(57)【要約】      【課題】ベルトの位置ずれを機械的に防止する機構を設けることなく簡単且つ確実にベルトを規定のセンタリング位置に維持し、ベルトの位置ずれによる破損等を確実に防止できる。    【解決手段】ベルト搬送機構により周回駆動されるベルトをセンタリング位置に調整するベルト位置調整処理部１４２を設けたことを特徴とする。このため、ベルト搬送機構は、ベルトの張力を可変する張力制御機構とベルトを周回方向に直向する方向に移動させる位置補正機構を備え、ベルト位置を規定のセンタリング位置に調整した後に、ベルト張力及びベルト速度を直線的に回復させ、位置調整により生じたベルトの歪を除去する。ベルト位置調整処理部１４２は、ベルト位置の調整処理を、電源投入時、電源投入後の印刷ジョブの開始時、コマンド又はスイッチ操作で補正指示を受けた時等に、ベルト位置調整処理を行う。    【選択図】      図２４
2007286647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙の搬送方向に配列され、回転する感光ドラムに対する光学的な走査で画像データに応じた潜像を形成し、異なるカラーのトナー成分で現像した後に前記ベルト上の記録紙に転写する複数の静電記録ユニットと、
前記ベルトを搬送し、該ベルト上の記録紙を一定速度で搬送するベルト搬送機構と、
前記ベルトをセンタリング位置に調整するベルト位置調整処理部と、を設けたことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置に於いて、
前記ベルト搬送機構は、ベルトの張力を可変する張力制御機構と、
前記ベルトを周回方向に直向する方向に移動させる位置補正機構と、を備え、
前記ベルト位置調整処理部は、前記複数の静電記録ユニットの印刷動作の休止期間に、前記張力制御機構の制御でベルト張力を下げ且つベルト搬送速度を印刷時の搬送速度より低い所定の補正速度に減速した状態で、前記位置補正機構を制御してベルト位置を規定のセンタリング位置に調整することを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１記載の印刷装置に於いて、前記ベルト位置調整処理部は、ベルト位置を規定のセンタリング位置に調整した後に、ベルト張力及びベルト速度を直線的に回復させ、位置調整により生じたベルトの歪を除去することを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１記載の印刷装置に於いて、前記ベルト位置調整処理部は、ベルト位置の修正処理を、電源投入時、電源投入後の印刷ジョブの開始時、コマンド又はスイッチ操作で補正指示を受けた時に、ベルト位置修正処理を行うことを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録の印刷機能を備えた複数の静電記録ユニットによる異なるカラー画像の重ね合せ転写によりフルカラーの画像を印刷する印刷装置に関し、特に、複数の静電記録ユニットによるカラートナーの現像量と消費量を適切に管理するための印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真記録を用いたカラー印刷装置は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の静電記録ユニットを、記録紙の搬送方向にタンデム配置している。４色の静電記録ユニットは、感光ドラムを画像データに基づいて光学的に走査して潜像を形成し、この潜像を現像器のカラートナーによって現像した後に、一定速度で搬送される記録紙上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の順番に重ね合せて転写し、最終的に定着器を通して加熱定着等を行う。
【０００３】
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の静電記録ユニットは、カラートナーがなくなった場合に、ユニット全体又はユニットの一部を交換する必要がある。このため静電記録ユニットは、装置カバーを開いた状態で簡単に着脱できる構造を備えている。
【特許文献１】特開平８−１６６７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなＹＭＣＫの静電記録ユニットを記録紙の搬送方向にタンデム配置した構造のカラー印刷装置にあっては、ＹＭＣＫの各カラートナーが規定量収納されたトナーユニットをセットして印刷動作を行っているが、印字動作で消費されるトナー量は、各カラー毎に相違する。これは印刷カラー画像の内容によって使用するカラートナー成分が喪失することに起因している。
【０００５】
またカラー画像の印刷で使用するカラートナーの消費割合が同じであったとしても、ＹＭＣＫの静電記録ユニットにおけるトナー現像量にばらつきがあり、結果としてカラー毎にトナー消費量が変わることになる。
【０００６】
このため消費量の多いカラートナーが現像不能な規定残量以下に低下した場合、現像に必要な十分な残量の他のカラートナーについても、トナーカートリッジを新品と交換しなければならず、トナー寿命が短くなり、その分、運用コストが高くなる問題があった。
【０００７】
一方、ＹＭＣＫの静電記録ユニットを記録紙の搬送方向にタンデム配置した構造のカラー印刷装置にあっては、無端ベルトの表面に記録紙を吸着して搬送しながらＹＭＣＫの静電記録ユニットによる現像カラートナーの転写を行っているが搬送ベルトは用紙サイズを越える大きな幅をもっており、ローラで周回駆動している間に、ベルトの撓みや張力の偏り等で、僅かずつ搬送方向に直向する横方向にずれを起こす。
【０００８】
このベルトずれを放置していると、ベルトが感光ドラムの転写位置から外れたり、ベルト端面が装置内部に接触して破損を起す問題がある。そこで、ローラ端部にフランジを形成してベルトの移動を抑止する構造も考えられるが、一度、ベルトが偏りを起こし始めると、ベルトの幅が広いためにフランジがあっても偏りは抑えることができず、ベルト破損に至る問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、複数のカラートナーの消費を適切に制御してトナー寿命を可能な限り長くでき、また使用中におけるベルトの位置ずれを簡単に調整できるようした印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図１は本発明の原理説明図である。本発明の印刷装置は、図１（Ａ）のように、ベルト１２による記録紙の搬送方向に配列され、ドラムモータ１５により一定速度で回転する感光ドラム３２に対する光学的な走査で画像データに応じた潜像を形成し、異なるカラーのトナー成分、例えばＹＭＣＫの４色のカラートナーで現像した後にベルト１２上の記録紙に転写する複数の静電記録ユニット２４とベルトモータ２５によるプーリ２２の駆動でベルト１２（無端ベルト）を一定速度で周回させ、ベルト１２上に吸着された記録紙を一定速度で搬送する搬送ベルト機構１１とを備える。
【００１１】
（カラートナーの管理）
このような印刷装置につき本発明にあっては、図１（Ｂ）のように、トナー現像量検出部１２６が、電源投入時、電源投入後の印刷ジョブの開始時、コマンド又はスイッチ操作で補正指示を受けた時等に、複数の静電記録ユニット２４を作動してベルト１２上にＹＭＣＫの各カラー成分のトナーマークを転写する。トナー現像量補正部１２８は、センサで光学的に検出したベルト１２上の各カラー成分のトナーマークの検出信号に基づいて各カラートナーの単位面積当りのトナー現像量を検出する。
【００１２】
そして、トナー現像量補正部１２８は、検出されたトナー現像量に基づいて複数の静電記録ユニットのトナー消費量が同程度となるようにトナー現像量を補正する。このような本発明のカラートナーの管理によれば、ＹＭＣＫの異なるカラートナーの消費量が、印刷画像の色合いやトナー現像量のばらつき等で変化しても、装置使用中を通じて常に各カラートナーの消費量が同程度となるように調整され、特定のカラートナーが規定量以下に低下してトナー交換が必要となった場合、他のカラートナーも同程度の残量となっており、全てのカラーのトナーカートリッジを新品に交換しても無駄はほんどない。
