JP3673573B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、記録材に形成された画像の画像濃度を検出して、その結果に基づいて現像剤にトナー補給を行なう画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、記録材を搬送する搬送手段と、現像剤を用いて潜像を現像する現像手段とを備え、記録材表面にトナー像を形成するものが知られている。この画像形成装置においては、現像動作が続けられるに伴い現像剤中のトナーが消費され、現像剤のトナー濃度の低下が生じる。トナー濃度が低下すると、まず記録材に形成される画像にムラが生じ始める。そして、さらにトナー濃度が低下すると、記録材に形成される画像に濃度の低下が生じてしまう。よって、係るトナー濃度の低下に伴う画質の低下を防止するためには、画質の低下が生じる前に現像剤中にトナーを補給しなければならない。
【０００３】
そこで、記録材に形成された画像の画像濃度が低下したことを画像濃度検出手段が検出すると、トナー補給装置が現像剤タンク中の現像剤へとトナーを補給して、現像剤のトナー濃度が低下しすぎないようにした画像形成装置が知られている（特開昭６２−１４４１８４号参照）。この装置によれば、現像剤のトナー濃度の低下がさらに進行して、記録材に形成される画像の画像濃度がさらに低下することを防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置は、既に発生してしまった画像濃度の低下を検出して、その後にトナーを補給するものである。よって、実際に画像濃度が低下することに先立ち、現像剤が画像濃度の低下を発生させやすい状態となったことを検出し、その段階で現像剤に対してトナーを補給することにより、現像剤のトナー濃度の低下、すなわち形成される画像の画像濃度低下を防止することはできない。従って、この装置では、画像の濃度低下が既に発生してしまってからトナー補給を行なっているので、現像剤のトナー濃度が低下した場合に画像濃度の低下に先だって生じる画像ムラの発生を防止することはできない。
【０００５】
そこで、先に本出願人は、記録材の有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度よりも高濃度で、前記有効画像領域の外側に画像濃度検出用のパッチ画像を形成し、このパッチ画像の画像濃度低下を検出することにより、前記有効画像領域内の有効画像の濃度が低下する前にトナーを補給するようにした画像形成装置を提案している。そして本発明は、更にこれを具体化したものである。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像濃度の低下が発生する前に現像剤が画像濃度の低下を発生させやすい状態となったことを検出して、該検出に基づき現像剤にトナーを補給することにより、画像濃度の低下を予防することができ、かつ、画像濃度の低下に先だって生じる画像ムラの発生を予防することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、記録材を搬送する搬送手段と、前記記録材の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を用いて潜像を現像し、前記記録材にトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置に現像剤を供給する現像剤タンクと、前記現像剤タンクにトナーを補給するトナー補給装置と、前記記録材における有効画像領域外に設けられたパッチ部領域に、画像濃度検出用のパッチ画像を形成するパッチ画像形成手段と、該パッチ画像形成手段によって形成された前記記録材上のパッチ画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、前記トナー補給装置が前記現像剤タンク中の現像剤に対して補給するトナーの補給量を制御するトナー補給量制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記パッチ画像の画像濃度が有効画像の前記有効画像領域に形成し得る最高画像濃度よりも高濃度となるように、前記パッチ画像形成にあたっての印写条件を前記有効画像形成にあたっての印写条件とは異ならせるよう構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成手段を、潜像担持体を用いて構成し、かつ該潜像担持体における、上記有効画像領域よりも外側のパッチ部領域を、前記有効画像領域よりも高い帯電電位で帯電させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成手段を、潜像担持体を用いて構成し、かつ該潜像担持体における、上記有効画像領域よりも外側のパッチ部領域の潜像を上記記録材に転写するときのバイアス電位が、前記有効画像領域の潜像を前記記録材に転写するときの潜像転写バイアス電位より高くなるように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成手段を、露光手段を用いて構成し、かつ上記パッチ潜像が、上記有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度となる潜像を形成する露光量より高い露光量で形成されるように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記搬送手段を、上記パッチ潜像部分を現像するときの現像速度を、上記有効画像領域内に形成される潜像を現像するときの現像速度より遅くなるように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６の画像形成装置は、請求項２，３，４又は５の画像形成装置において、上記パッチ画像が、搬送方向における上記記録材の先端部近傍と後端部近傍とにそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７の画像形成装置は、請求項５の画像形成装置において、上記パッチ画像が、搬送方向における上記記録材の先端部近傍から後端部近傍まで切れ目なく形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
そして、請求項１乃至７の画像形成装置においては、有効画像領域に形成される有効画像の最高濃度よりも高濃度となるような、前記有効画像の印写条件とは異なる印写条件で形成したパッチ部画像の画像濃度を画像濃度検出手段によって検出する。そして、この検出により有効画像の濃度が実際に低下することに先立ち、該画像濃度の低下が発生しやすい状態となったことを検知する。また、前記画像濃度検出手段による検出結果に基づいてトナー補給装置が現像剤タンクへとトナーを補給する。このため、有効画像の低下を予防することができるとともに、有効画像の画像濃度の低下に先立って生じる有効画像領域内の画像ムラの発生を防止することができる。以下、係る作用を図２を用いて説明する。
【００１５】
図２は、画像形成枚数と画像濃度と関係を示すグラフであり、特性線ａは、有効画像における画像形成枚数と画像濃度との関係を示しており、特性線ｂは、パッチ部画像における画像形成枚数と画像濃度との関係を示している。本装置においては、初期のトナー濃度がある値以上であれば、特性線ａで示すように一定の枚数であるｎ１枚の画像形成が行なわれるまでは、たとえトナー濃度が低下しても有効画像の濃度が低下することはない。ｎ１枚からさらに画像形成がなされると、現像剤のトナー濃度がさらに低下して、有効画像の画像濃度が低下し始める。そこで、従来の装置では画像形成枚数がｎ２枚の時点で該画像濃度の低下を検出して、現像剤にトナーを補給している。しかしながら、該画像濃度の低下に先立ち、ｎ３枚目の画像形成以降（領域Ａ）の記録材が形成される有効画像にはムラが生じており、この画像ムラの発生を従来の装置では検知することができなかった。
【００１６】
そこで、請求項１乃至７の画像形成装置では、パッチ部領域に有効画像領域に形成される有効画像よりも濃度が高いパッチ部画像を形成し、パッチ部画像の画像濃度を検出して、その検出値に基づいて現像剤へのトナー補給を行なっている。すなわち、特性線ｂに示すようにパッチ部画像の濃度低下は、有効画像にムラが生じ始めるｎ３枚目より以前のｎ４枚目の時点で発生する。そこで、この装置では、係るパッチ部画像の画像濃度の低下を画像濃度検出手段で検出して、この時点で現像剤へのトナー補給を行なう。従って、この装置では、有効画像にムラが発生するに先立って現像剤にトナーが補給されることになる。もっとも、パッチ部画像についても、画像濃度の低下が生じることに先立ちｎ４枚目よりも以前のｎ５枚目に以降（領域Ｂ）おいて、ムラが生じている。しかしながら、パッチ部画像は、専ら画像濃度の検出のみに用いられるものでありムラが生じても問題とならない。
