(57)【要約】【課題】線幅のさまざまな変動要因に関わらず、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させる。【解決手段】感光体上の静電潜像を顕像化する現像装置を備えた画像形成装置において、外部装置から与えられ、感光体ドラム１０上に顕像化された基準パターン５０の濃度をパターンセンサ５１で検出して濃度信号として出力し、この濃度信号に基づいて制御部でバーコードの黒線幅を変更するべく作像条件の少なくとも１つを変更する。変更する作像条件は、例えば、現像バイアス、前記光書き込み装置の光源であるレーザのレーザ出力、前記レーザによって書き込まれる線の両端のドットの大きさだけを変えるエッジ処理を行うパルス幅変調制御である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置から与えられた印字データを光書き込み装置によって光学的に静電潜像の形で形成する像担持体と、該像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、
前記外部装置から与えられ前記像担持体上に顕像化された基準濃度パターンの濃度を検出し、濃度信号として出力する濃度検知センサと、
前記濃度信号に基づいて作像条件の少なくとも１つを変更し、前記バーコードの黒線幅を変更可能な黒線幅変更手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記基準濃度パターンは白黒線が交互に形成されたパターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記変更される作像条件が、現像バイアスであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記変更される作像条件が、前記光書き込み装置の光源であるレーザのレーザ出力であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記変更される作像条件が、前記光学書き込み装置の光源であるレーザによって書き込まれる線の両端のドットの大きさだけを変えるエッジ処理を行うパルス幅変調制御であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーコード印刷を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式又はインクジェット方式等の画像形成装置は、文字、図形等をドットと言われる点の集合で描画し、印刷している。点の大きさが小さい程、文字等を構成するドット数が増して、精密な印刷が可能になる。そして、この点の大きさを一般に解像度として表現している。
【０００３】
画像形成装置の種類にもよるが、通常は、ドットの密度が１００ｄｐｉから２４００ｄｐｉ程度の画像形成装置が用途に応じて市販されている。パーソナルコンピュータ等に接続される画像形成装置の多くは、６００ｄｐｉで、中には１２００ｄｐｉを超えるものもある。これらの画像形成装置によりバーコードの印刷を行う場合には、各バーコードの規格に合致するドット構成で印刷を行う。例えば、ＵＣＣ／ＥＡＮ−１２８（ＥＡＮ＝European Article Number）コンビニエンスストア料金代理収納システムにて用いられているバーコード規格は、両側のクワイエットゾーンを含めたバーコードの全長が６０ｍｍ以内とする必要があり、これが４種類の太さの線で構成される。このバーコードを解像度６００ｄｐｉにて印刷する場合、バーコードを構成するドット構成は、白の線（以下、白バーという）と黒の線（以下、黒バーという）ともに、４ドット（０．１６９ｍｍ）、８ドット、１２ドット、１６ドットで行うのが一般的であり、線幅は非常に細く高密度になってきているために印字が困難になっている。（以下、「バーコード」とはＵＣＣ／ＥＡＮ−１２８コンビニエンスストア料金代理収納バーコードとして説明する。）
そこで、所定のバーコード幅に記録する情報量が増大したとき、線幅の条件により読取率が低くなってしまうことの対策で、黒バーの太りがないように黒バー及び白バーの線幅が適切に設定したバーコードフォントテーブルを用意してバーコードの読取率低下を解決することが、例えば特許文献１に記載されている。しかしながら、画像形成装置によっては黒白バー幅が、印字枚数が増えるに従い太くなるものや細くなるものがあり常に安定した太さを維持することができない。そのため、読取率の低下を招いてしまうことになる。同様に温度や湿度といった周囲の環境によっても黒白バーの幅が変動し、読み取り率低下の問題が発生しているものもある。
【０００４】