【００１３】
また１つカラートナーの交換要求に伴って全てカラートナーを交換するため、特定のカラーのトナーカートリッジの交換後に続いて別のカラートナーが交換要求が短い期間に出されることがなく、トナー交換作業の繁雑さを解消できる。トナー現像量補正部１２８は、トナー現像量検出部１２６で検出された各カラー成分のトナー現像量の中から最小現像量を選択し、この最小現像量となるように他のカラー成分のトナー現像量を補正する。このためトナー消費量が消費量の最も少ないカラートナーとなるように他のカラートナーの現像量が調整され、その結果、カラートナーの全体としての交換寿命を長くすることができる。
【００１４】
トナー現像量補正部１２８によるトナー現像量の補正は、次のいずれか又はその組合せとする。
（ａ）  静電記録ユニット２４の現像ローラに印加している現像バイアス電圧の直流成分電圧を可変することによりトナー現像量を補正する。
（ｂ）  静電記録ユニット２４の現像ローラに印加している現像バイアス電圧の交流成分電圧を可変することによりトナー現像量を補正する。
（ｃ）  静電記録ユニット２４の現像ローラに印加している現像バイアス電圧の交流成分周波数を可変することによりトナー現像量を補正する。
（ｄ）  静電記録ユニット２４における感光ドラムと現像ローラの周速度の比率を可変することによりトナー現像量を補正する。
５静電記録ユニット２４に設けたＬＥＤアレイの発光時間を可変することによりトナー現像量を補正する。
（ｅ）  静電記録ユニットに設けたＬＥＤアレイの発光パワーを可変することによりトナー現像量を補正する。
【００１５】
更に、本発明の印刷装置は、複数の静電記録ユニット２４における印刷時のトナー消費量を検出するトナー消費量検出部１３４と、検出したトナー消費量に基づいて現在のトナー残量を求め、トナー残量が規定値以下となったときにトナー交換の要求指示を行うトナー残量管理部１３６を備える。このトナー交換要求は、特定のカラートナーについて行われるものであるが、本発明は、全てのカラートナーの消費量を同程度とするようにトナー現像量の補正が行われているため、このトナー交換要求に対しては全てのカラーのトナーカートリッジを交換する。
【００１６】
トナー消費量検出部１３４は、複数の静電記録ユニット２４に設けた感光ドラムの回転時間Ｔと用紙１枚当りの印字画素数Ｎに基づいてトナー消費量Ｑを算出する。即ち、用紙サイズと解像度で決まる全画素数Ｎｍａｘに対する印字画素数Ｎの比率（Ｎ／Ｎｍａｘ）からドラム回転時間Ｔに対するトナー消費量の減少割合Ｋを求め、この減少割合Ｋに応じてトナー消費量Ｑを各カラー成分毎に算出する。
【００１７】
更に、トナー残量管理部１３６で求めた各カラー成分の内の最大のトナー残量につき、対応する静電記録ユニットで強制的にトナーを消費させて他のカラー成分のトナー残量と同等レベルに補正するトナー強制消費部１４０を設ける。印刷画像の種別によっては、消費するカラートナーが偏る場合があり、この場合にはトナー現像量の補正では全てのカラートナーの消費量を同程度とすることはできない。
【００１８】
そこで、トナー消費量の最も少ないトナー、即ち残量が最大となっているカラートナーについては、強制的にトナーを消費されて他のカラートナーと同程度の残量を維持できるようにする。トナーの強制的な消費としては感光ドラムにトナー像を現像するが用紙には転写せず、未転写トナーとして感光ドラムから回収することで消費させる。
【００１９】
（ベルト位置の調整）
本発明の印刷装置は、更に、ベルト搬送機構１１により周回駆動されるベルト１２をセンタリング位置に調整するベルト位置調整処理部１４２を設けたことを特徴とする。このため、ベルト搬送機構１１は、ベルト１２の張力を可変する張力制御機構とベルト１２を周回方向に直向する方向に移動させる位置補正機構を備える。
【００２０】
これに対応してベルト位置調整処理部１４２は、複数の静電記録ユニット２４の印刷動作の休止期間に、張力制御機構の制御でベルト張力を下げ且つベルト搬送速度を印刷時の搬送速度より低い所定の補正速度に減速した状態で、位置補正機構を制御してベルト位置を規定のセンタリング位置に調整する。ベルト位置調整処理部１４２は、ベルト位置を規定のセンタリング位置に調整した後に、ベルト張力及びベルト速度を直線的に回復させ、位置調整により生じたベルト１２の歪を除去する。ベルト位置調整処理部１４２は、ベルト位置の調整処理を、電源投入時、電源投入後の印刷ジョブの開始時、コマンド又はスイッチ操作で補正指示を受けた時等に、ベルト位置調整処理を行う。
【００２１】
このようなベルト位置の調整機能を設けたことで、ベルトの位置ずれを機械的に防止する機構を設けることなく簡単且つ確実にベルトを規定のセンタリング位置に維持し、ベルトの位置ずれによる破損等を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明してきたように本発明によれば、ＹＭＣＫの異なるカラートナーの消費量が印刷画像の種類やトナー現像量のばらつきなどで変化しても、装置の使用中を通じて常に各カラートナーの消費量が同程度となるように調整され、特定のカラートナーが規定量以下に低下してトナー交換が必要となった場合、他のカラートナーも同程度の残量となっており、全てのカラーのトナーカートリッジを新品に交換してもほとんど無駄を生ずることはない。
【００２３】
また特定のカラートナーの交換要求に伴って全てのカラーのトナーカートリッジを交換しているため、特定のカラートナーしか交換しなかった場合に、続いて別のカラートナーの交換要求が短い期間に出されてトナー交換作業が繁雑となる問題を解消できる。更にトナー現像量を実際にトナーマークを転写して検出し、検出したトナー現像量の中から最小現像量を選択し、最小現像量となるように他のカラー成分のトナー現像量を補正しているため、トナー消費量が最も少ないカラートナーに合わせるように他のカラートナーの消費量が調整され、その結果、カラートナー全体としての交換寿命を長くすることができる。
【００２４】
更に本発明にあっては、印刷休止期間についてベルトをセンタリング位置に調整する調整機能を設けたことで、ベルトの位置ずれを機械的に防止するような機構を設ける必要がなく、また機械的な位置ずれ防止の際のベルト位置ずれによる破損を確実に防止でき、印刷装置の長期間に亘る安定した運用を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜目次＞
１．装置の構造
２．ハードウェア構成と機能
３．カラートナーの管理
４．ベルト位置の調整処理
１．装置の構造
図２は本発明の印刷装置の内部構造である。装置本体１０の内部には記録媒体例えば記録用紙を搬送させるための搬送ベルトユニット１１が設けられ、搬送ベルトユニット１１には過透性の誘電体材料、例えば適当な合成樹脂材料から作られた無端ベルト１２を回動自在に備える。無端ベルト１２は４つのローラ２２−１，２２−２，２２−３，２２−４の回りに掛け渡される。搬送ベルトユニット１１は装置本体１０に対し着脱自在に装着されている。
【００２６】
ローラ２２−１は駆動ローラとして機能し、駆動ローラ２２−１はギアトレイン（図示せず）を介してベルトモータ２５を連結しており、無端ベルト１２を矢印で示す時計回りに一定速度で走行駆動する。また駆動ローラ２２−１は、無端ベルト１２から電荷を除去するＡＣ除去ローラとしても機能する。ローラ２２−２は従動ローラとして機能し、従動ローラ２２−２は無端ベルト１２に電荷を与える帯電ローラとしても機能する。
【００２７】
ローラ２２−３，２２−４は共にガイドローラとして機能し、駆動ローラ２２−１及び従動ローラ２２−２に近接して配置される。従動ローラ２２−２と駆動ローラ２２−１の間の無端ベルト１２の上側走行部は、記録紙の移動経路を形成する。記録紙はホッパ１４に蓄積されており、ピックアップローラ１６によりホッパ１４の最上部の記録紙から１枚ずつ繰り出され、記録紙ガイド通路１８を通って一対の記録紙送りローラ２０により無端ベルト１２の従動ローラ２２−２側からベルトＡ側の記録紙移動経路に導入され、記録紙移動経路を通過した記録紙は駆動ローラ２２−１から排出される。
