(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、ビーム走査方向をそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータ形成領域に区分けし、ビームと同数の画像濃度センサを各パッチデータ形成領域に対応して設け、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームによるパッチデータ濃度を前記画像濃度センサで検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行うこととし、前記パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行ない、
前記画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、複数のビームについて各ビーム走査方向上での対応する位置が同じ領域にそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータを順番に形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームによるパッチデータ濃度を検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行い、
画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、前記複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、前記予め設定した１つの基準ビームで画像担持体上もしくは中間転写体上に形成されるパッチデータ濃度を検知してそのパッチデータの検知濃度が予め設定された画像濃度と等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより予め設定した１つの基準ビームの画像の濃度制御を行い、
残りのビームの光量モニター信号（光量検出器出力）を前記予め設定した１つの基準ビームの光量モニター信号（光量検出器出力）と同じに制御することで残りのビームで形成される画像の濃度制御を行うこととし、前記パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行ない、
画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行う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】
この発明は、複数ビームを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数個のパッチデータを設けて画像濃度制御を行う画像形成装置として特開平１１−１１９４８０号公報に開示の技術がある。しかし、この技術はマルチビームに関するものではなく、また、新規な構成のセンサを必要とし、複数ビームの濃度を制御するのに時間を要し、複数ビームの中に劣化ビームが発生すると、画像形成が出来なくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、複数のビームを同時に用いて形成する画像の品質を、経時に渡り簡易な構成で維持し、画像濃度制御に要する時間を短縮し、画像濃度制御の為のセンサーを削減し、画像形成装置の小型化低コスト化を図り、複数のビームを同時に用いる画像形成装置の寿命を長くするなどのことを可能にする画像形成装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
請求項１に記載の発明は、光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、ビーム走査方向をそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータ形成領域に区分けし、ビームと同数の画像濃度センサを各パッチデータ形成領域に対応して設け、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームによるパッチデータ濃度を前記画像濃度センサで検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行うこととし、前記パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行ない、
前記画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行なうことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、複数のビームについて各ビーム走査方向上での対応する位置が同じ領域にそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータを順番に形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームによるパッチデータ濃度を検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行い、
画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行なうこととした。
請求項３に記載の発明は、光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、前記複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、前記予め設定した１つの基準ビームで画像担持体上もしくは中間転写体上に形成されるパッチデータ濃度を検知してそのパッチデータの検知濃度が予め設定された画像濃度と等しくなるようビームを駆動制御するドライバーに信号出力してビームの駆動電流を変更調整することにより予め設定した１つの基準ビームの画像の濃度制御を行い、
