(57)【要約】【課題】  濃度むらやカブリといった画質欠陥の発生を低減させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  副走査方向のラインごとに、画像データのデータ数を計数するカウンタ部１３と、カウンタ部１３によるカウント値としきい値とを比較するカウント数比較部１４と、カウント値がしきい値よりも小さいラインを検出し、検出したラインに応じた静電潜像を感光体ドラム２１上に形成して、現像ユニット２３の現像剤を強制的に消費させる動作制御部１０とを有する構成としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準方向のラインごとに、画像データのデータ数を計数する計数手段と、
前記計数手段による計数値としきい値とを比較する比較手段と、
前記計数値が前記しきい値よりも小さいラインを検出し、検出したラインに応じた静電潜像を像保持体上に形成して、現像装置の現像剤を強制的に消費させる強制排出手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記強制排出手段は、前記像保持体上に形成する前記静電潜像の前記基準方向の幅を、前記計数手段の計数値に反比例するように形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
コンピュータを、
基準方向のラインごとに、画像データのデータ数を計数する計数手段と、
前記計数手段による計数値としきい値とを比較する比較手段と、
前記計数値が前記しきい値よりも小さいラインを検出し、検出したラインに応じた静電潜像を像保持体上に形成して、現像装置の現像剤を強制的に消費させる強制排出手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、静電潜像を現像して、転写紙上に転写する工程を有しているが、現像性や転写性が低下すると画質欠陥を生じさせ、画質の安定性を阻害してしまう。すなわち、形成すべき画像においては、印字幅方向（主走査方向）にページあたりの印字量がバラツキ、偏りを有しているのが常であり、同様の画像データの出力要求が連続した場合には、現像器の像担持体に対向した現像ロール上のトナー消費量が主走査方向の画像データのバラツキ、偏りに対応してしまう。すると現像ロール上のトナーが消費された領域とされない領域のトナーの静電吸着力に差が生じてしまい、画像濃度に差が生じるという問題があった。特に磁性トナーをブレード等の帯電手段で摺擦する磁性一成分現像剤を有する現像方式においては、その構造上、現像ロール上のトナー消費履歴を解消する作用が二成分現像剤を有する現像方式に比べて少なく、画像データのバラツキ、偏りの影響が顕著である。
【０００３】
特許文献１では、静電潜像形成手段によって静電潜像を形成する前に、像担持体に形成する画像の画像密度を検出する画像密度検出手段を設けて、この画像密度検出手段による検出値が所望の値より低いと判断されたときに、所定の静電潜像を形成して現像装置の現像剤を強制的に消費させる技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０６７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、濃度むらやカブリといった画質欠陥の発生を低減させることのできる画像形成装置及びプログラム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】
かかる目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置の発明は、基準方向のラインごとに、画像データのデータ数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数値としきい値とを比較する比較手段と、前記計数値が前記しきい値よりも小さいラインを検出し、検出したラインに応じた静電潜像を像保持体上に形成して、現像装置の現像剤を強制的に消費させる強制排出手段と、を有する構成としている。
【０００７】