【００１７】
また、図３は、記録材の潜像電位と画像濃度との関係を示すグラフであり、縦軸は画像濃度、横軸は潜像電位をそれぞれ示している。このグラフによれば、記録材上の潜像電位が高くなるほど画像濃度が高くなり、ある程度の潜像電位になると画像濃度がそれ以上上がらなくなるような特性であることがわかる。
ここで、パッチ画像の画像濃度を有効画像の最高画像濃度よりも高濃度となるように形成するには、有効画像の潜像電位をｐ１、パッチ画像の潜像電位をｐ２とすればよい。このように有効画像とパッチ画像とで印写条件を異ならせることによって、このときの画像濃度ｄ１，ｄ２は、図２の特性線ａ，ｂにそれぞれ対応するので、パッチ画像の潜像電位ｐ２を有効画像の潜像電位ｐ１よりも高電位にすることで、トナー濃度が低下すると、ベタ画像濃度が高いパッチ画像の濃度低下が、有効画像の濃度低下よりも早めに生じることになる。よって、パッチ画像の濃度低下を濃度検出手段で検出することにより、画像ムラが発生する前にトナー濃度の低下を検出することができる。
【００１８】
特に、請求項２の画像形成装置においては、潜像担持体上におけるパッチ画像用の潜像を形成する部分が、有効画像領域内に形成される有効画像を形成する部分よりも高い帯電電位となるように、前記潜像担持体を帯電させる。そして、これらの各部分に有効画像の潜像及びパッチ潜像を形成し、前記潜像担持体に潜像転写バイアスを印加して、該潜像担持体上の潜像を記録材上に転写する。これにより、前記記録材上の潜像を現像装置で現像すると、有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度に比して、パッチ画像の画像濃度が高濃度で形成される。
【００１９】
特に、請求項３の画像形成装置においては、上記潜像担持体から上記記録材へ潜像を転写する潜像転写バイアスを、有効画像領域内に形成される有効画像の転写バイアスよりもパッチ画像の転写バイアスの方が高くなるように印加する。これにより、前記記録材上の潜像を現像装置で現像すると、前記有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度に比して、パッチ画像の画像濃度が高濃度で形成される。
【００２０】
特に、請求項４の画像形成装置においては、上記露光手段が、上記潜像担持体に形成されるパッチ潜像が、上記有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度となる潜像を形成するときの露光量よりも高くなるような露光量で前記潜像担持体に露光する。この露光によって形成された潜像を上記現像装置で現像することにより、前記有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度に比して、パッチ画像の画像濃度が高濃度で形成される。
【００２１】
また、図４は、記録材の現像速度と画像濃度との関係を示すグラフであり、縦軸は画像濃度、横軸は記録材の現像速度をそれぞれ示している。このグラフによれば、記録材の現像速度が遅くなるほど画像濃度が高くなり、ある程度の速度まで遅くなると画像濃度がそれ以上濃くなくなるような特性であることがわかる。ここで、パッチ画像の画像濃度を有効画像の最高画像濃度よりも高濃度となるように形成するには、有効画像の現像速度をｖ１、パッチ画像の現像速度をｖ２とすればよい。このように有効画像とパッチ画像とで印写条件を異ならせることによって、このときの画像濃度ｄ１，ｄ２は、図２の特性線ａ，ｂにそれぞれ対応するので、パッチ画像の現像速度ｖ２を有効画像の現像速度ｖ１よりも遅くすることで、トナー濃度が低下すると、ベタ画像濃度が高いパッチ画像の濃度低下が、有効画像の濃度低下よりも早めに生じることになる。よって、パッチ画像の濃度低下を濃度検出手段で検出することにより、画像ムラが発生する前にトナー濃度の低下を検出することができる。
【００２２】
そこで、特に、請求項５の画像形成装置においては、上記搬送手段が、有効画像領域内に形成された潜像を現像するときの現像速度よりも、上記パッチ潜像を現像するときの現像速度が遅くなるように上記記録材を搬送することで、上記パッチ画像の画像濃度が、前記有効画像領域内に形成される画像の最高画像濃度よりも高濃度で形成される。
【００２３】
また特に、請求項６の画像形成装置においては、搬送方向における記録材の先端部近傍に形成されるパッチ画像中の画像濃度を画像濃度検出手段が検出する。そして、この検出結果に基づいてトナー補給装置が現像剤タンク中の現像剤にトナーを補給する。その後、このトナーが補給された現像剤によって記録材の搬送方向における後端部近傍に形成されたパッチ画像の画像濃度を前記画像濃度検出手段が検出して、先に行なわれたトナー補給により画像濃度の低下が解消されたかを確認する。そして、画像濃度の低下が解消されていない場合は、再度この時点で現像剤にトナーを補給する。
【００２４】
また特に、請求項７の画像形成装置においては、搬送方向における記録材の先端部近傍から後端部近傍まで切れ目なく形成されるパッチ画像中の画像濃度を画像濃度検出手段が検出する。そして、この検出結果に基づいてトナー補給装置が現像剤タンク中の現像剤にトナーを補給する。よって、たとえ有効画像の形成中であっても、画像濃度が低下すれば、その時点ですぐに現像剤へのトナー補給が行なわれる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を湿式画像形成装置であるカラープリンタに適用した第１の実施形態について説明する。図５は本実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す正面図である。記録材としての静電記録紙（以下、記録紙という）７１が、記録面を外側にしてロール状に巻かれ、記録紙ロール７０として、図示しない紙管ホルダによってプリンタ本体に装着されている。上記記録紙ロールからくり出された記録紙７１を装着する搬送手段としてのクランプドラム１１の外周部１１ａの一部には平面部１１ｂが形成され、その平面部１１ｂには、記録紙７１の先端を掴む記録紙固定部材としてのクランプ爪１２と、記録紙７１を排出するときに平面部１１ｂ上の記録紙７１を浮き上がらせるイジェクトピン１３が設けられている。このクランプ爪１２及びイジェクトピン１３は、クランプドラム１１内部に設けたそれぞれの回転軸に一体化されて取り付けられ、各回転軸は、クランプドラム１１の端面から外側に突出している。そして、クランプ爪１２の開閉動作及びイジェクトピン１３の出入動作を行なうために、クランプドラム１１のフランジ部の端面外のそれぞれの回転軸の軸端には、カム状のレバー（不図示）が取り付けられ、プリンタの側板側には、該カム状のレバーに必要に応じて接触するようにクランプドラム１１の回転軸方向に移動するピン（不図示）が設けられている。
【００２６】
上記クランプドラム１１へ記録紙７１を装着するときは、まず、平面部１１ｂが給紙位置（ほぼ最上部）に来たときに、クランプドラム１１の回転を一旦停止させる。このとき、クランプ爪１２は開いている。記録紙７１の先端が、ガイドコロ７２、カッター７３を経て、給紙ローラ７４のニップ部に挿入されると、図示しない紙センサによってその先端が検知される。そして、記録紙７１の先端が、クランプ爪１２へわずかにバックリングする程度に突き当たる。その後、クランプドラム１１が矢印方向に回転すると、クランプ爪１２の上記カム状のレバーと、プリンタの側板側の上記ピンとの係合が外れ、クランプ爪１２が閉じて記録紙７１を掴み、さらにクランプドラム１１が回転すると、記録紙７１がクランプドラム１１面に巻き付けられる。クランプドラム１１は、記録紙７１が所定の長さまで巻き付けられる角度まで回転すると一旦停止し、カッター７３が動作して記録紙７１がロール部７０側から切り離される。
【００２７】
上記クランプドラム１１の周囲には、像担持体としての感光体ドラム２１、感光体ドラム２１の感光体への露光を行なう露光装置、記録紙７１に転写された静電潜像を、液体キャリアにトナーが分散されてなる現像液を用いて現像する湿式現像装置等が配設されている。
【００２８】