それらの対策としては、例えば特許文献２に印字枚数や環境に応じて黒バーと白バーのドット数を可変して太さの変動を抑え、読み取り率を安定させることが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１７３９９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９３９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドット数を変更するのは、６００ｄｐｉの解像度で書かれたバーコードの最も細い線は４ドットであり、前記特許文献２記載の技術では、１ドットが１６９μｍ刻みでしか補正することはできない。また、温度や湿度などの環境以外にも、トナー濃度や現像剤の状態などで、印字された線幅は常に変動しているものであり、タイムリーな補正を行うこともできない。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、線幅のさまざまな変動要因に関わらず、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、第１の手段は、外部装置から与えられた印字データを光学書き込み装置によって光学的に静電潜像の形で形成する像担持体と、該像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、前記外部装置から与えられ前記像担持体上に顕像化された基準濃度パターンの濃度を検出し、濃度信号として出力する濃度検知センサと、前記濃度信号に基づいて作像条件の少なくとも１つを変更し、前記バーコードの黒線幅を変更可能な黒線幅変更手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記基準濃度パターンは白黒線が交互に形成されたパターンであることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段において、前記変更される作像条件が現像バイアスであることを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
第４の手段は、第１の手段において、前記変更される作像条件が前記光書き込み装置の光源であるレーザのレーザ出力であることを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第１の手段において、前記変更される作像条件が前記光学書き込み装置の光源であるレーザによって書き込まれる線のエッジ処理を行うパルス幅変調制御であることを特徴とする。
【００１２】
後述の実施形態では、外部装置は符号８４に、像担持体は感光体１０に、現像装置は符号１２に、基準濃度パターンは基準パターン５０に、濃度検知センサはパターンセンサ５１に、黒線幅変更手段は制御部８１にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、黒線幅を変更可能な黒線幅変更手段を備えているので、さまざまな変動要因に拘わらず、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させることが可能なバーコードパターンを印字することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図、図２はプロセスカートリッジの着脱を示す斜視図、図３はプロセスカートリッジに備えられたトナーリサイクル装置を説明する斜視図、図４は現像装置の部分拡大図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム１０を備え、この感光体ドラム１０のまわりには、ローラ状の帯電装置１１から感光体ドラム１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、下からＡ方向に沿って現像装置１２、転写装置１３、用紙分離装置１４、クリーニング装置１５が配置されている。
【００１７】
そして、コピーを取るときは、公知のとおり、原稿載置台であるコンタクトガラス（図示しない）上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、光学読取装置（図示しない）で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体ドラム１０と転写装置１３間に記録媒体である転写紙Ｐを送り込む。
【００１８】
一方、感光体ドラム１０は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、クリーニングパッド１６によって清掃された帯電装置１１で表面を一様に帯電し、その表面に光書き込み装置（図示しない）からレーザ光Ｌを照射して書き込みを行い、感光体ドラム１０上に、読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像装置１２位置を通るときトナーを付着して静電潜像を逐次可視像化する。そして、この可視像化して形成したトナー画像を、上述したとおり感光体ドラム１０と転写装置１３間に搬送した用紙Ｐ上に転写装置１３で転写する。
【００１９】
転写後、用紙Ｐは、用紙分離装置１４で放電して、静電的に付着する感光体ドラム１０から分離し、不図示の定着装置へ搬送し、そこで転写画像を定着し、排紙部（図示しない）へと排出する。用紙分離装置１４に代えて分離爪を設け、感光体ドラム１０から機械的に分離するようにしてもよい。
【００２０】
