(57)【要約】      （修正有）【課題】非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真においてエッジ効果を低減する。【解決手段】画像形成装置は、感光体と、画像データに基づいて感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、磁気ローラと現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を現像ローラに形成し、現像ローラの電位である現像バイアス電位と静電潜像とに基づいてトナー層から感光体にトナーを付着させる現像部と、現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して校正処理を実行する校正部と、画像の予め設定されている後端方向と後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、画像データを処理して画像の先端方向と後端方向とを反転させる画像処理部とを備える。【選択図】図１
2019128369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部と、
前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正部と、
前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、さらに、
前記画像形成装置は、画像形成媒体の両面に画像を形成することが可能な画像形成部を備え、
前記画像処理部は、前記両面に形成される前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させた場合に、前記両面に形成される前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記両面に形成される前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、さらに、
前記画像処理部は、予め設定されている後端方向の端部領域である後端部領域を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数と、前記後端方向の反対方向である先端方向の端部領域である先端部領域を構成する画素である先端部画素の数である先端部画素数とを算出し、前記先端部画素数が前記後端部画素数よりも大きい場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断する画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置であって、
前記先端部画素は、前記先端方向と垂直方向に隣接する画素である隣接画素の先端方向に隣接する画素にドットが形成されない先端画素から副走査方向に一定の範囲内の画素群を含み、
前記後端部画素は、前記後端方向と垂直方向に隣接する画素である隣接画素の後端方向に隣接する画素にドットが形成されない後端画素から副走査方向に一定の範囲内の画素群を含む画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記感光体は、アモルファスシリコン感光体であり、
前記アモルファスシリコン感光体は、非飽和状態で前記ベタ画像を形成する画像形成装置。
【請求項６】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成方法であって、
回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを用い、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像工程と、
前記現像工程の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正工程と、
前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理工程と、
を備える画像形成方法。
【請求項７】
画像データに応じて画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムであって、
前記画像形成装置は、回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部を備え、
前記画像形成プログラムは、前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正部、及び