【００２８】
無端ベルト１２は従動ローラ２２−２により帯電されるため、記録紙が従動ローラ２２−２側から記録紙移動経路に導入されたとき無端ベルト１２に静電的に吸着され、移動中の記録紙の位置ずれが防止される。一方、排出側の駆動ローラ２２−１は除電ローラとして機能するため、無端ベルト１２は駆動ローラ２２−１に接する部分において電荷が除去される。このため記録紙は、駆動ローラ２２−１を通過する際に電荷が除去され、ベルト下部に巻き込まれることなく無端ベルト１２から容易に剥離されて排出される。
【００２９】
更に、搬送ベルトユニット１１には、後の説明で明らかにするように、無端ベルト１２の搬送方向に直向する方向の位置ずれを補正するため位置補正機構が設けられている。装置本体１０内にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４台の静電記録ユニット２４−１，２４−２，２４−３，２４−４が設けられ、無端ベルト１２の従動ローラ２２−２と駆動ローラ２２−１との間に規定されるベルト上側の記録紙移動経路に沿って、上流から下流側に向かってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順番に直列に配置されたタンデム構造を有する。
【００３０】
静電記録ユニット２４−１，２４−２，２４−３，２４−４は、感光ドラムを駆動するドラムモータ１５−１〜１５−４を各々備え、現像剤としてイエロートナー成分（Ｙ）、マゼンタトナー成分（Ｍ）、シアントナー成分（Ｃ）、及びブラックトナー成分（Ｋ）を使用する点が相違し、それ以外の構造は同じである。このため静電記録ユニット２４−１〜２４−４は、無端ベルト１２の上側の記録紙移動経路に沿って移動する記録紙上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像を順次重ねて転写記録し、フルカラーのトナー像を形成する。
【００３１】
更に本発明にあっては、静電記録ユニット２４−１〜２４−４のカラートナー成分は、消費量が同程度となるように調整される。
【００３２】
図３は図２の静電記録ユニット２４−１〜２４−４の１つを取り出している。静電記録ユニット２４は感光ドラム３２を備え、記録動作時に感光ドラム３２は時計回りに回転駆動される。感光ドラム３２の上方には例えばコロナ帯電器あるいはスコロトロン帯電器等として構成された前帯電器３４が配置され、前帯電器３４により感光ドラム３２の回転表面は一様な電荷で帯電される。
【００３３】
感光ドラム３２の帯電領域には光学書込ユニットとして機能するＬＥＤアレイ３６が配置され、ＬＥＤアレイ３６のスキャニングで出射された光によって静電潜像が書き込まれる。即ち、ＬＥＤアレイ３６の主走査方向に配列された発光素子は、コンピュータやワードプロセッサ等から印刷情報として提供される画像データから展開した画素データ（ドットデータ）の階調値に基づいて駆動され、このため静電潜像はドットイメージとして書き込まれる。
【００３４】
感光ドラム３２に書き込まれた静電潜像は、感光ドラム２０の上方に配置されている現像器４０により所定のカラートナーによる帯電トナー像として静電的に現像される。感光ドラム２０の帯電トナー像は、下方に位置した導電性転写ローラ４２によって記録紙に静電的に転写される。即ち静電性転写ローラ４２は、無端ベルト１２を介して感光ドラム３２との間に微小な隙間を介して配置され、無端ベルト１２により搬送される記録紙に帯電トナー像とは逆極性の電荷を与え、これにより感光ドラム３２上の帯電トナー像は記録紙上に静電的に転写される。
【００３５】
転写プロセスを経て感光ドラム３２の表面には、記録紙に転写されずに残った残留トナーが付着している。この残留トナーは感光ドラム３２に対し、記録紙移動経路の下流側に設けられたトナー清浄器４３により除去される。除去された残留トナーはスクリューコンベア３８により現像器４０に戻される。本発明のトナー管理にあっては、ＹＭＣＫのトナー残量を同程度とするため、トナー残量が最大のトナーにつき強制的に消費させる処理を行う。このトナー強制消費は、感光ドラム３２にカラートナーを現像した後、導電性転写ローラ４２による記録紙側への転写を行わず、全て残留トナーとしてトナー清浄器４３により除去する。
【００３６】
再び図２を参照するに、記録紙は無端ベルト１２の従動ローラ２２−２から駆動ローラ２２−１の間の記録紙移動経路を通過する際に、静電記録ユニット２４−１〜２４−４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー像の重ね合せによる転写を受けてフルカラー像が形成され、駆動ローラ２２−１側からヒートローラ型熱定着装置２６に向かって送り出され、フルカラー像の記録用紙に対する熱定着が行われる。熱定着が済んだ記録用紙は、ガイドローラを通過して装置本体の上部に設けられたスタッカ２８に配置されて集積される。
【００３７】
無端ベルト１２の下側のベルト面に対しては、ベルト移動方向に直向する方向に一対のセンサ３０−１，３０−２が設置されており、図２の状態では手前のセンサ３０−１のみが見える。このセンサ３０−１，３０−２は、無端ベルト１２上に転写したトナーマークを光学的に読み取ってトナー現像量を検出するために使用される。
【００３８】
図４は図２の装置本体１０の内部に設けている搬送ベルトユニット１１の取出状態と、搬送ベルトユニット１１に設けている静電記録ユニット２４−１〜２４−４の着脱構造である。まず装置本体１０の上部には、左側を支点に開閉自在なカバー５４が設けられている。装置本体１０内にはフレーム５５が配置され、フレーム５５の上部２箇所にピン５６を配置している。
【００３９】
これに対し上部に取り出して示している搬送ベルトユニット１１の側面には、装置本体１０側のフレーム５５に相対するフレーム５８が設けられ、フレーム５８のピン５６に相対する位置にはピン穴が開けられている。このため、カバー５４を開いて搬送ベルトユニット１１を上方に引き上げることで、装置本体１０側のピン５６から上方に抜き出すことができる。
【００４０】
搬送ベルトユニット１１に装着された静電記録ユニット２４−１〜２４−４は、側面両側に配置している取付板５１の上部に開いた取付溝５２に対し、静電記録ユニット２４−１〜２４−４の側面に装着したピン５０を嵌め入れることで取り付けている。取付溝５２は、上部のＶ字型に開いた部分に続いて下側にピン５０と同程度の幅を持つストレート溝を形成しており、ピン５０を取付溝５２に合わせて下側に押し込むことで、搬送ベルトユニット１１上の所定位置に正確に位置決めできる。また現像記録ユニット２４−１〜２４−４にトナーを補給したり保守を行いたい場合には、例えば静電記録ユニット２４−３のように、上方に引き上げることで容易に外すことができる。
【００４１】
２．ハードウェア構成と機能
図５は本発明の印刷装置のハードウェア構成のブロック図である。本発明のハードウェアは、エンジン部６０とコントローラ部６２で構成される。エンジン部６０には、図２に示した搬送ベルトユニット１１、静電記録ユニット２４−１〜２４−４等の印刷機構部の制御動作を行うメカニカルコントローラ６４が設けられている。
【００４２】
メカニカルコントローラ６４に対しては、本発明によるトナー管理処理とベルト位置調整処理を実行するセンサ処理用ＭＰＵ６６が設けられる。センサ処理用ＭＰＵ６６に対しては、無端ベルト１２の下部に設置している一対のセンサ３０−１，３０−２からの検出信号がＡＤコンバータ６８−１，６８−２を介して入力されている。
【００４３】
メカニカルコントローラ６４は、エンジン部コネクタ７０を介してコントローラ６２側と接続される。なお、エンジン部６０に設けた印刷機構は、無端ベルト１２とＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各静電記録ユニットに設けているＬＥＤアレイ３６−１，３６−２，３６−３，３６−４を取り出して示している。コントローラ部６２にはコントローラ用ＭＰＵ７２が設けられる。コントローラ用ＭＰＵ７２に対しては、インタフェース処理部７４及びコントロール部コネクタ７６を介して上位装置としての例えばパーソナルコンピュータ９２が接続される。パーソナルコンピュータ９２は、任意のアプリケーションプログラム９４から提供されるカラー画像データを印刷処理するためのドライバ９６を備え、ドライバ９６をパソコン部コネクタ９８を介してコントローラ部６２のコントロール部コネクタ７６に接続している。
