ｂの後端の通過後、記録材６Ａの先端部を通過してしまい、シアン像を現像、転写することができない。
【００８９】
そこで、本実施例では、ここで転写ドラム５を空回転させ、次の第１の記録材６Ａをスキップし、第２の記録材６Ｂ、第１の記録材６Ａの順にシアン像の現像、転写を行う構成とする。
【００９０】
すなわち、転写ドラム５の１．５回転サイクル毎にシート保持面Ａ、Ｂに保持された保持された二枚の記録材６Ａ、６Ｂに同一色のトナー像を連続して転写することができ、この１．５回転サイクルを繰り返す毎に、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナー像が転写ドラム５のシート保持面Ａ、Ｂに保持された二枚の記録材６Ａ、６Ｂにそれぞれ転写される。
【００９１】
もちろん、この転写ドラム５の空回転時間中も回転速度は画像形成時と同速度が維持されるものとする。即ち、転写ドラム５は無端状で、画像形成時は一方向にしか回転せず、また、空回転時は感光体ドラム４と転写ドラム５のスピードは減速されずにそのままのスピードが維持される。
【００９２】
この構成により、転写ドラム５上では記録材６Ｂの後端と６Ａの先端の間隔４１．２ｍｍに加え、記録材６Ａの領域２１０ｍｍを空回転させる時間が生じ、回転式現像装置３を回転する余裕を得ることができる。
【００９３】
さらに、この転写ドラム５の空回転時間を利用して本実施例では、マゼンタ現像器３Ｍは、二つのマゼンタトナー像に続いて、濃度検知用のトナー画像となる所定のパッチパターンを現像した後に、回転式現像装置３が９０°回転して現像器の交換が行われ、シアン現像器３Ｃが感光体ドラム４との対向位置に設定される。
【００９４】
シート保持面Ａに対応した次の転写ドラム５の半回転サイクルでは露光装置の感光体ドラム４への書き込みは行わず、転写ドラム５は記録材６Ａ、６Ｂを保持したまま空回転する。この時間帯にフォトセンサ４０は、感光体ドラム４の表面を検知してその読み取った感光体ドラム表面からの反射出力を下地出力データとして記憶する。この際に、感光体ドラム表面の反射出力と感光体ドラムの位置情報を共に記憶する。
【００９５】
ここで、本実施例の構成では、感光体ドラム４の周長は記録材上の画像形成領域よりも短いため、転写ドラム５の空回転サイクル中に感光体ドラムは一周以上回転でき、感光体ドラム表面の反射出力は感光体ドラム一周分以上検出することができる。
【００９６】
そして、空回転に係るシート保持面Ａに対応した転写ドラム５の半回転サイクルが終了すると、転写ドラム５の次の１回転サイクルにおいて、シート保持面Ｂとシート保持面Ａに対応した露光が行われる。これにより、感光体ドラム４上にはシアンに対応した二つの静電潜像が相次いで書き込まれ、これら静電潜像はシアン現像器３Ｃによって現像される。このようにして形成されたシアンの二つのトナー像は、転写ドラム５のシート保持面Ｂ及びシート保持面Ａに保持された二枚の記録材６Ａ、６Ｂに相次いで転写される。
【００９７】
このように、本実施例のシーケンスでは、前後する転写ドラム５の半回転サイクル毎にトナー像を形成してこれを転写ドラム５のシート保持面Ａ、Ｂに保持された二枚の記録材に連続して転写し、その次の半回転サイクル中に現像器の交換を行うと同時に感光体ドラム表面をフォトセンサ４０で検知して下地出力データとして記憶する。
【００９８】
これにより、転写ドラム５の１．５回転サイクル毎に二枚の記録材に同一色のトナー像を連続して転写することができ、この１．５回転サイクルを繰り返す毎に、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像がシート保持面Ａ、Ｂに保持された二枚の記録材６Ａ、６Ｂにそれぞれ転写される。
【００９９】
従って、転写ドラム５の５．５回転で二枚の記録材６Ａ、６Ｂ上に４色のトナー像による重ね合わせトナー像が形成され、ブラックのトナー像の転写が終了した記録材６Ａ、６Ｂは相次いで転写ドラム５から剥離され、定着器７を経て排出トレイに排出される。
【０１００】
毎サイクルの転写ドラム５の空回転中にフォトセンサ４０によって検出され記憶される感光体ドラム表面一周分の下地出力データは、感光体ドラムの位置情報を元にその位置ごとに、毎回の平均値をとってもよいし、次々に最新の値として更新されていく構成としてもよい。
【０１０１】
