(57)【要約】    【課題】  画像濃度調整を安定したものとする。    【解決手段】  感光体，帯電手段，感光体をレーザ光で主走査ｘ方向に露光走査する書込み光学ユニット，現像手段、および、転写手段を備える画像形成装置において、光学ユニットを用いて感光体に、ｘ方向に延び、副走査ｙ方向に所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチの静電潜像を形成するパターン潜像生成手段；該静電潜像の電位を検出する電位センサ；検出電位に基づいて電位操作パラメータを調整する手段；前記横線パターンパッチ画像のトナー量を検出するトナー量センサ；および、検出トナー量に基づいて、現像濃度を調整する手段；を備える。パッチの横線の長さの間ＬＤを直流点灯。電位操作パラメータはＬＤ駆動電流値、現像濃度の調整はトナー補給。電位検出用パッチと、トナー量検出用パッチとは、同一形状の横線パターンパッチ。  【選択図】  図５
2007011189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体，該感光体を荷電する帯電手段，前記感光体をレーザ光で主走査方向に露光走査する書込み光学ユニット，該走査露光により前記感光体に形成した静電顕像をトナー像に顕像化する現像手段、および、該トナー像を直接に又は中間転写体を介して間接に用紙上に転写する転写手段を備える画像形成装置において、
前記書込み光学ユニットを用いて前記感光体に、前記主走査方向に延び、該主走査方向と直交する副走査方向に所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチの静電潜像を形成するパターン潜像生成手段；
前記横線パターンパッチの静電潜像の電位を検出する電位センサ；
該電位センサが検出した電位に基づいて、該電位を設定値とするように該電位に影響する電位操作パラメータを調整する電位調整手段；
前記パターン潜像生成手段が形成した横線パターンパッチの静電潜像を前記現像手段が顕像化したトナー像の、トナー量を検出するトナー量センサ；および、
該トナー量センサが検出したトナー量に基づいて、該トナー量を設定値とするように該トナー量に影響する現像濃度を調整する濃度調整手段；
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記書込み光学ユニットは、レーザ発光素子およびそれを点灯駆動するドライバを含み、前記横線パターンパッチの横線の長さの間前記レーザ発光素子を直流点灯する；請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電位操作パラメータは、前記レーザ発光素子の点灯電流値である；請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記濃度調整手段は、前記現像手段にトナーを補給するトナー供給手段を含み、前記トナー量センサが検出したトナー量に基づいて、該トナー量を設定値とするように前記現像手段にトナーを補給する；請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記パターン潜像生成手段が前記電位調整手段により電位操作パラメータを調整するために用いる前記横線パターンパッチと、前記濃度調整手段により現像濃度を調整するために用いる前記横線パターンパッチとは、同一パターンである；請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電位センサは、前記感光体上の横線パターンパッチの静電潜像の電位を検出する；請求項１乃至５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷電した感光体に画像光を露光して静電潜像を形成し該静電潜像を現像してトナー像として、用紙に直接に、又は中間転写体を介して間接に、転写する画像形成装置に関し、特に、記録濃度調整に関する。この画像形成装置は、プリンタ，複写機およびファクシミリ装置に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平８−１２３１１１号公報
【特許文献２】特開平８−１２３１１２号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４８４５号公報
【特許文献４】特開２００２−２７３９３２号公報
【特許文献５】特開２００３−２１５８６３号公報。
【０００３】
特許文献１には、感光体に静電潜像パターンを形成して電位センサでパターン電位を検出して検出電位に対応して現像ポテンシャルが基準値になるように現像バイアス電圧を調整し、調整した現像バイアス電圧で静電潜像パターンを現像したトナーパターンのトナー付着量をＰセンサで検出して、検出したトナー付着量に基づいて、トナー付着量が基準値になるようにトナー補給量を制御する画像濃度制御方法、が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、テストパターンを感光体に投影してテストパターンのトナー像を感光体に形成して、テストパターントナー像濃度と地肌濃度をＰセンサで検出して、これらの検出値に基づいて現像器へのトナー補給量を制御し、地肌濃度が基準値を超えると感光体の帯電電位を変更する画像濃度制御方法、が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、横線と縦線の記録線幅を等しくするために、主走査方向に伸びる複数の線画像からなるパッチ潜像と、副走査方向に伸びる複数の線画像からなるパッチ潜像を感光体上に形成して、各パッチ潜像のトナー像の濃度を反射光量センサで検出して、両パッチの検出濃度に応じてレーザ駆動電流値を制御する、との提案が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、感光体をレーザ露光して電位センサで露光部の電位を検出して、検出電位に基づいてそれが所望値になるように、レーザ素子の駆動電流を調整し、レーザ素子の温度を検出して、レーザ素子の温度変化量が設定値以上になる度に、レーザ素子の駆動電流の調整を実行する画像形成装置が記載されている。