【００４４】
コントローラ部６２のコントロール用ＭＰＵ７２には、パーソナルコンピュータ９２から転送されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各画像データを画素データ（ドットデータ）に展開して格納する画像メモリ８２−１，８２−２，８２−３，８２−４が設けられる。一方、コントローラ用ＭＰＵ７２は、インタフェース処理部７８及びコントローラ部コネクタ８０を介してエンジン部６０に接続される。
【００４５】
コントローラＭＰＵ７２は、画像メモリ８２−１〜８２−４に各カラー画素データを展開する際に、アドレス指定を行うためアドレス指定部８４を備える。画像メモリ８２−１〜８２−４に続いては解像度変換部８８が設けられる。解像度変換部８８にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応してバッファメモリ９０−１，９０−２，９０−３，９０−４が設けられている。
【００４６】
解像度変換部８８は、画像メモリ８２−１〜８２−４から読み出した画素データをＬＥＤアレイ３６−１〜３６−４における副走査方向（用紙搬送方向）で分解して２つの高分解能画素データに変換する。例えば、画像メモリ８２−１〜８２−４で展開された際の分解能が主走査方向６００ｄｐｉ、副走査方向６００ｄｐｉであったとすると、解像度変換部８０において主走査方向は６００ｄｐｉであるが、副走査方向については１２００ｄｐｉの高解像度画素データに変換される。
【００４７】
図５の解像度変換部８８に設けているバッファメモリ９０に対する高解像度画素データの変換処理は、図６のようになる。
【００４８】
図６（Ａ）は画像メモリ８２のメモリ領域の一部であり、主走査方向ｘの１画素領域１１６ごとに画素データを展開しており、副走査方向ｙについても同じ１画素領域１１８となっている。例えば主走査方向ｘの解像度は６００ｄｐｉであり、副走査方向ｙについても解像度は同じく６００ｄｐｉとなっている。
【００４９】
このような画像メモリ８２の画素データについて、解像度変換部８８に設けているバッファメモリ９０は、図６（Ｂ）のように高解像度画素データに変換する。バッファメモリ９０のメモリ空間は、主走査方向ｘについては図６（Ａ）の画像メモリ８２と同じ１画素領域１１６に１つの画素データを格納した６００ｄｐｉとなっている。
【００５０】
これに対し副走査方向ｙについては、１画素領域１１８を第１スキャンデータ領域１２０と第２スキャンデータ領域１２２の２つに分け、図６（Ａ）の画像メモリ８２から読み出した１つの画素データを２つに分解した高解像度画素データとして格納している。このためバッファメモリ９０における副走査方向ｙの解像度は、画像メモリ８２の６００ｄｐｉの整数倍、例えば２倍の１２００ｄｐｉに変換されている。尚、副走査方向の解像度は必要に応じて３倍、４倍と任意の整数倍とできる。
【００５１】
３．カラートナーの管理
図７は本発明の印刷装置におけるＹＭＣＫの４色のカラートナーを管理するための処理機能のブロック図であり、図５に示したエンジン部６０のセンサ処理用ＭＰＵ６６により実現される。
【００５２】
図７のカラートナー管理機能を備えたセンサ処理用ＭＰＵ６６にあっては、ＹＭＣＫの各トナー消費量を検出し、このトナー消費量からその時点でのトナー残量を求め、トナー残量が現像不能となる所定量以下となったときにトナー補給のための交換要求を行うようにしている。またＹＭＣＫのカラートナーの消費量を同程度に抑えるため、印刷動作の休止期間において無端ベルト１２上にＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４によって各カラーのトナーマークを転写し、ベルト上のトナーマークをセンサで光学的に検出してトナー現像量を求め、複数カラーのトナー現像量のうち最も現像量の少ないトナー量となるように他のトナー現像量を補正する処理を行っている。
【００５３】
センサ処理用ＭＰＵ６６においてトナー消費量の検出とトナー残量の管理は、ドラム回転時間測定部１３０、印字画素数検出部１３２、トナー消費量検出部１３４、トナー残量管理部１３６、トナー補給要求表示部１３８及びトナー強制消費部１４０で行っている。またＹＭＣＫの各カラートナーの現像量の検出と補正は、トナーマーク転写部１２４、センサ３０、トナー現像量検出部１２６及びトナー現像量補正部１２８により行っている。更に本発明の印刷装置にあっては、印刷動作の休止期間に搬送ベルトユニット１１に設けている無端ベルト１２の位置調整を行うため、メカニカルコントローラ６４にベルト位置調整処理部１４２としての機能を設けている。
【００５４】
図８は図７に示した本発明の印刷装置におけるトナー管理とベルト位置調整処理を含む全体的な処理動作のフローチャートである。まずステップＳ１で、装置電源の投入に伴い所定の初期化処理が行われる。続いてステップＳ２で、図５に示したパーソナルコンピュータ９２などの上位装置からの印刷要求の有無をチェックしており、印刷要求を受けるとステップＳ３に進み、そのとき上位装置から転送された画像データに基づいた印刷動作を行う。ステップＳ３の印刷処理が済むとステップＳ４に進み、トナー管理処理を行う。このトナー管理処理は
（ａ）トナー消費量の検出と補給判定
（ｂ）トナー現像量の検出と補正の２つを行う。
【００５５】
続いてステップＳ５に進み、ベルト位置修正処理を行う。ステップＳ６で装置停止要求がなければ、再びステップＳ２に戻り、次の印刷要求を待つ。装置停止要求があれば、ステップＳ７で所定の停止処理を行った後、電源オフ操作に基づき装置電源を停止する。
【００５６】
まず図８のステップＳ４のトナー管理処理の中のトナー消費量の検出とトナー補給判定を説明する。このトナー消費量の検出とトナー補給判定は、図７のセンサ処理用ＭＰＵ６６に設けているドラム時間測定部１３０、印字画素数検出部１３２、トナー消費量検出部１３４、トナー残量管理部１３６及びトナー補給要求表示部１３８により行われ、更にトナー強制消費部１４０による機能が加わる。
【００５７】
図９は図７のトナー消費量検出部１３４によるトナー消費量の検出原理である。本発明のトナー消費量の検出は、ＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４における各カラートナーの使用量が、カラートナーにより現像を行う感光ドラムのドラム回転時間Ｔに応じて増加する関係にあることから、まずドラム回転時間測定部１３０で印刷動作に伴うドラム回転時間Ｔを測定している。
【００５８】
またトナー消費量は、記録紙の印字最大画素数Ｎｍａｘに対し実際に印字した印字画素数Ｎの割合（Ｎ／Ｎｍａｘ）によって変わることから、印字画素数検出部１３２で印刷時の印字画素数Ｎを検出してトナー消費量の算出にパラメータとして導入している。即ち図９はドラム回転時間Ｔに対するトナー残量Ｑの変化であり、この例にあっては、全印字画素数Ｎｍａｘに対する統計的に求めた印字画素数Ｎの割合（Ｎ／Ｎｍａｘ）のドラム回転時間Ｔに対するトナー残量Ｑを直線１４４を与える傾きＫとして設定している。この直線１４４の標準特性に対し印字画素数が予め定めた範囲で増減した場合について、直線１４５による傾き（Ｋ−α）と直線１４６の傾き（Ｋ＋α）の２つを設定している。
【００５９】
ここで最大印字画素数Ｎｍａｘとしては、本発明の印刷装置にあっては、例えば静電記録ユニット２４−１〜２４−４に設けているＬＥＤアレイの走査方向を主走査方向とした場合に６００ｄｐｉであり、ベルト搬送方向となる副走査方向についても例えば６００ｄｐｉであることから、印刷時の用紙サイズが決まれば、その用紙上の有効印刷領域の面積に単位面積当たりの画素数を乗ずることで、一義的に最大印字画素数Ｎｍａｘを求めることができる。