上記露光装置は、図示しないレーザダイオード（以下、ＬＤという）、ポリゴンミラー３１及びその駆動モータ、ビームエキスパンダー（不図示）、ｆ-θレンズ及びシリンドリカルレンズ等のレンズ群３２、第１ミラー３３、第２ミラー３４、同期検知ミラー３５、同期検知センサ３６等より構成される。ＬＤから出射したレーザー光は、ポリゴンミラー３１面で反射し、レンズ群３２を通って絞られ、さらに第１ミラー３３、第２ミラー３４で反射されて、集束されたレーザー光が感光体ドラム２１面に到達し、これにより、記録画像が静電潜像として感光体ドラム２１上に書き込まれる。ＬＤから感光体ドラム２１面までの光路長は、レンズ群３２によって絞られたレーザービーム径が最小になるように設定される。本実施形態では、ＬＤ、ポリゴンミラー３１、レンズ群３２等をベース上に一体で構成し、このベースを図５の左右方向に移動することによって、上記光路長の調整を図っている。
【００２９】
係る露光装置により感光体ドラム２１に形成された静電潜像は、クランプドラム１１との間で記録紙７１へと転写され、記録紙７１上には、感光体に形成された静電潜像が転写され、感光体ドラムに形成された静電潜像と鏡像関係にある静電潜像が形成される。記録紙７１に転写された静電潜像は、湿式現像装置のスリット現像ヘッド（以下、現像ヘッドという）６０により、現像液１０で現像され可視像化される。
【００３０】
上記湿式現像装置の構成を簡略化して図６に示す。なお、この湿式現像装置については、後に改めて説明を加える。この湿式現像装置は、現像ヘッド６０、吸引ポンプ６１、電磁弁６２、現像液タンク６４、現像液供給パイプ６５、現像液回収パイプ６６等から構成されている。上記現像ヘッド６０は、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｂｋ）、特別色（ｓｐ）用の５個があり、クランプドラム１１面に密着するような形状に作られ、クランプドラム１１と非現像時において約２mm離れた状態で、放射状に配置されている。また、現像ヘッド６０のクランプドラム１１に対向する面には、クランプドラム１１の軸方向に延在する少なくとも１本の現像溝６０ａが彫られている。
【００３１】
また、図７に示すように、上記現像ヘッド６０の長手方向の両端には同一形状のカム５０が設けられ、その各カム軸５０ａは、図示しない現像器上下動モータ及びチェーンにより同期させられて回転駆動されている。上記カム５０は、１／１０回転ごとに別々の現像ヘッド６０の昇降が行なえる形状になっている。また、カムフォロア５２が固定軸５３において現像ヘッド６０に取り付けられており、カムフォロア５２の一方の端部はプリンタ本体側の回動軸５４の回りに回動自在になるように取り付けられている。そして、カムフォロア５２の他の端部に取り付けられたコロ５５が、カム５０の外周面に接触しており、プリンタ本体側に設けられたピン（不図示）と、現像ヘッド６０の下端部のピン６０ｂとの間に張架されたスプリング５１により、現像ヘッド６０とともにカムフォロア５２が、カム５０に押しつけられているので、カム５０の回転に応じて、現像ヘッド６０が上下動する。なお、図７中では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、特別色の各色に対応させて設けた各部材の符号には、それぞれ、ｙ，ｍ，ｃ，ｂｋ，ｓｐの添字を付している。
【００３２】
上記湿式現像装置による現像時には、図５に示すように、クランプドラム１１が矢印方向に回転し、静電潜像が形成された記録紙７１の先端が現像ヘッド６０との対向位置を通過するとき、駆動モータ（不図示）によりカム軸５０ａが１／１０回転だけ回転され、上記カム軸５０ａ上に固設されたカム５０を介して、現像ヘッド６０をクランプドラム１１面側に押しつけ、記録紙７１に密着させる。
【００３３】
そして、記録紙７１によって現像ヘッド６０の現像溝６０ａが略密閉された状態で、吸引ポンプ６１により、その密閉された現像溝６０ａが負圧にされ、現像液１０が現像液タンク６４、現像液供給パイプ６５、現像ヘッド６０、現像液回収パイプ６６、吸引ポンプ６１、現像液タンク６４間を循環することにより、現像ヘッド６０の現像溝６０ａに現像液１０が供給され、記録紙７１上に転写された静電潜像が現像される。
【００３４】
そして、記録紙７１の画像形成部の後端が現像ヘッド６０との対向位置を通過した後、電磁弁６２により現像液１０の供給が停止され、一定時間現像液１０のスクイズが行なわれる。このスクイズが終了した後、吸引ポンプ６１が停止され、カム軸５０ａが１／１０回転だけ回転し、現像ヘッド６０がクランプドラム１１から離される。このとき、上記スクイズが完全でないと、記録紙７１の後部に現像液１０が残留しているので、ブロッタローラ４１により、この残留液が完全に除去される。また、ファン４２によって、記録紙７１とブロッタローラ４１とを乾燥させる。
【００３５】
上記現像の後、記録紙７１上には残留電位が残っており、次の工程において混色を防止するために、除電スコロトロン４３により除電を行ない、残留電位を除去する。そして、すべての現像ヘッド６０による現像が終了すると、クランプドラム１１は排紙位置まで駆動され、クランプ爪１２が開き、イジェクトピン１３が突き出て、記録紙７１の先端をクランプドラム１１から浮き上がらせて、記録紙７１が排紙テーブル７７に排出される。
【００３６】
図８は、この実施形態に係るカラープリンタの制御系のブロック図である。該制御系は、図８に示すように、プリンタ制御部１、プリンタ入力部２、プリンタ出力部３、操作部４、及び書き込み部５により構成されている。
【００３７】
また、図９は、この実施形態のカラープリンタの制御のフローチャートである。プリンタの電源がＯＮされる（ステップＳ１）と、現像ヘッド６０、クランプドラム１１及び静電潜像の書き込み部５のイニシャライズ（初期設定）が行なわれる（ステップＳ２）。上記現像ヘッド６０をイニシャライズするにあっては、図８中のプリンタ入力部２の現像ヘッドホームポジションセンサが、現像ヘッド６０とカム５０とのホームポジションを検出している。ここで、ホームポジションとは、各現像ヘッド６０がすべて下降されている状態で、かつ、次に上昇する現像ヘッド６０が作像プロセスにおいて１番目に用いる色の現像ヘッド６０であるように設定されている状態である。プリンタの電源がＯＮされたとき、現像ヘッドホームポジションセンサの出力をチェックして、カム５０の現在の位置がホームポジションである場合には動作せずに、ホームポジションでない場合には、カム軸５０ａを駆動している現像器上下動モータをＯＮして、カム５０を動作させ、カム５０をホームポジションの位置にする。
【００３８】
上記現像ヘッド６０のイニシャライズが終了した後、クランプドラム１１のイニシャライズが行なわれる。図８に示すプリンタ入力部２のドラムホームポジションセンサは、クランプドラム１１上の検出部を検出する。ドラム駆動モータがＯＮされ、ドラムホームポジションセンサがクランプドラム１１上の該検出部を検出するまで、クランプドラム１１が回転駆動され、クランプドラム１１の回転位置（角度）が認識できることを確認する。そして、ポリゴンミラー３１用のモータがＯＮされて、ポリゴンミラー３１の回転を安定させ、その後、ＬＤ駆動系の電源をＯＮする。
【００３９】
次に、クランプドラム１１が回転し、所定の位置で、給紙ソレノイドをＯＮしてクランプ爪１２を開放しながらクランプ部を真上までもっていき、クランプドラム１１を停止して、プリンタを給紙待機状態にする（ステップＳ３）。
【００４０】
次に、上記給紙待機状態で、記録紙７１がクランプドラム１１のクランプ部にセットされ、ユーザーが操作部４の所定のスイッチを押すことによって、クランプドラム１１上に記録紙７１を巻き付ける動作が開始される。記録紙７１がロール紙の場合にはカット動作を行なって、給紙動作が終了する（ステップＳ４）。
【００４１】
次に、クランプドラム１１は回転を続け、記録紙７１が巻き付けられた状態で、静電潜像の書き込み動作のスタートを待つＲＥＡＤＹ位置で停止する（ステップＳ５）。
【００４２】
次に、ユーザーが操作部４の所定のスイッチを押すことによって、静電潜像の書き込み及び現像が行なわれる（ステップＳ６）。すなわち、ユーザーが上記スイッチを押すと、クランプドラム１１が回転し始め、感光体ドラム２１の周囲に配設された除電用ＬＥＤ２４、帯電チャージャ２３用電源等がＯＮする。クランプドラム１１は回転を続け、クランプドラム１１上の検出部が書き込み開始位置検出センサに検出され、その検出値がプリンタ制御部１に入力される。このとき、プリンタ制御部１から書き込み部５に書き込みスタート信号が出力され、感光体ドラム２１への静電潜像の形成が開始される。また、感光体ドラム２１からクランプドラム１１上の記録紙７１に静電潜像の転写するために用いる静電転写用電源がＯＮされる。以上の動作により記録紙７１の１枚分の静電潜像の形成及び静電転写が終了した後、帯電チャージャ２３用電源、及び静電転写用電源がＯＦＦされ、静電潜像形成動作が終了する。
【００４３】