以上、本実施例３のシーケンスでは、各色でのトナー像を現像し、後述する第２の制御用のパッチパターンを現像した後に、回転式現像装置３を回転させ現像器３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋを交換し、その時間は転写ドラム５の空回転時間とし、さらにこの時間中に感光体ドラム上の下地を一周分以上検知することができ、さらに位置情報と共に記憶するため、後述するトナーパッチを検出して画像情報を補正する第２の制御手段を行う前に改めて感光体ドラム上の下地を検知する手間がなくなり、時間的にも短縮することができる。さらに現像器３の交換によって生じる振動が静電潜像の書き込みに影響を及ぼすことも避けることができる。
【０１０２】
（プリンタ制御部（プリンタ画像処理部）１０９）
図４は、本実施例による画像形成装置の構成ブロック図を示す。
【０１０３】
プリンタ制御部、即ち、プリンタ画像処理部１０９は、ＣＰＵ２８、ＲＯＭ３０とＲＡＭ３２、テストパターン記憶部３１、濃度換算回路４２、及びＬＵＴ２５より成り立ち、リーダ部Ａ及びプリンタエンジン部１００と通信できるように構成され、プリンタエンジン部１００において、感光体ドラム４の回りに配置されているＬＥＤ１０とフォトダイオード１１から成る光学読み取り装置４０、一次帯電器８、レーザ光源１０１、表面電位センサ１２、現像器３を制御している。又、プリンタエンジン部１００には、機内の空気中の水分量を測定する環境センサ３３が備えられている。
【０１０４】
表面電位センサ１２が現像装置３より上流側に設けられており、一次帯電器８のグリッド電位、現像装置３の現像バイアスは後述のようにＣＰＵ２８により制御される。
【０１０５】
（階調画像を得る画像信号処理回路）
図５は、本実施例による階調画像を得る画像信号処理回路を示す。
【０１０６】
画像の輝度信号がＣＣＤ１０５で得られ、リーダ画像処理部１０８において面順次の画像信号に変換される。この画像信号は、初期設定時のプリンタのγ特性が入力された画像信号によって表される、原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように、ＬＵＴ２５にて濃度特性が変換される。
【０１０７】
図６に、階調が再現される様子を４限チャートで示す。
【０１０８】
第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換するリーダ部Ａの読み取り特性を示し、第ＩＩ象限は濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ２５の変換特性を示し、第ＩＩＩ象限はレーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ部Ｂの記録特性を示し、第ＩＶ象限は原稿濃度から出力濃度の関係を示すこの画像形成装置のトータルの階調再現特性を示している。
【０１０９】
階調数は、８ｂｉｔのデジタル信号で処理しているので、２５６階調である。
【０１１０】
この画像形成装置では、第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特性がリニアでない分を第ＩＶ象限のＬＵＴ２５によって補正している。
【０１１１】
ＬＵＴ２５は、後に述べる演算結果により生成される。ＬＵＴ２５にて濃度変換された後、パルス巾変調（ＰＷＭ）回路２６により信号がドット巾に対応した信号に変換され、レーザのＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザドライバ２７に送られる。本実施例では、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの全色とも、パルス巾変調処理による階調再現方法を用いた。
【０１１２】
そして、レーザ光源１１０の走査により感光体ドラム４上にはドット面積の変化により、所定の階調特性を有する潜像が形成され、現像、転写、定着という過程をへて階調画像が再生される。
【０１１３】
（第１の制御系）
次に、リーダ部Ａ、プリンタ部Ｂの双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する第１の制御系について説明する。
【０１１４】
まず、リーダ部Ａを用いてプリンタ部Ｂのキャリブレーションについて、図７のフロー図を用いて説明する。このフローは、リーダ部Ａを制御するＣＰＵ２１４（図２）とプリンタ部Ｂを制御するＣＰＵ２８（図４、図５）により実現される。
【０１１５】
操作部２１７（図２）上に設けられた、自動階調補正というモード設定ボタンを押すことで、本制御がスタートする。なお、本実施例では、表示器２１８（図２）は、図８〜図１０に示す様なプシュセンサつきの液晶操作パネル（タッチパネルディスプレイ）で構成されている。
【０１１６】