残りのビームの光量モニター信号（光量検出器出力）を前記予め設定した１つの基準ビームの光量モニター信号（光量検出器出力）と同じに制御することで残りのビームで形成される画像の濃度制御を行うこととし、前記パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行ない、
画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行うこととした。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行うこととした。
なお、以下のように構成することもできる。
（１）．光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、ビーム走査方向をそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータ形成領域に区分けし、ビームと同数の画像濃度センサを各パッチデータ形成領域に対応して設け、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームによるパッチデータ濃度を前記画像濃度センサで検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるよう基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行うこととする。かかる構成により、複数のパッチデータにより複数の濃度を同時に検知するので、画像濃度制御を短時間で行うことができる。
（２）．光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、ビーム走査方向の同じ領域にそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータを順番に形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、画像担持体上もしくは中間転写体上に形成される各々のビームのパタンデータ濃度を検知して、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの濃度に基準ビーム以外のビームによって形成されるパッチデータ濃度が等しくなるよう基準ビーム以外のビームの光量を制御して画像の濃度制御を行うこととする。かかる構成により、1つの画像濃度センサで複数のビームの画像濃度制御を行うので画像形成装置の小型化、低コスト化が可能となる。
（３）．光源から発せられる複数のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を画像担持体上に同時に形成する画像形成装置であって、前記複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、前記予め設定した１つの基準ビームで画像担持体上もしくは中間転写体上に形成されるパッチデータ濃度を検知して予め設定した１つの基準ビームの画像の濃度制御を行い、残りのビームの光量を前記予め設定した１つの基準ビームの光量と同じに制御することで残りのビームで形成される画像の濃度制御を行うこととする。かかる構成により、1つの画像濃度センサで複数のビームの画像濃度制御を行うので画像形成装置の小型化、低コスト化が可能である。基準ビーム以外のビームはパッチデータを作成せずに光量のみで濃度制御を行うので、画像濃度制御を短時間で行うことができる。また、プロセス条件ばらつきの影響を受けない。
（４）．（１）乃至（３）の何れか１つに記載の画像形成装置において、パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行うこととする。かかる構成により、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能で、画像濃度制御を短時間でかつ精度良く行うことが出来る。
（５）．（１）乃至（４）の何れか１つに記載の画像形成装置において、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも薄い場合にはバイアス制御ならびにトナー補給を優先して濃度制御を行い、画像濃度センサで検知した画像濃度が予め設定された濃度よりも濃い場合にはビームの光量制御を優先して濃度制御を行なうこととする。かかる構成により、交換が不可能な光源の駆動電流を優先的に少なくするように制御することで光源の長寿命化を図り、安定した画像品質の状態で、画像形成装置を長く使用することができる。
（６）．光源から発せられる２ｎ(ｎ:整数)本のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で複数ラインの潜像を同時に形成する画像形成装置であって、光源が劣化して前記２ｎ本のビームすべてを画像形成に使用できなくなった場合に、２ｎ本のビームを副走査方向に配列した順に従い奇遇を定めて劣化ビームと奇遇の一致するビームを使用禁止として画像形成動作を維持する手段を有することとする。かかる構成により、光源が劣化した場合でも、画像密度を低下させることで画像形成装置を継続して使用することが出来る。
（７）．光源から発せられる２ｎ(ｎ:整数)本のビームを画像担持体上の副走査方向に配列し、一回のビーム走査で異なるラインの潜像を同時に形成する画像形成装置であって、光源が劣化して前記２ｎ本のビームすべてを画像形成に使用できなくなった場合に、２ｎ本のビームを複数のグループに等分し、劣化ビームを含むグループのビームをすべて使用禁止とすると同時に、使用禁止ビームに供給するデータを使用可能なビームへの供給に切替え、使用禁止としたビーム数に応じて画像出力速度を低下させて画像形成動作を維持する手段を有することとする。