記録紙７１上の静電潜像の先端は、上記静電潜像形成動作が終了した時点で感光体ドラム２１の直前まできており、クランプドラム１１の回転が続けられることにより、クランプドラム１１のクランプ部が現像ヘッド６０の位置まで送られる。５本ある現像ヘッド６０のうち使用する現像ヘッド（以下、アクティブ現像ヘッドという）が、記録紙７１上のクランプ部と静電潜像の先端部との間の現像ヘッド上昇位置にきたとき、カム軸５０ａの駆動モータをＯＮして、アクティブ現像ヘッドを上昇させる。なお、このとき、クランプドラム１１を一時停止させてアクティブ現像ヘッドの上昇を待つ方法と、クランプドラム１１を停止させずにアクティブ現像ヘッドを上昇させる方法が考えられる。この方法は、記録紙７１上のクランプ部と静電潜像の先端部との間の距離が十分にとれるかどうかで選択でき、例えば、十分な距離がとれる場合にはクランプドラム１１を停止させずに、アクティブ現像ヘッドを上昇させても問題はない。
【００４４】
上記アクティブ現像ヘッドの上昇が完了したら、カム軸５０ａを回転駆動する現像器上下動モータを停止する。そして、クランプドラム１１を回転させ、上昇したアクティブ現像ヘッドに対応したポンプ６１と電磁弁６２とをＯＮする。係る動作により、現像液１０がアクティブ現像ヘッド内の現像溝６０ａに供給され、現像が開始される。そして、現像開始とともに、送風ファン４２がＯＮされる。現像が継続されるにつれ、記録紙７１のクランプ部が除電スコロトロン４３の位置に到達し、その到達時点で、除電スコロトロン４３の電源である記録紙除電用電源をＯＮする。
【００４５】
現像が終了したら、電磁弁６２をＯＦＦして現像液１０を回収し、回収し終った時点でポンプ６１を停止し、アクティブ現像ヘッドを下降させる。そして、もう一度記録紙７１のクランプ部が除電スコロトロン４３の位置に到達したら、記録紙除電用電源と送風ファン４２をＯＦＦする。
【００４６】
第１色目に対する静電潜像の書き込み及び現像が終了した後、そのままクランプドラム１１は回転を継続し、次の色に対応した静電潜像の書き込み及び現像が開始され、所定回数の静電潜像の書き込み及び現像が終了した場合には、記録紙排出動作にはいる（ステップＳ７）。
【００４７】
上記記録紙排出動作は、クランプ部が真上を過ぎた位置で排出ソレノイドをＯＮし、排出位置でクランプ爪１２が開放され、そのままクランプドラム１１の回転が継続されることにより行なわれる（ステップＳ８）。その後、クランプドラム１１は回転を継続して、初期設定後と同様に給紙位置にて停止する。
【００４８】
以上のプリンタの制御において、静電潜像の書き込み時及び現像時のクランプドラム１１の回転速度は、プロセス条件によって制約を受けるが、その他のときは任意の速度で回転させることができるので、プリント動作時間を短縮させるためには、静電潜像の書き込み時及び現像時以外のときは、クランプドラム１１を早い速度で回転させることが有効である。また、静電潜像の書き込み時及び現像時のクランプドラム１１の回転速度を一致させることができる場合には、静電潜像の書き込みと現像とを同時に行なうことによってもプリント動作時間を短縮させることができる。その場合には、アクティブ現像ヘッドを上昇させるときにクランプドラム１１を停止させず、静電潜像の書き込み動作と現像動作とを同一周回で行なう。
【００４９】
以上の、構成及び動作の概略を説明した装置において、プリントが繰り返されると、現像液タンク６４内のトナーが消費され現像液１０のトナー濃度が低下することにより、記録紙７１に形成される画像（トナー像）にムラが生じたり、該画像の画像濃度が低下したりしてしまう。そこで、この実施形態では、記録紙７１の有効画像領域の外側に形成される、画像濃度検出用のパッチ画像の濃度が、該有効画像領域内に形成される画像の最高濃度よりも高濃度となるように、該パッチ画像を形成し、このパッチ画像の濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段によって得られた検出結果に基づいて現像液タンク６４中の現像液にトナーを補給するトナー補給装置と設けて、係る画像品質の低下を防止している。また、先にその概略を説明した現像装置についても、画像濃度検出手段とトナー補給装置とを備えた装置に適用するために、先に示した以外の構成を有している。以下、これらの点を説明する。
【００５０】
図１は、この現像装置の構成を詳細に示す説明図である。この現像装置が、現像ヘッド６０、吸引ポンプ６１、現像液タンク６４、現像液供給パイプ６５、現像液回収パイプ６６を備えたものであることは前述の通りであるが、それに加えて、現像液供給パイプ６５内と現像液回収パイプ６６内とを連通する連通パイプ８０、現像液供給パイプ６５と連通パイプ８０との接続部分に設けられた電磁三方弁からなる循環弁８１、現像液回収パイプ６６と連通パイプ８０との接続部分に設けられた電磁三方弁からなる撹拌弁８２等を備えている。また、連通パイプ８０にはトナー補給パイプ８５の一端部が連通しており、このトナー補給パイプ８５の他端部は、その内部に補給用のトナー８３が蓄えられたトナー容器８４内に連通している。また、このトナー補給パイプ８５のトナー容器８４から連通パイプ８５へと至る部分には、電磁弁からなるトナー補給弁８６が設けられている。
【００５１】
また、現像ヘッド６０により潜像が現像された状態にある、クランプドラム１１に搬送される記録紙７１の近傍には、この転写紙７１に現像された画像の濃度を検出し、その検出結果をプリンタ制御部１に入力する画像濃度検出手段としての濃度検出センサ８７が設けられている。なお、以上の説明において、プリンタ制御部１はトナー補給量制御手段に相当する。また、ポンプ６１、循環弁８１、連通パイプ８０、撹拌弁８２、トナー容器８４、トナー補給パイプ８５、及びトナー補給弁８６が、現像液タンク６４にトナーを補給するトナー補給装置を構成する。
【００５２】
また、上記ＬＤの露光光量を調整するＬＤ制御回路１００と、感光体ドラム２１の帯電電位を制御する帯電用制御回路１１０と、感光体ドラム２１からクランプドラム１１上の記録紙７１への潜像転写バイアス電圧を制御するバイアス制御回路１２０と、クランプドラム１１の回転速度を制御する回転制御回路１３０と、ポンプ６１の負圧を調整する負圧制御回路１４０とが設けられており、それぞれプリンタ制御部１からの制御信号によって制御できるようになっている。
【００５３】
以上のように構成されたこの装置における、記録紙７１に形成される画像の濃度を検出する動作と、係る画像濃度の検出値に基づいてトナー補給装置が現像液タンク６４中の現像液にトナーを補給する動作とについて、以下説明する。図１０及び図１１は、この実施形態における画像濃度の検出とトナー補給動作との制御を示すフローチャートであり、先に図９を用いて説明した実施形態の制御における、ステップＳ４からステップＳ６の制御を詳細に示したものである。なお、本実施形態では、負帯電の感光体ドラム２１に負帯電の潜像を記録紙７１に転写し、これを正極性のトナーで現像する、いわゆるポジ／ポジのプロセスを採用している。
【００５４】
この装置では、前述の様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラムとがイニシャライズされ、給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされる。以下、図１０に従って説明する。
給紙動作が終わり、ＲＥＡＤＹ状態になり、印写を開始すると（ステップＳ１０１）、上記プリンタ制御部１は、感光体ドラム２１に潜像転写バイアスを印加するように上記バイアス制御回路１２０を制御する（ステップＳ１０２）。次に、上記帯電用制御回路１１０を制御して、感光体ドラム２１における有効画像領域を帯電させる（ステップＳ１０３）。次に、上記ＬＤ制御回路１００を制御して画像部の露光を行う。そして、感光体ドラム２１は、クランプドラム１１との間で所定の潜像転写バイアスが印加された状態で、クランプドラム１１の回転とともに従動回転し、クランプドラム１１に巻き付けられている記録紙７１に潜像を転写する（ステップＳ１０４）。ここで、ステップＳ１０５において有効画像部の潜像が記録紙７１に転写されたか否かを判別し、転写が終了してなければステップＳ１０４に戻り、終了していれば、次のステップＳ１０６で、露光をＯＦＦにする。そして、ステップＳ１０７で、プリンタ制御部１が帯電用制御回路１１０を制御して帯電量を切換える。
【００５５】
ここで、本実施形態で採用している現像プロセスは、ポジ／ポジのプロセスであり、感光体ドラム２１の帯電量を増加させると、記録紙７１に転写された潜像電位も高くなるので、画像濃度検出用のパッチ画像の濃度が、有効画像部の最高濃度よりも高くなるような帯電量で上記感光体ドラム２１のパッチ潜像形成領域を帯電させるように、帯電用制御回路１１０を制御している。これにより、ベタ画像濃度が高いパッチ画像の方が有効画像部の画像よりもトナー濃度低下による画像濃度低下を早く生じさせ、このパッチ画像の濃度を濃度検出センサ８７で検出することにより、画像ムラが発生する前にトナー濃度の低下を検出することができる。