図７のステップＳ５１において、表示器２１８上に、テストプリント１のプリントスタートボタン８１が現れ（図８（ａ））、それを押すことで図１１に示すテストプリント１の画像がプリンタ部Ｂによりプリントアウトされる。テストプリント１は記録材である用紙６に所定の画像パターンが形成され定着処理されたものである。
【０１１７】
このとき、テストプリント１を形成するための用紙の有無をＣＰＵ２１４が判断し、ない場合は図８（ｂ）に示すような警告表示を行う。
【０１１８】
このテストプリント１の形成時にはコントラスト電位（後述する）は、環境に応じた標準状態のものを初期値として登録しておき、これを用いる。
【０１１９】
また、本実施例に用いた画像形成装置は、複数の用紙カセットを備え、Ｂ４、Ａ３、Ａ４、Ｂ５等複数種の用紙サイズが選択可能となっている。
【０１２０】
しかし、この制御で使用するプリント用紙は、後の読み取り作業時に、縦置き、横置きの間違えによるエラーを避けるために、一般で言われているラージサイズ紙を用いている。すなわち、Ｂ４、Ａ３、１１×１７、ＬＧＲを用いるように、設定されている。
【０１２１】
図１１のテストパターン１には、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ４色分の中間階調濃度による、帯状のパターン６１を形成する。
【０１２２】
このパターン６１を目視で検査することにより、スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラがないことを確認する。このパターンはスラスト方向に、パッチパターン６２、及び階調パターン７１、７２（図１２）をカバーするようにＣＣＤセンサ１０５の主走査方向のサイズが設定されている。
【０１２３】
異常が認められる場合には、再度テストプリント１のプリントを行い、再度異常が認められた場合にはサービスマンコールとする。
【０１２４】
なお、この帯パターン６１をリーダ部Ａで読み取り、そのスラスト方向の濃度情報により、以後の制御を行うかどうかの可否判断を自動で下すことも可能である。
【０１２５】
一方パターン６２はＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの各色の最大濃度パッチで、濃度信号値で２５５レベルを用いる。
【０１２６】
図７のステップＳ５２では、このテストプリント１の画像を、原稿台ガラス１０２上に図１３のようにのせて、図９の（ａ）に示される読み取りスタートボタン９１を押す。このとき、図９（ａ）に示す操作者用のガイダンス表示が現れる。
【０１２７】
図１３は、原稿台１０３を上部から見た図であり、左上のくさび型マークＴが原稿台１０２の原稿突き当て用のマークであり、帯パターン６１が、突き当てマークＴ側にくるようにして、なおかつ、表裏を間違えないように、操作パネル上で上述のようなメッセージを表示する（図９（ａ））。このようにすることで、置き間違えによる制御エラーを防ぐようにした。
【０１２８】
リーダ部Ａにより、パターン６２を読み取る際に、突き当てマークＴから徐々に走査し、一番最初の濃度ギャップ点Ａがパターン６１の角で得られるので、その座標ポイントから、相対座標で、パターン６２の各パッチの位置を割り出して、パターン６２の濃度値を読み取る。
【０１２９】
読み取り中は図９（ｂ）に示す表示が行われ、テストプリント１の向きや位置が不正確で読み取り不能のときは図９（ｃ）に示すメッセージを表し、操作者が置きなおして、読み込みキー９２を押すことにより再度読み取りを行う。
【０１３０】
得られたＲＧＢ値より、光学濃度の換算するためには、下式（２）を用いる。市販の濃度計と同じ値にするために、補正係数（ｋ）で調整している。
【０１３１】
【数２】
2004233464.tif 000004
【０１３２】
また、別にＬＵＴを用いてＲＧＢの輝度情報からＭＣＹＫの濃度情報に変換してもよい。
【０１３３】
次に、得られた濃度情報から、最大濃度を補正する方法を説明する。
【０１３４】
図１５に相対ドラム表面電位と上述の演算により得られた画像濃度の関係を示す。
【０１３５】
その時点で用いたコントラスト電位、すなわち、現像バイアス電位と一次帯電された後レーザ光を用いて最大レベルを打った時の感光体ドラムの表面電位との差が、Ａという設定で得られた最大濃度ＤＡであった場合、最大濃度の濃度域では、相対ドラム表面電位に対して画像濃度が実線Ｌに示すように、リニアに対応することがほとんどである。
【０１３６】
ただし、２成分現像系では、現像器内のトナー濃度が変動して、下がってしまった場合、破線Ｎのように、最大濃度の濃度域で、非線形特性になってしまう場合もある。
【０１３７】
従って、ここでは、最終的な最大濃度の目標値を１．６としているが、０．１のマージンを見込んで、１．７を最大濃度をあわせる制御の目標値に設定して制御量を決定する。