前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理部として前記画像形成装置を機能させる画像形成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像領域のエッジ部（端部）に現像剤としてのトナーが集中し、画像の濃度が不均一になる現象であるエッジ効果を抑制する様々な技術が提案されている。具体的には、たとえば特許文献１は、出力画像データのエッジ部を検出するためのエッジ検出手段と、エッジ検出手段によって検出されたエッジ部のデータに対して濃度補正を行なうためのエッジ補正手段を備える露光ユニット制御装置を提案している。特許文献２は、画像データの累積値から転写トナー量（本明細書では、トナー付着量とも呼ばれる。）を推定して適切な熱量制御を行う手段を有し、低消費電力化を図った画像形成装置において、画像の線幅が異なる場合でも、画像の定着性を悪化させることなく、良好な画像を出力可能な技術を提案している。特許文献３は、周辺画素が所定の階調差パターンを有する端部を検出し、その端部から所定の範囲にある各注目画素について、注目画素より前方にある所定の画素領域の画素値の総和と、注目画素より後方にある画素領域の画素値の総和との差に基づいて、注目画素のトナー量を調整する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１８３７８号公報
【特許文献２】特開平５−３３３７２８号公報
【特許文献３】特開２０１４−０６８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真においては、その感光体の特性に着目してエッジ効果を低減する方法については改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真においてエッジ効果を低減する技術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】
【０００６】
本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置を提供する。前記画像形成装置は、回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部と、前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正部と、前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理部とを備える。
【０００７】
本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成方法を提供する。前記画像形成方法は、回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを用い、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像工程と、前記現像工程の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正工程と、前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理工程を備える。
【０００８】
本発明は、画像データに応じて画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムを提供する。前記画像形成装置は、回転可能な感光体と、前記画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部を備え、前記画像形成プログラムは、前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合にベタ画像を形成するためのドット面積率を調整して第２の校正処理を実行する校正部、及び前記画像の予め設定されている後端方向と前記後端方向の反対方向である先端方向とを反転させた場合に、前記画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、前記画像データを処理して前記画像の前記先端方向と前記後端方向とを反転させる画像処理部として前記画像形成装置を機能させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真においてエッジ効果を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。
【図２】一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像部１００の構造を示した側面断面図である。
【図４】一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。
【図５】一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順の内容を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態に係る画像形成装置１における後端部の入力階調値とトナー消費量（比率）の関係を示すグラフである。
【図７】一実施形態に係る画像形成装置１の画像描画方向決定処理手順（ステップＳ１００）の内容を示すフローチャートである。
【図８】一実施形態に係る画像形成装置１において画像描画方向が反転される様子を示す説明図である。
【図９】変形例に係る複合ハーフパッチを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、記憶部４０と、画像読取部５０と、定着部８０とを備えている。画像読取部５０は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである画像データＩＤを生成する。
【００１３】
