(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて、印刷部において、主走査方向およびそれに直交する副走査方向に、潜像を形成し、それを現像剤を用いて可視化した画像を用紙上に印刷する画像形成装置であって、
前記画像データを基に、前記印刷部における主走査方向において、分割された複数のブロックごとの濃度データを検出する濃度データ検出手段と、
前記濃度データ検出手段が検出した複数のブロック間に、所定値以上の濃度差があるか否かを判断する濃度差判断手段と、
前記濃度差判断手段が、前記所定値以上の濃度差があると判断したときは、前記用紙の搬送方向を９０°回転するとともに、前記画像データを９０°回転して前記印刷部で印刷するよう制御する制御手段を含む、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に関し、特に、濃度むらの生じない画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来画像形成装置が高速化するにつれて、感光体へのトナー供給も高速化する必要がある。搬送方向に高濃度のすじ状の画像が存在する画像データを複数部印刷すると、局所的に現像器内のキャリア上のトナーが減少し、濃度むらが発生しやすくなる。一般的に、キャリアは磁界を持つマグネットローラ上を一周し、途中でドラムへトナーを転送して周回後に現像器内に戻り、トナーと攪拌される。理想的には、局所的にキャリアのトナーが減少しても、一周する間にトナーが十分に付着したキャリアに交換されるため、トナー不足にはならない。
【０００３】
但し、小型化、高速化された印刷器の現像器では、マグネットローラの径が小さくなり、高効率なキャリアの交換が困難となることで、ドラムへと運ばれるトナーが不足がちとなる。また、構造上マグネットローラと現像器の位置関係が不適切であると、同じ結果となる。
【０００４】
このような問題に対処するために、画像を用紙上に連続的に形成する画像形成装置において、濃度むらの生じない装置がたとえば、特開平９−２０４０９４号公報（特許文献１）に記載されている。同公報によれば、画像信号中の有効信号を計数積算して画像濃度信号を計数する計数部と、計数部からの画像濃度信号を受けてトナー補給量を制御するトナー補給制御部とを備える画像形成装置において、計数部が感光体上の主走査１ライン分の画像信号を複数部分に分割し、分割された各部分ごとに有効信号を係数積算してそれぞれの画像濃度信号を得、トナー補給部が、現像部の主走査ラインの分割された各部に対応する部分ごとに、それぞれの画像濃度信号に基づいてトナー補給制御を行なう装置を開示している。
【特許文献１】特開平９−２０４０９４号公報（段落番号００１７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の濃度むらの生じない画像形成装置は上記のように構成されていた。感光体上の主走査１ライン分の画像信号を複数部分に分割し、分割された各部分ごとに有効信号を係数積算してそれぞれの画像濃度信号を得、それに基づいて、現像部の主走査ラインの分割された各部に対応する部分ごとに、それぞれの画像濃度信号に基づいてトナー補給制御を行なっていたため、画像の濃度むらは生じにくいが、構成および制御が複雑で、コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、小型、高速の印刷機において、高濃度の画像が連続しても、部分的な濃度低下による濃度むらを、簡単に抑えることが可能な画像形成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】
【０００７】
この発明に係る、画像データに基づいて、印刷部において、主走査方向およびそれに直交する副走査方向に、潜像を形成し、それを現像剤を用いて可視化した画像を用紙上に印刷する画像形成装置は、画像データを基に、印刷部における主走査方向において、分割された複数のブロックごとの濃度データを検出する濃度データ検出手段と、濃度データ検出手段が検出した複数のブロック間に、所定値以上の濃度差があるか否かを判断する濃度差判断手段と、濃度差判断手段が、所定値以上の濃度差があると判断したときは、用紙の搬送方向を９０°回転するとともに、前記画像データを９０°回転して前記印刷部で印刷するよう制御する制御手段を含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、印刷部における主走査方向において、分割された複数のブロックごとの濃度データを検出し、その検出した複数のブロック間に、所定値以上の濃度差があるか否かを判断し、濃度差が、所定値以上であると判断されたときは、濃度差に応じて印刷部の印刷方法を変更する。
【００１４】