かかる構成により、光源が劣化した場合でも、画像出力速度を低下させることで画像形成装置を継続して使用することが出来る。
（８）．（６）又は（７）に記載の画像形成装置において、複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで形成されるパッチデータ濃度を検知して画像濃度制御を行い、残りのビームの光量を前記予め設定した１つの基準ビームの光量と同じに制御することで残りのビームによる画像の濃度制御を行う画像形成装置において、前記予め設定した基準ビームを発する光源が劣化した場合、残りのビームから新規に基準ビームを一つ選択して前記選択した基準ビームで画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、前記選択された１つの基準ビームで形成されたパッチデータ濃度を検知して画像濃度制御を行い、残りのビームの光量を前記新規に基準ビームとして選択したビームの光量と同じに制御して、画像形成動作を維持することとする。かかる構成により、光源が劣化した場合でも、画像品質の安定した画像形成装置を画像密度を低下させることまたは画像出力速度を低下させることにより継続して使用することが出来る。
（９）．（１）乃至（８）の何れか１つに記載の画像形成装置において、中間転写体の移動面に対向して配置された画像形成手段を複数有し、画像形成手段は１つの画像担持体と、１つの書込み手段と、この画像担持体上に書込み手段により形成される静電潜像を現像する少なくとも２つの現像手段と、現像手段を択一的に選択して駆動する切替え手段とで構成することとした。かかる構成により、画像濃度の安定したフルカラー画像を、小型/低コストな画像形成装置で高速に出力することが出来る。
（１０）．（１）乃至（９）の何れか１つに記載の画像形成装置において、パッチデータをベタデータとし、前記パッチデータによりビーム光量を制御した後、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給により画像濃度を制御し、ビームの点灯時間を制御するパルス幅を変化させることにより画像の階調表現行うこととする。かかる構成により、使用環境が変化しても、再現性の良い階調画像を高速に出力可能な画像形成装置を得ることが出来る。
【０００５】
【発明の実施の形態】
［１］  請求項１に対応した例
本発明にかかる画像形成装置における画像形成部の概略構成を示した図１において、光源１から発せられたビームＬｂは矢印方向に回転する回転多面鏡２により偏向走査され、走査光学素子（代表例としてｆθレンズ３を示す。）を通過した後、画像担持体としてのドラム状の感光体４上を矢印５の向きに走査する。図示しないが、感光体４の一端側である走査開始側（矢印５の上流側）には走査されるビームＬｂを検知して主走査方向の書込み開始基準となる信号を生成するための同期検知板が配置されている。
【０００６】
光源１は複数(ここでは説明を簡単にするため２つ)の発光点を有し、光源１から発せられた２つのビームは図２に示すように感光体４上で主走査方向と直交する副走査方向にビームＬｂが隣接して結像するように配置される。
【０００７】
図２において、プリント動作が開始されると、感光体４上に１回目の走査でＬ１１、Ｌ２１ラインの潜像が形成され、２回目の走査でＬ１２、Ｌ２２ラインの潜像が形成される、という具合に2ラインずつデータが潜像として順次形成される。
【０００８】
同一ページの画像を上述のように異なるビームで形成したデータを合成することによって形成する場合、高品位な画像形成のためには異なるビームで形成される画像濃度を等しくする必要がある。一方、本画像形成装置は、プリント指示が無い待機状態のもとで、あるいは所定プリント枚数に達した時点において、画像濃度制御を行うようにしている。
【０００９】
画像濃度制御を行うために、請求項１記載の発明では、ビーム走査方向をそれぞれのビームに対応した画像濃度制御のためのパッチデータ形成領域に区分けし、ビーム本数と同数の画像濃度センサを各パッチデータ形成領域に対応して設ける。
【００１０】
光源がｎ個の場合、ビームＬｂの走査巾である主走査幅を図１に示すようにｎ分割して、分割した領域に対応したビーム走査位置に画像(トナー)濃度センサをｎ個設ける。
【００１１】
画像形成装置の作像部の一例を示した図３において、感光体４のまわりには、矢印６で示す回転方向順に、帯電ブラシ７、書き込み用のビームＬｂの照射部９、現像器１０、中間転写体としての中間転写ベルト１１へのトナー像転写のための中間転写位置１２などが設けられている。現像器１０において、現像ローラ１５が感光体４に対向していてトナーを感光体の転移させ、現像する部位を現像位置１６と称する。
【００１２】
中間転写位置１２では転写時に感光体４に対して中間転写ベルト１１が接して感光体４上のトナー像が転写される。中間転写を行なうため、中間転写ベルト１１の内側には図示省略の中間転写帯電器が設けられている。また、中間転写ベルト１１のまわりには当該中間転写ベルト１１に対して接離自在にクリーニングブレード１３が設けられている。中間転写ベルト１１に対してクリーニングブレード１３が接する部位をクリーニング位置１４と称する。
【００１３】
図３において、画像濃度センサは感光体４上、現像位置１４から矢印６で示す感光体４の回転方向上流側に向かっての中間転写位置１２に至るまでの区間Ａ、又は、中間転写ベルト１１上、中間転写位置１１から中間転写転写ベルト１１の回転方向下流側に向かってクリーニング位置１４に至るまでの区間Ｂの任意の場所に設ける。
【００１４】
制御方法