画像形成部２０は、色変換処理部２１と、ハーフトーン処理部２２と、校正用濃度センサ２８と、露光部２９と、アモルファスシリコン感光体である感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋと、現像部１００ｃ〜１００ｋ、帯電部２５ｃ〜２５ｋとを有している。色変換処理部２１は、ＲＧＢデータである画像データＩＤをＣＭＹＫデータに色変換する。ハーフトーン処理部２２は、ＣＭＹＫデータにハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫのハーフトーンデータとして印刷データＰＤを生成する。ハーフトーンデータは、ＣＭＹＫの各トナーによって形成されるドットの形成状態を表し、ドットデータとも呼ばれる。
【００１４】
制御部１０は、端部検出部１１とトナー消費量算出部１２とを備えている。制御部１０は、端部検出部１１とトナー消費量算出部１２とを使用し、印刷データＰＤに基づいて、各画像領域のトナー消費量の集計としてトナー消費量を算出する。印刷データＰＤは、複数の画像領域を含む画像領域群を表している。
【００１５】
端部検出部１１は、画像領域の端部（エッジの画素）と、端部のうちの後端部と先端部とを検出する。端部検出部１１は、着目画素と隣接画素の画素値の関係に基づいて端部を検出してもよいし、微分フィルタやソーベルフィルタ等のフィルタを使用して端部を検出してもよい。後端部は、感光体ドラム（後述）の周速方向を基準にして、進行方向から順に先端部、中央部及び後端部として定義されている後端側の端部である。後端部は、画素値の関係の設定やフィルタの方向性の設定によって検出することができる。先端部側から後端部側に向かう方向は、後端方向と呼ばれ、予め設定されている。後端方向の反対方向は、先端方向と呼ばれる。
【００１６】
制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。
【００１７】
記憶部４０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。記憶部４０は、本実施形態では、さらに校正用データＣＤ１及び補正用データＣＤ２を格納している。校正用データＣＤ１及び補正用データＣＤ２は、たとえばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ））として構成することができる。校正用データＣＤ１及び補正用データＣＤ２の内容については後述する。
【００１８】
図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１は、その筐体７０内に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて感光体ドラム（像担持体）３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋが一列に配置されている。感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋのそれぞれに隣接して、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋが配置されている。
【００１９】
感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋには、露光部２９から各色用のレーザー光Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙ及びＬｋが照射（露光）される。この照射によって、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋに静電潜像が形成される。現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋは、トナーを攪拌しながら、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。これにより、現像工程が完了し、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋの表面に各色のトナー像が形成される。
【００２０】
画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２７を有している。中間転写ベルト２７は、テンションローラ２４、駆動ローラ２６ａ及び従動ローラ２６ｂに張架されている。中間転写ベルト２７は、駆動ローラ２６ａの回転によって循環駆動させられる。
【００２１】
たとえば感光体ドラム３０ｋ上のブラックのトナー像は、感光体ドラム３０ｋと一次転写ローラ２３ｋとで中間転写ベルト２７を挟み、中間転写ベルト２７が循環駆動させられることによって中間転写ベルト２７に一次転写される。この点は、シアン、イエロー、マゼンタの３色についても同様である。
【００２２】
中間転写ベルト２７の表面には、所定のタイミングで相互に重ね合わせられるように一次転写が行われることによってフルカラートナー像が形成される。校正用濃度センサ２８は、一次転写が完了し、二次転写の前のトナー像の濃度が計測できる位置に配置されている。フルカラートナー像は、その後、給紙カセット６０から供給された印刷用紙Ｐに二次転写され、定着部８０の定着ローラ対８１によって印刷媒体としての印刷用紙Ｐに定着される。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態に係る現像部１００ｋの構造を示した側面断面図である。現像部１００ｍ、１００ｃ及び１００ｙは、現像部１００ｋと同一の構成を有し、これらは単に現像部１００とも呼ばれる。現像部１００は、２本の攪拌搬送部材１４１，１４２と、磁気ローラ１４３と、現像ローラ（現像剤担持体）１４４と、現像容器１４５と、規制ブレード１４６とを備えている。