【０００７】
特許文献５には、主走査方向に延びる複数本の１ドットラインで構成されるパッチ画像を形成してその濃度を検出して、検出濃度に基づいて現像バイアス電位を最適に設定してから、パッチ画像を形成してその濃度をパッチセンサＰＳで測定し、それが目標濃度となる露光エネルギーＥを求め、設定する画像形成装置が記載されている（００４５〜００４９）。
【０００８】
近年の画像形成装置は、高速化かつ高安定化の傾向が進んできている。特に出力画像を高安定化させるには、感光体上もしくは転写装置の画像濃度を検出し、その検出値から最適な作像電界とトナー補給量を制御する必要がある。しかし、機械の高速化につれて、実際に画像濃度を検出する時間も短くすることが要求されるようになり、近年、短時間かつ最適な画像濃度の安定制御方法が重要な課題となってきている。また、画像形成装置の高速化に対応するには、その中の現像装置において現像ローラをそれだけ早く回転させることで、高速作像を行わなくてはならない。ここで、現像ローラが高速に回転するにつれ、現像ローラ上のトナーが遠心力により飛翔しやすくなってしまい、それが実際に飛翔して感光体もしくは紙上に移ると“地肌汚れ画像”という不具合が発生してしまう。トナー飛翔は、現像ローラと感光体間に印加する電界が交番電界の時、トナーが現像領域外でもキャリアから離れてしまうことで起こりやすいので、現像ローラと感光体間には直流電界をかけることが望ましい。ただし、現像ローラと感光体間には直流電界を使用すると、交番電界よりもトナーの現像能力自体も弱くなることから、直流電界を使用するときには、現像能力確保のために何らかの手段をとらなくてはならない。
【０００９】
主にトナー濃度を上げるか、現像ローラの回転速度を上げる、もしくは現像ローラと感光体間の距離を短くするのが一般的である。いずれにしろ、現像領域に多くのトナー量を確保しておくことが必要になり、そのためにも現像装置へのトナー補給量の調整が重要になってくる。
【００１０】
ここで、トナー補給制御では、プリントにより消費した分（画像面積分）だけ、トナー補給を行えばよいだけなのであるが、画像データ（ライン／ベタ，低画像面積），通紙モード（１枚印刷，連続印刷）等の誤差要因に加えて，環境変動による現像能力（トナー濃度，現像ポテンシャル）のばらつき，及び補給装置における補給能力のばらつき等により、単に記録量（記録画素カウント）に比例した補給制御（画素比例制御）だけでは、画像濃度を一定に制御することが難しい。
【００１１】
そこで、画像濃度を一定に制御するための補助手段として、非画像部にパターンを作成し、そのトナー付着量が一定となるように、トナー補給量のコントロールを行う制御機構を持たせる方法がある（例えば特許文献１および２）。この付着量検知パターン（以下、Ｐパターン）として、図９に示す、ベタ画像のパッチパターン（以下、ベタパッチパターン）が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、ベタパッチパターンは、特に現像ローラと感光体間に直流電圧を使用する場合など、電界のエッジ効果の影響で、パッチのエッジ部は濃いが中心部は少し薄めになるという現象が発生してしまう。また、通常トナーの付着量検知はトナーの正反射光成分と拡散光成分から検知するが、Ｂｋトナーは拡散光成分が微小であるため、正反射光成分から付着量を算出する。この正反射成分は付着量が多い時は付着量が多いと検知感度が鈍ってしまう不具合があり、一般的にＢｋの付着量検知パターンは中間調濃度の画像を出力して検知している。
【００１３】
また、感光体上においても、レーザダイオード（ＬＤ）が発生したレーザビームによってパッチパターンを露光し、該パッチパターン領域が狙いの作像電界になるようにＬＤパワーを調節するが、このパッチパターンも、ベタパッチパターンにすると作像電界が飽和し、数値が読取れなくなるため、パッチパターン露光のＬＤパワーは、中間調濃度相当の作像電界を与えるレベルである。
【００１４】
ところが、中間調濃度の顕像を発生する、露光パッチパターンを使用することには、以下の問題点がある。すなわち、画像形成装置の印刷スピードの高速化に伴い、ＬＤはより高速なパルス点灯を要求されるようになり、そのため高速のオン／オフが必要となるが、ＬＤの点灯開始から目標光量まで達するまでの特性として、数ｎｓの時間が掛かったり（図６の（ａ））、また逆にオーバーシュートが発生したりする（図６の（ｂ））。したがってパルス点灯になると、図７の（ａ），（ｂ）のように直流点灯時と比べ、光量が不足したり、逆に過剰になったりする。さらに中間調はこのパルス幅を任意に調整し表現されるので（例：図８）、そのパルス幅と感光体に露光されるＬＤ露光量が正比例の関係にならなくなる。
【００１５】
また通常、中間転写トナー付着量調整（トナー濃度調整）と感光体表面電位調整（ＬＤパワー調整）は、互いが影響しあう場合が多い。したがって、もし互いに違う階調のパッチパターンを使用し、階調表現のパルス幅と感光体の露光量が正比例と考え設計した場合、実際には階調表現のパルス幅と感光体の露光量が正比例しないため、感光体表面電位調整（ＬＤパワー調整）後に中間転写トナー付着量調整（トナー濃度調整）のパッチパターンを書く時、想定した中間調パワーにはなっていないため、トナー濃度調整が混乱して、過剰にトナーを補給したり、逆にトナー補給量が少なすぎるということが起きるおそれがある。
【００１６】
本発明は、画像濃度調整を安定したものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１）感光体(40)，該感光体を荷電する帯電手段(18)，前記感光体をレーザ光で主走査方向に露光走査する書込み光学ユニット(21,512)，該走査露光により前記感光体に形成した静電顕像をトナー像に顕像化する現像手段(18)、および、該トナー像を直接に又は中間転写体を介して間接に用紙上に転写する転写手段(10,62,22)を備える画像形成装置において、