請求項２記載の画像形成装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記強制排出手段は、前記像保持体上に形成する前記静電潜像の前記基準方向の幅を、前記計数手段の計数値に反比例するように形成することを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載のプログラムの発明は、コンピュータを、基準方向のラインごとに、画像データのデータ数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数値としきい値とを比較する比較手段と、前記計数値が前記しきい値よりも小さいラインを検出し、検出したラインに応じた静電潜像を像保持体上に形成して、現像装置の現像剤を強制的に消費させる強制排出手段として機能させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明は、本構成を有しない場合に比較して、不必要な現像剤の消費を抑制することができると共に、画像の濃度差や濃度むらといった画質欠損の発生を抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、不必要な現像剤の消費をさらに抑制することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、本構成を有しない場合に比較して、不必要な現像剤の消費を抑制することができると共に、画像の濃度差や濃度むらといった画質欠損の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に、画像形成装置１の構成を示す。なお、本実施形態においては、発光素子として発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と表記する）を使用した例を説明するが、本発明は、これに限定されない。
【００１４】
画像形成装置１は、動作制御部１０、点灯制御部１１、画像形成部２０、ＬＥＤヘッド２２、カウント部１３、カウント数比較部１４、パッチ画像生成部１５、第１メモリ部１６、第２メモリ部１２及び操作部１７を含んで構成されている。なお、動作制御部１０とパッチ画像生成部１５とが強制排出手段に該当する。
【００１５】
動作制御部１０は、画像形成部２０の画像形成の動作を制御する。また、スキャナまたは他のコンピュータ等から画像データを取得し、取得した画像データに基づく画像を感光体ドラム２１上に形成するように点灯制御部１１の動作を制御する。さらに、パッチ画像生成部１５で生成されたパッチデータを取得して、パッチデータに基づくパッチ画像を感光体ドラム２１上に形成するように制御する。
【００１６】
第１メモリ部１６は、画像データを展開処理するページメモリ、ＣＰＵの作業用のＲＡＭ、不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ、磁気記憶媒体等で構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であり、動作制御部１０の処理に使用される各種データ及びプログラム等を記憶する。
【００１７】
点灯制御部１１は、ＬＥＤヘッド２２に形成されたＬＥＤ列の各ＬＥＤの点灯、消灯を制御する。
【００１８】
第２メモリ部１２は、ランダムアクセスメモリにより構成され、点灯制御部１１がＬＥＤヘッド２２を点灯制御する際に使用する各ＬＥＤの制御パラメータ等を記憶する。この制御パラメータは、例えば各ＬＥＤに流す電流値等のデータであり、各ＬＥＤヘッド２２が有するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）に記憶されている光量補正データを読み出したものである。
【００１９】
画像形成部２０は、ＬＥＤヘッド２２の他に、感光体ドラム２１、現像ユニット２３、転写ロール２５等を含み、画像データを所定の用紙２４に画像として形成する装置である。
【００２０】
ＬＥＤヘッド２２は、上記画像形成部２０の構成要素であり、ＬＥＤを直線状に並べたＬＥＤ列から感光体ドラム２１を感光するための光を照射する。この光は、集光レンズで集光され、感光体ドラム２１の表面に集光スポットが形成される。
【００２１】
現像ユニット２３は、ＬＥＤヘッド２２によって形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する。図２に、現像ユニット２３の構成を示す。現像ユニット２３は、感光体ドラム２１と対向する部位がそのドラムの回転軸方向にそって開口された開口部３５と、所定量の磁性一成分現像剤４０を収容する空間からなる現像剤収容部３１とが形成されたハウジング３０を有している。この開口部３５側には、開口部３５から一部を露出させた状態で回転する円筒状の現像スリーブ３４と、この現像スリーブ３４の内部に固定した状態で設置されるマグネットロール３３とが設けられている。
また、ハウジング３０の現像剤収容部３１側には、現像剤収容部３１内にある磁性一成分現像剤４０を攪拌しながら現像スリーブ３４側に供給するように回転する現像剤攪拌部材３２と、この現像剤攪拌部材３２寄りとなる現像スリーブ３４の外周面側に圧接される圧接ブレード３６とが設けられている。
【００２２】