【００６０】
そして印刷時にＹＭＣＫの画像メモリ８４−１〜８４−４に展開された画素データの中のＬＥＤ発光駆動を行う有効な画素データを格納している数、即ち印字画素数Ｎを印字画素数検出部１３２で検出し、トナー消費量検出部１３０において両者の比率（Ｎ／Ｎｍａｘ）を求め、図９の該当する直線１４４，１４５，１４６のいずれか１つを選択して、そのときのドラム回転時間Ｔからトナー消費量を算出することができる。
【００６１】
トナー消費量検出部１３４でドラム回転時間Ｔとそのときの印字画素数ＮからＹＭＣＫの各カラートナーごとのトナー消費量Ｑｙｕ，Ｑｍｕ，Ｑｃｕ，Ｑｋｕが検出できたならば、トナー残量管理部１３６でＹＭＣＫのカラートナーごとの現在のトナー残量Ｑｙ，Ｑｍ，Ｑｃ，Ｑｋを求める。即ち、前回までのトナー残量から今回検出したトナー消費量を減算して今回のトナー残量を求めればよい。
【００６２】
トナー残量管理部１３６にあっては、トナー残量を算出するごとに予め定めた現像ができなくなる最低トナー残量となる閾値Ｑｔｈと比較しており、いずれかのトナー残量が閾値Ｑｔｈ以下となった場合にはトナー補給要求表示部１３８により、オペレータに対し全てのカラートナーの補給要求を表示する。通常、トナーは所定量例えば６００ｇの収納量をもつトナーカートリッジに収納されており、トナー補給要求表示に対し、図４に示したようにＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４を取り出し、それぞれに設けているトナーカートリッジを新品と交換すればよい。
【００６３】
このように特定のカラートナーの残量が閾値Ｑｔｈ以下となったとき、他のカラートナーには現像可能な量のトナーが残っているが、本発明にあっては、装置の使用中において全てのカラートナーのトナー残量が同程度となるようにトナー現像量の検出結果に基づく補正を行っているため、特定のカラートナーについてトナー残量が閾値Ｑｔｈ以下となったとき他のカラートナーも閾値Ｑｔｈに近い残量にあり、トナー補給要求の表示に対し全てのカラーのトナーカートリッジを交換しても、トナー残量が多すぎて無駄に捨ててしまうような事態を十分に回避できる。
【００６４】
このように印刷装置の使用中における全カラートナーの使用量を同程度に調整するため、トナーマーク転写部１２４によって印刷動作の休止期間に無端ベルト上にＹＭＣＫのトナーマークを転写し、このトナーマークをセンサ３０で光学的に検出してトナー現像量検出部１２６で各トナー成分の現像量を検出し、トナー現像量補正部１２８で、検出したトナー現像量の最小値のトナー現像値となるように他のカラートナーの現像量を補正する処理を行っている。
【００６５】
図１０は図７のトナーマーク転写部１２４により無端ベルト１２上に転写されたトナーマークである。即ち、センサ処理用ＭＰＵ６６のトナーマーク転写部１２４は、図８のステップＳ３の印刷処理が終了した印刷動作の休止タイミングにおいて、トナーマーク転写部１２４によりＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４により図１０のような黒用トナーマーク１５０Ｋ、シアン用トナーマーク１５０Ｃ、マゼンタ用トナーマーク１５０Ｍ、及びイエロー用トナーマーク１５０Ｙを、例えば無端ベルト１２の両サイドに複数個連続的に転写する。このように無端ベルト１２上に転写されたトナーマークは、センサ３０で光学的に検出される。
【００６６】
図１１は図７のセンサ３０の実施形態である。センサ３０は無端ベルト１２に対し入射角θ１の方向に発光素子１００を配置し、発光素子１００からの光を結像レンズ１０２で集光して無端ベルト１２上にビームスポットを結像している。このビームスポットに対する出射角θ２の方向には、集光レンズ１０４、スリット１０５を介して受光素子１０６が配置される。
【００６７】
ここで発光素子１００の入射角θ２は、例えば４５°〜７５°の範囲で最適な反射光量が得られるように決める。このセンサ３０は、静電記録ユニットにより無端ベルト１２上に転写されたトナーマーク１５０を光学的に検出する。即ち、トナーマーク１５０がないベルト面の位置にあっては、発光素子１００からの入射光は十分に反射されて受光素子１０６に入射し、受光素子１０６からの受光信号は規定レベル以上となっている。
【００６８】
無端ベルト１２の移動によりトナーマーク１５０が検出位置に至ると、トナーマーク１５０は微小なトナー成分であることから入射光が乱反射し、受光素子１０６に対する反射光量が低下し、このときの受光素子１０６からの受光信号のレベル低下によってトナーマーク１５０の現像量を検出することができる。
【００６９】
図１２は図１１のトナーセンサ３０によるベルト移動に伴うトナー像の位置に対するセンサ出力の計測結果である。ここで測定曲線１０８はトナー量が１．０ｍｇ／ｍｍ2であり、測定曲線１１０は０．７ｍｇ／ｍｍ2であり、更に測定曲線１１２は０．３ｍｇ／ｍｍ2である。このトナーセンサの出力値から明らかなように、ベルト面に対するトナーの現像量に対応したセンサ出力の値が得られる。
【００７０】
図１３は図１０に示したＹＭＣＫ用のトナーマーク１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃ，１５０Ｋを、図１１のトナーセンサ３０で検出したときのセンサ出力電圧［Ｖ］に対するトナー現像量ｑ［ｇ／ｍ2］との関係を表わしている。即ち、測定直線１４８Ｙがイエロートナー、測定直線１４８Ｍがマゼンタトナー、測定直線１４８Ｃがシアントナー、測定直線１４８Ｋがブラックトナーである。
【００７１】
測定直線１４８Ｙ〜１４８Ｋはセンサ出力電圧に対するトナー現像量ｑの関係は相似しているが、トナー現像量に応じた散乱光の検出であることから、同じトナー現像量であってもＹＭＣＫの明度に応じたセンサ出力電圧となる。即ち、ＹＭＣＫの順に同じトナー現像量であってもセンサ出力電圧は高くなっていることが分かる。
【００７２】
図１４はセンサ３０の他の実施形態である。このセンサ３０にあっては、発光素子１００、結像レンズ１０２を無端ベルト１２とほぼ平行に設置し、検出位置に斜めにドーナツミラー１１４を配置している。発光素子１００からの光は結像レンズ１０２で集光され、ドーナツミラー１１４の周囲のミラー面で反射して無端ベルト１２上にビームスポットを結像する。
【００７３】
ベルト面１２からの反射光はドーナツミラー１１４の中央の穴を通過し、集光レンズ１０４で集光され、スリット１０５を介して受光素子１０６に結像される。この実施形態にあっても無端ベルト１２のベルト面がトナーマーク１５０の転写位置以外の場合には反射光量が最大となり、受光素子１０６の受光信号は所定レベルを超えている。無端ベルト１２上に転写されたトナーマーク１５０が検出位置に達すると、トナー粉末による光の散乱で受光素子１０６に対する反射光が減少する。この反射光量はトナーマーク１５０のトナー量即ちトナー現像量に対応しており、例えば図１３と同等なセンサ出力電圧とトナー現像量ｑとの関係が得られる。
【００７４】
図８のセンサ処理用ＭＰＵ６６に設けたトナー現像量検出部１２６にあっては、図１３のようなセンサ３０からの出力電圧に対するトナー現像量ｑとの対応関係がテーブル情報として予め記憶されており、トナーセンサ３０からのセンサ出力電圧によりテーブルを参照することで、対応するＹＭＣＫごとのトナー現像量ｑｙ，ｑｍ，ｑｃ，ｑｋをそれぞれ検出することができる。
【００７５】
トナー現像量検出部１２６で検出されたＹＭＣＫのトナー現像量は、トナー現像量補正部１２８に与えられ、トナー現像量補正部１２８は検出されたトナー現像量の中の最小現像量となるように他のトナー現像量を補正する。このようにＹＭＣＫのトナー現像量をそのうちの最も少ない現像量となるようにトナー現像量を制御することでトナー消費量が必要最小限に抑えられ、結果としてトナー残量が閾値ｑｔｈに達してトナー補給要求が出されるまでのトナー交換寿命を延ばすことができる。
【００７６】
トナー現像量補正部１２８によるトナー現像量の補正方法としては、次の６種類がある。
（ａ）静電記録ユニットの現像ローラに印加している現像バイアス電圧の直流成分電圧の可変；