【００５６】
そして、上述したように帯電された感光体ドラム２１上に形成されたパッチ潜像を記録紙７１に転写する。ここで、ステップＳ１０９においてパッチ潜像の転写が終了したか否かを判別し、転写が終了してなければステップＳ１０８に戻り、終了していれば、次のステップＳ１１０で、帯電及び潜像転写バイアスの印加をＯＦＦにする。そして、現像が開始されるステップＳ１１１。なお、該静電潜像を現像するための具体的な動作については、先に説明した通りである。
【００５７】
なお、有効画像部からパッチ画像部までの距離は、帯電量の切換え時間、及び帯電チャージャと記録紙７１への転写部との距離で決まる。本実施形態では、有効画像部の転写が終了してから帯電量を切り替えるので、帯電量の切換え時間、及び帯電チャージャと記録紙７１への転写部との距離を近付けるように設定すると、有効画像部からパッチ画像部までの距離が近くなり、好ましい。
【００５８】
次に、図１１における現像動作が開始されると（ステップＳ１１１）、上記濃度検出センサ８７が、上記記録紙７１の有効画像領域の外側に形成されたパッチ画像の画像濃度を検出する（ステップＳ１１２）。そして、この検出結果がプリンタ制御部１に入力され、プリンタ制御部１においてあらかじめ設定された規定濃度と比較し、この規定濃度以下であるか否かを判別する（ステップＳ１１３）。そして、規定濃度以下であれば、後述するトナー補給動作を行い、必要な量のトナーを現像液タンク６４内に補給する（ステップＳ１１４）。一方、パッチ画像中の濃度が規定濃度を超えていれば、トナー補給動作は行なわない。そして、次の記録紙排出動作（ステップＳ１１５）において、記録紙を排出し、一連の動作が終了する。
【００５９】
次に、トナー補給装置が、現像液タンク６４中の現像液にトナーを補給する具体的な動作について説明する。図１２は、トナー補給動作の制御を示すフローチャートであり、図１１のステップＳ１１４の制御を詳細に示したものである。トナーを補給するに際しては、まず、プリンタ制御部１が循環弁８１への通電をＯＦＦとして、該弁８１を現像液供給パイプ６５の現像液タンク６４側と連通パイプ８０とが連通する状態とする（ステップＳ２０１）。次に、プリンタ制御部１が撹拌弁８２への通電をＯＮとして、現像液回収パイプ６６の現像液タンク６４側と連通パイプ８０とを連通した状態とする（ステップＳ２０２）。係る制御により、現像液タンク６４から循環弁８１、連通パイプ８０、撹拌弁８２、及び、ポンプ６１が設けられた現像液回収パイプ６６を介して、再度現像液タンク６４へと至る現像液の循環路が形成される。
【００６０】
係る循環路が形成された状態で、プリンタ制御装置１はポンプ６１を駆動させ、該流路内に負圧を発生させる（ステップＳ２０３）。なお、この負圧は、上述した負圧制御回路によって調整される。そうすると、調整された負圧により現像タンク６４内の現像液が該循環路内を循環して、現像液に分散するトナーが撹拌されることとなる（ステップＳ２０４）。さらに、循環路に負圧が発生した状態で、プリンタ制御部１はトナー補給弁８６への通電をＯＮとして（ステップＳ２０５）、トナー容器８４と連通パイプ８０とを連通した状態とする。このことにより、トナー容器８４中のトナーが負圧により吸いだされて、連通パイプ８０、撹拌弁８２、現像液回収パイプ６６を介して現像液タンク６４へと補給される（ステップＳ２０６）。その後プリンタ制御部１は、トナー補給弁８６への通電をＯＦＦすることで（ステップＳ２０７）トナー容器８４と連通パイプ８０とが切断された状態として、トナー容器８４からのトナーの補給を停止させる。この状態で、しばらく間ポンプ６１を駆動させ続け、現像液を循環路中において循環させることにより撹拌し、その後、撹拌弁８２への通電をＯＦＦするとともに（ステップＳ２０８）、ポンプ６１への通電をＯＦＦして（ステップＳ２０９）トナー補給を完了する。
【００６１】
〔実施形態２〕
以下、本発明を画像形成装置であるカラープリンタに適用した第２の実施形態について説明する。この実施形態の基本的な構成は実施形態１と同じであり、その差異は、上記パッチ画像の画像濃度を有効画像領域内の最高画像濃度よりも高濃度にするための印写条件を、帯電チャージャ２３による感光体ドラム２１への帯電量を制御する方法に代えて、感光体ドラム２１への潜像転写バイアスを制御する方法を用いている点にある。そこで、以下、感光体ドラム２１への潜像転写バイアス制御について説明し、他の部分の説明は省略する。なお、現像プロセスは、正帯電の感光体ドラム２１を用いて負帯電の潜像を記録紙７１に転写し、正極性のトナーで現像する、いわゆるネガ／ポジのプロセスである。
【００６２】
図１３は、印写開始から現像終了までの制御を示すフローチャートである。なお、以下説明を加える図１３に示す動作以外の動作は、先に図９を用いて説明した実施形態１の動作と同じである。
実施形態１と同様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラム１１とがイニシャライズされ、その後給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされて印写を開始し（ステップＳ３０１）、このプリンタは静電潜像の書き込みを待つ状態となる。次に、ユーザが操作部４の所定のスイッチを操作するとプリンタ制御部１は、潜像転写バイアスをＯＮし、感光体ドラム２１に所定の潜像転写バイアスを印加するようにバイアス制御回路１２０を制御する（ステップＳ３０２）。次に、帯電用制御回路をＯＮして、帯電チャージャ２３により感光体ドラム２１を一様帯電させる（ステップＳ３０３）。そして、ＬＤにより感光体ドラム２１へ画像部を露光する。そして、感光体ドラム２１とクランプドラム１１との間に一定の潜像転写バイアスが印加された状態で、感光体ドラム２１が従動回転して、感光体ドラム２１上に形成された潜像が感光体ドラム２１から記録紙７１へ転写される（ステップＳ３０４）。そして、これらの処理が終了したか否かをステップＳ３０５で判別し、有効画像部分についての露光、潜像転写が終了したと判別されると、次のステップＳ３０６で露光、帯電をＯＦＦにする。
【００６３】
次に、プリンタ制御部１は、バイアス制御回路１２０を、パッチ画像部分の潜像転写バイアス電位を高くするように切り替える（ステップＳ３０７）。
ここで、バイアス電位を高くするほどと、記録紙７１に転写される潜像電位を高くすることができる。また、上記図２、図３で説明したように、潜像電位が高いほど画像濃度が高濃度になるので、バイアス電位を高くすることによって高濃度の画像を得ることができる。このため、本実施形態のプリンタ制御部１は、バイアス制御回路１２０を有効画像のバイアス電位よりも、パッチ画像部分のバイアス電位を高くするように切り替えている。
そして、感光体ドラム２１上にパッチ潜像を形成し、記録紙７１の有効画像領域外の記録紙後端部近傍に画像濃度検出用のパッチ潜像を転写する（ステップＳ３０８）。そして、この処理が終了したか否かをステップＳ３０９で判別し、パッチ潜像の転写が終了したと判別されると、次のステップＳ３１０で潜像転写バイアスをＯＦＦにする。このようにして記録紙７１への静電潜像の書き込みが行なわれ、記録紙７１に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対する現像ヘッド６０等による現像が開始される（ステップＳ３１１）。この現像動作については実施形態１と同じであるので説明は省略する。
【００６４】
なお、有効画像部からパッチ画像部までの距離は、潜像転写バイアスの切換え時間、及び帯電チャージャと記録紙７１への転写部との距離で決まる。本実施形態では、有効画像部の転写が終了してから潜像転写バイアスを切り替えるので、潜像転写バイアスの切換え時間、及び帯電チャージャと記録紙７１への転写部との距離を近付けるように設定すると、有効画像部からパッチ画像部までの距離が近くなり、好ましい。
【００６５】
〔実施形態３〕
以下、本発明を画像形成装置であるカラープリンタに適用した第３の実施形態について説明する。この実施形態の基本的な構成は実施形態２と同じであり、その差異は、上記パッチ画像の画像濃度を有効画像領域内の最高画像濃度よりも高濃度にするための方法を、感光体ドラム２１への潜像転写バイアスを制御する方法に代えて、感光体ドラム２１へのＬＤの露光量を制御している点にある。そこで、以下、感光体ドラム２１へのＬＤの露光量制御について説明し、他の部分の説明は省略する。なお、現像プロセスは、実施形態２と同様のネガ／ポジプロセスである。
図１４は、印写開始から現像終了までの制御を示すフローチャートである。なお、以下説明を加える図１４に示す動作以外の動作は、先に図９を用いて説明した実施形態１の動作と同じである。