画像濃度制御モードに移行すると、各ビームを感光体４上に予め設定したエリアにパッチデータが作成できるよう点灯させる。点灯タイミングを図４に示す。図４において、Lsyncは同期検知信号で立ち上がりパルスの間隔が１走査期間を示す。
【００１５】
ビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎにおける立ち上がりパルスの間隔がそれぞれのビームのパッチデータ作成のための点灯期間で、ビームが実際に感光体４を走査する期間(有効走査期間)内をｎ分割したものである。副走査方向にはパッチデータ幅が数cmとなるよう、図４に示すタイミングによる点灯を続ける。
【００１６】
パッチデータが形成されると画像濃度センサによる濃度検知が各ビームに対して同時に行われ、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの検知濃度と基準ビーム以外のビームで形成されるパッチデータの検知濃度が等しくなるよう基準ビーム以外のビームの光量を必要に応じて制御する。
【００１７】
かかる制御のための処理ブロックを示した図５において、前記ビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎに対応した画像濃度センサを符号ＳＥ―１、ＳＥ―２…ＳＥ―Ｎとする。各画像濃度センサＳＥ―１、ＳＥ―２…ＳＥ―Ｎの検知信号はCPUにおいて、各画像濃度センサＳＥ―１、ＳＥ―２…ＳＥ―Ｎに対応したポートＰＴ―１、ＰＴ―２…ＰＴ―Ｎに同時に取り込まれ、ＡＤ変換された後、パッチデータ濃度としてレジスタに格納される。
【００１８】
レジスタに格納された各ビームのパッチデータ濃度を基準ビームのパッチデータ濃度と比較し、その結果、必要に応じてCPUは各ビームビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎを駆動制御するドライバーＤＶ−１、ＤＶ−２…ＤＶ−Ｎに光量を等しく制御するための信号を出力する。
【００１９】
光量制御により各ビームで形成されるパッチデータの濃度が基準ビームで形成されたパッチデータの濃度に等しくなったら、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータ濃度が所定の画像濃度になるよう必要に応じて各種バイアス調整ならびにトナー補給を行い画像の濃度制御を行う。
【００２０】
［２］ 請求項２に対応した例：
本例にかかる画像形成装置は、ビーム走査方向上での同じ領域にそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータを順番に形成し、単一の画像濃度センサをパッチデータ形成領域に対応して設ける。
【００２１】
ビーム走査(主走査)方向の任意の領域をパッチデータ形成領域とし、領域に対応したビーム走査位置に画像(トナー)濃度センサを１個設ける。画像濃度センサは前述の請求項１に対応した例におけると同様、図３に示した感光体４の現像位置１６から転写位置感光体４の回転方向下流側に向けての中間転写位置１２に至る区間Ａ、又は中間転写体ベルト１１上の中間転写位置１２から中間転写ベルト１１の回転方向下流側に向かってクリーニング位置１４に至るまでの区間Ｂの任意の場所に設ける。
【００２２】
制御方法
画像濃度制御モードに移行すると、各ビームを予め設定した領域にパッチデータが作成できるよう点灯させる。点灯タイミングを図６に示す。ここでは前述のビームＢＭ−１が形成する領域と同じ領域をパッチデータ形成域としている。
【００２３】
ビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎの順でそれぞれのビームを点灯させる。副走査方向のパッチデータ幅が数cmとなるよう、図６のタイミングによる点灯をそれぞれのビームにおいて続ける。パッチデータが形成されると画像濃度センサによる濃度検知が行われ、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの検知濃度と基準ビーム以外のビームで形成されるパッチデータの検知濃度が等しくなるよう基準ビーム以外のビームの光量を必要に応じて制御する。
【００２４】
処理ブロックを図７に示す。画像濃度センサＳＥの検知信号はCPUのセンサに対応したポートＰＴ−Ｓに取り込まれ、AD変換された後、レジスタに格納される。レジスタに格納された各ビームのパッチデータ濃度を基準ビームによるパッチデータ濃度と比較し、その結果、必要に応じてCPUは各ビームを発する光源を駆動制御するドライバーＤＶ−１、ＤＶ−２…ＤＶ−Ｎに光量を等しく制御するための信号を出力する。
【００２５】
光量制御により各ビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎで形成されるパッチデータの濃度が等しくなったら、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータ濃度が所定の濃度になるよう必要に応じて各種バイアス調整ならびにトナー補給を行い画像の濃度制御を行う。
【００２６】
［３］ 請求項３に対応した例：本例にかかる画像形成装置は、ビーム走査方向の任意の領域に複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、画像濃度センサを前記パッチデータ形成領域に対応して１個設ける。
【００２７】
画像濃度センサは、図３に示した感光体４の現像位置１６から転写位置感光体４の回転方向下流側に向けての中間転写位置１２に至る区間Ａ、又は中間転写体ベルト１１上の中間転写位置１２から中間転写ベルト１１の回転方向下流側に向かってクリーニング位置１４に至るまでの区間Ｂの任意の場所に設ける。
【００２８】
制御方法