（ｂ）静電記録ユニットの現像ローラに印加している現像バイアス電圧の交流成分電圧の可変；
（ｃ）静電記録ユニットの現像ローラに印加している現像バイアス電圧の交流成分周波数の可変；
（ｄ）感光ドラムと現像ドラムの周速度の比率の可変；
（ｅ）静電記録ユニットに設けたＬＥＤアレイの発光時間の可変；
（ｆ）静電記録ユニットに設けたＬＥＤアレイの発光パワーの可変；
この６種類の調整によるトナー現像量の補正は、いずれか１つの補正方法を選択してもよいし、１または複数の組み合わせとしてもよい。
【００７７】
図１５は静電記録ユニットにおけるトナー現像量の補正原理を説明する。図１５（Ａ）は静電記録ユニットに設けているＬＥＤの発光パワーであり、図１５（Ｂ）のように、本発明の印刷装置にあっては、ベルト搬送方向となる副走査方向で１画素を２画素に分解して解像度を高めていることから、ＬＥＤ発光タイミングは発光タイミング１５４，１５６の２つとなり、この２つの発光タイミング１５４，１５６による発光で図１５（Ａ）のようなＬＥＤ発光パワー１５２の分布が得られる。
【００７８】
図１５（Ｃ）は図３に示した静電記録ユニットの現像ローラ４６と感光ドラム３２の間の現像バイアス電圧である。まず感光ドラム３２はバイアス直流成分ＶDCにより例えば６００Ｖの電位にあり、これに対し現像ローラ４６の電位はそれより低い例えば＋３００Ｖの電位１６０にある。この状態で図１５（Ａ）のＬＥＤの発光パワー１５２による光を感光ドラム３２上に照射すると、現像ローラ電位１６０より低い電位１６２をもつ潜像が形成される。
【００７９】
ここでバイアス直流成分１５８から現像ローラ電位１６０に対する電気力線が、感光ドラム３２から現像ローラ４６へトナー成分を移動する力、即ち感光ドラム３２に対し現像ドラム４６からのトナー供給を妨げる力となる。これに対しＬＥＤ発光パワー１５２により形成された静電潜像レベル１６２に対する現像ローラ電位１６０からの電気力線は、現像ローラ４６から感光ドラム３２への移動力、即ち現像ローラ４６からトナー成分を感光ドラム３２に供給するための移動力となる。
【００８０】
そして現像ローラ電位１６０に対する光の照射で形成される静電潜像レベル１６２は、ＬＥＤの発光パワーが高いほど深いレベルとなり、感光ドラム３２への移動力が大きくなる。このことからトナー現像量即ち現像ローラ４６から感光ドラム３２にトナーを供給する量は、バイアス電圧の調整、ＬＥＤ発光パワーの調整、更にはＬＥＤ発光期間の調整により実現できる。
【００８１】
また図３の感光ドラム３２と現像ローラ４６の周速度に着目すると、例えば感光ドラム３２の周速度に対し現像ローラ４６はその２倍の周速度で回転しており、現像ローラ４６の周速度を大きくすることで十分なトナー供給が感光ドラム３２に対しできるようにしている。そこでトナー現像量を可変するためには感光ドラム３２の周速度を一定とし、これに対し現像ローラ４６の周速度を可変することによってもトナー現像量を変化させることができる。これがドラム周速比の可変によるトナー現像量の補正である。
【００８２】
図１６は図７のトナー現像量補正部１２８による現像バイアスの直流成分ＶDCに対するトナー現像量ｑの対応関係であり、例えば現像バイアスの直流成分ＶDCを２００〜６００Ｖの範囲で調整することでトナー現像量を４〜７［ｇ／ｍ2］の範囲に調整できる。
【００８３】
図１７は現像バイアスの交流成分即ち交流電圧のピーク値Ｖｐ−ｐに対する現像量ｑの対応関係である。図１５（Ｃ）にあっては、現像バイアスとして直流成分のみを例にとっているが、更にこれに交流成分を重畳させてもよい。この場合、交流成分Ｖｐ−ｐの１０００〜１６００の範囲で例えば現像量ｑを２〜５［ｇ／ｍ2］のようにほぼ直線的に変化させることができる。
【００８４】
図１８は現像バイアスの交流成分周波数ｆに対する現像量ｑの対応関係であり、例えば交流成分周波数ｆを０．６〜１．５ｋＨｚの範囲で可変すると、この周波数変化に反比例した現像量ｑの例えば８〜５［ｇ／ｍ2］の変化を得ることができる。
【００８５】
図１９は感光ドラムと現像ローラの周速度の比率であるドラム周速比に対するトナー現像量の関係である。ここで感光ドラム３２の周速度を一定速度Ｖ１とし、これに対し現像ローラ４６の周速度Ｖ２を可変したときのドラム周速比につき、例えば０．２５〜１．２５の変化に対しトナー現像量ｑを２．５〜１４［ｇ／ｍ2］の範囲で変化させることができる。このドラム周速比に対するトナー現像量の変化は、図１６〜図１８に示した現像バイアスの場合に比べ、一桁高い大きな変化を与えることができる。
【００８６】
図２０はＬＥＤ発光時間に対するトナー現像量の関係であり、発光時間が６〜１２［μｓ］の範囲でトナー現像量を２．５〜８［ｇ／ｍ2］でほぼ直線的に変化させることができる。
【００８７】
更に図２１はＬＥＤ発光パワーに対するトナー現像量の関係である。このＬＥＤ発光パワーについては、比較的低い発光パワー、例えば０．２〜０．４の範囲でトナー現像量を０．１〜０．７でほぼ直線的に変化させることができる。
【００８８】
図２２、図２３は、図８のステップＳ４に示したトナー管理処理の詳細を示したフローチャートであり、図７のセンサ処理用ＭＰＵ６６の機能により実行される。このトナー管理処理にあっては、トナー管理処理の開始前に行われた印刷処理で測定されたＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４の感光ドラムのドラム回転時間Ｔを読み込み、ステップＳ２で同じく印刷処理でコントローラ部６２のＹＭＣＫの画像メモリ８４−１〜８４−４に格納された画素データから、その有効数となる印字画素数Ｎｙ，Ｎｍ，Ｎｃ，Ｎｋを読み込む。
【００８９】
続いてステップＳ３で、そのときの印刷用紙のサイズで決まる最大印字画素数Ｎｍａｘを用いて、ステップＳ２で読み込んだＹＭＣＫの各画素数との比率である画素数比Ｎ／Ｎｍａｘから、例えば図９に示したドラム回転時間Ｔに対しトナー消費量を求めるための直線の減少割合即ち傾きＫｉを決定する。このようにしてドラム回転時間Ｔに対するトナー消費量を求めるための係数Ｋｉが決定できたならば、ステップＳ４でＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー消費量Ｑｙｕ，Ｑｍｕ，Ｑｃｕ，Ｑｋｕを算出する。続いてステップＳ５で、前回までの算出トナー残量からステップＳ４で算出した今回のトナー消費量を減算して、現在のトナー残量Ｑｙ，Ｑｍ，Ｑｃ，Ｑｋを求める。
【００９０】
続いてステップＳ６でＹＭＣＫのトナーマークをベルトに転写し、センサで読み取り、例えば図１３のようなセンサ出力電圧に対するＹＭＣＫのトナー現像量Ｑの関係からトナー現像量ｑｙ，ｑｍ，ｑｃ，ｑｋを検出する。次にステップＳ７で、検出されたトナー現像量の中の最小トナー現像量［ｑ］ｍｉｎを選択する。そしてステップＳ８で、選択した最小トナー現像量［ｑ］ｍｉｎに一致するように他のカラートナーの現像量を可変する補正処理を行う。
【００９１】
このステップＳ６〜Ｓ８のトナーマークの転写に基づいたトナー現像量の検出により、最小トナー現像量となるように各カラートナーの現像量が補正され、印刷装置の使用中を通じてＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４におけるトナー残量は同程度の消費量に制御され、その結果、トナー残量も極端な違いを生ずることなく同じような残量の範囲に収まっている。
【００９２】
続いて図２３のステップＳ９に進み、図２２のステップＳ５で算出したトナー残量の中から最大トナー残留［ｑ］ｍａｘを選択する。そしてステップＳ１０で、最大トナー残留［ｑ］ｍａｘを他のカラートナー残量と同等量となるまでに強制的に消費させる。ここで強制的に消費させるカラートナーの残量としては、最大残量であり且つ同一残量範囲として予め定めている誤差範囲を超えた残量となっている場合に、強制的に消費させる。
【００９３】