実施形態１と同様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラム１１とがイニシャライズされ、その後給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされて印写を開始し（ステップＳ４０１）、このプリンタは静電潜像の書き込みを待つ状態となる。次に、ユーザが操作部４の所定のスイッチを押すとプリンタ制御部１は、潜像転写バイアスをＯＮし、感光体ドラム２１に所定の潜像転写バイアスを印加するようにバイアス制御回路１２０を制御する（ステップＳ４０２）。次に、帯電用制御回路１１０を制御して、帯電チャージャ２３により、感光体ドラム２１を一様帯電させる（ステップＳ４０３）。そして、ＬＤにより感光体ドラム２１へ画像部を露光する。そして、感光体ドラム２１とクランプドラム１１との間に一定の潜像転写バイアスが印加された状態で、感光体ドラム２１が従動回転することにより、感光体ドラム２１上に形成された潜像が感光体ドラム２１から記録紙７１へ転写される（ステップＳ４０４）。そして、これらの処理か終了したか否かをステップＳ４０５で判別し、有効画像部分についての露光、潜像転写が終了したと判別されると、次のステップＳ４０６でＬＤの露光量を切り替える。
【００６６】
ここで、ＬＤによる感光体ドラム２１への露光光量を大きくするほど、記録紙７１に転写される潜像電位を高くすることができる。また、上記図２、図３で説明したように、潜像電位が高いほど画像濃度が高濃度になるので、露光光量を大きくすることによって高濃度の画像を得ることができる。このため、本実施形態のプリンタ制御部１は、ＬＤ制御回路１００を有効画像の露光光量よりも、パッチ画像部分の露光光量を大きくするように切り替えている。
【００６７】
そして、感光体ドラム２１上に有効画像を形成するときの露光光量よりも大きな露光光量でパッチ潜像を形成し、記録紙７１の有効画像領域外の記録紙後端部近傍に画像濃度検出用のパッチ潜像を転写する（ステップＳ４０７）。そして、この処理が終了したか否かをステップＳ４０８で判別し、パッチ潜像の転写が終了したと判別されると、次のステップＳ４０９で帯電、潜像転写バイアス、露光をＯＦＦにする。このようにして記録紙７１への静電潜像の書き込みが行なわれ、記録紙７１に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対する現像ヘッド６０等による現像が開始される（ステップＳ４１０）。この現像動作については実施形態１と同じであるので説明は省略する。
【００６８】
〔実施形態４〕
以下、本発明を湿式画像形成装置であるカラープリンタに適用した第４の実施形態について説明する。この実施形態も、基本的な構成は実施形態１と同じであり、その差異は、パッチ画像の画像濃度を有効画像領域内の最高画像濃度よりも高濃度で形成するための制御を、感光体ドラム２１の帯電量を制御する方法に代えて、クランプドラム１１の回転速度を制御するようにした点にある。そこで、以下、クランプドラム１１の回転速度制御について説明し、他の部分の説明は省略する。
【００６９】
図１５は、印写開始から現像終了までの制御を示すフローチャートである。なお、以下説明を加える図１５に示す動作以外の動作は、先に図９を用いて説明した実施形態１の動作と同じである。
実施形態１と同様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラム１１とがイニシャライズされ、その後給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされて印写を開始し（ステップＳ５０１）、このプリンタは静電潜像の書き込みを待つ状態となる。そして、感光体ドラム２１に所定の潜像転写バイアスを印加した状態で帯電チャージャ２３をＯＮして、ＬＤにより画像部を露光する。そして、感光体ドラム２１とクランプドラム１１との間に一定の潜像転写バイアスが印加された状態で、感光体ドラム２１が従動回転して、感光体ドラム２１上に形成された潜像が感光体ドラム２１から記録紙７１へ転写される（ステップＳ５０２）。そして、有効画像部の現像を行う（ステップＳ５０３）。次に、プリンタ制御部１が、回転速度制御回路１３０を、クランプドラム１１の回転速度を遅くするように切り替える（ステップＳ５０４）。
【００７０】
ここで、上記図２及び図４で説明したように、記録紙７１上の現像速度を遅くするほど画像濃度を濃くすることができる。このため、上記回転速度制御回路１３０を上記パッチ画像の現像速度ｖ２が有効画像の現像速度ｖ１よりも遅くなるように切り替えている。これにより、経時使用によりトナー濃度が低下したときに、有効画像よりもパッチ画像の画像濃度低下を早く生じさせ、画像ムラが発生する前にトナー濃度の低下を検出するようにしている。
【００７１】
そして、ステップＳ５０５において、有効画像部の現像速度ｖ１よりも遅い現像速度ｖ２でパッチ潜像を現像する。このように、有効画像部とパッチ画像部との両方が現像されると現像動作が終了する（ステップＳ５０６）。
【００７２】
上記実施形態１乃至４によれば、クランプドラム１１により搬送され、現にプリントが行なわれている記録紙７１上において、パッチ画像の濃度を有効画像領域の画像濃度よりも高濃度で形成しているので、経時のトナー消費により、有効画像に濃度ムラ等の劣化が生じることに先立ってパッチ画像の方が画像劣化を生じやすい状態となっている。そして、このようなパッチ画像濃度を濃度検出センサ８７で検出することによって、濃度低下の発生を検知することができる。このため、該検知に基づいてパッチ画像部の濃度低下を検知した場合、すぐにトナーを該現像液に補給することができる。よって、有効画像上における画像劣化の発生を防止することができる。
【００７３】
〔実施形態５〕
以下、本発明を湿式画像形成装置であるプリンターに適用した実施形態５について説明する。この実施形態は、実施形態３と構成は同じである。すなわち、図１に示すプリンタと同じ構成である。そして、両者の差異は、記録紙７１に形成されるパッチ画像の形成方法と、このパッチ画像濃度を検出する動作とにある。そこで、係る動作について説明し、他の部分の説明は省略する。
【００７４】
図１６は、この実施形態５で画像が形成された記録紙７１の表面の、各画像の分布を示す説明図である。図１６に示すようにパッチ領域Ａは、有効画像領域Ｂ以外の領域であって、記録紙７１の搬送方向（図１６において矢印で示す方向）における先端部Ｃの近傍と、後端部Ｄの近傍との二箇所に設けられ、各パッチ領域にそれぞれパッチ画像が形成される。すなわち、実施形態１乃至４では、後端部Ｄ近傍のパッチ領域Ａの一箇所にのみパッチ画像が形成されたのに対して、この実施形態５では、上記二箇所にパッチ画像が形成される。
【００７５】
記録紙７１の表面における各画像領域の占める位置を決するにあたっては、先端部Ｃ側のパッチ領域Ａと有効画像領域Ｂとの距離をある程度確保することが望ましい。ある程度の距離があれば、有効画像領域Ｂにおける潜像を現像する前に、該先端部Ｃ側のパッチ領域Ａにおいて検出された画像の濃度に基づいて、トナーを現像装置に補給する時間が確保される。なお、十分な距離を確保できない場合には、クランプドラム１１の回転による記録紙７１の搬送を一旦停止させて、その間に現像液にトナーを補給して、その後、有効画像領域における潜像の現像を行なうようにすることが望ましい。また、有効画像領域Ｂと後端部Ｄ側のパッチ領域Ａとの距離についても、ある程度の距離を確保することが望ましい。
【００７６】
図１７は、この実施形態における画像形成動作の制御を示すフローチャートである。なお、以下説明を加える図１７に示す動作以外の動作は、先に図９を用いて概説した実施形態１の動作と同じである。