【０１３８】
ここでのコントラスト電位Ｂは、次式（３）を用いて求める。
【０１３９】
Ｂ＝（Ａ＋Ｋａ）×１．７／ＤＡ                                （３）
【０１４０】
ここで、Ｋａは補正係数であり、現像方式の種類によって値を最適化するのが好ましい。
【０１４１】
実際には、電子写真方式では、環境によって、コントラスト電位Ａの設定は、環境に応じて変えないと画像濃度が合わず、先に説明した、機内の水分量をモニタする環境センサ３３（図４）の出力によって、図１６のように設定を変えている。
【０１４２】
従って、コントラスト電位を補正する方法として次式の補正係数Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを、バックアップされたＲＡＭ３２に保存しておく。
【０１４３】
Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌ＝Ｂ／Ａ
【０１４４】
画像形成装置が３０分毎に、環境（水分量）の推移を、モニタし、その検知結果に基づいてＡの値を決定する度に、Ａ×Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを算出して、コントラスト電位を求める。
【０１４５】
コントラスト電位から、グリッド電位と現像バイアス電位を求める方法を簡単に説明する。
【０１４６】
図１７にグリッド電位と感光体ドラムとの関係を示す。グリッド電位を−２００Ｖにセットして、レーザ光のレベルを最低にして走査したときの表面電位ＶＬ並びにレーザ光のレベルを最高にしたときの表面電位ＶＨを表面電位センサ１２（図１、図４）で測定する。同様にグリッド電位を−４００ＶにしたときのＶＬとＶＨを測定する。−２００Ｖのデータと−４００Ｖのデータを、補間、外挿することで、グリッド電位と表面電位との関係を求めることができる。
【０１４７】
この電位データを求めるための制御を電位測定制御とよぶ。
【０１４８】
ＶＬから画像上にカブリトナーが付着しないように設定されたＶｂｇ（ここでは１００Ｖに設定）の差を設けて、現像バイアスＶＤＣを設定する。
【０１４９】
コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは、現像バイアスＶＤＣとＶＨの差分電圧であり、このＶｃｏｎｔが大ほど、最大濃度が大きくとれるのは、上述した通りである。
【０１５０】
計算で求めたコントラスト電位Ｂにするためには、図１７の関係より、何ボルトのグリッド電位が必要か、そして何ボルトの現像バイアス電位が必要かは、計算で求めることができる。
【０１５１】
図７のステップＳ５３では最大濃度を最終的な目標値より、０．１高くなるようにコントラスト電位を求め、このコントラスト電位が得られるように、グリッド電位及び現像バイアス電位をＣＰＵ２８（図４、図５）がセットする。
【０１５２】
ステップＳ５４にて、求めたコントラスト電位が、制御範囲にあるかどうかを判断して、制御範囲からはずれている場合には、現像器等に異常があるものと判断して、対応する色の現像器をチェックするように、サービスマンにわかるように、エラーフラグをたてておき、所定のサービスモードでそのエラーフラッグをサービスマンが見られるようにする。
【０１５３】
ここでは、そのような異常時には制御範囲ぎりぎりの値にリミッターをかけて、修正制御して（ステップＳ５５）、制御は継続させる。
【０１５４】
以上の様に、ステップＳ５３で求めたコントラスト電位になれるように、ＣＰＵ２８によりグリッド電位と現像バイアス電位の設定を行う。
【０１５５】
図２４に、濃度変換特性図を示す。本実施例での最大濃度を最終目標値より高めに設定する最大濃度制御により第ＩＩＩ象限のプリンタ特性図は実線Ｊのようになる。
【０１５６】
もし仮に、このような制御を行わないときには、破線Ｈのような１．６に達しないプリンタ特性になる可能性もある。破線Ｈの特性の場合ＬＵＴ２５をいかように設定しても、ＬＵＴ２５は最大濃度を上げる能力は持ち合わせていないので、濃度ＤＨと１．６の間の濃度は再現不可能となる。
【０１５７】
実線Ｊの様に最大濃度をわずかに越える設定になっていれば、確実に、第ＩＶ象限のトータル階調特性で、濃度再現域は保証することができる。
【０１５８】
次に、図１０（ａ）のように操作パネル上に、テストプリント２の画像のプリントスタートボタン１５０が現れ、それを押すことで図１２のテストプリント２の画像がプリントアウトされる（ステップＳ５６）。プリント中は図１０（ｂ）のような表示となる。テストプリント２もテストプリント１と同様に記録材である用紙６に所定の画像パターンが形成され定着処理されたものである。