画像濃度制御モードに移行すると、予め設定した基準ビームを点灯させパッチデータを作成する。副走査方向のパッチデータ幅が数cmとなる期間、ビームの点灯を続ける。
【００２９】
パッチデータが形成されると画像濃度センサによる濃度検知が行われ、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの検知濃度が予め設定された画像濃度と等しくなるよう基準ビームの光量、プロセス供給バイアスならびにトナー補給量が制御される。予め設定した基準ビームでの濃度制御が完了すると、基準ビーム以外のビーム光量を各ビームを発する光源に内蔵された光量検知器であるPD(フォトディテクタ)を用いて、設定した基準ビーム光量と等しくなるよう必要に応じて制御して画像の濃度制御を行う。
【００３０】
先ず、図８に示すブロック図における処理を行う。画像濃度センサＳＥの検知信号は画像濃度センサＳＥに対応したCPUのポートに取込まれ、AD変換された後レジスタに格納される。レジスタに取り込まれた基準ビームの濃度データを設定された画像濃度データと比較し、その結果、CPUは基準ビームＢＭの光量、画像濃度に関与するバイアス電源１８やトナー補給量を制御するトナー補給制御部に対する各制御値を必要に応じて指示して基準ビームの濃度制御を行う。
【００３１】
基準ビームの濃度制御が完了すると図９のブロックに示すように、基準ビーム以外のビームＢＭ−１、ＢＭ−２…ＢＭ−Ｎを点灯させ、光量のモニター信号である光量検出器ＰＤ１、ＰＤ２…ＰＤ３出力をCPUに取り込み、設定した基準ビーム光量と同じになるよう基準ビーム以外の各ビームの光量を制御して画像濃度制御を行う。
【００３２】
［４］ 請求項４に対応した例：本例にかかる発明では、パッチデータ濃度を画像濃度センサで検知して行う画像の濃度制御は、作像プロセスに関与する各種バイアス電圧制御、トナー補給ならびに像形成手段であるビームの光量制御を単独もしくは組合せて行うこととする。
【００３３】
［５］ 請求項1乃至３に関連した例：本例にかかる画像形成装置は、ビーム走査方向の任意の領域に複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで形成されるパッチデータの濃度を検出し、検出濃度と設定画像濃度との比較結果に応じて画像濃度制御手順を変更する。
【００３４】
検出濃度が設定した画像濃度よりも薄い場合、プロセスバイアス値制御、トナー補給により画像濃度を上げるよう制御する。この時、基準ビーム以外のビームの光量は必要があれば基準ビーム光量と等しくなるよう制御する。
【００３５】
プロセスバイアス値制御、トナー補給によっても画像濃度が設定値に至らない場合に初めて基準ビームの光量を制御する。基準ビーム光量を制御した場合には、残りのビーム光量も基準ビーム光量と等しくなるよう制御する。
【００３６】
一方検出濃度が設定画像濃度よりも濃い場合、設定した基準ビーム光量を制御して画像濃度を低下させる。設定した基準ビーム光量を低下させて画像濃度を設定値にした後、残りのビーム光量を前記基準ビームの光量と同じに制御する。ビームの設定光量範囲内でも画像濃度が設定値にならない場合に初めて、プロセスバイアス値制御、トナー補給制御を行い画像濃度を制御する。
［６］ 参考例１：
本例にかかる画像形成装置の一例を示す。ビーム走査方向を複数のそれぞれのビームに対応した画像濃度制御の為のパッチデータ形成領域に区分けし、ビームと同数の画像濃度センサを各パッチデータ形成領域に対応して設け、パッチデータが形成されると画像濃度センサによる濃度検知を各ビームに対して同時に行い、予め設定した基準ビームで形成されるパッチデータの検知濃度と基準ビーム以外で形成されるパッチデータの検知濃度が等しくなるよう基準ビーム以外のビーム光量を必要に応じて制御する。
【００３７】
ここで、基準ビーム以外のビームでその光量が設定光量範囲内では基準ビームの光量と同じにならないビームが存在する場合、そのビームを劣化と判断して書き込みビームとしての使用を禁止するが、複数ビームが偶数(２ｎ:ｎ=1,2,...)の場合、次のようにして画像形成動作を維持する。
【００３８】
劣化ビームが副走査方向の配列順において奇数番目の場合、奇数番目のビームの使用はすべて禁止して画像形成動作を維持する。このとき主走査方向の画像データ転送クロック周波数、画像データは必要に応じて変換する。同様に偶数番目のビームが劣化した場合は、偶数番目のビームを使用禁止として画像形成動作を維持する。
【００３９】
図１０に画像ドットの配列を示す。説明を容易にするため４つのビームの場合について説明する。図１０中、丸印はドットを意味し、ドット（丸印）内の数字は画像データ順を示しており、丸印内の１１は１ライン目、つまりライン１(ビーム１)の1画素、丸印内の２１は２ライン目、つまりライン２(ビーム２)の1画素、丸印内の３１は３ライン目、つまりライン３(ビーム３)の1画素、丸印内の４１は４ライン目、つまりライン４(ビーム１)の1画素（以下、これに準ずる。）の意味である。
【００４０】
劣化ビームが無く通常に画像を形成している時を図１０（ａ）に示し、ビーム劣化が判明し偶数ビームを間引いた時の画像形成の様子を図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示す。
【００４１】
図１０（ｂ）は主走査方向のクロック周波数、画像データを変更しないで用いた場合で、図１０（ｃ）は副走査方向同様、主走査方向のデータを１画素毎に間引いた例である。
【００４２】
また、クロック周波数を半減させて図１０（ｃ）に示した画像データを主走査方向に伸張し、図１０（ｄ）に示すようにすることもできる。図１０（ｃ）ではドット間隔が空いたように見えるが、実際のビーム形状は副走査方向に細長い楕円であり、また副走査方向に各ドット間がオーバーラップするようにビームを配列することで、上述のように間引いて画像形成を行っても、著しく画像品質が低下するということはない。