他の実施形態と同様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラム１１とがイニシャライズされ、その後給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされて（ステップＳ６０１）、このプリンタは静電潜像の書き込みを待つ状態となる。次に、ユーザーが操作部４の所定のスイッチを操作すると、プリンタ制御部１は、潜像転写バイアスをＯＮし、感光体ドラム２１に所定の潜像転写バイアスを印加するようにバイアス制御回路１２０を制御する（ステップＳ６０２）。そして、帯電用制御回路１１０を制御して、帯電チャージャ２３をＯＮして、感光体ドラム２１を一様帯電させる（ステップＳ６０３）。次に、パッチ潜像形成のために、ＬＤ制御回路１００を制御して、露光光量を大きくするように切り替える（ステップＳ６０４）。そして、ＬＤにより感光体ドラム２１へパッチ画像を露光し、パッチ潜像を形成する。そして、感光体ドラム２１とクランプドラム１１との間に一定の潜像転写バイアスが印加された状態で、感光体ドラム２１が従動回転することにより、上記露光により感光体ドラム２１上に形成されたパッチ潜像が、感光体ドラム２１から記録紙７１へ転写される（ステップＳ６０５）。そして、これらの処理が終了したか否かをステップＳ６０６で判別し、パッチ画像部分についての露光、潜像転写が終了したと判別されると、次に有効画像を形成するために、ＬＤ制御回路１００を制御して、露光光量をもとに戻すように切り替える（ステップＳ６０７）。そして、ステップＳ６０８で、有効画像部の露光、及び記録材７１への潜像転写を行う。そして、これらの処理が終了したか否かをステップＳ６０９で判別し、有効画像部分についての露光、潜像転写が終了したと判別されると、再びパッチ潜像形成のために、ＬＤ制御回路１００を制御して、露光光量を大きくするように切り替える（ステップＳ６１０）。ここで、ステップＳ６１０からステップＳ６１２は、上記ステップＳ６０４からステップＳ６０６と同様であるので、説明を省略する。
そして、ステップＳ６１２で、パッチ画像部分についての露光、潜像転写が終了したと判別されると、帯電、潜像転写バイアス印加、及び露光をＯＦＦにする（ステップＳ６１３）。このようにして記録紙７１には、パッチ潜像、有効画像の潜像、パッチ潜像の順で潜像の書き込みが行なわれ、記録紙７１に潜像が形成される。そして、これらの潜像を現像ヘッド６０等で現像する（ステップＳ６１４）。この現像動作については実施形態１と同じであるので説明は省略する。
【００７７】
図１８は、上記プリンタ制御部１によってなされる画像濃度の検出とトナー補給動作との制御を示すフローチャートである。ステップＳ７０１、Ｓ７０２では、記録紙７１先端部Ｃ側のパッチ領域Ａの現像が行われる。ステップＳ７０３では、濃度検出センサ８７により、パッチ画像の画像濃度を検出する。そして、この検出値が上記プリンタ制御部１に入力されると、このプリンタ制御部１では、検出値と、予め測定され記憶されている良好な画像を得るために必要な規定の濃度との比較を行なう（ステップＳ７０４）。ここで、比較した結果、パッチ画像中の濃度が規定濃度以上であれば、トナーの補給は行なわれず有効画像領域Ｂの現像が行なわれることになる（ステップＳ７０６）。一方、パッチ画像中の濃度が規定濃度以下であれば、上述したように、トナー補給装置が現像液タンク６４中の現像液にトナーを補給し（ステップＳ７０５）、その後、有効画像領域Ｂの現像が行なわれることになる（ステップＳ７０６）。なお、有効画像領域Ｂに現像を行なう動作については、実施形態１と同じであるので説明を省略する。また、次のステップＳ７０７からステップＳ７１０までの処理は、記録紙後端部近傍のパッチ領域Ａの現像とパッチ画像の濃度を検出する処理とを示しており、上記ステップＳ７０２からステップＳ７０５までの処理と同様であるので、この説明も省略する。そして、以上の処理が終了すると、記録紙７１を排出し（ステップＳ７１１）、印写動作を終了させる（ステップＳ７１２）。
【００７８】
この実施形態５によれば、搬送方向における記録紙７１の先端部Ｃ近傍のパッチ領域Ａの濃度に基づいて現像液に対してトナー補給をした後、このトナーの補給がなされた現像液により搬送方向における記録紙７１の後端部Ｄ近傍のパッチ領域Ａに画像を形成して、該濃度が規定濃度以上であるか否かを確認する。そして、該濃度が規定濃度以下であれば、その時点で再度現像液にトナーを補給する。このように、トナー補給によって画像濃度の低下が解消されたか否かを確認することができるので、上記実施形態１乃至４に比して、トナー濃度の低下による画質の低下を確実に防止することができる。
【００７９】
〔実施形態６〕
以下、本発明を湿式画像形成装置であるプリンターに適用した実施形態６について説明する。図１９は、本実施形態のプリンターの概略構成を示す正面図である。このプリンタの構成は、実施形態１と基本的には同じである。両者の差異は、上記図１のプリンタに設けられていたような、循環弁８１と供給弁８６とを連通させるトナー補給用及び撹拌用の循環路を設けておらず、印写中にトナー補給ができるように、現像液回収パイプ６６に直接トナー補給パイプ８５が連通している点と、図２０に示すようにパッチ領域Ａを、有効画像領域Ｂ以外の領域に、記録紙７１の搬送方向（図２０において矢印で示す方向）における先端部Ｃ側から後端部Ｄ側まで切れ目なく形成している点にある。
【００８０】
図２１は、この実施形態における画像濃度の検出とトナー補給動作との制御を示すフローチャートである。なお、以下説明を加える図２１に示す動作以外の動作は、先に図９を用いて概説した実施形態１の動作と同じである。
他の実施形態と同様に、プリンタの電源がＯＮされると、現像ヘッド６０とクランプドラム１１とがイニシャライズされ、その後給紙待機状態となったプリンタに給紙がなされて（ステップＳ８０１）、このプリンタは静電潜像の書き込みを待つ状態となる。次に、ユーザーが操作部４の所定のスイッチを操作すると、プリンタ制御部１は、潜像転写バイアスをＯＮし、感光体ドラム２１に所定の潜像転写バイアスを印加するようにバイアス制御回路１２０を制御する（ステップＳ８０２）。そして、帯電用制御回路１１０を制御して帯電チャージャ２３により、感光体ドラム２１を一様帯電させる（ステップＳ８０３）。
【００８１】
ここで、本実施形態では、図２０に示すように、有効画像領域Ｂ以外の領域に形成するパッチ領域Ａを、記録紙７１の搬送方向先端部Ｃ側から後端部Ｄ側まで切れ目なく形成するので、ＬＤが１ライン走査中に、パッチ画像部と有効画像部との両方を露光することになる。上述したように、パッチ画像部の濃度は有効画像部の濃度よりも高濃度にする必要があるので、このような画像を形成するのに、１ライン走査中で、パッチ画像部のみが、大きな露光光量で露光されるように、ＬＤの露光光量を切り替えている（ステップＳ８０４、Ｓ８０５）。
【００８２】
なお、図示の例では、パッチ画像が有効画像よりも左側に形成されているが、右側であっても構わない。ただし、この場合、濃度検出センサ８７の配置もこれに合わせて変更する必要がある。
【００８３】
そして、このように形成された潜像を記録紙７１上に転写し（ステップＳ８０６）、この転写が全ライン終了したか否かをステップＳ８０７で判別し、全ライン終了するまで繰り返す。そして潜像の転写が終了したら、帯電、潜像転写バイアス印加、露光を全てＯＦＦにする（ステップＳ８０８）。このようにして記録紙７１には、パッチ潜像、有効画像の潜像の書き込みが行なわれる。そして、これらの潜像を現像ヘッド６０等で現像する（ステップＳ８０９）。この現像動作については実施形態１と同じであるので説明は省略する。
【００８４】
図２２は、濃度検出に係る制御を示すフローチャートである。
ステップＳ８１０では、上記ステップＳ８０９の現像動作が終了したか否かを判別する。そして、現像が終了していれば、記録紙排出動作（ステップＳ８１１）において記録紙７１を排出し、一連の動作が終了する。一方、現像中には、ステップＳ８１２で、濃度検出センサ８７により上記パッチ画像部の濃度検出を行う。この検出結果は、実施形態１で説明したように、プリンタ制御部１に入力され、プリンタ制御部１においてあらかじめ設定された規定濃度と比較し、この規定濃度以下であるか否かを判別する（ステップＳ８１３）。そして、規定濃度以下であれば、後述するトナー補給動作を行い、必要な量のトナーを現像液タンク６４内に補給する（ステップＳ８１４）。
【００８５】
図２３は、上記ステップＳ８１４におけるトナー補給装置の制御を示すフローチャートである。
ステップＳ９０１でトナー補給が開始すると、まず、補給弁８６をあけ、Ａ−Ｂ間を連通させる（ステップＳ９０２）。ここで、現像中は、トナー容器８４内のトナーが吸いだされるような負圧がかけられており、Ａ−Ｂ間を連通させることで、現像液タンク６４内の現像液中にトナーが補給される（ステップＳ９０３）。このとき、現像液の流通経路中にトナーが補給されるため、トナーの補給と同時に負圧が変化し、これにともなって現像液の流量が変化してしまうことがある。このため、プリンタ制御部１により、トナー補給時における負圧が変化しないように、上記負圧制御回路１４０による負圧制御を行う（ステップＳ９０４）。そして、一定量のトナーを補給したら補給弁８６を閉じ（ステップＳ９０５）トナー補給を停止する。このとき、負圧制御回路１４０により、トナー補給前の負圧に戻す。（ステップＳ９０６）トナー補給制御を終了させる。
【００８６】