【０１５９】
テストプリント２は図１２に示すように、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの各色、４列１６行の全部で６４階調分のグラデーションのパッチ群により成り立ち、ここで、６４階調分は、全部で２５６階調あるうちの、濃度の低い領域を重点的にレーザ出力レベルを割り当ててあり、高濃度領域は、レーザ出力レベルをまびいてある。このようにすることにより、特にハイライト部における階調特性を良好に調整することができる。
【０１６０】
図１２には、解像度２００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ７１と、４００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ７２が示される。各解像度の画像を形成するためには、パルス幅変調回路２６（図４、図５）において、処理の対象となっている画像データとの比較に用いられる三角波の周期を複数用意することによって実現できる。
【０１６１】
なお、本画像形成装置は、階調画像は２００ｌｐｉの解像度で、文字等の線画像は４００ｌｐｉの解像度で、作成している。この２種類の解像度で同一の階調レベルのパターンを出力しているが、解像度のちがいで、階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて先の階調レベルを設定するのがより好ましい。
【０１６２】
また、テストプリント２は、ＬＵＴ２５を作用させずに、パターンジェネレータ２９（図４、図５）から発生させる。
【０１６３】
図１４は、テストプリント２の出力を、原稿台ガラス１０２上に置いたときに、上方から見た模式図であり、左上のくさび型マークＴが原稿台の原稿突き当て用のマークであり、Ｋのパターンが、突き当てマークＴ側にくるようにして、なおかつ、表裏を間違えないように操作パネル上でメッセージを表示した（図１０の（ｃ））。このようにすることで、置き間違えによる制御エラーをふせぐようにした。
【０１６４】
リーダ部Ａにて、パターンを読み取る際に、突き当てマークＴから徐々に走査し、一番最初の濃度ギャップ点Ｂが得られるので、その座標ポイントから、相対座標でパターンの各色パッチの位置を割り出して、読み取るようにした（ステップＳ５７）。
【０１６５】
１パッチ（図１２の７３）当たりの読むポイントは図１８のように、パッチの内部を、読み取りポイント（ｘ）を１６ポイントとり、得られた信号を平均する。ポイント数は読み取り装置、画像形成装置によって最適化するのが好ましい。
【０１６６】
各パッチ毎に１６ポイントの値が平均された、ＲＧＢ信号を、先に示した光学濃度への変換方法により、濃度値に直し、それを出力濃度として、横軸にレーザ出力レベルをプロットしたのが、図１９である。
【０１６７】
更に、右の縦軸のように、紙のベース濃度、本例では０．０８を０レベルに、この画像形成装置の最大濃度として設定している１．６０を２５５レベルに正規化している。
【０１６８】
得られたデータがＣ点のように、特異的に濃度が高かったり、Ｄ点のように、低かったりした場合には、原稿台ガラス１０２上に汚れがあったり、テストパターン上に不良があったりすることがあるので、データ列に連続性が保存されるように、傾きにリミッターをかけ、補正を行う。ここでは具体的には傾きが３以上の時は、３に固定し、マイナス値の時は、その前のレベルと同じ濃度レベルにしている。
【０１６９】
ＬＵＴ２５の内容は前述したように、図１９の濃度レベルを入力レベル（図６の濃度信号軸）に、レーザ出力レベルを出力レベル（図６のレーザ出力信号軸）に座標を入れ換えるだけで、簡単に作成できる。パッチに対応しない濃度レベルについては、補間演算により値を求める。
【０１７０】
このときに、入力レベル０レベルに対して、出力レベルは０レベルになるように、制限条件を設けている。
【０１７１】
そして、ステップＳ５８で上述の様に作成した変換内容をＬＵＴ２５に設定する。
【０１７２】
以上で、読取装置（リーダ部）Ａを用いた第１の制御系によるコントラスト電位制御とγ変換テーブル作成が完了する。上述の処理中には、図１０（ｄ）のような表示が行われ、完了すると図１０（ｅ）のように表示される。
【０１７３】
（第２の制御系）
第２の制御系は、通常画像形成中に行う画像制御として、プリンタ部Ｂ単独の画像再現特性の安定化するもので、感光体ドラム４上のパッチパターン濃度を検出し、前述のＬＵＴ２５を補正することにより、画像安定化を達成する。