図１に戻って、転写ロール２５は、現像ユニット２３により感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を用紙に転写するためのロールである。転写ロール２５が感光体ドラム２１に接触し、感光体ドラム２１の帯電電位と逆極性の電圧が転写ロール２５に印加されると、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が、転写ロール２５と感光体ドラム２１の間を通過する用紙２４に転写される。
【００２３】
カウント部１３は、ＬＥＤヘッド２２に形成されたＬＥＤ列の各ＬＥＤの点灯回数をカウントする。点灯回数をカウントするには、例えば第１メモリ部１６に含まれるページメモリに記憶された１ページ分の画像データを解析し、各ＬＥＤの点灯回数をカウントする方法が好適である。ＬＥＤヘッド２２は、感光体ドラム２１の主走査方向に平行に配列されているので、各ＬＥＤで露光することになる画素数を画像の副走査方向にカウントする。
【００２４】
カウント比較部１４は、設定時間Ｈと、閾値Ｔ１とを設定し、設定時間Ｈの間のカウント部１３のカウント数（点灯回数）と閾値Ｔ１とを比較する。
【００２５】
パッチ画像生成部１５は、カウント数比較部１４の比較結果に基づいてトナーを強制消費させるためのパッチ画像を生成して、動作制御部１０に対して出力する。
【００２６】
操作部２４は、キーボード、タッチパネル等で構成され、画像形成装置１の制御動作に必要な指示情報を入力する。
【００２７】
なお、図１に示す動作制御部１０と、点灯制御部１１と、カウント部１３と、カウント数比較部１４と、パッチ画像生成部１５とは、ソフトウェア制御によって実現することもできる。この場合のコンピュータの構成を図３に示す。図３に示すＲＯＭ６２に格納したプログラムをＣＰＵ６１が読み込んで、このプログラムに従った演算をＣＰＵ６１で行うことにより、各装置の機能が実現される。また、ＣＰＵ６１による演算の手順については、後述する。また、ＲＡＭ６３は、第１メモリ１６、第２メモリ１２として機能し、演算結果のデータが書き込まれる。ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）６４には、電源オフ時に、バックアップの必要なデータが保存される。
なお、ＲＯＭ６２に格納されているプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納されたものを読み込んでＮＶＲＡＭ６４に格納してもよいし、ネットワークを介して送信されたプログラムをＩ／Ｏポート６５で受信してＮＶＲＡＭ６４に格納してもよい。
【００２８】
図４（Ａ）には、ＬＥＤヘッド１６と、現像スリーブ３４の主走査方向の関係を示す。また、図４（Ｂ）には実際に描かれる画像の一例を示す。図４（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、ＬＥＤヘッド１６の主走査方向の幅は、画像の最大幅よりもやや広く、現像スリーブ２０の現像幅はＬＥＤヘッド１６の主走査方向幅よりも更に広く構成されている。
【００２９】
図４（Ｂ）に示す画像を形成する時に、各ＬＥＤの点灯回数をカウント部１３でカウントした結果を図４（Ｃ）に示す。
図４（Ｂ）に示す１ページ分の画像データを第１メモリ部１６のページメモリに一旦記憶し、カウント部１３は、このページメモリに記憶した画像データを解析して、それぞれ対応するＬＥＤごとに副走査方向（基準方向）の１ラインごとに画素数をカウントする。カウント値は、各ＬＥＤの点灯回数となる。このカウント結果は、カウント部１３が第１メモリ部１６に記憶させる。
【００３０】
図４（Ｂ）に示す画像の副走査方向の画素数をカウントすると、図４（Ｃ）に示すように、画像枠５０のうち、副走査方向に伸びる縦枠を印字するためのＬＥＤヘッド２２のＬＥＤの点灯回数が、他のＬＥＤに比べて極端に多くなる。従って、この画像枠５０の領域と他の領域とでは現像スリーブ３４上のトナー消費量に差が生じてしまう。このため、トナーの静電吸着力に差が生じ、画像濃度に差が生じる。
【００３１】
このようなトナー消費量の差の弊害を解消するために、本実施例では、ドナー消費量が少ない領域を検出して、この領域でトナーを強制的に消費させる。
トナーの強制消費動作は、設定時間Ｈの間にカウント部１３でカウントした点灯回数が、しきい値Ｔ１を超えなかったときに、パッチ画像生成部１５でトナーを強制消費するためのパッチ画像を生成して、動作制御部１０に出力することで実現される。
【００３２】
設定時間Ｈとしきい値Ｔ１は、感光体ドラム２１の特性、トナーの種類、現像ロール３３の特性、各種パラメータの設定など、適用されているシステムに応じてを変更することができる。また、許容される画像の濃度差によって設定時間Ｈとしきい値Ｔ１を変更することもできる。
【００３３】