この実施形態によれば、搬送方向における記録紙７１の先端部近傍から後端部近傍まで切れ目なく形成されるパッチ画像中の画像濃度を濃度検出センサ８７が検出する。そして、この検出結果に基づいてトナー補給装置が現像剤タンク６４中の現像剤にトナーを補給する。よって、たとえ有効画像の形成中であっても、有効画像の画像濃度が低下すれば、その時点ですぐに現像剤へのトナー補給が行なわれるので、有効画像中において画像濃度の低下が生じることを防止することができる。
【００８７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項７の画像形成装置によれば、有効画像の濃度が実際に低下することに先立って、該画像濃度の低下が発生しやすい状態となったことを検知し、該検知に基づいて有効画像の画像濃度が低下する前に、トナー補給装置が現像剤タンクへとトナーを補給する。よって、既に発生してしまった有効画像の画像濃度低下を検知してから事後的にトナー補給を行なうような装置に比して、現像剤のトナー濃度が低下し始めた時期における画像濃度の低下と、画像濃度の低下に先立って生じる有効画像におけるムラの発生を防止し、常に安定した濃度で画像を形成することができる。
【００８８】
特に、請求項４の画像形成装置によれば、露光手段によって、パッチ画像を形成しているので、通常の印写動作中に、記録材上の画像形成可能な範囲内で、かつ有効画像領域外のどのような場所にも前記パッチ画像を形成することができるという利点がある。
【００８９】
特に、請求項５の画像形成装置によれば、現像速度を遅くするだけでパッチ画像の濃度を、有効画像領域内の画像の画像濃度よりも高濃度で形成できるので、例えば、潜像担持体の帯電電位を高めたり、該潜像担持体へのバイアス印加電圧を高くしたり、あるいは、露光手段による該潜像担持体への露光量を高くしたりすることがないので、該潜像担持体にかかる負荷を低減することができ、該潜像担持体の劣化を防止することができる。
【００９０】
特に、請求項６の画像形成装置によれば、搬送方向における記録材の先端部近傍に設けられたパッチ画像の濃度に基づいて現像剤にトナー補給を行ない、その後、該方向における後端部近傍に形成されたパッチ画像の濃度を検出することにより、先に行なわれたトナー補給によって画像ムラが解消されたかを確認する。そして、画像ムラが解消されていない場合、再度この時点で再度トナーの補給を行なう。このため、現像剤のトナー濃度が低下した場合に確実にトナーが補給されることになり、画像濃度の低下を確実に防止することができる。
【００９１】
また特に、請求項７の画像形成装置によれば、たとえ有効画像の形成中であっても、有効画像の画像濃度が低下すれば、その時点ですぐに現像剤へのトナー補給が行なわれるので、有効画像中において画像濃度の低下が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係るプリンタにおける現像装置の概略構成を示す説明図。
【図２】印写枚数とベタ画像濃度との関係を示すグラフ。
【図３】記録紙潜像電位と画像濃度との関係を示すグラフ。
【図４】現像速度と画像濃度との関係を示すグラフ。
【図５】実施形態１に係るプリンタの概略構成を示す説明図。
【図６】実施形態１に係るプリンタの現像装置を簡略化して示す説明図。
【図７】同現像装置の現像ヘッドの昇降機構を示す説明図。
【図８】実施形態１に係るプリンタの制御系を示すブロック図。
【図９】実施形態１に係るプリンタの制御を示すフローチャート。
【図１０】実施形態１に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図１１】実施形態１に係るプリンタの濃度検出に係る制御を示すフローチャート。
【図１２】実施形態１に係るプリンタのトナー補給動作の制御を示すフローチャート。
【図１３】実施形態２に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図１４】実施形態３に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図１５】実施形態４に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図１６】実施形態５に係るプリンタによりプリントがなされた記録紙を示す説明図。
【図１７】実施形態５に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図１８】実施形態５に係るプリンタの現像と濃度検出の制御を示すフローチャート。
【図１９】実施形態６に係るプリンタにおける現像装置の概略構成を示す説明図。
【図２０】実施形態６に係るプリンタによりプリントがなされた記録紙を示す説明図。
【図２１】実施形態６に係るプリンタの潜像形成から現像までの制御を示すフローチャート。
【図２２】同プリンタの濃度検出に係る制御を示すフローチャート。
【図２３】同プリンタのトナー補給装置の制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ プリンタ制御部
１０ 現像液
１１ クランプドラム
２１ 感光体ドラム
６０ 現像ヘッド
６１ 吸引ポンプ
６４ 現像液タンク
６５ 現像液供給パイプ
６６ 現像液回収パイプ
７１ 記録紙
８０ 連通パイプ
８１ 循環弁
８２ 撹拌弁
８３ トナー
８４ トナー容器
８５ トナー補給パイプ
８６ トナー補給弁
８７ 濃度検出センサ
１００ ＬＤ制御回路
１１０ 帯電用制御回路
１２０ バイアス制御回路
１３０ 回転速度制御回路
１４０ 負圧制御回路

Claims (7)

1. 記録材を搬送する搬送手段と、
   前記記録材の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   現像剤を用いて潜像を現像し、前記記録材にトナー像を形成する現像装置と、
   前記現像装置に現像剤を供給する現像剤タンクと、
   前記現像剤タンクにトナーを補給するトナー補給装置と、
   前記記録材における有効画像領域外に設けられたパッチ部領域に、画像濃度検出用のパッチ画像を形成するパッチ画像形成手段と、
   該パッチ画像形成手段によって形成された前記記録材上のパッチ画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、
   前記画像濃度検出手段による検出結果に基づいて、前記トナー補給装置が前記現像剤タンク中の現像剤に対して補給するトナーの補給量を制御するトナー補給量制御手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記パッチ画像の画像濃度が有効画像の前記有効画像領域に形成し得る最高画像濃度よりも高濃度となるように、前記パッチ画像形成にあたっての印写条件を前記有効画像形成にあたっての印写条件とは異ならせるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記潜像形成手段を、潜像担持体を用いて構成し、かつ該潜像担持体における、上記有効画像領域よりも外側のパッチ部領域を、前記有効画像領域よりも高い帯電電位で帯電させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   上記潜像形成手段を、潜像担持体を用いて構成し、かつ該潜像担持体における、上記有効画像領域よりも外側のパッチ部領域の潜像を上記記録材に転写するときのバイアス電位が、前記有効画像領域の潜像を前記記録材に転写するときの潜像転写バイアス電位より高くなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１の画像形成装置において、
   上記潜像形成手段を、露光手段を用いて構成し、かつ上記パッチ潜像が、上記有効画像領域内に形成される有効画像の最高画像濃度となる潜像を形成する露光量より高い露光量で形成されるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１の画像形成装置において、
   上記搬送手段を、上記パッチ潜像部分を現像するときの現像速度を、上記有効画像領域内に形成される潜像を現像するときの現像速度より遅くなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２，３，４，又は５の画像形成装置において、
   上記パッチ画像が、搬送方向における上記記録材の先端部近傍と後端部近傍とにそれぞれ形成されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５の画像形成装置において、
   上記パッチ画像が、搬送方向における上記記録材の先端部近傍から後端部近傍まで切れ目なく形成されていることを特徴とする画像形成装置。

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