【０１７４】
図２０は、感光体ドラム４に相対するＬＥＤ１０とフォトダイオード１１から成るフォトセンサ４０（図１）からの信号を処理する処理回路を示す。フォトセンサ４０に入射された感光体ドラム４からの近赤外光は、フォトセンサ４０により電気信号に変換され、電気信号はＡ／Ｄ変換回路４１により０〜５Ｖの出力電圧を０〜２５５レベルのデジタル信号に変換される。そして、濃度換算回路４２により濃度に変換される。
【０１７５】
本実施例で使用したフォトセンサ４０は、感光体ドラム４からの正反射光のみを検出するよう構成されている。
【０１７６】
感光体ドラム４上の濃度を各色の面積階調により段階的に変えていった時の、フォトセンサ４０出力と出力画像濃度との関係を図２１に示す。
【０１７７】
トナーが感光体ドラム４に付着していない状態におけるフォトセンサ４０の出力を５Ｖ、すなわち、２５５レベルに設定した。
【０１７８】
図２１から分かるように、各トナーによる面積被覆率が大きくなり画像濃度が大きくなるにしたがい、感光体ドラム４単体よりフォトセンサ４０の出力が小さくなる。これらの特性から、各色専用の、センサ出力信号から濃度信号に変換するテーブル４２ａ（図２０）を持つことにより、各色とも精度良く濃度信号を読み取ることができる。
【０１７９】
ここで、本実施例では、前述した問題点にあるように、感光体ドラム４の表面性の劣化やフォトセンサ４０表面の窓汚れ、フォトセンサ４０を構成するＬＥＤ１０の光量低下などの要因によりトナーパッチのフォトセンサ出力は耐久により変動することが予想されるため、フォトセンサ４０から得られた出力に対して、あらかじめ検出され記憶された下地出力データから下地補正係数を算出し補正出力を演算する。すなわち、
下地補正係数＝１／下地出力データ
補正出力＝フォトセンサ出力×下地補正係数
ここで使用される下地出力データは、前述の通常画像形成中に記憶された下地出力データを使用する。
【０１８０】
この際に、前述のように下地出力データは感光体ドラム上の位置情報と共に記憶されている。図２８に示すように、補正出力の演算を行う場合には、実際に検出するトナーパッチが形成された感光体ドラム表面の位置を検出して、あらかじめ記憶された感光体ドラム一周分の下地出力データから、トナーパッチ形成位置に該当する位置の下地出力データを読み出して補正出力演算を行う構成とする。これによりトナーパッチが形成される位置と同じ位置の感光体ドラム表面の反射光量を下地データとして使用できるため、耐久によって感光体ドラム表面に局所的な劣化やトナー付着などが発生した場合でも補正精度を保つことができる。
【０１８１】
第２の制御系は第１の制御系により達成された色再現性の安定維持が目的であるため、第１の制御系による制御の終了直後の状態を目標値として設定する。目標値設定のフローを図２２に示す。
【０１８２】
第１の制御系による制御の終了した時点で、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの各色毎のパッチパターンを感光体ドラム上に形成して、フォトセンサ４０で検知する。
【０１８３】
ここで、パッチのレーザ出力は、各色とも濃度信号（図６の濃度信号軸）で１２８レベルを用いる。この際、ＬＵＴ２５の内容ならびに、コントラスト電位の設定は、第１の制御系で得たものを用いる。このときの濃度値Ｄ１２８を第２の制御系の目標値とし、バックアップしておく。目標値は第１の制御系による制御が行われるごとに更新される。
【０１８４】
第２の制御系は、通常画像形成中に非画像領域に形成したパッチ濃度を検出し、第１の制御系で得たγＬＵＴを随時補正していく制御である。前述したシーケンスに従い、通常画像形成中に感光体ドラム４上の非画像領域上にパッチを形成する。パッチのレーザ出力は、目標値設定時と同様であることが重要であり、各色とも濃度信号（図６の濃度信号軸）で１２８レベルを用いる。この際、ＬＵＴ２５の内容ならびに、コントラスト電位の設定は、その時点での通常画像形成時と同様とする。すなわち、第１の制御系で得たものを、前回までの第２の制御系により補正したものを用いる。
【０１８５】
濃度信号１２８は、１．６を２５５に正規化した濃度スケールでパッチ出力濃度がＤ１２８になるように制御されているが、プリンタの画像特性は不安定であり、常に変化を起こす可能性をもつため、測定した結果がＤ１２８になるわけではなく、ΔＤだけずれている場合がある。
【０１８６】
このΔＤに基づき、第２の制御系では第１の制御系で作成したＬＵＴ２５（γＬＵＴ）を補正する。
【０１８７】