続いてステップＳ１１でＹＭＣＫの残量のいずれかが予め定めた規定量Ｑｔｈ以下か否か判定する。もしいずれかのトナー残量が規定量Ｑｔｈ以下であった場合には、ステップＳ１２でトー補給を要求表示する。このトナー補給の要求表示は、規定量Ｑｔｈ以下となったカラートナーのみならず、他のカラートナーの全てに対するトナー補給の要求表示となる。そこでオペレータは図４に示したように、ＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４をそれぞれ取り出して、そのトナーカートリッジを新品と交換する。
【００９４】
このようなトナー補給要求に対するトナーカートリッジの交換が行われると、ステップＳ１３でトナー補給ありが判別され、ステップＳ１４でトナー要求表示を停止した後、ステップＳ１５でＹＭＣＫのトナー残量をトナーボトルの収納量例えば６００ｇに初期化し、次の印刷動作の終了時点から図９に示した初期トナー残量Ｑｓからのトナー残量の管理を再開する。
【００９５】
尚、図２２，図２３のトナー管理処理にあっては、トナー消費量の算出とトナー残量の判定の処理の途中のステップＳ６〜Ｓ８でトナーマークのベルト転写によるトナー現像量の検出と補正を行っているが、それぞれ別の処理ルーチンとして独立に行うようにしてもよい。また図８のフローチャートにあっては、ステップＳ３で印刷処理を終了するごとにトナー管理処理を行っているが、装置電源投入時のステップＳ１の初期化処理で行ってもよいし、また印刷処理の休止期間中にオペレータのスイッチ操作によるコマンドや上位装置からのコマンドによる指示で一連のトナー管理処理を行うようにしてもよい。
【００９６】
４．ベルト位置の調整処理
図２４は図７のメカニカルコントローラ６４に設けているベルト位置調整処理部１４２の詳細である。ベルト位置調整処理部１４２は、制御負荷としてベルトモータ２５、ベルト張力を調整するための張力アクチュエータ１６４、ベルトを搬送方向に直向する方向に移動して位置調整するためのセンタリングアクチュエータ１６６、及びベルトのセンタリング位置を検出するための位置センサ１６８を備えており、修正起動信号１４５を受けたときにベルト位置調整処理を実行する。
【００９７】
修正起動信号１４５は、図８のステップＳ５のように、ステップＳ３で印刷処理が終了した後の印刷動作の中止タイミングに与えられてベルト位置修正処理を行わせる。また装置電源を投入した直後のステップＳ１の初期化処理の際に修正起動信号１４５を与えてベルト位置修正を行う。これ以外にも、オペレータのスイッチ操作や上位装置からのコマンドにより修正起動信号１４５を与えてベルト位置修正を行うようにしてもよい。
【００９８】
図２５は図２４のベルト位置調整処理部１４２で制御する搬送ベルトユニット１１における位置調整のための機構構造を平面的に表わしている。図２５において、駆動ローラ２２−１と従動ローラ２２−２に対し無端ベルト１２が掛け回されており、駆動ローラ２２−１は図示しないベルト駆動モータにより印刷時に回動されて無端ベルト１２を一定速度で周回させる。
【００９９】
この実施形態にあっては、駆動ローラ２２−１の両側の軸受けをリンクフレーム１６５で連結し、張力アクチュエータ１６４によって駆動ローラ２２−１を従動ローラ２２−２側に平行に移動可能とし、これによって無端ベルト１２に加わる張力を増減できるようにしている。また無端ベルト１２の両側にはガイドプレート１７０−１，１７０−２を備えたセンタリングアクチュエータ６６−１，６６−２を配置している。
【０１００】
図２４のベルト位置調整処理部１４２にあっては、印刷動作の休止期間に張力アクチュエータ１６４を作動して、リンクフレーム１６５を介して駆動ローラ２２−１を従動ローラ２２−２側に規定量平行移動し、これによって無端ベルト１２の張力を下げる。無端ベルト１２の張力を下げた状態でベルト位置調整処理部１４２は、ベルト駆動モータ２５を印刷時より低い速度で駆動する。
【０１０１】
このような無端ベルト１２の張力を落とし且つ低速で周回させた状態で位置センサ１６８によりベルト位置を読み込み、もしセンタリングされる規定位置を外れていた場合には、このベルトの横方向の位置ずれを無くすようにセンタリングアクチュエータ１６６−１または１６６−２を駆動する。例えば無端ベルト１２が右側にずれていた場合にはセンタリングアクチュエータ１６６−２を駆動し、ガイドプレート１７０−２を無端ベルト１２の右端に押しつけて左方向に押し、これにより無端ベルト１２が左側の正しい位置に戻り、位置センサ１６８でセンタリング位置が検出されたときにセンタリングアクチュエータ１６６−２による調整を解除する。
【０１０２】
無端ベルト１２の位置調整が終了したならば、次にベルト位置調整処理部１４２はベルト位置の調整に伴って無端ベルト１２に生じている撓みやずれなどの歪みを除去するため、調整状態から張力アクチュエータ１６４を直線的に駆動して無端ベルト１２の張力を増加させながら同時にベルト駆動モータ２５を回転して、調整速度から印刷時の規定速度より低めの速度に対し増速し、調整で無端ベルト１２に加わった歪みを除去するための調整処理を行い、この調整処理の終了後に停止して次の印刷動作に備える。
【０１０３】
図２６は図２４のベルト位置調整処理部１４２の制御によりベルト位置調整を可能とする搬送ベルトユニット１１の他の実施形態である。この実施形態にあっては、従動ローラ２２−２側にリンクフレーム１６５を介して張力調整のための張力アクチュエータ１６４を設けている。これに対し駆動ローラ２２−１の左右の軸受けに対しては、独立にセンタリングアクチュエータ１６６−３，１６６−４を設けている。
【０１０４】
図２７は図２６の実施形態における駆動ローラ２２−１に設けたセンタリングアクチュエータ１６６−３，１６６−４によるベルト位置調整の説明図である。図２７にあっては、左側のセンタリングアクチュエータ１６６−３を駆動して駆動ローラ２２−１の回転軸をオフセットしてローラを左上がりの傾斜角βとしている。
【０１０５】
駆動ローラ２２−１を傾斜角βだけ傾けると、無端ベルト１２を右方向に移動させる張力が発生する。したがって、この状態で無端ベルト１２を周回駆動すると、無端ベルト１２は傾斜された駆動ローラ２２−１の傾斜方向となる右側に移動させることができる。
【０１０６】
図２８は、図２６について右側の張力アクチュエータ１６６−４を作動して駆動ローラ２２−１を右回りに傾けた逆向きの傾斜角βをもたせた場合であり、この場合には無端ベルト１２を左方向に移動させる張力が発生し、ベルト駆動により無端ベルト１２を左側に移動させることができる。
【０１０７】
もちろん、本発明のベルト位置調整のための機構構造は図２５，図２６に限定されず、張力を増減でき且つベルトを横方向に移動できる構造であれば適宜の機構構造を採用することができる。
【０１０８】
図２９は図２４のベルト位置調整処理部１４２によるベルト位置調整処理のタイミングチャートである。図２９（Ａ）〜（Ｄ）はＹＭＣＫの静電記録ユニット２４−１〜２４−４に設けた現像器の動作であり、また図２９（Ｅ）は搬送ベルトユニットにより運ばれる用紙の検出である。このタイミングチャートにあっては、時刻ｔ１からｔ２はでの間に３枚の用紙が順番に送られ、１枚ごとに図２９（Ａ）〜（Ｄ）のＹＭＣＫによるカラートナーの転写が順番に行われている。
【０１０９】
時刻ｔ１〜ｔ２の印刷期間については、図２９（Ｆ）のようにトナー転写モードがＨレベルと有効になっており、時刻ｔ２で印刷処理が終了するとトナー転写モードはＬレベルのオフとなり、印刷動作の休止状態が分かる。このトナー転写モードの解除となる時刻ｔ２の休止期間については、図２９（Ｇ）のように、時刻ｔ３〜ｔ４の期間についてベルトセンタリングモードが設定される。このベルトセンタリングモードにあっては、図２９（Ｉ）のようにベルト速度は時刻ｔ１〜ｔ２のトナー転写モードにおける速度ｖ１より低い速度ｖ２に制御される。
【０１１０】
また図２９（Ｊ）のベルト張力についても、印刷中となるトナー転写モード期間の張力Ｔ１に対し、より低い張力Ｔ２に落とされている。このベルト速度をｖ２に低下し且つ張力をＴ２に低下した状態で、図２８（Ｇ）のベルトセンタリングモードのｔ３〜ｔ４期間に亘って、図２５または図２６の搬送ベルトユニット１１に設けた調整機構による無端ベルト１２のセンタリングのための位置調整が行われる。
【０１１１】