［７］ 参考例２：
本例にかかる画像形成装置の一例について説明する。前述の参考例１で述べたのと同様に、基準ビーム以外のビームにおいて設定光量範囲内では基準ビームの光量と同じにならないビームが存在する場合、そのビームを劣化と判断して書き込みビームとしての使用を禁止するが、複数ビームが偶数(２ｎ:ｎ=1,2,...)の場合、次のようにして画像形成動作を維持する。
【００４３】
劣化ビームの副走査方向の配列順に応じて、複数ビームを同じビーム数を有する隣接したビーム同士の複数のグループに区分けし、劣化ビームを含むグループのビームをすべて使用禁止とし、使用禁止としたグループのビームに供給すべき画像データを使用可能なグループのビームへの供給に切り替えると同時に、使用できなくなったビーム数に応じて画像出力速度(線速)を低下させて画像形成動作を維持する。
【００４４】
図１１に画像ドットの配列を示す。説明を容易にするため４つのビームの場合について説明する。表記法は前記図１０に準ずる。ビームの劣化が無く通常に画像を形成している時を図１１（ａ）に示し、ビーム劣化が判明しビームを間引いた時の画像形成の様子を図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示す。
【００４５】
図１１（ｂ）は先頭(副走査方向の配列順で１番目)ラインであるライン１のビームが劣化した場合で、図１１（ｃ）は２番目のライン２のビームが劣化した場合である。
【００４６】
図１１（ｂ）では、１ビームずつの４グループに分割し、第一のグループ(先頭ビーム)を使用禁止として、残りの３ビームを用い、線速を３/４に低下させ画像形成を行う。
【００４７】
図１１（ｃ）では、図に示すように２ビームずつの２グループに分割して、第１グループ、つまりライン１のビーム１も使用禁止として第２グループのみで画像形成を行う。このときの線速は１/２に低下させる。
【００４８】
ライン３のビームが劣化した場合には図１１（ｃ）に示すように２グループに分割し、最後４番目のライン４のビームが劣化した場合には図１１（ｂ）に示すように４グループに分割して使用ビームを制限し、前述のようにデータ供給を切り替えて、かつ線速を変更して同様に画像形成を行う。
【００４９】
各ビームによる走査線の様子を示した図１２において、図１２（ａ）は劣化したビームが無い場合で1回（目）の走査で同時に４ラインを描く。次の2回目の走査で各ラインはｐ１（図１１のライン１相当）を先頭としてライン間ピッチで４ピッチ分副走査方向に移動してｐ２の位置を先頭として４ラインを描く。
【００５０】
図１２（ｂ）は劣化した１番目のビーム（図１１におけるライン１相当）を使用禁止とした場合で、1回（目）の走査で３ライン（図１１におけるライン２、ライン３、ライン４）を同時に描く。次の２回目の走査では、使用禁止となっているライン１がライン３に重なるようにするためｐ１からｐ３までライン間ピッチで３ピッチ分、副走査方向に移動して３ライン分（図１１におけるライン２、ライン３、ライン４）を同時に描く。
【００５１】
かかる書き込みを可能にするため、各ラインは図１２（ａ）のケースにおける感光体４の線速を１とすると、ここでは線速を３/４に低下させる。これにより、走査毎のライン移動距離ｐ1〜ｐ3 ＝［図１２（ａ）におけるｐ1〜ｐ2］×3／４となり、劣化ビームの使用禁止によるライン抜けは発生しない。
【００５２】
また図１２（ｃ）は１番目と２番目（図１１におけるライン１、ライン２相当）のビームが劣化したことによりこれらのビームを使用禁止とした場合で1回（目）の走査で２ライン（ライン３、ライン４）を描く。次の２回目の走査では、使用禁止となっているライン１がライン３に、ライン２がライン４に重なるようにするためｐ１からｐ４までライン間ピッチで２ピッチ分、副走査方向に移動して２ライン分（図１１におけるライン３、ライン４）を同時に描く。
【００５３】
かかる書き込みを可能にするため、各ラインは図１２（ａ）のケースにおける感光体４の線速を１とすると、ここでは線速を１/２に低下させる。これにより、走査毎のライン移動距離ｐ1〜ｐ４ ＝［図１２（ａ）におけるｐ1〜ｐ2］／２となり、劣化ビームの使用禁止によるライン抜けは発生しない。
【００５４】
画像データの供給法を図１３に示す。図１３（ａ）は劣化したビームが無い通常の場合で、出力すべき画像データはラインメモリまたはフレームメモリ等にバッファされ、制御信号に従い各ビームに出力される。
【００５５】
４ビームの場合、それぞれのビームに４ライン毎にラインデータを更新し供給する。ここで前述のようにビームＢＭ−１が劣化し残りの３ビームであるビームＢＭ−２、ＢＭ−３、ＢＭ−４で画像形成を行う場合、図１３（ｂ）に示すように３ライン毎にラインデータを更新してそれぞれのビームに供給するようにデータ出力を切りかえる。(図中：ｎ＝１、２、３…）ビームが複数劣化した場合でも、グループ分けし使用禁止グループとして劣化ビームを上述のようにまとめられるのであれば同様の手段を用いることが出来る。
［８］ 参考例１、２に関連した例：
本例にかかる画像形成装置は、ビーム走査方向の任意の領域に複数のビームのうち予め設定した１つの基準ビームで形成されるパッチデータの濃度を検出し、検知濃度が予め設定された画像濃度と等しくなるようビーム光量、プロセス供給バイアスならびにトナー補給量を制御する際、前記予め設定した基準ビームを発する光源が劣化した場合、残りのビームから新規に基準とするビームを一つ選択して画像濃度制御の為のパッチデータを形成し、パッチデータ形成領域に設けた単一の画像濃度センサで、前記新規に基準ビームとして選択した１つのビームで形成されたパッチデータ濃度を検知して画像濃度制御を行い、残りのビームの光量を前記新規基準ビームの光量と同じになるよう制御して、画像形成動作を維持するものである。
【００５６】
［９］ 参考例３：