図２３に、本実施例の場合の、濃度信号１２８において出力濃度がΔＤＸずれた場合の、一般的な濃度信号０〜２５５までにおける出力濃度の変化に対応するγＬＵＴ補正テーブルを示す。これを予めもっておき、制御時には、γＬＵＴ補正テーブルの濃度信号１２８での値がΔＤになるようγ補正テーブルを規格化し、これを打ち消すように形成したＬＵＴを、ＬＵＴ２５に足すことでＬＵＴ２５を補正する。ＬＵＴ２５を書き換えるタイミングは各色ごとに異なり、書き換え準備ができた段階で、その色のレーザ書き込みが行われていない間のＴＯＰ信号により行う。
【０１８８】
本実施例では、画像処理装置のメインスイッチＯＮ時、又は、メインスイッチＯＮ後一定時間経過後、又は、環境変動を検出する不図示の温度センサ、湿度センサによるセンサ出力に応じて補正用の第２の制御系を実施している。
【０１８９】
第１の制御系は、人の作業がともなうので、頻繁に行うことは想定しにくいため、画像形成装置の設置作業にサービスマンが第１の制御系を実効し、画像に問題が生じなければ、第２の制御系で、短期間内は特性を自動的に維持させ、長期間で徐々に変化したものに対しては、第１の制御系でキャリブレーションを行うという役割分担ができ、結果として画像形成装置の寿命まで、階調特性を維持することができるようになる。
【０１９０】
以上、本実施例において、第１の制御手段である自動階調補正を実施しそれで作成されたＬＵＴに基づき、感光体ドラム上に形成された基準濃度取得用の第２の制御であるトナーパッチ読込みを行いパッチセンサの基準濃度とし、それに基づいて、転写体（転写ドラム）５の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置の転写体の空回転サイクル中に補正用の感光体ドラム下地を感光体ドラム一周に渡って検知してその位置情報と共に記憶しておき、それによって補正された第２の制御のトナーパッチ濃度値との変化量に応じて、自動階調補正で作成したＬＵＴを補正していくことで、自動階調補正で得られた画像濃度特性を長期的に維持することができる。
【０１９１】
また、本実施例では、図１に示すような転写ドラムをもつ構成の画像形成装置について述べたが、他にも転写ベルトの構成や、図２７に示すような中間転写体５１を備えた構成でも同様の効果が得られ適用可能である。
【０１９２】
図２７に示す実施例の画像形成装置は、中間転写体５１を用いる以外は、図１を参照して説明した画像形成装置と同様の構成とされ、従って、同様の構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１９３】
図２７の実施例においても、上記説明した実施例と同様の構成とすることにより同様の効果が得られる。
【０１９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、転写体を用いて記録材上に多重転写を行うか、又は、中間転写体を用いて該中間転写体上に積層したトナー像を記録材に一括して２次転写を行い、現像手段が回転式現像装置から構成され、転写体又は中間転写体の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体又は中間転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置において、転写体又は中間転写体の空回転サイクル中に像担持体表面上に形成されたトナーパッチを光学的検出手段によって読み取り、その読み取った画像情報と基準画像情報の差異に基づいて画像形成条件を補正する構成により、画像形成毎に精度よく画像補正を行うことができ、長期にわたって安定した画像を得ることが可能となる。
【０１９５】
また、本発明は、転写体を用いて記録材上に多重転写を行うか、又は、中間転写体を用いて中間転写体上に積層したトナー像を一括して記録材に２次転写を行い、現像手段が回転式現像装置から構成され、転写体又は中間転写体の１回転サイクル中にトナー像を転写させた後、次の転写体又は中間転写体の回転サイクル中に回転式現像装置を回転させ現像器の交換を行う画像形成装置において、転写体又は中間転写体の空回転サイクル中に下地補正用データとして像担持体表面を光学的検出手段によって読み取ることにより、第２の制御系を行う前に改めて下地補正用のデータを取る必要がなくなり、第２の制御系に要する時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】画像形成装置におけるリーダ画像処理部の構成ブロック図である。
【図３】画像形成装置におけるリーダ画像処理部のタイミングを示す図である。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図６】階調再現特性を示す４限チャート図である。