従来のように、ブロックごとのトナーの供給量を制御することなく、印刷方法の変更でトナーの供給を制御するため、構成や制御が複雑にならない。
【００１５】
その結果、小型、高速の印刷機において、高濃度の画像が連続しても、部分的な濃度低下による濃度むらを、簡単に抑えることが可能な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施の形態にかかる、画像形成装置の要部を示すブロック図である。図１を参照して、画像形成装置は、自動原稿送り装置等で搬送された原稿の画像を読取る読取装置１１と、読取装置１１で読取られた原稿を画像データとして格納するメモリ１２と、メモリ１２に格納された画像データに基づいて、給紙部１４から給紙された用紙上に印刷する印刷部２０と、印刷部２０で印刷された用紙を排出する用紙排出部１３とを含む。
【００１７】
印刷部２０は、メモリ１２からの画像データに基づいて、図示のないレーザ光を用いて静電潜像を形成するための感光体２１と、感光体２１上の静電潜像を、現像剤としてのトナーを用いて用紙上に可視化するための現像器２２と、現像器２２で現像された画像を定着するための定着器２３とを含む。
【００１８】
読取装置１１、メモリ１２、印刷部２０を構成する上記の各機器、給紙部１４および用紙排出部１３は、ＣＰＵを含む制御部１５によって制御される。なお、ここで、実線は画像データまたは用紙の流れを示し、点線は制御信号の流れを示す。
【００１９】
図２は、１枚の原稿を読み取ったときの、メモリ１２上に形成される画像データの格納状態を示す図である。図中、矢印Ａは、原稿読取時の搬送方向を示し、矢印Ｂは、読取装置１１の主走査方向を示す。基本的に、メモリ１２に格納された画像データが印刷部２０によってそのまま用紙上に印刷されて印刷画像となる。ここで、画像データを主走査方向において複数のブロックに分けて、各ブロックごとにその濃度を計算する。この濃度の計算方法は、特許文献１に記載されているような方法で行う。ここでは、図に示すように、ブロックａ〜ブロックｇの７つのブロックに分けられている。なお、この画像データの印刷は、メモリ１２に格納された画像データが、そのまま、印刷部２０の感光体２１および現像器２２で可視化されることによって行われるため、読み取り時の主走査方向は、感光体２１および現像器２２においても主走査方向となる。
【００２０】
図３は、読取装置１１で読取られ、メモリ１２に格納された画像データの一例を示す図である。図３に示すように、縦向きの濃度の高い文字３１と横向きの通常濃度の文字３２とが読取られ、用紙上に印刷されるものとする。
【００２１】
図４は、図３に示した状態で各ブロックの画像濃度を制御部１５で加算した加算値を示す図である。図４を参照して、ブロックｄの濃度が他のブロックに対して極端に多いことがわかる。
【００２２】
このような、部分的に高濃度の画像が存在する原稿を多数部印刷する場合、局所的にトナーを消費し、特に高速機でかつ省スペース化で小型の現像器２２においては、トナーの供給が間に合わなくなる。
【００２３】
そこで、この実施の形態においては、局所的にトナーの消費が多い印刷が続くときは、キャリア上のトナーが不足すると判断する。そして、このような場合には、部分的に濃度が下がるのを避けるために、給紙部１４からの用紙の給紙間隔を開けるか、印刷速度を落とすなどして印刷速度を下げる。
【００２４】
図５は、この場合における制御部１５の行う処理を示すフローチャートである。ここでは、各ブロックごとの濃度を求め、その中から、最大濃度を最小濃度とを検出し、その差に応じて、印刷速度を変更する。すなわち、濃度が大きいほど印刷を遅くする。
【００２５】
図５を参照して、まず、読取装置１１で原稿を読取る(ステップＳ１１)。次いで、メモリ１２に格納された画像データから、各ブロックａ〜ｇごとの濃度データを読み取り（Ｓ１２）、ブロックごとの濃度データを検出する。次いで、各ブロックの濃度の中から、最大値と最小値とを求め、最大値から最小値を引いてその差ＤＩＦＦを求める（Ｓ１３）。この処理を、すべての原稿について行う（Ｓ１４でＹＥＳ）。したがって、制御部１５は、濃度データ検出手段、および、濃度差判別手段として機能する。
【００２６】
この差ＤＩＦＦによって、印刷部における印刷速度を、「速」、「中」、「遅」の３段階に分ける。すなわち、差ＤＩＦＦが所定の閾値２よりも大きいときは（Ｓ１５，Ｓ１６でＹＥＳ）、印刷速度を「遅」くし（Ｓ１７）、閾値２と閾値１との間であれば（Ｓ１５でＹＥＳ，Ｓ１６でＮＯ）、「中」速度とし（Ｓ１８）、閾値１よりも小さければ（Ｓ１５でＮＯ）通常の「速」い速度とする（Ｓ１９）。すなわち、制御部１５は、濃度差検出手段が、所定値以上の濃度差があると判断したときは、濃度差に応じて印刷部の印刷方法としての印刷速度を変更する。したがって、制御部１５は、制御手段として機能する。