時刻ｔ４で位置調整が終了すると、続いて図２９（Ｈ）のように時刻ｔ５〜ｔ６に亘る調整モードが設定される。この調整モードにあっては、図２９（Ｉ）のようにベルト速度は位置調整時の速度ｖ２から直線的に増加されて印刷時のベルト速度ｖ１より若干低い速度ｖ３に増加される。このベルト速度の増加に連動して、図２９（Ｊ）のベルト張力についてもベルト位置調整時のＴ２から印刷時のベルト張力Ｔ１より若干低い張力Ｔ３に直線的に増加される。
【０１１２】
このようなベルト速度及びベルト張力の緩やかな増加に伴うベルト周回駆動により、ベルト位置調整で生じたベルトの撓みやローラに対する接触状態が調整され、調整による歪みが除去できる。ベルト位置調整及び歪み除去のための調整が済むと、再び時刻ｔ３で次の印刷要求が出され、印刷動作が行われる。
【０１１３】
図３０は図２４のベルト位置調整処理部１４２による処理動作のフローチャートである。即ち、印刷動作の休止期間において修正起動信号１４５が与えられると、ステップＳ１でベルト速度の減速を行い、同時にステップＳ２でベルト張力をダウンさせる。そしてステップＳ３でベルトを規定のセンタリング位置に調整するためのベルトセンタリング動作を行い、ステップＳ４で位置センサでセンタリング位置が検出されるまで、ステップＳ３の調整処理を繰り返す。
【０１１４】
ベルトをセンタリングさせる位置調整が済むと、ステップＳ５でベルト速度とベルト張力の回復によるベルト調整歪みの除去を行い、調整が済めば、ステップＳ６でベルト張力をダウンした状態でベルトを停止し、再び図８のメインルーチンに戻って次の印刷要求を待つことになる。尚、上記の実施形態は、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータに接続されて使用される印刷装置を例にとるものであったが、複数のカラートナーをタンデムに配置された静電記録ユニットを使用して用紙上に転写する他色静電記録装置であれば、適宜の装置についてそのまま適用できる。また本発明は実施形態に限定されず、その目的を逸脱しない範囲で適宜に変形することができる。更に本発明は、実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の装置本体内部構造の説明図
【図３】図２の静電記録ユニットの断面図
【図４】図２の搬送ベルトユニット及び静電記録ユニットの取外し状態の説明図
【図５】本発明のハードウェア構成のブロック図
【図６】図５の解像度変換部の変換内容の説明図
【図７】本発明によるトナー管理処理の機能ブロック図
【図８】本発明による全体的な印刷処理のフローチャート
【図９】画素濃度をパラメータとしたドラム回転時間に対するトナー残量の特性図
【図１０】ＹＭＣＫの各トナーマークをベルト上に転写した説明図
【図１１】図１０のトナーマークを読み取るセンサ構造の説明図
【図１２】図１１のセンサによるトナー像の位置に対するセンサ出力の説明図
【図１３】センサ出力とトナー現像量の特性図
【図１４】図１０のトナーマークを読み取る他のセンサ構造の説明図
【図１５】トナー現像量を決めるＬＥＤ発光と現像バイアス電圧の説明図
【図１６】現像バイアスの直流成分に対するトナー現像量の特性図
【図１７】現像バイアスの交流成分に対するトナー現像量の特性図
【図１８】現像バイアスの交流成分周波数に対するトナー現像量の特性図
【図１９】感光ドラムと現像ドラムの周速比に対するトナー現像量の特性図
【図２０】ＬＥＤ発光時間に対するトナー現像量の特性図
【図２１】ＬＥＤ発光パワーに対するトナー現像量の特性図
【図２２】本発明によるトナー管理処理のフローチャート
【図２３】本発明によるトナー管理処理のフローチャート（続き）
【図２４】本発明によるベルト位置調整処理の機能ブロック図
【図２５】ベルト位置調整機構の実施形態の説明図
【図２６】ベルト位置調整機構の他の実施形態の説明図
【図２７】図２６の調整機構によりベルトを右方向に位置調整する動作状態の説明図
【図２８】図２６の調整機構によりベルトを左方向に位置調整する動作状態の説明図
【図２９】図２５によるベルト位置調整処理のタイミングチャート
【図３０】図２５によるベルト位置調整処理のフローチャート
【符号の説明】
【０１１６】
１０：装置本体
１１：搬送ベルトユニット
１２：無端ベルト
１４：ホッパ
１５−１〜１５−４：ドラムモータ
１６：ピックアップローラ
１８：記録紙ガイド通路
２０：記録紙送りローラ
２２−１〜２２−４：ローラ
２４，２４−１〜２４−４：静電記録ユニット
２５：ベルトモータ
２６：ヒートローラ型定着装置
２８：スタッカ
３０，３０−１，３０−２：センサ
３２：感光ドラム
３４：前帯電器
３６：ＬＥＤアレイ
３８：スクリューコンベア
４０：現像器
４２：導電性転写ローラ
４４：現像剤保持容器
４８：パドルローラ
５０，５６：ピン
５１：固定板
５２：取付溝
５５，５８：フレーム
６０：エンジン部
６２：コントローラ部
６４：メカニカルコントローラ
６６：センサ処理用ＭＰＵ
６８−１，６８−２：ＡＤコンバータ
７０：エンジン部コネクタ
７２：コントローラ用ＭＰＵ
７４，７８：インタフェース処理部
７６，８０：コントローラ部コネクタ
８２，８２−１〜８２−４：画像メモリ
８４：アドレス指定部
８８，８８−１〜８８−４：解像度変換部
９０，９０−１〜９０−４：バッファメモリ
９２：パーソナルコンピュータ
９４：アプリケーションプログラム
９６：ドライバ
９８：パソコン部コネクタ
１００：発光素子
１０２：結像レンズ
１０４：集光レンズ
１０５：スリット
１０６：受光素子
１１４：ドーナツミラー
１１６，１１８：１画素領域
１２０：第１スキャンデータ領域
１２２：第２スキャンデータ領域
１２４：トナーマーク転写部
１２６：トナー現像量検出部
１２８：トナー現像量補正部
１３０：ドラム回転時間測定部
１３２：印字画素数検出部
１３４：トナー消費量検出部
１３６：トナー残量管理部
１３８：トナー補給要求表示部
１４０：トナー強制消費部
１４２：ベルト位置調整処理部
１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃ，１５０Ｋ：トナーマーク
１６４：張力アクチュエータ
１６６：センタリングアクチュエータ
１６８：位置センサ
【図１】
2007286647.tif 000003
【図２】
2007286647.tif 000004
【図３】
2007286647.tif 000005
【図４】
2007286647.tif 000006
【図５】
2007286647.tif 000007
【図６】
2007286647.tif 000008
【図７】
2007286647.tif 000009
【図８】
2007286647.tif 000010
【図９】
2007286647.tif 000011
【図１０】
2007286647.tif 000012
【図１１】
2007286647.tif 000013
【図１２】
2007286647.tif 000014
【図１３】
2007286647.tif 000015
【図１４】
2007286647.tif 000016
【図１５】
2007286647.tif 000017
【図１６】
2007286647.tif 000018
【図１７】
2007286647.tif 000019
【図１８】
2007286647.tif 000020
【図１９】
2007286647.tif 000021
【図２０】
2007286647.tif 000022
【図２１】
2007286647.tif 000023
【図２２】
2007286647.tif 000024
【図２３】
2007286647.tif 000025
【図２４】
2007286647.tif 000026
【図２５】
2007286647.tif 000027
【図２６】
2007286647.tif 000028
【図２７】
2007286647.tif 000029
【図２８】
2007286647.tif 000030
【図２９】
2007286647.tif 000031
【図３０】
2007286647.tif 000032