他方、画像転写後の感光体ドラム１０は、表面に残った残留トナーを、クリーニング装置１５に備えるクリーニングブレード１７で掻き落として表面を清掃した後、不図示の除電ランプで除電して表面電位を初期化する。
【００２１】
ところで、図示例では、感光体ドラム１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とを１つのカートリッジケース１９内に配置してプロセスカートリッジ２０を構成している。このプロセスカートリッジ２０は、図２に示すように装置本体１８に対して正面側から矢示方向に出し入れして着脱するようになっている。  
さて、このようなプロセスカートリッジ２０において、上述した現像装置１２は、図１に示すように、下部側に現像剤収容部２１を設け、上部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を収容し、その現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材２３を設ける。また、図示しないが、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を検知するトナー濃度センサを設けてなる。  
現像剤担持部２２には、現像窓２７を通して感光体ドラム１０と対向する位置に、内部に磁石を有する現像剤担持体である現像スリーブ２８が設けられている。また、感光体ドラム１０への現像剤の供給量を制御する現像剤規制部材である現像ドクタ２９が設けられている。
【００２２】
感光体ドラム１０の上に備えるクリーニング装置１５には、カートリッジケース１９のクリーニングケース部１９ａ内に、クリーニングブレード１７で掻き落した残留トナーを掻き上げる回収羽根３０、及びその回収羽根３０により掻き上げた残留トナーを、図３から分かるように、感光体ドラム１０の軸方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３１とが備えられている。
【００２３】
そして、プロセスカートリッジ２０には、クリーニング装置１５で回収したトナーを、さらにパイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ、コイル、ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻すトナーリサイクル装置３２を備えている。
【００２４】
そして図４で説明すると、現像装置１２では、コピー時、駆動モータ（図示しない）を駆動し、その駆動を伝達して現像スリーブ２８を回転するとともに、撹拌部材２３を回転して現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像スリーブ２８へ搬送する。現像スリーブ２８には、所定バイアスが印加されており、現像剤中のトナーを感光体ドラム１０の表面に静電的に付着し、その表面上の潜像を可視像化する。
【００２５】
一方、クリーニング装置１５では、感光体ドラム１０の回転を、ギヤを介して伝達してトナー搬送部材３０を回転駆動し、感光体ドラム１０から除去した残留トナーをトナー搬送部材３０で搬送してクリーニングケース部１９ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置３２で現像装置１２に戻す。
【００２６】
次に、本発明に用いる基準パターン５０について説明する。
【００２７】
図５は感光体ドラム１０に作像された基準パターン５０とパターンセンサ５１を説明するための図、図６は規準パターン５０の概要図で、（ａ）は線が感光体ドラム１０の回転方向に平行なパターンを、（ｂ）は線が感光体ドラム１０の回転方向に対して垂直なパターンを示している。
【００２８】
図５は基準パターン５０が感光体ドラム１０上に作像された様子を示したものである。基準パターン５０は約２０ｍｍ四方の大きさであって、感光体ドラム１０の帯電後に静電潜像を作成し、これを現像することにより形成されたものである。  基準パターンは、黒線と白線が交互にあるゼブラパターンを用いている。基準パターンは６００ｄｐｉで描いており、黒線は４ドットで形成しており、白線（スペース）も４ドットで構成されている。この実施の形態では、黒線４ドット・白線４ドットで構成しているが、線の太さを変更しても、同様の結果を得られる。
【００２９】
また、基準パターンは、図６（ａ）に示すように、感光体ドラム１０の回転方向に対し、線が平行方向、つまり副走査方向の線で構成されていても、図６（ｂ）に示すように、感光体ドラム１０の回転方向に対し垂直方向、つまり主走査方向の線で構成されていても同様の結果が得られる。
【００３０】
図５に示すように、感光体ドラム１０上に作像された規準パターン５０の反射光を受光するようにパターンセンサ５１が設けられている。このパターンセンサ５１は、図１のクリーニング装置の前段位置、すなわち、現像・転写後の位置に、感光体ドラム１０に対向させて配置されており、光学的センサとなる反射型フォトセンサで構成されている。
【００３１】