前記書込み光学ユニット(21,512)を用いて前記感光体(40)に、前記主走査方向(x)に延び、該主走査方向と直交する副走査方向(y)に所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチの静電潜像を形成するパターン潜像生成手段(510,512)；
前記横線パターンパッチの静電潜像の電位を検出する電位センサ(217)；
該電位センサが検出した電位に基づいて、該電位を設定値とするように該電位に影響する電位操作パラメータを調整する電位調整手段(510,512)；
前記パターン潜像生成手段が形成した横線パターンパッチの静電潜像を前記現像手段が顕像化したトナー像の、トナー量を検出するトナー量センサ(218)；および、
該トナー量センサが検出したトナー量に基づいて、該トナー量を設定値とするように該トナー量に影響する現像濃度を調整する濃度調整手段(510,513)；
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、例示として参考までに付記した。
【発明の効果】
【００１９】
パッチの静電潜像の電位を検出して電位操作パラメータを調整し、パッチの現像画像のトナー量を検出してトナー量に影響する現像濃度を調整するので、該現像濃度の調整が感光体の潜像電位の影響を受ける可能性が低い。電位操作パラメータの調整に用いるパッチが主走査方向(x)に延び、副走査方向(y)に所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチであるので、各横線の静電潜像電位が均等になってパッチの副走査方向の静電潜像電位の包絡値（又は平均値）が安定し、パッチ電位を安定して正確に検出することができ、安定し信頼性が高い電位操作パラメータの調整が可能になる。
【００２０】
したがって、パッチの現像画像のトナー量を検出してトナー量に影響する現像濃度を調整する現像濃度調整が、感光体の帯電電位のばらつきによって不安定になる可能性が低く、該現像濃度調整を安定に実行することができる。この現像濃度調整に用いるパッチも、主走査方向(x)に延び、副走査方向(y)に所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチであるので、各横線の静電潜像電位が均等になってパッチの副走査方向の静電潜像電位の包絡値（又は平均値）が安定し、それを現像したパッチ画像（トナー像）のトナー量が、現像手段の現像特性に正確に対応するので、安定し信頼性が高い現像濃度調整が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（２）前記書込み光学ユニット(21,512)は、レーザ発光素子(LD)およびそれを点灯駆動するドライバ(74)を含み、前記横線パターンパッチの横線の長さの間前記レーザ発光素子を直流点灯する；上記（１）に記載の画像形成装置。これによれば、パッチ露光のとき、横線の長さの間レーザ発光素子(LD)の光量が安定かつ一定に連続保持され、パルス点灯の場合の立上り時間遅れやオーバーシュートのばらつきによる光量変動がなく、パッチの静電潜像の電位の安定性が高い。したがって上記（１）に記述した電位操作パラメータの調整および現像濃度調整が安定し、信頼性が高い。
【００２２】
（３）前記電位操作パラメータは、前記レーザ発光素子(LD)の点灯電流値(i1)である；上記（２）に記載の画像形成装置。本発明の他の実施態様では、点灯電流値(i1)とともに、あるいは点灯電流値(i1)に加えて、帯電手段により感光体を帯電する帯電電圧を電位操作パラメータとする。
【００２３】
（４）前記濃度調整手段は、前記現像手段にトナーを補給するトナー供給手段を含み、前記トナー量センサが検出したトナー量に基づいて、該トナー量を設定値とするように前記現像手段にトナーを補給する；上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。他の態様では、前記濃度調整手段は、検出したトナー量に基づいて、該トナー量を設定値とするように前記現像手段の現像バイアスを調整し、現像バイアスが設定範囲を外れるときに現像手段にトナーを補給する。
【００２４】
（５）前記パターン潜像生成手段が前記電位調整手段により電位操作パラメータを調整するために用いる前記横線パターンパッチと、前記濃度調整手段により現像濃度を調整するために用いる前記横線パターンパッチとは、同一パターンである；上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。これによれば、同一パターンであるので、静電潜像の形状および電位が同一となるので、電位操作パラメータ調整と現像濃度調整の各特性の設定および各特性の調整が容易であり、しかも安定性が高い。
【００２５】
（６）前記電位センサ(217)は、前記感光体上の横線パターンパッチの静電潜像の電位を検出する；上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。他の態様では、横線パターンパッチの静電潜像を感光体から中間転写体(10)に転写して、転写した静電潜像の電位を検出する。
【００２６】
（７）前記トナー量センサは、前記感光体に形成された前記横線パターンパッチの静電潜像を前記現像手段が顕像化し、そして前記副走査方向に移動する中間転写体に転写されたトナー像の、トナー量を検出する；上記（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２７】
（８）前記中間転写体(10)は、少なくとも前記横線パターンパッチのトナー像が転写される部位が光透過性であり；前記トナー量センサ(218)は、該光透過性の部位を通過する光量を検出する透過型光センサを含む；上記（７）に記載の画像形成装置。
【００２８】
（９）画像形成装置は、前記感光体，帯電手段および現像手段をユニット化した作像ユニットの複数個を前記中間転写体の移動方向にタンデム配列したカラー画像形成装置であり；前記電位センサ(217)は、それぞれが各作像ユニットに組込まれて感光体上の横線パターンパッチの静電潜像の電位を検出する複数個(217B〜217C)である；上記（７）又は（８）に記載の画像形成装置。