【図７】画像形成装置の第１の制御系のフロー図である。
【図８】画像形成装置における表示器の表示内容を示す図である。
【図９】画像形成装置における表示器の表示内容を示す図である。
【図１０】画像形成装置における表示器の表示内容を示す図である。
【図１１】テストプリント１の例を示す図である。
【図１２】テストプリント２の例を示す図である。
【図１３】原稿台でのテストプリント１の置き方を示す図である。
【図１４】原稿台でのテストプリント２の置き方を示す図である。
【図１５】相対ドラム表面電位と画像濃度の関係を示す図である。
【図１６】絶対水分量とコントラスト電位の関係を示す図である。
【図１７】グリッド電位と表面電位の関係を示す図である。
【図１８】パッチパターンの読み取りポイントを示す図である。
【図１９】テストプリント２の読み取り例を示す図である。
【図２０】フォトセンサから濃度変換までのフロー図である。
【図２１】フォトセンサ出力と画像濃度の関係を示す図である。
【図２２】目標値設定のフロー図である。
【図２３】γＬＵＴ補正ｔａｂｌｅを説明する図である。
【図２４】濃度変換特性を示す図である。
【図２５】本実施例における転写ドラムのシート保持面の領域を示す図である。
【図２６】画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図２７】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図２８】下地検知を説明する概略構成図である。
【符号の説明】
１                      ポリゴンミラー（露光装置）
２                      反射ミラー
３                      回転式現像装置
３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ    現像器
４                      感光体ドラム（像担持体）
５                      転写ドラム（転写体）
６                      記録材
８                      １次帯電器（帯電手段）
１０                    ＬＥＤ
１１                    フォトダイオード
１２                    表面電位センサ
４０                    フォトセンサ
５１                    中間転写体
１００                  プリンタエンジン
１０５                  ＣＣＤセンサ
１０８                  リーダ画像処理部
１０９                  プリンタ制御部
１１０                  半導体レーザ
【図１】
2004233464.tif 000005
【図２】
2004233464.tif 000006
【図３】
2004233464.tif 000007
【図４】
2004233464.tif 000008
【図５】
2004233464.tif 000009
【図６】
2004233464.tif 000010
【図７】
2004233464.tif 000011
【図８】
2004233464.tif 000012
【図９】
2004233464.tif 000013
【図１０】
2004233464.tif 000014
【図１１】
2004233464.tif 000015
【図１２】
2004233464.tif 000016
【図１３】
2004233464.tif 000017
【図１４】
2004233464.tif 000018
【図１５】
2004233464.tif 000019
【図１６】
2004233464.tif 000020
【図１７】
2004233464.tif 000021
【図１８】
2004233464.tif 000022
【図１９】
2004233464.tif 000023
【図２０】
2004233464.tif 000024
【図２１】
2004233464.tif 000025
【図２２】
2004233464.tif 000026
【図２３】
2004233464.tif 000027
【図２４】
2004233464.tif 000028
【図２５】
2004233464.tif 000029
【図２６】
2004233464.tif 000030
【図２７】
2004233464.tif 000031
【図２８】
2004233464.tif 000032