パターンセンサ５１は、図示していないが、発光側ＬＥＤと受光側フォトトランジスタとからなり、感光体ドラム１０上に形成された現像後の基準パターン５０の反射濃度を光学的に検出し電気信号に変換して出力するものである。
【００３２】
この基準パターン５０にパターンセンサ５１の発光側ＬＥＤをＯＮさせ、現像してもトナーが感光体ドラム１０上にのっていない地肌部と現像された基準パターン５０に照射されるようにする。そして地肌部と現像された基準パターン部の電圧とが、感光体ドラム１０の移動によりパターンセンサ５１の受光部側に発生する。
【００３３】
図７は基準パターンに対するパターンセンサのＬＥＤ照射領域を示す概要図である。この図７に示すように、パターンセンサ５１の発光ＬＥＤは、基準パターン５０の広域にわたり照射しており、複数の線にまとめて照射している。また、パターンセンサ５１の受光部はその複数本の線からの平均化された反射光を受光している。このように、複数本の線の反射濃度を測定しているため、基準パターンは図６にあるように、線の方向が縦でも横でも問題はない。
【００３４】
パターンセンサ５１は、線の幅を測定できる高精度のものを採用すれば正確な制御が可能となるが、非常に高価となることが分かっている。本実施の形態で使用しているパターンセンサ５１は、実際にトナー濃度制御を行うための画像濃度測定用センサであり、ベタパッチのパターンを感光体ドラム１０上に作成し、この反射濃度を測定するためのものである。これを使用することで、特別なセンサを用いることなく、余計なコストをかけずに制御が可能となっている。
【００３５】
図９は基準パターンの黒線幅の太さとパターンセンサ５０の出力電圧との関係を示すグラフ、図１０はパターンセンサ５０の出力電圧と反射濃度との関係を示すグラフである。すなわち、図９は複数本の線幅を照射したときの受光側の出力電圧との関係を示した結果であり、図１０は受光側の出力電圧と反射濃度の関係を示した結果であるが、これらグラフから、１本１本の線幅を測定しなくても、複数本の反射濃度を測定することによって充分に線幅と反射濃度の相関を得られることが分かる。このため、細かい線幅の制御が可能となる。
【００３６】
図８はパターンセンサ５１による読取結果を示すグラフであり、パターンセンサ５０の受光側に発生する電圧を縦軸にとり、時間軸を横軸にとると、図８に示すような特性を示す。図中のＶｓがパターン像の電圧である。このパターン像の電圧は、図１０のようにＶｓが小さいと反射濃度が高く、Ｖｓが大きいと反射濃度が低いという関係がある。つまり、図９に表すようにＶｓが小さいときは、黒線幅が太くトナーが多くのっているため反射濃度が高くなり、Ｖｓが大きいときは黒線幅が狭く、トナーののりが少ないために画像濃度が低くなっているものである。
【００３７】
よって、線幅の太さとＶｓの関係を把握しておけば、Ｖｓの値によって作像条件を変更することによって線幅を制御することが可能となる。もちろん作像条件は、変更により線幅を狭くも広くも制御できる因子とすることできる。このことが重要である。
【００３８】
図１１はパターン制御を説明するフローチャートである。パターン制御にあたっては、まず、基準パターン５０を感光体ドラム１０上に作成し、現像して顕像化し、パターンセンサ５１によって基準パターンを読み取る（ステップＳ１０１）。次に読み込んだ結果のＶｓの値から、変更する作像条件のテーブル（図１２ないし図１４）を参照し（ステップＳ１０２）、作像条件を決定する（ステップＳ１０３）。このようにして、基準パターンを読み取った結果を作像動作に反映して制御を行う。
【００３９】
図１２は現像バイアスの制御テーブルであり、制御する作像条件が現像バイアスの場合に参照するテーブルである。現像バイアスを低くするとトナーがのらないため線幅は狭くなり、大きくするとトナーののり線幅が太くなるものである。その際、現像バイアスだけを変更するとカブリ（地肌汚れ）やキャリア付着などの影響が発生することが知られており、現像バイアスを変更した分だけ帯電電位も変更して、帯電電位―現像バイアスの関係を一定にするように制御を行う。
【００４０】
図１３はレーザ出力の制御テーブルであり、制御する作像条件が書き込みのレーザ出力の場合のテーブルである。  レーザ出力を強くすると感光体の電位ＶＬが低くなり、さらにビーム径も大きくなるため、トナーが多くのり、潜像の線幅も太くなる。逆にレーザ出力を弱くすると感光体電位ＶＬが高くなり、さらにビーム径も小さくなるため、トナーののりが少なく、線幅も細くなる。
【００４１】
図１４はエッジ処理の制御テーブルであり、制御する作像条件が光書き込み装置の光書き込みレーザのエッジ処理で行う場合のテーブルである。エッジ処理とは線の両端のドットの大きさだけを変える制御のことである。レーザはＰＷＭ（パルス幅変調）制御をしており、１つのドットを３２分割できる。
【００４２】
図１５はエッジ処理を説明する図である。ここでエッジ処理とは、制御していない４ドット線は４つのドット全てが３２／３２でフル発光している状態である。しかし、エッジ処理を行うと、４ドットの両端のドットがＰＷＭ変調により、この例では１６／３２の発光となっていることが分かる。このような制御を行うと、線幅の太さを自由に変更することが可能となる。この基準パターンを作成し、検知するタイミングは、画像印字前と画像のページ間で行うことが望ましい。