【００２４】
現像容器１４５は、現像部１００の外郭を構成している。現像容器１４５の下部には、仕切り部１４５ｂが設けられている。仕切り部１４５ｂは、現像容器１４５の内部を第１搬送室１４５ａと第２搬送室１４５ｃとに仕切っている。第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃは、図３に垂直な方向に柱状に延びており、磁性キャリアとブラックトナーからなる２成分現像剤（単に現像剤とも呼ばれる。）を収容する。
【００２５】
現像容器１４５は、さらに磁気ローラ１４３及び現像ローラ１４４を保持している。現像容器１４５には、現像ローラ１４４を感光体ドラム３０（３０ｋ）に向けて露出させる開口１４７が形成されている。
【００２６】
２本の攪拌搬送部材１４１，１４２は、それぞれ第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃの内部で現像剤を攪拌しつつ循環的に移動させている。攪拌搬送部材１４２は、磁気ブラシとして、正に帯電した現像剤を磁気ローラ１４３に供給する。磁気ローラ１４３は、非磁性の回転スリーブ１４３ａと、回転スリーブ１４３ａの内部に固定されている固定マグネット体１４３ｂとを有している。磁気ローラ１４３と現像ローラ１４４とは、所定のクリアランスで対向している。規制ブレード１４６は、磁気ブラシを予め設定されている所定の高さに調整する。
【００２７】
現像ローラ１４４は、回転可能な非磁性の現像スリーブ１４４ａと、現像スリーブ１４４ａの内部で固定されている現像ローラ側磁極１４４ｂとを有している。磁気ローラ１４３には、磁気ローラ電位Ｖｍａｇが印加されている。現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが印加されている。
【００２８】
本実施形態において、感光体ドラム３０では、表面電位が２０Ｖに設定され、現像ローラ１４４との間に現像電界を形成している。一方、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖとしての直流電位２０〜８０Ｖと、周波数２ｋＨｚのピークツーピーク値２０００Ｖの正弦波電位とが重畳された交番バイアスが印加されている。磁気ローラ１４３には、現像時において、磁気ローラ電位Ｖｍａｇとして直流電位２００Ｖが印加され、非現像時において、直流電位−２００Ｖが印加される。
【００２９】
これにより、現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＜磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４に供給される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４に供給される時間が長くなり、非現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＞磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４から回収される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４から回収される時間が長くなる。
【００３０】
さらに、磁気ローラ１４３に現像時と非現像時に印加される磁気ローラ電位Ｖｍａｇを調整することによって、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間の現像時のトナー層形成電位差ΔＶを変化させることができる。これにより、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間のトナー層形成電位差ΔＶに応じた厚さＤ（後述の図４（ａ）参照）のトナー薄層（単にトナー層とも呼ばれる。）が形成される。
【００３１】
現像ローラ１４４は、感光体ドラム３０との間に所定のクリアランスを有する対向部分（現像ニップ）を介して感光体ドラム３０にトナーを付着させて、トナー像を感光体ドラム３０の表面に形成する。トナー像は、感光体ドラム３０の表面における静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成される。
【００３２】
アモルファスシリコン感光体は、有機感光体（ＯＰＣ）に比べ比誘電率が３倍程度高く、現像コントラスト電位に対して、感光体が保持できるトナー量が多いという特徴を有している。このため、アモルファスシリコン感光体は、通常使用するベタ濃度よりも多くのトナーを保持することが可能である。したがって、アモルファスシリコン感光体は、飽和状態で使用すると、ベタ濃度に必要な量を超えて保持してしまうことになる。よって、本実施形態では、アモルファスシリコン感光体は、ベタ濃度においても非飽和状態において使用され、現像ローラ１４４上に形成されたトナーがほぼすべて感光体に現像されて現像が終了することでベタ濃度が決定されるように使用される。