本例にかかる画像形成装置は、2ステーションと呼ぶ画像形成装置に本発明を適用した例である。図１４に実施例を示す。本画像形成装置は中間転写体としての中間転写ベルト１１０の下方に２つの画像形成手段(ステーション1、ステーション2)を有している。ステーション１、ステーション２は、それぞれ１つの画像担持体（感光体４ａ、４ｂ）と、書込み手段（ポリゴンミラー２２、ミラーＭ等）と、これら画像担持体（感光体４ａ、４ｂ）上に書込み手段（ポリゴンミラー２２、ミラーＭ等）により形成される静電潜像を現像する少なくとも２つの現像手段（ステーション１について２４ａ、２４ａ'と、ステーション２について２４ｂ、２４ｂ'）と、これら２つの現像手段を択一的に選択して駆動する切替え手段とで構成され、前記複数の画像形成手段において形成されるカラー画像を中間転写ベルト１１０上で重ね合わせることで複数色の画像を生成する画像形成装置である。
【００５７】
以下の構成の説明で、ステーション１における構成部材については数字の符号の添え字ａを付したもので表示し、ステーション２における構成部材については数字の符号に添え字ｂを付したもので表示しており、内容は同じであるので、ステーション１について主として説明しステーション２についての説明は省略する。
【００５８】
前記各書込み手段は同一のポリゴンミラー２２を用いて各々の光源から発せられる複数のビームを上述したように感光体４ａ、４ｂ上で副走査方向に配列し同時に走査することで高速にフルカラー画像出力を行なうものである。
【００５９】
さらに、構成部材を付記すると、現像手段２４ａは撹拌手段及び現像ローラ２６ａ、２６ａ'を具備し、感光体４ａのまわりには、回転方向順に現像ローラ２６ａ'、２６ａ、中間転写ベルト１１０、帯電ブラシ２８ａ、書き込みビームの照射部等が配置されている。また、感光体４ａと対向する中間転写ベルト１１０の裏側には転写ブラシ２９ａが設けられている。
【００６０】
中間転写ベルト１１０は２つのローラ間に張設されていて、上側の張設面には前記した本発明に係る画像濃度センサ３０と、中間転写ベルト１１０の回転位置を検出するためのベルトマークセンサ３２が配置されている。
【００６１】
また、中間転写ベルト１１０を支持する右側のプーリに対向して当該ベルトに接離自在にクリーニングブレード１３０が設けられ、中間転写ベルト１１０を支持する左側のプーリに対向して当該ベルトに接離自在に紙転写ローラ３４が設けられている。
【００６２】
給紙カセット３６に収納されている用紙は給紙ローラ４６より繰り出され、鎖線で示す給紙経路を辿り、レジストローラ３８を経て、紙転写ローラ３４で中間転写ベルト１１０上の画像を転写されて定着ローラ４０を経て定着され、搬送ローラを経て排紙トレイ４２上に排出される。なお、符号４４は手差し給紙用の手差しローラ対、符号４８はエンジンボード、符号５０は画像データ記憶手段をそれぞれ示す。
【００６３】
中間転写ベルト１１０の全長をＬ、用紙の転写時における移動方向の長さの相当する長さをｍとしたとき、Ｌ＝ｍ＋αである場合のカラー画像形成工程の概要は次の通りである。
（１）．ステーション１において現像手段２４ａ'により現像したＡ色を中間転写ベルト１１０上に転写する。
（２）．ステーション２において現像手段２４ｂにより現像したＢ色を中間転写ベルト上のＡ色に重ね転写してＡ、Ｂ色トナー画像を得、このＡ、Ｂ色トナー画像にステーション１において現像手段２４ａにより現像したＣ色を重ね転写して中間転写ベルト１１０上Ａ、Ｂ、Ｃ色トナー画像を得る。この時点で中間転写ベルト１１０は略１回転する。
【００６４】
（３）．工程（２）で得られたＡ、Ｂ、Ｃ色トナー画像に、ステーション２において現像手段２４ｂ'により現像したＤ色を中間転写ベルト上のＡ、Ｂ、Ｃ色に重ね転写してフルカラー画像を紙転写ローラ３４にて用紙（１枚目）上に転写する。この１枚目への転写は中間転写ベルト１１０の２回転目中に行なわれる。
（４）．複数枚のカラープリントをとる場合は、上記（３）の工程におけるステーション２によるＤ色トナー画像の重ね転写と同時に、ステーション１によりＡ色トナー画像を転写し、ステーション２によりＢ色トナー画像を重ね転写してＡ、Ｂ色トナー画像を得る。
【００６５】
（５）．工程（４）で得られたＡ、Ｂ色トナー画像に、ステーション１によりＣ色トナー画像を、続いてステーション２によりＤ色トナー画像を重ねて転写して得、これを２枚目の転写紙に転写する。２枚目への転写は中間転写ベルト１１０の４回点目に行なわれる。
（６）．３枚目以降のプリントは、工程（３）からの工程が繰り返されることにより、中間転写ベルト１１０の６回転目に得られる。
【００６６】
上記において、例えば、Ａ色はマゼンタ、Ｂ色はイエロー、Ｃ色はシアン、Ｄ色はブラックとする。
【００６７】
現像手段を択一的に選択して駆動する切替え手段の例を説明する。
【００６８】
ステーション１について図１５において、歯車８２Ｇは現像ローラ駆動モータ９０−１の回転軸４００−１に直結されている。この回転軸４００−１は回動部材６４−１の回動支点でもある。歯車８２Ｇには歯車８０Ｇ，歯車８１Ｇがそれぞれ噛み合わされている。回動部材６４−１の回動位置に応じて、歯車８１Ｇは第１歯車７４Ｇに噛み合い、そのとき歯車８０Ｇと第２歯車７９Ｇとの噛み合いは解除される。或いは、歯車８０Ｇは第２歯車７９Ｇに噛み合い、そのとき歯車８１Ｇと第１歯車７４Ｇとの噛み合いは解除される。
【００６９】
このような切り換えを行なうために、回動部材６４−１の一部に回転軸４００−１より径方向に延びるアーム部の先端にカムフォロワ４０２を設け、このカムフォロワ４０２を偏心カム４０４にばね４０６の力で弾性的に押圧する構成とし、この偏心カム４０４の軸４０４Ｊを切り換え駆動源としてのモータ４０８で回転駆動するようにしている。
【００７０】
かかる構成により、偏心カム４０４の回動位置に応じて回動部材６４−１を揺動させて、歯車８０Ｇ、８１Ｇを第１歯車７４Ｇ、第２歯車７９Ｇに対して噛み合い、非噛み合いの状態に切り換える。