【００２９】
（１０）画像形成装置は、前記感光体，帯電手段および現像手段をユニット化した作像ユニットの複数個を、前記中間転写体の移動方向にタンデム配列したカラー画像形成装置であり；前記トナー量センサ(217)は、各作像ユニットから前記中間転写体の移動方向で異なる位置に転写された前記横線パターンパッチの各色トナー像の各トナー量を、順次に検出する；上記（８）に記載の画像形成装置。
【００３０】
（１１）前記トナー量センサは、各作像ユニットから前記中間転写体の移動方向で異なる位置に転写された前記横線パターンパッチの各色トナー像の各トナー量を、順次に検出する；上記（９）に記載の画像形成装置。
【００３１】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【実施例】
【００３２】
図１に、本発明の一実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機の機構部の概要を示す。このフルカラー複写機は、大略で、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）４００と、操作ボード５００（図２）と、カラースキャナ３００と、カラープリンタ１００と、給紙テーブル２００の各ユニットで構成されている。機内のシステムコントローラ５０１（図２）には、パソコンＰＣが接続したＬＡＮ（Local Area Network）が接続されている。この複写機のシステムコントローラ５０１（図２）は、通信網（インターネット）に接続することができる。また、機内のファクシミリコントローラＦＣＵ  ５０６（図２）は、交換機ＰＢＸおよび公衆通信網ＰＮを介して、ファクシミリ通信をすることが出来る。
【００３３】
カラープリンタ１００の本体中央には、Ｂｋ（ブラック），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の４つの画像形成ユニット１８（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０が構成されている。タンデム画像形成装置の各画像形成ユニットは、それぞれＢｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色トナー像が形成される感光体４０（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を有している。
【００３４】
タンデム画像形成装置２０の上方には、レーザ露光装置２１が設けられている。露光装置２１は、各色毎に用意された各レーザダイオード（ＬＤ：図３）を装備した４つの光源７１（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてレーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体４０に照射される。
【００３５】
タンデム画像形成装置２０の下方には、無端ベルト状の透光性の中間転写ベルト１０が設置されている。中間転写ベルト１０は、図示例では３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間には、各色の感光体から中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ６２（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）が中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０に対向するように設けられている。
【００３６】
第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７を設けられている。中間転写ベルト１０は、光透過性が高い合成樹脂ベルトである。
【００３７】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである搬送ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を用紙に転写する。
【００３８】
２次転写装置２２の横には、用紙上の画像を定着する定着装置２５がある。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てている。上述した搬送ベルト２４が、画像転写後の用紙をこの定着装置２５へと搬送する。２次転写装置２２として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよい。なお、図示例では２次転写装置２２および定着装置２５の下方に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、用紙を反転排紙したり、用紙の両面に画像を形成するために用紙を反転して再給紙したりする反転装置２８を備えている。
【００３９】
このフルカラー複写機を用いてコピーをおこなうときは、ＡＤＦ４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、ＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦ４００を閉じて原稿を押さえる。そして、操作ボード５００（図２）のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦ４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体に向け、第２走行体のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサであるＣＣＤ３６に投影し、原稿画像を画像信号に変換する。その後、操作ボード５００でのモード設定、あるいは操作ボード５００で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、プリンタ１００でフルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