【００３３】
図４は、一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。図４（ａ）は、画像の先端部と中央部において画像を形成している様子を示している。図４（ｂ）は、画像の後端部において画像を形成している様子を示している。本明細書では、先端部、中央部及び後端部は、感光体ドラム３０の進行方向を基準にして、進行方向から順に先端部、中央部及び後端部と定義されている。
【００３４】
本実施形態では、図４（ａ）に示されるように、感光体ドラム３０は、潜像画像の電位を中和しつつ、現像ローラ１４４の現像スリーブ１４４ａからトナーの供給を受けている。この際、現像工程は、電位の飽和ではなく、非飽和状態において現像スリーブ１４４ａ上に形成されたトナー薄層が消費尽くされることによって完了するように構成されている。トナー薄層の厚さＤは、画像形成におけるベタ現像時の最高濃度を達成するための厚さＴ１を有するように設定されている。
【００３５】
図４（ｂ）に示されるように、現像スリーブ１４４ａは、周速Ｖｓを有し、周速Ｖｄの感光体ドラム３０を追い越しながら画像を形成するように構成されている。このため、ベタ現像時にベタの後端部の近傍には、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面が存在することになる。このトナーが未消費の表面は、アモルファスシリコン感光体３０におけるベタの潜像画像の後端部を追い越していくことになる。
【００３６】
この際、アモルファスシリコン感光体としての感光体ドラム３０が非飽和状態なので、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面から、さらにトナーが現像されてしまうことになる。この現像によって、予め想定されている濃度よりも高いベタ濃度としての後端溜まり（厚さＴ２）が顕在化することになる。
【００３７】
図４（ｃ）は、一例として線画像ＴＰの画像形成時におけるトナーの付着状態（積層状態）を示している。線画像ＴＰでは、画像形成時において後端部においてトナー層が盛り上がっている。このトナー層の盛り上がりは、後端溜まりと呼ばれる。
【００３８】
図５は、一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順（ステップＳ１００）の内容を示すフローチャートである。本実施形態では、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋにアモルファスシリコン感光体が採用されているので、後端溜まりの問題を抑制するためにハーフパッチでベタを表現するように画像形成装置１が構成されている。
【００３９】
このような後端溜まりの問題は、ハーフパッチでベタを表現することによって抑制することができる。この例では、画像形成装置１は、７０％乃至９０％のドット面積率のハーフパッチでベタを表現するものとする。本実施形態では、ハーフパッチによるベタ濃度は、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋの印加電位である現像バイアス電位Ｖｓｌｖやドット面積率の調整によって校正される。
【００４０】
ステップＳ１１０では、制御部１０は、校正部として機能し、現像バイアス電位Ｖｓｌｖを段階的に変更した複数のハーフパッチを有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。具体的には、制御部１０は、校正前の初期値としてのドット面積率（この例では７０％）で現像バイアス電位Ｖｓｌｖが相違する複数のハーフパッチの有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。複数のハーフパッチには、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが最大値となっているものも含まれる。
【００４１】
現像バイアス電位Ｖｓｌｖを段階的に変更した複数のハーフパッチを使用するのは、トナー像は、感光体ドラム３０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成されるからである。複数のハーフパッチは、ＣＭＹＫのそれぞれについて形成される。以下では、シアン（Ｃ）のハーフパッチを例として説明する。
【００４２】
ステップＳ１２０では、制御部１０は、校正用濃度センサ２８を使用して各色（たとえばシアン（Ｃ））のパッチの濃度を計測する。パッチの濃度は、たとえばシアン（Ｃ）の補色の関係にある赤色の反射光の光量を計測することができる。ＭＹＫについても同様に処理が行われる。
【００４３】
本実施形態では、校正用濃度センサ２８は、たとえばＬＥＤ（図示せず）から赤外光を出射し、Ｐ波のみを透過させる偏光フィルタを透過させて赤外光のＰ波をパッチに照射し、受光素子で検出した反射光のＰ波とＳ波の比率に基づいて濃度を検出する。なお、校正用濃度センサ２８には、パッチからの正反射光を検出する正反射方式やパッチからの拡散反射光を検出する拡散反射方式もある。
【００４４】