【００４３】
図１６は画像形成装置の基本的な概略構成を示すブロック図である。本画像形成装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含む制御部８１と、この制御部８１の上述した現像バイアス、レーザ出力、エッジ処理などの制御テーブルを記憶するメモリ８２と、バーコードを含む印字データにしたがって印字を行う印字部８３等から構成されている。制御部８１は、印刷すべき画像情報やバーコードパターンを出力するパーソナルコンピュータのような外部装置８０に接続されるとともに、パターンセンサ５１からの基準パターン情報も入力され、上述したような制御を行う。なお、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されているプログラムコードをＲＡＭに展開し、ＲＡＭをワークエリアとして使用し、前記メモリ８２に格納されたテーブルを参照しながら前記プログラムコードで定義されたプログラムを実行し、画像形成装置を制御する。
【００４４】
これによって、環境や現像剤の状態など、さまざまな要因から印字した画像の線幅が変動し、バーコードのような少しの線幅変動によって品質が変わってしまうような画像においても、現在の線幅を印字前に検知し、制御を行うことで、線幅を常に一定にすることが可能となった。バーコードはＵＣＣ／ＥＡＮ−１２８コンビニエンスストア料金代理収納バーコード以外にも、本発明が適用できる規格であればよい。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、さまざまな変動要因に関わらず、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させることが可能となった。さらに、このパターンセンサは線幅を測定するものではなく、一般的に反射濃度を測定するセンサを流用しても、線幅を測定することと同じ結果を得られ、線幅に対する細かい制御ができる。
【００４６】
さらに、基準パターンを線とすることで、実際の線幅の変動を検出しやすくすることが可能となり、線幅を現像バイアスによって調整することで、トナー付着量をコントロールし、線幅を変更することにより、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させることができる。この効果は、線幅を書き込み光学系のレーザ出力によって調整することでも、同様な効果が得られる。
【００４７】
また、線幅を書き込みレーザにより行う場合は、線のエッジ処理を行うＰＷＭ制御を変更して、線幅の潜像をコントロールし、線幅を変更すれば、バーコードリーダによるバーコードの読み取りを安定させることができる。
【００４８】
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項全てに及ぶことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】プロセスカートリッジの着脱時の状態を示す斜視図である。
【図３】プロセスカートリッジに備えられたトナーリサイクル装置を説明する斜視図である。
【図４】現像装置の部分拡大図である。
【図５】感光体に作像された基準パターンとパターンセンサを説明するための図である。
【図６】基準パターンの概要図で、（ａ）は線が感光体の回転方向に平行なパターンを、（ｂ）は線が感光体の回転方向に対して垂直なパターンをそれぞれ示す。
【図７】基準パターンに対するパターンセンサのＬＥＤ照射領域を示す概要図である。
【図８】パターンセンサによる読取結果を示す図である。
【図９】基準パターンの黒線幅の太さとセンサ出力電圧との関係を示す図である。
【図１０】センサ出力電圧と反射濃度との関係を示す図である。
【図１１】パターン制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】現像バイアスの制御テーブルを示す図である。
【図１３】レーザ出力の制御テーブルを示す図である。
【図１４】エッジ処理の制御テーブルを示す図である。
【図１５】エッジ処理を示す説明図である。
【図１６】本実施形態に係る画像形成装置の構成の概略を機能的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  感光体  
１１  帯電装置
１２  現像装置
１３  転写装置
１５  クリーニング装置
２０  プロセスカートリッジ
５０  基準パターン
５１  パターンセンサ
８１  制御部
８２  メモリ
８３  印字部
８４  外部装置
Ｐ  転写紙
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009216821.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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