【００４０】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体が図１で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体の表面が帯電装置である作像関連機器１８の中の帯電ローラにより一様に帯電される。そして、各色の感光体には露光装置から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体４０が回転することにより各色の、作像関連機器１８の中の現像装置で各色のトナーが現像される。各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送とともに、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト１０上にフルカラー画像を形成する。
【００４１】
一方、給紙テーブル４３の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから用紙を送り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して本体内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の用紙を送り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラに突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転駆動し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に用紙を送り込み、２次転写装置２２でトナー像を用紙上に転写する。
【００４２】
トナー像が転写された用紙は、搬送ベルト２４で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えて用紙に定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置２２へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００４３】
白黒モードが選択された場合には、支持ローラ１５が下方に移動し、中間転写ベルト１０をＹ、Ｃ、Ｍの感光体４０から離間させる。Ｂｋの感光体のみが図１の反時計回り方向に回転し、Ｂｋ感光体の表面が、作像関連機器１８の中の帯電ローラにより一様に帯電され、Ｂｋの画像に対応するレーザ光がＢｋの感光体４０に照射され、潜像が形成され、Ｂｋのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト１０上に転写される。この際、Ｂｋ以外の３色の感光体および作像関連機器１８（転写ローラ，現像装置）は停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００４４】
一方、給紙カセットから用紙が給紙され、レジストローラ４９により、中間転写ベルト１０上に形成されているトナー像と一致するタイミングで転写位置２２へ搬送される。トナー像が転写された用紙は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置２５で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００４５】
図２に、図１に示す複合機能複写機ＭＦ１の電装系統のシステム構成を示す。電装システムは、画像形成装置の全体制御を行うシステムコントローラ５０１、コントローラ５０１に接続された、画像形成装置の操作ボード５００、画像データを記憶するＨＤＤ５０３、アナログ回線を使用して外部との通信を行う通信コントロール装置インターフェイスボード５０４、ＬＡＮインターフェイスボード５０５、汎用ＰＩＣバスに接続された、ＦＡＸのコントロールユニット５０６、ＩＥＥＥ１３９４ボード、無線ＬＡＮボード、ＵＳＢボード等５０７と、ＰＣＩバスでコントローラに接続されたエンジン制御５１０、エンジン制御５１０に接続された、画像形成装置のＩ／Ｏを制御するＩ／Ｏボード５１３、及び、コピー原稿（画像）を読込むスキャナーボード（ＳＢＵ：Sensor Board Unit）５１１、及び画像データが表わす画像光を感光体ドラム上に投射する（光書込みする）ＬＤＢ（レーザダイオードボード）５１２等で構成される。通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、装置に不具合が発生した場合に外部の遠隔地診断装置に即時に通報し、故障個所の内容，状況等をサービスマンが認識し早急に修理することを可能としている。また、それ以外に装置の使用状況等の発信にも使用されている。
【００４６】
原稿を光学的に読み取るスキャナ３００は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、ＣＣＤ３６に原稿像を結像する。原稿像すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ３６で光電変換してＲ，Ｇ，Ｂ画像信号を生成する。ＣＣＤ３６は、３ラインカラーＣＣＤであり、ＥＶＥＮｃｈ（偶数画素チャンネル）／ＯＤＤｃｈ（奇数画素チャンネル）のＲ、Ｇ、Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵ（センサボードユニット）のアナログＡＳＩＣ(Application Specific IC)に入力する。ＳＢＵ５１１にはアナログＡＳＩＣ及び，ＣＣＤ、アナログＡＳＩＣの駆動タイミングを発生する回路を備えている。ＣＣＤ３６の出力は、アナログＡＳＩＣ内部のサンプルホールド回路により、サンプルホールドされその後、Ａ／Ｄ変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データに変換し、且つシェーディング補正し、そして出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５２０で画像データバスを介して画像データ処理器ＩＰＰ（Image Processing Processor；以下では単にＩＰＰと記述）に送出する。