ステップＳ１３０では、制御部１０は、現像バイアス調整処理を実行する。現像バイアス調整処理では、制御部１０は、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが段階的に変更されている複数のシアン（Ｃ）のハーフパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在する場合には、そのパッチに対応する現像バイアス電位Ｖｓｌｖを選択することによって実行される。具体的には、制御部１０は、Ｐ波とＳ波の比率が予め設定されている閾値以下のハーフパッチが存在する場合には、そのハーフパッチの中で最も低い現像バイアス電位Ｖｓｌｖを校正後の現像バイアスの電位に調整する。
【００４５】
ステップＳ１４０では、制御部１０は、ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能である場合には、処理をステップＳ１９５に進め、ハーフパッチの校正が現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整範囲内で可能でない場合には、処理をステップＳ１５０に進める。ステップＳ１９５では、制御部１０は、校正後の現像バイアス電位Ｖｓｌｖを記憶部４０に校正用データＣＤ１の一部として記憶する。現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整による校正は、第１の校正処理とも呼ばれる。
【００４６】
ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合とは、複数のシアン（Ｃ）のパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在しないことを意味している。通例では、複数のハーフパッチのいずれかがベタ画像目標濃度に達するが、たとえば環境変動などによってトナー帯電量が増加している状態においてベタ画像目標濃度に到達しないこともある。
【００４７】
ステップＳ１５０では、制御部１０は、現像バイアス電位Ｖｓｌｖを最大値に設定し、ドット面積率を調整して校正する作動モードを開始する。現像バイアス電位Ｖｓｌｖの最大値は、電位制限値とも呼ばれ、たとえば現像バイアスの出力限界や画像への悪影響（かぶりなど）の観点から設定される。
【００４８】
ステップＳ１６０では、制御部１０は、ドット面積率を段階的に変更した複数のハーフパッチを有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。この例では、ドット面積率は、ドット面積率が７１％〜９０％の範囲で段階的に変更されている。
【００４９】
ステップＳ１７０では、制御部１０は、制御部１０は、校正用濃度センサ２８を使用してシアン（Ｃ）のパッチの濃度を計測する。校正用濃度センサ２８は、Ｐ波とＳ波の比率を計測する。ＭＹＫについても同様に処理が行われる。
【００５０】
ステップＳ１８０では、制御部１０は、ドット面積率を設定する。具体的には、制御部１０は、Ｐ波とＳ波の比率が予め設定されている閾値以下のハーフパッチが存在する場合には、そのハーフパッチの中で最も低いドット面積率のハーフパッチのドット面積率を校正データとして取得する。ドット面積率の調整による校正は、第２の校正処理とも呼ばれる。制御部１０は、校正後のドット面積率を記憶部４０に校正用データＣＤ１の一部として記憶する。
【００５１】
ステップＳ１８５では、制御部１０は、補正式決定処理を実行する。補正式決定処理では、制御部１０は、ステップＳ１８０で設定されたドット面積率に基づいて補正式を決定する。本実施形態では、補正式は、描画方向反転処理の要否の決定に利用される。なお、補正式は、後端のエッジ画素におけるドットの間引き率の決定やドットサイズの変更といったトナー付着量の調整に利用してもよい。
【００５２】
図６は、一実施形態に係る画像形成装置１における後端部の入力階調値とトナー消費量（比率）の関係を示すグラフである。横軸は、入力階調値を示している。縦軸は、トナー消費量（比率）を示している。入力階調値１００％は、文字や線画で多く使用されるベタを示している。曲線ＣＲは、後端部以外の領域におけるトナー消費量を示している。３本の曲線Ｃ１〜Ｃ３は、後端部の領域におけるトナー消費量を示している。
【００５３】
図６では、トナー消費量は、入力階調値１００％の後端部以外の領域におけるトナー消費量（曲線ＣＲ）を基準消費量とし、基準消費量に対する比率として示されている。３本の曲線Ｃ１〜Ｃ３は、ステップＳ８０で設定されたドット面積率に基づいて選択される。この例では、曲線Ｃ１は、最も大きなトナー消費量を示し、曲線Ｃ３は、最も小さなトナー消費量を示し、曲線Ｃ２は、中間的なトナー消費量を示している。
【００５４】
制御部１０は、校正前の初期値としてのドット面積率（この例では７０％）からの変化量が大きいほど、大きなトナー消費量を示す曲線を選択することになる。この例では、たとえばドット面積率が９０％の場合には、曲線Ｃ１が選択され、ドット面積率が８０％の場合には、曲線Ｃ２が選択され、ドット面積率が７５％の場合には、曲線Ｃ３が選択される。一方、たとえばドット面積率が７８％や８５％といった値である場合には、３本の曲線Ｃ１〜Ｃ３を使用する内挿計算で決定することができる。
【００５５】
これにより、制御部１０は、後端方向の端部領域である後端部領域を構成する画素群（後端部画素とも呼ばれる。）におけるトナー消費量の計算式（たとえば近似式、テーブル又は補正係数）を決定することができる。制御部１０は、トナー消費量の計算式を記憶部４０に補正用データＣＤ２の一部として記憶する。なお、先端方向の端部領域は、先端部領域と呼ばれる。