また、パッチ画像を作成するタイミングは、カウント比較部１４でパッチを形成するか否かを判定したプリント処理の間であって、形成する画像と画像の間のインターイメージの部分で行うことが好ましい。さらに、プリント処理の間の可能な限り早い段階でパッチ画像を形成するとよい。
【００３４】
また、パッチ画像を形成してトナーを強制消費する動作の回数が増えれば、その動作時間によりプリント処理の終了時間に影響する。このため、例えば累計プリント枚数が数十枚を越えた後のプリント処理スタート時、またはプリント処理エンド時にパッチ画像を形成して、トナーの強制消費を行うものであってもよい。この場合、この数十枚の画像を形成するプリント処理時間を設定時間Ｈに設定することが好ましい。
【００３５】
また、トナーの強制消費のためのパッチ形状は、主走査方向（用紙幅方向）においては、画像形成部２０と用紙を搬送する用紙搬送部（不図示）の機械的なバラツキを考慮して、最大用紙幅の両端に２ｍｍ（すなわち４ｍｍ）を加えた程度が望ましい。本実施例ではこの幅に相当するＬＥＤ露光幅に設定している。
また、副走査方向においては、現像ロール３３のトナー消費量の差を解消するために現像スリーブ３４の周長（Ｌ）＋２ｍｍ程度の幅であることが望ましい。
【００３６】
図５に示すフローチャートを参照しながら本実施例の処理手順を説明する。
プリント処理を開始すると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、主走査方向に並べた各ＬＥＤの点灯回数を、画像の副走査方向にカウント部１３でカウントしていく（ステップＳ２）。プリント処理の実行時間が、設定時間を超えると（ステップＳ３／ＹＥＳ）、カウント部１３のカウント値と、しきい値Ｔ１とをカウント数比較部１４で比較する（ステップＳ４）。カウント値がしきい値Ｔ１を下回ると（ステップＳ４／ＹＥＳ）、パッチ画像生成部１５は、画像と画像の間のインターイメージ部で、パッチ画像を形成する。形成したパッチ画像は、動作制御部１０に送出される。動作制御部１０はプリント処理の開始前、又は終了後にパッチ画像に基づく画像を形成するように点灯制御部１１を制御することで、トナー消費量が少ない領域のトナーを強制的に消費させる（ステップＳ５）。
【実施例２】
【００３７】
添付図面を参照しながら第２実施例を説明する。なお、本実施例の構成は、上述した第１実施例の構成と同一であるため、構成の説明は省略する。
トナーの強制消費による無駄なトナーの消費を抑制するためには、トナー消費量の主走査方向バラツキ、偏りを補正(消費が少ない領域は多く、消費が多い領域は少なく)することが望ましい。
【００３８】
図４（Ｃ）に示されるようにカウント部１３で、主走査方向に配列した各ＬＥＤの副走査方向の点灯回数をカウントしているので、パッチ画像生成部１５でこのカウントデータに反比例する副走査幅であるようにパッチ形状を生成すれば実現される。
【００３９】
具体的には、図４（Ｄ）に示すように下限閾値Ｔ１と上限閾値Ｔ２の差分の全点灯回数から下限閾値Ｔ１と上限閾値Ｔ２間の実点灯回数の割合Ａ（％）を求め、これと反比例する割合（１００−Ａ）％を副走査方向のパッチ基準幅であるＬ＋２ｍｍに乗じた幅をＬＥＤドット毎に適用してパッチを生成すれば実現される。
【００４０】
上述した実施例は本発明の好適な実施の一例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】現像装置の構成を示す図である。
【図３】ソフトウェア制御を実現するためのコンピュータ構成を示す図である。
【図４】（Ａ）は、ＬＥＤヘッドと現像スリーブの主走査方向の関係を示す図であり、（Ｂ）は、形成される画像の一例を示す図であり、（Ｃ）は、ＬＥＤ素子毎の点灯回数をカウント部によりカウントした結果を示す図であり、（Ｄ）は、ＬＥＤ素子毎のカウントデータに反比例する副走査幅であるパッチ形状を示す図である。
【図５】動作制御部１０の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  動作制御部
１１  点灯制御部
１２  第２メモリ
１３  カウント部
１４  カウント数比較部
１５  パッチ画像生成部
１６  第１メモリ部
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム
２２  ＬＥＤヘッド
２３  現像ユニット
２４  用紙
２５  転写ロール
３０  ハウジング
３１  現像剤収容部
３２  現像剤攪拌部材
３３  マグネットロール
３４  現像スリーブ
３５  開口部
３６  圧接ブレード
４０  磁性一成分現像剤
【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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