【００４７】
ＩＰＰは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段であり、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離），地肌除去，スキャナガンマ変換，フィルタ，色補正，変倍，画像加工，プリンタガンマ変換および階調処理を行う。ＳＢＵ５１１からＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）を補正され、フレームメモリ５２１に書き込まれる。
【００４８】
システムコントローラ５０１には、ＣＰＵ及びシステムコントローラボードの制御を行うＲＯＭ、ＣＰＵが使用する作業用メモリであるＲＡＭ，リチウム電池を内蔵し、ＳＲＡＭのバックアップと時計を内蔵したＮＶ−ＲＡＭ及び、システムコントローラボードのシステバス制御、フレームメモリ制御、ＦＩＦＯ等のＣＰＵ周辺を制御するＡＳＩＣ及びそのインターフェイス回路等が搭載されている。
【００４９】
システムコントローラ５０１は、スキャナアプリケーション，ファクシミリアプリケーション，プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。操作ボード５００の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作ボード５００の表示部に表示する。
【００５０】
ＰＣＩバスには多くのユニットが接続されており、画像データバス／制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送される。
【００５１】
通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、通信コントロール装置と、コントローラ５０１との通信インターフェイスボードである。コントローラ５０１との通信は、全二重非同期シリアル通信で接続されている。通信コントロール装置５２２とは、ＲＳ−４８５インターフェイス規格により、マルチドロップ接続されている。遠隔の管理システムとの通信は、この通信コントローラ装置インターフェイスボード５０４を経由して実施される。
【００５２】
ＬＡＮインターフェイスボード５０５は、社内ＬＡＮに接続されている。社内ＬＡＮとコントローラ５０１との通信インターフェイスボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮインターフェイスボード５０５とコントローラ５０１とは、ＰＨＹチップＩ／Ｆ及びＩ２ＣバスＩ／Ｆの標準的な通信インターフェイスで接続されている。外部機器との通信はこのＬＡＮインターフェイスボード５０５を経由して実施される。
【００５３】
ＨＤＤ５０３は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。物理インターフェイス、電気的インターフェイス共に、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ−４に準拠したインターフェイスでコントローラに接続されている。
【００５４】
操作ボード５００には、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ、ＬＣＤ及びキー入力を制御するＡＳＩＣ（ＬＣＤＣ）が搭載されている。ＲＯＭには操作ボード５００の入力読込み、及び表示出力を制御する、操作ボード５００の制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。システムコントローラ５０１との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容，状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。
【００５５】
システムコントローラ５０１のワークメモリから出力されたブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マデンタ（Ｍ）の各色の書き込み信号は、ＬＤＢ（Laser Diode control Board）のＢｋ，Ｙ，Ｍ、ＣのＬＤ（Laser Diode）書き込み回路に入力される。ＬＤ書き込み回路でＬＤ電流制御（変調制御）が行われ、各ＬＤに出力される。
【００５６】
エンジン制御５１０は、プロセスコントローラであって、画像形成の作像作成制御を主として行い、ＣＰＵ及び、画像処理を行うＩＰＰ、複写およびプリントアウトを制御するため必要なプログラムを内蔵したＲＯＭ、その制御に必要なＲＡＭ、及びＮＶ−ＲＡＭを搭載している。ＮＶ−ＲＡＭにはＳＲＡＭと、電源ＯＦＦを検知して、ＥＥＰＲＯＭにストアするメモリを搭載している。また、他の制御を行なうＣＰＵとの信号の送受信を行なう、シリアルインターフェイスも備えているＩ／Ｏ  ＡＳＩＣは、エンジン制御ボードが実装された、近くのＩ／Ｏ（カウンター、ファン、ソレノイド、モータ等）を制御するＡＳＩＣである。Ｉ／Ｏ制御ボード５１３とエンジン制御ボード５１０とは同期シリアルインターフェイス接続されている。
【００５７】
Ｉ／Ｏ制御ボード５１３には、サブＣＰＵ５１７を搭載しており、温度センサ，電位センサ２１７およびトナー量センサである濃度センサ（Ｐセンサ）２１８、ならびにその他の各種センサの検出信号の読込み、アナログ制御，用紙センサの検出信号を参照するジャム検出，用紙搬送制御も含む画像形成装置のＩ／Ｏ制御を行っている。インターフェイス回路５１５は、各種センサ，アクチュエータ（モータ、クラッチ、ソレノイド）とのインターフェイス回路である。このインターフェイス回路５１５に、各作像ユニットの各現像器に各色トナー容器の各色トナーを補給する各色トナー補給器の電気モータが接続されている。