【００５６】
ステップＳ１９０では、制御部１０は、反転要否判定フラグ設定処理を実行する。反転要否判定フラグ設定処理では、制御部１０は、後端溜まりの抑制の観点から描画方向の反転要否の判定が必要である旨のフラグを設定する。制御部１０は、反転要否の判定が必要である旨のフラグの設定を記憶部４０に補正用データＣＤ２の一部として記憶する。
【００５７】
図７は、一実施形態に係る画像形成装置１における画像形成処理（ステップＳ２００）の内容を示すフローチャートである。ステップＳ２１０では、制御部１０は、ドットデータ生成処理を実行する。ドットデータ生成処理では、制御部１０は、色変換処理やハーフトーン処理を使用して、ドットの形成状態を表すドットデータ（印刷データＰＤ）を生成する。
【００５８】
ステップＳ２２０では、制御部１０は、画像処理部として機能し、描画方向の反転要否判定が必要か否かを決定する。制御部１０は、補正用データＣＤ２において設定されているフラグに基づいて反転要否判定の要否を決定する。反転要否判定が必要である旨のフラグが設定されている場合には、処理がステップＳ２３０に進められ、反転要否判定が必要である旨のフラグが設定されていない場合には、処理がステップＳ２７０に進められる。
【００５９】
図８は、一実施形態に係る画像形成装置１において画像描画方向が反転される様子を示す説明図である。図８（ａ）は、反転前の描画状態の反転前画像ＬＡ１を示している。図８（ｂ）は、反転後の描画状態の反転後画像ＬＡ２を示している。反転後画像ＬＡ２は、反転前画像ＬＡ１の画像を１８０度回転、すなわち反転させた画像である。反転前画像ＬＡ１は、７個の後端画素Ａ〜Ｇを有している。反転後画像ＬＡ２は、３個の後端画素Ｌ〜Ｎを有している。後端画素は、感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋの周速方向を基準として画像領域の後端の画素（エッジ）を意味する。
【００６０】
後端画素は、後端のエッジを構成し、後端方向と垂直方向（主走査方向）に隣接する隣接画素の後端方向に画像領域内の画素が存在しない画素を意味している。先端画素は、先端のエッジを構成し、先端方向と垂直方向（主走査方向）に隣接する隣接画素の先端方向に画像領域内の画素が存在しない画素を意味している。後端部画素は、後端画素から画像内の副走査方向に一定の範囲内（たとえば２５画素程度）の画素群である。先端部画素は、先端画素から画像内の副走査方向に一定の範囲内（たとえば２５画素程度）の画素群である。後端部画素及び先端部画素は、広い意味を有し、それぞれ後端画素及び先端画素を含んでいる。
【００６１】
反転後画像ＬＡ２の４個の画素Ｈ〜Ｋは、後端方向と垂直方向（主走査方向）に隣接する隣接画素の後端方向に画像領域内の画素が存在している画素である。反転後画像ＬＡ２の４個の画素Ｈ〜Ｋは、感光体ドラム３０の周速方向において斜め下流側（後端側）にトナーが飛翔できることができるので（画素Ｈ乃至画素Ｋからの矢印参照）、後端溜まりが発生しにくい。これに対して、反転前画像ＬＡ１の後端画素（画素Ａ〜Ｇ）は、下流側（後端側）にトナーの行き場がないので、後端溜まりが発生しやすい。
【００６２】
この例では、４個の画素Ｈ〜Ｋは、１画素毎に１画素だけ主走査方向の傾斜を有する後端の輪郭を構成している。しかしながら、たとえば２個の画素に１画素だけ主走査方向の緩やかな傾斜を有する後端の輪郭を構成する場合には、傾斜が緩やかなのでトナーの行き場が小さく比較的に後端溜まりが生じやすいことになる。一方、後端の輪郭を構成する画素の２画素に１画素が後端画素となるので、後端画素の数が後端溜まりの生じやすさと正の相関関係を有していることになる。
【００６３】
このように、制御部１０は、後端画素をカウントすることによって後端溜まり生じやすさを推定することができる。ただし、制御部１０は、パターンマッチングその他の方法を利用して後端溜まりの発生程度を推定しても良い。
【００６４】
ステップＳ２３０では、制御部１０のトナー消費量算出部１２は、総トナー量算出処理を実行する。総トナー量算出処理では、制御部１０は、反転前と反転後の総トナー量を算出する。ステップＳ２４０では、制御部１０は、差分算出処理を実行する。差分算出処理では、反転前の総トナー量と反転後の総トナー量の差分を算出する。反転前後の総トナー量の差分は、上述の例では、７個の後端画素Ａ〜Ｇ（反転前画像ＬＡ１）と３個の後端画素Ｌ〜Ｎ（反転前画像ＬＡ２）の差（この例では４個）と、後端部画素でのトナー消費量増大量（補正係数等）の積に相当することになる。
【００６５】
ステップＳ２５０では、制御部１０は、画像処理部として機能し、差分が予め設定されている閾値Ｔｈよりも大きいか否かを判断する。差分が閾値Ｔｈよりも大きい場合には、処理がステップＳ２６０に進められ、差分が閾値Ｔｈ以下の場合には、処理がステップＳ２７０に進められる。閾値Ｔｈは、ゼロでもよく、たとえば反転処理の処理コストと後端溜まりに起因する画質劣化のトレードオフの結果として設定することができる。
【００６６】
ステップＳ２６０では、ハーフトーン処理部２２は、画像処理部として機能し、描画方向反転処理を実行する。描画方向反転処理では、ハーフトーン処理部２２は、ドットデータを１８０度回転させる。ステップＳ２７０では、画像形成部２０は、１８０度回転したドットデータに基づいて印刷媒体（画像形成媒体）上にドットを形成して印刷物を出力する。ユーザーは、必要に応じて印刷物を回転させることができるので、所望の印刷物を後端溜まりが抑制された状態で印刷物を受け取ることができる。