【００７１】
第１歯車７４Ｇは図示しない中間歯車列を介して現像ローラ２６ａ'を駆動させる歯車に噛み合わされている。また、第２歯車７９Ｇは図示しない中間歯車列を介して現像ローラ２６ａを駆動させる歯車に噛み合わされている。
【００７２】
よって、偏心カム４０４の回転位置に応じて、現像ローラ２６ａ'を駆動させずに現像ローラ２６ａを駆動させたり、現像ローラ２６ａを駆動させずに現像ローラ２６ａ'を駆動させたりすることができる。
【００７３】
ここで、偏心カム４０４、ばね４０６、回動部材６４−１、歯車８０Ｇ、８１Ｇ及び、第１歯車７４Ｇ、第２歯車７９Ｇから各現像ローラ２６ａ、２６ａ'駆動用の歯車までの歯車列などは、現像手段を択一的に選択して駆動する切替え手段を構成する。ステーション２についての現像ローラ２６ｂ、２６ｂ'についても同様の切替手段により、駆動と非駆動とが切り替えられる。
【００７４】
［１０］ 参考例４：
本例にかかる画像形成装置は、パッチデータをベタデータとしてビームの光量制御を行い、画像最大濃度を規定しビームを変調駆動するパルス幅を可変としてビーム点灯時間を変化させることで画像担持体上でのビーム露光時間(ドット形状)を変化させて階調表現を行うこととした。必要光量を得るために光源に供給する駆動電流を設定するだけで、パワー(駆動電流)変調時に必要となる、経時変化によるバイアス電流変化、電流-光出力特性の傾きを求める必要がない。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能で、画像濃度制御を短時間でかつ精度良く行うことができる。交換が不可能な光源の駆動電流を優先的に少なくするように制御することで光源の長寿命化を図り、安定した画像品質の状態で、画像形成装置を長く使用することができる。
【００７６】
請求項２記載の発明では、交換が不可能な光源の駆動電流を優先的に少なくするように制御することで光源の長寿命化を図り、安定した画像品質の状態で、画像形成装置を長く使用することができる。
【００７７】
請求項３記載の発明では、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能で、画像濃度制御を短時間でかつ精度良く行うことが出来る。交換が不可能な光源の駆動電流を優先的に少なくするように制御することで光源の長寿命化を図り、安定した画像品質の状態で、画像形成装置を長く使用することができる。
【００７８】
請求項４記載の発明では、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能で、画像濃度制御を短時間でかつ精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置における画像形成部の概略構成を示した斜視図である。
【図２】感光体上、副走査方向に配列された書き込みビームを示した図である。
【図３】画像形成装置の作像部の一例を示した正面図である。
【図４】各ビームの点灯タイミングを示したタイミングチャートである。
【図５】画像濃度センサの出力に応じたビームの光量制御の処理ブロック図である。
【図６】パッチデータ用ビームの点灯タイミングを示したタイミングチャートである。
【図７】画像濃度センサの出力に応じたビームの光量制御の処理ブロック図である。
【図８】画像濃度センサの出力に応じたビームの光量制御の処理ブロック図である。
【図９】画像濃度制御のためのブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）は劣化ビームが無く通常に画像を形成している時の画像形成の用紙を示した図、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）はビーム劣化が判明し偶数ビームを間引いた時の画像形成の様子を示した図である。
【図１１】図１１（ａ）はビームの劣化が無く通常に画像を形成している場合の画像ドット配列を示した図、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）はビーム劣化が判明しビームを間引いた時の画像形成の様子を示した図である。
【図１２】図１２（ａ）は劣化したビームが無い場合の書き込みラインの図、図１２（ｂ）は劣化した１番目のビームを使用禁止とした場合の書き込みラインの図、図１２（ｃ）は１番目と２番目のビームを使用禁止とした場合の書き込みラインの図である。
【図１３】図１３（ａ）は劣化したビームが無い通常の場合の画像データの供給法を説明した図、図１３（ｂ）は３ライン毎にラインデータを更新してそれぞれのビームに供給するようにデータ出力を切りかえる画像データの供給法を説明した図である。
【図１４】画像形成装置の構成図である。
【図１５】現像手段の切替手段要部の正面図である。
【符号の説明】
４  感光体
１１  中間転写ベルト
【図１】
0004782304.tif 000002
【図２】
0004782304.tif 000003
【図３】
0004782304.tif 000004
【図４】
0004782304.tif 000005
【図５】
0004782304.tif 000006
【図６】
0004782304.tif 000007
【図７】
0004782304.tif 000008
【図８】
0004782304.tif 000009
【図９】
0004782304.tif 000010
【図１０】
0004782304.tif 000011
【図１１】
0004782304.tif 000012
【図１２】
0004782304.tif 000013
【図１３】
0004782304.tif 000014
【図１４】
0004782304.tif 000015
【図１５】
0004782304.tif 000016