【００５８】
電位センサ２１７（２１７Ｂｋ，２１７Ｙ，２１７Ｍ，２１７Ｃ）のそれぞれは、各作像ユニットに組み込まれており、各感光体の、横線パターンパッチの静電潜像を形成する主走査位置に対向している。濃度センサ２１８は、各感光体に形成され現像器でトナー像に現像されて中間転写ベルト１０に転写された横線パターンパッチ画像のトナー量を検出するものであり、中間転写ベルト１０上の該横線パターンパッチ画像が転写される主走査位置の透光量を検出する透過型の光センサである。この実施例では、各色作像ユニットで、主走査方向の同一位置に、同一パターンの各色横線パターンパッチ画像を形成して、光透過性が高い中間転写ベルト１０の、副走査方向では異なった位置に転写して、１個の濃度センサ２１８で中間転写ベルト１０に転写した各色横線パターンパッチ画像の透光量を順次に検出して、インターフェイス回路５１５で検出信号をトナー量データに変換する。この各色トナー量データを、エンジン制御５１０（のＣＰＵ）が読み込むが、各色トナー間で、トナー量対透光量の関係が異なるので、インターフェイス回路５１５には、各組が各色宛ての４組の検出信号処理回路と、濃度センサ２１８の検出視野への各色横線パターンパッチ画像の到来にタイミングを合わせて色対応の検出信号処理回路を濃度センサ２１８に選択接続する選択スイッチがあり、各検出信号処理回路には、色対応の、透光量検出信号処理特性が設定されている。
【００５９】
電源装置ＰＳＵ５１４は、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインＳＷのオン（閉）により、商用電源が供給される。その商用電源からＡＣ制御回路５４０に商用ＡＣが供給され、ＡＣ制御回路５４０により整流、平滑化のように制御されたＡＣ制御出力を用いて、電源装置ＰＳＵ５１４は各制御基板に必要なＤＣ電圧を供給する。電源装置ＰＳＵにより生成される定電圧を用いて各制御部のＣＰＵが動作している。
【００６０】
図３に、プリンタ１００のＬＤＢ（レーザダイオードボード）５１２（図２）にある、レーザ発光器７１Ｂｋ〜７１Ｃに通電する露光ドライバ７０Ｂｋ〜７０Ｃを示す。
【００６１】
ブラックＢｋの画像形成に用いられるレーザ発光器７１Ｂｋは、Ｂｋ作像ユニットの感光体ドラム４０を露光するレーザダイオードＬＤと、その出力光の一部の光量（光パワー）を検出するフォトダイオードＰＤとが１パッケージに組込まれたレーザ発光器であり、レーザドライバであるＡＰＣ(Automatic Power Controller)７４によって駆動（通電）される。レーザ発光器７１ＢｋのレーザダイオードＬＤには、トランジスタ７３が通電し、レーザダイオードＬＤに流れる電流に比例する電圧が、抵抗７６に現れる。この電圧は増幅器７７で増幅されＡ／Ｄコンバータ７８で、デジタルデータすなわち電流データに変換される。
【００６２】
トランジスタ７３は、ＡＰＣ７４が与える電流指示電圧に比例する電流（ＬＤ駆動電流）をレーザダイオードＬＤに流す。レーザダイオードＬＤの出力光量に対応する電圧をフォトダイオードＰＤが発生して、ＡＰＣ７４にフィードバックする。ＡＰＣ７４は、目標光量にフィードバック光量が合致するように、トランジスタ７３のベースバイアスを制御する。すなわちレーザダイオードＬＤの駆動電流を制御する。
【００６３】
プロセスコントローラであるエンジン制御５１０は、レーザダイオードＬＤの劣化をチェックするときには、Ｉ／Ｏポートの出力ポートｏ２に、点灯を指示する高レベルＨを、オアゲート７５を通してＡＰＣ７４の点灯信号入力端に印加する。横線パターンパッチの感光体露光を行うとき、ならびに、印刷或いは複写のための画像露光を行うときには、記録／非記録を指示する２値信号（画信号）を、オアゲート７５を通してＡＰＣ７４の点灯信号入力端に印加する。ＡＰＣ７４のモード指定端子には、エンジン制御５１０（のＣＰＵ）が、出力ポートｏ３から、モード指定信号を与える。モード指定信号が低レベルＬであると、ＡＰＣ７４は、目標光量にフィードバック光量が合致するように、トランジスタ７３のベースバイアスを制御する。モード指定信号がＬからＨに切り換わると、ＡＰＣ７４は、そのときの駆動状態をラッチし、モード指定信号がＨの間、フィードバック制御を行わず、ＡＰＣ７４の点灯信号入力端にＨが到来すると、ラッチした駆動状態で定電流を流す。
【００６４】
他のレーザ発光器７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃの各レーザダイオードＬＤに通電する露光ドライバ７０Ｙ，７０Ｍおよび７０Ｃの構成も、上述の７０Ｂｋと同一である。図示は省略したが、ＬＤＢ５１２には、その温度を検出する温度センサおよび温度検出回路があり、温度検出信号をＩ／Ｏ制御５１３のＣＰＵ５１７が温度データにＡ／Ｄ変換してエンジン制御５１０に転送する。
【００６５】
次にＬＤパワー調整方法とトナー濃度調整方法について説明する。エンジン制御５１０は、ＬＤパワー調整では、感光体の作像電界が狙いの値になるよう、パッチパターンを必要個数、感光体４０の非画像部に作成し、それを電位センサ２１７により読取り、読み取り電位が設定値に合致するようにＬＤ駆動電流（ＬＤパワー）を調整する。トナー濃度調整では、横線パターンパッチ画像（トナー像）を必要個数中間転写ベルト１０上に形成し、パッチ画像のトナー量を濃度センサ２１８により読取り、読み取りトナー量が設定値になるように現像器はへトナー補給を行う。ＬＤパワー調整とトナー濃度調整に使用するパッチパターンは、主走査方向ｘに延び副走査方向ｙに所定ピッチで分布する複数の横線で構成される横線パターンパッチとし、各横線の長さ区間の間、ＬＤを直流点灯する。すなわちベタラインパッチパターンの静電潜像を形成する。
【００６６】