【００６７】
このように、一実施形態に係る画像形成装置１では、非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真において、後端部画素のトナー量を削減するといった補正処理に依存することなく、非飽和状態の感光体で現像を行う電子写真においてエッジ効果を低減することができる。
【００６８】
補正処理は、予測制御であり、トナーの帯電量の変動によるエッジ効果や後端溜りの変化については考慮することができる一様な補正量にならざるを得ない。このような問題に対して、本実施形態は、画像を反転させることによって端部画素自体を減らすという従来の方法とは本質的に相違する方法で後端溜りに起因する画質劣化を抑制することができるという固有の効果を奏することができる。さらに、本実施形態は、補正処理と組み合わせて実施する場合にも補正処理の量を少なくすることができるという利点を有している。
【００６９】
本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。
【００７０】
変形例１：上記実施形態では、制御部１０は、総トナー量の差分に基づいて反転処理の要否を決定しているが、必ずしも総トナー量の差分を算出する必要はない。反転処理の要否の決定では、制御部１０は、後端部画素数（あるいは後端画素）と先端部画素数（あるいは後端画素）とを算出し、先端部画素数が後端部画素数よりも大きい場合に、画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断するようにしてもよい。
【００７１】
変形例２：上記実施形態では、制御部１０は、片面印刷における総トナー量の差分に基づいて反転処理の要否を決定しているが、必ずしも片面印刷には限定されない。制御部１０は、両面に形成される画像の先端方向と後端方向とを反転させた場合に、両面に形成される画像の形成に消費される総トナー量が減少すると判断した場合には、画像データを処理して両面に形成される画像の先端方向と後端方向とを反転させるようにしてもよい。
【００７２】
変形例３：上記実施形態では、ドット面積率に基づいて後端部の近傍の画素群（特定画素）におけるＣＭＹＫの各色のトナーの総量である総トナー量を推定しているが、このような方法に限られず、たとえば図９に示されるような複合ハーフパッチを使用して後端溜まりの影響を計測して総トナー量を推定してもよい。
【００７３】
この変形例では、複合ハーフパッチは、５ｍｍ角の正方形のベタパッチＳＰと、１ｍｍ×５ｍｍの直線状の８本のラダーパッチＬＰとから構成されている。ベタパッチＳＰの濃度は、後端溜まりの領域を回避するために感光体ドラム３０の周速方向の後端部から２ｍｍ以上離れた位置に置いて計測される一方、８本のラダーパッチＬＰは、濃度ピークの平均値として計測される。
【００７４】
ベタパッチＳＰの濃度は、後端溜まりの影響を殆ど受けないのに対し、８本のラダーパッチＬＰは、後端溜まりの影響を強く受ける。よって、ベタパッチＳＰと８本のラダーパッチＬＰの濃度比を使用して後端溜まりの影響を計測して感光体の回転方向の後端側の端部を構成する特定画素におけるＣＭＹＫの各色のトナーの総量を推定することができる。
【００７５】
変形例４：上記実施形態は、現像部１００ｃ〜１００ｋの現像バイアス電位Ｖｓｌｖで校正し、現像バイアス電位Ｖｓｌｖで校正できない場合に、ドット面積率を調整して校正している。しかしながら、現像バイアス電位Ｖｓｌｖやドット面積率に限られず、露光部２９による露光の光量を調整することによって校正してもよい。
【００７６】
ただし、露光の光量を調整することによって校正する場合には、ドット面積率よりも優先的に校正に利用することが好ましい。本発明では、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと露光の光量の調整で校正できない場合に、ドット面積率を調整して校正することが好ましい。
【００７７】
変形例５：上記実施形態では、アモルファスシリコン感光体が使用されているが、本発明は、アモルファスシリコン感光体の使用に限定されない。本発明は、一般に非飽和状態の感光体でベタ濃度を再現する画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  画像形成装置
１０  制御部
２０  画像形成部
２１  色変換処理部
２８  校正用濃度センサ
２９  露光部
４０  記憶部
５０  画像読取部
６０  給紙カセット
７０  筐体
【図１】
2019128369.tif 000003
【図２】
2019128369.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019128369.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019128369.tif 000008
【図７】
2019128369.tif 000009
【図８】
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【図９】
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