【００２７】
その結果、ブロック間の濃度差が大きくても、現像器２２において、トナーが十分供給され、濃度むらが生じることは無い。
【００２８】
なお、印刷速度の変更方法としては、印刷部２０を構成する各要素のうち、任意の１つの要素の速度を変更してもよいし、複数の要素の速度を変更してもよい。
【００２９】
なお、ここでは、濃度差に応じて、印刷速度をかえる例について説明したが、これに限らず、給紙部１４からの用紙の給紙間隔を変更してもよい。
【００３０】
次にこの発明の第２実施の形態について説明する。第２実施の形態においては、濃度差が大きいときは、現像器２２に設けられた攪拌器の攪拌速度を一時的に上げることによって、現像器２２内のトナーを常に感光体２１への供給部に供給することによって濃度むらを防ぐ。
【００３１】
図６はこの実施の形態を説明するための図である。図６（Ａ）は、現像器２２を示す概略縦断面図であり、図６（Ｂ）は、現像器２２を図６（Ａ）中のＢ-Ｂで切断した場合の概略横断面図である。図６（Ａ）および（Ｂ）を参照して、現像器２２は、感光体２１に当接し、感光体２１にトナーを供給して可視像を形成するマグネットローラ２２１と、トナーを攪拌しながら図６（Ｂ）中の矢印で示す長手方向に搬送するとともに、マグネットローラ２２１にトナーを供給する攪拌器２２２とを含む。攪拌器２２２は、現像剤攪拌搬送部材として、トナーを攪拌しながら、矢印の方向へ搬送する第１攪拌搬送部材２２２ａと、第１攪拌搬送部材２２２ａと同じ構成の第２攪拌搬送部材２２２ｂとを含む。
【００３２】
第１攪拌搬送部材２２２ａと、第２攪拌搬送部材２２２ｂとの間は、その中央部において、仕切り板２２５によって仕切られている。一方、その端部においては開口部が設けられており、そこを通じて、現像剤は、図中矢印で示すように循環可能である。
【００３３】
この実施の形態では、濃度差が上記した２つの閾値に応じて、攪拌器２２２の攪拌速度を「低速」、「中速」、「高速」の３つに分けることによって、現像器２２内の各ブロックａ〜ｇのすべてにおいて、トナーを感光体２１へ供給することによって濃度むらを防ぐ。
【００３４】
この場合の制御部１５が行う処理のフローチャートは、印刷速度が、攪拌器の攪拌速度に変わるだけで、基本的に図５と同様であるので、その説明は省略する。
【００３５】
次に、この発明の第３実施の形態について説明する。この実施の形態においては、ブロック間の濃度差ＤＩＦＦに応じて、印刷する画像を用紙の方向を強制的に９０°回転することによって搬送方向の帯状の濃度むらの発生を防ぐ。図７はこの実施の形態を示す図である。図４に示したような大きな濃度差がある場合、図７（Ｂ）に示すように、図３で示した画像データを９０度回転して印刷部２２で印刷する。この場合には、現像器２２の主走査方向の各ブロック１〜７は、図７（Ａ）に示すように、図４に示す場合に比べて、ブロック１〜７間の濃度の差が少なくなっている。この場合、トナーが一部の領域で足らなくなることはない。
【００３６】
上記以外に、画像データやレーザの電流値補正で印刷部２０の濃度値を補正することによって対処してもよいし、逆に、形成される画像全体の濃度を下げることによって濃度低下を目立たなくさせるようにしてもよい。
【００３７】
なお、上記実施の形態においては、マグネットとトナーとからなる２成分系現像剤を用いた場合について説明したが、これに限らず、１成分系の現像剤であってもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、印刷部の印刷方法の変更を２段階に変える場合について説明したが、これに限らず、１段階や３段階以上に変えてもよい。
【００３９】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】メモリ上に格納された画像データを複数のブロックに分割する状態を示す図である。
【図３】読取られた画像データの例を示す図である。
【図４】図３に示した画像データにおいて、ブロックごとの画像濃度を加算した加算値を示す図である。
【図５】第１実施形態における制御部が行う処理内容を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態における現像器の動作を説明するための図である。
【図７】第３実施形態における動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  読取装置、１２  メモリ、１３  用紙排出部、１４  給紙部、１５  制御部、２０印刷部、２１  感光体、２２  現像器、２３  定着器。
【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】
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