図４に、この横線パターンパッチの画像（トナー像）を拡大して示す。このベタラインパッチパターンは、副走査方向ｙにライン間隔を設けることにより、感光体の表面電位飽和を防ぎ、中間転写装置２２のトナー付着量の検知感度も鈍らせないようにしたものである。また、ベタラインパッチパターンをＬＤで感光体４０に書込む時は、横線の露光の間ＬＤが直流通電（連続発光）状態であり発光光量が安定しているため、パッチの感光体表面電位とパッチ画像のトナー付着量の読取りのいずれでも、ＬＤの光量が一定のため、狙い通りの画像濃度制御が行えるようになる。電位センサ２１７および濃度センサ２１８のいずれも、感光体４０上の横線パターンパッチの静電潜像および中間転写ベルト１０上の横線パターンパッチ画像（トナー像）の、主走査方向ｘの中央に読み取り視野中心を合わせている。インターフェイス５１５の、電位センサ２１７（４個）および濃度センサ２１８（１個）が接続される、電位センサ用検出信号処理回路（４個）および濃度センサ用検出信号処理回路（各色用合計４個）には、いずれにも検出信号（レベル）の積算（積分）用の積分回路があり、センサをパッチが副走査方向ｙに移動している間の検出信号を積分する。パッチがセンサを通過し終わったタイミングで、Ｉ／Ｏ制御の５１３のＣＰＵ５１７が積分電圧を検出データにデジタル変換して、エンジン制御５１０（のＣＰＵ）に転送する。
【００６７】
図５に、エンジン制御５１０（のＣＰＵ）による「作像濃度調整」ＰＡＣの制御内容の概要を示す。所定のタイミングで、又は所定の条件が成立した時に、エンジン制御５１０は「作像濃度調整」ＰＡＣに進み、そこではまず、各作像ユニットの各感光体に同一形状の横線パターンパッチ（図４）の静電潜像を形成する（ステップ１）。以下では、括弧内には、「ステップ」という語を省略してステップ番号数字のみを記す。上記横線パターンパッチを作像するための画像データはエンジン制御５１０のＲＯＭに格納されており、レーザ露光装置２１の露光走査に同期して、ＬＤＢ５１２に出力される。
【００６８】
感光体４０は帯電ローラで均一に帯電されており、横線パターンパッチの露光により該パッチの静電潜像が感光体４０に形成される。エンジン制御５１０は、各色作像ユニットの電位センサ２１７（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の、パッチの外の地肌電位検出データを読込んで、地肌電位検出データが設定範囲より低いと帯電ローラの荷電電圧を上げ、高いと下げて地肌電位を設定範囲内に調整する。そして設定範囲内であるとパッチの静電潜像の電位データを読み込んで、該電位データが設定範囲内になるように、ＬＤの通電電流値を調整する。設定上限値にＬＤの通電電流値を上げてもパッチ電位データが設定範囲に達しないと、ＬＤへの通電を停止し、ＬＤ異常を操作ボード５００の表示パネルに表示する。各色横線パターン電位を設定範囲内とするＬＤ通電電流値の調整が完了したときは、該通電電流値にもとづいて、画像形成プロセスのＬＤ通電電流値を設定する（２〜６）。
【００６９】
次に、設定したＬＤ通電電流値で各色横線パターンパッチ画像を各色作像ユニットの感光体の主走査方向ｘの同一位置に形成して、中間転写ベルト１０の、副走査方向ｙの異なった位置に転写して、濃度センサ２１７が検出した各色パッチ画像のトナー量データを読み込む（７，８）。そして各色トナー量データに基づいて各色トナーの所要補給量を算出して、所要補給量が有意値である色の、算出値分のトナー補給を行う（９）。このときトナーカートリッジがトナー切れであると、トナーカートリッジの交換要を操作ボード５００の表示パネルに表示する（１０，１１）。トナー補給処理が終わると、今回の「作像濃度調整」ＰＡＣを終了する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の１実施例の複合機能があるカラー複写機の機構概要を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す複写機の画像処理システムの概要を示すブロック図である。
【図３】図２に示すＬＤＢ５１２上の、ＬＤドライバ７０Ｂｋ，７０Ｙの構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示すエンジン制御５１０が、ＬＤパワー調整およびトナー濃度調整において用いる横線パターンパッチの形状を拡大して示す平面図である。
【図５】図２に示すエンジン制御５１０の、「作像濃度調整」ＰＡＣの機能の概要を示すフローチャートである。
【図６】作像のためのレーザ露光装置のＬＤの点灯開始時の発光光量の立上り特性を示すグラフである。
【図７】作像のためのレーザ露光装置のＬＤのパルス点灯における発光光量の立上り特性を示すグラフである。
【図８】作像のためのレーザ露光装置のパルス幅制御によるＬＤ光量のパルス推移を示すグラフである。
【図９】従来の作像濃度調整に使用されるベタパターンパッチを拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０：中間転写ベルト  １４〜１６：支持ローラ
１７：中間転写体クリーニング装置
１８：作像関連機器    ２０：作像装置
２１：レーザ露光装置  ２２：２次転写装置
２３：ローラ          ２４：２次転写ベルト
２５：定着装置        ２６：定着ベルト
２７：加圧ローラ      ２８：シート反転装置
３２：コンタクトガラス
３３：第１キャリッジ  ３４：第２キャリッジ
３５：結像レンズ      ３６：ＣＣＤ
４０：感光体ドラム    ４２：給紙ローラ
４３：ペーパーバンク  ４４：給紙カセット
４５：分離ローラ      ４６：給紙路
４７：搬送ローラ      ４８：給紙路
４９：レジストローラ  ５０：給紙ローラ
５１：手差しトレイ    ５５：切換爪
５６：排出ローラ      ５７：排紙トレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007011189.tif 000009
【図８】
2007011189.tif 000010
【図９】
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